JPH10241893A - マイクロ波プラズマ発生装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ発生装置Info
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- JPH10241893A JPH10241893A JP9054033A JP5403397A JPH10241893A JP H10241893 A JPH10241893 A JP H10241893A JP 9054033 A JP9054033 A JP 9054033A JP 5403397 A JP5403397 A JP 5403397A JP H10241893 A JPH10241893 A JP H10241893A
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、絶縁管の冷却効果のよいマイ
クロ波プラズマ発生装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波導波管を貫通する絶縁管にプ
ロセス用ガスを導入してプラズマを発生させるマイクロ
波プラズマ発生装置において、該絶縁管に空冷用の金属
線もしくは金属棒を螺旋状に巻付ける。絶縁管の導波管
を貫通する部分に送風する送風手段を備える。巻付けた
金属線等は半田付けしてもよい。
クロ波プラズマ発生装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波導波管を貫通する絶縁管にプ
ロセス用ガスを導入してプラズマを発生させるマイクロ
波プラズマ発生装置において、該絶縁管に空冷用の金属
線もしくは金属棒を螺旋状に巻付ける。絶縁管の導波管
を貫通する部分に送風する送風手段を備える。巻付けた
金属線等は半田付けしてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
るプラズマ発生装置に関する。
るプラズマ発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーファーのＣＶＤ、プラズマ
アッシャー、エッチング等において、マイクロ波プラズ
マが使用されている。よく知られているように、プラズ
マとはイオン、電子、中性粒子を含む電離した気体で、
全体としては中性であるものをいい、用途に応じてマイ
クロ波電力、ガス流量、ガス圧が変わる。最近、半導体
ウェーファーの大型化や大面積化の要求が急速に高まっ
ており、これに対応するため耐電力の大きいプラズマ発
生部が必要となっている。
アッシャー、エッチング等において、マイクロ波プラズ
マが使用されている。よく知られているように、プラズ
マとはイオン、電子、中性粒子を含む電離した気体で、
全体としては中性であるものをいい、用途に応じてマイ
クロ波電力、ガス流量、ガス圧が変わる。最近、半導体
ウェーファーの大型化や大面積化の要求が急速に高まっ
ており、これに対応するため耐電力の大きいプラズマ発
生部が必要となっている。
【０００３】プラズマ発生部の、ガスを流すための絶縁
管は通常石英管が用いられ、プラズマ発生による消耗な
どのためこの絶縁管は消耗品として交換性のよいことが
必要である。絶縁管はマイクロ波電力が小さい場合は問
題はないが、１ＫＷ以上の電力を使用する場合は、使用
中、熱の発生により絶縁管が破損することが少なくな
い。そのため絶縁管の冷却が重要であり、従来冷却方法
として水冷用金属管を絶縁管に螺旋状に巻付けたり、絶
縁管の周囲に水の層を設けたりしてプラズマ発生装置の
構造が複雑となっている。
管は通常石英管が用いられ、プラズマ発生による消耗な
どのためこの絶縁管は消耗品として交換性のよいことが
必要である。絶縁管はマイクロ波電力が小さい場合は問
題はないが、１ＫＷ以上の電力を使用する場合は、使用
中、熱の発生により絶縁管が破損することが少なくな
い。そのため絶縁管の冷却が重要であり、従来冷却方法
として水冷用金属管を絶縁管に螺旋状に巻付けたり、絶
縁管の周囲に水の層を設けたりしてプラズマ発生装置の
構造が複雑となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みて提案されたもので、簡単な構造で、絶縁管の冷却
効果の良いマイクロ波プラズマ発生装置を提供すること
を目的とする。
鑑みて提案されたもので、簡単な構造で、絶縁管の冷却
効果の良いマイクロ波プラズマ発生装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明に係るマ
イクロ波プラズマ発生装置は、マイクロ波導波管を貫通
する絶縁管にプロセス用ガスを導入してプラズマを発生
させるマイクロ波プラズマ発生装置において、絶縁管に
空冷用の金属線もしくは金属棒が螺旋状に巻付けられて
いることを特徴とする。
イクロ波プラズマ発生装置は、マイクロ波導波管を貫通
する絶縁管にプロセス用ガスを導入してプラズマを発生
させるマイクロ波プラズマ発生装置において、絶縁管に
空冷用の金属線もしくは金属棒が螺旋状に巻付けられて
いることを特徴とする。
【０００６】上記絶縁管に螺旋状に巻き付けた金属線も
しくは金属棒は、絶縁管全体にわたって巻付けられてい
てもよいし、導波管を貫通する部分（導波管の内部でマ
イクロ波が照射される部分）のみに巻付けられていても
よい。あるいは、導波管を貫通する部分以外の部分が、
その上に金属製水冷管のコイルが巻付けられていて、螺
旋状の金属線もしくは金属棒の群が、絶縁管と金属製水
冷管のコイルの間の仲介物となる構成であってもよい。
また、絶縁管の導波管の内部にある部分が金属線もしく
