CN103855459A - 等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等离子体天线以及包括所述等离子天线的等离子体产生装置。等离子体天线包括：第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。

Description

等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置

背景技术

这里公开的本发明涉及一种等离子体天线以及具有所述等离子体天线的用于产生等离子体的装置。

技术领域

用于制造半导体、显示器、太阳能电池等的过程包括利用等离子体处理基板的过程。例如，在半导体制造过程中，用于干燥蚀刻处理的蚀刻设备以及用于灰化处理的灰化设备可以包括用于产生等离子体的室。可以利用等离子体蚀刻或灰化基板。

通常地，等离子体产生装置可以将时变电流（time-varying current）施加到安装在室中的天线上以感生电场并且然后通过利用感生的电场将注入到室中的气体转换成等离子体状态，由此产生等离子体。

发明内容

本发明提供了一种用于使构成双天线的两个天线彼此电耦合的等离子体天线以及一种包括所述等离子天线的等离子体产生装置。

本发明还提供了一种用于使流入两个天线的电流保持平衡的等离子体天线以及包括所述等离子体天线的等离子体产生装置。

本发明的实施方式提供了等离子天线，其包括：第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。

在一些实施方式中，第一天线可以包括：第一射频馈送器（RF feed），其接收射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到第一射频馈送器，并且第二天线可以包括：第二射频馈送器，其接收射频信号并且具有围绕第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到第二射频馈送器。

在其它实施方式中，电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的电介质构成。

在此外其它实施方式中，第一射频馈送器可以具有圆柱形形状，并且第二射频馈送器可以具有围绕圆柱形形状的中空圆柱形形状。

在此外其它实施方式中，第一射频馈送器和第二射频馈送器可以相对于彼此同轴地布置。

在此外其它实施方式中，电介质可以包括聚合物或金属氧化物。

在其它实施方式中，聚合物可以包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮（PEEK）。

在此外其它实施方式中，金属氧化物可以包括陶瓷。

在此外其它实施方式中，陶瓷可以包括Al₂O₃或ZnO。

在此外其它实施方式中，等离子体天线包括沿着第一射频馈送器与第二射频馈送器中的每个的纵轴的多个电容器。

在多个其它实施方式中，多个电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的多个电介质构成。

在此外多个其它实施方式中，多个电介质可以沿着纵轴彼此隔开预定距离。

在此外多个其它实施方式中，多个电介质的材料可以不同。

在此外多个其它实施方式中，电容器可以包括：第一传导件，其具有柱形形状，第一传导件相对于第一射频馈送器同轴地布置；第二传导件，其具有围绕第一传导件的中空柱形形状，第二传导件相对于第二射频馈送器同轴地布置。

在此外多个其它实施方式中，电容器可附接到第一天线与第二天线中的至少一个上。

在本发明的其它实施方式中，等离子体产生装置包括：射频电源，其提供射频信号；等离子体室，气体注入到其中以产生等离子体；以及等离子体天线，其布置在等离子体室上，等离子体接收射频信号以在等离子体室中感生电磁场，其中等离子体天线包括：第一天线，其利用射频信号感生电磁场；第二天线，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器，其连接在第一天线的输入端子与第二天线的输入端子之间。

在一些实施方式中，等离子体天线可以布置在等离子体室的上部上。

在其它实施方式中，第一天线与第二天线可以彼此感应耦合。

在此外其它实施方式中，第一天线与第二天线可以并联连接到彼此。

在此外其它实施方式中，第一天线可以包括：第一射频馈送器，其接收射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到第一射频馈送器，并且第二天线可以包括：第二射频馈送器，其接收射频信号并且具有围绕第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到第二射频馈送器。

在此外其它实施方式中，电容器可以由第一射频馈送器、第二射频馈送器和布置在第一射频馈送器与第二射频馈送器之间的电介质构成。

在其它实施方式中，电介质可以包括聚合物或金属氧化物。

在此外其它实施方式中，聚合物可以包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮（PEEK）。

在此外其它实施方式中，金属氧化物可以包括陶瓷。

在此外其它实施方式中，陶瓷可以包括Al₂O₃或ZnO。

在多个其它实施方式中，电容器可以包括：第一传导件，其具有柱形形状，第一传导件相对于第一射频馈送器同轴地布置；第二传导件，其具有围绕第一传导件的中空柱形形状，第二传导件相对于第二射频馈送器同轴地布置。

