プラズマ装置
【課題】分解や組み立てをより容易に行うことができるプラズマ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブル１２およびこの同軸ケーブル１２の両端に設けられた同軸導波管変換器１１，１３とする。これにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル１２がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、より容易に組み立てを行うことができる。
【解決手段】導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブル１２およびこの同軸ケーブル１２の両端に設けられた同軸導波管変換器１１，１３とする。これにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル１２がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、より容易に組み立てを行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、エッチング装置などマイクロ波を導入して発せさせたマイクロ波プラズマを利用して各種処理を行うプラズマ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マイクロ波プラズマは、ＣＶＤ装置やエッチング装置のプラズマ源として広く用いられている。このマイクロ波プラズマは、磁場を重畳して電子のサイクトロン共鳴運動によるイオン化でプラズマ密度を高めたプラズマ（以下、ＥＣＲ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance）プラズマという）として、ＣＶＤ装置、エッチング装置、スパッタ装置等に利用されている。このようなＥＣＲプラズマを利用するＣＶＤ装置やエッチング装置等のＥＣＲプラズマ装置の一例を図１０に示す。
【０００３】
図１０に示すＥＣＲプラズマ装置１００は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７、Ｈコーナ１０８、直線導波管１０９、石英窓１１０およびチャンバ１１１がこの順番で接続された構成を有する。このチャンバ１１１の周囲には、マグネット１１２が配置されている。ここで、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの各構成要素は、それぞれのフランジをネジ止めすることにより接続されている。このため、マグネトロン１０１から最も離れた石英窓１１０のフランジには、相当な重量がかかることになる。そこで、その負荷を軽減するために、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの所定の箇所には、その重量を支持するためのジグが設けられている。
【０００４】
このようなＥＣＲプラズマ装置１００では、マグネット１１２により磁場が生成されたチャンバ１１１内部のプラズマ室１１１ａにアルゴンやキセノンなどのガスを導入し、マイクロ波を石英窓１１０からプラズマ室１１１ａ内部に透過させることにより、プラズマ室１１１ａに安定したＥＣＲプラズマを生成する。このとき、成膜材料またはエッチング材料のガスも同時に導入すると、これらのガスもプラズマ状態になり、プラズマ室１１１ａ内部に置かれた基板１１３上に成膜したり、基板１１３をエッチングしたりする。
【０００５】
また、ＥＣＲスパッタ装置においては、マグネトロンで生成したマイクロ波を導波管によりプラズマ源まで輸送する経路の途中、それぞれのマイクロ波の強度が同等になるようその経路を二分岐し、これらをプラズマ源の出力方向に対して垂直な方向から導入するタイプ（分岐結合型）が主流となっている（例えば、非特許文献１参照。）。このようなＥＣＲスパッタ装置の一例を図１１に示す。
【０００６】
図１１に示すＥＣＲスパッタ装置２００は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７およびＨコーナ１０８がこの順番で接続され、Ｔ分岐管２０１により分岐された第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３がチャンバ２０４に接続された構成を有する。ここで、第１ブランチ部２０２は、Ｔ分岐２０１に接続された直線導波管２０２１，Ｅコーナー２０２２，直線導波管２０２３，Ｅコーナー２０２４，直線導波管２０２５およびチャンバ２０４に接続された石英窓２０２６がこの順番で接続された構成を有する。また、第２ブランチ部２０３は、直線導波管２０３１，Ｅコーナー２０３２，直線導波管２０３３，Ｅコーナー２０３４，直線導波管２０３５および石英窓２０３６がこの順番で接続された構成を有する。また、チャンバ２０４の周囲には、マグネット２０５，２０６が配置されている。なお、図１１において、図１０と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し適宜説明を省略する。
【０００７】
このようなＥＣＲスパッタ装置２００では、マグネット２０５，２０６により磁場が生成されたチャンバ２０４内部のプラズマ室２０４ａにアルゴンやキセノンなどのガスを導入し、プラズマの出力方向に対して垂直な方向に配設された石英窓２０２６，２０３６からマイクロ波を透過させてプラズマ室２０４ａ内に導入することにより、プラズマ室２０４ａに安定したＥＣＲプラズマを生成する。プラズマ中の電子は、イオンよりも軽いため、発散磁場に沿って速く基板２０８側へ移動する。また、イオンは、発生した空間電荷分布がつくる電場に加速されて基板２０８側に移動する。このような状態でターゲット２０７にＲＦ電圧を印加すると、イオンがターゲットをスパッタし、基板２０８上には、スパッタされた物質が成膜される。
【０００８】
このような分岐結合型という構成を採るＥＣＲスパッタ装置２００では、ＥＣＲ共鳴条件を満足させた上で、石英窓２０２６，２０３６をプラズマが直接見えない位置に設けることを実現している。これにより、ターゲット２０７からスパッタされた生成物のうち、直線的に進行するものは物理的に石英窓２０２６，２０２７には到達し得ないので、その生成物が石英窓２０２７，２０２８に付着するのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】M. Shimada, T. Ono, H. Nishimura, S. Matsuo, "Application of electron cyclotron resource plasma source to conductive film deposition", J. Vac. Sci. Technol., American Vacuum Society, A 13, May/Jun 1995, pp.815-819
