JP3144737B2 - 誘導プラズマ発生装置 - Google Patents
誘導プラズマ発生装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波電圧の誘導に
よってプラズマを発生させる方法および装置に関する。
よってプラズマを発生させる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波電圧によって空間に電界を形成す
ると、その空間内で電子が往復運動を行う。この電子が
中性ガスと衝突電離をくり返すことによって、イオンが
増大し、プラズマが形成される。高周波電圧によって誘
導されるプラズマは、空間に直接電極を配す必要がない
ので、電極から発生する不純物の混入を避けることがで
きる。そのために、プラズマ化学やプラズマＣＶＤの分
野では材料の成膜やエッジング処理にこの高周波誘導プ
ラズマがしばしば用いられてる。
ると、その空間内で電子が往復運動を行う。この電子が
中性ガスと衝突電離をくり返すことによって、イオンが
増大し、プラズマが形成される。高周波電圧によって誘
導されるプラズマは、空間に直接電極を配す必要がない
ので、電極から発生する不純物の混入を避けることがで
きる。そのために、プラズマ化学やプラズマＣＶＤの分
野では材料の成膜やエッジング処理にこの高周波誘導プ
ラズマがしばしば用いられてる。
【０００３】図４は従来の誘導プラズマの発生装置の構
成を示す断面図である。円筒状の絶縁容器２の上下にフ
ランジ４，９が取り付けられ、上部のフランジ４には上
蓋５が被さっている。フランジ４，９の中心には絶縁管
１１が固定されている。絶縁管１１と絶縁容器２との間
には冷却水３とともに、図示されていない支えを介して
第一コイル１が配されている。第一コイル１は絶縁被覆
された導体でもって絶縁管１１の外周を軸方向にらせん
状に巻回されたものであり、その両端は高周波電源１０
に接続されている。
成を示す断面図である。円筒状の絶縁容器２の上下にフ
ランジ４，９が取り付けられ、上部のフランジ４には上
蓋５が被さっている。フランジ４，９の中心には絶縁管
１１が固定されている。絶縁管１１と絶縁容器２との間
には冷却水３とともに、図示されていない支えを介して
第一コイル１が配されている。第一コイル１は絶縁被覆
された導体でもって絶縁管１１の外周を軸方向にらせん
状に巻回されたものであり、その両端は高周波電源１０
に接続されている。
【０００４】また、図４において、上蓋５の中心にキャ
リアガス８を通すための絶縁管８Ａと、プラズマシード
ガス７を通すための絶縁管１３とが配されている。さら
に、上蓋５には絶縁管１１の内部に連通する横穴７Ａ，
６Ａが設けられてあり、それぞれプラズマシードガス
７，シースガス６を絶縁管１１の内部に導いている。な
お、絶縁管１３の外壁に設けられてあるスぺーサ６Ｂ
は、らせん状に形成されてあり、これによってシースガ
ス６をらせん状に流すように誘導している。なお、図４
の装置全体は図示されていない真空容器内に収納されて
いる。
リアガス８を通すための絶縁管８Ａと、プラズマシード
ガス７を通すための絶縁管１３とが配されている。さら
に、上蓋５には絶縁管１１の内部に連通する横穴７Ａ，
６Ａが設けられてあり、それぞれプラズマシードガス
７，シースガス６を絶縁管１１の内部に導いている。な
お、絶縁管１３の外壁に設けられてあるスぺーサ６Ｂ
は、らせん状に形成されてあり、これによってシースガ
ス６をらせん状に流すように誘導している。なお、図４
の装置全体は図示されていない真空容器内に収納されて
いる。
【０００５】図４を用いて絶縁管１１内部に誘導プラズ
マ１２が形成されるメカニズムを次に説明する。横穴７
Ａを介してプラズマシードガス７が絶縁管１１内部の真
空中に流される。プラズマシードガス７は、例えばＡｒ
などの不活性気体が用いられ、誘導プラズマ１２の種に
なるものである。また、同時に横穴６Ａを介してＡｒな
どのシースガスも絶縁管１１内部に流される。このシー
スガス６は、らせん状のスペーサ６Ｂの介在によって絶
縁管１１の内壁面に沿ったらせん状の流れ（点線で示
す）になる。この状態で高周波電源１０から第一コイル
１に高周波電流を通電させると、絶縁管１１の内部に軸
方向の高周波磁界が発生する。さらに、この磁界を打ち
消すためにプラズマシードガス７中に誘導電流が形成さ
れる。プラズマシードガス７は、初期は分子自体が中性
であるが、このガス中に微小に含まれている初期電子が
高周波磁界によって絶縁管１１内で周方向に振動する。
この電子が中性分子と衝突電離し、イオンおよび電子の
増大によってプラズマシードガス７がプラズマ状態にな
る。図４の誘導プラズマ１２は上述のメカニズムによっ
て形成されたものであり、この誘導プラズマ１２内には
誘導電流が流れジュール加熱によって、その領域の温度
は数千から数万度にも達する。
マ１２が形成されるメカニズムを次に説明する。横穴７
Ａを介してプラズマシードガス７が絶縁管１１内部の真
空中に流される。プラズマシードガス７は、例えばＡｒ
などの不活性気体が用いられ、誘導プラズマ１２の種に
なるものである。また、同時に横穴６Ａを介してＡｒな
どのシースガスも絶縁管１１内部に流される。このシー
スガス６は、らせん状のスペーサ６Ｂの介在によって絶
縁管１１の内壁面に沿ったらせん状の流れ（点線で示
す）になる。この状態で高周波電源１０から第一コイル
１に高周波電流を通電させると、絶縁管１１の内部に軸
方向の高周波磁界が発生する。さらに、この磁界を打ち
消すためにプラズマシードガス７中に誘導電流が形成さ
れる。プラズマシードガス７は、初期は分子自体が中性
であるが、このガス中に微小に含まれている初期電子が
高周波磁界によって絶縁管１１内で周方向に振動する。
この電子が中性分子と衝突電離し、イオンおよび電子の
増大によってプラズマシードガス７がプラズマ状態にな
る。図４の誘導プラズマ１２は上述のメカニズムによっ
て形成されたものであり、この誘導プラズマ１２内には
誘導電流が流れジュール加熱によって、その領域の温度
は数千から数万度にも達する。
【０００６】シースガス６は、誘導プラズマ７が絶縁管
１１の内壁面に直接触れないようにするためのものであ
る。シースガス６を絶縁管１１の内壁面に沿ってらせん
状に流すことによって冷却し、シースガス６自体がプラ
ズマ化するのを防いでいる。なお、冷却水３を流すこと
によって、第一コイル１およびシースガス６を冷却して
いる。
１１の内壁面に直接触れないようにするためのものであ
る。シースガス６を絶縁管１１の内壁面に沿ってらせん
状に流すことによって冷却し、シースガス６自体がプラ
ズマ化するのを防いでいる。なお、冷却水３を流すこと
によって、第一コイル１およびシースガス６を冷却して
いる。
【０００７】図４において、誘導プラズマ１２が形成さ
れると、絶縁管８Ａの上部から、キャリアガス８を流
し、誘導プラズマ１２中に混入させる。誘導プラズマ１
２の高温によって、キャリアガス８とプラズマシードガ
ス７とを反応させ、その反応ガスを絶縁管１１の下部よ
り取り出す。キャリアガス８は、ガス単独の場合もあれ
ば、ガスと粉末との混合体である場合もある。この誘導
プラズマ１２は、例えば半導体表面の成膜やエッジング
などのプラズマ処理に使われる。
れると、絶縁管８Ａの上部から、キャリアガス８を流
し、誘導プラズマ１２中に混入させる。誘導プラズマ１
２の高温によって、キャリアガス８とプラズマシードガ
ス７とを反応させ、その反応ガスを絶縁管１１の下部よ
り取り出す。キャリアガス８は、ガス単独の場合もあれ
ば、ガスと粉末との混合体である場合もある。この誘導
プラズマ１２は、例えば半導体表面の成膜やエッジング
などのプラズマ処理に使われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、直径の大きい誘導プラズマを形
成すると、誘導プラズマ内の温度分布が不均一になると
いう問題があった。従来の装置において、第一コイルに
は数MHz 以上、一般的には１０MHz オーダの高周波電流
が流されていた。そのために表皮効果により誘導電流の
ほとんどが誘導プラズマの外周表面を流れ、高温領域が
外周側に片寄り、内部の温度上昇が充分でなかった。し
たがって、従来は直径にして５０〜６０ｍｍの誘導プラ
ズマが実用に供されるのが限界であった。プラズマ処理
などの実用装置においては、温度分布が均一で、かつ出
来るだけ直径の大きい誘導プラズマを用いた方がプラズ
マ処理能力が向上する。
たような従来の装置は、直径の大きい誘導プラズマを形
成すると、誘導プラズマ内の温度分布が不均一になると
いう問題があった。従来の装置において、第一コイルに
は数MHz 以上、一般的には１０MHz オーダの高周波電流
が流されていた。そのために表皮効果により誘導電流の
ほとんどが誘導プラズマの外周表面を流れ、高温領域が
外周側に片寄り、内部の温度上昇が充分でなかった。し
たがって、従来は直径にして５０〜６０ｍｍの誘導プラ
ズマが実用に供されるのが限界であった。プラズマ処理
などの実用装置においては、温度分布が均一で、かつ出
来るだけ直径の大きい誘導プラズマを用いた方がプラズ
マ処理能力が向上する。
【０００９】この発明の目的は、直径が大きくなっても
温度分布が均一な誘導プラズマを形成することにある。
温度分布が均一な誘導プラズマを形成することにある。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、コイルに交番電流を通電するこ
とによって前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズ
マシードガスをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置
