JP3149002B2 - 同軸形のマイクロ波プラズマ発生器 - Google Patents

同軸形のマイクロ波プラズマ発生器

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和夫 杉山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ発
生器に関し、特に、同軸形共振器を使用したマイクロ波
プラズマ発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】図8、図9は従来より使用されている導
波管形のマイクロ波プラズマ発生器を示し、このマイク
ロ波プラズマ発生器は、A寸法が109.22mm、B
寸法が54.61mmの矩形導波管1を用い、また、導
波管形インピ−ダンス整合器としてスリ−スタブ整合器
2を使用している。3は導波管1内に垂直に挿入したプ
ラズマ発生部で、石英管4の内壁に支持体5を取付け、
この支持体5に電気伝導性を持つ細い棒状の電極6が取
付けられている。このプラズマ発生部3は、図示する如
くスリ−スタブ整合器2の中心位置からプラズマ発生部
3の中心位置までの距離が(5/4)・λgとなるよう
に導波管1内を貫通している。7は導波管1内に備えた
反射板で、この反射板7はスリ−スタブ整合器2の中心
から反射板7の反射面までの距離が(7/4)・λgと
なるように備えられている。ここで、マイクロ波が導波
管1内を伝送する管内波長λgは、導波管1の開口寸法
がA=109.22mm、B=54.61mmのとき1
47.7mm(周波数が2.45GHzのマイクロ波の
とき)となる。
【0003】上記したマイクロ波プラズマ発生器は、マ
イクロ波を導波管1内に伝送するとマイクロ波の電界が
電極6の先端部分に集中して先端部分が高電界となり、
これによって電極6の先端からプラズマが発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した導波管形のマ
イクロ波プラズマ発生器は、装置の小形化を図ることが
難かしく、また、装置の大きさに対し得られるプラズマ
の断面積が小さいと言う欠点を有している。
【0005】つまり、マイクロ波プラズマ発生器のイン
ピ−ダンス整合器にスリ−スタブ整合器2を使用した従
来例の場合、スリ−スタブ整合器2の中心位置から反射
板7の反射面までの距離が最小寸法で(7/4)・λg
必要となることから、図8に示す如く、マイクロ波プラ
ズマ発生器の長さは最小で約554mm必要となり、ま
た、高さはスリ−スタブ整合器2の最大寸法である約1
98mm、横幅はネジ止め部の高さを含めて約161m
mとなる。
【0006】インピ−ダンス整合器にEH整合器を使用
した場合は、スリ−スタブ整合器2を使用した場合より
大形となってしまい、また、プラズマ発生部3でマイク
ロ波の電界強度を最大とするために導波管を用いた場合
は、スリ−スタブ整合器2の中心位置から反射板7の反
射面までの距離を上記した(7/4)・λgより小さく
することは難かしい。
【0007】一方、インピ−ダンス整合器にスリ−スタ
ブ整合器2やEH整合器等を使用したとしてもプラズマ
発生部3から発生するプラズマはその断面積が石英管4
の内径以下となる。
【0008】上記したことから、導波管形のマイクロ波
プラズマ発生器は、小形化するには限界があるうえ、装
置の大きさに対して得られるプラズマの断面積が小さ
い。
【0009】本発明は、上記した実情にかんがみ、マイ
クロ波プラズマ発生器を同軸形で構成し、装置の小形化
を図ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では、外体内に内部導体を備えた同軸形共
振器を設けると共に、内部導体の長さを(λ/2).n
+(λ/4)に設定し、上記同軸形共振器に同軸モ−ド
に変換したマイクロ波を伝送して上記内部導体の先端部
分に高電界を生じさせプラズマを発生させる構成とした
同軸形のマイクロ波プラズマ発生器を提案する。
【0011】また、上記内部導体は同軸共振器内におけ
る長さが可変となるように構成することもできる。
【0012】
【作用】このマイクロ波プラズマ発生器は、内部導体を
備えた同軸形共振器に同軸モ−ドに変換したマイクロ波
を伝送し、上記内部導体の先端からプラズマを発生させ
るもので、上記した内部導体はマイクロ波の電界が先端
部分から集中するようにその長さが(λ/2)・n+
(λ/4)となっている。このように構成した同軸形の
マイクロ波プラズマ発生器は、従来のようなインピ−ダ
ンス整合器の必要がなくなると共に、反射板等も不必要
となるので装置全体を小形化することができる。
【0013】また、上記したマイクロ波プラズマ発生器
は、内部導体の長さを可変に構成することもできる。こ
の場合は、同軸形共振器内における内部導体の長さを調
整すれば、共振周波数をマイクロ波の周波数と簡単に同
調させることができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面に沿って
説明する。図1は本発明の第1実施例を示す同軸形のマ
イクロ波プラズマ発生器の拡大底面図であり、図2はこ
のマイクロ波プラズマ発生器の縦断側面図である。
【0015】これらの図より、50は同軸形共振器で、
この共振器50は円筒状の外管51の上端に蓋体52を
ボルト53で固定し、下端は開口してある。
【0016】この外管51の上端寄りには図示しないマ
イクロ波発振器に連結した同軸線路54を互いの内部を
連通するようにして接続してある。
【0017】また、同軸線路54の内部中央には、導体
55が通り、この導体55は外管51内で蓋体52方向
に屈折し、蓋体52の内端面52aに小形のボルト56
で固定してある。なお、蓋体52は外管51を通じ同軸
線路54の外部導体に接続される。
【0018】さらに、蓋体52の中央には内部導体57
が固着してある。内部導体57は、棒状部57aとこの
棒状部57aの先端に固着した電気伝導性を持つ細長い
電極57bからなり、同軸形共振器50内のこれらの長
さが(λ/2)・n+(λ/4)(n=1、2、3・・
・・・・・)となっている。λは周波数2.45GHz
のマイクロ波のとき122.4mmとなる。
【0019】また、上記した外管51の下方には、電極
57bの周囲面に溝を形成し、この溝に石英管58が取
付けてある。石英管58はプラズマの発生により外管5
1の内面が変質するのを防止する。
【0020】59は、外管51に形成したガス導入口
で、このガス導入口59から導入するガスの種類によっ
て様々なプラズマを発生させることができる。ガス導入
口59の位置は、同軸形共振器50の共振状態を悪くさ
せない位置であれば任意の位置に設けることができる。
【0021】上記した構成において、同軸線路54に接
続した図示しないマイクロ波発振器によってマイクロ波
が出力されると、マイクロ波は同軸線路54を通ること
によって同軸モ−ド(TEMモ−ド)に変換され同軸形
共振器50内に伝送される。同軸形共振器50内におい
てはマイクロ波が内部導体57によってその先端部分、
すなわち、電極57bに導かれ、電極57bの先端には
マイクロ波の電界が集中し、電界強度が最大となり、そ
して、電極57bの先端からプラズマが発生する。
【0022】常圧や高圧状態でプラズマを発生させるに
は、同軸形共振器50のQ値を高くし、また、内部導体
57と外管51との整合をとる必要がある。さらに、電
極57bの先端の鋭利さの度合いも高める必要がある。
【0023】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図3は同軸形のマイクロ波プラズマ発生器の拡大底
面図、図4はこのマイクロ波プラズマ発生器の縦断側面
図である。なお、本実施例の説明の中で第1実施例と同
一部材については同一符号を付してその説明を省略す
る。
【0024】このマイクロ波プラズマ発生器は、同軸形
共振器60内において内部導体61の長さを変える構成
とした点に特徴がある。
【0025】外管51の上端面にボルト62で固着した
蓋体63は凸状形をなし、小径部63aの表面には雄ネ
ジが形成され、この小径部63aに雌ネジを有する回転
ネジ部64が螺合している。
【0026】上記した回転ネジ部64は、内部導体61
を中央に挿通してこの内部導体61を支持している。
【0027】内部導体61は、蓋体63の中央を貫通す
るように形成した孔63cから同軸形共振器60内に突
入し、その長さが(λ/2)・n+(λ/4)となるよ
うに調整する。
【0028】つまり、上記した回転ネジ部64を回転さ
せると、回転ネジ部64が図4上において上下方向に移
動し、これに伴って内部導体61が移動するので、同軸
形共振器60内における内部導体61の長さを変えるこ
とができる。
【0029】また、雄ネジと雌ネジとの螺合部65から
の電波漏洩を無くすために、内部導体61の外周の一部
を覆う接触子66が設けてある。この接触子66は蓋体
63に一体形成され、蓋体63の内端面63dからλ/
4の長さで突出し、接触子66の終端の接点部66aの
内周が内部導体61の外周に密接している。上記した接
触子66はその長さが、接点部66aにおいて電流が最
小となり、電流損失が少なくなるようになっている。
【0030】このように構成したマイクロ波プラズマ発
生器は、同軸形共振器60内における内部導体61の長
さを変化させることができるので、供給されるマイクロ
波の周波数とマイクロ波プラズマ発生器の共振周波数を
適度に同調することができる。
【0031】一般に使用されているマイクロ波エネルギ
−の発生源としては、マグネトロンを用いたものが多
く、そのため発振するマイクロ波の周波数は固定し、許
容される発振周波数範囲は2450MHz±50MHz
である。これより、マイクロ波プラズマ発生器の効率を
高めるには、同軸形共振器60内における内部導体61
の長さを調整して周波数の同調を図ることが必要とな
る。
【0032】図5、図6は上記した第2実施例の変形例
を示し、このマイクロ波プラズマ発生器は、雄ネジと雌
ネジとの螺合部65からの電波漏洩を防止するのに接触
子66を用いた第2実施例に対し、マイクロ波チョ−ク
67によって対応したものである。なお、この変形例の
説明の中で第2実施例と同一部材については同一符号を
付してその説明を省略する。
【0033】内部導体68は、第2実施例で示した内部
導体61と同様、回転ネジ部64を回転させることによ
って同軸形共振器69内における長さが調整される。
【0034】蓋体70は導体55を連結させた内蓋71
を有し、マイクロ波チョ−ク67が内蓋71の孔71a
に連通するようになっている。
【0035】つまり、蓋体70の孔71aに対し、内蓋
71の端面71bより蓋体70の内底面の距離をλ/4
の長さとしたマイクロ波チョ−ク67が形成してある。
このようにすると、孔71aの長さとマイクロ波チョ−
クの長さとでλ/2の長さとなり、上記した端面71b
がマイクロ波の仮想短絡面となる。この結果、内部導体
68と蓋体70とは非接触でありながら、回転ネジ部6
4にマイクロ波が侵入することはなく、雄ネジと雌ネジ
との接合部65からのマイクロ波の漏洩を防止できる。
【0036】上記した各実施例及び変形例で示した同軸
形のマイクロ波プラズマ発生器は、従来例で示した導波
管形インピ−ダンス整合器や反射板7等を必要としない
ので充分に小形化される。例えば、第2実施例の変形例
で示したマイクロ波プラズマ発生器は一番大きなタイプ
であるが、長さを170mm、高さ及び幅を30mmで
構成することができる。
【0037】このように小形化されたマイクロ波プラズ
マ発生器は装置の集積化を可能とし、これによって大面
積のプラズマを得ることができる。
【0038】図7は、同軸形のマイクロ波プラズマ発生
器を10本集積したもので、図中72は同軸形共振器、
73は回転ネジ部、74は同軸線路、75は表面にプラ
ズマ処理を施す物体である。これにより、従来では不可
能であった大面積の物体の表面に同時に、かつ、隙間な
くプラズマ処理を行なうことが可能となる。
【0039】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る同軸形
のマイクロ波プラズマ発生器は、導波管のマイクロ波プ
ラズマ発生器ではなし得なかった装置の小形化が可能と
なるので、その大きさに対して得られるプラズマの断面
積の割合が大きくなり、極めて効率の高いものとなる。
【0040】また、装置の小形化によってマイクロ波プ
ラズマ発生器の集積化が可能となるので大面積のプラズ
マを発生させることもでき、応用範囲を一段と高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す同軸形のマイクロ波
プラズマ発生器の拡大底面図である。
【図2】本発明の第1実施例におけるマイクロ波プラズ
マ発生器の縦断側面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す同軸形のマイクロ波
プラズマ発生器の拡大底面図である。
【図4】本発明の第2実施例におけるマイクロ波プラズ
マ発生器の縦断側面図である。
【図5】本発明の第2実施例の変形例を示すマイクロ波
プラズマ発生器の拡大底面図である。
【図6】上記変形例におけるマイクロ波プラズマ発生器
の縦断側面図である。
【図7】本発明の応用例であり、同軸形のマイクロ波プ
ラズマ発生器の集積使用状態を示す斜視図である。
【図8】従来例として示した導波管形マイクロ波プラズ
マ発生器の一部切欠き側面図である。
【図9】上記従来例の導波管形マイクロ波プラズマ発生
器の簡略平面図である。
【符号の説明】
50 同軸形共振器 51 外管 52 蓋体 54 同軸線路 55 導体 57 内部導体 58 石英管 60 同軸形共振器 61 内部導体 63 蓋体 64 回転ネジ部 66 接触子
フロントページの続き (72)発明者 谷山 記一 埼玉県新座市野火止4丁目18番3号 ミ クロ電子株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/46 H01L 21/3065

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外体内に内部導体を備えた同軸形共振器
    を設けると共に、内部導体の長さを(λ/2).n+
    (λ/4)に設定し、上記同軸形共振器に同軸モ−ドに
    変換したマイクロ波を伝送して上記内部導体の先端部分
    に高電界を生じさせプラズマを発生させる構成とした同
    軸形のマイクロ波プラズマ発生器。
  2. 【請求項2】 同軸共振器内における上記内部導体の長
    さを可変に構成したことを特徴とする請求項(1)記載
    の同軸形のマイクロ波プラズマ発生器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018224097A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-13 Fricke Und Mallah Microwave Technology Gmbh Vorrichtung zum erzeugen eines plasmastrahls im mhz- und ghz-bereich mit tem- und hohlleitermoden

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110104381A1 (en) * 2004-01-15 2011-05-05 Stefan Laure Plasma Treatment of Large-Scale Components
JP4531451B2 (ja) * 2004-06-10 2010-08-25 多津男 庄司 大気圧中でのプラズマ生成装置及び大気圧中でのプラズマ生成支援装置
US7806077B2 (en) * 2004-07-30 2010-10-05 Amarante Technologies, Inc. Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation
JP4967784B2 (ja) * 2007-04-25 2012-07-04 凸版印刷株式会社 マイクロ波プラズマ発生装置
JP5026169B2 (ja) * 2007-07-04 2012-09-12 長野日本無線株式会社 プラズマ処理装置
JP5297098B2 (ja) * 2008-06-12 2013-09-25 長野日本無線株式会社 プラズマ処理装置
KR101012345B1 (ko) * 2008-08-26 2011-02-09 포항공과대학교 산학협력단 저 전력 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
JP5586137B2 (ja) * 2008-09-30 2014-09-10 長野日本無線株式会社 プラズマ処理装置
FR2937494B1 (fr) * 2008-10-17 2012-12-07 Centre Nat Rech Scient Source de plasma gazeux basse puissance
JP5275092B2 (ja) * 2009-03-12 2013-08-28 長野日本無線株式会社 プラズマ処理装置
JP5636876B2 (ja) * 2010-10-27 2014-12-10 株式会社Ihi プラズマ発生装置
DE102020100872B4 (de) * 2020-01-15 2021-08-05 Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz- Institut für Höchstfrequenztechnik Resonator und Leistungsoszillator zum Aufbau einer integrierten Plasmaquelle sowie deren Verwendung
KR102231371B1 (ko) * 2020-01-29 2021-03-25 주식회사 피에스엠 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018224097A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-13 Fricke Und Mallah Microwave Technology Gmbh Vorrichtung zum erzeugen eines plasmastrahls im mhz- und ghz-bereich mit tem- und hohlleitermoden

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