KR100545283B1 - 플라즈마 ｃｖｄ 장치 - Google Patents

플라즈마 ｃｖｄ 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100545283B1
KR100545283B1 KR1020037002073A KR20037002073A KR100545283B1 KR 100545283 B1 KR100545283 B1 KR 100545283B1 KR 1020037002073 A KR1020037002073 A KR 1020037002073A KR 20037002073 A KR20037002073 A KR 20037002073A KR 100545283 B1 KR100545283 B1 KR 100545283B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
antenna
annular waveguide
reaction chamber
plasma cvd
Prior art date
Application number
KR1020037002073A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030029133A (ko
Inventor
다마가끼히로시
오끼모또다다오
유따까히데끼
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20030029133A publication Critical patent/KR20030029133A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100545283B1 publication Critical patent/KR100545283B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/02—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma
    • H05H1/16—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields
    • H05H1/18—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields wherein the fields oscillate at very high frequency, e.g. in the microwave range, e.g. using cyclotron resonance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
    • C03B37/01823—Plasma deposition burners or heating means
    • C03B37/0183—Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01884—Means for supporting, rotating and translating tubes or rods being formed, e.g. lathes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/511—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using microwave discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/70—Feed lines
    • H05B6/701—Feed lines using microwave applicators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/4622—Microwave discharges using waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/463—Microwave discharges using antennas or applicators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

환형 도파관(5)의 내측에 배치된 반응실(2) 내에, 상기 도파관(5)의 내주부에 설치된 안테나(20)로부터 마이크로파 전력을 공급하고, 상기 반응실(2) 내부에 플라즈마를 발생시키게 하고, 기상 성장 합성법으로 성막하는 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 상기 환형 도파관(5)과 반응실(2) 사이에 냉각 장치(27)가 배치되어 있으며, 상기 환형 도파관(5)의 온도를 저온으로 유지하도록 한 것이다.
플라즈마, 석영관, 마이크로파, 슬롯, 안테나

Description

플라즈마 ＣＶＤ 장치 {PLASMA CVD APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 CVD 장치에 관한 것이다.
환형 도파관의 내측에 배치된 반응실 내에 혼합 가스를 공급하고, 상기 도파관의 내주부에 설치된 안테나로부터 마이크로파 전력을 공급하고, 상기 반응실 내부에 플라즈마를 발생시키고, 기상 성장 합성법으로 성막(成膜)하는 플라즈마 CVD(Plasma-actived Chemical Vapour Deposition)법으로서 다음과 같은 종래 기술이 있다.
「종래 기술 1」
코어층과 클래드층이 다른 굴절율을 갖는 광 파이버의 소재로서, 원통형의 석영관 내면에 플라즈마 CVD법에 의해 피막을 형성시키는 것이 알려져 있다. 이와 같은 소재를 성형하는 플라즈마 CVD 장치로서는 1998년도 국제 배선 및 케이블 심포지엄 회보(International Wire & Cable Symposium Proceeding 1998) 제66 내지 72 페이지에 기재된 것이 공지되어 있다.
이 종래 기술에 의하면, 원환형 도파관[공진기(resonator)]의 내측에 중공 기판이 배치되고, 상기 중공 기판은 실리카관으로 이루어지고, 상기 실리카관은 진공 펌프에 의해 소정의 압력으로 감압되는 동시에, 가스 공급 시스템으로부터 소망하는 혼합 가스, 예를 들어 SiCl4, GeCl4, C2F5, O2의 혼합 가스가 특정한 저압으로 관내에 공급된다.
환형 도파관의 내주면에는 원주 방향 소정 간극을 가진 개구가 형성되고, 상기 개구로부터 2.45 ㎓로 작동하는 마이크로파 전력이 실리카관에 공급되고, 이 실리카관(기판관) 내에서 플라즈마가 발생하고, 이 플라즈마에 의해 기판관의 내벽에 소망하는 가스 성분의 증착이 발생된다.
증착 중 기판관(석영관)의 온도는 장치 전체를 덮는 로에 의해, 약 1200 ℃로 유지되고, 또 기판관 자체가 회전 가능하게 되고, 또 기판관과 환형 도파관은 축 방향으로 상대 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 상기 환형 도파관에는 냉각 장치가 설치되어 있다.
「종래 기술 2」
「표면 개질 기술」 드라이 프로세스와 그 응용(일간 공업 신문사 소화 63년 9월 30일 발행) 제60 내지 63 페이지에는 석영관 내부에서 플라즈마를 생성시키는 장치가 개시되어 있다.
즉, 마이크로파를 여기원으로 하는 플라즈마 CVD 장치로서, 반응실은 직경 40 내지 50 ㎜의 석영 유리관으로 이루어지고, 중앙에 기판 보유 지지 접시가 있다. 마이크로파(2,450 ㎒)는 아이솔레이터(isolator), 파워 모니터, 튜너를 거쳐 도파관에 의해 반응실로 전해진다. 원료 가스는 반응실 상부로부터 도입되고, 하부로부터 배기된다. 압력은 통상 수십 Torr이기 때문에, 펌프는 오일 회전 펌프만으로도 좋다. 기판 온도는 가스압, 마이크로파 입력, 기판 홀더 재료의 선택에 의해 적정 값으로 유지하는 것이 가능하지만, 보조 가열, 냉각도 필요에 따라서 행할 수 있다.
「종래 기술 3」
미국 특허 제5,517,085호 명세서에는 원환형 도파관의 내주면에 주위 방향 일정 간극으로 슬롯 안테나가 배치된 링 공진기와 링 공진기 내부에 삽입된 원통형의 석영관을 갖는 플라즈마 발생 장치가 개시되어 있다. 그리고, 슬롯 안테나로서 반응실 측을 향하여 그 개구 면적이 넓어지는 각추형의 전자기 혼 안테나가 개시되어 있다.
플라즈마 CVD법에 의해 광 파이버 모재의 석영관 내부에 실리콘계 재료 등을 퇴적 성막하는 경우, 상기 석영관을 고온으로 가열할 필요가 있다. 프로세스의 내용에 따라 다르긴 하지만, 그 온도는 상기 「종래 기술 1」에 의하면, 1200 ℃에도 이를 수 있다.