において、前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回
され，その内部に軸方向にプラズマシードガスが流され
てなる第一コイルと、この第一コイルの外周を軸方向に
らせん状に巻回されてなる第二コイルとが設けられ、第
一コイルおよび第二コイルに周波数が互いに異なる交番
電流が通電されるとともに、第二コイルには第一コイル
より低い周波数の交番電流が通電されてなるものとす
る。
に、この発明によれば、コイルに交番電流を通電するこ
とによって前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズ
マシードガスをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置
において、前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回
され，その内部に軸方向にプラズマシードガスが流され
てなる第一コイルと、この第一コイルの外周を軸方向に
らせん状に巻回されてなる第二コイルとが設けられ、第
一コイルおよび第二コイルに周波数が互いに異なる交番
電流が通電されるとともに、第二コイルには第一コイル
より低い周波数の交番電流が通電されてなるものとす
る。
【００１２】また、コイルに交番電流を通電することに
よって前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズマシ
ードガスをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置にお
いて、前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回さ
れ，その内部に軸方向にプラズマシードガスが流されて
なる第一コイルが複数設けられるとともに、この複数の
第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマシー
ドガスを一括してその外周を軸方向にらせん状に巻回さ
れてなる第二コイルが設けられ、第一コイルおよび第二
コイルに周波数が互いに異なる交番電流が通電されると
ともに、第二コイルには第一コイルより低い周波数の交
番電流が通電されてなるものとする。
よって前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズマシ
ードガスをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置にお
いて、前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回さ
れ，その内部に軸方向にプラズマシードガスが流されて
なる第一コイルが複数設けられるとともに、この複数の
第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマシー
ドガスを一括してその外周を軸方向にらせん状に巻回さ
れてなる第二コイルが設けられ、第一コイルおよび第二
コイルに周波数が互いに異なる交番電流が通電されると
ともに、第二コイルには第一コイルより低い周波数の交
番電流が通電されてなるものとする。
【００１３】
【作用】この発明の構成によれば、第一コイルの外周、
又は第一コイルの内部から下流側へ流れ出るプラズマシ
ードガスの外周を第二コイルで巻回し、第二コイルには
第一コイルより低い周波数の交番電流を流す。第一コイ
ルによって誘導プラズマがまず形成され、この誘導プラ
ズマ中を第二コイルの誘導電流が流れる。第二コイルに
流す電流の周波数は第一コイルのそれより低いので表皮
効果が薄れ、誘導電流が誘導プラズマの外周のみなら
ず、より内部側にも流れやすくなる。ジュール加熱によ
って形成された高温領域が誘導プラズマの内部側にも拡
大するので、直径が大きくなっても、温度分布の均一な
誘導プラズマを形成することができる。
又は第一コイルの内部から下流側へ流れ出るプラズマシ
ードガスの外周を第二コイルで巻回し、第二コイルには
第一コイルより低い周波数の交番電流を流す。第一コイ
ルによって誘導プラズマがまず形成され、この誘導プラ
ズマ中を第二コイルの誘導電流が流れる。第二コイルに
流す電流の周波数は第一コイルのそれより低いので表皮
効果が薄れ、誘導電流が誘導プラズマの外周のみなら
ず、より内部側にも流れやすくなる。ジュール加熱によ
って形成された高温領域が誘導プラズマの内部側にも拡
大するので、直径が大きくなっても、温度分布の均一な
誘導プラズマを形成することができる。
【００１４】かかる構成において、第一コイルを複数配
し、第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマ
シードガスを一括してその外周を第二コイルが軸方向に
らせん状に巻回される。この構成によって、第一コイル
によって複数の誘導プラズマが形成され、この誘導プラ
ズマが一括された状態の中を第二コイルの誘導電流が流
れる。第一コイルによって形成された各誘導プラズマの
直径は小さくても、これらが一括されるので直径が大き
くかつ温度分布の均一な誘導プラズマが形成される。
し、第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマ
シードガスを一括してその外周を第二コイルが軸方向に
らせん状に巻回される。この構成によって、第一コイル
によって複数の誘導プラズマが形成され、この誘導プラ
ズマが一括された状態の中を第二コイルの誘導電流が流
れる。第一コイルによって形成された各誘導プラズマの
直径は小さくても、これらが一括されるので直径が大き
くかつ温度分布の均一な誘導プラズマが形成される。
【００１５】
【実施例】以下この発明を実施例および参考例に基づい
て説明する。図１はこの発明の実施例にかかる誘導プラ
ズマ発生装置の構成を示す断面図である。絶縁容器２の
外周にもう一つの絶縁容器１６が配され、上下のフラン
ジ４０，９０に固定されている。絶縁容器１６には冷却
水１７の流れに浸された第二コイル１５が配され、交番
電源１４に接続されている。第二コイル１５は絶縁被覆
された導体よりなり、絶縁容器２の外周を巻回してい
る。その他は図４の従来の装置と同様である。同じ部分
には同一参照符号を用いることにより詳細な説明は省略
する。
て説明する。図１はこの発明の実施例にかかる誘導プラ
ズマ発生装置の構成を示す断面図である。絶縁容器２の
外周にもう一つの絶縁容器１６が配され、上下のフラン
ジ４０，９０に固定されている。絶縁容器１６には冷却
水１７の流れに浸された第二コイル１５が配され、交番
電源１４に接続されている。第二コイル１５は絶縁被覆
された導体よりなり、絶縁容器２の外周を巻回してい
る。その他は図４の従来の装置と同様である。同じ部分
には同一参照符号を用いることにより詳細な説明は省略
する。
【００１６】図１において、高周波電源１０の周波数は
数MHz ないし数１０MHz であるが、交番電源１４の周波
数は数１０kHz ないし数１００kHz である。第一コイル
１によって誘導プラズマ１２が形成されるが、第二コイ
ル２による誘導電流は表皮効果が薄れるので誘導プラズ
マ１２の内部まで流れやすくなる。そのために、誘導プ
ラズマは内部まで温度が均一になる。したがって、図４
の従来の装置における絶縁管１１の内径ｄは５０〜６０
ｍｍが限度であったのが、図１の装置では内径ｄを数１
００ｍｍに拡大して構成しても、均一な誘導プラズマ１
２を得ることができる。図１の装置によって数１００ｍ
ｍの直径の誘導プラズマを形成させても、全体の温度が
均一なのでプラズマ処理を広い面積で実施することがで
き、プラズマ処理の効率が大幅に向上する。
数MHz ないし数１０MHz であるが、交番電源１４の周波
数は数１０kHz ないし数１００kHz である。第一コイル
１によって誘導プラズマ１２が形成されるが、第二コイ
ル２による誘導電流は表皮効果が薄れるので誘導プラズ
マ１２の内部まで流れやすくなる。そのために、誘導プ
ラズマは内部まで温度が均一になる。したがって、図４
の従来の装置における絶縁管１１の内径ｄは５０〜６０
ｍｍが限度であったのが、図１の装置では内径ｄを数１
００ｍｍに拡大して構成しても、均一な誘導プラズマ１
２を得ることができる。図１の装置によって数１００ｍ
ｍの直径の誘導プラズマを形成させても、全体の温度が
均一なのでプラズマ処理を広い面積で実施することがで
き、プラズマ処理の効率が大幅に向上する。
【００１７】図２はこの発明の参考例にかかる誘導プラ
ズマ発生装置の構成を示す断面図である。図４の従来の
装置と異なる個所は、フランジ４１と４２との間に絶縁
容器２１が設けられ、フランジ４１の上に絶縁容器２が
配されている点である。さらに、絶縁容器２１の内部に
は絶縁管２２，２３が設けられ、絶縁管２２，２３との
間にはらせん状のスペーサ６０Ｂが介装されている。フ
ランジ４１にはキャリアガス８０を通すための横穴８０
Ａと、シースガス６０を通すための横穴６０Ａとが設け
られ、いずれも絶縁管２２の内部に連通している。一
方、絶縁容器２１の内側には冷却水２０に浸された第二
コイル１５が配され、交番電源１４に接続されている。
第二コイル１５は絶縁被覆された導体よりなり、絶縁管
２２の外周を巻回している。なお、図４ではキャリアガ
ス８は上蓋５から送り込まれたが、図２の装置ではフラ
ンジ４１の横穴８０Ａから送り込まれている。また、図
１と同様に第一コイルには数MHz ないし数１０MHz の高
周波電流が流され、第二コイルには数１０kHz ないし数
１００kHz の交番電流が流されている。
ズマ発生装置の構成を示す断面図である。図４の従来の
装置と異なる個所は、フランジ４１と４２との間に絶縁
容器２１が設けられ、フランジ４１の上に絶縁容器２が
