JPH02295052A - プラズマ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はイオン、遊離基、その他の励起種のビーム全
生成するための改良された同軸空洞型の共振無線周波数
波プラズマ発生装置、特に小さな挿入口ないし据付け口
全有する分子線エビタキシ−（ＭＢＥ）装置内に挿入設
置して使用するのに適したプラズマ発生装置に、関する
ものである。

特にこの発明は同軸構造の空洞中に可動プロ・−ブと可
動プレートを、プラズマ？閉込めるチャンバーの近くで
空洞内におき無線周波数波ケ選択した共振モードに同調
させるため及び共振モードを変史するために設けてある
、改良されたプラズマ発生装置に係る。

し従来の技術」 プラズマ発生装置の従来例はアスムセン（Ａｓｍｕｓｓ
ｅｎ）、ラインハード（　Ｒｅｉｎｈａｒｄ）、その他
に与えらγした米国喘許階４，５０７，５８８　，　Ｎ
Ｑ４，５８５，６６８、階４，６３０，５６６、隘４，
６９１，６６２、階４，７２７，２９３、Ｉ！１４，７
　７　７，３　３　６及びｌ１！１４，７９２，７７２
に、詳細に記載されている。これらの従来装置において
プローブは、プラズマを閉込めるためのチャンバー及び
無線周波数波の結合器の艮手軸線に対し直父するように
配貨されている。これらの装置は極く良好に機能するが
、無線周波数波結合器の空洞内にプローブを直角方向で
挿入する構造からして、ＭＢＥ装置のような小さな据付
け口を有する処理装置中で使用することができなかった
。

狭ビーム装置を開示している他の特許としてバール（Ｂ
ａｈｒ）に与えられた米国特許ｌＩ＆ｌＬ３，７５７，
５１８及びｌｈ３，８６６，４１４、サクド（　Ｓａｋ
ｕｄｏ）等に与えられた米国特許階４，０　５　８，７
　４　８、階４，３１．６，０９０及びトわ４，３　９
　３，３　３　３、及びコイヶ（　Ｋｏｉｋｅ　）等に
与えられた米国特許隘４，４０９，５２０　がある。無
線周波数波用の空洞としてバールの特許は同軸構造の空
洞を、そして他の特許は開放型の空洞？、それぞれ記載
している。

他の従来装置としてはＲ　．　Ｍ　−　Ｆｒｅｄｅｒｉ
ｃｋｓ　（フリーダリツクス）に工るミシガン・ステー
ト・ユニバーシティ博士論文［Ａｎ　　Ｅｘｐｅｒｉｍ
ｅｎｔａｌ　　ａｎｄ　　Ｔｈｅ　−ｏｒｅｔｉｃａｌ
　　Ｓｔｕｄｙ　　ｏｆ　　Ｒｅｓｏｎａｎｔｌｙ　　
Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　　Ｐｌａｓ−ｍａ　　ｉｎ　　Ｍ
ｉｃｒｏｗａｖｅ　　Ｃａｖｉ　ｔｉｅｓ　　（−ｒイ
ク口波空洞内で共振的に維持されるプラズマの実験的及
び理論的研究）　Ｊ　（１９７２年）、特に第３０−４
５頁；Ｒ．Ｅ　．　Ｆｒｉｔｚ　（フリッッ）によるミ
シガン・ステート・ユニバーシティ修士論文「Ａｎ　　
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎｖｅｓｔｉｆＪａｔｉｏ
ｎ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉ
ｃｓ　　ｏｆ　　ＲＦＳｕｒｆａｃｅ　　Ｗａｖｅ　　
Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　　Ｐｌａｓｍａｓ　　（無線周波
数地上波により発生されるプラズマの特性の実験的研究
）　ｊ　（１９７９年）、特に第３０−３８頁；Ｒ．Ｍ
　．　Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋｓ　＆　Ｊ　．　Ａｓｍｕｓ
ｓｅｎ　：　Ｐｒｏｃ　．　ＩＥＥＥ　５９　，Ｎｏ．
　２　，　ｐ．３１５　　（１９７１年２月）　　；　
Ｒ．　Ｍ．　Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋｓ　＆　　Ｊ．　Ａｓ
ｍｕｓｓｅｎ　：　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ　．　
４２　．Ｎｏ，　９　，　ｐ．３６４．７　（　１９７
１年８月）；及びＪ＋Ｒｏｇ一ｅｒｓ　＆　　Ｊ．　Ａ
ｓｍｕｓｓｅｎ　：　ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ．　ｏｎ
　　Ｐｌａｓ−ｍａ　　Ｓｃｉｅｎｃｅ　，　ＰＳＩＯ
　（１）　，　１１−１６（１９８２年３月）に、そ′
ｔ１２ぞれ吉゛己載されているものがある。これらの文
献は、プローブが空洞の長手軸線に対し平行に移動可能
であり同軸の導体を上記軸線に沼ゎせて用いてある装置
全記載しているが、マイクロ波を閉込める空洞に近接位
置するチャンバー中でプラズマ？形成させることについ
ては何ら述べていない。

〔発明課題〕

したがってこの発明，り目的とするところは、同軸構造
の空洞を備える無線周波数波プラズマの発生装置であっ
て分子線エビタキシー（ＭＢＥ）装置の小径（約３，５
インチ（　８．　８　９　ａｍ　）エリ小）の据付け口
中に挿入できるものを、提供するにある。

特にこの発明は、比較的単純で安価に製作できるビーム
生成用の同軸構造無線周波故波プラズマの発生装置を提
供することを、課題とする。

〔一般的な説明」 この発明は次のようなプラズマ発生装置、すなわち■金
属製で空洞を形成する形状を有し該穿洞が一或は複数の
モードの共振で励起されるものであるところの極超短波
或はマイクロ波を含む無線周波数波の結合器手段を備え
たプラズマ源であって、プラズマケ取囲み電子サイクロ
トロン共鳴での無線周波数波エネルギーの結合全助成す
ると共に結合器手般内で電気的に絶縁されているチャン
バー−＋段内のプラズマ中へのイオンの閉込め全助成す
る静磁界？含み得、上記チャンバー手段が結合器手般と
共】［リの長手［１１１１１線忙有し、結合器手段の領
域と僅力・に距てらｎ該領域に対し密封さ肛てぃると共
に一端に出口を備えたものであるプラズマ源と、■上記
チャンバー手段内でイオン化されてプラズマ全形成する
気体全供給するための気体供給手段とを、それぞれ備え
ていて、結合器手段に印加さ肛る無線周波数波が」二記
チャンバー手段内において上記長手軸＃ｌまわりにプラ
ズマ全創生して維持するプラズマ発生装置であって、さ
らに、■結合器手段の空洞内に上記長手軸線と直交させ
て配置され、該長手軸線に沿い上記チャンバー手段に対
し遠近させうるように可動に可ｖＪに支持されている金
属製のプレート手段と、■結合器手段に対し無線周波数
波を結合するために該結合器手段の内部に臨ませ結合器
手段に接続さもている可動プローブ手段と鞘、それぞれ
備えているプラズマ発生装置において、 （ａ）．上記ブローブ手段を上紀したチャンバー手段及
び結合器手段の長手軸線と平行に、且つ、該プローブ手
段の一端をチャンバー手段と離隔させて設ける一方、 （ｂ）．結合器手段の空洞中に上記畏手軸線上で同軸導
体手段を、該導体手段の末端が上記したチャンバー手段
における出口反対側の開封端に対し近接位置するように
配防して設けたことを特徴とする装置に係る。

