本发明专利技术公开了一种用于射频离子源的放电室及射频离子源，放电室包括：支撑筒、第一栅格和第二栅格，第二栅格嵌套在第一栅格内周，第一栅格嵌套在支撑筒内周，支撑筒的中心位置设有进气接口，第一栅格上均布有n个第一通孔，第二栅格上均布有n个第二通孔，第一通孔的体积大于第二通孔的体积，且第一通孔的中心与第二通孔的中心对齐。本发明专利技术还公开了包含上述放电室的射频离子源。本发明专利技术具有结构紧凑、原理简单且能够延长离子源使用寿命等优点，解决了因放电室表面生成污染物而导致电磁场无法进入放电室、加速放电室的屏蔽、射频离子源无法电离等问题，提高了装置的稳定性，降低了装置的使用和维护成本。使用和维护成本。使用和维护成本。
【技术实现步骤摘要】
一种用于射频离子源的放电室及射频离子源
[0001]本专利技术属于射频离子源设备
，具体涉及一种用于射频离子源的放电室及射频离子源。
技术介绍
[0002]目前，射频离子源具有无极放电污染小、工作长时间稳定、能量和束流可以精确控制等优点广泛应用于离子束沉积、离子束刻蚀和辅助沉积等。其原理是将所需工艺气体通入放电室，放电室的射频线圈由射频电源供电，并通过匹配器进行自动匹配，在电感耦合的作用下将工艺气体进行电离，再通过离子光学系统产生离子束。射频离子源在使用一段时间后，在放电室表面生成一层污染物，会产生屏蔽作用，导致电磁场无法进入放电室，尤其是在对采用金属进行镀膜或刻蚀金属薄膜时，被溅射的金属通过离子光学系统孔进入放电室内部，在放电室表面形成金属薄膜，加速放电室的屏蔽，导致射频离子源无法电离。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、原理简单且能够延长离子源使用寿命的用于射频离子源的放电室及射频离子源。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种用于射频离子源的放电室，包括：支撑筒、第一栅格和第二栅格，所述第二栅格嵌套在第一栅格内周，第一栅格嵌套在支撑筒内周，所述支撑筒的中心位置设有进气接口，所述第一栅格上均布有n个第一通孔，所述第二栅格上均布有n个第二通孔，第一通孔的体积大于第二通孔的体积，且第一通孔的中心与第二通孔的中心对齐。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述第一通孔和第二通孔均为圆弧形通孔，第一通孔的圆弧夹角为a，第二通孔的圆弧夹角为b，a/b的值为2～6。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述n的取值为3～10。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述第一栅格的壁厚y的取值为0～3mm。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述支撑筒、第一栅格和第二栅格均采用石英材料制备得到。
[0010]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种射频离子源，包括支撑腔体、以及安装在支撑腔体内的射频线圈、离子源光学系统、进气管道和上述的放电室，所述离子源光学系统的一端与支撑腔体连接，离子源光学系统的另一端与放电室连接，放电室外周环绕有射频线圈，射频线圈与外置的射频电源组件连接，放电室上的进气接口与进气管道连接，工艺气体由进气管道输送进入放电室内，工艺气体在电感耦合的作用下进行电离，再通过离子源光学系统产生离子束。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述射频线圈上设有空间调制器，所述空间调制器用于调整放电室内的局部等离子浓度。
[0012]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种射频离子源，包括支撑腔体、以及安
装在支撑腔体内的射频线圈、离子源光学系统、进气管道和支撑筒，所述离子源光学系统的一端与支撑腔体连接，离子源光学系统的另一端与支撑筒连接，支撑筒外周环绕有射频线圈，射频线圈与外置的射频电源组件连接，且射频线圈上设有空间调制器，所述空间调制器用于调整支撑筒内的局部等离子浓度；支撑筒上的进气接口与进气管道连接，工艺气体由进气管道输送进入支撑筒内，工艺气体在电感耦合的作用下进行电离，再通过离子源光学系统产生离子束。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述空间调制器包括结构相同的第一空间调制器和第二空间调制器，所述第一空间调制器和第二空间调制器分别套设在射频线圈的首端和尾端。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述第一空间调制器与第二空间调制器之间的圆周夹角c为60
°
～90
°
。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述第一空间调制器与第二空间调制器均采用不锈钢材料制备得到。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0017]1、本专利技术的用于射频离子源的放电室，通过将支撑筒与带有通孔的第一栅格和第二栅格进行嵌套连接，并且第一栅格和第二栅格上的通孔的中心保持对齐，第一栅格上的通孔要比第二栅格上的通孔大得多，同时第一栅格的厚度也是设置的越小越好，如此一来，在支撑筒、第一栅格和第二栅格之间形成了狭小的空间，使得放电室内无论是在长时间运行过程中形成的污染物，还是溅射金属或刻蚀金属薄膜被反溅射进入放电室的金属，均无法完全涂覆在放电室内部而形成屏蔽层，最终有利于提高射频离子源的使用稳定性，延长射频离子源的使用寿命。
[0018]2、本专利技术的射频离子源，通过设置了上述的放电室，并且在射频线圈上设置了空间调制器，通过在射频线圈上装配空间调制器，使得装有空间调制器的位置射频信号接近放电室，射频功率密度局部提高，产生溅射作用，从而保持放电室内局部清洁，确保了射频的持续输入，维持了放电室持续放电。无论是采用支撑筒、第一栅格和第二栅格叠加嵌套形成的放电室或是在射频线圈上设置空间调制器或是将两种方式进行耦合，均能达到克服放电室的屏蔽作用或增加放电室形成屏蔽层时长的作用，使得射频离子源长时间稳定工作，提高了离子源使用寿命，延长了维护周期进而提高产能。
附图说明
[0019]图1为本专利技术中放电室的立体结构原理示意图。
[0020]图2为本专利技术中放电室的结构原理示意图。
[0021]图3为图2中A
‑
A处的爆炸结构原理示意图。
[0022]图4为本专利技术中射频离子源的结构原理示意图之一。
[0023]图5为本专利技术中射频离子源的结构原理示意图之二。
[0024]图6为本专利技术中射频线圈组件的主视结构原理示意图。
[0025]图7为本专利技术中射频线圈组件的俯视结构原理示意图。
[0026]图例说明：1、放电室；11、支撑筒；12、第一栅格；121、第一通孔；13、第二栅格；131、第二通孔；2、进气接口；3、射频线圈；4、空间调制器；41、第一空间调制器；42、第二空间调制
器；5、离子源光学系统；6、进气管道；7、支撑腔体。
具体实施方式
[0027]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0028]实施例1
[0029]如图1至图3所示，本专利技术的用于射频离子源的放电室，包括：支撑筒11、第一栅格12和第二栅格13，支撑筒11、第一栅格12和第二栅格13均采用石英材料制备得到。第二栅格13嵌套在第一栅格12内周，第一栅格12嵌套在支撑筒11内周，支撑筒11的中心位置设有进气接口2，第一栅格12上均布有n个第一通孔121，第二栅格13上均布有n个第二通孔131，第一通孔121的体积大于第二通孔131的体积，且第一通孔121的中心与第二通孔131的中心对齐。本实施例中，n的取值为3～10。
[0030]第一通孔121和第二通孔131均为圆弧形通孔，第一通孔121的圆弧夹角为a，第二通孔131的圆弧夹角为b，a/b的值为2～6。第一通孔121的体积大于第二通孔131的体积，使得放电室表面产生的污染物或是被溅射的金属离子通过第二通孔1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于射频离子源的放电室，其特征在于，包括：支撑筒(11)、第一栅格(12)和第二栅格(13)，所述第二栅格(13)嵌套在第一栅格(12)内周，第一栅格(12)嵌套在支撑筒(11)内周，所述支撑筒(11)的中心位置设有进气接口(2)，所述第一栅格(12)上均布有n个第一通孔(121)，所述第二栅格(13)上均布有n个第二通孔(131)，第一通孔(121)的体积大于第二通孔(131)的体积，且第一通孔(121)的中心与第二通孔(131)的中心对齐。2.根据权利要求1所述的用于射频离子源的放电室，其特征在于，所述第一通孔(121)和第二通孔(131)均为圆弧形通孔，第一通孔(121)的圆弧夹角为a，第二通孔(131)的圆弧夹角为b，a/b的值为2～6。3.根据权利要求2所述的用于射频离子源的放电室，其特征在于，所述n的取值为3～10。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于射频离子源的放电室，其特征在于，所述第一栅格(12)的壁厚y的取值为0～3mm。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于射频离子源的放电室，其特征在于，所述支撑筒(11)、第一栅格(12)和第二栅格(13)均采用石英材料制备得到。6.一种射频离子源，其特征在于，包括支撑腔体(7)、以及安装在支撑腔体(7)内的射频线圈(3)、离子源光学系统(5)、进气管道(6)和权利要求1至5中任意一项所述的放电室(1)，所述离子源光学系统(5)的一端与支撑腔体(7)连接，离子源光学系统(5)的另一端与放电室(1)连接，放电室(1)外周环绕有射频线圈(3)，射频线圈(3)与外置的射频电源组...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁祖浩，李勇，龚俊，李明，鲁彤，袁伟，何秋福，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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