本發(fā)明涉及一種電極結構及鍍膜系統(tǒng)，且特別是涉及一種無碳刷旋轉等離子體電極結構與包含無碳刷旋轉等離子體電極結構的鍍膜系統(tǒng)。

背景技術：

圖1為現(xiàn)有技術的碳刷式旋轉等離子體電極結構的示意圖。請參閱圖1。

現(xiàn)有技術的碳刷式旋轉等離子體電極結構10由兩電極部11、兩導引部12、隔離部13、由石墨所制成的碳刷14、RF產(chǎn)生器15以及接地電極16所構成。隔離部13位于兩電極部11之間。導引部12貫穿于兩電極部12。碳刷14配置于電極部11的周緣。RF產(chǎn)生器15與接地電極16分別耦接于相對應的碳刷14的一端，而碳刷14的另一端與電極部11彼此接觸。

在此配置之下，電極部11繞軸心A1進行轉動，通過碳刷14以將RF產(chǎn)生器15所產(chǎn)生的射頻功率(RF Power)傳遞至電極部11，進而自導引部12產(chǎn)生等離子體以對工件(workpiece)進行表面處理。然而，旋轉中的電極部11會摩擦到碳刷14，故會導致摩擦生熱而產(chǎn)生高溫，長時間運轉下恐有起火的危險。

再者，經(jīng)摩擦后的碳刷14也會產(chǎn)生粉塵(particle)，且這些粉塵會掉落至工件而產(chǎn)生污染，而致使等離子體處理后的工件會有良率不佳的問題。現(xiàn)有技術中有利用粉塵罩收集粉塵來降低粉塵掉落至工件的機率，但仍無法解決電極部11摩擦碳刷14所產(chǎn)生高溫的問題并進而造成阻抗上升。由此可知，現(xiàn)有技術的碳刷式旋轉等離子體電極結構10也存有阻抗高的問題，如此將會導致產(chǎn)生的RF能量不佳。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無碳刷旋轉等離子體電極結構，其為一無接觸式功率耦合結構，可提升功率耦合的效率，并可避免粉塵而產(chǎn)生污染以及 高溫的產(chǎn)生而可降低阻抗。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種鍍膜系統(tǒng)，其包括無碳刷旋轉等離子體電極結構，而可以提升功率耦合的效率，以產(chǎn)生較高的RF能量，進而增加等離子體產(chǎn)生的強度。

為達上述目的，本發(fā)明的一實施例提出一種無碳刷旋轉等離子體電極結構，包括一本體、多個導引部、多個導通件。本體繞一軸心進行轉動，本體包括多個間隔設置的電極部，各電極部的周緣設置第一凸出部。導引部貫穿于電極部。各導通件包括一第二凸出部，第一凸出部與相對應的第二凸出部具有一第一間隔。

本發(fā)明的一實施例提出一種鍍膜系統(tǒng)，包括上述的無碳刷旋轉等離子體電極結構。

基于上述，在本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構中，通過上述導通件的設計，使得導通件并未與電極部接觸而形成一高功率RF功率耦合結構，由此提升功率耦合的效率，進而產(chǎn)生較高的RF能量。進一步地將無碳刷旋轉等離子體電極結構運用在鍍膜系統(tǒng)時，可增加等離子體產(chǎn)生的強度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術的碳刷式旋轉等離子體電極結構的示意圖；

圖2為本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構的示意圖；

圖3至圖7為本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構的不同實施例的示意圖；

圖8為本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構的另一實施例的示意圖；

圖9為本發(fā)明的鍍膜系統(tǒng)的示意圖。

符號說明

10 碳刷式旋轉等離子體電極結

構

14 碳刷

50 鍍膜系統(tǒng)

60 工件

100、200、300、400、500、600、700 無碳刷旋轉等離子體電極結

構

110 本體

11、112、114、212、312、412、512 電極部

113 環(huán)形板

112a、212a、312a、512a 第一凸出部

12、120 導引部

13、130 隔離部

140、240、340、440 導通件

142、242、442 第二凸出部

15、150 RF產(chǎn)生器

16、160 接地電極

A 平板的面積

A1 軸心

c 電容

d 二平板間隔的距離

d1 第一間隔

d2 第二間隔

ε 介電常數(shù)

ω 角頻率

j 虛數(shù)單位

Q 電荷量

V 電壓

Z 阻抗

具體實施方式

以下謹結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。

圖2為本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構的示意圖。請參閱圖2。在本實施例中，無碳刷旋轉等離子體電極結構100包括一本體110、多個導引部120、一隔離部130、多個導通件140、一RF產(chǎn)生器150以及一接地電 極160。

