ICP反应装置和ICP发生器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一ICP反应装置和ICP发生器，其中所述ICP反应装置包括：一ICP发生器；和一反应腔体，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，所述反应腔用于放置一待镀膜的基材，所述放电通道连通所述反应腔，所述ICP发生器能够与所述反应腔体相对运动地设置于所述放电通道，以通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体。内的气体产生等离子体。内的气体产生等离子体。

【技术实现步骤摘要】
ICP反应装置和ICP发生器


[0001]本专利技术涉及等离子体装置，更进一步，涉及一通过电感耦合形成等离子体的ICP反应装置和ICP发生器。

技术介绍

[0002]等离子体反应装置是一种重要的加工设备，广泛应用于薄膜沉积、刻蚀以及表面处理等工艺。等离子体反应装置因感应耦合元件不同分为电容耦合等离子体(CCP)装置和电感耦合等离子体(ICP)装置两种。目前电容耦合等离子体装置采用平板型容性耦合元件，驱动频率为13.56MHz，向反应室提供激发电场使反应气体产生电离形成等离子体。这种等离子体反应装置因容性耦合元件限制，产生的等离子体密度较低，约在109/cm3量级，同时，由于容性耦合等离子体电位较高，基片表面容易受到活性离子的轰击，因此，材料加工与表面改性质量难以得到保证。
[0003]电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)是一种低温高密度等离子体源，通过电感线圈进行射频放电。电感耦合等离子体装置的耦合元件采用电感耦合线圈，在射频电源驱动下向反应室提供激发磁场使反应气体产生电离形成等离子体。ICP激发产生的等离子体与电感线圈间存在“静电耦合”效应，易导致等离子体中高能离子对线圈的溅射，破坏ICP放电的均匀性和稳定性，降低等离子体密度。
[0004]进一步，在现有的电感耦合等离子体装置中，ICP装置一般都是固定于反应腔体的外部，反应腔体内部不同位置的感应磁场大小不同，因此产生的等离子体分布不均匀，从而影响形成的膜层的均匀性。
[0005]传统的电感耦合线圈在反应腔体中央部分所激发的磁场较强，而边缘部分所激发的磁场较弱，因此反应腔体中央部分的等离子体密度较高，边缘部分等离子体密度较低。特别是随着基材的加工尺寸扩大，反应腔体的体积也相应增大后，传统电感耦合线圈激发的等离子体存在很大的方位角的不对称性，反应室内等离子体分布很不均匀，只能依靠扩散来弥补外围等离子体密度低的区域。这样的结果导致基材薄膜沉积或刻蚀的速率和厚度都不均匀，影响加工质量和稳定性。
[0006]中国专利“电感耦合线圈及其电感耦合等离子体装置”(公开号：CN101409126A)提出了一种线圈的结构设计方案，该类电感线圈设计虽具有等离子体均匀性优势，但往往结构复杂，相关ICP放电装置制造难度大。同时，复杂的线圈设计还导致较大的电感值，增大“静电耦合”效应，降低放电系统工作稳定性，使得ICP装置在薄膜材料高速沉积中的应用受到限制。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中所述ICP反应装置包括一反应腔体和一ICP发生器，所述ICP反应装置通过改变所述ICP发生器和所述反应腔体的相对位置关系来改变所述反应腔体内的感应磁场的分布，以使得所述反应腔体内形成的等离子体分
布均匀。
[0008]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部按预定路径移动，以形成按预定方式转变的磁场。
[0009]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中在一个实施例中，所述ICP发生器在水平方向沿所述反应腔体的周侧移动，以在不同时间覆盖反应腔体的周侧。
[0010]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中所述ICP发生器能够选择以均匀的或可变速度移动，以通过速度可控的方式来调整感应磁场的分布。
[0011]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中所述ICP发生器能够选择沿水平、竖直或者螺旋路径移动，以通过路径可控的方式来调整所述反应腔体内的感应磁场的分布。
[0012]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中在一个实施例中，所述反应腔体环绕于所述ICP发生器的外部，所述ICP发生器能够沿轴向转动，以改变所述反应腔体内的不同时间的感应磁场分布。
[0013]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中在一个实施例中，所述ICP发生器沿所述反应腔体的单侧面移动，以改变所述反应腔体的同一个方向上不同位置的感应磁场的分布。
[0014]本专利技术的一个优势在于提供一ICP反应装置，其中在一个实施例中，所述ICP发生器沿所述反应腔体的上下方向移动，以使得感应磁场在不同时间纵向覆盖所述反应腔体的内空间。
[0015]为了实现以上至少一个优势，本专利技术的一方面提供一ICP反应装置，其包括：
[0016]一ICP发生器；和
[0017]一反应腔体，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，所述反应腔用于放置一待镀膜的基材，所述放电通道连通所述反应腔，所述ICP发生器能够与所述反应腔体相对运动地设置于所述放电通道，以通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体。
[0018]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够绕所述反应腔体轴向运动。
