對于降低橫向損耗是有用的。然而，如果加強(qiáng)回路（21)的內(nèi)部磁極，2個(gè)等離子體條橫向 移動(dòng)遠(yuǎn)離彼此。在某些情況下，這可能是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，諸如，例如，因此可產(chǎn)生用于與圓柱表面 相切的2個(gè)處理區(qū)域的圓柱形處理表面。
[0034] 波噴射器是由其中心導(dǎo)體的端部在天線中的同軸導(dǎo)向器形成。
[0035] 本發(fā)明提供了兩種優(yōu)化天線的形狀的方式。
[0036] 下面的數(shù)值實(shí)例關(guān)于等離子體源給出，等離子體源包括具有17mm內(nèi)徑的外部導(dǎo) 體和具有8mm外徑的內(nèi)部導(dǎo)體的同軸波導(dǎo)。
[0037] 在圖6所示的第一實(shí)施方案中，首先在盤（5)中加寬中心導(dǎo)體（1)。這種盤具有比 波導(dǎo)（1)_(2)的開口更大的直徑，其使得防止導(dǎo)向器的內(nèi)部發(fā)生可能的沉積且使波盡可能 接近ECR區(qū)域成為可能。實(shí)際上，其邊緣位于距離ECR區(qū)域幾毫米遠(yuǎn)處。盤具有幾毫米的 厚度，典型地在1至5_范圍內(nèi)，且與源表面形成幾毫米的縫，有利地為2至5_之間。該 盤頂部有桿（6)，該桿為中心導(dǎo)體（1)的延續(xù)。該桿具有范圍在A/8和A/2之間的長度， 入是微波波長。確切長度取決于盤直徑和ECR區(qū)域的形狀。天線通過調(diào)節(jié)該桿的長度進(jìn)行 優(yōu)化。例如，在具有25mm直徑的盤的實(shí)施方案中，對于122. 4mm波長（2. 45GHz)，桿的最佳 長度的范圍在30和35_之間。因此，不管其旋轉(zhuǎn)對稱性，該天線產(chǎn)生微波場與等離子體的 良好耦合。桿的功能是將真空的阻抗與等離子體的阻抗相匹配。
[0038] 在第二實(shí)施方案中，中心導(dǎo)體的端部在具有幾毫米厚度的板（7)中，此時(shí)，板不具 有旋轉(zhuǎn)對稱性而沿磁系統(tǒng)的最長軸拉長（圖7A-7B)。橫向上，該板延長超出波導(dǎo)的開口且 其端部在距ECR區(qū)域幾毫米處。其總長度范圍在X/4和X之間。通過調(diào)節(jié)該長度，優(yōu)化 朝向等離子體的耦合是可能的。在其端部處，將板放置成與源的表面接觸（8)以產(chǎn)生短路， 從而避免其朝向相鄰的板輻射微波。這樣的短路促使波在該位置處在電場中產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)。波 反射并返回至噴射點(diǎn)。當(dāng)反射波到達(dá)噴射點(diǎn)時(shí)，噴射點(diǎn)和返回地面之間的距離給定反射波 的相位。通過修改該距離，使該相位適應(yīng)通過等離子體反射的波的相位是可能的。"自然的" 解決方案似乎是，當(dāng)板的總長度是X/2,S卩，對于2. 45GHz的頻率的61_時(shí)，在該長度下，駐 波在2個(gè)端部之間形成。然而，在實(shí)際情況下，已發(fā)現(xiàn)，這樣的理論長度對于等離子體效率 不是最佳的，且該長度必須增加約10%以獲得滿意的結(jié)果。
[0039] 板寬度可沿著板的整個(gè)長度保持相同（圖7A)或隨著距離噴射點(diǎn)的距離增加而減 小（圖7B)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，板寬度朝向其端部減小。例如，對于其中間是25_寬的 板，在其端部處的寬度將僅是l〇mm。
[0040] 對于位于磁路的轉(zhuǎn)彎內(nèi)部的噴射器，修改該第二天線形狀使得板僅在離開轉(zhuǎn)彎的 方向上拉長（圖7C)。然后，從中央導(dǎo)向器的中心開始測量的該部分的長度范圍在X/8至 入/2之間。在轉(zhuǎn)彎側(cè)，板具有半原盤形狀。在具有12. 5mm半徑的半圓盤的實(shí)施方案中，仍 然對于122. 4mm(2. 45GHz)，拉長的部分測量為34mm。
