TW202220019A - 電漿產生裝置及其控制方法 - Google Patents

電漿產生裝置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202220019A
TW202220019A TW110123385A TW110123385A TW202220019A TW 202220019 A TW202220019 A TW 202220019A TW 110123385 A TW110123385 A TW 110123385A TW 110123385 A TW110123385 A TW 110123385A TW 202220019 A TW202220019 A TW 202220019A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mode
antenna module
frequency
capacitor
power
Prior art date
Application number
TW110123385A
Other languages
English (en)
Inventor
嚴世勳
李潤星
孫永勳
朴世洪
金志勳
Original Assignee
南韓商源多可股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020200078516A external-priority patent/KR102539424B1/ko
Priority claimed from KR1020210033623A external-priority patent/KR102499665B1/ko
Application filed by 南韓商源多可股份有限公司 filed Critical 南韓商源多可股份有限公司
Publication of TW202220019A publication Critical patent/TW202220019A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H01J37/32844—Treating effluent gases
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2443—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube
    • H05H1/246—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube the plasma being activated using external electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2443—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube
    • H05H1/2465—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube the plasma being activated by inductive coupling, e.g. using coiled electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335—Cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/10—Treatment of gases
    • H05H2245/17—Exhaust gases

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

根據本揭露的一個實施例，可提供一種用於實行電漿放電的電漿產生裝置，電漿產生裝置具有包括第一模式及第二模式的多種操作模式，且包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於第一單元線圈與第二單元線圈之間的第一電容器。

Description

電漿產生裝置
本揭露是有關於一種電漿產生裝置及其控制方法。更具體而言，本揭露是有關於一種用於減少電漿放電期間生成的副產物的電漿產生裝置及其控制方法。
電漿放電用於許多工業應用領域及科學應用領域，且藉由電漿放電產生用於各種工業領域（例如半導體晶圓處理）的各種氣體的活性種類物或者達成對工業製程中生成的副產物的處理。
用於實行電漿放電的電漿源主要使用電感耦合電漿方法或電容耦合電漿方法。電感耦合電漿方法是藉由向線圈施加射頻（radio frequency，RF）電源形成感應電場以及藉由感應電場實行電漿放電的方法。
由於放電所產生的活性種類物或離子因施加至用於放電的天線的電壓而與介電管碰撞，因此在實行電漿放電期間，可能會將雜質引入活性種類物。因此，需要開發一種電漿產生裝置，以藉由用於實行電漿放電的天線的結構或設計來減少包含於活性種類物中的雜質。
前述內容僅旨在幫助理解本揭露的背景且並不旨在意指本揭露落於熟習此項技術者已知的相關技術的範圍內。
[技術問題]
本揭露是有關於提供一種電漿產生裝置。
另外，本揭露是有關於提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置提供具有減少的雜質的活性種類物。
本揭露將解決的技術問題並非僅限於前述技術問題，且熟習此項技術者將根據本揭露及附圖清楚地理解並未提及的其他技術問題。 [技術解決方案]
根據本揭露的實施例，提供一種用於實行電漿放電的電漿產生裝置，所述電漿產生裝置具有包括第一模式及第二模式的多種操作模式，且包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電，或者當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率所述天線模組對應於根據所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
根據本揭露的另一實施例，提供一種電漿產生裝置的控制方法，所述電漿產生裝置包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，所述控制方法包括：在第一模式下進行操作，其中使用第一頻率作為驅動頻率向所述天線模組提供RF電源；以及在第二模式下進行操作，其中使用第二頻率作為所述驅動頻率向所述天線模組提供RF電源，其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，且所述第一電容器具有第一電容，其中所述第二頻率對應於由所述第一電感及所述第一電容確定的第二共振頻率。
根據本揭露的又一實施例，提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置用於藉由如下的方式產生電漿：當操作模式是第一模式時自能夠改變第一頻率範圍內的頻率的第一電源供應器接收電源或者當所述操作模式是第二模式時自能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率的第二電源供應器接收電源，所述電漿產生裝置包括：介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電，或者當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率對應於基於所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
本說明中的技術解決方案可能並非僅限於以上內容，且熟習此項技術者將根據本說明及附圖清楚地理解其他未提及的技術解決方案。 [有益效果]
根據本揭露，可提供一種能夠在各種環境中利用的電漿產生裝置。
根據本揭露，可提供一種能夠減少活性種類物中包含的雜質的電漿產生裝置。
本揭露的效果並非僅限於前述效果，且熟習此項技術者應根據本揭露及附圖清楚地理解本文中未闡述的其他效果。
[發明的最佳模式]
根據本揭露的實施例，提供一種用於實行電漿放電的電漿產生裝置，所述電漿產生裝置具有包括第一模式及第二模式的多種操作模式，且包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電，或者當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率所述天線模組對應於根據所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
根據本揭露的實施例，所述第一電源供應器可包括具有第一阻抗的第一匹配元件。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組可基於具有所述第一頻率的所述電源訊號實行所述第一電漿放電，其中所述第一頻率可對應於基於所述第一阻抗、所述第一電感及所述第一電容確定的所述第一共振頻率。
根據本揭露的實施例，所述第二電源供應器可包括具有第二阻抗的第二匹配元件，且當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組可基於具有所述第二頻率的所述電源訊號實行所述第二電漿放電，其中所述第二頻率可對應於基於所述第二阻抗、所述第一電感及所述第一電容確定的第二共振頻率，且所述第二共振頻率不同於所述第一共振頻率。
根據本揭露的實施例，所述第二共振頻率可高於所述第一共振頻率，且當所述操作模式是所述第一模式時作為所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓的第一電壓可低於當所述操作模式是所述第二模式時作為所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的所述一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的所述一個端部之間的電壓的第二電壓。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓可對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓可低於當所述操作模式是所述第二模式時所述天線模組的所述兩個端部之間的電壓。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時流經所述天線模組的第一電流的大小可小於當所述操作模式是所述第二模式時流經所述天線模組的第二電流的大小。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時由所述天線模組消耗的電源可為第一電源，且當所述操作模式是所述第二模式時由所述天線模組消耗的電源可為第二電源，所述第二電源低於所述第一電源。
根據本揭露的另一實施例，提供一種電漿產生裝置的控制方法，所述電漿產生裝置包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，所述控制方法包括：在第一模式下進行操作，其中使用第一頻率作為驅動頻率向所述天線模組提供RF電源；以及在第二模式下進行操作，其中使用第二頻率作為所述驅動頻率向所述天線模組提供RF電源，其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，且所述第一電容器具有第一電容，其中所述第二頻率對應於由所述第一電感及所述第一電容確定的第二共振頻率。
根據本揭露的實施例，所述第二電源供應器可包括具有第二阻抗的第二匹配元件，且所述在所述第二模式下進行操作可包括使用所述第二頻率作為所述驅動頻率進行操作，其中所述第二頻率可對應於基於所述第一電感、所述第一電容及所述第二阻抗確定的所述第二共振頻率。
根據本揭露的實施例，所述第一電源供應器可包括具有第一阻抗的第一匹配元件，且所述在所述第一模式下進行操作可包括使用所述第一頻率作為所述驅動頻率進行操作，其中所述第一頻率可對應於基於所述第一電感、所述第一電容及所述第一阻抗確定的第一共振頻率。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時由所述天線模組消耗的電源可為第一電源，且當所述操作模式是所述第二模式時由所述天線模組消耗的電源可為第二電源，所述第二電源高於所述第一電源。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓可對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時流經所述天線模組的第一電流的大小可小於當所述操作模式是所述第二模式時流經所述天線模組的第二電流的大小。
根據本揭露的實施例，所述電漿產生裝置的所述控制方法可更包括：當所述操作模式是所述第一模式時，獲取流經所述天線模組的電流；以及當流經所述天線模組的所述電流等於或小於參考值時，將所述操作模式改變成所述第二模式。
根據本揭露的實施例，所述電漿產生裝置的所述控制方法可更包括：當所述操作模式是所述第一模式時，獲取流經所述第一電源供應器的反相器的電流；以及當流經所述第一電源供應器的所述反相器的所述電流等於或小於參考值時，將所述操作模式改變成所述第二模式。
根據本揭露的又一實施例，提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置用於藉由如下的方式產生電漿：當操作模式是第一模式時自能夠改變第一頻率範圍內的頻率的第一電源供應器接收電源或者當所述操作模式是第二模式時自能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率的第二電源供應器接收電源，所述電漿產生裝置包括：介電管；以及天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電，或者當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率對應於基於所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓可低於當所述操作模式是所述第二模式時所述天線模組的所述兩個端部之間的電壓。
根據本揭露的實施例，當所述操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓可對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
根據本揭露的實施例，可提供一種天線模組，所述天線模組與介電管耦合且由電源供應電源，所述天線模組包括：第一單元天線，包括具有第一點及第二點的第一單元匝（unit turn）以及具有第三點及第四點的第二單元匝，其中第一單元匝放置於介電管與第二單元匝之間，且其中第一單元匝的第二點連接至第二單元匝的第三點；第一電容器，電性插置於電源的第一端子與第一單元匝的第一點之間，其中第一單元匝的第一點連接至第一電容器；以及第二電容器，電性插置於電源的第二端子與第二單元匝的第四點之間，其中第二電容器的電容小於第一電容器的電容，藉此可將由施加至天線模組的電壓造成的對介電管的損壞及副產物的生成最小化。
根據本揭露的實施例，天線模組可更包括第三電容器，所述第三電容器電性插置於第二單元匝的第四點與第二電容器之間，其中第三電容器的電容小於第二電容器的電容。
根據本揭露的實施例，第一電容器的電容可為第二電容器的電容的兩倍以上。
根據本揭露的實施例，第一電容器與第二電容器的總電容可對應於第三電容器的電容。
根據本揭露的實施例，天線模組可更包括第二單元天線，所述第二單元天線包括具有第五點及第六點的第三單元匝以及具有第七點及第八點的第四單元匝，其中第三單元匝放置於介電管與第四單元匝之間，其中第三單元匝的第六點連接至第四單元匝的第七點，其中第三電容器電性插置於第二單元匝的第四點與第三單元匝的第五點之間，且其中第二電容器電性插置於第四單元匝的第八點與電源的第二端子之間。
根據本揭露的實施例，第一單元匝及第二單元匝可放置於與介電管的長度方向垂直的平面中，且其中第一單元匝及第二單元匝中的每一者可具有圓弧形狀。
根據本揭露的實施例，第一點可較第四點更接近介電管。
根據本揭露的實施例，當向天線模組供應電源時，施加至第一電容器的電抗分量（reactance component）的電壓可小於施加至第一點與第二點之間的電抗分量的電壓，且施加至第三電容器的電抗分量的電壓可對應於施加至第一點與第二點之間的電抗分量的電壓。
根據本揭露的實施例，天線模組以基於第三電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振，且當天線模組處於共振狀況下時，其中第一端子的電抗分量的電位為0的點可放置於第一單元天線的第一單元匝上。
根據本揭露的實施例，天線模組可以基於第三電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振，且其中施加至第一點與電源的第一端子之間的電抗分量的電壓可實質上與施加至第二點與電源的第一端子之間的電抗分量的電壓相同。
根據本揭露的實施例，可提供一種天線模組，所述天線模組與介電管耦合且由電源供應電源，所述天線模組包括：第一單元天線，包括具有第一點及第二點的第一單元匝以及具有第三點及第四點的第二單元匝，其中第一單元匝放置於介電管與第二單元匝之間，且其中第一單元匝的第二點連接至第二單元匝的第三點；第一電容器，電性插置於電源的第一端子與第一單元匝的第一點之間；以及第二電容器，連接至第二單元匝的第四點，其中第一電容器電性插置於電源的第一端子與第一單元匝的第一點之間。
根據本揭露的實施例，天線模組可以基於第二電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振，且其中當天線模組共振時，其中第一單元天線中電壓被最小化的一個點可位於第一單元匝中。
根據本揭露的實施例，當向天線模組施加電源時，其中第一單元天線中電壓被最小化的一個點可位於第一單元匝中。
根據本揭露的實施例，當向天線模組施加電源時，其中第一單元天線中的電抗分量的電位的絕對值的點可位於第一單元匝中。
根據本揭露的實施例，第一電容器的電容可為第二電容器的電容的兩倍以上。
根據本揭露的實施例，為將由施加至天線模組的電壓造成的對介電管的損壞及副產物的生成最小化，第二電容器的電容可小於第一電容器的電容。
根據本揭露的實施例，天線模組可更包括第二單元天線，所述第二單元天線包括自第五點延伸至第六點的第三單元匝及自第七點延伸至第八點的第四單元匝，其中第三單元匝位於第四單元匝的內側，且第六點連接至第七點，其中第二電容器連接於第四點與第五點之間，且其中可包括連接於第八點與電源的第二端子之間的第三電容器。
