专利名称：具有偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及微波等离子体源，特别是涉及一种具有偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源。
背景技术：
为了因应硅晶片太阳电池的产能不断提高，最关键的抗反射膜成膜制作工艺所需的连续式等离子体辅助化学气相沉积(plasma enhanced chemicalvapor deposition)的制作工艺必须跟随做大幅度改变，也就是所使用的等离子体源必须延垂直输送带方向作大幅的线型延伸，以符合日益提高的产线产能。本发明提出一种长线型微波等离子体源以符合此需求，其各部结构及功能详述如下。请参考图1，是表示现有长线型微波等离子体源的侧视图。现有的一种长线型微波等离子体源100如德国专利第DE19812558A1号所述；包括反应腔体110、石英管120以及圆柱导波管130，其中圆柱导波管130是配置于石英管120内，而石英管是120配置于反应腔体110内。当自圆柱导波管130两端施加微波后，微波会于圆柱导波管130中传递，并从圆柱导波管130表面向外辐射而穿透石英管120以激发等离子体60。接着，通过等离子体60的形成而于硅基板140上沉积薄膜，以完成等离子体程序。请再参考图2及图3，其表示现有长线型微波等离子体源的等离子体分布示意图， 其中纵轴为等离子体密度，横轴为位置。等离子体密度Ii1为从导波管左侧施加微波所产生的等离子体分布，其向右侧而逐渐衰减；相对地，等离子体密度n2为从导波管右侧施加微波所产生的等离子体分布，其向左侧而逐渐衰减。因此，反应腔体内实际的等离子体密度η是由等离子体密度H1与等离子体密度η2的加总。然而，在大型化的量产要求下，需要增加长线型微波等离子体源100的尺寸以提升镀膜面积的速率。如此一来，无论是从左侧输入的微波或是从右侧输入的微波均在未抵达相对另一侧前完全漏出，而实际微波所激发的等离子体密度η为等离子体密度H1与等离子体密度η2的加总，而呈现出不均勻的现象，亦即两侧区域等离子体密度较高，而中间区域等离子体密度较低的情形。如果微波的漏出速率是可以控制的，那么上述等离子体密度不均勻的情形就可以获得改善，也就是说，控制微波的漏出率，使得无论是从左侧输入的微波或是从右侧输入的微波均在抵达相对另一侧时完全漏出，那么实际微波所激发的等离子体密度η (为等离子体密度Ii1与等离子体密度η2的加总)，将如图3所示，使等离子体密度的线型分布达到均勻。虽然也可通过增加微波的输入功率克服前述问题，但是随着微波功率的增加，将使靠近导波管左右两侧区域等离子体的电弧放电现象加剧，进而影响等离子体的稳定；再者，微波功率增大所增加的费用是正比于功率的次方等级，因此高功率微波产生器的价格非常昂贵，而使得制作工艺成本过高丧失竞争力。另一方面，由于石英管是处于被等离子体包围的状态，因此薄膜也会沉积于石英
3管上；这会导致微波功率漏入等离子体的速率发生改变，造成等离子体密度分布不均勻度， 使得硅基板上的成膜品质下降。定期更换石英管虽然可以克服微波等离子体上述问题，但是设备维修时间费日旷时，使得产能降低。基于上述问题，发明人提出了一种具偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源， 以达到提高等离子体漏出率、降低成本及减少设备损耗的功效。为了实现上述目的，本发明提供了一种具偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源，包含一反应腔室；一矩形导波管，设置在该反应腔室上，该矩形导波管的一底壁具有偏离中心位置而偏心设置的一细长偏心开槽，该矩形导波管是以该偏心开槽与该反应腔室连通，而该偏心开槽将该底壁区分成一宽边及一窄边；一石英板，可拆卸地嵌设在该偏心开槽内，并位于该矩形导波管与该反应腔室之间；以及一调整装置，具有一螺杆及一介电质移动块，该移动块与该螺杆连接而可移动地滑设在该矩形导波管内，并由该螺杆的调整而进行位移。