이와 같은 고온 프로세스로 「종래 기술 1」의 방법을 이용했을 경우, 환형 도파관의 석영관과 대면하는 면을 중심으로 상기 석영관으로부터의 복사열을 받아서 고온으로 될 가능성이 있다.
상기 「종래 기술 1」에서는 환형 도파관은 수냉 구조로 되어 있으나, 그 냉각 부분은 환형 도파관의 측벽 부분이며, 고온의 석영관에 대면하는 내주면 측은 냉각되고 있지 않으므로, 내면측의 온도 상승은 회피되지 않는 구조로 되어 있다.
그런데, 환형 도파관 내부에는 마이크로파 전력이 전파되어 있는데, 그 전파 특성은 상기 환형 도파관 내표면의 전기 저항에 강하게 의존한다. 도파관의 온도가 높아지면 표면 저항의 증가에 따라 마이크로파의 전파 특성이 악화된다. 또, 고열에 의해 공기 중의 산소와 도파관 재료가 화합하고, 도파관 표면에 산화막이 형성된 경우, 표면 저항은 현저히 증대한다.
예를 들어, 도파관의 온도가 0 ℃로부터 1200 ℃로 증가한 경우, 주된 금속의 표면 저항은 약 3.5배가 된다. 도파관 내에서는 전파가 도파관 표면에 전류를 발생시키면서 반사하므로 도파관 내 표면의 전기 저항은 큰 영향을 가지고, 도파관에 의한 손실은 약 3.5배가 되고, 또 온도에 의한 표면의 산화 등의 영향을 더하면 도파관에 의한 손실은 커지고 무시할 수 없게 된다.
도파관에 의한 손실이 커진 경우, 손실분 만큼 마이크로파의 공급 효율이 악화될 뿐만 아니라, 마이크로파 전파에 수반하는 도파관 표면에서의 주울열로 도파관 자체가 발열체가 되고, 또 도파관의 전파 효율이 저하되고, 손실이 증가되고, 주울열이 발생된다는 악순환을 겪고, 도파관 표면의 산화의 영향도 받아, 도파관에 치명적인 손상을 낳는다.
혹은, 도파관에 기계적인 손상을 입히지 않은 경우에도 도파관의 전기적 손실이 증대함으로써 마이크로파 출력의 저하가 발생되는 등 폐해도 낳는다.
또한, 플라즈마가 생성되지 않는 플라즈마 착화 전의 단계에서는 슬롯으로부터 누출되는 마이크로파 양이 적기 때문에, 환형 도파관으로 구성되는 마이크로파 공진 회로의 손실은 도파관 내에서 발생하는 주울열에 의해 크게 지배되게 된다. 이 때문에, 환형 도파관 내부의 손실이 클 경우에는 착화 특성이 저하되는 등 성능 저하를 가져온다.
따라서, 환형 도파관은 바람직한 마이크로파 전파 특성을 확보하기 위해, 도파관 내의 전기 전도성을 양호하게 유지할 필요가 있으며, 따라서 저온을 유지하여 둘 필요가 있다.
그래서, 본 발명은 환형 도파관의 온도를 저온으로 유지하도록 한 플라즈마 CVD 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음의 수단을 구비한다. 즉, 본 발명이 특징으로 하는 바는, 환형 도파관의 내측에 배치된 반응실 내에 상기 도파관의 내주부에 설치된 안테나로부터 마이크로파 전력을 공급하고, 상기 반응실 내부에 플라즈마를 발생시키게 하고, 기상 성장 합성법으로 성막하는 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 상기 환형 도파관과 반응실 사이에 냉각 장치가 배치되어 있는 점에 있다.
본 발명의 구성에 의하면, 반응실 등으로부터의 열량은 냉각 장치에 의해 외부로 방출하는 것이 가능해지고, 도파관의 내면을 고온으로부터 보호할 수 있고, 안전하면서도 안정된 마이크로파 공급을 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 안테나는 환형 도파관의 내주부에 주위 방향 소정 간극을 갖고 배치된 슬롯으로 구성되고, 상기 냉각 장치는 환형 도파관의 내주부이면서 상기 안테나 사이에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의해, 안테나로부터 마이크로파 조사(照射)를 방해하지 않 는다.
즉, 상기 안테나로부터 마이크로파를 안정되게 방사하기 위해서는 안테나의 도파관 측과 반응실 측에서 충분한 특성 임피던스의 정합을 취하는 것이 필요해진다. 반응실 측의 특성 임피던스는 안테나 근방의 공간 전자기계 분포에 크게 의존하고, 상기 안테나 근방에 있는 특히 금속체의 존재에 의해 변화를 받는다.
특히, 냉각 장치가 금속 등의 도전체로 부주의하게 제작된 경우에는, 슬롯으로부터 방사된 마이크로파 전자기장에 냉각 장치의 도전체가 영향을 주어, 마이크로파의 방사 효율이 저하된다.
그래서, 본 발명에서는 냉각 장치를 슬롯 사이에 설치하도록 한 것이다.
또한, 반응실과 환형 도파관으로 둘러싸여진 공간의 전자기계를 안정시켜 균일화시킬 목적으로 환형 도파관의 내주벽에 냉각 장치를 매립하는 것이 고려되지만, 이와 같은 구성으로 하면 내주벽의 두께가 두꺼워진다. 두꺼워진 벽에 슬롯을 형성했을 경우, 슬롯 내의 마이크로파는, 파장 보다도 좁은 간극을 긴 거리 전파할 필요가 생기고, 상기 특성 임피던스의 정합을 얻기 어려워지고, 상기 마이크로파는 상기 슬롯의 위치에서 반사되고, 환형 도파관으로 복귀된다. 따라서, 마이크로파는 반응실 측으로 조사되기 어려워진다.
그래서, 본 발명에서는 상기 안테나를 슬롯의 개구가 반응실 측을 향하여 그 개구 면적이 넓어지는 전자기 혼 안테나로서 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의해 마이크로파 조사 효율의 향상을 도모할 수 있다.
