JPH03210759A - マイクロ波放電光源装置 - Google Patents
マイクロ波放電光源装置Info
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- JPH03210759A JPH03210759A JP476290A JP476290A JPH03210759A JP H03210759 A JPH03210759 A JP H03210759A JP 476290 A JP476290 A JP 476290A JP 476290 A JP476290 A JP 476290A JP H03210759 A JPH03210759 A JP H03210759A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
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。
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〕
この発明はマイクロ波放電光源装置、とくに光ＣＶＤ等
の光励起プロセスに用いる真空紫外光を得るマイクロ波
放電光源装置に関するものである。
の光励起プロセスに用いる真空紫外光を得るマイクロ波
放電光源装置に関するものである。
第５図は例えば特開昭６１−３６９２３号公報に示され
た従来のマイクロ波放電光源装置を用いた光励起プロセ
ス装置を示す概略断面図であり、図において（１）は反
応室であり、その内部に回転可能の基板ホルダ（２）が
配置されており、この基板ホルダ（２）に処理すべき基
板（３）が装着されている。
た従来のマイクロ波放電光源装置を用いた光励起プロセ
ス装置を示す概略断面図であり、図において（１）は反
応室であり、その内部に回転可能の基板ホルダ（２）が
配置されており、この基板ホルダ（２）に処理すべき基
板（３）が装着されている。
反応室（１）の壁には反応ガス導入ポート（４）と真空
ポンプ（図示してない）に連結される排気ポート（５）
とが設けられている。また反応室（１）の外部から反応
室（１）の壁を通って基板（３）に向かって筒形放電管
（６）がのびている。この放電管（６）の一端（６ａ）
には透過窓（７）を備えた放電用ガス供給部（８）が設
けられており、この放電用ガス供給部（８）は放電管（
６）の外周部に真空封止され、放電用ガス導入口（９）
を備えている。放電管（６）の他端（６ｂ）は真空ポン
プ（図示してない）に連結され、マイクロ波空胴（１０
）を備えている。
ポンプ（図示してない）に連結される排気ポート（５）
とが設けられている。また反応室（１）の外部から反応
室（１）の壁を通って基板（３）に向かって筒形放電管
（６）がのびている。この放電管（６）の一端（６ａ）
には透過窓（７）を備えた放電用ガス供給部（８）が設
けられており、この放電用ガス供給部（８）は放電管（
６）の外周部に真空封止され、放電用ガス導入口（９）
を備えている。放電管（６）の他端（６ｂ）は真空ポン
プ（図示してない）に連結され、マイクロ波空胴（１０
）を備えている。
次に動作について説明する。放電用ガスは放電用ガス導
入口（９）を通って放電用ガス供給部（８）に入り、放
電管（６）の一端（６ａ）の外周に沿って透過窓（７）
側のすきまから放電管（６）内に導入され、他端（６ｂ
）から排出される。マイクロ波放電はマイクロ波空ｊ１
（１０）にマイクロ波を給電することで生じ、放電管（
６）内に紫外光が発生される。この紫外光は透過窓（７
）を通って反応室（１）内に配置された基板ホルダ（２
）上の基板（３）の全面に照射される。反応室（１）内
には反応ガス導入ボート（４）より反応ガスが導入され
ており、紫外光により光化学反応が行われて、基板（３
）上で光ＣＶＤや光エッチング等の光励起プロセスをお
こなう。
入口（９）を通って放電用ガス供給部（８）に入り、放
電管（６）の一端（６ａ）の外周に沿って透過窓（７）
側のすきまから放電管（６）内に導入され、他端（６ｂ
）から排出される。マイクロ波放電はマイクロ波空ｊ１
（１０）にマイクロ波を給電することで生じ、放電管（
６）内に紫外光が発生される。この紫外光は透過窓（７
）を通って反応室（１）内に配置された基板ホルダ（２
）上の基板（３）の全面に照射される。反応室（１）内
には反応ガス導入ボート（４）より反応ガスが導入され
ており、紫外光により光化学反応が行われて、基板（３
）上で光ＣＶＤや光エッチング等の光励起プロセスをお
こなう。
従来のマイクロ波放電光源装置は以上のように構成され
ているので、放電管（６）内で発生される紫外光は全方
向に放射されるにもかかわらず透過窓（７）の方向に放
射されるものだけが基板（３）に照射され、他の方向に
放射されるものはすべて放電管壁で吸収され、透過しな
いので無効光になる。
ているので、放電管（６）内で発生される紫外光は全方
向に放射されるにもかかわらず透過窓（７）の方向に放