【非特許文献２】George L. Ragan, "MICROWAVE TRANSMISSION CIRCUITS", 1948, pp314-361
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、石英窓へのスパッタ生成物の付着を抑制できるとはいえ、スパッタされた原子の中には、真空中を漂い、回り込んで石英窓まで到達するものが存在する。特に、金属ターゲットを使用して金属膜を形成する場合には、スパッタされた原子の多くが金属原子または金属原子クラスターなので、これが石英窓に僅かにでも付着すると、マイクロ波の石英窓の透過に支障が生じる。また、反応性スパッタにより化合物を堆積する場合には、酸素プラズマによる酸化を免れて石英窓に到達する金属原子が多く存在するので、ある程度成膜を継続すると金属原子が石英窓に付着するので、マイクロ波が石英窓を透過しにくくなる。
【００１１】
マイクロ波が石英窓を透過しにくくなるとプラズマ室で放電不良が発生するので、石英窓がある程度の透過性を維持できるよう、石英窓が汚れる度に石英窓を交換する必要がある。この交換頻度は、酸素流量とスパッタされる材料の特性に大きく依存するが、例えば、Ｚｎターゲットを用いてＺｎＯ透明導電膜を堆積する場合には１０時間程度である。
【００１２】
石英窓を交換するには、石英窓から分岐部までに至るマイクロ波導波管を全て分解するとともに組み立てる必要がある。この作業には、多数のボルトとナットの取り外しおよび取り付けが含まれるので、非常に手間がかかる。
【００１３】
特に、図１１に示したような分岐結合型のマイクロ波導波管の場合には、分岐して結合させる第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３をそれぞれの石英窓２０２６，２０３６から順番に組み立てる際、両者が合流するＴ分岐管２０１との接続場所において、導波管同士（直線導波管２０２１，２０３１）の端面が整合しないことがしばしば生じている。これは、正確に合致した長さの導波管を使用したとしても、面内や面外の回転のずれが生じるからである。この回転のずれの原因としては、導波管の直線部と端面フランジの溶接が必ずしも正確に直角ではなく、僅かにずれていることが考えられる。このように、いくつもの導波管の構造体を組み上げていくにしたがって、そのずれが次第に大きなものになっていく。導波管の構造体の歪みは補正するのが困難なので、導波管の端面を整合させるには、隣り合う導波管同士で歪みがうまく整合するものを見つけてきて、使用するしかなかった。回転のずれが生じているときには、ネジを締めたときに一方向に力が加わってねじ山をつぶすこともある。したがって、導波管の分解はできるだけ行わないのが望ましい。
【００１４】
また、図１０に示したような分岐結合型でないマイクロ波導波管では、石英窓１１０にかかる負荷を軽減するためにジグを設けているが、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの間を遊びのない導波管で接続するため、そのジグの設置が困難であった。
【００１５】
このように、従来のプラズマ装置では、装置の分解や組み立てが困難であった。そこで、本願発明は、分解や組み立てをより容易に行うことができるプラズマ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述したような課題を解消するために、本発明に係るプラズマ装置は、マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源で発生させたマイクロ波を伝送する導波路と、この導波路により伝送されたマイクロ波が石英窓を介して導入されるプラズマ室とを備えたプラズマ装置であって、導波路は、少なくとも一部が、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられマイクロ波の伝播モードを変換する変換器から構成されることを特徴とする。
【００１７】
上記プラズマ装置において、導波路は、途中で２つの第１，第２の導波路に分岐し、この第１，第２の導波路がプラズマ室に接続される分岐結合型の形状を有し、第１，第２の導波路は、少なくとも一部が同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器から構成されるようにしてもよい。
【００１８】
上記プラズマ装置において、石英窓から変換器、および、分岐から変換器までの導波路の実効的な電気長は、マイクロ波の半波長の整数倍であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器とすることにより、従来よりも用いる導波管を少なくすることができ、歪みの問題が解消されるので、分解や組み立てをより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直線型のＥＣＲプラズマ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）はアンテナプローブ型の同軸導波管変換器の構成を示す平面図、（ｂ）はアンテナプローブ型の同軸導波管変換器の構成を示す正面図である。
【図３】（ａ）はＴバー型の同軸導波管変換器の構成を示す平面図、（ｂ）はＴバー型の同軸導波管変換器の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】第１，第２ブランチ部の構成を模式的に示す図である。
【図６】導波管のみで全体のマイクロ波回路を構成した場合のスパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度と屈折率を示す図である。
【図７】Ｔ型分岐から石英窓までの一部を同軸ケーブルで置き換えた場合のスパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度と屈折率を示す図である。
【図８】ローパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。
【図９】ハイパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。
【図１０】従来の直線型のＥＣＲプラズマ装置の構成を模式的に示す図である。
