等离子体产生设备制造技术

本发明专利技术的主题是一种等离子体产生设备，在其中设置有用于将能量耦入到等离子体腔中的等离子体内的至少一个电感式设备和至少一个电容式设备。至少一个电感式设备和至少一个电容式设备可以彼此分开地通过不同的频率发生器来供应能量或也可以通过共同的频率发生器来供应能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种等离子体源，其结合了以电感方式耦合以及以电容方式耦合的等离子体的优点。
技术介绍
以电感方式耦合的等离子体(ICP)在很低的等离子体电势的情况下达到了很高的离子密度。此外，也可以提供大面积的等离子体。结合特别简单的等离子体产生，这就能够实现等离子体源的经济的运行方式。以电容方式耦合的等离子体(CCP)由于较低的激励温度和旋转温度而具有较低的点火温度。基于易操作性和稳定性，以电容方式耦合的等离子体可以在大量的应用中使用，尤其是在气溶胶或湿气中使用，在其中，其他的等离子体可能会熄灭。CCP耦合特别好地适用于对等离子体中的离子进行加速并且针对加工过程进行提取。因此，这两种等离子体产生方式都具有它们在技术上的优点和存在理由。在DE10358505B4中描述了一种ICP源，其具有磁极靴装置，其中，激励线圈布置在极靴的槽中。极靴造成了激励线圈的磁场在极靴下方在设置用于等离子体点火的区域中的集中。在磁极靴的两侧并且与其直线式地设置有其他的永磁体作为多极磁体装置。在该结构中，多极装置的磁场与以电感方式耦合的等离子体叠加。所描述的结构尤其适用于伸长的面式的等离子体源，像它们优选用于以穿通方法(Durchlaufverfahren)进行的太阳能电池制造那样。EP0908923B1描述了一种等离子体源，其中，用于磁场在等离子体腔中进行集中的磁芯(铁素体芯)也同时被用作等离子体源到处理室的联接开口的关闭件。等离子体源的优选的实施方式是旋转对称的。不使用多极磁体装置，以便在等离子体中产生哨声波。ICP源的公知的结构形式不具有CCP源的有利特性。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种等离子体源，其集合了ICP等离子体和CCP等离子体的优点。根据本专利技术，该任务利用根据权利要求1的设备来解决。有利的实施方式在回引的从属权利要求中示出。根据本专利技术的设备的特征在于，同时以电感方式和电容方式将能量耦入到等离子体中。根据本专利技术设置的是，该设备具有至少一个用于将能量以电感方式耦入到等离子体中的线圈。在此，等离子体在为此设置的腔区域，亦即等离子体腔中产生。线圈优选布置在磁极靴的槽中，其中，槽的开口(槽侧)朝向等离子体(等离子体腔)。在此，线圈优选嵌入到(陶瓷的)绝缘体中。由极靴和线圈构成的装置布置在能导电的包覆物中，包覆物除了极靴的槽侧和线圈接口外完全包围该装置。槽侧用能导电的法拉第屏蔽物遮盖。该法拉第屏蔽物使包覆物的内部相对等离子体腔封闭并且与有传导能力的包覆物传导连接，其中，线圈的磁场可以溢出用于以电感方式的耦合，但电场被可靠地屏蔽，或者说很大程度上减小了电场穿过法拉第屏蔽物。在法拉第屏蔽物与磁极靴装置之间也可以置入由磁场可穿透的材料制成的附加的绝缘板，绝缘板可以用作极靴装置的封装件或保护件。该封装也可以相对有传导能力的包覆物以真空密封的方式实施，以便可以避免可能的污物进入过程腔，或者说使过程腔中存在的反应气体或气体残留远离极靴装置。在此，在包覆物内部的内腔可以形成被单独泵吸的真空腔或可以与大气或保护气体装置连接。存在有配对电极作为相对于法拉第屏蔽物的配对件，法拉第屏蔽物和该配对电极一起构成了电容器装置。配对电极优选布置在与法拉第屏蔽物对置的侧上，此外优选布置在待处理的基底的后方。在包覆物外部还布置了有传导能力的壁作为所谓的暗腔遮蔽物，该壁与包覆物电绝缘并且除了槽侧和联接穿通部外包围了该包覆物。优选地，暗腔遮蔽物处在装置的接地电势上。此外优选的是，暗腔遮蔽物的槽侧配设有由不传导的材料制成的遮盖物(介电遮盖物)。暗腔遮蔽物的目的是将等离子体的形成限制到等离子体腔上。为了将能量供入到等离子体中，至少一个线圈与频率发生器，优选是高频发生器连接。另外的频率发生器联接到包覆物以及与该包覆物连接的法拉第屏蔽物上。这些频率发生器的两个其他的极优选处在接地电势上。优选地，多极磁体装置平行于一个或多个线圈地布置，从而使多极磁体装置的磁场与线圈的磁场在等离子体中叠加。多极磁体装置优选被定向成使它们有助于产生所谓的哨声波。哨声波在等离子体边缘层中沿着等离子体的表面延伸并且改进了到该等离子体中的能量输入。为了实现这一点，多极磁体装置优选以彼此相互吸引的方式定向。它们与线圈的磁场一起形成一种磁瓶，其有利地包围等离子体并使其成形。多极磁体装置优选布置在暗腔遮蔽物外部。