JP3981240B2 - マイクロ波プラズマ発生装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波プラズマ発生装置及び方法に係り、特に、半導体分野の露光用光源、液晶表示装置用の光源及び樹脂硬化などに用いる光源装置やプラズマを用いた微細加工のエッチング、成膜及び表面改質などに用いるプラズマ表面処理装置などに対して好適なマイクロ波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ発生装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体分野の露光用光源、液晶表示装置用の光源及び樹脂硬化などに用いる光源装置等として、マイクロ波電力を用いた▲1▼プラズマ光源装置が知られている。また、プラズマを用いた微細加工のエッチング、成膜及び表面改質などに用いるプラズマ表面処理装置として、マイクロ波電力を用いた▲2▼プラズマ表面処理装置が知られている。
【0003】
まず、▲1▼プラズマ光源装置の代表的なものとしては、例えば、照明学会研究会資料L3-86-1-6(吉沢、西前、滝、児玉 1986年)、三菱電機技報、Vol.57、
No.2 (1983) 23 等に記載された技術が挙げられる。
【0004】
図5は、従来のプラズマ光源装置300の概略構成図である。
プラズマ光源装置300は、例えば、マグネトロン301、導波管302、空胴共振器303、無電極ランプ305及び反射板306を備える。マグネトロン301は、例えば、周波数2.45GHz(波長122mm)のマイクロ波電力を発生する。導波管302は、一端をマグネトロン301に接続され、他端は空胴共振器303に接続されている。
【0005】
空胴共振器303は、マイクロ波を反射し、光を透過する金属メッシュで覆われており、この金属メッシュのうち導波管302に接続された箇所には、導波管302を経てマグネトロン301から供給されるマイクロ波電力を導入するための給電口304が形成されている。無電極ランプ305は、空胴共振器303内に配設されており、例えば、球形であって、内部に希ガス、水銀、ハロゲン、金属などが封入されている。また、反射板306は、配光分布が所望の分布となるように適宜設定される。
【0006】
ここで、無電極ランプ305内でプラズマが発生する過程について概要を説明する。
まず、マグネトロン301から供給されるマイクロ波電力は、導波管302を経て給電口304から空胴共振器303内に導入される。空胴共振器3内に導入されたマイクロ波電力は、無電極ランプ305に対してマイクロ波電力を与える。このマイクロ波電力によって、無電極ランプ305内に封入された各種物質は電離し、プラズマを発生する。
【0007】
つぎに、▲2▼プラズマ表面処理装置の代表的なものとしては、例えば、本発明者らが既に公表したPlasma Sources Science & Technology、 5 (1996) 648等に記載された技術が挙げられる。
図6は、従来のプラズマ表面処理装置400の概略構成図である。
プラズマ表面処理装置400は、例えば、放電管401と、この放電管401より延設されたプラズマ処理室(チャンバー)402と、導波管403と、空胴部(キャビティ)404とを備える。放電管401には、例えば、プロセスガス(例えば、O2やCF4など)を導入するための導入パイプが取り付けられている。また、放電管401は、石英ガラス等の誘電体から形成されている。放電管401の外周には、例えば、図示しない内導体及び外導体が設けられている。導波管403は、放電管401を覆うキャビティ404に接続されている。キャビティ404の壁面は、この放電管401を覆う導体で形成されている。
【0008】
ここで、プラズマの発生について説明する。
まず、導波管403は、キャビティ404にマイクロ波電力を導入する。放電管401は、キャビティ404内に設置されている。このため、キャビティ404に導入されたマイクロ波電力は、外導体及び内導体を経て放電管401に供給され、放電管401の中のガスを電離してプラズマを生成する。放電管401の中に生成したプラズマは、チャンバー402に拡散される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、例えば、図5の▲1▼プラズマ光源装置300に示すように、空胴共振器3内に配設された無電極ランプ305の外部からマイクロ波電力が与えられ、無電極ランプ305内にプラズマが発生する。このとき、共振器5内のマイクロ波電界は、中心部が最大になるためガス温度が低く、かつ、非平衡なプラズマが生成される等、供給したマイクロ波電力の利用率が低い。さらに、この装置自体が大きく、かつ複雑である。
【0010】
