等离子体加速器制造技术

一种等离子体加速器，包括：　　　　一具有一封闭顶部、一开放底部和一侧表面的腔；　　　　包括互相串联连接，和在相反方向围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第一线圈部分；和　　　　包括在相反方向，在第一线圈部分的线圈之间，围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第二线圈部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体加速器；更具体地说，涉及在相反方向上缠绕驱动线圈，并使该驱动线圈互相连接，从而减小驱动线圈之间的互感和精确地调节加在该驱动线圈上的电流的电平和相位差，并简化驱动电路的等离子体加速器。
技术介绍
等离子体加速器利用电能和磁能，加速在一个特定空间中产生或存在的等离子体通量，因此称为“电磁加速器”(EMA)。已经开发了航天的火箭发动机的等离子体加速器，并且近来其用在制造半导体过程中的晶片蚀刻中。图1为表示通常的等离子体加速器的横截面图。如图1所示，通常的等离子体加速器为圆柱体形状，具有缠绕在入口周围的一个顶部线圈T。该入口为该等离子体加速器的上面部分。第一线圈S1、第二线圈S2、第三线圈S3、第四线圈S4和第五线圈S5依次从该入口缠绕至出口。线圈T、S1、S2、S3、S4和S5不相互连接，而是独立缠绕的。因此，单个的电流加在线圈T、S1、S2、S3、S4和S5上。在该等离子体加速器中，通过将RF电流加在线圈T、S1、S2、S3、S4和S5上产生等离子体。通过线圈T、S1、S2、S3、S4和S5流动的电流在该等离子体加速器中产生的磁场。根据Maxwell感应方程式，由流过线圈T、S1、S2、S3、S4和S5的电流在该等离子体加速器中产生的磁场感应出第二电流，并且该第二电流将在该等离子体加速器中的气体转换为等离子体。根据该通常的等离子体加速器的等离子体加速方法，40A的电流加在第一线圈S1、第三线圈S3和第五线圈S5上；而具有相位差90°的电流加在顶部线圈T、第二线圈S2和第四线圈S4上(A为安培)。磁场由电流产生，并向着出口加速等离子体。图2为表示在图1所示的等离子体加速器中，产生的磁场大小的图形。在图2中，水平轴表示从该等离子体加速器的入口至出口的垂直距离，垂直轴表示在特定时间中，在该等离子体加速器中产生的磁场大小。圆圈表示由在该等离子体加速器中产生的磁场感应出的第二电流，箭头表示加速等离子体的方向。磁压分布为B2/2μ。这里，B表示磁通密度，μ表示导磁率。首先，将最大的AC(交流电流)的40A电流加在该顶部线圈T、第二线圈S2和第四线圈S4上；并将相位差为90°的电流加在第一线圈S1和第三线圈S3上。即0A的电流加在第一线圈S1和第三线圈S3上。然后，在该等离子体加速器中分配磁压。其次，将30A的电流加在顶部线圈T、第二线圈S2和第四线圈S4上，并将相位差为90°的电流加在第一线圈S1和第三线圈S3上。然后，磁压进一步向着出口运动。其次，将10A的电流加在顶部线圈T、第二线圈S2和第四线圈S4上；并将相位差为90°的电流加在第一线圈S1和第三线圈S3上。然后，磁压进一步向着出口运动。其次，将0A的电流加在顶部线圈T、第二线圈S2和第四线圈S4上；并将相位差为90°的电流加在第一线圈S1和第三线圈S3上。然后，磁压向着出口运动。如上所述，当时间经过时，磁压分布逐渐地向着出口改变。由于磁压分布的改变，等离子体向着出口运动。为了利用磁压运动，等离子体必需在磁压脉冲的前面。这是因为磁压的梯度形成磁压的力，和具有向着出口的等离子体流动。如果磁压的力弱，使等离子体缓慢，则等离子体不跟随磁压分布的改变。因此，等离子体加速器不能加速等离子体。在这种情况下，减小线圈之间的间隙和降低驱动电流的频率可使磁压分布的运动缓慢。下述表1为表示在行和列中线圈的自感和互感的矩阵。由于电感值的分布是沿对角线对称的，因此省略重复的电感。电感值用μH(微亨)表示。表1 从6个分开的RF发生器产生的各个电流加在总共6个线圈T、S1、S2、S3、S4、S5上。