專利名稱：具有微波能輸送裝置的微波等離子體源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有根據(jù)權(quán)利要求1特征的微波等離子體源，其具有用于給保護(hù)管內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體輸送微波能裝置的微波能輸送裝置。
背景技術(shù)：
按照現(xiàn)有技術(shù)已知各種不同類(lèi)型的微波等離子體源，在此尤其感興趣的是線狀等離子體源，在線狀等離子體源中，至少一個(gè)線狀內(nèi)導(dǎo)體在由絕緣材料制成的保護(hù)管中設(shè)置在真空室中，并可用于大面積基片的工業(yè)化等離子體處理。例如DE 4136297A1提供一種裝置，用于借助于微波激勵(lì)在處理室中局部產(chǎn)生等離子體，利用該裝置可以有針對(duì)性地在任意位置將微波耦合至處理室中。作為同軸波型優(yōu)選在內(nèi)導(dǎo)體和所產(chǎn)生的等離子體之間的中間空間中執(zhí)行微波傳輸。在空心波導(dǎo)體中與同軸波導(dǎo)定律相類(lèi)似地傳輸微波，周?chē)牡入x子體擔(dān)當(dāng)外導(dǎo)體的功能。該裝置具有由石英玻璃制成的空心波導(dǎo)體，該空心波導(dǎo)體與由金屬制成的內(nèi)導(dǎo)體同軸地且保持一定間距地延伸。該空心波導(dǎo)體在法蘭區(qū)域內(nèi)由金屬殼體包圍。該金屬殼體充當(dāng)微波的波導(dǎo)體，其阻止在法蘭區(qū)域中已經(jīng)觸發(fā)等離子體。該法蘭也用于將整個(gè)裝置插入處理室的壁中?？招牟▽?dǎo)體通過(guò)0形環(huán)密封件相對(duì)于金屬殼體密封。法蘭式引導(dǎo)元件以真空密封方式固定在法蘭的外側(cè)上，其用于接納空心導(dǎo)體，在其一個(gè)端部上連接微波發(fā)生器。該引導(dǎo)元件和空心導(dǎo)體的法蘭通過(guò)夾緊環(huán)彼此夾緊。空心導(dǎo)體通過(guò)螺紋管件固定在法蘭的這一個(gè)端部上。為了產(chǎn)生等離子體場(chǎng)，多個(gè)這種裝置并排設(shè)置在一個(gè)真空室中。內(nèi)導(dǎo)體和空心波導(dǎo)體可以為了更換而沿軸向從法蘭中取出。DE 198 01 366 B4涉及一種裝置，用于借助于交變電磁場(chǎng)在真空室中產(chǎn)生等離子體。在由絕緣材料制成的管的內(nèi)部的棒形導(dǎo)體在真空室中延伸。絕緣管的內(nèi)徑大于導(dǎo)體的直徑。絕緣管在一端部上保持在真空室的壁中并且相對(duì)于外表面密封。導(dǎo)體在一個(gè)端部上連接在用于生產(chǎn)交變電磁場(chǎng)的電源上。平行定向的兩個(gè)這種裝置能被饋送相同頻率的高頻，它們?cè)跁r(shí)間上是彼此固定的相位關(guān)系。由此實(shí)現(xiàn)，在T形連接波導(dǎo)的兩個(gè)分配路徑之一中使用所謂的半波平衡-不平衡變換器。該基本原則應(yīng)用于裝置內(nèi)部的其他T形連接波導(dǎo)，使得高頻功率可以分配至等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)的多個(gè)內(nèi)導(dǎo)體。在此缺點(diǎn)在于，為了更換絕緣管必須拆下整個(gè)分配裝置，并且必須精確制造所使用的半波平衡-不平衡變換器，以便可以獲得相位相同和所定義的高頻分配。DE 196 289 49 B4提供一種裝置用于產(chǎn)生等離子體，其中，為了分配高頻功率而在結(jié)實(shí)金屬塊內(nèi)部設(shè)置多個(gè)T形連接波導(dǎo)。通過(guò)對(duì)稱地構(gòu)造T形連接波導(dǎo)，獲得定義的高頻功率分布。此處的缺點(diǎn)在于，為了維護(hù)絕緣管必須拆下高頻分配裝置。DE 198 478 48 Cl提供一種裝置用于在等離子體中產(chǎn)生激勵(lì)的/電離的粒子。該裝置尤其應(yīng)該在低于大約13 的壓力范圍中具有足夠高的效率并且提供足夠數(shù)量的激勵(lì)的/電離的粒子。該裝置具有入口用于將過(guò)程氣體輸送至同軸導(dǎo)體的外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體之間的內(nèi)室，該內(nèi)室形成等離子體區(qū)。DE 197 56 774 B4描述一種微波等離子體源，其具有設(shè)置在真空室中的等離子體室和至少一個(gè)進(jìn)入開(kāi)口，通過(guò)進(jìn)入開(kāi)口能定量地輸送過(guò)程氣體并且在進(jìn)入開(kāi)口中可以產(chǎn)生具有確定強(qiáng)度的適當(dāng)頻率的微波場(chǎng)。構(gòu)成等離子體室的物體設(shè)置在真空室中。在真空室的壁和微波導(dǎo)體的外殼之間執(zhí)行真空室相對(duì)于外部環(huán)境的密封，微波導(dǎo)體的外殼延伸穿過(guò)進(jìn)入開(kāi)口并且輸送在真空室外部產(chǎn)生的微波。等離子體室在所有側(cè)承受均勻的壓力狀況，并且在等離子體室以及真空室相對(duì)于大氣的密封部之間保持空間間隔。微波等離子體源應(yīng)該提供持續(xù)且工作可靠的真空密封。DE 10 2004 057 851 Al提供一種方法用于通過(guò)微波輻射在敷藥器/反應(yīng)器中加熱活性介質(zhì)。