TWI424795B - 電漿激發裝置 - Google Patents

Description

電漿激發裝置

本發明係有關於一種電漿激發裝置，特別是有關於一種感應耦合式電漿(ICP)激發裝置。

感應耦合式電漿(ICP)激發裝置係利用將高頻電壓導入感應耦合線圈以產生電磁場，進而在腔室內產生均勻的電漿。然而，習知之ICP激發裝置在設計成為大面積時常遇到下列問題：線圈長度過長會導致駐波的問題，降低能量傳遞的效率；在大面積的ICP激發裝置中，難以調整局部電漿的均勻度；若是線圈採用外置於大氣的形式，其所需之介電材料亦會隨著ICP激發裝置面積而增加，使得製造成本大幅上升。因此如何達成大面積、低成本並且可局部調整磁場強度的電漿激發裝置便成為發展電漿激發裝置所致力的目標。

本發明提供一種電漿激發裝置包括一腔室以及一線圈組件。線圈組件包括一非線性線圈以及一介電元件，介電元件設置於腔室中，非線性線圈設置於介電元件中。

本發明提供一種電漿激發裝置，包括一腔室以及一線圈模組。線圈模組包括一第一線圈組件以及一第二線圈組件設置於腔室中，第一線圈組件以及第二線圈組件分別包括一非線性線圈以及一介電元件，介電元件設置於腔室中，非線性線圈設置於介電元件中。

為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

參見第1圖，本發明電漿激發裝置100為一感應耦合示電漿(ICP)激發裝置，包括一腔室200、複數個線圈模組300以及一抽氣系統P，其中抽氣系統P與腔室200連通，線圈模組300設置於腔室200之內部，且每一線圈模組300包括一第一線圈組件301以及一第二線圈組件302。

參見第2圖以及第3圖，每一線圈組件301或是302皆分別包括一絕緣管310、一線圈320、一介電元件330以及一導磁材料340，其中介電元件330為石英或陶瓷材料，絕緣管310架置於線圈320之內側，線圈320為非線性線圈(如第3圖所示)，纏繞於絕緣管310上，並且藉由介電元件330將絕緣管310與線圈320包覆，使線圈320不與電漿直接的接觸，導磁材料340設置於絕緣管310內並可於絕緣管310中移動，其中導磁材料340包括銣、鐵、硼或是上述材料之合金。

再次參見第1圖，電漿激發裝置100更包括複數個連接部400、一電源輸入埠500以及一接地埠600，在每一線圈模組300中，連接部400係負責連接第一線圈組件301以及第二線圈組件302，詳細的說明，連接部400係電性連接第一線圈組件301之線圈320以及第二線圈組件302之線圈320，使線圈組件301、302形成一個U形迴路，電源輸入埠500將每一線圈模組300之第一線圈組件301串聯，使該些第一線圈組件302可藉由電源輸入埠500接收高頻電力，並且接地埠600將每一線圈模組300之第二線圈組件302串聯，使該些第二線圈組件302可藉由接地埠600接地。

應注意的是，在本實施例中線圈組件301、302利用連接部400的連接形成U形迴路以組成線圈模組300，但配置方式不限於此，舉例說明，每一線圈組件可並排設置於腔室200中，而連接部400的設置可以省略，並且每一線圈組件之一端與電源輸入埠500連接，而另一端與接地埠600連接。

抽氣系統P對腔室200進行抽氣，待腔室200內壓力穩定後，將製程所需之氣體導入腔室200中，並由電源輸入埠500輸入高頻電力至線圈模組300中之線圈320，藉由線圈320的電感作用於腔室200中產生電場，電場電子衝擊製程氣體中之中性粒子使氣體電離，便可於腔室200中產生均勻電漿。

在本發明之電漿激發裝置100中，線圈組件301、302並排設置於腔體200中，可依據所需的電漿面積而決定線圈組件301、302的數量，在低成本的前提下增加電漿激發裝置100的尺寸，此外，磁場的強度亦可由線圈320的閘數所決定，線圈320的閘數越密集，磁場強度越強，線圈320的閘數越疏散，磁場強度則越弱，更者，絕緣管310中所設置之導磁材料340可移動至磁場較弱之區塊，增強局部磁場的強度，適當的調整電漿分布，得以改善電漿密度分布不均的問題。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100‧‧‧電漿激發裝置

200‧‧‧腔室

300‧‧‧線圈模組

301‧‧‧第一線圈組件

302‧‧‧第二線圈組件

310‧‧‧絕緣管

320‧‧‧線圈

330‧‧‧介電元件

340‧‧‧導磁材料

400‧‧‧連接部

500‧‧‧電源輸入埠

600‧‧‧接地埠

P‧‧‧抽氣系統

第1圖顯示本發明電漿激發裝置之示意圖；第2圖顯本發明電漿激發裝置中線圈組件之示意圖；以及第3圖顯示本發明線圈之示意圖。

100．．．電漿激發裝置

200．．．腔室

300．．．線圈模組

301．．．第一線圈組件

302．．．第二線圈組件

400．．．連接部

500．．．電源輸入埠

600．．．接地埠

P．．．抽氣系統

Claims (17)

1. 一種電漿激發裝置，包括：一腔室；以及一線圈組件，包括：一介電元件，設置於該腔室中；一非線性線圈，設置於該介電元件中；一絕緣管，設置於該介電元件中，且該非線性線圈纏繞於該絕緣管上；以及一導磁材料，設置於該絕緣管中，且該導磁材料可於該絕緣管中移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿激發裝置，其中該導磁材料包括銣、鐵、硼或是上述材料之合金。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電漿激發裝置，更包括一抽氣系統，與該腔室連通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電漿激發裝置，其中該介電元件為石英或陶瓷材料。
5. 一種電漿激發裝置，包括：一腔室；以及一線圈模組，包括：一第一線圈組件以及一第二線圈組件，設置於該腔室中，並分別包括：一介電元件，設置於該腔室中；一非線性線圈，設置於該介電元件中；一絕緣管，設置於該介電元件中，且該非線性線圈纏繞於該絕緣管上；以及 一導磁材料，設置於該絕緣管中，且該導磁材料可於該絕緣管中移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，其中該導磁材料包括銣、鐵、硼或是上述材料之合金。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，更包括一連接部，連接該第一線圈組件以及該第二線圈組件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電漿激發裝置，其中該連接部電性連接該第一線圈組件之該線圈與該第二線圈組件之該線圈。
9. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，更包括一電源輸入埠，與該第一線圈組件連接。
10. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，更包括一接地埠，與該第二線圈組件連接。
11. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，更包括一抽氣系統，與該腔室連通。
12. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，其中該介電元件為石英或陶瓷材料。
13. 如申請專利範圍第5項所述之電漿激發裝置，其中該電漿激發裝置包括複數個線圈模組。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電漿激發裝置，更包括複數個連接部，連接每一該等線圈模組中之該第一線圈組件以及該第二線圈組件。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電漿激發裝置，其中該連接部電性連接該第一線圈組件之該線圈與該第二線圈組件之該線圈。
16. 如申請專利範圍第13項所述之電漿激發裝置，更包括一電源輸入埠，連接每一該等第一線圈組件。
17. 如申請專利範圍第13項所述之電漿激發裝置，更包括一接地埠，連接每一該等第二線圈組件。