CN105340063A - 用于等离子体处理系统的天线阵列配置 - Google Patents

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Abstract

本公开总体涉及一种沉积系统，所述沉积系统包括：第一电磁波施加器，所述第一电磁波施加器包括耦接至第一专用射频发生器的第一闭环天线阵列；以及第二电磁波施加器，所述第二电磁波施加器包括邻近所述第一闭环天线阵列而设置并耦接至第二专用射频发生器的第二闭环天线阵列，其中，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列中的每一个都包括一对直线型等离子体管。

Description

用于等离子体处理系统的天线阵列配置
背景
技术领域
本公开的实施例总体涉及用于处理大面积基板的化学气相沉积(CVD)系统。更具体地，本文所述的实施例涉及用于各种沉积系统的装置和方法，这些沉积系统具有天线阵列，这些天线阵列用于传输电磁能以促进可在CVD系统中使用的等离子体生成。天线阵列可用来传输射频频谱(RF)中的频率，射频频谱诸如，微波(MW)频谱、超高频率(UHF)频谱、甚高频率(VHF)频谱、以及上述项的组合。
背景技术
CVD是一种工艺，凭借此工艺化学前体被引入到处理腔室中，发生化学反应以形成预先确定的化合物或材料，并沉积到处理腔室内的基板上。CVD工艺可用来处理诸如平板显示器或太阳能面板之类的大面积基板。存在可用来沉积诸如硅基膜的层的工艺，所述硅基膜用于晶体管或用于二极管或p-n结形成。一种CVD工艺是等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)，凭借该PECVD工艺，在腔室中点燃等离子体以实现或增强前体之间的反应。PECVD可通过利用以下源来实现：电感耦合式等离子体源、电容耦合式等离子体源、微波电源和以上项的组合。
最近用于对大面积基板的处理的一种类型的高密度等离子体源包括邻近基板而设置的直线型漏隙波导阵列。每一个直线型波导耦接至射频发生器，所述射频发生器将电磁能传输至每一个波导。随后，电磁能被传输至等离子体，所述等离子体激发化学前体，并且促成在基板上的沉积。虽然这些系统产生高密度等离子体，但是放电有时接近波导而被局部化，这造成了基板上的不均匀的沉积。尝试提供均匀的沉积的解决方案可以是增加波导的数量并且减少波导之间横向间距。然而，额外的波导硬件是昂贵的。例如，波导数量的增加将关系到射频发生器和相关硬件零件的数量的增加，这添加到系统的增加的成本中，并且最终添加到平板显示器或太阳能面板上的器件的制造成本中。
本领域中需要减少平板显示器或太阳能面板上的器件的制造成本的方法和装置。
发明内容
本公开总体涉及具有闭环天线阵列的沉积系统以及具有所述沉积系统的装置。在一个实施例中，公开了一种沉积系统。所述沉积系统包括：第一电磁波施加器，所述第一电磁波施加器包括耦接至第一专用射频发生器的第一闭环天线阵列；以及第二电磁波施加器，所述第二电磁波施加器包括邻近所述第一闭环天线阵列而设置并耦接至第二专用射频发生器的第二闭环天线阵列，其中，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列中的每一个都包括一对直线型等离子体管。
在另一实施例中，公开了一种用于化学气相沉积工艺的沉积系统。所述沉积系统包括：气体分配系统，所述气体分配系统包括一个或多个气体分配导管；以及第一闭环天线阵列，所述第一闭环天线阵列耦接至第一专用射频发射器；以及第二闭环天线阵列，其耦接至第二专用射频发射器，所述第二闭环天线阵列邻近所述第一闭环天线阵列而设置。
在又一实施例中，公开了一种装置。所述装置包括：负载锁定腔室，所述负载锁定腔室耦接至基板装载站，所述负载锁定腔室具有设置在中心壁的相对侧上的两个基板位置；机械臂，所述机械臂可操作以从基板堆叠模块中检索基板并将所述基板放在每一个基板装载站中；以及处理腔室，所述处理腔室耦接至所述负载锁定腔室。处理腔室包括沉积系统，所述沉积系统包括第一电磁波施加器，所述第一电磁波施加器包括耦接至第一专用射频发生器的第一闭环天线阵列。
附图说明
因此，为了详细理解本公开的上述特征的方式，可以参照实施例来进行对上文中简要概述的本文中所述的本发明的更特定的描述，一些实施例图示在附图中。然而，应当注意，附图仅图示本发明的典型实施例，并且因此不应被视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效实施例。
图1A是沉积系统的一个实施例的示意图。