在此外多个其它实施方式中，电容器可附接到第一天线与第二天线中的至少一个上。

附图说明

所包括的附图用以提供对本发明的进一步地理解，并且将附图并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图连同附图说明一起示出了本发明的示例性实施方式，用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的等离子体天线的立体图；

图2是根据本发明的实施方式的等离子体天线的平面图；

图3是根据本发明的实施方式的电容器的立体图；

图4是根据本发明的实施方式的等离子体天线的电路图；

图5是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线的立体图；

图6是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线的电路图；

图7是根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的立体图；

图8是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的装配部分的实例的放大图；

图9是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的装配部分的实例的放大图；

图10-图12是用于说明图9的等离子体天线的装配过程的侧视图；

图13是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的视图；

图14是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的电路图；以及

图15是包括根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的基板处理装置的横截面视图。

具体实施方式

将通过参照附图描述的下述实施方式来阐述本发明的优点和特征及其实施方法。然而，本发明可以以不同的形式体现并且不应理解为对这里阐述的实施方式的限制。相反，这些实施方式设置为使得本公开将是更全面与完整的，并且将本发明的范围充分地传达给本领域中的技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。

如果未另外限定，使用的全部术语（包括技术或科学术语）都等效于本领域中的普通技术人员通常理解的对应物。如果本发明未清楚地限定一般术语，那么将根据相关技术的上下文而非理想或者过度形式地对如限定在词典中的一般术语进行解释。

在下面的描述中，技术数据仅用于解释特定的示例性实施方式而不是限定本发明。除非特别提及，否则单数形式的术语可以包括多数形式。“包括（comprises）”和/或“包括（comprising）”的意思是指定组件、部件、元件、过程、操作和/或设备但是不排除其他组件、部件、元件、过程、操作和/或设备。在说明书中，“和/或”表示包括列出的部件中的至少一个。

在下文中，将参照附图详细地描述示例性实施方式。

图1是根据本发明的实施方式的等离子体天线的立体图，并且图2是根据本发明的实施方式的等离子体天线的平面图。

参照图1和图2，根据本发明的实施方式的等离子体天线100可以包括第一天线110、第二天线120、以及电容器130。

第一天线110可以利用射频信号感生电磁场。第二天线120也可以利用射频信号感生电磁场。电容器130可以连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。

第一天线110可以包括第一射频馈送器1101与连接到第一射频馈送器1101的第一线圈1102。第二天线120可以包括射频信号施加到其上的第二射频馈送器1201以及连接到第二射频馈送器1201的第二线圈1202。

根据本发明的实施方式，第一射频馈送器1101可以是具有柱形形状的传导件。第二射频馈送器1201可以是具有围绕第一射频馈送器1101的中空柱形形状的传导件。

如图1和图2中所示，第一射频馈送器1101可以具有圆柱形形状，并且第二射频馈送器1201可以具有围绕此圆柱的中空圆柱形形状，但是本发明不限于此。例如，第一射频馈送器1101可以具有棱柱形状，并且第二射频馈送器1201可以具有围绕棱柱形状的中空棱柱形状。

如图1和图2中所示，第一射频馈送器1101可以具有与第二射频馈送器1201相同的底面形状，但是本发明不限于此。例如，射频馈送器1101与1201可以具有彼此不同的底面形状。

如图1和图2中示出的，第一射频馈送器1101和第二射频馈送器1201可以相对于彼此同轴地布置。根据实施方式，两个射频馈送器1101和1201的中心轴可以相对于彼此未对准。例如，第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201的中心轴可以彼此隔开预定距离并且彼此平行布置。

根据本发明的实施方式，电容器130可以由第一射频馈送器1101、第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质1301构成。例如，如图1和图2中所示，电容器130可以由填充在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质1301制造而成。

因此，根据本发明的实施方式的等离子体天线100可以构造为将电容器130连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。

