JPH0736359B2 - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JPH0736359B2 JPH0736359B2 JP60175354A JP17535485A JPH0736359B2 JP H0736359 B2 JPH0736359 B2 JP H0736359B2 JP 60175354 A JP60175354 A JP 60175354A JP 17535485 A JP17535485 A JP 17535485A JP H0736359 B2 JPH0736359 B2 JP H0736359B2
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- JP
- Japan
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- antenna
- magnetic field
- permanent magnet
- plasma generator
- plasma
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アンテナと永久磁石とが一体化された構造を
有する電子サイクロトロン共鳴方式のプラズマ発生装置
に関する。
有する電子サイクロトロン共鳴方式のプラズマ発生装置
に関する。
（従来の技術） 電子サイクロトロン共鳴方式のプラズマ発生装置として
第６図に示される様な装置が知られている。図示される
ように、希薄気体が封入された放電管102の外周には複
数の空心コイル103が設置されており、これら空心コイ
ル103によってミラー閉じ込め型の磁場配位が形成され
ているヘリカルアンテナ106により放電管102内にマイク
ロ波が放射されると、電子サイクロトロン共鳴によって
プラズマが発生する。
第６図に示される様な装置が知られている。図示される
ように、希薄気体が封入された放電管102の外周には複
数の空心コイル103が設置されており、これら空心コイ
ル103によってミラー閉じ込め型の磁場配位が形成され
ているヘリカルアンテナ106により放電管102内にマイク
ロ波が放射されると、電子サイクロトロン共鳴によって
プラズマが発生する。
（発明が解決しようとする問題点） 電子サイクロトロン共鳴方式のプラズマ発生装置は、フ
ィラメントや放電電極の劣化による問題が生じないとと
もに汚染が生じにくく、理想的なプラズマ発生装置であ
ると考えられている。しかしながら、使用する放電管に
合わせて共鳴磁場発生のための磁石を所定の位置に配置
しなければならず、そのための設計、試作が面倒であ
り、手軽に電子サイクロトロン共鳴方式によりプラズマ
を発生することができないという問題点があった。
ィラメントや放電電極の劣化による問題が生じないとと
もに汚染が生じにくく、理想的なプラズマ発生装置であ
ると考えられている。しかしながら、使用する放電管に
合わせて共鳴磁場発生のための磁石を所定の位置に配置
しなければならず、そのための設計、試作が面倒であ
り、手軽に電子サイクロトロン共鳴方式によりプラズマ
を発生することができないという問題点があった。
本発明の目的はかかる問題点を解決することにある。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点は、空間中に電磁波を輻射するアンテナに接
続され、このアンテナに電力を供給する電力供給路、及
び前記電力供給路の前記アンテナ側端部の外周面に固設
された円筒状永久磁石からなり、この円筒状永久磁石が
軸方向に磁化されており、前記アンテナから放出される
電磁波に対する共鳴磁場を前記円筒状永久磁石の軸方向
で対向する端面間で発生することを特徴とするプラズマ
発生装置を用いることにより解決される。
続され、このアンテナに電力を供給する電力供給路、及
び前記電力供給路の前記アンテナ側端部の外周面に固設
された円筒状永久磁石からなり、この円筒状永久磁石が
軸方向に磁化されており、前記アンテナから放出される
電磁波に対する共鳴磁場を前記円筒状永久磁石の軸方向
で対向する端面間で発生することを特徴とするプラズマ
発生装置を用いることにより解決される。
（作用） 本発明のプラズマ発生装置の永久磁石によって共鳴磁場
が形成されるが、この共鳴磁場中でサイクロトロン運動
を行う電子はアンテナから放射される電磁波のエネルギ
ーを共鳴的に吸収して、希薄気体を電離するようになり
プラズマが発生する。
が形成されるが、この共鳴磁場中でサイクロトロン運動