射されるものだけが基板（３）に照射され、他の方向に
放射されるものはすべて放電管壁で吸収され、透過しな
いので無効光になる。
すなわち、放電管（６）内で発生される全紫外光のうち
、放電管から外へとりだして利用できるものはごく一部
であり、効率が非常に悪いという問題点があった。また
管壁近傍に放電が偏るというマイクロ波放電特有の性質
のため、放電管（６）の管径を太くすれば均一に光が放
射できなくなり、広い面積の基板（３）を均一照射し難
く、放電領域を限定しておらず、また放電管や透過窓の
冷却も効率良くできないので放電電力密度をあげて輝度
を高めることができにくいという問題点もあった。
、放電管から外へとりだして利用できるものはごく一部
であり、効率が非常に悪いという問題点があった。また
管壁近傍に放電が偏るというマイクロ波放電特有の性質
のため、放電管（６）の管径を太くすれば均一に光が放
射できなくなり、広い面積の基板（３）を均一照射し難
く、放電領域を限定しておらず、また放電管や透過窓の
冷却も効率良くできないので放電電力密度をあげて輝度
を高めることができにくいという問題点もあった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、大面積を均一に照射でき、また放電電力密度も
大きくでき、しかも放電管内で発生される光をほぼすべ
て放電管外に取り出せる、効率の良いマイクロ波放電光
源装置を得ようとするものである。
もので、大面積を均一に照射でき、また放電電力密度も
大きくでき、しかも放電管内で発生される光をほぼすべ
て放電管外に取り出せる、効率の良いマイクロ波放電光
源装置を得ようとするものである。
プラズマ発光媒体を封入した放電空間の一面を透光性の
板状誘電体で形成し、上記放電空間に上記板状誘電体を
介して相対する部分に透光マイクロ波反射部材を設け、
上記板状誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ
波を上記誘電体の端面から上記板状誘電体中に結合し、
上記放電空間にマイクロ波電界を形成して上記プラズマ
発光媒体を放電発光させ、上記透光マイクロ波反射部材
から光を取り出すように構成したものである。
板状誘電体で形成し、上記放電空間に上記板状誘電体を
介して相対する部分に透光マイクロ波反射部材を設け、
上記板状誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ
波を上記誘電体の端面から上記板状誘電体中に結合し、
上記放電空間にマイクロ波電界を形成して上記プラズマ
発光媒体を放電発光させ、上記透光マイクロ波反射部材
から光を取り出すように構成したものである。
誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ波は、誘
電体の端面から誘電体中に効率良く結合され、誘電体中
に強いマイクロ波電界を形成するとともに、放電空間に
マイクロ波を徐々に結合する。
電体の端面から誘電体中に効率良く結合され、誘電体中
に強いマイクロ波電界を形成するとともに、放電空間に
マイクロ波を徐々に結合する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による光源装置を用いた光励起
プロセスを示す概略断面図、第２図は第１図の装置の概
略外観図である。
図はこの発明の一実施例による光源装置を用いた光励起
プロセスを示す概略断面図、第２図は第１図の装置の概
略外観図である。
図において、（１０１）は方形導波管、（１０２）はＥ
面の一面をテーパにしたテーパ導波管、（１０３）は薄
型導波管、 （１０４）は薄型導波管（１０３）の終
端で移動可能になっている。（６１）は薄型導波管（１
０３）内に設けられたサファイア等の板状誘電体である
光透過窓で薄型導波管の内部厚みとほぼ同じ厚みである
。（６２）は薄形導波管（１０３）の片面に設けられ、
内部に放電空間（６２１）と冷却槽（７）を有する円形
の放電チャンバで、放電空間（６２１）の−面は光透過
窓（６１）でＯリング（ａｌｌ）により真空封止されて
いる、（６４）は放電用ガス導入口、（６５）は放電用
ガス排出口、（７１）は冷却液供給口、（７２）は冷却
液排出口である。（１０５）は薄型導波管（１０３）の
放電チャンバ（６２）に対する面に設けられた、マイク
ロ波は反射し光を透過する金属メツシュ板、 （６１
２）は反応室（１）と導波管内を真空的に隔離するＯリ
ングである。
面の一面をテーパにしたテーパ導波管、（１０３）は薄
型導波管、 （１０４）は薄型導波管（１０３）の終
端で移動可能になっている。（６１）は薄型導波管（１
０３）内に設けられたサファイア等の板状誘電体である
光透過窓で薄型導波管の内部厚みとほぼ同じ厚みである
。（６２）は薄形導波管（１０３）の片面に設けられ、
内部に放電空間（６２１）と冷却槽（７）を有する円形
の放電チャンバで、放電空間（６２１）の−面は光透過
