CN106282974A - 等离子化学气相沉积装置 - Google Patents

Abstract

等离子化学气相沉积装置包括腔室(12)、具有伸长形状的第一导体(20)、具有管状形状的第二导体(30)、高频输出装置(45)和直流电源(46)。第一导体(20)的与高频输出装置(45)连接的第一连接部(23)以及第一导体(20)的与直流电源(46)连接的第二连接部(24)均被放置在腔室(12)的外侧。从第一导体(20)的一端到第一连接部(23)的距离短于从第一导体(20)的所述一端到第二连接部(24)的距离。在第一导体(20)中在第一连接部(23)和第二连接部(24)之间设置阻抗变化部(25)，阻抗变化部具有的阻抗不同于在第一导体(20)的所述一端与第一连接部(23)之间的阻抗。

Description

等离子化学气相沉积装置

技术领域

本发明涉及通过将微波输入到工件中而将膜沉积在工件上的等离子化学气相沉积装置。

背景技术

广岛工业大学研究纪要第29卷(1995)第29到33页公开了等离子化学气相沉积装置(下文也称为“PCVD装置”)的一个示例，该等离子化学气相沉积装置在通过直流电压抵消RF的状态下通过将RF输入到工件中而将膜沉积在工件上。该RF是具有约13.56MHz的波长的波。注意，“RF”是“射频”的简写。

PCVD装置包括与腔室的内部的工件接触的导体、输出RF的RF输出装置和直流电源。RF输出装置和直流电源均被连接到腔室的外部的导体。以此方式，由此被直流电压抵消的RF能够经由导体被直接输入到工件中。当RF被输入到工件中时，供应到腔室中的过程气体被转变成等离子并在工件周围分解，使得膜沉积在工件的表面上。

此外，在PCVD装置中，当导体的与RF输出装置连接的连接部被假定为第一连接部并且导体的与直流电源连接的连接部被假定为第二连接部时，第一连接部被放置成离工件比第二连接部离工件近。在这种情形中，RF不仅从第一连接部朝向工件侧也从第一连接部朝向第二连接部侧流经导体。相应地，在导体中在第一连接部和第二连接部之间设置低通滤波器。低通滤波器抑制RF朝向直流电源侧的泄漏。注意，用于RF的这样的低通滤波器能够由包括电子部件诸如电阻器和电容器的集总常数电路构成。

与此同时，如在日本专利申请特开2004-47207 A(JP 2004-427207A)号中所述的，例如，以下方法是已熟知的：具有高于RF的频率的微波被输入到工件中以便将膜沉积在工件上。在直流电压通过导体施加到工件的同时将微波直接输入到工件中的情形中，PCVD中的RF输出装置被用于输出微波的微波输出装置替代。此外，提供与该导体同轴放置的另一管状导体，以便抑制朝向工件流经导体的表面的微波中途泄漏到外部。因此，微波能够被直接输入到工件中，通过直流电压的施加来改变工件的电位。

发明内容

在PCVD装置被构造使得在通过上述导体将直流电压施加到工件的同时将微波直接输入到工件中的情形中，微波也从第一连接部朝向第二连接部侧流经导体的表面。因为这个原因，在导体中在第一连接部和第二连接部之间设置用于抑制微波朝向直流电源侧泄漏的机构。

然而，因为微波具有非常高的频率，所以难以设计不同于用于RF的低通滤波器的用于微波的低通滤波器。即，用于高频微波的低通滤波器应设计有分布常数电路，其中考虑了可能够在集总常数电路中被忽略的布线的电阻等形成该分布常数电路。然而，难以设置或制造具有高精度的分布常数电路。

本发明提供了一种等离子化学气相沉积装置，当在将直流电压施加到工件的同时通过将微波输入到工件中而将膜沉积在工件上时，该等离子化学气相沉积状能够抑制微波朝向直流电源侧的泄漏。

