JPH06105597B2 - マイクロ波プラズマ源 - Google Patents

マイクロ波プラズマ源

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JPH06105597B2
JPH06105597B2 JP57149226A JP14922682A JPH06105597B2 JP H06105597 B2 JPH06105597 B2 JP H06105597B2 JP 57149226 A JP57149226 A JP 57149226A JP 14922682 A JP14922682 A JP 14922682A JP H06105597 B2 JPH06105597 B2 JP H06105597B2
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勝信 安部
克己 登木口
英己 小池
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006—Control circuits therefor

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばマイクロ波プラズマエッチング装置や
プラズマ付着装置などに使用される、磁界中の高周波放
電を利用したマイクロ波プラズマ源に関するもので、特
に、プラズマ点火時から通常のイオン引出し時への切換
え操作性の改良を図ったものである。
半導体工業などにおいてイオンインプランテーションや
イオンビームデポジションなどのために必要とされる、
大電流のイオンを取り出し得るイオン源装置として、
“特公昭57−4056号（短冊ビームイオン源）”に代表さ
れる、磁界中の高周波放電を利用したマイクロ波プラズ
マ源装置がある。しかし、このマイクロ波プラズマ源に
おいては、プラズマ点火時に必要とする磁界強度と、点
火が終了した後の通常のイオン引出し時に必要とする磁
界強度とが、比率にして約100対60ぐらいと異なるた
め、プラズマ点火時とイオン引出し時とで磁界強度の値
を設定し直す操作が行なわれていた。つまり、プラズマ
点火時は強磁界にし、点火終了後のイオン引出し時はダ
イヤル操作によって弱磁界に設定し直す操作が行なわれ
ていた。
これを第１図、第２図によりさらに具体的に説明する。
第１図は従来のマイクロ波プラズマ源の一例を示す。一
般に、放電空間にマイクロ波電界を印加し、それに直交
した直流磁界を印加し、かつ放電空間に１×10-2〜１×
10-4Torr程度の被イオン化物質の原子又は分子を導入す
れば、マイクロ波放電が起こる。第１図においては、マ
イクロ波発生器１から、例えば2MHzのマイクロ波を矩形
導波管２を介して同軸ケーブル３に導入する。内部導体
３′に結合されているマイクロ波プラズマ結合素子５と
壁部10とで放電空間６を形成し、マイクロ波・プラズマ
結合素子５から放射されるマイクロ波によって放電空間
６にマイクロ波電界が発生される。一方、ガス導入部８
より、PH3、BF3等の気体または蒸気を導入し、上記マイ
クロ波電界と作用する磁界を磁界発生用コイル７によっ
て形成すると、放電空間６内にプラズマが発生する。こ
の放電空間６内に発生したプラズマからイオン引出し系
９を介してイオンが引出される。磁界発生用コイル７は
定電流源11から給電線12を通して給電され、放電空間６
に磁界を発生する。なお、４は真空封止用の誘電体であ
る。
また第２図は第１図の定電流源11の従来例を示すもの
で、交流入力端ACから供給される交流電力が整流器13で
直流に変換され、制御トランジスタ14を通って磁界発生
用コイル７に与えられる。磁界発生用コイル７に流れる
電流は検出抵抗15の両端に電圧信号として現われるか
ら、この両端電圧に比例した電圧信号を設定用可変抵抗
器16で作り、この電圧信号と、基準電圧発生器17から発
生される基準電圧信号との差を差動増幅器で構成される
誤差増幅器18で増幅して制御トランジスタ14に入力する
ことによって、設定用可変抵抗器16で設定される電圧信
号に応じた電流が磁界発生用コイル７に流れる。ここ
で、前述したように、マイクロ波プラズマ源では、プラ
ズマ点火時にはその後のイオン引出し時に比べて、磁界
強度を約1.5倍以上に大きくする必要があるが、従来
は、上記設定用可変抵抗器16の設定値をプラズマ点火時
とイオン引出し時とで設定しなおす操作を行なうことで
対処していた。
本発明の目的は、上記したプラズマ点火時の、設定用可
変抵抗器の設定値を変えるという煩雑な作業を、切換え
スイッチの切換え操作だけで可能とするマイクロ波プラ
ズマ源を提供することにある。
即ち、本発明の特徴は、プラズマ点火時に放電空間に印
加する磁界強度から、点火終了後のイオン引出し時に放
電空間に印加する磁界強度への切換えを、可動片の切換
え操作だけで行なう切換えスイッチを設ける構成とする
にある。
