本发明专利技术提供了一种等离子加工装置，包括：真空腔室；等离子反应腔，位于所述真空腔室内，用于进行等离子加工工艺；射频功率源，用于向所述等离子反应腔提供射频信号；射频功率传输单元，用于将所述射频功率源提供的射频信号传输至所述真空腔室的等离子反应腔内，所述射频功率传输单元包括传输所述射频信号的传输线，以及用于屏蔽所述传输线的电磁场的外导体。本发明专利技术射频传输单元具有用于屏蔽传输线电磁场的外导体，能够有效避免射频信号在真空腔室内放电，因此具有较好的安全性以及较低的传输功率损耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池制造设备领域，特别涉及一种用于制造薄膜太阳能电池的等离子加工装置。
技术介绍
近年来，大面积等离子加工装置已经广泛应用于薄膜沉积、刻蚀等半导体领域，例如平面基板、薄膜太阳能电池的制造等。随着加工尺寸的日益增大，进行等离子加工时所需的射频功率以及频率也越来越高。在现有的大面积等离子加工装置中，腔体嵌套(Box in Box)技术被广泛应用，具体包括将等离子反应腔设置于真空的外腔室内。所述外腔室能够保护较为脆弱的等离子反应腔，但由于射频功率源独立设置于真空腔室外，需要使用射频功率传输线将射频信号传输至等离子反应腔内的射频电极上，上述射频功率传输线在经过真空腔室时，由于真空腔室内并非完全真空，而存在氮气、氩气、硅烷以及氢气等气体，当大功率射频信号流经射频功率传输线时，便容易形成放电条件。在真空腔室中产生放电会造成如下问题射频信号存在功率损耗，无法有效的传输给等离子反应腔，影响等离子加工工艺； 大功率放电容易烧毁传输线、射频功率源以及设备中的其他电子线路，甚至引起安全事故。 综上，如何安全、有效地传输射频信号，成为等离子加工设备亟待解决的问题。理论上提高真空腔室的真空度，可以降低放电的可能性。但绝对的真空环境难以实现，且提高真空度也相应提高了设备的使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种等离子加工装置，能够避免射频信号传输时在真空腔室内的放电问题。本专利技术所述的等离子加工装置，包括真空腔室；等离子反应腔，位于所述真空腔室内，用于进行等离子加工工艺；射频功率源，用于向所述等离子反应腔提供射频信号；射频功率传输单元，用于将所述射频功率源提供的射频信号传输至所述真空腔室的等离子反应腔内，所述射频功率传输单元包括传输所述射频信号的传输线，以及用于屏蔽所述传输线的电磁场的外导体。可选的，所述外导体为导管、导电箔或者金属外罩。所述真空腔室具有真空腔内壁。所述等离子反应腔具有等离子反应腔外壁。所述外导体一端与所述真空腔内壁相连， 另一端与所述等离子反应腔外壁相连。所述等离子反应腔外壁与所述真空腔内壁的材料为导电材料。所述等离子反应腔外壁、所述真空腔内壁与所述外导体构成封闭的电磁屏蔽体。可选的，所述传输线为管状、柱状、金属网状或者金属丝状。所述传输线为圆柱体， 所述外导体具有圆柱形的内表面。所述传输线的直径大于等于10mm。所述外导体与所述传输线之间有间距，所述间距小于等于10mm。可选的，所述真空腔室内的气压为0. 03-3mbar,所述射频功率源的电压为100-500V。所述间距大于等于1mm。所述外导体内径为大于12mm 小于等于60mm。可选的，所述外导体材料为铜、铝、金、银、铁、锌、铬、铅、钛中的一种、多种或包含上述材料的合金。所述传输线材料为铜、铝、金、银、铁、锌、铬、铅、钛中的一种、多种或包含上述材料的合金。可选的，所述传输线与外导体之间填充有绝缘介质。所述传输线与所述外导体形成同轴体。所述真空腔室具有真空腔气压调节单元，所述真空腔气压调节单元包括第一排气通路。所述等离子反应腔具有反应腔气压调节单元，所述反应腔气压调节单元包括第二排气通路。可选的，所述第一排气通路与所述第二排气通路与同一排气泵相连。或者，所述第一排气通路与所述第二排气通路分别与不同排气泵相连。所述等离子反应腔还具有射频电极以及与所述射频电极连接的第一进气通路。所述传输线一端与所述射频功率源相连，另一端与所述射频电极相连。所述射频功率源设置于所述真空腔室之外。所述射频功率源包括射频产生单元，以及连接所述射频产生单元的匹配器，所述匹配器用于调节所述射频信号的耦合功率。与现有技术相比，本专利技术装置具有以下优点所述射频功率传输单元具有屏蔽传输线电磁场的外导体，能够有效避免射频信号在真空腔室内放电；且所述外导体与等离子反应腔的外壁、真空腔室的内壁构成封闭的电磁屏蔽体， 进一步增强了对传输线电磁场的屏蔽效果；所述传输线为圆柱体，外导体具有圆柱形的内表面，两者形成同轴体，使得传输线与外导体的间距保持一致。其中，传输线的直径大于等于10mm，而所述间距小于等于10mm，一方面能够保证传输线的低阻抗以及射频功率传输单元的低等效电感，有助于减少射频功率传输单元上的功率损耗以及降低等离子加工装置的起辉功率；另一方面提高了射频信号在传输线与外导体之间间隙内的最小放电电压，以避免放电现象的产生。进一步的，所述外导体与传输线的间距大于Imm以保证有效绝缘。