本发明专利技术提供一种抑制微波传输路径的变动的微波等离子处理装置以及微波的供给方法。微波等离子处理装置（１０）利用自径向线缝隙天线（２０５）放出的微波的电场能量激发气体，等离子处理基板（Ｇ）。微波等离子处理装置（１０）包括在内部进行等离子处理的处理容器（１００）、输出微波的微波源（３３５）、对自微波源输出的微波进行传输的矩形波导管（３０５）、转换在矩形波导管中传输的微波的模式的同轴转换机（３１０）、可相对于同轴转换机滑动地与其连结的同轴波导管的内部导体（３１５）、与同轴转换机接合的、将上述同轴转换机与上述内部导体电连接的第１触点构件（３３０）、和吸收由热膨胀引起的径向线缝隙天线及其上部构件的位移的第１弹簧构件（３７５）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。特 别是涉及利用自径向线缝隙天线放出的微波的电场能量激发气 体来对被处理体进行等离子处理的微波等离子处理装置、以及 采用了该装置的微波的供给方法。
技术介绍
通过将微波导入到减压状态的处理容器内，利用被导入的 微波的电场能量激发气体来产生微波等离子体。在微波等离子 处理装置中，在等离子体的电子密度大于截止密度的情况下， 微波无法进入到等离子体内而在电介质板与等离子体之间传 播，其一部分被等离子体吸收，用于保持等离子体。根据上述等离子体的生成原理，与利用容量耦合型、电感 耦合型的微波等离子处理装置生成的等离子体相比，微波等离子体的等离子体电子密度Ne较高，电子温度Te较低，因此，能 够利用高速且损坏较少的等离子处理制造高品质的产品。作为生成微波等离子体的装置之一，提出了一种采用径向 线缝隙天线(RLSA: Radial Line Slot Antenna )的微波等离 子处理装置(例如参照专利文献l)。在将相同形状的滞波板载 置在被切出许多条缝隙的圆盘状的缝隙板上部的状态下，径向 线缝隙天线配置在电介质窗的上部，以其中央部连接于同轴波 导管。采用该构造，自微波源输出的、例如2.45GHz的微波在同 轴波导管中传播，沿径向线缝隙天线的径向呈放射状传播。由 此，能够将电场强度较高的微波自设置于缝隙板的许多条缝隙经由电介质窗放射到处理容器内。专利文献l:日本特开平9- 63793号公报但是，在工艺过程中，处理容器内达到200。C以上的高温。 因此，在工艺过程中，即使利用冷却套210冷却径向线缝隙天 线905的周围，径向线缝隙天线905的温度也会上升至15(TC ~ 165。C左右，天线上部的冷却套210温度上升至80。C ~ IO(TC左 右，外部导体340的温度上升至40。C ~ 6(TC左右，根据工艺过 程，有时在外部导体340附近也达到100°C以上。结果，图6所 示的径向线缝隙天线905及其上部构件(冷却套210、同轴波导 管的外部导体340、矩形波导管305等)进行热膨胀。这些构件中的径向线缝隙天线905的滞波才反905a由氧化铝 (A1203 )等电介质形成。另一方面，径向线缝隙天线上部的 冷却套210、外部导体340、矩形波导管305、同轴转换机310 由铜(Cu)、铝(Al)等金属形成。相对于氧化铝的线膨胀系 数为7.0x 10—6( / °C )，铜的线膨胀系数为16.7 x 10 —6( / °C ), 铝的线膨胀系数为23.5 x l(T6 ( / 。C ),是氧化铝的2倍以上。 因此，在升温后，位于径向线缝隙天线905上部的冷却套210、 外部导体340及矩形波导管305分别膨胀，如图6所示那样位移 到升温前的上方。此时，在同轴转换才凡310与内部导体315 —体地形成时，随 着矩形波导管305、同轴转换机310的位置改变，与同轴转换机 310—体地形成的内部导体315也朝向处理容器100的铅直上方 被拉起。另一方面，通过向内部导体315中通入制冷剂，内部导体 315及同轴转换机310在工艺过程中也被冷却。因此，工艺过程 中的内部导体315及同轴转换机310的温度低于外部导体340、 矩形波导管305的温度。因此，工艺过程中的内部导体315及同轴转换机310的热膨胀比例小于外部导体340及矩形波导管305 的热膨胀比例。由此，在升温后，连结于内部导体315的锥形连接件320 与内部导体315—同被提起到径向线缝隙天线905的上方，锥形 连接件320与滞波板905a之间、滞波板905a与径向线缝隙天线 905之间、滞波4反905a与冷却套210之间的间隙产生变动。由此， 微波的传输路径发生变动，微波的模式不稳定，等离子体变得 不均匀。结果，工艺过程中的微波等离子处理装置的稳定性及 可靠性受损。
