JP6843273B2 - プラズマ発生装置および情報処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、プラズマ発生装置および情報処理方法に関するものである。
特許文献1には、チャンバ内のプラズマに加える電流および電圧をモニタし、加える電力を制御するプラズマ発生器を含むシステムが開示されている。
特開2004−154562号公報
ところで、プラズマ発生装置において、例えばガスを供給するガス供給装置の故障などにより、例えばガスの流量が異常となり、プラズマ発生装置が異常停止する場合がある。異常停止の場合には、異常停止前の例えばガスの流量の推移の情報が、異常発生の原因の特定に有用となる。
本願は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、装置の異常停止が発生した場合に、異常停止の原因特定を効率的に行うことができるプラズマ発生装置および情報処理方法を提供することを目的とする。
本明細書は、1対の電極間の放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、1対の電極と、1対の電極を覆うハウジングと、ハウジングに設けられた複数の開口部と、1対の電極に反応気体を供給するための反応気体供給経路と、複数の開口部と連通される複数の連通経路および加熱気体を供給する加熱気体供給経路を有し、複数の連通経路の流出口と加熱気体供給経路の流出口とが近接されていることで、複数の開口部および複数の連通経路を通過した1対の電極間の放電により反応気体がプラズマ化したプラズマ気体を加熱気体で保護することを可能とする連結ブロックと、加熱気体供給経路に配設されるヒータと、ヒータに配設される温度センサと、反応気体供給経路に配設された第1圧力センサと、反応気体供給経路に供給される反応気体の流量を測定する第1流量センサと、加熱気体供給経路に配設された第2圧力センサと、加熱気体供給経路に供給される加熱気体の流量を測定する第2流量センサと、1対の電極に給電する高周波電源と、高周波電源から1対の電極に給電される電流値を検知する電流センサと、温度センサ、第1圧力センサ、第1流量センサ、第2圧力センサ、第2流量センサ、および電流センサの何れかにより異常を検知する検知器と、記憶装置と、制御装置と、を備え、制御装置は、該プラズマ発生装置の状態を時刻に対応付けて記憶装置に記憶させ、検知器が異常を検出する所定時間前から異常を検知するまでのプラズマ発生装置の状態を記憶装置に記憶させる記憶処理を実行するプラズマ発生装置を開示する。
本開示によれば、装置の異常停止が発生した場合に、異常停止の原因特定を効率的に行うことができるプラズマ発生装置および情報処理方法を提供することができる。
大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。 大気圧プラズマ発生装置の下端部を示す斜視図である。 大気圧プラズマ発生装置の要部を示す断面図である。 大気圧プラズマ発生装置の制御系統を示すブロック図である。 高周波電源、処理ガス供給装置、および加熱用ガス供給装置と電極および反応室との物理的な接続を示すブロック図である。 データ記憶期間を説明する図である。
大気圧プラズマ発生装置の構成
大気圧プラズマ発生装置10は、大気圧下でプラズマを発生させるための装置である。図1に示すように、大気圧プラズマ発生装置10は、プラズマガス噴出装置12と加熱ガス噴出装置14と制御装置(図4参照)16とを備えている。以下の説明において、大気圧プラズマ発生装置10の幅方向をX方向と、大気圧プラズマ発生装置10の奥行方向をY方向と、X方向とY方向とに直行する方向、つまり、上下方向をZ方向と称する。
プラズマガス噴出装置12は、ハウジング20、カバー22、1対の電極24,26(図3)によって構成されている。図3に示すように、ハウジング20は、メインハウジング30、放熱板31、アース板32、下部ハウジング34、ノズルブロック36を含む。メインハウジング30は、概してブロック状をなし、メインハウジング30の内部には、反応室38が形成されている。また、メインハウジング30には、上下方向に延びるように、複数の第1ガス流路(図3では1本の第1ガス流路のみが記されている)50が形成されており、複数の第1ガス流路50は、X方向に所定の間隔をおいて並んでいる。各第1ガス流路50の上端部は、反応室38に開口し、下端部は、メインハウジング30の底面に開口している。
放熱板31は、メインハウジング30のY方向における一方側の側面に配設されている。放熱板31は、複数のフィン(図示省略)を有しており、メインハウジング30の熱を放熱する。また、アース板32は、避雷針として機能するものであり、メインハウジング30の下面に固定されている。アース板32には、複数の第1ガス流路50に対応して、上下方向に貫通する複数の貫通穴56が形成されており、各貫通穴56は、対応する第1ガス流路50に連結されている。
下部ハウジング34は、ブロック状をなし、アース板32の下面に固定されている。下部ハウジング34には、複数の貫通穴56に対応して、複数の第2ガス流路62が上下方向に延びるように形成されている。各第2ガス流路62の上端部は、対応する貫通穴56に連結され、下端部は、下部ハウジング34の底面に開口している。
