等離子體處理裝置、供電裝置及等離子體處理裝置的使用方法

2024-02-10 08:11:15

專利名稱：等離子體處理裝置、供電裝置及等離子體處理裝置的使用方法
技術領域：
本發明涉及一種利用電磁波激發氣體而對被處理體進行等離子體 處理的等離子體處理裝置，特別是涉及一種使用了同軸管的電磁波的傳 輸線路。
背景技術：
以往，作為向等離子體處理裝置供給電磁波的傳輸線路，使用波導 管或同軸管(例如參照專利文獻l。)。專利文獻1中，在同軸管中傳輸 的微波穿過設於徑向線縫隙天線上的線狀的縫隙，透過大面積的電介質 平板，向處理室內供給。
供給到處理室內的微波在等離子體的電子密度Ile高於截止密度nc
(更嚴格來說，是表面波諧振密度ns)的情況下，無法進入等離子體內， 成為表面波，在電介質板與等離子體之間傳播。
表面波一般來說是以多種模式的重合表現的。另一方面，表面波的 模式相對於等離子體密度而言是離散的。由此，就有可能從由多模式生 成的表面波中生成不適於處理的不均勻的等離子體。
但是，如果使微波透過大面積的電介質平板，則在電介質平板中傳 播中，無法控制微波的模式，成為多模式。由於近年來的被處理體的大 面積化，電介質平板也逐漸變為大面積，在此種現今的狀況下，由透過 了電介質平板的多個模式的微波的表面波生成不均勻的等離子體的可 能性就變得更高。
由此，可以考慮如下的方法，即，通過將電介質平板分成多個電介 質板，減小各電介質板的面積，來減少使微波透過各電介質板時的微波 的傳播模式，由此均勻地生成等離子體。
該情況下，為了向多個電介質板傳輸微波，需要將傳輸線路多路分 支。作為其一個例子，例如有通過將波導管分支而分割微波的傳輸方法 (例如參照專利文獻2、 3。)。專利文獻1:日本特開平11-297672號公報 專利文獻2:日本特開2004-200646號7>才艮 專利文獻3:日本特開2005-268653號公才艮
但是，如果因多路分支使設於處理容器的上方的傳輸線路變得複雜 並且巨大，則會妨礙維護操作。特別是，如果使微波的頻率小於 2.45GHz，則可以大幅度地減小與微波的頻率的平方成正比例的截止密 度Ile，然而由於微波的波長變長，因此波導管的尺寸就會變大。
例如，在將微波的頻率設為915MHz的情況下，所使用的波導管的 截面積就會變為247.7mm x 123.8mm。這是在微波的傳輸中使用了與 2.45GHz對應的波導管時的大約5倍的截面積，4艮難將如此大的波導管 緊湊地集中設置於小型的等離子體處理裝置的上方。所以，為了可以傳 輸低頻微波，需要緊湊地設計使用同軸管進行多路分支的傳輸線路。

發明內容
為了解決上述問題，根據本發明的某個方式，提供一種等離子體處 理裝置，是利用電磁波激發氣體而對被處理體進行等離子體處理的等離 子體處理裝置，具備處理容器；輸出電磁波的電磁波源；傳輸從上述 電磁波源中輸出的電磁波的傳輸線路；多個電介質板，其設於上述處理 容器的內壁上，使電磁波透過，釋放到上述處理容器的內部；多個導體 棒，其與上述多個電介質板相鄰或接近，將電磁波向上述多個電介質板 傳輸；分支部，其將沿上述傳輸線路傳輸來的電磁波分成多個電磁波而 向上述多個導體棒傳輸，1個或2個以上的導體棒與各電介質板相鄰或 接近。
根據該設置，從電磁波源向傳輸線路傳輸的電磁波就被分支部分成 多個電磁波而向多個導體棒傳輸。1個或2個以上的導體棒與各電介質 板相鄰或接近。各導體棒向各自相鄰或接近的電介質板傳輸電磁波，從 各電介質板向處理容器內供給電磁波。
通過像這樣在電磁波的傳輸中使用導體棒，就可以設計出實現低頻 的電磁波的供給、同時設計出很簡單並且緊湊的傳輸線路。其結果是， 可以使維護操作變得容易。另外，由於使用多個電介質板來傳播電磁波， 因此與大面積的l片電介質板的情況相比，可以很容易地控制傳播模式，
8可以生成更為均勻的等離子體。
上述傳輸線路也可以包括第一同軸管，上述分支部是將上述笫一同 軸管的內部導體和導體棒分別連接的分支構件。另外，也可以是上述傳
輸線路包括第一同軸管，上述分支部是在內部插入了上述第一同軸管的 內部導體和上述多個導體棒的分配波導管。
此時，上述多個導體棒既可以在相互大致平行的狀態下相對於上述 第一同軸管的內部導體的中心軸等間隔地配置於同一圓周上，也可以在 相互大致平行的狀態下相對於上述第一同軸管的內部導體的中心軸配 置於點對稱的位置上。
根據該設置，導體棒就被相對於第一同軸管的內部導體對稱地配 置。這樣，就可以控制穿過第一同軸管的內部導體而向多個導體棒分配 並傳輸的電磁波的相位及功率。
另外，上述分支部也可以與上述多個電介質板大致平行地設置，是 將上述傳輸線路與上述多個導體棒連接的第二同軸管的內部導體。此 時，上述傳輸線路也可以是第一同軸管或波導管。
根據該設置，就可以通過將第二同軸管的內部導體^:為分支部，而 將沿傳輸線路傳輸來的電磁波經由第二同軸管的內部導體分配給多個 導體棒。
上述多個導體棒也可以在相互大致平行的狀態下，等間隔地與上述 第二同軸管的內部導體連接。上述多個電介質板的間距也可以設為，相 對於在上述第二同軸管中傳輸的電磁波的管內波長人g、整數ih (&為
1以上)，大致上達到x入g/2。
通過相對於在上述第二同軸管中傳輸的電磁波的管內波長入g、整
數ih (m為1以上)，將上述多個電介質板的間距相對於整數112 (112為 l以上)，大致上設為n一入g/2，就可以在取得在各分支位置所分配的 電磁波的相位的同步的同時，將其功率均等地分配，傳輸電磁波。
也可以具備使上述處理容器的蓋部與上述各導體棒短路的短路部， 將從上述分支構件與各導體棒相連接的位置到上述短路部的長度，設計 為相對於在上述各導體棒中傳輸的電磁波的波長入g大致為入g/4。
也可以具備使上述處理容器的蓋部與上述各導體棒短路的短路部，將從上述第二同軸管的內部導體與各導體棒相連接的位置到上述短路 部的長度，設計為相對於在上述各導體棒中傳輸的電磁波的波長入g大
致為入g/4。
同樣地，也可以具備使上述處理容器的蓋部與上述各導體棒短路的 短路部，上述處理容器的蓋部的端部包括上述分配波導管的長度方向的 端部、或在上述分配波導管的兩端以L字形形成的端部的任一個，將從 上述各導體棒到上述處理容器的蓋部的端部的長度，設計為相對於在上 述分配波導管中傳輸的電磁波的管內波長入g大致為入g/4。
同樣地，也可以具備使上述處理容器的蓋部與上述第二同軸管的內 部導體短路的短路部，將從上述第二同軸管的內部導體與各導體棒相連 接的位置到上述短路部的長度，設計為相對於在上述第二同軸管中傳輸 的電磁波的管內波長人g大致為A g/4。
例如，如圖3的左側所示，如果將微波的峰(波腹)與位置Dp對 齊，則短路部520中的微波的功率就會變為0 (波節)。可以將短路部與 位置Dp間看作將一端短路了的分布常數線路。由於像這樣將一端短路 了的長度為入g/4的分布常數線路如果從另一端看，則阻抗基本上可以 看作無限大，因此對於微波的傳輸來說相當於不存在從位置Dp到短路 部的部分，傳輸線路的設計變得容易。
也可以在上述分支部的分支部分，設置用於取得阻抗的匹配的電介 質體。這是為了抑制傳輸線路的反射，有效地傳輸電磁波。
