JPH05182597A - 高周波電源 - Google Patents
高周波電源Info
- Publication number
- JPH05182597A JPH05182597A JP34557391A JP34557391A JPH05182597A JP H05182597 A JPH05182597 A JP H05182597A JP 34557391 A JP34557391 A JP 34557391A JP 34557391 A JP34557391 A JP 34557391A JP H05182597 A JPH05182597 A JP H05182597A
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- JP
- Japan
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- high frequency
- impedance
- variable capacitor
- coupled plasma
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Abstract
(57)【要約】
【目的】いかなるときにも反射動が少なく高周波電流の
供給効率が高い高周波電源を提供する。 【構成】高周波誘導コイルに対し並列に接続されたコン
デンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを整合回
路内に設け、このスイッチを高周波誘導結合プラズマが
点火前後でオンオフさせて整合をとるようにしたもの。
供給効率が高い高周波電源を提供する。 【構成】高周波誘導コイルに対し並列に接続されたコン
デンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを整合回
路内に設け、このスイッチを高周波誘導結合プラズマが
点火前後でオンオフさせて整合をとるようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導コイルに高
周波エネルギ―を供給し高周波磁界を形成して高周波誘
導結合プラズマを生じさせ該プラズマを利用して試料中
の被測定元素を分析する高周波誘導結合プラズマ質量分
析計（以下、「ＩＣＰ−ＭＳ」という）などに用いて好
適な高周波電源に関し、特に、いかなるときにも反射動
が少なく効率のよい高周波電源に関する。
周波エネルギ―を供給し高周波磁界を形成して高周波誘
導結合プラズマを生じさせ該プラズマを利用して試料中
の被測定元素を分析する高周波誘導結合プラズマ質量分
析計（以下、「ＩＣＰ−ＭＳ」という）などに用いて好
適な高周波電源に関し、特に、いかなるときにも反射動
が少なく効率のよい高周波電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、ＩＣＰ−ＭＳの一般的な構成説
明図である。この図において、プラズマト―チ１の外室
１ｂと最外室１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガ
ス供給源３からアルゴンガスが供給されると共に、内室
１ａには試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化されて
のちキャリアガスであるアルゴンガスによって搬入され
るようになっている。また、プラズマト―チ１に巻回さ
れた高周波誘導コイル６には高周波電源１０によって高
周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波磁界（図
示せず）が形成されている。この高周波磁界の近傍でア
ルゴンガス中に電子かイオンが植え付けられると、該高
周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ
７が生ずる。
明図である。この図において、プラズマト―チ１の外室
１ｂと最外室１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガ
ス供給源３からアルゴンガスが供給されると共に、内室
１ａには試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化されて
のちキャリアガスであるアルゴンガスによって搬入され
るようになっている。また、プラズマト―チ１に巻回さ
れた高周波誘導コイル６には高周波電源１０によって高
周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波磁界（図
示せず）が形成されている。この高周波磁界の近傍でア
ルゴンガス中に電子かイオンが植え付けられると、該高
周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ
７が生ずる。
【０００３】更に、ノズル８とスキマ―９に挟まれたフ
ォアチェンバ―本体１１内は、真空ポンプ１２によって
吸引されている。また、センタ―チェンバ―１３内に
は、イオンレンズ系１４ａ，１４ｂが設けられると共
に、該センタ―チェンバ―の内部は第１油拡散ポンプ１
