微波等离子体源
专利汇可以提供微波等离子体源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 离子注入 表面改性、等离子增强沉积及离子氮化的 等离子体 源。采用 真空 弯 波导 ，在线圈内腔与波导之间的空间里填充 铁 芯，并在线圈波导一侧的端头加装铁芯盖，以及线圈外围排置导磁条。由于使用了真空弯波导，从结构上避免了窗口受高能 离子轰击 以及沉积膜层的现象，窗口工作时间由原来的3－4小时提高到可长期连续工作基本不沉积；铁芯和磁路的使用，大大降低了线圈的工作 电流 ，线圈的发热大约减小为原来的1/4。，下面是微波等离子体源专利的具体信息内容。
本发明涉及一种离子注入表面改性、等离子增强沉积及离子氮化的等 离子体源。
目前，广泛使用的用于产生等离子体的设备其结构相当一部分是由微 波源产生的。微波经传输系统透过耦合窗传至谐振腔，磁场由线圈产生， 磁场强弱由线圈电流调节，当磁场足够强时，在谐振腔内875Gs处发生ECR 效应，产生等离子体并扩散到真空室内。此种结构由于微波耦合窗直对真 空室且离工艺区太近，工艺状况对其有明显的影响甚至中断工作，并且窗 口易受高能粒子的轰击，造成窗口损坏；当进行等离子增强沉积时，窗口 也会与工件一起同时被沉积上膜层，当膜层为金属及其化合物时，将严重 影响微波的传输，甚至全部返回，造成工作中断，而沉积上的膜层往往不 易清理；又由于此结构采用的是普通直波导，波导一侧的气压为大气，不 会发生放电，因而放电只发生在真空气氛的放电室中，另外在波导一侧放 电还会阻碍微波的进一步传输以及等离子体向真空室的扩散。另外，当所 加电磁场达到875Gs时，因为线圈内套着谐振腔(一般＞Φ100mm)，其 内径不能太小，所以所用电流一般较大，约100A左右，故体积也比较大。
本发明的目的是，使窗口免受高能粒子的轰击，不被沉积镀膜，降低 线圈电流。
本发明的技术解决方案是，采用真空弯波导，使石英窗口远离放电室 及工艺区，放电只发生在谐振腔一侧；在线圈内腔与波导之间的空间里填 充铁芯，并在线圈波导一侧的端头加装铁芯盖，以堵住向外扩散的磁力线， 在线圈外围排置导磁条，以形成开口朝向真空室的磁路。
由于使用了真空弯波导，使石英窗口远离真空室及工艺区，并且由放 电室直对石英窗口改为非直对石英窗口，从结构上避免了窗口受高能离子 轰击以及沉积膜层的现象，微波石英窗口得到了很好的保护，窗口工作时 间由原来的3-4小时提高到可长期连续工作基本不沉积；又由于本发明 使用了铁芯和磁路，使谐振腔处的磁场位形发生了不对称的改变，谐振腔 一侧得到加强，波导一侧大大减弱，使线圈的工作电流大大降低，由原来 的120-140A降到了60-70A，线圈的发热大约减小为原来的1/4。
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明的一种实施例结构示意图；
图3为本发明的另一种实施例结构的示意图；
图4为本发明中ECR磁场位形改变的曲线图。
真空弯波导8接于微波耦合窗3，线圈5与真空弯波导8之间加铁芯10， 线圈5的外围加装导磁条11，其端头封装铁芯端盖9，由于线圈5产生的 磁感应强度是两端对称的，在放电室一侧产生875Gs时在波导一侧也必将 产生875Gs的磁场，在线圈5内腔与波导之间的空间填充铁芯(电工纯铁 DT4)，并在线圈5波导8一侧的端头加装铁芯盖9，以堵住向外扩散的磁 力线，在线圈5外围排置导磁条11，以形成开口朝向真空室的磁路；通过 测量所加电流与产生磁场的关系，便可在适当的电流下(一般比无铁芯时 降低很多)确保放电不在波导内发生。因为电工纯铁DT4的磁导率最大可 达μ=200000，远远大于空气或真空的磁导率，所以线圈以内弯波导8周围 的磁力线大部分从铁芯内部通过(磁场位形的改变如图3所示)，而波导 内侧只剩下微弱的磁场，不足以引起放电。而在线圈波导一侧的端面加盖 铁芯盖9，磁力线仍被限制在磁路以内，只有在放电室一侧的空间由于是 开放磁路，形成了强磁场区，亦即放电区。
本发明的构成如图2所示，它由微波源1、传输系统2、微波耦合窗3、 气体引入环4、线圈5、谐振腔6、真空室7、真空弯波导8、铁芯端盖9、 铁芯10及导磁条11组成，铁芯的形状应填满波导与线圈内腔之间的间隙， 这样，在波导一侧的磁力线大部分集中到了铁芯内部，波导腔内的磁场很 弱，以保证波导内部不发生放电，真空弯波导8的弯转角度可根据需要采 用不同的角度，图3给出的是真空弯波导8为180°时的ECR磁场位形改 变的曲线图，从图中可以看出不加铁芯与加铁芯后获得的在谐振腔处的磁 场位形的改变：谐振腔一侧得到加强，波导一侧大大减弱，线圈电流大大 降低。在实际应用中，真空弯波导8使用90°、270°或任一角度都可以 获得避免窗口受高能离子轰击以及被沉积膜层的现象。
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