图1B是图1A的沉积系统的等离子体管的示例性截面图。
图1C是图1A的沉积系统的部分侧视图。
图2是沉积系统的部分的另一实施例的示意图。
图3A和图3B是示出图2所示的沉积系统的相交部分的各种实施例的截面图。
图4至图8是示出沉积系统的各种实施例的部分示意图。
图9是本文所述的沉积系统的实施例可在其中利用的竖直的直列式CVD系统的示意性表示。
为了促进理解，在可能的情况下，已使用完全相同的元件符号来指定各附图所共有的完全相同的元件。构想了一个实施例的元件和特征可有益地并入其他实施例而无需进一步的叙述。
具体实施方式
本公开中的实施例总体涉及沉积系统，所述沉积系统包括多个天线阵列配置，所述多个天线阵列配置可用于等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)系统。如本文中所述的天线阵列可以用于在电感耦合式等离子体系统、电容耦合式等离子体系统、微波功率系统以及以上项的组合中促进等离子体形成。虽然针对在PECVD系统中的使用描述了示例性实施例，但是沉积系统也可用于物理气相沉积(PVD)系统或工艺、蚀刻系统或工艺、以及用于大面积基板的等离子体处理的其他类型的工艺。本文中所讨论的实施例可利用CVD腔室来实践，所述CVD腔室在可从加州圣克拉拉市的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.ofSantaClara,California)获得的改装的Aristo处理系统中。应当理解，这些实施例也可在其他腔室(包括由其他制造商销售的那些系统)中实践。
图1A是用于在基板105上沉积材料的沉积系统100的一个实施例的示意图。沉积系统100包括示出为施加器110A和施加器110B的一个或多个电磁波施加器。每一个施加器110A、110B包括闭环天线阵列115A、115B，所述闭环天线阵列115A、115B各自耦接至相应的射频发生器120A和120B。每一个闭环天线阵列115A、115B可以为矩形形状。沉积系统100还包括多个气体分配导管125。气体分配导管125可定位在基板105与天线阵列115A和115B之间。每一个气体分配导管125可在一端处被耦接至歧管130，所述歧管130耦接至前体气源135。每一个气体分配导管125可包括在沉积工艺期间分配前体气体的开口(在图1C中示出)。每一个气体分配导管125的远端(即，与歧管130相对的那端)可以是被盖住的以防止气体流过这一端。
图1A中所示的图可以是俯视图或主视图，这取决于由沉积系统100处理的基板105的取向。例如，基板105可由沉积系统100以竖直取向来处理，或该基板可由沉积系统以水平取向来处理。因此，图1A的视图可分别是沉积系统100的主视图或该沉积系统100的俯视图。
每一个施加器110A、110B的每一个天线阵列115A、115B包括两个直线型等离子体管140A和140B，所述直线型等离子体管140A和140B耦接至提供用于相应的施加器110A、110B的公共射频发生器120A和120B。等离子体管140A、140B在与相应的射频发生器120A和120B相反的端部由横向构件145耦接。横向构件145用作等离子体管140A与140B之间的电磁能接口，并且允许至少一部分的电磁能从中穿过。横向构件145可以是其中包含了电磁波并促进电磁波在等离子体管140A与140B之间的传输的同轴波导或其他类型的空气电介质填充或固体电介质填充的空心构件。
每一个施加器110A、110B的能量流路径借助施加器110A来示出。射频(RF)带(诸如，甚高频率、超高频率(UHF)或微波频率)中的电磁能由射频发生器120A提供。每一个施加器110A、110B能以300MHz与10GHz范围内的频率来操作，诸如，以约915MHz或2.45GHz或约8.3GHz来操作。电磁能从发生器120A处双向行进。借助施加器110A，一个能量流路径示出为波150A(实线)，并且借助施加器110A，另一个相反的能量流路径示出为波150B(虚线)。由波150A和150B指示的能量流路径可以是行波或驻波，或两者的组合，这取决于多少RF功率被提供给施加器以及多少RF功率在等离子体中被吸收。来自任一流路径的电磁能跨横向构件145，从一个等离子体管被传导至另一等离子体管。如果波150A和150B的能量足以使波完成整个环路，则施加器操作为谐振器。被指示为波150A和150B的能量流路径源自射频发生器120A，并且能量的部分可终止于隔离器152处。隔离器152可用来防止电磁能重新进入射频发生器120A。虽然并未示出，但是能量流路径在施加器110A和110B两者中可以是类似的。
