CN101632330B - 等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法 - Google Patents

等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101632330B
CN101632330B CN2008800080704A CN200880008070A CN101632330B CN 101632330 B CN101632330 B CN 101632330B CN 2008800080704 A CN2008800080704 A CN 2008800080704A CN 200880008070 A CN200880008070 A CN 200880008070A CN 101632330 B CN101632330 B CN 101632330B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coaxitron
inner conductor
processing apparatus
plasma processing
electromagnetic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008800080704A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101632330A (zh
Inventor
平山昌树
大见忠弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Tokyo Electron Ltd filed Critical Tohoku University NUC
Publication of CN101632330A publication Critical patent/CN101632330A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101632330B publication Critical patent/CN101632330B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/3222—Antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/32229—Waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/32238—Windows

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种使用了同轴管的微波的传输线路。在等离子体处理装置(10)中，将从微波源(900)经由分支波导管(905)向同轴管(600)传输的微波利用分支板(610)分成多个微波，向多个同轴管的内部导体(315a)传输。沿各同轴管的内部导体(315a)传输来的微波从与各内部导体(315a)连接的各电介质板(305)释放到处理容器(100)的内部。利用所释放的微波来激发导入到处理容器(100)中的处理气体，对基板(G)实施期望的等离子体处理。通过使用多个电介质板(305)，可以应对大面积化，提高扩展性，并且通过在传输线路中使用同轴管，可以实现传输线路的设计紧凑，并兼顾供给低频的微波。

Description

等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法
技术领域
本发明涉及一种利用电磁波激发气体而对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装置，特别是涉及一种使用了同轴管的电磁波的传输线路。
背景技术
以往，作为向等离子体处理装置供给电磁波的传输线路，使用波导管或同轴管(例如参照专利文献1。)。专利文献1中，在同轴管中传输的微波穿过设于径向线缝隙天线上的线状的缝隙，透过大面积的电介质平板，向处理室内供给。
供给到处理室内的微波在等离子体的电子密度ne高于截止密度nc(更严格来说，是表面波谐振密度ns)的情况下，无法进入等离子体内，成为表面波，在电介质板与等离子体之间传播。
表面波一般来说是以多种模式的重合表现的。另一方面，表面波的模式相对于等离子体密度而言是离散的。由此，就有可能从由多模式生成的表面波中生成不适于处理的不均匀的等离子体。
但是，如果使微波透过大面积的电介质平板，则在电介质平板中传播中，无法控制微波的模式，成为多模式。由于近年来的被处理体的大面积化，电介质平板也逐渐变为大面积，在此种现今的状况下，由透过了电介质平板的多个模式的微波的表面波生成不均匀的等离子体的可能性就变得更高。
由此，可以考虑如下的方法，即，通过将电介质平板分成多个电介质板，减小各电介质板的面积，来减少使微波透过各电介质板时的微波的传播模式，由此均匀地生成等离子体。
该情况下，为了向多个电介质板传输微波，需要将传输线路多路分支。作为其一个例子，例如有通过将波导管分支而分割微波的传输方法(例如参照专利文献2、3。)。
专利文献1：日本特开平11-297672号公报
专利文献2：日本特开2004-200646号公报
专利文献3：日本特开2005-268653号公报
但是，如果因多路分支使设于处理容器的上方的传输线路变得复杂并且巨大，则会妨碍维护操作。特别是，如果使微波的频率小于2.45GHz，则可以大幅度地减小与微波的频率的平方成正比例的截止密度nc，然而由于微波的波长变长，因此波导管的尺寸就会变大。
例如，在将微波的频率设为915MHz的情况下，所使用的波导管的截面积就会变为247.7mm×123.8mm。这是在微波的传输中使用了与2.45GHz对应的波导管时的大约5倍的截面积，很难将如此大的波导管紧凑地集中设置于小型的等离子体处理装置的上方。所以，为了可以传输低频微波，需要紧凑地设计使用同轴管进行多路分支的传输线路。
发明内容
为了解决上述问题，根据本发明的某个方式，提供一种等离子体处理装置，是利用电磁波激发气体而对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装置，具备：处理容器；输出电磁波的电磁波源；传输从上述电磁波源中输出的电磁波的传输线路；多个电介质板，其设于上述处理容器的内壁上，使电磁波透过，释放到上述处理容器的内部；多个导体棒，其与上述多个电介质板相邻或接近，将电磁波向上述多个电介质板传输；分支部，其将沿上述传输线路传输来的电磁波分成多个电磁波而向上述多个导体棒传输，1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近。
根据该设置，从电磁波源向传输线路传输的电磁波就被分支部分成多个电磁波而向多个导体棒传输。1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近。各导体棒向各自相邻或接近的电介质板传输电磁波，从各电介质板向处理容器内供给电磁波。
通过像这样在电磁波的传输中使用导体棒，就可以设计出实现低频的电磁波的供给、同时设计出很简单并且紧凑的传输线路。其结果是，可以使维护操作变得容易。另外，由于使用多个电介质板来传播电磁波，因此与大面积的1片电介质板的情况相比，可以很容易地控制传播模式，可以生成更为均匀的等离子体。
上述传输线路也可以包括第一同轴管，上述分支部是将上述第一同轴管的内部导体和导体棒分别连接的分支构件。另外，也可以是上述传输线路包括第一同轴管，上述分支部是在内部插入了上述第一同轴管的内部导体和上述多个导体棒的分配波导管。
此时，上述多个导体棒既可以在相互大致平行的状态下相对于上述第一同轴管的内部导体的中心轴等间隔地配置于同一圆周上，也可以在相互大致平行的状态下相对于上述第一同轴管的内部导体的中心轴配置于点对称的位置上。
根据该设置，导体棒就被相对于第一同轴管的内部导体对称地配置。这样，就可以控制穿过第一同轴管的内部导体而向多个导体棒分配并传输的电磁波的相位及功率。
另外，上述分支部也可以与上述多个电介质板大致平行地设置，是将上述传输线路与上述多个导体棒连接的第二同轴管的内部导体。此时，上述传输线路也可以是第一同轴管或波导管。
根据该设置，就可以通过将第二同轴管的内部导体设为分支部，而将沿传输线路传输来的电磁波经由第二同轴管的内部导体分配给多个导体棒。
上述多个导体棒也可以在相互大致平行的状态下，等间隔地与上述第二同轴管的内部导体连接。上述多个电介质板的间距也可以设为，相对于在上述第二同轴管中传输的电磁波的管内波长λg、整数n1(n1为1以上)，大致上达到n1×λg/2。
通过相对于在上述第二同轴管中传输的电磁波的管内波长λg、整数n1(n1为1以上)，将上述多个电介质板的间距相对于整数n2(n2为1以上)，大致上设为n1×λg/2，就可以在取得在各分支位置所分配的电磁波的相位的同步的同时，将其功率均等地分配，传输电磁波。
也可以具备使上述处理容器的盖部与上述各导体棒短路的短路部，将从上述分支构件与各导体棒相连接的位置到上述短路部的长度，设计为相对于在上述各导体棒中传输的电磁波的波长λg大致为λg/4。
也可以具备使上述处理容器的盖部与上述各导体棒短路的短路部，将从上述第二同轴管的内部导体与各导体棒相连接的位置到上述短路部的长度，设计为相对于在上述各导体棒中传输的电磁波的波长λg大致为λg/4。