根據本揭露的實施例，第二電容器的電容可小於第三電容器的電容。
根據本揭露的實施例，第一電容器的電容與第三電容器的電容的總電容可對應於第二電容器的電容。
根據本揭露的實施例，可提供一種天線模組，所述天線模組與介電管耦合且由電源供應電源，所述天線模組包括：第一單元天線，包括自第一點延伸至第二點的第一單元匝及自第三點延伸至第四點的第二單元匝，第一單元匝位於第二單元匝的內側且第二點連接至第三點；第一電容器，連接至第一單元匝的第一點且連接於電源的第一端子與第一點之間；以及第二電容器，連接於電源的第二端子與第四點之間；其中第二電容器的電容不同於第一電容器的電容。
根據本揭露的實施例，天線模組可更包括：第三電容器，連接於第二單元匝的第四點與第二電容器之間；第二單元天線，包括自第五點延伸至第六點的第三單元匝及自第七點延伸至第八點的第四單元匝，第三單元匝位於第四單元匝的內側且第六點連接至第七點；其中第三電容器連接於第四點與第五點之間，其中第二電容器連接於第八點與電源的第二端子之間，且其中第一電容器的電容與第二電容器的電容的總電容可對應於第三電容器的電容。 [發明的模式]
藉由結合附圖的以下說明，本揭露的上述目的、特徵及優點將更顯而易見。本揭露可以各種方式進行修改且由各種實施例實施，使得在圖式中示出並將詳細闡述特定實施例。
在圖式中，為清晰起見而誇大層及區的厚度。另外，應理解，當稱元件或層位於另一元件或層上時，所述元件或層可直接設置於所述另一元件或層上或者可設置於所述另一元件或層上而在所述元件或層與所述另一元件或層之間具有中間層或元件。在說明書通篇中，相同的參考編號在原則上表示相同的元件。另外，在每一實施例的圖式中，使用相同的參考編號來闡述在相同範圍內具有相同功能的元件。
當確定與本揭露相關的已知功能或配置的詳細說明可能使本揭露的要點不清楚時，將省略其詳細說明。另外，在闡述本揭露時使用的編號（例如，第一、第二等）僅是用於區分各個元件的辨識符號。
另外，在以下說明中使用的用於元件的詞「模組」及「單元」是給出的或混合的，且僅考慮準備說明書的容易性來使用，且其本身不具有相互區別的含義或作用。
根據實施例的方法可達成為可由各種電腦構件執行且可記錄於電腦可讀取媒體上的程式指令。電腦可讀取媒體可單獨或組合地包括程式指令、資料檔案、資料結構及類似物。記錄於媒體上的程式指令可針對本揭露專門設計及配置或者可為熟習電腦軟體領域者所熟知及可用的。電腦可讀取記錄媒體的實例包括：磁性媒體，例如硬碟、軟磁碟（floppy disk）及磁帶；光學媒體，例如光碟唯讀記憶體（compact disc-read only memory，CD-ROM）及多樣化數位光碟（digital versatile disc，DVD）；磁光媒體，例如軟磁光碟（floptical disk）；以及硬體裝置，例如ROM、隨機存取記憶體（random access memory，RAM）及快閃記憶體，所述電腦可讀取記錄媒體被特別構造成儲存及執行程式指令。程式指令的實例可包括由編譯器製成的機械語言代碼以及由電腦使用解釋器執行的高級語言代碼等。上述硬體裝置可被配置成充當一或多個軟體模組，以實行實施例的操作，或反之亦然。 1.電漿產生系統
根據實施例，可提供電漿產生系統。
圖1是示出根據實施例的電漿產生系統的圖。參照圖1，電漿產生系統可包括：電源供應單元100，提供電源；電漿產生單元200，自電源供應單元100接收電源且產生電漿；以及氣體供應單元300，向電漿產生單元200供應氣體。電漿產生系統可更包括使用所產生的電漿實行製程的製程單元400。
電源供應單元100可供應產生電漿所需的電源。電源供應單元100可向電漿產生單元供應電源。電源供應單元100可包括DC電源及/或RF電源。電源供應單元100可藉由DC電源向電漿產生單元200提供高電壓脈波。電源供應單元100可藉由RF電源向電漿產生單元200提供RF電源。
電漿產生單元200可實行電漿放電。電漿產生單元200可獲取放電氣體且可藉由放電氣體實行電漿放電。電漿產生單元200可實行電感耦合電漿放電或電容耦合電漿放電。
電漿產生單元200可為遠端電漿源。電漿產生單元200可形成活性種類物且將所形成的活性種類物提供至製程單元400。
電漿產生單元200可包括在大氣壓力（正常壓力）下實行電漿放電的正常壓力電漿裝置。舉例而言，電漿產生單元200可包括在幾百托至大氣壓力（750托）下實行電漿放電的正常壓力電漿裝置。
電漿產生單元200可包括實行低壓力電漿放電的低壓力電漿裝置。舉例而言，電漿產生單元200可包括低壓力電漿裝置，所述低壓力電漿裝置形成具有10 -5托至10 -7托或低於10 -7托的初始真空度（基礎壓力）的環境，且使用期望的製程氣體在幾毫托至幾托的製程壓力下產生電漿。
電漿產生單元200可在幾十攝氏度至幾百攝氏度下實行低溫電漿放電操作。舉例而言，電漿產生單元200可實行低壓力及低溫電漿放電操作，例如用於半導體及顯示器的製程的清潔、蝕刻、沈積、表面處置及材料合成。另外，例如，電漿產生單元200可實行用於玻璃基板的清潔製程、親水/疏水表面的改性、奈米技術、殺菌、有害物質的移除及二氧化碳的還原的正常壓力及低溫電漿放電操作。
電漿產生單元200可在幾千攝氏度至幾萬攝氏度的高溫下實行用於氣體改性（gas reforming）、微粒產生、電漿焊接、切割及冶金的高溫電漿放電操作。
在下文中，電漿產生單元200或電漿產生裝置可被解釋為實行上述低溫電漿放電或高溫電漿放電的設備。
電漿產生單元200可產生晶種電荷，以產生電漿。具體而言，當電漿產生單元200實行正常壓力電漿放電時，電漿產生單元200產生用於初始放電的晶種電荷。電漿產生單元200包括DC電極，且當向DC電極提供DC高電壓脈波時產生晶種電荷。
電漿產生單元200可實行初始放電及主放電來產生電漿。電漿產生單元200可根據電容耦合模式（模式E）實行初始放電，或者可根據電感耦合模式（模式H）實行主放電。電漿產生單元200包括包含線圈的電感耦合天線，且當RF電源被提供至電感耦合天線時可實行初始放電或主放電。
以下將闡述電漿產生單元200的詳細配置及操作。
氣體供應單元300可向電漿產生單元200供應用於電漿放電的氣體。氣體供應單元300可向電漿產生單元200供應反應性氣體或製程氣體。氣體供應單元300可供應根據電漿產生單元200或製程單元400的功能或用途選擇的氣體。
舉例而言，氣體供應單元300可向電漿產生單元200供應以下氣體中的任何一種氣體或氣體與空氣的氣體混合物：三氟化氮氣體（NF 3氣體）、氬氣（Ar氣體）、氙氣（Xe氣體）、氪氣（Kr氣體）、氮氣（N 2氣體）、氧氣（O 2氣體）、氫氣（H 2氣體）、氦氣（He氣體）、氖氣（Ne氣體）、甲矽烷氣體（SiH 4氣體）、氨氣（NH 3氣體）、磷化氫氣體（PH 3氣體）、二硼烷氣體（B 2H 6氣體）、二氯矽烷氣體（DCS氣體）、八氟環丙烯氣體（C 5F 8氣體）、四氟化碳氣體（CF 4氣體）、溴化氫氣體（HBr氣體）、氯氣（Cl 2氣體）、氙氣（Xe氣體）、氪氣（Kr氣體）、六氟化硫氣體（SF 6氣體）及甲烷氣體（CH 4氣體）。氣體供應單元300可藉由液體前驅物（例如四乙基正矽酸鹽（tetra-ethyl-ortho-silicate，TEOS）、四(乙基甲基氨基)鋯（Tetrakis (ethylmethylamino) zirconium）、三甲基鋁及六甲基二矽氧烷）向電漿產生單元供應氣體。
製程單元400可在電漿放電之前或之後實行製程。製程單元可藉由電漿產生單元200產生的電漿來實行目的製程。作為另外一種選擇，製程單元400可將藉由實行目的製程產生的材料傳送至電漿產生單元。
以下可為目的製程：藉由表面及電漿離子/自由基的碰撞移除待處理材料的表面上的精細油膜的清潔製程；根據製程使用反應性蝕刻氣體產生電漿且使用電漿選擇性地移除材料的蝕刻製程；注入適合於此目的的沈積氣體及用於電漿放電的附加氣體且在表面上沈積材料的沈積製程；使用電漿改變表面的特性的改性製程；以及藉由電漿放電分解目標材料的材料分解製程。
製程單元400可實行與半導體基板的處理相關的目的操作。舉例而言，製程單元400可自電漿產生單元接收活性種類物（例如，氫活性種類物）且可在製程腔室內部實行清潔的製程。
製程單元400可包括：製程腔室；基板固持器，設置於製程腔室內部，且待處理的半導體基板（例如，矽半導體基板）位於所述基板固持器處；噴淋頭（shower head），位於基板固持器上方且用於將基板處理材料供應至製程腔室中；及/或真空泵，用於自製程腔室排出空氣。
電漿產生系統可被達成為使得製程單元400藉由電漿產生單元產生的電漿來實行目的製程，或者因製程單元400的目的製程而生成的副產物由電漿產生單元200進行處理。圖2是示出根據若干實施例的電漿產生系統的圖。
參照圖2的(a)，根據實施例的電漿產生系統可包括製程單元401及對製程單元401產生的材料進行處理的電漿產生單元201。舉例而言，參照圖2的(a)，電漿產生系統可包括氣體洗滌器裝置。製程單元401是實行半導體製造製程的裝置。電漿產生單元201可實行對製程單元401的半導體製造製程中產生的持久性氣體（例如六氟化硫（SF 6）、四氟化碳（CF 4）及全氟碳化物（perfluorocarbon，PFC）氣體）的處理。
參照圖2的(b)，根據實施例的電漿產生系統可包括：電漿產生單元202，產生活性種類物且將活性種類物供應至製程單元402；以及製程單元402，使用活性種類物實行製程。舉例而言，電漿產生單元202可藉由例如NF 3、H 2、N 2、O 2、C 3F 8、CF 4、Cl 2、SiH 4等氣體的電漿放電來產生活性種類物。製程單元402可藉由電漿產生單元202產生的活性種類物來實行操作，例如乾式蝕刻、電漿增強型化學氣相沈積（plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD）、物理氣相沈積（physical vapor deposition，PVD）、灰化及清潔。 2.電漿產生裝置 2.1電漿產生裝置的概述
在下文中，將闡述以多個共振頻率共振以實行電漿放電的電漿產生裝置。
根據實施例，電漿產生裝置可包括具有不同阻抗的多個模組。當以對應於相應模組的共振頻率供應電源時，電漿產生裝置以對應於相應模組的共振頻率共振。舉例而言，電漿產生裝置可包括具有第一阻抗的第一模組及具有第二阻抗的第二模組，且可以對應於第一模組的第一頻率及對應於第二模組的第二頻率共振。
根據實施例，電漿產生裝置可根據所施加電源的頻率來實行不同的功能。舉例而言，當以第一頻率供應電源時，電漿產生裝置實行促進電漿的初始產生的初始放電。作為另外一種選擇，當以與第一頻率不同的第二頻率供應電源時，電漿產生裝置實行持續產生並維持電漿的主放電。
電漿產生裝置可被配置成使得被提供電源的構成要素（constituent）根據所施加的電源的頻率而變化。當以第一頻率供應電源時，電漿產生裝置向第一模組供應較第二模組多的電源。當以第二頻率供應電源時，電漿產生裝置向第二模組供應較第一模組多的電源。
在下文中，將闡述根據若干實施例的電漿產生裝置，所述電漿產生裝置包括上述電源供應單元及電漿產生單元。 2.2電漿產生裝置的配置 2.2.1概述
圖3是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖3，根據實施例的電漿產生裝置可包括：RF電源101，能夠改變頻率；以及電漿產生單元，自RF電源101接收電源且產生電漿。參照圖3，電漿產生單元可包括：介電管210；氣體管（211、213），位於介電管210內部；以及天線模組220，接近介電管210設置，自RF電源101接收電源，形成感應電場且在介電管210內部產生電漿。電漿產生裝置可更包括輔燃氣體供應噴嘴（auxiliary gas supply nozzle）250。
RF電源101可改變可變頻率範圍內的驅動頻率。RF電源101可具有幾百千赫茲至幾十百萬赫茲的可變頻率範圍及/或幾十千瓦或更大的電源。舉例而言，RF電源101可為以介於100千赫茲至5百萬赫茲的範圍內的頻率提供電源的交流（alternating current，AC）電源。
根據實施例，可根據天線模組的形狀而不同地施加RF電源101的頻率。舉例而言，RF電源的頻率可根據天線模組中所包括的電容器的間隔而變化。舉例而言，根據天線模組中所包括的電容器的間隔，可使用具有幾百萬赫茲或幾十百萬赫茲的最大頻率的RF電源。
RF電源101可藉由改變驅動頻率來實行阻抗匹配。RF電源101可將驅動頻率改變成使得電漿產生單元在共振狀態下進行操作。
RF電源101可包括：整流器，將商用AC電源轉換成DC電源；控制器，藉由提供切換訊號來控制驅動頻率及電源；以及反相器，基於控制器的切換訊號將DC電源轉換成RF電源。
介電管210可以圓柱管的形式提供。介電管210的外徑可為幾公分至幾十公分。介電管210的內徑可較其外徑小幾毫米至幾公分。
介電管210可為介電管。介電管210可由非導電材料（例如陶瓷（例如，氧化鋁或AlN）、藍寶石及石英）製成。
介電管210可提供電漿位於其中的放電區。可對介電管210的內部壓力與外部壓力進行不同的調整。根據需要，將介電管210的內部壓力調整至相當於真空的超低壓力，或者調整至等於或高於大氣壓力的正常壓力的幾毫托的低壓力。
氣體管211、213可提供用於向介電管210及介電管210的內部提供氣體的路徑。氣體管211、213可抑制電漿與介電管210的內壁接觸且可確保電漿穩定性。
氣體管211、213的數目可為一或多個。氣體管可包括第一氣體管211及第二氣體管213。第一氣體管211與第二氣體管213可具有同心結構。第一氣體管211可為第一氣體（例如，用於反應的氣體，例如甲烷氣體）提供輸入路徑。第二氣體管213可為具有與第一氣體的組成物不同的組成物的第二氣體（例如，含有二氧化碳作為主要成分的氣體）提供輸入路徑。
第一氣體管211及第二氣體管213可提供渦流（swirl flow）。舉例而言，第一氣體管211可提供內部渦流，且第二氣體管213可提供外部渦流。
天線模組220可自RF電源101接收電源且可在介電管210內部感應電漿放電。天線模組220可自RF電源101接收AC電源且可在介電管210內部產生電感耦合電漿。將使用以下電極擊穿來闡述天線模組220的更詳細的實例。
輔燃氣體供應噴嘴250可將輔燃氣體供應至介電管210中。輔燃氣體供應噴嘴250可被定位成靠近面對介電管210的端部的另一端部，氣體藉由所述另一端部輸入。輔燃氣體供應噴嘴250可接近介電管210設置且可設置於天線模組220與氣體排放孔（介電管210的出口）之間。
電漿產生裝置可更包括安全性殼體190，以用於確保防護介電管210及天線模組220並阻擋外部影響的安全性。 2.2.2 DC電源及電極
根據實施例的電漿產生裝置可包括：DC電源，用於施加DC高電壓；以及DC電極（點火電極），用於在施加DC高電壓時在介電管內部引起電容耦合電漿放電。具體而言，在用於正常壓力電漿放電的電漿產生裝置的情形中，電感耦合電漿放電可較低壓力電漿放電困難，但使用點火電極提供晶種電荷，進而輔助初始放電且改善放電穩定性。
電漿產生裝置可包括一或多個放電電極，所述一或多個放電電極在介電管內部引起放電。電漿產生裝置可向放電電極施加DC電壓，以在介電管內部引起電容耦合放電，例如局部流光放電（local streamer discharge）。電漿產生裝置可藉由向放電電極施加DC電壓而在介電管內部提供晶種電荷。
圖4是示出根據實施例的放電電極的圖。
參照圖4的(a)，根據實施例的電漿產生裝置可包括一或多個電極，所述一或多個電極被定位成接近引起電漿放電的天線模組220且連接至DC電源。電漿產生裝置可包括：第一電極231，位於天線模組220上方；以及第二電極233，位於天線模組220下方。
參照圖4的(b)，電漿產生裝置可包括：第一電極231，位於介電管的外表面處且位於天線模組220的感應線圈221上方；以及第二電極233，被設置成環繞介電管的外表面且位於感應線圈221下方。參照圖4B，第一電極231可具有四邊形板的形狀。第二電極233可具有字母「C」的形狀。作為另外一種選擇，第二電極233可包括多個狹縫。為防止渦電流（eddy current）由於感應線圈形成的感應電場E1及E2的影響而流經第二電極233，第二電極233可具有不完全環繞介電管的外壁的開迴路結構（open loop structure）。
DC電源可向第一電極231施加正高電壓且可向第二電極233施加負高電壓。當藉由DC電源在第一電極231與第二電極233之間施加高電壓脈波時，在第一電極231與第二電極233之間發生電容耦合電漿放電（例如垂直流光放電）。
圖5是示出根據實施例的電源的圖。
參照圖5的(a)，DC電源可包括：AC-DC轉換器111，將商用AC電源轉換成DC電壓；高電壓脈波產生器113，藉由DC電壓產生正DC高電壓脈波；以及控制器112，控制高電壓脈波產生器。
圖5的(b)是示出圖5的(a)中所示的高電壓脈波產生器的實施例的圖。
參照圖5的(b)，根據實施例的高電壓脈波產生器113可包括：第一變壓器113a，包括自AC-DC轉換器獲取DC電壓的初級線圈及產生正DC高電壓脈波的次級線圈；第一電源電晶體113b，連接至第一變壓器113a的初級線圈；第二變壓器113c，包括自AD-DC轉換器獲取DC電壓的初級線圈及產生負DC高電壓脈波的次級線圈；以及第二電源電晶體113d，連接至第二變壓器的初級線圈。控制器112可控制第一電晶體113b的閘極及第二電晶體113d的閘極。第一變壓器113a的次級線圈的一個端部接地且第一變壓器113a的次級線圈的另一端部可輸出正DC高電壓脈波Vo1。第二變壓器113c的次級線圈的一個端部接地且第二變壓器113c的次級線圈的另一端部可輸出負DC高電壓脈波Vo2。
DC電壓Vin可為12伏特至24伏特的DC電源。控制器112可以使第一電源電晶體113b及第二電源電晶體113d的導通時間與重複頻率同步的方式來實行控制。DC高電壓脈波的電壓可為幾十千伏特，例如10千伏特至50千伏特。DC高電壓脈波的重複頻率可為幾千赫茲至幾十千赫茲（例如10千赫茲至100千赫茲）。
圖6是示出根據另一實施例的放電電極的圖。
參照圖6的(a)，根據實施例的電漿產生裝置可包括電極231，電極231被定位成接近引起電漿放電的天線模組220且連接至DC電源110。
電漿產生裝置可藉由DC電源110向電極231施加高電壓，且可引起電極231與附近物體（例如，位於介電管內部/外部的金屬物體）之間的電容耦合放電。電漿產生裝置可藉由DC電源110向電極231施加高電壓，且可在電極231與位於介電管內部並接地的氣體管211之間引起電容耦合放電。電漿產生裝置可在氣體管211與電極231之間引起放電，以提供晶種電荷。
參照圖6的(b)，電漿產生裝置可包括電極231，電極231位於介電管的外表面處且位於天線模組220的感應線圈221上方。電極231可具有四邊形板的形狀。電漿產生裝置藉由DC電源向位於介電管的外表面處且具有四邊形板的形狀的電極231施加正高電壓，使得在電極231與位於介電管內部並接地的氣體管211之間感應放電。當藉由DC電源向電極231施加高電壓脈波時，在電極231與氣體管211之間發生電容耦合電漿放電（例如流光放電）。
