CN107887249B - 等离子蚀刻装置及其放电腔体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子蚀刻装置及其放电腔体，该放电腔体包括外壳体、顶座、固定座、底座以及气体管口，顶座位于固定座的上方，固定座位于外壳体的上方，气体管口位于外壳体表面的一侧，底座位于外壳体的下方，放电腔体具有空腔，空腔内设置有电源电极，顶座的中部具有定位口，电源电极相对于底座垂直设置并穿过定位口向外延伸，且电源电极的正极通过连接电缆与射频电源电连接。该等离子蚀刻装置的外框的上表面设置有放电腔体，工艺气体先进入放电腔体进行预先电离产生等离子态，然后进入到等离子蚀刻装置进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了处理效率。

Description

等离子蚀刻装置及其放电腔体

技术领域

本发明涉及等离子蚀刻技术领域，尤其是涉及一种等离子蚀刻装置及其放电腔体。

背景技术

等离子刻蚀是干法刻蚀中最常见的一种形式，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。采用该原理工作的等离处理设备是用等离子体中的自由基去轰击或溅射被刻蚀材料的表面分子，形成易挥发物质，从而实现刻蚀的目的。

目前，等离子处理设备广泛应用于等离子清洗、刻蚀、等离子镀、等离子涂覆、等离子灰化和表面活化、改性等场合。通过其处理，能够改善材料的润湿能力，使多种材料能够进行涂覆、镀等操作，增强粘合力、键合力，同时去除有机污染物、油污或油脂。

然而，传统的电路板等离子蚀刻设备是在一个真空腔体内，腔体内有若干个平行的电极，在电极之间有被处理的电路板，等离子通过平行电极板产生等离子体，对电路板孔内钻污和有机污染材料进行刻蚀反应。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种可以缩短电离气体的时间且能够提高等离子处理的效率的用于等离子蚀刻装置的放电腔体。

本发明的另一目的是提供一种可以缩短电离气体的时间且能够提高等离子处理的效率的等离子蚀刻装置。

为实现上述的主要目的，本发明提供的一种用于等离子蚀刻装置的放电腔体，包括外壳体、顶座、固定座、底座以及至少一个气体管口，顶座位于固定座的上方，固定座位于外壳体的上方，气体管口位于外壳体表面的一侧，底座位于外壳体的下方；放电腔体具有空腔，空腔内设置有电源电极，顶座的中部具有定位口，电源电极相对于底座垂直设置并穿过定位口向外延伸，且电源电极的正极通过连接电缆与射频电源电连接；定位口具有导通孔和定位孔，导通孔与定位孔同轴设置，且导通孔的直径大于定位孔的直径。

可见，在放电腔体的外壳体上设置至少一个气体管口，工艺气体通过气体管口进入放电腔体的空腔，在放电腔体内腔的中部设置有一个与外界射频电源电连接的电源电极，当射频电源为电源电极提供电能即电源电极通电后，放电腔体内均匀分布的工艺气体就会被充分电离从而产生等离子态。

此外，放电腔体可安装在等离子蚀刻装置的外表面上，通过在等离子蚀刻装置的基础上额外增加了一个放电腔体，工艺气体进入放电腔体内部完全电离以后，再进入到等离子蚀刻装置内部进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，因此，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了等离子处理的效率。

进一步的方案是，固定座包括第一固定座、第二固定座以及第三固定座，第一固定座、第二固定座以及第三固定座同轴设置；第一固定座与第二固定座螺纹连接，第二固定座与第三固定座螺纹连接。

进一步的方案是，第一固定座的直径小于第二固定座的直径，第二固定座的直径小于第三固定座的直径。

进一步的方案是，第三固定座包括第一固定部件和第二固定部件，第一固定部件与第二固定部件螺纹连接，且第一固定部件的直径与第二固定部件的直径相同。

可见，通过在放电腔体的顶座和外壳体之间设置有直径大小不一致的三个固定座，增加了放电腔体的稳定性，为电离气体的发生条件提供了稳定的环境。

进一步的方案是，气体管口包括连接部和固定部，连接部和固定部固定连接，固定部上具有至少一个进气孔，进气孔设置于固定部的中部。

可见，一个放电腔体具有一个或多个气体管口，每个气体管口的固定部上具有一个或多个进气孔，可根据用户需求在放电腔体上安装合适数量的气体管口，工艺气体可通过气体管口上的进气孔进入放电腔体的内部进行电离。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种等离子蚀刻装置，包括外框、多个电极板以及多个电路板、外框所围成的真空腔体，多个电极板设置于真空腔体内，一个电路板位于两个电极板之间，等离子蚀刻装置还包括放电腔体，放电腔体位于外框上表面的一侧；放电腔体包括外壳体、顶座、固定座、底座以及至少一个气体管口，顶座位于固定座的上方，固定座位于外壳体的上方，气体管口位于外壳体表面的一侧，底座位于外壳体的下方；放电腔体具有空腔，空腔内设置有电源电极，顶座的中部具有定位口，电源电极相对于底座垂直设置并穿过定位口向外延伸，且电源电极的正极通过连接电缆与射频电源电连接；定位口具有导通孔和定位孔，导通孔与定位孔同轴设置，且导通孔的直径大于定位孔的直径；底座与外框的上表面螺纹连接，且底座与外框的上表面之间设置有密封圈。

由上述方案可见，本发明提供的等离子蚀刻装置的真空腔体内有多个平行的电极板，在多个电极板之间有被处理的电路板，等离子态通过多个平行电极板产生等离子体，可用来进行材料等离子蚀刻。

此外，在等离子蚀刻装置的外表面上固定安装了一个放电腔体，工艺气体首先进入放电腔体的内部进行完全电离以后，再进入到等离子蚀刻装置内部进行二次电离，所以，放电腔体的作用是将需要进入等离子蚀刻装置的工艺气体预先电离，预先电离后的等离子态进入到等离子蚀刻装置进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，因此，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了等离子处理的效率。

进一步的方案是，固定座包括第一固定座、第二固定座以及第三固定座，第一固定座、第二固定座以及第三固定座同轴设置；第一固定座与第二固定座螺纹连接，第二固定座与第三固定座螺纹连接。

进一步的方案是，第一固定座的直径小于第二固定座的直径，第二固定座的直径小于第三固定座的直径。

进一步的方案是，第三固定座包括第一固定部件和第二固定部件，第一固定部件与第二固定部件螺纹连接，且第一固定部件的直径与第二固定部件的直径相同。

进一步的方案是，气体管口包括连接部和固定部，连接部和固定部固定连接，固定部上具有至少一个进气孔，进气孔设置于固定部的中部。

附图说明

图1是本发明放电腔体实施例的结构图。

图2是本发明放电腔体实施例的剖面图。

图3是本发明放电腔体实施例中顶座的局部放大图。

图4是本发明等离子蚀刻装置与放电腔体实施例的结构图。

图5是本发明等离子蚀刻装置与放电腔体实施例中的另一个视角的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

放电腔体实施例：

参见图1至图2，图1是本发明放电腔体实施例的结构图，图2是本发明放电腔体实施例的剖面图。本发明的放电腔体2包括外壳体10、顶座20、固定座、底座40以及一个气体管口，顶座20位于固定座的上方，并与固定座固定连接，固定座位于外壳体10的上方，并与外壳体10固定连接，气体管口位于外壳体10表面的一侧，并与外壳体10固定连接，底座40位于外壳体10的下方，并与外壳体10固定连接。其中，固定座包括第一固定座31、第二固定座32以及第三固定座，第一固定座31、第二固定座32以及第三固定座同轴设置，第一固定座31与第二固定座32螺纹连接，第二固定座32与第三固定座螺纹连接。

具体地，第一固定座31的直径小于第二固定座32的直径，第二固定座32的直径小于第三固定座的直径，第三固定座包括第一固定部件301和第二固定部件302，第一固定部件301与第二固定部件302螺纹连接，且第一固定部件301的直径与第二固定部件302的直径相同。可见，通过在放电腔体2的顶座20和外壳体10之间设置有直径大小不一致的三个固定座，增加了放电腔体整体的稳定性，为电离工艺气体的发生条件提供了稳定的环境。

