[實用新型]一種電容耦合型等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201520345093.1
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN204733444U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 邢云翮;于凌崧;莊文;劉釗
• 申請（專利權）人: 山東專利工程總公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術領域

本發明涉及等離子體處理技術領域，特別涉及一種電容耦合型等離子體處理裝置。

背景技術

一般地，在電容耦合型等離子體處理裝置中，由電介質的窗構成處理容器的壁部的至少一部分，例如頂部，且向設置在該電介質窗外的高壓電極供給高頻電力。處理容器形成為能夠減壓的真空腔室，在腔室內的中央部配置有被處理基板，向設置在電介質窗和基板之間的處理空間中導入處理氣體。由于高壓電極的高頻電流產生的通過腔室內處理空間的高頻交流磁場隨時間變化，所以在處理空間內的方位角方向上會產生電場，該電場在方位角方向上被加速的電子與處理氣體的分子或原子產生電離碰撞，從而生成等離子體。

然而，等離子體具有偏離熱力學平衡的性質，一類是等離子體宏觀參量產生的不穩定性使等離子體整體的形狀改變，另一類是等離子體的速度空間分布函數偏離麥克斯韋分布產生的不穩定性。等離子體中的不穩定性會導致帶電粒子的逃逸或輸運系數的異常增大，破壞等離子體的約束或限制約束時間。

因此，精細控制等離子體密度分布以及保持良好的諧振電磁波產生穩定的電場，克服等離子體的各種不穩定性，成為亟待解決的問題。

隨著材料的發展，人們對“超材料”有了新的認識，迄今發展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”等，其往往不主要決定于構成材料的本征性質，而決定于其中的結構單元，具有天然材料所不具備的超常物理性質；通過在超材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通超常材料的功能。

一般的超材料可由介質基材和設置上介質基材上的多個結構單元組成，可提供各種普通材料具有和不具有的材料特性。單個結構單元的大小一般小于1/10個波長，對外加電場和/或磁場具有電響應和/或磁響應，從而具有表現出等效介電常數和/或等效磁導率，或者等效折射率和波阻抗。結構單元的等效介電常數和等效磁導率（或等效折射率和波阻抗）由單元的幾何尺寸參數決定，可人為設計和控制。并且結構單元具有人為設計的各向異性的電磁參數，從而產生許多新奇的現象，實現對電磁場的影響。

發明內容

為了彌補以上不足，本發明提供了可精細控制基板附近等離子體密度分布且可增加等離子體穩定性的電容耦合型等離子體處理裝置。

本發明的技術方案為：

一種電容耦合型等離子體處理裝置，包括處理腔室、處理氣體供給單元、等離子體射流放電單元和高頻電源，所述等離子體射流放電單元為設置于所述處理腔室頂部的等離子體射流放電陣列，所述等離子體射流放電陣列包括自上而下依次設置的高壓電極、阻擋介質平板和工作氣流通道層；所述高壓電極位于阻擋介質平板上方并緊貼阻擋介質平板，工作氣流通道層緊貼阻擋介質平板的下方并與所述處理氣體供給單元相連通以輸送用于生成等離子體的工作氣體；所述阻擋介質平板包括超材料基材層和附著在所述超材料基材層上的若干金屬線結構單元。

作為優選，所述金屬線結構單元呈周期陣列均勻排布。

優選的，所述處理腔室內設置有由導電材料制成的用于載置待處理基板的載置臺，所述載置臺兼作為高頻電極；所述載置臺收納于絕緣框內，所述絕緣框被中空的支柱支撐；所述支柱底端位于處理腔室外部并被升降機構支撐；所述絕緣框與處理腔室底部設置有氣密性包圍所述支柱的伸縮管；所述處理腔室底部設有排氣口；

所述高頻電源包括第一高頻電源和第二高頻電源；所述第一高頻電源經整合器由設置于所述支柱內的供電線連接至所述載置臺；

所述氣體供給單元包括設置于處理腔室側壁的氣體緩沖部，所述緩沖部周向上間隔設置有面對等離子體生成空間的若干側壁氣體排出孔；所述緩沖部通過管道連通氣體供給源。

優選的，所述阻擋介質平板周圍的尺寸比高壓電極大。

優選的，所述工作氣流通道層包括若干并列設置的氣流通道；各所述氣流通道包括與所述緩沖部連通的進氣口、兩側的密封絕緣板和帶通孔的絕緣底板；各所述氣流通道間相互獨立，且各所述氣流通道通道的尾部設置有氣流密封擋板。

作為優選，所述超材料基材層為FR4、F4B或聚四氟乙烯基材層；所述金屬線結構單元中的金屬線為銀線或銅線。

進一步的，所述由金屬線構成的若干結構單元呈“工”字形、“T”字形或“十”字形。

作為優選，所述密封絕緣板、絕緣底板和氣流密封擋板由石英玻璃或環氧玻璃制備而成。

作為優選，所述絕緣底板上的通孔等間隔均勻排布。

本發明的有益效果為：