[发明专利]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

说明书

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n_e高于截止密度n_c(更严格来说，是表面波谐振密度n_s)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n_c，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。