以下、図面により本発明を説明する。
第３図は本発明の一実施例回路図で、これは、磁界発生
用コイルに流す電流値を、プラズマ点火時とイオン引出
し時とで切換えスイッチにより切換える場合である。第
２図の従来回路に比較して、切換えスイッチ19と、点火
時用基準電圧発生器20が新たに追加されている。点火時
用基準電圧発生器20の発生電圧を、従来の基準電圧発生
器17の発生電圧の約1.6倍以上にしておくことにより、
設定用可変抵抗器16の設定値を、プラズマ点火時とイオ
ン引出し時とで設定しなおす操作なしに、切換えスイッ
チ19の可動片を点火時用基準電圧発生器20側から、基準
電圧発生器17側に切換えるだけで、簡単に点火から通常
のイオン引出しに移ることができる。
第４図は本発明の他の実施例を示す回路図で、これは、
磁界発生用コイルの巻回数を、プラズマ点火時とイオン
引出し時とで、切換えスイッチにより切換える場合であ
る。第１図従来例に比較して第４図実施例には、磁界発
生用コイル７の巻回数に巻初め端子T0と、中間端子T
1と、巻終り端子T2とが設けられ、そして切換えスイッ
チ21が新たに追加されている。端子T0〜T2間の巻回数が
端子T0〜T1間の巻回数の約1.6倍以上にしておくことに
より、切換えスイッチ21を切換えるだけで、放電空間６
に供給される磁界強度を強、弱に変えることが可能とな
る。
なお、第３図及び第４図実施例では、磁界発生用コイル
７には定電流源からの電流を供給するとして説明した
が、これは定電流源に限定されず、電流源であればどの
ような方式の電源でも採用可能であり、実施例の場合と
同様の効果を生じ得るものであることは、本発明の本質
から明らかである。また、第４図実施例では磁界発生用
コイルに巻回数の中間端子を設けるとしたが、これも中
間端子方式に限定されるものでなく、例えば全く別個の
コイルを設ける方式、あるいは一回ボタンを押すと一定
時間（例えば１秒間）だけ点火モードの磁場強度にな
り、その後は自動的にはじめの磁場強度（イオンビーム
引出しモード）に戻るような回路方式など、多くの変形
が可能である。
以上説明したように、本発明によれば、従来必要であっ
たプラズマ点火時とイオン引出し時とで可変抵抗設定値
を設定しなおすという煩雑な操作が、切換えスイッチの
切換え操作だけで可能となり、プラズマ源の点火時の操
作性が大幅に改良される。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のマイクロ波プラズマ源の断面構造とコイ
ル電源の関係を示す図、第２図は従来のコイル用電源回
路の一例を示す図、第３図は本発明の一実施例回路図、
第４図は本発明の他の実施例回路図である。 符号の説明 １…マイクロ波発生器、２…矩形導波管 ３…同軸ケーブル、４…真空封止用誘電体 ５…マイクロ波・プラズマ結合素子 ６…放電空間、７…磁界発生用コイル ８…ガス導入部、９…イオン引出し系 10…壁部、11…定電流源 12…給電線、13…整流器 14…制御トランジスタ 15…検出抵抗、16…設定用可変抵抗器 17…基準電圧発生器、18…誤差増幅器 19、21…切換スイッチ 20…点火時用基準電圧発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 英己 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡田 修身 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マイクロ波電界が印加されている放電空間
    に直流磁界を印加し上記放電空間に被イオン化物質を導
    入してプラズマを発生させイオン引出し系を介してイオ
    ンを引出す構成のマイクロ波プラズマ源において、プラ
    ズマ点火時に放電空間に印加する磁界強度から、点火終
    了後のイオン引出し時に放電空間に印加する磁界強度へ
    の切換えを、スイッチ操作で行なう切換えスイッチを備
    えたことを特徴とするマイクロ波プラズマ源。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のプラズマ源に
    おいて、前記切換えスイッチは、放電空間に印加する磁
    界を発生するコイルに流す電流値を切換える切換えスイ
    ッチであることを特徴とするマイクロ波プラズマ源。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のプラズマ源に
    おいて、前記切換えスイッチは、放電空間に印加する磁
    界を発生するコイルの巻回数を切換える切換えスイッチ
    であることを特徴とするマイクロ波プラズマ源。
JP57149226A 1982-08-30 1982-08-30 マイクロ波プラズマ源 Expired - Lifetime JPH06105597B2 (ja)