즉, 상기 전자기 혼은 슬롯으로부터 개구 면적을 서서히 확대한 것이므로, 특성 임피던스를 서서히 도파관 내부의 임피던스로부터 공간의 특성 임피던스에 가깝게 하고, 최종적으로는 도파관에 설치된 슬롯과 공간 사이의 특성 임피던스를 정합하는 역할을 가진다. 이와 같은 수단에 의해 안정된 마이크로파의 공급을 실현할 수 있다.
상기 전자기 혼 안테나의 형상은 각추형으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 그 제작이 용이해진다.
상기 각추형 전자기 혼 안테나의 추의 꼭지각은 30 내지 90도의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 60도이다.
즉, 전자기 혼은 일반적으로는 꼭지각이 작을 수록 임피던스 변화가 서서히 이루어지고, 마이크로파의 방출 효율이 좋아진다. 그러나 혼의 길이, 즉 도파관 내주벽의 두께가 한정되어 있으므로, 개구 면적을 크게 할 수 없고, 안테나의 이득이 작아진다. 즉, 너무 꼭지각을 작게 하면 마이크로파는 전파하기 어려워지고, 대부분의 마이크로파는 환형 도파관 내로 반사되어 버리고, 외부 공간으로 방출되지 않게 된다.
반대로 전자기 혼의 꼭지각이 넓으면 방사되는 마이크로파의 파면이 왜곡되고, 전자기 혼에 의한 서서히 이루어지는 특성 임피던스의 변화의 효과를 얻을 수 없게 되고, 마이크로파의 방사 효율이 저하된다.
본원의 발명자들은 환형 도파관에 설치된 4개의 슬릿 각각에 혼 길이 30 ㎜의 각추형 전자기 혼 안테나를 설치하고, 환형 도파관과 그 중심을 하나로 하는 감압한 아르곤 가스를 봉입한 석영관으로 이루어지는 반응실을 설치하여 마이크로파 조사의 실험을 하였더니, 혼 각도 20도에서는 효율적인 마이크로 방사를 얻을 수 없고, 석영관에 플라즈마 발생을 실현할 수 없었다. 꼭지각 30도에서는 유효한 마이크로파 조사를 얻을 수 있고, 플라즈마를 발생할 수 있었다.
다음에 마찬가지 조건에 있어서, 전자기 혼의 형상을 120도 하였을 경우, 유효한 마이크로파 조사를 얻을 수 없었고, 석영관에 플라즈마 발생을 실현할 수는 없었다. 그러나, 90도로 함으로써 방사 효율은 나쁘지만 마이크로파의 방사를 행할 수 있고, 플라즈마를 발생할 수 있었다.
따라서, 꼭지각이 30 내지 90도 사이에 있으면 플라즈마 발생이 가능한 것을 확인할 수 있다.
다음에 본 발명자들은 전자기 혼의 꼭지각을 53도로 하고, 마찬가지 실험을 하였더니, 바람직한 마이크로파 방사를 얻을 수 있고, 충분한 플라즈마를 얻을 수 있었다. 이 조건일 때에 가장 강한 플라즈마를 얻을 수 있었다.
따라서, 꼭지각의 최적 조건은 50 내지 60도이다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각 장치와 반응실 사이에 단열재를 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 단열재를 배치함으로써, 더욱 환형 도파관의 냉각성을 높일 수 있다. 이 단열재는 마이크로파를 흡수하기 어려운 재료로 선정하면, 전자기 혼과 전자기 혼 사이 뿐만 아니라, 혼의 전면에도 배치할 수 있다.
상기 반응실 자체를 중공 기판으로 하면, 상기 중공 기판의 내면에 막을 형성시킬 수 있으므로, 상기 중공 기판을 광 파이버의 모재로 할 수 있다.
이 경우, 상기 중공 기판과 환형 도파관은 축 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써 중공 기판을 긴 물체로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 환형 도파관과 반응실 사이에 냉각 장치를 배치하였으므로, 환형 도파관의 과열을 방지할 수 있다. 또, 안테나를 슬롯 개구가 반응실측을 향하여 개구 면적이 넓어지는 전자기 혼 안테나로 하고 있으므로, 마이크로파의 방사 효율의 저하가 방지된다.
도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 플라즈마 CVD 장치의 측면도이다.
도2는 도1의 정면도이다.
도3은 환형 도파관의 단면도이다.
도4는 도3의 단면도이다.
도5는 환형 도파관의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도6은 도5의 단면도이다.
도7은 환형 도파관의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도8은 도7의 단면도이다.
도9는 전자기 혼 안테나의 분해 사시도이다.
도10은 다른 실시 형태를 도시하는 전자기 혼 안테나의 분해 사시도이다.
도11은 전자기 혼 안테나 형상의 설명도이다.
도12는 환형 도파관의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도13은 도12의 단면도이다.
도14는 환형 도파관의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도15는 도14의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.
도1, 도2에 도시하는 플라즈마 CVD 장치는 광 파이버 모재를 제조하는 것이며, 석영관(1)의 내면에 실리콘계 재료 등을 퇴적 성막하는 것이다.
이 플라즈마 CVD 장치는 상기 석영관(1)의 중공부(2)를 감압하는 감압 수단(3)과, 상기 중공부(2)에 가스를 공급하는 가스 공급 수단(4)과, 상기 석영관(1)의 외주 영역으로부터 마이크로파를 조사하고, 상기 중공부(2) 내에 가스의 플라즈마를 생성하여 상기 중공부(2)의 내면에 피막을 형성시키는 환형 도파관(5)을 구비하고 있다.
이 실시 형태에서는 상기 석영관(1)의 중공부(2)가 반응실로 되고, 석영관(1) 자체가 중공 기판으로 되고, 상기 중공 기판의 내면에 피막이 형성된다. 그리고, 석영관(1)의 직경은 20 ㎜ 내지 30 ㎝, 길이는 1 내지 2 m로 되어 있다.
상기 환형 도파관(5)은 반사 마이크로파를 흡수하기 위한 아이솔레이터(6)를 거쳐서 마이크로파 발진용 마그네트론(7)에 접속되어, 마이크로파 조사 장치를 구성하고 있다.
