JPH084103Y2 - マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ装置Info
- Publication number
- JPH084103Y2 JPH084103Y2 JP1990110498U JP11049890U JPH084103Y2 JP H084103 Y2 JPH084103 Y2 JP H084103Y2 JP 1990110498 U JP1990110498 U JP 1990110498U JP 11049890 U JP11049890 U JP 11049890U JP H084103 Y2 JPH084103 Y2 JP H084103Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- reaction chamber
- applicator
- quartz tube
- microwave plasma
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、石英管等からなる反応室内に矩形導波管か
らなるアプリケータを介してマイクロ波を導入し、反応
室内を流れるガスと結合させてプラズマ放電を発生さ
せ、反応室内に配置した物体表面にダイヤモンドやアモ
ルファスシリコンなどを堆積させたり、物体表面を改質
したりするマイクロ波プラズマ装置に関する。
らなるアプリケータを介してマイクロ波を導入し、反応
室内を流れるガスと結合させてプラズマ放電を発生さ
せ、反応室内に配置した物体表面にダイヤモンドやアモ
ルファスシリコンなどを堆積させたり、物体表面を改質
したりするマイクロ波プラズマ装置に関する。
第２図は従来のこの種のマイクロ波プラズマ装置の一
例の構成を示す。
例の構成を示す。
図において１はマイクロ波発振器、２はアイソレー
タ、４はパワーモニタ、５はスリースタブチューナ、６
は矩形導波管からなるアプリケータ、７は可変短絡器、
８は石英管、９は基板台、10は基板、11は真空室であ
る。
タ、４はパワーモニタ、５はスリースタブチューナ、６
は矩形導波管からなるアプリケータ、７は可変短絡器、
８は石英管、９は基板台、10は基板、11は真空室であ
る。
マイクロ波発振器１より発振したマイクロ波はアイソ
レータ２を通り、パワーモニタ４、スリースタブチュー
ナ５を経て矩形導波管からなるアプリケータ６に到達す
る。
レータ２を通り、パワーモニタ４、スリースタブチュー
ナ５を経て矩形導波管からなるアプリケータ６に到達す
る。
アプリケータ６内には石英管８が挿入されており、こ
の石英管８は、下端部に装着されている真空室11に支え
られ、真空室11を介して排気ポンプに接続されている。
の石英管８は、下端部に装着されている真空室11に支え
られ、真空室11を介して排気ポンプに接続されている。
アプリケータ６と石英管８の交差部分には基板台９の
一端が真空室11の底面に固定された支持棒に支えられて
配設されており、この交差部分に定在波が発生するよう
にアプリケータ６に可変短絡器７が取り付けられてい
る。
一端が真空室11の底面に固定された支持棒に支えられて
配設されており、この交差部分に定在波が発生するよう
にアプリケータ６に可変短絡器７が取り付けられてい
る。
石英管８が排気ポンプによって減圧された後、石英管
８内に、上方から反応ガスとキャリアガスが注入され、
一定の圧力に保たれて流される。
８内に、上方から反応ガスとキャリアガスが注入され、
一定の圧力に保たれて流される。
石英管８内を流れるガスが、アプリケータ６と石英管
８の交差部分でマイクロ波と結合してプラズマ放電を発
生し、基板台９上に載置した基板10表面に薄膜、結晶等
を生成したり、基板10表面を改質したりする。
８の交差部分でマイクロ波と結合してプラズマ放電を発
生し、基板台９上に載置した基板10表面に薄膜、結晶等
を生成したり、基板10表面を改質したりする。
従来のマイクロ波プラズマ装置では、ガスの流れの方
向に沿って狭い領域にしかプラズマが発生しないため、
十分な反応ガスの解離、励起が行なわれず、反応速度が
遅く、また、処理物の長さが約40mm以上になると、一度
に処理できなくなり、第３図に示すように、アプリケー
タ６を石英管８の軸方向に一定時間ごとに移動させなが
ら行なわねばならず、処理時間が長くなるという問題が
あった。
向に沿って狭い領域にしかプラズマが発生しないため、
十分な反応ガスの解離、励起が行なわれず、反応速度が
遅く、また、処理物の長さが約40mm以上になると、一度
に処理できなくなり、第３図に示すように、アプリケー
タ６を石英管８の軸方向に一定時間ごとに移動させなが
ら行なわねばならず、処理時間が長くなるという問題が
あった。
本考案は上記の問題を解消するためになされたもの
で、ガスの流れの方向に沿って広い領域にわたってプラ
ズマが発生し、十分に反応ガスの解離、励起が行なわれ
るマイクロ波プラズマ装置を提供することを目的とす
る。
で、ガスの流れの方向に沿って広い領域にわたってプラ
ズマが発生し、十分に反応ガスの解離、励起が行なわれ
るマイクロ波プラズマ装置を提供することを目的とす
る。
本考案のマイクロ波プラズマ装置は、石英管等からな
る反応室に対しマイクロ波を導入するアプリケータとし
てそれぞれが可変短絡器を備えた複数の矩形導波管を石
英管等からなる反応室内のガスの流れの方向に重ね合わ
せて配置し、複数のマイクロ波発振器からこれらの矩形
導波管に、交互に異なる周波数のマイクロ波を導入する
ように構成したものである。
る反応室に対しマイクロ波を導入するアプリケータとし
てそれぞれが可変短絡器を備えた複数の矩形導波管を石
英管等からなる反応室内のガスの流れの方向に重ね合わ
せて配置し、複数のマイクロ波発振器からこれらの矩形
導波管に、交互に異なる周波数のマイクロ波を導入する
ように構成したものである。
重ね合わせて配置した矩形導波管に交互に異なる周波
数のマイクロ波を導入すると、隣接するアプリケータ同
志のマイクロ波のエネルギーの結合を防止することがで
き、反応室内の電界強度は広い領域で均一となり、広い
領域に均一なプラズマ放電を発生させることができる。
数のマイクロ波を導入すると、隣接するアプリケータ同
志のマイクロ波のエネルギーの結合を防止することがで
き、反応室内の電界強度は広い領域で均一となり、広い
領域に均一なプラズマ放電を発生させることができる。
第１図（ａ），（ｂ）は本考案の一実施例の構成を示
す。
す。
図（ａ）は平面図、図（ｂ）は側面図で、１、２、
４、５、６、８、11は第２図の同一符号と同一または相
当するものを示す、３は主導波管、12はガス供給装置
（マス・フローコントローラ等）13はガス導入管であ
る。
４、５、６、８、11は第２図の同一符号と同一または相
当するものを示す、３は主導波管、12はガス供給装置
（マス・フローコントローラ等）13はガス導入管であ
る。
可変短絡器を備えた矩形導波管６からなるアプリケー
タを石英管８内のガスの流れの方向に重ね合わせて配置
し、マイクロ波発振器１が発振したマイクロ波を各アプ
リケータ６に分配供給する構成としたものである。
タを石英管８内のガスの流れの方向に重ね合わせて配置
し、マイクロ波発振器１が発振したマイクロ波を各アプ
リケータ６に分配供給する構成としたものである。
図に示す例は、アプリケータ６を交互に方向を90度変
えて12段に重ね合わせて配置し、向きの同じアプリケー
タ６に、それぞれ１台のマイクロ波発振器１が発振する
マイクロ波を主導波管３のスリットを通し各アプリケー
タ６に接続した導波管系を経て分配供給する構成とした
ものである。
えて12段に重ね合わせて配置し、向きの同じアプリケー
タ６に、それぞれ１台のマイクロ波発振器１が発振する
マイクロ波を主導波管３のスリットを通し各アプリケー
タ６に接続した導波管系を経て分配供給する構成とした
ものである。
以下、ダイヤ膜の生成を例に動作について説明する。
まず、石英管８内に棒状または線状の基材を配置す
る。その後、排気ポンプによって石英管８内の圧力を10
-6Torr程度にまで減圧し、減圧後、ガス供給装置12より
反応ガス（H2,CH4等）をガス導入管13を経由して石英管
８内に注入する。そして、石英管８内の圧力を40Torr程
度に調整する。
る。その後、排気ポンプによって石英管８内の圧力を10
-6Torr程度にまで減圧し、減圧後、ガス供給装置12より
反応ガス（H2,CH4等）をガス導入管13を経由して石英管
８内に注入する。そして、石英管８内の圧力を40Torr程
度に調整する。
次に、マイクロ波発振器１よりマイクロ波を発振させ
る。発振したマイクロ波は、アイソレータ２を経て主導
波管３に達し、主導波管３に設けられているスリットに
より各アプリケータ６に接続した導波管系に分配され、
それぞれアイソレータ２、パワーモニタ４、スリースタ
ブチューナ５を経て各アプリケータ６に到達する。
る。発振したマイクロ波は、アイソレータ２を経て主導
波管３に達し、主導波管３に設けられているスリットに
より各アプリケータ６に接続した導波管系に分配され、
それぞれアイソレータ２、パワーモニタ４、スリースタ
ブチューナ５を経て各アプリケータ６に到達する。
到達したマイクロ波は、石英管８内の減圧領域に定在
波を形成し、プラズマを発生する。
波を形成し、プラズマを発生する。
パワーモニタ４の反射電力が最小になるようスリース
タブチューナ５を調整する。
タブチューナ５を調整する。
上記のように、複数のアプリケータ６を重ね合わせて
配置することにより、石英管８内のガスの流れの方向に
沿って広い領域に連続するプラズマを発生させることが
でき、従来対応できなかった長さ50mm以上の棒状、また
は、線状基材表面に対して、成膜速度を落さずに、短い
基材の場合と同様に表面処理をすることができる。
配置することにより、石英管８内のガスの流れの方向に
沿って広い領域に連続するプラズマを発生させることが
でき、従来対応できなかった長さ50mm以上の棒状、また
は、線状基材表面に対して、成膜速度を落さずに、短い
基材の場合と同様に表面処理をすることができる。
なお、隣接するアプリケータ同志のマイクロ波エネル
ギーの結合を防止するため、アプリケータ６に一方の端
から交互に発振周波数の異なる２台のマイクロ波発振器
１からのマイクロ波を導入する構成とする。また上記実
施例では石英管による反応室の例で説明したが、マイク
ロ波損失の少ないセラミック等の誘電体容器でもよい。
ギーの結合を防止するため、アプリケータ６に一方の端
から交互に発振周波数の異なる２台のマイクロ波発振器
１からのマイクロ波を導入する構成とする。また上記実
施例では石英管による反応室の例で説明したが、マイク
ロ波損失の少ないセラミック等の誘電体容器でもよい。
以上説明したとおり、本考案によれば、従来に比べ10
倍以上の長さの基材の表面を同時に処理することが可能
となり、作業効率が上がり、テープやファイバーなどの
連続供給・巻取装置と組合わせることで、量産効果を飛