[0041] 在相同源上組合幾種類型的天線以優(yōu)化整體性能是可能的。組合由本發(fā)明提供的 兩種解決方案也是可能的，諸如，例如頂部有桿的拉長的板。
[0042] 應(yīng)參考圖8和9,其在橫截面視圖中示出集成了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的等離子體源 的兩個(gè)實(shí)施方案。
[0043] 在圖8中，處理腔室包括由冷卻回路（11)中的水循環(huán)冷卻的磁性金屬體（10)。設(shè) 置在主體中的殼體接收磁路。在本實(shí)施方案中，第一極化（31)的磁體（21)的第一線和圍 繞第一線并具有相反極化（32)的第二線（22)形成磁系統(tǒng)。在主體（10)的內(nèi)部，兩個(gè)磁體 線（21)和（22)由鐵磁板（23)連接。主體（10)和磁系統(tǒng)通過屏蔽物（12)與等離子體分 離。通過使其外部導(dǎo)體（2)插入到與其良好電接觸的源主體中的幾個(gè)同軸導(dǎo)向器，圓柱形 孔被設(shè)置在用于微波噴射的主體（10)和薄板（12)中。每個(gè)導(dǎo)向器的中心導(dǎo)體以圓柱形的 桿（1)的形式出現(xiàn)，相對于外部導(dǎo)體居中且延長超出屏蔽物。介電窗（3)放置在導(dǎo)向器的 內(nèi)部，距離開口幾厘米遠(yuǎn)。該偏移位置保證由任何沉積且特別是由可阻止微波傳遞的導(dǎo)電 沉積對電介質(zhì)的低污染。電介質(zhì)使產(chǎn)生真空處理罩的內(nèi)部和外部之間的氣密性成為可能。 在該第一實(shí)施方案中，波導(dǎo)開口部覆蓋有盤（5)，其防止沉積物滲入到波導(dǎo)中，且使將微波 攜帶到ECR區(qū)域成為可能。盤（5)的頂部有桿（6)，其使優(yōu)化與等離子體的耦合成為可能。
[0044] 因此，在圓盤具有25mm直徑和3mm厚度的實(shí)施方式中，對于2. 45GHz的微波頻率 和每個(gè)天線90W的功率，桿的長度已經(jīng)被調(diào)整在16和35mm之間。在每個(gè)配置中，觀察到容 易點(diǎn)燃。如果在匹配位于每個(gè)噴射線上的設(shè)備的阻抗的水平處不要求修改，則點(diǎn)燃被認(rèn)為 是容易的。
[0045] 已對電流進(jìn)行測量，該電流從等離子體中提取且通過放置在距離源8cm遠(yuǎn)的基板 收集且獲得20V的電壓，如下表中顯示的：
[0046]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于從氣態(tài)介質(zhì)通過電子回旋共振ECR產(chǎn)生沿軸線有顯著延長的等離子體的 設(shè)備，所述設(shè)備包括至少兩個(gè)同軸波導(dǎo)（4)，每個(gè)同軸波導(dǎo)由中心導(dǎo)體（1)和外部導(dǎo)體（2) 形成，以使微波進(jìn)入處理腔室，其特征在于：至少所述兩個(gè)電磁波噴射導(dǎo)向器（4)與在一個(gè) 方向上拉長的磁路（21-22)相結(jié)合，通過產(chǎn)生磁場包圍所述波導(dǎo)（4)的所述磁路能夠達(dá)到 接近所述波導(dǎo)的ECR條件。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述磁路具有接近所述波導(dǎo)的相反極性 (31-32)的兩個(gè)磁極（21-22)，以形成用于電子的磁阱。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一磁極（21)形成圍繞所述波導(dǎo)（4) 的第一線，而所述第二磁極（22)形成圍繞所述第一線（21)的第二線。
4. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)波導(dǎo)的所述中心導(dǎo)體（1)設(shè)置有能夠保 護(hù)所述導(dǎo)向器的開口并表現(xiàn)為天線的配件。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述中心導(dǎo)體（1)具有直徑比所述波導(dǎo)（4)的開口 更大的同心盤（5)以保護(hù)所述導(dǎo)向器的內(nèi)側(cè)，所述同心盤（5)被定位成盡可能接近所述ECR 區(qū)域，且頂部有與所述中心導(dǎo)體（1)同軸對齊布置的桿（6)。
6. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述中心導(dǎo)體的端部在沿著所述磁路的最長軸線拉 長的板（7)中，至少所述板的端部之一設(shè)置有配件（8)以放置成與所述源的表面接觸，以便 產(chǎn)生短路，所述板（7)的寬度大于所述波導(dǎo)（4)的開口。
7. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述板（7)的寬度沿其整個(gè)長度恒定。
8. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述板（7)的寬度隨著距離所述中心導(dǎo)體 (1)的距離的增加而減小，且關(guān)于所述導(dǎo)體⑴的所述至少一個(gè)側(cè)面減小。
9. 如權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理腔室包括帶冷卻 回路（11)的主體（10)，所述主體（10)包括殼體，所述殼體用于對由根據(jù)第一極化的磁體 (21)的第一線和根據(jù)相反極化且圍繞所述第一線（21)的磁體（22)的第二線形成的所述 拉長的磁路的裝配，所述第一線圍繞裝配在橫跨所述主體（10)的厚度形成的孔中的波導(dǎo) (4)，磁體的所述第一線和所述第二線通過鐵磁板（23)連接，所述主體和所述磁系統(tǒng)通過 屏蔽物（12)與所述等離子體隔開。
10. 如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述中心導(dǎo)體（1)是圓柱形 的桿，其相對于以良好的電接觸插入到所述主體（10)內(nèi)的所述外部導(dǎo)體居中，介電窗（3) 被置于所述導(dǎo)向器（4)內(nèi)部且在所述開口下方，所述開口被頂部有用作天線的桿的盤所覆 蓋。
11. 如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述中心導(dǎo)體是圓柱形的 桿，其相對于通過形成良好的電接觸的方式插入到所述主體（10)內(nèi)的所述外部導(dǎo)體居中， 介電窗（3)被置于所述導(dǎo)向器（4)內(nèi)部且在所述開口下方，所述開口被沿著所述噴射器的 軸線的拉長的板（7)所覆蓋，所述拉長相對于用于位于所述磁路的圓形端部處的波導(dǎo)的所 述中心導(dǎo)體是非對稱的，所述拉長僅在相對端部的方向上，且所述拉長相對于用于位于所 述磁路的線性部分中的波導(dǎo)的所述中心導(dǎo)體對稱，每個(gè)拉長部分設(shè)置有用作短路的配件
【專利摘要】設(shè)備包括至少兩個(gè)同軸波導(dǎo)(4)，每個(gè)由中心導(dǎo)體(1)和外部導(dǎo)體(2)形成，以使微波進(jìn)入處理腔室，其特征在于：至少兩個(gè)電磁波噴射導(dǎo)向器(4)與在一個(gè)方向上拉長的磁路(21-22)相結(jié)合，通過產(chǎn)生磁場包圍所述波導(dǎo)的磁路能夠達(dá)到接近所述波導(dǎo)的ECR條件。
【IPC分類】H05H1-46, H01J37-32
【公開號】CN104620682
【申請?zhí)枴緾N201380046725
【發(fā)明人】貝亞特·施密特, 克里斯托弗·埃奧, 菲利普·毛林-佩里耶
【申請人】H.E.F.公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2013年9月4日
【公告號】CA2883570A1, EP2896278A1, US20150214008, WO2014041280A1