を行う電子はアンテナから放射される電磁波のエネルギ
ーを共鳴的に吸収して、希薄気体を電離するようになり
プラズマが発生する。
（発明の効果） 本発明のプラズマ発生装置においては、電磁波を放射す
るアンテナと接続される電力供給路端部に共鳴磁場を形
成する磁石が一体的に設けられており、この本発明のプ
ラズマ発生装置を手持の放電管（真空容器）内に設置す
ることによって手軽に電子サイクロトロン共鳴によりプ
ラズマを発生することができる。また、本発明において
は共鳴磁場を形成する磁石として永久磁石が使用されて
いるので、装置が非常に安価でかつコンパクトになる。
るアンテナと接続される電力供給路端部に共鳴磁場を形
成する磁石が一体的に設けられており、この本発明のプ
ラズマ発生装置を手持の放電管（真空容器）内に設置す
ることによって手軽に電子サイクロトロン共鳴によりプ
ラズマを発生することができる。また、本発明において
は共鳴磁場を形成する磁石として永久磁石が使用されて
いるので、装置が非常に安価でかつコンパクトになる。
（実施例） 以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。第１
図は本発明の第１実施例の斜視図であり、第２図は第１
図の断面図である。同軸線10の外導体11の端部外側には
共鳴磁場を形成する筒状の永久磁石13が嵌合固設されて
いる。永久磁石13の一方の端面13aには金属円板15が付
設されており、この金属円板15は同軸線10の外導体11と
電気的に接続されている。同軸線11の中心導体14は、金
属円板15を越えてまっすぐ伸びた後、ほぼ永久磁石13の
外径の大きさのらせんを描きつつ後戻りし、金属円板15
と電気的に接続されている。この中心導体14のらせん部
分がアンテナ17として機能する。永久磁石13は一方の端
面13aがＳ極に、他方の端面13bがＮ極となるように磁化
されている。従って、磁力線18はＮ極の端面13bから磁
石の内側と外側を貫ぬいてＳ極と端面13aに閉じてお
り、磁石13の内側と外側との局所的なミラー磁場が形成
される。強度Bceの磁場中でサイクロトロン運動を行う
電子19はアンテナ17から放射される周波数ｆ＝ｅ・Bce/
2πmeの電磁波のエネルギーを共鳴的に吸収する。これ
によって電子のエネルギーが、ミラー磁場発生位置に存
在するガス原子の電離エネルギー以上になると、この原
子を電離する。この過程は雪崩的に進行し、プラズマが
発生する。このプラズマは磁石13のミラー磁場によって
捕捉され、さらにアンテナ17からの高周波電力を吸収し
て、高温プラズマが形成される。本実施例においては、
磁石13の外側の広い真空空間及び磁石13が位置する箇所
の外導体11の内部空間がプラズマと高周波電磁波との相
互作用領域となる。
図は本発明の第１実施例の斜視図であり、第２図は第１
図の断面図である。同軸線10の外導体11の端部外側には
共鳴磁場を形成する筒状の永久磁石13が嵌合固設されて
いる。永久磁石13の一方の端面13aには金属円板15が付
設されており、この金属円板15は同軸線10の外導体11と
電気的に接続されている。同軸線11の中心導体14は、金
属円板15を越えてまっすぐ伸びた後、ほぼ永久磁石13の
外径の大きさのらせんを描きつつ後戻りし、金属円板15
と電気的に接続されている。この中心導体14のらせん部
分がアンテナ17として機能する。永久磁石13は一方の端
面13aがＳ極に、他方の端面13bがＮ極となるように磁化
されている。従って、磁力線18はＮ極の端面13bから磁
石の内側と外側を貫ぬいてＳ極と端面13aに閉じてお
り、磁石13の内側と外側との局所的なミラー磁場が形成
される。強度Bceの磁場中でサイクロトロン運動を行う
電子19はアンテナ17から放射される周波数ｆ＝ｅ・Bce/
2πmeの電磁波のエネルギーを共鳴的に吸収する。これ
によって電子のエネルギーが、ミラー磁場発生位置に存
在するガス原子の電離エネルギー以上になると、この原
子を電離する。この過程は雪崩的に進行し、プラズマが
発生する。このプラズマは磁石13のミラー磁場によって
捕捉され、さらにアンテナ17からの高周波電力を吸収し
て、高温プラズマが形成される。本実施例においては、
磁石13の外側の広い真空空間及び磁石13が位置する箇所
の外導体11の内部空間がプラズマと高周波電磁波との相
互作用領域となる。
第３図は、本発明の第２実施例の概略図である。同軸線
10の外導体11の端部外側には、第１実施例と同様に筒状