该矩形导波管更具有与该宽边连接的一第一垂直侧壁，以及与该窄边连接的一第二垂直侧壁；若该移动块设置在该宽边，该螺杆垂直穿设在该第一垂直侧壁，该移动块经该第二开槽而与该第二垂直侧壁间隔一第一距离，且该移动块与该螺杆穿入该矩形导波管内的一端相连接，并由该螺杆调整该移动块朝向或远离该偏心开槽移动而调整该第一距离； 若该移动块设置在该窄边，该螺杆垂直穿设在该第二垂直侧壁，该移动块经该偏心开槽而与该第一垂直侧壁间隔一第二距离，且该移动块与该螺杆穿入该矩形导波管内的一端相连接，并由该螺杆调整该移动块朝向或远离该偏心开槽移动而调整该第二距离；适当地调整该移动块与该第二垂直侧壁间隔的第一距离，即可调整微波功率自导波管经由偏心开槽漏入等离子体的速率，进而使等离子体密度的线型分布达到均勻。
图1是现有长线型微波等离子体源的侧视图；图2是现有长线型微波等离子体源的等离子体分布示意图；图3是现有长线型微波等离子体源的等离子体分布示意图；图4是使用本发明线型微波等离子体源的机台的示意图；图5是本发明线型微波等离子体源的剖视图；图6是本发明的调整装置的调整示意图。主要元件符号说明10输送装置20基板301载入区302加热区
303冷却区
304卸载区
40微波源
1线型微波等离子体源
2反应腔室
3矩形导波管
31偏心开槽
32第一垂直侧壁
33第二垂直侧壁
34宽边
35窄边
4英板
5调整装置
51螺杆
52介电质移动块
D第一距离
η等离子体密度
Πι等离子体密度
η2等离子体密度
100长线型微波等离子体源
110反应腔体
120石英管
130圆柱导波管
140娃基板
60等离子体
具体实施例方式虽然本发明使用了几个实施例进行解释，但是下列附图及具体实施方式
仅仅是本发明的实施例；应说明的是，下面所揭示的具体实施方式
仅仅是本发明的例子，并不表示本发明限于下列附图及具体实施方式
。请同时参考图4及图5，其分别表示使用本发明线型微波等离子体源的机台的示意图以及本发明线型微波等离子体源的剖视图。本发明的线型微波等离子体源1架设在具有一输送带101的一输送装置10上方， 而待蚀刻或上膜的基板20 (可为硅基板)设置在输送装置10上沿X轴方向移动，基板20 依序经过载入区301、加热区302、线型微波等离子体源1、冷却区303以及卸载区304，基板20在载入区301进行载入作业，基板20继续到加热区302时，进行加热并减压，基板20 到线型微波等离子体源1时即大致已处于真空状态环境，基板20到冷却区303时即进行冷却与加压作业，基板20到卸载区304时即已达外界环境相同的一大气压的压力环境，并进行卸载作业；线型微波等离子体源1以其长轴平行Z轴方向设置，且线型微波等离子体源1在Z轴方向上的两端连接微波源40。本发明的线型微波等离子体源1包括一反应腔室2、一矩形导波管3、一石英板4 以及一调整装置5。反应腔室2位于输送装置10的上方，以部分密闭式地罩住沿X轴方向移动而待蚀刻或上膜的基板20。矩形导波管3设置在反应腔室2之上，且矩形导波管3具有相对设置的一第一垂直侧壁32及一第二垂直侧壁33，且矩形导波管3的底壁具有偏离中心位置而偏心设置的一细长偏心开槽31，而偏心开槽31将矩形导波管3的底壁分隔成一宽边34及一窄边35，偏心开槽31邻近矩形导波管的第二垂直侧壁33而设置，矩形导波管3以偏心开槽31与反应腔室2连通，而偏心开槽31与各垂直侧壁32、33之间的偏心距离是可以改变的。石英板4可拆卸地嵌设在偏心开槽31内，且位于矩形导波管3与反应腔室2之间。在本实施例中，微波自矩形导波管漏出的速率调整装置5具有一螺杆51及一介电质移动块52，螺杆51及移动块52为介电材质等绝缘材料所制；移动块52与螺杆51连接而可移动地滑设在矩形导波管3内，并藉螺杆51的调整而进行位移；调整装置5以软件程序而自动控制或以手动方式进行调整。详言之，若移动块52设置在宽边34，螺杆51则垂直穿设在第一垂直侧壁32，移动块52经偏心开槽31而与第二垂直侧壁33间隔一第一距离D，且移动块52与螺杆51穿入矩形导波管3内的一端相连接，并由螺杆51调整移动块52朝向或远离偏心开槽31移动而调整第一距离D (如图5所示)；或者是移动块52设置在窄边35，螺杆51则垂直穿设在第二垂直侧壁33，移动块52经偏心开槽31而与第一垂直侧壁32间隔一第二距离，且移动块 52与螺杆51穿入矩形导波管3内的一端相连接，并由螺杆51调整移动块52朝向或远离偏心开槽31移动而调整第二距离(如图6所示)。