也可以是上述傳輸線路包括多個第一同軸管，上述多個第一同軸管 分別經由上述分支部向上述多個導體棒傳輸電磁波，上述傳輸線路還包 括與上述多個電介質板大致平行地配置的至少一個第三同軸管，上述多 個第一 同軸管的內部導體與上述第三同軸管的內部導體連接。
也可以是將與上述第三同軸管的內部導體連接的上述多個第一同 軸管的內部導體相對於在上述第三同軸管中傳輸的電磁波的管內波長
入g、整數112 (112為1以上)，以大致Il2X入g/2的間隔配置。
也可以是上述傳輸線路包括多根上述第三同軸管，並且還包括多根 第四同軸管，上述第四同軸管的各自的內部導體與上述第三同軸管的各 自的內部導體連接，位於上述多根第一同軸管的內部導體的上層，並且
將上述多根第四同軸管的內部導體相對於整數Ih (112為1以上)，以大
10致IhX入g/2的間隔配置。
根據該設置，就可以保持規定的規則性地將第一~第四同軸管分級 地連接及分支。由此就可以在各分支位置取得電磁波的相位的同步，並 且可以在均等地分配其功率的同時傳輸電磁波。
Ih及Il2的值優選為l或2。這是因為，如果Ih、 ！l2的值變大，則電 磁波的傳輸距離就會變長，因此會在相位的同步及功率的分配中產生偏 差，很難將電磁波均等地分配並傳輸。另外還因為，如果Ih、 112的值變 大，則傳輸線路周邊就會變得複雜並且巨大化，使得維護操作變得困難。
而且，在w、 112的值為1的情況下，第二同軸管的內部導體間的間隔就 變為入g/2。該情況下，與其供給高頻電磁波，不如供給低頻電磁波。
如果供給高頻電磁波，則由於電磁波的管內波長入g變小，因此第二同 軸管的內部導體間的間隔變窄，電介質的片數增多，成本升高。
也可以在上述電磁波源上，連接將雙分支重複1次以上的具有竟賽
(tournament)式的結構的分支波導管。上述分支波導管的分支部分既 可以是T分支，也可以是Y分支。
根據該設置，就可以在以竟賽式分支為多根的分支波導管的分支端 部將多個同軸管的內部導體或任意的波導管連接。另外，由此就可以使 從分支波導管的入口到各分支端部的長度相等。這樣，就可以在使相位 同步並且將功率均勻地分配，並傳輸電磁波。
也可以在上述第二同軸管的內部導體中，在其內部設置冷卻劑流 路。另外，也可以在上述第三同軸管的內部導體中，在其內部^L置冷卻 劑流路。
上述第二或第三同軸管的內部導體也可以具有由外側的管道和內 側的管道構成的雙重結構。
另外，也可以將第二或第三同軸管的內部導體分割為2個以上，被 分割了的2個以上的第二或第三同軸管的內部導體由連接器連接。此外， 上述連接器也可以設於上述外側的管道中。根據該設置，就可以使管道 電接觸，並且可以利用連接器吸收熱膨脹或熱收縮，從而不會與熱膨脹 或熱收縮對應地對管道施加應力。
另外，通過將管道設為雙重結構，並且設置連接器，外側的管道就 會不對內側的管道造成影響地沿橫向滑動。這樣就可以更加沒有應力地利用連接器吸收由傳輸線路的熱膨脹或熱收縮引起的變形。
此時，通過在上述內側的管道的內部流過冷卻劑，就可以利用熱傳 導更為有效地將內部導體(管道)冷卻。另外，通過在上述連接器的附 近，設置保持上述第二或第三同軸管的保持部，就可以按照將內部的管 道配置於外部的管道的中央的方式定位。
上述多個導體棒與上述第二同軸管的內部導體的連接部分也可以 在上述第二同軸管的長度方向上能夠滑動地卡合。另外，上述多個導體 棒也可以在上述短路部中能夠相對於上述處理容器的蓋部滑動地卡合。 根據該設置，就可以通過這些導體棒或內部導體與熱應力對應地滑動， 來避免對傳輸線路施加應力的情況。
上述電磁波源也可以輸出頻率為lGHz以下的電磁波。才艮據該設置，
就可以降低截止密度。由此就可以拓寬加工窗口，可以用一個裝置來實 現各種各樣的加工。
為了解決上述問題，根據本發明的其他的方式，提供一種供電裝置， 是可以向等離子體處理裝置供給頻率為lGHz以下的電磁波的供電裝 置，具備輸出電磁波的電磁波源；傳輸從上述電磁波源中輸出的電磁 波的傳輸線路；多個導體棒，其與設於上述處理容器的內壁上的多個電 介質板相鄰或接近，向上述多個電介質板傳輸電磁波；分支部，其將沿 上述傳輸線路傳輸來的電磁波分成多個電磁波並向上述多個導體棒傳 輸，l個或2個以上的導體棒與各電介質板相鄰或接近。
根據該設置，通過相對於lGHz以下的電磁波在傳輸線路中使用其 尺寸不依賴於電磁波的波長的同軸管，就可以設計出如下的傳輸線路， 即，能夠實現低頻的電磁波的供給，同時消除供給低頻的電磁波時的傳 輸路徑的大型化，簡單並且緊湊。
另外，為了解決上述問題，根據本發明的其他的方式，提供一種等 離子體處理裝置的使用方法，從電磁波源中輸出頻率為lGHz以下的電 磁波，將從上述電磁波源中輸出的電磁波向傳輸線路傳輸，將沿上述傳 輸線路傳輸來的電磁波利用分支部分成多個電磁波並向多個導體棒傳 輸，將電磁波從與各電介質板相鄰或接近的1個或2個以上的導體棒經 由上迷各電介質板釋放到上述處理容器內，利用上述所釋放的電磁波激 發導入到上述處理容器的處理氣體而對被處理體實施期望的等離子體處理。
另外，為了解決上述問題，根據本發明的其他的方式，提供一種等
離子體處理裝置的清洗方法，從電磁波源中輸出頻率為lGHz以下的電 磁波，將從上述電磁波源中輸出的電磁波向傳輸線路傳輸，將沿上述傳
輸，將電磁波從與各電介質板相鄰或接近的1個或2個以上的導體棒經 由上述各電介質板釋放到上述處理容器內，利用上述所釋放的電磁波激 發導入到上述處理容器的清洗氣體，對等離子體處理裝置進行清洗。
根據這些方式，通過向等離子體處理裝置供給頻率為lGHz以下的 電磁波，就可以大幅度地減小與電磁波的頻率的平方成比例的截止密度 nc，增大加工窗口，可以用一個裝置來實現各種各樣的加工。
例如，通過使用lGHz以下的頻率的電磁波，在2.45GHz的頻率的 電磁波的一定程度的功率下表面波不會在單一氣體的狀態下展寬，即使 是無法激發均勻且穩定的等離子體的F系單一氣體，也可以激發均勻且 穩定的等離子體。由此，就可以使用實用的電磁波的功率來激發清洗氣 體，利用由此生成的等離子體對等離子體處理裝置的內部進行清洗。


圖1是本發明的第一實施方式的等離子體處理裝置的以X-Z面切割 後的縱剖面圖。
圖2是表示該實施方式的等離子體處理裝置的頂面的圖。
圖3是將該實施方式的分支板附近放大後的剖面圖。
圖4是表示將該實施方式的等離子體處理裝置用Y-Z面切割後的縱 剖面圖的上部的圖。
圖5是將該實施方式的分支同軸管放大後的剖面圖。
圖6是用於說明該實施方式的竟賽式的波導管的圖。
圖7是表示了圖3的剖面C-C的圖。
圖8是本發明的第二實施方式的等離子體處理裝置的縱剖面圖。 圖9是表示了圖8的剖面X-X的圖。
13圖IO是表示了圖8的剖面F-F的圖。
圖11是本發明的第二實施方式的變形例的等離子體處理裝置的縱 剖面圖。
圖12是表示了圖11的剖面G-G的圖。
圖13是本發明的第三實施方式的等離子體處理裝置的縱剖面圖。 圖14是表示了圖13的剖面P-P的圖。 圖15是表示了圖13的剖面U-U的圖。
圖16是第三實施方式的變形例的等離子體處理裝置的縱剖面圖。
圖17是第三實施方式的變形例的等離子體處理裝置的縱剖面圖。
圖18是將分支同軸管的一部分放大後的圖及其剖面圖。
圖19是本發明的第四實施方式的等離子體處理裝置的縱剖面圖。