图1B是沿图1A的线1B-1B的等离子体管140A的截面图。图1B中所示的等离子体管140A是示例性的，并且可与等离子体管140B的横截面完全相同。在一个实施例中，等离子体管140A包括内导体155，所述内导体155可以是具有良好导电特性的金属材料，诸如，铜。等离子体管140A还可包括外导体160，所述外导体160围绕内导体155而设置。外导体160可包含诸如铜的导电材料。等离子体管140A还包括电介质覆层165，所述电介质覆层165围绕内导体155而设置。电介质覆层165可包含石英或陶瓷材料。在内导体155与外导体160和电介质覆层165中的一个或两个之间限定空间170。空间170通常通过外导体160(当实现到等离子体管140A中时)和电介质覆层165中的一个或两个来与外部环境密封。例如，空间170可由电介质覆层165密封以允许其中具有基本上等于大气压力的压力。在一些实施例中，开口(在图1C中示出)形成在外导体160中，这使得由射频发生器120A和120B(在图1A中示出)在空间170中形成的电磁能(即，波150A、150B)的部分在相应的施加器110A和110B外部辐射。虽然等离子体管140A的横截面示出为是圆形的，但是等离子体管140A也可包括其他形状，诸如，矩形或其他多边形。在一些实施例中，等离子体管140A可不包括内导体155和/或外导体160。相反，等离子体管140A可以包含固体电介质材料(诸如，陶瓷材料)，该电介质材料使一侧或多侧或其部分至少部分由导电材料覆盖。
图1C是图1A的沉积系统100沿线1C-1C形成的部分侧视图。等离子体管140A和气体分配导管125的多个部分示出为邻近基板105而定位。虽然气体分配导管125示出为定位在基板105与等离子体管140A之间，但是气体分配导管125也可与等离子体管140A共平面，或者与基板105间隔得比与等离子体管140A间隔得更远。
开口175示出为在气体分配导管125中以允许工艺气体流过该气体分配导管125。盖(cap)180示出为在气体分配导管125的远端以防止气体流出气体分配导管125的那端。开口175的间隔和/或尺寸可设定为使跨气体分配导管125的长度的气体流动均衡。例如，开口175的至少一部分的尺寸可比其他开口175更大，数量可比其他开口175更多和/或以比其他开口175的间距更小的间距被间隔开，以便控制跨气体分配导管125的长度的传导。在一些实施例中，靠近气体分配导管125的远端的开口175可比接近歧管130的开口175更大，和/或能以比接近歧管130的开口175的间距更小的间距被间隔开。
在一些实施例中，当使用外导体160时，等离子体管140A的外导体160包括开口，诸如，狭槽185(以虚线示出)。狭槽185的间隔和/或尺寸可设定为轴向地(即，跨等离子体管140A的长度)允许功率施加。例如，狭槽185的至少一部分的尺寸可比其他狭槽185更大，数量可比其他狭槽185更多和/或能以比其他狭槽185的间距更小的间距被间隔开，以便控制在等离子体管140A外部的、跨等离子体管140A的长度的波传播。在一个实施例中，靠近等离子体管140A的近端190的狭槽185(即，靠近射频发生器120A(在图1A中示出))可以比接近横向构件145的狭槽185更小和/或能以比接近横向构件145的狭槽185的间距更大的间距被间隔开。狭槽185中的每一个都可以是形成在如图所示的外导体160中的单个半环形的开口。或者，狭槽185中的每一个可以包括两个或更多个相邻的半环形开口以形成狭槽对或狭槽组。
图2是用于在基板105上沉积材料的沉积系统200的部分的另一实施例的示意图。如在其他实施例中那样，沉积系统200包括施加器110A和施加器110B，它们各自分别包括闭环天线阵列115A、115B。在这个视图中，并未示出气体分配导管125，因此可更详细地示出闭环天线阵列115A、115B。与图1A类似，图2所示的图可以是俯视图或主视图，这取决于由沉积系统200处理的基板105的取向。例如，基板105可由沉积系统200以竖直取向来处理，或该基板105可由沉积系统以水平取向来处理。因此，图2的视图可分别为沉积系统200的主视图或该沉积系统200的俯视图。
为了简洁起见，将不重复描述沉积系统200中与图1A至图1C所述的沉积系统100的部件共享相同的元件符号的部件。除非另外指明，否则图1A至图1C中与图2中的那些部件共享相同的元件符号的部件以类似的方式来操作。