また、従来技術では、例えば、図6の▲2▼プラズマ表面処理装置400を参照すると、キャビティ404に導入されたマイクロ波電力が、外導体及び内導体を経て、ベルジャ状の誘電体で形成された放電管401に導入されるので、大口径で均一なプラズマを生成することが困難になる。
本発明は、以上の点に鑑み、マイクロ波電力の利用率が大きく、よりコンパクトかつ安価で任意の形状のプラズマを安定に生成できるマイクロ波プラズマ発生装置及び方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の解決手段によると、
ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、
マイクロ波電力は、前記導波管内に入力され、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力されると共に、前記反応容器の誘電体を介して前記反応容器内のガスに電力を供給し、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生装置を提供する。
【0012】
本発明の第2の解決手段によると、
ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備えたマイクロ波プラズマ発生装置におけるマイクロ波プラズマ発生方法であって、
マイクロ波電力を、前記導波管内に入力すると共に、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力させ、
前記ギャップ又はスロットから出力されたマイクロ波電力を、前記反応容器の誘電体を介して前記容器内のガスに供給することにより、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生方法を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明に関するプラズマ光源装置に適用したマイクロ波プラズマ発生装置100の概略構成図である。なお、図1(a)は、プラズマ発生装置100の主要部を示した断面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A’線断面図である。
【0014】
マイクロ波プラズマ発生装置100は、ここでは、プラズマ光源装置に適用されており、例えば、扁平導波管1と、内導体2と、ランプ3と、このランプ3を支持するためのランプ支持棒4と、このランプ支持棒4を固定するための支持具7,8と、冷却部材9とを備える。なお、マイクロ波のリークを考慮し、マイクロ波を反射させる材質で形成されたシールドケージ10を、ランプ3の外周に配設してもよい。なお、ここで、扁平導波管とは、標準サイズより薄い形状のものをいう。
【0015】
扁平導波管1は、一端は開放され、他端は短絡されており、図示しないマイクロ波電源、チューナ及びテーパー管を経て、一端よりマイクロ波電力が供給される。薄い扁平導波管1は、例えば、周波数2.45GHzのとき、その内寸は、電界方向(E面):高さh=3−12mm、磁界方向(H面):幅w=84mm以上で生成するプラズマの断面積に依存する。また、扁平導波管1のH面の一側壁(前面)には、半径r1の第1開口部11が設けられている。なお、この第1開口部11の半径r1は、ランプ3の内径に依存しており、例えば、ランプ3の内径が約30mmのとき、r1=10mm程度となる。
【0016】
一方、扁平導波管1の他方の側壁(後面)には、半径r2(r2>r1)の第2開口部12が設けられている。なお、ここで、E面とは、扁平導波管1内の電界に平行な側壁であり、H面とは、扁平導波管1内の磁界に平行な側壁である。
【0017】
なお、チューナは、例えば、マイクロ波電源とマイクロ波プラズマ発生装置100の間に配設され、マイクロ波電力を効率良く(反射電力が少なくなるように)プラズマに供給出来るように、マイクロ波源側のインピーダンスとプラズマ側のインピーダンスを整合させている。
【0018】
内導体2は、扁平導波管1の中央部付近に設ける。内導体2の形状は、例えば、円錐台形状であって、この内導体2の先端部は、例えば、H面の一側壁(前面)の外側の高さとほぼ等しく同心状で、ランプ3の外径とも同心状になっている。内導体2の先端部は、円筒形でその外径r3は、前面に設けた第1開口部11の半径r1より小さい(r3<r1)。このため、内導体2の先端部は、図1(ロ)に示すように、第1開口部11と共に磁界方向にリング状のギャップ(又はスロット)g(例えば、ギャップ幅:2〜8mm)を形成する。なお、ギャップgの形状は、反応(真空)容器であるランプ3の形状(断面)と同一又は略同一とするとよい。また、ギャップgの幅が一定又は略一定となるように、基本的にはギャップgの内周となる内導体2の先端部と、ギャップgの外周となる扁平導波管1に形成された第1開口部11との形状を同一形状にする。なお、上述のギャップg、扁平導波管1、内導体2、ランプ3及びランプ支持棒4は、例えば、内導体2の中心軸を中心として、互いに軸対称に配置するとよい。
