Abstract
電漿技術已廣泛被使用在材料的表面處理.其使用頻率的範圍很廣,從直流,低頻直流及交流,rf頻段至微波頻段等等.這些產生電漿源的方法有著共同的目的,就是有效率產生大面積,高離子密度,高均勻度等等.特別是大面積電漿源,它在電子方面有相當大的應用.同時,大面積電漿源在增大半導體上矽晶圓的尺寸有很重要的影響,如大面積平面型顯示器的製造.微波型電漿源比傳統rf電漿源有特殊的吸引力,其原因在於微波型電漿源使用工業用 2.45GHz 磁控管為微波源,其成本比傳統rf系統為低.此外,由於微波型電漿源有效激發電漿離子體,故能產生高密度的電漿.有效的產生化學基亦是為微波電漿源的優點之一.由於微波型電漿源沒有使用電極,故其能減少汙染. 整個論文的構想來自於論文" Slot antenna 2.45GHz microwave plasma source,F. Werner, D. Korzec and J.Engemann, Plasma Sources Sci. Technol. 3 (1994)pp473-481 ",它是利用一個環狀的波導,此環狀的波導內的共振模為TE10j模,於內腔壁有開縱向的狹縫將波從共振腔內耦合至產生電漿的腔體內.其中每個狹縫的間距為一個波導波長,而共振腔的周長之長度為波導波長的整數倍.但若想產生愈均勻的電漿源必須要有愈多的狹縫數,但狹縫的數目卻受限於波導波長的長度. 為了解決這個缺點,於是採用同軸共振腔代替此環狀波導共振腔.於同軸共振腔中,共振模為TE011模,此模的特點是電場在環狀方向為均勻,而與環向的角度無關.而在內腔壁開狹縫的數目未受限制,若欲產生較均勻的電漿源,可開較多的狹縫. 根據整個設計的概念,大體積微波電漿源可透過以下的過程產生.首先決定產生電漿腔體的尺寸,即內金屬腔壁的尺寸.其次,再透過調整內,外腔壁的直徑比值來達到標準工業用共振頻率 2.45 GHz 的要求.