同样地，也可以具备使上述处理容器的盖部与上述各导体棒短路的短路部，上述处理容器的盖部的端部包括上述分配波导管的长度方向的端部、或在上述分配波导管的两端以L字形形成的端部的任一个，将从上述各导体棒到上述处理容器的盖部的端部的长度，设计为相对于在上述分配波导管中传输的电磁波的管内波长λg大致为λg/4。
同样地，也可以具备使上述处理容器的盖部与上述第二同轴管的内部导体短路的短路部，将从上述第二同轴管的内部导体与各导体棒相连接的位置到上述短路部的长度，设计为相对于在上述第二同轴管中传输的电磁波的管内波长λg大致为λg/4。
例如，如图3的左侧所示，如果将微波的峰(波腹)与位置Dp对齐，则短路部520中的微波的功率就会变为0(波节)。可以将短路部与位置Dp间看作将一端短路了的分布常数线路。由于像这样将一端短路了的长度为λg/4的分布常数线路如果从另一端看，则阻抗基本上可以看作无限大，因此对于微波的传输来说相当于不存在从位置Dp到短路部的部分，传输线路的设计变得容易。
也可以在上述分支部的分支部分，设置用于取得阻抗的匹配的电介质体。这是为了抑制传输线路的反射，有效地传输电磁波。
也可以是上述传输线路包括多个第一同轴管，上述多个第一同轴管分别经由上述分支部向上述多个导体棒传输电磁波，上述传输线路还包括与上述多个电介质板大致平行地配置的至少一个第三同轴管，上述多个第一同轴管的内部导体与上述第三同轴管的内部导体连接。
也可以是将与上述第三同轴管的内部导体连接的上述多个第一同轴管的内部导体相对于在上述第三同轴管中传输的电磁波的管内波长λg、整数n2(n2为1以上)，以大致n2×λg/2的间隔配置。
也可以是上述传输线路包括多根上述第三同轴管，并且还包括多根第四同轴管，上述第四同轴管的各自的内部导体与上述第三同轴管的各自的内部导体连接，位于上述多根第一同轴管的内部导体的上层，并且将上述多根第四同轴管的内部导体相对于整数n2(n2为1以上)，以大致n2×λg/2的间隔配置。
根据该设置，就可以保持规定的规则性地将第一～第四同轴管分级地连接及分支。由此就可以在各分支位置取得电磁波的相位的同步，并且可以在均等地分配其功率的同时传输电磁波。
n1及n2的值优选为1或2。这是因为，如果n1、n2的值变大，则电磁波的传输距离就会变长，因此会在相位的同步及功率的分配中产生偏差，很难将电磁波均等地分配并传输。另外还因为，如果n1、n2的值变大，则传输线路周边就会变得复杂并且巨大化，使得维护操作变得困难。而且，在n1、n2的值为1的情况下，第二同轴管的内部导体间的间隔就变为λg/2。该情况下，与其供给高频电磁波，不如供给低频电磁波。如果供给高频电磁波，则由于电磁波的管内波长λg变小，因此第二同轴管的内部导体间的间隔变窄，电介质的片数增多，成本升高。
也可以在上述电磁波源上，连接将双分支重复1次以上的具有竞赛(tournament)式的结构的分支波导管。上述分支波导管的分支部分既可以是T分支，也可以是Y分支。
根据该设置，就可以在以竞赛式分支为多根的分支波导管的分支端部将多个同轴管的内部导体或任意的波导管连接。另外，由此就可以使从分支波导管的入口到各分支端部的长度相等。这样，就可以在使相位同步并且将功率均匀地分配，并传输电磁波。
也可以在上述第二同轴管的内部导体中，在其内部设置冷却剂流路。另外，也可以在上述第三同轴管的内部导体中，在其内部设置冷却剂流路。
上述第二或第三同轴管的内部导体也可以具有由外侧的管道和内侧的管道构成的双重结构。
另外，也可以将第二或第三同轴管的内部导体分割为2个以上，被分割了的2个以上的第二或第三同轴管的内部导体由连接器连接。此外，上述连接器也可以设于上述外侧的管道中。根据该设置，就可以使管道电接触，并且可以利用连接器吸收热膨胀或热收缩，从而不会与热膨胀或热收缩对应地对管道施加应力。
另外，通过将管道设为双重结构，并且设置连接器，外侧的管道就会不对内侧的管道造成影响地沿横向滑动。这样就可以更加没有应力地利用连接器吸收由传输线路的热膨胀或热收缩引起的变形。
此时，通过在上述内侧的管道的内部流过冷却剂，就可以利用热传导更为有效地将内部导体(管道)冷却。另外，通过在上述连接器的附近，设置保持上述第二或第三同轴管的保持部，就可以按照将内部的管道配置于外部的管道的中央的方式定位。
上述多个导体棒与上述第二同轴管的内部导体的连接部分也可以在上述第二同轴管的长度方向上能够滑动地卡合。另外，上述多个导体棒也可以在上述短路部中能够相对于上述处理容器的盖部滑动地卡合。根据该设置，就可以通过这些导体棒或内部导体与热应力对应地滑动，来避免对传输线路施加应力的情况。
上述电磁波源也可以输出频率为1GHz以下的电磁波。根据该设置，就可以降低截止密度。由此就可以拓宽加工窗口，可以用一个装置来实现各种各样的加工。
为了解决上述问题，根据本发明的其他的方式，提供一种供电装置，是可以向等离子体处理装置供给频率为1GHz以下的电磁波的供电装置，具备：输出电磁波的电磁波源；传输从上述电磁波源中输出的电磁波的传输线路；多个导体棒，其与设于上述处理容器的内壁上的多个电介质板相邻或接近，向上述多个电介质板传输电磁波；分支部，其将沿上述传输线路传输来的电磁波分成多个电磁波并向上述多个导体棒传输，1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近。
根据该设置，通过相对于1GHz以下的电磁波在传输线路中使用其尺寸不依赖于电磁波的波长的同轴管，就可以设计出如下的传输线路，即，能够实现低频的电磁波的供给，同时消除供给低频的电磁波时的传输路径的大型化，简单并且紧凑。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的其他的方式，提供一种等离子体处理装置的使用方法，从电磁波源中输出频率为1GHz以下的电磁波，将从上述电磁波源中输出的电磁波向传输线路传输，将沿上述传输线路传输来的电磁波利用分支部分成多个电磁波并向多个导体棒传输，将电磁波从与各电介质板相邻或接近的1个或2个以上的导体棒经由上述各电介质板释放到上述处理容器内，利用上述所释放的电磁波激发导入到上述处理容器的处理气体而对被处理体实施期望的等离子体处理。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的其他的方式，提供一种等离子体处理装置的清洗方法，从电磁波源中输出频率为1GHz以下的电磁波，将从上述电磁波源中输出的电磁波向传输线路传输，将沿上述传输线路传输来的电磁波利用分支部分成多个电磁波并向多个导体棒传输，将电磁波从与各电介质板相邻或接近的1个或2个以上的导体棒经由上述各电介质板释放到上述处理容器内，利用上述所释放的电磁波激发导入到上述处理容器的清洗气体，对等离子体处理装置进行清洗。
根据这些方式，通过向等离子体处理装置供给频率为1GHz以下的电磁波，就可以大幅度地减小与电磁波的频率的平方成比例的截止密度nc，增大加工窗口，可以用一个装置来实现各种各样的加工。
例如，通过使用1GHz以下的频率的电磁波，在2.45GHz的频率的电磁波的一定程度的功率下表面波不会在单一气体的状态下展宽，即使是无法激发均匀且稳定的等离子体的F系单一气体，也可以激发均匀且稳定的等离子体。由此，就可以使用实用的电磁波的功率来激发清洗气体，利用由此生成的等离子体对等离子体处理装置的内部进行清洗。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的等离子体处理装置的以X-Z面切割后的纵剖面图。
图2是表示该实施方式的等离子体处理装置的顶面的图。
图3是将该实施方式的分支板附近放大后的剖面图。
图4是表示将该实施方式的等离子体处理装置用Y-Z面切割后的纵剖面图的上部的图。
图5是将该实施方式的分支同轴管放大后的剖面图。
图6是用于说明该实施方式的竞赛式的波导管的图。
图7是表示了图3的剖面C-C的图。
图8是本发明的第二实施方式的等离子体处理装置的纵剖面图。
图9是表示了图8的剖面X-X的图。
图10是表示了图8的剖面F-F的图。
图11是本发明的第二实施方式的变形例的等离子体处理装置的纵剖面图。
图12是表示了图11的剖面G-G的图。
图13是本发明的第三实施方式的等离子体处理装置的纵剖面图。
图14是表示了图13的剖面P-P的图。
图15是表示了图13的剖面U-U的图。
图16是第三实施方式的变形例的等离子体处理装置的纵剖面图。
图17是第三实施方式的变形例的等离子体处理装置的纵剖面图。
图18是将分支同轴管的一部分放大后的图及其剖面图。
图19是本发明的第四实施方式的等离子体处理装置的纵剖面图。
图20是表示了图19的剖面V-V的图。
图21是表示了图19的剖面W-W的图。
图22是变形例的等离子体处理装置的纵剖面图。
图23是表示了图22的剖面z-z的图。
图24是表示微波的功率密度与等离子体的电子密度的关系的曲线图。
图25是表示了分支波导管的变形例的图。
图26是图25的1-1剖面图。
图中符号说明：10等离子体处理装置，100处理容器，200容器本体，205、415a、415b、530O形环，300盖体，300d  盖部，305电介质板，315同轴管，315a  内部导体，410、615、630电介质体，500固定机构，520、640短路部，525环状的电介质体，535缓冲环，600、620同轴管，600a、620a、670a  内部导体，605同轴波导管转换器，635卡扣，670分支同轴管，610分支板，645、665连接器，900微波源，905分支波导管，910分配波导管，U处理室。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面在参照附图的同时进行说明，首先参照示意性地表示本装置的纵剖面的图1(图2的剖面O-O)及表示处理容器的顶面的图2对于本发明的第一实施方式的等离子体处理装置进行说明。而且，以下的说明及附图中，对于具有相同的构成及功能的构成要素，通过使用相同符号而省略重复说明。
