[發明專利]具有微波能輸送裝置的微波等離子體源

有效

• 申請號: 201110294000.3
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102378463A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: J·馬伊;H·梅利希;P·沃爾夫;H·施勒姆
• 申請（專利權）人: 德國羅特·勞股份有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董華林

技術領域

本發明涉及一種具有根據權利要求1特征的微波等離子體源，其具有用于給保護管內部的內導體輸送微波能裝置的微波能輸送裝置。

背景技術

按照現有技術已知各種不同類型的微波等離子體源，在此尤其感興趣的是線狀等離子體源，在線狀等離子體源中，至少一個線狀內導體在由絕緣材料制成的保護管中設置在真空室中，并可用于大面積基片的工業化等離子體處理。

例如DE?4136297A1提供一種裝置，用于借助于微波激勵在處理室中局部產生等離子體，利用該裝置可以有針對性地在任意位置將微波耦合至處理室中。作為同軸波型優選在內導體和所產生的等離子體之間的中間空間中執行微波傳輸。在空心波導體中與同軸波導定律相類似地傳輸微波，周圍的等離子體擔當外導體的功能。

該裝置具有由石英玻璃制成的空心波導體，該空心波導體與由金屬制成的內導體同軸地且保持一定間距地延伸。該空心波導體在法蘭區域內由金屬殼體包圍。該金屬殼體充當微波的波導體，其阻止在法蘭區域中已經觸發等離子體。該法蘭也用于將整個裝置插入處理室的壁中。空心波導體通過O形環密封件相對于金屬殼體密封。

法蘭式引導元件以真空密封方式固定在法蘭的外側上，其用于接納空心導體，在其一個端部上連接微波發生器。該引導元件和空心導體的法蘭通過夾緊環彼此夾緊。空心導體通過螺紋管件固定在法蘭的這一個端部上。

為了產生等離子體場，多個這種裝置并排設置在一個真空室中。內導體和空心波導體可以為了更換而沿軸向從法蘭中取出。

DE?198?01?366?B4涉及一種裝置，用于借助于交變電磁場在真空室中產生等離子體。在由絕緣材料制成的管的內部的棒形導體在真空室中延伸。絕緣管的內徑大于導體的直徑。絕緣管在一端部上保持在真空室的壁中并且相對于外表面密封。

導體在一個端部上連接在用于生產交變電磁場的電源上。

平行定向的兩個這種裝置能被饋送相同頻率的高頻，它們在時間上是彼此固定的相位關系。由此實現，在T形連接波導的兩個分配路徑之一中使用所謂的半波平衡-不平衡變換器。該基本原則應用于裝置內部的其他T形連接波導，使得高頻功率可以分配至等離子體產生系統的多個內導體。

在此缺點在于，為了更換絕緣管必須拆下整個分配裝置，并且必須精確制造所使用的半波平衡-不平衡變換器，以便可以獲得相位相同和所定義的高頻分配。

DE?196?289?49?B4提供一種裝置用于產生等離子體，其中，為了分配高頻功率而在結實金屬塊內部設置多個T形連接波導。通過對稱地構造T形連接波導，獲得定義的高頻功率分布。此處的缺點在于，為了維護絕緣管必須拆下高頻分配裝置。

DE?198?478?48?C1提供一種裝置用于在等離子體中產生激勵的/電離的粒子。該裝置尤其應該在低于大約13Pa的壓力范圍中具有足夠高的效率并且提供足夠數量的激勵的/電離的粒子。該裝置具有入口用于將過程氣體輸送至同軸導體的外導體和內導體之間的內室，該內室形成等離子體區。

DE?197?56?774?B4描述一種微波等離子體源，其具有設置在真空室中的等離子體室和至少一個進入開口，通過進入開口能定量地輸送過程氣體并且在進入開口中可以產生具有確定強度的適當頻率的微波場。

構成等離子體室的物體設置在真空室中。在真空室的壁和微波導體的外殼之間執行真空室相對于外部環境的密封，微波導體的外殼延伸穿過進入開口并且輸送在真空室外部產生的微波。等離子體室在所有側承受均勻的壓力狀況，并且在等離子體室以及真空室相對于大氣的密封部之間保持空間間隔。微波等離子體源應該提供持續且工作可靠的真空密封。

DE?10?2004?057?851?A1提供一種方法用于通過微波輻射在敷藥器/反應器中加熱活性介質。通過同軸天線系統傳輸微波能并且通過桿式天線將微波能饋送至敷藥器/反應器中，其中，桿式天線比所應用的微波輻射的波長更長，并且穿過振蕩器的大部分。通過非常緊湊的設置方式，較小的敷藥器也可以均質地或者視系統設計而定也分級地被輻射微波能。

發明內容

因此本發明的任務在于，提供一種微波等離子體源，其具有微波能輸送裝置，所述裝置用于將微波能輸送至保護管內部的內導體，所述裝置可以按照簡單方式且以小的空間需求在處理室中安裝和拆卸。所述微波等離子體源尤其應該適用于構造大面積的等離子體源。

在此優選使用激勵頻率為2.45GHz的微波能。視應用方式而定也可以使用例如915MHz的較低的激勵頻率，以及比2.45GHz明顯更高的激勵頻率。按照相應激勵頻率的波導技術的要求確定所需波導的尺寸。