根据实施方式，电介质1301可以具有比空气的介电常数大的介电常数。例如，电介质1301可以由聚合物或金属氧化物形成。根据实施方式，除了聚合物和金属氧化物以外，电介质1301可以由具有比空气大的介电常数的材料形成。

根据实施方式，聚合物可以是聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮（PEEK），但是本发明不限于此。例如，除了聚四氟乙烯、聚酰亚胺和聚醚醚酮以外，聚合物还可以包括其它聚合物材料。

根据实施方式，金属氧化物可以是陶瓷，但是本发明不限于此。例如，除了陶瓷以外，金属氧化物可以包括多种金属氧化物。

根据实施方式，陶瓷可以由Al₂O₃或ZnO形成，但是本发明不限于此。例如，除了Al₂O₃和ZnO以外，陶瓷还可以由多种金属氧化物形成。

图3是根据本发明的实施方式的电容器130的立体图。

参照图3，电容器130可以包括第一射频馈送器1101、围绕第一射频馈送器1101的第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质材料1301。

第一射频馈送器1101具有圆柱形形状，其中底面具有半径R1，并且高度是l。第二射频馈送器1201具有中空圆柱形形状，其中底面具有半径R2，并且高度是l。当电介质材料1301具有介电常量ε时，空气具有介电常量ε₀，电容器130的电容可能如下。

【数学公式1】

$C=\frac{2\mathrm{\π\ϵ}{\mathrm{\ϵ}}_{0}l}{\ln \frac{R_2}{R_1}}$

图4是根据本发明的实施方式的等离子体天线100的电路图。

参照图4，等离子体天线100的第一天线110可以设置为具有感应系数L1的感应器，并且第二天线120可以设置为具有电感系数L2的感应器。电容器130可以布置在两个感应器的输入端子之间并且设置为具有电容C的电容器。

图5是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线的立体图。

参照图5，根据实施方式的等离子体天线200可以包括第一天线110与第二天线120。然而，等离子体天线200可以与图1的等离子体天线不同，因为等离子体天线200包括沿着第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201的纵轴的多个电容131和132。这里，纵轴代表第一射频馈送器1101或第二射频馈送器1201的中心轴。

根据实施方式，多个电容器131和132可以由第一射频馈送器1101、第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的多个电介质1311与1321构成。

如图5中示出的，多个电介质1311和1321可以沿着纵轴彼此隔开预定距离，但是本发明不限于此。例如，多个电介质1311和1321可以布置为彼此相邻。

根据实施方式，多个电介质1311和1321的材料彼此可以不同。例如，第一电介质1311可以是聚四氟乙烯，并且第二电介质1321可以是陶瓷。

尽管图5的等离子体天线200包括两个电容器131和132，但是本发明不限于此电容器的数量。例如，等离子体天线200可以包括至少三个电容器。

图6是根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线200的电路图。

参照图6，等离子体天线200可以包括设置为具有感应系数L1的感应器的第一天线110以及设置为具有电感系数L2的感应器的第二天线120。此外，彼此并联连接的多个电容器131与132可以布置在两个感应器的输入端子之间。

电容器131和132可以相应地具有电容C1和C2。此外，如果电容器131和132具有彼此相同的结构、尺寸和电介质，那么电容C1和C2可以是相同的。

图7是根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线的立体图。

参照图7，根据本发明的另一个实施方式的等离子体天线300可以包括第一天线110与第二天线120。然而，等离子体天线300可以与图1的等离子体天线不同，因为电容器140可拆除地固定到天线300。

如图7中示出的，电容器140可以包括：第一传导件1401，其具有柱形形状并且相对于第一射频馈送器1101同轴地布置；第二传导件1402，其具有围绕第一传导件1401的中空柱形形状并且相对于第二射频馈送器1201同轴地布置；以及电介质1403，其布置在第一传导件1401与第二传导件1402之间。

第一传导件1401可以具有与第一射频馈送1101的底面相同的形状与尺寸，并且第二传导件1402可以具有与第二射频馈送1201的底面相同的形状与尺寸。

电容器140可以相对于第一天线110与第二天线120独立制造，然后装配以第一天线110与第二天线120中的至少一个。

图8是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线300的装配部分的实例的放大图。参照图8，电容器140可以可拆除地布置在第一天线110上。

