JP2005340964A - Microwave supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部でプラズマを発生させるマイクロ波処理部に対してマイクロ波を供給するマイクロ波供給システムに関し、特に、伝送損失を低下させて安定したマイクロ波を供給し、マイクロ波処理部内で効率よくプラズマを発生させるのに好適なマイクロ波供給システムに関する。 The present invention relates to a microwave supply system that supplies microwaves to a microwave processing unit that generates plasma therein. In particular, the present invention relates to a microwave supply system that reduces transmission loss and supplies stable microwaves, and is efficient in the microwave processing unit. The present invention relates to a microwave supply system suitable for generating plasma well.
化学蒸着法(CVD)は、常温では反応の起こらない処理用ガスを用いて、高温雰囲気での気相成長により、処理対象物の表面に反応生成物を膜状に析出させる技術であり、半導体の製造、金属やセラミックの表面改質等に広く採用されている。
最近では、CVDでも低圧プラズマCVDとしてプラスチック容器の表面改質、特に、ガスバリア性の向上にも応用されている。
Chemical vapor deposition (CVD) is a technology for depositing reaction products in the form of a film on the surface of an object to be processed by vapor phase growth in a high-temperature atmosphere using a processing gas that does not react at room temperature. It is widely used in the manufacture of metal and surface modification of metals and ceramics.
Recently, CVD has also been applied as a low-pressure plasma CVD for surface modification of plastic containers, particularly for improving gas barrier properties.
プラズマCVDは、プラズマを利用して薄膜成長を行うものであり、基本的には、減圧下において処理用ガスを含むガスを高電界の電気的エネルギーで放電させることにより、解離、結合して生成した物質を、気相中又は処理対象物上で化学反応させることによって、処理対象物上に堆積させる方法である。
プラズマ状態は、グロー放電、コロナ放電、アーク放電などによって実現されるものであり、たとえば、グロー放電の方式としては、直流グロー放電を利用する方法、高周波グロー放電を利用する方法(高周波プラズマCVD)、マイクロ波放電を利用する方法(マイクロ波プラズマCVD)などが知られている。
Plasma CVD is a method for growing thin films using plasma. Basically, it is generated by dissociating and combining gases containing a processing gas under a reduced pressure with electric energy of a high electric field. This is a method of depositing the processed material on the processing object by chemical reaction in the gas phase or on the processing object.
The plasma state is realized by glow discharge, corona discharge, arc discharge, etc. For example, as a method of glow discharge, a method using direct current glow discharge, a method using high frequency glow discharge (high frequency plasma CVD). Further, a method using microwave discharge (microwave plasma CVD) is known.
これらの中で、マイクロ波プラズマCVDは、装置の構成を極めて簡略化でき、また、装置内での減圧の程度も、プラスチック容器の内面を処理する場合には、マイクロ波放電がプラスチック容器内のみに発生するようにすればよいので、装置内全体を高真空に維持する必要がなく、操作の簡便さ、及び生産性の点で優れている。 Among these, the microwave plasma CVD can greatly simplify the structure of the apparatus, and the degree of decompression in the apparatus can be reduced only when the inner surface of the plastic container is processed. Therefore, it is not necessary to maintain the entire apparatus in a high vacuum, which is excellent in terms of ease of operation and productivity.
プラスチック容器を対象としたマイクロ波プラズマ処理としては、例えば、ボトルを筒状のマイクロ波処理部に、このマイクロ波処理部の中心軸と同軸に配置して、ボトルの内部とボトルの外部の空間を同時に排気し、かつ、所定の処理時間ボトルの内部に処理ガスを流入させるとともに、マイクロ波をマイクロ波処理部に導入し、そのマイクロ波をTM共振モードとし、ボトル内部にプラズマを点火維持させて、ボトルを処理するという技術がある(例えば、特許文献1参照。)。 As a microwave plasma process for a plastic container, for example, a bottle is disposed in a cylindrical microwave processing unit coaxially with the central axis of the microwave processing unit, and the space inside the bottle and outside the bottle Are simultaneously evacuated, and a processing gas is allowed to flow into the bottle for a predetermined processing time, and a microwave is introduced into the microwave processing unit, the microwave is set to the TM resonance mode, and the plasma is ignited and maintained inside the bottle. Thus, there is a technique for processing a bottle (see, for example, Patent Document 1).
