本发明涉及等离子体,尤其涉及一种等离子体发生器。
背景技术:
1、在半导体领域,等离子体发生器用于产生等离子体,等离子体可以对工件进行加工。例如,等离子体可以对工件进行刻蚀、清洗。现有技术中,容性耦合(电容耦合)等离子体发生器的结构大致如下:发生器包括腔体和两个相互间隔的电极板,电极板位于腔体内,电极板之间形成的电场使工作气体电离从而转化为等离子体。目前,等离子体发生器对工件的不同部位加工一致性不佳,从而影响工件的品质。例如,工件正对电极板中心区域的部位可以获得较好的加工效果,但工件正对电极板外围区域的部位则会获得较差的加工效果。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种等离子体发生器,该等离子体源有利于提高对工件不同部位的加工效果的一致性。
2、根据本发明实施例的等离子体发生器,包括:腔体;第一电极板,所述第一电极板位于所述腔体内;第二电极板,所述第二电极板位于所述腔体内,所述第一电极板和所述第二电极板相向设置并且间隔设置,所述第二电极板包括出气面,所述出气面朝向所述第一电极板,所述出气面包括多个出气区域,每一所述出气区域设有多个出气孔,从所述第二电极板的中心至所述第二电极板的边缘的方向为从内到外的方向,多个所述出气区域从内到外分布;电源系统,所述第一电极板和所述第二电极板中的至少一者与所述电源系统电连接,所述电源系统用于使所述第一电极板和所述第二电极板之间形成电场,从而使所述腔体内的工作气体的至少一部分转化为等离子体;供气系统,所述供气系统用于将工作气体输送至所述第二电极板以使工作气体从所述出气孔流出;当所述等离子体的气压不小于pm且不大于pn时,所述等离子体的密度随气压的上升而下降;对于任意两个相邻的所述出气区域,位于内侧的一个所述出气区域的气压为p内,位于外侧的一个所述出气区域的气压为p外, pm<p外<p内<pn。
3、根据本发明实施例的等离子体发生器,至少具有如下有益效果:假设各个出气区域的气压相等或者不考虑气压对等离子体密度的影响,那么各个出气区域处的等离子体密度不同,靠内的出气区域的等离子体密度更高,靠外的出气区域的等离子体密度更低。在此基础上,本发明使靠内的出气区域的气压大于靠外的出气区域的气压,降低靠内的出气区域的等离子体密度与靠外的出气区域的等离子体密度之间的差异,从而提高等离子体的分布均匀性,进而提高对工件不同部位的加工效果的一致性。
4、根据本发明的一些实施例,所述出气面包括三个所述出气区域,三个所述出气区域分别为第一出气区域、第二出气区域和第三出气区域,第三出气区域、第二出气区域和第一出气区域从内到外依次设置,所述第二出气区域围绕所述第三出气区域,所述第一出气区域围绕所述第二出气区域;三个所述出气区域满足:所述第三出气区域呈圆形,所述第一出气区域和所述第二出气区域均呈圆环形;或者,所述第三出气区域呈矩形,所述第一出气区域和所述第二出气区域均呈方框形。
5、根据本发明的一些实施例,所述第三出气区域呈圆形,所述第一出气区域和所述第二出气区域均呈圆环形;所述第三出气区域的外径为d3,所述第二出气区域的外径为d2,所述第一出气区域的外径为d1,d3:d2:d1=3:4:6。
6、根据本发明的一些实施例,所有所述出气孔的尺寸、形状均相同,所述供气系统包括:分隔器,所述分隔器连接在所述第二电极板背对所述第一电极板的一侧,所述分隔器和所述第二电极板共同限定出相互分隔的多个气腔,属于同一出气区域的所有所述出气孔与同一个所述气腔连通,属于不同出气区域的两个所述出气孔分别与不同的所述气腔连通;输送管组件,包括用于让所述工作气体流动的总管和多根支管,所述支管的两端分别与所述总管和一个所述气腔连通,多根所述支管和多个所述气腔一一对应地连通,所述总管的入口端用于与气源连接;流量控制组件,包括多个流量控制器,每一所述支管安装有一个所述流量控制器,所述流量控制器用于调节所述支管的气体流量。
7、根据本发明的一些实施例,所述供气系统包括:分隔器,所述分隔器连接在所述第二电极板背对所述第一电极板的一侧,所述分隔器和所述第二电极板共同限定出气腔,所有所述出气孔均与所述气腔连通;总管,所述总管的出口端与所述气腔连通,所述总管的入口端用于与气源连接;属于同一所述出气区域的所有所述出气孔的尺寸、形状均相同,至少两个相邻的所述出气区域满足:位于内侧的所述出气区域的出气孔为内出气孔,位于外侧的所述出气区域的出气孔为外出气孔,所述内出气孔和所述外出气孔在尺寸和形状中的至少一方面不同。
8、根据本发明的一些实施例,至少两个相邻的所述出气区域满足:所述内出气孔的孔径小于所述外出气孔的孔径。
9、根据本发明的一些实施例,至少两个相邻的所述出气区域满足:所述内出气孔的深度与所述外出气孔的深度不同。
10、根据本发明的一些实施例,所述出气孔均为圆孔。
11、根据本发明的一些实施例,所述出气孔的孔径为0.5-2mm;和/或,所述出气孔的深度为5-10mm。
12、根据本发明的一些实施例,所述电源系统包括射频电源,所述射频电源与所述第二电极板电连接并为所述第二电极板供电,所述第一电极板接地;或者,所述电源系统包括第一射频电源和第二射频电源,所述第一射频电源和所述第二射频电源均与所述第二电极板电连接,所述第一射频电源和所述第二射频电源均为所述第二电极板供电,所述第一射频电源的输出频率与所述第二射频电源的输出频率不同,所述第一电极板接地;或者,所述电源系统包括第一射频电源和第二射频电源,所述第一射频电源与所述第一电极板电连接并为所述第一电极板供电,所述第二射频电源与所述第二电极板电连接并为所述第二电极板供电,所述第一射频电源的输出频率与所述第二射频电源的输出频率不同。
13、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.等离子体发生器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述出气面包括三个所述出气区域,三个所述出气区域分别为第一出气区域、第二出气区域和第三出气区域,第三出气区域、第二出气区域和第一出气区域从内到外依次设置,所述第二出气区域围绕所述第三出气区域,所述第一出气区域围绕所述第二出气区域;
3.根据权利要求2所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第三出气区域呈圆形,所述第一出气区域和所述第二出气区域均呈圆环形;
4.根据权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所有所述出气孔的尺寸、形状均相同,所述供气系统包括:
5.根据权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述供气系统包括:
6.根据权利要求5所述的等离子体发生器,其特征在于,至少两个相邻的所述出气区域满足:所述内出气孔的孔径小于所述外出气孔的孔径。
7.根据权利要求5所述的等离子体发生器,其特征在于,至少两个相邻的所述出气区域满足:所述内出气孔的深度与所述外出气孔的深度不同。
8.根据权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述出气孔均为圆孔。
9.根据权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述出气孔的孔径为0.5-2mm;
10.根据权利要求1至9中任一项所述的等离子体发生器,其特征在于,所述电源系统包括射频电源,所述射频电源与所述第二电极板电连接并为所述第二电极板供电,所述第一电极板接地;