JP2001015298A - Plasma generating device - Google Patents

Plasma generating device

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JP2001015298A
JP2001015298A JP11184026A JP18402699A JP2001015298A JP 2001015298 A JP2001015298 A JP 2001015298A JP 11184026 A JP11184026 A JP 11184026A JP 18402699 A JP18402699 A JP 18402699A JP 2001015298 A JP2001015298 A JP 2001015298A
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JP
Japan
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antenna
dielectric
plasma
frequency
cooling fluid
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Withdrawn
Application number
JP11184026A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Mizui
順一 水井
Minoru Danno
実 団野
Takao Abe
阿部  隆夫
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the input power by avoiding heating of a high-frequency permeative dielectric substance used in a plasma generating device. SOLUTION: An antenna 4 is arranged outside high-vacuum vessels 1 and 3 for producing high-frequency waves in them 1 and 3, part of which is made of a dielectric material transmitting the high-frequency waves produced by the antenna 4, wherein the dielectric substance has a double shell structure (11 and 12 or 13 and 14) having a hollow through which a cooling fluid flows. Because the double shell structure is cooled from its inside, the high-frequency power supplied to the antenna can be made comparatively large. It has been confirmed that the use of cooling fluid involves no problem. Also it is made practicable to make continuous input of high-frequency power.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ発生装置
に関し、特に、半導体基板面に成膜、エッチング、洗浄
のような処理を施すためのプラズマ発生装置に関する。
The present invention relates to a plasma generator, and more particularly to a plasma generator for performing processes such as film formation, etching, and cleaning on a semiconductor substrate surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板面に成膜、エッチング、洗浄
のような処理を施すための装置として、プラズマ発生装
置が知られている。プラズマ化されたガスから発生する
ラジカル原子・分子、紫外線などにより半導体基板面
は、成膜、エッチング、洗浄のような処理を受ける。
2. Description of the Related Art A plasma generator is known as an apparatus for performing processes such as film formation, etching, and cleaning on a semiconductor substrate surface. The semiconductor substrate surface is subjected to processes such as film formation, etching, and cleaning by radical atoms / molecules, ultraviolet rays, and the like generated from the plasma gas.

【0003】公知のそのような処理用プラズマ発生装置
は、図6に示されるように、真空容器本体部101と、
真空容器本体部101に連接する高周波発生部102
と、機械軸線に沿う磁力線を有する磁場を生成するため
の磁場発生装置103とから形成されている。高周波発
生部102を構成する円筒体構造104の外周面側に3
回巻コイルで形成されるアンテナ105に高周波電源1
06から整合器107を介して高周波電力を供給し、ア
ンテナ105により装置内にプラズマを発生させる。そ
のプラズマ又はそのプラズマから生成される紫外線、ラ
ジカル原子・分子を磁場発生装置103で半導体基板1
08に照射して、半導体基板108を物理的に処理す
る。
As shown in FIG. 6, a known plasma processing apparatus for such a process includes a vacuum vessel body 101,
High frequency generator 102 connected to vacuum vessel main body 101
And a magnetic field generator 103 for generating a magnetic field having lines of magnetic force along the machine axis. 3 is provided on the outer peripheral surface side of the cylindrical body structure 104 constituting the high-frequency generator 102
High frequency power supply 1
High-frequency power is supplied from 06 through a matching unit 107, and plasma is generated in the device by the antenna 105. The plasma or ultraviolet rays and radical atoms / molecules generated from the plasma are applied to the semiconductor substrate 1 by the magnetic field generator 103.
Irradiation is performed on the semiconductor substrate 108 physically.

【0004】アンテナが使用される装置では、円筒体構
造104は、これを高周波が透過するように誘電体で形
成される。円筒体構造104は、高周波を受けて高温化
するアンテナにその外側で接し、高温プラズマガスに内
側で接して高温化する。その誘電体が溶融しない条件を
維持するために、入力高周波の電力が制限される。アン
テナ105でヘリコン波を励起して高密度プラズマを発
生させる条件下では、30mTorrの水素ガスに連続
的に約500Wの13.56MHzの高周波電力が入力
される。
[0004] In an apparatus using an antenna, the cylindrical structure 104 is formed of a dielectric so that high frequencies can be transmitted therethrough. The cylindrical structure 104 comes into contact with an antenna that receives a high frequency and rises in temperature, and comes into contact with a high-temperature plasma gas on the inside to raise the temperature. In order to maintain the condition that the dielectric does not melt, the input high frequency power is limited. Under the condition that helicon waves are excited by the antenna 105 to generate high-density plasma, 13.56 MHz high-frequency power of about 500 W is continuously input to 30 mTorr of hydrogen gas.

【0005】このような入力があると、外径57mmの
ベルジャー型誘電体管の石英ガラスの円筒体構造104
は、200度C程度の温度になり、それ以上の高周波電
力を注入することは、そのガラス管の破損が予想される
ほどの危険性がある。ヘリコン波を励起してプラズマを
発生させる場合、矩形パルス列で高周波を印加してプラ
ズマを発生させる場合には、そのヘリコン波を発生させ
るためのパルス高周波電力の閾値が500Wから1kW
の間にあることが分かっている。従って、充分にその波
を励起して高密度プラズマを生成するためには、2kW
以上の高周波電力を注入する必要があって、このような
高周波電力を連続に注入することができなかった。アン
テナを冷却する装置が、特開平9−115895号で知
られている。この公知装置は、アンテナ冷却の結果とし
て誘電体が冷却される構造を有しているが、誘電体冷却
に積極的な技術的意義はない。ガスによる冷却は、誘電
体を有効に冷却することができない。
When such an input is made, a quartz glass cylindrical structure 104 of a bell jar type dielectric tube having an outer diameter of 57 mm is provided.
In this case, the temperature becomes about 200 ° C., and injecting a high-frequency power higher than that has a risk that the glass tube may be damaged. When a plasma is generated by exciting a helicon wave, or when a plasma is generated by applying a high frequency in a rectangular pulse train, a threshold of a pulse high frequency power for generating the helicon wave is from 500 W to 1 kW.
I know it is between. Therefore, in order to sufficiently excite the wave to generate high density plasma, 2 kW
It was necessary to inject the above high frequency power, and it was not possible to continuously inject such high frequency power. A device for cooling an antenna is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-115895. Although this known device has a structure in which a dielectric is cooled as a result of antenna cooling, there is no positive technical significance for dielectric cooling. Gas cooling cannot effectively cool the dielectric.

【0006】高周波電力注入は、パルスで行うよりも連
続で行う方が、プラズマ処理速度が大きく、電源コスト
も安価であるから、誘電体の加熱を回避することが重要
である。プラズマ発生装置に用いられる誘電体の加熱を
回避することにより注入電力を大きくすることが望まれ
る。その場合、誘電体の高周波透過率の低減を抑制する
ことが望まれる。
[0006] It is more important to avoid heating the dielectric material because high-frequency power injection is performed continuously rather than pulsed because the plasma processing speed is high and the power supply cost is low. It is desirable to increase the injected power by avoiding heating of the dielectric used in the plasma generator. In that case, it is desired to suppress a decrease in the high-frequency transmittance of the dielectric.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高周
波透過性誘電体の加熱を回避することにより注入電力を
大きくすることができるプラズマ発生装置を提供するこ
とにある。本発明の他の課題は、高周波透過性誘電体の
加熱を回避することにより高周波電力の連続注入が可能
であるプラズマ発生装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma generator capable of increasing an injection power by avoiding heating of a high-frequency transmitting dielectric. Another object of the present invention is to provide a plasma generator capable of continuously injecting high-frequency power by avoiding heating of a high-frequency transparent dielectric.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも1
つの形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にして
いるが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技
術的事項に限定されることを示すためのものではない。
Means for solving the problem are described as follows. The technical matters corresponding to the claims in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The number, the symbol, etc. are at least one of the technical items corresponding to the claims and the plurality / forms of implementation.
Although the agreement and correspondence with the technical matters of the two forms are clarified, it is not intended to show that the technical matters corresponding to the claims are limited to the technical matters of the embodiment.