５によって吸引され、四重極マスフィルタ１６を収容し
ているリアチェンバ―１７内は第２油拡散ポンプ１８に
よって吸引されている。
ォアチェンバ―本体１１内は、真空ポンプ１２によって
吸引されている。また、センタ―チェンバ―１３内に
は、イオンレンズ系１４ａ，１４ｂが設けられると共
に、該センタ―チェンバ―の内部は第１油拡散ポンプ１
５によって吸引され、四重極マスフィルタ１６を収容し
ているリアチェンバ―１７内は第２油拡散ポンプ１８に
よって吸引されている。
【０００４】この状態で、高周波誘導結合プラズマ７中
に上述のようにして霧化された試料が導入され、イオン
化や発光が行われる。該プラズマ７内のイオンは、ノズ
ル８やスキマ―９を経由してのちイオンレンズ系１４
ａ，１４ｂの間を通って収束され、四重極マスフィルタ
１６に導入される。このようにして四重極マスフィルタ
１６に入ったイオンのうち目的の質量電荷比のイオンだ
けが、四重極マスフィルタ１６を通過し、高周波誘導結
合プラズマ質量分析計１９に導かれて検出される。この
検出信号が信号処理部２０に送出されて演算・処理され
ることによって、前記試料中の被測定元素分析値が求め
られる。
に上述のようにして霧化された試料が導入され、イオン
化や発光が行われる。該プラズマ７内のイオンは、ノズ
ル８やスキマ―９を経由してのちイオンレンズ系１４
ａ，１４ｂの間を通って収束され、四重極マスフィルタ
１６に導入される。このようにして四重極マスフィルタ
１６に入ったイオンのうち目的の質量電荷比のイオンだ
けが、四重極マスフィルタ１６を通過し、高周波誘導結
合プラズマ質量分析計１９に導かれて検出される。この
検出信号が信号処理部２０に送出されて演算・処理され
ることによって、前記試料中の被測定元素分析値が求め
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】一方、図３は上記高
周波電源１０の構成回路図であり、図中、２１は電源本
体、２２は整合回路、２２ａ，２２ｂは第１，第２の可
変コンデンサである。また、これらの可変コンデンサ２
２ａ，２２ｂは、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点
火する時におこる高周波誘導コイル６のインピーダンス
変化や、高周波誘導結合プラズマ７が点火した後におこ
る高周波誘導コイル６のインピーダンス変化に対応して
変化する。
周波電源１０の構成回路図であり、図中、２１は電源本
体、２２は整合回路、２２ａ，２２ｂは第１，第２の可
変コンデンサである。また、これらの可変コンデンサ２
２ａ，２２ｂは、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点
火する時におこる高周波誘導コイル６のインピーダンス
変化や、高周波誘導結合プラズマ７が点火した後におこ
る高周波誘導コイル６のインピーダンス変化に対応して
変化する。
【０００６】このように高周波誘導結合プラズマ７の点
火の前後においてインピーダンスが大きく変化するた
め、第１，第２可変コンデンサ２２ａ，２２ｂが追随で
きなくなることがあった。また、高周波誘導結合プラズ
マ７の点火の前後において上述のように第１，第２可変
コンデンサ２２ａ，２２ｂのインピーダンスが大きく変
化するため、高周波電源１０は負荷インピーダンスを一
定にしないと反射波が増えて効率が低下した。従って、
図３の整合回路２２は第１，第２可変コンデンサ２２
ａ，２２ｂを変化させて常に電源本体２２からみた負荷
インピーダンス、即ち、整合回路２２と高周波誘導コイ
ル６のインピーダンスを一定にする必要があった。本発
明は、かかる状況などに鑑みて成されたものであり、い
かなるときにも反射動が少なく高周波電流の供給効率が
高い高周波電源を提供することを目的とする。
火の前後においてインピーダンスが大きく変化するた
め、第１，第２可変コンデンサ２２ａ，２２ｂが追随で
きなくなることがあった。また、高周波誘導結合プラズ
マ７の点火の前後において上述のように第１，第２可変
コンデンサ２２ａ，２２ｂのインピーダンスが大きく変
化するため、高周波電源１０は負荷インピーダンスを一
定にしないと反射波が増えて効率が低下した。従って、
図３の整合回路２２は第１，第２可変コンデンサ２２
ａ，２２ｂを変化させて常に電源本体２２からみた負荷
インピーダンス、即ち、整合回路２２と高周波誘導コイ
ル６のインピーダンスを一定にする必要があった。本発
明は、かかる状況などに鑑みて成されたものであり、い
かなるときにも反射動が少なく高周波電流の供給効率が
高い高周波電源を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明は、高周波誘導
結合プラズマを発生させるための高周波誘導コイルに高
周波電流を供給する高周波電源において、電源本体と、
高周波誘導コイルに対し並列に接続された第１可変コン
デンサ，高周波誘導コイルに対し直列に接続された第２
可変コンデンサ，高周波誘導コイル及び第１可変コンデ
ンサに対し並列に接続されたコンデンサ，及び該コンデ
ンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを有する整