【図１１】従来の分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係るＥＣＲプラズマ装置１は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７、Ｈコーナ１０８、同軸導波管変換器１１、同軸ケーブル１２、同軸導波管変換器１３、石英窓１１０およびチャンバ１１１がこの順番で接続された構成を有する。なお、本実施の形態において、図１０に示したＥＣＲプラズマ装置１００と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２３】
ここで、同軸導波管変換器１１は、直線導波管１０７等の中空導波管を導波してきたマイクロ波を、同軸ケーブル１２の伝播モードに変換して、同軸ケーブル１２に入力するものである。また、同軸導波管変換器１３は、同軸ケーブル１２を導波してきたマイクロ波の伝播モードを後段の導波路の伝播モードに変換して出力するものである。このような同軸導波管変換器１１，１３は、図２に示すようなアンテナプローブ型、図３に示すようなＴバー型、クロスバー型およびリッジ型など、公知の同軸導波管変換器から構成される（例えば、非特許文献２参照。）。
【００２４】
同軸ケーブル１２は、フレキシブルな公知の同軸ケーブルから構成される。
【００２５】
このように、本実施の形態によれば、導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブル１２およびこの同軸ケーブル１２の両端に設けられた同軸導波管変換器１１，１３とした。これにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル１２がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、より容易に組み立てを行うことができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、石英窓１１０には同軸導波管変換器１３のみが固定されているだけなので、石英窓１１０にかかる負荷が小さくなる。このため、マグネトロン１０１から同軸導波管変換器１１までの支持について考慮すればよいので、その支持を行うジグの設定が容易になる。
【００２７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、図１１を参照して説明した分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置２００の第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３の一部を、同軸ケーブルおよび同軸導波管変換器に置き換えたものである。したがって、本実施の形態において、図１１に示したＥＣＲスパッタ装置２００と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２８】
図４に示すＥＣＲスパッタ装置２は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７およびＨコーナ１０８がこの順番で接続され、Ｔ分岐管２０１により分岐された第１ブランチ部２１，第２ブランチ部２２がチャンバ２０４に接続された構成を有する。ここで、第１ブランチ部２０２は、Ｔ分岐２０１に接続された直線導波管２０２１，スペーサ２１１、同軸導波管変換器２１２，同軸ケーブル２１３，同軸導波管変換器２１４、延長ストレート２１５，直線導波管２０２５およびチャンバ２０４に接続された石英窓２０２６がこの順番で接続された構成を有する。また、第２ブランチ部２０３は、直線導波管２０３１，スペーサ２２１、同軸導波管変換器２２２，同軸ケーブル２２３、同軸導波管変換器２２４、延長ストレート２２５、直線導波管２０３５および石英窓２０３６がこの順番で接続された構成を有する。
【００２９】
ここで、同軸導波管変換器２１２および同軸導波管変換器２１４は、直線導波管２０２１，２０３１等の中空導波管を導波してきたマイクロ波を、同軸ケーブルの伝播モードに変換して同軸ケーブル１２に入力するものである。また、同軸導波管変換器２２２，２２４は、同軸ケーブル２１２または同軸ケーブル２２３を導波してきたマイクロ波を、後段の導波路の伝播モードに変換して出力するものである。これらの同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４は、図２に示すようなアンテナプローブ型、図３に示すようなＴバー型、クロスバー型およびリッジ型など、公知の同軸導波管変換器から構成される。
【００３０】
また、同軸ケーブル２１３および同軸ケーブル２２３は、フレキシブルな公知の同軸ケーブルから構成される。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、マイクロ波を一旦分岐して２つの石英窓２０２６，２０３６からプラズマ室２０４ａへ導入するため、導波管の長さが定在波に合致するような安定稼働条件が加わる。すなわち、石英窓から同軸導波管変換器まで、および、もう一方の同軸導波管変換器からＴ型分岐までの実効長さがマイクロ波の管内波長（λｇ）の半分（λｇ／２）の整数倍になるように導波管の長さを調整することが必要である。これはマイクロ波が細切れになった導波管ブロックそれぞれにおいて定常波になるための条件であり、安定して導波管中にマイクロ波が伝播することを保証するためである。これについて、図５を参照して説明する。
【００３２】
まず、石英窓側の導波管については、同軸導波管変換器２１４と同軸導波管変換器２２４との間の距離（２ｄ１）に窓材（石英窓２０２６，２０３６）を用いることによる経路の延長分（２ｒ）を足した長さ（２ｄ１＋２ｒ）が、λｇ／２の整数倍に導波管の長さを調整するとよい。最も多く使われている２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対応する導波管内の波長λｇは１５．８ｍｍである。これにより図５の石英窓側の経路については、定在波の条件を満足する。なお、長さを調整するには、本実施の形態のように延長ストレート２１５，２２５の導波管を継ぎ足したり、ブロックや板などのスペーサを挿入したりすればよい。
【００３３】
次に、Ｔ分岐側の導波管については、同軸導波管変換器２１２，２２２の端部からＴ分岐２０１の中央までの距離（ｄ２）が、λｇ／２の整数倍にとなるよう導波管の長さを調整すればよい。さらに、図４に示すように、Ｔ分岐２０１からチューナー１０６までの距離についても、（ｐ＋ｑ−α）の値がλｇ／２の整数倍となるよう導波管の長さを調整すればよい。ここで、αは、Ｈコーナー１０８のショートカット分を意味する。
【００３４】
