專利名稱：對(duì)電感線圈進(jìn)行冷卻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)包埋式電感線圈(immersed induction coil)、比如用于真空處理腔室中的致電離線圈進(jìn)行冷卻的方法。
如果不能夠?qū)χ码婋x線圈的溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜刂茖?huì)產(chǎn)生很多問題，并且對(duì)于真空處理腔室內(nèi)部的線圈來說這種問題尤為突出，這是因?yàn)樵谶@種情況下在線圈上所淀積的物質(zhì)的粘附性將會(huì)變得不再充分，從而會(huì)在處理腔室中產(chǎn)生有害微粒。通常，通過沿一穿經(jīng)線圈的冷卻通道恒定地流動(dòng)液態(tài)冷卻劑來對(duì)這種線圈進(jìn)行冷卻。如果是利用水，那么冷卻作用的效率將會(huì)非常高并且線圈的溫度可以保持遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所述處理腔室內(nèi)部的環(huán)境溫度，從而造成在經(jīng)受處理的晶體上附著大量的微粒。相反，如果是利用空氣，那么冷卻作用就原理上而言是可行的，但是對(duì)于具有一定長(zhǎng)度的線圈來說，甚至包括那些單匝線圈，會(huì)沿該線圈的長(zhǎng)度方向形成熱梯度，從而導(dǎo)致所淀積材料發(fā)生剝離。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于提供一種對(duì)具有一穿經(jīng)其進(jìn)行延伸的冷卻通道的電感線圈進(jìn)行冷卻的方法，該方法包括首先將冷卻劑沿第一方向穿經(jīng)所述冷卻通道進(jìn)行流動(dòng)，并且隨后再沿相反方向穿經(jīng)該冷卻通道進(jìn)行流動(dòng)。
所述流動(dòng)方向可以進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換，比如，處理工藝所運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換周期越短，并且另外或者可選擇地也可根據(jù)所探測(cè)到的線圈溫度來對(duì)轉(zhuǎn)換周期進(jìn)行控制。通常該方法可以包括對(duì)冷卻劑和/或線圈的下游溫度進(jìn)行監(jiān)控，并且在當(dāng)所述溫度超過一預(yù)定水平時(shí)轉(zhuǎn)換流動(dòng)方向。
尤其優(yōu)選的是所述冷卻劑為空氣或者一些其他適用的氣體。
雖然已經(jīng)在前面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是應(yīng)該理解的是其包括任何由前面所述或者下文中所述的技術(shù)特征所形成的創(chuàng)造性組合。本發(fā)明還包括用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
本發(fā)明可以以各種方式進(jìn)行實(shí)施，并且現(xiàn)在將結(jié)合附圖對(duì)一個(gè)特定實(shí)施例進(jìn)行描述，其中附

圖1是一電感線圈和一與其相關(guān)的冷卻系統(tǒng)的示意圖；附圖2是一圖表，示出了不同冷卻方法下所附著的微粒與經(jīng)處理的晶體數(shù)目之間的相對(duì)關(guān)系；附圖3是一圖表，示出了不同方法下冷卻作用與時(shí)間之間的相對(duì)關(guān)系；附圖4是一在利用射頻線圈加熱工藝(RF coil heating)時(shí)與附圖3相對(duì)應(yīng)的圖表。
一電感線圈，比如一致電離線圈，總體上用10來進(jìn)行指代?？梢钥闯銎浒ㄓ幸焕@制的中空管11，該中空管11通常由不銹鋼制成。該中空管11形成了一個(gè)冷卻劑可以流經(jīng)的中部通道12。一泵13具有一空氣入口14和一出口15。并由出口15向一換向閥16(by-directionalvalve)供送氣體，而該換向閥16又通過導(dǎo)管17和18經(jīng)由一熱交換器19與線圈10的對(duì)應(yīng)端部相連通。在使用過程中，依照閥16的設(shè)置狀態(tài)，空氣可以沿實(shí)線箭頭所示方向或者沿虛線箭頭所示方向穿經(jīng)中空管11。閥16的設(shè)置狀態(tài)由一控制器20來決定。該控制器20可以僅僅對(duì)閥16進(jìn)行控制，以便閥16可以以恒定的頻率或者以這樣一種頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即該頻率由處理工藝已經(jīng)運(yùn)行的時(shí)間所決定或者與一些預(yù)定曲線相對(duì)應(yīng)，隨著工藝的運(yùn)行，后者尤其適用于所述的處理工藝。但是，尤其優(yōu)選的是在線圈10的端部設(shè)置熱電偶21和22，以便可以對(duì)所述線圈的“下游”溫度進(jìn)行監(jiān)控或者對(duì)沿該線圈的長(zhǎng)度方向所實(shí)際存在的熱梯度進(jìn)行監(jiān)控。隨后由控制器20對(duì)轉(zhuǎn)換頻率進(jìn)行調(diào)整，來達(dá)到一預(yù)定的熱梯度或者一粗確定(ore-determined)的下游溫度。
應(yīng)該明白的是熱電偶21和22可以相同地設(shè)置在導(dǎo)管17和18上，并且為了實(shí)際應(yīng)用這種狀況尤為適宜，雖然隨溫度的讀取將會(huì)略微顯得不太直接。也可以選擇性地對(duì)冷卻劑的溫度進(jìn)行監(jiān)控。為了試驗(yàn)?zāi)康?，將一額外的熱電偶放置在所述線圈上距熱交換器最遠(yuǎn)的位置處。
控制器20也可以對(duì)泵13進(jìn)行控制，以便對(duì)流速進(jìn)行調(diào)節(jié)。
由于只有經(jīng)過除去離子的水才能夠用來傳導(dǎo)RF，所以需要利用到硅油。這將導(dǎo)致在實(shí)際中的各個(gè)公知接頭及溶解性PTFE膠帶(管工膠帶(plumber’s tape))處發(fā)生泄漏現(xiàn)象，從而在地面上留下一層油膜。
試驗(yàn)結(jié)果參看附圖2，在氮化鈦淀積工藝中處于200℃和300℃之間的線圈溫度最好參照所測(cè)定出的在硅晶體上所附著的微粒量來進(jìn)行確定。在利用水對(duì)線圈進(jìn)行冷卻的情況下在室溫時(shí)的微粒量迅速增大，而根據(jù)本發(fā)明的溫度受控線圈卻能夠得到較低的穩(wěn)定微粒附著量。
在附圖3中示出了在單向和雙向工作模式中熱電偶21,22處的溫度?？梢钥闯?，在雙向模式中，在150秒的試驗(yàn)周期內(nèi)沿所述線圈的溫度梯度不會(huì)超過10℃，相比之下，對(duì)于單向冷卻模式來說在相同周期內(nèi)的溫度差卻為105℃。
在附圖4中示出了在這樣一工藝中熱電偶21,22,23處的溫度，即利用小于60℃的熱循環(huán)來使得線圈穩(wěn)定地保持在220℃。應(yīng)該指出的是熱電偶21和22均被固定在RF真空饋入裝置中，并且從而無法顯示出真空處理腔室內(nèi)的線圈溫度。
權(quán)利要求
1．一種對(duì)具有一穿經(jīng)其進(jìn)行延伸的冷卻通道的電感線圈進(jìn)行冷卻的方法，該方法包括首先使冷卻劑沿第一方向穿經(jīng)所述冷卻通道進(jìn)行流動(dòng)，并且隨后再使冷卻劑沿第二方向穿經(jīng)該冷卻通道進(jìn)行流動(dòng)。
2．如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，所述流動(dòng)方向周期性轉(zhuǎn)換。
3．如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括對(duì)所述冷卻劑和/或線圈的下游溫度進(jìn)行監(jiān)視，并且在當(dāng)所述溫度超過一預(yù)定溫度時(shí)轉(zhuǎn)換流動(dòng)方向。
4．如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑為空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在一真空處理腔室中對(duì)一包埋式電感線圈,比如一致電離線圈進(jìn)行冷卻的方法。線圈10可以包括有一繞制中空管11,當(dāng)利用一泵13進(jìn)行泵送時(shí),冷卻劑可以穿經(jīng)該中空管進(jìn)行流動(dòng)。設(shè)置一閥16,以便空氣可以沿某一方向穿經(jīng)所述中空管,并且流動(dòng)方向由一控制器20進(jìn)行控制,該控制器20對(duì)閥16進(jìn)行操作。閥16的轉(zhuǎn)換頻率可以由一工藝操作條件或者通過對(duì)下游的冷卻劑和/或線圈的溫度進(jìn)行監(jiān)控來進(jìn)行確定。
文檔編號(hào)H05B6/42GK1318850SQ0111702
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者伊恩·蒙克里夫, 克萊夫·L·威迪克斯 申請(qǐng)人:特利康控股有限公司