[发明专利]等离子体发射方向控制装置、等离子体源及其启动方法

说明书

本申请涉及一种等离子体发射方向控制装置、等离子体源及其启动方法，所述装置包括：应用于等离子体源，所述等离子体源包括：电离腔室、射频线圈以及供气管路；其中，所述电离腔室一侧连接离子发射口；所述控制装置包括：设于在所述离子发射口位置处的阳极，以及连接所述阳极的阳极电源；所述阳极电源向所述阳极提供正极电，驱动所述阳极产生电场，所述等离子体在所述电场的作用下按设定发射角度进行发射；该技术方案，可以控制等离子体的发射角度和覆盖范围，克服了等离子体发射位置固定的缺陷，从而提升了对等离子体发射角度的可控性，等离子体均匀性好，增强了等离子体源的镀膜使用效果。

技术领域

本申请涉及离子源技术领域，特别是一种等离子体发射方向控制装置、等离子体源及其启动方法。

背景技术

在等离子源主要包括平行平板等离子体源(电容耦合)、微波等离子体源和电感耦合(ICP)高频等离子体源等几种形式；电容耦合等离子体源一般是采用两圆型平行平板作为上下电极，射频电源通过配网耦合到上下极板上。微波等离子体利用微波电子回旋共振(ECR)技术来维持对反应气体的辉光放电，对控制薄膜的成分和镀膜内应力的较为灵活。电感耦合高频等离子体源主要是利用电感耦合高频等离子体装置。

等离子体源的应用主要包括反应离子刻蚀RIE和等离子体增强化学气相沉积PECVD；其中，反应离子刻蚀的刻蚀过程同时兼有物理和化学两种作用，辉光放电在零点几到几十帕的低真空下进行。基于辉光放电方法的PECVD技术，能够使得反应气体在外界电磁场的激励下实现电离形成等离子体。

常规的等离子体源，在结构设计时，等离子体发射位置固定，覆盖范围固定不可调，等离子体均匀性差，容易出现成膜不够结实的缺陷，而且其电离腔室设计一般比较大，电离功率密度低，也影响了电离效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述至少一种技术缺陷，提供一种等离子体发射方向控制装置，以实现对等离子体发射角度的可控性，提升等离子体均匀性。

一种等离子体发射方向控制装置，应用于等离子体源，所述等离子体源包括：电离腔室、射频线圈以及供气管路；其中，所述电离腔室一侧连接离子发射口；所述控制装置包括：设于在所述离子发射口位置处的阳极，以及连接所述阳极的阳极电源；

所述阳极电源向所述阳极提供正极电，驱动所述阳极产生电场，所述等离子体在所述电场的作用下按设定发射角度进行发射。

在一个实施例中，所述阳极设计成圆环结构，且套设在离子发射口与电离腔室之间的一设定位置处。

在一个实施例中，所述的等离子体发射方向控制装置，还包括连接所述阳极电源的控制器，用于控制所述阳极电源的通断及其供电参数，以控制等离子体按设定发射角度进行发射。

在一个实施例中，当需要发射低发散位置的等离子体时，将所述阳极往靠近电离腔室方向移动；当需要发射高发散位置的等离子体时，将所述阳极往远离电离腔室方向移动；

当需要增大等离子体发射角度时，降低阳极电源的输出电压，当需要减小等离子体发射角度时，升高阳极电源的输出电压。

在一个实施例中，所述的等离子体发射方向控制装置，还包括连接所述电离腔室的可调长度的腔室结构，用于调整等离子体发射位置。

在一个实施例中，所述可调长度的腔室结构包括由多个不同长度的绝缘腔室组件，所述绝缘腔室组件通过转接接头连接到所述电离腔室。

上述等离子体发射方向控制装置，通过在等离子体源的离子发射口位置设置阳极，通过阳极电源向阳极提供正极电，驱动阳极产生电场，使得等离子体在该电场的作用下按设定发射角度进行发射；该技术方案，可以控制等离子体的发射角度和覆盖范围，克服了等离子体发射位置固定的缺陷，从而提升了对等离子体发射角度的可控性，等离子体均匀性好，增强了等离子体源的镀膜使用效果。