このように、本実施の形態によれば、導波管の一部を同軸ケーブル２１３，２２３および同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４で置き換えることにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル２１３，２２３がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、結果として、より容易に組み立てを行うことができる。したがって、石英窓２０２６，２０３６の交換やプラズマ室内２１１ａのクリーニングなどのメンテナンスを容易に行うことができる。これは、特に、金属ターゲットを用いる場合にメリットが大きい。また、ネジ止めされて一体となった重い導波管を固定する場合の自由度も大きくすることができる。
【００３５】
次に、従来の導波管を使用した場合と同軸ケーブルを使用した場合で、成膜上から得られる結果に差異が無いことを確認するために、Ｓｉターゲットからの反応性スパッタによりＳｉＯ2膜を形成した。この結果について、図６，図７に示す。ここで、図６は、導波管のみで全体のマイクロ波回路を構成した場合、図７は、本実施の形態、すなわちＴ型分岐から石英窓までの一部を同軸ケーブルで置き換えた場合の、スパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度（図中の白丸印で示す）と屈折率（図中の黒丸印で示す）を計測したものである。
【００３６】
なお、本実施の形態では、同軸ケーブル２１３，２２３としては、内部導体の外形が３．５ｍｍ、ケーブル外径が１３ｍｍの１０Ｄ−ＦＤ（株式会社フジクラ製）を用いた。また、同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４としては、最大投入電力が約３００Ｗで、ＨＮ−Ｒ型同軸コネクタが設けられた図２に示すアンテナプローブ型の同軸導波管変換器を用いた。
【００３７】
なお、図６，図７では、いずれも分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置を用い、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚ、プラズマ生成のためのアルゴンガス流量が８ｓｃｃｍ、マイクロ波パワーが５００Ｗ、マグネット電流が１４Ａ、ターゲットにかけるＲＦパワーが５００Ｑと設定した。また、成膜させる基板には、４インチＳｉ基板を用い、無加熱で基板表面垂直方向がスパッタ粒子の来る方向に一致するように配設した。
【００３８】
図６と図７を比較すると、ターゲット表面に酸化されていないＳｉの領域が露出した状態のメタルモードと、表面が完全に酸化されている酸化モードの移り変わり点に対応する酸素流量は、３．５ｓｃｃｍと正確に一致している。また、成膜速度や屈折率の値そのものも同じである。したがって、成膜においては、導波管と同軸ケーブルの何れを用いても膜質と成膜速度に差異が無いことが検証された。
【００３９】
同軸ケーブルを用いた場合、同軸ケーブル内において伝送のロスが生じて同軸ケーブルの温度が上昇する。これが実用上問題ない範囲であるか否かを調べ結果を、図８，図９に示す。
【００４０】
図８は、ローパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。ここで、マイクロ波パワーとＲＦパワーが、それぞれ４００Ｗ（図中の白丸印で示す），４５０Ｗ（図中の黒丸印で示す），５００Ｗ（図中の白四角印で示す）とした。図８からわかるとおり、約１４分後に温度変化が定常状態になっており、このときの温度は、４００Ｗで４７℃、４５０Ｗで５２℃、５００Ｗで５７℃である。同軸ケーブルの耐熱温度は７０℃であるので、５００Ｗにおける使用でも問題が無いことが検証された。
【００４１】
図９は、ハイパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。ここで、マイクロ波パワーとＲＦパワーは、５００Ｗ（図中の白丸印で示す），６００Ｗ（図中の黒丸印で示す），７００Ｗ（図中の白四角印で示す）とした。図９からわかるように、６００Ｗと７００Ｗでは３０分、５００Ｗでは５０分で定常状態に達しており、この定常状態の温度は、５００Ｗで４０℃、６００Ｗで４４℃、７００Ｗで４９℃である。したがって、いずれの場合においても、長時間の使用に全く支障がないことが検証された。
【００４２】
さらに、同軸ケーブルを用いた場合には、容易にマイクロ波のマッチングがとれ、反射波モニターによると、反射強度は常にゼロレベルであった。これに対して、導波管だけの場合には、導波管回路の長さが少しでもずれていると反射成分が必ずしもゼロでなくなる。これは定在波の条件からずれて反射した成分は、同軸ケーブル内で吸収されて熱に変わるためと考えられる。
【００４３】
なお、第１，第２の実施の形態において、チャンバ側の同軸導波管変換器は、パッチアンテナとして機能する構成を有するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、マイクロ波を導波管を用いて伝達させる各種装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，２…ＥＣＲプラズマ装置、１１…同軸導波管変換器、１２…同軸ケーブル、１３…同軸導波管変換器、２１…第１ブランチ部，２２…第２ブランチ部、１０１…マグネトロン、１０２…アイソレータ、１０３…Ｈコーナー、１０４…入射反射波モニタ、１０５…直線導波管、１０６…チューナ、１０７…直線導波管、１０８…Ｈコーナ、１１０…石英窓、１１１…チャンバ、１１１ａ…プラズマ処理室、１１２…マグネット、２０１…Ｔ分岐管、２０４…チャンバ、２０４ａ…プラズマ処理室、２０５，２０６…マグネット、２１１…スペーサ、２１２…同軸導波管変換器，２１３…同軸ケーブル，２１４…同軸導波管変換器、２１５…延長ストレート、２２１…スペーサ、２２２…同軸導波管変換器，２２３…同軸ケーブル、２２４…同軸導波管変換器、２２５…延長ストレート、２０２１…直線導波管，２０２５…直線導波管、２０２６…石英窓、２０３１…直線導波管、２０３５…直線導波管、２０３６…石英窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、エッチング装置などマイクロ波を導入して発せさせたマイクロ波プラズマを利用して各種処理を行うプラズマ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マイクロ波プラズマは、ＣＶＤ装置やエッチング装置のプラズマ源として広く用いられている。このマイクロ波プラズマは、磁場を重畳して電子のサイクトロン共鳴運動によるイオン化でプラズマ密度を高めたプラズマ（以下、ＥＣＲ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance）プラズマという）として、ＣＶＤ装置、エッチング装置、スパッタ装置等に利用されている。このようなＥＣＲプラズマを利用するＣＶＤ装置やエッチング装置等のＥＣＲプラズマ装置の一例を図１０に示す。
【０００３】
図１０に示すＥＣＲプラズマ装置１００は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７、Ｈコーナ１０８、直線導波管１０９、石英窓１１０およびチャンバ１１１がこの順番で接続された構成を有する。このチャンバ１１１の周囲には、マグネット１１２が配置されている。ここで、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの各構成要素は、それぞれのフランジをネジ止めすることにより接続されている。このため、マグネトロン１０１から最も離れた石英窓１１０のフランジには、相当な重量がかかることになる。そこで、その負荷を軽減するために、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの所定の箇所には、その重量を支持するためのジグが設けられている。
【０００４】
このようなＥＣＲプラズマ装置１００では、マグネット１１２により磁場が生成されたチャンバ１１１内部のプラズマ室１１１ａにアルゴンやキセノンなどのガスを導入し、マイクロ波を石英窓１１０からプラズマ室１１１ａ内部に透過させることにより、プラズマ室１１１ａに安定したＥＣＲプラズマを生成する。このとき、成膜材料またはエッチング材料のガスも同時に導入すると、これらのガスもプラズマ状態になり、プラズマ室１１１ａ内部に置かれた基板１１３上に成膜したり、基板１１３をエッチングしたりする。
【０００５】
また、ＥＣＲスパッタ装置においては、マグネトロンで生成したマイクロ波を導波管によりプラズマ源まで輸送する経路の途中、それぞれのマイクロ波の強度が同等になるようその経路を二分岐し、これらをプラズマ源の出力方向に対して垂直な方向から導入するタイプ（分岐結合型）が主流となっている（例えば、非特許文献１参照。）。このようなＥＣＲスパッタ装置の一例を図１１に示す。
【０００６】
図１１に示すＥＣＲスパッタ装置２００は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７およびＨコーナ１０８がこの順番で接続され、Ｔ分岐管２０１により分岐された第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３がチャンバ２０４に接続された構成を有する。ここで、第１ブランチ部２０２は、Ｔ分岐２０１に接続された直線導波管２０２１，Ｅコーナー２０２２，直線導波管２０２３，Ｅコーナー２０２４，直線導波管２０２５およびチャンバ２０４に接続された石英窓２０２６がこの順番で接続された構成を有する。また、第２ブランチ部２０３は、直線導波管２０３１，Ｅコーナー２０３２，直線導波管２０３３，Ｅコーナー２０３４，直線導波管２０３５および石英窓２０３６がこの順番で接続された構成を有する。また、チャンバ２０４の周囲には、マグネット２０５，２０６が配置されている。なお、図１１において、図１０と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し適宜説明を省略する。
【０００７】
このようなＥＣＲスパッタ装置２００では、マグネット２０５，２０６により磁場が生成されたチャンバ２０４内部のプラズマ室２０４ａにアルゴンやキセノンなどのガスを導入し、プラズマの出力方向に対して垂直な方向に配設された石英窓２０２６，２０３６からマイクロ波を透過させてプラズマ室２０４ａ内に導入することにより、プラズマ室２０４ａに安定したＥＣＲプラズマを生成する。プラズマ中の電子は、イオンよりも軽いため、発散磁場に沿って速く基板２０８側へ移動する。また、イオンは、発生した空間電荷分布がつくる電場に加速されて基板２０８側に移動する。このような状態でターゲット２０７にＲＦ電圧を印加すると、イオンがターゲットをスパッタし、基板２０８上には、スパッタされた物質が成膜される。
【０００８】
このような分岐結合型という構成を採るＥＣＲスパッタ装置２００では、ＥＣＲ共鳴条件を満足させた上で、石英窓２０２６，２０３６をプラズマが直接見えない位置に設けることを実現している。これにより、ターゲット２０７からスパッタされた生成物のうち、直線的に進行するものは物理的に石英窓２０２６，２０２７には到達し得ないので、その生成物が石英窓２０２７，２０２８に付着するのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】M. Shimada, T. Ono, H. Nishimura, S. Matsuo, "Application of electron cyclotron resource plasma source to conductive film deposition", J. Vac. Sci. Technol., American Vacuum Society, A 13, May/Jun 1995, pp.815-819
【非特許文献２】George L. Ragan, "MICROWAVE TRANSMISSION CIRCUITS", 1948, pp314-361
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、石英窓へのスパッタ生成物の付着を抑制できるとはいえ、スパッタされた原子の中には、真空中を漂い、回り込んで石英窓まで到達するものが存在する。特に、金属ターゲットを使用して金属膜を形成する場合には、スパッタされた原子の多くが金属原子または金属原子クラスターなので、これが石英窓に僅かにでも付着すると、マイクロ波の石英窓の透過に支障が生じる。また、反応性スパッタにより化合物を堆積する場合には、酸素プラズマによる酸化を免れて石英窓に到達する金属原子が多く存在するので、ある程度成膜を継続すると金属原子が石英窓に付着するので、マイクロ波が石英窓を透過しにくくなる。
【００１１】
マイクロ波が石英窓を透過しにくくなるとプラズマ室で放電不良が発生するので、石英窓がある程度の透過性を維持できるよう、石英窓が汚れる度に石英窓を交換する必要がある。この交換頻度は、酸素流量とスパッタされる材料の特性に大きく依存するが、例えば、Ｚｎターゲットを用いてＺｎＯ透明導電膜を堆積する場合には１０時間程度である。
【００１２】
石英窓を交換するには、石英窓から分岐部までに至るマイクロ波導波管を全て分解するとともに組み立てる必要がある。この作業には、多数のボルトとナットの取り外しおよび取り付けが含まれるので、非常に手間がかかる。
【００１３】
特に、図１１に示したような分岐結合型のマイクロ波導波管の場合には、分岐して結合させる第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３をそれぞれの石英窓２０２６，２０３６から順番に組み立てる際、両者が合流するＴ分岐管２０１との接続場所において、導波管同士（直線導波管２０２１，２０３１）の端面が整合しないことがしばしば生じている。これは、正確に合致した長さの導波管を使用したとしても、面内や面外の回転のずれが生じるからである。この回転のずれの原因としては、導波管の直線部と端面フランジの溶接が必ずしも正確に直角ではなく、僅かにずれていることが考えられる。このように、いくつもの導波管の構造体を組み上げていくにしたがって、そのずれが次第に大きなものになっていく。導波管の構造体の歪みは補正するのが困難なので、導波管の端面を整合させるには、隣り合う導波管同士で歪みがうまく整合するものを見つけてきて、使用するしかなかった。回転のずれが生じているときには、ネジを締めたときに一方向に力が加わってねじ山をつぶすこともある。したがって、導波管の分解はできるだけ行わないのが望ましい。
【００１４】
また、図１０に示したような分岐結合型でないマイクロ波導波管では、石英窓１１０にかかる負荷を軽減するためにジグを設けているが、マグネトロン１０１から石英窓１１０までの間を遊びのない導波管で接続するため、そのジグの設置が困難であった。
【００１５】
このように、従来のプラズマ装置では、装置の分解や組み立てが困難であった。そこで、本願発明は、分解や組み立てをより容易に行うことができるプラズマ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述したような課題を解消するために、本発明に係るプラズマ装置は、マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源で発生させたマイクロ波を伝送する導波路と、この導波路により伝送されたマイクロ波が石英窓を介して導入されるプラズマ室とを備えたプラズマ装置であって、導波路は、少なくとも一部が、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられマイクロ波の伝播モードを変換する変換器から構成されることを特徴とする。
【００１７】
上記プラズマ装置において、導波路は、途中で２つの第１，第２の導波路に分岐し、この第１，第２の導波路がプラズマ室に接続される分岐結合型の形状を有し、第１，第２の導波路は、少なくとも一部が同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器から構成されるようにしてもよい。
【００１８】
上記プラズマ装置において、石英窓から変換器、および、分岐から変換器までの導波路の実効的な電気長は、マイクロ波の半波長の整数倍であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器とすることにより、従来よりも用いる導波管を少なくすることができ、歪みの問題が解消されるので、分解や組み立てをより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直線型のＥＣＲプラズマ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）はアンテナプローブ型の同軸導波管変換器の構成を示す平面図、（ｂ）はアンテナプローブ型の同軸導波管変換器の構成を示す正面図である。
【図３】（ａ）はＴバー型の同軸導波管変換器の構成を示す平面図、（ｂ）はＴバー型の同軸導波管変換器の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】第１，第２ブランチ部の構成を模式的に示す図である。
【図６】導波管のみで全体のマイクロ波回路を構成した場合のスパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度と屈折率を示す図である。
【図７】Ｔ型分岐から石英窓までの一部を同軸ケーブルで置き換えた場合のスパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度と屈折率を示す図である。
【図８】ローパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。
【図９】ハイパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。
【図１０】従来の直線型のＥＣＲプラズマ装置の構成を模式的に示す図である。
【図１１】従来の分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係るＥＣＲプラズマ装置１は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７、Ｈコーナ１０８、同軸導波管変換器１１、同軸ケーブル１２、同軸導波管変換器１３、石英窓１１０およびチャンバ１１１がこの順番で接続された構成を有する。なお、本実施の形態において、図１０に示したＥＣＲプラズマ装置１００と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２３】
ここで、同軸導波管変換器１１は、直線導波管１０７等の中空導波管を導波してきたマイクロ波を、同軸ケーブル１２の伝播モードに変換して、同軸ケーブル１２に入力するものである。また、同軸導波管変換器１３は、同軸ケーブル１２を導波してきたマイクロ波の伝播モードを後段の導波路の伝播モードに変換して出力するものである。このような同軸導波管変換器１１，１３は、図２に示すようなアンテナプローブ型、図３に示すようなＴバー型、クロスバー型およびリッジ型など、公知の同軸導波管変換器から構成される（例えば、非特許文献２参照。）。
【００２４】
同軸ケーブル１２は、フレキシブルな公知の同軸ケーブルから構成される。
【００２５】
このように、本実施の形態によれば、導波路の少なくとも一部を、同軸ケーブル１２およびこの同軸ケーブル１２の両端に設けられた同軸導波管変換器１１，１３とした。これにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル１２がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、より容易に組み立てを行うことができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、石英窓１１０には同軸導波管変換器１３のみが固定されているだけなので、石英窓１１０にかかる負荷が小さくなる。このため、マグネトロン１０１から同軸導波管変換器１１までの支持について考慮すればよいので、その支持を行うジグの設定が容易になる。