例如，电容器140可以包括从第一传导件1401的端部突出的突出部1404。第一射频馈送器1101可以包括用于将突出部容纳在其端部中的凹入部。突出部1404与凹入部1103可以相对于彼此互补地形成。

根据实施方式，当将突出部1404插入到凹入部1103中时，突出部1404与凹入部1403可以过盈配合方式相互结合，以提高电容器140与第一天线110之间的结合力。

尽管未示出，但是第一传导件1401可以包括与在其另一端部中的第一射频馈送器1101的凹入部1103相同的凹入部。在第一传导件1401的另一端部中设置的凹入部可以容纳另一电容器的突出部1404。因此，等离子体天线300可以包括相互连接的至少两个电容器。

图9是示出根据本发明的又另一个实施方式的等离子体天线300的装配部分的实例的放大图。参照图9，电容器140可以可拆除地布置在第二天线120上。

例如，电容器140可以包括连接到第二传导件1402的固定单元。固定单元1405可以通过诸如铰接件的连接单元1406布置在第二传导件1402的外部，但是连接单元不限于铰接件。例如，根据实施方式连接单元可以包括多个单元。固定单元1405可以包括凹槽1407。

第二射频馈送器1201可以包括在其外表面上的凸起1203。凸起1203与凹槽1407可以相对于彼此互补地形成。

图10-图12是用于说明图9的等离子体天线300的装配过程的侧视图。

参照图10，电容器140可以相对于第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201同轴地布置。当电容器140相对于第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201同轴布置时，电容器140的第一传导件1401可以与第一天线110的第一射频馈送器1101接触，并且此外，电容器140的第二传导件1402可以与第二天线120的第二射频馈送器1201接触。

接着，如图11中示出的，电容器140的固定单元1405可以朝向第二天线120的凸起1203移动。如图11中示出的，当固定单元1405通过连接单元1406连接到第二传导件1402时，固定单元1405可以围绕其间的连接部分旋转。

然后，如图12中示出的，凸起1203可以插入限定在固定单元1405中的凹槽1407内，以将电容器140固定到天线上。根据实施方式，凸起1203与凹槽1407可以以过盈配合方式固定到彼此，以提高电容器140与第二天线120之间的结合力。

尽管图10至图12的等离子体天线300包括两组固定单元1405与凸起1203，但是本发明不限于此固定单元与凸起的数量。例如，等离子体天线300可以包括至少三组固定单元与凸起。

尽管未示出，但是第二传导件1402还可以进一步包括具有与第二射频馈送器1201的凸起1203相同形状的凸起。设置在第二传导件1402上的凸起可以与其它电容器的固定单元1405接合。因此，等离子体天线300可以包括相互连接的至少两个电容器。

根据实施方式，等离子体天线300可以包括图8的装配结构以及图9至图12的装配结构。即，电容器140可以可拆除地结合到第一天线110与第二天线120上。

图13是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的视图。

如图13中所示，等离子体产生装置400可以包括射频电源21、等离子体室23、以及等离子体天线。等离子体产生装置400可以包括上述等离子体天线100、200或300，以在等离子体室23中产生等离子体。

射频电源21可以提供射频信号。可以将气体注入到等离子体室23中以产生等离子体。等离子体天线100可以布置在等离子体室23上以接收射频信号，由此在等离子体室23中感生电磁场。

根据实施方式，射频电源21可以产生射频信号以将所述射频信号传送到等离子体天线100。射频电源21可以通过射频信号将高频功率传送到等离子体室23。根据本发明的实施方式，射频电源21可以产生具有正弦波的射频信号以输出所述射频信号。然而，本发明不限于此。例如，射频电源301可以产生诸如方波、三角波、脉冲波等的多种波。

根据实施方式，等离子体室23可以容纳气体以利用注入气体产生等离子体。等离子体室23可以利用通过射频信号传送的高频功率将注入室中的气体改变成等离子体状态。

根据如图13中示出的实施方式，等离子体天线100布置在等离子体室23的上部上，但是本发明不限于此等离子体天线100的安装位置。例如，等离子体天线100可以布置在等离子体室23的侧表面上。