通過(guò)同軸天線系統(tǒng)傳輸微波能并且通過(guò)桿式天線將微波能饋送至敷藥器/反應(yīng)器中，其中，桿式天線比所應(yīng)用的微波輻射的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，并且穿過(guò)振蕩器的大部分。通過(guò)非常緊湊的設(shè)置方式，較小的敷藥器也可以均質(zhì)地或者視系統(tǒng)設(shè)計(jì)而定也分級(jí)地被輻射微波能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種微波等離子體源，其具有微波能輸送裝置，所述裝置用于將微波能輸送至保護(hù)管內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體，所述裝置可以按照簡(jiǎn)單方式且以小的空間需求在處理室中安裝和拆卸。所述微波等離子體源尤其應(yīng)該適用于構(gòu)造大面積的等離子體源。在此優(yōu)選使用激勵(lì)頻率為2. 45GHz的微波能。視應(yīng)用方式而定也可以使用例如 915MHz的較低的激勵(lì)頻率，以及比2. 45GHz明顯更高的激勵(lì)頻率。按照相應(yīng)激勵(lì)頻率的波導(dǎo)技術(shù)的要求確定所需波導(dǎo)的尺寸。所述裝置尤其應(yīng)該適用于構(gòu)造大面積的等離子體源。在此優(yōu)選以及與技術(shù)要求和選擇的處理技術(shù)相關(guān)，應(yīng)該組合多個(gè)單個(gè)的等離子體源并通過(guò)共同的微波分配系統(tǒng)與至少一個(gè)微波供應(yīng)器連接。本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1所給出的特征解決該任務(wù)。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步方案在從屬權(quán)利要求中表示，并且以下結(jié)合對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明以及附圖進(jìn)一步描述。所述裝置用于將微波能從微波供應(yīng)器通過(guò)波導(dǎo)過(guò)渡接頭輸送至微波等離子體源的保護(hù)管內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體，該保護(hù)管設(shè)置在真空室內(nèi)部并且相對(duì)于大氣密封。本發(fā)明的要點(diǎn)在于，所波導(dǎo)過(guò)渡接頭按照波導(dǎo)技術(shù)在一邊處于接地電位，在波導(dǎo)過(guò)渡接頭內(nèi)部有導(dǎo)管，所述導(dǎo)管大約直達(dá)微波等離子體源的保護(hù)管內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體，所述微波等離子體源的內(nèi)導(dǎo)體大約終結(jié)于真空室的壁。因此滿足將導(dǎo)體棒從波導(dǎo)過(guò)渡接頭的大氣側(cè)和接地端引導(dǎo)直至微波等離子體源的內(nèi)導(dǎo)體的連接點(diǎn)處的基本前提，而不會(huì)干擾這種結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)功能。為了安裝微波能輸送裝置，在真空室的真空側(cè)上設(shè)置連接管接頭，按照有利方式， 所述連接管接頭為真空法蘭。附屬的是聯(lián)接器，其可以與連接管接頭連接并且居中地保持內(nèi)導(dǎo)體和保護(hù)管。在此，聯(lián)接器同時(shí)保證真空密封地封閉保護(hù)管。
作為聯(lián)接器可以設(shè)有至少一個(gè)帶聯(lián)接環(huán)的鎖緊螺母，所述鎖緊螺母可以擰接在連接-管接頭上，或者例如借助于卡口式接頭相互相連。按照有利方式，導(dǎo)體棒如此構(gòu)造，以使其可以插入內(nèi)導(dǎo)體。為此可以按實(shí)施例I在導(dǎo)體棒上構(gòu)造變細(xì)的尖端，所述尖端伸入管形內(nèi)導(dǎo)體。在此，內(nèi)導(dǎo)體的變細(xì)的尖端的重疊長(zhǎng)度應(yīng)該優(yōu)選是激勵(lì)頻率波長(zhǎng)的至少1/4。波長(zhǎng)的1/4以下簡(jiǎn)稱為λ/4。由此除了歐姆接觸之外還可以在兩個(gè)構(gòu)件之間得到介電接觸。 但所期望的純粹的歐姆接觸應(yīng)該更好地通過(guò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的插頭-插座連接方式實(shí)施。如果要達(dá)到介電的場(chǎng)接觸(也稱為電容接觸)，則變細(xì)的尖端按照有利方式可以涂覆適當(dāng)?shù)慕殡姴牧?。適當(dāng)?shù)牟牧侠缡茄趸X或者二氧化硅。所施加的介電材料應(yīng)當(dāng)具有足夠的耐電強(qiáng)度并且具有盡可能高的介電常數(shù)。在需要時(shí)導(dǎo)體棒也可以在導(dǎo)管內(nèi)部電絕緣地引導(dǎo)。所述導(dǎo)體棒于是可以與電壓源連接，并且給內(nèi)導(dǎo)體供應(yīng)疊加有微波的適當(dāng)頻率的交變電壓。因而在實(shí)踐中可以實(shí)現(xiàn)附加地影響等離子體。適當(dāng)?shù)念l率在大約IMHz至幾百M(fèi)Hz頻率范圍內(nèi)。為了改善在保護(hù)管上構(gòu)造的微波等離子體區(qū)域中以及微波等離子體源的內(nèi)導(dǎo)體中的電容耦合，內(nèi)導(dǎo)體的外徑在需要電容耦合的區(qū)域中相應(yīng)適配于要求。有利的是，內(nèi)導(dǎo)體的外徑的變化僅在間距大于微波頻率的λ/4處才從內(nèi)導(dǎo)體和可移動(dòng)的導(dǎo)體棒之間的接觸點(diǎn)過(guò)渡到新的直徑。內(nèi)導(dǎo)體在接觸點(diǎn)處的外徑和直至內(nèi)導(dǎo)體新的外徑之間的過(guò)渡區(qū)域應(yīng)該盡可能按照波導(dǎo)技術(shù)“平緩” 地實(shí)現(xiàn)。在最簡(jiǎn)單情況下可以選擇連續(xù)的過(guò)渡?？梢苿?dòng)導(dǎo)體棒的操作可以簡(jiǎn)單地手動(dòng)或者利用任意的驅(qū)動(dòng)裝置例如以馬達(dá)、氣動(dòng)或者磁性方式執(zhí)行。


以下借助六個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。屬于實(shí)施例I的圖1以剖面圖示出本發(fā)明裝置，其在一邊與微波供應(yīng)器連接。屬于實(shí)施例II的圖2示出一裝置，其在兩邊與微波供應(yīng)器連接。屬于實(shí)施例III的圖3示意性示出一裝置，其中，兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。屬于實(shí)施例IV的圖4以總體圖示出一裝置，其具有兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體。屬于實(shí)施例V的圖5以總體圖示出一裝置，其中，根據(jù)圖4的兩個(gè)裝置并聯(lián)地組合為一個(gè)總單元。屬于實(shí)施例VI的圖6示意性示出一裝置，其中，四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。圖7示出圖6的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I在實(shí)施例I中示出本發(fā)明裝置的基本結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)也能以等效方式在其他實(shí)施例中應(yīng)用。圖1以剖面圖示出本發(fā)明的微波能輸送裝置，其用于給線狀微波等離子體源輸送微波能。微波能從微波供應(yīng)器1輸送至由石英玻璃制成的介電保護(hù)管3內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體2。 在此，微波能至內(nèi)導(dǎo)體2的饋送在一邊進(jìn)行。該裝置在真空室4的壁中作為一個(gè)整體保持在真空法蘭5中，在該真空室4中可以執(zhí)行等離子體過(guò)程。在大氣側(cè)，同軸外導(dǎo)體6法蘭連接在真空法蘭5上，波變換器7法蘭連接在同軸外導(dǎo)體6上，并且波變換器自身與微波供應(yīng)器1耦聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明在內(nèi)導(dǎo)體2和同軸外導(dǎo)體6的縱軸線上設(shè)置導(dǎo)管8，導(dǎo)管8在波變換器 7內(nèi)部居中地支承在波導(dǎo)過(guò)渡接頭9中以及在真空法蘭5內(nèi)部居中地支承在絕緣片10中。 導(dǎo)管8和真空法蘭5朝向內(nèi)導(dǎo)體2取向的端面基本位于一平面中，該平面位于真空室4內(nèi)部，并且在真空法蘭5上設(shè)有外螺紋。在真空法蘭5的軸向上設(shè)有鎖緊螺母11，其可以用配合的內(nèi)螺紋擰接在真空法蘭5上。在真空法蘭5和鎖緊螺母11之間設(shè)有聯(lián)接環(huán)12。聯(lián)接環(huán)12具有平行于真空法蘭5端面的內(nèi)凸緣13，保護(hù)管3的端面通過(guò)絕緣片14緊貼內(nèi)凸緣 13，其中，沿徑向在保護(hù)管3和聯(lián)接環(huán)12之間設(shè)有真空密封件15。另一真空密封件16位于真空法蘭5和聯(lián)接環(huán)12之間。在第一實(shí)施例中示例性地將矩形空心導(dǎo)體-同軸導(dǎo)體-變換器用作為波變換器7。 波導(dǎo)過(guò)渡接頭9位于波變換器7內(nèi)部。波導(dǎo)過(guò)渡接頭9或者可以是錐形過(guò)渡接頭或者是所謂的“門(mén)鈕形”過(guò)渡接頭。波導(dǎo)過(guò)渡接頭居中地具有與導(dǎo)管8的外徑相配合的孔。在此優(yōu)選規(guī)定，波導(dǎo)過(guò)渡接頭9和導(dǎo)管8之間的過(guò)渡按照波導(dǎo)技術(shù)低歐姆地連接。這例如可以通過(guò)對(duì)這些零件進(jìn)行焊接而實(shí)現(xiàn)。波導(dǎo)過(guò)渡接頭9的特性是，其按照波導(dǎo)技術(shù)在一邊處于接地電位。在本實(shí)施例中，已知的0形環(huán)作為真空密封件15和16。因而保護(hù)管3在大氣側(cè)的空間相對(duì)于真空室4內(nèi)部的真空空間被真空密封地分隔。在保護(hù)管3內(nèi)部，內(nèi)導(dǎo)體2通過(guò)絕緣片14以及另一絕緣片17保持，內(nèi)導(dǎo)體2直達(dá)導(dǎo)管8端面的平面。在安裝狀態(tài)下，保護(hù)管3連同內(nèi)導(dǎo)體2固定保持在聯(lián)接環(huán)12中，聯(lián)接環(huán)12通過(guò)鎖緊螺母11與真空法蘭5夾緊。內(nèi)導(dǎo)體2和導(dǎo)管8可以相接觸或者也可以彼此分開(kāi)。