TW201632866A - 電漿放電輝光之光學監控方法 - Google Patents

Abstract

一種電漿放電輝光之光學監控方法，其包含下列步驟。利用偵測器偵測電漿放電輝光，以取得數個光訊號。利用感測電路擷取這些光訊號，並將這些光訊號轉換成數個電訊號。利用運算單元根據這些電訊號來進行計算步驟，以獲得對應電漿放電輝光之數個位置之數個光強度。利用影像重建單元根據電漿放電輝光之這些位置與對應之光強度重建電漿放電輝光之影像。

Description

電漿放電輝光之光學監控方法

本發明是有關於一種監控技術，且特別是有關於一種電漿放電輝光之光學監控方法。

電漿裝置所產生之電漿的特性可用以評估電漿裝置的性能。在電漿特性的分析技術中，目前大都利用光柵光譜儀來偵測與分析電漿型態。然而，利用光柵光譜儀進行偵測時，僅能得知電漿之物種與相對強度，而無法得知電漿之形狀與絕對強度等基本特性。

此外，現今尚未開發出可正確評估電漿之大小與形狀的技術。而且，也無可直接評估電漿之強度分布的技術。

因此，本發明之一目的就是在提供一種電漿放電輝光之光學監控方法，其可以非接觸的方式，有效偵測出電漿放電輝光之形狀、大小、溫度分布、顏色分布與閃爍行 為，以及相對強度、絕對強度與強度分布，進而可達到即時監控電漿處理之區域的效果。

本發明之另一目的是在提供一種電漿放電輝光之光學監控方法，其可快速評估電漿放電輝光之特性。

本發明之又一目的是在提供一種電漿放電輝光之光學監控方法，其可利用電荷耦合元件(CCD)來作為偵測電漿放電輝光之偵測器，因此可降低監控成本。

根據本發明之上述目的，提出一種電漿放電輝光之光學監控方法，其包含下列步驟。利用偵測器偵測電漿放電輝光，以取得數個光訊號。利用感測電路擷取這些光訊號，並將這些光訊號轉換成數個電訊號。利用運算單元根據這些電訊號來進行計算步驟，以獲得對應電漿放電輝光之數個位置之數個光強度。利用影像重建單元根據電漿放電輝光之這些位置與對應之光強度重建電漿放電輝光之影像。

依據本發明之一實施例，上述之偵測器包含電荷耦合元件。

依據本發明之另一實施例，上述之偵測器包含電荷耦合元件與光放射光譜儀(optical emission spectrometer，OES)。

依據本發明之又一實施例，上述之偵測器包含電荷耦合元件與功率計(power meter)。

依據本發明之再一實施例，上述之光訊號包含數個光電子強度。

100‧‧‧步驟

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

200‧‧‧電漿放電輝光

202‧‧‧偵測器

204‧‧‧感測電路

206‧‧‧運算單元

208‧‧‧影像重建單元

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種電漿放電輝光之光學監控方法的流程圖；以及〔圖2〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種光學監控電漿放電輝光之裝置示意圖。

有鑑於目前並無可正確評估電漿之大小與形狀的技術，也無可直接評估電漿之強度分布的技術，因此本發明在此提出一種電漿放電輝光之光學監控方法，其利用光學方式進行電漿放電輝光的偵測。藉此，可以非接觸方式，有效且快速地評估電漿放電輝光之形狀、大小、溫度分布、顏色分布、閃爍行為、相對強度、絕對強度與強度分布等特性。因此，可達到即時監控電漿處理之區域的功效。並且，由於本發明可採用電荷耦合元件來進行電漿放電輝光之光電子強度的偵測，因此可降低監控成本。

請同時參照圖1與圖2，其中圖1係繪示依照本發明之一實施方式的一種電漿放電輝光之光學監控方法的流程圖，圖2係繪示依照本發明之一實施方式的一種光學監控電漿放電輝光之裝置示意圖。在本實施方式中，利用光學方式監控電漿放電輝光200之特性時，可先進行步驟100， 以利用偵測器202來收集電漿放電輝光200所發出之光電子的光訊號。偵測器202收集電漿放電輝光200之光電子的光訊號時，可包含偵測這些光電子係自電漿放電輝光200之何處所傳來、以及這些光電子之強度。

在一些例子中，偵測器202可包含電荷耦合元件。電荷耦合元件亦可偵測出電漿放電輝光200之閃爍行為，例如閃爍次數與頻率，藉此可得知電漿放電輝光200之穩定性與品質。此外，電荷耦合元件可偵測到電漿放電輝光200之RGB值，以利判斷電漿放電輝光200之顏色是否符合需求。在另一些例子中，偵測器202可同時包含電荷耦合元件與光放射光譜儀，其中光放射光譜儀可偵測出電漿放電輝光200之物種以及每個物種的相對強度。在又一些例子中，偵測器202可同時包含電荷耦合元件與功率計，其中功率計可偵測出整個電漿放電輝光200之絕對強度。

如圖1與圖2所示，完成電漿放電輝光200之光訊號的收集後，可進行步驟102，利用感測電路204來擷取偵測器202所收集到的光訊號，並將這些光訊號轉換成數個對應之電訊號。在步驟102中，感測電路204將來自電漿放電輝光200中各位置之光電子的強度的光訊號分別轉換成對應之電流強度的電訊號。在一些例子中，感測電路204可設置在偵測器202上，且感測電路204與偵測器202電性連接，以利從偵測器202擷取光訊號。

請繼續參照圖1與圖2，完成光訊號的擷取與轉換後，可進行步驟104，以利用感測電路204將所轉換得到 之電訊號傳送至運算單元206，並利用運算單元206整理所取得之電訊號，且根據這些電訊號進行計算，藉以獲得分別對應電漿放電輝光200之眾多位置的光強度訊號。也就是說，在步驟104中，運算單元206經過整理與計算後，可得到來自電漿放電輝光200之眾多位置中每個位置之光強度的對應訊號。這也表示，經過整理與計算後，可獲得電漿放電輝光200之光強度的電訊號分布，因此可由此光強度的電訊號分布得到電漿放電輝光200之形狀、大小、顏色分布、絕對強度與相對強度，並可根據電漿放電輝光200之光強度分布而進一步獲得電漿放電輝光200之溫度分布。此外，可從每一次偵測所得之光強度分布的變化而獲得電漿放電輝光200之閃爍行為。在一些例子中，運算單元206與感測電路204電性連接，以利感測電路204將由光訊號轉換而得之電訊號傳送給運算單元206。

針對電荷耦合元件所偵測到之電漿放電輝光200之光訊號中的RGB值的運算與分析，運算單元206可對R值、G值與B值獨立各別運算，亦可對R值、G值與B值之整體組合運算。

再次同時參照圖1與圖2，於運算單元206完成電訊號之整理與計算而得到電漿放電輝光200之光強度的電訊號分布後，可進行步驟106，以利用運算單元206將電漿放電輝光200之光強度的電訊號分布資訊傳送給影像重建單元208。再利用影像重建單元208，且根據電漿放電輝光200的這些位置與對應這些位置之光強度的電訊號分布 資訊進行重建，藉以重建出所偵測之電漿放電輝光200的影像。在一些例子中，重建電漿放電輝光200之影像的步驟包含利用一優化方式，例如去除影像雜訊方式或調整背景方式，以使所重建之電漿放電輝光200影像更為清晰。影像重建單元208與運算單元206電性連接，以利運算單元206傳送電漿放電輝光200之光強度的電訊號分布給影像重建單元208。可將重建出之電漿放電輝光200的影像顯示在顯示器上，藉此可即時監控利用電漿放電輝光200進行電漿處理之區域的情況，以利線上工作人員進行電漿裝置之性能的評估，藉此可進一步提升電漿處理程序的良率。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點為本發明之電漿放電輝光之光學監控方法可以非接觸的方式，有效偵測出電漿放電輝光之形狀、大小、溫度分布、顏色分布與閃爍行為，以及相對強度、絕對強度與強度分布，進而可達到即時監控電漿處理之區域的效果。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點為本發明之電漿放電輝光之光學監控方法可快速評估電漿放電輝光之特性。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為本發明之電漿放電輝光之光學監控方法可利用電荷耦合元件來作為偵測電漿放電輝光之偵測器，因此可降低監控成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧步驟

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

Claims (5)

1. 一種電漿放電輝光之光學監控方法，包含：利用一偵測器偵測一電漿放電輝光，以取得複數個光訊號；利用一感測電路擷取該些光訊號，並將該些光訊號轉換成複數個電訊號；利用一運算單元根據該些電訊號來進行一計算步驟，以獲得對應該電漿放電輝光之複數個位置之複數個光強度；以及利用一影像重建單元根據該電漿放電輝光之該些位置與對應之該些光強度重建該電漿放電輝光之影像。
2. 如申請專利範圍第1項之電漿放電輝光之光學監控方法，其中該偵測器包含一電荷耦合元件。
3. 如申請專利範圍第1項之電漿放電輝光之光學監控方法，其中該偵測器包含一電荷耦合元件與一光放射光譜儀。
4. 如申請專利範圍第1項之電漿放電輝光之光學監控方法，其中該偵測器包含一電荷耦合元件與一功率計。
5. 如申請專利範圍第1項之電漿放電輝光之光學監控方法，其中該些光訊號包含複數個光電子強度。