圖20是表示了圖19的剖面V-V的圖。
圖21是表示了圖19的剖面W-W的圖。
圖22是變形例的等離子體處理裝置的縱剖面圖。
圖23是表示了圖22的剖面z-z的圖。
圖24是表示微波的功率密度與等離子體的電子密度的關係的曲線圖。
圖25是表示了分支波導管的變形例的圖。 圖26是圖25的1-1剖面圖。
圖中符號說明10 等離子體處理裝置，100 處理容器，200 容器本體，205、 415a、 415b、 530 O形環，300 蓋體，300d 蓋 部，305 電介質板，315 同軸管，315a 內部導體，410、 615、 630 電介質體，500 固定機構，520、 640 短路部，525 環狀 的電介質體，535 緩沖環，600、620 同軸管，600a、 620a、 670a 內 部導體，605 同軸波導管轉換器，635 卡扣，670 分支同軸管， 610 分支板，645、 665 連接器，900 微波源，卯5 分支波導 管，910 分配波導管，U 處理室。
具體實施例方式
(第一實施方式)
下面在參照附圖的同時進行說明，首先參照示意性地表示本裝置的
縱剖面的圖1 (圖2的剖面O-O)及表示處理容器的頂面的圖2對於本 發明的第一實施方式的等離子體處理裝置進行說明。而且，以下的說明 及附圖中，對於具有相同的構成及功能的構成要素，通過使用相同符號 而省略重複說明。
(等離子體處理裝置的構成)
等離子體處理裝置10在其內部具有用於對玻璃基板(以下稱作"基 板G"。)進行等離子體處理的處理容器100。處理容器100由容器本體 200和蓋體300構成。容器本體200具有將其上部開口的有底立方體形 狀，其開口被蓋體300封閉。在容器本體200與蓋體300的接觸面上設 有0形環205，由此將容器本體200與蓋體300密閉，形成處理室U。 容器本體200及蓋體300例如由鋁等金屬製成，被電接地。
在處理容器100的內部，設有用於放置基板G的基座105 (載臺)。 基座105例如由氮化鋁製成，在其內部，設有供電部110及加熱器115。
在供電部110上，經由匹配器120 (例如電容器)連接有高頻電源 125。另外，在供電部110上，經由線團130連接有高壓直流電源135。 匹配器120、高頻電源125、線團130及高壓直流電源135被i殳於處理 容器100的外部。另外，高頻電源125及高壓直流電源135被接地。
供電部110利用從高頻電源125中輸出的高頻功率對處理容器100 的內部施加規定的偏置電壓。另外，供電部110利用從高壓直流電源135 衝輸出的直流電壓將基板G靜電吸附。
在加熱器115上，連接有設於處理容器100的外部的交流電源140， 利用從交流電源140中輸出的交流電壓將基板G保持為規定的溫度。基 座105由支承體145支承，在其周圍設有用於將處理室U的氣流控制為 理想的狀態的擋板150。
在處理容器100的底部設有氣體排出管155,通過使用設於處理容 器100的外部的真空泵(未圖示)從氣體排出管155中將處理容器100 內的氣體排出，而將處理室U減壓到期望的真空度。
15在蓋體300上，設有多個電介質板305、多個金屬電極310及多個 同軸管的內部導體315a。參照圖2，在將分支同軸管670的管內波長設 為入g(在915MHz下為328mm)時，電介質板305是由氧化鋁(A1203) 形成的、148mm x 148mm的近似正方形的平板以入g/2的整數倍(這裡 為l倍)的等間隔縱橫地配置的。這樣，就在2277.4mm x 2605mm的 處理容器100的頂面上均等地配置224片(=14x16)電介質板305。
像這樣，由於電介質板305形成對稱性良好的形狀，因此就容易在 1片電介質板305中產生均勻的等離子體。另外，通過將多個電介質板 305以入g/2的整數倍的等間隔配置，在使用同軸管的內部導體315a導 入微波時，就可以生成均勻的等離子體。
再次回到圖l，在蓋體300的金屬面上，切出圖1所示的槽300a而 抑制導體表面波的傳播。而且，所謂導體表面波是指在金屬面與等離子 體之間傳播的波。
在貫穿了電介質板305的內部導體315a的頭端以向基板G側露出 的方式設有金屬電極310，從而利用內部導體315a及金屬電極310來保 持電介質板305。在金屬電極310的基板側的面上，設有電介質外罩320， 從而防止電場的集中。
在參照表示了圖2的剖面A-A，-A的圖3的同時進一步繼續說明。 同軸管315由筒狀的內部導體(軸部)315a和外部導體315b構成，由 金屬(優選銅)製成。在蓋體300與內部導體315a之間，設有環狀的 電介質體410和在電介質體410的兩個側面將處理室U的內部真空密封 的O形環415a、 415b。
內部導體315a貫穿蓋部300d而向處理容器100的外部突出。內部 導體315a通過由連接部510、彈簧構件515及短路部520構成的固定機 構500使用彈簧構件515的彈性力向處理容器100的外側吊起。而且， 蓋部300d是指在蓋體300的上面將蓋體300與外部導體315b —體化的 部分。
設於內部導體315a的貫穿部分的短路部使同軸管315的內部導體 315a與蓋部300d在電氣上短路。短路部520由屏蔽螺線構成，被可以 在內部導體315a上上下滑動地設置。而且，在短路部520中，也可以 使用金屬刷。通過像這樣設置短路部520，就可以將從等離子體流入金屬電極320 的熱量通過內部導體315a及短路部有效地向蓋散熱，因此可以抑制內 部導體315a的加熱，防止與內部導體315a相鄰的0形環415a、 415b 的劣化。另外，由於短路部520防止微波穿過內部導體315a向彈簧構 件515傳遞，因此不會產生彈簧構件515周邊的異常放電或功率損耗。 此外，短路部520可以防止內部導體315a的軸偏擺，將其牢固地保持。而且，通過在短路部520中將蓋部300d與內部導體315a之間、以 及將後述的電介質體615與蓋體300d之間用O形環(未圖示)真空密 封，向蓋部300d內的空間中填充惰性氣體，就可以防止大氣中的雜質 混入處理室內。圖1的冷卻劑供給源700與冷卻劑配管705連接，通過使由冷卻劑 供給源700供給的冷卻劑在冷卻劑配管705內循環而再次回到冷卻劑供 給源700，就會將處理容器100保持為期望的溫度。氣體供給源800經由氣體管線805，從圖3所示的內部導體315a內 的氣體流路導入處理室內。從2臺微波源900中輸出的、120kW ( =60kW x 2 ( 2W/cm2))的微 波經分支波導管905、 8個同軸波導管轉換器605、 8個同軸管620、在 平行地位於圖1的背面方向的8根分支同軸管670 (參照圖2、 4)上各 連接了 7根的同軸管600、分支板610及同軸管315中傳輸，透過多個 電介質板305向處理室內供給。向處理室U釋放的微波激發由氣體供給 源800供給的處理氣體，使用由此生成的等離子體在基板G上執行期望 的等離子體處理。而且，分支波導管卯5、同軸管600、 620、 670、 315是傳輸線路的 一例。更具體來i^，同軸管600是第一同軸管的一例，同軸管315的內 部導體315a是導體棒的一例。另外，分支板610是設於第一同軸管與 導體棒之間的分支構件的一例。