[發明專利]一種等離子體源裝置

有效

• 申請號: 201811524763.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109545644B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 劉永新;王曉坤;蘇子軒;王友年
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開一種等離子源裝置。包括：真空腔室、上極板、下極板和分子泵；真空腔室為圓柱形狀，真空腔室的腔壁上分布有多個不同的診斷窗口；上極板包括圓形的上極板面和第一立柱，第一立柱與圓形的上極板面為一體結構，形成倒立“T”型；下極板包括圓形的下極板面和第二立柱，第二立柱與圓形的下極板面為一體結構，形成“T”型；上極板的上極板面與下極板的下極板面形成平行板結構；分子泵位于真空腔室的下方，分子泵通過管道連接真空腔室底部的氣孔，真空腔室由分子泵抽真空。本發明不僅可以充分利用放電腔室，減少大量成本，節省時間，而且可以通過對比多種診斷結果，更好的研究分析等離子體的特性，指導工業刻蝕工藝。

技術領域

本發明涉及的等離子體放電領域，特別是涉及一種等離子體源裝置。

背景技術

在納米尺度的刻蝕工藝中，大都采用容性耦合等離子體源(CCP)進行二氧化硅表面的刻蝕，工業上所用的容性耦合(平行板結構)等離子體源裝置結構要求較高，為了保證刻蝕質量，工業上使用的等離子體源具有不可診斷性(增加診斷窗口會破壞等離子體的狀態，影響材料刻蝕或者沉積質量)，為了研究工業上采用的等離子體源，提高刻蝕工藝，就需要在實驗室全方位研究等離子體源的特性，以優化工業上的刻蝕工藝。但是，加工一個工業使用級別的等離子體源，造價高、加工周期長，而且能利用的診斷功能較單一。

發明內容

本發明的目的是提供一種等離子體源裝置，以全方位地研究等離子體的特性，指導實際工業上等離子體源的刻蝕工藝。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種等離子源裝置，包括：真空腔室、上極板、下極板和分子泵；所述真空腔室為圓柱形狀的金屬真空腔室，所述真空腔室的腔壁上分布有多個不同的診斷窗口；

所述上極板包括圓形的上極板面和第一立柱，所述第一立柱位于所述上極板面的上方，所述第一立柱與所述圓形的上極板面為一體結構，形成倒立“T”型；

所述下極板包括圓形的下極板面和第二立柱，所述第二立柱位于所述下極板面的下方，所述第二立柱與所述圓形的下極板面為一體結構，形成“T”型；所述上極板的上極板面與所述下極板的下極板面形成平行板結構；

所述分子泵位于所述真空腔室的下方，所述分子泵通過管道連接所述真空腔室底部的氣孔，所述真空腔室由所述分子泵抽真空。

可選的，所述上極板的第一立柱內部包括貫通的毛細管道，所述上極板的上極板面上分布有多個通孔，當所述真空腔室滿足實驗氣壓時，實驗氣體從所述毛細管道進入，通過所述上極板面上的多個通孔進入所述真空腔室。

可選的，所述上極板與所述真空腔室的腔體之間填充有絕緣材料；所述下極板的外部包裹有絕緣層，所述絕緣層外包裹有金屬層。

可選的，所述下極板的底端連接有波紋管和刻度尺，根據所述刻度尺的讀數調節所述波紋管的長度以調節所述下極板與所述上極板之間的間距。

可選的，所述等離子源裝置還包括：實驗臺和蓋板，所述真空腔室固定于所述實驗臺上，所述分子泵固定于所述實驗臺內部，所述蓋板位于所述真空腔室的頂面，用于遮蓋所述真空腔室。

可選的，所述上極板的末端和所述下極板的末端均安裝有金屬屏蔽罩。

可選的，所述上極板和所述下極板分別設有接線柱，用于實現單頻、雙頻、不同頻率、不同電極的多種組合等離子體放電條件。

可選的，所述真空腔室的腔壁上的多個診斷窗口為石英診斷窗口，所述石英診斷窗口與所述真空腔室的腔壁通過密封法蘭密封。

可選的，所述真空腔室的腔壁上的診斷窗口具體包括：第一窗口、第二窗口、第三窗口、第四窗口、第五窗口、第六窗口、第七窗口、第八窗口、第九窗口和第十窗口；所述第一窗口、第二窗口、第三窗口、第四窗口、第五窗口、第六窗口、第七窗口和第八窗口均位于同一水平面上；