圖7的(a)是示出根據實施例的電源的圖。圖7的(b)是示出圖7的(a)中所示的高電壓脈波產生器的實施例的圖。除非另外特別闡述，否則對於圖7的(a)及(b)中的電源及高電壓脈波產生器，可相似地應用參照圖5闡述的內容。
參照圖7的(b)，根據實施例的高電壓脈波產生器113可包括：變壓器113e，包括自AC-DC轉換器獲取DC電壓的初級線圈及產生正DC高電壓脈波的次級線圈；以及電晶體113f，連接至變壓器113e的初級線圈。控制器112可控制電晶體113e的閘極。變壓器113f的次級線圈的一個端部接地且變壓器113f的次級線圈的另一端部可輸出正DC高電壓脈波Vout。 2.2.3感應電極
一種電漿產生裝置可包括一或多個感應電極，所述一或多個感應電極在介電管內部引起放電。電漿產生裝置可包括一或多個天線模組，當自RF電源供應電源時，所述一或多個天線模組引起電感耦合電漿放電。天線模組可端視天線模組的形式及輸入電源訊號的頻率而不同地進行操作。在下文中，將闡述根據若干實施例的天線模組。 2.2.3.1第一類型的天線模組
圖8是示出根據實施例的天線模組的形式的圖。參照圖8，根據實施例的天線模組223可包括第一電容器223a、感應線圈223b及第二電容器223c。
第一電容器223a可連接於感應線圈223b的一個端部與RF電源之間，且第二電容器223c可連接於感應線圈223b的另一端部與RF電源之間。第一電容器223a與第二電容器223c可具有相同的電容。
感應線圈223b可位於第一電容器223a與第二電容器223c之間。感應線圈223b可為具有多層式結構的螺線管線圈。感應線圈223b可為在介電管的外表面周圍纏繞多次及以多層纏繞的螺線管線圈。可對構成感應線圈223b的單元匝進行纏繞以形成磁場，所述磁場因應於AC電源而在介電管內部相長干涉。感應線圈223b可為在一個方向上在介電管的外表面周圍纏繞多次的螺線管線圈。
感應線圈223b可為密集纏繞的螺線管線圈，使得每單位長度的介電管的繞組的數目最大化。儘管在圖5中簡要示出，然而感應線圈223b可為具有較圖8中所示繞組大的數目的繞組的螺線管線圈。舉例而言，感應線圈223b可具有三層式結構，所述三層式結構包括連接至彼此的內部螺線管線圈、中間螺線管線圈及外部螺線管線圈。
感應線圈223b可具有導管的形式，冷卻媒體流經所述導管。感應線圈223b可被設置成銅導管。感應線圈223b的橫截面可為圓形形狀或四邊形形狀。
第一電容器223a、感應線圈223b及第二電容器223c串聯連接至彼此且可以第一頻率共振。第一頻率可由第一電容器223a及第二電容器223c中的每一者的電容C1以及感應線圈223b的電感L1確定。
圖9是示出在圖8中所示的天線模組的共振頻率下的操作的圖。
參照圖9，天線模組可以由第一電容器223a及第二電容器223c中的每一者的電容C1以及感應線圈223b的電感L1確定的第一頻率共振。當以第一頻率供應電源時，第一電容器223a及第二電容器223c感應到與感應線圈223b相反的電壓降，使得感應到的感應線圈223b的所述兩個端部的電壓Va的大小被最小化。
在共振狀態下，第一電容器223a及第二電容器223c可抵消感應線圈223b的電抗。電漿產生裝置以第一頻率向天線模組供應電源，使得感應線圈223b的電抗被第一電容器223a及第二電容器223c抵消，進而實行阻抗匹配。第一電容器223a與第二電容器223c可相對於感應線圈223b對稱地設置，以減小施加至感應線圈223b的所述兩個端部的電壓。 2.2.3.2第二類型的天線模組
圖10是示出根據若干實施例的天線模組的形式的圖。圖10的(a)、(b)及(c)是示出每單位長度的介電管的具有不同匝數的感應線圈的天線模組的圖。圖10的(a)、(b)及(c)中所示的天線模組可具有不同的放電特性。
電漿產生裝置可具有以下特性：其中每單位長度的介電管的天線模組的感應線圈的匝數越小，能量損耗越小且放電窗口越窄。電漿產生裝置可具有以下特性：其中每單位長度的介電管的天線模組的感應線圈的匝數越大，放電窗口越寬，在維持放電方面越有利且能量損耗越大。
參照圖10的(a)，天線模組235可包括：單元線圈235b，每一層纏繞有一個匝；以及層間電容器235a，對相應層的單元線圈進行連接。圖10的(a)中所示的12*1個匝的天線模組235可被配置成使得所有天線單元匝靠近介電管的外表面。圖10的(a)中所示的天線模組235可具有小的每單位長度的匝數（N/L），且因此具有相對低的放電效率、低能量損耗及相對高的製程效能。
參照圖10的(b)，天線模組237可包括：單元線圈237b，每一層纏繞有兩個匝；以及層間電容器237a，對相應層的單元線圈進行連接。圖10的(b)中所示的6*2個匝的天線模組237可具有較圖10的(a)所示天線模組235大的每單位長度的匝數（N/L）。圖10的(b)中所示的天線模組237可具有較圖10的(a)所示天線模組235高的放電效率。放電效率可與每單位長度的匝數（N/L）成正比。舉例而言，圖10的(b)中所示的天線模組237可具有圖10的(a)所示天線模組235的放電效率的兩倍。
參照圖10的(c)，天線模組239可包括：單元線圈239b，每一層纏繞有三個匝；以及層間電容器239a，對相應層的單元線圈進行連接。天線模組239可具有較圖10的(a)及(b)所示天線模組235及237大的每單位長度的匝數（N/L），且可具有較圖10的(a)及(b)所示天線模組235及237高的放電效率。相較於圖10的(a)及(b)所示天線模組235及237，天線模組239可具有在難以放電的氣體條件下容易維持放電的特性。
圖10的(a)、(b)及(c)中所示的天線模組可具有不同的電感。(a)所示天線模組235可具有第一電感，(b)所示天線模組237可具有第二電感，且(c)所示天線模組239可具有第三電感。第二電感可大於第一電感且第三電感可大於第二電感。
圖11是示出在圖11的(c)中所示的天線模組的共振頻率下的操作的圖。在下文中，將參照圖11闡述圖11的(c)中所示的天線模組的共振頻率下的電壓分佈。
參照圖11，根據實施例的天線模組可包括：多個單元線圈239b；層間電容器239a，設置於所述多個單元線圈之間；以及終端電容器239c，分別連接至分別位於未示出的上級與下級處的單元線圈。
天線模組可以由層間電容器239a的電容、單元線圈239b的電感及終端電容器239c的電容確定的第二頻率共振。
為將施加至單元線圈239b的電壓最小化，可將終端電容器239c的電容確定為層間電容器239a的電容的兩倍。在本文中，天線模組可以由層間電容器239a的電容C2、單元線圈239b的電感L2及終端電容器239c的電容2*C2確定的第二頻率共振。參照圖11，示出層間電容器239a中的每一者是各自具有2*C2的電容的成對虛電容器（imaginary capacitor）的串聯連接。
在共振狀態下，多個層間電容器239a及終端電容器239c可減小施加至單元線圈239b的端部的電壓。當以第二頻率向天線模組供應電源時，層間電容器239a及終端電容器239c感應到與感應線圈239b相反的電壓降，使得感應到的感應線圈239b的所述兩個端部的電壓Vb的大小被最小化。
層間電容器239a及終端電容器239c可抵消感應線圈239b的電抗。電漿產生裝置以第二頻率向天線模組供應電源，使得感應線圈239b的電抗被層間電容器239a及終端電容器239c抵消，進而實行阻抗匹配。終端電容器239c可相對於感應線圈239b對稱地設置，以減小施加至感應線圈239b的所述兩個端部的電壓。層間電容器239a可設置於感應線圈239b的層中的每一者之間，以藉由將單元感應線圈239b之間的層間電壓差最小化來防止電容耦合。
由於感應線圈239b的電抗被層間電容器239a及/或終端電容器239c抵消，因此相應單元線圈239b處的電壓可具有對應的關係。舉例而言，在共振狀態下，單元線圈239b的一個端部與另一端部之間的電壓可對應於另一單元線圈239b的一個端部與另一端部之間的電壓。單元線圈239b的一個端部處的電位可對應於另一單元線圈239b的一個端部處的電位。
作為具體實例，天線模組可包括：第一單元線圈（或單元匝），具有第一端部及第二端部；第一層間電容器，串聯連接至第一單元線圈的第二端部；以及第二單元線圈，具有第一端部及第二端部，其中第二單元線圈的第一端部串聯連接至第一層間電容器。當天線模組處於共振狀態下時，第一單元線圈的第一端部處的電位對應於第二單元線圈的第一端部處的電位。當天線模組處於共振狀態下時，第一單元線圈的第一端部與第二端部之間的電壓對應於第二單元線圈的第一端部與第二端部之間的電位。當天線模組處於共振狀態下時，第一單元線圈的第一端部與第二端部之間的電壓對應於第一單元線圈的第一端部與第二單元線圈的第二端部之間的電壓。
圖12是示出圖11的（c）中所示的天線模組的結構的圖。根據實施例的天線模組可包括多個單元線圈239b以及設置於所述多個單元線圈之間的層間電容器239c。圖12示出根據實施例的天線模組的單元線圈239b。
單元線圈239b可包括多個匝TU1、TU2及TU3。單元線圈239b可包括：第一端子TE1；第一匝TU1，連接至第一端子TE1；第一突出部PR1，連接至第一匝TU1；第二匝TU2，連接至第一突出部PR1；第二突出部PR2，連接至第二匝TU2；第三匝TU3，連接至第二突出部PR2；以及第二端子TE2，連接至第三匝TU3。
單元線圈239b可具有在一個方向（x軸線方向，參見圖12）上敞開的敞開部。單元線圈239b的第一端子TE1及第二端子TE2可界定在一個方向上敞開的敞開部。
匝TU1、TU2及TU3可設置於同一平面上。匝TU1、TU2及TU3中的每一者可具有預定的中心角度。每一匝的中心角度可等於或大於270度。匝TU1、TU2及TU3可被設置成具有同一中心軸線且可具有不同的半徑。
突出部PR1及PR2中的每一者對具有不同半徑的匝進行連接且可以字母「U」的形狀設置。第一突出部PR1可將第一匝TU1的一個端部連接至第二匝TU2的一個端部。
第一端子TE1或第二端子TE2可連接至層間電容器239c或終端電容器239a。舉例而言，第一端子TE1可連接至終端電容器239a且第二端子TE2可連接至層間電容器239c。
同時，天線模組可包括多個單元線圈239b。所述多個單元線圈可圍繞介電管的中心軸線設置。舉例而言，可將第一單元線圈設置成使得突出部PR相對於介電管的中心軸線在第一方向上突出。可將第二單元線圈設置成使得突出部PR相對於介電管的中心軸線在第二方向上突出。第一方向與第二方向可相對於介電管的中心軸線形成預定角度。舉例而言，預定角度可為90度。
圖13是示出根據實施例的RF電源的方塊圖。參照圖13，根據實施例的RF電源供應器100可包括AC電源1100、電源供應裝置1200及負載1400。
AC電源1100可為在家庭或工業場所使用的60赫茲的典型電源。負載1400可為在家庭或工業場所使用的電氣或電子裝置。負載1400可為本揭露中闡述的電漿產生裝置。
電源供應裝置1200可將第一AC電源轉換成第二AC電源且可將第二AC電源供應至負載1400。舉例而言，第二AC電源可具有幾百千赫茲至幾十百萬赫茲的驅動頻率且可提供幾千瓦或更大的電源。電源供應裝置1200可包括整流器1210、電容器1220、反相器1230、阻抗匹配電路1300及控制器1250。
整流器1210可將AC電源1100的輸出轉換成DC電源。整流器1210可在接地節點GND與電源節點VP之間供應DC電源。電容器1220可連接於電源節點VP與接地節點GND之間。電容器1220可將傳送至電源節點VP的AC分量放電至接地節點GND。
反相器1230可自電源節點VP及接地節點GND接收DC電源。反相器1230可自控制器1250接收切換訊號SW。反相器1230可因應於切換訊號SW將DC電源轉換成第二AC電源。可藉由阻抗匹配電路1300將第二AC電源供應至負載1400。阻抗匹配電路1300可為負載1400的阻抗提供阻抗匹配。
控制器1250可將切換訊號SW傳送至反相器1230。控制器1250可控制切換訊號SW，使得反相器1230將DC電源轉換成第二AC電源。控制器1250可控制切換訊號SW，使得對自反相器1230供應至負載1400的電源的量進行調整。 3.電漿產生裝置的操作及控制方法
根據本揭露的實施例，提供一種具有多種放電模式且用於在相應的模式下實行不同特性的電漿放電的電漿產生裝置。
舉例而言，電漿產生裝置可具有：第一放電模式，具有低能量損耗；以及第二放電模式，用於排放更難排放的氣體。另外，例如，電漿產生裝置可具有：第一放電模式，有利於電漿的初始放電；以及第二放電模式，有利於具有高能量效率的主放電。
根據需要，電漿產生裝置可藉由切換具有不同特性的一或多個天線來改變電漿放電模式。可以較電路的物理切換廣泛的意義來解釋天線的切換。舉例而言，電漿產生裝置可選擇性地將傳送的電源的頻率施加至多個天線模組且可改變進行主要操作的天線模組，進而切換天線。作為另外一種選擇，根據需要，電漿產生裝置藉由不同的電源模組或以不同的驅動頻率提供電源來改變天線模組的放電特性，進而切換天線。
根據本揭露，提供一種能夠在更多樣的環境中進行操作且具有更寬的操作窗口的電漿產生裝置。根據本揭露，提供一種電漿產生裝置，即使當在天線處量測的阻抗發生改變時所述電漿產生裝置仍能夠在各種放電條件（氣體類型、流動速率、壓力及RF電源）下實行電漿放電。根據本揭露，在電漿產生裝置包括單個天線模組或單個電源模組的情形中，可擴展由除天線之外的組件的特性限制的預定匹配範圍或放電範圍。 3.1一個天線的情形 3.1.1一個天線的情形中的電漿產生製程
圖14是示出在其中電漿產生裝置包括一個天線模組220及RF電源供應器120的情形中的電漿放電製程的圖。RF電源供應器120可包括一或多個電源模組。RF電源供應器120可包括具有不同的輸出頻帶的一或多個電源模組。
在下文中，將參照圖14闡述在一個天線模組的情形中的模式改變電漿放電製程。
參照圖14，在其中電漿產生裝置包括一個天線模組220及一個變頻RF電源供應器120的情形中，使用變頻電源供應器120來改變提供至天線模組220的電源訊號的頻率，進而改變放電模式。
參照圖14的(a)，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置藉由電源供應器120向天線模組220傳送具有第一頻率f1的電源訊號且在介電管內部感應電漿放電。
當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在介電管內部形成第一電場。第一電場可為與介電管的軸線方向平行的垂直方向上的電場或者可為與介電管的圓周方向平行的方位角方向上的電場。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至天線模組220且在垂直方向上形成電場E1。電漿產生裝置可藉由天線模組220在垂直方向上形成電場E1且可在介電管內部感應電容耦合電漿的產生。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在介電管內部感應電容耦合電漿的產生。當操作模式是第一模式時，在電漿產生裝置的介電管內部感應的電漿放電主要是電容耦合電漿放電或由電容耦合模式（E模式）引起的放電。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至天線模組220且在方位角方向上形成電場E2。電漿產生裝置可藉由天線模組220在方位角方向上形成電場E2且可在介電管內部感應電感耦合電漿的產生。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在方位角方向上形成具有第一強度的電場E2。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在介電管內部感應電感耦合電漿的產生。當操作模式是第一模式時，在電漿產生裝置的介電管內部感應的電漿放電主要是電感耦合電漿放電或由電感耦合模式（H模式）引起的放電。
參照圖14的(b)，當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置藉由電源供應器120將具有第二頻率f2的電源訊號傳送至天線模組220且在介電管內部感應電漿放電。第二頻率f2與第一頻率f1可不同。第二頻率f2可與第一頻率f1相差特定值或更大值。第二頻率f2可較第一頻率f1高或低特定值或更大值（例如，0.2百萬赫茲）。
當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置將第二頻率f2的電源訊號傳送至天線模組220且在方位角方向上感應電場E3。電漿產生裝置可藉由天線模組220在方位角方向上形成電場E3且可在介電管內部感應電感耦合電漿放電的產生。當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置在方位角方向上形成具有第二強度的電場E3。第二強度可高於或低於第一模式下的方位角方向上的電場E2的強度。
當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置在介電管內部感應電感耦合電漿放電。當操作模式是第二模式時，在電漿產生裝置的介電管內部感應的電漿放電主要是電感耦合電漿放電或由電感耦合模式（H模式）引起的放電。
圖15是示出分別針對流經天線模組的電流、天線模組的兩個端部處的電壓、單元線圈的兩個端部處的電壓及電源訊號的頻率改變電漿放電模式的圖。在圖15中，電流曲線圖及電壓曲線圖示出大小。
在下文中，關於圖15，針對其中如圖10中所示天線模組220包括構成單元層的單元線圈及設置於單元線圈之間的層間電容器的情形給出說明。
參照圖15，當電漿產生裝置在第一模式下進行操作時，電源供應器120向天線模組220提供具有第一頻率f1的電源訊號且第一電流I1流經天線模組。
當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，天線模組中所包括的感應線圈的兩個端部處的電壓是第一電壓V1。當操作模式是第一模式時，構成天線模組中所包括的感應線圈的單元線圈（構成單元層的線圈）的兩個端部處的電壓是第三電壓V3。
參照圖15，當電漿產生裝置在第二模式下進行操作時，電源供應器120向天線模組220提供具有第二頻率f2的電源訊號且第二電流I2流經天線模組。
當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，感應線圈的兩個端部處的電壓是第二電壓V2。當操作模式是第二模式時，構成天線模組中所包括的感應線圈的單元線圈的相對的端部處的電壓是第四電壓V4。
第二頻率f2可低於第一頻率f1。當第二頻率f2低於第一頻率f1時，第二電流I2大於第一電流I1。當第二頻率f2低於第一頻率f1時，第二電壓V2低於第一電壓V1。當第二頻率f2低於第一頻率f1時，第三電壓V3高於第四電壓V4。
當操作模式是第二模式時，天線模組220的線圈的兩個端部處的電壓V2低於在第一模式下天線模組的線圈的兩個端部處的電壓V1。當操作模式是第二模式時，天線模組具有相較於在第一模式下具有更高能量效率的放電特性。
第二頻率可為天線模組220的共振頻率。當將操作模式改變成第二模式時，天線模組220以具有匹配的阻抗的第二頻率共振。
同時，根據實施例，電漿放電狀態可隨時間改變。電漿產生裝置的操作模式可根據電漿放電狀態的改變而改變。舉例而言，在其中電漿產生裝置具有有利於電漿的初始放電的第一放電模式及有利於具有高能量效率的主放電的第二放電模式的情形中，電漿產生裝置的操作模式可根據電漿放電狀態的改變而改變。
舉例而言，可主要藉由電容耦合模式來實行根據第一模式的電漿放電。之後，當藉由電容耦合模式充分產生電漿時，在介電管內部形成作為方位角方向上的感應電場的第二電場E2。當形成第二電場E2時，實行電感耦合電漿放電或藉由電感耦合模式（H模式）產生電漿。
電漿產生裝置可因應於電漿放電狀態的改變而改變操作模式。參照圖14的(a)，電漿產生裝置可藉由電源供應器120將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至天線模組220且可因應於電漿放電狀態的轉變而改變操作模式。
電漿產生裝置可偵測電漿放電的改變。
電漿產生裝置可包括感測器裝置，所述感測器裝置獲取流經天線模組220的電流及/或施加至天線模組220的所述兩個端部的電壓。電漿產生裝置可獲取流經天線模組220的電流及/或施加至天線模組220的線圈的兩個端部的電壓，可獲取電漿放電狀態的改變，且可改變電源供應器120的驅動頻率及/或操作模式。
電漿產生裝置可包括感測器裝置，所述感測器裝置自參照圖13闡述的RF電源供應器獲取電壓或電流訊號的改變。舉例而言，電漿產生裝置可包括感測器裝置，所述感測器裝置獲取施加至圖13所示電源供應裝置1200的電容器1220的所述兩個端部的電壓（VP與GND之間的電壓）及/或流向反相器的電流（自VP流向反相器的電流）。電漿產生裝置可基於自上述RF電源供應器獲取的電壓或電流訊號的改變來獲取放電狀態的改變。
當改變電漿放電狀態時，流經天線模組220的電流及/或施加至天線模組220的所述兩個端部的電壓發生改變。舉例而言，當主電漿放電狀態自電容耦合電漿放電改變成電感耦合電漿放電時，流經天線模組220的電流及/或施加至天線模組220的所述兩個端部的電壓會減小。
因應於流經天線模組220的電流及/或施加至天線模組220的所述兩個端部的電壓的減小，電漿產生裝置可將操作模式改變成第二模式。
根據實施例，由電漿產生裝置引起的電漿放電狀態可具有電容耦合模式、轉變模式及電感耦合模式。當電漿產生裝置在第一模式下進行操作時，電漿放電狀態自電容耦合模式轉變成轉變模式。當電漿放電狀態轉變成轉變模式時，電漿產生裝置的操作模式自第一模式改變成第二模式。當操作模式改變成第二模式時，電漿放電狀態自轉變模式轉變成電感耦合模式。
作為另外一種選擇，電漿放電狀態可具有第一電感耦合模式及第二電感耦合模式。隨著電漿產生裝置的操作模式自第一模式改變成第二模式，電漿放電狀態自第一電感耦合電漿放電改變成第二電感耦合電漿放電。
圖16是示出根據實施例的電漿產生裝置中端視操作模式的改變而定的電壓改變的圖。圖16是示出根據實施例的電漿產生裝置中端視天線模組的線圈中的位置而定的電壓分佈的圖。在下文中，將參照圖14至圖16闡述根據操作模式的改變的天線模組的所述兩個端部處的電壓的改變及單元線圈的所述兩個端部處的電壓的改變。
圖16中所示的電壓分佈是針對如圖10的(c)中所示的天線模組的情形來闡述，其中天線模組包括：四個單元感應線圈，設置於不同平面上；以及層間電容器，設置於感應線圈之間。
圖16的(a)是示出當根據實施例的電漿產生裝置處於第一模式下時端視根據實施例的天線模組中的位置而定的電壓分佈的圖。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置使用第一頻率作為驅動頻率。
參照圖16的(a)，當根據實施例的電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，總長度為Lt的天線模組的兩個端部之間的電壓是第一電壓V1。當操作模式是第一模式時，藉由單元線圈之間的層間電容器的感應線圈電抗抵消被最小化。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置以第一頻率的驅動頻率進行操作，使得電抗抵消被最小化，感應線圈的兩個端部處的電壓被最大化，且感應到電容耦合電漿放電。較佳地，構成總長度為Lt的天線模組的單元線圈中的每一者的兩個端部處的電壓可為藉由將天線模組的所述兩個端部處的電壓除以單元線圈的數目而獲取的值。
然而，層間電容器的電抗的影響可能不會被完全消除。換言之，為方便起見，圖16示出感應線圈中連續出現電壓上升（或下降），但感應線圈電抗的至少一部分可被單元線圈之間的層間電容器抵消。亦即，第一模式下的電壓分佈可能表現為相似於圖16的(b)所示電壓分佈。
圖16的(b)是示出當以處於第一頻率與第二頻率之間的頻率驅動根據實施例的電漿產生裝置時端視天線模組中的位置而定的電壓分佈的圖。
參照圖16的(b)，當電漿產生裝置處於第一模式與第二模式之間的暫態下時，或者當電漿產生裝置具有處於第一頻率與第二頻率之間的驅動頻率時，總長度為Lt的天線模組的兩個端部之間的電壓低於第一電壓V1。在暫態下，感應線圈電抗的至少一部分可被單元線圈之間的層間電容器抵消，且所述兩個端部處的電壓可低於第一電壓V1。
當操作模式是第一模式時，藉由單元線圈之間的層間電容器的感應線圈電抗抵消被最小化。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置以第一頻率的驅動頻率進行操作，使得電抗抵消被最小化，感應線圈的兩個端部處的電壓被最大化，且感應到電容耦合電漿放電。
圖16的(c)是示出當根據實施例的電漿產生裝置處於第二模式下時端視感應線圈中的位置而定的電壓分佈的圖。當操作模式是第二模式時，驅動頻率是第二頻率且天線模組在具有匹配的阻抗的第二頻率下處於共振狀態。根據實施例，電漿產生裝置可因應於電漿放電狀態改變成轉變模式而將操作模式改變成第二模式。
參照圖16的(c)，當根據實施例的電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，總長度為Lt的天線模組的兩個端部之間的電壓是第二電壓V2。第二電壓V2可低於第一電壓V1。
當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，天線模組的層間電容器抵消天線模組的所述兩個端部處的電壓上升（或下降）。當操作模式是第二模式時，感應線圈的兩個端部處的電壓被最小化。當操作模式是第二模式時，構成天線模組的層間電容器及終端電容器抵消感應線圈的電抗。當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置以第二頻率的驅動頻率進行操作，使得感應線圈的兩個端部處的電壓被最大化且感應到電感耦合電漿放電。
參照圖16的(c)，當根據實施例的電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，總長度為Lt的天線模組的兩個端部之間的電壓是第二電壓V2。較佳地，構成天線模組的單元線圈的兩個端部處的電壓可為與天線模組的兩個端部處的電壓相同的第二電壓V2。然而，由於電漿產生裝置的特性及電源頻率解析度的限制，可能難以達到完全共振狀態。在此種情形中，由於感應線圈的電抗的至少一部分未被抵消，因此第二模式下的電壓分佈可示出上升（或下降）鋸齒形狀。
同時，在以上實施例中，已針對其中操作模式因應於電漿的轉變而自第一模式改變成第二模式的情形給出說明，但可以相反的次序實行操作模式的改變。電漿產生裝置可將操作模式自參照圖14的(b)闡述的第二模式改變成參照圖14的(a)闡述的第一模式。 3.1.2一個天線及兩個反相器
根據實施例的電漿產生裝置可包括一個天線模組及一或多個RF電源模組。除非另外特別闡述，否則以下闡述的電漿產生裝置可相似於上述實施例進行操作。
RF電源模組可為具有預定輸出頻率範圍及匹配範圍的AC電源。不同的RF電源模組可能有不同的輸出頻率範圍及匹配範圍。
圖17是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖17的(a)及(b)，根據實施例的電漿產生裝置可包括第一電源模組101、第二電源模組102及天線模組201。
第一電源模組101可具有第一驅動頻率範圍。第二電源模組102可具有與第一驅動頻率範圍至少部分不同的第二驅動頻率範圍。可以第一驅動頻率範圍內的第一頻率驅動第一電源模組101。可以第二驅動頻率範圍內的第二頻率驅動第二電源模組102。
根據實施例，第一電源模組101可包括第一匹配元件。第二電源模組102可包括具有與第一匹配元件的阻抗不同的阻抗的第二匹配元件。每一匹配元件可增加每一電源模組的天線模組的電源傳輸效率。另外，每一匹配元件可用作頻帶中的濾波器，而非共振頻率。
圖18是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖18，根據實施例的電漿產生裝置可包括：第一電源模組101，包括第一電源單元P1及第一匹配元件Z1；第二電源模組102，包括第二電源單元P2及第二匹配元件Z2；以及天線模組201。
第一電源模組101可包括第一匹配元件，且第一匹配元件及天線模組201可以第一驅動頻率範圍內的第一頻率共振。第一匹配元件及天線模組201可以由第一匹配元件的阻抗及天線模組201的阻抗確定的第一頻率共振。
第二電源模組102可包括第二匹配元件，且第二匹配元件及天線模組201可以第一驅動頻率範圍內的第一頻率共振。第二匹配元件及天線模組201可以由第二匹配元件的阻抗及天線模組201的阻抗確定的第二頻率共振。
參照圖18，電漿產生裝置可更包括隔離元件130。當第一電源模組101進行操作時，隔離元件130阻擋第二電源模組102的側上的電路與第一電源模組101的側上的電路之間的訊號傳送及接收。隔離元件130的實例可包括變壓器。隔離元件130的實例可包括隔離變壓器（例如屏蔽變壓器）、絕緣變壓器及雜訊抑制變壓器（noise cut transformer）。隔離元件130的實例可包括開關。
同時，根據另一實施例，天線模組201或包括天線模組201的電漿產生裝置可包括第一匹配元件及第二匹配元件。第一匹配元件可連接於第一電源模組101與天線模組201之間，且第二匹配元件可連接於第二電源模組102與天線模組201之間。亦即，已針對其中匹配元件包括於電源模組中的情形闡述了以上實施例，但電漿產生系統可被配置成使得電漿產生裝置或天線模組包括一或多個匹配元件且每一匹配元件連接至天線模組及電源模組。
根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：藉由第一電源模組在第一模式下控制電漿產生裝置；以及藉由第二電源模組在第二模式下控制電漿產生裝置。可將以上說明應用於第一模式及第二模式。
圖19是示出根據實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。
參照圖19，根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：在步驟S110處藉由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源；以及在步驟S130處藉由第二電源模組向天線模組提供第二頻率的電源。
在步驟S110處藉由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括向天線模組提供第一頻率的電源，所述第一頻率是由設置於第一電源模組與天線模組之間的第一匹配元件的阻抗及天線模組的阻抗確定的共振頻率。在本文中，天線模組的電源分佈可表現為與圖20的(a)相關的實例。
作為另外一種選擇，在步驟S110處藉由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括向天線模組提供與由天線模組的阻抗確定的共振頻率不同的第一頻率的電源訊號。在本文中，天線模組的電源分佈可表現為與圖19的(a)及(b)相關的實例。
在步驟S110處藉由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由經由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源訊號而在介電管內部感應電容耦合電漿放電。
作為另外一種選擇，在步驟S110處藉由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由經由第一電源模組向天線模組提供第一頻率的電源訊號而藉由具有第一強度的感應電場在介電管內部感應電感耦合電漿放電。
在步驟S130處藉由第二電源模組向天線模組提供第二頻率的電源可包括向天線模組提供第二頻率的電源訊號，所述第二頻率是由設置於第二電源模組與天線模組之間的第二匹配元件的阻抗及天線模組的阻抗確定的共振頻率。在本文中，天線模組的電壓分佈可表現為與圖16的(c)相關的實例。
在步驟S130處藉由第二電源模組向天線模組提供第二頻率的電源可包括藉由經由第二電源模組向天線模組提供第二頻率的電源訊號而在介電管內部感應電感耦合電漿放電。在步驟S130處藉由第二電源模組向天線模組提供第二頻率的電源訊號可包括藉由在介電管內部形成具有第二強度的感應電場來感應電感耦合電漿放電。在步驟S130處藉由第二功率模組向天線模組提供第二頻率的功率訊號可包括藉由在介電管內部形成具有第二強度的感應電場來感應電感耦合電漿放電。第二強度可高於或低於由第一電源模組感應的電場的第一強度。
根據實施例，電漿產生裝置的控制方法可更包括獲取電源訊號的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取流經天線模組的電流的改變或天線模組的兩個端部（或構成天線模組的一些元件）處的電壓的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取上述改變且基於所述改變而控制第一電源模組及/或第二電源模組。電漿設備的控制方法可包括獲取上述改變且基於所述改變而停止第一電源模組的操作並開始第二電源模組的操作。作為另外一種選擇，電漿設備的控制方法可包括獲取上述改變且基於所述改變而停止第二電源模組的操作並開始第一電源模組的操作。 3.1.3一個天線及一個反相器
根據實施例的電漿產生裝置可包括一個天線模組及一個變頻RF電源模組。除非另外特別闡述，否則以下闡述的電漿產生裝置可相似於上述實施例進行操作。
圖20是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖20的(a)及(b)，根據實施例的電漿產生裝置可包括電源模組103及天線模組202。
RF電源模組101可為具有預定變頻範圍的AC電源。電源模組101可使用天線模組202的共振頻率作為驅動頻率來向天線模組202供應電源。
根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：藉由電源模組在第一模式下控制電漿產生裝置；以及藉由電源模組在第二模式下控制電漿產生裝置。可將以上說明應用於第一模式及第二模式。
圖21是示出根據實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。
參照圖21，根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：在步驟S210處藉由電源模組向天線模組提供第一頻率的電源；以及在步驟S230處藉由電源模組向天線模組提供第二頻率的電源。第二頻率可為天線模組的共振頻率。
在步驟S210處藉由電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括向天線模組提供與由天線模組的阻抗確定的共振頻率不同的第一頻率的電源訊號。在本文中，天線模組的電壓分佈可表現為與圖16的(a)相關的實例。
在步驟S210處藉由電源模組向天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由經由電源模組向天線模組提供第一頻率的電源訊號而在介電管內部感應電容耦合電漿放電。
在步驟S230處藉由電源模組向天線模組提供第二頻率的電源可包括向天線模組提供作為由天線模組的阻抗確定的共振頻率的第二頻率的電源訊號。在本文中，天線模組的電壓分佈可表現為與圖16的(c)（或圖16的(b)）相關的實例。
在步驟S230處藉由電源模組向天線模組提供第二頻率的電源可包括藉由經由電源模組向天線模組提供第二頻率的電源訊號而在介電管內部感應電感耦合電漿放電。
根據實施例，電漿產生裝置的控制方法可更包括獲取電源訊號的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取流經天線模組的電流的改變或天線模組的兩個端部（或構成天線模組的一些元件）處的電壓的改變且基於所獲取的改變來改變電源模組的驅動頻率。 3.1.4電漿產生裝置的實施例
根據實施例，在包括第一模式及第二模式的多種操作模式情況下，可提供用於實行電漿放電的電漿產生裝置。電漿產生裝置可包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於第一單元線圈與第二單元線圈之間第一電容器。
在電漿產生裝置中，當操作模式是第一模式時，天線模組基於具有第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電，或者當操作模式是第二模式時，天線模組基於具有第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電。在本文中，第一單元線圈及第二單元線圈具有第一電感，第一電容器具有第一電容，且第一頻率天線模組對應於根據第一電感及第一電容確定的第一共振頻率。
第一電源供應器可包括具有第一阻抗的第一匹配元件。當操作模式是第一模式時，天線模組基於具有第一頻率的電源訊號實行第一電漿放電，其中第一頻率對應於基於第一阻抗、第一電感及第一電容確定的第一共振頻率。
第二電源供應器可包括具有第二阻抗的第二匹配元件。當操作模式是第二模式時，天線模組基於具有第二頻率的電源訊號實行第二電漿放電，其中第二頻率對應於基於第二阻抗、第一電感及第一電容確定的第二共振頻率，且第二共振頻率不同於第一共振頻率。
第二共振頻率可高於第一共振頻率。在本文中，第一電壓低於第二電壓。當操作模式是第一模式時，第一電壓是第一單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部與第二單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部之間的電壓，且當操作模式是第二模式時，第二電壓是第一單元線圈的未連接至第一電容器的所述一個端部與第二單元線圈的未連接至第一電容器的所述一個端部之間的電壓。