【００２７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、図１１を参照して説明した分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置２００の第１ブランチ部２０２，第２ブランチ部２０３の一部を、同軸ケーブルおよび同軸導波管変換器に置き換えたものである。したがって、本実施の形態において、図１１に示したＥＣＲスパッタ装置２００と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２８】
図４に示すＥＣＲスパッタ装置２は、マグネトロン１０１、アイソレータ１０２、Ｈコーナー１０３、入射反射波モニタ１０４、直線導波管１０５、チューナ１０６、直線導波管１０７およびＨコーナ１０８がこの順番で接続され、Ｔ分岐管２０１により分岐された第１ブランチ部２１，第２ブランチ部２２がチャンバ２０４に接続された構成を有する。ここで、第１ブランチ部２０２は、Ｔ分岐２０１に接続された直線導波管２０２１，スペーサ２１１、同軸導波管変換器２１２，同軸ケーブル２１３，同軸導波管変換器２１４、延長ストレート２１５，直線導波管２０２５およびチャンバ２０４に接続された石英窓２０２６がこの順番で接続された構成を有する。また、第２ブランチ部２０３は、直線導波管２０３１，スペーサ２２１、同軸導波管変換器２２２，同軸ケーブル２２３、同軸導波管変換器２２４、延長ストレート２２５、直線導波管２０３５および石英窓２０３６がこの順番で接続された構成を有する。
【００２９】
ここで、同軸導波管変換器２１２および同軸導波管変換器２１４は、直線導波管２０２１，２０３１等の中空導波管を導波してきたマイクロ波を、同軸ケーブルの伝播モードに変換して同軸ケーブル１２に入力するものである。また、同軸導波管変換器２２２，２２４は、同軸ケーブル２１２または同軸ケーブル２２３を導波してきたマイクロ波を、後段の導波路の伝播モードに変換して出力するものである。これらの同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４は、図２に示すようなアンテナプローブ型、図３に示すようなＴバー型、クロスバー型およびリッジ型など、公知の同軸導波管変換器から構成される。
【００３０】
また、同軸ケーブル２１３および同軸ケーブル２２３は、フレキシブルな公知の同軸ケーブルから構成される。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、マイクロ波を一旦分岐して２つの石英窓２０２６，２０３６からプラズマ室２０４ａへ導入するため、導波管の長さが定在波に合致するような安定稼働条件が加わる。すなわち、石英窓から同軸導波管変換器まで、および、もう一方の同軸導波管変換器からＴ型分岐までの実効長さがマイクロ波の管内波長（λｇ）の半分（λｇ／２）の整数倍になるように導波管の長さを調整することが必要である。これはマイクロ波が細切れになった導波管ブロックそれぞれにおいて定常波になるための条件であり、安定して導波管中にマイクロ波が伝播することを保証するためである。これについて、図５を参照して説明する。
【００３２】
まず、石英窓側の導波管については、同軸導波管変換器２１４と同軸導波管変換器２２４との間の距離（２ｄ１）に窓材（石英窓２０２６，２０３６）を用いることによる経路の延長分（２ｒ）を足した長さ（２ｄ１＋２ｒ）が、λｇ／２の整数倍に導波管の長さを調整するとよい。最も多く使われている２．４５ＧＨｚのマイクロ波に対応する導波管内の波長λｇは１５．８ｍｍである。これにより図５の石英窓側の経路については、定在波の条件を満足する。なお、長さを調整するには、本実施の形態のように延長ストレート２１５，２２５の導波管を継ぎ足したり、ブロックや板などのスペーサを挿入したりすればよい。
【００３３】
次に、Ｔ分岐側の導波管については、同軸導波管変換器２１２，２２２の端部からＴ分岐２０１の中央までの距離（ｄ２）が、λｇ／２の整数倍にとなるよう導波管の長さを調整すればよい。さらに、図４に示すように、Ｔ分岐２０１からチューナー１０６までの距離についても、（ｐ＋ｑ−α）の値がλｇ／２の整数倍となるよう導波管の長さを調整すればよい。ここで、αは、Ｈコーナー１０８のショートカット分を意味する。
【００３４】
このように、本実施の形態によれば、導波管の一部を同軸ケーブル２１３，２２３および同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４で置き換えることにより、導波路に用いる導波管を少なくすることができるので、組み立てたり分解したりする際に、従来のように多数のボルトとナットの取り付けや取り外しが不要となり、結果として、より容易に組み立てや分解を行うことができる。また、同軸ケーブル２１３，２２３がフレキシブルなので、従来のような歪みの問題を解消することができ、結果として、より容易に組み立てを行うことができる。したがって、石英窓２０２６，２０３６の交換やプラズマ室内２１１ａのクリーニングなどのメンテナンスを容易に行うことができる。これは、特に、金属ターゲットを用いる場合にメリットが大きい。また、ネジ止めされて一体となった重い導波管を固定する場合の自由度も大きくすることができる。
【００３５】
次に、従来の導波管を使用した場合と同軸ケーブルを使用した場合で、成膜上から得られる結果に差異が無いことを確認するために、Ｓｉターゲットからの反応性スパッタによりＳｉＯ2膜を形成した。この結果について、図６，図７に示す。ここで、図６は、導波管のみで全体のマイクロ波回路を構成した場合、図７は、本実施の形態、すなわちＴ型分岐から石英窓までの一部を同軸ケーブルで置き換えた場合の、スパッタ中の酸素流量に対するＳｉＯ2の成膜速度（図中の白丸印で示す）と屈折率（図中の黒丸印で示す）を計測したものである。
【００３６】
なお、本実施の形態では、同軸ケーブル２１３，２２３としては、内部導体の外形が３．５ｍｍ、ケーブル外径が１３ｍｍの１０Ｄ−ＦＤ（株式会社フジクラ製）を用いた。また、同軸導波管変換器２１２，２１４，２２２，２２４としては、最大投入電力が約３００Ｗで、ＨＮ−Ｒ型同軸コネクタが設けられた図２に示すアンテナプローブ型の同軸導波管変換器を用いた。
【００３７】
なお、図６，図７では、いずれも分岐結合型のＥＣＲスパッタ装置を用い、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚ、プラズマ生成のためのアルゴンガス流量が８ｓｃｃｍ、マイクロ波パワーが５００Ｗ、マグネット電流が１４Ａ、ターゲットにかけるＲＦパワーが５００Ｑと設定した。また、成膜させる基板には、４インチＳｉ基板を用い、無加熱で基板表面垂直方向がスパッタ粒子の来る方向に一致するように配設した。
