CN109600898B - 一种喷淋式电极及放电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷淋式电极及放电系统，涉及材料处理技术领域。将气体通道和水体通道设置在电极内，在电极体积没有明显增加的情况下，有效兼容了水冷装置和气体喷淋装置；在电极中设置沿周向的水体通道，首尾依次相连的水体通道结构保证了对电极的水冷效率和均匀性。本发明中，喷淋板上的气孔采用非等间距的排列方式，避免了气体进入放电空间不均匀的情况。
Description
技术领域
本发明涉及材料处理技术领域，特别是涉及一种喷淋式电极及放电系统。
背景技术
等离子体是一种由电子，离子以及中性粒子为主要成分的物质形态，被称为除了固、液、气态以外的第四态。它广泛地存在于自然界中，一般在宏观上呈电中性。在等离子体放电过程中，会产生很多具有化学活性的离子以及中性自由基。在集成电路芯片的加工过程中，有近三分之一的工序都是基于低温等离子体处理技术。
由于低温等离子体在材料表面处理和改性工艺中的广泛应用，人们迫切希望找到最合适的等离子体参数窗口来提高工艺质量和产品产率，同时为等离子体放电过程中出现的对生产不利的现象，寻求到有效的解决方法。因此需要在实验室中对与工业应用相似的等离子体的物理特性进行细致全面的研究。
在等离子体对材料表面处理和改性过程中，通常采用容性耦合等离子体源(CCP)。在CCP放电系统中，包含一个真空反应腔室和两个平板电极。为了使气体均匀通入真空腔室，在上电极下表面安有喷淋板，且内部有相应的气路。其次为了防止电极升温，应有冷却系统。工业上电极外壁的冷却主要通过液氦来实现，成本较高。但是在实验室中由于成本的限制，无法采用工业上的冷却方法，因此采用低成本的水冷是对实验室用电极冷却的一种绝佳的方式。但是由于实验室中所用电极的大小有限，在一个电极中水冷系统和气体喷淋系统不能兼容。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷淋式电极及放电系统，解决了在实验室条件下，容性耦合放电电极中水冷系统和气体喷淋系统不兼容的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种喷淋式电极，包括设置在真空腔室内的圆形平板上电极、喷淋板、硅片和圆形平板下电极；所述圆形平板上电极位于所述圆形平板下电极上方；
所述圆形平板上电极上表面设置有进气通道、上电极冷却水进水通道和上电极冷却水出水通道；所述进气通道位于所述圆形平板上电极上表面的中央；
所述圆形平板上电极内部沿径向呈放射状均匀分布M个第一径向气体通道；
所述圆形平板上电极内部水平设置有2N个上电极水体通道，2N个所述上电极水体通道沿周向从所述圆形平板上电极的中心延伸至所述圆形平板上电极的边缘；
每个所述第一径向气体通道均与所述进气通道连通；
所述圆形平板上电极下表面设置有沿径向呈放射状均匀分布M个第二径向气体通道；M个所述第一径向气体通道与M个所述第二径向气体通道相对应，每个所述第一径向气体通道均与对应的所述第二径向气体通道连通；
所述上电极水体通道的进水口与所述上电极冷却水进水通道连通，所述上电极水体通道的出水口与所述上电极冷却水出水通道连接；
所述圆形平板上电极下表面与所述喷淋板粘接；
所述喷淋板上设置有多个气孔，所述气孔与所述第二径向气体通道对应设置；
所述圆形平板下电极上表面与所述硅片粘接；
所述喷淋板与所述硅片之间存在间隙；
所述圆形平板下电极下表面上开设有下电极冷却水进水通道和下电极冷却水出水通道；所述下电极冷却水进水通道和所述下电极冷却水出水通道位于所述圆形平板下电极下表面的中央；
所述圆形平板下电极内部设置有2I个下电极水体通道；
所述下电极水体通道的进水口与所述下电极冷却水进水通道连通，所述下电极水体通道的出水口与所述下电极冷却水出水通道连通；
其中，M、N、I均为正整数。
可选的，所述圆形平板上电极侧面均匀设置有M个竖向气体通道，M个所述竖向气体通道与M个所述第一径向气体通道以及M个所述第二径向气体通道相对应；每个所述竖向气体通道的上端与对应的所述第一径向气体通道连通，下端与对应所述第二径向气体通道连通。
可选的，所述气孔的间距由所述喷淋板的中心向外逐渐减少。
可选的，2N个所述上电极水体通道包括N个上电极水体进水通道和N个上电极水体出水通道，N个上电极水体出水通道与N个上电极水体进水通道呈中心对称分布；N个所述上电极水体进水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体进水通道的进水端与所述上电极水体通道的进水口连通，第N个上电极水体进水通道的出水端与第N-1个上电极水体进水通道的进水端连通；第n个所述上电极水体进水通道的进水端与第n+1个所述上电极水体进水通道的出水端连通，第n个所述上电极水体进水通道的出水端与第n-1个所述上电极水体进水通道的进水端连通；第2个所述上电极水体进水通道的出水端与第1个所述上电极水体进水通道的进水端连通，第1个所述上电极水体进水通道的出水端与第1个所述上电极冷却水出水通道的进水端连通；
N个所述上电极水体出水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体出水通道的出水端与所述上电极水体通道的出水口连通，第N个上电极水体出水通道的进水端与第N-1个上电极水体出水通道的出水端连通；第n个所述上电极水体出水通道的出水端与第n+1个所述上电极水体出水通道的进水端连通，第n个所述上电极水体出水通道的进水端与第n-1个所述上电极水体出水通道的出水端连通；第2个所述上电极水体出水通道的进水端与第1个所述上电极水体出水通道的出水端连通，第1个所述上电极水体出水通道的进水端与第1个所述上电极冷却水进水通道的出水端连通；其中n为正整数，n小于N。
可选的，2I个所述下电极水体通道包括I个下电极水体进水通道和I个下电极水体出水通道，I个所述下电极水体进水通道与I个所述下电极水体出水通道呈轴对称分布；I个所述下电极水体进水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体进水通道的进水端与所述下电极水体通道的进水口连通，第I个下电极水体进水通道的出水端与第I-1个下电极水体进水通道的进水端连通；第i个所述下电极水体进水通道的进水端与第i+1个所述下电极水体进水通道的出水端连通，第i个所述下电极水体进水通道的出水端与第i-1个所述下电极水体进水通道的进水端连通；第2个所述下电极水体进水通道的出水端与第1个所述下电极水体进水通道的进水端连通，第1个所述下电极水体进水通道的出水端与第1个所述下电极冷却水出水通道的进水端连通；
I个所述下电极水体出水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体出水通道的出水端与所述下电极水体通道的出水口连通，第I个下电极水体出水通道的进水端与第I-1个下电极水体出水通道的出水端连通；第i个所述下电极水体出水通道的出水端与第i+1个所述下电极水体出水通道的进水端连通，第i个所述下电极水体出水通道的进水端与第i-1个所述下电极水体出水通道的出水端连通；第2个所述下电极水体出水通道的进水端与第1个所述下电极水体出水通道的出水端连通，第1个所述下电极水体出水通道的进水端与第1个所述下电极冷却水进水通道的出水端连通；其中i为正整数，i小于I。
可选的，所述上电极冷却水进水通道和所述上电极冷却水出水通道位于所述进气通道的两侧。
可选的，所述圆形平板上电极上表面中央突出形成上电极突出部；所述上电极突出部延伸到所述真空腔室外；
所述进气通道、所述上电极冷却水进水通道、所述上电极冷却水出水通道均穿过所述上电极突出部并延伸到所述真空腔室外；
所述圆形平板下电极下表面中央突出形成下电极突出部，所述下电极突出部延伸到所述真空腔室外；
所述下电极冷却水进水通道、所述下电极冷却水出水通道均穿过所述下电极突出部并延伸到所述真空腔室外。
一种放电系统，所述放电系统包括真空腔室和上述的喷淋式电极；所述真空腔室由真空腔室外壁和真空腔室底座包围而成；所述喷淋式电极设置在所述真空腔室内；
所述圆形平板上电极的周围沿周向设置有上电极屏蔽罩，所述圆形平板下电极的周围沿周向设置有下电极屏蔽罩；
所述真空腔室外壁与所述圆形平板上电极之间以及所述上电极屏蔽罩与所述圆形平板上电极之间设置有上电极绝缘层；
所述真空腔室底座与所述圆形平板下电极之间以及所述下电极屏蔽罩与所述圆形平板下电极之间设置有下电极绝缘层。
可选的，所述放电系统还包括波纹管和真空泵；
所述真空腔室底座开设有通孔；
所述波纹管的一端与所述通孔连接；
所述波纹管的另一端与所述真空泵连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明将气体通道和水体通道设置在电极内，在电极体积没有明显增加的情况下，有效兼容了水冷装置和气体喷淋装置；在电极中设置沿周向的水体通道，首尾依次相连的水体通道结构保证了对电极的水冷效率和均匀性。本发明中，喷淋板上的气孔采用非等间距的排列方式，避免了气体进入放电空间不均匀的情况，且本发明提供的喷淋式电极相对现有技术提供的电极成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例喷淋式电极的结构图；
图2为本发明实施例竖向气体通道与第二径向气体通道的结构图；
图3为本发明实施例的上电极水体通道及冷却水循环图；
图4为本发明实施例喷淋板的气孔及第二径向气体通道的分布图；
图5为本发明实施例的下电极水体通道及冷却水循环图；
图6为本发明实施例的放电系统结构图。
其中，1、进气通道；2、上电极冷却水进出水通道；3、上电极绝缘层；4、真空腔室外壁；5、上电极屏蔽罩；6、圆形平板上电极；7、喷淋板；8、硅片；9、下电极屏蔽罩；10、下电极绝缘层；11、圆形平板下电极；12、真空腔室底座；13、下电极冷却水进出水通道；14、竖向气体通道；15、第二径向气体通道；16、气孔；17、真空反应腔室；18、波纹管；19、真空泵；20、第一径向气体通道；A、上电极水体通道的进水口；B、上电极水体通道的出水口；21、第三条上电极水体进水通道；22、第二条上电极水体进水通道；23、第一条上电极水体进水通道；24、第一条上电极水体出水通道；25、第二条上电极水体出水通道；26、第三条上电极水体出水通道；C、下电极水体通道的进水口；D、下电极水体通道的出水口；27、第一条下电极水体进水通道；28、第二条下电极水体进水通道；29、第二条下电极水体出水通道；30、第一条下电极水体出水通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明实施例喷淋式电极的结构图。参见图1，一种喷淋式电极，包括设置在真空腔室内的圆形平板上电极6、喷淋板7、硅片8和圆形平板下电极11；圆形平板上电极6位于圆形平板下电极11上方。
圆形平板上电极6上表面设置有进气通道1、上电极冷却水进出水通道2；进气通道1位于圆形平板上电极6上表面的中央。上电极冷却水进水通道和上电极冷却水出水通道可以设置于进气通道1的两侧。
圆形平板上电极6内部沿径向呈放射状均匀分布M个第一径向气体通道20。每个第一径向气体通道20均与进气通道1连通。
圆形平板上电极6下表面设置有沿径向呈放射状均匀分布M个第二径向气体通道15；M个第一径向气体通道20与M个第二径向气体通道15相对应，每个第一径向气体通道20均与对应的第二径向气体通道15连通。
圆形平板上电极6侧面均匀设置有M个竖向气体通道14，M个竖向气体通道14与M个第一径向气体通道20以及M个第二径向气体通道15相对应；每个竖向气体通道14的上端与对应的第一径向气体通道20连通，下端与对应第二径向气体通道15连通。其中，M为正整数。
图2为本发明实施例竖向气体通道与第二径向气体通道的结构图。参见图2，每个第一径向气体通道20的一端均与进气通道1连通，每个第一径向气体通道20的另一端可以均延伸到圆形平板上电极6的侧面，每个第一径向气体通道20的另一端可以在圆形平板上电极6的侧面连接成一个圆形气体通道。每个竖向气体通道14的上端均与圆形气体通道连通，下端均与对应第二径向气体通道15连通。
圆形平板上电极6内部水平设置有2N个上电极水体通道，2N个上电极水体通道沿周向从圆形平板上电极6的中心延伸至圆形平板上电极6的边缘。
上电极水体通道的进水口与上电极冷却水进水通道连通，上电极水体通道的出水口与上电极冷却水出水通道连接。
2N个上电极水体通道均可以为同心圆弧形，上电极水体通道的圆心与圆形平板上电极6的圆心重合。上电极水体通道的进水口与上电极水体通道的出水口可以以圆心为中心对称。
2N个上电极水体通道包括N个上电极水体进水通道和N个上电极水体出水通道，N个上电极水体出水通道与N个上电极水体进水通道呈中心对称分布；N个上电极水体进水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体进水通道的进水端与上电极水体通道的进水口连通，第N个上电极水体进水通道的出水端与第N-1个上电极水体进水通道的进水连通；第n个上电极水体进水通道的进水与第n+1个上电极水体进水通道的出水连通，第n个上电极水体进水通道的出水端与第n-1个上电极水体进水通道的进水端连通；第2个上电极水体进水通道的出水端与第1个上电极水体进水通道的进水端连通，第1个上电极水体进水通道的出水端与第1个上电极冷却水出水通道的进水端连通。
N个上电极水体出水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体出水通道的出水端与上电极水体通道的出水口连通，第N个上电极水体出水通道的进水端与第N-1个上电极水体出水通道的出水端连通；第n个上电极水体出水通道的出水端与第n+1个上电极水体出水通道的进水端连通，第n个上电极水体出水通道的进水端与第n-1个上电极水体出水通道的出水端连通；第2个上电极水体出水通道的进水端与第1个上电极水体出水通道的出水端连通，第1个上电极水体出水通道的进水端与第1个上电极冷却水进水通道的出水端连通；其中，N、n为正整数，n小于N。第1个上电极水体出水通道与第1个上电极冷却水进水通道的连通处位于圆形平板上电极6的圆心，上电极水体通道的进水口与上电极水体通道的出水口分布于第1个上电极水体出水通道与第1个上电极冷却水进水通道的连通处的两侧。
图3为本发明实施例的上电极水体通道及冷却水循环图。参见图3，本实施例提供一种上电极水体通道的具体实施方式，上电极水体通道的圆心与圆形平板上电极6的圆心重合，上电极水体进水通道与上电极水体出水通道均为三条弧形水体通道。上电极水体通道的进水口A与上电极水体通道的出水口B位于上电极水体通道的圆心的两侧。第三条上电极水体进水通道21的进水端与上电极水体通道的进水口A连通，第三条上电极水体进水通道21的出水端与第二条上电极水体进水通道22的进水端连通，第二条上电极水体进水通道22的出水端与第一条上电极水体进水通道23的进水端连通；第一条上电极水体进水通道23的出水端与第一条上电极水体出水通道24的进水端连通。第一条上电极水体进水通道23与第一条上电极水体出水通道24的连通处为上电极水体通道的圆心。第一条上电极水体出水通道24的出水端与第二条上电极水体出水通道25的进水端连通，第二条上电极水体出水通道25的出水端与第三条上电极水体出水通道26的进水端连通，第三条上电极水体出水通道26的出水端与上电极水体通道的出水口B连通。
因此，冷却水由上电极水体通道的进水口A进入上电极水体通道，依次经过第三条上电极水体进水通道21、第二条上电极水体进水通道22、第一条上电极水体进水通道23，冷却水在进水水道中充分循环后，进入上电极水体出水通道，依次经过第一条上电极水体出水通道24、第二条上电极水体出水通道25、第三条上电极水体出水通道26，冷却水在出水水道中充分循环后，由上电极水体通道的出水口B流出圆形平板上电极6。
在圆形平板上电极内部，水冷通道充分覆盖了整个圆形平板上电极表面，且冷却水同圆形平板上电极下表面直接接触。在冷却水进入圆形平板上电极后，由于水道曲折很长，冷却水能够在圆形平板上电极内部流动较长时间，因此同电极热交换的效率很高。且冷却水进出口位置相对较近，使得温度梯度很小。有效保障了冷却水对圆形平板上电极的冷却效率及冷却均匀性。
圆形平板上电极6下表面与喷淋板7粘接，可以采用导电导热胶粘接。喷淋板7可以为硅制喷淋板。
喷淋板7上设置有多个气孔16，气孔16与第二径向气体通道15对应设置。气孔16的间距由喷淋板7的中心向外逐渐减少。
本实施例提供一种气孔16排布的具体实施方式，图4为本发明实施例喷淋板的气孔及第二径向气体通道的分布图。参见图4，喷淋板7上气孔16分布在6个半径不同的同心圆周上，且同第二径向气体通道15位置相对应。气体由进气通道1进入圆形平板上电极6内部，通过第一径向气体通道20进入到圆形平板上电极侧壁的竖向气体通道14中，然后沿竖向气体通道14由上向下进入圆形平板上电极6下表面的第二径向气体通道15中，最后经过喷淋板7上的气孔16通入到放电空间，即真空反应腔室17。如此分布的气孔位置可以有效保证通入真空反应腔室17内气体的均匀性。
圆形平板下电极11上表面与硅片8粘接，可以采用导电胶进行粘接。
喷淋板7与硅片8之间存在间隙。间隙为放电空间，即真空反应腔室17。
圆形平板下电极11下表面上开设有下电极冷却水进出水通道13。下电极冷却水进水通道和下电极冷却水出水通道位于圆形平板下电极11下表面的中央。
圆形平板下电极11内部设置有2I个下电极水体通道。
下电极水体通道的进水口与下电极冷却水进水通道连通，下电极水体通道的出水口与下电极冷却水出水通道连通。
2I个下电极水体通道均可以为同心圆弧形，下电极水体通道的圆心与圆形平板下电极11的圆心重合。下电极水体通道的进水口与下电极水体通道的出水口可以以圆心为中心对称。
2I个下电极水体通道包括I个下电极水体进水通道和I个下电极水体出水通道，I个下电极水体进水通道与I个下电极水体出水通道呈轴对称分布；I个下电极水体进水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体进水通道的进水端与下电极水体通道的进水口连通，第I个下电极水体进水通道的出水端与第I-1个下电极水体进水通道的进水端连通；第i个下电极水体进水通道的进水端与第i+1个下电极水体进水通道的出水端连通，第i个下电极水体进水通道的出水端与第i-1个下电极水体进水通道的进水端连通；第2个下电极水体进水通道的出水端与第1个下电极水体进水通道的进水端连通，第1个下电极水体进水通道的出水端与第1个下电极冷却水出水通道的进水端连通。
I个下电极水体出水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体出水通道的出水端与下电极水体通道的出水口连通，第I个下电极水体出水通道的进水端与第I-1个下电极水体出水通道的出水端连通；第i个下电极水体出水通道的出水端与第i+1个下电极水体出水通道的进水端连通，第i个下电极水体出水通道的进水端与第i-1个下电极水体出水通道的出水端连通；第2个下电极水体出水通道的进水端与第1个下电极水体出水通道的出水端连通，第1个下电极水体出水通道的进水端与第1个下电极冷却水进水通道的出水端连通；其中，I、i为正整数，i小于I。第1个下电极冷却水进水通道与第1个下电极冷却水出水通道的连通处位于圆形平板下电极11内部的边缘处，下电极水体通道的进水口与下电极水体通道的出水口分布于圆形平板下电极11的圆心，但是下电极水体通道的进水口与下电极水体通道的出水口之间设置有隔板，防止冷却水不经过下电极冷却水进水通道和下电极冷却水出水通道。
图5为本发明实施例的下电极水体通道及冷却水循环图。参见图5，本实施例提供一种下电极水体通道的具体实施方式。下电极水体通道的圆心与圆形平板下电极11的圆心重合，下电极水体进水通道与下电极水体出水通道均为两条弧形水体通道。下电极水体通道的进水口C与下电极水体通道的出水口D位于下电极水体通道的圆心，且下电极水体通道的进水口C与下电极水体通道的出水口D之间存在隔断，防止冷却水直接从下电极水体通道的出水口D流出。第一条下电极水体进水通道27的进水端与下电极水体通道的进水口C连通，第一条下电极水体进水通道27的出水端与第二条下电极水体进水通道28的进水端连通，第二条下电极水体进水通道28的出水端与第二条下电极水体出水通道29的进水端连通。第二条下电极水体进水通道28与第二条下电极水体出水通道29的连通处位于圆形平板下电极11的内部边缘。第二条下电极水体出水通道29的出水端与第一条下电极水体出水通道30的进水端连通，第一条下电极水体出水通道30的出水端与下电极水体通道的出水口D连通。第一条下电极水体进水通道27与第二条下电极水体进水通道28的连通处以及第二条下电极水体出水通道29与第一条下电极水体出水通道30的连通处之间存在隔断，防止冷却水直接从第一条下电极水体进水通道27进入第一条下电极水体出水通道30。
因此，冷却水由下电极水体通道的进水口C进入下电极水体通道，依次经过第一条下电极水体进水通道27、第二条下电极水体进水通道28，冷却水在进水水道中充分循环后，进入下电极水体出水通道，依次经过第二条下电极水体出水通道29、第一条下电极水体出水通道30，冷却水在出水水道中充分循环后，由下电极水体通道的出水口D流出圆形平板下电极11。
在圆形平板下电极内部，水冷通道充分覆盖了整个圆形平板下电极表面，且冷却水同圆形平板下电极上表面直接接触。在冷却水进入圆形平板下电极后，由于水道曲折很长，冷却水能够在圆形平板下电极内部流动较长时间，因此同电极热交换的效率很高。且冷却水进出口位置相对较近，使得温度梯度很小。有效保障了冷却水对圆形平板下电极的冷却效率及冷却均匀性。
圆形平板上电极6上表面中央突出形成上电极突出部；上电极突出部延伸到真空腔室外。
进气通道1、上电极冷却水进水通道、上电极冷却水出水通道均穿过上电极突出部并延伸到真空腔室外。
圆形平板下电极11下表面中央突出形成下电极突出部，下电极突出部延伸到真空腔室外。
下电极冷却水进水通道、下电极冷却水出水通道均穿过下电极突出部，并延伸到真空腔室外。
实施例2
本实施例提供一种放电系统。图6为本发明实施例的放电系统结构图。参见图6，放电系统包括真空腔室和实施例1的喷淋式电极；真空腔室由真空腔室外壁4和真空腔室底座12包围而成；喷淋式电极设置在真空腔室内。
在真空腔室外壁4的底端还可以设置压脚，压脚上设置有螺孔，压脚可以用于将真空腔室固定在实验平台上。
圆形平板上电极6的周围沿周向设置有上电极屏蔽罩5，上电极屏蔽罩5通过螺丝与真空腔室外壁4固定连接，上电极屏蔽罩5的材料可以选用为不锈钢材料。圆形平板下电极11的周围沿周向设置有下电极屏蔽罩9，下电极屏蔽罩9的材料可以选用为不锈钢材料。
真空腔室外壁4与圆形平板上电极6之间以及上电极屏蔽罩5与圆形平板上电极6之间设置有上电极绝缘层3。上电极绝缘层3底部设置有一个“L”型结构，用于辅助固定喷淋板7。
真空腔室底座12与圆形平板下电极11之间以及下电极屏蔽罩9与圆形平板下电极11之间设置有下电极绝缘层10。
上电极绝缘层3和下电极绝缘层10的材料可以选用四氟。
上电极屏蔽罩5、上电极绝缘层3和圆形平板上电极6之间均采用橡胶O型密封圈来对真空腔室进行密封。下电极屏蔽罩9、下电极绝缘层10和圆形平板下电极11之间均采用橡胶O型密封圈来对真空腔室进行密封。
放电系统还包括波纹管18和真空泵19。
真空腔室底座12开设有通孔。通孔的数量可以为多个。
波纹管18的一端与通孔连接。
波纹管18的另一端与真空泵19连接。
真空泵19可以选用分子泵或机械泵。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种喷淋式电极，其特征在于，包括设置在真空腔室内的圆形平板上电极、喷淋板、硅片和圆形平板下电极；所述圆形平板上电极位于所述圆形平板下电极上方；
所述圆形平板上电极上表面设置有进气通道、上电极冷却水进水通道和上电极冷却水出水通道；所述进气通道位于所述圆形平板上电极上表面的中央；
所述圆形平板上电极内部沿径向呈放射状均匀分布M个第一径向气体通道；
所述圆形平板上电极内部水平设置有2N个上电极水体通道，2N个所述上电极水体通道沿周向从所述圆形平板上电极的中心延伸至所述圆形平板上电极的边缘；
每个所述第一径向气体通道均与所述进气通道连通；
所述圆形平板上电极下表面设置有沿径向呈放射状均匀分布M个第二径向气体通道；M个所述第一径向气体通道与M个所述第二径向气体通道相对应，每个所述第一径向气体通道均与对应的所述第二径向气体通道连通；
所述上电极水体通道的进水口与所述上电极冷却水进水通道连通，所述上电极水体通道的出水口与所述上电极冷却水出水通道连接；
所述圆形平板上电极下表面与所述喷淋板粘接；
所述喷淋板上设置有多个气孔，所述气孔与所述第二径向气体通道对应设置；
所述圆形平板下电极上表面与所述硅片粘接；
所述喷淋板与所述硅片之间存在间隙；
所述圆形平板下电极下表面上开设有下电极冷却水进水通道和下电极冷却水出水通道；所述下电极冷却水进水通道和所述下电极冷却水出水通道位于所述圆形平板下电极下表面的中央；
所述圆形平板下电极内部设置有2I个下电极水体通道；
所述下电极水体通道的进水口与所述下电极冷却水进水通道连通，所述下电极水体通道的出水口与所述下电极冷却水出水通道连通；
其中，M、N、I均为正整数；
2N个所述上电极水体通道包括N个上电极水体进水通道和N个上电极水体出水通道，N个上电极水体出水通道与N个上电极水体进水通道呈中心对称分布；N个所述上电极水体进水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体进水通道的进水端与所述上电极水体通道的进水口连通，第N个上电极水体进水通道的出水端与第N-1个上电极水体进水通道的进水端连通；第n个所述上电极水体进水通道的进水端与第n+1个所述上电极水体进水通道的出水端连通，第n个所述上电极水体进水通道的出水端与第n-1个所述上电极水体进水通道的进水端连通；第2个所述上电极水体进水通道的出水端与第1个所述上电极水体进水通道的进水端连通，第1个所述上电极水体进水通道的出水端与第1个所述上电极冷却水出水通道的进水端连通；
N个所述上电极水体出水通道沿径向由外到内设置，第N个上电极水体出水通道的出水端与所述上电极水体通道的出水口连通，第N个上电极水体出水通道的进水端与第N-1个上电极水体出水通道的出水端连通；第n个所述上电极水体出水通道的出水端与第n+1个所述上电极水体出水通道的进水端连通，第n个所述上电极水体出水通道的进水端与第n-1个所述上电极水体出水通道的出水端连通；第2个所述上电极水体出水通道的进水端与第1个所述上电极水体出水通道的出水端连通，第1个所述上电极水体出水通道的进水端与第1个所述上电极冷却水进水通道的出水端连通；其中n为正整数，n小于N；