分支構件不需要為板狀，例如也可以是棒狀。在以上所說明的等離子體處理裝置10中，如下所示地設置傳輸線 路，即，能夠將lGHz以下的低頻的微波向處理容器100供給，並且將 處理容器100的上方設為簡單的結構。下面，對本實施方式的傳輸線路進行更為詳細的說明。 (分支同軸管)用圖2的剖面B-B (剖面與圖l相差90度)切割本裝置，參照僅 表示了其上部的圖4，同軸管620與多個同軸管600由分支同軸管670 連接。分支同軸管670是大致平行地配置於多個電介質板305上的第二 同軸管(平行同軸管)的一例，同軸管600、 620是大致垂直地配置於 多個電介質板305上的1或2個以上垂直同軸管的一例。在分支同軸管670的內部導體670a上，以大致x入g/2(這裡n產2 ) 的間距連接有7根同軸管600的內部導體600a。通過將內部導體600a 的間距相對於在分支同軸管670中傳輸的微波的管內波長入g，大致上 設為入g/2的整數倍，就可以向內部導體600a均等地分配功率。此外， 如圖2所示，分支同軸管600的間距成為與同軸管600的間距相等的入 g。這樣，經由同軸管600及分支板610與內部導體315a連接的電介質 板305就在縱橫方向以入g/2的間隔懸掛在處理容器100的頂面全面。 其結果是，由於電介質板的縱橫的尺寸相等，表面波傳播模式的對稱性 變得良好，因此很容易確保電介質板面內的等離子體的均勻性。參照表示將圖4的分支同軸管670進一步放大的圖5，內部導體670a 在其兩端被用決定內部導體670a的軸向的位置的止動件635固定於外 框(蓋部300d)上，並且在其貫穿部分設有使分支同軸管670的內部 導體670a與外框(蓋部300d)電短路的短路部640。在圖5的下部，在右側放大表示有內部導體670a與600a的連接部 分，在左側表示有圖5的剖面H-H。分支同軸管670的內部導體670a 與圓筒狀的連接器645連接。在連接器645的內側表面上，設有2根屏 蔽螺線650a、 650b,這樣，內部導體670a就可以沿橫向滑動。通過內 部導體670a與熱應力對應地滑動，就可以避免對傳輸線路施加應力。(冷卻機構)在內部導體670a的內部，貫穿有用於流過冷卻劑的通路655。由冷 卻劑供給源700供給的冷卻劑在與冷卻劑配管705連接的通路655中循 環。冷卻機構也可以設於內部導體315a的內部，這樣，就能夠防止內 部導體670a或內部導體315a被過度地加熱。另外，在內部導體315a 中，設有保持內部導體315a的保持部660。保持部660被以環狀製成，由特氟龍(註冊商標)製成。 (分支波導管)由於產生微波的磁控管通常來說與波導管連接；如果從微波源直接 向同軸管輸出數十kW左右的大功率則會在同軸管的內部產生放電，有 可能將內部加熱；如果微波的波長變短，則在大功率用的直徑大的同軸 管中從傳輸模式或匹配的方面考慮會在微波的傳輸中產生困難，因此一 般來說在微波源上連接波導管。所以，本實施方式的等離子體處理裝置io中，在多段分支線路中 的靠近傳輸大功率的微波的微波源的部分，使用分支波導管905。如圖6所示，分支波導管905以竟賽式將雙分支(T分支)重複1 次以上(這裡為3次)，在其分支端部藉助8個同軸波導管轉換器605 與同軸管620連接。在將分支前的同軸管的管內波長設為入g時，分支 波導管卯5的上層905a、中層905b、下層卯5c的波導管間的間隔為4 入g ( =8 x入g/2 )、 2人g ( =4 x入g/2 )、入g ( =2 x入g/2 )，相對於管內 波長入g、整數m全都統一為mx入g/2的長度。但是，分支波導管卯5 即使不是以竟賽式分支，只要具有分支部分即可。這樣，從微波源900到分支端部的微波的傳輸距離就會相同。其結 果是，可以在取得所分配的微波的相位的同步的同時，將微波的功率向 8個同軸管620均等地分配。而且，分支波導管905可以與平行同軸管的內部導體、垂直同軸管 的內部導體或任意的波導管的某個連接。圖1所示的同軸波導管轉換器605將沿分支波導管905傳輸來的微 波向同軸管620傳輸。同軸管620藉助分支同軸管670與多個同軸管600 連接，繼而與分支板610相連。(分支板)參照表示了圖3的剖面C-C的圖7，分支板610以與內部導體600a 的連接位置Bp為中心被製成十字形。分支板610由銅等金屬製成。分 支板610在4個端部(位置Dp )分別與同軸管315的內部導體315a連 接。另外，分支板610雖然需要將2個以上的內部導體315a連接地構成，然而不一定需要製成十字形，例如，也可以按照相對於同軸管600 的中心軸在同 一圓周上等間隔地配置內部導體315a的方式形成。另外， 也可以按照在相對於同軸管600的中心軸點對稱的位置上配置內部導體 315a的方式形成。(電介質體阻抗匹配)在圖3所示的位置Bp的上下，設有由特氟龍(註冊商標)形成的 電介質體615。電介質體615是為了支承分支板610並且取得阻抗匹配 而i殳置的。這樣，就可以防止在分支板610與內部導體600a的連接部 分阻抗急劇地變化。其結果是，可以抑制在傳輸線路中產生反射，有效 地傳輸微波。(短路部)分支板610與內部導體315a的連接位置Dp與短路部520的間隔被 設計為，相對於微波的管內波長Xg達到入g/4。如圖3的左側所示，如 果將微波的峰(波腹)與位置Dp對齊，則短路部520處的微波的功率 就會變為0 (波節)。可以將短路部520與位置Dp之間看作將一端短路 了的分布常數線路。像這樣，由於將一端短路了的長度為入g/4的分布 常數線路如果從另一端看，則可以將阻抗大致上看成無限大，因此對於 微波的傳輸來說就等於不存在從位置Dp到短路部520的部分，傳輸線 路的設計變得容易。其中，從位置Dp到短路部520的長度只要以入g/4作為基準來設計 即可。即，只要考慮如下的情況設計即可，在上述長度小於入g/4的情 況下，與在傳輸線路中附加了 C成分的做法是等價的，在大於入g/4的 情況下，與在傳輸線路中附加了 L成分的做法是等價的。向同軸管600傳輸的微波由分支板610分成多個微波而向多個內部 導體315a傳輸，繼而分別向多個電介質板305傳輸。這樣，就會從均 等地配置於頂面上的224片電介質板305向處理容器內供給均等功率的 微波。根據以上所說明的本實施方式的等離子體處理裝置，可以設計如下 的傳輸線路，即，在實現低頻的微波的供給的同時，消除供給低頻的微 波時的傳輸線路的大型化，簡單並且緊湊，從而可以使維護容易。另夕卜， 通過從面積比較小的多個電介質板向處理容器內供給微波，抑制多模式的微波的產生，可以生成均勻的等離子體。 (第二實施方式)下面，參照圖8 10對第二實施方式的等離子體處理裝置IO進行說 明。圖9表示圖8的X-X剖面。圖8是用圖9的Y-Y面切割後的圖。 如圖8所示，第二實施方式的等離子體處理裝置10中，僅存在分支部 (分配波導管910)，沒有同軸管分支及波導管分支，在這一點上與第一 實施方式的等離子體處理裝置IO不同。為此，以下對第二實施方式的 等離子體處理裝置10的分配波導管910進行說明。本實施方式的分配 波導管910是分支部的一例。在蓋體300的上部，與蓋部300d —體化地配設有分配波導管910。 分配波導管910是具有近似長方體的形狀的中空的波導管，在分配波導 管910的內部填充有大氣。