[发明专利]产生等离子体的微波天线

说明书

技术领域

本发明涉及能够产生均匀的大面积等离子体的微波天线。更详细地说，本发明涉及如下微波天线：永磁体直接安装在天线体本身，由ECR产生的高能电子(energetic electrons)根据磁场均匀地分布于整个天线体，由上述高能电子而离子化的等离子体具有均匀的对称性。该微波天线用于产生所述等离子体。

背景技术

一般地，ECR(Electronic Cyclotron Resonance；电子回旋加速器共振)等离子体源是很有效的等离子体产生源，其将等离子体的流动及工艺领域可扩大到低压力(例如，10^-4Torr)的领域。

并且，在利用等离子体的蚀刻及蒸镀等多种半导体工艺(Plasma processing)中，为了满足产业要求的极限特性和收益率，逐渐要求更大面积(large-area)的等离子体产生源。并且，同时大面积的等离子体应当均匀(uniformity)地分布。

与此相关地，利西塔诺(Lisitano)状天线的圆形形状的利西塔诺线圈，与现有的微波等离子体不同，其直径不限于规定的波的波长大小，而与波长大小无关地将其线圈的直径可调整为所需的大小，能够产生对应的大面积等离子体的有效天线结构。

但是，利西塔诺线圈具有如下缺点：(i)等离子体分布(profile)的非轴对称性(nonaxisymmetry)和(ii)使用非冷却同轴电缆(coaxial cable)所引起的规定功率的限制等。所以被认为不适作为大面积均匀等离子体源的天线。

发明内容

由此，考虑到上述问题，本发明提供能够产生具有良好的等离子体分布对称性、较少的规定功率限制的均匀的大面积等离子体的微波天线。

根据本发明的一个实施例的产生等离子体的微波天线，包括：波导管；天线体；以及同轴结构连接部，其将上述波导管和上述天线体进行电连接。上述天线体形成为设置有多个槽的环状的导电体块，在上述导电体块的多个槽之间形成有凹槽，在上述凹槽中插入多个永磁体。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述多个槽形成为能够贯通上述导电体块的内外部。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述天线体还包括盖子，用来防止上述永磁体向外部脱离。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述多个槽能够形成为反复的方波脉冲形状。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述多个槽的高度方向及圆周方向的长度都形成为根据使用频率确定的波长的1/2，上述多个槽在端部短路。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述多个永磁体被插入于形成在上述导电体块的多个槽之间的凹槽中，可排列成上部为N极，下部为S极。并且，在上述凹槽中的永磁体的排列可形成为上部为S极，下部为N极。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，上述天线体还包括：同轴结构连接部；电连接的外部导电体连接部；以及，内部导电体连接部。

在本发明的产生等离子体的微波天线中，根据上述天线体内部的磁场梯度(gradient)和曲率(curvature)的高能电子的运动是根据以下公式进行控制的。