在所示实施例中，闭环天线阵列115A、115B中的每一个都包括在一端上耦接至相应射频发生器120A、120B且在另一端上耦接至横向构件145的等离子体管140A和等离子体管140B。在一个实施例中，每一个闭环天线阵列115A、115B的等离子体管140A和140B在基本上平行于基板105的平面的平面上是共平面的。在一些实施例中，横向构件145中的一个或两个与等离子体管140A和140B中的一个或两个共平面。
在一个实施例中，沉积系统200包括第一闭环天线阵列115A，所述第一闭环天线阵列115A与第二闭环天线阵列115B相啮合。在这个实施例中，闭环天线阵列115A、115B中的每一个都包括相交部分205，在所述相交部分205处，横向构件145跨过等离子体管140B。一方面，相交部分205提供在交叉的部件之间的界面，使得等离子体管140B和横向构件145中的一个或两个在基本上平行于基板105的平面的平面中是共平面的。在一个实施例中，相交部分205位于基板105区域的外部，使得所有的等离子体管140A和140B在基板105区域内基本上是共平面的。
虽然沉积系统200在图2中示意性地示出为具有在等离子体管140A、140B的公共平面中延伸的射频发生器120A和120B，但是射频发生器120A和120B中的一个或两个也可以基本上垂直于等离子体管140A、140B的平面(即，进出页面的方向)而定位，从而减少闭环天线阵列115A、115B的覆盖面积。
图3A和图3B是示出图2中所示的相交部分205的各种实施例的截面图。在图3A中，横向构件145包括U形区段300，所述U形区段300至少部分地围绕等离子体管140B。U形区段300在相交部分205处提供界面，所述界面提供在横向构件145的第一端305与第二端310之间的实质的共平面性。另外，等离子体管140B与横向构件145的第一端305和第二端310中的一个或两个基本上共平面。在图3B中，等离子体管140B包括弯曲部分315，所述弯曲部分315至少部分地围绕横向构件145。弯曲部分315可以是具有至少45度角度的弯头，所述弯头提供了等离子体管140B的长度的偏移，从而允许等离子体管140B分叉成围绕横向构件145的两个基本上平行的平面。
图4至图8是示出用于在基板105上沉积材料的沉积系统400-800的部分的各种实施例的示意图。为了简洁起见，将不重复沉积系统400-800中与图2至图3B中所述的沉积系统200的部件共享相同的元件符号的部件。除非另外指明，否则图1A至图3B中与图4至图8中的那些部件共享相同元件符号的部件以类似的方式来操作。与图2类似，图4至图8中的每一个中所示的图可以是俯视图或主视图，这取决于由相应的沉积系统处理的基板105的取向。例如，基板105可由沉积系统以竖直取向来处理，或该基板105可由沉积系统以水平取向来处理。由此，图4至图8的视图可分别为主视图或俯视图。
沉积系统400与图2中所示的沉积系统200类似，不同之处在于一对隔离器152，这一对隔离器设置在横向构件405上，并且邻近相应的射频发生器120A和120B而定位。隔离器152使每一个闭环天线阵列115A、115B为非谐振的负载。当波在施加器中行进了一个完整的环路(示出为路径150A和150B)后，没有在等离子体中被吸收的波能的部分不重新进入该施加器，而是被引导出该施加器且终止于隔离器152处。闭环天线阵列115A、115B还包括图2中所述的相交部分205。相交部分205中的一个或两个可配置为图3A中所示的相交部分205以及图3B中所示相交部分205。
图5中所示的沉积系统500与图1A中所示的沉积系统100类似，不同之处在于第一调谐设备505，所述第一调谐设备505设置在闭环天线阵列115A、115B中的每一个上。第一调谐设备505中的每一个用作可变阻抗部件，所述可变阻抗部件可改变电磁波路径的有效长度，这可用来调节对每一个闭环天线阵列115A、115B的功率耦合。第一调谐设备505可以是短线调谐器或具有可移动短路的T结点。在电学上，第一调谐设备505中的每一个都是闭环天线阵列115A、115B中的每一个的传输线电路中的可变并联阻抗。
图6中所示的沉积系统600与图5中所示的沉积系统500类似，不同之处在于使用了第二调谐设备605而非第一调谐设备505。第二调谐设备605中的每一个可以是短线调谐器或可移动短路。另外，每一个第二调谐设备605可以是反射波150A、150B中的电磁能的部分的部分反射器。在电学上，第二调谐设备605中的每一个都是闭环天线阵列115A、115B中的每一个的传输线电路中的可变串联阻抗。
