微波电浆发生装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有电浆室的微波电浆发生装置。在所述电浆室外部设有至少一个微波发生装置，并且所述微波发生装置的微波被至少一个微波接入装置接入到所述电浆室中。所述微波接入装置具有穿过所述电浆室的至少一个室壁而伸入所述电浆室中的内导体、包围所述内导体并且将所述内导体与所述电浆室的内腔间隔开的绝缘管、和至少一个穿过所述至少一个室壁而伸入所述电浆室中的外导体，所述外导体与所述内导体同轴地布置但并不包围所述内导体的整个圆周。所述外导体在所述电浆室中具有至少一个外导体末端。所述内导体与所述外导体形成微波导线，其中在所述电浆室中，微波可以从所述微波导线中外泄出，以便在所述电浆室的内腔中产生微波电浆。根据本发明专利技术，在所述电浆室的内腔中设有至少一个与所述内导体同轴布置且与所述室壁电绝缘的电浆电极，该电浆电极可被施加有直流电压、低频电压或高频电压，所述微波电浆可与该电浆电极电接触，使得所述微波电浆可以至少部分地承担所述外导体的作用。本发明专利技术还涉及一种操作该微波电浆发生装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种微波电浆发生装置，其具有电浆室、至少一个设在所述电浆室外部用以产生微波的微波发生装置、以及能够将所述微波接入到所述电浆室内的微波接入装置，其中，所述微波接入装置具有穿过所述电浆室的至少一个室壁而伸入所述电浆室的内导体、包围所述内导体并且将所述内导体与所述电浆室内腔隔开的绝缘管、和穿过所述至少一个室壁而伸入所述电浆室的外导体，所述外导体与所述内导体同轴设置但并不包围所述内导体的整个圆周并且在所述电浆室中具有至少一个外导体末端，其中，所述内导体和所述外导体构成一条微波导线，并且在所述电浆室中将微波从所述微波导线中导出，以便在所述电浆室内腔中产生微波电浆。本专利技术还涉及一种操作该微波电浆发生装置的方法。上述类型的微波电浆发生装置从现有技术，例如由文献DE 4136297A1中已知。其中所描述的微波电浆发生装置用于在基底处理室内局部产生电浆。其中所使用的微波接入装置从设置在电浆室室壁上的凸缘中穿过。所描述的微波接入装置具有由绝缘材料构成的外部导向空心导体，由金属构成的内导体在该导向空心导体内延伸，其中将微波从微波发生装置接入到该内导体中。微波传播以同轴波型的方式优选在内导体与所产生的电浆之间的间隙中进行。此时，微波按照同轴波导原理在导向空心导体中进一步传播，其中，周围的电浆承担外导体的作用。通过在限定的区域屏蔽该导向空心导体能够将形成于管表面的电浆区集中于所期望的区域。在此情况下，导向空心导体的外套由金属构成，并因而承担外导体的作用，并在该区域内防止微波外泄到处理室的真空区域内，否则在该真空区域内就会产生电衆。这种微波电浆发生装置能通过可产生的高电浆密度来实现高效电浆加工。微波电浆发生装置可以脉冲式运行或连续运行。在微波功率为脉冲式的情况下，脉冲可以设置为同相的，也可以设置为彼此具有限定的相偏移。举例而言，可以实现沉积率较高的电浆辅助CVD沉积。借助微波电浆而实现的电浆辅助CVD沉积的特点在于，作用于层的离子的离子能量较低。这在敏感型基底表面中极为有利，但例如当要求在达到较高沉积率的同时实现极高的层密度时，时常会导致层质量下降。一种已知的增加层密度的方法就是由加速离子的基底偏压来提高离子能量。然而事实表明，在基底载具和基底移动的情况下，实际很难可靠地调节期望的基底偏压。因此，本专利技术的目的在于提供一种在较高沉积率的情况下沉积高质量层的简单方法，以及一种用于实施该方法的相应的设备工艺。该目的根据本专利技术的一方面将通过前述类型的微波电浆发生装置来实现，其中在所述电浆室内腔中设有至少一个与所述内导体同轴布置且与所述室壁电绝缘的电浆电极，该电浆电极可被施加DC电压、NF电压或HF电压且所述微波电浆可与其电接触，从而使得所述微波电浆可以至少部分地承担所述外导体的作用。根据本专利技术，DC电压在此指直流电压，NF电压在此指低频电压，即频率为20Hz至20000Hz的电压，HF电压指高频电压，即频率为3MHz至300GHz左右的电压。以较大电功率工作的微波导线的外导体优选是电接地的。接地能够使根据本专利技术的微波电浆发生装置具有简单的技术结构和较高的运行安全性。在根据本专利技术的微波电浆发生装置中，所述外导体在电浆室的内部终止于所述至少一个外导体末端处。在外导体末端接设有作为电导体的微波电浆，其中，该微波电浆在微波导线处至少部分承担外导体的作用。外导体末端可以围绕微波接入装置的整个圆周设置，或者仅围绕微波接入装置的部分圆周设置。