このプラズマ処理技術において、マイクロ波処理部の外部には、そのマイクロ波処理部へマイクロ波を供給するためのマイクロ波発生装置が設けられており、これらは導波管で接続されている(例えば、特許文献2参照。)。
導波管は、マイクロ波の伝達路を構成し、通常、径方向断面が矩形又は円形に形成された立体的な形状をなしている。また、導波管を形成する材料としては、例えば、アルミニウム,銅,ステンレスなどが挙げられる。
In this plasma processing technique, a microwave generator for supplying a microwave to the microwave processing unit is provided outside the microwave processing unit, and these are connected by a waveguide (for example, , See Patent Document 2).
The waveguide constitutes a microwave transmission path, and generally has a three-dimensional shape in which a radial cross section is formed in a rectangular shape or a circular shape. Examples of the material forming the waveguide include aluminum, copper, and stainless steel.
ただし、マイクロ波処理部とマイクロ波発生装置との間を導波管で接続した場合、それらは固定されてしまうためマイクロ波処理部の移動が困難となる。
ここで、マイクロ波処理部を蒸着膜の性能試験用(テスト機)として用いる場合はそれでもよいが、蒸着膜を施した製品を量産する生産機として用いる場合には、マイクロ波処理部を移動させる必要がある。
However, when the microwave processing unit and the microwave generation device are connected by a waveguide, they are fixed, so that it is difficult to move the microwave processing unit.
Here, when the microwave processing unit is used as a performance test (test machine) for the deposited film, it may be used. However, when the microwave processing unit is used as a production machine for mass production of the product with the deposited film, the microwave processing unit is moved. There is a need.
そこで、導波管に代えて、例えば、高周波用(マイクロ波用)の同軸ケーブルを用いることが考えられる(例えば、特許文献3、4参照。)。
同軸ケーブルは、例えば、心線の回りを絶縁体でつつみ、その外を銅線などの網でつつんで、さらに外被をかぶせた構造を有したケーブルである。この同軸ケーブルを接続することで、マイクロ波発生装置からの高周波電力をマイクロ波処理部へ伝送することができる。しかも、同軸ケーブルは、導波管と異なり可撓性を有しているため、プラズマ処理部の移動が可能となる。
A coaxial cable is, for example, a cable having a structure in which a core wire is wrapped around with an insulator, the outside is wrapped around with a net such as a copper wire, and a jacket is covered. By connecting this coaxial cable, the high frequency power from the microwave generator can be transmitted to the microwave processing unit. In addition, since the coaxial cable is flexible unlike the waveguide, the plasma processing unit can be moved.
しかしながら、同軸ケーブルは、導波管に比べてマイクロ波の伝送特性が悪いため、安定してマイクロ波をマイクロ波処理部へ送ることができないという問題があった。これにより、マイクロ波処理部では、効率よく安定したプラズマを発生させることができなかった。
さらに、同軸ケーブルは、寿命があり、しかも、マイクロ波処理部の移動を繰り返すことで疲労し劣化するという問題があった。このため、疲労や劣化がすすみ、寿命がきた同軸ケーブルについては交換を要するなどの手間がかかっていた。
However, since the coaxial cable has poor microwave transmission characteristics as compared with the waveguide, there is a problem in that the microwave cannot be stably sent to the microwave processing unit. As a result, the microwave processing unit could not generate stable plasma efficiently.
Further, the coaxial cable has a problem in that it has a lifetime and is fatigued and deteriorated by repeated movement of the microwave processing section. For this reason, it has been troublesome to replace the coaxial cable which has been fatigued and deteriorated and has reached the end of its life.
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、移動が行われるマイクロ波処理部に対して、伝送特性が良くかつ劣化等のほとんどない伝達手段により、安定したマイクロ波を供給し、そのマイクロ波処理部内で効率よくプラズマを発生させることを可能とするマイクロ波供給システムの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A stable microwave is supplied to a moving microwave processing unit by a transmission means having good transmission characteristics and almost no deterioration. An object of the present invention is to provide a microwave supply system that can efficiently generate plasma in the microwave processing section.
この目的を達成するため、本発明のマイクロ波供給システムは、マイクロ波処理部に接続されたフランジと、マイクロ波発生装置に接続されたチョークフランジとを備え、チョークフランジは、前記フランジと接触して、又は、前記フランジとは所定距離離隔した位置に配置された構成としてある。 In order to achieve this object, the microwave supply system of the present invention includes a flange connected to the microwave processing unit and a choke flange connected to the microwave generator, and the choke flange is in contact with the flange. Or it is set as the structure arrange | positioned in the position spaced apart from the said flange by predetermined distance.
マイクロ波供給システムをこのような構成とすると、マイクロ波発生装置にはフランジが、また、マイクロ波処理部にはチョークフランジがそれぞれ接続されて、それらフランジとチョークフランジとが対向する位置に配置されるため、これらフランジにおいて接合又は分離させることができる。このため、マイクロ波処理部の移動が可能となる。
なお、ここで、「フランジ」には、バットフランジやチョークフランジが含まれる。また、バットフランジには、フラットフランジやプレーンフランジと呼ばれるフランジが含まれる。
When the microwave supply system has such a configuration, a flange is connected to the microwave generator, and a choke flange is connected to the microwave processing unit, and the flange and the choke flange are arranged at positions facing each other. Therefore, these flanges can be joined or separated. For this reason, the microwave processing unit can be moved.
Here, the “flange” includes a butt flange and a choke flange. The butt flange includes a flange called a flat flange or a plain flange.
さらに、チョークフランジは、チョーク溝を有してチョーク回路を構成し、マイクロ波の漏れを低減又は防止できるため、伝送損失が小さく、マイクロ波を安定して伝送でき、これによりマイクロ波処理部内(チャンバ内)で効率よくプラズマを発生させることができる。
しかも、チョークフランジやバットフランジなどに代表されるフランジは、マイクロ波処理部の移動に際して曲げなどが起こらないため、疲労や劣化が生じにくく、また、特に寿命はない。このため、チョークフランジ等は、長期使用が可能であって交換を要しないことから、その手間を解消できる。
In addition, the choke flange has a choke groove to form a choke circuit, which can reduce or prevent microwave leakage, so transmission loss is small and microwaves can be transmitted stably. Plasma can be generated efficiently in the chamber).
In addition, since a flange such as a choke flange or a butt flange does not bend when the microwave processing unit is moved, fatigue and deterioration hardly occur, and there is no particular life. For this reason, the choke flange or the like can be used for a long time and does not need to be replaced.
また、本発明のマイクロ波供給システムは、所定距離が、2[mm]以下である構成としてある。
マイクロ波供給システムをこのような構成とすれば、チョークフランジとこれに対向するフランジとの間隙におけるマイクロ波の漏れ量を抑えることができ、安定してマイクロ波をマイクロ波処理部へ送り、効率よくプラズマを発生させることができる。また、隙間があると移動の際のこすれや衝突の危険もない。
Moreover, the microwave supply system of this invention is set as the structure whose predetermined distance is 2 [mm] or less.
If the microwave supply system has such a configuration, the amount of microwave leakage in the gap between the choke flange and the flange opposite to the choke flange can be suppressed, and the microwave can be stably sent to the microwave processing unit. Plasma can be generated well. Also, if there is a gap, there is no risk of rubbing or collision during movement.
また、本発明のマイクロ波供給システムは、フランジ及び/又はチョークフランジの半径が、(フランジ半径[mm])≧{(矩形導波路短辺の長さ[mm])/2}+{(管内波長[mm])/4}+12[mm]との式で定義される値である構成としてある。 In the microwave supply system of the present invention, the flange and / or the choke flange has a radius of (flange radius [mm]) ≧ {(length of rectangular waveguide short side [mm]) / 2} + {(inside the tube Wavelength [mm]) / 4} +12 [mm].