の永久磁石13が嵌合固設されているが、らせん状アンテ
ナ17は永久磁石13が位置する箇所で外導体11の内部に設
置されている。らせん状アンテナ17の端部は、外導体11
に電気的に接続されている。永久磁石13は第１実施例と
同様に一方の端面13aがＳ極に、他方の端面13bがＮ極に
なるように磁化されている。従って、形成される共鳴磁
場は局所的なミラー磁場となる。この磁場配位空間中に
高周波電力を供給することによりプラズマが発生され
る。本実施例においては、磁石13が位置する箇所の外導
体11の内部空間がプラズマと高周波電磁波との相互作用
領域として活用される。
10の外導体11の端部外側には、第１実施例と同様に筒状
の永久磁石13が嵌合固設されているが、らせん状アンテ
ナ17は永久磁石13が位置する箇所で外導体11の内部に設
置されている。らせん状アンテナ17の端部は、外導体11
に電気的に接続されている。永久磁石13は第１実施例と
同様に一方の端面13aがＳ極に、他方の端面13bがＮ極に
なるように磁化されている。従って、形成される共鳴磁
場は局所的なミラー磁場となる。この磁場配位空間中に
高周波電力を供給することによりプラズマが発生され
る。本実施例においては、磁石13が位置する箇所の外導
体11の内部空間がプラズマと高周波電磁波との相互作用
領域として活用される。
第４図は本発明の第３実施例の斜視図である。同軸線10
の外導体11の端部外側には、第１実施例と同様に筒状の
永久磁石13が嵌合固設されている。また、この永久磁石
13も第１実施例と同様に一方の端面13aがＮ極に、他方
の端面13bがＳ極になるように磁化されている。磁石13
の一方の端面13aには円板状の第１の電極32が付設され
ており、この電極32は同軸線10の外導体11と電気的に接
続されている。同軸線10の中心導体14は、電極32を越え
てまっすぐ伸ばされており、この中心導体14の先端に
は、第１の電極32と対向する円板状の第２の電極33が取
り付けられている。同軸線10の外導体11と中心導体14と
はこれら第１および第２の電極によって形成されるアン
テナ17を介して接続する形態となる。同軸線10に高周波
電力が入力されると、第１の電極32と第２の電極33との
間から電磁波が空間中に放射される。この放射された電
磁波と磁石13とによって形成される共鳴磁場によって上
記実施例と同様にしてプラズマが発生される。本実施例
においては、第１の電極32と第２の電極33とによって発
生される電磁波の放射領域と磁石13による共鳴磁場との
重なり部分がプラズマと高周波電磁波との相互作用領域
となる。
の外導体11の端部外側には、第１実施例と同様に筒状の
永久磁石13が嵌合固設されている。また、この永久磁石
13も第１実施例と同様に一方の端面13aがＮ極に、他方
の端面13bがＳ極になるように磁化されている。磁石13
の一方の端面13aには円板状の第１の電極32が付設され
ており、この電極32は同軸線10の外導体11と電気的に接
続されている。同軸線10の中心導体14は、電極32を越え
てまっすぐ伸ばされており、この中心導体14の先端に
は、第１の電極32と対向する円板状の第２の電極33が取
り付けられている。同軸線10の外導体11と中心導体14と
はこれら第１および第２の電極によって形成されるアン
テナ17を介して接続する形態となる。同軸線10に高周波
電力が入力されると、第１の電極32と第２の電極33との
間から電磁波が空間中に放射される。この放射された電
磁波と磁石13とによって形成される共鳴磁場によって上
記実施例と同様にしてプラズマが発生される。本実施例
においては、第１の電極32と第２の電極33とによって発
生される電磁波の放射領域と磁石13による共鳴磁場との
重なり部分がプラズマと高周波電磁波との相互作用領域
となる。
第５図は本発明のプラズマ発生装置を使用するCVD装置
の概略図である。磁石によって形成される磁場配位とア
ンテナとの位置関係等が予め最適となるように設定され
た第１実施例のプラズマ発生装置50が、通常の真空容器
（放電管）51の内部に配置されている。この真空容器51
の内部は真空排気系53が高真空に排気される。その後、
真空容器51内にガス供給系54からシランガス等の成膜用
ガスが導入される。この状態でプラズマ発生装置50に高
周波発振器55により高周波電力を供給すると、プラズマ
が発生され、成膜用ガスが解離される。解離により作り
出された固体種は基板52上に堆積し、非晶質シリコン
膜、多結晶シリコン膜が形成される。なお、成膜用ガス
