[发明专利]天线及等离子体处理装置

说明书

本发明提供一种天线及等离子体处理装置。本发明的天线具备电介质窗及设置于电介质窗的一个面的缝隙板，该天线中，将缝隙板上各缝隙(S)的宽度方向的中央位置并且长度方向的中央位置作为基准位置(g)时，各缝隙(S)的基准位置(g)位于以重心(G0)为中心的虚拟圆上，连结各缝隙(S)的基准位置(g)与这些缝隙所属的虚拟点(G1)的线段从虚拟点(G1)以放射状存在，且相邻的这些线段之间的角度(β1～β4)相等，并且，基准位置(g)上的各缝隙(S)的长度方向与该缝隙(S)所属的上述线段所成的角度(θ1～θ4)相等。

技术领域

本发明的方式涉及一种天线及等离子体处理装置。

背景技术

现有的等离子体处理装置例如记载于专利文献1及专利文献2。这些等离子体处理装置为使用了径向线缝隙天线的蚀刻装置。天线具备缝隙板和电介质窗，若向天线照射微波，则从电介质窗向处理容器内放射微波。接受到该微波的能量的气体进行等离子体化，并产生等离子体。

专利文献1：日本特开2015-130325号公报

专利文献2：日本特开2014-075234号公报

发明内容

然而，使用现有的天线来产生等离子体时，有时因等离子体的负荷变动等从天线放射的微波的放射强度和位置变得不稳定。本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于提供一种能够提高等离子体的稳定性的天线及处理装置。

本申请发明人等经过深入研究之后发现，等离子体的稳定性依赖于微波所形成的驻波的位置和缝隙板的表面电流，通过使缝隙板上的缝隙的位置及方向满足规定条件，能够大幅提高其稳定性。

第1方式所涉及的天线具备电介质窗及设置于所述电介质窗的一个面的缝隙板，该天线的特征在于，所述缝隙板上，在包围所述缝隙板的中央的虚拟圆上设定多个虚拟点，并设定包围各虚拟点的周围的虚拟环状线，将沿各虚拟环状线配置4个以上的缝隙而成的集合作为缝隙组时，在各缝隙组中，将各缝隙的宽度方向的中央位置并且长度方向的中央位置作为基准位置时，各缝隙的所述基准位置位于所述虚拟环状线上，连结各缝隙的所述基准位置与这些缝隙所属的所述虚拟点的线段从所述虚拟点以放射状存在，且相邻的这些线段之间的角度相等，并且，所述基准位置上的各缝隙的长度方向与该缝隙所属的所述线段所成的角度相等。

根据上述天线，4个以上的缝隙如上所述各向同性地配置，在这种缝隙配置中，来自缝隙的放射电场非常稳定。因此，即使等离子体的负荷变动，也能够稳定地产生等离子体。

尤其，经由同轴的波导而导入到缝隙板的中央部的微波从中央部以放射状向周缘部传播，但在各缝隙的位置产生驻波并集中能量，从而容易产生等离子体。包围特定的虚拟点的4个以上的缝隙组的基准位置相对于该虚拟点具有旋转对称性，在各缝隙的周围，振幅基准位置受到限制的放射电场的驻波相互稳定地重合，从而放射电场稳固地稳定。这种稳定的放射电场位于以包围缝隙板的中央的方式配置成圆状的虚拟点上，因此在缝隙板的面内，在各个缝隙组的周围稳定地产生等离子体。

第2方式所涉及的天线的特征在于，所述缝隙的形状为使长度方向的朝向不变而以直线状延伸的形状。

作为缝隙的形状可以有很多种，只要是长度方向的朝向不发生变化的形状，则具有容易形成缝隙并且容易控制放射电场的振幅的朝向的优点。

第3方式所涉及的天线的特征在于，所述缝隙的形状为长方形或长孔形状。长度方向的朝向不发生变化的代表性形状为长方形，长方形的角部作为空间形状，具有高频分量，因此可以设为使角部变圆的长孔形状。该情况下，能够抑制由高频分量引起的干扰性的放射电场的产生。

第4方式所涉及的天线的特征在于，所述缝隙的形状为圆弧形状。这种形状容易控制所产生的电场。