根据本发明的一方面的等离子化学气相沉积装置包括腔室、具有伸长形状的第一导体、具有管状形状的第二导体、高频输出装置和直流电源。腔室被构造成在腔室的内部容纳工件。腔室被构造成通过在腔室的内部将过程气体转变成等离子来分解过程气体，使得膜沉积在工件上。第一导体被构造使得一端与腔室的内部的工件接触并且另一端被放置在腔室的外部。第二导体与第一导体同轴地放置，使得第一导体被放置在第二导体的内侧。高频输出装置被连接到第一导体和第二导体。高频输出装置被构造成使微波流经第一导体的表面。直流电源被构造成将直流电压输出到第一导体。第一导体的与高频输出装置连接的第一连接部和第一导体的与直流电源连接的第二连接部均被放置在腔室的外侧。从第一导体的所述一端到第一连接部的距离短于从第一导体的所述一端到第二连接部的距离。在第一导体中在第一连接部和第二连接部之间设置阻抗变化部，该阻抗变化部具有的阻抗不同于在第一导体的所述一端与第一连接部之间的阻抗。

根据以上方面的等离子化学气相沉积装置，当直流电压被施加到第一导体时，流经第一导体的直流电流被输入到工件中，使得工件的电位被改变。此外，从高频输出装置输出的微波流经第一导体的表面以便被输入到腔室中。结果，供应到腔室中的过程气体被微波分解，并且通过过程气体的分解生成的离子被吸收到工件，该工件的电位被直流电流改变。由此，能够有效地将膜沉积在工件上。

注意，从高频输出装置朝向第一连接部输出的微波不仅从第一连接部朝向工件侧流经工件的表面，也从第一连接部朝向第二连接部侧流经工件的表面。

这里，微波具有非常高的频率。因此，当高频输出装置所连接到的导体具有阻抗变化的部分时，微波被该部分反射，由此使得微波难以朝向相对于该部分的下游侧流动。

鉴于此，以上构造已经着眼于微波的该特征，并且第一导体的位于第一连接部和第二连接部之间的一部分被设置成具有与第一连接部侧上的阻抗不同的阻抗的阻抗变化部。相应地，从第一连接部朝向第二连接部侧流经第一导体的表面的微波被阻抗变化部反射，从而使得微波难以在相对于阻抗变化部而言的第二连接部侧上流动。相应地，当在将直流电压施加到工件的同时通过将微波输入到工件中而将膜沉积在工件上时，能够抑制微波朝向直流电源侧泄漏。

同时，当从高频输出装置输出到第一连接部并且从第一连接部流经第一导体的表面的微波被假定为输出波并且被阻抗变化部反射的微波被假定为反射波时，来自高频输出装置的输出波在第一连接部处与反射波结合。由此合成的合成波被输入到直流电压所施加到的工件中。此时，如果输入到工件中的合成波的振幅是小的，则难以在腔室的内部将过程气体转变成等离子，并且最终，工件上的膜沉积的效率易于降低。即，为了增大工件上的膜沉积的效率，期望尽可能增大待输入到工件中的波的振幅。

鉴于此，在上述方面的等离子化学气相沉积装置中，阻抗变化部可以被设置在第一导体中的变化位置处，所述变化位置是从第一连接部朝向第二连接部侧仅间隔开规定距离的位置。注意，当从高频输出装置输出的输出波的波长是“λ”，“n”是大于“0(零)”的整数，并且规定距离是“D”时，规定距离D可以满足以下关系表达式：

数学式1

$D=(n+\frac{1}{4})\×\mathrm{\λ}$

根据以上方面的等离子化学气相沉积装置，反射波是从来自高频输出装置的输出波偏移半个周期的波。相应地，通过反射波与输出波的结合获得的合成波的振幅能够被增大成大于来自高频输出装置的输出波的振幅。这使得能够抑制微波朝向直流电源侧泄漏并提高在工件上的膜沉积的效率。