の代わりにエッチング用ガスを用いることにより基板52
をエッチングすることができるが、いずれにしても、本
発明のプラズマ発生装置を用いると手軽に電子サイクロ
トロン方式によってプラズマを発生することができる。
の概略図である。磁石によって形成される磁場配位とア
ンテナとの位置関係等が予め最適となるように設定され
た第１実施例のプラズマ発生装置50が、通常の真空容器
（放電管）51の内部に配置されている。この真空容器51
の内部は真空排気系53が高真空に排気される。その後、
真空容器51内にガス供給系54からシランガス等の成膜用
ガスが導入される。この状態でプラズマ発生装置50に高
周波発振器55により高周波電力を供給すると、プラズマ
が発生され、成膜用ガスが解離される。解離により作り
出された固体種は基板52上に堆積し、非晶質シリコン
膜、多結晶シリコン膜が形成される。なお、成膜用ガス
の代わりにエッチング用ガスを用いることにより基板52
をエッチングすることができるが、いずれにしても、本
発明のプラズマ発生装置を用いると手軽に電子サイクロ
トロン方式によってプラズマを発生することができる。
第１図は本発明の第１実施例の斜視図、 第２図は第１図の断面図、 第３図は本発明の第２実施例の斜視図、 第４図は本発明の第３実施例の斜視図、 第５図は本発明のプラズマ発生装置を使用するCVD装置
の概略図、 第６図は従来の電子サイクロトロン方式のプラズマ発生
装置の断面図である。 10……同軸線、11……外導体、13……永久磁石、14……
中心導体、17……アンテナ、18……磁力線、32,33……
電極、50……本発明のプラズマ発生装置、51……真空容
器、52……基板、53……真空排気系、54……ガス供給
系、55……高周波発振器。
の概略図、 第６図は従来の電子サイクロトロン方式のプラズマ発生
装置の断面図である。 10……同軸線、11……外導体、13……永久磁石、14……
中心導体、17……アンテナ、18……磁力線、32,33……
電極、50……本発明のプラズマ発生装置、51……真空容
器、52……基板、53……真空排気系、54……ガス供給
系、55……高周波発振器。
Claims (1)
- 【請求項１】空間中に電磁波を輻射するアンテナに接続
され、このアンテナに電力を供給する電力供給路、及び
前記電力供給路の前記アンテナ側端部の外周面に固設さ
れた円筒状永久磁石からなり、この円筒状永久磁石が軸
方向に磁化されており、前記アンテナから放出される電
磁波に対する共鳴磁場を前記円筒状永久磁石の軸方向で
対向する端面間で発生することを特徴とするプラズマ発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60175354A JPH0736359B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60175354A JPH0736359B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237900A JPS6237900A (ja) | 1987-02-18 |
| JPH0736359B2 true JPH0736359B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=15994604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60175354A Expired - Fee Related JPH0736359B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736359B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3056772B2 (ja) * | 1990-08-20 | 2000-06-26 | 株式会社日立製作所 | 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 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60175354A patent/JPH0736359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6237900A (ja) | 1987-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |