TW432903B - Device for generating plasma - Google Patents
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Description
A7 432903 B7 五、發明說明(f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明關係一種在一真空室内利用電磁交變埸而產生 罨漿之裝置,其間在真空室内至少有一捍狀導體***於 由絕緣材料製成之管件,且絕緣管之内徑比導體之直徑 大,絕緣管至少有一端固定於真空室壁上而Μ外表面與 其枏對密合,而旦導體至少有一端聯接至產生電磁交變 場之源頭。 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 —棟習知產生電漿之裝置(DE 195 03 205)可Κ在一 界定之操作範圍内(程序範圍、氣賄壓力、微波電路) 產生供表面處理和镀層技術用之電漿。此種習知裝置主 要由一裝於真空室内之圓苘玻璃管和一存在於其中之金 鼷導性管所構成,其間在玻璃管內部為大氣壓力所支配 ,微波功能是在兩側Μ兩個輸入線路和兩個由内専線和 外導線構成之金雇同岫導線,穿過真空操作室壁而引入 。在真空操作室内同袖導線所短少之外導線是用一俚電 漿放射器代替,其為在充份的引發條件(氣體壓力)下 猙由微波功能引發而予保持,其間徹波功能可以由兩傾 金颳同軸電路構成而經由真空操作室内之玻璃管發出。 電漿從外面包圍圓筒形玻璃管,並與内電路共同構成一 傾具有高度穩定層面之同袖電路。Κ固定之雙面输入的 撤波功力,真空掸作室的氣體壓力可以被校準,使電漿 明顯均匀而沿裝置發射,其間在真空操作室内部無同釉 電路之外線路。 另一在處理室中用微波激勵法局部產生電漿之已知裝 置(DE 41 36 297),其為Μ —可嵌入壁中之凸緣或壁之 -3 * 本紙張尺度適用中回國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 〇3 A7 B7 五、發明說明(> ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本身分隔成為一内部和一外部,在外部設一微波產生裝 置,其微波經過一個微波圍入裝置而被専引至内部,其 間微波園人裝置備有一個由絕緣材料構成之波導,通遇 凸緣向外引導,進行於一由金靥製成之内導線,在其中 微波從微波激勵裝置被圍入於内導線之中。 最後,曾有提出在一真空室中利用電磁交變埸產生電 漿之裝置(DE 197 22 272,2),在其中有一捍狀導體, 穿過真空室而在一絕緣材料構成之管件之内,且絕緣管 内徑大於専體直徑,絕緣管兩端保持於真空室之壁中, 並對向壁上Μ外表面密合,且在兩端之導體各與一懾電 磁交變場之第一產生源聯结,其間各稈狀導體分別在穿 過兩壁指向中間部位之範圍内與遠離管件而由導電性物 質構成之塊件連接,該兩管件緊接於絕緣管,且接合一 個電磁交變場之第二產生源,於由絕緣管與各管件所形 成之環狀圓筒形空間。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本發明之課題,是針對有問題之技藝,削作一種裝置 ,缠合用於避免因出現微波界限場而在隔離層之中發生 浮動◊此種裝置除須Κ特別適宜之價格而產製外,尤須 锻免為求保護微波送波器免於反射效應而用價格昂貴之 單向電路結構;亦即天線之構成,每一天線除固有的幅 射特性之外,更應具有發射高頻波之性質,使不在應用 畤(例如電漿)再接受反射的效應。 此項課題藉由本發明而獲解決,其為使伸人於具空室 範_之桿吠導賭部位成螺旋狀,所繞長度部份約當一波 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 432903 _B7_ 五、發明說明(々) ' 長λ,與10° <α <15°之鉅距角。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在一較佳具艚例中,由絕緣材料所成之管,其內之桿 狀導體穿興空室,絕緣管之内徑大於導體直徑,且絕緣 管之兩端被固定於壁上而其外表面被密封,導體連接於 一電磁交變場之產生滬,其間伸入於真空室範圍之稈狀 専體部份,形狀揉旋吠,且此兩部份之旋捲長度大約相 當於波長λ和10° 之角度。