(等离子体处理装置的构成)
等离子体处理装置10在其内部具有用于对玻璃基板(以下称作“基板G”。)进行等离子体处理的处理容器100。处理容器100由容器本体200和盖体300构成。容器本体200具有将其上部开口的有底立方体形状，其开口被盖体300封闭。在容器本体200与盖体300的接触面上设有O形环205，由此将容器本体200与盖体300密闭，形成处理室U。容器本体200及盖体300例如由铝等金属制成，被电接地。
在处理容器100的内部，设有用于放置基板G的基座105(载台)。基座105例如由氮化铝制成，在其内部，设有供电部110及加热器115。
在供电部110上，经由匹配器120(例如电容器)连接有高频电源125。另外，在供电部110上，经由线圈130连接有高压直流电源135。匹配器120、高频电源125、线圈130及高压直流电源135被设于处理容器100的外部。另外，高频电源125及高压直流电源135被接地。
供电部110利用从高频电源125中输出的高频功率对处理容器100的内部施加规定的偏置电压。另外，供电部110利用从高压直流电源135中输出的直流电压将基板G静电吸附。
在加热器115上，连接有设于处理容器100的外部的交流电源140，利用从交流电源140中输出的交流电压将基板G保持为规定的温度。基座105由支承体145支承，在其周围设有用于将处理室U的气流控制为理想的状态的挡板150。
在处理容器100的底部设有气体排出管155，通过使用设于处理容器100的外部的真空泵(未图示)从气体排出管155中将处理容器100内的气体排出，而将处理室U减压到期望的真空度。
在盖体300上，设有多个电介质板305、多个金属电极310及多个同轴管的内部导体315a。参照图2，在将分支同轴管670的管内波长设为λg(在915MHz下为328mm)时，电介质板305是由氧化铝(Al2O3)形成的、148mm×148mm的近似正方形的平板以λg/2的整数倍(这里为1倍)的等间隔纵横地配置的。这样，就在2277.4mm×2605mm的处理容器100的顶面上均等地配置224片(＝14×16)电介质板305。
像这样，由于电介质板305形成对称性良好的形状，因此就容易在1片电介质板305中产生均匀的等离子体。另外，通过将多个电介质板305以λg/2的整数倍的等间隔配置，在使用同轴管的内部导体315a导入微波时，就可以生成均匀的等离子体。
再次回到图1，在盖体300的金属面上，切出图1所示的槽300a而抑制导体表面波的传播。而且，所谓导体表面波是指在金属面与等离子体之间传播的波。
在贯穿了电介质板305的内部导体315a的头端以向基板G侧露出的方式设有金属电极310，从而利用内部导体315a及金属电极310来保持电介质板305。在金属电极310的基板侧的面上，设有电介质外罩320，从而防止电场的集中。
在参照表示了图2的剖面A-A’-A的图3的同时进一步继续说明。同轴管315由筒状的内部导体(轴部)315a和外部导体315b构成，由金属(优选铜)制成。在盖体300与内部导体315a之间，设有环状的电介质体410和在电介质体410的两个侧面将处理室U的内部真空密封的O形环415a、415b。
内部导体315a贯穿盖部300d而向处理容器100的外部突出。内部导体315a通过由连接部510、弹簧构件515及短路部520构成的固定机构500使用弹簧构件515的弹性力向处理容器100的外侧吊起。而且，盖部300d是指在盖体300的上面将盖体300与外部导体315b一体化的部分。
设于内部导体315a的贯穿部分的短路部使同轴管315的内部导体315a与盖部300d在电气上短路。短路部520由屏蔽螺线构成，被可以在内部导体315a上上下滑动地设置。而且，在短路部520中，也可以使用金属刷。
通过像这样设置短路部520，就可以将从等离子体流入金属电极320的热量通过内部导体315a及短路部有效地向盖散热，因此可以抑制内部导体315a的加热，防止与内部导体315a相邻的O形环415a、415b的劣化。另外，由于短路部520防止微波穿过内部导体315a向弹簧构件515传递，因此不会产生弹簧构件515周边的异常放电或功率损耗。此外，短路部520可以防止内部导体315a的轴偏摆，将其牢固地保持。
而且，通过在短路部520中将盖部300d与内部导体315a之间、以及将后述的电介质体615与盖体300d之间用O形环(未图示)真空密封，向盖部300d内的空间中填充惰性气体，就可以防止大气中的杂质混入处理室内。
图1的冷却剂供给源700与冷却剂配管705连接，通过使由冷却剂供给源700供给的冷却剂在冷却剂配管705内循环而再次回到冷却剂供给源700，就会将处理容器100保持为期望的温度。
气体供给源800经由气体管线805，从图3所示的内部导体315a内的气体流路导入处理室内。
从2台微波源900中输出的、120kW(＝60kW×2(2W/cm2))的微波经分支波导管905、8个同轴波导管转换器605、8个同轴管620、在平行地位于图1的背面方向的8根分支同轴管670(参照图2、4)上各连接了7根的同轴管600、分支板610及同轴管315中传输，透过多个电介质板305向处理室内供给。向处理室U释放的微波激发由气体供给源800供给的处理气体，使用由此生成的等离子体在基板G上执行期望的等离子体处理。
而且，分支波导管905、同轴管600、620、670、315是传输线路的一例。更具体来说，同轴管600是第一同轴管的一例，同轴管315的内部导体315a是导体棒的一例。另外，分支板610是设于第一同轴管与导体棒之间的分支构件的一例。分支构件不需要为板状，例如也可以是棒状。
<传输线路>
在以上所说明的等离子体处理装置10中，如下所示地设置传输线路，即，能够将1GHz以下的低频的微波向处理容器100供给，并且将处理容器100的上方设为简单的结构。下面，对本实施方式的传输线路进行更为详细的说明。
(分支同轴管)
用图2的剖面B-B(剖面与图1相差90度)切割本装置，参照仅表示了其上部的图4，同轴管620与多个同轴管600由分支同轴管670连接。分支同轴管670是大致平行地配置于多个电介质板305上的第二同轴管(平行同轴管)的一例，同轴管600、620是大致垂直地配置于多个电介质板305上的1或2个以上垂直同轴管的一例。
在分支同轴管670的内部导体670a上，以大致n1×λg/2(这里n1＝2)的间距连接有7根同轴管600的内部导体600a。通过将内部导体600a的间距相对于在分支同轴管670中传输的微波的管内波长λg，大致上设为λg/2的整数倍，就可以向内部导体600a均等地分配功率。此外，如图2所示，分支同轴管600的间距成为与同轴管600的间距相等的λg。这样，经由同轴管600及分支板610与内部导体315a连接的电介质板305就在纵横方向以g/2的间隔悬挂在处理容器100的顶面全面。其结果是，由于电介质板的纵横的尺寸相等，表面波传播模式的对称性变得良好，因此很容易确保电介质板面内的等离子体的均匀性。
参照表示将图4的分支同轴管670进一步放大的图5，内部导体670a在其两端被用决定内部导体670a的轴向的位置的止动件635固定于外框(盖部300d)上，并且在其贯穿部分设有使分支同轴管670的内部导体670a与外框(盖部300d)电短路的短路部640。
在图5的下部，在右侧放大表示有内部导体670a与600a的连接部分，在左侧表示有图5的剖面H-H。分支同轴管670的内部导体670a与圆筒状的连接器645连接。在连接器645的内侧表面上，设有2根屏蔽螺线650a、650b，这样，内部导体670a就可以沿横向滑动。通过内部导体670a与热应力对应地滑动，就可以避免对传输线路施加应力。
(冷却机构)
在内部导体670a的内部，贯穿有用于流过冷却剂的通路655。由冷却剂供给源700供给的冷却剂在与冷却剂配管705连接的通路655中循环。冷却机构也可以设于内部导体315a的内部，这样，就能够防止内部导体670a或内部导体315a被过度地加热。另外，在内部导体315a中，设有保持内部导体315a的保持部660。保持部660被以环状制成，由特氟龙(注册商标)制成。
(分支波导管)
由于产生微波的磁控管通常来说与波导管连接；如果从微波源直接向同轴管输出数十kW左右的大功率则会在同轴管的内部产生放电，有可能将内部加热；如果微波的波长变短，则在大功率用的直径大的同轴管中从传输模式或匹配的方面考虑会在微波的传输中产生困难，因此一般来说在微波源上连接波导管。
所以，本实施方式的等离子体处理装置10中，在多段分支线路中的靠近传输大功率的微波的微波源的部分，使用分支波导管905。
如图6所示，分支波导管905以竞赛式将双分支(T分支)重复1次以上(这里为3次)，在其分支端部借助8个同轴波导管转换器605与同轴管620连接。在将分支前的同轴管的管内波长设为λg时，分支波导管905的上层905a、中层905b、下层905c的波导管间的间隔为4λg(＝8×λg/2)、2λg(＝4×λg/2)、λg(＝2×λg/2)，相对于管内波长λg、整数m全都统一为m ×λg/2的长度。但是，分支波导管905即使不是以竞赛式分支，只要具有分支部分即可。