附图说明图1是本专利技术所述射频功率传输单元的示意图；图2是图1中沿A-A’线的截面示意图；图3是本专利技术所述等离子加工装置的示意图；图4是本专利技术所述等离子加工装置中射频信号的传输电路示意图；图5是射频放电原理的帕邢曲线示意图。具体实施例方式现有的等离子加工装置中，位于真空腔室内的射频功率传输线，流经大功率射频信号时，即使真空腔室中的气体非常稀薄，也容易发生放电现象。仅提高真空腔室内的真空度，并非解决放电问题的有效方法。本专利技术的射频传输单元则具有用于屏蔽传输线电磁场的外导体，能够有效避免射频信号在真空腔室内放电。图1是本专利技术所述射频功率传输单元的示意图，图2是图1中沿A-A’线的截面示意图。结合图1以及图2所示，本专利技术所述的射频功率传输单元包括用于传输射频信号的传输线101，以及用于屏蔽所述传输线101的电磁场的外导体102。将上述射频功率传输单元应用于等离子加工装置时，由于传输线101位于外导体 102内，传输线101的电磁场被外导体102所屏蔽，因此能够有效避免传输线101上流经的射频信号在真空腔室内放电。作为较佳实施例，外导体102的两端可以分别与等离子反应腔的外壁以及真空腔室的内壁相连，且所述等离子反应腔外壁与所述真空腔内壁的材料为导电材料，所述等离子反应腔外壁、所述真空腔内壁与所述外导体构成封闭的电磁屏蔽体。 所述封闭的电磁屏蔽体将进一步增强对传输线101电磁场的屏蔽效果。可选的，所述传输线101可以为管状、柱状、金属网状或者金属丝状，其材料可以为铜、铝、金、银、铁、锌、铬、铅、钛中的一种、多种或包含上述材料的合金；所述外导体102 可以为导管、导电箔或者金属外罩，其材料也可以为铜、铝、金、银、铁、锌、铬、铅、钛中的一种、多种或包含上述材料的合金。在本专利技术的某些实施例中，所述传输线101为圆柱体，所述外导体102具有圆柱形的内表面。所述传输线与所述外导体均为铝材质，两者之间有间隙。在所述间隙内可以填充有绝缘介质，但在本专利技术的最佳实施方式中，所述间隙内为真空，以避免阻抗较大带来的负面影响。所述传输线101与外导体102还可以制作成同轴体结构，使得两者之间间距保持一致。当然，在本专利技术的其他实施例中，所述传输线101与外导体102也可以不同轴。利用上述射频功率传输单元，即能够解决等离子加工装置中，真空腔室内的放电问题。如图3所示，本专利技术所述的等离子加工装置包括真空腔室30 ；等离子反应腔20， 设置于所述真空腔室30内，用于进行等离子加工工艺；射频功率源40，用于向所述等离子反应腔提供射频信号；如前所述的射频功率传输单元10，用于将射频功率源40提供的射频信号传输至等离子反应腔20中；其中射频功率传输单元10的传输线101 —端连接所述射频功率源40，另一端与所述等离子反应腔20连接。所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种等离子加工装置，包括真空腔室；等离子反应腔，位于所述真空腔室内，用于进行等离子加工工艺；射频功率源，用于向所述等离子反应腔提供射频信号；射频功率传输单元，用于将所述射频功率源提供的射频信号传输至所述真空腔室的等离子反应腔内，其特征在于，所述射频功率传输单元包括传输所述射频信号的传输线，以及用于屏蔽所述传输线的电磁场的外导体。2.如权利要求1所述的等离子加工装置，其特征在于，所述外导体为导管、导电箔或者金属外罩。3.如权利要求2所述的等离子加工装置，其特征在于，所述真空腔室具有真空腔内壁， 所述等离子反应腔具有等离子反应腔外壁，所述外导体一端与所述真空腔内壁相连，另一端与所述等离子反应腔外壁相连。4.如权利要求3所述的等离子加工装置，其特征在于，所述等离子反应腔外壁与所述真空腔内壁的材料为导电材料，所述等离子反应腔外壁、所述真空腔内壁与所述外导体构成封闭的电磁屏蔽体。5.如权利要求3所述的等离子加工装置，其特征在于，所述传输线为管状、柱状、金属网状或者金属丝状。6.如权利要求3所述的等离子加工装置，其特征在于，所述传输线为圆柱体，所述外导体具有圆柱形的内表面。7.如权利要求3中所述的等离子加工装置，其特征在于，所述传输线的直径大于等于 IOmm08.如权利要求1-7的任一项所述的等离子加工装置，其特征在于，所述外导体与所述传输线之间有间距，所述间距小于等于10mm。9.如权利要求8所述的等离子加工装置，其特征在于，所述真空腔室内的气压为 0. 03-3mbar，所述射频功率源的电压为100-500V。10.如权利要求8所述的等离子加工装置，其特征在于，所述间距大于等于1mm。11.如权利要求10所述的等离子加工装置，其特征在于，所述外导...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金元，董家伟，杨飞云，于磊，宋晓宏，
申请(专利权)人：理想能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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