【0009】本発明によるプラズマ発生装置は、高真空
容器(1,3)と、高真空容器(1,3)の外側に配置
され高真空容器(1,3)の中に高周波を生成するため
のアンテナ(4,4’)と、高真空容器(1,3)の一
部(3)は、アンテナ(4,4’)により生成される高
周波を透過させる誘電体材料で形成される誘電体であ
り、誘電体は内部が中空である2重殻構造(11,12
又は13,14)を形成し、その中空には冷却流体が通
される。
A plasma generator according to the present invention is provided for generating a high frequency in a high vacuum container (1,3) and a high vacuum container (1,3) disposed outside the high vacuum container (1,3). The antenna (4, 4 ′) and a part (3) of the high vacuum vessel (1, 3) are made of a dielectric material formed of a dielectric material that transmits a high frequency generated by the antenna (4, 4 ′). And the dielectric is a double shell structure (11, 12) having a hollow inside.
Or 13, 14), through which a cooling fluid is passed.

【0010】2重殻構造の内部でその2重殻構造を冷却
するので、アンテナに供給する高周波電力をより大きく
することができる。冷却流体を用いることによる弊害は
生じないことが確認されている。高周波電力の連続注入
も可能になる。
[0010] Since the double-shell structure is cooled inside the double-shell structure, the high-frequency power supplied to the antenna can be further increased. It has been confirmed that no adverse effect is caused by using the cooling fluid. Continuous injection of high frequency power is also possible.

【0011】誘電体材料は、ガラス、セラミックス、プ
ラスティックスからなる群から選択される1又は複数の
材料であり、冷却流体は、水、オイル、フロン、窒素ガ
ス、SF6からなる群から選択される1又は複数の冷却
流体であり、冷却を行うことにより大型、小型、誘電体
形状、価格で区別されるさまざまなタイプのプラズマ発
生装置に柔軟・臨機応変に対応することができる。
[0011] The dielectric material is one or more materials selected from the group consisting of glass, ceramics, and plastics, and the cooling fluid is selected from the group consisting of water, oil, chlorofluorocarbon, nitrogen gas, and SF6. One or a plurality of cooling fluids. By performing cooling, it is possible to flexibly and flexibly cope with various types of plasma generators which are distinguished by large size, small size, dielectric shape, and price.

【0012】アンテナは、複数回巻きの中空管で形成さ
れ、アンテナの中空管の中空部にも冷却流体が通され、
更に、誘電体の加熱そのものを抑制する。アンテナの冷
却は、付随的に、誘電体の冷却に役立つ。冷却流体は、
冷却液、冷却気体である。
The antenna is formed of a hollow tube having a plurality of turns, and a cooling fluid is also passed through the hollow portion of the hollow tube of the antenna.
Furthermore, heating of the dielectric itself is suppressed. The cooling of the antenna additionally serves to cool the dielectric. The cooling fluid is
Coolant, cooling gas.

【0013】誘電体は、平板型、円筒型、ベルジャー型
のどれでもよく、どのタイプでも冷却が有効であること
が確認されている。冷却流体の中空への注入は、1気圧
以上〜数気圧であることが冷却効果を高めるために好ま
しい。
The dielectric may be any of a flat plate type, a cylindrical type, and a bell jar type, and it has been confirmed that cooling is effective in any type. The injection of the cooling fluid into the hollow is preferably at least one atmosphere to several atmospheres in order to enhance the cooling effect.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
プラズマ発生装置の実施の形態は、高真空容器本体部が
高周波発生部とともに設けられている。その真空容器本
体部1には、図1に示されるように、高周波発生部2が
連接している。高周波発生部2は、2重殻構造3と高周
波アンテナ4とで形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Corresponding to the drawings, an embodiment of a plasma generator according to the present invention is provided with a high vacuum vessel main body and a high frequency generator. As shown in FIG. 1, a high-frequency generator 2 is connected to the vacuum vessel main body 1. The high frequency generator 2 is formed by a double shell structure 3 and a high frequency antenna 4.