は金属棒を螺旋状に巻付けられており、その他の部分は
金属製冷却管のコイルが巻付けられている構成であって
もよい。
しくは金属棒は、絶縁管全体にわたって巻付けられてい
てもよいし、導波管を貫通する部分（導波管の内部でマ
イクロ波が照射される部分）のみに巻付けられていても
よい。あるいは、導波管を貫通する部分以外の部分が、
その上に金属製水冷管のコイルが巻付けられていて、螺
旋状の金属線もしくは金属棒の群が、絶縁管と金属製水
冷管のコイルの間の仲介物となる構成であってもよい。
また、絶縁管の導波管の内部にある部分が金属線もしく
は金属棒を螺旋状に巻付けられており、その他の部分は
金属製冷却管のコイルが巻付けられている構成であって
もよい。
【０００７】本発明のマイクロ波プラズマ発生装置は、
前記金属線もしくは金属棒を巻付けた絶縁管を導波管の
外部から送風して冷却するための送風手段を備え、これ
を用いて送風することによりさらに冷却効果をよくする
ことができる。また、金属線もしくは金属棒が半田付け
されていてもよく、あるいは絶縁管のマイクロ波照射部
以外の部分がメタライズされていてもよい。これらはい
ずれも本発明における冷却をより効果的にする好ましい
手段である。
前記金属線もしくは金属棒を巻付けた絶縁管を導波管の
外部から送風して冷却するための送風手段を備え、これ
を用いて送風することによりさらに冷却効果をよくする
ことができる。また、金属線もしくは金属棒が半田付け
されていてもよく、あるいは絶縁管のマイクロ波照射部
以外の部分がメタライズされていてもよい。これらはい
ずれも本発明における冷却をより効果的にする好ましい
手段である。
【０００８】
【作用】本発明はマイクロ波プラズマ発生装置において
プラズマを発生させる絶縁管の外周囲に巻付けた熱伝導
性のよい金属線もしくは金属棒を介して、絶縁管内に発
生する熱を速やかに外部に放出することを利用して、よ
り高い冷却効果が得られるようにしたもので、さらに外
部からの送風により空冷効果を一層高くしようとするも
のである。
プラズマを発生させる絶縁管の外周囲に巻付けた熱伝導
性のよい金属線もしくは金属棒を介して、絶縁管内に発
生する熱を速やかに外部に放出することを利用して、よ
り高い冷却効果が得られるようにしたもので、さらに外
部からの送風により空冷効果を一層高くしようとするも
のである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係るマイクロ波プラズマ
発生装置を、図に示した実施形態に基づいて具体的に説
明する。図１は本発明によるマイクロ波プラズマ発生装
置の実施形態の一例を示す正面図である。
発生装置を、図に示した実施形態に基づいて具体的に説
明する。図１は本発明によるマイクロ波プラズマ発生装
置の実施形態の一例を示す正面図である。
【００１０】図１において、１はマイクロ波電力を伝送
する偏平角筒状の方形導波管、３は方形導波管１を直角
に貫通するプラズマ発生用の絶縁管である。絶縁管３は
上部にプロセス用ガス導入口６と、下部に発生したプラ
ズマ出口７が設けられる。絶縁管３の導波管１の内部に
ある部分以外の部分（図示例においては導波管の外の上
下の部分）には、冷却用水管５がコイル状に巻付けられ
ている。勿論この冷却用水管と絶縁管との間には、金属
線もしくは金属棒が螺旋状に巻付けられていてもよい。
８は冷却用水管５の冷却水の入口、９は冷却水の出口で
ある。
する偏平角筒状の方形導波管、３は方形導波管１を直角
に貫通するプラズマ発生用の絶縁管である。絶縁管３は
上部にプロセス用ガス導入口６と、下部に発生したプラ
ズマ出口７が設けられる。絶縁管３の導波管１の内部に
ある部分以外の部分（図示例においては導波管の外の上
下の部分）には、冷却用水管５がコイル状に巻付けられ
ている。勿論この冷却用水管と絶縁管との間には、金属
線もしくは金属棒が螺旋状に巻付けられていてもよい。
８は冷却用水管５の冷却水の入口、９は冷却水の出口で
ある。
【００１１】絶縁管３の導波管１の中にある部分には、
本発明の特徴とする空冷用の金属線もしくは金属棒４が
コイル状に巻き付けられている。その巻付け方は金属線
もしくは金属棒が順次に隙間なく密接して巻付けられて
いてもよく、あるいは多少の間隔をおいて螺旋状に巻付
けられていてもよい。または、絶縁管に螺旋状に巻き付
けた金属線もしくは金属棒が半田付けされているのも好
ましい実施形態である。図示例には多少の間隔をおいて
金属線を巻き付けた状態を示した。
本発明の特徴とする空冷用の金属線もしくは金属棒４が
コイル状に巻き付けられている。その巻付け方は金属線
もしくは金属棒が順次に隙間なく密接して巻付けられて
いてもよく、あるいは多少の間隔をおいて螺旋状に巻付
けられていてもよい。または、絶縁管に螺旋状に巻き付
けた金属線もしくは金属棒が半田付けされているのも好
ましい実施形態である。図示例には多少の間隔をおいて
金属線を巻き付けた状態を示した。
【００１２】ここに用いられる金属線もしくは金属棒と
しては電気伝導性、熱伝導性および可撓性を兼ね備えた
材料であればよく特に限定はない。また金属線の太さ
（径）は、絶縁管にコイル状に巻き付けることが可能な
程度に可撓性を有する範囲であればよい。例えば径２mm
乃至４mmの銅線、その他の金属等が用いられる。そして
絶縁管３のこの金属線を巻いた部分は、導波管のマイク
ロ波の伝送軸と絶縁管３に対し横方向（図示例では紙面
に垂直な方向）から送風により空冷される。
しては電気伝導性、熱伝導性および可撓性を兼ね備えた
材料であればよく特に限定はない。また金属線の太さ
（径）は、絶縁管にコイル状に巻き付けることが可能な
程度に可撓性を有する範囲であればよい。例えば径２mm
乃至４mmの銅線、その他の金属等が用いられる。そして
絶縁管３のこの金属線を巻いた部分は、導波管のマイク
ロ波の伝送軸と絶縁管３に対し横方向（図示例では紙面
に垂直な方向）から送風により空冷される。
【００１３】方形導波管１のマイクロ波導入側に対し
て、絶縁管３を挟んで反対側には、方形導波管１内をロ
ッド１０により外部からスライドさせるショートプラン
ジャ２が設けられている。このショートプランジャ２
は、絶縁管３のプロセス用ガス導入口６よりプロセス用
ガスを導入し、導波管１からマイクロ波電力を入射して
マイクロ波プラズマを発生させるとき、絶縁管の中のマ
イクロ波プラズマの発生が最も効率よく行える最適位置
に設定することができる。
て、絶縁管３を挟んで反対側には、方形導波管１内をロ
ッド１０により外部からスライドさせるショートプラン
ジャ２が設けられている。このショートプランジャ２
は、絶縁管３のプロセス用ガス導入口６よりプロセス用
ガスを導入し、導波管１からマイクロ波電力を入射して
マイクロ波プラズマを発生させるとき、絶縁管の中のマ
イクロ波プラズマの発生が最も効率よく行える最適位置
に設定することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるマイク
ロ波プラズマ発生装置は上記の構成であるので、絶縁管
に水冷用パイプを巻付けたり、水の層を設けたりする従
来の方法に比べて構造が簡単であり、空冷により容易に
絶縁管を冷却することができる。実際に石英製絶縁管を
そのままで空冷した場合には、2.45ＧＨzのマイクロ波
電力１ＫＷ以上を用いると発熱のため絶縁管が破損した
が、本発明による金属線を螺旋状に巻付けて送風空冷し
た絶縁管の場合は２ＫＷのマイクロ波電力を用いても破
損しなかった。
ロ波プラズマ発生装置は上記の構成であるので、絶縁管
に水冷用パイプを巻付けたり、水の層を設けたりする従
来の方法に比べて構造が簡単であり、空冷により容易に
絶縁管を冷却することができる。実際に石英製絶縁管を
そのままで空冷した場合には、2.45ＧＨzのマイクロ波
電力１ＫＷ以上を用いると発熱のため絶縁管が破損した
が、本発明による金属線を螺旋状に巻付けて送風空冷し
た絶縁管の場合は２ＫＷのマイクロ波電力を用いても破
損しなかった。
【図１】本発明によるプラズマ発生装置の正面図
１ 方形導波管 ２ ショートプランジャ ３ 絶縁管 ４ 螺旋状金属線 ５ 冷却用水管 ６ プロセス用ガス導入管 ７ プラズマ出口 ８ 冷却水入口 ９ 冷却水出口
Claims (5)
- 【請求項１】 マイクロ波導波管を貫通する絶縁管にプ
ロセス用ガスを導入してプラズマを発生させるマイクロ
波プラズマ発生装置において、該絶縁管に空冷用の金属
線もしくは金属棒が螺旋状に巻付けられていることを特
徴とするマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項２】 前記金属線もしくは金属棒を巻付けた絶
縁管を導波管の外部から送風して冷却するための送風手
段を備えた請求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装
置。 - 【請求項３】 金属線もしくは金属棒を巻付けた絶縁管
の導波管の内部以外の部分に、金属製水冷管のコイルが
巻付けられている請求項１記載のマイクロ波プラズマ発
生装置。 - 【請求項４】 金属線もしくは金属棒が半田付けされて
いる請求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項５】 絶縁管のマイクロ波照射部以外の部分が
メタライズされている請求項１記載のマイクロ波プラズ
マ発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054033A JP2967060B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
| US09/026,506 US5929570A (en) | 1997-02-21 | 1998-02-19 | Micro-wave plasma device with a metal cooling wire wrapped around the insulating tube |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054033A JP2967060B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
| US09/026,506 US5929570A (en) | 1997-02-21 | 1998-02-19 | Micro-wave plasma device with a metal cooling wire wrapped around the insulating tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241893A true JPH10241893A (ja) | 1998-09-11 |
| JP2967060B2 JP2967060B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=26394774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054033A Expired - Lifetime JP2967060B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929570A (ja) |