这样，从微波源900到分支端部的微波的传输距离就会相同。其结果是，可以在取得所分配的微波的相位的同步的同时，将微波的功率向8个同轴管620均等地分配。
而且，分支波导管905可以与平行同轴管的内部导体、垂直同轴管的内部导体或任意的波导管的某个连接。
图1所示的同轴波导管转换器605将沿分支波导管905传输来的微波向同轴管620传输。同轴管620借助分支同轴管670与多个同轴管600连接，继而与分支板610相连。
(分支板)
参照表示了图3的剖面C-C的图7，分支板610以与内部导体600a的连接位置Bp为中心被制成十字形。分支板610由铜等金属制成。分支板610在4个端部(位置Dp)分别与同轴管315的内部导体315a连接。
另外，分支板610虽然需要将2个以上的内部导体315a连接地构成，然而不一定需要制成十字形，例如，也可以按照相对于同轴管600的中心轴在同一圆周上等间隔地配置内部导体315a的方式形成。另外，也可以按照在相对于同轴管600的中心轴点对称的位置上配置内部导体315a的方式形成。
(电介质体：阻抗匹配)
在图3所示的位置Bp的上下，设有由特氟龙(注册商标)形成的电介质体615。电介质体615是为了支承分支板610并且取得阻抗匹配而设置的。这样，就可以防止在分支板610与内部导体600a的连接部分阻抗急剧地变化。其结果是，可以抑制在传输线路中产生反射，有效地传输微波。
(短路部)
分支板610与内部导体315a的连接位置Dp与短路部520的间隔被设计为，相对于微波的管内波长λg达到λg/4。如图3的左侧所示，如果将微波的峰(波腹)与位置Dp对齐，则短路部520处的微波的功率就会变为0(波节)。可以将短路部520与位置Dp之间看作将一端短路了的分布常数线路。像这样，由于将一端短路了的长度为λg/4的分布常数线路如果从另一端看，则可以将阻抗大致上看成无限大，因此对于微波的传输来说就等于不存在从位置Dp到短路部520的部分，传输线路的设计变得容易。
其中，从位置Dp到短路部520的长度只要以λg/4作为基准来设计即可。即，只要考虑如下的情况设计即可，在上述长度小于λg/4的情况下，与在传输线路中附加了C成分的做法是等价的，在大于λg/4的情况下，与在传输线路中附加了L成分的做法是等价的。
向同轴管600传输的微波由分支板610分成多个微波而向多个内部导体315a传输，继而分别向多个电介质板305传输。这样，就会从均等地配置于顶面上的224片电介质板305向处理容器内供给均等功率的微波。
根据以上所说明的本实施方式的等离子体处理装置，可以设计如下的传输线路，即，在实现低频的微波的供给的同时，消除供给低频的微波时的传输线路的大型化，简单并且紧凑，从而可以使维护容易。另外，通过从面积比较小的多个电介质板向处理容器内供给微波，抑制多模式的微波的产生，可以生成均匀的等离子体。
(第二实施方式)
下面，参照图8～10对第二实施方式的等离子体处理装置10进行说明。图9表示图8的X-X剖面。图8是用图9的Y-Y面切割后的图。如图8所示，第二实施方式的等离子体处理装置10中，仅存在分支部(分配波导管910)，没有同轴管分支及波导管分支，在这一点上与第一实施方式的等离子体处理装置10不同。为此，以下对第二实施方式的等离子体处理装置10的分配波导管910进行说明。本实施方式的分配波导管910是分支部的一例。
在盖体300的上部，与盖部300d一体化地配设有分配波导管910。分配波导管910是具有近似长方体的形状的中空的波导管，在分配波导管910的内部填充有大气。本实施方式中，如图9所示，等间隔地配置有4片近似正方形的电介质板305。
在分配波导管910的内部空间中，如以表示了图8的剖面F-F的图10所表示的那样，向其内部中央插入同轴管的内部导体600a，向相对于同轴管600的中心轴点对称的位置插入4个内部导体315a。由于分配波导管910的端部的电场强度弱，因此如果内部导体315a配置于端部的附近，则微波无法顺利地传输到同轴管315。由此，为了将内部导体315a配置于电场驻波的波腹的位置，在将分配波导管910内的管内波长设为λg时，分配波导管910的端部与内部导体315a中心轴间的距离就等于λg/4。而且，即使不是λg/4也可以。
如此构成的本实施方式的等离子体处理装置中，从微波源900中输出的微波在波导管950(未分支)、同轴管600向分配波导管910传输，从内部导体600a传输到内部导体315a。
如图7所示，本实施方式中，也是将4个内部导体315a相对于内部导体600a点对称地设置。利用此种对称性，在分配波导管910中传输的微波在取得相位的同步，并且将其功率均等地分配的同时，向各内部导体315a传输。
根据以上所说明的第二实施方式的等离子体处理装置，通过使用分配波导管910作为对称分支(分支部)，就可以不设置分支板610，从同轴管600向内部导体315a均等地传输微波。
而且，第二实施方式的等离子体处理装置10在如下的方面与第一实施方式的等离子体处理装置10不同，即，电介质板305或金属电极310的形状不同；不存在电介质外罩320；除了包围各电介质板305的槽300a以外还设有包围所有的电介质板的槽300b；设有用于防止电介质板305及金属电极310旋转的卡止部425。像这样，根据电介质板305或金属电极310的形状或电介质外罩320的有无等，可以形成各种构成。
本实施方式中，将4片矩形的电介质体纵横地排列，然而电介质体的形状或排列并不限于此。例如，也可以将多片扇形的电介质板以同心圆状或环状排列。
(第二实施方式的变形例)
下面，参照图11、图12对第二实施方式的变形例的等离子体处理装置10进行说明。第二实施方式的变形例中，在如下的方面与第二实施方式不同，即，内部导体600a未与盖部300d电连接；此外分配波导管910的端部空间S是通过在盖体300中设置槽而形成的。由此，以该不同点为中心对第二实施方式的变形例的等离子体处理装置10进行说明。
本变形例中，电介质体630由氟树脂(例如特氟龙(注册商标)、氧化铝(Al2O3)、石英等形成，为了抑制微波的反射，将形状最佳化。像这样，就可以在抑制微波的传输损耗，在各分支位置Dp取得微波的相位的同步的同时，将微波向各内部导体315a均等地分配地传输。
由于分配波导管910的端部的电场强度弱，因此如果内部导体315a配置于端部的附近，则微波无法顺利地传输到同轴管315。由此，为了将内部导体315a配置于电场驻波的波腹的位置，在将分配波导管910内的管内波长设为λg时，分配波导管910的端部(空间S的端部)与内部导体315a中心轴间的距离就等于λg/4。而且，即使不是λg/4也可以。
也可以不是将空间S设于盖体300的内部，而是将分配波导管910的端部向处理容器100的外侧突出而形成空间S。另外，空间S也可以如作为图11的剖面G-G的图12所示那样是设于盖体300上的多个槽，还可以是将各内部导体315a包围的一个槽。而且，图11的剖面X-X是与第二实施方式相同的图9。
根据以上所说明的变形例的等离子体处理装置10，通过使用分配波导管910及电介质体630，就可以不设置分支板610，从内部导体600a向内部导体315a传输微波。另外，通过将空间S设于盖体300的内部，就可以更为紧凑地设计分配波导管910。其结果是，可以将处理容器100的上方设计得更为简单。
(第三实施方式)
下面，参照图13～图15对第三实施方式的等离子体处理装置10进行说明。在第三实施方式的等离子体处理装置10中，除了没有第一实施方式的分支板610(分支部)、弹簧构件的种类不同以外，基本上与第一实施方式的等离子体处理装置10相同。
如图13及作为图13的剖面P-P的图14所示，本实施方式中，多个内部导体315a以分支同轴管670的管内波长λg的1/2的间距与分支同轴管670的内部导体670a直接连接。另外，在分支波导管905中，使用表示了图13的剖面U-U的图15的Y分支。
在分支同轴管670的内部导体670a上，以大致n1×λg/2(这里n1＝1)的间隔悬挂着4根内部导体315a。本实施方式中，通过使分支同轴管670的间距与同轴管315的间距相等，电介质板的纵横的尺寸就相等，表面波传播模式的对称性变得良好，因此容易确保电介质板面内的等离子体的均匀性。
在内部导体315a上，设有将上部内部导体315a1与下部内部导体315a2连接的连接器665。这样，就会在将上部内部导体315a1与下部内部导体315a2电连接的同时，利用连接器655吸收热膨胀或热收缩，从而不会与热膨胀或热收缩对应地对内部导体315a施加应力。
根据以上所说明的第三实施方式的等离子体处理装置，通过将4根内部导体315a在直线上等间隔地与分支同轴管的内部导体670a连接，就可以不设置分支板610，从分支同轴管的内部导体670a向内部导体315a传输微波。
而且，电介质板305不是使用第一实施方式中所用的弹簧构件，而是使用O形环530吊起。具体来说，贯穿了内部导体315a的环状的电介质体525被按照将盖体300与内部导体315a之间的空间填塞的方式设置在环状电介质体525的外周侧下部，为了将内部导体315a吊起而设有O形环530。另外，在环状电介质体525的内周侧上部，为了缓解内部导体315a被吊起时施加在内部导体315a上的局部的力，设有缓冲环535。
(第三实施方式的变形例)
而且，作为第三实施方式的变形例，可以举出下面的变形例1～3。
(变形例1)
图16所示的第三实施方式的变形例1的等离子体处理装置10中，在垂直同轴管的有无、波导管分支的设置方向方面与第三实施方式不同。即，本变形例中，没有垂直同轴管，分支波导管905在分支同轴管670的端部与内部导体670a连接。