図2に示すように、ノズルブロック36は、下部ハウジング34の下面に固定されており、下部ハウジング34の複数の第2ガス流路62に対応して、複数の第3ガス流路66が、上下方向に延びるように形成されている。各第3ガス流路66の上端部は、対応する第2ガス流路62に連結され、下端部は、ノズルブロック36の底面に開口している。
図3に戻り、カバー22は、概して枡形をなし、下部ハウジング34およびノズルブロック36を覆うように、アース板32の下面に配設されている。カバー22の下面には、貫通穴70が形成されている。その貫通穴70は、ノズルブロック36の下面より大きく、ノズルブロック36の下面が、貫通穴70の内部に位置している。また、カバー22の加熱ガス噴出装置14側の側面にも、Y方向に延びるように貫通穴72が形成されている。
1対の電極24,26は、メインハウジング30の反応室38の内部において、対向するように配設されている。その反応室38には、処理ガス供給装置(図4参照)74が接続されている。処理ガス供給装置74は、窒素等の不活性ガスと酸素等の活性ガスとの少なくとも一方を、処理ガスとして供給する装置である。これにより、反応室38に、処理ガスが供給される。尚、処理ガスはドライエアでも良い。
また、加熱ガス噴出装置14は、保護カバー80、ガス管82、ヒータ83、連結ブロック84を含む。保護カバー80は、プラズマガス噴出装置12の放熱板31を覆うように配設されている。ガス管82は、保護カバー80の内部において、上下方向に延びるように配設されており、ガス管82には、加熱用ガス供給装置(図4参照)86が接続されている。加熱用ガス供給装置86は、酸素等の活性ガス、若しくは、窒素等の不活性ガスを供給する装置である。また、ガス管82には、概して円筒状のヒータ83が配設されており、ガス管82がヒータ83によって加熱される。これにより、加熱用ガス供給装置86からガス管82に供給されたガスが加熱される。また、ヒータ83には、概して円筒状の熱電対カバー91に覆われた熱電対92(図4)が配設されている。
連結ブロック84は、ガス管82の下端に連結されるとともに、カバー22のY方向での加熱ガス噴出装置14側の側面に固定されている。連結ブロック84には、概してL字型に屈曲した連通路88が形成されており、連通路88の一端部は、連結ブロック84の上面に開口するとともに、連通路88の他端部は、Y方向でのプラズマガス噴出装置12側の側面に開口している。そして、連通路88の一端部がガス管82に連通し、連通路88の他端部が、カバー22の貫通穴72に連通している。
図4に示すように、制御装置16は、コントローラ100、高周波電源102、駆動回路105、流量コントローラ103,104、制御回路106および通信部107などを備えている。コントローラ100は、不図示のCPU,ROM,RAM等を備えるコンピュータなどにより実現される。コントローラ100は、高周波電源102、駆動回路105、および流量コントローラ103,104を制御することにより、プラズマガス噴出装置12および加熱ガス噴出装置14を制御する。また、コントローラ100は、制御回路106を介して、表示装置115に接続されている。これにより、コントローラ100の指令に従って、表示装置115に画像が表示される。さらに、コントローラ100は、入力装置116に接続されている。入力装置116は、操作ボタンなどにより構成されており、操作ボタンへの操作による操作情報を出力する。これにより、操作ボタンへの操作による操作情報が、コントローラ100に入力される。通信部107は、不図示のネットワークに接続する通信機器と通信を行う。通信の形態は特に限定されず、例えば、LAN、シリアル通信などである。また、コントローラ100は機能部として記憶部120および異常検知部121を有する。記憶部120には、後述する記憶処理にて大気圧プラズマ発生装置10の状態が記憶される。異常検知部121は、後述する電流センサ111、圧力センサ112,113、熱電対92、温度センサ114からの出力値に基づいて、異常が発生したか否かを判断し、異常を検知する。
図5に示すように、高周波電源102は、商用電源から電極24,26へ給電する高周波の交流電力を生成し、生成した交流電力を電極24,26へ給電する。電流センサ111は、高周波電源102から電極24,26へ電力を供給するための給電線131に流れる電流を検出する。詳しくは、電流センサ111は例えばカレントトランスを備え、カレントトランスにより検出された給電線131に流れる電流値に応じた検出電圧をAD変換し、電流値に応じたデジタル値をコントローラ100へ出力する。以下、電流値に応じたデジタル値を単に電流値と記載する場合がある。
流量コントローラ103は、例えばマスフローコントローラなどにより実現される。流量コントローラ103は、処理ガス供給装置74から反応室38に供給される処理ガスの流量を制御する。また、供給される処理ガスの流量の値をコントローラ100へ出力する。圧力センサ112は、処理ガス供給装置74から反応室38に供給される処理ガスの配管132に取り付けられており、処理ガスのガス圧を検出し、検出したガス圧値をコントローラ100へ出力する。
