[發明專利]一種等離子體源以及鍍膜機

有效

• 申請號: 201710054054.X
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106847661B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 張誠;陳亮
• 申請（專利權）人: 北京丹華科技發展有限公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/32
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 馮譜

本發明提供了一種等離子體源，該等離子體源包括：殼體；等離子體生成室，設置在殼體內，用于提供等離子體的生成區域；氣體供給裝置，與等離子體生成室連接，用于向等離子體生成室中供給工藝氣體；電極，設置在等離子體生成室外靠近等離子體生成室的位置，用于電離工藝氣體以生成等離子體；第一磁體和第二磁體，用于在等離子體生成室內生成磁場，第一磁體和第二磁體分別設置在等離子體生成室外靠近其側壁和底面；柵網結構，設置在等離子體生成室的開口處，用于拉出離子以及對離子加速；射頻電源，與電極連接，用于向電極提供射頻電。本發明還提供了一種鍍膜機。實施本發明可以有效提高等離子體的離化效率以及對離子能量進行控制。

技術領域

本發明涉及等離子體技術領域，尤其涉及一種等離子體源以及鍍膜機。

背景技術

離子源廣泛應用于半導體、微電子、精密光學等行業的材料表面處理工藝，包括離子預清洗、離子束濺射、離子束刻蝕以及CVD成膜工藝等。目前市場上常見的離子源包括霍爾源、考夫曼源、陽極層離子源、射頻離子源、微波離子源等。其中，射頻離子源的性能最好。

射頻離子源一般使用石英杯作為等離子體生成室。射頻離子源工作時首先向等離子體生成室中通入工藝氣體，然后通過向等離子體生成室中饋入射頻功率對該工藝氣體進行電離以生成離子和電子。等離子體生成室出口處設置有柵網結構，該柵網結構通常包括兩層或者三層柵網，柵網上施加不同的直流電壓，用于將離子從等離子體生成室中拉出以及對離子進行加速。離子離開等離子體生成室后轟擊至待處理工件的表面。

現有的上述射頻離子源的不足之處在于：

第一、必須配備專門的中和器。一方面，因為等離子體生成室中的電子不受到約束，利用該電子產生穩定等離子體(點火)比較困難，因此需要中和器提供電子用于點火；另一方面，等離子體生成室內的電子無法離開等離子體生成室，只有離子可以轟擊至工件的表面，如此一來，待處理工件的表面因為離子的沉積而產生正電荷，為了防止正電荷積累導致打火。也需要中和器提供電子用于對待處理工件表面的正電荷進行中和。中和器存在兩個問題：一是中和器的成本通常都比較高，以Veeco公司射頻離子源中和器為例，價格大約為5000人民幣，而且中和器在工作的時候需要直流和射頻電源，這些都無疑增加了射頻離子源的成本；二是中和器有一定的壽命，目前常用的中和器持續工作時間為150小時至200小時，如果某一工藝需要利用射頻離子源來實現，而該工藝持續的時間又超過中和器的工作時間范圍，那么在工藝執行過程中就必須暫停該工藝并對中和器進行更換，如此一來，工件就會暴露在空氣中，這對于工藝來說是非常不利的。

第二、因為等離子體生成室中的電子不受到約束，因此，電子和離子容易在石英杯側壁發生復合，如此一來，導致離子數量減小，進而導致離化率的降低。

第三、現有技術中，柵網上設置很多孔用于使離子通過，但是由于孔的面積很小，因此導致離子很容易轟擊在柵網上，影響了離子輸出。另外，有一層柵網與負電壓連接，因此離子很容易會轟擊到該柵網。該柵網在離子的持續轟擊下很容易發生變形。一旦柵網變形比較大，就需要更換整個柵網結構，而射頻離子源對于柵網結構的加工精度要求非常高，導致柵網結構的成本很高，通常一套柵網結構的價格在10萬至20萬人民幣之間，如此一來，將極大地增加了離子源的成本。此外，由于柵網結構需要與正電壓以及負電壓連接，因此，射頻離子源在工作時除了需要提供用于電離工藝氣體的射頻電源之外，還需要兩個直流電源，這在一定程度上也會導致射頻離子源成本的提高。

發明內容

為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明提供了一種等離子體源，該等離子體源包括：

殼體；

等離子體生成室，設置在所述殼體內，用于提供等離子體的生成區域；

氣體供給裝置，與所述等離子體生成室連接，用于向所述等離子體生成室中供給工藝氣體；