マイクロ波供給システムをこのような構成とすると、チョークフランジとこれに対向するフランジとの隙間を許容できる。
例えば、チョークフランジとこれに対向するフランジとの直径がそれぞれ短い場合は、それらフランジの間隙からマイクロ波が漏れ伝送効率が低下する。
これに対し、チョークフランジ等の直径が上記の式により得られる値であるときは、その隙間を許容して、マイクロ波の伝送効率の低下を抑制できる。このため、マイクロ波処理部においては、安定したプラズマを発生させることができる。
When the microwave supply system has such a configuration, a gap between the choke flange and the flange facing the choke flange can be allowed.
For example, when the diameters of the choke flange and the flange facing the choke flange are short, microwaves leak from the gap between the flanges, and the transmission efficiency decreases.
On the other hand, when the diameter of the choke flange or the like is a value obtained by the above formula, the gap can be allowed to suppress a decrease in the transmission efficiency of the microwave. For this reason, stable plasma can be generated in the microwave processing section.
また、本発明のマイクロ波供給システムは、チョークフランジが、フランジに対向する円形面と同心円で形成された溝と、円形面のうち溝に対して径方向外側に位置した面であるマイクロ波封止面とを有し、このマイクロ波封止面の幅が、12[mm]以上である構成としてある。 In the microwave supply system of the present invention, the choke flange includes a groove formed concentrically with a circular surface facing the flange, and a microwave seal in which the circular surface is a surface located radially outward of the groove. The microwave sealing surface has a width of 12 [mm] or more.
マイクロ波供給システムをこのような構成とすれば、マイクロ波封止面の幅を大きくすることで、このチョークフランジとこれに対向するフランジとの隙間を許容できる。したがって、マイクロ波の伝送効率がよくなり、マイクロ波処理部において効率よくプラズマを発生させることができる。 If the microwave supply system has such a configuration, a gap between the choke flange and the flange facing the choke flange can be allowed by increasing the width of the microwave sealing surface. Therefore, microwave transmission efficiency is improved, and plasma can be efficiently generated in the microwave processing unit.
また、本発明のマイクロ波供給システムは、マイクロ波処理部が、プラズマを発生させるチャンバからなる構成としてある。
マイクロ波供給システムをこのような構成とすると、チョークフランジ等を介し安定して伝送されてきたマイクロ波により、チャンバ内で効率よくプラズマを発生させることができる。
In the microwave supply system of the present invention, the microwave processing unit is configured by a chamber for generating plasma.
When the microwave supply system has such a configuration, plasma can be efficiently generated in the chamber by the microwaves stably transmitted through the choke flange or the like.
本発明によれば、マイクロ波発生装置からマイクロ波処理部へマイクロ波を送る伝達路に、バットフランジとチョークフランジとを設けることで、安定してマイクロ波を伝達できる。
しかも、チョークフランジ等の半径を(フランジ半径[mm])≧{(矩形導波路短辺の長さ[mm])/2}+{(管内波長[mm])/4}+12[mm]との式で定義し、チョークフランジのマイクロ波封止面の幅を12[mm]以上とすることで、バットフランジとチョークフランジとの隙間を許容できる。
これにより、マイクロ波処理部においては、効率よく、プラズマを発生させることができる。
According to the present invention, the microwave can be stably transmitted by providing the butt flange and the choke flange in the transmission path for transmitting the microwave from the microwave generator to the microwave processing unit.
Moreover, the radius of the choke flange or the like is (flange radius [mm]) ≧ {(length of rectangular waveguide short side [mm]) / 2} + {(inner tube wavelength [mm]) / 4} +12 [mm] By defining the width of the microwave sealing surface of the choke flange to 12 mm or more, the gap between the butt flange and the choke flange can be allowed.
Thereby, in the microwave processing unit, plasma can be generated efficiently.
以下、本発明に係るマイクロ波供給システムの好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a microwave supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明のマイクロ波供給システムの実施形態について、図1を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波供給システムの構成を示すブロック図である。
First, an embodiment of a microwave supply system of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a block diagram showing the configuration of the microwave supply system of the present embodiment.
