図面 (/)

技術 マイクロ波プラズマ発生器

出願人 アクセンタスパブリックリミテッドカンパニー
発明者 キースハワードベイリス
出願日 1993年11月24日 (26年7ヶ月経過) 出願番号 1993-293363
公開日 1994年8月23日 (25年10ヶ月経過) 公開番号 1994-236800
状態 特許登録済
技術分野 プラズマの発生及び取扱い 気相からの単結晶成長 結晶、結晶のための後処理
主要キーワード トランペット形状 速度要素 圧力傾斜 非導電物質 電界強化 導波管装置 長手方向部分 電気効率
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年8月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

より効率的にプラズマを発生するマイクロ波プラズマ発生器を提供する。

構成

一対の相対する電界強化電極チャンバ内に持ち、その一方の電極は軸状の穴を持ち、電極間の領域でプラズマ状態活性化されるガスをこの穴を通じてチャンバから抽出することができる。

概要

背景

物質処理にプラズマを用いることがますます重要となってきているが、これらを採用する場合には、プラズマを発生するために比較的高い電力を入力することが必要なこと、また、生成された活性ガス高温であることといった制限を受ける。現存マイクロ波プラズマ発生器は、マイクロ波放射を一様にチャンバ中に導くものであり、このチャンバを通じてプラズマ状態励起されるプロセスガスに流れが引き起こされる。このため、高い電力入力が使用されなければ、エネルギー密度は低く、この結果、電気効率も低くなってしまう。本発明の目的は今までよりもより効率的なマイクロ波プラズマを提供することにある。

概要

より効率的にプラズマを発生するマイクロ波プラズマ発生器を提供する。

一対の相対する電界強化電極をチャンバ内に持ち、その一方の電極は軸状の穴を持ち、電極間の領域でプラズマ状態に活性化されるガスをこの穴を通じてチャンバから抽出することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電磁スペクトルマイクロ波領域において電磁放射を送るようにされた導波管装置に接続されるようにされたチャンバと、プラズマ状態活性化されるプロセスガスをチャンバに入れることを許可する入口ポートと、チャンバ中マイクロ波放射伝播方向に対して直角をなす状態とされた少なくとも一対の電界強化電極と、を備え、前記一対の電極の中の少なくとも1つの電極は、活性化されたプロセスガスが電界強化電極間のチャンバの領域から抽出され得るように自身の内部に形成された通路を備えることを特徴とするマイクロ波プラズマ発生器

請求項2

請求項1記載のマイクロ波プラズマ発生器において、前記入ポートは、タンジェンシャル速度要素を持つマイクロ波プラズマ発生器のチャンバに対してプロセスガスが許可されるように位置付けられている発生器

請求項3

請求項1若しくは2記載のいずれかに記載のマイクロ波発生器において、電極は円錐形であり、鋭いエッジに形成された環状チップ終端している発生器。

請求項4

請求項1〜3のいづれかに記載のマイクロ波プラズマ発生器において、電極間の軸状の分離を変更できる発生器。

技術分野

0001

本発明はマイクロ波放射によるプラズマの発生に関する。

背景技術

0002

物質処理にプラズマを用いることがますます重要となってきているが、これらを採用する場合には、プラズマを発生するために比較的高い電力を入力することが必要なこと、また、生成された活性ガス高温であることといった制限を受ける。現存マイクロ波プラズマ発生器は、マイクロ波放射を一様にチャンバ中に導くものであり、このチャンバを通じてプラズマ状態励起されるプロセスガスに流れが引き起こされる。このため、高い電力入力が使用されなければ、エネルギー密度は低く、この結果、電気効率も低くなってしまう。本発明の目的は今までよりもより効率的なマイクロ波プラズマを提供することにある。

発明の概要

0003

本発明によれば、電磁スペクトルマイクロ波領域において電磁放射を送るようにされた導波管装置に接続されるようにされたチャンバと、プラズマ状態に活性化されるプロセスガスをチャンバに入れることを許可する入口ポートと、チャンバ中のマイクロ波放射の伝播方向に対して直角をなす状態とされた少なくとも一対の電界強化電極と、を備え、一対の電極の中の少なくとも1つの電極は、活性化されたプロセスガスが電界強化電極間のチャンバの領域から抽出され得るように自身の内部に形成された通路を備えるマイクロ波プラズマ発生器が提供される。好ましくは、これらの電極はその断面で円状であり、その通路は適当な電極の軸状の穴である。より好ましい形状では、それらの電極は円錐であり、それらの中の1つは鋭いエッジとされたリム終端しており、他方もまた鋭いエッジとされたリムであるような直径の軸状の穴を持つ。軸状の穴がない電極には、先のとがった中央突出部を設けることもできる。

0004

図1から明かなように、マイクロ波プラズマ発生器は、ガラスシリンダー2と2つの端板3,4のそれぞれから成るようなチャンバ1から成る。ガラスシリンダー2は、チャンバ1の端板3,4中に機械で設けられた環状の溝5中に適合され、チャンバ1はOリング6によってガス密閉するよう形成されている。アセンブリクランプによって共に保持されるが、これは図示されていない。チャンバ1の端板3,4は、それぞれ、導波管部分7,8の一部を形成するようにされており、これらはマイクロ波エネルギーを送信するような大きさとされている。導波管部分7は、図示されていないマイクロ波発生器に接続されており、導波管部分8は、成端短絡(terminating short circuit)8’を含み、この短絡は、導波管の部分8の内部に固定されていてもよいし、スライドすることができるようにされていてもよい。チャンバ1の端板3,4に取り付けられているのは、それぞれ、一対の相対する電界強化電極9,10である。

