CN103889138B - 等离子体放电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种等离子体放电装置，包括两个射频电极、介质阻挡层、匀气板、气源、射频电源和金属外壳；所述射频电源与所述射频电极连接；放电装置在工作时，所述金属外壳接地；所述射频电极被介质阻挡层包覆；两个射频电极之间为等离子体喷口；所述匀气板位于所述介质阻挡层上方；所述气源提供的工作气体通过由所述匀气板构成的收缩口，到达所述等离子体喷口，并在常压下，电源接通后，在所述喷口处形成大面积的辉光等离子体，等离子体在气流的携带下向外喷出。本发明避免了散射性放电，提高了放电效率，提高了气流速率，增大等离子体喷出喷口的长度，降低了装置对被处理材料的形状等要求。

Description

等离子体放电装置
技术领域
本发明涉及硅片清洗技术领域，特别涉及一种等离子体放电装置。
背景技术
在半导体生产中，清洗硅片表面光刻胶工艺占据了十分重要的环节，清洗的好坏直接影响器件的稳定性和可靠性。在其他行业中，液晶玻璃平板、PCB板等材料表面除了需要清洗表面有机污染物外，还需要改善材料表面的亲水性或疏水性。
传统清洗硅片表面的方式是采用湿法化学方法，湿法化学方法存在许多亟待解决的问题，例如清洗不够彻底、清洗产生的废液易对环境造成污染、采用溶液容易引进杂质、消耗大量的水和酸等。目前已经出现了一种干法清洗装置，这种清洗装置工作在真空状态下，需要不断切断设备工作，取出硅片，放入另一批硅片，抽真空，然后进行放电清洗，导致设备操作复杂、成本高，不能实现连续在线工作；此外，已经出现的一些常压清洗技术采用了金属电极，存在易引入金属杂质的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种等离子体放电装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种等离子体放电装置，包括两个射频电极、介质阻挡层、匀气板、气源、射频电源和金属外壳；所述射频电源与所述射频电极连接；
放电装置在工作时，所述金属外壳接地；
所述射频电极被介质阻挡层包覆；
两个射频电极之间为等离子体喷口；
所述匀气板位于所述介质阻挡层上方；
所述气源提供的工作气体通过由所述匀气板构成的收缩口，到达所述等离子体喷口，并在常压下，电源接通后，在所述喷口处形成大面积的辉光等离子体，等离子体在气流的携带下向外喷出。
进一步地，所述匀气板分为三层，其中，靠近所述射频电极的一层匀气板设置有用于收缩气流的出口，使得工作气体通过所述第三出口后到达射频电极之间的喷口。
进一步地，第一层匀气板由两个匀气板构成，该两个匀气板之间设置有气体出口，该两个该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口；
第二层匀气板由一个匀气板构成，该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口；
第三层匀气板由两个所述匀气板构成，该两个匀气板分别与所述金属外壳连接，该两个匀气板之间设置有用于气体收缩气流的出口。
进一步地，在第三层匀气板设置的所述用于气体收缩气流的出口面积小于两个射频电极之间的面积。
进一步地，两个所述射频电极均是呈半圆形金属条，在装置放电时，等离子体仅沿着半圆形弧面转移。
进一步地，所述金属壳体表面设置有带孔的绝缘块，所述射频电源通过所述绝缘块与所述射频电极的连接。
本发明提供的等离子体放电装置，两个射频电极均为半圆形金属条，装置工作时，等离子体仅沿着弧面转移，避免了散射性放电，提高了放电效率，装置的收缩状气流出口提高了气流速率，等离子体在气流的携带下喷向被处理材料，与被处理材料表面的有机物发生反应，生成二氧化碳和水，可以直接排放到大气中。常压介质阻挡等离子体放电装置用于清洗硅片表面光刻胶、清洗或活化液晶玻璃平板、清洗或改善PCB板或其他有机材料表面的亲水性或疏水性。本发明的金属射频电极被介质阻挡层包覆，金属外壳与射频电极之间也被介质阻挡层隔离，能克服现有技术中易引入金属杂质这一缺点。由于采用板圆形金属条的射频电极，使得放电产生的等离子体沿着弧面转移，避免了散射性放电，提高了放电效率，采用收缩状匀气板，可有效提高气流速率，增大等离子体喷出喷口的长度，降低了装置对被处理材料的形状等要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的等离子体放电装置原理示意图。
图2为本发明实施例提供的等离子体放电装置外形图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的等离子体放电装置，包括两个半圆形射频电极107、包覆在射频电极外面的介质阻挡层106、作为接地电极的金属外壳104、射频电极与金属壳体之间的介质阻挡层112、装置内部的三层匀气板105、一个射频电源111、气源101、流量计102以及供气管路103。两个射频电极107均呈半圆形金属条，装置放电时，等离子体仅沿着弧面转移，提高了放电效率，扩大了等离子体与硅片等被处理材料表面的接触面积。
在三层匀气板105中，第一层匀气板由两个匀气板构成，该两个匀气板之间设置有气体出口，该两个该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口。第二层匀气板由一个匀气板构成，该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口；第三层匀气板由两个所述匀气板构成，该两个匀气板分别与所述金属外壳连接，该两个匀气板之间设置有用于气体收缩气流的出口，该出口类似倒“八”字型。
介质阻挡层106为石英或陶瓷等绝缘材料。气源101提供氦气、氩气、氧气、氮气、四氟化碳等气体或几种气体按一定比例混合的气体。气体经过流量计102后进入供气管路103，气体经过两层匀气板后，分布较为均匀，再经过第三层匀气板收缩加速，进入两个射频电极107之间的喷口。在常压下，当射频电极107与射频电源111接通后，电源接通后，在喷口处形成大面积的辉光等离子体110，等离子体110沿着电极弧面转移，并在气流的带动下，喷射出来。当到达载物台109上的被处理材料108表面时，与被处理材料表面的光刻胶或其它有机物反应，生成二氧化碳、水等产物，除了去除衬底表面光刻胶或其它有机物外，该装置还可以对液晶玻璃平板、PCB板等表面进行清洗或改性。
参见图2，该常压介质阻挡等离子体放电装置，供气管路103与装置的进气口201连接，射频电极107两端与金属壳体104之间通过介质阻挡层112隔离，金属壳体表面有带孔的绝缘块203，射频电源与射频电极的连接，通过绝缘块203与金属外壳104隔离。
本发明实施例提供的一种常压介质阻挡等离子体放电装置，装置的两个射频电极均为半圆形金属条，装置工作时，等离子体仅沿着弧面转移，避免了散射性放电，提高了放电效率，装置的收缩状气流出口提高了气流速率，等离子体在气流的携带下喷向被处理材料，与被处理材料表面的有机物发生反应，生成二氧化碳和水，该装置用于清洗硅片表面光刻胶、玻璃表面有机物、金属或有机材料表面活化。由于射频电极采用了半圆形金属条，装置放电时，等离子体仅沿着弧面转移，提高了放电效率，扩大了等离子体与硅片等被处理材料表面的接触面积。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种等离子体放电装置，其特征在于：包括两个射频电极、介质阻挡层、匀气板、气源、射频电源和金属外壳；所述射频电源与所述射频电极连接；
放电装置在工作时，所述金属外壳接地；
所述射频电极被介质阻挡层包覆；
两个射频电极之间为等离子体喷口；
所述匀气板位于所述介质阻挡层上方；
所述气源提供的工作气体通过由所述匀气板构成的收缩口，到达所述等离子体喷口，并在常压下，电源接通后，在所述喷口处形成大面积的辉光等离子体，等离子体在气流的携带下向外喷出；
所述匀气板分为三层，其中，靠近所述射频电极的一层匀气板设置有用于收缩气流的出口，使得工作气体通过所述出口后到达射频电极之间的喷口；两个所述射频电极均是呈半圆形金属条，在装置放电时，等离子体仅沿着半圆形弧面转移；
第一层匀气板由两个匀气板构成，该两个匀气板之间设置有气体出口，该两个该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口；
第二层匀气板由一个匀气板构成，该匀气板与所述金属外壳之间均设置有气体出口；
第三层匀气板由两个匀气板构成，该两个匀气板分别与所述金属外壳连接，该两个匀气板之间设置有用于气体收缩气流的出口。
2.根据权利要求1所述的等离子体放电装置，其特征在于：
在第三层匀气板设置的所述用于气体收缩气流的出口面积小于两个射频电极之间的面积。
3.根据权利要求1所述等离子体放电装置，其特征在于：
所述金属壳体表面设置有带孔的绝缘块，所述射频电源通过所述绝缘块与所述射频电极的连接。
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