配されている点である。さらに、絶縁容器２１の内部に
は絶縁管２２，２３が設けられ、絶縁管２２，２３との
間にはらせん状のスペーサ６０Ｂが介装されている。フ
ランジ４１にはキャリアガス８０を通すための横穴８０
Ａと、シースガス６０を通すための横穴６０Ａとが設け
られ、いずれも絶縁管２２の内部に連通している。一
方、絶縁容器２１の内側には冷却水２０に浸された第二
コイル１５が配され、交番電源１４に接続されている。
第二コイル１５は絶縁被覆された導体よりなり、絶縁管
２２の外周を巻回している。なお、図４ではキャリアガ
ス８は上蓋５から送り込まれたが、図２の装置ではフラ
ンジ４１の横穴８０Ａから送り込まれている。また、図
１と同様に第一コイルには数MHz ないし数１０MHz の高
周波電流が流され、第二コイルには数１０kHz ないし数
１００kHz の交番電流が流されている。
【００１８】図２において、第一コイル１の内側に形成
される誘導プラズマ１８は、図４における誘導プラズマ
１２と同様のメカニズムにて形成される。この誘導プラ
ズマ１８はプラズマシードガス７の流れに従って、下方
に進み、内径の広い絶縁管２２の中に送り込まれる。そ
のために、誘導プラズマ１８は直径が広がり、誘導プラ
ズマ１９となる。この誘導プラズマ１９の外側には、第
二コイル１５が配されているので誘導電流が誘起され、
誘導プラズマ１９全体が加熱される。なお、シースガス
６０はらせん状のスペーサ６０Ｂを介して流れ出るの
で、シースガス６の流れと同様に絶縁管２２の内壁面に
沿ってらせん状に流れている。このシースガス６０によ
って、誘導プラズマ１９が絶縁管２２に直接触れないよ
うにしている。この状態で横穴８０Ａからキャリアガス
８０を流し込み、誘導プラズマ１９中に混入させる。
される誘導プラズマ１８は、図４における誘導プラズマ
１２と同様のメカニズムにて形成される。この誘導プラ
ズマ１８はプラズマシードガス７の流れに従って、下方
に進み、内径の広い絶縁管２２の中に送り込まれる。そ
のために、誘導プラズマ１８は直径が広がり、誘導プラ
ズマ１９となる。この誘導プラズマ１９の外側には、第
二コイル１５が配されているので誘導電流が誘起され、
誘導プラズマ１９全体が加熱される。なお、シースガス
６０はらせん状のスペーサ６０Ｂを介して流れ出るの
で、シースガス６の流れと同様に絶縁管２２の内壁面に
沿ってらせん状に流れている。このシースガス６０によ
って、誘導プラズマ１９が絶縁管２２に直接触れないよ
うにしている。この状態で横穴８０Ａからキャリアガス
８０を流し込み、誘導プラズマ１９中に混入させる。
【００１９】図２の構成にしておけば、上部の絶縁管１
１の内径ｄを必ずしも５０ないし６０ｍｍ以下とする必
要はない。誘導プラズマ１８は点弧するだけでよく、そ
の内部の温度分布は均一でなくてもよい。プラズマ１８
が下方に流れ誘導プラズマ１９となったときに、第二コ
イル１５による誘導電流によって全体が均一に加熱され
る。例えば、絶縁管１１の内径ｄを１００ｍｍ、絶縁管
２２の内径Ｄを３００ｍｍに構成しても、直径が数１０
０ｍｍでかつ内部まで温度が均一な誘導プラズマを形成
することができる。
１の内径ｄを必ずしも５０ないし６０ｍｍ以下とする必
要はない。誘導プラズマ１８は点弧するだけでよく、そ
の内部の温度分布は均一でなくてもよい。プラズマ１８
が下方に流れ誘導プラズマ１９となったときに、第二コ
イル１５による誘導電流によって全体が均一に加熱され
る。例えば、絶縁管１１の内径ｄを１００ｍｍ、絶縁管
２２の内径Ｄを３００ｍｍに構成しても、直径が数１０
０ｍｍでかつ内部まで温度が均一な誘導プラズマを形成
することができる。
【００２０】図３は、この発明の異なる実施例にかかる
誘導プラズマ発生装置の構成を示す断面図である。図２
の構成と異なる個所は、上側のフランジ４３の上部に複
数個の第一コイル１が配され、それぞれ絶縁管１１の内
部に誘導プラズマ１８が形成できるようにしている点で
ある。絶縁管２２の内部で複数の誘導プラズマ１８を一
括し、１つの誘導プラズマ２４に成長させている。
誘導プラズマ発生装置の構成を示す断面図である。図２
の構成と異なる個所は、上側のフランジ４３の上部に複
数個の第一コイル１が配され、それぞれ絶縁管１１の内
部に誘導プラズマ１８が形成できるようにしている点で
ある。絶縁管２２の内部で複数の誘導プラズマ１８を一
括し、１つの誘導プラズマ２４に成長させている。
【００２１】図３の構成にしておけば、図２の場合と同
様に上部の絶縁管１１の内径ｄを必ずしも５０ないし６
０ｍｍ以下とする必要はない。誘導プラズマ１８が点弧
するだけでよく、内部温度分布は均一でなくてもよい。
プラズマ１８が下方に流れ誘導プラズマ２４となったと
きに、第二コイル１５による誘導電流によって全体が均
一に加熱される。図３は誘導プラズマ１８が２個の例で
あるが、この数をさらに増すことによって、誘導プラズ
マ２４の直径を増すことができる。例えば、絶縁管１１