该情况下，同轴管315的间距也大致上被保持为n1×λg/2，从而向各个同轴管315均等地分配微波功率。
(变形例2)
在图17所示的第三实施方式的变形例2中，没有垂直同轴管，分支波导管905在分支同轴管670的中央与内部导体670a连接。
该情况下，同轴管315的间距也大致上被保持为n1×λg/2。像这样，本变形例中，也是将传输线路设计为可以良好地控制微波的相位的同步和在端部的反射。这样就可以在均等地分配功率的同时，向多个电介质板305传输微波。
(变形例3)
在图18的右侧将第三实施方式的变形例3的分支同轴管670放大表示，并且在左侧如表示了图18的剖面I-I所示，变形例3的分支同轴管670的内部导体由外侧的管道670b和内侧的管道670c形成。在内侧的管道670c的内部，设有用于流通冷却剂的通路655。另外，在外侧的管道670b中，为了将内部导体配置于分支同轴管670的中心轴上而设有保持部660。
内侧的管道670c面向外侧的管道670b的内周设置。外侧的管道670b被分割为多个，通过连接器665连接。即，通过在外侧的管道670b的管道670b1的凹部连接管道670b2的凸部，就可以使被分割了的管道电接触，并且可以利用连接器665吸收热膨胀或热收缩，从而不会与热膨胀或热收缩对应地对管道施加应力。
根据本变形例，通过将管道设为双重结构并且设置连接器665，外侧的管道670b就可以不对内侧的管道670c造成影响地沿横向滑动，可以利用连接器665吸收由热膨胀或热收缩引起的对传输线路的应力。另外，通过在内侧的管道670c的内部流过冷却剂，就可以利用热传导有效地将内部导体(管道)冷却。
(第四实施方式)
下面，参照图19～21对第四实施方式的等离子体处理装置10进行说明。第四实施方式的等离子体处理装置10仅在如下的方面不同，即，对于第一实施方式的分支部，取代分支板610而使用了分配波导管910。
本实施方式的等离子体处理装置10中，由于也如表示了图19的剖面V-V的图20所示，电介质板305形成对称性良好的形状，因此容易在1片电介质板305中产生均匀的等离子体。另外，参照表示了图19的剖面W-W的图21，通过将多个电介质板305以λg/2的整数倍的等间隔配置，就可以在使用同轴管的内部导体315a导入微波时生成均匀的等离子体。
而且，本实施方式的分支同轴管670是与上述多个电介质板305大致平行地配置的第三同轴管的一例。也可以是传输线路包含多根第三同轴管，并且还包含多个第四同轴管，第四同轴管的各自的内部导体与第三同轴管的各自的内部导体连接，位于多个第一同轴管的内部导体的上层，并且多个第四同轴管的内部导体被相对于整数n2(n2为1以上)大致上以n2×λg/2的间隔配置。
这样，就可以在同轴管之间或使用波导管与同轴管构筑逐级分支的传输线路。由此就可以将微波均等地向64片电介质板305传输。
根据本实施方式，可以从均等地配置于处理容器100的顶面全面的多片电介质板305中，将微波均匀地向处理室U供给，由此就可以生成均匀的等离子体。
根据以上所说明的各实施方式，可以将处理容器100的上部附近设计得很简单。另外，可以使用低频的微波来执行各种等离子体处理。
而且，n1、n2优选为1或2。这是因为，如果n1、n2的值变大，则微波的传输距离就会变长，因此会在相位的同步及功率的分配中产生偏差，很难在将微波均等地分配的同时进行传输。另外还因为，如果n1、n2的值变大，则传输线路周边就会变得复杂并且巨大化，使得维护操作变得困难。而且，在n1、n2的值为1的情况下，第二同轴管的内部导体间的间隔就变为λg/2。该情况下，与其供给高频微波，不如供给低频微波。如果供给高频微波，则由于微波的管内波长λg变小，因此第二同轴管的内部导体间的间隔变窄，电介质体的片数增多，成本升高。
另外，在以上所说明的各实施方式中，各同轴管的内部导体优选由热导率及电导率高的铜制成。根据该设置，可以将从微波或等离子体施加在同轴管的内部导体上的热量有效地散逸，并且可以将微波良好地传输。
另外，如前所述，内部导体315a与多个电介质板305相邻或接近，是将微波向多个电介质板305传输的导体棒的一例，然而也可以将导体棒与电介质板305电磁性连接，并且机械地连接。另外，导体棒也可以如图22(图23表示了图22的剖面Z-Z)所示与多个电介质板305相邻，虽然未图示，但是也可以是与多个电介质板305接近，与之电磁性连接然而并未机械地连接的状态。另外，导体棒既可以是板状，也可以锥形。
特别是，因机械的差别或热膨胀产生的未被控制的间隙会使装置的电气性特性变差，针对于此，在通过像这样使导体棒接近电介质板305，在导体棒与电介质板305之间设置了受到控制的间隙的情况下，就可以不改变装置的电气性特性地将微波有效地向电介质板305传输。
图25中表示分支波导管905的变形例。变形例的分支波导管905平面状地构成竞赛方式的2×2×2分支。相对于微波源900，波导管在两侧对称地分支。由于是以平面状构成，因此分支波导管的厚度(与图25的纸面垂直方向的长度)小，可以很容易地放置于装置上。
图26中，表示了图25的1-1剖面。本变形例的分支波导管905中，在借助8个同轴波导管转换器605将同轴管620与分支波导管905连接之时，不仅将分支波导管905与同轴管620的内部导体620a的连接部分制成锥形，而且将分支波导管905与外部导体620b的连接部分也制成锥形。这样做是为了抑制微波的反射。
上述实施方式中，各部的动作相互关联，因而可以在考虑相互的关联的同时，作为一连串的动作置换。这样，通过像这样进行置换，就可以将等离子体处理装置的发明的实施方式变为等离子体处理装置的使用方法或等离子体处理装置的清洗方法的实施方式。
(频率的限定)
通过使用上述各实施方式的等离子体处理装置10，将频率为1GHz以下的微波从微波源900中输出，就可以实现良好的等离子体处理。将其理由说明如下。
在利用化学反应在基板表面堆积薄膜的等离子体CVD加工中，膜不仅附着于基板表面，而且还附着于处理容器内面。一旦附着于处理容器内面的膜剥落而附着于基板上，就会使成品率恶化。此外，有时从附着于处理容器内面的膜中产生的杂质会纳入薄膜，使得膜质量恶化。由此，为了进行高质量加工，必须定期地清洗腔室内面。
在硅氧化膜或硅氮化膜的清洗中，经常使用F自由基。F自由基高速地蚀刻这些膜。F自由基是通过用NF3或SF3等含有F的气体来激发等离子体，将气体分子分解而生成的。如果用含有F和O的混合气体激发等离子体，则F或O就会与等离子体中的电子复合，因此等离子体中的电子密度降低。特别是如果用含有在所有的物质中电负性最大的F的气体来激发等离子体，则电子密度就会明显地降低。
为了证明这一点，发明人等在微波频率2.45GHz、微波功率密度1.6W/cm2、压力13.3Pa的条件下生成等离子体而计测了电子密度。其结果是，电子密度在Ar气的情况下为2.3×1012cm-3，而在NF3气的情况下，是比它小一个数量级以上的6.3×1010cm-3。
如图24所示，如果增加微波的功率密度，则等离子体中的电子密度增加。具体来说，如果将功率密度从1.6W/cm2变为2.4W/cm2，则等离子体中的电子密度就会从6.3×1010cm-3增加到1.4×1011cm-3。
另一方面，如果施加2.5W/cm2以上的微波，则会将电介质板加热而使之破裂，或在各部发生异常放电的危险性高，是不经济的，因此如果是NF3气则在实用上很难设为1.4×1011cm-3以上的电子密度。即，为了用电子密度极低的NF3气也可以生成均匀且稳定的等离子体，表面波谐振密度ns必须为1.4×1011cm-3以下。
表面波谐振密度ns表示可以在电介质板与等离子体之间传播表面波的最低的电子密度，如果电子密度小于表面波谐振密度ns，则由于不能传播表面波，因此只能激发出极为不均匀的等离子体。表面波谐振密度ns与式(1)的截止密度nc具有以式(2)表示的比例关系。
nc＝ε0meω2/e2…(1)
ns＝nc(1+εr)…(2)
这里，ε0是真空的介电常数，me是电子的质量，ω是微波角频率，e是电子电量，εr是电介质板的比介电常数。
根据上述式(1)(2)可知，表面波谐振密度ns与微波频率的平方成正比例。由此，选择低频率的话，则即使用更低的电子密度，也可以传播表面波，获得均匀的等离子体。例如，如果将微波频率设为1/2，则即使用1/4的电子密度也可以获得均匀的等离子体，微波频率的减少对于加工窗口的扩大极为有效。
表面波谐振密度ns与作为使用了NF3气时的实用的电子密度的1.4×1011cm-3相等的频率为1GHz。即，如果作为微波的频率选择1GHz以下，则无论使用何种气体，都可以用实用的功率密度激发出均匀的等离子体。
根据以上情况，例如通过将频率为1GHz以下的微波从微波源900中输出，而使从微波源900中输出的微波传输到传输线路(例如同轴管600)，通过将沿传输线路传输来的微波利用分支部(例如分支板610或分配波导管910)分成多个微波，并传输到多个导体棒，从与各电介质板相邻或接近的1个或2个以上的导体棒经由上述各电介质板将微波向上述处理容器内释放，利用所释放的微波激发导入处理容器的处理气体，就可以对被处理体(例如基板G)实施良好的等离子体处理。
特别是，例如通过从各实施方式的等离子体处理装置10的微波源900中输出频率为1GHz以下的微波，而将从微波源900中输出的微波向传输线路传输，通过利用分支部将沿传输线路传输来的微波分成多个微波并传输到多个导体棒，从与各电介质板相邻或接近的1个或2个以上的导体棒经由上述各电介质板将微波向上述处理容器内释放，利用所释放的微波将导入处理容器的处理气体激发，则即使是单一的清洗气体，也可以良好地清洗等离子体处理装置。
而且，也可以仅将各实施方式的等离子体处理装置10的传输线路作为如下的供电装置来构成，即，可以向等离子体处理装置供给频率为1GHz以下的微波，可以向等离子体处理装置供给频率为1GHz以下的微波的供电装置，具备：输出微波的微波源、传输由上述微波源输出的微波的传输线路、与设于上述处理容器的内壁上的多个电介质板相邻或接近而将微波向上述多个电介质板传输的多个导体棒、将沿上述传输线路传输来的微波分成多个微波而向上述多个导体棒传输的分支部，1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近。
而且，虽然在上述实施方式中，举出了输出915MHz的微波的微波源900，然而也可以是输出896MHz、922MHz、2.45GHz的微波的微波源。另外，微波源相当于产生用于激发等离子体的电磁波的电磁波源。
以上虽然参照附图对本发明的一个实施方式进行了说明，然而本发明当然并不限定于该例子。显而易见，只要是本领域技术人员，就能够在技术方案的范围中所述的范畴内想到各种变更例或修正例，可以理解，对于它们当然也属于本发明的技术的范围中。
例如，本发明的等离子体处理装置并不限定于上述实施方式，例如通过将平行同轴管和垂直同轴管基于使相邻的同轴管之间的间隔大致上为n×λg/2(n为1以上的整数)这样的规则性来连接，在端部基于λg/4这样的规则性使其封端，就可以逐级地构筑如下的传输线路，其将微波没有损耗地均等地传输，纵横无限地多次分支。
另外，例如本发明的等离子体处理装置也可以处理大面积的玻璃基板、圆形的硅晶片或方形的SOI(Silicon ON Insulator)基板。
另外，本发明的等离子体处理装置中，可以实施成膜处理、扩散处理、蚀刻处理、灰化处理等所有的等离子体处理。

Claims (22)

1.一种等离子体处理装置，利用电磁波激发气体，对被处理体进行等离子体处理，具备：
处理容器；
输出电磁波的电磁波源；
传输从所述电磁波源中输出的电磁波的传输线路；
多个电介质板，其设于所述处理容器的内壁上，使电磁波透过，释放到所述处理容器的内部；
多个导体棒，其与所述多个电介质板相邻或接近，使电磁波传输到所述多个电介质板；
分支部，其将沿所述传输线路传输来的电磁波分成多个电磁波，向所述多个导体棒传输，
所述多个导体棒中的1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近，
所述传输线路包括多个第一同轴管和与所述多个电介质板大致平行地配置的至少一个第三同轴管，该多个第一同轴管的内部导体与各个所述第三同轴管的内部导体连接，
所述多个第一同轴管分别经由所述分支部向所述多个导体棒传输电磁波。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述分支部是将所述第一同轴管的内部导体和导体棒分别连接的分支构件。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述分支部是在内部插入了所述第一同轴管的内部导体和所述多个导体棒的分配波导管。
4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述多个导体棒在相互大致平行的状态下相对于所述第一同轴管的内部导体的中心轴等间隔地配置于同一圆周上。
5.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述多个导体棒在相互大致平行的状态下相对于所述第一同轴管的内部导体的中心轴配置于点对称的位置上。
6.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，具备使所述处理容器的盖部与所述各导体棒短路的短路部，
将从所述分支构件与各导体棒相连接的位置到所述短路部的长度设计为，相对于在所述各导体棒中传输的电磁波的波长λg大致为λg/4。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其中，所述多个导体棒在所述短路部中相对于所述处理容器的盖部能够滑动地卡合。
8.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，具备使所述处理容器的盖部与所述各导体棒短路的短路部，
所述处理容器的盖部的端部包括所述分配波导管的长度方向的端部、或在所述分配波导管的两端形成L字形的端部的任一个，
将从所述各导体棒到所述处理容器的盖部的端部的长度设计为，相对于在所述分配波导管中传输的电磁波的管内波长λg大致为λg/4。
9.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，在所述分支部的分支部分，设置了用于取得阻抗匹配的电介质体。
10.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，与所述第三同轴管的内部导体连接的所述多个第一同轴管的内部导体，相对于在所述第三同轴管中传输的电磁波的管内波长λg、整数n2，以大致n2×λg/2的间隔配置，其中n2为1以上。
11.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，
所述传输线路还包括多根第四同轴管，
所述第四同轴管的各自的内部导体与所述第三同轴管的各自的内部导体连接，
将位于所述多根第一同轴管的内部导体的上层的所述多根第四同轴管的内部导体相对于整数n2，以大致n2×λg/2的间隔配置，其中n2为1以上，
其中，λg为在所述第三同轴管中传输的电磁波的管内波长λg。
12.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，在所述电磁波源上，连接有将双分支重复1次以上的具有竞赛式的结构的分支波导管。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其中，所述分支波导管的分支部分具有T分支或Y分支的结构。
14.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其中，所述分支波导管从与所述电磁波源的连接部分到所述分支波导管的各分支端部的长度相等。
15.根据权利要求11所述的等离子体处理装置，其中，所述n2的值为1或2中的任一个。
16.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，在所述第三同轴管的内部导体中，其内部设有冷却剂流路。
17.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述第三同轴管的内部导体由外侧的管道和内侧的管道构成。
18.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，在所述内侧的管道的内部流过冷却剂。
19.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述电磁波源输出频率为1GHz以下的电磁波。
20.一种供电装置，向等离子体处理装置供给频率为1GHz以下的电磁波，具备：
输出电磁波的电磁波源；
传输从所述电磁波源中输出的电磁波的传输线路；
多个导体棒，其与设于处理容器的内壁上的多个电介质板相邻或接近，向所述多个电介质板传输电磁波；及
分支部，其将沿所述传输线路传输来的电磁波分成多个电磁波，向所述多个导体棒传输，
所述多个导体棒中的1个或2个以上的导体棒与各电介质板相邻或接近，
所述传输线路包括多个第一同轴管和与所述多个电介质板大致平行地配置的至少一个第三同轴管，该多个第一同轴管的内部导体与各个所述第三同轴管的内部导体连接，
所述多个第一同轴管分别经由所述分支部向所述多个导体棒传输电磁波。
21.一种等离子体处理装置的使用方法，
从电磁波源中输出频率为1GHz以下的电磁波，
将从所述电磁波源中输出的电磁波向传输线路传输，
沿所述传输线路传输来的电磁波，经由所述传输线路所包含的多个第一同轴管和与多个电介质板大致平行地配置的至少一个第三同轴管被传输到分支部，利用该分支部分成多个电磁波，向多个导体棒传输，该多个第一同轴管的内部导体与各个所述第三同轴管的内部导体连接，
将电磁波从与各电介质板相邻或接近的所述多个导体棒中的1个或2个以上的导体棒经由所述各电介质板向处理容器内释放，
利用所述释放出的电磁波激发导入所述处理容器的处理气体，对被处理体实施期望的等离子体处理。
22.一种等离子体处理装置的清洗方法，
从电磁波源中输出频率为1GHz以下的电磁波，
将从所述电磁波源中输出的电磁波向传输线路传输，
沿所述传输线路传输来的电磁波，经由所述传输线路所包含的多个第一同轴管和与多个电介质板大致平行地配置的至少一个第三同轴管被传输到分支部，利用该分支部分成多个电磁波，向多个导体棒传输，该多个第一同轴管的内部导体与各个所述第三同轴管的内部导体连接，
将电磁波从与各电介质板相邻或接近的所述多个导体棒中的1个或2个以上的导体棒经由所述各电介质板向处理容器内释放，
利用所述释放出的电磁波激发导入所述处理容器的清洗气体，对等离子体处理装置进行清洗。
CN2008800080704A 2007-06-11 2008-06-11 等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法 Expired - Fee Related CN101632330B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007153543 2007-06-11