图7中所示的沉积系统700与图2中所示的沉积系统200类似，不同之处在于在闭环天线阵列115A、115B中的每一个上的一对调谐设备705。调谐设备705中的每一个可与图5和图6中所述的第一调谐设备505和第二调谐设备605类似。在闭环天线阵列115A、115B中的每一个上的这对调谐设备705提供在每一个闭环上的等离子体管140A与140B之间的功率平衡方面，并且还共同用作用于调节对相应的施加器115A和115B的功率耦合的调谐器。
图8中所示的沉积系统800与图4中所示沉积系统400类似，不同之处在于设置在闭环天线阵列115A、115B中的每一个上的一对调谐设备705。调谐设备705中的每一个可与图5中所述的第一调谐设备505或图6中所述的第二调谐设备相同。在闭环天线阵列115A、115B中的每一个上的这一对调谐设备705提供了在每一个闭环上的等离子体管140A、140B之间的功率平衡方面，以及提供调节对相应的施加器的功率耦合。隔离器152使每一个闭环天线阵列115A、115B为非谐振的负载。
图9是沉积系统100、200、400、500、600、700和800的实施例可在其中利用的竖直的直列式CVD系统900的示意表示。系统900的尺寸可设定为处理具有高达或大于约90000cm2的表面积的基板，并且每小时能够处理多于90个基板。系统900可配置成当基板正相对于沉积系统100、200、400、500、600、700和800移动(即，动态的)时在基板上沉积材料。或者，系统900可配置成当基板相对于沉积系统100、200、400、500、600、700和800静止(即，静态的)时在基板上沉积材料。
系统900优选地包括两条单独的处理线905A、905B，这两条单独的处理线905A、905B由公共的系统控制平台910耦接在一起以形成成对的工艺线配置/布局。系统900的每一条处理线905A、905B还配置成同时处理两个基板。公共的电源、公共和/或共享的泵送和排放部件以及公共的气体面板均可用于成对的处理线905A、905B。每一条处理线905A、905B每小时可处理多于45个基板，以实现总共每小时大于90个基板的系统。还构想了该系统可使用单条工艺线或多于两条的工艺线来配置。虽然系统900配置成竖直地处理基板，但是系统也可配置成在非竖直的平面中(诸如，水平地)处理基板。
竖直基板处理的成对的处理线905A、905B具有若干益处。由于腔室是竖直地布置的，因此，系统900的覆盖面积大约与单个常规的水平处理线相同。因此，在大约相同的覆盖面积内，存在两条处理线905A、905B，这有益于制造商节省制造厂房内的占用面积。为有助于理解术语“竖直”的含义，考虑平板显示器。平板显示器(诸如，计算机监视器)具有长度、宽度和厚度。当平板显示器是竖直的时，长度或宽度从地平面垂直地延伸，而厚度平行于地平面。相反，当平板显示器是水平的时候，长度和宽度两者平行于地平面，而厚度垂直于地平面。
每一条处理线905A、905B包括基板堆叠模块915A、915B，从该基板堆叠模块915A、915B中检索新的基板(即，尚未在系统900内处理的基板)并储存处理过的基板。大气压机械臂920A、920B从基板堆叠模块915A、915B中检索基板，并将基板放入双重基板装载站925A、925B。应当理解，虽然基板堆叠模块915A、915B示出为使基板沿水平取向堆叠，但是与基板被保持在双重基板装载站925A、925B中的方式类似，能以竖直取向来维持设置在基板堆叠模块915A、915B中的基板。随后，新的基板被移入双重基板负载锁定腔室模块930A、930B，并且随后被移至双重基板处理腔室模块935A、935B。双重基板处理腔室模块935A、935B中的每一个可以包括如本文所述的沉积系统100、200、400、500、600、700和800的实施例。在每一个处理腔室模块935A、935B中利用的每一个沉积系统100、200、400、500、600、700或800可定位在两个基板之间，使得两个基板可以利用单个沉积系统100、200、400、500、600、700或800，在每一个处理腔室模块935A、935B中来处理。随后，现在经处理的基板通过双重基板负载锁定腔室模块930A、930B中的一个返回到双重基板装载站925A、925B中的一个，在双重基板装载站925A、925B处，基板由大气压机械臂920A、920B中的一个检索，并被送回至基板堆叠模块915A、915B中的一个。