由帕申定律(Paschen’ s law)可知，起始放电电压Vs是在气体压力ρ和电极间距离d(即为偏心开槽31的槽宽，为可改变的)的积为某值时，可得极小值(帕申最小值)。 因而，当气体力压力P为一定的话，只要偏心开槽31的槽宽d够小(约为5 IOmm)，即可避免等离子体在槽内生成，进而避免石英板4遭受等离子体的化学气相沉积，亦即避免薄膜沉积于石英板4，更可延长石英板4的使用寿命及更换周期，由此提高产能。虽然本发明以相关的实施例进行解释，但是这并不构成对本发明的限制。应说明的是，本领域的技术人员根据本发明的思想能够构造出很多其他类似实施例，这些均在本发明的权利要求之中。
权利要求
1.一种线型微波等离子体源，包含反应腔室；矩形导波管，设置在该反应腔室上，该矩形导波管的底壁具有偏离中心位置而偏心设置的细长偏心开槽，该矩形导波管以该偏心开槽与该反应腔室连通，且该偏心开槽将该底壁区分成一宽边及一窄边；石英板，可拆卸地嵌设在该偏心开槽内且位于该反应腔室与该矩形导波管之间；以及调整装置，可移动地滑设在该矩形导波管内。
2.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，其中，该矩形导波管还具有与该宽边连接的第一垂直侧壁，以及与该窄边连接的第二垂直侧壁。
3.依据权利要求2所述的线型微波等离子体源，其中，该调整装置具有介电质螺杆及介电质移动块，该移动块与该螺杆连接而可移动地滑设在该矩形导波管内，并由该螺杆的调整而进行位移。
4.依据权利要求3所述的线型微波等离子体源，其中，该移动块设置在该宽边，该螺杆垂直穿设在该第一垂直侧壁，该移动块经该偏心开槽而与该第二垂直侧壁间隔一第一距离，且该移动块与该螺杆穿入该矩形导波管内的一端相连接，并由该螺杆调整该移动块朝向或远离该偏心开槽移动而调整该第一距离。
5.依据权利要求3所述的线型微波等离子体源，其中，该移动块设置在该窄边，该螺杆垂直穿设在该第二垂直侧壁，该移动块经该偏心开槽而与该第一垂直侧壁间隔一第二距离，且该移动块与该螺杆穿入该矩形导波管内的一端相连接，并由该螺杆调整该移动块朝向或远离该偏心开槽移动而调整该第二距离。
6.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，其中，该反应腔室下方设置有一输送装置，该输送装置朝垂直该偏心开槽的方向传输。
7.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，其中，该螺杆及该移动块为介电材质。
8.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，其中，该调整装置以自动或手动方式进行调整。
9.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，偏心开槽与该矩形导波管的第一垂直侧壁、第二垂直侧壁之间的一偏心距离是可以改变的。
10.依据权利要求1所述的线型微波等离子体源，偏心开槽的一槽宽是可以改变的。
全文摘要
本发明公开一种具有偏心开槽可变介质导波管的线型微波等离子体源，该线型微波等离子体源包含反应腔室；设置在反应腔室上的矩形导波管，其底壁具有偏心设置的细长偏心开槽，偏心开槽将底壁区分成宽边及窄边，且矩形导波管以偏心开槽与反应腔室连通；嵌设在偏心开槽内且位于矩形导波管与等离子体反应腔室之间的石英板；及具有螺杆及介电质移动块的调整装置，移动块与螺杆连接而可移动地滑设在矩形导波管内，并藉螺杆的调整而进行位移，以达到最佳微波漏出率，可以在不增加微波发射功率的情况下，延伸等离子体的线型长度，以达到大面积输送带式制作工艺的目的。
文档编号H05H1/46GK102254776SQ20101018573
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者张志振, 陈建志, 陈志勇 申请人:财团法人工业技术研究院