本實施方式中，如圖9所示，等間隔地配置 有4片近似正方形的電介質板305。在分配波導管910的內部空間中，如以表示了圖8的剖面F-F的圖 10所表示的那樣，向其內部中央插入同軸管的內部導體600a，向相對 於同軸管600的中心軸點對稱的位置插入4個內部導體315a。由於分配 波導管910的端部的電場強度弱，因此如果內部導體315a配置於端部 的附近，則微波無法順利地傳輸到同軸管315。由此，為了將內部導體 315a配置於電場駐波的波腹的位置，在將分配波導管910內的管內波長 設為入g時，分配波導管910的端部與內部導體315a中心軸間的距離就 等於入g/4。而且，即使不是入g/4也可以。如此構成的本實施方式的等離子體處理裝置中，從微波源卯0中輸 出的微波在波導管950 (未分支)、同軸管600向分配波導管910傳輸， 從內部導體600a傳輸到內部導體315a。如圖7所示，本實施方式中，也是將4個內部導體315a相對於內 部導體600a點對稱地設置。利用此種對稱性，在分配波導管910中傳 輸的微波在取得相位的同步，並且將其功率均等地分配的同時，向各內 部導體315a傳輸。根據以上所說明的第二實施方式的等離子體處理裝置，通過使用分 配波導管910作為對稱分支(分支部)，就可以不設置分支板610，從同 軸管600向內部導體315a均等地傳輸微波。而且，第二實施方式的等離子體處理裝置10在如下的方面與第一 實施方式的等離子體處理裝置10不同，即，電介質板305或金屬電極 310的形狀不同；不存在電介質外罩320;除了包圍各電介質板305的 槽300a以外還設有包圍所有的電介質板的槽300b;設有用於防止電介 質板305及金屬電極310旋轉的卡止部425。像這樣，根據電介質板305 或金屬電極310的形狀或電介質外罩320的有無等，可以形成各種構成。
本實施方式中，將4片矩形的電介質體縱橫地排列，然而電介質體 的形狀或排列並不限於此。例如，也可以將多片扇形的電介質板以同心 圓狀或環狀排列。
(第二實施方式的變形例)
下面，參照圖11、圖12對第二實施方式的變形例的等離子體處理 裝置IO進行說明。第二實施方式的變形例中，在如下的方面與第二實 施方式不同，即，內部導體600a未與蓋部300d電連接；此外分配波導 管910的端部空間S是通過在蓋體300中設置槽而形成的。由此，以該 不同點為中心對第二實施方式的變形例的等離子體處理裝置10進行說 明。
本變形例中，電介質體630由氟樹脂(例如特氟龍(註冊商標)、 氧化鋁(A1203)、石英等形成，為了抑制微波的反射，將形狀最佳化。 像這樣，就可以在抑制微波的傳輸損耗，在各分支位置Dp取得微波的 相位的同步的同時，將微波向各內部導體315a均等地分配地傳輸。
由於分配波導管910的端部的電場強度弱，因此如果內部導體315a 配置於端部的附近，則微波無法順利地傳輸到同軸管315。由此，為了 將內部導體315a配置於電場駐波的波腹的位置，在將分配波導管910 內的管內波長設為入g時，分配波導管910的端部(空間S的端部)與 內部導體315a中心軸間的距離就等於入g/4。而且，即使不是Xg/4也 可以。
也可以不是將空間S設於蓋體300的內部，而是將分配波導管910 的端部向處理容器100的外側突出而形成空間S。另外，空間S也可以 如作為圖11的剖面G-G的圖12所示那樣是設於蓋體300上的多個槽， 還可以是將各內部導體315a包圍的一個槽。而且，圖11的剖面X-X是 與第二實施方式相同的圖9。根據以上所說明的變形例的等離子體處理裝置10,通過使用分配 波導管910及電介質體630，就可以不設置分支板610，從內部導體600a 向內部導體315a傳輸微波。另外，通過將空間S設於蓋體300的內部， 就可以更為緊湊地設計分配波導管910。其結果是，可以將處理容器100 的上方設計得更為簡單。
(第三實施方式)
下面，參照圖13~圖15對第三實施方式的等離子體處理裝置IO進 行說明。在第三實施方式的等離子體處理裝置10中，除了沒有第一實 施方式的分支板610(分支部)、彈簧構件的種類不同以外，基本上與第 一實施方式的等離子體處理裝置10相同。
如圖13及作為圖13的剖面P-P的圖14所示，本實施方式中，多 個內部導體315a以分支同軸管670的管內波長入g的1/2的間距與分支 同軸管670的內部導體670a直接連接。另外，在分支波導管卯5中， 使用表示了圖13的剖面U-U的圖15的Y分支。
在分支同軸管670的內部導體670a上，以大致ni x入g/2 (這裡 n產l)的間隔懸掛著4根內部導體315a。本實施方式中，通過使分支同 軸管670的間距與同軸管315的間距相等，電介質板的縱橫的尺寸就相 等，表面波傳播模式的對稱性變得良好，因此容易確保電介質板面內的 等離子體的均勻性。
在內部導體315a上，設有將上部內部導體315al與下部內部導體 315a2連接的連接器665。這樣，就會在將上部內部導體315al與下部 內部導體315a2電連接的同時，利用連接器655吸收熱膨脹或熱收縮， 從而不會與熱膨脹或熱收縮對應地對內部導體315a施加應力。
根據以上所說明的第三實施方式的等離子體處理裝置，通過將4 根內部導體315a在直線上等間隔地與分支同軸管的內部導體670a連 接，就可以不設置分支板610,從分支同軸管的內部導體670a向內部導 體315a傳輸微波。
而且，電介質板305不是使用第一實施方式中所用的彈簧構件， 而是使用0形環530吊起。具體來說，貫穿了內部導體315a的環狀的 電介質體525被按照將蓋體300與內部導體315a之間的空間填塞的方 式設置在環狀電介質體525的外周側下部，為了將內部導體315a吊起
23而設有0形環530。另外，在環狀電介質體525的內周側上部，為了緩 解內部導體315a被吊起時施加在內部導體315a上的局部的力，設有緩 衝環535。
(第三實施方式的變形例)
而且，作為第三實施方式的變形例，可以舉出下面的變形例1~3。
(變形例1)
圖16所示的第三實施方式的變形例1的等離子體處理裝置10中， 在垂直同軸管的有無、波導管分支的設置方向方面與第三實施方式不 同。即，本變形例中，沒有垂直同軸管，分支波導管卯5在分支同軸管 670的端部與內部導體670a連接。
該情況下，同軸管315的間距也大致上被保持為x入g/2，從而 向各個同軸管315均等地分配微波功率。
(變形例2)
在圖17所示的第三實施方式的變形例2中，沒有垂直同軸管，分 支波導管905在分支同軸管670的中央與內部導體670a連接。
該情況下，同軸管315的間距也大致上被保持為iu x入g/2。像這 樣，本變形例中，也是將傳輸線路設計為可以良好地控制微波的相位的 同步和在端部的反射。這樣就可以在均等地分配功率的同時，向多個電 介質板305傳輸微波。
(變形例3)
在圖18的右側將第三實施方式的變形例3的分支同軸管670放大 表示，並且在左側如表示了圖18的剖面I-I所示，變形例3的分支同軸 管670的內部導體由外側的管道670b和內側的管道670c形成。在內側 的管道670c的內部，設有用於流通冷卻劑的通路655。另外，在外側的 管道670b中，為了將內部導體配置於分支同軸管670的中心軸上而設 有保持部660。