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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784033B1 (en) 1984-02-15 2004-08-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for the manufacture of an insulated gate field effect semiconductor device
JPH0752718B2 (ja) * 1984-11-26 1995-06-05 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜形成方法
US6786997B1 (en) 1984-11-26 2004-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Plasma processing apparatus
US6113701A (en) 1985-02-14 2000-09-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method, and system
FR2583250B1 (fr) * 1985-06-07 1989-06-30 France Etat Procede et dispositif d'excitation d'un plasma par micro-ondes a la resonance cyclotronique electronique
US6230650B1 (en) 1985-10-14 2001-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave enhanced CVD system under magnetic field
US6673722B1 (en) 1985-10-14 2004-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave enhanced CVD system under magnetic field
US4954751A (en) * 1986-03-12 1990-09-04 Kaufman Harold R Radio frequency hollow cathode
US4788473A (en) * 1986-06-20 1988-11-29 Fujitsu Limited Plasma generating device with stepped waveguide transition
US4859908A (en) * 1986-09-24 1989-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma processing apparatus for large area ion irradiation
DE3632684A1 (de) * 1986-09-26 1988-03-31 Philips Patentverwaltung Verfahren und vorrichtung zum innenbeschichten von rohren
GB8629634D0 (en) * 1986-12-11 1987-01-21 Dobson C D Reactive ion & sputter etching
JPS63148635A (ja) * 1986-12-12 1988-06-21 Hitachi Ltd 有磁場マイクロ波プラズマ処理方法及び装置
JPH06101307B2 (ja) * 1987-01-16 1994-12-12 松下電器産業株式会社 金属イオン源
EP0674471B1 (en) * 1987-01-26 1999-07-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Laser Plasma apparatus
DE3810197A1 (de) * 1987-03-27 1988-10-13 Mitsubishi Electric Corp Plasma-bearbeitungseinrichtung
US4866346A (en) * 1987-06-22 1989-09-12 Applied Science & Technology, Inc. Microwave plasma generator
JPH01175199A (ja) * 1987-09-14 1989-07-11 New Japan Radio Co Ltd プラズマ発生装置
US4778561A (en) * 1987-10-30 1988-10-18 Veeco Instruments, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source
DE3803355A1 (de) * 1988-02-05 1989-08-17 Leybold Ag Teilchenquelle fuer eine reaktive ionenstrahlaetz- oder plasmadepositionsanlage
DE68926923T2 (de) * 1988-03-16 1996-12-19 Hitachi Ltd Mikrowellenionenquelle
JP2805009B2 (ja) * 1988-05-11 1998-09-30 株式会社日立製作所 プラズマ発生装置及びプラズマ元素分析装置
JP2618001B2 (ja) * 1988-07-13 1997-06-11 三菱電機株式会社 プラズマ反応装置
US5122431A (en) * 1988-09-14 1992-06-16 Fujitsu Limited Thin film formation apparatus
JP2700035B2 (ja) * 1989-01-27 1998-01-19 日新電機 株式会社 イオン源
US5061838A (en) * 1989-06-23 1991-10-29 Massachusetts Institute Of Technology Toroidal electron cyclotron resonance reactor
US5208512A (en) * 1990-10-16 1993-05-04 International Business Machines Corporation Scanned electron cyclotron resonance plasma source
US5359177A (en) * 1990-11-14 1994-10-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microwave plasma apparatus for generating a uniform plasma
DE4037091C2 (de) * 1990-11-22 1996-06-20 Leybold Ag Vorrichtung für die Erzeugung eines homogenen Mikrowellenfeldes
US5793013A (en) * 1995-06-07 1998-08-11 Physical Sciences, Inc. Microwave-driven plasma spraying apparatus and method for spraying
US5653811A (en) 1995-07-19 1997-08-05 Chan; Chung System for the plasma treatment of large area substrates
US6274459B1 (en) 1998-02-17 2001-08-14 Silicon Genesis Corporation Method for non mass selected ion implant profile control