JP153543/2007 2007-06-11
PCT/JP2008/060672 WO2008153053A1 (ja) 2007-06-11 2008-06-11 プラズマ処理装置、給電装置およびプラズマ処理装置の使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101632330A CN101632330A (zh) 2010-01-20
CN101632330B true CN101632330B (zh) 2012-11-21

Family

ID=40129658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800080704A Expired - Fee Related CN101632330B (zh) 2007-06-11 2008-06-11 等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100096362A1 (zh)
JP (1) JPWO2008153053A1 (zh)
KR (1) KR101088876B1 (zh)
CN (1) CN101632330B (zh)
DE (1) DE112008001130T5 (zh)
TW (1) TW200913799A (zh)
WO (1) WO2008153053A1 (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5520455B2 (ja) * 2008-06-11 2014-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5478058B2 (ja) * 2008-12-09 2014-04-23 国立大学法人東北大学 プラズマ処理装置
JP5189999B2 (ja) * 2009-01-29 2013-04-24 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置、及びマイクロ波プラズマ処理装置のマイクロ波給電方法
JP2010177065A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理装置用のスロット板付き誘電体板及びその製造方法
JP2012089334A (ja) 2010-10-19 2012-05-10 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP5890204B2 (ja) * 2012-03-05 2016-03-22 東京エレクトロン株式会社 スラグチューナ、それを用いたマイクロ波プラズマ源、およびマイクロ波プラズマ処理装置
FR3005825B1 (fr) * 2013-05-17 2015-06-19 Thales Sa Generateur de plasma etendu comprenant des generateurs elementaires integres
CN108834245B (zh) * 2015-07-31 2021-05-28 山东科朗特微波设备有限公司 万向微波发生设备
DE102015116811B4 (de) * 2015-10-02 2017-04-13 Dynamic E Flow Gmbh Verbindungsstück
US10987735B2 (en) 2015-12-16 2021-04-27 6K Inc. Spheroidal titanium metallic powders with custom microstructures
HUE065423T2 (hu) 2015-12-16 2024-05-28 6K Inc Eljárás szferoidális dehidrogénezett titánötvözet részecskék elõállítására
US10083820B2 (en) * 2016-11-14 2018-09-25 Tokyo Electron Limited Dual-frequency surface wave plasma source
JP2019192606A (ja) 2018-04-27 2019-10-31 東京エレクトロン株式会社 アンテナ装置、および、プラズマ処理装置
AU2019290663B2 (en) 2018-06-19 2023-05-04 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
US10896811B2 (en) 2018-08-30 2021-01-19 Tokyo Electron Limited Antenna device, radiation method of electromagnetic waves, plasma processing apparatus, and plasma processing method
WO2020223374A1 (en) 2019-04-30 2020-11-05 6K Inc. Lithium lanthanum zirconium oxide (llzo) powder
JP2022530648A (ja) 2019-04-30 2022-06-30 シックスケー インコーポレイテッド 機械的に合金化された粉末原料
WO2021118762A1 (en) 2019-11-18 2021-06-17 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
JP2023532457A (ja) 2020-06-25 2023-07-28 シックスケー インコーポレイテッド 微細複合合金構造体
JP7450475B2 (ja) * 2020-06-30 2024-03-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN116547068A (zh) 2020-09-24 2023-08-04 6K有限公司 用于启动等离子体的系统、装置及方法
AU2021371051A1 (en) 2020-10-30 2023-03-30 6K Inc. Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders
JP2024515034A (ja) 2021-03-31 2024-04-04 シックスケー インコーポレイテッド 金属窒化物セラミックの積層造形のためのシステム及び方法
US12040162B2 (en) 2022-06-09 2024-07-16 6K Inc. Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing an upstream swirl module and composite gas flows
CN114976549B (zh) * 2022-06-22 2024-09-20 中科光智(西安)科技有限公司 一种提高功率密度的微波等离子清洗机组合波导装置
US12094688B2 (en) 2022-08-25 2024-09-17 6K Inc. Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing a powder ingress preventor (PIP)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6109208A (en) * 1998-01-29 2000-08-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Plasma generating apparatus with multiple microwave introducing means
US6161501A (en) * 1998-01-16 2000-12-19 Leybold Systems Gmbh Device for plasma generation
CN1550035A (zh) * 2001-09-27 2004-11-24 ���������ƴ���ʽ���� 电磁场供给装置及等离子体处理装置
CN1856211A (zh) * 2005-03-30 2006-11-01 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法
CN1926714A (zh) * 2004-03-10 2007-03-07 东京毅力科创株式会社 分配器和分配方法，等离子处理系统和方法，以及lcd的制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6214501A (ja) * 1985-07-12 1987-01-23 Toshiba Corp 同軸給電線
JPS6271199A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 株式会社東芝 高周波加熱装置
