[发明专利]结合有多重磁芯的电感耦合等离子体反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体反应器，通过等离子体放电，产生包括 离子、自由基、原子、以及分子的活性气体，用于利用活性气体进行 固体、粉末、以及气体等的等离子体处理，具体而言涉及一种结合有 多重磁芯的电感耦合等离子体反应器。

背景技术

等离子体放电使用于气体激发，该气体激发用于产生包括离子、 自由基、原子、以及分子的活性气体。活性气体在很多领域被广泛使 用，代表性的有半导体制造处理，例如刻蚀、蒸镀、以及清洗等多种。

最近，用于制造半导体装置的晶片或LCD玻璃基板进一步大型化。 因此，需要如下容易扩散的等离子体源：对等离子体离子能量的控制 能力高，并且具有大面积处理能力。

用于产生等离子体的等离子体源有多种，作为其代表性的例子有 使用射频(radio frequency)的电容耦合等离子体和电感耦合等离子体。 其中电感耦合等离子体源，可以通过增加射频电源，比较容易地使离 子密度增加，适于得到高密度等离子体。

但是，电感耦合等离子体方式，与供给的能量相比，与等离子体 耦合的能量较低，从而使用电压很高的驱动线圈。因此，存在如下情 况：离子能量高，因而等离子体反应器的内部表面因离子轰击(ion bombardment)而损伤。离子轰击造成的等离子体反应器的内部表面的 损伤，不仅缩短等离子体反应器的寿命，而且得到起等离子体处理的 污染源的作用的消极结果。在降低离子能量时，产生因与等离子体耦 合的能量低而等离子体放电频繁断开(OFF)的情况。因此，产生稳定 的等离子体维持困难的问题。

另一方面，在半导体制造处理中，公知在利用等离子体的处理中 使用远程等离子体很有用。例如，有效地利用于处理腔的清洗或用于 光刻胶剥离的灰化(ashing)处理中。但是，随着非处理基板的大型化， 处理腔的体积也增加，需要可以在远处充分供给高密度的活性气体的 等离子体源。进而，在对多个基板同时进行处理的多重处理腔的情况 下特别需要。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种结合有多重磁芯的电感耦合等 离子体反应器，与等离子体耦合的电感耦合能量的传递效率高，可以 稳定地维持等离子体，可以稳定地得到高密度的等离子体。

用于完成上述技术问题的本发明的一个方式的电感耦合等离子体 反应器，包括：反应器主体，具有多个等离子体放电室；变压器，具 有多个横穿等离子体放电室设置的磁芯、和初级线圈；芯保护管，将 位于等离子体放电室的内部的磁芯部分覆盖从而进行保护；以及电源 供给源，与初级线圈连接，由电源供给源驱动初级线圈的电流，初级 线圈的驱动电流感应产生AC电位(AC potential)，该AC电位形成完 成变压器的次级电路的电感耦合等离子体，电感耦合等离子体以覆盖 芯保护管的外侧的方式形成在多个等离子体放电室中。

在一个实施例中，包括：气体入口，至少与一个等离子体放电室 连接；及气体出口，至少与另外一个等离子体放电室连接，包括相互 连接两个等离子体放电室的连接通路。

在一个实施例中，反应器主体包括与至少两个腔连接通路连接的 气体集合区域。

在一个实施例中，包括向气体入口均匀分配并供给气体的气体分 配部。

在一个实施例中，具有包括两个以上分离的多重气体出口的多重 放电室。

在一个实施例中，反应器主体包括金属物质，为了将涡电流(Eddy Current)最小化，金属物质包括一个以上的电绝缘区域，以使在金属 物质内具有电不连续性。

在一个实施例中，具有多重放电室，其芯保护管包括电介体物质。

在一个实施例中，芯保护管包括金属物质，为了将涡电流最小化， 金属物质包括一个以上的电绝缘区域，以使在金属物质内具有电不连 续性。

在一个实施例中，具有多重放电室，其包括设置在芯保护管的内 侧的冷却水供给通道。

在一个实施例中，冷却水供给通道包括金属物质，为了将涡电流 最小化，金属物质包括一个以上的电绝缘区域，以使在金属物质内具 有电不连续性。

在一个实施例中，包括经由磁芯的中心部而形成的冷却水供给通 道。

在一个实施例中，包括阻抗匹配电路，其在电源供给源和初级线 圈之间构成，进行阻抗匹配。

在一个实施例中，上述电源供给源，没有可调整的匹配电路，而 进行动作。