同时，改变第一导体的一部分的阻抗的方法的示例是这样的方法，在该方法中，环形槽被设置在第一导体的一部分中以便减小该部分的直径。该方法也称为扼流结构。在第一导体的在变化位置处的直径被减小使得微波在变化位置处被反射的情形中，期望的是槽的深度是“(λ/4)+(m·λ/2)”。注意，“m”是“0(零)”以上的整数。在这种情形中，有必要采用具有能够提供具有这样的深度的槽的直径的导体作为第一导体。

作为对比，在通过增大第一导体在变化位置处的直径来改变阻抗的情形中，在变化位置处不设置槽。因为这个原因，能够采用具有相对小的直径的导体作为第一导体。

鉴于此，在以上方面的等离子化学气相沉积装置中，阻抗变化部可以被构造使得第一导体的在变化位置处的直径大于第一导体的在相对于变化位置而言的第一连接部侧上的直径。根据这个方面，即使采用具有相对小的直径的导体作为第一导体，也能够在第一导体中设置阻抗变化部。即，在被采用作为第一导体的构件的尺寸和形状上的限制能被减小。

此外，在以上方面的等离子化学气相沉积装置中，可以在第一导体中在变化位置和第二连接部之间设置具有与第一连接部侧上的阻抗不同的阻抗的另外的阻抗变化部。根据这个方面，经过放置在变化位置处的阻抗变化部朝向第二连接部流动而不被阻抗变化部朝向第一连接部侧反射的微波能够被该另外的阻抗变化部反射。因而，当朝向第一连接部侧反射微波的多个部分被设置在第一连接部和第二连接部之间时，能够增大抑制微波朝向直流电源侧泄漏的效果。

此外，在以上方面的等离子化学气相沉积装置中，所述另外的阻抗变化部可以是被设置在第一导体中的凸缘。可以在变化位置和第二连接部之间设置多个另外的阻抗变化部。可以在从第一导体的所述一端延伸到第二连接部的轴向方向上彼此相邻的所述另外的阻抗变化部之间设置地电极，地电极是接地电极。

根据这个方面，直流电流流经所述另外的阻抗变化部，这形成多个电容器被放置在轴向方向上的状态。通过将所述多个电容器沿着轴向方向这样放置，能够更有效地抑制经过阻抗变化部并朝向第二连接部流动的微波朝向第二连接部侧流动。

在以上方面的等离子化学气相沉积装置中，第一导体可以是具有内部空间的中空结构。被构造成检测与第一导体接触的工件的温度的温度传感器可以被放置在第一导体的内部空间中。根据这个方面，腔室的内部的工件的温度能由温度传感器检测。因为这个原因，在沉积膜时，能够基于工件的温度来控制装置。

在以上方面的等离子化学气相沉积装置中，在第一导体是具有内部空间的中空结构的情形中，第一导体的内部空间可以构成供应通路的一部分，过程气体通过该供应通路被供应到腔室。在这种情形中，第一导体可以包括连通部，该连通部将第一导体的内部空间与腔室连通。根据这个方面，因为第一导体的连通部用作过程气体到腔室的供应口，所以供应口能够被放置成靠近工件。因为这个原因，在腔室的内部，易于增大靠近作为处理对象的工件的过程气体的浓度。这因此使得能够提高在工件上的膜沉积的效率。

附图说明

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中形同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示意性图示等离子化学气相沉积装置的一个实施例的截面图；

图2是图示从第一连接部朝向第二连接部流动的微波被阻抗变化部反射的状态的操作视图；

图3是图示从高频输出装置输出到第一连接部的微波与被阻抗变化部反射的微波相结合的状态的视图；并且

图4是示意性图示等离子化学气相沉积装置的另一个实施例的截面图。

具体实施方式

参照图1-3，以下描述实施等离子化学气相沉积装置的一个实施例。如图1所示，本实施例的等离子化学气相沉积装置11包括：腔室11，在腔室11中设置由导电材料诸如金属制成的工件W；真空泵13，真空泵13在腔室12内部形成真空气氛；和气体供应管14，气体供应管14将过程气体供应到腔室12中。在本说明书中，等离子化学气相沉积装置也称为“PCVD装置”。

