[发明专利]一种等离子体源装置

说明书

本发明公开一种等离子源装置。包括：真空腔室、上极板、下极板和分子泵；真空腔室为圆柱形状，真空腔室的腔壁上分布有多个不同的诊断窗口；上极板包括圆形的上极板面和第一立柱，第一立柱与圆形的上极板面为一体结构，形成倒立“T”型；下极板包括圆形的下极板面和第二立柱，第二立柱与圆形的下极板面为一体结构，形成“T”型；上极板的上极板面与下极板的下极板面形成平行板结构；分子泵位于真空腔室的下方，分子泵通过管道连接真空腔室底部的气孔，真空腔室由分子泵抽真空。本发明不仅可以充分利用放电腔室，减少大量成本，节省时间，而且可以通过对比多种诊断结果，更好的研究分析等离子体的特性，指导工业刻蚀工艺。

技术领域

本发明涉及的等离子体放电领域，特别是涉及一种等离子体源装置。

背景技术

在纳米尺度的刻蚀工艺中，大都采用容性耦合等离子体源(CCP)进行二氧化硅表面的刻蚀，工业上所用的容性耦合(平行板结构)等离子体源装置结构要求较高，为了保证刻蚀质量，工业上使用的等离子体源具有不可诊断性(增加诊断窗口会破坏等离子体的状态，影响材料刻蚀或者沉积质量)，为了研究工业上采用的等离子体源，提高刻蚀工艺，就需要在实验室全方位研究等离子体源的特性，以优化工业上的刻蚀工艺。但是，加工一个工业使用级别的等离子体源，造价高、加工周期长，而且能利用的诊断功能较单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子体源装置，以全方位地研究等离子体的特性，指导实际工业上等离子体源的刻蚀工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种等离子源装置，包括：真空腔室、上极板、下极板和分子泵；所述真空腔室为圆柱形状的金属真空腔室，所述真空腔室的腔壁上分布有多个不同的诊断窗口；

所述上极板包括圆形的上极板面和第一立柱，所述第一立柱位于所述上极板面的上方，所述第一立柱与所述圆形的上极板面为一体结构，形成倒立“T”型；

所述下极板包括圆形的下极板面和第二立柱，所述第二立柱位于所述下极板面的下方，所述第二立柱与所述圆形的下极板面为一体结构，形成“T”型；所述上极板的上极板面与所述下极板的下极板面形成平行板结构；

所述分子泵位于所述真空腔室的下方，所述分子泵通过管道连接所述真空腔室底部的气孔，所述真空腔室由所述分子泵抽真空。

可选的，所述上极板的第一立柱内部包括贯通的毛细管道，所述上极板的上极板面上分布有多个通孔，当所述真空腔室满足实验气压时，实验气体从所述毛细管道进入，通过所述上极板面上的多个通孔进入所述真空腔室。

可选的，所述上极板与所述真空腔室的腔体之间填充有绝缘材料；所述下极板的外部包裹有绝缘层，所述绝缘层外包裹有金属层。

可选的，所述下极板的底端连接有波纹管和刻度尺，根据所述刻度尺的读数调节所述波纹管的长度以调节所述下极板与所述上极板之间的间距。

可选的，所述等离子源装置还包括：实验台和盖板，所述真空腔室固定于所述实验台上，所述分子泵固定于所述实验台内部，所述盖板位于所述真空腔室的顶面，用于遮盖所述真空腔室。

可选的，所述上极板的末端和所述下极板的末端均安装有金属屏蔽罩。

可选的，所述上极板和所述下极板分别设有接线柱，用于实现单频、双频、不同频率、不同电极的多种组合等离子体放电条件。

可选的，所述真空腔室的腔壁上的多个诊断窗口为石英诊断窗口，所述石英诊断窗口与所述真空腔室的腔壁通过密封法兰密封。

可选的，所述真空腔室的腔壁上的诊断窗口具体包括：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；