導(dǎo)管8和內(nèi)導(dǎo)體2之間的微波能的實(shí)際耦合通過(guò)可移動(dòng)的導(dǎo)體棒18實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)體棒 18在導(dǎo)管8內(nèi)引導(dǎo)并且可以與內(nèi)導(dǎo)體2接觸。在本例中，導(dǎo)體棒18具有變細(xì)的尖端19，變細(xì)的尖端19伸入管形內(nèi)導(dǎo)體2，直達(dá)止擋處。變細(xì)的尖端19的長(zhǎng)度在此是所應(yīng)用激勵(lì)頻率的波長(zhǎng)的大約1/4。在此，僅在安裝或者拆卸保護(hù)管3或者內(nèi)導(dǎo)體2時(shí)才需要移動(dòng)導(dǎo)體棒 18。大多數(shù)情況下手動(dòng)器械足以執(zhí)行移動(dòng)，也可以設(shè)置任意類(lèi)型的用機(jī)器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。在使用本發(fā)明等離子體產(chǎn)生裝置的情況下使微波供應(yīng)器1運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將微波饋送入波變換器7，之后繼續(xù)通過(guò)波導(dǎo)過(guò)渡接頭9饋送至導(dǎo)管8，在導(dǎo)管的端部至導(dǎo)體棒18，最后至內(nèi)導(dǎo)體2。按已知方式實(shí)現(xiàn)圍繞保護(hù)管3產(chǎn)生等離子體。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，為了實(shí)現(xiàn)安裝或者更換內(nèi)導(dǎo)體2和/或保護(hù)管3的目的， 僅需將鎖緊螺母11與真空法蘭5分離，進(jìn)而聯(lián)接環(huán)12連同內(nèi)導(dǎo)體2和保護(hù)管3可以在相對(duì)于它們的軸線在徑向方向上取下。此外在示例性實(shí)施方式中，先前必須要從內(nèi)導(dǎo)體2和保護(hù)管3中抽出導(dǎo)體棒18的變細(xì)的尖端19。利用本發(fā)明裝置在安裝或者拆卸內(nèi)導(dǎo)體和/ 或保護(hù)管時(shí)不需要如現(xiàn)有技術(shù)所需的相當(dāng)大的軸向空間需求。內(nèi)導(dǎo)體2和保護(hù)管3在真空室4內(nèi)部簡(jiǎn)單地安裝和拆卸。多個(gè)這種微波等離子體源(它們具有在一邊的用于給內(nèi)導(dǎo)體2輸送微波能的微波能輸送裝置)也可以在一個(gè)共同的平面內(nèi)部彼此排列，以便用彼此疊加的微波等離子體面狀地覆蓋期望的處理區(qū)域。在此有利之處還可以在于，這些微波等離子體源輪流地先后依次換邊地法蘭連接在真空室上，從而構(gòu)成各微波等離子體源的梳狀布局。實(shí)施例II屬于實(shí)施例II的圖2示意性示出微波等離子體源的透視圖，該微波等離子體源包括在兩邊給保護(hù)管3內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體2輸送微波能。也就是說(shuō)，內(nèi)導(dǎo)體2的兩個(gè)端部分別通過(guò)一個(gè)波變換器7與一個(gè)微波供應(yīng)器1連接。在此，裝置基本對(duì)應(yīng)于實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)。示例性示出的是，在真空室1中在保護(hù)管3上方具有過(guò)程氣體的輸送部25以及帶平放的基片的基片座21和真空泵管接頭22。此外在實(shí)施例II中，在兩邊各設(shè)一個(gè)電動(dòng)機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置23，用于移動(dòng)導(dǎo)體棒 18。只要在技術(shù)上有利，也可以應(yīng)用其他驅(qū)動(dòng)裝置，例如氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。在導(dǎo)管8內(nèi)部的導(dǎo)體棒18通過(guò)絕緣管沈絕緣，并且在圖2右側(cè)的導(dǎo)體棒18連接在電壓源M上。在這種情況下，各導(dǎo)體棒18也與電動(dòng)機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置23絕緣地連接。這里例如可以通過(guò)陶瓷棒實(shí)現(xiàn)。為了在已連接電壓源M的情況下防止微波輻射或者說(shuō)高頻輻射泄出，借助于附加的殼體按照微波技術(shù)屏蔽導(dǎo)管8和導(dǎo)體棒18連同電動(dòng)機(jī)式的驅(qū)動(dòng)裝置23的大氣側(cè)區(qū)域。這種殼體對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)未在圖2中示出。實(shí)施例III屬于實(shí)施例III的圖3示意性示出基于同軸導(dǎo)體的微波分配裝置。在此將連接在微波輸送部30上的微波供應(yīng)器所產(chǎn)生的微波能分配至兩個(gè)路徑，從而可以向所連接的微波等離子體源的兩個(gè)并聯(lián)內(nèi)導(dǎo)體2分別供應(yīng)所使用的微波能的大約一半。因而這種微波分配裝置也可以被簡(jiǎn)稱為二路微波分配器。按照有利方式，微波供應(yīng)器與微波輸送部30的連接，如在實(shí)施I的圖1中那樣借助于同軸外導(dǎo)體6在波變換器7上實(shí)現(xiàn)。