を４個配し、その内径ｄを１００ｍｍ、絶縁管２２の内
径Ｄを５００ｍｍに構成しても直径が従来のものよりも
１桁大きい誘導プラズマを内部まで温度の均一な状態で
形成することができる。
様に上部の絶縁管１１の内径ｄを必ずしも５０ないし６
０ｍｍ以下とする必要はない。誘導プラズマ１８が点弧
するだけでよく、内部温度分布は均一でなくてもよい。
プラズマ１８が下方に流れ誘導プラズマ２４となったと
きに、第二コイル１５による誘導電流によって全体が均
一に加熱される。図３は誘導プラズマ１８が２個の例で
あるが、この数をさらに増すことによって、誘導プラズ
マ２４の直径を増すことができる。例えば、絶縁管１１
を４個配し、その内径ｄを１００ｍｍ、絶縁管２２の内
径Ｄを５００ｍｍに構成しても直径が従来のものよりも
１桁大きい誘導プラズマを内部まで温度の均一な状態で
形成することができる。
【００２２】
【発明の効果】この発明は前述のように、第一コイルの
外周、又は第一コイルの内部から下流側へ流れ出るプラ
ズマシードガスの外周を第二コイルで巻回し、第二コイ
ルには第一コイルより低い周波数の交番電流を流す。こ
の方法によって、誘導プラズマの直径を５０ｍｍないし
６０ｍｍより大幅に大きくし数１００ｍｍに形成しても
温度分布は内部まで均一であり、プラズマ処理の効率が
大きく向上する。
外周、又は第一コイルの内部から下流側へ流れ出るプラ
ズマシードガスの外周を第二コイルで巻回し、第二コイ
ルには第一コイルより低い周波数の交番電流を流す。こ
の方法によって、誘導プラズマの直径を５０ｍｍないし
６０ｍｍより大幅に大きくし数１００ｍｍに形成しても
温度分布は内部まで均一であり、プラズマ処理の効率が
大きく向上する。
【００２３】また、上記において、第一コイルを複数配
し、第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマ
シードガスを一括してその外周を第二コイルが軸方向に
らせん状に巻回される。これによって、第一コイルによ
って形成させる誘導プラズマの数を増せば、従来より桁
違いに大きな直径の誘導プラズマを温度分布が均一の状
態で形成することができる。したがって、プラズマ処理
の効率がさらに向上する。
し、第一コイルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマ
シードガスを一括してその外周を第二コイルが軸方向に
らせん状に巻回される。これによって、第一コイルによ
って形成させる誘導プラズマの数を増せば、従来より桁
違いに大きな直径の誘導プラズマを温度分布が均一の状
態で形成することができる。したがって、プラズマ処理
の効率がさらに向上する。
【図１】この発明の実施例にかかる誘導プラズマ発生装
置の構成を示す断面図
置の構成を示す断面図
【図２】この発明の参考例にかかる誘導プラズマ発生装
置の構成を示す断面図
置の構成を示す断面図
【図３】この発明の異なる実施例にかかる誘導プラズマ
発生装置の構成を示す断面図
発生装置の構成を示す断面図
【図４】従来の誘導プラズマ発生装置の構成を示す断面
図
図
１：第一コイル、２，１６，２１：絶縁容器、８Ａ，１
１，１３，２２，２３：絶縁管、３，１７，２０：冷却
水、４０，４１，４２，４３，９０：フランジ、５：上
蓋、６：シースガス、７：プラズマシードガス、８：キ
ャリアガス、１０：高周波電源、１２，１８，１９，２
４：誘導プラズマ、１４：交番電源、１５：第二コイ
ル、８０Ａ，６０Ａ，７Ａ，６Ａ：横穴、６Ｂ，６０
Ｂ：スペーサ
１，１３，２２，２３：絶縁管、３，１７，２０：冷却
水、４０，４１，４２，４３，９０：フランジ、５：上
蓋、６：シースガス、７：プラズマシードガス、８：キ
ャリアガス、１０：高周波電源、１２，１８，１９，２
４：誘導プラズマ、１４：交番電源、１５：第二コイ
ル、８０Ａ，６０Ａ，７Ａ，６Ａ：横穴、６Ｂ，６０
Ｂ：スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 作田 忠裕 石川県松任市村井東２−３−７ 審査官 村田 尚英 (56)参考文献 特開 昭63−237399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86700（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−502786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 H01L 21/3065 C23F 4/00
Claims (2)
- 【請求項１】コイルに交番電流を通電することによって
前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズマシードガ
スをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置において、