合回路とを設け、高周波誘導結合プラズマが点火する前
はスイッチがオンにされ、高周波誘導結合プラズマが点
火した後はスイッチがオンにされるように構成すること
によって前記課題を解決したものである。
結合プラズマを発生させるための高周波誘導コイルに高
周波電流を供給する高周波電源において、電源本体と、
高周波誘導コイルに対し並列に接続された第１可変コン
デンサ，高周波誘導コイルに対し直列に接続された第２
可変コンデンサ，高周波誘導コイル及び第１可変コンデ
ンサに対し並列に接続されたコンデンサ，及び該コンデ
ンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを有する整
合回路とを設け、高周波誘導結合プラズマが点火する前
はスイッチがオンにされ、高周波誘導結合プラズマが点
火した後はスイッチがオンにされるように構成すること
によって前記課題を解決したものである。
【０００８】
【作用】本発明は次のように作用する。即ち、本発明に
おいては、高周波誘導コイルに対し並列に接続されたコ
ンデンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを整合
回路内に設け、このスイッチを高周波誘導結合プラズマ
の点火前後でオンオフさせて整合をとるようになってい
る。このため、高周波誘導結合プラズマの点火前後にお
けるインピーダンス変化の差を少なくし、負荷インピー
ダンス変化に対して速く対応することができる。従っ
て、より安定した高周波電源となり、その結果、いかな
るときにも反射動が少なく効率のよい高周波電源が実現
する。
おいては、高周波誘導コイルに対し並列に接続されたコ
ンデンサと電源本体の接続を断続させるスイッチを整合
回路内に設け、このスイッチを高周波誘導結合プラズマ
の点火前後でオンオフさせて整合をとるようになってい
る。このため、高周波誘導結合プラズマの点火前後にお
けるインピーダンス変化の差を少なくし、負荷インピー
ダンス変化に対して速く対応することができる。従っ
て、より安定した高周波電源となり、その結果、いかな
るときにも反射動が少なく効率のよい高周波電源が実現
する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて詳
細に説明する。図１は本発明実施例の構成回路図であ
り、図中、図１と同一記号は同一意味をもたせて使用し
ここでの重複説明は省略する。また、２２ｃはコンデン
サ、２２ｄはスイッチである。
細に説明する。図１は本発明実施例の構成回路図であ
り、図中、図１と同一記号は同一意味をもたせて使用し
ここでの重複説明は省略する。また、２２ｃはコンデン
サ、２２ｄはスイッチである。
【００１０】このような構成回路からなる本実施例にお
いて、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火する前は
図１のスイッチ２２ｄがオンにされる。このため、コン
デンサ２２ｃも第１可変コンデンサ２２ａと同様、高周
波コイル６に対して並列接続されることになる。従っ
て、第１可変コンデンサ２２ａ，第２可変コンデンサ２
２ｂ，及びコンデンサ２２ｃの各インピーダンスをそれ
ぞれＣ1，Ｃ2，及びＣ3とするとき、[(Ｃ1＋Ｃ3）＋
（１／Ｃ2）］の値が一定となるように第１可変コンデ
ンサ２２ａのインピーダンスＣ1が調整される。このよう
にして整合回路２２内のインピーダンスは、一定値に保
たれる。
いて、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火する前は
図１のスイッチ２２ｄがオンにされる。このため、コン
デンサ２２ｃも第１可変コンデンサ２２ａと同様、高周
波コイル６に対して並列接続されることになる。従っ
て、第１可変コンデンサ２２ａ，第２可変コンデンサ２
２ｂ，及びコンデンサ２２ｃの各インピーダンスをそれ
ぞれＣ1，Ｃ2，及びＣ3とするとき、[(Ｃ1＋Ｃ3）＋
（１／Ｃ2）］の値が一定となるように第１可変コンデ
ンサ２２ａのインピーダンスＣ1が調整される。このよう
にして整合回路２２内のインピーダンスは、一定値に保
たれる。
【００１１】また、図２の高周波誘導結合プラズマ７が
点火した後は図１のスイッチ２２ｄがオフにされる。こ
のため、コンデンサ２２ｃと電源本体２１との接続が断
たれ、第１可変コンデンサ２２ａだけが高周波コイル６
に対して並列接続されることになる。従って、第１可変
コンデンサ２２ａ，第２可変コンデンサ２２ｂ，及びコ
ンデンサ２２ｃの各インピーダンスをそれぞれＣ1，
Ｃ2，及びＣ3とするとき、[Ｃ1＋（１／Ｃ2）］の値が
一定となるように第１可変コンデンサ２２ａのインピー
ダンスＣ1が調整される。このようにして整合回路２２内
のインピーダンスは、一定値に保たれる。
点火した後は図１のスイッチ２２ｄがオフにされる。こ
のため、コンデンサ２２ｃと電源本体２１との接続が断
たれ、第１可変コンデンサ２２ａだけが高周波コイル６
に対して並列接続されることになる。従って、第１可変
コンデンサ２２ａ，第２可変コンデンサ２２ｂ，及びコ
ンデンサ２２ｃの各インピーダンスをそれぞれＣ1，
Ｃ2，及びＣ3とするとき、[Ｃ1＋（１／Ｃ2）］の値が