在此，微波輸送部30將作為新的同軸內(nèi)導(dǎo)體在同軸外導(dǎo)體6內(nèi)部延伸直至穿過(guò)波導(dǎo)過(guò)渡接頭9。二路微波分配器主要包括結(jié)實(shí)的接地塊27和真空法蘭32，該接地塊27由導(dǎo)電材料制成，該真空法蘭32與圓柱形基體33真空密封地連接。在此優(yōu)選將長(zhǎng)方形法蘭用作為真空法蘭。借助于真空密封件34，真空法蘭32與真空室4真空密封地?cái)Q接。在接地塊27內(nèi)部并且相對(duì)于基體33居中延伸的孔被實(shí)施為同軸外導(dǎo)體，并且這些孔完全穿透接地塊27 和基體33。這兩個(gè)同軸外導(dǎo)體與一個(gè)橫向于它們延伸的附加的同軸外導(dǎo)體連接，由此在接地塊27內(nèi)部得到大約H形的同軸導(dǎo)體布局。導(dǎo)管觀和橫向件31居中插入同軸外導(dǎo)體中， 由此導(dǎo)管觀和橫向件31構(gòu)成該同軸導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個(gè)同軸內(nèi)導(dǎo)體。為了改善這些同軸內(nèi)導(dǎo)體的軸向固定，例如可以應(yīng)用圖3未示出的其它介電的支承片。微波輸送部30和橫向件31 一起得到T形同軸導(dǎo)體布局，也簡(jiǎn)稱為T(mén)形分配器。橫向件31上的所示的圓柱形加厚部以及橫向件31至兩個(gè)導(dǎo)管觀的過(guò)渡接頭用于補(bǔ)償在同軸內(nèi)導(dǎo)體的連接點(diǎn)處出現(xiàn)的場(chǎng)干擾。導(dǎo)管8經(jīng)由圓柱形波導(dǎo)過(guò)渡接頭28從接地塊27伸出，從而例如可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置四移動(dòng)導(dǎo)體棒18。在此將所謂的λ/4管接頭用作為波導(dǎo)過(guò)渡接頭，其由良導(dǎo)電的材料制成。如果λ/4管接頭的內(nèi)端面和橫向于導(dǎo)管觀延伸的同軸外導(dǎo)體的內(nèi)端面之間的間距 L恰好等于所用激勵(lì)頻率的λ /4，那么在橫向件31和兩個(gè)導(dǎo)管觀之間得到按照波導(dǎo)技術(shù)的高歐姆的連接點(diǎn)，由此在波導(dǎo)過(guò)渡接頭區(qū)域中的波傳輸僅受到輕微干擾。然而λ/4管接頭在同軸外導(dǎo)體內(nèi)部也可移動(dòng)，從而這些λ/4管接頭成為λ/4滑動(dòng)件。由此例如可以實(shí)現(xiàn)微波能分配比例適配于二路微波分配器的這兩個(gè)路徑，或者可以整體改善二路微波分配器按照微波技術(shù)適配于等離子體源的負(fù)載條件。按照有利方式也可以規(guī)定，將一個(gè)波導(dǎo)過(guò)渡接頭實(shí)施為λ/4管接頭，將另一個(gè)波導(dǎo)過(guò)渡接頭實(shí)施為λ/4滑動(dòng)件。制造這種二路微波分配器，尤其是將H形同軸導(dǎo)體布局設(shè)置在接地塊27內(nèi)部，對(duì)制造技術(shù)方面的要求非?？量?。因此接地塊27在同軸外導(dǎo)體的軸線上應(yīng)該由至少兩個(gè)單塊組合而成。進(jìn)而可以相對(duì)簡(jiǎn)單地從各單塊銑削出各個(gè)同軸外導(dǎo)體半體。H形同軸內(nèi)導(dǎo)體布局可以預(yù)先制造并通過(guò)支承片設(shè)置于其中一個(gè)單塊中。隨后將這兩個(gè)單塊非常緊密地彼此擰接并且隨后與真空法蘭32連接。在這種二路微波分配器中有利的是，在此僅需要很少的維護(hù)。在安裝二路微波分配器之后，例如為了維護(hù)保護(hù)管3或者導(dǎo)體棒18或者內(nèi)導(dǎo)體2，不必非要拆卸二路微波分配器。這保證了裝置的功能可靠性高。所提供的二路微波分配器不僅適用于在一邊給兩個(gè)帶有附屬的保護(hù)管3內(nèi)導(dǎo)體2 輸送微波能，而且也適用于在兩邊給兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體2輸送微波能。在一邊給兩個(gè)帶有附屬的保護(hù)管3的內(nèi)導(dǎo)體2輸送微波能時(shí)，也可以將兩個(gè)這種二路微波分配器相繼排列設(shè)置在一個(gè)共同的平面中，從而構(gòu)成面狀的等離子體源系統(tǒng)，其具有四個(gè)在一邊被饋送的內(nèi)導(dǎo)體2和四個(gè)保護(hù)管3。針對(duì)等離子體過(guò)程控制，這樣一種系統(tǒng)也會(huì)是有利的，其中，各二路微波分配器位于一個(gè)平面中，但是相繼排列設(shè)置在真空室的彼此對(duì)置的壁中。尤其是如果在此帶有固定的內(nèi)導(dǎo)體2的各保護(hù)管3彼此嵌套布置，例如帶有一間距大約等于一個(gè)二路微波分配器的兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體2的軸線之間的間距的一半，那么就可以得到非常緊湊的微波等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)。實(shí)施例IV屬于實(shí)施例IV的圖4示出一裝置，其用于在真空室4內(nèi)部面狀地產(chǎn)生等離子體。 在此，兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體2和附屬的介電保護(hù)管3對(duì)應(yīng)于實(shí)施例III在兩邊與各一個(gè)二路微波分配器連接。在這些二路微波分配器上分別設(shè)置一個(gè)同軸外導(dǎo)體6和一個(gè)波變換器7。在這些波變換器7上可以連接各種不同的微波供應(yīng)器。與實(shí)施例I的不同之處在于，在介電保護(hù)管3兩邊分別設(shè)置一個(gè)具有與聯(lián)接體35、36卡口式連接的卡口式接頭的器具作為聯(lián)接器。實(shí)施例V屬于實(shí)施例V的圖5示出一裝置，其中，至少兩個(gè)根據(jù)實(shí)施例IV的單裝置彼此排列形成大面積的裝置。示例示出的是，在真空室4中通過(guò)基片座37設(shè)置兩倍的兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體 2，它們與介電保護(hù)管3共同形成微波等離子體陣列。卡口式接頭仍然作為聯(lián)接器。這種可應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的裝置可以非常有效地進(jìn)行維護(hù)，并且可以毫不費(fèi)力地更換內(nèi)導(dǎo)體2和保護(hù)管3，而無(wú)需非要去掉二路微波分配器27和微波供應(yīng)器的其他構(gòu)件。實(shí)施例VI屬于實(shí)施例VI的圖6和圖7示意性示出所謂的四路微波分配器，其中，四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體2可以與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。在此，圖7示出圖6的側(cè)視圖。在此與實(shí)施例III類(lèi)似， 每?jī)蓚€(gè)并聯(lián)的導(dǎo)管8通過(guò)一個(gè)橫向件39彼此相耦合，并且形成具有λ/4管接頭和/或λ/4 滑動(dòng)件的H形同軸導(dǎo)體基本系統(tǒng)。圖6示出兩個(gè)這種H形同軸導(dǎo)體基本系統(tǒng)。兩個(gè)單個(gè)的橫向件39通過(guò)另一連接橫向件38彼此相連。重要之處在于，各橫向件39總是位于一個(gè)平面內(nèi)，而連接橫向件38位于另一平面內(nèi)。每個(gè)連接橫向件39在這些平面之間通過(guò)同軸外導(dǎo)體和包含的同軸內(nèi)導(dǎo)體42與連接橫向件38連接，并在此形成共同的T形同軸導(dǎo)體系統(tǒng)。 微波輸送部41也連同連接橫向件38 —起構(gòu)成這樣的T形同軸導(dǎo)體系統(tǒng)。各個(gè)不同的同軸導(dǎo)體系統(tǒng)位于接地塊40內(nèi)部。為此參見(jiàn)圖7。因而可以構(gòu)造四路微波分配器，其例如與實(shí)施例V中所述的方案(參見(jiàn)圖幻相比能以更緊湊且費(fèi)用更低廉的方式向四個(gè)單個(gè)的內(nèi)導(dǎo)體2輸送微波能。在此，通向四路微波分配器的微波輸送部41也可以相對(duì)于圖6錯(cuò)開(kāi)90度。在少數(shù)情況下，需要超過(guò)四個(gè)單個(gè)的內(nèi)導(dǎo)體與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。但如果必須如此，那么也可以按照相應(yīng)方式和方法將超過(guò)兩個(gè)單個(gè)的橫向件39安裝在其他H形同軸導(dǎo)體基本系統(tǒng)中并裝入相同平面內(nèi)。而所需的附加的連接橫向件38設(shè)置在第二平面內(nèi)。與其他微波輸送部41彼此相連的附加所需的連接橫向件可以安裝在與連接橫向件38所處的平面相同的平面內(nèi)，或者在附加的其他平面內(nèi)?；诳赡苡卸鄠€(gè)T形同軸導(dǎo)體系統(tǒng)，用于將所使用的微波能分配到多個(gè)H形同軸導(dǎo)體基本系統(tǒng)上，同樣有利的是，在接地決40內(nèi)部，例如可以在一邊在T形同軸導(dǎo)體系統(tǒng)上使用其他λ/4管接頭或者λ/4滑動(dòng)件。因而可以再次修正可能影響微波分配對(duì)稱性的可能的機(jī)械缺陷。例如可以將這種附加的λ/4管接頭或者λ/4滑動(dòng)件安裝在同軸內(nèi)導(dǎo)體42 與連接橫向件38之間的兩個(gè)連接點(diǎn)之一上。附圖標(biāo)記列表
1微波供應(yīng)器22真空泵管接頭
2內(nèi)導(dǎo)體23驅(qū)動(dòng)裝置
3保護(hù)管24電壓源
4真空室25橫向件
5真空法蘭26導(dǎo)管
6同軸外導(dǎo)體27接地塊
7波導(dǎo)過(guò)渡接頭28絕緣子
8導(dǎo)管29電磁驅(qū)動(dòng)裝置
9錐形過(guò)渡接頭30卡口式接頭
10絕緣片31連接橫向件
11鎖緊螺母32真空法蘭
12聯(lián)接環(huán)33基體
13內(nèi)凸緣34真空密封件
14絕緣片35聯(lián)接體
15真空密封部36聯(lián)接體
16真空密封部37基片座
17絕緣片38連接橫向件
18導(dǎo)體棒39連接橫向件
19變細(xì)的尖端40接地塊
20過(guò)程氣體的輸送部41微波輸送部
21基片座42同軸內(nèi)導(dǎo)體
權(quán)利要求
1.微波等離子體源，其具有微波能輸送裝置，所述微波能輸送裝置用于將微波能從微波供應(yīng)器(1)經(jīng)由波導(dǎo)過(guò)渡接頭和同軸導(dǎo)體系統(tǒng)輸送到保護(hù)管(3)內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體O)，該保護(hù)管設(shè)置在真空室內(nèi)部并且相對(duì)于大氣密封，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體(2)和保護(hù)管(3)終結(jié)且保持在真空室的真空側(cè)的平面內(nèi)；有在一邊無(wú)電位地接地的波導(dǎo)過(guò)渡接頭；在內(nèi)導(dǎo)體O)的軸向上設(shè)置作為同軸內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)管(8)，所述導(dǎo)管沿軸向在同軸外導(dǎo)體 (6)內(nèi)部延伸直到真空室⑷的真空側(cè)的平面；并且在導(dǎo)管⑶內(nèi)部設(shè)置可移動(dòng)的導(dǎo)體棒 (18)，使得導(dǎo)體棒能與內(nèi)導(dǎo)體(2)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波等離子體源，其特征在于，有錐形過(guò)渡接頭作為在一邊無(wú)電位地接地的波導(dǎo)過(guò)渡接頭(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波等離子體源，其特征在于，有λ/4管接頭或者λ/4滑動(dòng)件作為在一邊無(wú)電位地接地的波導(dǎo)過(guò)渡接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體(2)并聯(lián)地設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的微波等離子體源，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體(2)能在一邊與一個(gè)微波供應(yīng)器連接，或者能在兩邊分別與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的微波等離子體源，其特征在于，有用于將至少兩個(gè)并聯(lián)的內(nèi)導(dǎo)體( 先后依次地和/或換邊地與一個(gè)或者多個(gè)微波供應(yīng)器連接的構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)并聯(lián)的內(nèi)導(dǎo)體(2)構(gòu)成一個(gè)共同的平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波等離子體源，其特征在于，為了將內(nèi)導(dǎo)體(2)和保護(hù)管 (3)保持在真空室(4)內(nèi)部，設(shè)有聯(lián)接器，該聯(lián)接器具有至少一個(gè)帶聯(lián)接環(huán)(1 的鎖緊螺母 (11)，所述鎖緊螺母擰接在連接管接頭上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波等離子體源，其特征在于，為了將內(nèi)導(dǎo)體(2)和保護(hù)管 (3)保持在真空室內(nèi)部，設(shè)有帶卡口式接頭(35、36)的器具。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的微波等離子體源，其特征在于，所述導(dǎo)體棒(18)構(gòu)造成，使得該導(dǎo)體棒能插入內(nèi)導(dǎo)體O)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的微波等離子體源，其特征在于，所述導(dǎo)體棒(18) 在導(dǎo)管(8)內(nèi)部絕緣地引導(dǎo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微波等離子體源，其特征在于，所述導(dǎo)體棒(18)與交流電壓源連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至12之一所述的微波等離子體源，其特征在于，每?jī)蓚€(gè)并聯(lián)的內(nèi)導(dǎo)體(2)通過(guò)所屬的導(dǎo)管(8)、波導(dǎo)過(guò)渡接頭08)以及通過(guò)橫向件(31)與居中的微波輸送部 (30)連接，并且如此構(gòu)成的二路微波分配器能與一個(gè)微波供應(yīng)器耦合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微波等離子體源，其特征在于，有λ/4管接頭和/或λ/4 滑動(dòng)件作為波導(dǎo)過(guò)渡接頭08)。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至14之一所述的微波等離子體源，其特征在于，兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體(2)在一邊或者兩邊與二路微波分配器連接，所述二路微波分配器能與微波供應(yīng)器連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求4至15之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體 (2)先后依次地設(shè)置在一個(gè)真空室中，此時(shí)，每?jī)蓚€(gè)先后依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體( 構(gòu)成一組，這些組分別在一邊或者兩邊與二路微波分配器連接，所述二各微波分配器能與微波供應(yīng)器連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求4至15之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)二路微波分配器換邊地設(shè)置在一個(gè)真空室中并且分別與一個(gè)微波供應(yīng)器連接，使得至少四個(gè)先后依次在兩組中設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體O)能分別在一邊被供應(yīng)微波能。
18.根據(jù)權(quán)利要求4至15之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)二路微波分配器先后依次地、換邊地和嵌套地設(shè)置在一個(gè)真空室上，并且能分別與一個(gè)微波供應(yīng)器連接，使得至少四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體( 能被供應(yīng)微波能，內(nèi)導(dǎo)體( 的間距大約等于一個(gè)二路微波分配器的各導(dǎo)管(8)的軸線的間距的一半。
19.根據(jù)權(quán)利要求4至15之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少四個(gè)并聯(lián)的內(nèi)導(dǎo)體(2)通過(guò)所屬的導(dǎo)管(8)和波導(dǎo)過(guò)渡接頭08)設(shè)置在結(jié)實(shí)的金屬塊內(nèi)部的一個(gè)共同的第一平面內(nèi)，每?jī)蓚€(gè)導(dǎo)管(8)通過(guò)橫向件(39)彼此連接，大約在各橫向件(39)的中間位置設(shè)置同軸導(dǎo)線，所述同軸導(dǎo)線具有將橫向件(39)與連接橫向件(38)的端部相連的同軸內(nèi)導(dǎo)體(42)，所述連接橫向件位于第二平面內(nèi)，因此形成四路微波分配器，所述四路微波分配器能通過(guò)微波輸送部Gl)與一個(gè)微波供應(yīng)器連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的微波等離子體源，其特征在于，波導(dǎo)過(guò)渡接頭08)采用 λ /4管接頭和/或λ /4滑動(dòng)件。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的微波等離子體源，其特征在于，在連接橫向件(38)的端部上有至少一個(gè)附加的λ/4管接頭和/或λ/4滑動(dòng)件。
22.根據(jù)權(quán)利要求4至21之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少一個(gè)由四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體( 組成的組在真空室的一邊或者兩邊與四路微波分配器連接，所述四路微波分配器能與微波供應(yīng)器連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求4至21之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)由四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體( 組成的組先后依次地設(shè)置在一個(gè)真空室中，在此，每個(gè)組先后依次地且換邊地與一個(gè)四路微波分配器連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求4至21之一所述的微波等離子體源，其特征在于，至少兩個(gè)由四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體( 組成的組先后依次地設(shè)置在一個(gè)真空室中，各個(gè)組彼此大約以單個(gè)組的各內(nèi)導(dǎo)體 (2)的軸線的間距的一半間距嵌套，并且此時(shí)，每個(gè)組在一邊并且先后依次換邊地與一個(gè)四路微波分配器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波等離子體源，其具有微波能輸送裝置，所述微波能輸送裝置用于將微波能從微波供應(yīng)器(1)經(jīng)由波導(dǎo)過(guò)渡接頭和同軸導(dǎo)體系統(tǒng)輸送到保護(hù)管(3)內(nèi)部的內(nèi)導(dǎo)體(2)，所述保護(hù)管設(shè)置在真空室(4)內(nèi)部并且相對(duì)于大氣密封。所述內(nèi)導(dǎo)體(2)和保護(hù)管(3)終結(jié)并保持在真空室(4)的真空側(cè)的平面內(nèi)；有在一邊無(wú)電位地接地的波導(dǎo)過(guò)渡接頭；在內(nèi)導(dǎo)體(2)的軸向上設(shè)置作為同軸內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)管(8)，所述導(dǎo)管沿軸向在同軸外導(dǎo)體(6)內(nèi)部延伸直到真空室(4)的真空側(cè)的平面；并且在導(dǎo)管(8)內(nèi)部設(shè)置可移動(dòng)的導(dǎo)體棒(18)，使得導(dǎo)體棒能與內(nèi)導(dǎo)體(2)接觸。
文檔編號(hào)H05H1/46GK102378463SQ201110294000
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者H·施勒姆, H·梅利希, J·馬伊, P·沃爾夫 申請(qǐng)人:德國(guó)羅特·勞股份有限公司