本申請(qǐng)涉及等離子體處理，具體涉及一種線圈和等離子體發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，電感耦合等離子體源(inductive?coupledplasma，icp)由高頻電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)激發(fā)氣體產(chǎn)生等離子體，可以在較低腔室壓力下工作，具有等離子體密度高和對(duì)工件損傷小等特點(diǎn)。因此，icp被廣泛應(yīng)用于等離子體刻蝕、超大規(guī)模集成電路制造和薄膜沉積等領(lǐng)域，icp中所用線圈的性能和等離子體(plasma)呈現(xiàn)的效果均與線圈的結(jié)構(gòu)和磁場(chǎng)的分布密切相關(guān)，例如，在等離子體加速器中，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以用于約束和加速等離子體。而為了滿足市場(chǎng)對(duì)大尺寸腔體批量處理plasma工藝的需求，大尺寸腔體中在滿足所要求的plasma濃度的同時(shí)，還要考慮plasma均勻性對(duì)工藝的影響。

2、在實(shí)現(xiàn)本公開實(shí)施例的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題：

3、相關(guān)技術(shù)中的線圈通常應(yīng)用于小尺寸平面放電腔體中，然而，由于小尺寸平面放電腔體存在對(duì)線圈的尺寸和形狀結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致plasma和電子溫度/密度都不能均勻地分布在大尺寸腔體中，最終無(wú)法滿足大尺寸腔體中對(duì)plasma濃度和均勻性的要求。因此，針對(duì)性地對(duì)大尺寸腔體icp放電的線圈進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn)成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

4、需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本申請(qǐng)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。所述概括不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍，而是作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。

2、本公開實(shí)施例提供一種線圈和等離子體發(fā)生裝置，以適應(yīng)大尺寸腔體icp放電并提供均勻的plasma分布。

3、在一些實(shí)施例中，所述線圈，包括第一線圈部和第二線圈部，所述第一線圈部和第二線圈部為并聯(lián)且沿相同方向繞制的螺旋線圈，其中，在所述第一線圈部的兩端和所述第二線圈部的兩端分別作為電源饋入端或接地端，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。

4、可選地，在所述第一線圈部與所述第二線圈部之間設(shè)置有共有線圈段，所述第一線圈部和所述第二線圈部以所述共有線圈段的中點(diǎn)為中心，共同呈順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋卷繞。

5、可選地，所述第一線圈部包括位于第一線圈部外側(cè)的第一端部和位于第一線圈部?jī)?nèi)側(cè)的第三端部，所述第二線圈部包括位于第二線圈部外側(cè)的第二端部和位于第二線圈部?jī)?nèi)側(cè)的第四端部；

6、其中，所述第一端部和所述第二端部分別作為電源饋入端或接地端中的一端，則所述第三端部和第四端部作為電源饋入端或接地端中對(duì)應(yīng)的另一端。

7、可選地，電流通過(guò)所述電源饋入端流入所述第一線圈部和所述第二線圈部，且流經(jīng)所述第一線圈部和所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段的電流方向相同，流經(jīng)所述共有線圈段中的電流方向相反。

8、可選地，所述共有線圈段與所述第一線圈部、與所述第二線圈部中的相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為50mm至200mm。

9、可選地，所述第一線圈部嵌套于所述第二線圈部且共面，所述第一線圈部和所述第二線圈部以所述第一線圈部的內(nèi)側(cè)為中心，共同呈順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋卷繞。

10、可選地，所述第一線圈部為多圈繞制的螺旋線圈，所述第一線圈部的兩端分別設(shè)置有第一端部和第三端部，所述第一端部和第三端部分別作為電源饋入端或接地端，所述第二線圈部為單圈繞制的螺旋線圈，所述第二線圈部的兩端分別設(shè)置有第二端部和第四端部，所述第二端部和第四端部分別作為電源饋入端或接地端，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。

11、可選地，電流通過(guò)兩個(gè)所述電源饋入端分別流入至所述第一線圈部和所述第二線圈部，后經(jīng)由所述第一線圈部的線圈段和所述第二線圈部的線圈段從兩個(gè)所述接地端流出，且流經(jīng)所述第一線圈部和所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段的電流方向相同。

12、可選地，所述第一線圈部中相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為50mm至200mm；和/或，所述第一線圈部與所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為20mm至80mm。

13、在一些實(shí)施例中，所述等離子體發(fā)生裝置，包括如本申請(qǐng)所述的線圈。

14、本公開實(shí)施例提供的線圈和等離子體發(fā)生裝置，可以實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果：