同図に示すように、マイクロ波供給システム1は、マイクロ波処理部10と、マイクロ波発生装置20と、バットフランジ30と、チョークフランジ40と、導波管50とを備えている。
マイクロ波処理部10は、マイクロ波発生装置20から供給されてきたマイクロ波を受けて対象物に所定の処理を行う装置であって、例えば、マイクロ波によりプラズマを発生させるチャンバなどが含まれる。
マイクロ波発生装置20は、マイクロ波処理部10に対してマイクロ波を供給する装置である。
As shown in FIG. 1, the
The
The
バットフランジ30は、マイクロ波発生装置20で発生したマイクロ波をマイクロ波処理部10へ伝達するマイクロ波伝達部Aにチョークフランジ40とともに設けられる。なお、バットフランジとは、チョークフランジに対応する直径の平面フランジ部分を有するフランジのことをいう。また、バットフランジには、フラットフランジやプレーンフランジと呼ばれるフランジが含まれる。
このバットフランジ30の構造を図2(a)〜(d)に示す。同図(a)はバットフランジ40の正面図、同図(b)は左側面図、同図(c)は下面図、同図(d)は背面図である。
The
The structure of the
同図(a)〜(d)に示すように、バットフランジ30は、所定の厚さを有する円盤部材31と、この円盤部材31における一の円形面32aの中程から垂直外側に突設された矩形導波部材33とを有して形成されている。
円盤部材31の各円形面32a、32bの中程には、これらを貫通するように開口35が形成されている。この開口35は、一の円形面32aに突設された矩形導波部材33の中空34の形状に合わせた形で形成されている。これら矩形導波部材33の中空34と円盤部材31の開口35とは、マイクロ波発生装置20からのマイクロ波が伝わるマイクロ波導波路を構成している。
As shown in FIGS. 3A to 3D, the
An
チョークフランジ40は、チョーク回路(先端短絡の直列分岐回路)を構成してマイクロ波の漏れを低減又は防止し伝送効率を高めることを可能としたフランジである。
このチョークフランジ40の構造を図3(a)〜(d)に示す。同図(a)はチョークフランジ40の正面図、同図(b)は右側面図、同図(c)は下面図、同図(d)は背面図である。
The
The structure of the
同図(a)〜(d)に示すように、チョークフランジ40は、円筒形部材41と、この円筒形部材41における一の円形面42aの中程から垂直外側に突設された矩形導波部材43とを有して形成されている。
円筒形部材41の各円形面42a、42bの中程には、これらを貫通するように開口45が形成されている。この開口45は、一の円形面42aに突設された矩形導波部材43の中空44の形状に合わせた形で形成されている。これら矩形導波部材43の中空44と円筒形部材41の開口45とは、マイクロ波発生装置20からのマイクロ波が伝わるマイクロ波導波路を構成している。
As shown in FIGS. 4A to 4D, the
An opening 45 is formed in the middle of each of the
二つの円形面42a、42bのうち矩形導波部材43が突設されていない方の円形面42bは、バットフランジ30に対向する面となる。
この円形面42bには、図3(a)に示すように、この円形面42bの円形状と同心円に形成された溝(チョーク溝)46が施されている。
溝46は、所定の位置に所定の深さで形成されている。
例えば、溝46が形成される位置は、次の位置とされる。開口45における長辺に開口45外側に向かって垂直二等分線を引いた場合において、その開口45の長辺と垂直二等分線との交点を交点aとし、その垂直二等分線と溝46の外周円との交点を交点bとすると、交点aと交点bとの距離は、λ/4(λは、開口45を通るマイクロ波の波長(管内波長))とされる。
そして、溝46の深さは、交点aと交点bとの距離と同じ、λ/4とされる。
Of the two
As shown in FIG. 3A, a groove (choke groove) 46 formed concentrically with the circular shape of the circular surface 42b is formed on the circular surface 42b.
The
For example, the position where the
The depth of the
この円形面42bの半径は、次式により定義される。
(フランジ半径[mm])≧{(矩形導波路短辺の長さ[mm])/2}+{(管内波長[mm])/4}+12[mm] ・・・(式1)
ここで、「フランジ半径」は、円形面42bの半径に相当する。「矩形導波路短辺」は、チョークフランジ40の円筒形部材41の開口45あるいは矩形導波部材43の中空44における各短辺の長さに相当する。「12[mm]」は、外側対向面47(円形面42bのうち溝46に対して径方向外側に位置する面、マイクロ波封止面)の幅に相当する。すなわち、本実施形態において外側対向面47の幅は、12[mm]以上とされる。
The radius of the circular surface 42b is defined by the following equation.
(Flange radius [mm]) ≧ {(Length of rectangular waveguide short side [mm]) / 2} + {(In-tube wavelength [mm]) / 4} +12 [mm] (Equation 1)
Here, the “flange radius” corresponds to the radius of the circular surface 42b. The “rectangular waveguide short side” corresponds to the length of each short side in the opening 45 of the
具体的な数値で表すと、矩形導波路の短辺の長さが27[mm]、管内波長が157.6[mm]である場合、円形面42の半径(フランジ半径)は次のように算出できる。
(フランジ半径[mm])≧{(27[mm])/2}+{(157.6[mm])/4}+12[mm] → 64.9[mm]
この場合、フランジ半径は、64.9[mm]以上(フランジ直径は、129.8[mm]以上)となる。
In terms of specific numerical values, when the length of the short side of the rectangular waveguide is 27 [mm] and the guide wavelength is 157.6 [mm], the radius (flange radius) of the circular surface 42 is as follows. It can be calculated.
(Flange radius [mm]) ≧ {(27 [mm]) / 2} + {(157.6 [mm]) / 4} +12 [mm] → 64.9 [mm]
In this case, the flange radius is 64.9 [mm] or more (the flange diameter is 129.8 [mm] or more).
外側対向面47の幅を12[mm]以上とすることにより、チョークフランジ40とバットフランジ30との間に隙間があったとしても、マイクロ波の漏れを低減又は防止できる。
なお、外側対向面47の幅を12[mm]以上にしたときのマイクロ波の漏れ量の測定結果については、後記の[実施例1]で説明する。
By setting the width of the outer facing surface 47 to 12 [mm] or more, even if there is a gap between the
The measurement result of the leakage amount of the microwave when the width of the outer facing surface 47 is set to 12 [mm] or more will be described in [Example 1] described later.
円形面42bのうち、溝46に対して径方向内側の面を内側対向面48とすると、この内側対向面48は、外側対向面47に対して凹んだ位置に形成することもでき、また、同一平面上に形成することもできる。
内側対向面48を外側対向面47に対して凹んだ位置に形成したときは、外側対向面47をバットフランジ30の円形面32bに当接させることで、チョーク回路が形成され、マイクロ波を安定的に伝送できる。この技術については、例えば、特開平10−224101号公報に記載の「導波管のチョークフランジ」や、特開2002−374101号公報に記載の「チョークフランジ」に開示されている。
In the circular surface 42b, when the radially inner surface with respect to the
When the inner facing
これに対し、外側対向面47の幅を12[mm]以上とすれば、内側対向面48は外側対向面47と同一平面上に形成できる。
しかも、この場合、チョークフランジ40の円形面42bとバットフランジ30の円形面32bとは、接触させることもでき、又は、所定間隔(例えば、2[mm])離隔して配置させることもできる。
On the other hand, when the width of the outer facing surface 47 is 12 mm or more, the inner facing
In addition, in this case, the circular surface 42b of the
なお、図1に示すように、チョークフランジ40とマイクロ波発生装置20との間は、導波管50を介して接続することもできる。また、バットフランジ30とマイクロ波処理部10との間においても、導波管を介して接続することができる。
また、同図に示すように、バットフランジ30とマイクロ波処理部10との間は、導波管を用いず直接接続することができ、また、チョークフランジ40とマイクロ波発生装置20との間においても、導波管50を用いず直接接続することもできる。
As shown in FIG. 1, the
Further, as shown in the figure, the
[実施例1]
次に、本発明のマイクロ波供給システムの実施例1について説明する。
本実施例においては、チョークフランジ40の直径(外側対向面47の幅)とマイクロ波の漏れ量との関係を調べた。
本実施例において、システム構成は、図1に示すような構成とした。すなわち、マイクロ波処理部(チャンバ)10と、マイクロ波発生装置20と、バットフランジ30と、チョークフランジ40とを用意した。
[Example 1]
Next,
In this example, the relationship between the diameter of the choke flange 40 (the width of the outer facing surface 47) and the amount of microwave leakage was examined.