內側的管道670c面向外側的管道670b的內周i殳置。外側的管道 670b被分割為多個，通過連接器665連接。即，通過在外側的管道670b 的管道670bl的凹部連接管道670b2的凸部，就可以使被分割了的管道 電接觸，並且可以利用連接器665吸收熱膨脹或熱收縮，從而不會與熱膨脹或熱收縮對應地對管道施加應力。
根據本變形例，通過將管道設為雙重結構並且設置連接器665， 外側的管道670b就可以不對內側的管道670c造成影響地沿橫向滑動， 可以利用連接器665吸收由熱膨脹或熱收縮引起的對傳輸線路的應力。 另外，通過在內側的管道670c的內部流過冷卻劑，就可以利用熱傳導 有效地將內部導體(管道)冷卻。
(第四實施方式)
下面，參照圖19~21對第四實施方式的等離子體處理裝置10進行 說明。第四實施方式的等離子體處理裝置IO僅在如下的方面不同，即， 對於第一實施方式的分支部，取代分支板610而使用了分配波導管910。
本實施方式的等離子體處理裝置10中，由於也如表示了圖19的 剖面V-V的圖20所示，電介質板305形成對稱性良好的形狀，因此容 易在1片電介質板305中產生均勻的等離子體。另外，參照表示了圖19 的剖面W-W的圖21，通過將多個電介質板305以入g/2的整數倍的等 間隔配置，就可以在使用同軸管的內部導體315a導入微波時生成均勻 的等離子體。
而且，本實施方式的分支同軸管670是與上述多個電介質板305 大致平行地配置的第三同軸管的一例。也可以是傳輸線路包含多根第三 同軸管，並且還包含多個第四同軸管，第四同軸管的各自的內部導體與 第三同軸管的各自的內部導體連接，位於多個第一同軸管的內部導體的
上層，並且多個第四同軸管的內部導體被相對於整數I12 (112為1以上)
大致上以n2 x入g/2的間隔配置。
這樣，就可以在同軸管之間或使用波導管與同軸管構築逐級分支 的傳輸線路。由此就可以將微波均等地向64片電介質板305傳輸。
根據本實施方式，可以從均等地配置於處理容器100的頂面全面 的多片電介質板305中，將微波均勻地向處理室U供給，由此就可以生 成均勻的等離子體.
根據以上所說明的各實施方式，可以將處理容器100的上部附近 設計得很簡單。另外，可以使用低頻的微波來執行各種等離子體處理。
而且， ni、 n2 優選為1或2。這是因為，如果 Hi、 n2 的值變大，則微波的傳輸距離就會變長，因此會在相位的同步及功率的分配中產生 偏差，很難在將微波均等地分配的同時進行傳輸。另外還因為，如果
!h、 P-2的值變大；則傳輸線路周邊就會變得複雜並且巨大化，使得維護
操作變得困難。而且，在IU、 I!2的值為l的情況下，第二同軸管的內部 導體間的間隔就變為入g/2。該情況下，與其供給高頻微波，不如供給 低頻微波。如果供給高頻微波，則由於微波的管內波長入g變小，因此 第二同軸管的內部導體間的間隔變窄，電介質體的片數增多，成本升高。
另外，在以上所說明的各實施方式中，各同軸管的內部導體優選 由熱導率及電導率高的銅製成。根據該設置，可以將從微波或等離子體 施加在同軸管的內部導體上的熱量有效地散逸，並且可以將微波良好地 傳輸。
另外，如前所述，內部導體315a與多個電介質板305相鄰或接近， 是將微波向多個電介質板305傳輸的導體棒的一例，然而也可以將導體 棒與電介質板305電磁性連接，並且機械地連接。另外，導體棒也可以 如圖22(圖23表示了圖22的剖面Z-Z)所示與多個電介質板305相鄰， 雖然未圖示，但是也可以是與多個電介質板305接近，與之電磁性連接 然而並未機械地連接的狀態。另外，導體棒既可以是板狀，也可以錐形。
特別是，因機械的差別或熱膨脹產生的未被控制的間隙會使裝置 的電氣性特性變差，針對於此，在通過像這樣使導體棒接近電介質板 305，在導體棒與電介質板305之間設置了受到控制的間隙的情況下， 就可以不改變裝置的電氣性特性地將微波有效地向電介質板305傳輸。
圖25中表示分支波導管卯5的變形例。變形例的分支波導管卯5 平面狀地構成竟賽方式的2x2x2分支。相對於微波源900，波導管在 兩側對稱地分支。由於是以平面狀構成，因此分支波導管的厚度(與圖 25的紙面垂直方向的長度)小，可以很容易地放置於裝置上。
圖26中，表示了圖25的1-1剖面。本變形例的分支波導管卯5 中，在藉助8個同軸波導管轉換器605將同軸管620與分支波導管905 連接之時，不僅將分支波導管卯5與同軸管620的內部導體620a的連 接部分製成錐形，而且將分支波導管卯5與外部導體620b的連接部分 也製成錐形。這樣做是為了抑制微波的反射。
上述實施方式中，各部的動作相互關聯，因而可以在考慮相互的
26關聯的同時，作為一連串的動作置換。這樣，通過像這樣進行置換，就 可以將等離子體處理裝置的發明的實施方式變為等離子體處理裝置的 使用方法或等離子體處理裝置的清洗方法的實施方式。
(頻率的限定)
通過使用上述各實施方式的等離子體處理裝置10，將頻率為lGHz 以下的微波從微波源卯0中輸出，就可以實現良好的等離子體處理。將 其理由^^明如下。
在利用化學反應在基板表面堆積薄膜的等離子體CVD加工中， 膜不僅附著於基板表面，而且還附著於處理容器內面。 一旦附著於處理 容器內面的膜剝落而附著於基板上，就會使成品率惡化。此外，有時從 附著於處理容器內面的膜中產生的雜質會納入薄膜，使得膜質量惡化。 由此，為了進行高質量加工，必須定期地清洗腔室內面。
在矽氧化膜或矽氮化膜的清洗中，經常使用F自由基。F自由基 高速地蝕刻這些膜。F自由基是通過用NF3或SF3等含有F的氣體來激 發等離子體，將氣體分子分解而生成的。如果用含有F和O的混合氣 體激發等離子體，則F或O就會與等離子體中的電子複合，因此等離 子體中的電子密度降低。特別是如果用含有在所有的物質中電負性最大 的F的氣體來激發等離子體，則電子密度就會明顯地降低。
為了證明這一點，發明人等在微波頻率2.45GHz、微波功率密度 1.6W/cm2、壓力13.3Pa的條件下生成等離子體而計測了電子密度。其 結果是，電子密度在Ar氣的情況下為2.3 x 1012cm-3,而在NF3氣的情 況下，是比它小一個數量級以上的6.3 x 101GcnT3。
如圖24所示，如果增加微波的功率密度，則等離子體中的電子密 度增加。具體來說，如果將功率密度從1.6\￥/ 112變為2.4W/cm2,則等 離子體中的電子密度就會從6.3 x 10"cmJ增加到1.4 x 10"cnT3。
另一方面，如果施加2.5W/cm2以上的微波，則會將電介質板加熱 而使之破裂，或在各部發生異常放電的危險性高，是不經濟的，因此如 果是NF3氣則在實用上很難設為1.4xl0Hcn^以上的電子密度。即，為 了用電子密度極低的NF3氣也可以生成均勻且穩定的等離子體，表面波 諧振密度ns必須為1.4 x 10"cnT3以下。
表面波諧振密度a表示可以在電介質板與等離子體之間傳播表面波的最低的電子密度，如果電子密度小於表面波諧振密度ns，則由於不 能傳播表面波，因此只能激發出極為不均勻的等離子體。表面波諧振密 度lls與式(1)的截止密度ne具有以式(2)表示的比例關係.