此外，PCVD装置11设有第一导体20和管状的第二导体30，第一导体20具有伸长形状并且在作为图中的上下方向的轴向方向上延伸，第二导体30被放置在相对于第一导体20的外周侧上并且与第一导体20同轴地放置。第一导体20具有管状形状，并且第一导体20的外径小于第二导体30的内径。相应地，在第二导体30的内表面和第一导体20的外表面20a之间形成空间。此外，密封构件41被放置在第二导体30和第一导体20之间。密封构件41限制空气流入腔室12中。密封构件41的内周表面与第一导体20的外表面紧密接触，并且密封构件41的外周表面与第二导体的内表面紧密接触。注意，密封构件41由允许微波通过的材料制成。

图中的作为第一导体20的远端的上端是支撑部21，该支撑部21直接支撑在腔室12的内部的工件W。第一导体20的内部空间22在支撑部21处开口。通过由支撑部21支撑的工件W关闭由此在支撑部21处形成的开口。注意，温度传感器42被设置在第一导体的内部空间22中，该温度传感器42与由支撑部21支撑的工件W接触以便检测工件W的温度。

第二导体30接地，并且第二导体30的电位是“0(零)V”。图中作为第二导体30的一端的上端通过在腔室12中形成的开口121进入腔室12。此外，图中作为第二导体30的另一端的下端由基台43支撑。注意，基台43支撑图中从基台43向下延伸的管状本体44。管状本体44的内径大于第二导体30的内径。管状本体44被放置在相对于放置在图中相对于基台43的下侧上的第一导体20的径向外侧上。

此外，PCVD装置11设有用于输出微波的高频输出装置45和用于输出直流电压的直流电源46。高频输出装置45设有用于输出微波的输出部451，并且输出部451在图中向右延伸。输出部451被连接到第一导体使得输出部451通过被设置在第二导体30中的通孔31而不与第二导体30接触。在第一导体20中，高频输出装置45的输出部451所连接到的部分被称为“第一连接部23”。输出到第一连接部23的微波流经外表面20a，外表面20a是第一导体20的表面。第一导体20的该表面经由空间与第二导体30的内表面相对。此时，第二导体30抑制流经第一导体20的外表面20a的微波泄漏到装置的外部。

此外，直流电源46设有用于输出直流电压的输出部461。输出部461被连接到第一导体20。在第一导体20中，直流电源46的输出部461所连接到的部分被称为“第二连接部24”。在这种情形中，第二连接部24被放置成离支撑部21比第一连接部23离支撑部21远。

在本实施例的PCVD装置11中，当直流电压被施加到第一导体20时，负直流电流流经第一导体20。该直流电流也流经由第一导体支撑的工件W。由于该原因，工件W的电位改变到负侧。

当在直流电流流经工件W的状态下从高频输出装置45输出微波MW时，微波MW流经第一导体20的外表面20a。然后，微波MW被直接输入到工件W中，工件W的电位被改变到负侧。

同时，如图2所示，当从高频输出装置45输出的微波被假定为“输出微波MWO”时，输出微波MWO不仅朝向放置在图中的上侧上的工件W流动，也朝向放置在图中的下侧上的第二连接部24流动。

鉴于此，如图1所示，在第一导体20中在第一连接部23和第二连接部24之间设置泄漏防止部50。泄漏防止部50抑制输出波MWO泄漏到直流电源46。当从第一连接部23朝向第二连接部24侧仅间隔开规定距离的位置被假定为变化位置时，泄漏防止部50包括放置在变化位置处的作为阻抗变化部的第一凸缘25。

