JPS63116399A - マイクロ波プラズマ発生装置 - 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、例えば物質の温度を上げずに半導体を含む
金属材料、高分子材料、ガラス等の表面処理あるいは成
膜を行うことのできるマイクロ波プラズマ発生装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第５図は、例えば東芝マイクロ波プラズマ処理装置（１
９８５年発表）の技術情報書にも示されている、従来の
マイクロ波プラズマ発生装置を示す基本構成図である０
図において、（１）はマイクロ波の発振装置、（２）は
変換導波管、〈３）はアイソレータ、（４）はパワー・
モニタで、（４１）の方向性結合器および（４２）の指
示計よりなる。（５）は整合器で、（６）はプラズマ発
生炉（導波管）、（７）はプラズマ発生管（石英管Ｌ（
８）は可動接地板（プランジャ）、（９）は処理ガス、
（１０）はプラズマガスである。

次に動作について説明する。発振装置（１）から送出さ
れるマイクロ波電力は、変換導波管く２〉およびアイソ
レータ（３）、パワー・モニタ（４）、整ｅ器（５）を
経て、プラズマ発生炉（６）（導波管の一種）に達し、
このプラズマ発生炉（６）中の最大電界位置に挿入され
たプラズマ発生管（７）内を流れる処理ガス（９）に吸
収され、ガスをプラズマガス（１０）として送出する。

アイソレータ（３）は無負荷状邪においても発振装置（
１）を安定に動作させるためのものであり、パワー・モ
ニタ（４）は反射電力を監視するためのものである。変
換導波管（２）は、発振装置（１）とアイソレータ（３
）とを接続するものである。また、整合器（５）および
可動接地板（８）はともにマイクロ波電力を効率よく処
理ガス（９）中に吸収させるためのものである。即ち、
これらの形状および位置を最適に調整して、発振装置（
１）からの発振周波数と、プラズマ発生管（７）を含む
プラズマ発生炉（６）の固有共振周波数とを一致させる
ことにより、プラズマを発生かつ維持する。

［発明が解決しようとする間Ｚ点コ 従来のマイクロ波プラズマ発生装置は以上のように構成
されているので、整合器および可動接地板の両方、また
はいずれかが必要であり、また、これらの装置の設計お
よびｍＷに手間がかかるという問題点があったに の発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、整合器および可動接地板の両方、または、いず
れかが不要となり、またこれらの装置の設計、調整作業
が簡単にできるマイクロ波プラズマ発生装置を得ること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るマイクロ波プラズマ発生装置は、プラズ
マ発生炉内のプラズマ発生管にトリガー電極を設置して
、これに外部の電圧源より電圧を印加するようにしたも
のである。

［作用］ この発明においては、電圧印加後、トリガー電極間に発
生する微少放電が、マイクロ波電力と共働して、プラズ
マ生成分より容易にすることにより、整合器および可動
接地板の両方またはいずれかが不要となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるマイクロ波プラズマ発生装置の一実
施例を示す基本構成図であり、０）〜（４）、（６）〜
（１０）および（４１）　（４２）は第５図に示す従来
のものとおなしである。（１１）は電圧源、（１２）は
トリガー電極である。また、第２図は第１図の部分拡大
図てあり、（６）〜（１２）は第１図と同一のものを示
しており、（１３〉は気密端子である。なお、本構成に
おいては、従来のものにはあった整合器（５）（第５図
参照）が省略されている次に動作について説明する０発
振装置（１）から送出されるマイクロ波電力は、接続用
の変換導波管（２）を経て、アイソレータ（３）、パワ
ー・モニタ（４）を経由し、プラズマ発生炉（６）（導
波管の−りに達し、このプラズマ発生炉（６）中の最大
電界位置に挿入されたプラズマ発生管（７）内を流れる
処理ガス（９）に吸収され、ガス含プラズマガス（１０
）として送出する。ここでアイソレータ（３）は無負荷
状態においても発振装置（１）を安定に動（ヤさせるた
めのものであり、パワー・モニタ（４）は反射電力を監
視するためのもので７）る、可動接地板（８）はマイク
ロ波電力を効率よく処理ガス（９）中に吸収させるため
のものである。電圧源（１１）はトリガー電極（１，２
）と接続されており、電圧印加時にトリガー電極（１２
）間で微少放電を発生１−で、プラズマ発生と容易にす
るためのものである。即ち、可動接地板（８）の位置を
調整して、発振装置＜１）からの発振周波数と、プラズ
マ発生管（７）を含むプラズマ発生炉（６）の共振周波
数と３はぼ一致させる。

この状態で、トリガー電極（１２）間に、電圧源（１１
）より電圧を印加すると微少放電が発生し、発振装置く
１）から放出されているマイクロ波電力と共働し、て、
プラズマ発生管（７）中にプラズマが発生、維持される
。プラズマ発生後は、プラズマの影響により、プラズマ
発生炉（６）およびプラズマ発生管（７）からなる系の
共振周波数が少し変化するので、必要に応じてパワー・
モニタ（４）の指示計（４２）を見ながら、マイクロ波
電力の反射率が最小、即ゴ、　四ワ゛Ｖが最大、となる
ように、可動接地板（８）の位置を再調整する。また、
プラズマ生成後は、トリガー電極（１２）間に電圧を印
加する必要ない。

なお、上記実施例ては整り器（５）を省いたｔ′：Ｊ合
を示したが、第３図に示すように整り器（５）の代わり
に、可動士？地板〈８）の方を省いてもよく、また、最
初からプラズマ発生炉く６）およびプラズマ発生管（７
）かｔ゛８、なる系の共振周波数と、発振装置（１〉の
共振川波数とが、はぼ一致していく・場合には、第１１
１７１：、：、Ｉ″：すＫ　、５　Ｅ（整ｉ■（５）、
可９ｊノ接地板（８）を両方とも省略して、プラズマを
生成することも可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、プラズマ発生炉内のプ
ラズマ発生管にトリガー電極を設置して、これに外部の
電圧源より電圧を印加して微少放電を発生させるように
したので、整合器および可動接地板の両方またはいずれ
かが不要となり、装置の構成が簡単にできるとともに、
これらの装置部分の設計、調整作業が簡単にできるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるマイクロ波プラズマ発生装置の
一実施例を示す基本構成図、第２図は第１１の部分拡大
コ、第３図はこの発明によるマイクロ波プラズマ発生装
置の別の実施例を示す基本構成図、第４図はこの発明に
よるマイクロ波プラズマ発生装置のさらに別の実施例を
示す基本構成図、第５図は従来のマイクロ波プラズマ発
生装置を示す基本構成図である。 図において、（１）は発振装置、（２）は変換導波管、
く３）はアイソレータ、（４）はパワー・モニタ、（５
）は整合器、（６）はプラズマ発生炉、（７）はプラズ
マ発生管、（８）は可動接地板、（９）は処理ガス、〈
１０）はプラズマガス、（１１）は電圧源、（１２）は
トリガー電極、（１３）は気密端子、　（４１）は方向
性結合器、（４２）は指示計である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 晃３図 晃２（￥］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波電力を発生する発振装置と、マイクロ波電力
   を後段に導く変換導波管と、上記発振装置を無負荷状態
   においても安定に動作させるアイソレータと、反射電力
   を監視するパワー・モニタと、プラズマ発生炉と、この
   プラズマ発生炉中の最大電界位置を通るようにこれを貫
   通するプラズマ発生管とからなる系において、上記プラ
   ズマ発生管にトリガー電極を設けたことを特徴とするマ
   イクロ波プラズマ発生装置。