射频等离子发生器制造技术

一包括一对电极的等离子反应发生器，电极由分开并互相面对的两个金属面（４２，３８）组成并在两个金属面之间形成等离子放电腔。一个金属面（３８）成为带有许多输气孔（４４）的金属板的表面。这些输气孔与沿着面对等离子放电腔的金属板延伸的配气室（４６）连通。配气室（４６）有面对金属板并保持一定距离的容器壁，容器壁也有多个在所述壁分布并连接到至少一个输气管路（５２）的输气孔（５０）。因此，等离子放电腔（３６）的气体分布是得到非常精确的控制的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
总的来说，本专利技术是将一种称为‘淋浴头’式的进气口布置技术改进后应用到等离子发生器的等离子放电腔中。这种等离子发生器工作中的等离子是通过射频，或者射频加直流电，或者脉冲射频技术电子激发的。因此，本专利技术适用于平行板型的发生器。这种发生器的射频能量是经过一对板状呈电容方式布置的电极耦合到等离子放电腔中的。而其他种类的发生器的放射能量是通过微波耦合或者感应输入的。这种电容耦合等离子发生器通常用于加工作为支撑材料的工件表面，在等离子放电加工过程中，一次将至少一个工件置于其中。各式各样的这种加工工艺已为人所知并用来修整工件表面。根据这种工艺，尤其是根据注入等离子放电腔内的气体性质，人们可以用它来修改工件的表面属性，在工件表面镀膜或者去掉物质，尤其能选择性地从工件表面去掉物质。工件表面可以是平面，也可以是曲面，如汽车的挡风玻璃。在工件是曲面的情况下，放电腔的电极可以不在一个平面上，而是相应地平行弯曲，这样在工件表面范围内，工件曲面和电极之间的距离值大体上是常数。虽然说本申请宣称为一种等离子发生器，其实它全部描述的是用这种等离子发生器来加工工件的各种创造性方法。这种制造工艺尤其适用于半导体晶片，存储装置的碟片，平面显示屏，窗户玻璃以及薄平板或金属薄片。工件表面的加工是在一个真空容器里，真空容器里产生带有射频成分等离子放电。这类加工方法通常称为PVD，PECVD，反应离子蚀刻，离子镀膜等等。附图说明图1示意性地显示了一种常用的射频等离子发生器的设计方案，它带有一个‘淋浴头’式的进气口。常见的射频等离子发生器包括一个开有抽吸口3的反应容器1。相互面对的并保持一定间隔的金属表面4和6形成等离子发生器的电极，随之也形成了等离子放电腔8。在两个电极表面4和6之间形成带射频成分的等离子放电供应电场E。在等离子放射电极表面4和6中，至少有一个上面设有许多输气筛孔10，此电极表面也是平板11的表面。对应于平板11后侧的等离子放电腔，设有储存腔12，储存腔12带有后壁14，侧面的凸缘壁16。在储存腔12的中央，设有进气口和进气通道18。储存腔12在输气筛孔10和开孔18的侧边处密封。作为边界的金属壁和封闭储存腔12的平板通过中央的电能输送线20被加上等离子放射供应电势能。反应容器1通常并不是和电极表面4处于同一电势能，特别是并不是满值射频能，通常它处于一个参考势能下，并将其作为接地电势。如图1所示，整个储存腔12都处于反应容器内，并通过电绝缘体和空腔22与外界绝缘。处于中央的进气通道18类似地通过电绝缘连接物26与通常接地的对反应容器供应气体的通道24相连。电极表面4以及储存腔12里的平板11上的输气筛孔10有较小的气体导通性，也就是较大的气阻因子，因此，从中央输入气体的储存腔12起着散布和均衡压力的作用，让气体以一种得到良好控制和期望的，通常是沿电极表面4尽可能地均匀分布的方式，通过输气筛孔10进入等离子放电腔8。如图1所示，输入到整个反应容器中的气体经历了一个大的电势变化(从管24到进气通道18)。因此，存在着高电势差(比如在连接物26处)区域的状况对避免不必要的等离子放电非常关键。这种已知结构的另一个不足主要是反应时间慢。因为储存腔12的内部容量必须相当大，用来保证气体分布的均匀和沿平板11的压力为常值，这样，大量的气体会以颇高的压力聚集在储存腔12内。因此，如果在加工处理过程中，想要改变气体的组成或者流量，考虑到这是在等离子放电腔进行，这种改变会在一种无控制的迅速变化的状态下持续较长一段时间，直到达到想要的稳定的新建立起来的气体组成和/或者流量。另外，在发生器工作之前，储存腔12应该进行真空抽吸排气，储存腔12的体积越大，那么消耗的时间就越长。尤其是考虑到储存腔12是通过孔径又小导通率又低的输气筛孔10与抽吸口连接，因此，整个发生器加工前的预处理，包括给壁腔排气，将会耗掉相当长的时间。不过，由于输气筛孔10具有的低导通性和储存腔12的大容量，这种技术对沿电极表面4的气体分布(举个例子，均匀分布)的控制结果还算令人满意。通过改变输气筛孔10沿与电极表面4交界的等离子放电腔方向的分布密度，可以根据具体的需要很容易地调整合适的气体分布。对大体上由图1示出的淋浴头式射频发生器作出改进并且保住已有的优点是本专利技术的一个总的目标。我们对术语射频发生器的理解是一种发生器，里边有由至少带有射频成分的电场激发的等离子放电。根据本专利技术的第一个方面，这个目标可以通过如下组成的一种射频等离子发生器解决。它包括一个反应容器，反应容器里面的一对电极，这对电极由分隔开并且相互面对的两个金属面组成，在两个金属面之间形成等离子放电腔，至少一个金属面是金属板的面，在金属板上有许多输气筛孔，配气室有后壁与平板相对并有间隔。配气室包括一组带有许多进气孔的进气布置，进气孔分布在后壁上并且至少与一个进气通道相连。因此，与图1中的为人熟知的方案大不相同的是，本专利技术提供的配气室的进气口并不一定在一个位置，而是有很多个进气孔。与图1所述相比，这就大大降低了对配气室的大容积和压力均衡的要求。这种配气室的容积可以在很大程度上减小，因而在需要改变进入等离子放电腔的气体的流量和/或者组成时，也可大大减少反应时间。根据本专利技术的第二个方面，前面所述目标可以通过如下组成的一种射频等离子发生器解决。它包括一个反应容器，反应容器里面的一对电极，这对电极由分隔开并且相互面对的两个金属面组成，在两个金属面之间形成等离子放电腔，至少一个金属面是金属板的一个面，在金属板上开有许多朝向放电腔的输气筛孔，输气筛孔从配气室开始，穿透平板并通向发射室，配气室有后壁与平板相对并有间隔。配气室的后壁带有一套进气装置以及一套给组成等离子放射电极的两个金属表面进行电能输送的装置，并且，后壁和平板(与放电腔充分相接)彼此电绝缘。因此，任何电势差，尤其是较大的等离子供应势差，可以施加在配气室的后壁和平板之间。因而，后壁也可直接是反应容器壁的一部分，在其上施予一独立于两个电极表面的电势，比如说，一个参考电势，通常为接地电势。因此，一方面，避免了沿着进气通道的临界电势差并且在配气室之间很容易处理。而且通过免掉整个储存腔12里面的电绝缘悬浮物，如现有技术具有的是显示于图1中的22，发生器的整个结构被大大简化。根据本专利技术的第三个方面，前面所述目标可以通过如下组成的一种射频等离子发生器解决。它包括一个反应容器，反应容器里面的一对电极，这对电极由分隔开并且相互面对的两个金属面组成，在两个金属面之间形成等离子放电腔，至少一个金属面是金属板的一个面，金属板上开有许多朝向放电腔的输气筛孔，输气筛孔从配气室开始，穿透平板并通向发射室，配气室有后壁与平板相对并有间隔。配气室的后壁带有一套进气装置，在配气室中，还沿着平板方向但与平板保持间隔设有至少一道栅隔板，并且栅隔板与后壁以及平板呈电绝缘。我们一般可以这样理解术语栅隔板，栅隔板是一种外形似板并有穿孔的材料结构。因而栅隔板可以是从很多网孔的结构一直到带很少通孔的刚性板的一种。用这种栅隔板(如果由导电材料作成)将配气室细分为2个或更多的小室，在平板和后壁之间的电势差也被分割成位于小室间的部分电势差。考虑到配气室的伪等离子放射，这就相当于增加了小室的高度，也就是增加了整个配气室的高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子反应发生器，包括： 一反应容器； 反应容器里面的一对电极，这对电极由分隔开并且相互面对的两个金属面组成，在两个金属面之间形成等离子放电腔，至少一个所述的金属面也为带有许多输气孔的金属板的表面；所述输气孔从配气室开始穿过所述金属板和金属面，通向所述等离子放电腔； 所述配气室，沿着相对所述等离子放电腔的所述金属板延伸，所述配气室有与所述板相对并有一定间隔的容器壁；还包括 一套进气系统，所述进气系统带有很多进气口，所述进气口分布在所述的壁，并且至少与通向所述反应容器的一个输气通道相通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E图尔洛特，JB彻夫里尔，J施米特，J巴雷罗，
申请(专利权)人：尤纳克西斯巴尔策斯公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]