[0019]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够沿所述反应腔体上下运动。
[0020]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够绕所述反应腔体螺旋运动。
[0021]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器包括一安装组件、一放电组件和一移动组件，所述安装组件被固定于所述反应腔体的所述放电通道外部，所述放电组件通过所述移动组件可移动地设置于所述安装组件。
[0022]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框被周侧密封地安装于所述反应腔体，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口，所述放电组件可移动地安装于所述安装框，所述隔离板位于所述安装窗的窗口和所述放电组件之间。
[0023]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述放电组件包括一感应线圈和一固定板，所述感应线圈和所述固定板被叠层固定。
[0024]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述移动组件包括一移动件和一配合件，所述移动件能够沿所述配合件移动，所述放电组件被搭载于所述移动件，所述配合件被设置于所述安装组件。
[0025]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器包括一外壳和一风扇，所述风扇被安装于所述外壳，所述外壳遮盖于所述放电组件外部。
[0026]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述反应腔体具有一ICP通道，所述ICP通道位于所述反应腔内侧，所述ICP发生器被设置于所述ICP通道内，所述ICP发生器能够在所述ICP通道内轴向转动。
[0027]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中所述反应腔体具有一内壁，所述内壁形成所述ICP通道，所述放电通道被设置于所述内壁。
[0028]根据一个实施例所述的ICP反应装置，其中ICP发生器包括一安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ICP反应装置，其特征在于，包括：一ICP发生器；和一反应腔体，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，所述反应腔用于放置一待镀膜的基材，所述放电通道连通所述反应腔，所述ICP发生器能够与所述反应腔体相对运动地设置于所述放电通道，以通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体。2.根据权利要求1所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够绕所述反应腔体轴向运动。3.根据权利要求1所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够沿所述反应腔体上下运动。4.根据权利要求1所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述ICP发生器能够绕所述反应腔体螺旋运动。5.根据权利要求1
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4任一所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器包括一安装组件、一放电组件和一移动组件，所述安装组件被固定于所述反应腔体的所述放电通道外部，所述放电组件通过所述移动组件可移动地设置于所述安装组件。6.根据权利要求5所述的ICP反应装置，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框被周侧密封地安装于所述反应腔体，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口，所述放电组件可移动地安装于所述安装框，所述隔离板位于所述安装窗的窗口和所述放电组件之间。7.根据权利要求5所述的ICP反应装置，其中所述放电组件包括一感应线圈和一固定板，所述感应线圈和所述固定板被叠层固定。8.根据权利要求5所述的ICP反应装置，其中所述移动组件包括一移动件和一配合件，所述移动件能够沿所述配合件移动，所述放电组件被搭载于所述移动件，所述配合件被设置于所述安装组件。9.根据权利要求5所述的ICP反应装置，其中所述ICP发生器包括一外壳和一风扇，所述风扇被安装于所述外壳，所述外壳遮盖于所述放电组件外部。10.根据权利要求1所述的ICP反应装置，其中所述反应腔体具有一ICP通道，所述ICP通道位于所述反应腔内侧，所述ICP发生器被设置于所述ICP通道内，所述ICP发生器能够在所述ICP通道内轴向转动。11.根据权利要求10所述的ICP反应装置，其中所述反应腔体具有一内壁，所述内壁形成所述ICP通道，所述放电通道被设置于所述内壁。12.根据权利要求10所述的ICP反应装置，其中ICP发生器包括一安装组件、一放电组件和一转轴，所述安装组件被固定于所述反应腔体，所述放电组件被设置于所述转轴，所述转轴被可转动地设置于所述ICP通道内。13.根据权利要求12所述的ICP反应装置，其中ICP发生器包括两放电组件，两个所述放电组件背向地设置于所述转轴。14.根据权利要求12所述的ICP反应装置，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框被周侧密封地安装于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗坚，
申请(专利权)人：江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：