當操作模式是第一模式時，第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於第一單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部與第二單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部之間的電壓。
當操作模式是第一模式時天線模組的兩個端部處的電壓低於當操作模式是第二模式時天線模組的兩個端部之間的電壓。
當操作模式是第一模式時流經天線模組的第一電流的大小可小於當操作模式是第二模式時流經天線模組的第二電流的大小。
當操作模式是第一模式時，由天線模組消耗的電源是第一電源。當操作模式是第二模式時，由天線模組消耗的電源是第二電源，第二電源低於第一電源。
根據實施例，提供一種電漿產生裝置的控制方法，所述電漿產生裝置包括：第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率；第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率；介電管；以及天線模組，包括在介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於第一單元線圈與第二單元線圈之間的第一電容器。
所述電漿產生裝置的所述控制方法可包括：在第一模式下進行操作，其中使用第一頻率作為驅動頻率向天線模組提供RF電源；以及在第二模式下進行操作，其中使用第二頻率作為驅動頻率向天線模組提供RF電源。第一單元線圈及第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且第二頻率對應於根據第一電感及第一電容確定的第二共振頻率。
第二電源供應器可包括具有第二阻抗的第二匹配元件。在第二模式下進行操作可包括使用第二頻率作為驅動頻率進行操作，其中第二頻率對應於基於第一電感、第一電容及第二阻抗確定的第二共振頻率。
第一電源供應器可包括具有第一阻抗的第一匹配元件。在第一模式下進行操作可包括使用第一頻率作為驅動頻率進行操作，其中第一頻率對應於基於第一電感、第一電容及第一阻抗確定的第一共振頻率。
當操作模式是第一模式時，由天線模組消耗的電源是第一電源。當操作模式是第二模式時，由天線模組消耗的電源是第二電源，第二電源高於第一電源。
當操作模式是第一模式時，第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於第一單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部與第二單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部之間的電壓。
當操作模式是第一模式時流經天線模組的第一電流的大小可小於當操作模式是第二模式時流經天線模組的第二電流的大小。
同時，所述電漿產生裝置的所述控制方法可更包括：當操作模式是第一模式時，獲取流經天線模組的電流；以及當流經天線模組的電流等於或小於參考值時，將操作模式改變成第二模式。
所述電漿產生裝置的所述控制方法可更包括：當操作模式是第一模式時，獲取流經第一電源供應器的反相器的電流；以及當流經第一電源供應器的反相器的電流等於或小於參考值時，將操作模式改變成第二模式。
根據另一實施例，提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置用於藉由如下的方式產生電漿：當操作模式是第一模式時自能夠改變第一頻率範圍內的頻率的第一電源供應器接收電源或者當操作模式是第二模式時自能夠改變與第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率的第二電源供應器接收電源。
所述電漿產生裝置可包括天線模組，所述天線模組包括在介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於第一單元線圈與第二單元線圈之間的第一電容器。
當操作模式是第一模式時，天線模組基於具有第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電。
當操作模式是第二模式時，天線模組基於具有第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電。
第一單元線圈及第二單元線圈具有第一電感，第一電容器具有第一電容，且第一頻率對應於基於第一電感及第一電容確定的第一共振頻率。
當操作模式是第一模式時天線模組的兩個端部處的電壓低於當操作模式是第二模式時天線模組的兩個端部之間的電壓。
當操作模式是第一模式時，第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於第一單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部與第二單元線圈的未連接至第一電容器的一個端部之間的電壓。
如上所述，在實施例中，藉由改變施加至天線模組的電源的驅動頻率來改變操作模式，進而改變天線模組的放電特性。提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置藉由單個天線模組提供各種放電特性，進而具有更寬的匹配範圍及各種能量效率且能夠在各種環境中維持放電。
同時，當使用一個天線模組時，天線模組具有的放電特性可能會因天線模組的實體結構的限制而受到限制。因此，可提供包括二或更多個天線模組的電漿產生裝置。在下文中，將闡述包括二或更多個天線模組的電漿產生裝置以及所述設備的操作。 3.2兩個天線的情形 3.2.1用於兩個天線的情形的電漿產生製程
根據實施例的電漿產生裝置可包括二或更多個天線模組。電漿產生裝置可包括具有不同放電特性的多個天線模組。所述二或更多個天線模組可具有不同的阻抗。可將電漿產生裝置設置成使得根據需要改變主導（leading）天線模組。主導天線模組可意指主要消耗電源的天線模組。所述二或更多個天線模組可並聯連接至變頻電源。
所述二或更多個天線模組可根據電漿產生裝置的驅動頻率不同地進行操作。舉例而言，當電漿產生裝置的驅動頻率是與第一天線模組的共振頻率對應的第一頻率時，第一天線模組在其中電抗被抵消的共振狀態下進行操作且第二天線模組在非共振狀態下進行操作。舉例而言，當電漿產生裝置的驅動頻率是與第一天線模組的共振頻率對應的第一頻率時，禁止電流流入具有與第一天線模組的阻抗不同的阻抗的第二天線模組中。當驅動頻率是與第二天線模組的共振頻率對應的第二頻率時，禁止電流流入具有與第二天線模組的阻抗不同的阻抗的第一天線模組中。另外，例如，當驅動頻率是與第一天線模組的共振頻率及第二天線模組的共振頻率不同的第三頻率時，第一天線模組及第二天線模組在非共振狀態下進行操作。天線模組可在非共振狀態下感應電容耦合電漿放電或者可在共振狀態下感應電感耦合電漿放電。
如在以上實例中，本揭露中闡述的電漿產生裝置控制驅動頻率以選擇性地切換主導天線模組且改變放電特性。
所述二或更多個天線模組可具有不同的結構。舉例而言，作為與圖8相關的實例，一個天線模組可包括：螺線管線圈，在介電管周圍纏繞連續多次；以及終端電容器，連接至螺線管線圈的兩個端部。作為與圖10的（a）到（c）相關的實例，另一天線模組可包括多個單元線圈以及設置於單元線圈之間的層間電容器。另外，例如，一個天線模組可包括：多個單元線圈，包括每層的第一匝且形成第一層；層間電容器，設置於單元線圈之間；以及終端電容器。另一天線模組可包括：多個單元線圈，包括位於層之間的第二匝且形成第二層；層間電容器；以及終端電容器。
在下文中，為方便起見，針對兩個天線模組的情形給出說明，但電漿產生裝置可包括二或更多個天線模組。電漿產生裝置可包括二或更多個天線模組，所述二或更多個天線模組具有不同的阻抗、結構及/或功能，且可被設置成使得主導天線根據需要而改變。變頻電源可包括一或多個電源模組。
根據本揭露，提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置包括：具有有利於初始放電的放電特性的天線模組；具有適於維持放電的放電特性的天線模組；及/或具有低能量損耗的放電特性的天線模組，其中根據需要藉由天線切換來達成模式改變。
如上所述，在本揭露中，藉由使用包括多個天線模組且被配置成選擇性地操作天線模組的電漿產生裝置，可達成更寬的阻抗範圍或真實電阻範圍的匹配。另外，藉由利用具有不同放電控制範圍（例如，流動速率、電源、壓力及氣體類型）的多個天線模組，提供具有更寬放電控制範圍的電漿產生裝置。 3.2.1.1第一實施例
圖22是示出在其中電漿產生裝置包括第一天線模組203、第二天線模組204及RF電源供應器102的情形中的電漿放電製程的圖。RF電源供應器102可包括一或多個電源模組。RF電源供應器120可包括具有不同輸出頻帶的一或多個電源模組。
圖23及圖24是示出電漿產生裝置的操作模式的改變的示意性電路圖。
在下文中，將參照圖22至圖24闡述在二或更多個天線模組的情形中的模式改變電漿放電製程。
參照圖22，在其中電漿產生裝置包括第一天線模組203、第二天線模組204及RF電源供應器102的情形中，電漿產生裝置可藉由改變電源供應器102的驅動頻率來改變主導天線模組。
參照圖22的(a)，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置藉由電源供應器102將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至第一天線模組203及第二天線模組204，且在介電管內部感應電漿放電。第一頻率f1可為使得第一天線模組203能夠作為主導天線模組進行操作的驅動頻率。
當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在介電管內部形成第一電場E1。第一電場E1可為與介電管的軸線方向平行的垂直方向上的電場E1。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在介電管內部形成與介電管的圓周方向平行的方位角方向上的電場E2。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至第一天線模組203及第二天線模組204，以在垂直方向上形成電場E1且在介電管內部感應電容耦合電漿的產生。
根據實施例，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至第一天線模組203及第二天線模組204，以在方位角方向上形成電場E2且在介電管內部感應電感耦合電漿的產生。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置在方位角方向上形成具有第一強度的電場E2。
圖23是示出圖22的(a)中所示的電漿產生裝置的操作的圖。參照圖23，當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，電漿產生裝置藉由變頻RF電源向第一天線模組203及第二天線模組204輸出具有第二頻率f1的第一電流I1。
當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，第一a電流Ia1被分配至第一天線模組203且第一b電流Ib1被分配至第二天線模組204。第一a電流Ia1可大於第一b電流Ib1。當操作模式是第一模式時，作為驅動頻率的第一頻率f1對應於第一天線模組203的共振頻率，第一天線模組203的電抗大部分被抵消，且第二天線模組204的電抗相對少地被抵消。大部分電流可被分配至第一天線模組203。當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，由第一天線模組203消耗的第一電源高於由第二天線模組204消耗的第二電源。當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，第一天線模組203在介電管內部引起電感耦合電漿放電且所產生的電漿電感耦合至第一天線模組203的電感器。
參照圖22的(b)，當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置使用第二頻率f2作為驅動頻率而藉由電源供應器102向第一天線模組203及第二天線模組204提供電源。第二頻率f2與第一頻率f1可不同。第二頻率f2可與第一頻率f1相差特定值或更大值。第二頻率f2可較第一頻率f1高或低特定值或更大值（例如，0.2百萬赫茲）。
當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置將第二頻率f2的電源訊號傳送至第一天線模組203及第二天線模組204，以在方位角方向上感應電場E3且在介電管內部感應電感耦合電漿放電。當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置在方位角方向上形成具有第二強度的電場E3。第二強度可高於或低於在第一模式下方位角方向上的電場E2的強度。
圖24是示出圖22的(b)中所示的電漿產生裝置的操作的圖。參照圖24，當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，電漿產生裝置藉由變頻RF電源向第一天線模組203及第二天線模組204輸出具有第二頻率f2的第二電流I2。
當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，第二a電流Ia2被分配至第一天線模組203且第二b電流Ib2被分配至第二天線模組204。第二a電流Ia2可小於第二b電流Ib2。根據實施例，當操作模式是第二模式時，作為驅動頻率的第二頻率f2對應於第二天線模組203的共振頻率，第二天線模組204的電抗大部分被抵消，且第一天線模組203的電抗相對少地被抵消。大部分電流可被分配至第二天線模組204。當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，由第二天線模組204消耗的第二電源高於由第一天線模組203消耗的第一電源。當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，第二天線模組203在介電管內部引起電感耦合電漿放電且所產生的電漿電感耦合至第二天線模組204的電感器。
圖25是示出根據電漿產生裝置的操作模式的電壓及電流改變的圖。圖25是分別示出流經第一天線模組的電流、第一天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓、流經第二天線模組的電流、第二天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓及頻率隨時間變化的圖。在圖25中，電流曲線圖及電壓曲線圖示出大小。
參照圖25的(e)，當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，電源供應器102向第一天線模組203及第二天線模組204提供具有第一頻率f1的電源訊號。在下文中，參照圖25的(a)及(c)，第一a電流Ia1流經第一天線模組203且小於第一a電流Ia1的第一b電流Ib1流經第二天線模組204。參照圖25的(b)及(d)，當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，第一天線模組203的感應線圈的兩個端部處的電壓是第一a電壓Va1，且第二天線模組204的感應線圈的所述兩個端部處的電壓是較第一a電壓Va1低的第一b電壓Vb1。
參照圖25的(e)，當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，電源供應器102向第一天線模組203及第二天線模組204提供具有第二頻率f2的電源訊號。參照圖25的(a)及(c)，在第二模式下，較第一a電流Ia1小的第二a電流Ia2流經第一天線模組203，且較第一b電流Ib1大的第二b電流Ib2流經第二天線模組204，其中第二b電流Ib2可大於第一a電流Ia1。參照圖25的(b)及(d)，當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，第一天線模組203的感應線圈的所述兩個端部處的電壓是較第一a電壓Va1低的第二a電壓Va2，且第二天線模組204的感應線圈的所述兩個端部處的電壓是較第一b電壓Vb1高的第二b電壓Vb2。第二b電壓Vb2可高於第二a電壓Va2。
圖26是示出根據實施例的電漿產生裝置的每一天線模組中的電壓降的圖。在下文中，將參照圖24闡述在每一操作模式下端視主導天線模組的感應線圈中的位置而定的電壓分佈。
當電漿產生裝置處於第一模式（其中與第一天線模組203的共振頻率對應的第一頻率是驅動頻率）時，由電源供應的大部分電源被第一天線模組203消耗且第一天線模組203如上所述作為主導天線模組進行操作。
圖26的(a)示意性地示出在其中第一天線模組203包括構成單元層的單元線圈（在圖26的(a)所示實例中為三個單元線圈）及設置於單元線圈之間的層間電容器的情形（如圖10中所示）中，在第一模式下端視第一天線模組203的感應線圈中的位置而定的電壓Vm1。
當操作模式是第一模式時，第一天線模組203處於共振狀態。當操作模式是第一模式時，藉由第一天線模組203的單元線圈之間的層間電容器的感應線圈電抗抵消被最大化，使得感應到第一電感耦合電漿放電。
參照圖26的(a)，總長度為L13的天線模組的兩個端部之間的電壓可為第一電壓V1。較佳地，構成天線模組的單元線圈中的每一者的兩個端部處（自原點至點L11、自點L11至點L12以及自點L12至點L13）的電壓可實質上與第一電壓V1相同。
圖26的(b)是示出當根據實施例的電漿產生裝置處於其中第二頻率是驅動頻率的第二模式下時端視第二天線模組204中的位置而定的電壓分佈的圖。
當電漿產生裝置處於第二模式（其中與第二天線模組204的共振頻率對應的第二頻率是驅動頻率）時，由電源供應的大部分電源被第二天線模組204消耗且第二天線模組204如上所述作為主導天線模組進行操作。
圖26的(b)示意性地示出在其中第一天線模組204包括構成單元層的單元線圈（在圖26的(b)所示實例中為四個單元線圈）及設置於單元線圈之間的層間電容器的情形（如圖10中所示）中在第二模式下根據第二天線模組204的感應線圈中的位置的電壓Vm2。
當操作模式是第二模式時，第二天線模組204處於共振狀態。當操作模式處於第二模式時，藉由第二天線模組204的單元線圈之間的層間電容器的感應線圈電抗抵消被最大化，使得感應到第二電感耦合電漿放電。第二電感耦合電漿放電可具有較第一電感耦合電漿放電高的能量效率。