本體110繞一軸心A1進行轉動，本體110包括多個(圖示為兩個)間隔設置的電極部112、114，其中隔離部130位于兩電極部112之間。

導引部120貫穿于電極部112。導引部120例如是由介電材料所制成的一中空管件，以導引如離子化氣體通過上述電極部112、114而形成等離子體。

在本實施例中，所述導通件140分別位于電極部112、114的周緣。在本實施例中，導通件140的數(shù)目為4個，其中兩個導通件140位于上端的電極部112的兩端，而另外兩個導通件140則是位于下端的電極部114的兩端。需說明的是，上述導通件140并未與電極部112、114接觸。

在本實施例中，電極部112、114的周緣呈鰭片狀。各電極部112、114的周緣設置第一凸出部112a。

在本實施例中，導通件140的一端呈鰭片狀。各導通件140包括第二凸出部142。各導通件140所具有的第二凸出部142的數(shù)量為3個，每一個第二凸出部142位于兩相對應的第一凸出部112a之間，第一凸出部112a與相對應的第二凸出部142具有一第一間隔d1，其中第一間隔d1小于2mm，以產(chǎn)生足夠的電容。需說明的是，本實施例并不對第一凸出部的數(shù)量、第二凸出部的數(shù)量加以限制。

在本實施例中，各導通件140的第二凸出部142至相對應的電極部112、114具有一第二間隔d2，其中所述第二間隔d2大于2mm，以避免產(chǎn)生火花。

在本實施例中，RF產(chǎn)生器150耦接于相對應的導通件140，即以圖2而言，RF產(chǎn)生器150連接于位于上方的導通件140，該RF產(chǎn)生器150頻率大于13.56MHZ。接地電極160則耦接于位于下方的導通件140，以作為接地之用。

以下通過阻抗(electrical impedance)與其相關的公式來說明本實施例的無碳刷旋轉等離子體電極結構100可形成一高功率RF功率耦合結構。相關公式如下所述：

$Z=\frac{1}{\mathrm{j\ωc}}---\left(1\right)$

$c=\frac{Q}{V}=\frac{\mathrm{\ϵA}}{d}---\left(2\right)$

在公式(1)中，Z表示阻抗，j表示虛數(shù)單位，ω表示角頻率，c表示電容。

在公式(2)中，c表示電容，V表示電壓，Q表示電荷量。電容c是測量當電容器兩端的電位差或電壓V為單位值時，存儲在電容器電極的電荷量Q。進一步地，在平行板電容器的電容量來說，ε表示介電常數(shù)，A表示平板的面積，而d為二平板間隔的距離。

由上述公式(1)可知，阻抗Z的大小會隨著電容量的大小而改變，也就是說，電容量越高的話，阻抗值也會跟著降低，如此便能產(chǎn)生較高的RF能量。并且由上述公式(2)可知，電容量和平板的面積A成正比，和二平板之間的距離d成反比。

對應上述公式(1)、(2)可知，在本實施例中，第一凸出部112a與相對應的第二凸出部142具有第一間隔d1，每一個第一凸出部112a與相對應的第二凸出部142會有一對應的電容量。并且，若第一凸出部112a的面積與相對應的第二凸出部142的面積越大，則電容量越高。再者，這些第一凸出部112a與這些第二凸出部142形成一并聯(lián)的型態(tài)，如此一來再將每一個電容量相加，而可以獲得較大的電容量。在此配置之下，當本體100繞軸心A1進行轉動時，通過上述導通件140的設計，使得導通件140并未與電極部112接觸，以形成一高功率RF功率耦合結構而可以獲得較高的電容量，進而降低阻抗值，由此來提升功率耦合的效率，而產(chǎn)生較高的RF能量。

圖3至圖7為本發(fā)明無碳刷旋轉等離子體電極結構的不同實施例的示意圖。需說明的是，圖3至圖7的無碳刷旋轉等離子體電極結構200、300、400、500、600與圖2的無碳刷旋轉等離子體電極結構100相似，其中相同的元件以相同的標號表示且具有相同的功效而不再重復說明，并且，為了便于說明，圖3至圖7只繪示出電極部及與電極部相關的部分構件，以下僅說明差異處。

圖3與圖2的不同之處在于，各導通件240所具有的第一凸出部242的數(shù)量為4個，每一個電極部212的第一凸出部212a位于兩相對應的第一凸出部242之間。