| JP (1) | JP2967060B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026861A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Tokyo Electron Ltd | リモートプラズマ発生ユニットの電界分布測定装置、リモートプラズマ発生ユニット、処理装置及びリモートプラズマ発生ユニットの特性調整方法 |
| JP2007048516A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| CN106817834A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-09 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种高频感应等离子发生器双水冷电感线圈 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2420113A4 (en) | 2009-04-14 | 2014-04-02 | Rf Thummim Technologies Inc | METHOD AND DEVICE FOR EXPLORING RESONANCES IN MOLECULES |
| US9295968B2 (en) | 2010-03-17 | 2016-03-29 | Rf Thummim Technologies, Inc. | Method and apparatus for electromagnetically producing a disturbance in a medium with simultaneous resonance of acoustic waves created by the disturbance |
| US8633648B2 (en) | 2011-06-28 | 2014-01-21 | Recarbon, Inc. | Gas conversion system |
| CN112055455B (zh) * | 2020-10-22 | 2021-06-22 | 四川大学 | 一种微波等离子体炬无尖端放电的点火方法 |
| CN115852344A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-28 | 武汉友美科自动化有限公司 | 一种微波等离子体化学气相沉积装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5673539A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-18 | Toshiba Corp | Surface treating apparatus of microwave plasma |
| US4893584A (en) * | 1988-03-29 | 1990-01-16 | Energy Conversion Devices, Inc. | Large area microwave plasma apparatus |
| US5389153A (en) * | 1993-02-19 | 1995-02-14 | Texas Instruments Incorporated | Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method |
| US5568015A (en) * | 1995-02-16 | 1996-10-22 | Applied Science And Technology, Inc. | Fluid-cooled dielectric window for a plasma system |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9054033A patent/JP2967060B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-19 US US09/026,506 patent/US5929570A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026861A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Tokyo Electron Ltd | リモートプラズマ発生ユニットの電界分布測定装置、リモートプラズマ発生ユニット、処理装置及びリモートプラズマ発生ユニットの特性調整方法 |
| JP2007048516A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| CN106817834A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-09 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种高频感应等离子发生器双水冷电感线圈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5929570A (en) | 1999-07-27 |
| JP2967060B2 (ja) | 1999-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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