專利名稱：法拉第屏蔽及等離子體加工設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于等離子體加工設備領域，涉及一種法拉第屏蔽以及含有該法拉第屏蔽的等離子體加工設備。
背景技術：
磁控濺射技術是將靶材表面引入磁場，利用磁場與電子交互作用，使電子在靶材表面附近螺旋狀運行，以撞擊氣體分子電離而產生離子，產生的離子在電場作用下撞向靶材表面而濺射出靶材。同時，磁場可以約束帶電粒子并增加等離子體的密度，從而可以提高濺射速率。因此，磁控濺射技術被廣泛用于薄膜的沉積和蝕刻工藝。圖1為采用磁控濺射技術的等離子體加工設備的結構示意圖。請參閱圖1，等離子體加工設備包括真空腔室1，在真空腔室1的底部設有基座2，被加工工件3放置在基座 2的頂端。在真空腔室1的頂部設有環(huán)形靶材4以及中心靶材5，中心靶材5設置在環(huán)形靶材4的中心位置。在環(huán)形靶材4和中心靶材5之間設有環(huán)形電介質窗6，在環(huán)形電介質窗6 的上方設有線圈8，線圈8通過匹配網絡9與射頻電源10連接。線圈8與射頻電源10接通后產生磁場，磁場能量通過環(huán)形電介質窗6進入真空腔室1而激發(fā)等離子體，從而增加等離子體密度。在環(huán)形電介質窗6的下方設有法拉第屏蔽7，用于阻止等離子體沉積到環(huán)形電介質窗6。圖2為法拉第屏蔽的截面圖。請參閱圖2，法拉第屏蔽7為雙層結構，包括第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72。第一法拉第屏蔽單元71包括多個屏蔽段74a， 相鄰屏蔽段7 之間相距一定距離而形成狹縫73a。第二法拉第屏蔽單元72包括多個屏蔽段74b，相鄰屏蔽段74b之間相距一定距離而形成狹縫73b。第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72相互錯開設置，即第一法拉第屏蔽單元71的屏蔽段7 與第二法拉第屏蔽單元72的狹縫7 相對，同時，第二法拉第屏蔽單元72的屏蔽段74b與第一法拉第屏蔽單元71的狹縫73a相對，以減少等離子體穿過法拉第屏蔽而污染環(huán)形電介質窗6。雖然第一法拉第屏蔽單元71和第二法拉第屏蔽單元72相互錯開設置可以阻擋大部分等離子體穿過法拉第屏蔽，但仍有部分等離子體可以通過狹縫穿過法拉第屏蔽而污染環(huán)形電介質窗6。因此，在實際使用過程中，需要經常清洗環(huán)形電介質窗6，這不僅增加了工人的勞動強度，而且清洗將導致工藝中斷，降低了等離子體加工設備的生產效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題就是針對法拉第屏蔽中存在的上述缺陷，提供一種法拉第屏蔽，其可以減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽的縫隙。此外，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設備，該設備的電介質窗不易被污染，從而可以降低工人的勞動強度，同時提高等離子體加工設備的生產效率。解決上述技術問題的所采用的技術方案是提供一種法拉第屏蔽，包括至少兩個并排設置的屏蔽單元，每個所述屏蔽單元包括多個間隔排列設置的屏蔽段，且相鄰兩屏蔽單元所包括的屏蔽段交錯設置，所述屏蔽段均設置有朝向相對應交錯設置的屏蔽段的阻擋部，且相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間構成屏蔽通道。其中，所述阻擋部使相鄰兩所述屏蔽單元之間的間隙呈脈沖波形。其中，所述阻擋部設置在所述屏蔽段的兩側的端部。其中，相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間所構成的屏蔽通道的寬度小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。其中，所述屏蔽段的阻擋部與該屏蔽段相對應交錯設置的屏蔽段之間的距離小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。其中，所述阻擋部由絕緣材料制作而成。本發(fā)明還提供一種等離子體加工設備，包括真空腔室、電介質窗以及法拉第屏蔽， 所述電介質窗設置在所述真空腔室上，所述法拉第屏蔽設置在真空腔室的內側且與所述電介質窗相對設置，所述法拉第屏蔽采用本發(fā)明提供的所述法拉第屏蔽。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來增加等離子體穿過法拉第屏蔽的路徑以及路徑的復雜性，并減小了路徑的寬度，從而減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽。類似地，本發(fā)明提供的等離子體加工設備采用本發(fā)明提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽，從而避免電介質窗受到污染，這不僅可以降低工人的勞動強度，而且可以減少因清洗電介質窗而中斷工藝的時間， 從而提高等離子體加工設備的生產效率。


圖1為采用磁控濺射技術的物理氣相沉積設備的結構示意圖；圖2為本發(fā)明法拉第屏蔽的截面圖；圖3為本發(fā)明一實施例提供的法拉第屏蔽的截面圖；圖4為本發(fā)明提供的法拉第屏蔽的局部放大圖；以及圖5為本發(fā)明另一實施例提供的法拉第屏蔽的截面圖。
具體實施例方式為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對本發(fā)明提供的法拉第屏蔽及等離子體加工設備進行詳細描述。圖3為本發(fā)明一實施例提供的法拉第屏蔽的截面圖，圖4為本發(fā)明提供的法拉第屏蔽的局部放大圖。請一并參閱圖3和圖4，本實施例中法拉第屏蔽為雙層結構，包括并排設置的第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32，且第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32相距一定距離而形成間隙30。第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32均包括多個間隔排列設置的屏蔽段，任意兩個相鄰設置的屏蔽段之間形成狹縫。為了阻止等離子體穿過法拉第屏蔽，第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32 的屏蔽段交錯設置，即，第一法拉第屏蔽單元31的狹縫3 與第二法拉第屏蔽單元32的屏蔽段3 相對設置，與之對應，第二法拉第屏蔽單元32的狹縫35b與第一法拉第屏蔽單元
431的屏蔽段33a相對設置。第一法拉第屏蔽單元31的每個屏蔽段33a均設有朝向第二法拉第屏蔽單元32延伸的阻擋部34a，第二法拉第屏蔽單元32的每個屏蔽段3 均設有朝向第一法拉第屏蔽單元31延伸的阻擋部34b。阻擋部34a、34b設置在屏蔽段33a、3 兩側的端部，即，圖3中屏蔽段33a、33b寬度方向的端部。屏蔽段33a上的阻擋部3 與對應的屏蔽段3 上的阻擋部34b之間形成屏蔽通道。對于本實施例雙層結構的法拉第屏蔽，該屏蔽通道延長了等離子體穿過法拉第屏蔽的路徑，從而有效地阻止等離子體穿過法拉第屏蔽。進一步地，阻擋部 34a,34b使第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32之間的間隙30呈脈沖波形。如圖4所示，第一法拉第屏蔽單元31的屏蔽段33a上的阻擋部3 與對應的第二法拉第屏蔽單元32的屏蔽段3 上的阻擋部34b之間所構成的屏蔽通道的寬度Ll小于法拉第屏蔽所在位置的分子平均自由程，這樣可以有效地阻止等離子體穿過法拉第屏蔽。為了更有效的阻止等離子體穿過法拉第屏蔽，第一法拉第屏蔽單元31的屏蔽段3 上的阻擋部3 與對應的第二法拉第屏蔽單元32的屏蔽段3 之間的距離L2小于法拉第屏蔽所在位置的分子平均自由程。同樣，第二法拉第屏蔽單元32上的阻擋部34b的自由端與相對的第一法拉第屏蔽單元31的屏蔽段33a所在平面之間的距離L2也小于法拉第屏蔽所在位置的分子平均自由程。本實施例中，阻擋部34a、34b采用陶瓷等絕緣材料制作而成。這樣，在裝配法拉第屏蔽的過程中，即使第一法拉第屏蔽單元31上的阻擋部3 與第二法拉第屏蔽單元32上的阻擋部34b接觸，也不會導致第一法拉第屏蔽單元31和第二法拉第屏蔽單元32導通，從而降低了裝配法拉第屏蔽的精度要求。本實施例提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來增加等離子體穿過法拉第屏蔽的路徑以及路徑的復雜性，并減小了路徑的寬度，從而減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽。需要說明的是，上述實施例的法拉第屏蔽采用雙層結構，然而本發(fā)明并不局限于此。本發(fā)明的法拉第屏蔽也可以采用三層或更多層結構，即，將三個或更多個法拉第屏蔽單元彼此并排設置。只要在相鄰兩屏蔽單元所包括的屏蔽段交錯設置的基礎上，所述屏蔽段均設置有朝向相對應交錯設置的屏蔽段的阻擋部，且相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間構成屏蔽通道，均屬于本發(fā)明的保護范圍。具體地，圖5為本發(fā)明另一實施例提供的法拉第屏蔽的截面圖。如圖5所示，在本發(fā)明的另一實施例中，法拉第包括六個并排設置的屏蔽單元，且每相鄰兩屏蔽單元的結構如上述實施例，這不再贅述。再者，由于阻擋部使相鄰兩所述屏蔽單元之間的間隙呈脈沖波形，對于多層結構的法拉第屏蔽，不但進一步地延長了等離子體穿過法拉第屏蔽的路徑，而且增加了路徑的復雜性，從而有效地阻止等離子體穿過法拉第屏蔽。本發(fā)明還提供一種等離子體加工設備，包括真空腔室、電介質窗以及法拉第屏蔽， 所述電介質窗設置在所述真空腔室的室壁上，所述法拉第屏蔽設置在真空腔室的內側且與所述電介質窗相對設置，以阻止等離子體污染電介質窗，所述法拉第屏蔽采用本實施例提供的法拉第屏蔽。本實施例提供的等離子體加工設備采用本實施例提供的法拉第屏蔽，借助屏蔽段上的阻擋部來減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽，從而避免電介質窗受到污染，CN 102543636 A這不僅可以降低工人的勞動強度，而且可以減少因清洗電介質窗而中斷工藝的時間，從而提高等離子體加工設備的生產效率。 可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種法拉第屏蔽，包括至少兩個并排設置的屏蔽單元，每個所述屏蔽單元包括多個間隔排列設置的屏蔽段，且相鄰兩屏蔽單元所包括的屏蔽段交錯設置，其特征在于，所述屏蔽段均設置有朝向相對應交錯設置的屏蔽段的阻擋部，且相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間構成屏蔽通道。
2.根據權利要求1所述法拉第屏蔽，其特征在于，所述阻擋部使相鄰兩所述屏蔽單元之間的間隙呈脈沖波形。
3.根據權利要求1或2所述法拉第屏蔽，其特征在于，所述阻擋部設置在所述屏蔽段的兩側的端部。
4.根據權利要求1或2所述法拉第屏蔽，其特征在于，相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間所構成的屏蔽通道的寬度小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。
5.根據權利要求1或2所述法拉第屏蔽，其特征在于，所述屏蔽段的阻擋部與該屏蔽段相對應交錯設置的屏蔽段之間的距離小于所述法拉第屏蔽所在位置處的分子平均自由程。
6.根據權利要求1或2所述法拉第屏蔽，其特征在于，所述阻擋部由絕緣材料制作而成。
7.一種等離子體加工設備，包括真空腔室、電介質窗以及法拉第屏蔽，所述電介質窗設置在所述真空腔室上，所述法拉第屏蔽設置在真空腔室的內側且與所述電介質窗相對設置，其特征在于，所述法拉第屏蔽采用權利要求1-6任意一項所述法拉第屏蔽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種法拉第屏蔽及等離子體加工設備，所述法拉第屏蔽包括至少兩個并排設置的屏蔽單元，每個所述屏蔽單元包括多個間隔排列設置的屏蔽段，且相鄰兩屏蔽單元所包括的屏蔽段交錯設置，所述屏蔽段均設置有朝向相對應交錯設置的屏蔽段的阻擋部，且相對應兩交錯設置的屏蔽段的阻擋部之間構成屏蔽通道。本發(fā)明的法拉第屏蔽可以減少、甚至完全避免等離子體穿過法拉第屏蔽。
文檔編號H01J37/09GK102543636SQ20101062221
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年12月27日
發(fā)明者呂鈾, 武曄, 王一帆 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司