一定となるように第１可変コンデンサ２２ａのインピー
ダンスＣ1が調整される。このようにして整合回路２２内
のインピーダンスは、一定値に保たれる。
【００１２】このように高周波誘導結合プラズマ７の点
火前後でスイッチ２２ｄをオン・オフさせると共に整合
回路２２内のインピーダンスを常に一定値に保つことに
より、整合回路２２ひいては高周波電源の整合をとって
いる。因みに、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火
される前の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンス
を４７０ピコファラッドとし高周波誘導結合プラズマ７
が点火された後の第１可変コンデンサ２２ａのインピー
ダンスを３００ピコファラッドと仮定すると、高周波誘
導結合プラズマ７の点火前後における第１可変コンデン
サ２２ａのインピーダンス変化は１７０ピコファラッド
となる。
火前後でスイッチ２２ｄをオン・オフさせると共に整合
回路２２内のインピーダンスを常に一定値に保つことに
より、整合回路２２ひいては高周波電源の整合をとって
いる。因みに、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火
される前の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンス
を４７０ピコファラッドとし高周波誘導結合プラズマ７
が点火された後の第１可変コンデンサ２２ａのインピー
ダンスを３００ピコファラッドと仮定すると、高周波誘
導結合プラズマ７の点火前後における第１可変コンデン
サ２２ａのインピーダンス変化は１７０ピコファラッド
となる。
【００１３】これに対し、第１可変コンデンサ２２ａの
インピーダンスを１００ピコファラッドにすると共に、
高周波誘導結合プラズマ７が点火される前はスイツチ２
２ｄをオンにしておき、高周波誘導結合プラズマ７が点
火されてインピーダンスが変化した後にスイッチ２２ｄ
をオフにするようにすれば、第１可変コンデンサ２２ａ
のインピーダンス変化は７０ピコファラッドだけとな
る。即ち、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火され
る前の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンスを３
７０ピコファラッドで高周波誘導結合プラズマ７が点火
された後の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンス
は３００ピコファラッドとなるため、高周波誘導結合プ
ラズマ７の点火前後における第１可変コンデンサ２２ａ
のインピーダンス変化は７０ピコファラッドだけとな
る。
インピーダンスを１００ピコファラッドにすると共に、
高周波誘導結合プラズマ７が点火される前はスイツチ２
２ｄをオンにしておき、高周波誘導結合プラズマ７が点
火されてインピーダンスが変化した後にスイッチ２２ｄ
をオフにするようにすれば、第１可変コンデンサ２２ａ
のインピーダンス変化は７０ピコファラッドだけとな
る。即ち、図２の高周波誘導結合プラズマ７が点火され
る前の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンスを３
７０ピコファラッドで高周波誘導結合プラズマ７が点火
された後の第１可変コンデンサ２２ａのインピーダンス
は３００ピコファラッドとなるため、高周波誘導結合プ
ラズマ７の点火前後における第１可変コンデンサ２２ａ
のインピーダンス変化は７０ピコファラッドだけとな
る。
【００１４】
【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、高周波電源の整合回路において可変コンデンサの高
周波誘導結合プラズマの点火前後におけるインピーダン
ス変化の差を少なくし、負荷インピーダンス変化に対し
て速く対応することができ、その結果、より安定した高
周波電源が実現する。従って、本発明によれば、いかな
るときにも反射動が少なく効率のよい高周波電源が実現
する。
ば、高周波電源の整合回路において可変コンデンサの高
周波誘導結合プラズマの点火前後におけるインピーダン
ス変化の差を少なくし、負荷インピーダンス変化に対し
て速く対応することができ、その結果、より安定した高
周波電源が実現する。従って、本発明によれば、いかな
るときにも反射動が少なく効率のよい高周波電源が実現
する。
【図１】本発明実施例の構成回路図である。
【図２】ＩＣＰ−ＭＳの一般的な構成説明図である。
【図３】従来例の構成回路図である。
１ プラズマトーチ ５ ネブライザ ７ 高周波誘導結合プラズマ １４ａ，１４ｂ イオンレンズ系 １６ 四重極マスフィルタ １９ 二次電子増倍管 ２１ 電源本体 ２２ 整合回路 ２２ａ，２２ｂ 電極 ２２ｃ コンデンサ ２２ｄ スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】高周波誘導結合プラズマを発生させるため
の高周波誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源
において、電源本体と、前記高周波誘導コイルに対し並
列に接続された第１可変コンデンサ，前記高周波誘導コ
イルに対し直列に接続された第２可変コンデンサ，前記
高周波誘導コイル及び第１可変コンデンサに対し並列に
接続されたコンデンサ，及び該コンデンサと前記電源本
体の接続を断続させるスイッチを有する整合回路とを具
備し、前記高周波誘導結合プラズマが点火する前は前記
スイッチがオンにされ、前記高周波誘導結合プラズマが
点火した後は前記スイッチがオンにされるように構成し
たことを特徴とする高周波電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34557391A JPH05182597A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 高周波電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34557391A JPH05182597A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 高周波電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182597A true JPH05182597A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18377510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34557391A Pending JPH05182597A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 高周波電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05182597A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051744A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Sumifusa Ikenouchi | Impedance matching network, and plasma processing apparatus using such impedance matching network |
| US11129268B2 (en) | 2017-03-08 | 2021-09-21 | Denso Corporation | Ignition apparatus including spark plug that generates plasma |
| WO2022182407A1 (en) * | 2021-02-23 | 2022-09-01 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
| US11749505B2 (en) | 2021-02-23 | 2023-09-05 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34557391A patent/JPH05182597A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051744A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Sumifusa Ikenouchi | Impedance matching network, and plasma processing apparatus using such impedance matching network |
| JP2006139949A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Sumihide Ikenouchi | インピーダンス整合器及びこれを用いたプラズマ処理装置 |
| US11129268B2 (en) | 2017-03-08 | 2021-09-21 | Denso Corporation | Ignition apparatus including spark plug that generates plasma |
| WO2022182407A1 (en) * | 2021-02-23 | 2022-09-01 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
| US11538663B2 (en) | 2021-02-23 | 2022-12-27 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
| US11749505B2 (en) | 2021-02-23 | 2023-09-05 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
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