基于多线圈耦合的气体解离电路及气体解离系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多线圈耦合的气体解离电路，包括至少两个解离变压器和至少两个电抗，所述解离变压器包括第一主线圈、第一副线圈和电抗，所述第一主线圈之间串联，所述第一副线圈与所述电抗一一对应设置，且所述第一副线圈与所述电抗串联，所有所述解离变压器的匝数比均相同，所述匝数比为同一所述解离变压器内所述第一主线圈的匝数和所述第一副线圈的匝数的比值，所述第一主线圈之间串联，使得所有所述第一主线圈内的电流大小均相等，所有所述解离变压器的匝数比均相同，使得所有所述第一副线圈内的电流大小均相等，从而使得所述电抗产生的磁场强度相同，进而提高了气体离化率。本发明专利技术还提供了一种气体解离系统。本发明专利技术还提供了一种气体解离系统。本发明专利技术还提供了一种气体解离系统。

【技术实现步骤摘要】
基于多线圈耦合的气体解离电路及气体解离系统


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种基于多线圈耦合的气体解离电路及气体解离系统。

技术介绍

[0002]等离子体是指由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，一般可以通过容性耦合或射频感性耦合产生，在材料、能源、信息等领域得到广泛的应用。
[0003]等离子体辅助材料加工已在许多工业工厂得到广泛应用。在半导体和光电子行业，等离子体可用于多种工艺，如等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积、反应离子蚀刻和等离子体浸没离子注入。此外，低压等离子体还可用于腔室清洁和平板显示器制造。表面处理技术可用于生物医学器械的灭菌。特别是，对于大气压等离子体(如臭氧)，它可以应用于多种类型的清洁，如农业、食品消毒、水净化和便携式空气滤清器。为了提高化学气相沉积工艺的生产率，防止腔室受到污染是主要关注的问题。
[0004]目前国内外的等离子源主要为射频感性耦合等离子体源(Inductively Coupled Plama source，ICP)，射频感性耦合等离子体源具有低压高密，均匀性好，装置简单以及性价比高的特点，在半导体制造和材料科学领域里得到了广泛地应用，如多晶硅、二氧化硅和金属材料的刻蚀，以及金属氧化物薄膜制备等。现有的等离子体源通过点火电路激发点火气体(如氮气)离子化，通过射频感性耦合产生磁场，对清洁气体如(NF3)进行电离并维持稳定的等离子体，以产生一定密度的氟离子用于对芯片制程腔室的清洁。但现有技术中解离磁场强度不均匀，解离率低。
[0005]因此，有必要提供一种新型的气体解离电路及气体解离系统以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于多线圈耦合的气体解离电路及气体解离系统，提高气体解离磁场的均匀度，提高气体解离率。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的所述气体解离电路，包括至少两个解离变压器和至少两个电抗，所述解离变压器包括第一主线圈和第一副线圈，所述第一主线圈之间串联，所述第一副线圈与所述电抗一一对应设置，且所述第一副线圈与所述电抗串联，所有所述解离变压器的匝数比均相同，所述匝数比为同一所述解离变压器内所述第一主线圈的匝数和所述第一副线圈的匝数的比值。
[0008]所述气体解离电路的有益效果在于：所述第一主线圈之间串联，使得所有所述第一主线圈内的电流大小均相等，所有所述解离变压器的匝数比均相同，使得所有所述第一副线圈内的电流大小均相等，从而使得所述电抗产生的磁场强度相同，提高了磁场的均匀度，进而提高了气体离化率。
[0009]可选地，所述解离变压器还包括第一磁芯，所述第一主线圈和所述第一副线圈环绕于所述第一磁芯的外侧。
[0010]可选地，所述气体解离电路还包括点火单元，所述点火单元包括点火变压器，所述点火变压器包括第二主线圈和第二副线圈，所述第二主线圈和所述第一主线圈串联。
[0011]可选地，所述点火变压器还包括第二磁芯，所述第二主线圈和所述第二副线圈环绕于所述第二磁芯的外侧。
[0012]可选地，所述点火单元还包括电容，所述电容与所述第二主线圈并联。
[0013]可选地，所述点火单元还包括点燃电极，所述点燃电极与所述第二副线圈串联。