また特にこの発明は次のようなプラズマ発生装置、すな
わち■金属製で窒洞を形成する形状を有し該空洞が一或
は複数のモードの共弗で励起されるものであるところの
極超短波或はマイクロ波金含む無線周波数波の結合器手
段を備えたプラズマ源であって、プラズマケ取囲み電子
サイクロ１・ロン共鳴での無線周波数波エネルギーの結
合全助成すると共に結合器手段内で電気的に絶縁されて
いるチャンバー手段内のプラズマ中へのイオンの閉込め
全助成する静磁界を含み得、上記チャンバー手段が結合
器手段と共通の艮手ＩｌｆｌＩＩ線金有し、結合器手段
の領域と僅かに距てられ該領域に対し密封されていると
共に一端に出口を備えたものであるフラスマ源と、■上
記チャンバー手段内でイオン化されてプラズマ？形成す
る気体を供給するための気体供給手段とを、それぞれ備
えていて、結合器手段に印加される無線周波数波が上記
チャンバー手段内において上記長手ＩｌｉｌＩ＋＃！ま
わりにプラズマｋＭＩＪ生して維持するプラズマ発生装
置でのって、さらに、■結合器手段の空洞内に上記長手
軸線と血交さぜて配置さ扛、該長手軸線に沿い上記ナヤ
ンバ一手段に対し遠近させうるＬうに可動に支持されて
いる金属製のプレート手段と、■結合器手段に対し無線
周波数波ｔ結合するために該結合器手段の内部に臨ませ
結合器手段に接続されている可動プローブ手段とを１そ
れぞれ備えているプラズマ発生装置において、 （ｄ）．上記プローブ手段を上記したチャンバー手段及
び結合器手段の長手帖線と平行に、且つ、該プローブ手
段の一端をチャンバー手段と離隔させて設け、 （ｂｌ−　　ｉた上記プレート手段に上記長手軸線と平
行させた開口を設けて、この開口に上記プローブ手段を
、該プローブ手段を上記長手軸線に沿い移動させうるよ
うに挿通支承させる一方、（ｃ）．結合器手段の空洞中
に上紀長手軸線上で同軸導体手段を、該導体千股の末端
が」二記したチャンバー手段における出口反対側の閉封
端に対し近接位置するように配置して設け、 （ｄ）．　　さらに結合器手段の外部に上記プローブ手
段用の支持手段？設けて、この支持手段中に、上記した
プローブ手段とチャンバー手段間のａｂ隔を変更するよ
うに上紀．長手価１線（ｒ（浴いプローブ手段全移動さ
せうることとする位瞳調整ｐＪ能な保持手段を設けると
共に、 （ｅ），上記支持手段に支持され上記プレート手段に対
し、該プレート手段全上記チャンバー手段に対し遠近さ
せうるように可動に接闇してあるロツド手段を設けて、 上記した１１／一ト手段とプローブ手段とｒ結合器手段
中で移動させることにより、共振モードの選択と上記チ
ャンバー手段内での無線周波数波の共振モードの変更と
？行なう工うに罹成してなる装置に係る。

ｒ　ｒＩ：ＩＪｍ　９洞（　ｅｏａｘｉａｌ　　ｃａｖ
ｉｔｙ　）　Ｊ　（　．Ｊ：り晋通には「同軸ケーブル
（　ｃｏａｘｉａｌ　　ｃａｂｌｅ　）　Ｊと称さレテ
ィる。）は３つのグループ、＋１＋磁界垂直［ＴＭＪ、
（２）電界垂直１’−　Ｔ　Ｅ　Ｊ　、＋３１電界及び
磁界垂直「ＴＥＭ」に分類できる。同軸空洞は、空洞断
面積の一部分を占める中心導体をもつ。この導電性の中
心構造体によってＴＥＭモードの存在が川能となる。

円筒形及び長刀形尋波管は、ＴＥモード及びＴＭモード
の存在のみを可能とする。

ＴＥＭモードは半径方向の電界及び周方向の磁界ケ有す
る。電界と磁界の両者とも、同軸空洞の軸線に垂直な平
面上にある。電界及び磁界が次式で与えられる点に留意
されたい。

Ｅ２＝ＨＺ＝Ｅφ＝Ｈｒ＝０ 遮断周波数をもち、それエリして或る範囲の周波数のみ
の伝搬を可能とするＴＥ及びＴＭモードとは対照的に、
Ｔ　Ｅ　Ｍモードは遮断周波牧全もたない。したがって
どのような周波数のＴＥＭモードも同軸空洞内で電磁波
を伝搬しつる。

同軸空洞はＴＥ，ＴＭ或はＴＥＭモードを支持しつる。

好ましい励起方法は、全ての他のＴＥ及びＴＭモードが
存在せず（伝搬されず）してＴＥＭモードのみによって
励起全得る方法である。

同軸空洞は普通、ＴＥＭモードのみが伝搬するように製
作される。したがって電磁エネルギーは、石英管チャン
バー領域中でＴＥ及びＴＭモードが伝搬しえないことか
らして開放された放電領域から外へ放射しえない。電磁
エネルギーは石英管チャンバーの附近及び内部の中心導
体端に、瞬時的なＴＥ及びＴＭモードの形で集中せしめ
られる。

これらの強い電磁界は中心導体端から数センチメートル
以内にのみ存在する。

分子線エビタキシー（Ｍ　Ｂ　Ｅ　）装置中での新たな
用途にあたっては、イオン及び励起種が低エネルギーで
もって処理基板に当たることが必要である。低圧でほと
んど保守の必要なしに作動する無であると考えられる。

