3上焊接所述双层管接头7 ;双层管接头7与密封圈34、密封件35、密封螺母6通过螺纹配合连接将双层管内管9、双层管外管11与真空介电窗4密封；反应气体从导气管接头27导入到真空介电窗内。
[0034]如图5和图7所示:等离子体发生机构包括电极16、导波片13、绝缘管12、连接螺钉36、电感线圈3、真空介电窗4 ;所述连接螺钉36穿过所述导波片13—侧的通孔焊接在所述电感线圈3外端上；所述电极16焊接在法兰组件19-17上，与连接铜柱32连接，与射频电源匹配器连接，射频电源发射出射频电流；射频电流通过所述导波片13、连接螺钉36传送到所述电感线圈3，电感线圈3均匀缠绕于所述真空介电窗4 ;所述绝缘管12套在导波片13上，可防止导波片上的射频电流与周围零件产生放电现象，起绝缘作用，电感线圈3在射频电流的驱动下激发变化的磁场产生感生电场，真空介电窗4中的电子在有旋电场的加速下作回旋运动，与反应源气体分子碰撞将其电离为等离子体。
[0035]如图3和图4所示，水冷机构包括设置在法兰组件19-17上的进水管接头18.1、冷水管组件20-1和出水管接头18.2，所述进水管接头18.1、冷水管组件20-1和出水管接头18.2形成一闭合回路。所述冷水管组件20-1包括第一水管21、沿双层管件9-11设置的第二水管24、在法兰组件19-17上方盘旋设置的第三水管31、放置于双层管件9-11之间的第四水管10，所述第一水管21焊接在法兰组件19-17上一端与进水管接头18.1相连通另一端与焊接在法兰组件19-17另一侧的电感线圈3相连通，所述电感线圈3与焊接在法兰19-17上的第三水管31相通，所述第三水管31的另一端焊接在双层管外管9-11上与第四水管10相连通，所述第四水管10延伸到双层管件9-11的前端，所述第二水冷管24—端焊接在双层管外管11上一端与第四水管10相连通另一端焊在在法兰组件19-17上与出水管接头18.2相通。实现冷却水的循环，对反应发生装置起到冷却控温作用，使控制装置的温度不至于过高，起冷却控温作用。重点是电感线圈3外部通电，内部走水的设计。
[0036]第四水管10焊接于双层管内管9和双层管外管11之间的空间内、与双层管外管11相连接、延伸至双层管件9-11的底部。
[0037]进一步的，为了满足发生特殊情况的需要，本发明在法兰组件19-17上焊接了备用机构，所述备用机构与法兰组件19-17相连接、包括法兰22和盲板法兰23，法兰22与备用管20相连接，盲板法兰23与法兰22相连接。
[0038]进一步的，该装置还包括观察机构，所述观察机构包括观察窗28，观察窗28与三通连接件29相连接。
[0039]该装置还包括将反应状态下产生的电场、磁场进行屏蔽隔离的屏蔽机构，所述屏蔽机构包括屏蔽盖1、屏蔽罩2、第一法兰14和法兰连接管15，所述屏蔽罩2设置在等离子体反应机构的外侧与第一法兰14相连接。所述法兰连接管15将第一法兰14和双层管件9-11相连接。
[0040]所述支撑连接机构还包括第一支撑块5和第二支撑块8，所述双层管件9-11和电感线圈3穿过第二支撑块8设置，所述电感线圈3和真空介电窗4穿过第一支撑块5设置。
[0041]本发明的反应发生部分会产生磁场、电场。屏蔽机构能有效地将产生的磁场、电场屏蔽，以免对真空腔室的真空度产生干扰，同时，在装卸过程中，还可以对本发明内部零件起到保护作用。发明的等离子体的均匀性好，能实现比ECR更大面积的薄膜沉积和基片处理，本身离子束出来就是等离子体，无需中和电子的设备，近中性的等离子束能避免基面的电荷累积效应，无需昂贵的后中和处理，本发明适用于超高真空环境，其零件选用材质完全适合超高真空使用，安装法兰采取刀口法兰构造，加上其特有的水冷温控机构，可承受250°C的高温烘烤，使得设备在使用时能保持真空环境的真空度。
[0042]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电感耦合式射频等离子体源，其特征在于:包括反应气体导入机构、等离子体发生机构、水冷机构、屏蔽机构和支撑连接机构，所述反应气体导入机构、等离子体发生机构、水冷机构和屏蔽机构通过支撑连接机构连接； 所述支撑连接机构包括法兰组件(19-17)、以及穿过法兰组件(19-17)的双层管件(9-11)； 所述反应气体导入机构与法兰组件(19-17)相连接、包括控制导入气体的开启与关闭的角阀(25)，所述角阀(25)的一端与导气管接头(27)相连接，所述角阀(25)的另一端与三通连接件(29)相连接，所述三通连接件(29)与容纳反应气体的双层管件(9-11)相连接; 所述等离子体发生机构包括电极(16)、导波片(13)、绝缘管(12)、电感线圈(3)和真空介电窗(4)，所述电极(16)设置在法兰组件(19-17)上，所述电感线圈(3)缠绕于真空介电窗⑷上，所述导波片(13)与电感线圈(3)相连接，所述绝缘管(12)套接在导波片(13)上; 所述水冷机构包括设置在法兰组件(19-17)上的进水管接头(18.1)、冷水管组件(20-1)和出水管接头(18.2)，所述进水管接头(18.1)、冷水管组件(20-1)和出水管接头(18.2)形成一闭合回路。