【0015】真空容器本体部1と2重殻構造3とで、内
部が高真空化される単一の容器を形成している。真空容
器本体部1と2重殻構造3の外側に、2体の同心コイル
から形成される磁場発生器5が設けられている。磁場発
生器5は、機械軸心線Lに概ね一致する磁力線を有する
磁場を発生させる。
The vacuum vessel main body 1 and the double shell structure 3 form a single vessel whose inside is evacuated to a high vacuum. A magnetic field generator 5 formed of two concentric coils is provided outside the vacuum vessel main body 1 and the double shell structure 3. The magnetic field generator 5 generates a magnetic field having magnetic lines of force substantially coinciding with the machine axis L.

【0016】2重殻構造3は、円筒体構造6と半球殻構
造7とで形成され、ベルジャー型管である。高周波アン
テナ4は、円筒体構造6の外周面側に3回巻コイルとし
て形成されている。高周波アンテナ4には、高周波電源
8から整合器9を介して高周波電力が供給される。高周
波アンテナ4の中心軸心線は、概ね、機械軸心線Lに一
致している。高周波アンテナ4は、内側直径が72mm
であり線径が6mmである銅製パイプが3回巻きで形成
された、中空コイルである。
The double shell structure 3 is formed of a cylindrical body structure 6 and a hemispherical shell structure 7, and is a bell jar type tube. The high-frequency antenna 4 is formed as a three-turn coil on the outer peripheral surface side of the cylindrical structure 6. The high-frequency antenna 4 is supplied with high-frequency power from a high-frequency power supply 8 via a matching unit 9. The center axis of the high-frequency antenna 4 substantially coincides with the machine axis L. The high-frequency antenna 4 has an inner diameter of 72 mm
And a hollow coil formed by winding a copper pipe having a wire diameter of 6 mm three times.

【0017】円筒体構造6は、2重管構造であり、外径
が72mmである外側ガラス管11と内径が57mmで
ある内側ガラス管12とから形成されている。外側ガラ
ス管11と内側ガラス管12は、同心状に形成され機械
軸心線を共通軸心線として共有している。半球殻構造7
は、外側ガラス管11に連続する外側半球面状ガラス殻
13と内側ガラス管12に連続する内側半球面状ガラス
殻14とから形成され、2重殻構造3はベルジャー型2
重殻構造を形成している。
The cylindrical body structure 6 has a double tube structure, and is formed of an outer glass tube 11 having an outer diameter of 72 mm and an inner glass tube 12 having an inner diameter of 57 mm. The outer glass tube 11 and the inner glass tube 12 are formed concentrically and share a machine axis as a common axis. Hemisphere shell structure 7
Is formed of an outer hemispherical glass shell 13 continuing to the outer glass tube 11 and an inner hemispherical glass shell 14 continuing to the inner glass tube 12, and the double shell structure 3 is a bell jar 2
It forms a heavy shell structure.

【0018】2重殻構造3は、その下方部位に導入口1
6を備え、その上方部位に排出口17を備えている。冷
却流体は、導入口16から導入され2重殻構造3の内部
を巡回して排出口17から排出される。導入口16と排
出口17とは、チラー熱交換器(図示されず)の入り口
と出口にそれぞれに接続され、その冷却流体はチラー熱
交換器を通って循環する。
The double shell structure 3 has an inlet 1
6 and a discharge port 17 at an upper portion thereof. The cooling fluid is introduced from the inlet 16, circulates inside the double shell structure 3, and is discharged from the outlet 17. The inlet 16 and the outlet 17 are respectively connected to the inlet and outlet of a chiller heat exchanger (not shown), and the cooling fluid circulates through the chiller heat exchanger.

【0019】2重殻構造3は、誘電体材料で形成されて
いる。その誘電体材料は、ガラス、セラミックス、プラ
スティックスからなる群から選択される1又は複数の材
料が用いられ得る。冷却用液体としては、高周波電力の
吸収が小さい流体が用いられ、特に、水、オイル、フロ
ン、窒素ガス、SF6からなる群から選択される1又は
複数の冷却流体が用いられ得る。
The double shell structure 3 is formed of a dielectric material. As the dielectric material, one or more materials selected from the group consisting of glass, ceramics, and plastics can be used. As the cooling liquid, a fluid having low absorption of high-frequency power is used, and in particular, one or a plurality of cooling fluids selected from the group consisting of water, oil, chlorofluorocarbon, nitrogen gas, and SF6 can be used.

【0020】ガス導入用入口21から、30mTorr
の水素ガスが真空容器本体部1と2重殻構造3から形成
される容器中に導入される。磁場発生器5により、装置
中心領域に200ガウス〜300ガウスの磁場が発生さ
せられる。連続運転が可能である高周波電源8から整合
器9を通して高周波電力が連続的に2重殻構造3に供給
される。
From the gas inlet 21, 30 mTorr
Hydrogen gas is introduced into a container formed by the vacuum container main body 1 and the double shell structure 3. The magnetic field generator 5 generates a magnetic field of 200 to 300 Gauss in the central region of the device. High frequency power is continuously supplied to the double shell structure 3 from the high frequency power supply 8 capable of continuous operation through the matching unit 9.

【0021】このような高周波電力により、容器内の水
素ガスがプラズマ化される。導入口16から冷却水が2
重殻構造3の内部に注入され、且つ、高周波アンテナ4
に他の冷却水が注入される。このような2通りの冷却水
の注入により、2重殻構造3と高周波アンテナ4とが同
時的に積極的に冷却される。磁場発生器5により磁力を
受けるプラズマは、紫外線、ラディカル原子・分子をそ
の磁力線に沿って真空容器本体部1の中に配置されてい
る半導体基板23に向かって照射される。そのような照
射線により、半導体基板はさまざまな処理を受ける。
The hydrogen gas in the container is turned into plasma by such high frequency power. Cooling water 2 from inlet 16
The high-frequency antenna 4 injected into the inside of the heavy shell structure 3
Other cooling water is injected into the water. By such two types of injection of the cooling water, the double-shell structure 3 and the high-frequency antenna 4 are simultaneously and actively cooled. The plasma which is subjected to the magnetic force by the magnetic field generator 5 irradiates ultraviolet rays and radical atoms / molecules along the lines of magnetic force toward the semiconductor substrate 23 arranged in the vacuum vessel main body 1. With such radiation, the semiconductor substrate undergoes various treatments.

【0022】図2は、冷却流体として用いられる純水の
比誘電率の周波数依存性を示している。高周波電力の吸
収は、比誘電率の虚数部εと周波数の積に比例する。1
3.56MHzの高周波では、εは0.049であり、
電子レンジ用マクロ波の周波数2.45GHzでの値
8.7に比べてその約180分の1である。比誘電率の
虚数部と周波数の積は、2.45GHzに比べて、1
3.56MHzでは、約1/30000であり、13.
56MHzの高周波電力の水への吸収は非常に小さい。
FIG. 2 shows the frequency dependence of the relative dielectric constant of pure water used as a cooling fluid. The absorption of high-frequency power is proportional to the product of the imaginary part ε of the relative permittivity and the frequency. 1
At a high frequency of 3.56 MHz, ε is 0.049,
It is about 1/180 of the value 8.7 of the microwave for microwave oven at the frequency of 2.45 GHz. The product of the imaginary part of the relative permittivity and the frequency is 1 compared to 2.45 GHz.
At 3.56 MHz, it is about 1/30000, and 13.
The absorption of high frequency power of 56 MHz into water is very small.

【0023】次に、本発明による図1の装置と公知の図
6の装置を比較すると、プラズマが存在するアンテナ近
傍誘電体円筒の内径が同一であるとすれば、本発明例で
は、アンテナ直径が大きくなり、アンテナとプラズマの
相互作用が弱くなって、プラズマ密度の低下が懸念され
る。その効果を調べるために、図3に示される円筒型2
重誘電体管41と内径が同じである円筒型一重誘電体管
を比較するプラズマ発生試験を行った。
Next, comparing the apparatus of FIG. 1 according to the present invention with the known apparatus of FIG. 6, if the inside diameter of the dielectric cylinder near the antenna where the plasma exists is the same, the antenna of the present invention will Is increased, the interaction between the antenna and the plasma is weakened, and there is a concern that the plasma density may be reduced. In order to examine the effect, the cylindrical type 2 shown in FIG.
A plasma generation test was performed to compare the cylindrical single dielectric tube with the same inner diameter as the heavy dielectric tube 41.

【0024】その試験に用いられる両者の誘電体石英ガ
ラスの内径は、50mmで共通であり、その外径は、二
重誘電体管では72mm、一重誘電体管では57mmで
ある。アンテナは、線径が6mmである水冷銅パイプを
誘電体外径に密着して3ターン巻きにした構造とした。
プラズマ計測は、アンテナから真空容器の方向へ24c
mの位置で探針によりプラズマ密度を測定した。図3の
二重ガラス管の装置で計測した電子密度の高周波(R
F)入力依存性と、一重ガラス管に変えた場合との比較
が、図4に示されている。
The inner diameter of both dielectric quartz glasses used for the test is 50 mm, which is common, and the outer diameter is 72 mm for a double dielectric tube and 57 mm for a single dielectric tube. The antenna had a structure in which a water-cooled copper pipe having a wire diameter of 6 mm was wound three turns in close contact with the outer diameter of the dielectric.
Plasma measurement, 24c from the antenna to the vacuum vessel
The plasma density was measured with a probe at the position of m. The high frequency (R) of the electron density measured by the double glass tube apparatus of FIG.
F) FIG. 4 shows a comparison between the input dependency and the case of changing to a single glass tube.

【0025】一重ガラス管の場合は、高周波入力は1k
Wが限界であったが、二重ガラス管では2kWでなんら
問題がなかった。同一の高周波入力1kWでは、二重ガ
ラス管では一重ガラス管に比べて、電子密度は約90%
に低下しているが、ほぼ同一であると考えられ、水への
高周波電力の損失は少ないと考えられる。このような結
果から、一重ガラス管では水素プラズマの電子密度が
1.5×(10の12乗)/cmの3乗で最大であった
が、二重ガラス管では4.2×(10の12乗)/cm
の3乗まで大きくなり、誘電体管の冷却が有効である。
In the case of a single glass tube, the high frequency input is 1 k
W was the limit, but there was no problem at 2 kW in the double glass tube. At the same high-frequency input of 1 kW, the electron density is about 90% in the double glass tube compared to the single glass tube.
However, it is considered that they are almost the same, and the loss of high-frequency power to water is considered to be small. From these results, the electron density of the hydrogen plasma was the highest at the cube of 1.5 × (10 12) / cm in the single glass tube, but was 4.2 × (10 × 10) in the double glass tube. 12th power) / cm
And the cooling of the dielectric tube is effective.

【0026】図5は、本発明による実施の他の形態を示
している。真空容器本体部1は、既述の実施の形態の真
空容器本体部1に同じである。真空容器本体部1に連接
する高周波発生部2が2重殻構造3と高周波アンテナ4
とで形成されている点も、既述の実施の形態に同じであ
る。
FIG. 5 shows another embodiment according to the present invention. The vacuum vessel main body 1 is the same as the vacuum vessel main body 1 of the above-described embodiment. The high frequency generator 2 connected to the vacuum vessel body 1 has a double shell structure 3 and a high frequency antenna 4
This is also the same as the above-described embodiment.

【0027】この実施の形態の2重殻構造3’は、円盤
状であり即ち平板状である。渦巻き状高周波アンテナ
4’は、2重殻構造3’の平板型二重誘電体板の外側面
(鉛直面)に密着している。渦巻き状高周波アンテナ
4’の中心軸心線は、機械軸心線Lに一致している。本
装置には、磁場発生器は存在していない。磁場が形成さ
れない装置では、アンテナとプラズマは、トランスの一
次側と二次側の関係と類似した誘導結合関係にある。
The double shell structure 3 'of this embodiment is disk-shaped, that is, flat. The spiral high-frequency antenna 4 'is in close contact with the outer surface (vertical surface) of a flat double dielectric plate having a double shell structure 3'. The center axis of the spiral high-frequency antenna 4 'coincides with the machine axis L. There is no magnetic field generator in this device. In a device where no magnetic field is formed, the antenna and the plasma have an inductive coupling relationship similar to the relationship between the primary and secondary sides of the transformer.