前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回され，その
内部に軸方向にプラズマシードガスが流されてなる第一
コイルと、この第一コイルの外周を軸方向にらせん状に
巻回されてなる第二コイルとが設けられ、第一コイルお
よび第二コイルに周波数が互いに異なる交番電流が通電
されるとともに、第二コイルには第一コイルより低い周
波数の交番電流が通電されてなることを特徴とする誘導
プラズマ発生装置。 - 【請求項２】コイルに交番電流を通電することによって
前記コイルの内部に軸方向に流されるプラズマシードガ
スをプラズマ化させる誘導プラズマ発生装置において、
前記コイルとして、軸方向にらせん状に巻回され，その
内部に軸方向にプラズマシードガスが流されてなる第一
コイルが複数設けられるとともに、この複数の第一コイ
ルの内部から下流側へ流れ出る各プラズマシードガスを
一括してその外周を軸方向にらせん状に巻回されてなる
第二コイルが設けられ、第一コイルおよび第二コイルに
周波数が互いに異なる交番電流が通電されるとともに、
第二コイルには第一コイルより低い周波数の交番電流が
通電されてなることを特徴とする誘導プラズマ発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20438193A JP3144737B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 誘導プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20438193A JP3144737B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 誘導プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757893A JPH0757893A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3144737B2 true JP3144737B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=16489591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20438193A Expired - Fee Related JP3144737B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 誘導プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144737B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100328325B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2002-03-13 | (주)이레 엔지니어링 | 플라즈마 발생장치 |
| US7742167B2 (en) | 2005-06-17 | 2010-06-22 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Optical emission device with boost device |
| US8622735B2 (en) * | 2005-06-17 | 2014-01-07 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Boost devices and methods of using them |
| US9259798B2 (en) | 2012-07-13 | 2016-02-16 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Torches and methods of using them |
| KR101932117B1 (ko) | 2017-08-11 | 2018-12-24 | 피에스케이 주식회사 | 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 플라즈마 발생 유닛 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP20438193A patent/JP3144737B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0757893A (ja) | 1995-03-03 |
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