等离子体天线100可以是包括多个天线的双天线。例如，等离子体天线100可以包括：第一天线110，其利用射频信号感生电磁场；第二天线120，其利用射频信号感生电磁场；以及电容器130，其连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。

第一天线110与第二天线120彼此可以感应耦合。即，由第一天线110感生的磁场与由第二天线120感生的磁场可以相互影响。因此，第一天线110与第二天线120可以具有互感系数M。

根据实施方式，第一天线110与第二天线120可以并联地连接到射频电源21。

第一天线110可以包括接收来自射频电源21的射频信号并且具有柱形形状的第一射频馈送器1101以及连接到第一射频馈送器1101的第一线圈1102。第二天线120可以包括接收来自射频电源21的射频信号并且具有围绕第一射频馈送器1101的中空柱形形状的第二射频馈送器1201以及连接到第二射频馈送器1201的第二线圈1202。

等离子体天线100可以包括布置在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间的电容器130。电容器130可以由第一射频馈送器1101、第二射频馈送器1201、以及布置在第一射频馈送器1101与第二射频馈送器1201之间的电介质1301构成。电介质1301可以是聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）、以及陶瓷中的一种。

根据实施方式，电容器130可以与第一天线110和第二天线120集成在一起的。根据另一个实施方式，电容器可以相对于第一天线与第二天线独立设置。

例如，电容器140可以包括：第一传导件1401，其相对于第一射频馈送器1101同轴地布置；第二传导件1402，其具有围绕第一传导件1401的中空柱形形状并且相对于第二射频馈送器1201同轴地布置；电介质1403，其布置在第一传导件1401与第二传导件1402之间。

电容器140可以可拆除地结合到第一天线110与第二天线120中的至少一个上。

根据本发明的实施方式，等离子体产生装置400还可以包括阻抗匹配器22。如图13中示出的，阻抗匹配其22可以连接在射频电源21与等离子体天线100之间。阻抗匹配器22可以使自射频电源21的输出端子察看到的输出阻抗与自等离子体天线100的输入端子察看到的输入阻抗匹配，以使从射频电源21输出的高频功率的损失最小化，由此将最大功率传送到室。

图14是根据本发明的实施方式的等离子体产生装置400电路图。

参照图14，当第一天线110与第二天线120彼此感应耦合以使在一个天线中产生的电磁场影响在另一个天线中产生的电磁场时，两个天线可以具有互感系数M。

如图14中所示，当等离子体产生装置400包括阻抗匹配器22时，阻抗匹配器22可以包括两个输出端口。这里，一个输出端口可以连接到第一天线110的输入端子，并且另一个输出端口可以连接到第二天线120的输入端子。此外，电容器130可以连接在第一天线110的输入端子与第二天线120的输入端子之间。

根据本发明的实施方式，由于电容器130布置在第一天线110与第二天线120的输入端子之间，因此可以改进构成双天线的两个天线110与120之间的电耦合。

当第一天线110与第二天线120彼此感应耦合以影响其间的电磁场的强度与分布时，电容器130可以使两个天线之间的互感系数约为1，由此使电磁场跨越等离子体室23均匀地分布。

根据本发明的实施方式，由于电容器130布置在第一天线110与第二天线120的输入端子之间，因此可以改变等离子体天线100的阻抗。因此，流入两个天线110和120中的电流可以是均匀的。

例如，如图1中所示，在由于第一天线110与第二天线120彼此具有不同的线圈直径而使两个天线彼此具有不同的阻抗的情形中，电容器130可以改变天线的阻抗以使具有相同的强度的电流流入两个天线。

图15是包括根据本发明的实施方式的等离子体产生装置的基板处理装置的横截面视图。

参照图15，基板处理装置10可以包括等离子体室23、基板支撑单元500、气体供给单元600、以及等离子体源单元700。等离子体室23可以提供在其中执行等离子体处理过程的空间。基板支撑单元500可以将基板W支撑在等离子体室23内。气体供给单元300可以将处理气体供给到等离子体室23中。等离子体源单元400可以提供进入等离子体室23中的电磁波以从处理气体产生等离子体。