注意，当输出波MWO的波长是“λ”，“n”是“0(零)”以上的整数，并且规定距离是“D”时，规定距离D能由以下关系表达式表示。

数学式.2

$D=(n+\frac{1}{4})\×\mathrm{\λ}$

第一凸缘25的外径大于第一导体20的在相对于变化位置而言的第一连接部23侧(图中的上侧)上的外径。第一凸缘25不与第二导体30接触。即，阻抗变化部被构造使得第一导体20的在变化位置处的直径大于第一导体20的在相对于变化位置而言的第一连接部23侧上的直径。这允许第一导体20在变化位置处和在相对于变化位置而言的第一连接部23侧上具有不同的阻抗。结果，从第一连接部23朝向第二连接部24侧流经第一导体20的外表面20a的输出波MWO被第一凸缘25反射以便被朝向第一连接部23侧返回。注意，具有第一凸缘25的第一导体20经由绝缘体60被基台43支撑。

然而，即使这样将第一凸缘25设置在变化位置处，从第一连接部23朝向第二连接部24流动的微波也可能部分地经过第一凸缘25以朝向第二连接部24流经第一导体20。由于这个原因，在第一导体20中在第一凸缘25和第二连接部24之间设置第二凸缘26。第二凸缘26用作另外的阻抗变化部，该阻抗变化部大于第一导体20的在第一连接部23侧上的外径。在图1所示的示例中，多个第二凸缘26沿着上下方向即图中的轴向方向间断地放置。注意，每一个第二凸缘26的外径可以等于第一凸缘25的外径或可以大于第一凸缘25的外径。

此外，管状本体44支撑多个接地的地电极441。地电极441具有环形形状，并且这里所提供的地电极441的数目与第二凸缘26的数目相同。第二凸缘26和地电极441沿着周向方向交替放置。即，多个电容器被形成为在轴向方向上放置在第一凸缘25和第二连接部24之间。由此，经过第一凸缘25的输出波MWO被由第二凸缘26和地电极441构成的电容器反射，使得输出波MWO被返回到图中的上侧(即，远离第二连接部24的方向)。

现参照图2、3，以下描述本实施例的PCVD装置11的操作。在工件W由第一导体20的支撑部21支撑在腔室12的内部的状态下，输出波MWO被从高频输出装置45输出到第一连接部23，并且直流电压DV被从直流电源46供应到第一导体20。因此，负电流流入到工件W中，使得工件W的电位被降低。此外，输出到第一连接部23的输出波MWO流经第一导体20的外表面20a。然而，在第一导体20的外表面20a中，输出波MWO不仅从第一连接部23朝向工件W流动，而且输出波MWO也从第一连接部23朝向第二连接部24侧流动。这时，朝向第二连接部24流动的输出波MWO被第一凸缘25反射，以便朝向第一连接部23侧返回，如图2中所示。由此被第一凸缘25反射的微波被称为“反射波MWR”。

结果，被从第一连接部23供应到第一导体20的输出波MWO与反射波MWR在第一连接部23处结合。如此合成的合成波MWC朝向工件W流动。

顺便地，第一凸缘25被设置在从第一连接部23朝向第二连接部24侧仅间隔开规定距离D的变化位置处。相应地，反射波MWR从来自第一连接部23的输出波MWO偏移“半个”周期。结果，如图3所示，输出波MWO在连接部23处被反射波MWR放大。即，合成波MWC的振幅变得大于来自第一连接部23的输出波MWO的振幅。例如，在合成波MWC的振幅与输出波MWO的振幅处在相同水平的情形中，合成波MWC的振幅大约是来自第一连接部23的输出波MWO的振幅的两倍。

该合成波MWC被输入到工件W中。由此，过程气体被转变成等离子并且在腔室12内部分解，使得膜沉积在工件W的表面上。这里，使用波导而不是第一导体20的方法也被称为用于向工件供应微波的方法。在这样的构造中，介电材料被设置在波导的远端和工件W之间。在这种情形中，微波流经介电材料的外层以便被输入到工件W中。因为这个，膜不仅沉积在工件W的表面上也沉积在介电材料的外层上。结果，介电材料的电阻值改变，这可能导致工件W上的膜沉积的速度降低和所沉积的膜的硬度的降低。

此外，当微波经由介电材料输入到工件W中时，微波流经介电材料的外层导致在介电材料中产生热并且过程气体在介电材料的外层中被转变成等离子。这可能导致微波被介电材料衰减并且到工件W的微波的输入量减小。由于这个原因，需要高功率装置作为高频输出装置。此外，取决于工件W的材料，工件W的温度也由于介电材料的发热引起的温度上升而增大，这可能导致工件上的膜沉积的速度降低。

作为对比，本实施例的PCVD装置11使用导体(即，第一导体20和第二导体30)而不是波导，所以微波能够通过第一导体20的外表面20a被直接输入到工件W中而不经过介电材料。这相应地抑制工件W上的膜沉积的精度的变化。此外，因为来自高频输出装置的微波的输出量与到工件W中的微波的输入量之间的差异被减小，所以高频输出装置的低功率和工件W的温度上升也能被抑制。

根据上述构造和操作，能获得以下效果。(1)在本实施例的PCVD装置11中，第一凸缘25被设置在第一导体20的在第一连接部23和第二连接部24之间的部分中，并且在第一导体20中在第一连接部23和第二连接部24之间形成阻抗改变的部分。结果，从第一连接部23朝向第二连接部24侧流经第一导体20的外表面20a的输出波MWO被第一凸缘25反射，从而使得输出波MWO难以朝向相对于第一凸缘25而言的第二连接部24侧流动。相应地，当在将直流电压DV施加到工件W的同时通过将微波输入到工件W中而将膜沉积在工件W上时，能够抑制微波朝向直流电源46侧泄漏。

(2)第一凸缘25被设置在第一导体20的变化位置处。相应地，通过将输出波MWO与被第一凸缘25反射的反射波MWR结合，具有比输出波MWO的振幅大的振幅的合成波MWC能够被输入到工件W中。这因此使得能够提高工件上的膜沉积的效率。

(3)作为改变在第一导体20的一部分处的阻抗的方法，存在这样的方法，在该方法中，环形槽被设置在第一导体20的一部分中以便减小该部分的直径。该方法也称为扼流结构。在该扼流结构中，在第一导体20的在变化位置处的直径被减小并且微波在变化位置处被反射的情形中，期望的是槽的深度是“(λ/4)+(m·λ/2)”。注意，“m”是“0(零)”以上的整数。在这种情形中，有必要采用具有能够提供具有这样的深度的槽的直径的导体作为第一导体。

作为对比，在通过增大第一导体20的在变化位置处的直径来改变阻抗的情形中，在变化位置处不设置槽。因为这个原因，能够采用具有相对小的直径的导体作为第一导体20。鉴于此，在本实施例的PCVD装置11中，在变化位置处设置第一凸缘25而不是槽。相应地，通过采用具有相对小的直径的导体作为第一导体20，能够抑制PCVD装置11的大型化。

(4)此外，在第一导体20中在第一凸缘25和第二连接部24之间设置第二凸缘26。由此，通过第一凸缘25并流向第二连接部24而不被第一凸缘25朝向第一连接部23侧反射的输出波MWO能够被第二凸缘26反射。因而，将输出波MWO朝向第一连接部23侧反射的多个部分被设置在第一连接部23和第二连接部24之间。这使得能够增大抑制微波朝向直流电源46侧泄漏的效果。

(5)第二凸缘26和接地的地电极441在轴向方向上交替地放置第一凸缘25和第二连接部24之间。直流电流流经第二凸缘26。即，多个电容器串联放置。通过将多个电容器沿着轴向方向这样放置，能够更有效地抑制经过第一凸缘25并朝向第二连接部24流动的微波朝向第二连接部24侧流动。

放置在腔室12内部的工件W的温度能够由放置在第一导体20内部的温度传感器42检测。因为这个原因，在将膜沉积在工件W上时，能够基于工件W的温度来控制PCVD装置。

注意，以上实施例能够被修改成以下其它实施例。-在以上实施例中，第一导体20具有中空结构。更具体地，第一导体20具有管状形状。相应地，如图4所示，第一导体20的内部空间可以用作过程气体的供应通路141的一部分。在这种情形中，期望从图中的第一导体20的底端将过程气体供应到第一导体20中，并且期望在第一导体20的侧壁上设置供应孔27以便用作连通部，该连通部将第一导体20的内部空间22与腔室12连通。第一导体20的侧壁被放置在图中的相对于密封构件41而言的上侧上并且被放置在腔室12的内部。由此，已经流经第一导体20的内部空间22的过程气体通过供应孔27被供应到腔室12中。

利用该构造，进入腔室12中的过程气体的供应部能被放置成靠近工件W。因为这个原因，在腔室12内部，靠近作为处理对象的工件W的过程气体的浓度易于增大。这因此使得能够提高工件W上的膜沉积的效率。

-在检测系统诸如温度传感器42不被设置在第一导体的内部空间中的情形中，可以以除管状形状以外的任意形状来构造第一导体。例如，第一导体可以由杆状构件构成。在这种情形中，第一导体的周表面与微波流经的表面对应。第一导体的该周表面经由空间面向第二导体30的内表面。

-地电极441可以被省略。即使在这种情形中，也能够通过第二凸缘26朝向第一连接部23侧反射微波。将在第一导体20中在第一凸缘25和第二连接部24之间设置的第二凸缘26的数目可以是“一个”。

-如果在第一导体20中被设置在变化位置处的第一凸缘25能够充分地获得抑制输出波MWO泄漏到直流电源46的效果，则可以不在第一导体20中设置第二凸缘26。

-如果在第一导体20中在第一连接部23和第二连接部24之间设置第一凸缘25，则第一凸缘25可以被放置在不同于变化位置的位置处。即使在这种情形中，从第一连接部23朝向第二连接部24流动的输出波MWO也能够被第一凸缘25反射。

然而，考虑到工件W上的膜沉积的效率，优选将第一凸缘25放置在允许生成反射波MWR的位置处，使得将被输入到工件W中的微波的振幅变得大于输出波MWO的振幅。

-通过改变导体的一部分的直径，能够改变导体的阻抗。因为这个原因，环形槽可以被设置在第一导体20的一部分中，使得环形槽用作阻抗变化部。在该情形中，期望槽的深度是“(λ/4)+(m·λ/2)”。注意，“m”是“0(零)”以上的整数。注意，这样的环形槽可以被设置在第一导体20的外表面上或可以被设置在第一导体20的内表面上。

相似地，可以在第一导体20中在变化位置和第二连接部24之间设置环形槽，使得槽用作另外的阻抗变化部。在该情形中，期望槽的深度是“(λ/4)+(m·λ/2)”。注意，“m”是“0(零)”以上的整数。

-在本实施例的PCVD装置11中，不使用波导来供应微波。相应地，PCVD装置11与使用波导的装置相比能够被轻量化，由此使得易于使导体20、30在远离腔室12的方向上和接近腔室12方向上往复运动。鉴于此，PCVD装置11可以设有用于使导体20、30往复运动的移动装置和在腔室12外部的准备室。在这种情形中，在第一导体20的支撑部21被移动到腔室12外部的准备室中的状态下，能够从支撑部21移除已经经历膜沉积的工件W，并且能够将未经历膜沉积的工件W附接到支持部21。当未经历膜沉积的工件被支撑部21支撑并且然后从准备室移动到腔室12中时，在这种状态下将微波输入到工件W中。由此，膜能够沉积在工件W上。这相应地使得能够易于获得工件W上的膜沉积的自动化。

-高频输出装置45的输出部451可以由导体构成或可以由波导构成。-如果通过将正直流电压施加到工件W以增大工件W的电位能够提高工件W上的膜沉积的效率，则可以向第一导体20施加正直流电压而不是负直流电压。