15、本申請(qǐng)針對(duì)大尺寸腔體放電，通過(guò)設(shè)置第一線圈部和第二線圈部，所述第一線圈部和第二線圈部為并聯(lián)且沿相同方向繞制的螺旋線圈，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。這樣，相比較于電流不同方向的情況，即增大了放電面積，減小了圈線的電阻。并且在增強(qiáng)了電磁場(chǎng)的整體強(qiáng)度的同時(shí)，減弱了線圈中心及中心邊緣的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)大面積均勻電磁場(chǎng)以達(dá)到優(yōu)化磁場(chǎng)分布的目的，改善了線圈品質(zhì)并提高了等離子源功率耦合性能。同時(shí)，采用第一線圈部和第二線圈部組合并聯(lián)的形式進(jìn)行放電，增加了plasma電子加熱區(qū)域。這樣，本申請(qǐng)的線圈結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較為均勻的電磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)大尺寸腔室中plasma的均勻分布和電子溫度/密度的均勻分布，滿足了大尺寸腔體中對(duì)plasma濃度和均勻性的要求。

16、以上的總體描述和下文中的描述僅是示例性和解釋性的，不用于限制本申請(qǐng)。

技術(shù)特征：

1.一種線圈，其特征在于，包括第一線圈部和第二線圈部，所述第一線圈部和第二線圈部為并聯(lián)且沿相同方向繞制的螺旋線圈，其中，在所述第一線圈部的兩端和所述第二線圈部的兩端分別作為電源饋入端或接地端，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈，其特征在于，在所述第一線圈部與所述第二線圈部之間設(shè)置有共有線圈段，所述第一線圈部和所述第二線圈部以所述共有線圈段的中點(diǎn)為中心，共同呈順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋卷繞。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線圈，其特征在于，所述第一線圈部包括位于第一線圈部外側(cè)的第一端部和位于第一線圈部?jī)?nèi)側(cè)的第三端部，所述第二線圈部包括位于第二線圈部外側(cè)的第二端部和位于第二線圈部?jī)?nèi)側(cè)的第四端部；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線圈，其特征在于，電流通過(guò)所述電源饋入端流入所述第一線圈部和所述第二線圈部，且流經(jīng)所述第一線圈部和所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段的電流方向相同，流經(jīng)所述共有線圈段中的電流方向相反。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線圈，其特征在于，所述共有線圈段與所述第一線圈部或、與所述第二線圈部中的相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為50mm至200mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈，其特征在于，所述第一線圈部嵌套于所述第二線圈部且共面，所述第一線圈部和所述第二線圈部以所述第一線圈部的內(nèi)側(cè)為中心，共同呈順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋卷繞。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線圈，其特征在于，所述第一線圈部為多圈繞制的螺旋線圈，所述第一線圈部的兩端分別設(shè)置有第一端部和第三端部，所述第一端部和第三端部分別作為電源饋入端或接地端，所述第二線圈部為單圈繞制的螺旋線圈，所述第二線圈部的兩端分別設(shè)置有第二端部和第四端部，所述第二端部和第四端部分別作為電源饋入端或接地端，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線圈，其特征在于，電流通過(guò)兩個(gè)所述電源饋入端分別流入至所述第一線圈部和所述第二線圈部，后經(jīng)由所述第一線圈部的線圈段和所述第二線圈部的線圈段從兩個(gè)所述接地端流出，且流經(jīng)所述第一線圈部和所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段的電流方向相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線圈，其特征在于，所述第一線圈部中相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為50mm至200mm；和/或，所述第一線圈部與所述第二線圈部的相鄰兩個(gè)線圈段之間的匝距為20mm至80mm。

10.一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的線圈。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及等離子體處理技術(shù)領(lǐng)域，公開一種線圈和等離子體發(fā)生裝置。其中，所述線圈，包括第一線圈部和第二線圈部，所述第一線圈部和第二線圈部為并聯(lián)且沿相同方向繞制的螺旋線圈，其中，在所述第一線圈部的兩端和所述第二線圈部的兩端分別作為電源饋入端或接地端，并且流經(jīng)所述第一線圈部和第二線圈部中的電流方向相同。以適應(yīng)大尺寸腔體ICP放電并提供均勻的Plasma分布。

技術(shù)研發(fā)人員：李翔,種展鵬,袁紅霞,王娟,姚俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇微導(dǎo)納米科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15