等离子体室23可以包括室本体231与电介质覆盖件232。室本体231可以具有敞开的顶表面与内部空间。可以在室本体231的底壁中形成排放孔233。排放孔233可以连接到排放管线234以提供通道，在处理过程中保留在室本体231中的气体以及产生的副产物通过此通道排放到外部。可以在室本体231的底壁的边缘区域中设置多个排放孔233。

电介质覆盖件232可以密封室本体231的敞开的顶表面。电介质覆盖件232可以具有与室本体231的圆周相应的半径。电介质覆盖件232可以由电介质材料形成。电介质覆盖件232可以由铝材料形成。由电介质覆盖件232与室本体231围绕的空间可以设置为在其中执行等离子体处理过程的处理空间240。

基板支撑单元500可以布置在处理空间240中以支撑基板W。基板支撑单元500可以利用静电力固定基板W或者以机械夹紧方式支撑基板W。在下文中，可以作为实例描述基板支撑单元500利用静电力固定基板W的方法。

基板支撑单元500可以包括静电卡盘510、加热器530、聚焦环540、绝缘板550、接地板560、壳体570、以及提升销钉单元580。

静电卡盘510可以具有圆盘形状。静电卡盘510的顶表面的半径可以与基板W的半径相应或者小于基板W的半径。突出部511可以布置在静电卡盘510的顶表面上。基板W可以由突出部511支撑并且与静电卡盘510的顶表面间隔预定距离。静电卡盘510可以是台阶式侧表面以使其下部半径大于上部半径。

静电卡盘510可以包括电极。电极可以设置为由传导性材料形成的并且通过缆线连接到外电源的薄圆形板。从外电源施加的功率可以在电极与基板W之间形成静电力，以将基板W固定到静电卡盘510的顶表面上。

可以在静电卡盘510中设置加热器530。加热器530可以布置在电极下方。加热器530可以通过缆线531连接到外电源。加热器530可以阻抗从外电源施加的电流以产生热量。产生的热量可以经由静电卡盘510传送到基板W中，以便以预定温度加热基板W。加热器530可以设置为具有螺旋形状的线圈。加热器530可以以恒定距离埋入到静电卡盘510中。

聚焦环540可以设置成环形并且沿着静电卡盘510的上部区域的周边布置。聚焦环540的顶表面可以是台阶式的以使邻近静电卡盘510的其内部低于其外部。聚焦环540的顶表面的内部可以布置在与静电卡盘510的顶表面相同高度处。聚焦环540可以使在其中形成电磁场的区域扩张，以将基板W定位在于其中形成等离子体的区域的中心内。因此，等离子体可以跨越基板W的整个区域均匀地形成。

绝缘板550可以布置在静电卡盘510的下方以支撑静电卡盘510。绝缘板550可以为具有预定厚度的圆形板并且具有与静电卡盘510的半径相应的半径。绝缘板550可以由绝缘材料形成。绝缘板550可以通过缆线551连接到射频电源（未示出）。通过缆线551施加到绝缘板550中的射频电流可以在基板支撑单元500与电介质覆盖件232之间产生电磁场。电磁场可以设置为用于产生等离子体的能量。

可以在绝缘板550中形成冷却通道。冷却通道512可以布置在加热器520下方。冷却通道512可以提供冷却流体循环通过的通道。可以将冷却流体的热量传送到静电卡盘510与基板W中，然后可以将加热的静电卡盘510与基板W快速冷却。冷却通道512可以具有螺旋形状。在另一个方面，冷却通道512可以设置为彼此具有不同半径并且以相同中心布置的环状通道。各个通道都可以彼此连通。在另一个方面，冷却通道512可以布置在接地板560上。

接地板560可以布置在绝缘板550下方。接地板560可以为具有与绝缘板550相应的半径和预定厚度的圆盘形状。接地板560可以是接地的。接地板560可以使绝缘板550与室本体231电绝缘。

可以在静电卡盘510、绝缘板550、以及接地板560中形成销钉孔501与净化气体供给孔502。销钉孔501可以设置为从静电卡盘510的顶表面到接地板560的底面。可以设置多个销钉孔510。此外，提升销钉581可以相应地布置在销钉孔510中。