nc= e 0meco2/e2... (1)
ns=nc (1+ e r)…(2 )
這裡，s。是真空的介電常數，me是電子的質量，co是微波角頻率，
e是電子電量，Sr是電介質板的比介電常數。
根據上述式(1) (2)可知，表面波諧振密度ns與微波頻率的平 方成正比例。由此，選擇低頻率的話，則即4吏用更4氐的電子密度，也可 以傳播表面波，獲得均勻的等離子體。例如，如果將微波頻率設為1/2, 則即使用1/4的電子密度也可以獲得均勻的等離子體，微波頻率的減少 對於加工窗口的擴大極為有效。
表面波諧振密度ns與作為使用了 NF3氣時的實用的電子密度的 1.4xlHcm-s相等的頻率為lGHz。即，如果作為微波的頻率選擇1GHz 以下，則無論使用何種氣體，都可以用實用的功率密度激發出均勻的等 離子體。
根據以上情況，例如通過將頻率為1GHz以下的微波從微波源900 中輸出，而使從微波源卯0中輸出的微波傳輸到傳輸線路(例如同軸管 600)，通過將沿傳輸線路傳輸來的微波利用分支部(例如分支板610或 分配波導管910)分成多個微波，並傳輸到多個導體棒，從與各電介質 板相鄰或接近的1個或2個以上的導體棒經由上述各電介質板將微波向 上述處理容器內釋放，利用所釋放的微波激發導入處理容器的處理氣 體，就可以對被處理體(例如基板G)實施良好的等離子體處理。
特別是，例如通過從各實施方式的等離子體處理裝置10的微波源
900中輸出頻率為1GHz以下的微波，而將從微波源900中輸出的微波
向傳輸線路傳輸，通過利用分支部將沿傳輸線路傳輸來的微波分成多個
微波並傳輸到多個導體棒，從與各電介質板相鄰或接近的1個或2個以 上的導體棒經由上述各電介質板將微波向上述處理容器內釋放，利用所
釋放的微波將導入處理容器的處理氣體激發，則即使是單一的清洗氣 體，也可以良好地清洗等離子體處理裝置。
而且，也可以僅將各實施方式的等離子體處理裝置10的傳輸線路作為如下的供電裝置來構成，即，可以向等離子體處理裝置供給頻率為
lGHz以下的微波，可以向等離子體處理裝置供給頻率為lGHz以下的 微波的供電裝置，具備輸出微波的微波源、傳輸由上述微波源輸出的 微波的傳輸線路、與設於上述處理容器的內壁上的多個電介質板相鄰或 接近而將微波向上述多個電介質板傳輸的多個導體棒、將沿上述傳輸線 路傳輸來的微波分成多個微波而向上述多個導體棒傳輸的分支部，1個 或2個以上的導體棒與各電介質板相鄰或接近。
而且，雖然在上述實施方式中，舉出了輸出915MHz的微波的微 波源卯0，然而也可以是輸出896MHz、 922MHz、 2.45GHz的微波的微 波源。另夕卜，微波源相當於產生用於激發等離子體的電磁波的電磁波源。
以上雖然參照附圖對本發明的一個實施方式進行了說明，然而本 發明當然並不限定於該例子。顯而易見，只要是本領域技術人員，就能 夠在技術方案的範圍中所述的範疇內想到各種變更例或修正例，可以理 解，對於它們當然也屬於本發明的技術的範圍中。
例如，本發明的等離子體處理裝置並不限定於上述實施方式，例 如通過將平行同軸管和垂直同軸管基於使相鄰的同軸管之間的間隔大 致上為nx入g/2 (n為1以上的整數)這樣的規則性來連接，在端部基 於入g/4這樣的規則性使其封端，就可以逐級地構築如下的傳輸線路， 其將微波沒有損耗地均等地傳輸，縱橫無限地多次分支。
另外，例如本發明的等離子體處理裝置也可以處理大面積的玻璃 基板、圓形的珪晶片或方形的SOI ( Silicon ON Insulator)基板。
另外，本發明的等離子體處理裝置中，可以實施成膜處理、擴散 處理、蝕刻處理、灰化處理等所有的等離子體處理。
權利要求
1.一種等離子體處理裝置，利用電磁波激發氣體，對被處理體進行等離子體處理，具備處理容器；輸出電磁波的電磁波源；傳輸從所述電磁波源中輸出的電磁波的傳輸線路；多個電介質板，其設於所述處理容器的內壁上，使電磁波透過，釋放到所述處理容器的內部；多個導體棒，其與所述多個電介質板相鄰或接近，使電磁波傳輸到所述多個電介質板；分支部，其將沿所述傳輸線路傳輸來的電磁波分成多個電磁波，向所述多個導體棒傳輸，1個或2個以上的導體棒與各電介質板相鄰或接近。
2. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述傳輸線路 包括第一同軸管，所述分支部是將所述第 一同軸管的內部導體和導體棒分別連接的 分支構件。
3. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述傳輸線路 包括第一同軸管，所述分支部是在內部插入了所述第一同軸管的內部導體和所述多 個導體棒的分配波導管。
4. 根據權利要求2所述的等離子體處理裝置，其中，所述多個導體 棒在相互大致平行的狀態下相對於所述第一同軸管的內部導體的中心 軸等間隔地配置於同 一 圓周上。
5. 根據權利要求2所述的等離子體處理裝置，其中，所述多個導體 棒在相互大致平行的狀態下相對於所述第一同軸管的內部導體的中心 軸配置於點對稱的位置上。
6. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述分支部是 將所述傳輸線路與所述多個導體棒連接的第二同軸管的內部導體，且與所述多個電介質板大致平行地設置。
7.根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，所述傳輸線路 是第一同軸管或波導管。o 4艮Hh H廟r ^>:士' AA盆畝工乂士 Ak畑扭麥甘cb 實水|汰
8 嚇jvi/^T八^T，j^"zjs^ "廠z， j^wv t四j '1^;^<^^且，"^r飛，w夕 I卞，棒在相互大致平行的狀態下，等間隔地與所述第二同軸管的內部導體連 接。
9. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，所述多個電介 質板的間距被設計為，相對於在所述第二同軸管中傳輸的電磁波的管內 波長入g、整數ih大致為nj入g/2，其中ih為l以上。
10. 根據權利要求2所述的等離子體處理裝置，其中，具備使所述處 理容器的蓋部與所述各導體棒短路的短路部，將從所述分支構件與各導體棒相連接的位置到所述短路部的長度 設計為，相對於在所述各導體棒中傳輸的電磁波的波長入g大致為入 g/4。
11. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，具備使所述處 理容器的蓋部與所述各導體棒短路的短路部，將從所述第二同軸管的內部導體與各導體棒相連接的位置到所述 短路部的長度設計為，相對於在所述各導體棒中傳輸的電磁波的波長入 g大致為入g/4。