放电腔体2具有空腔，空腔内设置有电源电极60，顶座20的中部具有定位口，电源电极60相对于底座40垂直设置并穿过定位口向外延伸，且电源电极60的正极通过连接电缆70与射频电源80电连接。

参见图3，图3是本发明放电腔体实施例中顶座的局部放大图。顶座20上的定位口呈漏斗形设置，定位口具有导通孔21和定位孔22，导通孔21与定位孔22同轴设置，且导通孔21的直径大于定位孔22的直径，在用户在放电腔体2上安装电源电极60的时候，电源电极60可通过导通孔21经由定位孔22进入放电腔体2的内部，可见，导通孔21便于电源电极60通过定位孔22，定位孔22起到固定电源电极60的作用，增加了其稳定性。当然，导通孔21和定位孔22的直径的大小可根据电源电极的大小、放电腔体的大小等等来进行设定。

气体管口位于放电腔体2的外部并与外壳体10固定连接，一个放电腔体2上可以设置有一个或多个气体管口，当工艺气体通过气体管口进入放电腔体2的内部后，电源电极60的正极通过连接电缆70与射频电源80电连接，电源电极60的负极经过底座40的外壳接地，当射频电源80为电源电极60提供电能后，放电腔体2内的工艺气体被充分电离从而产生等离子态。

具体地，在放电腔体2的外壳体10上设置一个或多个气体管口，气体管口包括连接部51和固定部52，连接部51和固定部52固定连接，固定部52上具有至少一个进气孔53，进气孔53设置于固定部52的中部，每个气体管口的固定部52上具有一个或多个进气孔53，工艺气体可通过气体管口上的进气孔53进入放电腔体2的内部进行电离，同时，可根据用户需求在放电腔体2上安装合适数量的气体管口。

射频电源80作为等离子体的配套电源，可由射频功率源、阻抗匹配器以及阻抗功率计组成，在放电腔体2内的中部设置有一个与外界射频电源80电连接的电源电极60，当射频电源80为电源电极60提供电能即电源电极通电后，放电腔体2内均匀分布的工艺气体就会被充分电离从而产生等离子态。

此外，放电腔体2可安装在等离子蚀刻装置1的外表面上，通过在等离子蚀刻装置1的基础上额外增加了一个放电腔体2，工艺气体进入放电腔体2内部完全电离以后，再进入到等离子蚀刻装置1内部进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，因此，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了等离子处理的效率。

等离子蚀刻装置实施例：

参见图4与图5，图4是本发明等离子蚀刻装置与放电腔体实施例中的结构图，图5是本发明等离子蚀刻装置与放电腔体实施例中的另一个视角的结构图。本发明的等离子蚀刻装置包括外框100、多个电极板200以及多个电路板、外框100所围成的真空腔体，多个电极板200设置于真空腔体内，一个电路板位于两个电极板200之间。

等离子蚀刻装置还包括放电腔体，放电腔体位于外框上表面的一侧，放电腔体包括放电腔体2包括外壳体10、顶座20、固定座、底座40以及一个气体管口，顶座20位于固定座的上方，并与固定座固定连接，固定座位于外壳体10的上方，并与外壳体10固定连接，气体管口位于外壳体10表面的一侧，并与外壳体10固定连接，底座40位于外壳体10的下方，并与外壳体10固定连接。其中，固定座包括第一固定座31、第二固定座32以及第三固定座，第一固定座31、第二固定座32以及第三固定座同轴设置，第一固定座31与第二固定座32螺纹连接，第二固定座32与第三固定座螺纹连接。

具体地，第一固定座31的直径小于第二固定座32的直径，第二固定座32的直径小于第三固定座的直径，第三固定座包括第一固定部件301和第二固定部件302，第一固定部件301与第二固定部件302螺纹连接，且第一固定部件301的直径与第二固定部件302的直径相同。可见，通过在放电腔体2的顶座20和外壳体10之间设置有直径大小不一致的三个固定座，增加了放电腔体整体的稳定性，为电离工艺气体的发生条件提供了稳定的环境。

放电腔体2具有空腔，空腔内设置有电源电极60，顶座20的中部具有定位口，电源电极60相对于底座40垂直设置并穿过定位口向外延伸，且电源电极60的正极通过连接电缆70与射频电源80电连接。

参见图3，定位口呈漏斗形设置，并具有导通孔21和定位孔22，导通孔21与定位孔22同轴设置，且导通孔21的直径大于定位孔22的直径，在用户在放电腔体2上安装电源电极60的时候，电源电极60可通过导通孔21经由定位孔22进入放电腔体2的内部，可见，导通孔21便于电源电极60通过定位孔22，定位孔22起到固定电源电极60的作用，增加了其稳定性。当然，导通孔21和定位孔22的直径的大小可根据电源电极的大小、放电腔体的大小等等来进行设定。

气体管口位于放电腔体2的外部并与外壳体10固定连接，一个放电腔体2上可以设置有一个或多个气体管口，当工艺气体通过气体管口进入放电腔体2的内部后，电源电极60的正极通过连接电缆70与射频电源80电连接，电源电极60的负极经由底座40的外壳接地，当射频电源80为电源电极60提供电能后，放电腔体2内的工艺气体就会被充分电离从而产生等离子态。

具体地，在放电腔体2的外壳体10上设置一个或多个气体管口，气体管口包括连接部51和固定部52，连接部51和固定部52固定连接，固定部52上具有至少一个进气孔53，进气孔53设置于固定部52的中部，每个气体管口的固定部52上具有一个或多个进气孔53，工艺气体可通过气体管口上的进气孔53进入放电腔体2的内部进行电离，同时，可根据用户需求在放电腔体2上安装合适数量的气体管口。

射频电源80作为等离子体的配套电源，可由射频功率源、阻抗匹配器以及阻抗功率计组成，在放电腔体2内的中部设置有一个与外界射频电源80电连接的电源电极60，当射频电源80为电源电极60提供电能即电源电极通电后，放电腔体2内均匀分布的工艺气体就会被充分电离从而产生等离子态。

所以，放电腔体2可安装在等离子蚀刻装置1的外表面上，通过在等离子蚀刻装置1的基础上额外增加了一个放电腔体2，工艺气体进入放电腔体2内部完全电离以后，再进入到等离子蚀刻装置1内部进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，因此，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了等离子处理的效率。

放电腔体2的底座40与等离子蚀刻装置1的外框100的上表面螺纹连接，且底座40与外框100的上表面之间设置有密封圈，该密封圈安装在等离子蚀刻装置1的外框100的上表面上以保持密封状态，放电腔体2将需要进入等离子蚀刻装置1的工艺气体预先电离，电离后的等离子态进入到等离子蚀刻装置1进行二次电离。具体地，进入等离子蚀刻装置1内的等离子态通过多个平行电极板200再次电离后产生等离子体，再对处理样品进行等离子体处理，即用来进行材料等离子蚀刻，例如，对电路板孔内钻污和有机污染材料进行刻蚀反应。

等离子蚀刻装置1还包括等离子体激励源，等离子体激励源与多个电极板200连接，并用于给电极板200提供电能。优选地，电极板200的数量为16块，均平行相对设置，且相邻电极板200为不同极性，每两块电极板200之间均设有电路板。每两块电极板200形成一个等离子体处理室，以此类推，每三块电极板200形成两个等离子体处理室，整个真空腔体内形成多个处理室，使得该等离子体处理系统空间利用合理、结构紧凑，处理效率高。

所以，本发明提供的等离子蚀刻装置1的真空腔体内有多个平行的电极板200，在多个电极板200之间有被处理的电路板，等离子态通过多个平行电极板200产生等离子体，可用来进行材料等离子蚀刻。

此外，在等离子蚀刻装置1的外表面上固定安装了一个放电腔体2，工艺气体首先进入放电腔体2的内部进行完全电离以后，再进入到等离子蚀刻装置1内部进行二次电离，所以，放电腔体2的作用是将需要进入等离子蚀刻装置1的工艺气体预先电离，预先电离后的等离子态进入到等离子蚀刻装置1进行二次电离，从而产生均匀的等离子体，因此，缩短了工艺气体被电离的时间，提高了等离子处理的效率。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于等离子蚀刻装置的放电腔体，其特征在于：