參照圖26的(b)，總長度為L24的天線模組的兩個端部之間的電壓可為第二電壓V2。較佳地，構成天線模組的單元線圈中的每一者的兩個端部之間（自原點至點L21、自點L21至點L22、自點L22至點L23以及自點L23至點L24）的電壓可實質上與第二電壓V2相同。
同時，當操作模式是第一模式時，流入第二天線模組204中的電流實質上被阻擋。因此，當操作模式是第一模式時，構成第二天線模組204的感應元件的兩個端部處的電壓會聚成非常小的電壓。另外，當操作模式是第二模式時，流入第一天線模組204中的電流實質上被阻擋。因此，當操作模式是第二模式時，構成第一天線模組203的感應元件的兩個端部處的電壓會聚成非常小的電壓。
根據實施例，如圖8中所示，第一天線模組203可為包括多次纏繞的螺線管線圈而不具有層間電容器的天線模組。在其中第一天線模組203不包括層間電容器的情形中，當驅動頻率是第一頻率時，第一天線模組203的感應線圈的兩個端部處的電壓是第一電壓（最大值），或者當驅動頻率是第二頻率時，所述電壓是較第一電壓低的第二電壓。
在以上實施例中，已闡述其中電漿產生裝置的操作模式自第一模式改變成第二模式且驅動頻率減小的模式改變製程，但此僅為實例且可根據需要而改變模式改變形式。舉例而言，電漿產生裝置的操作模式可自第二模式改變成第一模式。作為另外一種選擇，電漿產生裝置的操作模式可包括三個或更多個模式。 3.2.1.2第二實施例
在下文中，將使用更詳細的實例來闡述參照圖22至圖26闡述的實施例。根據實施例，當要求確保電漿的初始放電穩定性時（例如，正常壓力電漿放電的情形），電漿產生裝置更包括用於向電漿放電提供晶種電荷的DC電源及電極。在本文中，電漿產生裝置的操作模式可包括用於輔助初始放電的第一模式（即，初始放電模式）及用於輔助主放電的第二模式（即，主放電模式）。在下文中，除非另外特別闡述，否則可相似地應用以上參照圖22至圖26闡述的實施例的內容。
圖27是示出在其中電漿產生裝置包括第一天線模組203、第二天線模組204、RF電源供應器102、DC電源供應器101及DC電極231、233的情形中的電漿放電製程的圖。可將參照圖4至圖7闡述的內容相似地應用於DC電源供應器101及DC電極231。
圖28及圖29是示出圖27中所示的電漿產生裝置的操作模式的改變的示意性電路圖。
在下文中，將參照圖27、圖28及圖29闡述包括DC電極的電漿產生裝置的改變電漿放電製程。
電漿產生裝置的操作模式可包括用於實行初始電漿放電的第一模式及用於實行主電漿放電的第二模式。圖27的(a)是示出第一模式下的電漿產生裝置的操作的圖。圖27的(b)是示出第二模式下的電漿產生裝置的操作的圖。
參照圖27的(a)，處於第一模式的電漿設備可使用與第一天線模組的共振頻率對應的第一頻率作為驅動頻率而藉由電源供應器102向第一天線模組203及第二天線模組204提供電源。
參照圖27的(a)，當操作模式是第一模式時，DC電源供應器101向DC電極231施加高電壓脈波。當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置藉由DC電源供應器101向DC電極231施加高電壓脈波且形成電場E4。電場E4可形成於DC電極231與用作反電極的物體之間。舉例而言，電場E4可形成於DC電極231與氣體管211之間。電漿產生裝置可形成電場E4，感應局部放電（例如流光放電）且將晶種電荷供應至介電管中。
參照圖28，當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置藉由經由DC電源供應器101向DC電極231施加高電壓脈波來產生晶種電荷，且基於所產生的晶種電荷而藉由第一天線模組203實行初始電漿放電。
當操作模式是第一模式時，電漿產生裝置基於晶種電荷而藉由第一天線模組實行電漿放電。藉由第一天線模組的電漿放電可為電容耦合電漿放電或電感耦合電漿放電。在本文中，針對其中藉由第一天線模組的放電是電容耦合電漿放電的情形給出說明。
根據實施例，電漿放電狀態可隨時間改變。電漿產生裝置的操作模式可根據電漿放電狀態的改變而改變。
舉例而言，根據第一模式的電漿放電可主要藉由電容耦合模式（E模式）來實行。然而，當藉由電容耦合模式充分產生電漿時，在介電管內部形成作為方位角方向上的感應電場的第二電場E2。當形成第二電場E2時，實行電感耦合電漿放電或藉由電感耦合模式（H模式）產生電漿。
電漿產生裝置可因應於電漿放電狀態的改變而改變操作模式。參照圖28的(a)，電漿產生裝置可藉由電源供應器102將具有第一頻率f1的電源訊號傳送至第一天線模組203及第二天線模組204，且可因應於電漿放電狀態的轉變來改變操作模式。
電漿產生裝置可偵測電漿放電的改變。電漿產生裝置可包括感測器模組，感測器模組獲取流經第一天線模組203及/或第二天線模組204的電流、及/或施加至第一天線模組203的兩個端部及/或第二天線模組204的兩個端部的電壓。電漿產生裝置可藉由感測器模組獲取流經第一天線模組203及/或第二天線模組204的電流的改變、及/或施加至第一天線模組203的相對的端部及/或第二天線模組204的相對的端部的電壓的改變，且可改變電源供應器102的驅動頻率及/或操作模式。
舉例而言，當電漿放電狀態改變時，流經第一天線模組203及/或第二天線模組204的電流、及/或施加至第一天線模組203的兩個端部及/或第二天線模組204的兩個端部的電壓改變。舉例而言，當主電漿放電狀態自電容耦合電漿放電改變成電感耦合電漿放電時，流經第一天線模組203及/或第二天線模組204的電流、及/或施加至第一天線模組203的兩個端部及/或第二天線模組204的兩個端部的電壓減小。
因應於流經第一天線模組203及/或第二天線模組204的電流的減小、及/或施加至第一天線模組203的兩個端部及/或第二天線模組204的兩個端部的電壓的減小，電漿產生裝置可將操作模式改變成第二模式。
當電漿產生裝置的操作改變時，電漿產生裝置以第二頻率的驅動頻率向第一天線模組203及第二天線模組204提供電源，且如以上在實施例中所述般使第二天線模組204作為主導天線模組進行操作。
參照圖27的(b)，DC電源101可在第二模式下停止供應電源。在第二模式下，電漿產生裝置可使用與第二天線模組204的共振頻率對應的第二頻率作為驅動頻率而向第一天線模組203及第二天線模組204提供電源，且可實行主電漿放電。
參照圖29，當操作模式是第二模式時，電漿產生裝置使用第二頻率作為驅動頻率，且基於第一天線模組203所產生的初始放電電漿而藉由第二天線模組204實行主電漿放電。
圖30是示出根據電漿產生裝置的操作模式的電壓改變及電流改變的圖。圖30是分別示出DC高電壓脈波、流經第一天線模組的電流、第一天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓、流經第二天線模組的電流、第二天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓及頻率隨時間變化的圖。在圖30中，電流曲線圖及電壓曲線圖示出大小。
關於圖30的(b)、(c)、(d)、(e)、(f)，可將以上參照圖25闡述的內容相似地應用於流經電漿產生裝置的第一天線模組的電流、第一天線模組的感應線圈的所述兩個端部處的電壓、流經第二天線模組的電流、第二天線模組的感應線圈的所述兩個端部處的電壓及頻率。
參照圖30的(a)，當電漿產生裝置的操作模式是第一模式時，DC電源供應器101產生高電壓脈波。DC電源供應器101可在維持第一模式（將驅動頻率保持於第一頻率f1處）的同時產生高電壓脈波。甚至在第一模式結束之前，DC電源供應器101可停止產生高電壓脈波。電漿產生裝置（或電漿產生裝置的控制器）可控制DC電源供應器101，使得產生預定數目的高電壓脈波。電漿產生裝置可控制DC電源供應器101，使得在預定時間內產生高電壓脈波。
參照圖30的(b)及(c)，當操作模式是第一模式時，流經第一天線模組的電流及/或第一天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓因電漿放電狀態的改變而減小。
參照圖28的(d)、(e)、(f)，因應於流經第一天線模組的電流的減小及/或第一天線模組的感應線圈的兩個端部處的電壓的減小，電漿產生裝置將操作模式改變成第二模式。參照圖30的(a)，當電漿產生裝置的操作模式是第二模式時，DC電源停止產生高電壓脈波。
同時，在以上實施例中，已針對其中操作模式因應於電漿狀態的改變而自第一模式改變成第二模式的情形給出說明，但可以相反的次序實行操作模式的改變。 3.2.2兩個天線及一個反相器
圖31是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖31，電漿產生裝置可包括電源模組104、第一天線模組203及第二天線模組204。
RF電源模組104可為具有預定變頻範圍的AC電源。電源模組104可使用第一天線模組203的共振頻率及/或第二天線模組204的共振頻率作為驅動頻率進行操作。
根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：藉由電源模組在第一模式下控制電漿產生裝置；以及藉由電源模組在第二模式下控制電漿產生裝置。可將以上說明應用於第一模式及第二模式。
圖32是示出根據實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。
參照圖32，根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：在步驟S310處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第一頻率的電源；以及在步驟S330處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第二頻率的電源。
在步驟S310處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第一頻率的電源可包括使用與第一天線模組的共振頻率對應的第一頻率作為驅動頻率來提供電源。
第一天線模組可為包括層間電容器的天線模組。在本文中，第一天線模組的電壓分佈可表現為與圖26的(a)相關的實例。作為另外一種選擇，第一天線模組可為不包括層間電容器的天線模組。在本文中，第一天線模組的電源分佈可表現為與圖16的(a)相關的實例。
在步驟S310處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由第一天線模組感應電容耦合電漿放電。
在步驟S330處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第二頻率的電源可包括使用與第二天線模組的共振頻率對應的第二頻率作為驅動頻率來提供電源。
第二天線模組可為包括層間電容器的天線模組。在本文中，第二天線模組的電源分佈可表現為與圖26的(b)相關的實例。
在步驟S330處藉由電源模組向第一天線模組及第二天線模組提供第二頻率的電源可包括藉由第二天線模組感應電感耦合電漿放電。
根據實施例，電漿產生裝置的控制方法可更包括獲取電源訊號的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取流經第一天線模組的電流的改變或第一天線模組的兩個端部（或構成第一天線模組的一些元件）處的電壓的改變，且基於所獲取的改變將電源模組的驅動頻率改變成第二頻率。 3.2.3兩個天線及兩個反相器
圖33是示出根據實施例的電漿產生裝置的圖。參照圖31，根據實施例的電漿產生裝置可包括：第一電源模組105，是具有第一頻帶及第一匹配範圍的AC電源；第二電源模組106，是具有第二頻帶及第二匹配範圍的AC電源；第一天線模組205，自第一電源模組105接收電源且實行電漿放電；以及第二天線模組206，自第二電源模組106接收電源且實行電漿放電。
第一電源模組105可具有第一驅動頻率範圍，且第二電源模組106可具有與第一驅動頻率範圍至少部分不同的第二驅動頻率範圍。可以第一驅動頻率範圍內的第一頻率驅動第一電源模組105。可以第二驅動頻率範圍內的第二頻率驅動第二電源模組106。第一頻率可對應於第一天線模組205的共振頻率，且第二頻率可對應於第二天線模組206的共振頻率。第一電源模組105可包括第一匹配元件。第二電源模組106可包括具有與第一匹配元件的阻抗不同的阻抗的第二匹配元件。
根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：藉由第一電源模組在第一模式下控制電漿產生裝置；以及藉由第二電源模組在第二模式下控制電漿產生裝置。可將以上說明應用於第一模式及第二模式。
圖34是示出根據實施例的電漿產生方法的圖。
參照圖34，根據實施例的電漿產生裝置的控制方法可包括：在步驟S410處藉由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源；以及在步驟S430處藉由第二電源模組向第二天線模組提供第二頻率的電源。
在步驟S410處藉由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源，第一頻率是第一天線模組的共振頻率。在本文中，第一天線模組的電壓分佈可表現為與圖26的(a)相關的實例。
在步驟S410處藉由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由以第一頻率作為驅動頻率進行操作而藉由第一天線模組在介電管內部感應電容耦合電漿放電。
作為另外一種選擇，在步驟S410處藉由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源可包括藉由經由第一電源模組向第一天線模組提供第一頻率的電源而藉由具有第一強度的感應電場在介電管內部感應電感耦合電漿放電。
在步驟S430處藉由第二電源模組向第二天線模組提供第二頻率的電源可包括藉由第二電源模組向第二天線模組提供第二頻率的電源，第二頻率是第二天線模組的共振頻率。在本文中，第二天線模組的電源分佈可表現為與圖26的(b)相關的實例。
在步驟S430處藉由第二電源模組向第二天線模組提供第二頻率的電源可包括藉由以第二頻率作為驅動頻率進行操作而藉由第二天線模組在介電管內部感應電感耦合電漿放電。
在步驟S430處藉由第二電源模組向第二天線模組提供第二頻率的電源可包括在介電管內部形成具有第二強度的感應電場以及藉由以第二頻率作為驅動頻率進行操作而感應電感耦合電漿放電。第二強度可高於或低於由第一電源模組感應的電場的第一強度。
根據實施例，電漿產生裝置的控制方法可更包括獲取電源訊號的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取流經天線模組的電流的改變或天線模組的兩個端部（或構成天線模組的一些元件）處的電壓的改變。電漿設備的控制方法可包括獲取上述改變且基於所述改變而控制第一電源模組及/或第二電源模組。舉例而言，電漿設備的控制方法獲取流經第一天線模組的電流的下降或第一天線模組的兩個端部（或構成第一天線模組的一些元件）處的電壓的下降，且基於所述下降而停止第一電源模組的操作並開始第二電源模組的操作。
如以上實施例中所述，藉由使用具有不同放電特性的多個天線模組，根據各種放電環境選擇性地實行電漿放電。提供一種電漿產生裝置，所述電漿產生裝置使用多個天線模組來實行電漿放電，進而能夠在各種環境中實行放電。 4.副產物抑制電漿產生裝置
同時，藉由施加至纏繞於管周圍的天線線圈的電壓，可能會形成除期望產物之外的副產物。舉例而言，藉由施加至線圈的電壓形成具有與管垂直的方向分量的電場，使得管內部產生的電漿朝向管的內壁加速且與管的內壁碰撞，且由於碰撞而與管的內壁分離的副產物與電漿產物（例如，自由基）混合。
在下文中，將闡述根據若干實施例的用於抑制副產物的生成的電漿產生裝置及其控制方法。 4.1天線模組
根據實施例的電漿產生裝置可包括天線模組，所述天線模組被設計成將副產物的生成最小化。
天線模組可包括一或多個單元天線及單元電容器。天線模組可設置於電漿介電管周圍（參見圖4、圖6）。
天線模組可包括一或多個單元天線，所述一或多個單元天線被設置成裝配至電漿介電管中。單元天線可被設置成在管的長度方向上以預定間隔彼此間隔開。單元天線可被設置成在管的長度方向上彼此間隔開且可圍繞管的中心軸線設置（例如，參見圖10及其相關說明）。單元天線可為具有電感的電感器。單元天線可具有相同的電感。
單元天線中的每一者可包括單元匝。每一單元天線可包括：第一匝，與介電管接觸；以及第二匝，被定位成相較於第一匝距介電管更遠。第一匝與第二匝可位於同一平面上。第一匝及第二匝可位於與介電管的長度方向垂直的平面上。舉例而言，如圖12中所示，可提供根據實施例的單元天線模組。
天線模組可包括連接至單元天線的一或多個單元電容器。單元電容器可連接至單元天線且可設置於單元天線之間。單元電容器可設置於單元天線與電源之間。舉例而言，可如圖8或圖10中所示提供單元電容器。天線模組中所包括的所述一或多個單元電容器可具有相同的電容。作為另外一種選擇，天線模組中所包括的所述一或多個單元電容器可具有不同的電容。
天線模組可連接至電源，自電源接收電源且在介電管內部提供電漿放電。可將本揭露中闡述的內容相似地應用於電源供應器及電漿放電的操作。
圖36是示出根據實施例的天線模組的圖。
天線模組360可包括一或多個單元天線361及一或多個單元電容器363。天線模組360可設置於介電管周圍。天線模組360可包括具有相同形狀的所述一或多個單元天線361。單元天線可連接至單元電容器363。天線模組360中所包括的單元電容器可為設置於單元天線361之間的層間電容器或者設置於單元天線與電源之間的終端電容器。天線模組可連接至電源且可接收電源。
舉例而言，天線模組360可包括：第一終端電容器，連接至電源；第一單元天線，連接至第一終端電容器；第一層間電容器，連接第一單元天線與第二單元天線；第二單元天線，位於第一單元天線下方；第二層間電容器，連接第二單元天線與第三單元天線；第三單元天線，位於第二單元天線下方；第三層間電容器，連接第三單元天線與第四單元天線；以及第四單元天線，位於第三單元天線下方且連接至電源。單元天線以圖37中所示的形式提供且可以圓形的方式提供。
在圖36中，針對其中天線模組包括四個單元天線的情形給出說明，但此僅為實例，且可改變單元天線及/或單元電容器的數目。可將本揭露中闡述的內容相似地應用於天線模組360。 4.2天線模組的配置
在下文中，將闡述構成根據實施例的天線模組的單元天線及單元電容器。
圖37是示出根據實施例的單元天線的圖。參照圖37，單元天線可包括至少兩個單元匝。單元天線可包括設置於同一平面上且具有同心圓（同心圓弧）的形狀的兩個單元匝。單元天線可包括：第一單元匝，位於內部且具有較小的半徑；以及第二單元匝，位於外部且具有較第一單元匝大的半徑。在其中天線模組與介電管接合的狀態下，第一單元匝可與介電管接觸。單元天線可包括連接單元匝的連接部。
