[发明专利]等离子体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对物品进行等离子体处理的设备。

背景技术

至此，物品的等离子体处理是已知的。处理可包括将物品的表面功能化、修改或涂覆。一般地，向处理室引入物种（species）（蒸气或气体）并激发其以形成等离子体。在一个已知设备中，在处理室内部设置一对电极并将其连接到交变电能的源，诸如RF发生器。如果处理室足够大，则可生成驻波，导致室中的波节和波腹。物种在波腹处可被更高效地激发且在波节处被更低效地激发。

相应地，室中的物品的处理可能不是均匀的，因为波腹处的物品的表面可被更高效地处理，而波节处的物品的表面可被更低效地处理。这种结果是有问题的，因为期望的是均匀地处理物品的表面，使得该表面在处理之后表现出大体上类似的功能。

在一定程度上能够通过处理物品达较长的持续时间来减轻非均匀处理的问题，使得可充分地处理与波节一致的物品表面。然而，这种解决方案一般地并不是令人满意的，因为其将不可避免地导致与波腹一致的表面的过度处理，这浪费资源和时间。此外，该解决方案使该问题加剧，因为达较长持续时间的处理导致较少的均匀性。

通常将仅在室尺寸大到足以容纳全波、半波或四分之一波的情况下才期待室中驻波的生成。例如，如果施加电能的频率约为13.56 MHz，那么其波长是在20m的区域中。

然而，已发现等离子体改变自由空间的介电属性，并且能够表现出在4至5的区域中的有效介电率或介电常数。在这些情况下，13.56 MHz频率能够在处理室中生成驻波。许多商用处理室具有从0.5至4米的尺寸，并且因此可能有驻波，因为等离子体介电常数减小有效波长。

发明内容

根据本发明，提供有一种用于对物品进行等离子体处理的设备，该设备包括：室，其用于接收要处理的物品；电极装置，其用于在所述室中生成电场以便在所述室中建立等离子体，使得能够处理所述物品；生成装置，其用于生成用于传输到所述电极装置的交变电能；连接装置，其用于将所述生成装置连接到所述电极装置；以及控制装置，其用于改变在处理期间在所述室中生成的驻波的波节和波腹的位置，使得随着时间而生成相互不一致的多个驻波。

理想地，用于改变在所述室中生成的驻波的波节和波腹的位置的控制装置被布置成控制所述连接装置，使得交变电能在处理期间被一个区域接一个区域按次序地和/或通过控制生成装置传输到电极装置的多于一个区域，使得传输到电极装置的交变电能的相位在物品的处理期间被改变，以致能够大体上均匀地处理所述物品。

在实施例中，所述电极装置包括至少一个电极，该电极由其形状能够响应于由所述控制装置的控制而适应的材料制成。

在实施例中，所述电极装置和所述连接装置能够将所述生成装置连接到至少一个电极的多个区域中的任何一个。

在实施例中，所述控制装置控制连接装置以在处理期间改变传输到至少一个电极的所述区域中的每一个的电功率。

在实施例中，所述电极装置包括被布置成施加相互不同的电场的多个电极，并且其中，所述连接装置能够将所述生成装置连接到所述电极中的任何一个。

在实施例中，所述控制装置控制连接装置以在处理期间改变传输到所述电极中的每一个的电功率。

在实施例中，所述连接装置能够将所述生成装置连接到所述电极中的任何一个的至少一个电极的多个区域中的任何一个。

在实施例中，所述控制装置控制连接装置以改变在处理期间传输到至少一个电极的所述区域中的每一个的电功率。

在实施例中，所述控制装置控制所述生成装置和所述连接装置，使得所述交变电能的相对RF相位在电极装置的电极之间移动。

在实施例中，所述控制装置控制所述连接装置，使得交变电能在电极上的注入点之间或在电极装置的电极之间切换。

在实施例中，所述连接装置包括用于使所述电极装置的阻抗与所述生成装置的阻抗匹配的匹配装置。

在实施例中，所述生成装置用于生成RF电能。

在实施例中，所述生成装置生成在从13 MHz至0.9 GHz范围中的电能。

在实施例中，所述生成装置用于传输脉冲电能。