包括外壳体、顶座、固定座、底座以及至少一个气体管口，所述顶座位于所述固定座的上方，所述固定座位于所述外壳体的上方，所述气体管口位于所述外壳体表面的一侧，所述底座位于所述外壳体的下方；

所述放电腔体具有空腔，所述空腔内设置有电源电极，所述顶座的中部具有定位口，所述电源电极相对于所述底座垂直设置并穿过所述定位口向外延伸，且所述电源电极的正极通过连接电缆与射频电源电连接；

所述定位口具有导通孔和定位孔，所述导通孔与所述定位孔同轴设置，且所述导通孔的直径大于所述定位孔的直径。

2.根据权利要求1所述的用于等离子蚀刻装置的放电腔体，其特征在于：

所述固定座包括第一固定座、第二固定座以及第三固定座，所述第一固定座、所述第二固定座以及所述第三固定座同轴设置；

所述第一固定座与所述第二固定座螺纹连接，所述第二固定座与所述第三固定座螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的用于等离子蚀刻装置的放电腔体，其特征在于：

所述第一固定座的直径小于所述第二固定座的直径，所述第二固定座的直径小于所述第三固定座的直径。

4.根据权利要求2所述的用于等离子蚀刻装置的放电腔体，其特征在于：

所述第三固定座包括第一固定部件和第二固定部件，所述第一固定部件与所述第二固定部件螺纹连接，且所述第一固定部件的直径与所述第二固定部件的直径相同。

5.根据权利要求1或2所述的用于等离子蚀刻装置的放电腔体，其特征在于：

所述气体管口包括连接部和固定部，所述连接部和所述固定部固定连接，所述固定部上具有至少一个进气孔，所述进气孔设置于所述固定部的中部。

6.等离子蚀刻装置，包括外框、多个电极板以及多个电路板、所述外框所围成的真空腔体，多个所述电极板设置于所述真空腔体内，一个所述电路板位于两个所述电极板之间，其特征在于：

所述等离子蚀刻装置还包括放电腔体，所述放电腔体位于所述外框上表面的一侧；

所述放电腔体包括外壳体、顶座、固定座、底座以及至少一个气体管口，所述顶座位于所述固定座的上方，所述固定座位于所述外壳体的上方，所述气体管口位于所述外壳体表面的一侧，所述底座位于所述外壳体的下方；

所述放电腔体具有空腔，所述空腔内设置有电源电极，所述顶座的中部具有定位口，所述电源电极相对于所述底座垂直设置并穿过所述定位口向外延伸，且所述电源电极的正极通过连接电缆与射频电源电连接；

所述定位口具有导通孔和定位孔，所述导通孔与所述定位孔同轴设置，且所述导通孔的直径大于所述定位孔的直径；

所述底座与所述外框的上表面螺纹连接，且所述底座与所述外框的上表面之间设置有密封圈。

7.根据权利要求6所述的等离子蚀刻装置，其特征在于：

所述固定座包括第一固定座、第二固定座以及第三固定座，所述第一固定座、所述第二固定座以及所述第三固定座同轴设置；

所述第一固定座与所述第二固定座螺纹连接，所述第二固定座与所述第三固定座螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的等离子蚀刻装置，其特征在于：

所述第一固定座的直径小于所述第二固定座的直径，所述第二固定座的直径小于所述第三固定座的直径。

9.根据权利要求7所述的等离子蚀刻装置，其特征在于：

所述第三固定座包括第一固定部件和第二固定部件，所述第一固定部件与所述第二固定部件螺纹连接，且所述第一固定部件的直径与所述第二固定部件的直径相同。

10.根据权利要求6或7所述的等离子蚀刻装置，其特征在于：

所述气体管口包括连接部和固定部，所述连接部和所述固定部固定连接，所述固定部上具有至少一个进气孔，所述进气孔设置于所述固定部的中部。