[發(fā)明專利]法拉第屏蔽及等離子體加工設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010622211.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN102543636A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王一帆;武曄;呂鈾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01J37/09
• 分類號(hào): H01J37/09;H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張?zhí)焓?陳源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于等離子體加工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種法拉第屏蔽以及含有該法拉第屏蔽的等離子體加工設(shè)備。

背景技術(shù)

磁控濺射技術(shù)是將靶材表面引入磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)與電子交互作用，使電子在靶材表面附近螺旋狀運(yùn)行，以撞擊氣體分子電離而產(chǎn)生離子，產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶材表面而濺射出靶材。同時(shí)，磁場(chǎng)可以約束帶電粒子并增加等離子體的密度，從而可以提高濺射速率。因此，磁控濺射技術(shù)被廣泛用于薄膜的沉積和蝕刻工藝。

圖1為采用磁控濺射技術(shù)的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖1，等離子體加工設(shè)備包括真空腔室1，在真空腔室1的底部設(shè)有基座2，被加工工件3放置在基座2的頂端。在真空腔室1的頂部設(shè)有環(huán)形靶材4以及中心靶材5，中心靶材5設(shè)置在環(huán)形靶材4的中心位置。在環(huán)形靶材4和中心靶材5之間設(shè)有環(huán)形電介質(zhì)窗6，在環(huán)形電介質(zhì)窗6的上方設(shè)有線圈8，線圈8通過匹配網(wǎng)絡(luò)9與射頻電源10連接。線圈8與射頻電源10接通后產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)能量通過環(huán)形電介質(zhì)窗6進(jìn)入真空腔室1而激發(fā)等離子體，從而增加等離子體密度。在環(huán)形電介質(zhì)窗6的下方設(shè)有法拉第屏蔽7，用于阻止等離子體沉積到環(huán)形電介質(zhì)窗6。

圖2為法拉第屏蔽的截面圖。請(qǐng)參閱圖2，法拉第屏蔽7為雙層結(jié)構(gòu)，包括第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72。第一法拉第屏蔽單元71包括多個(gè)屏蔽段74a，相鄰屏蔽段74a之間相距一定距離而形成狹縫73a。第二法拉第屏蔽單元72包括多個(gè)屏蔽段74b，相鄰屏蔽段74b之間相距一定距離而形成狹縫73b。第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72相互錯(cuò)開設(shè)置，即第一法拉第屏蔽單元71的屏蔽段74a與第二法拉第屏蔽單元72的狹縫73b相對(duì)，同時(shí)，第二法拉第屏蔽單元72的屏蔽段74b與第一法拉第屏蔽單元71的狹縫73a相對(duì)，以減少等離子體穿過法拉第屏蔽而污染環(huán)形電介質(zhì)窗6。

雖然第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72相互錯(cuò)開設(shè)置可以阻擋大部分等離子體穿過法拉第屏蔽，但仍有部分等離子體可以通過狹縫穿過法拉第屏蔽而污染環(huán)形電介質(zhì)窗6。因此，在實(shí)際使用過程中，需要經(jīng)常清洗環(huán)形電介質(zhì)窗6，這不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且清洗將導(dǎo)致工藝中斷，降低了等離子體加工設(shè)備的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)法拉第屏蔽中存在的上述缺陷，提供一種法拉第屏蔽，其可以減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽的縫隙。

此外，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，該設(shè)備的電介質(zhì)窗不易被污染，從而可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高等離子體加工設(shè)備的生產(chǎn)效率。

解決上述技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是提供一種法拉第屏蔽，包括至少兩個(gè)并排設(shè)置的屏蔽單元，每個(gè)所述屏蔽單元包括多個(gè)間隔排列設(shè)置的屏蔽段，且相鄰兩屏蔽單元所包括的屏蔽段交錯(cuò)設(shè)置，所述屏蔽段均設(shè)置有朝向相對(duì)應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置的屏蔽段的阻擋部，且相對(duì)應(yīng)兩交錯(cuò)設(shè)置的屏蔽段的阻擋部之間構(gòu)成屏蔽通道。

其中，所述阻擋部使相鄰兩所述屏蔽單元之間的間隙呈脈沖波形。

其中，所述阻擋部設(shè)置在所述屏蔽段的兩側(cè)的端部。

其中，相對(duì)應(yīng)兩交錯(cuò)設(shè)置的屏蔽段的阻擋部之間所構(gòu)成的屏蔽通道的寬度小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。

其中，所述屏蔽段的阻擋部與該屏蔽段相對(duì)應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置的屏蔽段之間的距離小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。

其中，所述阻擋部由絕緣材料制作而成。

本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，包括真空腔室、電介質(zhì)窗以及法拉第屏蔽，所述電介質(zhì)窗設(shè)置在所述真空腔室上，所述法拉第屏蔽設(shè)置在真空腔室的內(nèi)側(cè)且與所述電介質(zhì)窗相對(duì)設(shè)置，所述法拉第屏蔽采用本發(fā)明提供的所述法拉第屏蔽。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來增加等離子體穿過法拉第屏蔽的路徑以及路徑的復(fù)雜性，并減小了路徑的寬度，從而減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽。

類似地，本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備采用本發(fā)明提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽，從而避免電介質(zhì)窗受到污染，這不僅可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以減少因清洗電介質(zhì)窗而中斷工藝的時(shí)間，從而提高等離子體加工設(shè)備的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為采用磁控濺射技術(shù)的物理氣相沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明法拉第屏蔽的截面圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的法拉第屏蔽的截面圖；