In this embodiment, the system configuration is as shown in FIG. That is, the microwave processing part (chamber) 10, the
チョークフランジ40は、次に示す直径を有したものをそれぞれ用意した。なお、本実施形態においては、各フランジ径いずれについても矩形導波路の短辺の長さは27[mm]、管内波長は157.6[mm]であり、また、外側対向面47の幅は12[mm]以上とした。
(1)フランジ径:130[mm](外側対向面47の幅:12.1[mm])
(2)同径:136[mm](同幅:15.1[mm])
(3)同径:140[mm](同幅:17.1[mm])
(4)同径:150[mm](同幅:22.1[mm])
Choke
(1) Flange diameter: 130 [mm] (width of outer facing surface 47: 12.1 [mm])
(2) Same diameter: 136 [mm] (Same width: 15.1 [mm])
(3) Same diameter: 140 [mm] (Same width: 17.1 [mm])
(4) Same diameter: 150 [mm] (Same width: 22.1 [mm])
チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間は、次の各値にセットした。
0.2[mm]、0.5[mm]、1.0[mm]、1.5[mm]、2.0[mm]、2.5[mm]、3.0[mm]
これら条件において、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間から漏れるマイクロ波の漏れ量を測定した。
The clearance between the
0.2 [mm], 0.5 [mm], 1.0 [mm], 1.5 [mm], 2.0 [mm], 2.5 [mm], 3.0 [mm]
Under these conditions, the amount of microwave leaking from the gap between the
この測定結果を図4に示す。
同図において、横軸は、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間[mm]、縦軸は、その隙間を広げていったときのマイクロ波の漏れ量[mW/cm2at5cm]を示す。
同図に示すように、チョークフランジ40のフランジ径を大きくすることにより、マイクロ波の漏れ量が「漏れの安全基準」である5[mW/cm2at5cm]以下となった。
これにより、外側対向面47の幅を12[mm]以上とすることで、マイクロ波の漏れ量を抑制でき、バットフランジとチョークフランジとの隙間を許容して、安定的にマイクロ波をマイクロ波処理部10へ供給できることが確認された。
The measurement results are shown in FIG.
In the figure, the horizontal axis indicates the gap [mm] between the
As shown in the figure, by increasing the flange diameter of the
Thus, by setting the width of the outer facing surface 47 to 12 [mm] or more, the amount of microwave leakage can be suppressed, the gap between the butt flange and the choke flange is allowed, and the microwave can be stably transmitted. It was confirmed that it could be supplied to the
[実施例2]
次に、本発明のマイクロ波供給システムの実施例2について説明する。
本実施例においては、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間の違いによるマイクロ波の漏れ量の変化と、その隙間の違いによるマイクロ波処理部10(チャンバ)内でのプラズマの発光強度の変化との関係を調べた。
本実施例において、システム構成は、図1に示すような構成とした。すなわち、マイクロ波処理部(チャンバ)10と、マイクロ波発生装置20と、バットフランジ30と、チョークフランジ40とを用意した。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the microwave supply system of the present invention will be described.
In the present embodiment, a change in the amount of microwave leakage due to a difference in the gap between the
In this embodiment, the system configuration is as shown in FIG. That is, the microwave processing part (chamber) 10, the
バットフランジ30とチョークフランジ40との直径を130[mm]、矩形導波路の短辺の長さを27[mm]、管内波長を157.6[mm]とし、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間は、次の各値にセットした。
0.0[mm]、0.2[mm]、0.3[mm]、0.5[mm]
これら条件において、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間から漏れるマイクロ波の漏れ量と、その隙間の違いによるマイクロ波処理部10(チャンバ)内でのプラズマの発光強度とを測定した。
The diameter of the
0.0 [mm], 0.2 [mm], 0.3 [mm], 0.5 [mm]
Under these conditions, the leakage amount of microwave leaking from the gap between the
この測定結果を図5に示す。
同図において、横軸は、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間[mm]、右側の縦軸は、その隙間を広げていったときのマイクロ波の漏れ量[mW/cm2at5cm]、左側の縦軸は、その隙間を広げていったときのマイクロ波処理部10(チャンバ)内でのプラズマの発光強度を示す。
同図に示すように、マイクロ波の漏れ量とプラズマの発光強度は良好な値の範囲内であるが、チョークフランジ40とバットフランジ30との隙間を広げていくと、マイクロ波の漏れ量が増加する一方、プラズマの発光強度が弱くなる傾向が見られた。
これにより、チョークフランジとバットフランジの隙間を2mm以下とすることと外側対向面47の幅を12[mm]以上とすることで、マイクロ波の漏れ量を抑制できたために、安定的にマイクロ波をマイクロ波処理部10へ供給でき、効率よくプラズマを発生させることできることが確認できた。
The measurement results are shown in FIG.