12. 根據權利要求3所述的等離子體處理裝置，其中，具備使所述處 理容器的蓋部與所述各導體棒短路的短路部，所述處理容器的蓋部的端部包括所述分配波導管的長度方向的端 部、或在所述分配波導管的兩端形成L字形的端部的任一個，將從所述各導體棒到所述處理容器的蓋部的端部的長度設計為，相 對於在所述分配波導管中傳輸的電磁波的管內波長入g大致為入g/4。
13. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，具備使所述處 理容器的蓋部與所述第二同軸管的內部導體短路的短路部，將從所述第二同軸管的內部導體與各導體棒相連接的位置到所述 短路部的長度設計為，相對於在所述第二同軸管中傳輸的電磁波的管內 波長入g大致為人g/4。
14. 根據權利要求2所述的等離子體處理裝置，其中，在所述分支部 的分支部分，設置了用於取得阻抗匹配的電介質體。
15. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 所述傳輸線路包括多個第一同軸管，所述多個第一同軸管分別經由所述分支部向所述多個導體棒傳輸 電磁波，所述傳輸線路還包括與所述多個電介質板大致平行地配置的至少 一個第三同軸管，所述多個第一同軸管的內部導體與所述第三同軸管的內部導體連接。
16. 根據權利要求15所述的等離子體處理裝置，其中，與所述第三 同軸管的內部導體連接的所述多個第一同軸管的內部導體，相對於在所述第三同軸管中傳輸的電磁波的管內波長入g、整數112，以大致112><入 g/2的間隔配置，其中ll2為l以上。
17. 根據權利要求15所述的等離子體處理裝置，其中， 所述傳輸線路包括多根所述第三同軸管，並且還包括多根第四同軸管，所述第四同軸管的各自的內部導體與所述第三同軸管的各自的內 部導體連接，將位於所述多根第一同軸管的內部導體的上層的所述多根第四同 軸管的內部導體相對於整數112,以大致n2x入g/2的間隔配置，其中112 為1以上。
18. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，在所述電磁波 源上，連接有將雙分支重複l次以上的具有竟賽式的結構的分支波導管。
19. 根據權利要求18所述的等離子體處理裝置，其中，所述分支波 導管的分支部分具有T分支或Y分支的結構。
20. 根據權利要求18所述的等離子體處理裝置，其中，所述分支波 導管從與所述電磁波源的連接部分到所述分支波導管的各分支端部的 長度相等。
21. 根據權利要求9所述的等離子體處理裝置，其中，所述ih或n2的值為l或2中的任一個。
22. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，在所述第二同 軸管的內部導體中，其內部設有冷卻劑流路。
23. 根據權利要求15所述的等離子體處理裝置，其中，在所述第三 同軸管的內部導體中，其內部設有冷卻劑流路。
24. 根據權利要求22所述的等離子體處理裝置，其中，所述第二或 第三同軸管的內部導體由外側的管道和內側的管道構成。
25. 根據權利要求22所述的等離子體處理裝置，其中，在所述內側 的管道的內部流過冷卻劑。
26. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，將第二或第三 同軸管的內部導體分割為2個以上，被分割了的2個以上的第二或第三 同軸管的內部導體由 連接器連接。
27. 根據權利要求26所述的等離子體處理裝置，其中，所述連接器 設於所述外側的管道中。
28. 根據權利要求26所述的等離子體處理裝置，其中，在所述連接 器的附近，設有保持所述第二或第三同軸管的內部導體的保持部。
29. 根據權利要求6所述的等離子體處理裝置，其中，所述多個導體 棒與所述第二同軸管的內部導體的連接部分在所述第二同軸管的長度 方向上能夠滑動地卡合。
30. 根據權利要求10所述的等離子體處理裝置，其中，所述多個導 體棒在所述短路部中相對於所述處理容器的蓋部能夠滑動地卡合。
31. 根據權利要求1所述的等離子體處理裝置，其中，所述電磁波源 輸出頻率為lGHz以下的電磁波。
32. —種供電裝置，可以向等離子體處理裝置供給頻率為lGHz以下 的電磁波，具備輸出電磁波的電磁波源；傳輸從所述電磁波源中輸出的電磁波的傳輸線路； 多個導體棒，其與設於所述處理容器的內壁上的多個電介質板相鄰 或接近，向所述多個電介質板傳輸電磁波；及分支部，其將沿所述傳輸線路傳輸來的電磁波分成多個電磁波，向所述多個導體棒傳輸，1個或2個以上的導體棒與各電介質板相鄰或接近。
33. —種等離子體處理裝置的使用方法，從電磁波源中輸出頻率為lGHz以下的電磁波，將從所述電磁波源中輸出的電磁波向傳輸線路傳輸，將沿所述傳輸線路傳輸來的電磁波利用分支部分成多個電磁波，向 多個導體棒傳輸，將電磁波從與各電介質板相鄰或接近的1個或2個以上的導體棒經 由所述各電介質板向所述處理容器內釋放，利用所述釋放出的電磁波激發導入所述處理容器的處理氣體，對被 處理體實施期望的等離子體處理。
34. —種等離子體處理裝置的清洗方法，從電磁波源中輸出頻率為lGHz以下的電磁波，將從所述電磁波源中輸出的電磁波向傳輸線路傳輸，將沿所述傳輸線路傳輸來的電磁波利用分支部分成多個電磁波，向 多個導體棒傳輸，將電磁波從與各電介質板相鄰或接近的1個或2個以上的導體棒經 由所述各電介質板向所述處理容器內釋放，利用所述釋放出的電磁波激發導入所述處理容器的清洗氣體，對等 離子體處理裝置進行清洗。
全文摘要
本發明提供一種使用了同軸管的微波的傳輸線路。在等離子體處理裝置(10)中，將從微波源(900)經由分支波導管(905)向同軸管(600)傳輸的微波利用分支板(610)分成多個微波，向多個同軸管的內部導體(315a)傳輸。沿各同軸管的內部導體(315a)傳輸來的微波從與各內部導體(315a)連接的各電介質板(305)釋放到處理容器(100)的內部。利用所釋放的微波來激發導入到處理容器(100)中的處理氣體，對基板(G)實施期望的等離子體處理。通過使用多個電介質板(305)，可以應對大面積化，提高擴展性，並且通過在傳輸線路中使用同軸管，可以實現傳輸線路的設計緊湊，併兼顧供給低頻的微波。
文檔編號H05H1/46GK101632330SQ200880008070
公開日2010年1月20日 申請日期2008年6月11日 優先權日2007年6月11日
發明者大見忠弘, 平山昌樹 申請人:東京毅力科創株式會社;國立大學法人東北大學