在此，它们优选在暗腔遮蔽物旁边，在朝等离子体腔方向上在介电遮盖物的高度上以用该遮盖物封闭的方式布置，或者在另外的优选的实施方式中布置在等离子体腔旁边。因此概括而言，根据本专利技术，根据DE10358505B4的布置具有带朝向等离子体腔方向的法拉第屏蔽物的包覆物，并且此外还配设有暗腔遮蔽物。除了根据DE10358505B4的设备部分的以电感方式式的能量耦入外，还经由包围根据DE10358505B4的设备的附加设置的包覆物或法拉第屏蔽物实现了以电容方式式将能量耦入到等离子体中。包覆物优选被冷却。这例如借助冷却剂传输部实现。其他的构件在需要时也可以配设有冷却剂传输部或别的对流式或导热式的热导出部。用于以电感方式将能量耦入到等离子体中的ICP线圈优选成对地、直线式延伸地且平行延伸地设置。于是，由于对称原因，在一对线圈的相反的端部上实现能量耦入。有利的是，在等离子体产生装置中相互平行地布置有多个线圈对。然而，其他的线圈配置也是可行的，例如圆形或波浪形的布置。在特别是伸长的设计结构中，各个ICP线圈都可以配设有附加的能量输送部。线圈的交错布置也是可行的。法拉第屏蔽物由有传导能力的，优选是金属的材料构成。它具有用于使ICP线圈的磁场线从包覆物溢出的开口。这些开口优选平行于磁场线地延伸，以便尽可能少地影响这些磁场线。因此，开口优选被设计成缝隙状。一个优选的实施方式将矩形的板设置为法拉第屏蔽物，在其中，缝隙交替地从板材的长侧起进入到该板材中直至几乎到达对置的侧。以这种方式形成了蜿蜒曲折的结构，其有助于减少或抑制在法拉第屏蔽物中涡流的形成。法拉第屏蔽物的其他实施方式也是可行的，并且对于本专业技术人员来说是可以实施的，其中，重要的是使用于让磁场线溢出的开口优选应当平行于这些磁场线地延伸。暗腔遮蔽物是有传导能力的并且阻止了在为之设置的区域之外通过经由包覆物的以电容方式的能够供入将专属的等离子体点火。为此，暗腔遮蔽物优选处在接地电势上。在法拉第屏蔽物与等离子体之间优选朝等离子体腔指向地存在有例如由石英材料或氧化铝陶瓷制成的介电遮盖物作为暗腔遮蔽物的封闭件并且作为防污染保护装置。所形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生等离子体的设备，所述设备具有用于将能量耦入到等离子体腔中的等离子体内的至少一个电感式设备和至少一个电容式设备，其中，所述至少一个电感式设备和所述至少一个电容式设备彼此分开地通过不同的频率发生器或通过共同的频率发生器来供应能量，其特征在于，所述电感式设备被有传导能力的包覆物包围，所述包覆物在等离子体侧上通过法拉第屏蔽物来封闭，所述包覆物与所述法拉第屏蔽物以有传导能力的方式连接，并且所述有传导能力的包覆物与频率产生器以有传导能力的方式连接，并且有传导能力的包覆物、法拉第屏蔽物以及至少一个配对电极形成了所述电容式设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.12 EP 13184184.31.一种用于产生等离子体的设备，所述设备具有用于将能量耦入到等离子体腔中的等
离子体内的至少一个电感式设备和至少一个电容式设备，其中，所述至少一个电感式设备
和所述至少一个电容式设备彼此分开地通过不同的频率发生器或通过共同的频率发生器
来供应能量，其特征在于，所述电感式设备被有传导能力的包覆物包围，所述包覆物在等离
子体侧上通过法拉第屏蔽物来封闭，所述包覆物与所述法拉第屏蔽物以有传导能力的方式
连接，并且所述有传导能力的包覆物与频率产生器以有传导能力的方式连接，并且有传导
能力的包覆物、法拉第屏蔽物以及至少一个配对电极形成了所述电容式设备。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电感式设备具有至少一个线圈，所述
至少一个线圈与频率发生器传导连接并且布置在磁极靴的槽中。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个线圈在所述磁极靴的槽中被
陶瓷的绝缘体包围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述有传导能力的包覆物在
不朝向所述等离子体的侧上配设有暗腔遮蔽物，所述有传导能力的包覆物与所述暗腔遮蔽
物电绝缘。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述暗腔遮蔽物在朝向所述等离子体的侧
上用介电遮盖物关闭。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆·迈，
申请(专利权)人：梅耶博格德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE