用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的制作方法

电子电路装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及感应线圈技术领域，尤其涉及一种用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构。背景技术：2.相关技术中，电感耦合放电等离子体icp设备机台的感应线圈结构为外层四层和内层四层中空线圈，其中，内外线圈在射频电源产生的特定频率，射频信号通过时会由电感耦合产生射频电磁场，以激发腔体中气体产生等离子体，但是外层四层和内层四层的多层感应线圈结构因线圈过长导致发热会比较严重，因此，如何更好的实现多层感应线圈成为亟待解决的问题。技术实现要素：3.本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。4.为此，本实用新型的目的在于提出一种用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构。5.为了实现上述目的，本实用新型实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构，包括：外层线圈，包括三个子线圈，所述每个子线圈为单层结构的非封闭环；被所述外层线圈包围的内层线圈，包括两个子线圈，所述每个子线圈为双层结构的非封闭环；连接件，用于连接所述外层线圈与所述内层线圈至绝缘层。6.根据本实用新型实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构，通过将所述多层感应线圈结构设置为两个内层线圈，三个外层线圈，从而有效减少线圈的总长度，进而减少线圈的发热量，从而在一定程度上提高了等离子体的均匀性。7.另外，根据本实用新型的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构还具有如下附加技术特征：8.在本实用新型的一个实施例中，所述外层线圈的所述三个子线圈分别包括依次相连的延伸部、连接部和线圈部，所述延伸部从所述连接件的径向向外引出且通过所述连接部与所述线圈部相连；其中所述相邻子线圈的延伸部之间的夹角为120°，且所述三个子线圈的线圈部交错螺旋缠绕。9.在本实用新型的一个实施例中，所述外层线圈的所述三个子线圈分别还包括：所述线圈部的引出部，所述引出部由所述线圈部螺旋360度后呈90度向内弯折连接所述绝缘层。10.在本实用新型的一个实施例中，所述内层线圈的所述两个子线圈分别包括依次相连的延伸部、连接部和线圈部，所述延伸部从所述连接件的径向向外引出且通过所述连接部与所述线圈部相连；其中所述两个子线圈的延伸部之间的夹角为180°，且所述两个子线圈的线圈部交错螺旋缠绕。11.在本实用新型的一个实施例中，所述内层线圈的所述两个子线圈分别还包括：所述线圈部的引出部，所述引出部由所述线圈部螺旋720度后呈90度向内弯折连接所述绝缘层。12.在本实用新型的一个实施例中，所述外层线圈与所述内层线圈呈同心圆形放置。13.在本实用新型的一个实施例中，所述内层线圈和/或所述外层线圈的每个子线圈的匝间距相同。14.在本实用新型的一个实施例中，所述外层线圈的每个所述子线圈的连接部，与所述内层线圈的每个所述子线圈的连接部连接交汇的部分为同一点交汇，且交汇处垂直于弯折部分，且延伸出所述连接件，所述连接件连接至所述绝缘层。15.在本实用新型的一个实施例中，还包括：第一盖板，所述绝缘层设置于所述第一盖板上。16.在本实用新型的一个实施例中，还包括：接地电容，所述接地电容设置于所述绝缘层与所述第一盖板之间。17.在本实用新型的一个实施例中，还包括：第二盖板，所述第一盖板设置于所述第二盖板内部。18.在本实用新型的一个实施例中，所述内层线圈和所述外层线圈的内部为实心或中空。19.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。附图说明20.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，21.图1是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的结构示意框图；22.图2是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的立体结构示意框图；23.图3是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的俯视结构示意框图；24.图4是根据本实用新型一个实施例的外层线圈1的结构示意框图；25.图5是根据本实用新型另一个实施例的外层线圈1的结构示意框图26.图6是根据本实用新型一个实施例的外层线圈1的一个子线圈的结构示意框图；27.图7是根据本实用新型一个实施例的外层线圈1的一个子线圈的俯视结构示意框图；28.图8是根据本实用新型一个实施例的内层线圈2的结构示意框图；29.图9是根据本实用新型一个实施例的内层线圈2的正视结构示意框图；30.图10是根据本实用新型一个实施例的内层线圈2的一个子线圈的结构示意框图；31.图11是根据本实用新型一个实施例的内层线圈2的一个子线圈的结构示意框图；32.图12是根据本实用新型一个实施例的内层线圈2的一个子线圈的俯视结构示意框图；33.图13是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的透视结构示意框图；34.图14是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的立体结构示意框图；35.图15是根据本实用新型一个实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的俯视结构示意框图。36.附图标记：37.1、外层线圈；2、内层线圈；3、连接件；4、绝缘层；5、第一盖板；6、第二盖板；11、外层线圈的延伸部；12、外层线圈的连接部；13、外层线圈的线圈部；14、外层线圈的引出部；21、内层线圈的延伸部；22、内层线圈的连接部；23、内层线圈的线圈部；24、内层线圈的引出部。具体实施方式38.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。39.icp全称为电感耦合放电等离子体(inductively coupled plasma)，是利用电感特性激发等离子体的一种方式。实际应用中在机台上安装射频电源，产生特定频率和功率下的射频信号，将之通过机台的感应线圈时，由于线圈在特定盘绕方式下呈电感特性，此时线圈通过电感耦合方式将射频信号的能量作用到机台内部特定气体上以激发出等离子体，此种方法称为电感耦合放电等离子体。为了使激发的等离子体的阻抗、频率等特性保持稳定，所使用的感应线圈应采用合适的材料和长度，并按一定方式盘绕和布局，以获得合适的电感值和稳定的阻抗。40.相关技术中，电感耦合放电等离子体icp设备机台的感应线圈结构为外层四层和内层四层中空线圈，其中，内外线圈在射频电源产生的特定频率，射频信号通过时会由电感耦合产生射频电磁场，以激发腔体中气体产生等离子体，但是外层四层和内层四层的多层感应线圈结构因线圈过长导致发热会比较严重，因此，如何更好的实现多层感应线圈成为亟待解决的问题。为此，本实用新型提出了一种用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构。41.下面参考附图1-图15描述本实用新型实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构。42.如图1-图15所示，根据本实用新型实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构，包括：外层线圈1、被外层线圈包围的内层线圈2和连接件3，其中：43.外层线圈1，包括三个子线圈，每个子线圈为单层结构的非封闭环；44.被外层线圈包围的内层线圈2，包括两个子线圈，每个子线圈为双层结构的非封闭环；45.连接件3，用于连接外层线圈1与内层线圈2至绝缘层4。46.也就是说，通过将电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构设置为两个内层线圈2，三个外层线圈1，从而有效减少线圈的总长度，进而减少线圈的发热量，从而在一定程度上提高了等离子体的均匀性。47.其中，如图4所示，外层线圈1的三个子线圈分别包括依次相连的延伸部11、连接部12和线圈部13，延伸部11从连接件3的径向向外引出且通过连接部12与线圈部13相连，其中相邻子线圈的延伸部11之间的夹角为120°，且三个子线圈的线圈部13交错螺旋缠绕。48.其中，在本实用新型的实施例中，如图5所示，外层线圈1的三个子线圈分别还包括：线圈部的引出部14，引出部14由线圈部螺旋360度后呈90度向内弯折连接绝缘层4。49.例如，图6为外层线圈1的一个子线圈的螺旋缠绕结构，其中，子线圈的延伸部11与连接部12之间形成90度夹角连接后，为了方便子线圈的制作，使得角度统一，连接部12与线圈部13的连接处之间形成90度，然后向左方向以一大弧度的形式绕成一圈。其中，外层线圈1的一个子线圈的螺旋缠绕结构的俯视图如图7所示。50.其中，如图8所示，内层线圈2的两个子线圈分别包括依次相连的延伸部21、连接部22和线圈部23，延伸部21从连接件3的径向向外引出且通过连接部22与线圈部23相连，其中两个子线圈的延伸部21之间的夹角为180°，且两个子线圈的线圈部23交错螺旋缠绕。51.其中，在本实用新型的实施例中，内层线圈2的两个子线圈分别还包括：线圈部的引出部24，引出部24由线圈部23螺旋720度后呈90度向内弯折连接绝缘层4。例如，内层线圈2的两个子线圈的螺旋缠绕结构的正视图可如图9所示。52.例如，图10或图11为内层线圈2的一个子线圈的螺旋缠绕结构，其中，子线圈的延伸部21与连接部22之间形成90度夹角连接后，为了方便子线圈的制作，使得角度统一，连接部22与线圈部23的连接处之间也形成90度，然后向左方向以一大弧度的形式绕成一圈，因此，在各个部件连接角度固定时，使得引入的电感也固定。例如，内层线圈2的一个子线圈的螺旋缠绕结构的俯视图可参考如图12所示。53.需要说明的是，外层线圈1和内层线圈2的每个子线圈的延伸部、连接部和线圈部在连接时，所呈的夹角会影响整体电感量，进而影响整个多层感应线圈结构的性能。54.在本实用新型的实施例中，外层线圈1与内层线圈2呈同心圆形放置。55.在本实用新型的实施例中，内层线圈2和/或外层线圈1的每个子线圈的匝间距相同。56.为了使得内层线圈2和外层线圈1连接同一射频电源，产生合适的电磁场，在本实用新型的实施例中，外层线圈1的每个子线圈的连接部，与内层线圈2的每个子线圈的连接部连接交汇的部分为同一点交汇，且交汇处垂直于弯折部分，且延伸出连接件3，连接件3连接至绝缘层4。57.其中，绝缘层4设置于第一盖板5上，其中，如图13所示，第一盖板5设置于第二盖板6内部，因此可使得外层线圈1、内层线圈2与第二盖板6固定为一体，其中，第二盖板6可理解为腔体盖，例如当腔体盖关闭，罩在机台腔体上方开口处时，多层感应线圈朝向腔体内部，由此多层感应线圈产生的电磁场朝向腔体内部激发注入腔体内部的气体以产生等离子体，以用于腔体内晶圆基片上进行沉积工艺。且可以保证多层感应线圈结构整体都在腔体内部，使得产生的电磁场全部位于腔体内部，最大限度将能量作用于等离子体激发过程中。例如，用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的立体结构示意图图可参考如图14，用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构的立体结构俯视图可参考如图15。58.为了有效对外层线圈1、内层线圈2和射频电源形成保护回路，在本实用新型的实施例中，还包括接地电容，其中，接地电容设置于绝缘层4于第一盖板5之间，进而可实现有效调整射频功率比值，以保证有最合适的功率作用于腔体内部气体上，获得最好的沉积效果。59.为了避免线圈内部漏水至腔体的风险，在本实用新型的实施例中，内层线圈2和外层线圈1的内部为实心或中空。例如，内层线圈2和外层线圈1采用实心铜管材料，外面可镀一层银或金以防止铜管的氧化，进而提高了设备机台的安全性。60.根据本实用新型实施例的用于电感耦合放电等离子体设备的多层感应线圈结构，该多层感应线圈结构随腔体盖设置在腔体的上部开口上，所激发的等离子体作用于腔体内承载台上待加工的晶圆基片上，在进行晶圆基片加工时，有效减少了线圈整体发热，同时消除了空心铜管漏水在机台内部的隐患，提升沉积效率的同时也提升了机台的安全性。61.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。63.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。









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