具有直线性的等离子体出口的电子回旋共振等离子体源制造技术

本发明专利技术涉及一种具有一直线性的等离子体出口（９，２７，２８，３０）的ＥＣＲ－等离子体源，它包括一个等离子体室，在其中配有一个中心的波分配器，以及在直线性的等离子体出口的区域内配置一个多极磁场装置。作为中心的波分配器有至少两个单独的波分配器（３，４），它们分别安置在一个部分等离子体室（１，２，２１，２２，３２，３３）中。在每个部分等离子体室（１，２，２１，２２，３２，３３）处设置了一个直线性的部分等离子体出口（７，８，２３，２４，３４，３５），并配有多极磁场装置（１０，１１，３８，３９）。所述至少两个直线性的部分等离子体出口（７，８，２３，２４，３４，３５）是如此地相对布置的，使得它们共同地形成ＥＣＲ等离子体源的至少一个等离子体出口（９，２７，２８，３０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种ECR(电子回旋共振)等离子体源，它具有一个在等离子体室上的直线性等离子体出口，所述等离子体室同时起着外导体的作用，在该等离子体室中有一个中心的波分配器，所述波分配器同一个用于产生高频的装置相连，并与一个处于直线性等离子体出口区域中的多极磁场装置相连。作为高频可以考虑的是所有在技术上可应用的和允许的频率范围。在实际中已证明合适的频率特别在13.56MHz和2.45GHz之间。
技术介绍
根据现有技术，已知有各式各样的等离子体产生装置。DE 198 12558 A1介绍了一种用于产生线性膨胀的ECR等离子体(Electron-Zyklotron-Resonanz-Plasmen)的装置。一个内导体同一个用于产生微波(910MHz至2.45GHz)的装置相连，并同轴地安置在一个良好传导性的外同轴波导体中，该同轴波导体同时限界等离子体室。管状的等离子体室具有一个平行于纵轴线的缝隙形的孔口，在孔口上两边对应于纵轴线各有一个多极磁场装置以用于产生静磁场。如果经过内导体(波分配器)将微波馈入到以气体载体加以充斥的等离子体室中，即可在等离子体室中形成一个等离子体。在缝隙状的孔口区域内，该等离子体通过多极磁场装置的磁场以强的电场分量大大得以增强。利用这样一种装置，可以很有利地产生一个线性膨胀的等离子体。不过也有一个缺点等离子体密度在缝隙状孔口的纵轴线上有相当大波动，而垂直于纵轴线则具有一个有相当小顶点曲率半径的抛物线形膨胀。
技术实现思路
本专利技术的基本目的是，提出文首述及的那样一种线性ECR等离子体源，利用该等离子体源可以在等离子体出口形成一个大面积的均质的等离子体。本专利技术的上述目的是通过权利要求1中所述特征得以实现的。本专利技术的一些有利的发展在各从属权利要求中指明，下面将结合对本专利技术的优选的实施例说明包括附图，就这些发展做详细解释。本专利技术的核心在于依本专利技术提出的方式，将至少两个作为已知的、具有波分配器和多极磁场装置的线性ECR等离子体源进一步发展成为一种有效的、具有至少一个等离子体出口的线性ECR等离子体源。对于许多种用途来说，一个具有两个部分等离子体室的ECR等离子体源就足够了。不过，一个依本专利技术的ECR等离子体源，特别是针对基质的具体形态或基质载体上基质的分布情况加以协调后，也可以具有三个或多个部分等离子体室。相似地，该ECR等离子体源可以具有一个或两个等离子体出口，而在有三个或多个部分等离子体室的情况下也可以具有多个等离子体出口。按权利要求2至4，ECR等离子体源具有一些特定的等离子体出口，这些等离子体出口基本上取决于固有的产生等离子体的部分等离子体室的位置和它们彼此相对的位置。按权利要求6，ECR等离子体源可以有利地加以如此发展，使得在除了在部分等离子体出口区域内的多极磁场装置之外，还可在部分等离子体室外面固定地或可移动地设置一个或多个另外的多极磁场装置。这样就能以特定方式影响部分等离子体室内部中的等离子体形成。在下面的几个实施例中对其它一些有利的发展予以详细说明。本专利技术提出的ECR等离子体源的优点特别在于通过至少两个单独的等离子体的叠加，便可产生一个致密的和非常均匀的等离子体，利用该等离子体可有利地对大基质或基质布置进行有效等离子处理。按现有技术，在较大的线性等离子体情况下，例如在层淀积情况下，层厚度所具有的非均匀性超过±8％；而利用本专利技术提出的ECR等离子体源可在等离子体出口的大约800mm的一个长度上制取的氮化硅层的层厚度所具有的非均匀性小于±2％。依此，通过所馈入的波功率的变化，以及通过部分等离子体室形状、多极磁场装置的磁场的位置和强度的变化，和通过可变的气体引导的改变，便可实现一种实际上非常灵活的作业。附图说明下面将参照四个实施例对本专利技术做详细解释。属于实施例I的图1表示一个示意的ECR等离子体源的断面图，该等离子体源配有一个等离子体出口，在此出口处分别处于各个波分配器和部分等离子体出口的宽度中点之间的径向线彼此倾斜90°的角度。属于实施例II的图2表示一个示意的ECR等离子体源的断面图，该等离子体源配有两个等离子体出口，在此出口处分别处于各个波分配器和部分等离子体出口的宽度中点之间的径向线在一条轴线上，而ECR等离子体源的两个等离子体出口则布置成直角。属于实施例III的图3表示一个示意的ECR等离子体源的断面图，该等离子体源配有一个等离子体出口，在此出口处分别处于各个波分配器和部分等离子体出口的宽度中点之间的径向线是彼此平行地布置的。属于实施例IV的图4a表示一个ECR等离子体源的结构性设计的断面图，该等离子体源配有一个等离子体出口，在此出口处分别处于各个波分配器和部分等离子体出口的宽度中点之间的径向线在一条轴线上，而ECR等离子体源的等离子体出口则是与之成直角地布置。