0005

電極9,10は円錐形とされており、鋭い環状チップで終端している。電極9は、電極9と10間のギャプ11を変更できるように調整可能である。適切なギャップは0.1〜0.5mmの範囲である。電極9は、冷却液がそれを通じることができるよう、自身の内部に形成されたチャンネル12を有する。電極10は、チャンバ1の端板3,4と一体とされており、電極9,10間のギャップ11でプラズマ状態に活性化されたプロセスガスをチャンバ1から取り出すことができるよう、その内部に形成された軸状通路13を有する。プロセスガスのための入口ポート14は、チャンバ1の端板9を通ずる。チャンバ1の端板4は、冷却液がそれを通ずることができるよう中空である。チャンバ1の端板3,4と電極9,10は、ステンレス鋼で形成されている。モリブデンや、タングステンのような他の耐高温性金属からなる鋭いチップを持つアルミニウム合金でそれらを形成することができる。電極9,10のチップの環状形態は多数の効果を持つ。第1に、鋭利な部分が互いに向かい合う場合に発生する通常の電界強化作用である。第2に、図示の幾何学構造では、通路13が電極10を通じて入り込む前にプロセスガスが電極9,10間の小さなギャップを通じるときに、そのプロセスガスにおいてかなりの圧力降下が存在することである。これは、プロセスガスの圧力が他の場所よりも高いチャンバ1のどこよりも、ギャップ11において、プロセスガスのプラズマ状態への励起を容易にするだけでなく、チップ領域における放射状の圧力傾斜が電極9,10の間の領域へプラズマを制限するのである。また、図示の幾何学構造は、電極9,10間のギャップ11を通じるその通路上の全てのプロセスガスが最大電界領域を直角に通過することを意味するものであるから、プロセスガスのプラズマ状態への励起の効率は最大となり、この結果、プラズマを発生するのに必要な入力電力は減少する。良好に冷却された壁によって取り囲まれた少量の放電は、高い電界加速された電子によって活性化されているにも係わらずにプラズマ温度が比較的低く保たれることを意味する。更に、デバイス動作中の電界の分散は、プラズマが存在しない場合に存するものと大きくは相違しないため、デバイス自己スタート可能とすることができる。

0006

図2に、本発明の第2の実施例が示されており、第1の実施例の対応要素と同様の要素は同一の参照番号を持つ。図2に示された本発明の実施例では、ガラスシリンダー5は、ガラス補強されたポリテトラフルオルエチレンで形成されたブロック21に置き換えられているが、他の不活性の非導電物質を使用することもできる。ブロック21は、円筒形内部表面22と、その一端でガス入口14と通じており、他端でブロック21の内部表面22に対してタンジェンシャル(tangential) であるような通路23を備える。このように、ブロック21と端板3,4によって形成されたチャンバ1中に現れるガスは非常にタンジェンシャルなものであり、電極9,10間のギャップ11に入り込む前に電極9,10の周囲をらせん形状で進む。このらせん形の流れパターンは、電極9,10間の電気放電の安定性を増大させるため、より大きな直径の電極チップを用いることが可能となり、その結果、活性化ガススループットが増大する。例えば、電極10の通路13の開口部24とチップについて8mmの直径をとし、0.2mmのギャップ11とすれば、100shpmのガスを活性化することが可能である。放電の安定性は、電極9のチップ上の中央突出部25によって更に増大され、通路13の開口部24中へのガス流れは、開口部24をトランペット形状とすることによって強化される。

0007

電極には取り替え可能なチップ27が提供されており、また、Oリング28を提供して電極9の位置を可変とするねじ山29に沿ってガスが漏洩しないことを確実なものとし、電極9,10間のギャップ11が所望の値に設定されることを可能としている。

図面の簡単な説明

0008

図1本発明の実施例の長手方向部分
図2本発明の他の実施例の長手方向部分。

--

0009

2ガラスシリンダー
3端板
4 端板
5 溝
6 Oリング
7導波管部分
8 導波管部分
9電界強化電極
10 電界強化電極
11ギャプ
12チャンネル
13 軸状通路
14入口ポート
22内部表面
23 通路
25 中央突出部
28 Oリング
29 ねじ山

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 春日電機株式会社の「 表面改質装置」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】 高エネルギーの励起ガスの噴出幅を広くでき、しかも、処理対象物にダメージを与えることなく改質処理ができる表面改質装置を提供すること。【解決手段】 ガス供給源に接続したガス通路4を備えた本体... 詳細

  • サムコ株式会社の「 誘導結合型プラズマ処理装置の防着板」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】誘電体窓の表面に形成された導電性パーティクルの加工対象物への落下をできるだけ防止する。【解決手段】金属原子を含む加工対象物が収納される処理室と、該処理室外に配置された高周波電磁界を生成するコイ... 詳細

  • 東京エレクトロン株式会社の「 成膜装置および成膜方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】成膜される膜の膜ストレスを制御すること。【解決手段】ガス供給部からチタン含有ガスと酸化ガス、または、シリコン含有ガスと窒化ガスを交互に供給し、酸化ガスまたは窒化ガスの供給に合わせて電源から第1... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