[0014]可选地，所述点火单元还包括开关单元，所述开关单元与所述第二主线圈并联。
[0015]可选地，所述开关单元为功率开关。
[0016]可选地，所述气体解离电路还包括电流源，所述电流源与所述第一主线圈串联。
[0017]本专利技术还提供了一种气体解离系统，包括：
[0018]解离腔室；以及
[0019]所述气体解离电路，所述电抗设置于所述解离腔室内。
[0020]所述气体解离系统的有益效果在于：所述第一主线圈之间串联，使得所有所述第一主线圈内的电流大小均相等，所有所述解离变压器的匝数比均相同，使得所有所述第一副线圈内的电流大小均相等，从而使得所述电抗产生的磁场强度相同，提高了磁场的均匀度，进而提高了气体离化率。
附图说明
[0021]图1为现有技术中传统气体解离系统的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术气体解离系统的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术一些实施例中离化率检测装置的结构框图；
[0024]图4为本专利技术一些实施例中点火控制子单元的结构框图；
[0025]图5为本专利技术一些实施例中维持控制子单元的结构框图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0027]图1为现有技术中传统气体解离系统的结构示意图。参照图1，传统气体解离系统100包括第一变压器101、第二变压器102、电源103和点火装置104，所述第一变压器101包括第一主级子线圈1011和第一副级子线圈1012，所述第二变压器102包括第二主级子线圈1021和第二副级子线圈1022，所述第一主级子线圈1011的一端和所述第二主级子线圈1021的一端均与所述电源103的一端连接，所述第一主级子线圈1011的另一端和所述第二主级
子线圈1021的另一端均与所述点火装置104连接，所述点火装置104与所述电源103的另一端连接。
[0028]参照图1，所述电源103输出的总电流大小为I，所述第一主级子线圈1011上的第一子电流大小为I1，所述第二主级子线圈1021上的第二子电流大小为I2，I＝I1+I2，在对电流调节过程中，调节所述总电流大小，而无法对所述第一子电流和所述第二子电流进行控制，由于所述第一主级子线圈1011和所述第二主级子线圈1021的阻抗存在差异，因此无法保证所述第一子电流和所述第二子电流的大小相等，进而无法保证所述第一副级子线圈1012上的电流和所述第二副级子线圈1022上的电流大小相等，所述第一副级子线圈1012产生的磁场强度和所述第二副级子线圈1022产生的磁场强度不同，导致气体离化率不等，影响整体气体离化率。
[0029]针对现有技术存在的问题，本专利技术的实施例提供了一种气体解离系统。参照图2，所述气体解离系统200包括气体解离电路201和解离腔室202。
[0030]一些实施例中，所述气体解离电路包括至少两个解离变压器和至少两个电抗。
[0031]参照图2，所述气体解离电路201包括两个解离变压器2011和两个电抗(图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多线圈耦合的气体解离电路，其特征在于，包括至少两个解离变压器和至少两个电抗，所述解离变压器包括第一主线圈和第一副线圈，所述第一主线圈之间串联，所述第一副线圈与所述电抗一一对应设置，且所述第一副线圈与所述电抗串联，所有所述解离变压器的匝数比均相同，所述匝数比为同一所述解离变压器内所述第一主线圈的匝数和所述第一副线圈的匝数的比值。2.根据权利要求1所述的气体解离电路，其特征在于，所述解离变压器还包括第一磁芯，所述第一主线圈和所述第一副线圈环绕于所述第一磁芯的外侧。3.根据权利要求1所述的气体解离电路，其特征在于，还包括点火单元，所述点火单元包括点火变压器，所述点火变压器包括第二主线圈和第二副线圈，所述第二主线圈和所述第一主线圈串联。4.根据权利要求3所述的气体解离电路，其特征在于，所述点火变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘小刚，朱国俊，赵剑锋，金龙，刘康礼，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：