-以上实施例的PCVD装置11可以被实施成在用于为内燃机强制供给燃料的高压燃料泵的活塞上执行膜沉积的装置。当然，PCVD装置可以被实施成在除这样的高压燃料泵的组成部分之外的工件W上执行膜沉积的装置。

Claims (7)

1.一种等离子化学气相沉积装置，其特征在于包括：

腔室(12)，所述腔室(12)被构造成在所述腔室(12)的内部容纳工件(W)，所述腔室(12)被构造成通过在所述腔室(12)的内部将过程气体转变成等离子来分解所述过程气体，使得膜沉积在所述工件(W)上；

第一导体(20)，所述第一导体(20)具有伸长形状，所述第一导体(20)被构造使得一端与所述腔室(12)的内部的所述工件(W)接触并且另一端被放置在所述腔室(12)的外部；

第二导体(30)，所述第二导体(30)具有管状形状，所述第二导体(30)与所述第一导体(20)同轴地放置，使得所述第一导体(20)被放置在所述第二导体(30)的内侧；

高频输出装置(45)，所述高频输出装置(45)被连接到所述第一导体(20)和所述第二导体(30)，所述高频输出装置(45)被构造成使微波流经所述第一导体(20)的表面；以及

直流电源(46)，所述直流电源(46)被构造成将直流电压输出到所述第一导体(20)，其中：

所述第一导体(20)的与所述高频输出装置(45)连接的第一连接部(23)以及所述第一导体(20)的与所述直流电源(46)连接的第二连接部(24)均被放置在所述腔室(12)的外侧；

从所述第一导体(20)的所述一端到所述第一连接部(23)的距离短于从所述第一导体(20)的所述一端到所述第二连接部(24)的距离；并且

在所述第一导体(20)中在所述第一连接部(23)和所述第二连接部(24)之间设置阻抗变化部(25)，所述阻抗变化部(25)具有的阻抗不同于在所述第一导体(20)的所述一端与所述第一连接部(23)之间的阻抗。

2.根据权利要求1所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于：

所述阻抗变化部(25)被放置在所述第一导体(20)中的变化位置处，所述变化位置是从所述第一连接部(23)朝向第二连接部侧仅间隔开规定距离的位置；并且

所述规定距离满足以下关系表达式：

$D=(n+\frac{1}{4})\×\mathrm{\λ}$

其中D表示所述规定距离，n表示大于零的整数，并且λ表示所述微波的波长。

3.根据权利要求2所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于

所述阻抗变化部(25)被构造使得所述第一导体(20)的在所述变化位置处的直径大于所述第一导体(20)的在相对于所述变化位置而言的第一连接部侧上的直径。

4.根据权利要求2或3所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于

在所述第一导体(20)中在所述变化位置和所述第二连接部(24)之间设置另外的阻抗变化部(26)。

5.根据权利要求4所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于：

所述另外的阻抗变化部(26)是被设置在所述第一导体(20)中的凸缘；

在所述变化位置和所述第二连接部(24)之间设置多个另外的阻抗变化部(26)；并且

在从所述第一导体(20)的所述一端延伸到所述第二连接部(24)的轴向方向上彼此相邻的所述另外的阻抗变化部(26)之间设置地电极(441)，所述地电极(441)是接地电极。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于：

所述第一导体(20)是具有内部空间的中空结构；并且

在所述第一导体(20)的所述内部空间中放置温度传感器(42)，所述温度传感器(42)被构造成检测所述工件(W)的温度。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子化学气相沉积装置，其特征在于：

所述第一导体(20)是具有内部空间的中空结构；

所述第一导体(20)的所述内部空间构成供应通路的一部分，所述过程气体通过所述供应通路被供应到所述腔室(12)；并且

所述第一导体(20)包括连通部，所述连通部将所述第一导体(20)的所述内部空间与所述腔室(12)连通。