In the figure, the horizontal axis is the gap [mm] between the
As shown in the figure, the amount of microwave leakage and the light emission intensity of plasma are within the range of good values, but when the gap between the
As a result, the amount of microwave leakage could be suppressed by setting the gap between the choke flange and the butt flange to 2 mm or less and the width of the outer facing surface 47 to 12 mm or more. Was able to be supplied to the
以上、本発明のマイクロ波供給システムの好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るマイクロ波供給システムは上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、図1では、マイクロ波伝達部Aにおけるマイクロ波処理部10に近い位置にバットフランジ30やチョークフランジ40を設けてあるが、それらはマイクロ波処理部10に近い位置に必ずしも設ける必要はなく、マイクロ波発生装置20に近い位置に設けることもできる。
また、バットフランジ30やチョークブランジ40は、図2(a)、図3(a)においては、それぞれ外周が円形状に形成されているが、円形状に限るものではなく、例えば、矩形状に形成することもできる。また、バットフランジをチョークフランジに置き換えることもできる。
The preferred embodiment of the microwave supply system of the present invention has been described above. However, the microwave supply system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. It goes without saying that it is possible.
For example, in FIG. 1, the
Further, the
本発明は、マイクロ波の伝達効率を高めるための技術であるため、マイクロ波の伝達経路を有する装置やシステム等に利用可能である。 Since the present invention is a technique for increasing the transmission efficiency of microwaves, the present invention can be used for an apparatus or system having a microwave transmission path.
1 マイクロ波供給システム
10 マイクロ波処理部
20 マイクロ波発生装置
30 バットフランジ
40 チョークフランジ
41 円筒形部材
42a、42b 円形面
43 矩形導波部材
46 溝
47 外側対向面
48 内側対向面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
マイクロ波発生装置に接続されたチョークフランジとを備え、
前記チョークフランジは、前記フランジと接触して、又は、前記フランジとは所定距離離隔した位置に配置された
ことを特徴とするマイクロ波供給システム。 A flange connected to the microwave processing section;
A choke flange connected to the microwave generator,
The microwave supply system, wherein the choke flange is disposed in contact with the flange or at a position separated from the flange by a predetermined distance.
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロ波供給システム。 The microwave supply system according to claim 1, wherein the predetermined distance is 2 [mm] or less.
(フランジ半径[mm])≧{(矩形導波路短辺の長さ[mm])/2}+{(管内波長[mm])/4}+12[mm]
との式で定義される値である
ことを特徴とする請求項1又は2記載のマイクロ波供給システム。 The flange and / or choke flange radius is
(Flange radius [mm]) ≧ {(Length of short side of rectangular waveguide [mm]) / 2} + {(In-tube wavelength [mm]) / 4} +12 [mm]
The microwave supply system according to claim 1, wherein the value is defined by the following formula.
前記フランジに対向する円形面と同心円で形成された溝と、
前記円形面のうち前記溝に対して径方向外側に位置した面であるマイクロ波封止面とを有し、
このマイクロ波封止面の幅が、12[mm]以上である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロ波供給システム。 The choke flange is
A groove formed concentrically with a circular surface facing the flange;
A microwave sealing surface which is a surface located on the radially outer side with respect to the groove among the circular surfaces;
The width of this microwave sealing surface is 12 [mm] or more. The microwave supply system according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波供給システム。 The microwave supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the microwave processing unit includes a chamber that generates plasma.
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