【0019】
また、内導体2の底部は、第2開口部12の周縁と接合する。なお、扁平導波管1には、ここでは、扁平導波管1に形成された第1開口部11及び第2開口部12を介して、内導体2が設けられているが、扁平導波管1と内導体2とを一体成形してもよい。この場合、図中、第2開口部12と内導体2の底部とが一体成形となる。これによっても、内導体2の先端部は、第1開口部と共にギャップgを形成することができ、マイクロ波電力を集中させることができる。
【0020】
また、ランプ3は、反応容器であって、例えば、石英ガラス等の誘電体からなる球形のランプ(内径:例えば5−30mm)である。このランプ3の内部には、例えば、数kPa(例えば、0.1−105Pa)のHe、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一種の希ガスと必要とする光を得るための数10mgのHg、InBr、ScI3−NaIなどの少なくとも1種類が封入されている。なお、ランプ3の形状は、球形に限らず、円筒形、角柱等、適宜の形状で形成してもよい。また、ランプ3の内部に封入されたガスなどは、内導体2の先端部と扁平導波管1のH面の一側壁(前面)に形成された第1開口部11との間のギャップgから出力されるマイクロ波電力(例えば、数100W)によってイオン化され、プラズマ5を発生する。ここでは、プラズマ5の発生に伴って放射される光を光源として用いることにより、マイクロ波プラズマ発生装置100は、プラズマ光源装置として機能する。
【0021】
ランプ支持棒4は、例えば、ランプ3を支持するための支持棒であって、内導体2に開けられた円筒6に挿入されている。ランプ支持棒4は、例えば、石英ガラス、誘電体、導体、非導体、絶縁体等の適宜の材質を用いて形成することができる。なお、ランプ支持棒4の材質をランプ3の材質(誘電体)と同一にした場合、ランプ(例えば、放電管)3と熱膨張係数が同じになり、ランプ3が高温になっても破損することがなく、効率的な放熱を行うことができる。さらにこの場合、ランプ3及びランプ支持棒4とを一体成形することができる。
【0022】
また、ランプ3を冷却する場合は冷却部材9を設けるとよい。冷却部材9の空気(又は液体)導入口から導入した空気(又は液体)は、内導体2に形成された円筒6を経て、ランプ3と内導体2の先端部又は扁平導波管1との隙間を通過する。この空気(又は液体)の流れによって、ランプ3の表面が冷却される。なお、ランプ3を冷却する場合、図示しない冷却ファンによって強制的に冷却してもよい。
【0023】
ここで、上述のプラズマ光源装置に適用したプラズマ発生装置100におけるプラズマ5の発生について概略的に説明する。
図示しないマイクロ波源で発生したマイクロ波電力は、例えば、アイソレータ、チューナ及びテーパ電波管を経て、扁平導波管1の一端から導入される。なお、この扁平導波管1の他端は短絡されている。このとき、マイクロ波電力は、第1開口部11と内導体2との間のギャップgに集中する。ランプ3はこのギャップg上(又は近傍)に設置されているので、このランプ3に封入された反応ガス(種々のガス状の物質)には、このマイクロ波電力が印加される。
【0024】
したがって、この電力により、ガスはイオン化されプラズマ5を発生する。このプラズマ5とランプ3を形成する誘電体である石英ガラスとの境界には、表面波が励起伝搬し、反応ガスはよりイオン化され、より高密度のプラズマ5が発生する。このようにして、適宜の物質のプラズマが、高密度(使用した周波数のカットオフ密度以上:例えば、2.45GHzのとき7×1010/cm3以上)となり、したがって、発光強度も一層高輝度になる。さらに、適宜の目的に応じたプラズマを、低気圧(10−2Pa)から高気圧(数100気圧)まで球状、平面状等の任意の形状に効率良く生成維持することができる。
【0025】
この表面波の性質として、例えば、ランプ3の内面からプラズマ5の中に表面波が伝搬することにより、プラズマ5の電子密度や温度は、プラズマ5の中心部より周辺部の方が高くなる。また、マイクロ波の周波数で決まるカットオフ密度以上の高密度プラズマを生成することができる。このため、マイクロ波プラズマ発生装置100で生成されたプラズマ5は、高輝度・高効率となる。
【0026】
なお、カットオフ密度について説明すると、マイクロ波は、その周波数fで決まる電子密度(カットオフ密度という)以上の電子密度を有する媒体の中を伝搬することができないが、表面波モードに変換すると、表面波の性質から、ランプや誘電体板の材質(誘電率:k=4−10程度)に依存して、その周波数fはf(1+k)1/2と大きくなる。このため、カットオフ密度も大きくなって、より高密度のプラズマが得られることになる。