參照圖37，單元天線可包括：第一匝，位於最內側上；第二匝，位於第一匝外部；以及第三匝，位於第二匝外部。第一匝與第二匝可藉由第一連接部連接至彼此。第二匝與第三匝可藉由第二連接部連接至彼此。第一匝可以弧形狀自第一點P1延伸至第二點P2。位於最外側上的第三匝可具有距第一點最遠的第三點P3，且單元天線可自第一點連接至第三點。
同時，圖37中所示的單元天線的形狀僅為實例，且天線模組的實例可包括另一形狀的單元天線。舉例而言，圖37示出天線模組包括三個匝，但天線模組可包括多於或少於三個匝。
一同參照圖36與圖37，第一終端電容器可連接於第一單元天線的第一點與電源之間。第一層間電容器可連接於第一單元天線的第三點與第二單元天線的第一點之間。第二層間電容器可連接於第二單元天線的第三點與第三單元天線的第一點之間。
單元電容器可具有固定電容或可變電容。單元天線可具有固定電感或可變電感。可慮及天線模組相對於管的佈置而確定天線模組中所包括的電容器的電容或天線模組中所包括的電感器的電感。可慮及每一電容器或電感器所連接的天線模組的佈置來確定天線模組中所包括的電容器的電容或天線模組中所包括的電感器的電感。慮及天線模組、電容器及/或單元天線的佈置，天線模組可包括具有被確定為將副產物生成最小化的電容的電容器，或者具有被確定為將副產物生成最小化的電感的單元天線。
根據實施例，層間電容器可具有固定電容，且終端電容器可具有可變電容。作為另外一種選擇，所述一或多個層間電容器可具有相同的電容，且終端電容器可具有與層間電容器的電容不同的電容。舉例而言，層間電容器可具有第一電容，第一終端電容器可具有與第一電容不同的第二電容，且第二終端電容器可具有與第二電容不同的第三電容。
可將單元電容器的電容值確定成將實行電漿放電時產生的副產物最小化。當實行電漿放電時，藉由施加至天線的電壓形成具有與介電管的內壁垂直的方向分量的電場，且因此電漿與介電管的內壁碰撞且產生副產物。可將單元電容器的電容確定成將天線所形成的電壓對介電管內部的電漿的影響最小化。
舉例而言，將位於天線模組的所述兩個端部處的終端電容器的電容設定成不同於層間電容器的電容，使得由施加至天線模組的電壓引起的副產物生成被最小化。舉例而言，藉由不對稱地配置終端電容器的電容，構成單元天線的單元匝之中最靠近放電管的單元匝的一個點處的電位被最小化，使得由電漿的碰撞引起的副產物生成被最小化。亦即，最靠近介電管的單元匝內任何點處的電位的最大值（絕對值）被最小化，進而將由電漿的碰撞引起的副產物生成最小化。亦即，藉由將最靠近介電管的單元匝內的任何點處的電壓最小化至接地，由電漿的碰撞引起的副產物生成被最小化。
參照圖36及圖37，為將副產物生成最小化，可將單元天線的第一點P1與第二點P2之間的電抗分量的電位的絕對值電壓V R最小化。亦即，將施加至位於最內側上的第一匝的電抗分量的電壓最小化，使得與介電管的內壁垂直的方向上的電壓分量被最小化，進而減少副產物生成。
點之間的電抗分量的電壓（或電位）可意指施加至點之間的總電抗分量的電壓（或兩個端部處的電位差）。
根據實施例，第一終端電容器的電容（連接至第一匝的第一點P1的電容器的電容）可大於第二終端電容器的電容。第一終端電容器的電容可大於層間電容器的電容。第二終端電容器的電容（連接至第三匝的第三點P3的電容器的電容）可小於層間電容器的電容。第一終端電容器與第二終端電容器的總電容值可與層間電容器的電容值相同。
藉由適當地調整第一終端電容器的電容及第二終端電容器的電容，第一點P1處的電位的絕對值與第二點P2處的電位的絕對值被調整成相似的。藉由將施加至第一點P1的電壓的絕對值與施加至第二點P2的電壓的絕對值調整成相似的，位於最內側上的第一匝的電抗分量的電位的絕對值被最小化，進而減少副產物生成。
根據另一實施例，為輔助電漿放電產生，可將終端電容器的電容改變成使得位於最內側上的單元匝的電抗分量的電位的絕對值被最大化。
舉例而言，為輔助電漿放電，可將單元天線的第一點P1與第二點P2之間的電抗分量的電位的絕對值V R最大化。亦即，藉由將位於最內側上的第一匝的電抗分量的電位的絕對值最大化，在介電管內部感應到電容耦合放電且輔助放電。為輔助放電，可將第一終端電容器的電容設定成小於第二終端電容器的電容。第一終端電容器的電容可小於層間電容器的電容。第二終端電容器的電容可大於層間電容器的電容。第一終端電容器與第二終端電容器的總電容值可與層間電容器的電容值相同。
根據實施例，可提供一種耦合至介電管且自電源接收電源的天線模組。天線模組可包括第一單元天線，第一單元天線包括：第一單元匝，自第一點延伸至第二點；以及第二單元匝，自第三點延伸至第四點。第一單元匝可位於第二單元匝的內部上，且第二點可連接至第三點。單元匝中的每一者可以弧形狀或圓形形狀延伸。單元匝可以具有相同中心角度的弧形狀延伸。
天線模組可包括：第一電容器，連接至第一單元匝的第一點且連接於電源的第一端子與第一點之間；以及第二電容器，連接於電源的第二端子與第四點之間。
為將由於施加至天線模組的電壓造成的管損壞及副產物生成最小化，第二電容器的電容可小於第一電容器的電容。為藉由將施加至連接至第一電容器的第一單元匝（位於第一單元天線的最內側上的匝）的電抗分量的電壓最小化而將管損壞及副產物生成最小化，第二電容器的電容可小於第一電容器的電容。
第一電容器的電容可大於第二電容器的電容的兩倍。第一電容器的電容可大於第二電容器的電容的兩倍，使得施加至第一單元匝的電抗分量的電壓被最小化。
天線模組可包括連接於第二單元匝的第四點與第二電容器之間的第三電容器。第三電容器的電容可小於第二電容器的電容。
第一電容器的電容與第二電容器的電容的總電容可對應於第三電容器的電容。第一電容器的電容與第二電容器的電容的總電容可實質上與第三電容器的電容相同。
天線模組可更包括第二單元天線，第二單元天線包括：第三單元匝，自第五點延伸至第六點；以及第四單元匝，自第七點延伸至第八點。第三單元匝可位於第四單元匝的內部上，且第六點可連接至第七點。第三電容器可連接於第四點與第五點之間。第二電容器可連接於第八點與電源的第二端子之間。
為藉由將施加至連接至第一電容器的第一單元匝（位於第一單元天線的最內側上的匝）的電抗分量的電壓最小化而將管損壞及副產物生成最小化，第三電容器的電容可小於第二電容器的電容。
第一單元匝及第二單元匝可位於與介電管的長度方向垂直的平面上。第一單元匝可在第一方向上自第一點延伸至第二點，且與第一單元匝相似，第二單元匝可在第一方向上自第三點延伸至第四點。
第一點可相較於第四點更靠近管。第一點可對應於圖37中所示的P1。第四點可對應於圖37中所示的P3。
當向天線模組供應電源時，施加至第一電容器的電抗分量的電壓低於施加至第一點與第二點之間的電抗分量的電壓，且施加至第三電容器的電抗分量的電壓對應於施加至第一點與第四點之間的電抗分量的電壓。
天線模組可以基於第三電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振。當天線模組處於共振狀態下時，第一端子的電位變成0的點可位於第一單元天線的第一單元匝處。所述點可為第一端子與所述點之間的電抗分量的電位為0的點。所述點可為施加至第一端子與所述點之間的電抗分量的電壓為0的點。
天線模組可以基於第三電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振。當天線模組處於共振狀態下時，施加至第一點與第一端子之間的電抗分量的電壓實質上與施加至第二點與第一端子之間的電抗分量的電壓相同。
根據另一實施例，可提供一種耦合至介電管且自電源接收電源的天線模組，天線模組包括第一單元天線、第一電容器及第二電容器。
第一單元天線可包括：第一單元匝，自第一點延伸至第二點；以及第二單元匝，自第三點延伸至第四點。第一單元匝可位於第二單元匝的內部上，且第二點可連接至第三點。
天線模組可包括連接於電源的第一端子與第一單元匝的第一點之間的第一電容器。
天線模組可包括連接至第二單元匝的第四點的第二電容器。
第一電容器可連接於電源的第一端子與第一點之間。
當向天線模組供應電源時，第一單元天線處的電壓變得最低的點位於第一單元匝處。所述點可為第一端子與所述點之間的電抗分量的電壓為0的點。
天線模組可以基於第二電容器的電容及第一單元天線的電感確定的共振頻率共振。
當天線模組處於共振狀態時，第一單元天線處的電壓變得最低的點位於第一單元匝處。
當向天線模組供應電源時，第一單元天線處的電壓變得最低的點位於第一單元匝處。
當向天線模組供應電源時，第一單元天線處的電抗分量的電位的絕對值變得最低的點位於第一單元匝處。
第一電容器的電容可大於第二電容器的電容的兩倍。
為將由於施加至天線模組的電壓造成的管損壞及副產物生成最小化，第二電容器的電容可小於第一電容器的電容。
天線模組可更包括第二單元天線，第二單元天線包括：第三單元匝，自第五點延伸至第六點；以及第四單元匝，自第七點延伸至第八點。第三單元匝可位於第四單元匝的內部上，且第六點可連接至第七點。
第二電容器可連接於第四點與第五點之間。
可更包括連接於第八點與電源的第二端子之間的第三電容器。
第二電容器的電容可小於第三電容器的電容。
第一電容器的電容與第三電容器的電容的總電容可對應於第二電容器的電容。第一電容器的電容與第三電容器的電容的總電容可實質上與第二電容器的電容相同。
根據另一實施例，可提供一種耦合至介電管且自電源接收電源的天線模組，天線模組包括第一單元天線、第一電容器及第二電容器。
第一單元天線可包括：第一單元匝，自第一點延伸至第二點；以及第二單元匝，自第三點延伸至第四點。第一單元匝可位於第二單元匝的內部上，且第二點可連接至第三點。
第一電容器可連接至第一單元匝的第一點且可連接於電源的第一端子與第一點之間。
第二電容器可連接於電源的第二端子與第四點之間。第二電容器的電容可不同於第一電容器的電容。
天線模組可更包括連接於第二單元匝的第四點與第二電容器之間的第三電容器。
同時，天線模組可更包括第二單元天線，第二單元天線包括：第三單元匝，自第五點延伸至第六點；以及第四單元匝，自第七點延伸至第八點。第三單元匝可位於第四單元匝的內部上，且第六點可連接至第七點。
第三電容器可連接於第四點與第五點之間。第二電容器可連接於第八點與電源的第二端子之間。
第一電容器的電容與第二電容器的電容的總電容可對應於第三電容器的電容。第一電容器的電容與第二電容器的電容的總電容可實質上與第三電容器的電容相同。
可相似於對圖38至圖40的說明來理解第一電容器的電容、第二電容器的電容及第三電容器的電容。 4.3電漿放電操作期間的電壓分佈
在下文中，將闡述根據終端電容器的電容的單元天線的電抗分量的電位的絕對值。
圖38是示出根據實施例的施加至天線模組的電位分佈的圖。
圖38是示出根據實施例的天線模組及天線模組的電抗分量的電位的圖。圖38簡單地示出在約3百萬赫茲的頻率及20安的電流的條件下，當第一終端電容器C1的電容大於第二終端電容器C2的電容時施加至天線模組的電抗分量的電壓。在本文中，在第一點P1處量測的電位為-100伏特，且在第二點P2處量測的電位為100伏特。
在電漿放電期間，為將由於因天線形成的電場及電漿的電容耦合二者導致的電漿與介電管的碰撞而生成的副產物最小化，可適當地調整終端電容器的電容。圖38簡單地示出天線模組（其中終端電容器的電容被確定為將副產物最小化）及天線模組的電抗分量的電位。
相較於圖11，圖11中所示的天線模組被設置成使得相對的終端電容器的總電容對應於層間電容器的電容，此相似於圖38中所示的天線模組。然而，與圖38中所示的天線模組存在不同之處，此乃因在圖11中相對的終端電容器的電容被達成為彼此相等。
圖11中所示的天線模組可被設計成使得施加至天線的電抗分量的電壓（即，施加於天線的端部之間的電壓）被抵消，且施加至終端電容器的電抗分量的電壓對應於施加至單元天線的電抗分量的電壓的一半。然而，在圖38中所示的天線模組中，相對的終端電容器的電容可被設定成彼此不同，使得與天線模組的單元天線的最內部匝對應的電抗分量的電位最小。
圖38中所示的天線模組可被配置成使得施加至第一終端電容器C1的電抗分量的電壓不同於施加至第二終端電容器C2的電抗分量的電壓。
根據實施例的天線模組可被配置成使得施加至連接至第一單元天線的最內部匝的第一終端電容器C1的電抗分量的電壓低於施加至連接至第二單元天線的最外部匝的第二終端電容器C2的電抗分量的電壓。
根據實施例的天線模組可被配置成使得連接至第一單元天線的最內部匝的第一終端電容器C1的電容大於連接至第二單元天線的最外部匝的第二終端電容器C2的電容。
根據實施例的天線模組可被設置成使得連接至具有第一電容的第一終端電容器的第一單元天線的最內部匝的電抗分量的電位的大小小於連接至具有第二電容的第二終端電容器的第二單元天線的最外部匝的電抗分量的電位的大小，第二電容小於第一電容。
根據實施例的天線模組可被設置成使得位於單元天線的最內側上的第一單元匝的電抗分量的電位的大小小於位於單元天線的最外側上的第二單元匝的電抗分量的電位的大小。
在根據實施例的天線模組中，相對於電源（例如，第一終端電容器的未連接至單元天線的端部或接地）而言電位差最小的點位於定位於單元天線的最內側上的第一單元匝處，且相對於電源而言電位差最大的點位於定位於單元天線的最外側上的第二單元匝處。參照圖38，相較於圖10，天線模組可被設置成使得單元天線中的電抗分量的電位為0的點（即，相對於電壓而言電位差最小的點）更靠近第一終端電容器C1或電源。亦即，可將終端電容器的電容調整成使得電位為0的點位於單元天線的最內部匝處（即，第一點P1與第二點P2之間）。藉由此種方式，可減少由施加至最靠近介電管的最內部匝的電壓造成的對介電管的損壞，並減少因損壞而導致的副產物生成。
圖39簡單地示出根據另一實施例的天線模組及施加至天線模組的電抗分量的電壓。圖39簡單地示出在約3百萬赫茲的頻率及20安的電流的條件下，當省略第一終端電容器C1時施加至天線模組的電抗分量的電壓。在本文中，在第一點P1處量測的電位為0伏特，且在第二點P2處量測的電位為200伏特。
圖39中所示的天線模組是針對其中省略第一終端電容器C1且第二終端電容器C2的電容與層間電容器的電容相同的情形來闡述。參照圖39，施加至自第一點P1延伸至第二點P2的第一單元匝（最內部匝）的電抗分量的電壓可高於施加至圖38中所示的天線模組的第一匝的電抗分量的電壓。
參照圖38及圖39，發現藉由適當地確定第一終端電容器的值，最內部匝的電抗分量的點處的電位的絕對值減小。
圖40簡單地示出根據又一實施例的天線模組及施加至天線模組的電抗分量的電壓。
圖40簡單地示出在約3百萬赫茲的頻率及20安的電流的條件下，當第一終端電容器C1的電容小於第二終端電容器C2的電容時施加至天線模組的電抗分量的電壓。在本文中，在第一點P1處量測的電位為-700伏特，且在第二點P2處量測的電位為-500伏特。
可使用圖40中所示的天線模組來輔助電漿放電。圖40中所示的天線模組使得天線模組的最內部匝的電抗分量的點處的電位的絕對值最大，進而輔助電漿放電更平穩地進行。
為輔助電漿放電，第一終端電容器C1的電容可被設置成小於第二終端電容器C2的電容。第一終端電容器C1與第二終端電容器C2的總電容可對應於層間電容器的電容。
儘管已闡述並示出實施例，然而熟習此項技術者可根據以上說明進行各種潤飾及變化。舉例而言，儘管所闡述的技術以與所闡述的方法不同的次序實行，及/或所闡述的系統、結構、設備及電路的元件以與所闡述的方法不同的形式耦合或組合，或者由其他元件或等效物取代或替換，然而可達成適當的結果。
因此，申請專利範圍的其他實施方案、實施例及等效內容亦處於以下申請專利範圍的範圍內。
100:電源供應單元 101:RF電源/第一電源模組/DC電源供應器/DC電源/RF電源模組/電源模組 102:第二電源模組/電源供應器/RF電源供應器 103:電源模組 104:電源模組/RF電源模組 105:第一電源模組 106:第二電源模組 110:DC電源 111:AC-DC轉換器 112、1250:控制器 113:高電壓脈波產生器 113a:第一變壓器 113b:第一電源電晶體 113c:第二變壓器 113d:第二電源電晶體 113e、113f:變壓器/電晶體 120:RF電源供應器/電源供應器/變頻電源供應器 130:隔離元件 200:電漿產生單元 201、202:電漿產生單元/天線模組 203、205:第一天線模組 204、206:第二天線模組 210:介電管 211:第一氣體管/氣體管 213:第二氣體管/氣體管 220、223、235、237、239、360:天線模組 221、223b:感應線圈 223a:第一電容器 223c:第二電容器 231:第一電極/DC電極/電極 233:第二電極/DC電極 235a、237a:層間電容器 235b、237b:單元線圈 239a、239c:終端電容器/層間電容器 239b:單元線圈/感應線圈 250:輔燃氣體供應噴嘴 300:氣體供應單元 361:單元天線 363:單元電容器 400、401、402:製程單元 1000:RF電源供應器 1100:AC電源 1200:電源供應裝置 1210:整流器 1220:電容器 1230:反相器 1300:阻抗匹配電路 1400:負載 C1:電容/第一終端電容器 C2:電容/第二終端電容器 E1:感應電場/電場/第一電場 E2:感應電場/第二電場 E3:感應電場/電場 E4:電場 f1:第一頻率 f2:第二頻率 GND:接地節點 I1:第一電流 I2:第二電流 Ia1:第一a電流 Ia2:第二a電流 Ib1:第一b電流 Ib2:第二b電流 L1、L2:電感 L11、L12、L13、L21、L22、L23、L24:點 Lt:總長度 P1:第一點/第一電源單元 P2:第二點/第二電源單元 P3:第三點 PR1:第一突出部/突出部 PR2:第二突出部/突出部 S110、S130、S210、S230、S310、S330、S410、S430、S1010、S1030:步驟 SW:切換訊號 TE1:第一端子 TE2:第二端子 TU1:匝/第一匝 TU2:匝/第二匝 TU3:匝/第三匝 V1:第一電壓/電壓 V2:第二電壓/電壓 V3:第三電壓 V4:第四電壓 Va、Vb、Vm1、Vm2:電壓 Va1:第一a電壓 Va2:第二a電壓 Vb1:第一b電壓 Vb2:第二b電壓 Vin:DC電壓 Vo1、Vout:正DC高電壓脈波 Vo2:負DC高電壓脈波 VP:電源節點 V R:絕對值電壓/絕對值 x:軸線 Z1:第一匹配元件 Z2:第二匹配元件