可以设置多个净化气体供给孔502。此外，净化气体供给孔502可以设置为从静电卡盘510的顶表面到接地板560的底面。净化气体供给孔502可以连接到净化气体供给管线503以提供净化气体供给通过的通道。可以将净化气体供给到基板W与静电卡盘510的顶表面之间的空间中。保留在基板W与静电卡盘510之间的净化气体可以提高从静电卡盘510到基板W的热传送效率。净化气体可以包括惰性气体。净化气体可以是氦气。

壳体570可以布置在接地板560的下方以支撑接地板560。壳体570可以为具有内部空间和预定高度的圆柱形形状。壳体570可以具有与接地板560相应的半径。在壳体570内可以布置有多个缆线503、531与551以及提升销钉单元580。

提升销钉单元580可以将基板W加载到静电卡盘510上或者将基板从静电卡盘510卸载。提升销钉单元580可以包括提升销钉581、支撑板582、以及驱动部583。可以设置多个提升销钉581。此外，提升销钉581可以相应地布置在销钉孔501中。提升销钉581可以沿着销钉孔501竖直地移动以加载与卸载基板W。

支撑板582可以布置在壳体570内以支撑提升销钉581。驱动部583可以抬高支撑板582。支撑板582可以通过驱动部583竖直地移动，并且由此，提升销钉581可以沿着销钉孔501移动。

可以在接地板560与支撑板582之间设置波纹管584。波纹管584可以围绕布置在壳体570内的提升销钉581的区域。波纹管584可以根据支撑板582的高度收缩或扩张。

挡板590可以控制处理气体在室23内的流动。挡板590可以具有环形形状并且布置在室231与基板支撑单元500之间。在挡板590中形成分配孔591。保留在室23内的处理气体可以通过分配孔591被引入到排放孔233中。可以根据分配孔591的形状与布置来控制引入到排放孔233中的处理气体的流动。

气体供给单元600将处理气体供给到室23中。气体供给单元600可以包括喷嘴610、气体存储部620、以及气体供给管线630。

喷嘴610可以安装在电介质覆盖件232上。喷嘴610可以布置在电介质覆盖件232的中央区域处。喷嘴610可以通过气体供给管线630连接到气体存储部620。阀640可以布置在气体供给管线630上。阀640可以打开或者闭合气体供给管线630以调节处理气体的供给速率。可以通过气体供给管线630将存储在气体存储单元620中的处理气体供给到喷嘴610中并且然后从喷嘴610喷射到室23中。喷嘴610可以主要地将处理气体供给到处理空间240的中央区域中。另一方面，气体供给单元600可以进一步包括安装在室内本体231的侧壁上的喷嘴（未示出）。喷嘴可以将处理气体供给到处理空间240的边缘区域中。

等离子体源单元700可以自处理气体产生等离子体。等离子体源单元700可以包括天线100与电源21。

天线100可以布置在室23的上部上。天线100可以设置为具有螺旋形状的线圈。电源21可以通过缆线连接到天线100以将高频功率施加到天线100。在施加高频功率时，天线100可以产生电磁波。电磁波可以相对于天线100径向地产生。电磁波可以提供到室23中。提供到室23中的电磁波可以在室23内产生感生的电场。处理气体可以从感生的电场获得将其离子化所需的能量并且然后转换成等离子体。可以将等离子体提供到基板W上并且然后用于灰化或蚀刻处理。

根据实施方式，可以改进构成双天线的两个天线之间的耦合。

根据实施方式，当两个天线彼此感应耦合时，两个天线之间的互感系数可以保持恒定。

根据实施方式，可以实现流入两个天线中的电流平衡。

根据实施方式，即使两个天线的感应系数彼此不同，具有相同强度的电流也可以流入到两个天线中。

上面公开的主题将被认为是示例性的，而非限定性的，并且附加的权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神与范围内的全部这些修改、增强、以及其它实施方式。因此，在法律允许的最大范围内，本发明的范围将由下述权利要求与它们的等效物的所允许的最宽泛的解释来确定，并且不应由上述详细描述限制或限定。