JPH01134926A (ja) * 1987-11-20 1989-05-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> プラズマ生成源およびそれを用いたプラズマ処理装置
US5114770A (en) * 1989-06-28 1992-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Method for continuously forming functional deposited films with a large area by a microwave plasma cvd method
US6057645A (en) * 1997-12-31 2000-05-02 Eaton Corporation Plasma discharge device with dynamic tuning by a movable microwave trap
JP4124383B2 (ja) 1998-04-09 2008-07-23 財団法人国際科学振興財団 マイクロ波励起プラズマ装置用のシャワープレート及びマイクロ波励起プラズマ装置
JP3792089B2 (ja) * 2000-01-14 2006-06-28 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
JP3957135B2 (ja) 2000-10-13 2007-08-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US6847003B2 (en) * 2000-10-13 2005-01-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
DE10138693A1 (de) 2001-08-07 2003-07-10 Schott Glas Vorrichtung zum Beschichten von Gegenständen
US20030168012A1 (en) * 2002-03-07 2003-09-11 Hitoshi Tamura Plasma processing device and plasma processing method
JP2004055614A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2004186303A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2004200646A (ja) 2002-12-05 2004-07-15 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2005135801A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Canon Inc 処理装置
TW200532060A (en) * 2004-03-19 2005-10-01 Adv Lcd Tech Dev Ct Co Ltd Plasma treatment apparatus and plasma treatment
JP4390604B2 (ja) 2004-03-19 2009-12-24 株式会社 液晶先端技術開発センター プラズマ処理装置
JP5013393B2 (ja) * 2005-03-30 2012-08-29 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置と方法
JP4576291B2 (ja) * 2005-06-06 2010-11-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP5213150B2 (ja) * 2005-08-12 2013-06-19 国立大学法人東北大学 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置を用いた製品の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6161501A (en) * 1998-01-16 2000-12-19 Leybold Systems Gmbh Device for plasma generation
US6109208A (en) * 1998-01-29 2000-08-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Plasma generating apparatus with multiple microwave introducing means
CN1550035A (zh) * 2001-09-27 2004-11-24 ���������ƴ���ʽ���� 电磁场供给装置及等离子体处理装置
CN1926714A (zh) * 2004-03-10 2007-03-07 东京毅力科创株式会社 分配器和分配方法，等离子处理系统和方法，以及lcd的制造方法
CN1856211A (zh) * 2005-03-30 2006-11-01 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090117806A (ko) 2009-11-12
US20100096362A1 (en) 2010-04-22
TW200913799A (en) 2009-03-16
KR101088876B1 (ko) 2011-12-07
WO2008153053A1 (ja) 2008-12-18
DE112008001130T5 (de) 2010-04-29
CN101632330A (zh) 2010-01-20
JPWO2008153053A1 (ja) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101632330B (zh) 等离子体处理装置、供电装置及等离子体处理装置的使用方法
US20080302761A1 (en) Plasma processing system and use thereof
JP5421551B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR101016147B1 (ko) 플라즈마 처리 장치, 안테나, 플라즈마 처리 장치의 사용방법, 및 플라즈마 처리 장치의 클리닝 방법
CN1630030B (zh) 等离子体处理装置及半导体制造装置
US20080303744A1 (en) Plasma processing system, antenna, and use of plasma processing system
TW491911B (en) Plasma process apparatus
JP2011521107A5 (ja) 回転可能なターゲットを備えたマイクロ波を援用したｐｖｄ
US7478609B2 (en) Plasma process apparatus and its processor
JP5103223B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理装置の使用方法
KR100501777B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2003303810A (ja) プラズマプロセス装置
JP2010225296A (ja) 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置
CN100593361C (zh) 等离子体处理装置和方法
JP2001035692A (ja) 放電容器及びその放電容器を備えたプラズマラジカル生成装置
JP6468521B2 (ja) 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置
JP2008270013A (ja) プラズマ処理装置
CN1692476A (zh) 等离子体处理装置
WO2013124906A1 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2018101463A5 (zh)
US20040168631A1 (en) Plasma processing apparatus having protection members
JPWO2008153052A1 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の使用方法
US20150176125A1 (en) Substrate processing apparatus
KR20180000721A (ko) 성형된 피처리물 지지체를 갖는 토로이달 플라즈마 처리 장치
JP2000073175A (ja) 表面処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121121

Termination date: 20150611

EXPY Termination of patent right or utility model