상기 아이솔레이터(6)는 상기 마그네트론(7)이 부하에 의해 반사해 온 마이크로파에 의해 손상을 받는 것을 방지하기 위해, 반사 마이크로파를 물 부하로 흡 수하도록 되어 있으며, 마그네트론(7)과 함께 수냉 기구가 설치되어 있다. 이 냉각 기구는 공냉(空冷)이어도 좋다.
상기 환형 도파관(5)은 이동 다이(8)에 설치되어 있다. 이 이동 다이(8)는, 베드(9)에 좌우 방향 이동 가능하게 설치되어 있다.
또한, 상기 환형 도파관(5) 이외의 아이솔레이터(6), 마그네트론(7) 및 이를 접속하기 위한 도파관도 상기 이동 다이(8)에 설치되어 있다. 따라서, 이들 중량을 가능한 한 작게 하고 이동 에너지를 작게 하고 있다.
이 이동 다이(8)는 수동 핸들(10)에 의해 좌우 방향 이동 가능하게 되어 있는 동시에, 모터 등의 구동 장치에 의해 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 이 이동 다이(8)의 이동 속도나 거리는 제어 장치에 의해 제어 가능하게 되어 있다. 이 이동 다이(8)를 개인용 컴퓨터나 시퀀서로 제어하고, 이동 속도, 이동 가속도, 이동 거리 등을 임의로 제어하는 것이 바람직하다. 이들 이동 다이(8) 등에 의해, 환형 도파관(5)의 이동 장치가 구성되어 있다.
상기 베드(9)의 일단부에는 헤드 스톡(11)이 이동 가능하게 설치되고, 타단부에는 테일 스톡(12)이 좌우 방향 이동 고정 가능하게 설치되어 있다.
상기 헤드 스톡(11)에는 척(13)이 회전 가능하게 지지되고, 이 척(13)에 석영관(1)의 일단부가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 상기 테일 스톡(12)에도 척(14)이 회전 가능하게 지지되고, 이 척(14)에 석영관(1)의 타단부가 착탈 가능하게 부착된다. 이들 양 척(13, 14)은 동기하여 정역 회전 구동되도록 구성되어 있다. 척(13, 14)의 회전 속도는 제어 장치에 의해 제어된다. 이들 척(13, 14) 등 에 의해 석영관(1)의 회전 장치가 구성되어 있다.
그리고, 상기 헤드 스톡(11)에 상기 가스 공급 수단(4)이 접속되고, 상기 테일 스톡(12)에 상기 감압 수단(3)이 접속되어 있다. 이 헤드 스톡(11) 및 테일 스톡(12)의 양 척(13, 14)에 상기 석영관(1)의 양 단부를 파지한 상태에 있어서, 상기 석영관(1)의 중공부(2)는 외부와는 기밀 상태를 유지하여 상기 가스 공급 수단(4)과 감압 수단(3)에 연통 가능하게 되어 있다.
또한, 상기 설명에 있어서는, 헤드 스톡(11)에 가스 공급 수단(4)을 접속하고, 테일 스톡(12)에 감압 수단(3)을 접속했지만, 이는 각각 반대로도 할 수 있고, 헤드 스톡(11)에 감압 수단(3)을 접속하고, 테일 스톡(12)에 가스 공급 수단(4)을 접속하여도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.
상기 감압 수단(3)은 주로 진공 펌프로 이루어지고, 석영관(1)의 중공부(2)의 압력을 감압 유지한다. 염소계 가스 등, 금속을 부식하는 가스를 사용하는 일이 있으므로, 이들 가스에 대하여 부식하지 않도록 구성되어 있다.
상기 가스 공급 수단(4)은 석영관(1)의 중공부(2)의 내면에 생성하는 피막의 종류에 따라서 필요한 반응 가스를 공급하는 것이며, 예를 들어 SiCl4 ＋ O2, SiCl 4 ＋ GeCl4 ＋ O2, SiCl4 ＋ O2 ＋ C2F6 등의 가스를 공급한다.
상기 베드(9) 상에는 상기 양 척(13, 14)에 파지된 석영관(1) 및 환형 도파관(5)을 덮도록 로 장치(15)가 설치되어 있다. 이 로 장치(15)는 개폐 가능한 덮개 부재(16)를 갖고, 상기 덮개 부재(16)를 개방함으로써, 상기 석영관(1)의 제거 를 가능하게 하고 있다.
도3, 도4에 도시하는 바와 같이, 상기 환형 도파관(5)은 동심원 상에 배치된 환형 내주벽(17)과 외주벽(18)과 이들 양 벽(17, 18)의 단부를 연결하는 좌우측 벽(19, 19)을 갖고, 내주벽(17)과 외주벽(18) 사이에 마이크로파 전력이 전파되는 환형 공간이 형성되어 있다.
상기 환형 도파관(5)의 내주부에 내측으로 마이크로파 전력을 공급하기 위한 안테나(20)가 설치되어 있다.
이 안테나(20)는 내주벽(17)의 주위 방향으로 등간격을 두고 4 부위에 형성된 슬롯(21)으로 구성되어 있다. 이 슬롯(21)은 석영관(1)의 축심과 평행하게 개방된 직사각형상의 구멍으로 이루어진다.
또한, 상기 환형 도파관(5)과 아이솔레이터(6)는 각 파이프형의 도파관(22)을 거쳐서 결합되어 있다. 즉, 환형 도파관(5)의 외주벽(18)과 도파관(22)의 일측벽이 연통부(23)를 거쳐서 접속되고, 그 연통부(23)에 커플링 안테나(24)가 설치되어 있다.
마그네트론(7), 아이솔레이터(6)를 통해 보내져 온 2.45 ㎓의 마이크로파는 도파관(22)를 통해 커플링 안테나(24)까지 전파한다. 마이크로파 전력은 1 내지 10 ㎾로 되어 있다. 커플링 안테나(24)는 도파관(22)과 환형 도파관(5)을 전자기적으로 결합할 목적으로 설치되어 있으며, 전기 전도성이 좋은 재료로 만들어진 금속봉이 도파관(22)과 환형 도파관(5) 사이를 관통하는 형태로 설치되어 있다. 이 커플링 안테나(24)의 삽입 깊이는 수동 또는 자동으로 변경할 수 있도록 되어 있으며, 상기 커플링 안테나로 마이크로파의 반사를 변화시키고, 마이크로파의 정합 상태를 조정하거나, 도파관(22) 내의 마이크로파와 환형 도파관(5) 내의 마이크로파의 결합 상태를 임의로 변경할 수 있거나 하도록 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 마이크로파의 정합을 취하기 위해, 커플링 안테나(24) 이외에 도파관(22)의 종단부에 도전성 금속으로 형성된 가동 플런저 튜너(25)를 설치하고 있다. 가동 플런저(25)는 수동 혹은 자동으로 위치를 변경할 수 있도록 되어 있다.
또한, 가동 플런저(25)의 가변 위치 변경 범위는 마이크로파의 관내 파장의 절반 이상이면 좋지만, 조정의 편리성 면에서 반파장 내지 1파장으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
이 가동 플런저(25)와 커플링 안테나(24)에 의해, 마이크로파의 정합을 취한다. 마이크로파의 정합 상태는 마그네트론(5)으로부터 출력되는 마이크로파 전력과 아이솔레이터(5)로 복귀되는 마이크로파의 전력으로 확인할 수 있다. 마이크로파의 출력 전력에 비해서 반사 전력이 작을 수록 정합이 잘 취해져 있음을 가리킨다. 마이크로파의 진행파 및 반사파의 전력은 크리스탈 검파기 등으로 측정하는 것이 바람직하지만, 진행파 전력에 있어서는 마그네트론(7)에 공급되고 있는 전력으로부터 유지할 수도 있고, 반사파 전력에 있어서는, 아이솔레이터(6)에 공급되는 전력을 측정하여도 대략 같은 결과를 얻을 수 있다.
정합이 얻어지고, 충분한 마이크로파 전력이 출력되고 있으면 안테나(20)로부터 석영관(1) 내의 가스에 마이크로파가 공급되고, 압력, 가스 종류 등 여러 조건이 갖추어지면 플라즈마(26)가 발생하고, 소망하는 화학 변화가 진행되고, 석영관(1)의 내면에 막 퇴적을 실시할 수 있다.
이 경우, 로 장치(15)에 의해 가열된 석영관(1)은 최고 1200 ℃ 정도가 되지만, 이 복사열에 의해 환형 도파관(5)이 가열되고, 온도가 상승된다.
그래서, 본 발명에서는 상기 과열 문제를 극복하기 위해, 환형 도파관(5)을 냉각하기 위한 냉각 장치(27)를 설치하고, 환형 도파관(5)을 열로부터 지키고, 안전하면서 안정된 마이크로파 공급을 실현하도록 한 것이다.
상기 냉각 장치(27)는 환형 도파관(5)과 반응실인 석영관(1) 사이에 설치되어 있다. 보다 구체적으로는 내부에 물 또는 오일 혹은 기체 등의 냉매를 통과시키는 냉각 파이프(28)를 환형 도파관(5)의 내주벽(17)의 내면에 부착하여 냉각 장치(27)를 구성하고 있다.
이 냉각 파이프(28)는 슬롯(221)의 개구를 막지 않도록 슬롯(21) 사이에 설치되어 있다.
냉각 장치(27)를 만드는 재질은 1200 ℃ 이상의 융점을 가지는 재료가 바람직하다. 최고 1200 ℃의 온도에 이르는 광 파이버 제작 프로세스에 있어서, 어떤 원인으로 환형 도파관(5)이 1200 ℃ 이상이 된 경우, 냉각 장치(27)가 용융되고, 파손되는 것을 미연에 방지하기 때문이다.
상기 냉각 장치(2)의 냉각 능력은 석영관(1)으로부터의 복사열, 환형 도파관(5)이 직접 로 장치(15)로부터 받는 열량, 환형 도파관(5)의 내부에서 발생하는 마이크로파 손실에 의해 흡수된 열량 등을 외부로 방출할 수 있는 것이다.
그런데, 상기 안테나(20)로부터 마이크로파를 안정되게 방사하기 위해서는 안테나(20)로부터 본 환형 도파관(5)측과 석영관(1)측으로 충분한 특성 임피던스의 정합을 취하는 것이 필요하다. 상기 석영관(1)측의 임피던스는 석영관(1)이나 환형 도파관(5)의 외형 혹은 환형 도파관(1)에 설치되어 있는 구조물의 영향을 크게 받는다.
환형 도파관(5)의 안테나(20)가 슬롯 안테나인 경우, 슬롯(21) 사이에 냉각 장치(27)를 설치하면, 특히 냉각 장치(27)가 금속 등의 도전체로 제작된 경우에는 냉각 장치(27)의 도전체가 영향을 주어 방사 공간의 특성 임피던스에 영향을 주고, 마이크로파의 방사 효율이 저하하는 것이 우려된다.
즉, 일반적으로 환형 도파관(5) 내부의 특성 임피던스는 환형 도파관(5) 외부의 공간 특성 임피던스와 다르며, 슬롯 형상과 같이 도파관(5)의 벽으로부터 직접 외부 공간으로 마이크로파를 방사하는 구조의 경우, 특성 임피던스의 정합을 취하기 어렵고, 도파관(5)을 전파하여 온 마이크로파는 슬롯의 위치에서 반사되고, 효율 좋게 공간으로 방사하기 어려워진다.
특히, 안테나(20) 근방에 냉각 장치(27)로 대표되는 방사 공간의 특성 임피던스를 어지럽히는 것이 배치되어 있는 경우에는, 상기 경향은 강하고 또 마이크로파를 안정되게 방사하기 위한 정합 조건 등을 사전에 예측하는 것도 극히 어려워진다.
그래서, 도5, 도6에 도시한 바와 같이, 환형 도파관(5)의 내측에 설치되는 냉각 장치(27)가 환형 도파관(5)과 석영관(1)에 둘러싸여진 공간의 특성 임피던스에 영향을 주기 어렵도록 하기 위해 냉각 파이프(28)를 환형 도파관(5)의 내주벽(17)에 매립되는 형태로 하였다.
이 경우, 냉각 파이프(28)를 환형 도파관(5)의 내주벽(17)에 수납할 필요가 생기므로, 필연적으로 환형 도파관(5)의 내주벽(17)의 두께가 두꺼워진다.
내주벽(17)의 두께가 두꺼워지면 안테나(20)의 슬롯(21)에 있어서, 마이크로파는 좁은 간극을 긴 거리 전파할 필요가 있으며, 얇은 내주벽일 때와 마찬가지의 방사 특성을 얻는 것은 극히 어려워진다. 이와 같이 두꺼운 내주벽(17)에 슬롯 안테나를 설치한 경우에는 마이크로파는 상기 슬롯(21)의 위치에서 반사되고, 환형 도파관(5) 내로 복귀된다. 따라서, 석영관(1)에 유효한 마이크로파 조사가 행해지기 어려워진다.
그래서, 도7, 도8에 도시한 바와 같이, 안테나(20)를 슬롯(21)의 개구 면적을 서서히 넓힌 형상으로 한 전자기 혼 안테나(29)로 하였다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 특성 임피던스를 서서히 공간 특성 임피던스에 가까이 하고, 최종적으로는 환형 도파관(5)의 내주벽(17)에 설치된 슬롯(21)과 공간 사이의 특성 임피던스를 정합하는 역할을 가진다.
전자기 혼 안테나(29)는 전기 전도성이 좋은 재료가 바람직하지만, 표면에 전기 전도성이 좋은 은이나 금 등을 도금하는 것도 좋다. 2.45 ㎓인 고주파에서는 표피 효과가 나타나기 때문에 도금 두께는 수 미크론이면 된다.
도9에 도시하는 것은 상기 전자기 혼 안테나(29)의 형상의 일례이며, 각추형으로 형성되어 있다. 이와 같은 각추형으로 함으로써, 그 제작이 용이해진다. 또, 각추형으로 함으로써, 대용량의 냉각 장치(27)를 설치할 수 있다.
도10에 도시한 바와 같이, 상기 전자기 혼 안테나(29)의 형상을 타원형으로 할 수 있다. 이와 같이 타원형으로 하면 마이크로파 조사 영역을 타원형으로 하여 마이크로파 조사 영역의 강도 분포를 완만하고 일정하게 할 수 있다.
도11에 도시한 바와 같이, 상기 전자기 혼 안테나(20)는 혼 길이 L이 길고, 꼭지각 α(개방각)가 좁을 수록 특성 임피던스의 변화가 작아지고, 방출 효율이 좋아진다.
그러나, 내경이 100 ㎜ 정도인 환형 도파관(5)의 슬롯(21) 대신에 부착된 전자기 혼 안테나(29)의 경우, 너무 꼭지각 α를 작게 하면 개구 면적이 작아지고, 전파하기 어려워지고, 대부분의 마이크로파는 환형 도파관(5) 내로 반사되어 버린다. 외부 공간에 방출되지 않게 된다.
반대로 전자기 혼 안테나(29)의 꼭지각 α가 넓으면 전자기 혼 안테나(29)에 의한 특성 임피던스의 공간적 변화의 효과를 얻을 수 없게 되고, 또 안테나로부터 방사되는 마이크로파의 파면이 왜곡되기 때문에 마이크로파의 방사 효율이 저하된다.
실험에 의하면 환형 도파관(5)의 내주면(17)에 설치된 4개의 슬롯(21) 각각에 혼 길이 L = 30 ㎜의 각추형 전자기 혼 안테나(29)를 설치하여 환형 도파관(5)의 내측에 감압한 아르곤 가스를 봉입한 석영관(1)으로 이루어지는 반응실(2)을 설치하여 마이크로파 조사를 하였더니, 혼 각도 α= 20도에서는 유효한 마이크로 방사가 얻어지지 않고, 석영관(1)에 플라즈마 발생을 실현할 수 없었다. 꼭지각 α = 30도에서는 유효한 마이크로파 조사가 얻어지고, 석영관(1) 내부에 유효한 플라즈마를 발생할 수 있었다.
다음에 마찬가지 조건에 있어서, 전자기 혼 안테나(29)의 꼭지각 α= 120도로 한 경우, 임피던스 정합을 얻기 어렵고, 충분한 플라즈마를 발생시킬 수 없었다. 꼭지각 α= 90도로 함으로써, 충분한 마이크로파의 방사를 행할 수 있고, 석영관(1)에 유용한 플라즈마의 발생을 확인하였다.
다음에, 전자기 혼 안테나의 꼭지각 α를 53도로 하고, 마찬가지 실험을 하였더니, 가장 반사 전력이 작은 상태에서 마이크로파 방사를 실현할 수 있고, 충분한 플라즈마를 얻을 수 있었다.
이 결과는 다음과 같이 해석할 수 있다.
전자기 혼 안테나(29)는 파라볼라 안테나로 대표되는 개구 안테나의 일종이며, 개구부의 면적이 클수록 지향성이 날카로와지며, 높은 이득을 얻을 수 있음이 알려져 있다. 따라서, 꼭지각 α가 작은 경우에는 개구 면적이 작아지므로, 이득이 감소되고, 마이크로파의 방사 효율도 저하된다. 물론, 전자기 혼 안테나(29)의 길이 L을 길게 하면, 작은 각도 α라도 개구 면적을 크게 하는 것은 가능하지만 환형 도파관(5)의 내경이나 석영관(1)의 외경에서 상기 전자기 혼 안테나(29)의 길이 L은 필연적인 제한을 받는다. 한 편, 꼭지각 α를 크게 하면, 지향성이 향상되고, 이득도 증가하는 경향이 있지만, 상기 꼭지각 α를 지나치게 크게하면, 안테나(29)로부터 방출되는 마이크로파의 파면이 왜곡되고, 전자기 혼 안테나(29)의 방사 효율이 저하된다.
따라서, 전자기 혼 안테나(29)의 길이 L이 장치 구성에 의해 필연적으로 결정되고, 이 길이 L에 있어서, 가장 안테나 방사 효율이 높은 꼭지각 α가 결정된다.
실험에 의하면, 길이 L은 30 ㎜에 있어서, 꼭지각 α는 53도가 가장 적당하지만, 30 내지 90도의 범위에서 유효한 마이크로파 방사를 확인하였다.
또한, 필요해지는 냉각 장치(27)에 요구되는 냉각 능력, 즉 냉각 장치(27)의 체적과 전자기 혼(29)의 마이크로파 방출 효율을 고려하여, 전자기 혼 안테나(29)의 꼭지각 α를 결정하면 좋다.
도12, 도13에 도시하는 것은, 환형 도파관(5)의 내주벽(17)에 부착된 냉각 파이프(28)를, 열 전도성이 좋고 또한 전기 전도성이 좋은 재료(28), 예를 들어 스텐레스 등의 금속으로 메운 것이다. 그리고, 석영관(1)에 대한 면을 평활화하고, 마이크로파의 반사 특성이 좋은 경면연마 등의 처리를 실시하였다. 이와 같이 구성함으로써 한 층 마이크로파의 방출 특성의 개선을 기대할 수 있다.
도14, 도15에 도시하는 것은, 석영관(1)과 환형 도파관(5) 사이에 단열재(30)를 설치한 것이다.
냉각 장치(27)를 설치한 경우에도 석영관(1)으로부터의 복사가 크고, 환형 도파관(5) 및 전자기 혼 안테나(29)와 냉각 장치(27)의 온도가 높아지는 경우에는 석영관(1)과 환형 도파관(5) 사이에 단열재(30)를 설치함으로써 더욱 환형 도파관(5)의 냉각성을 높일 수 있다.
상기 단열재(30)는 마이크로파를 흡수하기 어려운 재료로 선정하면 전자기 혼 안테나(29)끼리 사이 뿐만 아니라, 전자기 혼 안테나(29)의 전방면에도 설치할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 나타낸 것에 한정되는 것이 아니라, 「종래 기술 2」로 나타낸 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 CVD 장치는 광 파이버용 모재의 석영관의 내면 처리 및 성막 등에 사용된다.

Claims (10)

  1. 환형 도파관의 내측에 배치된 반응실 내에 상기 도파관의 내주부에 설치된 안테나로부터 마이크로파 전력을 공급하고, 상기 반응실 내부에 플라즈마를 발생시키게 하고, 기상 성장 합성법으로 성막하는 플라즈마 CVD 장치에 있어서,
    상기 환형 도파관과 반응실 사이에 냉각 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나는 환형 도파관의 내주부에 주위 방향 소정 간극을 갖고 배치된 슬롯으로 구성되고,
    상기 냉각 장치는 환형 도파관의 내주부이면서 상기 안테나 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안테나는 슬롯의 개구가 반응실 측을 향하여 개구 면적이 넓어지는 전자기 혼 안테나로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전자기 혼 안테나의 형상을 각추형으로 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각추형 전자기 혼 안테나의 추의 꼭지각을 30 내지 90도로 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 각추형 전자기 혼 안테나의 추의 꼭지각을 50 내지 60도로 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 장치와 반응실 사이에 단열재를 배치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응실 자체가 중공 기판이며, 상기 중공 기판의 내면에 성막되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응실 자체가 중공 기판이며, 상기 중공 기판과 환형 도파관은 축 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응실 자체가 중공 기판이며, 상기 중공 기판은 광 파이버 모재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 CVD 장치.
KR1020037002073A 2001-06-14 2002-06-05 플라즈마 ｃｖｄ 장치 KR100545283B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2001-00180686 2001-06-14
JP2001180686A JP4610126B2 (ja) 2001-06-14 2001-06-14 プラズマｃｖｄ装置
PCT/JP2002/005566 WO2002103079A1 (fr) 2001-06-14 2002-06-05 Appareil de depot chimique en phase vapeur assiste par plasma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030029133A KR20030029133A (ko) 2003-04-11
KR100545283B1 true KR100545283B1 (ko) 2006-01-24

Family

ID=19021066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037002073A KR100545283B1 (ko) 2001-06-14 2002-06-05 플라즈마 ｃｖｄ 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7156046B2 (ko)
EP (1) EP1396554B1 (ko)
JP (1) JP4610126B2 (ko)
KR (1) KR100545283B1 (ko)
CN (1) CN1243847C (ko)
AT (1) ATE460510T1 (ko)
DE (1) DE60235628D1 (ko)
WO (1) WO2002103079A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128075A (ja) * 2004-10-01 2006-05-18 Seiko Epson Corp 高周波加熱装置、半導体製造装置および光源装置
NL1032140C2 (nl) * 2006-07-10 2008-01-15 Draka Comteq Bv Werkwijze voor door middel van een inwendig damp-depositieproces vervaardigen van een optische voorvorm, alsmede een daarmee verkregen voorvorm.
US8857372B2 (en) * 2007-12-10 2014-10-14 Ofs Fitel, Llc Method of fabricating optical fiber using an isothermal, low pressure plasma deposition technique
US8252387B2 (en) * 2007-12-10 2012-08-28 Ofs Fitel, Llc Method of fabricating optical fiber using an isothermal, low pressure plasma deposition technique
PL223814B1 (pl) * 2011-10-13 2016-11-30 Inst Optyki Stosowanej Układ chłodzenia elektrod w wieloelektrodowym źródle wzbudzenia plazmy mikrofalowej
CN103074594A (zh) * 2011-10-25 2013-05-01 浚鑫科技股份有限公司 一种应用于平板pecvd设备的石英管及其安装方法
NL2007917C2 (en) 2011-12-01 2013-06-06 Draka Comteq Bv A device for applying electromagnetic microwave radiation in a plasma inside a hollow glass substrate tube, and method for manufacturing an optical preform.
CN104157321B (zh) * 2014-08-04 2017-02-15 大连民族学院 低能大流强材料辐照装置
KR101820242B1 (ko) * 2016-08-02 2018-01-18 한국기초과학지원연구원 수냉식 표면파 플라즈마 발생장치
CN108811290A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 北京北方华创微电子装备有限公司 等离子体产生装置和半导体设备
CN112771201A (zh) * 2018-10-02 2021-05-07 瑞士艾发科技 等离子体增强原子层沉积(peald)设备
CN112876060B (zh) * 2021-02-02 2022-09-02 烽火通信科技股份有限公司 一种大尺寸光纤预制棒芯棒的制备方法
CN114423139B (zh) * 2022-01-24 2023-06-30 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 一种级联放大磁增强高功率微波等离子体产生装置和方法
KR20240034463A (ko) * 2022-09-07 2024-03-14 한국핵융합에너지연구원 공진 도파관에 의한 플라즈마 발생장치
KR20240034503A (ko) * 2022-09-07 2024-03-14 한국핵융합에너지연구원 튜너를 구비하는 공진 도파관에 의한 플라즈마 발생장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985851A (en) * 1974-06-24 1976-10-12 General Dynamics Corporation Method of forming a feed horn
DE3528275A1 (de) * 1985-08-07 1987-02-19 Philips Patentverwaltung Verfahren und vorrichtung zum innenbeschichten von rohren
DE3632684A1 (de) * 1986-09-26 1988-03-31 Philips Patentverwaltung Verfahren und vorrichtung zum innenbeschichten von rohren
NL8602910A (nl) * 1986-11-17 1988-06-16 Philips Nv Inrichting voor het aanbrengen van glaslagen op de binnenzijde van een buis.
FR2628730B1 (fr) * 1988-03-16 1990-06-29 France Etat Dispositif de fabrication de preformes pour fibres optiques
US5114770A (en) 1989-06-28 1992-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Method for continuously forming functional deposited films with a large area by a microwave plasma cvd method
US5262610A (en) * 1991-03-29 1993-11-16 The United States Of America As Represented By The Air Force Low particulate reliability enhanced remote microwave plasma discharge device
US5234526A (en) * 1991-05-24 1993-08-10 Lam Research Corporation Window for microwave plasma processing device
JPH08978B2 (ja) * 1991-10-28 1996-01-10 電気興業株式会社 マイクロ波プラズマｃｖｄ装置
JP2886752B2 (ja) 1991-11-05 1999-04-26 キヤノン株式会社 無端環状導波管を有するマイクロ波導入装置及び該装置を備えたプラズマ処理装置
DE4203369C2 (de) * 1992-02-06 1994-08-11 Ceramoptec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformen für Lichtwellenleiter
US6138478A (en) * 1992-09-21 2000-10-31 Ceramoptec Industries, Inc. Method of forming an optical fiber preform using an E020 plasma field configuration
DE4235914A1 (de) * 1992-10-23 1994-04-28 Juergen Prof Dr Engemann Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellenplasmen
US5389153A (en) * 1993-02-19 1995-02-14 Texas Instruments Incorporated Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method
JP2641390B2 (ja) * 1994-05-12 1997-08-13 日本電気株式会社 プラズマ処理装置
JPH0987851A (ja) 1995-09-21 1997-03-31 Canon Inc マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法
US6159300A (en) * 1996-12-17 2000-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for forming non-single-crystal semiconductor thin film, method for forming non-single-crystal semiconductor thin film, and method for producing photovoltaic device
AU8655898A (en) * 1997-03-25 1998-11-11 University Of Virginia Patent Foundation A preferential crystal etching technique for the fabrication of millimeter and submillimeter wavelength horn antennas
CN1117176C (zh) 1997-12-31 2003-08-06 等离子光纤维股份有限公司 等离子体化学汽相淀积装置和制造光纤、预制棒及套管的方法以及由此制造的光纤
US6369493B1 (en) * 1999-04-27 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Microwave plasma applicator having a thermal transfer medium between a plasma containing tube and a cooling jacket
WO2001021362A2 (en) * 1999-09-21 2001-03-29 Hypertherm, Inc. Process and apparatus for cutting or welding a workpiece
JP2001200369A (ja) 2000-01-21 2001-07-24 Kobe Steel Ltd プラズマｃｖｄ装置
JP4377510B2 (ja) * 2000-03-02 2009-12-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
ATE460510T1 (de) 2010-03-15
US7156046B2 (en) 2007-01-02
DE60235628D1 (de) 2010-04-22
CN1243847C (zh) 2006-03-01
US20040045508A1 (en) 2004-03-11
EP1396554A4 (en) 2007-08-01
WO2002103079A1 (fr) 2002-12-27
EP1396554A1 (en) 2004-03-10
KR20030029133A (ko) 2003-04-11
JP2002371365A (ja) 2002-12-26
JP4610126B2 (ja) 2011-01-12
EP1396554B1 (en) 2010-03-10
CN1516750A (zh) 2004-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100545283B1 (ko) 플라즈마 ｃｖｄ 장치
EP0710054B1 (en) Microwave plasma torch and method for generating plasma
US6158383A (en) Plasma processing method and apparatus
US4727293A (en) Plasma generating apparatus using magnets and method
JP2010539669A (ja) マイクロ波プラズマ発生装置およびプラズマトーチ
JPH10512391A (ja) プラズマ誘導マイクロ波エネルギーによってプラズマを発生するための装置
JP2010525155A (ja) プラズマ発生装置
JP4414507B2 (ja) プラズマを発生させるための装置
US5611864A (en) Microwave plasma processing apparatus and processing method using the same
JPH0499876A (ja) プラズマの制御方法ならびにプラズマ処理方法およびその装置
JPH09289099A (ja) プラズマ処理方法および装置
JPH1083896A (ja) プラズマ処理装置
JP2004265954A (ja) プラズマプロセス装置
KR100500360B1 (ko) 고효율 상압 마이크로웨이브 플라즈마시스템
JP3854238B2 (ja) プラズマ源
Arata et al. Research of a stationary high power microwave plasma at atmospheric pressure
JP2003096570A (ja) プラズマ処理方法及び装置
JP2725938B2 (ja) 高周波加熱装置
JPH07130492A (ja) プラズマ製造方法及び装置
JPH1083895A (ja) プラズマ処理装置
KR200398765Y1 (ko) 다용도 마이크로웨이브 발생장치
JP4592220B2 (ja) プラズマｃｖｄ装置
JP2001135473A (ja) ミリ波加熱装置
JP2001351791A (ja) マイクロ波無電極ランプ共振装置
CN117395849A (zh) 一种微波等离子体化学气相沉积装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121220

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131219

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151218

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 14