2.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源其特征还在于:所述反应气体导入机构还包括密封圈(34)和密封件(35)，所述双层管件(9-11)包括同轴设置的双层管内管(9)和双层管外管(11)，所述双层管件(9-11)与双层管接头(7)相连接，所述密封圈(34)和密封件(35)放置于密封螺母(6)与双层管接头(7)之间，所述密封螺母￠)、密封圈(34)、密封件(35)、双层管接头(7)将真空介电窗(4)密封。
3.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:所述冷水管组件(20-1)包括第一水管(21)、沿双层管件(9-11)设置的第二水管(24)、在法兰组件(19-17)上方盘旋设置的第三水管(31)、放置于双层管件(9-11)之间的第四水管(10)，所述第一水管(21)焊接在法兰组件(19-17)上一端与进水管接头(18.1)相连通另一端与焊接在法兰组件(19-17)另一侧的电感线圈(3)相连通，所述电感线圈(3)与焊接在法兰(19-17)上的第三水管(31)的一端相连通，所述第三水管(31)的另一端焊接在双层管外管(9-11)上与第四水管(10)相连通，所述第四水管(10)延伸到双层管件(9-11)的前端，所述第二水冷管(24) —端焊接在双层管外管(11)上一端与第四水管(10)相连通另一端焊在在法兰组件(19-17)上与出水管接头(18.2)相通。
4.根据权利要求3所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:所述第四水管(10)焊接于双层管内管(9)和双层管外管(11)之间的空间内、与双层管外管(11)相连接、延伸至双层管件(9-11)的底部。
5.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:该装置还包括备用机构，所述备用机构与法兰组件(19-17)相连接、包括法兰(22)和盲板法兰(23)，所述法兰(22)与备用管(20)相连接，所述盲板法兰(23)与法兰(22)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:该装置还包括观察机构，所述观察机构包括观察窗(28)，所述观察窗(28)与三通连接件(29)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:该装置还包括将反应状态下产生的电场、磁场进行屏蔽隔离的屏蔽机构，所述屏蔽机构包括屏蔽盖(I)和屏蔽罩(2)，所述屏蔽罩(2)设置在等离子体发生机构的外侧与第一法兰(14)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种电感耦合式射频等离子体源，其特征还在于:所述支撑连接机构还包括第一支撑块(5)和第二支撑块(8)，所述双层管件(9-11)和电感线圈(3)穿过第二支撑块(8)设置，所述电感线圈(3)和真空介电窗(4)穿过第一支撑块(5)设置，所述真空介电窗⑷穿过电感线圈⑶设置。
【专利摘要】本发明公开了一种电感耦合式射频等离子体源，包括反应气体导入机构、等离子体发生机构、水冷机构、屏蔽机构和支撑连接机构，所述反应气体导入机构、等离子体发生机构、水冷机构和屏蔽机构通过支撑连接机构连接。该装置中的电感线圈在射频电流的驱动下，激发变化的磁场感生回旋电场。电子在有旋电场的加速下作回旋运动，与反应源气体分子碰撞将其电离。由于电子的回旋运动增加了与气体分子的碰撞，射频等离子体源可产生密度较高的等离子体，而且设备结构简单，能独立控制离子能量和等离子体密度。
【IPC分类】H05H1-46
【公开号】CN104797072
【申请号】CN201510182364
【发明人】郭方准, 孙秀宇, 侯宾宾, 薛冬冬, 游 燕, 臧侃, 董华军
【申请人】大连交通大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月16日