【0027】
次に、図2は本発明に関するプラズマ表面処理装置に適用したプラズマ発生装置200の概略構成図である。なお、上述のプラズマ発生装置100と重複する部材については、同一符号を付すと共に、冗長とならない程度に説明を省略する。
【0028】
プラズマ発生装置200は、ここでは、プラズマ表面処理装置として適用されており、例えば、扁平導波管1と、内導体2と、反応容器22と、誘電体板21と、金属製の上蓋28又は金属製の下蓋29と、金属円状板27とを備える。なお、このプラズマ表面処理装置に適用したプラズマには、例えば、スループットを高めるためにより高密度、かつ大口径で均一であること、また、方向性のあるエッチングをダメージなく行うために、低温(数eV以下)で低圧などであることなどが要求される。
【0029】
薄くて大きな扁平導波管1は、例えば、E面の高さh=5−12mm、H面の幅w=84mm以上で必要とするプラズマの大きさに依存し、例えば、w=300mmである。扁平導波管1は、一端が開放され、他端は短絡されている。一端からは、図示しないマイクロ波源及びチューナなどを経てマイクロ波電力が供給される。扁平導波管1のH面の一側壁(ここでは、誘電体板21側)には半径r1の第1開口部11が、他方の対向した側壁には第2開口部12がそれぞれ形成されている。この扁平導波管1には、この第1開口部11及び第2開口部12を介して内導体2が設けられている。なお、この扁平導波管1のWの大きさは、必要される処理の面積(例えば、エッチングすべきウェハー等の試料の面積)に比例し、これに伴って、第1開口部11の半径r1の大きさも大きくする(例えば、通常25mm以上)。
【0030】
反応容器(真空容器)22は、例えば、金属製の真空チャンバーであって、ガス導入パイプ30と、排気口31とを備える。また、反応容器22の内部には、試料25と、試料台24とが設置されている。試料25は、各種表面処理(例えば、エッチング)をすべき適宜の材料(例えば、処理すべきウェハー)である。試料台24には、この試料25を誘電体21に対向して設置する。誘電体板21は、反応容器22の側面に配設された石英ガラス等、適宜の誘電体から形成されている。ガス導入パイプ30からは、試料25に合った反応ガスを導入する。排気口は、図示しない真空ポンプ等に接続されている。
【0031】
なお、誘電体板21を、例えば、誘電率の大きいセラミックス等で形成した場合、表面波の性質からより高密度のプラズマ5が得られる。また、試料台24は、例えば、加熱又は冷却ができるとともに、直流又は高周波バイアスなどが必要に応じて印加できるようになっている。反応容器22の側面に設けられた誘電体板21の試料25側の一面と、反応容器22の金属製の側面との間には、互いを真空シールするための”O”リング23等のパッキンが取り付けられている。
【0032】
内導体2は、上述のように、例えば、円錐台形状であって、内導体2の先端部(半径r3、例えば、r1−r3=2−8mm)は、誘電体板21の近傍に配設され、第1開口部11と共に、リング状のギャップ(又はスロット)gを形成する。また、内導体2の底部は、第2開口部12の周縁と接合する。
【0033】
このギャップgの位置を、例えば、必要とするプラズマ5の径の約75−85%のところに設定すると、大口径で均一性の良いプラズマが得られる。なお、このギャップgの設定位置は、プラズマの生成と壁および拡散による損失とのバランスで決まる。
【0034】
また、内導体2の略中心部に、空胴部20を形成し、軽量化を図ることもできる。なお、外光やマイクロ波のリーク、又は、均一性などを考慮する場合、この空胴部20を形成しないようにするか、又は、この空胴部20の内導体2の底部に相当する部分に金属製の上蓋28を、又は、空胴部20の内導体2の先端部に相当する部分に金属製の下蓋29をそれぞれ取り付けるか内導体2と一体製作する。
【0035】
また、誘電体板21の径が大きくなると、耐真空強度を大きくするために、この誘電体板21の厚さを厚くする必要があり、このため、マイクロ波電力の利用率は低下する。誘電体板21の厚さを厚くすることなく、耐真空強度を維持するには、上述の空胴部20を完全には形成しないようにするか、又は、反応容器22の金属製の側壁のうち誘電体板21に面した部分を、例えば、部分的な上壁26として一部残しておくようにしてもよい。なお、誘電体板21の周辺部などからのマイクロ波電力のリークを防止する対策としては、この誘電体板21の周辺部などにマイクロ波を遮蔽する金属円状板27を設置する。
【0036】
ここで、上述のプラズマ表面処理装置に適用したプラズマ発生装置200におけるプラズマ5の発生について説明する。
まず、真空チャンバーである反応容器22内に、例えば、エッチングすべきウェハなどの試料25に合わせた反応ガス(例えば、CF4などのエッチングガス)を、ガス導入パイプ30より導入する。つぎに、図示しないマイクロ波源で発生したマイクロ波電力が、扁平導波管1の一端から入力される。このマイクロ波電力は、上述のギャップgから出力される。また、ギャップgから出力されたマイクロ波電力は、誘電体板21を経て反応容器22に封入された反応ガスに供給される。これにより、反応ガスがイオン化され、プラズマ5が生成・維持される。このプラズマ5によるラジカルやイオン(正と負)と試料25との物理的、化学的反応によりエッチングが起こり、エッチング生成物は排気除去される。なお、試料台24に対しては、例えば、高周波バイアス用高周波電圧を印加したり冷却することにより、指向性の優れたエッチングを促進するようにしてもよい。一方、反応ガスとしてO2やN2などを用いると、アークシングはじめ酸化物や窒化物などの創製などにも応用することができる。
【0037】
このように、リング状のギャップgにマイクロ波電力を集中させ、反応容器22のうちギャップgに対応する部分からプラズマ5を発生させると、誘電体板21とプラズマ5との境界で表面波が励起され伝搬するので、低温で大口径の均一なカットオフ密度以上の高密度プラズマを効率良く生成維持することができる。
【0038】
図3は、本発明及び従来技術に関するイオン電流密度の径分布特性を比較した一例の図である。
本実施の形態であるプラズマ発生装置200で発生したプラズマは、例えば、従来技術と比較すると、イオン電流密度の径分布は均一であり、しかも高密度である。具体的には、実線で示した本実施の形態に関する径分布特性は、破線で示した従来技術の径分布特性に比べて、径が大きくなっても、イオン電流密度は均一になっている。また、図示のように、本実施の形態に関する径分布特性のイオン電流密度は、従来技術の径分布特性のイオン電流密度よりも大きい。さらに、電子温度が低い(例えば、1−3eV程度)こともあって、プラズマ5の電位も低く、したがって、試料25に入射するイオンのエネルギーも小さくなる等、プラズマプロセスにとっての利点が多くある。
【0039】
上述の実施の形態によれば、薄い扁平導波管1のH面方向と平行に面した一側壁の略中央部に、例えば、円状の第1開口部11を設け、さらに、他方の側壁の略中央部に円錐台状の内導体2を同心状に設ける。また、この第1開口部11と内導体2の先端部とでリング状のギャップ(又はスロット)gをH面方向に形成させる。
【0040】
マイクロ波電力は、石英ガラスなどの適宜の誘電体で形成され、ギャップgの近傍に配設されたランプ3、又は、誘電体板21を介して、ランプ3内又は反応容器22内に封入された反応ガスに与える。これにより、反応ガスはイオン化され、プラズマ5を生成維持させることができる。
【0041】
このとき、ギャップgにマイクロ波電力が集中すると共に、ランプ3又は誘電体板21とプラズマ5との境界に表面波が励起伝搬するので、プラズマ5に対してマイクロ波電力を効率良く吸収させることができる。このため、低気圧(10−2Pa)から高気圧(数100気圧)までの広い範囲で、カットオフ密度以上の高密度で低温のプラズマを、適宜のガスについて所望の大きさ、かつ、適宜の目的に応じて発生させることができる。
【0042】
このように、プラズマ発生装置100で発生したプラズマは、例えば、露光などの光源としてプラズマ光源装置に適用でき、さらに、プラズマ発生装置200で発生したプラズマは、例えば、エッチングやテポジションなどのプラズマプロセス用として、プラズマ表面処理装置に適用することができる。なお、供給するマイクロ波電力は、連続(CW)またはパルス(例えば、周期:10μs−10ms程度、パルス幅:1μs−5ms程度)等に限らず、適宜の状態であってもよく、特に、パルス変調の場合は、プラズマの温度や密度などの物理量を制御できる。また、マイクロ波電力の周波数は、通常500MHz程度以上であれば、適宜の値であっても良い。なお、内導体2の形状は、円錐台形状だけでなく、円筒、角柱、円柱等の形状であってもよい。さらに、ギャップ(又はスロット)gの形状は、リング状以外の形状であってもよい。
【0043】
図4は、ギャップgの他の形状を示す図である。ギャップgの形状としては、例えば、図4(a)のような長方形、図4(b)のような導波管2の長手方向と直交方向に沿った楕円形状、図4(c)のような導波管2の長手方向に沿った楕円形状であってもよい。これらの形状は、ランプ又は反応容器の形状に応じ、適宜選択される。例えば、ランプが楕円球形のときは、図4(b)(c)、また、ランプが蛍光灯のような棒状のときは、図4(a)等を選択することができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によると、以上説明した通り、マイクロ波電力の利用率が大きく、よりコンパクトかつ安価で任意の形状のプラズマを安定に生成することができる。