如本文中所述的具有闭环天线阵列115A、115B的沉积系统100、200、400、500、600、700和800降低了拥有成本，因为天线硬件(射频发生器、隔离器和调谐器)的数量显著地减少。例如，从常规意义上而言，两个电源(射频发生器)将会用来操作每一个等离子体管140A和140B(即，每一个管140A、140B的每一端设有一个)，但是仅单个电源用来操作每一个闭环天线阵列115A和115B(包括等离子体管140A和140B两者)，这使电源的数量减少4倍。因此，电源和相关硬件零件的成本显著地降低，从而降低了拥有成本。另外，通过利用竖直式CVD系统，可同时处理多个基板。同时处理多个基板降低了制造成本，这可增加制造商的利润。
尽管上述内容针对本文中所公开的本发明的实施例，但可设计本发明的其他和进一步的实施例而不背离本发明的基本范围，并且本发明的范围由所附权利要求书来确定。

Claims (16)

1.一种沉积系统，所述沉积系统包括：
第一电磁波施加器，所述第一电磁波施加器包括第一闭环天线阵列，所述第一闭环天线阵列耦接至第一专用射频发生器；以及
第二电磁波施加器，所述第二电磁波施加器包括第二闭环天线阵列，所述第二天线闭环阵列邻近所述第一闭环天线阵列而设置，并耦接至第二专用射频发生器，其中，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列中的每一个都包括一对直线型等离子体管。
2.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述一对直线型等离子体管中的每一个直线型等离子体管在一端处由同轴导管电耦接，并在另一端处由横向构件电耦接。
3.根据权利要求2所述的沉积系统，其特征在于，所述横向构件包括电隔离器。
4.根据权利要求2所述的沉积系统，其特征在于，所述同轴导管以及所述直线型等离子体管中的一个直线型等离子体管中的一者或两者包括调谐器设备。
5.根据权利要求4所述的沉积系统，其特征在于，所述调谐器设备包括反射器。
6.根据权利要求2所述的沉积系统，其特征在于，所述同轴导管与所述直线型等离子体管中的一个直线型等离子体管相交。
7.根据权利要求6所述的沉积系统，其特征在于，所述同轴导管以及所述直线型等离子体管中的一个直线型等离子体管中的一者包括弯曲部分。
8.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列是共平面的。
9.一种用于化学气相沉积工艺的沉积系统，所述系统包括：
气体分配系统，所述气体分配系统包括一个或多个气体分配导管；以及
第一闭环天线阵列，所述第一闭环天线阵列耦接至第一专用射频发射器；以及
第二闭环天线阵列，耦接至第二专用射频发射器，所述第二闭环天线阵列邻近所述第一闭环天线阵列而设置。
10.根据权利要求9所述的沉积系统，其特征在于，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列是共平面的。
11.根据权利要求9所述的沉积系统，其特征在于，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列是相啮合的。
12.根据权利要求9所述的沉积系统，其特征在于，所述第一闭环天线阵列和所述第二闭环天线阵列中的每一个都包括一对直线型等离子体管。
13.根据权利要求12所述的沉积系统，其特征在于，所述一对直线型等离子体管中的每一个直线型等离子体管在一端处由同轴导管电耦接，并且在另一端处由横向构件电耦接。
14.根据权利要求13所述的沉积系统，其特征在于，所述横向构件包括电隔离器。
15.根据权利要求13所述的沉积系统，其特征在于，所述同轴导管包括调谐器设备。
16.根据权利要求15所述的沉积系统，其特征在于，所述调谐器设备包括反射器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10682059B1 (en) * 2018-12-28 2020-06-16 Endra Life Sciences Inc. Radio frequency applicator and thermoacoustic imaging system employing the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1537405A (zh) * 2001-07-30 2004-10-13 株式会社普来马特 感应耦合等离子体发生器天线结构
JP2004349199A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ発生用アンテナ装置及びプラズマ処理装置
CN1809911A (zh) * 2003-05-22 2006-07-26 赫利森有限责任公司 高密度等离子体反应器