躍的に上げることができる。
倍以上の長さの基材の表面を同時に処理することが可能
となり、作業効率が上がり、テープやファイバーなどの
連続供給・巻取装置と組合わせることで、量産効果を飛
躍的に上げることができる。
第１図（ａ），（ｂ）は本考案の一実施例の構成を示す
説明図、第２図は従来のこの種のマイクロ波プラズマ装
置の一例の構成を示す説明図、第３図は第２図に示す装
置によって棒状、または線状の基材を処理する方法を示
す説明図である。 １……マイクロ波発振器、２……アイソレータ、３……
主導波管、４……パワーモニタ、５……スリースタブチ
ューナ、６……矩形導波管からなるアプリケータ、７…
…可変短絡器、８……石英管からなる反応室、９……基
板台、10……基板、11……真空室、12……ガス供給装
置、13……ガス導入管。
説明図、第２図は従来のこの種のマイクロ波プラズマ装
置の一例の構成を示す説明図、第３図は第２図に示す装
置によって棒状、または線状の基材を処理する方法を示
す説明図である。 １……マイクロ波発振器、２……アイソレータ、３……
主導波管、４……パワーモニタ、５……スリースタブチ
ューナ、６……矩形導波管からなるアプリケータ、７…
…可変短絡器、８……石英管からなる反応室、９……基
板台、10……基板、11……真空室、12……ガス供給装
置、13……ガス導入管。
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ波損失の少ない誘電体容器からな
る反応室内に可変短絡器を備えた矩形導波管からなるア
プリケータを介してマイクロ波を導入し、該反応室内を
流れるガスと結合させてプラズマ放電を発生させ、反応
室内に配置した物体表面に薄膜、結晶等を生成したり、
物体表面を改質したりするマイクロ波プラズマ装置にお
いて、 前記反応室内のガスの流れる方向に重ね合わせて配置し
た複数の前記矩形導波管に、交互に異なる周波数のマイ
クロ波を導入する複数のマイクロ波発振器を備えたこと
を特徴とするマイクロ波プラズマ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990110498U JPH084103Y2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | マイクロ波プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990110498U JPH084103Y2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | マイクロ波プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0470136U JPH0470136U (ja) | 1992-06-22 |
| JPH084103Y2 true JPH084103Y2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=31857835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990110498U Expired - Lifetime JPH084103Y2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | マイクロ波プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084103Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1302843C (zh) * | 2002-05-08 | 2007-03-07 | 达纳公司 | 等离子体辅助渗碳 |
| US7806077B2 (en) * | 2004-07-30 | 2010-10-05 | Amarante Technologies, Inc. | Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation |
| US8236144B2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-08-07 | Rf Thummim Technologies, Inc. | Method and apparatus for multiple resonant structure process and reaction chamber |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068510B2 (ja) * | 1988-09-02 | 1994-02-02 | 日本電信電話株式会社 | プラズマ／イオン生成源およびプラズマ／イオン処理装置 |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP1990110498U patent/JPH084103Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0470136U (ja) | 1992-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060425 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |