[发明专利]一种中、低频等离子体加工设备和电极板

说明书

技术领域

本发明涉及等离子加工技术领域，尤其涉及一种中、低频等离子体加工设备和电极板。

背景技术

在半导体制造工艺中，等离子体加工技术得到了极为广泛的应用。该技术是在一定条件下激发工艺气体生成等离子体，利用等离子体与衬底(例如硅基片)发生复杂的物理、化学反应而在衬底上完成各种加工，如等离子体刻蚀、等离子体薄膜沉积等，获得需要的半导体结构。

图1示出了一种常用的等离子体加工设备结构示意图。如图1所示，等离子体加工设备通常包括：反应腔室1，它的外壳接地，在放电过程中将等离子体约束在腔室内部；进气系统2，使工艺气体通入反应腔室1；排气系统3，用于抽真空及将反应后的所述工艺气体排出反应腔室1；彼此相对的两个平行板电极上电极4和下电极5，通过上电极4和下电极5激发产生所需的等离子体，其中，上电极4与射频源6连接，提供等离子体激发功率；在一些等离子体加工设备如等离子薄膜沉积设备中，上电极4表面通常设有通孔，呈现喷淋头结构，同进气系统2相配合，使工艺气体通过其上密布的小孔均匀地进入反应腔室1而被激发成为等离子体；下电极5为接地电极，在放电过程中与上电极4以及等离子体构成射频通路。衬底7通常放置在下电极5上，在等离子体环境下进行加工。射频源6可为低频(30KHz-300KHz)，中频(300KHz-2MHz)或高频(≥2MHz)射频源，可根据不同的工艺要求，选择适合的射频范围。在晶硅太阳能电池的生产中，通常采用中、低频射频源，在硅衬底上沉积减反射氮化硅薄膜。相对于高频而言，中、低频等离子体可使氮化硅薄膜获得更为出色的钝化效果，从而提高太阳能电池的转化效率。在中、低频的情形下，等离子体放电的维持是通过等离子体中的离子轰击上电极4表面产生的二次电子实现的。

现有的中、低频等离子体加工设备中，上电极4一般采用不锈钢材料或铝材料制成，等离子体放电的维持是通过等离子体中的离子轰击不锈钢极板或铝极板表面产生的二次电子实现的。然而，由于不锈钢材料的二次电子发射能力低，因此，工艺过程中，采用不锈钢材料的电极板会导致腔室的等离子体密度较低，从而影响了生产效率。而铝材料的的二次电子发射能力在相同的条件下要大于不锈钢材料，因此在工艺过程中，采用铝材料的电极板可以使腔室获得较不锈钢电极板情形高的等离子体密度。但是由于铝材料的耐温性能较差，只能在低温腔室环境下应用，在高温腔室环境下，例如需要在500℃左右的温度下进行的晶硅太阳能电池氮化硅薄膜沉积工艺，铝材料的机械强度将会有很大程度的下降，从而软化变形，影响放电的正常进行。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种中、低频等离子体加工设备和电极板，能够提高工艺过程中等离子体密度，并且适用于高温工艺环境。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中、低频等离子体加工设备，包括反应腔室、在反应腔室内部相对设置的上电极板和下电极板，所述上电极板为不锈钢板，所述上电极板与所述反应腔室内等离子体接触的表面设有涂层。

一种电极板，所述电极板为不锈钢材料且电极板表面设有涂层。

采用上述技术方案后，本发明提供的中、低频等离子体加工设备和电极板，在加工工艺过程中，能够通过电极板涂层材料的二次电子发射能力，显著增强电极板表面的二次电子发射能力，使反应腔室中的等离子体密度得以较大幅度的提高，从而提高了生产效率。而且，能够通过辅助涂层的耐高温性能，使本发明提供的中、低频等离子体加工设备和电极板适用于高温工艺环境。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为现有技术中等离子体加工设备反应腔室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的中、低频等离子体加工设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的中、低频等离子体加工设备的上电极板的侧面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的中、低频等离子体加工设备的上电极板设有涂层的表面的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电极板的结构示意图。

具体实施方式