US20080272700A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-06 Delta Electronics, Inc. Plasma generating device
TW200850082A (en) * 2007-03-30 2008-12-16 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co Ltd Plasma generator and film forming apparatus using plasma
CN102056396A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02112010U (zh) * 1989-02-27 1990-09-07
JP2519364B2 (ja) * 1990-12-03 1996-07-31 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｕｈｆ／ｖｈｆ共振アンテナ供給源を用いたプラズマリアクタ
JPH051383A (ja) * 1991-06-25 1993-01-08 Canon Inc 大面積マイクロ波プラズマｃｖｄ装置
JPH06251896A (ja) * 1992-12-28 1994-09-09 Hitachi Ltd プラズマ処理方法及び装置
KR100238627B1 (ko) * 1993-01-12 2000-01-15 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
JP3630765B2 (ja) * 1995-04-04 2005-03-23 キヤノン株式会社 堆積膜の製造装置およびその製造方法
JP3501668B2 (ja) * 1997-12-10 2004-03-02 キヤノン株式会社 プラズマｃｖｄ方法及びプラズマｃｖｄ装置
JP2000345351A (ja) * 1999-05-31 2000-12-12 Anelva Corp プラズマｃｖｄ装置
JP3836636B2 (ja) * 1999-07-27 2006-10-25 独立行政法人科学技術振興機構 プラズマ発生装置
KR100523851B1 (ko) * 2003-05-07 2005-10-27 학교법인 성균관대학 대면적처리용 내장형 선형안테나를 구비하는 유도결합플라즈마 처리장치
CN101946366B (zh) * 2008-01-30 2015-01-21 应用材料公司 具有阻抗转换部的集成微波波导
US20120279943A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Applied Materials, Inc. Processing chamber with cooled gas delivery line

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1537405A (zh) * 2001-07-30 2004-10-13 株式会社普来马特 感应耦合等离子体发生器天线结构
CN1809911A (zh) * 2003-05-22 2006-07-26 赫利森有限责任公司 高密度等离子体反应器
JP2004349199A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ発生用アンテナ装置及びプラズマ処理装置
TW200850082A (en) * 2007-03-30 2008-12-16 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co Ltd Plasma generator and film forming apparatus using plasma
US20080272700A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-06 Delta Electronics, Inc. Plasma generating device
CN102056396A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法

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