无论哪种情况，外导体都会自外导体末端开始至少部分中断，使得在中断区域内，外导体自身不再提供能防止微波从内导体外泄进入电浆室内腔的屏蔽功能。在该线性微波电浆发生装置中，所述微波电浆在外导体末端之后用于取代此处所缺失的外导体。其实现方式为:当根据本专利技术的微波发生装置的电浆达到截止密度时，该电浆就会变成该微波发生装置的高传导性同轴外导体。如果将这个高密度电浆与可能的“接地”环境绝缘地布置，就可以将该电浆当作用于低压电浆的新电极来使用。为此在根据本专利技术的微波电浆发生装置中，需要在微波发生装置的绝缘管上采用对地绝缘的封闭技术，并将用于接触微波电浆的电浆电极连接到外部电压源。每一个所产生的电浆相对于与之相互作用或者将其包围的壁均形成一个电浆边缘层电位。因此，电浆电极不与微波电浆进行真正的欧姆接触。所以重要的是耦合的电浆电极面积被安排的足够大，以便能够调节流向基底的期望的载流子电流。在根据本专利技术的微波发生装置中，所述电浆电极围绕外导体设置在外导体末端附近。该电浆电极与室壁和外导体电绝缘且可被施加直流电压、低频电压或高频电压。因而在根据本专利技术的微波电浆发生装置中，所述微波电浆的电特性不仅取决于经由微波导线所导入的微波，还取决于被施加在电浆电极上的直流电压、低频电压或高频电压。可以采用直流电压或交流电压来作为所述电浆电极的馈送电压。可以连续操作或者以脉冲形式操作电压馈送装置。交流电压的频率范围有利的是介于约50HZ至13.56MHz之间。其中根据技术要求具体地进行选择，并不限于此处所给出的频率范围。在特定的应用条件下有利的是，也能够以在时间上相互限定地方式操作微波发生装置和电浆电极的电压馈送装置。举例而言，这样就可以按基底加工的时间顺序调整高离子能量或低离子能量的离子轰击。在由现有技术已知的传统微波电浆发生装置中，微波电浆大多直接接在接地外导体后面或者与周围处于地电位的壁存在密切的相互作用，并且因而其自身也具有地电位附近的电位。在此情况下，即便使用附加的电浆电极也无法将微波电浆提升至较高的电浆电位。根据本专利技术如下消除该缺陷，即使微波电浆始终与周围且接地的壁绝缘，然后在电浆电极上施加直流电压、低频电压或高频电压，借此增大微波电浆与基底之间的电位差，从而使得来自微波电浆的离子以更大的能量击中基底。可以通过这种方式来加以调节的离子能量例如能增大沉积层的层密度，能够克服层愈合过程中的势垒。所述电浆电极是根据本专利技术的微波电浆发生装置的固定组成部分。因此，该电浆电极可以简单且可靠地进行电连接。利用电浆电极能取得与基底偏压相似的技术效果，但采用电浆电极的解决方案更可靠，也简单。根据本专利技术，所使用的微波电浆的特征在于简单的线性可扩展性。与低频激发频率相比，微波电浆能达到极高的电浆密度，因而特别适用于高速处理过程。此外，本专利技术通过将微波电浆与低频放电或高频放电迭加，可以调节出相对于参考地的可变边缘层电位。这样就能在一定范围内对撞击基底表面的离子的能量自由进行调节。由于根据本专利技术的微波电浆发生装置中所形成的微波电浆总是产生于微波接入装置的外径上，因而也就始终存在高传导性电极，该电极能起到相对于参考地来说的新电极的作用。当在微波接入装置的介电绝缘管上出现绝缘涂层时，也会出现这种情况。在根据本专利技术的实施为线性电浆源的微波电浆发生装置中优选的是，所述至少一个外导体在所述室壁区域内接地。因此，室壁和外导体可由接地的金属构成。如果外导体与室壁的连接点处于地电位，就能使根据本专利技术的微波电浆发生装置具有特别简单的结构。在此情况下，外导体的安装也很简单，例如借助焊接连接或螺丝连接就能完成安装。但外导体并非必须在室壁的区域内接地，外导体也可以例如与导电室壁绝缘或者固定在绝缘室壁中。在根据本专利技术所提供的微波电浆发生装置的另一变型中，所述外导体也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波电浆发生装置(1，1’，1”，1”’，1””)，该微波电浆发生装置具有：电浆室(2，2’)；至少一个设在所述电浆室(2，2’)外部的微波发生装置，该微波发生装置用于产生微波(μW)；以及微波接入装置(29)，该微波接入装置能够将所述微波(μW)接入到所述电浆室(2，2’)内，其中，所述微波接入装置(29)具有：内导体(4)，该内导体穿过所述电浆室(2，2’)的至少一个室壁(3)而伸入所述电浆室(2，2’)中；绝缘管(5)，该绝缘管包围所述内导体(4)并且将所述内导体(4)与所述电浆室(2，2’)的内腔(28)间隔开；以及外导体(6，6’)，该外导体穿过所述至少一个室壁(3)而伸入所述电浆室(2，2’)中，所述外导体与所述内导体(4)同轴地布置但并不包围所述内导体的整个圆周，并且所述外导体在所述电浆室(2，2’)中具有至少一个外导体末端(7)，其中，所述内导体(5)与所述外导体(6，6’)形成微波导线，并且在所述电浆室(2，2’)中，微波(μW)能从所述微波导线中外泄出，以便在所述电浆室(2，2’)的内腔(28)中产生微波电浆(9)，其特征在于，在所述电浆室(2，2’)的内腔(28)中设有至少一个与所述内导体(4)同轴布置且与所述室壁(3)电绝缘的电浆电极(8)，所述电浆电极能被施加直流电压、低频电压或高频电压且能够与所述微波电浆(9)电接触，使得所述微波电浆(9)能够至少部分地承担所述外导体(6，6’)的作用。