窓（６１）でＯリング（ａｌｌ）により真空封止されて
いる、（６４）は放電用ガス導入口、（６５）は放電用
ガス排出口、（７１）は冷却液供給口、（７２）は冷却
液排出口である。（１０５）は薄型導波管（１０３）の
放電チャンバ（６２）に対する面に設けられた、マイク
ロ波は反射し光を透過する金属メツシュ板、 （６１
２）は反応室（１）と導波管内を真空的に隔離するＯリ
ングである。
次に動作について説明する。方形導波管（１０１）を伝
送されたマイクロ波はテーパ導波管（１０２）で電界（
図中矢印で示しである）を徐々に強められ、サファイア
等の板状誘電体である光透過窓（６１）の端部から光透
過窓（６１）内に結合される。このように導波管内の電
界が光透過窓（６１）である板状誘電体の厚み方向と平
行なため、板状誘電体へのマイクロ波の結合が容易に行
われ、効率的に結合される。
送されたマイクロ波はテーパ導波管（１０２）で電界（
図中矢印で示しである）を徐々に強められ、サファイア
等の板状誘電体である光透過窓（６１）の端部から光透
過窓（６１）内に結合される。このように導波管内の電
界が光透過窓（６１）である板状誘電体の厚み方向と平
行なため、板状誘電体へのマイクロ波の結合が容易に行
われ、効率的に結合される。
光透過窓（６１）内を伝送されるあいだにマイクロ波は
放電空間（６２１）に徐々に結合され放電空間（６２１
）内の放電用ガスが放電発光し、紫外光が反応室に放射
され基板に照射される。ここでマイクロ波は放電空間（
６２１）の−面にある光透過窓（６１）である誘電体内
を伝送しながら放電空間（６２１）に結合されるため、
放電空間（６２１）内に均一にマイクロ波を結合するの
が容易である。また、電界強度が強く、放電空間（６２
１）の大きさを放電チャンバの壁により限定しており、
また放電により発生する熱は冷却槽（７）により取り去
ることができるので容易に放電電力密度を大きくするこ
とができ、発光の輝度を高めることができる。さらに、
放電空間（６２１）を取り巻く面に対し光透過窓の占め
る面積が大きいので、放電空間（６２１）内で放射され
る光のうち反応室（１）内へ照射される光の割合を大き
くできる。また放電空間（６２１）の光透過窓（６１）
に対向する壁面（６２２）を光反射面に形成しておけば
、反応室（１）側へ放射される光をより多くできる。
放電空間（６２１）に徐々に結合され放電空間（６２１
）内の放電用ガスが放電発光し、紫外光が反応室に放射
され基板に照射される。ここでマイクロ波は放電空間（
６２１）の−面にある光透過窓（６１）である誘電体内
を伝送しながら放電空間（６２１）に結合されるため、
放電空間（６２１）内に均一にマイクロ波を結合するの
が容易である。また、電界強度が強く、放電空間（６２
１）の大きさを放電チャンバの壁により限定しており、
また放電により発生する熱は冷却槽（７）により取り去
ることができるので容易に放電電力密度を大きくするこ
とができ、発光の輝度を高めることができる。さらに、
放電空間（６２１）を取り巻く面に対し光透過窓の占め
る面積が大きいので、放電空間（６２１）内で放射され
る光のうち反応室（１）内へ照射される光の割合を大き
くできる。また放電空間（６２１）の光透過窓（６１）
に対向する壁面（６２２）を光反射面に形成しておけば
、反応室（１）側へ放射される光をより多くできる。
なお、上記実施例では、導波管のＥ面の幅をしぼるのに
、テーパ導波管（１０２）を用いたが、第３図に示すよ
うに階段状の導波管（１０６）を用いてもよい。また、
より大面積を照射できる光源にするため、第４図のよう
に薄型導波管のＨ面の幅をテーバ状に広げてより大口径
の放電チャンバ（６２３）を形成して放電させることも
できる。
、テーパ導波管（１０２）を用いたが、第３図に示すよ
うに階段状の導波管（１０６）を用いてもよい。また、
より大面積を照射できる光源にするため、第４図のよう
に薄型導波管のＨ面の幅をテーバ状に広げてより大口径
の放電チャンバ（６２３）を形成して放電させることも
できる。
また、上記実施例では光透過窓（６１）にサファイアを
用いたものについて示したが、合成石英やフン化マグネ
シウム（Ｍ ｇ Ｆ ）のような透光性の材料を用いて
もよい。
用いたものについて示したが、合成石英やフン化マグネ
シウム（Ｍ ｇ Ｆ ）のような透光性の材料を用いて
もよい。
プラズマ発光媒体を封入した放電空間の一面を透光性の
板状誘電体で形成し、上記放電空間に上記板状誘電体を
介して相対する部分に透光マイクロ波反射部材を設け、
上記板状誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ
波を」二記誘電体の端面から上記板状誘電体中に結合し
、上記放電空間にマイクロ波電界を形成して上記プラズ
マ発光媒体を放電発光させ、上記透光マイクロ波反射部
材から光を取り出すように構成したので、大面積を均一
に発光させることが容易で、しかも発光の輝度が高く、
光の取り出し効率も高いマイクロ波放電光源装置が得ら
れる。
板状誘電体で形成し、上記放電空間に上記板状誘電体を
介して相対する部分に透光マイクロ波反射部材を設け、
上記板状誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ
波を」二記誘電体の端面から上記板状誘電体中に結合し
、上記放電空間にマイクロ波電界を形成して上記プラズ
マ発光媒体を放電発光させ、上記透光マイクロ波反射部
材から光を取り出すように構成したので、大面積を均一
に発光させることが容易で、しかも発光の輝度が高く、
光の取り出し効率も高いマイクロ波放電光源装置が得ら
れる。
第１図はこの発明の一実施例によるマイクロ波放電光源
装置を用いた光励起プロセス装置を示す概略断面図、第
２図は第１図の装置の概路外観図。 第３図はくの発明の他の実施例によるマイクロ波放電光
源装置を用いた光励起プロセス装置を示す概略断面図、
第４図はこの発明のさらに他の実施例によるマイクロ波
放電光源装置を示す概路外観図、第５図は従来のマイク
ロ波放電光源装置を用いた光励起プロセス装置を示す概
略断面図である。 図において（１）は反応室、（２）は基板ホルダ、（３
）は基板、（６１）は誘電体、（６２１）は放電空間、
（１０５）は金属メツシュ板、（７）は冷却槽、Ｅは誘
電体の厚み方向の電界である。 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
装置を用いた光励起プロセス装置を示す概略断面図、第
２図は第１図の装置の概路外観図。 第３図はくの発明の他の実施例によるマイクロ波放電光
源装置を用いた光励起プロセス装置を示す概略断面図、
第４図はこの発明のさらに他の実施例によるマイクロ波
放電光源装置を示す概路外観図、第５図は従来のマイク
ロ波放電光源装置を用いた光励起プロセス装置を示す概
略断面図である。 図において（１）は反応室、（２）は基板ホルダ、（３
）は基板、（６１）は誘電体、（６２１）は放電空間、
（１０５）は金属メツシュ板、（７）は冷却槽、Ｅは誘
電体の厚み方向の電界である。 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- プラズマ発光媒体を封入した放電空間の一面を透光性の
板状誘電体で形成し、上記放電空間に上記板状誘電体を
介して相対する部分に透光マイクロ波反射部材を設け、
上記板状誘電体の厚み方向の電界成分を有するマイクロ
波を上記誘電体の端面から上記板状誘電体中に結合し、
上記放電空間にマイクロ波電界を形成して上記プラズマ
発光媒体を放電発光させ、上記透光マイクロ波反射部材
から光を取り出すように構成したことを特徴とするマイ
クロ波放電光源装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476290A JPH03210759A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | マイクロ波放電光源装置 |
| US07/637,636 US5144199A (en) | 1990-01-11 | 1991-01-04 | Microwave discharge light source device |
| DE4100462A DE4100462A1 (de) | 1990-01-11 | 1991-01-09 | Mikrowellenentladungs-lichtquellenvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476290A JPH03210759A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | マイクロ波放電光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210759A true JPH03210759A (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=11592896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP476290A Pending JPH03210759A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | マイクロ波放電光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03210759A (ja) |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP476290A patent/JPH03210759A/ja active Pending
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