既存のＭＢＥ装置はイオン及び遊離基源に対し、極めて
特殊な構造設計金行なうことを要求している。同イオン
及び遊離基源は極く低圧（（１０−’Ｔｏｒｒ　）且つ
低流量下で、保守をほとんど必要としないか全く必要と
ぜずに稼働しなければならない。

稼働はしばしば酸素、水素、フッ素含有気体のような化
学的に活性な気体の存在下でなされる。既存のＭＢＥ装
置の真空ポートは、イオン及び遊離基源の外径ｆ　５．
　８　ｃｍ以内に制限する。高密度のイオン及び励起Ｉ
ｎｋ得るために、その源となる装置は基板の至近位置、
つまり処理チャンバー内に置かれねばならない。本発明
に従った好適する装置は、ＭＢＥ用途の諸要求を満たす
ように特に設計された２．　４　５　ＧＨｚのＥＣＲイ
オン及び遊離基源とされる。

本発明装置は４種類の独立した調整が行なわれるものと
なっている。すなわち（１）中心導体の出入移動、（２
）可動プレートの位置調整、（３）空洞内でのプローブ
・ループアンテナの位置調整、＋４１同ループアンテナ
自体の軸線まわりでの方位角φの調整が、それである。

〔明細な説明］ 第１図はこの発明のプラズマ発生装欣の好ましい天施例
を示す縦断正面図で、無線周波数波の結合器を構成する
空洞箱１（）及び導体管１１の軸線ａ−ａと平行配置さ
れている可動プローブ】６、及ヒフラズマ１００ｉ閉込
めるためのチャンバー１４ｃに近接させて同調金得るた
めの可動プレート１２が示されている。第２図一第９図
は第１図に図示の装置の複数部分についての横断面図で
、第６図及び第７図はそ扛ぞれ、第１図の６−６線及び
７−７線に沿って切断した断面ケ拡大して画いている。

第１０図は第１図に図示の装置を真空チャンバー１０２
中に挿入して据付けた状態全示している。第１１図及び
第１２図はそれぞれ、チャンバ−１４Ｃ内で異なつ１ヒ
電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を創生ずるための磁
石２７の異なった配＠全示している。第１３図は本発明
装置を通常のＭＢＥ装置内に据付けた状態會示している
。

第１−９図に図示のイオン及び遊離基源となるプラズマ
発生装置の各部の素材は、後述する希土類磁石金除いて
全て非磁性である。

同軸構造の無線周波数波共振器ないし結合器が外側のス
テンレス鋼製筒状空洞箱１０、内側の黄銅製で電導性の
導体管１１、及び黄銅またはステンレス鋼製の摺動短絡
子ないし可動プレート１２によって形成され、チャンバ
ー１４ｃは石英カツプ１４にモリブデン管１４ｄ′！！
−取付けて成るチャンバー手段によって形成されておク
、モリブデン青１４ｄの端にはステンレスｇＡ製のフラ
ンジ部材】３が溶眉さ扛でいる。チャンバー手段１４，
１４ｄにおけるフランジ部祠１３反対側の端１４ａは封
鎖されており、その逆の端１４ｂは開放されている。可
動プレート１２は空洞３８の長さｌｋ調整するために用
いられる。空洞３８の長さでは約７から１　５　ＬＭ，
幅Ｗは約３．５から６鍋、長さｌと幅Ｗとの比は杓２；
１或はそれより大であるのが、好ましい。

銀メツギした銅より成るブラシ１５（ｒコンタクト・７
インガー（　ｃｏｎｔａｃｔ　　ｆｉｎｇｅｒｓ　）　
Ｊまたは「フィンガー・ストック（　ｆｉｎｇｅｒ　　
ｓｔｏｃｋ）Ｊといった商品名で市販されているもの）
盆、可動プレート１２と空洞箱１０間の電気的な接続ｔ
イＪ＋るために用いている。可動プレート１２と導体管
１１間を電気的に接緯するためには、他のブラン１５ａ
が用いられている。こｎらのブラシ１５．１５ａは第１
．４図に示すように、可動プレート１２の全外周及び可
動プレート１２の中心穴１２ａの全周にわたって配置さ
れたリングに切込みを設けた形のものに形成されている
。可動プローブ１６は外管１６ａ１内部の導体１８、及
びループアンテナ１７全有し、空洞箱１０の内部にマイ
クロ波エネルギーを結合する。可動プローブ１６の位置
調整によって空洞３８内で、可動プレート】２と空洞箱
１０と後述のリング状拘束クリップ２８及びチャンバー
手段１４，１４６によって区画形成さ汎た励起領域への
マイクロ波エネルギーのインピーダンス整合が得られる
，，町動プローブ】６はＮ形接続器（図示せず）茫有す
る。外管１６ａには導体１８を挿入して固定するための
ねじ切Ｑが施されており、種々の寸法のループアンテナ
１７を用いることができる。ループアンテナ１７は外管
１６ａＫ半田付けすることができる。共振器内で１ロー
ブ１６及びループアンテナ１７ｉｌｌ線方向移動及び回
動変位させることによって、チャンバ−４１９１４．１
４ｄ内のプラズマ１　０　０　ＩＩＣ結合スる電磁エネ
ルギーが父更される。同調のために共振器内で可動プレ
ート１２は、ロッド１９によってｌｌＩＩＩｌ線方回に
動かされる。ロッド１９は駆動板２ｏに取付けてある。

石英カップ１４及びモリブデン管１４ｄの集合体とステ
ンレス鋼装フランジ部材１３は、フ゜ラズマ１００？閉
込めるためのチャンバー１４ｃｔ区画形成している。気
体はチャンバー１４ｃ中に気体供給管２１と気体供給用
７ランジ部材２２とｔ介し供給されるものとされ、気体
供給用７ランジ部材２２は７ランジ１３ＶＣＩｙ．付け
られ気体ケ通す溝穴２２ａ　（ａｔ９図）を有する。プ
ラズマ散乱スクリーン２４を、気体供給用７ランジ部材
２２に取付けてある。気体供給用フランジ部材２２とプ
ラズマ散乱スクリーン２４とは、ねじ２３によって結合
さ汎でいる。散乱スクリーン２４には、プラズマ１（｝
０からのイオン或は電子？加速するように電気バイアス
をかけつる。空洞箱１０の外ｕＤに沿わせてあるグリッ
ド導線３７Ｋよって、散乱スクリーン２４を電気的にバ
イアスすることができる。

直列配置の３個のリング状滋石２　６　：５−、チャン
バー手段１４，１４ｄの周りに設けてある。甘た円盤状
磁石２７ｔ１チャンバー手段１４，１４６の封鎖ざれた
上端１４ａに近接させて導体管１１内に設けてある。リ
ング状磁石２６は、金属製の拘束クリップ２８によって
位置保持されている。

円盤状磁石２７に瞬接させて導体管１１の内周面に、長
芋ＮｉＡａ−ａに平行する冷却用スロット１１ａ′ｋ形
成してあり、該スロット１　ｉ　ａによって導体管１１
の下端部分３１に管下端に甘で達する渦穴か提供され、
そ肚により導体管１１内から空気が空洞箱１０と導体管
１１間の空洞：３８へと流ｎ込みうる工うにされている
。リング状磁石２６、チャンバー手段１４，１４ｄ及び
７ランジ部材１３の冷却は、拘束クリップ２８附近に端
？有し希土類磁石２７の内側方でチャンバー手段１４，
１４ｄへと向けら扛ている４本の冷却空気導入管３０に
裏って達成さｎる。

リング状磁石２６は黄鋼製のリングと銀メッキ鋼ブラシ
とから成る拘束クリップ２８によって、拘束さｎると共
に電磁エネルギーにズ１し遮蔽されている。２１固の円
盤状磁石２７は導体管１１中で、該磁石２７の上方側で
管１１Ｋ螺着してめるねじ２９と管１１端内に嵌合固定
してある黄銅製プラグｌｌｂとにエシ拘束されている。

４本の冷却空気導入管３０の端は石英カツブ１４に軽＜
脊リかかつており、チャンバー手段１　４　，　１　４
ｄの周りへの空気流れが可能どなっている。

導体管１１は、剖分１１ｃで互に螺合してある２部分エ
リ成る。このように管１１′？ｆ：分割彫成することに
よっては、円盤状磁石２７の挿入或は取出しが容易とな
る。管】１の上端１１ｄＫは冷却空気導入用の普通形式
のアダプタ（図示せず冫が嵌合される。導体（ｇ　１　
１は真空装置への取付け用上部フランジ３３付近でねじ
部１　１　ｔ２　｛！−イイし、上部７ランジ３３の内
ねじ２　３　ａ　ＩＣ螺合さ扛てぃる。

導体’７７１１端と円盤状磁石２７の位置は、ｌ　ｇｌ
！フランジ３３中で管】１を回転させることにより変更
できる。

摺動短絡子である自〕動プレート１２と可動プローブ１
６との位置調整を行なうために、調整機講４０　．４１
が設けられている。調整手幾，１苦４．　１　［／こお
いて、可動プレート１２は駆動板２０に取付けらｎてい
るロッドｌ９に工って動かさ几る。ロツド１９の位直は
調整ナット３４全回１賑さぜることで変更され、調整ナ
ット３４は、上部７ランジ３３に取付け支持させてある
ねじ付けロッド３５に螺合されている。調整機構４０に
おいて、可動プローブ１６は２種の調整手段で動かされ
る。このプローブ１６は，プレート部材３６を貫通させ
該プレート部材３６に取付けられている。またブロー１
１６は駆動板２０，上部７ランジ３３及び町動プレート
１２全通して自由に動きつる。可動プローブ１６は調整
ナット３７全回転さぜることで、装置長手軸線ａ−ａに
沿って動かされる。調整ナット３７は、駆動板２０に取
付けたねじ付けロツド３９に螺合されている。つまり可
動プローブ１６は、調整機構４１中の調整ナット３４に
より駆動板２０の位置が変更さｎるときと、調整機構４
０中の調整ナット３７によりプレート部材３６の位置が
変史されるときとに、位＠を変えられることになる。駆
動板２０−またけプレート部材３６の動きによって位置
変更されるブローブ１６は第２図に示すねじ４２によっ
てプレート部材３６に対し固定さｎており、このねじ４
２ケ一旦緩めてプローブ１６を回転変位させることで装
＠長手軸線ａ一ａに対するループアンテナ１７の相対位
置も変更できる。

第１０図は第１−９図に図示のプラズマ発生装政を、チ
ャンバー１０２を有する真空装置１０１中に挿入設置し
た状態？示している。既存のパーキｙ　−　工／Ｌ／　
マ−　（　Ｐｅｒｋｉｎ　−　Ｆ．ｌｍｅｒ　）　　或
はバリアン（　Ｖａｒｉａｎ　）真空装置またはＭＢＥ
装置の図示挿入口１０５は普通、２．２５インチ（　５
．　７　２側）である。

望ましい装置部品の具体例を次に示す。

共振機構： 導体管】１・・・外径０．６２５（１．５９（７））、
内径０．５０９’（１．２９鋼）、艮さ 一空洞長＋４　−　５’（　１　０．　２　−１２．７
６１ｎ） 空洞箱１０・・・ステンレス鋼管、外径２。２５’（　
５．７２σ）、内径２．　０　８　４’　（　５．２１
ｃ＋＋＋　）、長さ＝空洞長、非磁性 冷却空気導入管３０・・・ステンレス鋼管、外径０．０
　４　７’（０．１　１　９側）、内径０．　０　３　
１“（０．０７８側）、長さ＝空洞箱１０の長さ十数イ
ンチ、 ５本 可動プレート１．　２−０．２　５’（０．６　３　５
（Ｍｎ）厚の黄銅板、直径２．２５’（５．７２ 磁石２　７　−　ＳｍＣｏ円盤、直径０．　５’（　１
．　２　７　ｚ）、厚さ０．　２　５’（０．　６　３
　５備）、２個クリップ２８・・・０．　０　２　０’
　（　０．　０　５側）厚の黄銅板、直径２．　２　５
’（　５．　７　７　ｃＩＲ）ブラシ１５，１５．ａ・
・・１７個 磁石２　６　−　ＳｍＣｏリング、外径１．　９　４’
　（　４．９３ｃｏ＋）、内径１．　６　２　５“（４
．１３ｃｅ＋）、厚さ０．５０（１．２７側）、３個 石英カツプ１４−モリブデン管１４ｄ集合体・・・市販
品 ７ランジ部材１３・・・ステンレス鋼、外径２．２５（
５．７２ｃｍ），内径１．４８４″’（３．７７側）、
厚さ３／１６　’（　０．４８側）、非磁性 気体供給用７ランジ部材２２・・・薄いステンレス鋼板
、厚さ３／１６’（　０．４８７）、直径２．２５’（
５．７２側）、非磁 性 プローブ１　６−０．３　２　５’（０．８　３ｍ）径
でＮ形接続器付きの剛性ケーブル ねじ２３・・・テフロンまたはセラミックＬり成るグラ
メット座金（図示せず）付 きのステンレス鋼製 駆動機構： 駆動板２０・・・アルミニウム板、２　　５７８’（６
．６７側）　Ｘ　］　　１／２’（　３．８１砿）ｘｉ
／８’（　０．　３　２　ａｍ　） プレート部材３６・・・アルミニウム板、１　　１．／
８’（　２．　８　６側）　Ｘ　１　　１／２　（３．
８１σ）ＸＩ／８“（　０．　３　２側） ねじ付けロッド・・・鋼製、直径１／８“（　０．３２
　ｃｕｒ　）、長さ約５“（１２．７閑） ロッド１９・・・ステンレス鋼製、ｉｌ！径１／８　（
０．３２α）、長さ一空洞長さ＋３′（７．６２ｍ〕、
２本 調整ナット３４．３７・・・黄銅製、直径１／２’（１
．２７ａ）、厚さ約１　　１／’２’（　３．　８　１
国） プラズマ散乱スクリーン２４・・・孔径］／８−１／４
’（０．２２−０．６３５礪）、厚さ １／３２−１７１６　’　（　０．０７９−０．１５９
ｃ＋＋＋）、非磁性ステンレス鋼製 空洞箱１０、７ランジ部材１３．２２等についての外径
２．２５’（５．７２礪）は、真空装置１０１０２．　
２　５’（　５．　７　２　ｃＩＲ）径の挿入口１０５
への挿入嵌台のために約２．２　４　５’（５．　７　
０　２　ｃｓ）へと減少させる。

ロツド１９はｐＪ動プレート（摺動短絡子）１２に対し
、ねじ？用いて取付けることもできる。ブラシ１５．１
５ａはそｎぞれ、可動プレート１２に取付けるリング（
図示せず）によって位置保持させうる。

磁石２７（或は磁石２６）の磁極配列は第１１．１２図
に示すように、チャンバー手段１４　．１４ｄ内でのプ
ラズマ１００の電子サイクロトロン共鳴？菱更するよう
に変更することができる。このことは当業者であルば容
易に行なえる。

本発明に係る改良さｎたプラズマ発生装置は、要約して
述べると次の特徴？有する。

１１．同心構造のＴＥＭ波の励起（空洞箱１０の内径が
好ましくは３．５インチ（　８．　８　９　ｃｐｎ　）
より小さいことから、他の全ての同軸導波管モードは伝
搬しえない。） ｔ２）．空洞３８の一端で摺動短絡子（町動プレート）
１２０位置調整がＩ’ＴＲヒ。

（３）．ループアンテナ１７ケ回動父位さぜるかプロー
ブ１６を軸線方向に動かすことにより、円筒状空洞３８
端でマイクロ波入力を結合。

（４）．導体管１１をその端のフリンジ磁界が、プラズ
マ１（）０に対する最良のマイクロ波結合ケ得させる配
置におか扛る工９に、位置調整ＩＩＪ能。

Ｊ遺し析丙 装置のインピーダンス整合は、（】ｊ４体管１】、ｉ２
１結合用のループ１７とプローブ１６、及び（３）可動
プレート１２の位置を各独立的に調整することにエク達
成される。

フラスマ１００は、空洞３８の一端でチャンバー手段１
４．１４ｄ中に形成されている円盤状（或は円筒状）放
軍テヤンパー１４ｃ内で形成さｎる。このフ゜ラズマ１
００は、減圧下に維持さ扛気体供給管２１から供給気体
（イオン及び遊離基源）が流入するチャンバー手段１４
．１４ｄ内に閉込めら庇る。

希土類磁石２６．２７は、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）のために用いらｎる。第１１．１２図に示すＬう
に希土類磁石２６　．２７はチャンノ《−１４ｃｉとＶ
捲いて、該チャンバー１４ｃ内にＥＣＲ域１０６，１０
７ｉ生じさせ、チャンバー手段１４，１４ｄの壁に対す
るイオン及び電子の散乱損失勿減らす。２．　４　５　
ＧＨｚにおいて第１１．１２図に示す工うに、磁界強度
が８７５ガウスに等しい磁界面でＥＣＲ域が生じる。磁
石２６．２７による磁界は励起端１４ａで高磁界が、そ
してチャンバー１４ｃ内とチャンバー手段１４，１４ｄ
の電子或は遊離基の取出し端１４ｂとで低磁界が、それ
ぞれ生ぜしめられるような形状ケとる。

本装置に特有の特徴は、導体管１１内でチャンバー手段
１４，１４ｄに近接位置させて２個の円盤状希土類磁石
葡設けた点にある。これらの磁石２７は磁石２６と共に
チャンバー手段１４．１４ｄを取囲み、該手段１４，１
４ｄの励起端１４ａでＥＣＲ域１０６或は１０７を生成
さゼうる。磁気鞘は放電物の出口に向けて、磁気鏡のよ
うに減少さ扛発散する。こｎに二って出口端１４ｂから
出る電子（またしたがってイオン）が加速される（おさ
れる）効果が与えられる。

次にプラズマ発生装置の特定の運転例ケ掲げる。

（ｌ）．放電域１４ｃｆ低圧（＜　１　ｍ　Ｔｏｒｒ　
）　　ヘと真空吸引する。

（２），可動プレート１２、導体管１１及びプローブ１
６を、装置の初期共振周波数校正テストによって定めた
（放電）スタート位置へと調整する。

（３）．気体供給管２１全開放して５　−　１　５　ｓ
ｅｃ組の流量で気体ケ供給し、放電域１４ｃ中に１−１
０ｍ　’ｆＯｒｒの圧力を生じさせる。

（４）．マイクロ波電力供給源全作動させ２　０　−５
０Ｗ　ＣＷに調整し、入力及び反射電力全測定する。

さらに印加器を、チャンバー１４ｃ内で放電及びプラズ
マ形成が生じるまで、反射電力全最小とするように「同
調（ｔｕｎｅ）Ｊ制御する。

（６）．放電が達成されると入力電力及び供給管２１中
の気体流ｆｉｔ′ｋ所望のレベルの値に調整し、装置を
反射電力が零の状態へと再同調させる。

（６）．運転中に供給管２１中の気体流量、入力電力及
び結合器同調ｔＪ９ｉ望の稼働条件に合わせて調整する
。ＭＢＥ装置と組合せて使用するときは、シャッター１
０４（第１０図）紫使用すべきである。このシャツター
１０４はイオン及び遊離基が低圧チャンバー１０２中に
出ること？、同イオン及び遊離基が必要とされる時まで
阻止する。

空洞３８の１つの作動例はＴＥＭモードでの励起であり
、次に以下のように調整する。

（ｌ）．導体管１１全石英カツプ１４の上方、約３閣以
内に位置させる。

Ｉ２）．フ゜ローフ゛１６のノレーフ゜アンテナ１７葡
一二〇の位置（第１図に図示の工うに軸＠ａ−Ｈに対し
放射方向で浴う位置）におく。

（３）．可動プレート１２は、空洞内で導体管１１が該
プレー１−１２と石英カップ１４間で占める長さＬ６が
次の工うになる位置におきつる。すなわちｎ＝１．３．
５の奇数の整数であり，ＴＥＭモ−ドの電界バクーンは
、 ３λ Ｌｓ＝−モード で表わされる。／＝２．４５ＧＨｚであると、λ＝　１
　２．２５側でＬ８＝９側である。

プラズマ放電が点弧すると、整合状態（反射電力零）を
得るように可動プレート１２を若干再調整する〔普通、
数篇さらに引出す。〕 プラズマケ監視するために金属遮蔽の監視窓（図不ぜず
）を、チャンバー部材１４，１４ｄに近接させて空洞箱
１０に形成することができる。

この監視窓は勿論、装置が真空チャン／’：　−　１　
０　２の内部に組込まｆ′Ｌたときは利用することがで
きないＯ イオン或は遊離基の取出しは、次のような格子ないしス
クリーン２４仕様で得ら扛る。

ｉｌｌ．　Ｘ空チャンハ−　１　０　２中へのプラズマ
１００（イオン、電子及ひ遊離基）の自由な散乱ケ許す
大きな円形孔ま１こは−・連の比較的大きな孔（約１／
１６１／４′（０．１　５　９−０．６　３　５側））
。供給管２１中の気体流量と放電圧力とを調整すること
によって励起気体種の濃度金変史することができる。

（２）．微細メッシュのスクリーン２４（１間−１０ミ
クロン）？用い該スクリーン２４に低ｄ　ｃ　電圧（２
０−３００ボルト）｛ｉ−印加することにより、プラズ
マ１（）Ｏから低エネルギーのイオンビーム會取出すこ
とができる。

（３）．中オロフィラメントケ有する２重格子を、高エ
ネルギーイオンピーム（　６００−２，０００　Ｖ　）
を取出すために利用できる。

通當のＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオン及びプ
ラズマ源は嵩張っていて重い電磁石、及び直径が７傭エ
リ小さくさｎると２．　４　５　ＧＨｚでの波伝ｉを許
さない導波管印加器の使用を、必要とするものかはとん
どである。したがってＭＢＥ（分子線エビタキシー）に
利用するため、粕′ｆｃ．なＥＣＲ装置が要望さ牡てい
た。本発明は、いくつかの新規な特徴的構造全組合せて
いる。先ずＴＥＭモードで励起さ几る同調可能な同軸印
加器装置１０金、プラズマ閉込め用のチャンバー部材１
４，１４ｄの円筒状石英放電域中でマイクロ波を整合さ
せるために採用している。また放電容積内にＥＣＲ面を
生成するため、及びフ゜ラズマ源出力部に発散ミラー状
の磁界金生成するために、希土類磁石２６によって放電
部？取囲ませている。８０１５０Ｗのマイクロ波電力で
作動する本装置１０は直径３．　７　５　ｃ組の放電物
（プラズマ）？形成し、１重または２重の引出し格子２
４を用いて、或は基板処理空間中への電子、イオン、そ
の他の励起種の放散を許す完全に開放した出力部ｒ用い
て、稼働させることができる。本イオンー遊離基源装置
はコンパクトな構造を有し、第１３図に示すようにＭＢ
Ｅ装置内に十分に挿入設置できる。したがってＭＢＥ処
理空間中にイオン及び遊離基の高密度源が提供さｎる。

こ扛に工ってＭＢＥ装置中で新しい低温化学処理ヶ行な
えることになる。本装置は（１）高エネルギーイオンの
広幅ビーム源（プラズマチャンバーの出口に２重格子２
４を用い、６００−１，５００　ＭＨｚの周波数を用い
ることにＬり。）、＋２１　低エネルギーイオン及び遊
離基源（プラズマチャンバーの出口に１重格子２４ケ用
い、５〇一１５０ボルトの電圧で加速して。）　、ｔ３
ｉ単なる低エネルギープラズマ源（プラズマチャンノく
ーの出口？開放状態とする〃・、大きな孔のスクリーン
２４ケ用いて。）として、そｎぞれ稼働さゼうる。

第１３図に図示のＭＢＥ装置２０（）は、（ｌ）．イオ
ンビームミリング及びエッチング、（２）．スパッタリ
ング被覆、及び （３）．薄膜析出一ダイヤモンド及び超電導体膜一用の
低エネルギーイオン／遊離基源 として、それぞれ利用できる。本装置はまた０２，Ｓ　
Ｆ６＋　Ｃ　Ｆ，，　Ｈ，等のような化学的に活性な気
体と共に用いることができる。無電極式のものであるこ
とからして装置の保守はさほど必要としない。

第１３図に図示のＭＢＥ装置において本発明に係る装置
（空洞箱全指す符号１０で示す。）は、ケイ素（Ｓｉ）
及びアンチモン（ｓｂ）ｒ膜の形で析出させるための真
壁チャンノ＜−２（１１中に組込まれている。そｒＬ自
体は普通のものである装置要累としてチタンザブリメー
ションボンプ２ｕ２、夕一ボ分子ポンプ２０３、電子銃
Ｓｌ源２　０　４　、軍離ゲージ２０５、質量分析劃２
０６、熱シールド２０７、熱電対２０８、石英結晶厚モ
ニタ２０９、任意のものである熱板２】０、基板ホルダ
２】１、監視点ないし監視口２　１　２　、．＠様式シ
ャッター２１３、Ｓｂ放出セル２１４が設けら肛、イオ
ン及びラジカル励起種２１５が示さｎている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のプラズマ発生装置の一実施例を示す
縦断正面図、 第２図、第３図、第４図及び第５図はそｎぞｎ、第１図
の２−２線、３−３線、４−４線及び５５線に沼う断而
図、 第６図及び第７図はそ扛ぞ汎、第１図の６−６線及び７
−７線に沿う拡大断面図、 第８図及び第９図はそ扛ぞｎ１第１図の８−８線及び９
−９線ＶＣ沿う断面図、 第１０図は第１図に図示の装置全真空チャンバー中に挿
入して据付けた状態を示す縦断正面図、第１１図及び第
１２図はそ扛ぞ扛、第１図に図示の装置について２つの
異なった磁石配置を示す縦断正面図、 第１３図はこの発明に係るプラズマ発生装置を、通常の
分子線エビタキシー装置内に据付けた状態を示す縦断面
図である。 １０・・・空洞箱、１１・・・導体管、１　１．　ａ・
・・冷却用スロット、１２・・・可動プレート、１２ａ
・・・中心穴、１３・・・フランジ部材、１４・・・石
英カップ、１４ａ・・封鎖端、１４ｃ・・・チャンバー
　１４ｄ・・・モリブデン管、１５・・・ブラシ、１５
ａ・・・ブラシ、１６・・・５１１）Ｊフロープ、】６
ａ・・・外管、１７・・・ループアンテナ、】８・・・
導体、１９・・・ロツド、２０・・・駆動板、２１・・
・気体供絵管、２２・・・気体供給用７ランジ部材、２
２ａ・・・溝穴、２４・・・スクリーン（又は格子）、
２６・・・リング状磁石、２７・・・円盤状磁石、２８
・・・拘束クリップ、３０・・・冷却空気導入管、３１
・・・溝穴、３３・・・上部７ランジ、３４・・・調整
ナット、３５・・・ねじ付けロッド、３６・・・プレー
ト部材、３７・・・調整ナッ１・、３８・・・空洞、４
０・・・調整機構、４１・・・調整機構、４２・・・ね
じ、１００・・・プラズマ、１０１・・・真空装置、１
０２・・・真空テヤンバ−　２００・・・分子線エビタ
キシー（ＭＢＥ）ｉｌｉ＆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）金属製で空洞を形成する形状を有し該空洞が
   一或は複数のモードの共振で励起されるものであるとこ
   ろの極超短波或はマイクロ波を含む無線周波数波の結合
   器手段を備えたプラズマ源であつて、プラズマを取囲み
   電子サイクロトロン共鳴での無線周波数波エネルギーの
   結合を助成すると共に結合器手段内で電気的に絶縁され
   ているチャンバー手段内のプラズマ中へのイオンの閉込
   めを助成する静磁界を含み得、上記チャンバー手段が結
   合器手段と共通の長手軸線を有し、結合器手段の領域と
   僅かに距てられ該領域に対し密封されていると共に一端
   に出口を備えたものであるプラズマ源と、（２）上記チ
   ャンバー手段内でイオン化されてプラズマを形成する気
   体を供給するための気体供給手段とを、それぞれ備えて
   いて、結合器手段に印加される無線周波数波が上記チャ
   ンバー手段内において上記長手軸線まわりにプラズマを
   創生して維持するプラズマ発生装置であつて、さらに、
   （３）結合器手段の空洞内に上記長手軸線と直交させて
   配置され、該長手軸線に沿い上記チャンバー手段に対し
   遠近させうるように可動に支持されている金属製のプレ
   ート手段と、（４）結合器手段に対し無線周波数波を結
   合するために該結合器手段の内部に臨ませ結合器手段に
   接続されている可動プローブ手段とを、それぞれ備えて
   いるプラズマ発生装置において、 （ａ）、上記プローブ手段を上記したチャンバー手段及
   び結合器手段の長手軸線と平行に、且つ、該プローブ手
   段の一端をチャンバー手段と離隔させて設ける一方、 （ｂ）、結合器手段の空洞中に上記長手軸線上で同軸導
   体手段を、該導体手段の末端が上記したチャンバー手段
   における出口反対側の閉封端に対し近接位置するように
   配置して設けたことを特徴とするプラズマ発生装置。 ２、前記チャンバー手段の外部で該チャンバー手段の周
   りに磁石を設けてある、請求項１に記載のプラズマ発生
   装置。 ３、前記導体手段の末端に磁石を設けてある、請求項１
   に記載のプラズマ発生装置。 ４、結合器手段が前記長手軸線に対し垂直な横断面の幅
   よりも十分に大きい長さを有する、請求項１に記載のプ
   ラズマ発生装置。 ５、無線周波数波を閉込める前記空洞が約７−１５ｃｍ
   の範囲内の長さ、約３．５−６ｃｍの範囲内の幅を有す
   る、請求項４に記載のプラズマ発生装置。 ６、真空装置内に挿入して据付けてある、請求項１に記
   載のプラズマ発生装置。 ７、（１）金属製で空洞を形成する形状を有し該空洞が
   一或は複数のモードの共振で励起されるものであるとこ
   ろの極超短波或はマイクロ波を含む無線周波数波の結合
   器手段を備えたプラズマ源であつて、プラズマを取囲み
   電子サイクロトロン共鳴での無線周波数波エネルギーの
   結合を助成すると共に結合器手段内で電気的に絶縁され
   ているチャンバー手段内のプラズマ中へのイオンの閉込
   めを助成する静磁界を含み得、上記チャンバー手段が結
   合器手段と共通の長手軸線を有し、結合器手段の領域と
   僅かに距てられ該領域に対し密封されていると共に一端
   に出口を備えたものであるプラズマ源と、（２）上記チ
   ャンバー手段内でイオン化されてプラズマを形成する気
   体を供給するための気体供給手段とを、それぞれ備えて
   いて、結合器手段に印加される無線周波数波が上記チャ
   ンバー手段内において上記長手軸線まわりにプラズマを
   創生して維持するプラズマ発生装置であつて、さらに、
   （３）結合器手段の空洞内に上記長手軸線と直交させて
   配置され、該長手軸線に沿い上記チャンバー手段に対し
   遠近させうるように可動に支持されている金属製のプレ
   ート手段と、（４）結合器手段に対し無線周波数波を結
   合するために該結合器手段の内部に臨ませ結合器手段に
   接続されている可動プローブ手段とを、それぞれ備えて
   いるプラズマ発生装置において、 （ａ）、上記プローブ手段を上記したチャンバー手段及
   び結合器手段の長手軸線と平行に、且つ、該プローブ手
   段の一端をチャンバー手段と離隔させて設け、 （ｂ）、また上記プレート手段に上記長手軸線と平行さ
   せた開口を設けて、この開口に上記プローブ手段を、該
   プローブ手段を上記長手軸線に沿い移動させうるように
   挿通支承させる一方、 （ｃ）、結合器手段の空洞中に上記長手軸線上で同軸導
   体手段を、該導体手段の末端が上記したチャンバー手段
   における出口反対側の閉封端に対し近接位置するように
   配置して設け、 （ｄ）、さらに結合器手段の外部に上記プローブ手段用
   の支持手段を設けて、この支持手段中に、上記したプロ
   ーブ手段とチャンバー手段間の間隔を変更するように上
   記長手軸線に沿いプローブ手段を移動させうることとす
   る位置調整可能な保持手段を設けると共に、 （ｅ）、上記支持手段に支持され上記プレート手段に対
   し、該プレート手段を上記チャンバー手段に対し遠近さ
   せうるように接続してあるロッド手段を設けて、 上記したプレート手段とプローブ手段とを結合器手段中
   で移動させることにより、共振モードの選択と上記チャ
   ンバー手段内での無線周波数波の共振モードの変更とを
   行なうように構成してなるプラズマ発生装置。 ８、前記チャンバー手段の外部で該チャンバー手段の周
   りに１組の磁石を設けてある、請求項７に記載のプラズ
   マ発生装置。 ９、前記したチャンバー手段及び導体手段をそれぞれ、
   前記長手軸線のまわりに外周面を有する横断面形状円形
   のものに形成してある、請求項８に記載のプラズマ発生
   装置。 １０、前記したチャンバー手段の閉封端に近接位置させ
   た第２の組の磁石を前記導体手段に支持させて設けてあ
   る、請求項９に記載のプラズマ発生装置。 １１、前記導体手段を導体管に形成してこの導体管中に
   前記第２の組の磁石を、前記したチャンバー手段の閉封
   端に近接位置させて配置し、該第２の組の磁石に隣接さ
   せて上記導体管に孔を形成して、導体管内から該孔を通
   し前記空洞内に流れる冷却気体により第２の組の磁石と
   チャンバー手段とを冷却するように構成した、請求項１
   ０に記載のプラズマ発生装置。 １２、前記長手軸線に対し平行に配置され前記１組の磁
   石の側方で前記チヤンバー手段の外周面近くに開口する
   磁石冷却用の冷却気体導入管を設けてある、請求項９に
   記載のプラズマ発生装置。 １３、結合器手段を、前記長手軸線のまわりで前記チャ
   ンバー手段に対し間隔をあけて配置し、前記１組の磁石
   を、該結合器手段とチャンバー手段の外周面との間に配
   設し結合器手段に支持させた拘束手段によつて位置拘束
   してある、請求項９に記載のプラズマ発生装置。 １４、前記プローブ手段をその長手軸線まわりで回転変
   位可能に支持し、このプローブ手段を拘束解除可能に拘
   束する拘束手段を前記支持手段に設けると共に、該プロ
   ーブ手段における前記チャンバー手段側の一端にループ
   アンテナを設けて、該ループアンテナの位置を前記空洞
   内で、プローブ手段をその長手軸線まわりで回転変位さ
   せることにより変更可能としてある、請求項７に記載の
   プラズマ発生装置。 １５、前記したチャンバー手段の出口に、チャンバー手
   段内にプラズマを閉込めると共にプラズマ中に生成され
   るイオン及び励起種をチャンバー手段から取出し可能と
   する少なくとも１個の格子手段或はスクリーン手段を設
   けてある、請求項７に記載のプラズマ発生装置。 １６、前記したチャンバー手段、プローブ手段、プレー
   ト手段、結合器手段及び導体手段が全て、前記長手軸線
   に対し直交する横断面の形状が円形のものである、請求
   項７に記載のプラズマ発生装置。 １７、前記気体供給手段を、前記チャンバー手段中に気
   体を供給しうるように配置して結合器手段の内壁面上に
   設けてある、請求項７に記載のプラズマ発生装置。 １８、前記チャンバー手段を円筒状に形成して、このチ
   ャンバー手段の外周面側に１組のリング状磁石を配設す
   ると共に、前記導体手段を導体管に形成して、この導体
   管内に前記したチャンバー手段の閉封端に近接位置させ
   た第２の組の磁石を設け、この第２の組の磁石に隣接さ
   せて上記導体管に孔を形成することにより、第２の組の
   磁石と前記空洞及びチャンバー手段を冷却するように導
   体管内から空洞内へ冷却気体を流しうるように構成する
   一方、上記１組のリング状磁石を冷却するための冷却気
   体導入管を結合器手段の内面上に、前記長手軸線に対し
   平行配置し上記１組のリング状磁石の側方位置に開口さ
   せて設けてある、請求項７に記載のプラズマ発生装置。 １９、前記冷却気体導入管を、前記長手軸線に対し平行
   させて結合器手段の内面に形成した凹溝中に配置してあ
   る、請求項１８に記載のプラズマ発生装置。 ２０、プラズマを形成する気体を供給する前記気体供給
   手段を、前記長手軸線に対し平行させて結合器手段の内
   面に形成した第２の凹溝中に配置の気体導管にて構成し
   てある、請求項１９に記載のプラズマ発生装置。 ２１、結合器手段が前記長手軸線まわりで前記チャンバ
   ー手段の外周壁を間隔をあけて取囲む壁を有し、この壁
   の内面とチャンバー手段外周壁の外面との間に前記１組
   のリング状磁石を配設してあり、該リング状磁石を結合
   器手段に支持させた導電性の拘束手段によつて位置拘束
   してある、請求項２０に記載のプラズマ発生装置。 ２２、前記プローブ手段に前記チャンバー手段側の端で
   ループアンテナを設けてある、請求項２１に記載のプラ
   ズマ発生装置。 ２３、前記したチャンバー手段の出口に、チャンバー手
   段内にプラズマを閉込めると共にプラズマからイオン及
   び励起種を制御しつつ取出し可能とする少なくとも１個
   の格子手段或はスクリーン手段を設けてある、請求項２
   ２に記載のプラズマ発生装置。 ２４、前記したチャンバー手段、プローブ手段、プレー
   ト手段、結合器手段及び導体手段を、前記長手軸線に対
   し直交する横断面の形状が円形であるものに形成してあ
   る、請求項２３に記載のプラズマ発生装置。 ２５、前記チャンバー手段がその構成素材として石英を
   含むものである、請求項２４に記載のプラズマ発生装置
   。 ２６、前記チャンバー手段がその構成素材として石英と
   共にモリブデンを含むものである、請求項２５に記載の
   プラズマ発生装置。 ２７、前記プローブ手段をその長手軸線まわりで回転変
   位可能に支持し、このプローブ手段を拘束解除可能に拘
   束する拘束手段を前記支持手段に設けると共に、該プロ
   ーブ手段における前記チャンバー手段側の一端にループ
   アンテナを設けて、該ループアンテナの位置を前記空洞
   内で、プローブ手段をその長手軸線まわりで回転変位さ
   せることにより変更可能としてある、請求項１８に記載
   のプラズマ発生装置。