Claims (27)

1.一种等离子体天线，其包括：

第一天线，其利用射频信号感生电磁场；

第二天线，其利用所述射频信号感生电磁场；以及

电容器，其连接在所述第一天线的输入端子与所述第二天线的输入端子之间。

2.根据权利要求1所述的等离子体天线，其中，所述第一天线包括：第一射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到所述第一射频馈送器，并且

所述第二天线包括：第二射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有围绕所述第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到所述第二射频馈送器。

3.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间电介质构成。

4.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述第一射频馈送器具有圆柱形形状，并且

所述第二射频馈送器具有围绕所述圆柱形形状的中空圆柱形形状。

5.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器相对于彼此同轴地布置。

6.根据权利要求3所述的等离子体天线，其中，所述电介质包括聚合物或金属氧化物。

7.根据权利要求6所述的等离子体天线，其中，所述聚合物包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮（PEEK）。

8.根据权利要求6所述的等离子体天线，其中，所述金属氧化物包括陶瓷。

9.根据权利要求8所述的等离子体天线，其中，所述陶瓷包括Al₂O₃或者ZnO。

10.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述等离子体天线包括沿着所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器中的每个的纵轴的多个电容器。

11.根据权利要求10所述的等离子体天线，其中，所述多个电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间的多个电介质构成。

12.根据权利要求11所述的等离子体天线，其中，所述多个电介质沿着所述纵轴彼此隔开预定距离。

13.根据权利要求11所述的等离子体天线，其中，所述多个电介质的材料是不同的。

14.根据权利要求2所述的等离子体天线，其中，所述电容器包括：

第一传导件，其具有柱形形状，所述第一传导件相对于所述第一射频馈送器同轴地布置；

第二传导件，其具有围绕所述第一传导件的中空柱形形状，所述第二传导件相对于所述第二射频馈送器同轴地布置。

15.根据权利要求14所述的等离子体天线，其中，所述电容器可附接到所述第一天线与所述第二天线中的至少一个上。

16.一种等离子体产生装置，其包括：

射频电源，其提供射频信号；

等离子体室，气体注入到其中以产生等离子体；以及

等离子体天线，其布置在所述等离子体室上，所述等离子体接收所述射频信号以在所述等离子体室中感生电磁场，

其中，所述等离子体天线包括：

第一天线，其利用所述射频信号感生电磁场；

第二天线，其利用所述射频信号感生电磁场；以及

电容器，其连接在所述第一天线的输入端子与所述第二天线的输入端子之间。

17.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述等离子体天线布置在所述等离子体室的上部上。

18.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线与所述第二天线彼此感应耦合。

19.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线与所述第二天线并联连接到彼此。

20.根据权利要求16所述的等离子体产生装置，其中，所述第一天线包括：第一射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有柱形形状；以及第一线圈，其连接到所述第一射频馈送器，并且

所述第二天线包括：第二射频馈送器，其接收所述射频信号并且具有围绕所述第一射频馈送器的中空柱形形状；以及第二线圈，其连接到所述第二射频馈送器。

21.根据权利要求20所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器由所述第一射频馈送器、所述第二射频馈送器和布置在所述第一射频馈送器与所述第二射频馈送器之间电介质构成。

22.根据权利要求21所述的等离子体产生装置，其中，所述电介质包括聚合物或金属氧化物。

23.根据权利要求22所述的等离子体产生装置，其中，所述聚合物包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺或聚醚醚酮（PEEK）。

24.根据权利要求22所述的等离子体产生装置，其中，所述金属氧化物包括陶瓷。

25.根据权利要求24所述的等离子体产生装置，其中，所述陶瓷包括Al₂O₃或者ZnO。

26.根据权利要求20所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器包括：

第一传导件，其具有柱形形状，所述第一传导件相对于所述第一射频馈送器同轴地布置；

第二传导件，其具有围绕所述第一传导件的中空柱形形状，所述第二传导件相对于所述第二射频馈送器同轴地布置。

27.根据权利要求26所述的等离子体产生装置，其中，所述电容器可附接到所述第一天线与所述第二天线中的至少一个上。

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