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.19 DE 102012103425.71.一种微波电浆发生装置该微波电浆发生装置具有: 电浆室(2，2，)； 至少一个设在所述电浆室(2，2’ )外部的微波发生装置，该微波发生装置用于产生微波(μ w);以及 微波接入装置(29)，该微波接入装置能够将所述微波(UW)接入到所述电浆室(2，2’)内，其中，所述微波接入装置(29)具有:内导体(4)，该内导体穿过所述电浆室(2，2’)的至少一个室壁(3)而伸入所述电浆室(2，2’ )中；绝缘管(5)，该绝缘管包围所述内导体(4)并且将所述内导体⑷与所述电浆室(2，2’ )的内腔(28)间隔开；以及外导体(6，6’)，该外导体穿过所述至少一个室壁(3)而伸入所述电浆室(2，2’)中，所述外导体与所述内导体(4)同轴地布置但并不包围所述内导体的整个圆周，并且所述外导体在所述电浆室(2，2’)中具有至少一个外导体末端(7)，其中，所述内导体(5)与所述外导体(6，6’ )形成微波导线，并且在所述电浆室(2，2’)中，微波(UW)能从所述微波导线中外泄出，以便在所述电浆室(2，2’ )的内腔(28)中产生微波电浆(9)， 其特征在于， 在所述电浆室(2，2’)的内腔(28)中设有至少一个与所述内导体(4)同轴布置且与所述室壁⑶电绝缘的电浆电极(8)，所述电浆电极能被施加直流电压、低频电压或高频电压且能够与所述微波电浆(9)电接触，使得所述微波电浆(9)能够至少部分地承担所述外导体(6，6’ )的作用。2.根据权利要求1所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述至少一个外导体(6，6’ )在所述室壁(3)的区域内接地。3.根据权利要求1所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述至少一个外导体(6，6’ )与交流电压源(13)连接。4.根据前述权利要求中任一项所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述至少一个外导体(6，6’ )被布置在所述绝缘管(5)内部。5.根据权利要求4所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述至少一个外导体末端(7)是平直的管端。6.根据权利要求4所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述外导体(6)呈管状且形成有至少一个沿所述外导体(6’ )纵向延伸的条带状开口 (17)。7.根据权利要求1、2或3所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述室壁(3)的至少一个区段构成所述至少一个外导体(6，6’ )的一部分。8.根据前述权利要求中至少一项所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述微波导线穿过两个相对布置的室壁(3)，并且在所述电浆室(2，2’)中，在所述相对布置的室壁(3)上设有两个相对布置的电浆电极(8)，所述微波电浆(9)形成于所述两个电浆电极之间。9.根据前述权利要求中至少一项所述的微波电浆发生装置，其特征在于，在所述至少一个电浆电极(8)周围设有暗区屏蔽装置。10.根据前述权利要求中至少一项所述的微波电浆发生装置，其特征在于，所述至少一个电浆电极(8)呈管状，其中，每个所述电浆电极(8)的管端皆被实施为与所述微波电浆(9)接触的电接触部(10)。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迈，H·施勒姆，
申请(专利权)人：德国罗特·劳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE