[发明专利]具有微波能输送装置的微波等离子体源

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有根据权利要求1特征的微波等离子体源，其具有用于给保护管内部的内导体输送微波能装置的微波能输送装置。

背景技术

按照现有技术已知各种不同类型的微波等离子体源，在此尤其感兴趣的是线状等离子体源，在线状等离子体源中，至少一个线状内导体在由绝缘材料制成的保护管中设置在真空室中，并可用于大面积基片的工业化等离子体处理。

例如DE 4136297A1提供一种装置，用于借助于微波激励在处理室中局部产生等离子体，利用该装置可以有针对性地在任意位置将微波耦合至处理室中。作为同轴波型优选在内导体和所产生的等离子体之间的中间空间中执行微波传输。在空心波导体中与同轴波导定律相类似地传输微波，周围的等离子体担当外导体的功能。

该装置具有由石英玻璃制成的空心波导体，该空心波导体与由金属制成的内导体同轴地且保持一定间距地延伸。该空心波导体在法兰区域内由金属壳体包围。该金属壳体充当微波的波导体，其阻止在法兰区域中已经触发等离子体。该法兰也用于将整个装置插入处理室的壁中。空心波导体通过O形环密封件相对于金属壳体密封。

法兰式引导元件以真空密封方式固定在法兰的外侧上，其用于接纳空心导体，在其一个端部上连接微波发生器。该引导元件和空心导体的法兰通过夹紧环彼此夹紧。空心导体通过螺纹管件固定在法兰的这一个端部上。

为了产生等离子体场，多个这种装置并排设置在一个真空室中。内导体和空心波导体可以为了更换而沿轴向从法兰中取出。

DE 198 01 366 B4涉及一种装置，用于借助于交变电磁场在真空室中产生等离子体。在由绝缘材料制成的管的内部的棒形导体在真空室中延伸。绝缘管的内径大于导体的直径。绝缘管在一端部上保持在真空室的壁中并且相对于外表面密封。

导体在一个端部上连接在用于生产交变电磁场的电源上。

平行定向的两个这种装置能被馈送相同频率的高频，它们在时间上是彼此固定的相位关系。由此实现，在T形连接波导的两个分配路径之一中使用所谓的半波平衡-不平衡变换器。该基本原则应用于装置内部的其他T形连接波导，使得高频功率可以分配至等离子体产生系统的多个内导体。

在此缺点在于，为了更换绝缘管必须拆下整个分配装置，并且必须精确制造所使用的半波平衡-不平衡变换器，以便可以获得相位相同和所定义的高频分配。

DE 196 289 49 B4提供一种装置用于产生等离子体，其中，为了分配高频功率而在结实金属块内部设置多个T形连接波导。通过对称地构造T形连接波导，获得定义的高频功率分布。此处的缺点在于，为了维护绝缘管必须拆下高频分配装置。

DE 198 478 48 C1提供一种装置用于在等离子体中产生激励的/电离的粒子。该装置尤其应该在低于大约13Pa的压力范围中具有足够高的效率并且提供足够数量的激励的/电离的粒子。该装置具有入口用于将过程气体输送至同轴导体的外导体和内导体之间的内室，该内室形成等离子体区。

DE 197 56 774 B4描述一种微波等离子体源，其具有设置在真空室中的等离子体室和至少一个进入开口，通过进入开口能定量地输送过程气体并且在进入开口中可以产生具有确定强度的适当频率的微波场。

构成等离子体室的物体设置在真空室中。在真空室的壁和微波导体的外壳之间执行真空室相对于外部环境的密封，微波导体的外壳延伸穿过进入开口并且输送在真空室外部产生的微波。等离子体室在所有侧承受均匀的压力状况，并且在等离子体室以及真空室相对于大气的密封部之间保持空间间隔。微波等离子体源应该提供持续且工作可靠的真空密封。

DE 10 2004 057 851 A1提供一种方法用于通过微波辐射在敷药器/反应器中加热活性介质。通过同轴天线系统传输微波能并且通过杆式天线将微波能馈送至敷药器/反应器中，其中，杆式天线比所应用的微波辐射的波长更长，并且穿过振荡器的大部分。通过非常紧凑的设置方式，较小的敷药器也可以均质地或者视系统设计而定也分级地被辐射微波能。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种微波等离子体源，其具有微波能输送装置，所述装置用于将微波能输送至保护管内部的内导体，所述装置可以按照简单方式且以小的空间需求在处理室中安装和拆卸。所述微波等离子体源尤其应该适用于构造大面积的等离子体源。

在此优选使用激励频率为2.45GHz的微波能。视应用方式而定也可以使用例如915MHz的较低的激励频率，以及比2.45GHz明显更高的激励频率。按照相应激励频率的波导技术的要求确定所需波导的尺寸。