技术实现思路
因此，为了应对上述问题，本专利技术提供在使用径向线缝隙 天线向处理容器内供给微波时，通过抑制由热膨胀引起的微波 传输路径的变动来防止等离子体紊乱的微波等离子处理装置以 及采用了该装置的微波的供给方法。即，为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方式，提供一 种微波等离子处理装置，该微波等离子处理装置利用等离子体 来对被处理体进行等离子处理，该等离子体是采用由径向线缝 隙天线放出的微波而生成的，其中，包括在内部进行等离子处 理的处理容器、输出微波的微波源、对自上述微波源输出的微 波进行传输的矩形波导管、对在上述矩形波导管中传输的微波 的模式进行转换的同轴转换机、可相对于上述同轴转换机滑动 地与其连结的同轴波导管的内部导体、和与上述同轴转换机接 合的、将上述同轴转换机与上述内部导体电连接的第1触点构 件。由此，内部导体与同轴转换机分别设置，内部导体可相对 于同轴转换机滑动地与其连结。第l触点构件将同轴转换机与内部导体电连接。由此，在升温后，径向线缝隙天线及其上部的矩形波导管 等构件膨胀而被向上方提起，即使连结于矩形波导管的同轴转 换机随之被向上方提起，由于内部导体可相对于同轴转换机滑 动地与其连结，因此，内部导体也不会与同轴转换机一同被提 起。因此，内部导体的前端部与冷却套的3巨离在升温前后不变。 另外，利用第l触点构件能够确保同轴转换机与内部导体的电 连接。由此，防止传播到径向线缝隙天线的微波的传输路径变 动，使微波的模式稳定，能够均匀地生成等离子体。上述内部导体的前端也可以至少一部分沿着上述径向线缝 隙天线的被处理体侧的面伸出。上述径向线缝隙天线也可以由伸出到上述内部导体前端的 锥形状的连接件部与上述同轴波导管的外部导体把持。采用该夹紧构造，能够防止径向线缝隙天线与内部导体(同 轴波导管)的错位。结果，消除微波传输路径的变动，能够稳 定地生成均匀的等离子体。上述处理容器在顶棚部具有开口 ，上述内部导体的前端也 可以在如下所述的部分的内侧受限制地突出，该部分在设置于 上述顶棚部的开口的电介质窗的被处理体侧的面的中央向被处 理体侧突出。由此，能够确保装置的机械强度。也可以在上述同轴波导管的外部导体与上述锥形状的连接件部的相面对部分具有第2触点构件。由此，能够补充同轴波 导管与径向线缝隙天线的电连接。也可以具有第l弹簧构件，该第l弹簧构件设置在连结于上吸收由热膨胀引起的上述径向线缝隙天线及其上部构件的位 移。由此，内部导体不受径向线缝隙天线及其上部构件膨胀的影响，因此，内部导体的位置在升温前后不变。由此，防止传 播到径向线缝隙天线的微波的传输路径变动，使微波的模式稳 定，能够均匀地生成等离子体。另外，上述第l弹簧构件也可以是螺旋状的弹簧构件、耐 热性的金属密封件或者板状的弹簧构件(例如，弹簧垫圏)。也可以包括第2弹簧构件，该第2弹簧构件与支承上述矩形 波导管的上述同轴波导管的外部导体相邻地设置，用于克服上 述径向线缝隙天线及其上部构件朝向上述处理容器的外侧热膨 胀的力而对上述外部导体施加朝向上述处理容器内侧的力。由此，第2弹簧构件克服外部导体及其周围构件的热膨胀， 对外部导体施加朝向处理容器内侧的力。由此，能够吸收径向 线缝隙天线及其上部构件因膨胀而向处理容器的铅直上方位 移。另外，上述第2弹簧构件也可以是螺旋状弹簧构件或者耐 热性的金属密封件中的任一种。另外，上述第l触点构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波等离子处理装置，该微波等离子处理装置利用等离子体来对被处理体进行等离子处理，该等离子体是采用自径向线缝隙天线放出的微波而生成的，其中，包括： 处理容器，在内部进行等离子处理； 微波源，输出微波； 矩形波导管，对自上 述微波源输出的微波进行传输； 同轴转换机，对在上述矩形波导管中传输来的微波的模式进行转换； 同轴波导管的内部导体，可相对于上述同轴转换机滑动地与其连结； 第１触点构件，与上述同轴转换机接合，将上述同轴转换机与上述内部导体电 连接。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：西本伸也，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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