圖4與圖3的不同之處在于，導通件340并未有如圖2至圖3所示的導通件140、240的一端是呈鰭片狀。導通件340本身就是第二凸出部，而導通件340位于電極部312的兩相對應的第一凸出部312a之間，以形成電極部312的第一凸出部312a包覆部分導通件340，且第一凸出部312a并未接 觸于導通件340。

圖5與圖4的不同之處在于，導通件440的一端呈一ㄇ字形，即導通件440包括兩個第二凸出部442，而電極部312的第一凸出部312a位于第二凸出部442之間，以形成導通件440所具有的第二凸出部442包覆部分第一凸出部312a，且第二凸出部442并未接觸于第一凸出部312a。

圖6與圖5的不同之處在于，電極部412并未有如圖2至圖5所示的電極部112、212、312的周緣是呈鰭片狀。電極部412本身就是第一凸出部，而電極部412位于兩相對應的第二凸出部442之間，以形成第二凸出部442包覆部分電極部412，且第二凸出部442并未接觸于電極部412。

圖7與圖6的不同之處在于，導通件340本身就是第二凸出部，而電極部412本身就是第一凸出部，導通件340并未接觸電極部412。需說明的是，上述圖2至圖7僅為示例，但不限于上述實施例，也可將圖2至圖7中不同實施例的導通件與電極部相互搭配。

需說明的是，上述圖2中的第一凸出部112a由一環(huán)形板113套在電極部112所形成，而圖3中的第一凸出部212a、圖4與圖5中的第一凸出部312a也是經(jīng)由環(huán)形板113套在電極部212、312所形成。在此不限制第一凸出部的形成方式，以下以圖8來舉例之。

圖8為本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構的另一實施例的示意圖。需說明的是，圖2至圖7的無碳刷旋轉等離子體電極結構100、200、300、400、500、600與圖8的無碳刷旋轉等離子體電極結構700相似，其中相同的元件以相同的標號表示且具有相同的功效而不再重復說明。圖8與圖2至圖7不同之處在于。在本實施例中，第一凸出部512a由電極部512經(jīng)加工銑槽而形成，換言之，即將電極部512的周緣加工而形成多個凹槽，使得在電極部512的周緣形成具有多個第一凸出部512a而呈鰭片狀，每一個第二凸出部142也位于兩相對應的第一凸出部512a之間。如此也能夠形成一高功率RF功率耦合結構而可以獲得較高的電容量，進而降低阻抗值，由此來提升功率耦合的效率，而產(chǎn)生較高的RF能量。此外，圖8中的導通件140僅為示例，但不限于上述實施例，也可將圖2至圖7中不同實施例的導通件與圖8中的電極部512相互搭配。同樣地，本發(fā)明也不限制圖8中的電極部512的第一凸出部512a的形式，也可經(jīng)由將電極部512的周緣加工而形成如圖2至圖5所示的第一凸出部。

圖9為本發(fā)明的鍍膜系統(tǒng)的示意圖。在本實施例中，鍍膜系統(tǒng)50用以對于一工件60進行鍍膜處理或薄膜沉積。所述工件60例如是晶片或者可鍍基材。鍍膜系統(tǒng)50包括無碳刷旋轉等離子體電極結構100。無碳刷旋轉等離子體電極結構100具體實施例結構如圖2配合以上說明所述，在此不再重復說明。此外，在其他實施例中，也可將圖3至圖8所示的無碳刷旋轉等離子體電極結構200、300、400、500、600、700運用于鍍膜系統(tǒng)50，也有相同的功效。

當鍍膜系統(tǒng)50進行運作時，由于無碳刷旋轉等離子體電極結構100本身形成高功率RF功率耦合結構，以產(chǎn)生較高的RF能量，如此便能夠增加等離子體產(chǎn)生的強度，來對所述工件60進行鍍膜處理或薄膜沉積。

綜上所述，在本發(fā)明的無碳刷旋轉等離子體電極結構中，通過上述導通件的設計，使得導通件并未與電極部接觸而形成一高功率RF功率耦合結構，由此提升功率耦合的效率，進而產(chǎn)生較高的RF能量。再者，由于導通件并未與電極部接觸，故可避免粉塵而產(chǎn)生污染與高溫的產(chǎn)生而造成阻抗上升。進一步地將無碳刷旋轉等離子體電極結構運用在鍍膜系統(tǒng)時，可增加等離子體產(chǎn)生的強度。

以上所述，僅記載本發(fā)明為呈現(xiàn)解決問題所采用的技術手段的優(yōu)選實施方式或實施例而已，并非用來限定本發(fā)明專利實施的范圍。即凡與本發(fā)明專利申請范圍文義相符，或依本發(fā)明專利范圍所做的均等變化與修飾，都為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。