流量コントローラ104は、流量コントローラ103と同様に、加熱用ガス供給装置86からガス管82に供給されるガスの流量を制御する。また、供給されるガスの流量値をコントローラ100へ出力する。圧力センサ113は、加熱用ガス供給装置86からガス管82を介して連通路88に供給されるガスの配管133に供給されるガスのガス圧を検出し、検出したガス圧値をコントローラ100へ出力する。
駆動回路105にはヒータ83付近に取り付けられた熱電対92が電気的に接続されている。駆動回路105は、コントローラ100に指示された目標温度となるように、熱電対92の出力値に基づき、ヒータ83を制御する。また、駆動回路105は、熱電対92の出力値に応じた温度をコントローラ100へ出力する。温度センサ114は、例えば熱電対を有し、プラズマガス(後述)の温度を検出し、検出した温度をコントローラ100へ出力する。
大気圧プラズマ発生装置によるプラズマ処理
大気圧プラズマ発生装置10において、プラズマガス噴出装置12では、上述した構成により、反応室38の内部で処理ガス(反応気体の一例)がプラズマ化され、ノズルブロック36の第3ガス流路66の下端からプラズマガス(プラズマ気体の一例)が噴出される。また、加熱ガス噴出装置14により加熱されたガス(加熱気体の一例)がカバー22の内部に供給される。そして、カバー22の貫通穴70から、プラズマガスが、加熱されたガスとともに噴出され、被処理体がプラズマ処理される。
詳しくは、プラズマガス噴出装置12では、処理ガス供給装置74によって処理ガスが反応室38に供給される。その際、反応室38では、1対の電極24,26に電力が供給されており、1対の電極24,26間に電流が流れる。これにより、1対の電極24,26間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。反応室38で発生したプラズマは、第1ガス流路50内を下方に向かって流れ、貫通穴56を介して、第2ガス流路62に流れ込む。そして、プラズマガスは、第2ガス流路62および、第3ガス流路66内を下方に向かって流れる。これにより、第3ガス流路66の下端から、プラズマガスが噴出される。
また、加熱ガス噴出装置14では、加熱用ガス供給装置86によってガスがガス管82に供給され、そのガス管82が、ヒータ83により加熱される。これにより、ガス管82に供給されているガスが600℃〜800℃に加熱される。その加熱されたガスは、連結ブロック84の連通路88を介して、カバー22の貫通穴72からカバー22の内部に流入する。そして、カバー22内に流入した加熱ガスは、カバー22の貫通穴70から噴出される。この際、ノズルブロック36の第3ガス流路66の下端から噴出されるプラズマガスが、加熱ガスによって保護される。これにより、適切にプラズマ処理を行うことが可能となる。
詳しくは、プラズマ処理時には、プラズマガスを噴出する噴出口から所定の距離、離れた位置に被処理体が載置され、その被処理体に噴出口からプラズマガスが噴出される。つまり、プラズマ処理時において、プラズマガスは空気中に噴出され、空気中に噴出されたプラズマガスが被処理体に照射される。
コントローラ100は、入力装置116を介してプラズマ発生開始の指示を受け付けると、プラズマ発生制御を開始する。プラズマ発生制御において、コントローラ100は、高周波電源102に所定の電力を電極24,26に給電する制御を開始させ、流量コントローラ103,104にそれぞれ、処理ガスおよびガスを、所定のガス流量およびガス圧での供給を開始させる。また、コントローラ100は、駆動回路105に、所定の温度になるように、ヒータ83の制御を開始させる。
また、コントローラ100は、プラズマ発生制御を開始すると、所定時間毎に、電流センサ111から出力される電流値、流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105および温度センサ114から出力される温度を時刻に対応付けて記憶部120に記憶させる記憶処理を開始する。以下の説明において、時刻に対応付けて記憶される電流値、流量値、ガス圧値、駆動回路105および温度センサ114から出力される温度を履歴と称する。また、以下の説明において、電流値、流量値、ガス圧値、温度を検出値と総称する。記憶部120において、履歴が記憶される領域は予め定められている。従って、コントローラ100は、記憶処理において、記憶部120の予め定められた領域に履歴が記憶され、新たな履歴を記憶することができる空の領域がなくなると、記憶部120に記憶されている履歴のうち、最古の履歴に新たな履歴を上書きする。これにより、所定期間前の履歴が記憶部120に記憶されることができる。尚、所定期間とは例えば数分程度である。
コントローラ100は、検出値の少なくとも1つが異常値となり異常が発生した異常検知部121がと判断すると、異常を検知したため、電極24,26への給電の停止、処理ガス、ガスの供給を停止させ、プラズマ発生制御を終了する。これにより、大気圧プラズマ発生装置10のプラズマ発生は停止される。次に、コントローラ100は、記憶処理を終了する。これにより、図6に示すように、記憶部120には、異常停止より前の一定期間の履歴が記憶されている状態となる。尚、図6における異常発生とは、上記のコントローラ100が検出値の少なくとも1つが異常値となったと判断した時点を示す。また、図6における異常停止とは、上記の、コントローラ100が異常値となったと判断して、電極24,26への給電の停止、処理ガス、ガスの供給を停止させた時点を示す。
コントローラ100は、異常停止により、プラズマ発生制御を終了すると、表示装置115に履歴を表示させる。表示形式は、例えば時間軸に対して検出値をプロットしたグラフ形式などである。これにより、作業者は異常停止の原因の調査をすることができる。例えば、駆動回路105から出力されるヒータ83に配設された熱電対92により検出された温度が異常値となったと判断された場合について次に例示する。例えば、温度上昇が通常よりも遅く、所定時間経過しても異常判定の下限値よりも大きく、つまり温度が上がりきらなかったことが原因となる場合がある。また、熱電対92により検出された温度が異常判定の下限値より大きく、つまり温度が所定温度よりも高かったものの、例えば、熱電対92の断線、動力線の断線、あるいはヒータ83の故障などを原因として、温度が急激に低下した場合である。このように、原因により検出値の変動の傾向は異なるため、原因を調査するのに履歴は有効となる。
ここで、異常が発生したと異常検知部121が判断する、上記した場合以外の場合について説明する。放電が行われると電極24,26間に電流が流れる。そこで、電流センサ111による電流値に基づき、異常検知部121は、所定時間における電流が流れなかった電流欠け回数が所定回数よりも多かった場合に異常が発生したと判断する。また、ガスの流量の値が異常値となる場合には、配管はずれ、配管つまりなどがある。また、ガス圧が異常となる場合には、配管はずれ、放電不安定などがある。
また、ガス圧が大きくなる場合、相関して、電流欠け回数が増える、あるいは、ヒータ83の温度の値が上昇する、あるいは、ガス流量が増える傾向がある。ガス流量が増える場合、相関して、電流欠け回数が増える傾向がある。また、ヒータ83の温度が下がると、放電能力に影響する。また、電極24,26の摩耗、および電極24,26へ供給される電圧の低下は、電流欠け回数が増える要因となる。履歴により、高周波電源102に異常があるかを容易に判断することができる。
ここで、大気圧プラズマ発生装置10はプラズマ発生装置の一例であり、電極24,26は電極および一対の電極の一例であり、電流センサ111は電力検出器の一例であり、流量コントローラ103,104および圧力センサ112,113は気体検出器の一例である。コントローラ100は制御装置の一例であり、異常検知部121、電流センサ111、流量コントローラ103,104および圧力センサ112,113は検知器の一例であり、記憶部120は記憶装置の一例である。また、表示装置115は表示部の一例である。また、電流センサ111から出力される電流値はプラズマ発生装置の状態および給電量の一例である。流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105から出力される熱電対92による温度および温度センサ114から出力される温度は、プラズマ発生装置の状態およびガスの状態の一例である。流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105から出力される熱電対92による温度および温度センサ114から出力される温度は、それぞれ、ガス流量、ガス圧、ガス温度の一例である。また、ハウジング20はハウジングの一例であり、ヒータ83はヒータの一例であり、高周波電源102は高周波電源の一例である。また、カバー22、下部ハウジング34、ノズルブロック36、および連結ブロック84からなる部分は連結ブロックの一例である。また、第1ガス流路50は開口部の一例であり、第2ガス流路62および第3ガス流路66は連通経路の一例であり、配管132は反応気体供給経路の一例であり、配管133は加熱気体供給経路の一例である。圧力センサ112は第1圧力センサの一例であり、流量コントローラ103は第1流量センサの一例であり、圧力センサ113は第2圧力センサの一例であり、流量コントローラ104は第2流量センサの一例であり、熱電対92は温度センサの一例である。
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
コントローラ100は、検出値の少なくとも1つが異常値となったと異常検知部121が判断すると、電極24,26への給電の停止、処理ガス、ガスの供給を停止させ、プラズマ発生制御を終了する。また、コントローラ100は、プラズマ発生制御を開始することに応じて記憶処理を開始し、プラズマ発生制御を終了することに応じて記憶処理を終了する。これにより、記憶部120に記憶された検出値の履歴を提供することができるため、異常停止の原因特定を効率的に行う大気圧プラズマ発生装置10を提供することができる。
また、コントローラ100は、記憶処理において、記憶部120の予め定められた領域に履歴が記憶され、新たな履歴を記憶することができる空の領域がなくなると、記憶部120に記憶されている履歴のうち、最古の履歴に新たな履歴を上書きし、所定時間を残して順次更新して記憶する。これにより、記憶部120の限られた記憶領域にて、異常停止から所定時間前の履歴を効率的に記憶させることができる。
また、コントローラ100は、プラズマ発生制御を開始することに応じて記憶処理を開始し、プラズマ発生制御を終了することに応じて記憶処理を終了する。つまり、コントローラ100は、プラズマ発生制御を行っていない期間、検出器の記憶は行わない。プラズマ発生制御を行っていない期間の検出値は、異常停止の原因の調査には有益ではない。このため、大気圧プラズマ発生装置10の電源が投入されている期間のうち、記憶処理を行われる期間が限定されることにより、省電力とすることができる。
また、大気圧プラズマ発生装置10は、記憶部120に記憶されている検出値を表示する表示装置115を備える。これにより、作業者は、表示装置115に表示される検出値の履歴を見ることによって、効率的に異常停止の原因を調査することができる。
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記では、記憶処理において、電流センサ111から出力される電流値、流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105から出力される温度、および温度センサ114から出力される温度のすべてが記憶されると説明したが、これに限定されない。電流センサ111から出力される電流値と、流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105から出力される温度、および温度センサ114から出力される温度との、何れか一方が記憶される構成でも良い。さらに、流量コントローラ103,104から出力される流量値、圧力センサ112,113から出力されるガス圧値、駆動回路105から出力される温度、および温度センサ114から出力される温度の少なくとも何れか1つが記憶される構成としても良い。
また、上記では、コントローラ100は、検出値の少なくとも1つが異常値となったと判断すると、電極24,26への給電の停止、処理ガス、ガスの供給を停止させ、プラズマ発生制御を終了し、その後、記憶処理を終了すると説明したが、これに限定されない。コントローラ100は、検出値の少なくとも1つが異常値となったと判断したことに応じて、記憶処理を終了する構成としても良い。
また、上記では、コントローラ100は、異常停止により、プラズマ発生制御を終了すると、表示装置115に履歴を表示させると説明したが、これに限定されない。大気圧プラズマ発生装置10が起動している期間、コントローラ100は、表示装置115に履歴表示の操作ボタンを含むメニュー画面を表示させる構成としておき、作業者により、履歴表示の操作ボタンが入力装置116を介して選択された場合に、履歴を表示する構成としても良い。また、記憶部120に記憶された履歴のデータが通信部107を介して、ネットワーク接続された通信機器へ送信可能とする構成としても良い。これにより、大気圧プラズマ発生装置10の近くにいない技術者が、送信先の通信機器にて履歴を見て原因を調査することができる。
また、上記では、異常を検出する検出器の一例として異常検知部121の場合を例示したが、これに限定されない。例えば、コントローラ100とは別に、圧力センサ112の出力値が予め設定された異常検出の範囲を超えた場合にコントローラ100へ信号を出力する検出器を大気圧プラズマ発生装置10が備える構成としても良い。
10 大気圧プラズマ発生装置
24、26 電極
100 コントローラ
111 電流センサ
103、104 流量コントローラ
105 駆動回路
112、113 圧力センサ
114 温度センサ
115 表示装置
120 記憶部

Claims (1)

  1. 1対の電極間の放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、
    前記1対の電極と、
    前記1対の電極を覆うハウジングと、
    前記ハウジングに設けられた複数の開口部と、
    前記1対の電極に反応気体を供給するための反応気体供給経路と、
    前記複数の開口部と連通される複数の連通経路および加熱気体を供給する加熱気体供給経路を有し、前記複数の連通経路の流出口と前記加熱気体供給経路の流出口とが近接されていることで、前記複数の開口部および前記複数の連通経路を通過した前記1対の電極間の放電により前記反応気体がプラズマ化したプラズマ気体を前記加熱気体で保護することを可能とする連結ブロックと、
    前記加熱気体供給経路に配設されるヒータと、
    前記ヒータに配設される温度センサと、
    前記反応気体供給経路に配設された第1圧力センサと、
    前記反応気体供給経路に供給される前記反応気体の流量を測定する第1流量センサと、
    前記加熱気体供給経路に配設された第2圧力センサと、
    前記加熱気体供給経路に供給される前記加熱気体の流量を測定する第2流量センサと、
    前記1対の電極に給電する高周波電源と、
    前記高周波電源から前記1対の電極に給電される電流値を検知する電流センサと、
    前記温度センサ、前記第1圧力センサ、前記第1流量センサ、前記第2圧力センサ、前記第2流量センサ、および前記電流センサの何れかにより異常を検知する検知器と、
    記憶装置と、