2I个所述下电极水体通道包括I个下电极水体进水通道和I个下电极水体出水通道，I个所述下电极水体进水通道与I个所述下电极水体出水通道呈轴对称分布；I个所述下电极水体进水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体进水通道的进水端与所述下电极水体通道的进水口连通，第I个下电极水体进水通道的出水端与第I-1个下电极水体进水通道的进水端连通；第i个所述下电极水体进水通道的进水端与第i+1个所述下电极水体进水通道的出水端连通，第i个所述下电极水体进水通道的出水端与第i-1个所述下电极水体进水通道的进水端连通；第2个所述下电极水体进水通道的出水端与第1个所述下电极水体进水通道的进水端连通，第1个所述下电极水体进水通道的出水端与第1个所述下电极冷却水出水通道的进水端连通；
I个所述下电极水体出水通道沿径向由内到外设置，第I个下电极水体出水通道的出水端与所述下电极水体通道的出水口连通，第I个下电极水体出水通道的进水端与第I-1个下电极水体出水通道的出水端连通；第i个所述下电极水体出水通道的出水端与第i+1个所述下电极水体出水通道的进水端连通，第i个所述下电极水体出水通道的进水端与第i-1个所述下电极水体出水通道的出水端连通；第2个所述下电极水体出水通道的进水端与第1个所述下电极水体出水通道的出水端连通，第1个所述下电极水体出水通道的进水端与第1个所述下电极冷却水进水通道的出水端连通；其中i为正整数，i小于I。
2.根据权利要求1所述的喷淋式电极，其特征在于，所述圆形平板上电极侧面均匀设置有M个竖向气体通道，M个所述竖向气体通道与M个所述第一径向气体通道以及M个所述第二径向气体通道相对应；每个所述竖向气体通道的上端与对应的所述第一径向气体通道连通，下端与对应所述第二径向气体通道连通。
3.根据权利要求1所述的喷淋式电极，其特征在于，所述气孔的间距由所述喷淋板的中心向外逐渐减少。
4.根据权利要求1所述的喷淋式电极，其特征在于，所述上电极冷却水进水通道和所述上电极冷却水出水通道位于所述进气通道的两侧。
5.根据权利要求1所述的喷淋式电极，其特征在于，所述圆形平板上电极上表面中央突出形成上电极突出部；所述上电极突出部延伸到所述真空腔室外；
所述进气通道、所述上电极冷却水进水通道、所述上电极冷却水出水通道均穿过所述上电极突出部并延伸到所述真空腔室外；
所述圆形平板下电极下表面中央突出形成下电极突出部，所述下电极突出部延伸到所述真空腔室外；
所述下电极冷却水进水通道、所述下电极冷却水出水通道均穿过所述下电极突出部并延伸到所述真空腔室外。
6.一种放电系统，其特征在于，所述放电系统包括真空腔室和如权利要求1～5任意一项所述的喷淋式电极；所述真空腔室由真空腔室外壁和真空腔室底座包围而成；所述喷淋式电极设置在所述真空腔室内；
所述圆形平板上电极的周围沿周向设置有上电极屏蔽罩，所述圆形平板下电极的周围沿周向设置有下电极屏蔽罩；
所述真空腔室外壁与所述圆形平板上电极之间以及所述上电极屏蔽罩与所述圆形平板上电极之间设置有上电极绝缘层；
所述真空腔室底座与所述圆形平板下电极之间以及所述下电极屏蔽罩与所述圆形平板下电极之间设置有下电极绝缘层。
7.根据权利要求6所述的放电系统，其特征在于，所述放电系统还包括波纹管和真空泵；
所述真空腔室底座开设有通孔；
所述波纹管的一端与所述通孔连接；
所述波纹管的另一端与所述真空泵连接。
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