图4b表示图4a所示的ECR等离子体源的一个透视视图。具体实施例方式实施例I 本专利技术提出的依实施例I的ECR等离子体源基本上由两个单独的ECR等离子体源组成。图1示出两个部分等离子体室1和2，它们共同形成ECR等离子体源的等离子体室，并被布置在一个在图中未示的真空室中。部分等离子体室1和2是设计呈管状的，在其内部同轴地分别布置一个单独的波分配器3和4。波分配器3和4相当于已知的方案，包含一个内导体，该内导体与一个用于产生微波特别是910MHz至2.45GHz之间范围内的微波的装置相连。波分配器3和4被用石英玻璃制的保护管围住。保护管的内腔可以用一种气体冲淋，从而将波分配器3和4加以冷却。部分等离子体室1和2的壁对于微波起着外同轴波导体的作用，并按已知类型特别具有用介电或导电材料制成的保护衬里。分别依其纵轴线，在管状的部分等离子体室1和2上各有一个直线性部分等离子体出口5和6。其中，分别处于各个波分配器3和4与部分等离子体出口5和6的宽度中点之间的径向线7和8，彼此以一个90°的角度相倾斜地加以布置。径向线7和8的交点大致位于ECR等离子体源的等离子体出口9的中心。在部分等离子体出口5和6的区域内，在外面在部分等离子体室1和2上分别布置一个例如具有静磁场的多极磁场装置10和11。其它多极磁场装置12于外面布置在部分等离子体室1和2的周边。所有的多极磁场装置10、11和12是如此固定在部分等离子体室1和2上的，即，使得它们的位置以及与之相关的磁场线的效应能够做到轻微改变，借以适应于具体工艺要求。下面将根据实施例I，就其功能详细说明ECR等离子体源。ECR等离子体源处在一个真空室中，在此真空室中为了ECR等离子体源的运行调定出一个气体载体例如氩气的压力到达2×10-2mbar。两个波分配器3和4被连接到一个用于产生例如具有915MHz的微波的装置上。这两个波分配器3和4起着微波天线的作用，并将微波馈送到部分等离子体室1和2中，从而在这两个室中形成一个等离子体。在多极磁场装置10和11的区域内，磁场分量作用于该等离子体，从而使得从ECR等离子体源的等离子体出口9中出来的等离子体大大被增强。多极磁场装置12的磁场分量也以相应方式作用于该等离子体。多极磁场装置10、11和12借助于定位如此地安置在部分等离子体室1和2上，使得它们的磁场分量适应于具体工艺要求而实现达到ECR等离子体源的等离子体出口9的均匀的等离子体膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有一直线性的等离子体出口（９，２７，２８，３０）的ＥＣＲ等离子体源，它包括一个等离子体室，在该等离子体室中有一个中心的波分配器，所述波分配器与一个用于产生高频的装置相连，并同时起着外导体的作用；以及在直线性的等离子体出口的区域内配有一个多极磁场装置，其特征在于：.作为中心的波分配器有至少两个单个的波分配器（３，４），它们分别设置在一个部分等离子体室（１；２；２１；２２；３２；３３）内，.所述部分等离子体室（１，２，２１，２２，３２，３３）在等离子体室内是如此 设计的，即，使得它们基本上同轴地包围着所述单独的波分配器（３，４），而且各自有一个直线性的部分等离子体出口（７，８，２３，２４，３４，３５），.在每个直线性的部分等离子体出口（７，８，２３，２４，３４，３５）处都有一个多极磁场装置（ １０，１１，３８，３９），.所述至少两个直线性的部分等离子体出口（７，８，２３，２４，３４，３５）是如此相互配置的，即，使得它们共同地形成ＥＣＲ等离子体源的至少一个等离子体出口（９，２７，２８，３０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2003-9-8 10341239.51.具有一直线性的等离子体出口(9，27，28，30)的ECR等离子体源，它包括一个等离子体室，在该等离子体室中有一个中心的波分配器，所述波分配器与一个用于产生高频的装置相连，并同时起着外导体的作用；以及在直线性的等离子体出口的区域内配有一个多极磁场装置，其特征在于·作为中心的波分配器有至少两个单个的波分配器(3，4)，它们分别设置在一个部分等离子体室(1；2；21；22；32；33)内，·所述部分等离子体室(1，2，21，22，32，33)在等离子体室内是如此设计的，即，使得它们基本上同轴地包围着所述单独的波分配器(3，4)，而且各自有一个直线性的部分等离子体出口(7，8，23，24，34，35)，·在每个直线性的部分等离子体出口(7，8，23，24，34，35)处都有一个多极磁场装置(10，11，38，39)，·所述至少两个直线性的部分等离子体出口(7，8，23，24，34，35)是如此相互配置的，即，使得它们共同地形成ECR等离子体源的至少一个等离子体出口(9，27，28，30)。2.按权利要求1所述的ECR等离子体源，其特征在于分别处于所述单个波分配器(3，4)和所述部分等离子体出口(6，7)的宽度中点之间的两条径向线(7，8)按下述方式彼此成角度地布置，即，它们大致在ECR等离子体源的等离子体出口(9)的中心相交。...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆马伊，迪特马尔罗特，
申请(专利权)人：德国罗特劳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]