在另一改變之具體 例中,在絕緣材料所成之管内,桿狀導體通過真空室, 絕緣管内徑大於専體半徑,而絕緣管以其一端固定於真 空室壁上,且Μ其對表面密封於壁上,其每一導體以其 一端於電磁交變場之產生源上,桿狀導體伸入真空室範 阐内之部份成為螺旋狀,且此兩部份之螺旋捲長度大約 相當於一波長λ和10° <α<15°之螺距角。 本發明可有各_實_可行性,其中三種Μ附圖來說明。 _式之簡單說明 第〗画裝置之剖面,有一揉旋和一封合於真空室側之 絕緣管。 第2廳單獨表示典型之螺旋。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 第2a圖鏍旋之展開。 第3圖表示第1圖裝置在TiM態運作中之電漿雲。 第3a閬表示第1圖裝置在T〇狀態蓮作中之電漿雲。 第4蹰說明在一具賻例中之電漿雲,有兩饀相對設置 之螺旋,各被封於絕緣管中。 第5圖說明在與第4圖相似裝置中之電漿雲,但有一 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格<210 X 297公釐) 4329 0 3 a7 _B7_ 五、發明說明(4 ) ' 共同包容兩個螺旋的絕緣管。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第〗圖中所示之裝置關係一個螺旋天線,在11狀態 中埋作,其間有圓形狀化的微波輻射從螺旋開放端沿中 軸放射,並激發電漿放電而予保持。 微波功能是從微波產生器用一直角中空導體10輸人, Μ有適當m抗之元件11, 12傳至同袖電路4 。天線螺旋 2是用同輪電路4之内導體聯接,並將同軸電路之横向 電磁波轉變成為圓形狀化波,穿過一真空密封但可透過 微波之管5 ,放射於真空室3之内。真空室3之金靨導 電壁6在其中作為回向波之反射屏。 所述型式之許多裝置可K在一個相同的電漿處理室中 發出微波功能(第4圓),其在K微波技術解除耦合於已 預定相對而設之裝置中,各緬單一的天線具有相對的繞 捲方向(螺旋性)。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 確言之;裝置在一邊的裝置如具有石旋性,則裝設於 另一邊之裝置必須為左旋性。在理想狀況下,右螺旋形 天猓(螺旋天線)之左圓形吠化撤波射線不被吸收,反之 亦然。_形狀化微波射線在金鼷導電性平坦表面上反射 而改變其各別之狀化方向。 每兩個相對存在而根據本發明之裝置,可被安置於一 假共用的真空密封而撤波可K穿透的管内,如第5圖所 示,其間兩個裝置具有相對之螺旋性。 根撺本發明裝置,於前進方向射出之微波功能產生電 漿放電,從波動力學親點,因而製成對微波射線有吸收 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) 43290 3 A? _B7 五、發明說明(Γ ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 忡的介電質,在其中微波感受到強烈的遏抑。為求減輕 此棟逷抑,並因而改變電漿的幾何形狀(特別是:在長 的方向延伸),其較佳者可以在兩届裝置中間創造一蹈 無電漿的聯合通道。若能適當選擇操作因數,在兩個根 據本發明相對設立之裝置之間將產生一個封閉的電漿柱 ,完全無駐波場現象。 發射微波所用之螺旋桿狀天線(亦稱為「螺旋」)是被 構成而使被運作於所諝1'1模式中。第2圖表示一個大 約有第4圈的螺旋天線,所用微波功能經由同軸電路予 以供應。「螺旋」的射出特性首要取決於媒圈直徑D對 所胞用微波之波長λ 〇之比例,次為鏍圈之螺距角ct而 決定。「螺旋天線」依據此等參數之選擇而在極端狀態 中Μ兩種不同的模式發射,其顯示深入而充份發射特性 如第3矚所示。 T i祺式: 旋捲長®L2C/c〇s(a),相當於接近波長λ〇而 】0° <15° 者。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 在呔運作狀況中,螺旋天線以一種強烈顧示的主要最 大限度和小的次要最大限度,集中於螺旋中軸發射而無 螺旋尾(尾大)。Μ至少4圈之螺旋天線而言,所發射者 擁有欏為圓筒之搔化,天線之螺旋性之旋轉方向感被固 定。此棟螺旋天線被稱為Kraus-線圈(單絲,軸向摸式 TiRi)。詳見於「天線」•第2版,John D. Kraus, McGraw-Hill Book Company,第7章。可用之天線繞法 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4329 0 3 a? _B7_ 五、發明說明(k ) ' 依螺旋幾何形吠而定,如線圈直徑、線圈螺距角和總長 度等,並貝可Μ達到15dB之量•然而幾乎與管吠金屬専 電衬科之直徑W及其特有的電阻無關(參考HEmerson ,间家無線電天文台,天線 要,第4 第64-68頁 ,1995, AARL印行)。 T 〇横式: 旋捲長度L = C/ cos(ot),遠小於波長λ〇而10fl <α< 15° 者。 在此運作狀況中,螺旋Κ密集之分佈發射,其最大限 度接近與螺旋中袖垂直而發生,所Μ為徑向,近似於直 的桿狀天線。此種運作吠況是根據公開公告DE 41 36 297 或專利公告DE 195 03 205之裝置之基礎。To模式對本 發明之吠況並無肋益。 T 2 、T 3….等横式: 旋捲長度L = C/ cos(c()遠大於波長λ 〇而10° <α<15° 者。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 -8 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) ^329 0 3 A7 _B7 五、發明說明(7 ) 符號之說明 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 2 嫘 旋 3 真 空 室 4 稈 狀 導 體 5 絕 緣 管 6 室 壁 8 產 生 源 9 產 生 源 10 直 角 中 空 導 體 11 有 適 當 姐 抗 之 元 件 12 有 適 當 阻 抗 之 元 件 13 螺 旋 14 絕 燦 管 15 桿 狀 導 體 16 m 緣 管 (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) •i-rOJ· .線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 432903 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 - 1. 一樺在一真空室(3)中利用電磁交變場產生電漿的裝 置,其間以一桿狀導體(4)引入於一由絕緣材料所成 而穿入真空室(3)之管子(5>之内部,且絕緣管(5) 之内掙大於導體(4)之直徑,其間絕緣管(5)至少Μ 一端固定於真空室(3)之壁(6, 7)上,與壁相對而密 封於其外表面;導體(4)至少有一端與電磁交變場之 第一產生源(8或9 )連接,其間捍狀導體(4)在其伸 入於真空室(3)之範圃形成螺旋(2)狀,此部份之螺 旋長度1,以波長久〇=10°<«<15°計算,1^(:/(:〇5U )。 2. —種在一真空室(3>中利用電磁交變場產生電漿的裝 置,其間以一桿狀導體(4,15>引入於一由絕緣材料所 成而穿人真空室(3)之管子(14)之内部,且絕緣管 (U)之内徑大於導髖(4,15)之直徑,其間絕緣管(14) 之兩端固定於真空室(3)各壁(6, 7>上,各與壁(6,7) 相對而密封於其外表面;各導骽(4,15)分別與其自有 之罨磁交變場產生源(8或9 )連接,其間桿狀専體 (4,15)在其伸入於真空室(3)之範画内形成螺旋(2 或13)狀,此兩部份之旋捲畏度L,L’,Κ波長λ 〇 = 10° <α<15° 計算,L = C/cos ( α ) 〇 3. — _在一真空室(3)中利用電磁交變場產生電漿的裝 置,其間Μ桿狀導體(4 , 1 5丨引入於由絕緣材料所成而 穿入真空室(3)各管子(5,16)之内部,各絕緣管(5, 16)之內徑分別大於各導體(4,15)之直徑,且絕掾管 -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 本紙張尺度適用中画國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公嫠) 3ο 9 2 3 4 ABCD 〜、申請專利範圍 - (5,16>分別其一端固定於真空室(3)各壁(6,7)上, 各與壁(6, 7)枏對而密封於其外表面;而各導體(4, 15)之一端各與電磁交變埸之產生源(8或9 )連接, 其間桿吠導髖(4,15)伸入於真空室(3>範圍内之部份 成為螺旋狀(2,13),此兩部份之旋捲長度L,L',大約 依波長人〇=10°<£*<15°,而1^ = (;/(:〇3((^)〇 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) .^· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐)
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