圖1是示出根據本揭露實施例的電漿產生系統的圖。 圖2是示出根據本揭露實施例的電漿產生系統的圖。 圖3是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖4是示出根據本揭露實施例的直流（direct current，DC）電極的圖。 圖5是示出根據本揭露實施例的DC電源的圖。 圖6是示出根據本揭露實施例的DC電極的圖。 圖7是示出根據本揭露實施例的DC電源的圖。 圖8是示出根據本揭露實施例的天線模組的圖。 圖9是示出根據本揭露實施例的天線模組的操作的圖。 圖10是示出根據本揭露實施例的天線模組的圖。 圖11是示出根據本揭露實施例的天線模組的操作的圖。 圖12是示出根據本揭露實施例的天線模組的形狀的圖。 圖13是示出根據本揭露實施例的RF電源的圖。 圖14是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖15是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖16是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖17是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖18是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖19是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。 圖20是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖21是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。 圖22是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖23是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖24是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖25是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖26是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖27是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖28是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖29是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖30是示出根據本揭露實施例的電漿產生製程的圖。 圖31是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖32是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。 圖33是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的圖。 圖34是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。 圖35是示出根據本揭露實施例的電漿產生裝置的控制方法的圖。 圖36是示出根據本揭露實施例的天線模組的圖。 圖37是示出根據本揭露實施例的單元天線的圖。 圖38是示出根據本揭露實施例的施加至天線模組的電壓的圖。 圖39是示出根據本揭露實施例的施加至天線模組的電壓的圖。 圖40是示出根據本揭露實施例的施加至天線模組的電壓的圖。
101:RF電源/第一電源模組/DC電源供應器/DC電源/RF電源模組/電源模組
210:介電管
211:第一氣體管/氣體管
213:第二氣體管/氣體管
220:天線模組
250:輔燃氣體供應噴嘴
300:氣體供應單元

Claims (20)

  1. 一種用於實行電漿放電的電漿產生裝置，所述電漿產生裝置具有包括第一模式及第二模式的多種操作模式，且包括： 第一電源供應器，能夠改變第一頻率範圍內的頻率； 第二電源供應器，能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率； 介電管；以及 天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器， 其中當操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電， 其中當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且 其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率對應於根據所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
  2. 如請求項1所述的電漿產生裝置，其中所述第一電源供應器包括具有第一阻抗的第一匹配元件。
  3. 如請求項2所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率的所述電源訊號實行所述第一電漿放電，其中所述第一頻率對應於基於所述第一阻抗、所述第一電感及所述第一電容確定的所述第一共振頻率。
  4. 如請求項3所述的電漿產生裝置，其中所述第二電源供應器包括具有第二阻抗的第二匹配元件，且 其中當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率的所述電源訊號實行所述第二電漿放電， 其中所述第二頻率對應於基於所述第二阻抗、所述第一電感及所述第一電容確定的第二共振頻率，且所述第二共振頻率不同於所述第一共振頻率。
  5. 如請求項4所述的電漿產生裝置，其中所述第二共振頻率高於所述第一共振頻率，且 其中當所述操作模式是所述第一模式時作為所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓的第一電壓低於當所述操作模式是所述第二模式時作為所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的所述一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的所述一個端部之間的電壓的第二電壓。
  6. 如請求項1所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
  7. 如請求項1所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓低於當所述操作模式是所述第二模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓。
  8. 如請求項1所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時流經所述天線模組的第一電流的大小小於當所述操作模式是所述第二模式時流經所述天線模組的第二電流的大小。
  9. 如請求項1所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時由所述天線模組消耗的電源是第一電源，且當所述操作模式是所述第二模式時由所述天線模組消耗的電源是第二電源，所述第二電源低於所述第一電源。
  10. 一種電漿產生裝置的控制方法，所述電漿產生裝置包括第一電源供應器、第二電源供應器、介電管及天線模組，所述第一電源供應器能夠改變第一頻率範圍內的頻率，所述第二電源供應器能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率，所述天線模組包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器，所述控制方法包括： 在第一模式下進行操作，其中使用第一頻率作為驅動頻率向所述天線模組提供射頻電源；以及 在第二模式下進行操作，其中使用第二頻率作為所述驅動頻率向所述天線模組提供射頻電源， 其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，且所述第一電容器具有第一電容，且 其中所述第二頻率對應於由所述第一電感及所述第一電容確定的第二共振頻率。
  11. 如請求項10所述的控制方法，其中所述第二電源供應器包括具有第二阻抗的第二匹配元件，且 其中在所述第二模式下進行操作包括使用所述第二頻率作為所述驅動頻率進行操作，所述第二頻率對應於基於所述第一電感、所述第一電容及所述第二阻抗確定的所述第二共振頻率。
  12. 如請求項11所述的控制方法，其中所述第一電源供應器包括具有第一阻抗的第一匹配元件，且 其中在所述第一模式下進行操作包括使用所述第一頻率作為所述驅動頻率進行操作，所述第一頻率對應於基於所述第一電感、所述第一電容及所述第一阻抗確定的第一共振頻率。
  13. 如請求項12所述的控制方法，其中當操作模式是所述第一模式時由所述天線模組消耗的電源是第一電源，且當所述操作模式是所述第二模式時由所述天線模組消耗的電源是第二電源，所述第二電源高於所述第一電源。
  14. 如請求項10所述的控制方法，其中當操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
  15. 如請求項10所述的控制方法，其中當操作模式是所述第一模式時流經所述天線模組的第一電流的大小小於當所述操作模式是所述第二模式時流經所述天線模組的第二電流的大小。
  16. 如請求項10所述的控制方法，更包括： 當操作模式是所述第一模式時，獲取流經所述天線模組的電流；以及 當流經所述天線模組的所述電流等於或小於參考值時，將所述操作模式改變成所述第二模式。
  17. 如請求項10所述的控制方法，更包括： 當操作模式是所述第一模式時，獲取流經所述第一電源供應器的反相器的電流；以及 當流經所述第一電源供應器的所述反相器的所述電流等於或小於參考值時，將所述操作模式改變成所述第二模式。
  18. 一種電漿產生裝置，用於藉由如下的方式產生電漿：當操作模式是第一模式時自能夠改變第一頻率範圍內的頻率的第一電源供應器接收電源或者當所述操作模式是第二模式時自能夠改變與所述第一頻率範圍至少部分不同的第二頻率範圍內的頻率的第二電源供應器接收電源，所述電漿產生裝置包括： 介電管；以及 天線模組，包括在所述介電管周圍纏繞至少一次的第一單元線圈、在所述介電管周圍纏繞至少一次的第二單元線圈、以及串聯連接於所述第一單元線圈與所述第二單元線圈之間的第一電容器， 其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述天線模組基於具有所述第一頻率範圍內的第一頻率的電源訊號而感應第一電漿放電， 其中當所述操作模式是所述第二模式時，所述天線模組基於具有所述第二頻率範圍內的第二頻率的電源訊號而感應第二電漿放電，且 其中所述第一單元線圈及所述第二單元線圈具有第一電感，所述第一電容器具有第一電容，且所述第一頻率對應於基於所述第一電感及所述第一電容確定的第一共振頻率。
  19. 如請求項18所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓低於當所述操作模式是所述第二模式時所述天線模組的兩個端部之間的電壓。
  20. 如請求項18所述的電漿產生裝置，其中當所述操作模式是所述第一模式時，所述第一單元線圈的兩個端部之間的電壓對應於所述第一單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部與所述第二單元線圈的未連接至所述第一電容器的一個端部之間的電壓。
TW110123385A 2020-06-26 2021-06-25 電漿產生裝置及其控制方法 TW202220019A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0078516 2020-06-26
KR1020200078516A KR102539424B1 (ko) 2020-06-26 2020-06-26 플라즈마 생성 장치 및 그 제어 방법
KR10-2021-0033623 2021-03-15
KR1020210033623A KR102499665B1 (ko) 2021-03-15 2021-03-15 플라즈마 발생 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202220019A true TW202220019A (zh) 2022-05-16

Family

ID=79281566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110123385A TW202220019A (zh) 2020-06-26 2021-06-25 電漿產生裝置及其控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230136018A1 (zh)
EP (1) EP4174904A4 (zh)
JP (2) JP7412814B2 (zh)
CN (1) CN115735260A (zh)
TW (1) TW202220019A (zh)
WO (1) WO2021261963A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021167408A1 (ko) * 2020-02-19 2021-08-26 인투코어테크놀로지 주식회사 안테나 구조체 및 이를 이용한 플라즈마 발생 장치
CN118102568B (zh) * 2024-04-24 2024-06-21 中国科学院合肥物质科学研究院 双激励大气压射频等离子体发生器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19900179C1 (de) 1999-01-07 2000-02-24 Bosch Gmbh Robert Plasmaätzanlage
US7572647B2 (en) 2007-02-02 2009-08-11 Applied Materials, Inc. Internal balanced coil for inductively coupled high density plasma processing chamber
TW201613421A (en) 2014-07-03 2016-04-01 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101657303B1 (ko) * 2015-05-22 2016-09-13 인투코어테크놀로지 주식회사 플라즈마 장치
KR102280380B1 (ko) * 2015-09-03 2021-07-22 인투코어테크놀로지 주식회사 유도 결합 플라즈마 장치
EP3337300B1 (en) * 2016-01-22 2020-11-25 SPP Technologies Co., Ltd. Plasma control device
KR20180001804A (ko) * 2016-06-28 2018-01-05 (주) 엔피홀딩스 플라즈마 발생기
KR101826883B1 (ko) 2016-11-03 2018-02-08 인투코어테크놀로지 주식회사 유도 코일 구조체 및 유도 결합 플라즈마 발생 장치
US10541114B2 (en) * 2016-11-03 2020-01-21 En2Core Technology, Inc. Inductive coil structure and inductively coupled plasma generation system
US10896806B2 (en) * 2016-11-03 2021-01-19 En2Core Technology, Inc. Inductive coil structure and inductively coupled plasma generation system
US10903046B2 (en) * 2016-11-03 2021-01-26 En2Core Technology, Inc. Inductive coil structure and inductively coupled plasma generation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023532657A (ja) 2023-07-31
WO2021261963A1 (ko) 2021-12-30
US20230136018A1 (en) 2023-05-04
JP2024037984A (ja) 2024-03-19
EP4174904A4 (en) 2024-08-07
CN115735260A (zh) 2023-03-03
JP7412814B2 (ja) 2024-01-15
EP4174904A1 (en) 2023-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6239553B1 (en) RF plasma source for material processing
US20230136018A1 (en) Plasma generating device
JP7575489B2 (ja) プラズマ生成装置及びその制御方法
US20090015165A1 (en) Plasma generating apparatus
JPH11509031A (ja) 誘導結合プラズマ源用低インダクタンス大面積コイル
US6388383B1 (en) Method of an apparatus for obtaining neutral dissociated gas atoms
EP2878005B1 (en) Apparatus for generating and maintaining plasma for plasma processing
JP2006286536A (ja) プラズマ生成方法、誘導結合型プラズマ源、およびプラズマ処理装置
KR102539424B1 (ko) 플라즈마 생성 장치 및 그 제어 방법
KR102499665B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
CN109462929B (zh) 一种改善等离子体启辉及稳定性的方法及装置
KR100743842B1 (ko) 자속 채널에 결합된 플라즈마 챔버를 구비한 플라즈마반응기
KR100805558B1 (ko) 마그네틱 코어에 결합된 다중 방전 튜브를 구비한 유도 결합 플라즈마 소스
US12040159B2 (en) Dual frequency matching circuit for inductively coupled plasma (ICP) loads
KR101314670B1 (ko) 하이브리드 플라즈마 반응기
KR100772447B1 (ko) 내장 마그네틱 코어를 갖는 유도 결합 플라즈마 소스
KR20050087138A (ko) 플라즈마 발생용 하이브리드 안테나