    制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    該プラズマ発生装置の状態を時刻に対応付けて前記記憶装置に記憶させ、前記検知器が前記異常を検出する所定時間前から前記異常を検知するまでの前記プラズマ発生装置の状態を前記記憶装置に記憶させる記憶処理を実行するプラズマ発生装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111602471A (zh) * 2018-01-23 2020-08-28 株式会社富士 等离子体发生装置和信息处理方法
JP6890689B2 (ja) * 2018-01-30 2021-06-18 株式会社Fuji プラズマ処理機
CN114830834A (zh) * 2019-12-24 2022-07-29 株式会社富士 等离子体装置
US12014898B2 (en) * 2021-09-27 2024-06-18 Applied Materials, Inc. Active temperature control for RF window in immersed antenna source

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330095A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
DE19756445C2 (de) * 1997-08-08 2002-02-21 Kjellberg Elektroden & Maschin Verfahren zur Überwachung des Verschleißzustandes einer Plasmabrennerdüse
US6841124B2 (en) 2000-10-02 2005-01-11 Ethicon, Inc. Sterilization system with a plasma generator controlled by a digital signal processor
JP3893276B2 (ja) 2001-12-04 2007-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP2004296612A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Renesas Technology Corp プラズマインピーダンス検出装置
US9123508B2 (en) * 2004-02-22 2015-09-01 Zond, Llc Apparatus and method for sputtering hard coatings
JP4607576B2 (ja) * 2004-12-28 2011-01-05 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置
AU2006223254B2 (en) * 2005-03-11 2012-04-26 Perkinelmer U.S. Llc Plasmas and methods of using them
DE102006023232B4 (de) 2006-05-18 2011-04-14 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Plasmaprozessleistungsversorgungssystem mit ereignisgesteuerter Datenspeicherung und Verfahren dazu
JP5426811B2 (ja) * 2006-11-22 2014-02-26 パール工業株式会社 高周波電源装置
JP5353266B2 (ja) * 2009-01-26 2013-11-27 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置
JP5353265B2 (ja) * 2009-01-26 2013-11-27 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置
EP2683416B1 (en) * 2011-03-11 2018-08-29 Purdue Research Foundation Generation of microbiocide inside a package utilizing a controlled gas composition
JP5820249B2 (ja) * 2011-11-17 2015-11-24 日立建機株式会社 プラズマアーク溶接方法及びプラズマアーク溶接装置
US9408288B2 (en) * 2012-09-14 2016-08-02 Lam Research Corporation Edge ramping
JP5937475B2 (ja) * 2012-09-28 2016-06-22 小島プレス工業株式会社 プラズマcvd装置
US9620334B2 (en) * 2012-12-17 2017-04-11 Lam Research Corporation Control of etch rate using modeling, feedback and impedance match
US9155182B2 (en) * 2013-01-11 2015-10-06 Lam Research Corporation Tuning a parameter associated with plasma impedance
KR101810343B1 (ko) * 2013-10-04 2017-12-18 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전원장치
US9635750B2 (en) * 2013-10-23 2017-04-25 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Oscillator generators and methods of using them
US9345122B2 (en) * 2014-05-02 2016-05-17 Reno Technologies, Inc. Method for controlling an RF generator
DE102014212439A1 (de) * 2014-06-27 2015-12-31 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zum Betrieb eines Leistungsgenerators und Leistungsgenerator
WO2016014790A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Georgia Tech Research Corporation Electrically short antennas with enhanced radiation resistance
US9960017B2 (en) * 2014-09-16 2018-05-01 Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. Plasma gas jetting device
WO2016046886A1 (ja) * 2014-09-22 2016-03-31 株式会社日立国際電気 成膜装置、及び成膜方法
WO2016093269A1 (ja) * 2014-12-12 2016-06-16 株式会社ダイヘン 高周波電源
US10980101B2 (en) * 2015-06-02 2021-04-13 Fuji Corporation Plasma generating device
US10137522B2 (en) 2015-07-02 2018-11-27 Lincoln Global, Inc. Adaptive plasma cutting system and method
WO2017056185A1 (ja) 2015-09-29 2017-04-06 富士機械製造株式会社 プラズマ発生装置
JP6731634B2 (ja) * 2016-03-10 2020-07-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10610953B2 (en) * 2016-04-12 2020-04-07 Hypertherm, Inc. Systems and methods for providing power for plasma arc cutting
US10950420B2 (en) * 2017-04-04 2021-03-16 Fuji Corporation Atmospheric pressure plasma device
KR102598654B1 (ko) 2017-05-25 2023-11-03 오를리콘 메트코 (유에스) 아이엔씨. 실시간 전압 모니터링을 사용한 플라즈마 건 진단
WO2019123584A1 (ja) * 2017-12-20 2019-06-27 株式会社Fuji プラズマ照射装置
CN111602471A (zh) * 2018-01-23 2020-08-28 株式会社富士 等离子体发生装置和信息处理方法
US10975470B2 (en) * 2018-02-23 2021-04-13 Asm Ip Holding B.V. Apparatus for detecting or monitoring for a chemical precursor in a high temperature environment
US11267065B2 (en) * 2019-02-18 2022-03-08 Lincoln Global, Inc. Systems and methods providing pattern recognition and data analysis in welding and cutting
JP7175238B2 (ja) * 2019-05-13 2022-11-18 東京エレクトロン株式会社 電界センサ、表面波プラズマ源、および表面波プラズマ処理装置

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