专利名称：等离子体产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体产生装置，特别涉及利用电磁波的一种等离子 体产生装置。
背景技术：
等离子体的使用目前已经商业化而可广泛应用于半导体与TFT-LCD制 造工艺中的刻蚀、清洗与光刻胶灰化等步骤以及辅助化学气相沉积中的氮化 硅膜、非晶硅膜、微晶硅膜、二氧化硅膜、钻石膜、类钻膜以及纳米碳管生 成制造工艺。此外，在其它一般民生用品的制造工业中，等离子体还可应用 于防雨及排汗布料的表面处理。
一般较常使用的等离子体产生方式是采用直流放电、包含低频及中频的 射频放电与微波放电技术，其中低频及中频放电所利用的频率范围是自数 KHz至数MHz之间，而微波放电所采用的频率通常是2.45GHz。由于利用 微波而产生等离子体所使用的系统架构相对而言是较为简易，因此通过微波 放电技术而产生等离子体的方法是产业界通常所实际执行的。
在以微波放电技术而产生等离子体的方法中，由于微波的波长较短，因 此用以容置待处理基板的共振腔的尺寸必须是微波波长的数倍以上，导致微 波无法顺利自共振腔输入端传送至共振腔内部并遭初始生成的等离子体反 射而造成后续生成的等离子体强度不均匀的现象。
发明内容
由于目前等离子体产生方式具有上述缺失，因此本发明申请人有鉴于现 有技术所存在问题改善的需要，提出本发明的"等离子体产生装置"。
本发明一方面提供一种等离子体产生装置，以产生一等离子体，该等离 子体产生装置包含至少一天线组，该天线组包含用以提供一第一电磁波的至 少一第一天线以及用以提供一第二电磁波的至少一第二天线，其中在该第一天线与该第二天线的一重叠区域内，该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦 合而通过该天线组使该等离子体产生装置产生该等离子体。 关于该等离子体产生装置，其中
该等离子体相应于该重叠区域是具有均匀的强度；和/或该第一天线与该 第二天线具有相同的长度且彼此平行而相隔一距离。
该第一天线与该第二天线的输入端都具有一电磁波产生器，其中该电磁 波产生器与该天线之间还具有一电磁波耦合器；和/或该第一天线与该第二天 线至少其中之一是由一独立棒状导管所组成。
本发明一方面提供一种等离子体产生装置，具有一天线以提供一电磁波 而产生强度均匀的等离子体，其中该天线是设置于具有至少一开口的电磁波 控制罩内。
关于该等离子体产生装置，其中
该天线是由一独立棒状导管所组成，且该开口可用以调整该电磁波沿该 独立棒状导管的长度方向的强度。
该电磁波控制罩具有一遮蔽板以遮蔽该开口 ，且该遮蔽板相对于该电磁 波控制罩的位置是可以被调整，以使该开口被遮蔽的面积可以被控制，其中 该遮蔽板相对于该电磁波控制罩的位置可以通过外部控制装置而被调整。
本发明一方面提供一种等离子体产生装置，该等离子体产生装置包含至 少一天线组，而该天线组则包含了用以提供一第一电磁波的至少一第一天 线、用以提供一第二电磁波的至少一第二天线以及用以形成一隔绝范围而容 置该第一天线与该第二天线的一绝缘材料，其中在该第一天线与该第二天线 的重叠区域内，该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦合，最后该等离子体 产生装置通过相互耦合的该第一电磁波与该第二电磁波而产生一等离子体。
关于该等离子体产生装置，其中
该第一天线的指向是相反于该第二天线的指向；和/或相邻于另一天线组 的该第一天线与该第二天线分别是相邻于该另一天线组中的第二天线与第 一天线。
本发明一方面提供一种等离子体产生装置，用以于一处理腔室中产生一 等离子体而形成一镀膜于一基板上，该等离子体产生装置包含了至少一天线 组，该天线组则是包含了用以提供一第一电磁波的至少一第一天线、用以提供一第二电磁波的至少一第二天线以及用以形成一隔绝范围而容置该第一 天线与该第二天线的绝缘材料，其中在该第一天线与该第二天线的重叠区域 内该第一电磁波与第二电磁波相互耦合，最后该等离子体产生装置通过相互 耦合的该第一电磁波与该第二电磁波以产生该等离子体而形成该镀膜于该 基板上。
关于该等离子体产生装置，其中