【００３８】
図６と図７を比較すると、ターゲット表面に酸化されていないＳｉの領域が露出した状態のメタルモードと、表面が完全に酸化されている酸化モードの移り変わり点に対応する酸素流量は、３．５ｓｃｃｍと正確に一致している。また、成膜速度や屈折率の値そのものも同じである。したがって、成膜においては、導波管と同軸ケーブルの何れを用いても膜質と成膜速度に差異が無いことが検証された。
【００３９】
同軸ケーブルを用いた場合、同軸ケーブル内において伝送のロスが生じて同軸ケーブルの温度が上昇する。これが実用上問題ない範囲であるか否かを調べ結果を、図８，図９に示す。
【００４０】
図８は、ローパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。ここで、マイクロ波パワーとＲＦパワーが、それぞれ４００Ｗ（図中の白丸印で示す），４５０Ｗ（図中の黒丸印で示す），５００Ｗ（図中の白四角印で示す）とした。図８からわかるとおり、約１４分後に温度変化が定常状態になっており、このときの温度は、４００Ｗで４７℃、４５０Ｗで５２℃、５００Ｗで５７℃である。同軸ケーブルの耐熱温度は７０℃であるので、５００Ｗにおける使用でも問題が無いことが検証された。
【００４１】
図９は、ハイパワー仕様の同軸導波管変換器と同軸ケーブルを用いた場合の、成膜時間に対する同軸ケーブル外側の温度を計測したものである。ここで、マイクロ波パワーとＲＦパワーは、５００Ｗ（図中の白丸印で示す），６００Ｗ（図中の黒丸印で示す），７００Ｗ（図中の白四角印で示す）とした。図９からわかるように、６００Ｗと７００Ｗでは３０分、５００Ｗでは５０分で定常状態に達しており、この定常状態の温度は、５００Ｗで４０℃、６００Ｗで４４℃、７００Ｗで４９℃である。したがって、いずれの場合においても、長時間の使用に全く支障がないことが検証された。
【００４２】
さらに、同軸ケーブルを用いた場合には、容易にマイクロ波のマッチングがとれ、反射波モニターによると、反射強度は常にゼロレベルであった。これに対して、導波管だけの場合には、導波管回路の長さが少しでもずれていると反射成分が必ずしもゼロでなくなる。これは定在波の条件からずれて反射した成分は、同軸ケーブル内で吸収されて熱に変わるためと考えられる。
【００４３】
なお、第１，第２の実施の形態において、チャンバ側の同軸導波管変換器は、パッチアンテナとして機能する構成を有するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、マイクロ波を導波管を用いて伝達させる各種装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，２…ＥＣＲプラズマ装置、１１…同軸導波管変換器、１２…同軸ケーブル、１３…同軸導波管変換器、２１…第１ブランチ部，２２…第２ブランチ部、１０１…マグネトロン、１０２…アイソレータ、１０３…Ｈコーナー、１０４…入射反射波モニタ、１０５…直線導波管、１０６…チューナ、１０７…直線導波管、１０８…Ｈコーナ、１１０…石英窓、１１１…チャンバ、１１１ａ…プラズマ処理室、１１２…マグネット、２０１…Ｔ分岐管、２０４…チャンバ、２０４ａ…プラズマ処理室、２０５，２０６…マグネット、２１１…スペーサ、２１２…同軸導波管変換器，２１３…同軸ケーブル，２１４…同軸導波管変換器、２１５…延長ストレート、２２１…スペーサ、２２２…同軸導波管変換器，２２３…同軸ケーブル、２２４…同軸導波管変換器、２２５…延長ストレート、２０２１…直線導波管，２０２５…直線導波管、２０２６…石英窓、２０３１…直線導波管、２０３５…直線導波管、２０３６…石英窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波発生源と、
このマイクロ波発生源で発生させたマイクロ波を伝送する導波路と、
この導波路により伝送されたマイクロ波が石英窓を介して導入されるプラズマ室と
を備えたプラズマ装置であって、
前記導波路は、少なくとも一部が、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられ前記マイクロ波の伝播モードを変換する変換器から構成される
ことを特徴とするプラズマ装置。
【請求項２】
前記導波路は、
途中で２つの第１，第２の導波路に分岐し、この第１，第２の導波路が前記プラズマ室に接続される分岐結合型の形状を有し、
前記第１，第２の導波路は、少なくとも一部が同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器から構成される
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ装置。
【請求項３】
前記石英窓から前記変換器、および、前記分岐から前記変換器までの導波路の実効的な電気長は、前記マイクロ波の半波長の整数倍である
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ装置。
【請求項１】
マイクロ波発生源と、
このマイクロ波発生源で発生させたマイクロ波を伝送する導波路と、
この導波路により伝送されたマイクロ波が石英窓を介して導入されるプラズマ室と
を備えたプラズマ装置であって、
前記導波路は、少なくとも一部が、同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられ前記マイクロ波の伝播モードを変換する変換器から構成される
ことを特徴とするプラズマ装置。
【請求項２】
前記導波路は、
途中で２つの第１，第２の導波路に分岐し、この第１，第２の導波路が前記プラズマ室に接続される分岐結合型の形状を有し、
前記第１，第２の導波路は、少なくとも一部が同軸ケーブルおよびこの同軸ケーブルの両端に設けられた変換器から構成される
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ装置。
【請求項３】
前記石英窓から前記変換器、および、前記分岐から前記変換器までの導波路の実効的な電気長は、前記マイクロ波の半波長の整数倍である
ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１８９７３１（Ｐ２０１０−１８９７３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６５４６（Ｐ２００９−３６５４６）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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