CN101426329A

CN101426329A - 电流采集装置及射频传输系统

Info

Publication number: CN101426329A
Application number: CNA2007101766978A
Authority: CN
Inventors: 张文雯; 王东
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-05-06

Abstract

本发明公开了一种电流采集装置及射频传输系统，包括线圈、支撑装置，支撑装置为圆环状，支撑装置上设有多个通孔，线圈穿过通孔缠绕在支撑装置上，可以限制导线的缠绕，这种加工方式比较精确，可以减小由于人为手工缠绕而造成的个体差异，一致性和重复性高，而且易于制作。采用这种电流采集装置的射频传输系统，不同的电流采集装置之间信号差异小。

Description

电流采集装置及射频传输系统

技术领域

本发明涉及一种射频传输系统，尤其涉及一种射频传输系统中采集电流的装置。

背景技术

目前，等离子体被广泛应用于半导体器件的生产过程中。在等离子体刻蚀系统中，射频电源向等离子腔体供电以产生等离子体。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和置于腔体并曝露在等离子体环境下的硅片相互作用，使硅片材料表面发生各种物理和化学反应，从而使材料表面性能发生变化，完成硅片的刻蚀过程。

在等离子体刻蚀过程中，腔室中的气体成分以及压力都在不断变化，因此，作为负载的等离子的阻抗也在不断的变化。而射频电源的内阻为固定的，即射频源与负载之间阻抗是不匹配的，这样就导致RF(射频)传输线上存在较大的反射功率，射频输出功率无法全部施加到等离子体腔。如果获得的RF能量不足以使等离子体起辉，刻蚀过程就无法进行，而且，功率会反射回电源，当达到输出功率的20％左右时，就会损坏RF电源。

如图1所示，现有技术中，是在RF功率源与等离子体腔室之间插入一个匹配网络，使得负载阻抗与射频源阻抗能够达到共轭匹配。在射频传输线上设置电压、电流采集装置，即传感器(Sensor)，通过传感器检测射频传输线上的电压、电流信号，利用一定的鉴幅和鉴相的方法，就可以得到负载阻抗的模值和相位，控制器根据传感器的输出，控制步进电机的转动，从而调整匹配网络中的可变元件，最终使匹配网络与等离子腔室的总阻抗等于射频源的阻抗，实现阻抗匹配。

如图2所示，现有技术中的电流传感器，包括线圈3，线圈3一般绕在一个磁环2上。

主传输线1从线圈3中穿过，当流过主传输1的电流变化时，通过线圈3的磁通量就发生相应的变化，进而导致线圈3的输出端H、I之间的电压发生变化，这一变化就成比例地反映了主传输线1中电流的变化情况。主传输线1中的电流信号便通过线圈3的输出端H、I取出。

上述现有技术至少存在以下缺点：

线圈绕制过程中的一致性差，个体之间存在差异，导致不同的传感器信号之间出现差异。

发明内容

本发明的目的是提供一种一致性好、个体之间差异小、不同的电流采集装置之间信号差异小的电流采集装置及射频传输系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的电流采集装置，包括线圈、支撑装置，所述的支撑装置为圆环状，所述支撑装置上设有多个通孔，所述线圈穿过所述通孔缠绕在所述支撑装置上。

本发明的射频传输系统，包括主射频传输线，还包括上述的电流采集装置，所述主射频传输线从所述电流采集装置的中心穿过。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的电流采集装置及射频传输系统，由于支撑装置上设有多个通孔，所述线圈穿过所述通孔缠绕在所述支撑装置上，制作过程中一致性好、个体之间差异小。采用这种电流采集装置的射频传输系统，不同的电流采集装置之间信号差异小。

附图说明

图1为现有技术中射频传输系统的原理框图；

图2为现有技术中电流传感器的结构示意图；

图3为本发明的电流采集装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的电流采集装置，其较佳的具体实施方式如图3所示，包括线圈6、支撑装置4，支撑装置4为圆环状，支撑装置4上设有多个通孔5，线圈6穿过通孔5缠绕在支撑装置4上。在空间中形成一个环状线圈，最后引出两个端子A、B。

线圈6穿过通孔5后可以绕过支撑装置4的内侧缠绕在支撑装置4上；也可以绕过支撑装置的外侧缠绕在支撑装置4上。

由于通孔5的限制，线圈6匝间距的均匀性以及线圈6的一致性就能够得到很好的保证。另外，还可以通过选择每隔几个通孔缠绕导线的方式，改变线圈6的匝数，从而改变耦合效率。

支撑装置4可以由非磁性材料制成，如聚四氟乙烯材料等制成。

支撑装置4的内径可以为15—25毫米，如15、20、25毫米等；外径可以为25—35毫米，如25、30、35毫米等。

通孔5可以布置在以支撑装置4的中心为圆心，半径为10—15毫米的圆周上，如10、13.5、15毫米等。

支撑装置4的厚度可以为3—4毫米，如3、3.5、4毫米等。

本发明的射频传输系统，包括主射频传输线1，主射频传输线1从上述电流采集装置的中心穿过。

当主射频传输线1中有电流通过时，按照右手螺旋定则，主射频传输线1产生的磁通从线圈6包围的空间中穿出，当主射频传输线1中的电流发生变化时，它周围的磁场也发生相应变化，根据焦耳—楞次定律，在感应线圈中会产生变化的电动势，通过测量这个变化的电动势(A、B端电压)就可以知道主射频传输线1中的电流变化情况。

本发明通过在线圈6所缠绕的支撑装置4上设有固定的通孔5，可以限制导线的缠绕，这种加工方式比较精确，大大减小了由于人为手工缠绕而造成的个体差异，一致性和重复性高，而且易于制作。还由于支撑装置4采用非磁性材料，因此无需担心磁饱和问题。此外，这种方式的电流采样装置体积小，耦合效率高，并且可以通过选择每隔几个通孔缠绕导线的方式，改变线圈的匝数，从而改变耦合效率。

本发明中，支撑装置4的材料、内径、外径、厚度、通孔的个数以及通孔所在圆周的半径、导线的类型等参数都不限于具体实施例中的选择，可以根据需要做一定的调整。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种电流采集装置，包括线圈、支撑装置，其特征在于，所述的支撑装置为圆环状，所述支撑装置上设有多个通孔，所述线圈穿过所述通孔缠绕在所述支撑装置上。

2、根据权利要求1所述的电流采集装置，其特征在于，所述的线圈穿过所述通孔并绕过所述支撑装置的内侧。

3、根据权利要求1所述的电流采集装置，其特征在于，所述的线圈穿过所述通孔并绕过所述支撑装置的外侧。

4、根据权利要求1所述的电流采集装置，其特征在于，所述支撑装置由非磁性材料制成。

5、根据权利要求4所述的电流采集装置，其特征在于，所述支撑装置由聚四氟乙烯制成。

6、根据权利要求1所述的电流采集装置，其特征在于，所述支撑装置的内径为15—25毫米；外径为25—35毫米；所述通孔布置在以所述支撑装置的中心为圆心，半径为10—15毫米的圆周上。

7、根据权利要求6所述的电流采集装置，其特征在于，所述支撑装置的内径为20毫米；外径为30毫米；所述通孔布置在以所述支撑装置的中心为圆心，半径为13.5毫米的圆周上。

8、根据权利要求6或7所述的电流采集装置，其特征在于，所述支撑装置的厚度为3—4毫米。

9、一种射频传输系统，包括主射频传输线，其特征在于，还包括权利要求1至8所述的电流采集装置，所述主射频传输线从所述电流采集装置的中心穿过。