[发明专利]离子源装置及其使用方法和真空处理系统

权利要求书

1.一种离子源装置，包括放电腔，其筒状中轴线为离子源装置的中心轴线，在离子源装置的中心轴线上相对放电腔开口端位置布设晶圆；其特征在于：

所述放电腔的封闭端呈凹字形，第一放电线圈套设在所述放电腔的筒状外侧壁上，在所述放电腔内靠近筒壁位置形成用于等离子体放电的区域；

还包括第二放电线圈，第二放电线圈设置在所述放电腔凹字形的凸出部分，在所述放电腔内靠近凹字形的凸出部分形成用于等离子体放电的区域；

所述第一放电线圈和所述第二放电线圈均与功率分配器连接；

离子源装置还包括至少两层离子栅网，至少两层离子栅网布设在所述放电腔的开口端。

2.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于：离子源装置还包括第三放电线圈，第三放电线圈与第一放电线圈同轴设置在凹字形凹槽内侧壁，在所述放电腔内的靠近凹字形凹槽内侧壁位置形成用于等离子体放电的区域；

所述第三放电线圈与功率分配器连接。

3.根据权利要求2所述的离子源装置，其特征在于：离子源装置还包括第四放电线圈，第四放电线圈设置在凹字形凹槽的内底壁处，在所述放电腔内的靠近凹槽底部位置形成用于等离子体放电的区域；

所述第四放电线圈与功率分配器连接。

4.根据权利要求3所述的离子源装置，其特征在于：所述第一放电线圈套设在所述放电腔外侧，且所述第一放电线圈与所述放电腔的外周壁之间具有径向间隙R1，间隙R1为2mm-30mm；

所述第二放电线圈与所述放电腔的凸出部分具有轴向间隙L1，间隙L1为2mm-30mm；

所述第三放电线圈与所述放电腔的凹槽内侧壁之间具有径向间隙R2，间隙R2为2mm-30mm；

所述第四放电线圈与所述放电腔的凹槽内底壁之间具有轴向间隙L2，间隙L2为2mm-30mm。

5.根据权利要求3所述的离子源装置，其特征在于：离子源装置包括射频匹配器以及离子源总控制器，第一放电线圈、第二放电线圈、第三放电线圈以及第四放电线圈同时与功率分配器连接，功率分配器、射频匹配器和离子源总控制器顺次连接。

6.根据权利要求5所述的离子源装置，其特征在于：所述的离子源总控制器与直流电源形成连通后与中和器连接。

7.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于：离子源装置包括进气管，其垂直穿设所述放电腔封闭端的凹槽中心。

8.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于：定义所述放电腔封闭端凹字形凸出部分的宽度为R凸，所述放电腔凹字形凹槽底部的半径为R凹，R凹/R凸=1：3-3：1。

9.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于：所述离子栅网设置的层数范围为2-7层。

10.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于：定义所述放电腔的开口端半径为R腔，R腔的尺寸与晶圆尺寸形成匹配；

当晶圆尺寸为8英寸时，R腔的尺寸范围为50mm-250mm；

当晶圆尺寸为12英寸时，R腔的尺寸范围为100mm-300mm。

11.根据权利要求10所述的离子源装置，其特征在于：当晶圆尺寸为12英寸时，R腔的尺寸范围为180mm-250mm。

12.一种基于权利要求3至权利要求11任一权利要求所述的离子源装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，设置初始离子源装置的工作参数；

第二步，对晶圆样品进行刻蚀处理；

第三步，对刻蚀处理后的晶圆样品的均匀性进行测量；

第四步，若测量的结果满足预设要求，则进入下一步；若测量的结果不满足预设要求，则对第一放电线圈至第四放电线圈的功率重新分配，调节离子源装置的工作参数后回到第二步重新处理；

第五步，结束整个程序，进行下一组参数优化。