【0028】このような関係により生成されるプラズマ
は、誘導結合プラズマと言われる。図1で磁場発生器5
が取り除かれた装置は、誘導結合プラズマ装置である。
この実施の形態でも、誘電体の冷却は有効である。図5
の装置に磁場発生器を取り付けた場合にも、誘電体の冷
却は有効である。
The plasma generated by such a relationship is called an inductively coupled plasma. In FIG. 1, the magnetic field generator 5
The device from which is removed is an inductively coupled plasma device.
Also in this embodiment, cooling of the dielectric is effective. FIG.
The cooling of the dielectric is also effective when a magnetic field generator is attached to the above device.

【0029】試験用装置として用いた図3に示されるプ
ラズマ発生装置は、そのままで実用装置である。この装
置では、ガス導入口21は、二重ガラス管構造3”の後
端に設けられる。
The plasma generator shown in FIG. 3 used as a test device is a practical device as it is. In this device, the gas inlet 21 is provided at the rear end of the double glass tube structure 3 ".

【0030】冷却される誘電体を透過させてアンテナか
ら高周波電力を高真空容器の内部に注入するようにした
装置は、注入する高周波電力を大きくすることができ、
プラズマ密度が増加して、成膜のようなプラズマ処理が
高速化し、高周波の連続注入によっても誘電体の加熱破
損を防止することができ、複雑なパルス運転高周波電源
に比べて安価な高周波電源を用いることができる。
An apparatus in which high-frequency power is injected from an antenna into a high-vacuum vessel through a dielectric to be cooled can increase the high-frequency power to be injected.
Plasma density increases, plasma processing such as film formation is accelerated, and dielectric heating damage can be prevented even by continuous high-frequency injection. Can be used.

【0031】誘電体、冷却流体の材質を変更し、ガラス
に比べて溶融温度が高いセラミックスを用いることによ
り、高周波電力を更に大きくすることができ、大型プラ
ズマ装置に対応することができる。逆に、誘電体として
プラスティックスを用いて、低出力高周波用いる小型プ
ラズマ装置を安価に提供することができる。大型プラズ
マ装置、水と反応する材料をプラズマ化する装置では、
冷却流体として難燃性のオイルを用いることにより安全
性を向上させることができる。
By changing the material of the dielectric and the cooling fluid and using ceramics whose melting temperature is higher than that of glass, it is possible to further increase the high-frequency power and to cope with a large-sized plasma device. Conversely, a small-sized plasma device using low-output high-frequency can be provided at low cost by using plastics as the dielectric. In large-scale plasma devices and devices that turn materials that react with water into plasma,
Safety can be improved by using a flame-retardant oil as a cooling fluid.

【0032】誘電体形状を変更することにより、アンテ
ナで高周波を注入するプラズマ発生装置の異なる注入方
法に対応することができる。アンテナ中心軸方向の磁場
が必要であるヘリコン波励起方法では、円筒形状、ベル
ジャー形状の誘電体が適合し、これらの形状の誘電体の
冷却は有効である。磁場がない誘導結合方法では、円
筒、ベルジャー、平板型の誘電体が適合し、これらを冷
却することも有効である。
By changing the shape of the dielectric, it is possible to cope with different injection methods of a plasma generator for injecting a high frequency with an antenna. In a helicon wave excitation method that requires a magnetic field in the direction of the central axis of the antenna, cylindrical and bell jar dielectrics are suitable, and cooling of these dielectrics is effective. In an inductive coupling method without a magnetic field, a cylindrical, bell jar, or flat dielectric is suitable, and it is also effective to cool them.

【0033】冷却効果が充分であるようにするために
は、冷却流体は誘電体の中で1気圧以上〜数気圧にする
ことが冷却効果の増加のために特に好ましい。
In order to ensure a sufficient cooling effect, it is particularly preferable that the cooling fluid be at least one atmosphere to several atmospheres in the dielectric for increasing the cooling effect.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によるプラズマ発生装置は、入力
高周波電力を大きくすることができ、更には、その入力
を連続化することができる。
According to the plasma generating apparatus of the present invention, the input high-frequency power can be increased and the input can be made continuous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明によるプラズマ発生装置の実施
の形態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a plasma generator according to the present invention.