该绝缘材料所构成的隔绝范围穿越该处理腔室，且该隔绝范围的两尾端 是被该处理腔室的腔壁密合，以使该隔绝范围可以被完全密封；和/或该第一 天线与该第二天线至少其中之一是由设置于一电磁波控制罩的独立棒状导 管所构成，且该电磁波控制罩具有至少一开口，而所述电磁波则可具有微波 的频段。
该第一天线与该第二天线的输入端都具有独立的一电磁波产生器，其中 该电磁波产生器与该天线之间还具有一电磁波耦合器；所述电磁波产生器的 频率参数、功率参数与开关状态都可为可被调整，以分别调整该第一电磁波 与该第二电磁波的强度；及该等离子体产生装置还包含至少一光电感测装 置，以根据该镀膜的变化而随时控制所述电磁波产生器。
该隔绝范围的断面可为圆形与多边形其中之一；和/或该隔绝范围内具有 冷却流体，以控制该隔绝范围内的温度。
综上所述，本发明提供的一种等离子体产生装置，利用一第一天线与一 第二天线的重叠区域而产生具有均匀强度的等离子体，以改善现有技术中电 磁波遭初始生成的等离子体反射而产生强度变化并使后续生成的等离子体 浓度不均匀的现象，而开发出一种组合了第一天线与第二天线以产生等离子 体而处理基板的等离子体产生装置，制造成本极低而应用性极高，并具有很 高的产业价值。
图1为本发明等离子体产生装置中一较佳实施例的透视图； 图2为本发明等离子体产生装置中另一较佳实施例的透视图； 图3为本发明等离子体产生装置中再一较佳实施例的透视图； 图4为本发明等离子体产生装置中一天线结构的示意图； 图5为本发明等离子体产生装置中另一天线结构的示意图；图6为本发明等离子体产生装置中再一天线结构的示意图。
其中，附图标记说明如下
10等离子体产生装置19镀膜
11第一天线21处理腔室
12第二天线22绝缘材料
13重叠区域23光电感测装置
14电磁波控制罩26隔绝范围
15开口30独立棒状导管
16电磁波产生器31天线组
17电磁波耦合器33遮蔽板
18基板
具体实施例方式
将于下文中说明本发明，请参考附图，本领域技术人员须了解下文中的 说明仅作为例证用，而不用于限制本发明。
以下针对本发明等离子体产生装置的较佳实施例进行描述，但实际的设 置及所实行的方法并不必须完全符合所描述的内容，本领域技术人员应当能 在不脱离本发明的实际精神及范围的情况下，做出种种变化及修改。
请参阅图1，其为本发明较佳实施例中等离子体产生装置的示意图。该
等离子体产生装置10包含了至少一天线组31以产生一等离子体，而该天线 组31包含了用以提供一第一电磁波的一第一天线11以及用以提供一第二电 磁波的一第二天线12，其中该第一电磁波与该第二电磁波各自是由电磁波产 生器16产生并通过电磁波耦合器17而分别导入该第一天线11与该第二天 线12;此外，由于该第一天线11与该第二天线12具有相同的长度而彼此平 行并相隔一距离，且在该第一天线11与该第二天线12的一重叠区域13内 该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦合，因此所产生的该等离子体相应于 该重叠区域13可以具有均匀的强度。
此外，根据该等离子体产生装置10的实际应用所需，该天线组31中的 该第一天线11与该第二天线12可以相应具有多种不同的设置方式；如图4 所示，较佳地该第一天线11与该第二天线12至少其中之一可以是由设置于一电磁波控制罩14内的一独立棒状导管30所构成，其中该电磁波控制罩14 上是具有至少一开口 15，且该开口 15的数量是自该独立棒状导管30的输入 端而沿该独立棒状导管30的长轴变化，以使该电磁波控制罩14的单位长度 上的该开口 15的总面积可以相应被改变，因此电磁波沿该独立棒状导管30
长度方向的强度也可以被调整而产生强度均匀的该等离子体。本发明另一特 点是，如图6所示，该电磁波控制罩14还具有一遮蔽板33以遮蔽该开口 15， 且该遮蔽板33相对于该电磁波控制罩14的位置是可以通过外部控制装置或 人为操作而被调整，以使该开口 15被遮蔽的面积可以被控制，故该等离子 体产生装置10所产生的等离子体的强度也可以相应被改变。
请参阅图2，其为本发明较佳实施例中等离子体产生装置的示意图。该 等离子体产生装置10包含了用于产生一等离子体的至少一天线组31以处理 一基板18，而该天线组31包含了用以提供一第一电磁波的一第一天线11以 及用以提供一第二电磁波的一第二天线12，且由于在该第一天线11与该第 二天线12的一重叠区域13内该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦合，因 此所产生的该等离子体可以具有均匀的强度；而为使该第一天线11与该第 二天线12可被隔离于所产生的该等离子体而受保护，该第一天线11与该第 二天线12较佳是设置于由一绝缘材料22所形成的隔绝范围26内，且其中 该隔绝范围26内还可具有冷却流体以控制该隔绝范围26内的温度。
进一步地，为根据该等离子体产生装置10的实际应用所需以产生强度 均匀的该等离子体，该天线组31及其中的该第一天线11与该第二天线12 可以相应具有多种不同的设置方式，较佳地，该第一天线11的指向是相反 于该第二天线12的指向，且相邻于另一天线组31的该第一天线11与该第 二天线12分别是相邻于该另一天线组31中的第二天线12与第一天线11。
请参阅图3，其为本发明较佳实施例中等离子体产生装置的示意图。该 等离子体产生装置10包含了设置于一处理腔室21中的至少一天线组31，以 用于产生一等离子体而形成一镀膜19于一基板18，而该天线组31包含了用 以提供一第一电磁波的至少一第一天线11以及用以提供一第二电磁波的至 少一第二天线12，且由于在该第一天线11与该第二天线12的一重叠区域 13内该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦合，因此所产生的该等离子体可 以具有均匀的强度；而为使该第一天线11与该第二天线12可被隔离于所产生的该等离子体而受保护，该第一天线11与该第二天线12较佳是设置于由
一绝缘材料22所形成的隔绝范围26内，其中该隔绝范围26是穿越该处理 腔室21，且该隔绝范围26的两尾端是被该处理腔室21的腔壁密合，以使该 隔绝范围26可以被完全密封，且其中该隔绝范围26的断面形状可为圆形或 多边形。
特殊地，该第一电磁波与该第二电磁波各自是可由一电磁波产生器16 产生并通过电磁波耦合器17而分别导入该第一天线11与该第二天线12，且 其中所述电磁波产生器16的频率参数、功率参数与开关状态都为可被调整， 以分别独立地控制该第一电磁波与该第二电磁波的强度；本发明另一特点是 该等离子体产生装置10还可包含至少一光电感测装置23，以根据被形成的 该镀膜19相应于该基板18的均匀度与厚度的变化而随时控制所述电磁波产 生器16。
此外，根据该等离子体产生装置10的实际应用所需，该天线组31中的 该第一天线11与该第二天线12可以相应具有多种不同的设置方式；如图5 所示，较佳地该第一天线11与该第二天线12至少其中之一可以是由设置于 一电磁波控制罩14内的一独立棒状导管30所构成，其中该电磁波控制罩14 上邻近该镀膜19的一侧上可具有多个开口 15，且该开口 15的直径是自该独 立棒状导管30的输入端而沿该独立棒状导管30的长轴而变化，以使电磁波 沿该独立棒状导管30长度方向的强度可以受控制，并在该重叠区域13内进 一步使该第一 电磁波与第二电磁波可以有效地相互耦合。
综上所述，本发明确实可提供一种等离子体产生装置，利用一第一天线 与一第二天线的重叠区域而产生具有均匀强度的等离子体以改善现有技术 中，电磁波遭初始生成的等离子体反射而产生强度变化并使后续生成的等离 子体浓度不均匀的现象，而开发出一种组合了第一天线与第二天线以产生等 离子体而处理基板的等离子体产生装置，制造成本极低而应用性极高，并具 有很高的产业价值，并依法提出发明专利申请。
以上所述为利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围， 因此本领域技术人员应当清楚，适当而作微小的改变与调整，仍将不失本发 明的要义所在，也不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步 实施状况。
权利要求
1.一种等离子体产生装置，该等离子体产生装置包含至少一天线组以产生一等离子体，该天线组包含至少一第一天线，其用以提供一第一电磁波；以及至少一第二天线，其用以提供一第二电磁波，其中在该第一天线与该第二天线的重叠区域内，该第一电磁波与第二电磁波相互耦合以产生该等离子体。
2. 根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于 该等离子体相应于该重叠区域具有均匀的强度；和/或该第一天线与该第二天线具有相同的长度且彼此平行而相隔一距离。
3. 根据权利要求1所述的等离子体产生装置，其特征在于该第一天线与该第二天线的输入端都具有一电磁波产生器，其中该电磁波产生器与该天线之间还具有一电磁波耦合器；和/或该第一天线与该第二天线至少其中之一是由一独立棒状导管所组成。
4. 一种等离子体产生装置，该等离子体产生装置具有一天线以提供一电 磁波而产生强度均匀的等离子体，其中该天线是设置于具有至少一开口的电 磁波控制罩内。
5. 根据权利要求4所述的等离子体产生装置，其特征在于，该天线是由 一独立棒状导管所组成，且该开口可用以调整该电磁波沿该独立棒状导管的 长度方向的强度。
6. 根据权利要求4所述的等离子体产生装置，其特征在于，该电磁波控 制罩具有一遮蔽板以遮蔽该开口，且该遮蔽板相对于该电磁波控制罩的位置 可以被调整，以使该开口被遮蔽的面积可以被控制，其中该遮蔽板相对于该 电磁波控制罩的位置可以通过外部控制装置而被调整。
7. —种等离子体产生装置，该等离子体产生装置包含至少一天线组以产 生一等离子体，该天线组包含至少一第一天线，其用以提供一第一电磁波；至少一第二天线，其用以提供一第二电磁波；以及一绝缘材料，其用以形成一隔绝范围而容置该第一天线与第二天线；其中在该第一天线与该第二天线的重叠区域内，该第一电磁波与第二电 磁波相互耦合并通过该绝缘材料而产生该等离子体。
8. 根据权利要求7所述的等离子体产生装置，其特征在于 该第一天线的指向是相反于该第二天线的指向；和/或 相邻于另一天线组的该第一天线与该第二天线分别是相邻于该另一天线组中的第二天线与第一天线。
9. 一种等离子体产生装置，该等离子体产生装置用以于一处理腔室中通过至少一天线组产生一等离子体而形成一镀膜于一基板上，该天线组包含 至少一第一天线，其用以提供一第一电磁波；至少一第二天线，其用以提供一第二电磁波；以及一绝缘材料，用以形 成一隔绝范围而容置该第一天线与第二天线；其中在该第一天线与该第二天线的重叠区域内，该第一电磁波与第二电 磁波相互耦合并通过该绝缘材料而产生该等离子体以形成该镀膜于该基板 上。
10. 根据权利要求9所述的等离子体产生装置，其特征在于 该绝缘材料所构成的隔绝范围穿越该处理腔室，且该隔绝范围的两尾端被该处理腔室的腔壁密合，以使该隔绝范围可以被完全密封；和/或该第一天线与该第二天线至少其中之一是由设置于一电磁波控制罩的 独立棒状导管所构成，且该电磁波控制罩具有至少一开口，而所述电磁波则 可具有微波的频段。
11. 根据权利要求9所述的等离子体产生装置，其特征在于 该第一天线与该第二天线的输入端都具有独立的一电磁波产生器，其中该电磁波产生器与该天线之间还具有一电磁波耦合器；所述电磁波产生器的频率参数、功率参数与开关状态都可为可被调整， 以分别调整该第一电磁波与该第二电磁波的强度；及该等离子体产生装置还包含至少一光电感测装置，以根据该镀膜的变化 而随时控制所述电磁波产生器。
12. 根据权利要求9所述的等离子体产生装置，其特征在于 该隔绝范围的断面可为圆形与多边形其中之一；和/或 该隔绝范围内具有冷却流体，以控制该隔绝范围内的温度。
全文摘要
本发明提供一种等离子体产生装置，以产生强度均匀的等离子体。该等离子体产生装置包含至少一天线组，该天线组包含至少一第一天线与至少一第二天线，该第一天线与该第二天线分别是用以提供一第一电磁波与一第二电磁波，其中在该第一天线与该第二天线的一重叠区域内，该第一电磁波与第二电磁波可以相互耦合而通过该天线组使该等离子体产生装置产生强度均匀的该等离子体。通过本发明，该等离子体产生装置可以具有制造成本极低而应用性极高的优点，并具有很高的产业价值。
文档编号H05H1/46GK101316474SQ20071010818
公开日2008年12月3日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者俞志杰, 寇崇善, 张子青, 林瑞堉, 潘彦儒, 王腾纬 申请人:台达电子工业股份有限公司