2006/09/16

EmiCon System的工作原理介紹

EmiCon是由兩個英文字組成的,分別是Emission(放射)與Control(控制)。

電漿的形成在於原子或分子上的電子受到外來電場游離,再誘發二次電子撞擊更多的原子與分子產生更多的游離態原子與分子,只要外來電場持續供應且環境維持穩定,電漿就能繼續存在。當不同原子與分子上的電子在高低能階之間跳躍,會釋放與吸收各種特定的能量,釋放的能量可用光的波長形式來詮釋,故同一原子或分子內不同能階軌域的電子產生的跳躍,會同時以不同波長的光把能量釋放出來。分析電漿釋放出來的光譜可以得知參與製程反應的電漿物種,進而找出控制反應機制的主要參數。因此,如何控制與觀察電漿的運動與作用就成為一項艱深的學問。

為了研究存在電漿中的各種不同帶電離子與分子的成分與分布,在不影響電漿反應機制的條件下,還能採用回綬控制的方式來穩定製程,光學偵測法是不接觸電漿也不影響電漿作用的唯一選擇,其中能夠完全表現電漿特性的就是採用分光光譜學的量測技術加上特殊設計的回綬控制機制來達到分析電漿物種與穩定製程的雙重目的。其中以OES (Optical Emission Spectroscopy)光放射光譜學的技術最為成熟。為了達到回綬控制的目的,電漿放射出來的光線經由一個準直鏡光學鏡頭焦聚到石英光纖,傳送到分光儀把電漿的光線用光柵分光到一個陣列式的光偶合感測器(Arrayed CCD),每一個感測器上的獨立感測單元代表一個分光後的特定波長,整個陣列分佈把光的資訊轉化成有用的電壓資訊,電腦透過USB電纜取得這一瞬間電漿光線轉化成陣列對應電壓的光譜資訊,再由軟體針對選定的特殊譜線資料做進一步的PID回綬控制。

下圖為EmiCon回綬控制的示意圖


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