【図2】図2は、比誘電率計算を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing relative permittivity calculation.

【図3】図3は、比較用試験装置であり本発明による実
施の他の形態を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a comparative test apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図4】図4は、入力値と電子密度の関係を比較するた
めのグラフである。
FIG. 4 is a graph for comparing the relationship between an input value and an electron density.

【図5】図5は、本発明によるプラズマ発生装置の実施
の更に他の形態を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the plasma generator according to the present invention.

【図6】図6は、公知装置を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a known device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高真空容器(本体部) 3…2重殻構造 4,4’…アンテナ 11…外側ガラス管 12…内側ガラス管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High vacuum container (main part) 3 ... Double shell structure 4, 4 '... Antenna 11 ... Outer glass tube 12 ... Inner glass tube

フロントページの続き (72)発明者 阿部 隆夫 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内 Fターム(参考) 5F004 AA00 BA14 BA15 BA16 BA20 BB13 BB14 BB18 BB29 BC08 5F045 AA08 DP01 DP02 DP03 EH01 EH02 EH11 EH16 EH17 EJ04 EJ05 Continuation of the front page (72) Inventor Takao Abe 1-8-1 Koura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (Reference) 5F004 AA00 BA14 BA15 BA16 BA20 BB13 BB14 BB18 BB29 BC08 5F045 AA08 DP01 DP02 DP03 EH01 EH02 EH11 EH16 EH17 EJ04 EJ05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高真空容器と、 前記高真空容器の外側に配置され前記高真空容器の中に
高周波を生成するためのアンテナと、 前記高真空容器の一部は、前記アンテナにより生成され
る前記高周波を透過させる誘電体材料で形成される誘電
体であり、 前記誘電体は内部が中空である2重殻構造を形成し、 前記中空には冷却流体が通されるプラズマ発生装置。
A high-vacuum container; an antenna disposed outside the high-vacuum container for generating a high-frequency wave in the high-vacuum container; and a part of the high-vacuum container is generated by the antenna. A plasma generating apparatus, comprising: a dielectric formed of a dielectric material that transmits the high frequency; the dielectric forming a double-shell structure having a hollow inside, and a cooling fluid passing through the hollow.
【請求項2】請求項1において、 前記誘電体材料は、ガラス、セラミックス、プラスティ
ックスからなる群から選択される1又は複数の材料であ
り、 前記冷却流体は、水、オイル、フロン、窒素ガス、SF
6からなる群から選択される1又は複数の冷却流体であ
るプラズマ発生装置。
2. The method according to claim 1, wherein the dielectric material is one or more materials selected from the group consisting of glass, ceramics, and plastics, and the cooling fluid is water, oil, Freon, nitrogen gas. , SF
6. A plasma generator, which is one or more cooling fluids selected from the group consisting of:
【請求項3】請求項2において、 前記冷却流体は1気圧以上〜数気圧で前記誘電体の中空
に注入されるプラズマ発生装置。
3. The plasma generator according to claim 2, wherein said cooling fluid is injected into said dielectric at a pressure of 1 atm or more to several atm.
【請求項4】請求項2において、 前記アンテナは、中空管で形成され、 前記中空管の中に冷却流体が通されるプラズマ発生装
置。
4. The plasma generator according to claim 2, wherein the antenna is formed of a hollow tube, and a cooling fluid is passed through the hollow tube.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006516806A (en) * 2003-01-30 2006-07-06 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド Spiral coil coupled remote plasma source
US7389741B2 (en) * 2003-06-27 2008-06-24 Lg. Philips Lcd. Co., Ltd Apparatus of fabricating a display device
JP2011040786A (en) * 2010-10-25 2011-02-24 Hitachi High-Technologies Corp Plasma treatment apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006516806A (en) * 2003-01-30 2006-07-06 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド Spiral coil coupled remote plasma source
US7389741B2 (en) * 2003-06-27 2008-06-24 Lg. Philips Lcd. Co., Ltd Apparatus of fabricating a display device
JP2011040786A (en) * 2010-10-25 2011-02-24 Hitachi High-Technologies Corp Plasma treatment apparatus

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