また、本発明によると、低気圧から高気圧まで球状から平面状の任意の形状のプラズマを、効率良く生成維持することができる。さらに、本発明によると、マイクロ波電力の利用率が大きく、高密度、かつ、低温のプラズマを安定に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するプラズマ光源装置に適したマイクロ波プラズマ発生装置100の概略構成図。
【図2】本発明に関するプラズマ表面処理装置に適したプラズマ発生装置200の概略構成図。
【図3】本発明及び従来技術に関するイオン電流密度の径分布特性を比較した一例の図。
【図4】ギャップgの他の形状を示す図。
【図5】従来のプラズマ光源装置300の概略構成図。
【図6】従来のプラズマ表面処理装置400の概略構成図。
【符号の説明】
1 扁平導波管
2 内導体
3 ランプ(放電管)
21 誘電体板
22 反応容器
g リング状ギャップ(スロット)
Claims (15)
- ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部と、前記第1開口部に対向する壁面に形成された第2開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、
前記内導体の底部が、前記導波管の第2開口部の周縁と接合され、
マイクロ波電力は、前記導波管内に入力され、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力されると共に、前記反応容器の誘電体を介して前記反応容器内のガスに電力を供給し、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生装置。 - ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と、
前記内導体の中央部に形成された孔部に挿入される、前記反応容器を支持する支持部材と
を備え、
マイクロ波電力は、前記導波管内に入力され、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力されると共に、前記反応容器の誘電体を介して前記反応容器内のガスに電力を供給し、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生装置。 - ガスを含む反応容器と、
前記反応容器に面した誘電体と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部と、前記第1開口部に対向する壁面に形成された第2開口部とを有し、前記誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、
前記内導体の底部が、前記導波管の第2開口部の周縁と接合され、
マイクロ波電力は、前記導波管内に入力され、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力されると共に、前記誘電体を介して前記反応容器内のガスに電力を供給し、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生装置。 - ガスを含む反応容器と、
前記反応容器に面した誘電体と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な第1の側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な前記第1の側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、
前記内導体の先端部がギャップ又はスロットの内周となり、及び、前記導波管の第1開 口部がギャップ又はスロットの外周となり、
前記内導体の底部が、前記導波管の第1開口部に対向する第2の側壁に接合され又は一体成形されており、
マイクロ波電力は、前記導波管内に入力され、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力されると共に、前記誘電体を介して前記反応容器内のガスに電力を供給し、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生装置。 - 前記内導体は、円錐台形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- 前記ギャップ又はスロットの幅は一定又は略一定であって、形状はリング状であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- 前記支持部材は、誘電体であることを特徴とする請求項2に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- 前記内導体の近傍に配置され、前記反応容器と前記内導体又は前記導波管との隙間に、気体又は液体を流すことにより、前記反応容器を冷却する冷却部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- 前記内導体の中央部に孔部が形成され、該孔部の該第1及び/又は第2開口部側を覆う金属蓋を備えたことを特徴とする請求項1又は3又は4に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- 前記誘電体の外周の一部又は全部を覆う遮蔽部材を備えたことを特徴とする請求項1又は3又は4に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
- ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部と、前記第1開口部に対向する壁面に形成された第2開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、前記内導体の底部が、前記導波管の第2開口部の周縁と接合されたマイクロ波プラズマ発生装置におけるマイクロ波プラズマ発生方法であって、
マイクロ波電力を、前記導波管内に入力すると共に、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力させ、
前記ギャップ又はスロットから出力されたマイクロ波電力を、前記反応容器の誘電体を介して前記容器内のガスに供給することにより、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生方法。 - ガスを含み、少なくとも一部が誘電体で形成された反応容器と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と、
前記内導体の中央部に形成された孔部に挿入される、前記反応容器を支持する支持部材と
を備えたマイクロ波プラズマ発生装置におけるマイクロ波プラズマ発生方法であって、
マイクロ波電力を、前記導波管内に入力すると共に、前記導波管の第1開口部と前記内 導体の間のギャップ又はスロットから出力させ、
前記ギャップ又はスロットから出力されたマイクロ波電力を、前記反応容器の誘電体を介して前記容器内のガスに供給することにより、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生方法。 - ガスを含む反応容器と、
前記反応容器に面した誘電体と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な側壁に設けられた第1開口部と、前記第1開口部に対向する壁面に形成された第2開口部とを有し、前記誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、前記内導体の底部が、前記導波管の第2開口部の周縁と接合されたマイクロ波プラズマ発生装置におけるマイクロ波プラズマ発生方法であって、
マイクロ波電力を、前記導波管内に入力すると共に、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力させ、
前記ギャップ又はスロットから出力されたマイクロ波電力を、前記誘電体を介して前記容器内のガスに供給することにより、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生方法。 - ガスを含む反応容器と、
前記反応容器に面した誘電体と、
短絡された一端と、開放されてマイクロ波電力が導入される他端と、磁界に平行な第1の側壁に設けられた第1開口部とを有し、前記反応容器の誘電体の近傍に配置された導波管と、
前記導波管内の磁界に平行な前記第1の側壁に、前記導波管の第1開口部とギャップ又はスロットを形成するための内導体と
を備え、
前記内導体の先端部がギャップ又はスロットの内周となり、及び、前記導波管の第1開口部がギャップ又はスロットの外周となり、
前記内導体の底部が、前記導波管の第1開口部に対向する第2の側壁に接合され又は一体成形されたマイクロ波プラズマ発生装置におけるマイクロ波プラズマ発生方法であって、
マイクロ波電力を、前記導波管内に入力すると共に、前記導波管の第1開口部と前記内導体の間のギャップ又はスロットから出力させ、
前記ギャップ又はスロットから出力されたマイクロ波電力を、前記反応容器の誘電体を介して前記容器内のガスに供給することにより、プラズマを生成するようにしたマイクロ波プラズマ発生方法。 - 前記反応容器は、少なくとも一部が誘電体で構成され、前記誘電体を兼ねたことを特徴とする請求項4に記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
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