DE19847848C1 (de) * 1998-10-16 2000-05-11 R3 T Gmbh Rapid Reactive Radic Vorrichtung und Erzeugung angeregter/ionisierter Teilchen in einem Plasma
US6213050B1 (en) 1998-12-01 2001-04-10 Silicon Genesis Corporation Enhanced plasma mode and computer system for plasma immersion ion implantation
US6028286A (en) * 1998-12-30 2000-02-22 Lam Research Corporation Method for igniting a plasma inside a plasma processing reactor
US6458723B1 (en) 1999-06-24 2002-10-01 Silicon Genesis Corporation High temperature implant apparatus
US6664740B2 (en) * 2001-02-01 2003-12-16 The Regents Of The University Of California Formation of a field reversed configuration for magnetic and electrostatic confinement of plasma
US6611106B2 (en) * 2001-03-19 2003-08-26 The Regents Of The University Of California Controlled fusion in a field reversed configuration and direct energy conversion
US9607719B2 (en) * 2005-03-07 2017-03-28 The Regents Of The University Of California Vacuum chamber for plasma electric generation system
US20060198485A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Michl Binderbauer Plasma electric generation and propulsion system
US9123512B2 (en) 2005-03-07 2015-09-01 The Regents Of The Unviersity Of California RF current drive for plasma electric generation system
US8031824B2 (en) 2005-03-07 2011-10-04 Regents Of The University Of California Inductive plasma source for plasma electric generation system
US9997261B2 (en) 2011-11-14 2018-06-12 The Regents Of The University Of California Systems and methods for forming and maintaining a high performance FRC
PL3312843T3 (pl) 2013-09-24 2020-05-18 Tae Technologies, Inc. Układy do tworzenia i utrzymywania wysokosprawnej FRC
HUE055365T2 (hu) 2014-10-13 2021-11-29 Tae Tech Inc Eljárás sûrû toroidok egyesítésére és összenyomására
BR112017008768B1 (pt) 2014-10-30 2022-12-06 Tae Technologies, Inc Método e sistema para gerar e manter um campo magnético com uma configuração de campo reverso
EA036012B1 (ru) 2015-05-12 2020-09-14 Таэ Текнолоджиз, Инк. Системы и способы для уменьшения нежелательных вихревых токов
UA126789C2 (uk) 2015-11-13 2023-02-08 Тае Текнолоджиз, Інк. Системи і способи стабілізації положення плазми frc
CA3041826A1 (en) 2016-10-28 2018-05-03 Tae Technologies, Inc. Systems and methods for improved sustainment of a high performance frc elevated energies utilizing neutral beam injectors with tunable beam energies
EA201991117A1 (ru) 2016-11-04 2019-09-30 Таэ Текнолоджиз, Инк. Системы и способы улучшенного поддержания высокоэффективной конфигурации с обращенным полем с вакуумированием с захватом многомасштабного типа
CN116170928A (zh) 2016-11-15 2023-05-26 阿尔法能源技术公司 用于对高性能frc和在高性能frc中的高次谐波快波电子加热的改善支持的系统和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3430138A (en) * 1966-09-20 1969-02-25 Doble Eng Co Automatic guard balance
GB1523267A (en) * 1976-04-15 1978-08-31 Hitachi Ltd Plasma etching apparatus
US4058748A (en) * 1976-05-13 1977-11-15 Hitachi, Ltd. Microwave discharge ion source
FR2463975A1 (fr) * 1979-08-22 1981-02-27 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procede et appareil pour la gravure chimique par voie seche des circuits integres
GB2065364B (en) * 1979-12-11 1983-09-01 English Electric Valve Co Ltd Thyratrons
US4322661A (en) * 1979-12-26 1982-03-30 Huges Aircraft Company Cross-field plasma mode electric conduction control device

Also Published As

Publication number Publication date
US4543465A (en) 1985-09-24
JPS5940447A (ja) 1984-03-06

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