存贮在线圈中的磁能W根据下式(1)计算W=L1I122+L2I222+M12I1I2……(1)]]>式中I1-流过第一线圈的电流，I2-流过第二线圈的电流，L1-第一线圈的自感，L2-第二线圈的自感；和M12-互感。如果将电流I1设定为0，电流I2设定为1，因此可以计算磁能量W，和可以得至L1、L2和M12。因此，可以计算表1的矩阵的每一个元素。然而，线圈T、S1、S2、S3、S5和S5的互感大小相当大。由于互感的作用，电流可能不稳定地加在线圈上。不稳定的电流电平和不稳定的相位差使等离子体加速器的工作不稳定。
技术实现思路
本专利技术的另外方面，特点和/或优点部分地在以下的说明中提出，部分地可从该说明了解，或可从本专利技术的实践学习。本专利技术提供了通过在相反方向缠绕驱动线圈，和使驱动线圈互相连接，以减小驱动线圈之间的互感，精确地调节要加在线圈上的电流电平和相位差，并简化驱动电路的一种等离子体加速器。本专利技术的一个方面提供了一种等离子体加速器，它包括具有一个封闭顶部、一个开放底部和侧表面的一个腔；包括互相串联连接，和在相反方向围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第一线圈部分；和包括在相反方向，在第一线圈部分的线圈之间，围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第二线圈部分。该腔可以为圆柱形腔。该腔可由介电物质制成。在本专利技术的另一个方面中，该第一线圈部分可以包括在一个方向上，在该腔的顶部上，围绕着该腔的中心轴线缠绕逐渐远离中心轴线的一个顶部线圈；在与该顶部线圈缠绕方向相反的方向，围绕着该腔的侧表面缠绕的第一线圈；和在与第一线圈缠绕方向相反的方向，离开该第一线圈一个预先确定的距离，围绕着该腔的侧表面缠绕的第二线圈。在本专利技术的另一个方面中，该顶部线圈的一个末端可以为第一个输入终端，该顶部线圈的另一端与该第一线圈的一个末端连接，该第一线圈的另一端与第二线圈的一个末端连接，第二线圈的另一端为第一个输出终端。在本专利技术的另一个方面中，第二线圈部分可以包括在与该顶部线圈缠绕方向相同的方向，在该顶部线圈和该第一线圈之间，围绕着该腔的侧表面缠绕的第三线圈；在与第三线圈的缠绕方向相反的方向，在该第一线圈和第二线圈之间，围绕着该腔的侧表面缠绕的第四线圈；和在与第四线圈缠绕方向相反的方向，在该第二线圈下面一个预先确定的距离处，围绕着该腔的侧表面缠绕的第五线圈。在本专利技术的另一个方面中，第三线圈的一个末端可以为第二个输入终端，第三线圈的另一端可以与第四线圈的一个末端连接，第四线圈的另一端可以与第五线圈的一个末端连接，第五线圈的另一端可以为第二个输出终端。在本专利技术的另一个方面中，加在第一线圈部分和第二线圈部分上的电流可以有90°的相位差。本专利技术的另一个方面提供了一种利用等离子体加速器蚀刻半导体晶片的晶片蚀刻装置，该等离子体加速器包括具有一个封闭顶部、一个开放底部和侧表面的一个腔；包括互相串联连接，和在相反方向围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第一线圈部分；和包括在相反方向，在第一线圈部分的线圈之间，围绕着该腔的侧表面缠绕的多个线圈的第二线圈部分。在另一个方面中，本专利技术提供了一种等离子体加速器，它包括包括互相串联连接，并在相反方向缠绕的多个线圈的第一线圈部分；和包括互相串联连接，和放置在该第一线圈部分的线圈之间和该第一线圈部分的一个末端后面的另外的多个线圈的第二线圈部分。在本专利技术的另一个方面中，该等离子体加速器还可包括具有一个封闭端，一个开放端和侧表面的一个腔；其特征还在于，该第一线圈部分的多个线圈中的一个围绕该腔的封闭端缠绕。在本专利技术的另一个方面中，该第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朴源泽，瓦西里·帕什科夫斯基，尤里·托尔马切夫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：