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プラズマ発生装置、および、プラズマ発生方法 コモンズ

国内特許コード P160013254
整理番号 (2011-058)
掲載日 2016年8月25日
出願番号 特願2014-522433
登録番号 特許第5959025号
出願日 平成25年6月26日(2013.6.26)
登録日 平成28年7月1日(2016.7.1)
国際出願番号 JP2013003996
国際公開番号 WO2014002493
国際出願日 平成25年6月26日(2013.6.26)
国際公開日 平成26年1月3日(2014.1.3)
優先権データ
  • 特願2012-145153 (2012.6.28) JP
発明者
  • 田中 康規
  • 倉石 克弥
  • 赤尾 美香
  • 吉田 豊信
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 プラズマ発生装置、および、プラズマ発生方法 コモンズ
発明の概要 プラズマ発生装置(1)は、扁平形状の真空チャンバ(11)であって、当該真空チャンバ(11)の内部に所定方向にプラズマガスが流通する真空チャンバ(11)と、真空チャンバ(11)に対して所定方向に直交する方向に交播磁界を印加することにより、真空チャンバ(11)の内部に熱プラズマを発生させるコイル(12)とを備える。
従来技術、競合技術の概要


高周波誘導熱プラズマICTP(Inductively Coupled Thermal Plasma)(以降、単に熱プラズマ)は、ガス温度が数千から数万K(ケルビン)となり、エンタルピーが極めて高く反応性が高い。さらに無電極でクリーンな熱プラズマ空間を形成できるので、熱プラズマに混入する不純物を極めて少なくすることができる。これらの利点を生かして、表面改質処理または薄膜生成処理を含む表面処理などへの応用が期待されている。



図19は、従来のプラズマ発生装置1001の説明図である。図19に示されるように、従来のプラズマ発生装置は、二重に配置される円筒形状の石英管と、当該石英管に巻回されたコイルとを備える。図20は、図19のAA’断面の断面図である。図20に示されるように、従来のプラズマ発生装置は、二重の石英管1101a及び1101bと、コイル1102とを備える。また、石英管1101aと石英管1101bとの間の空間には冷却水1101wが流され、石英管1101aをほぼ300Kに保つ。



従来のプラズマ発生装置1001において、石英管内部にプラズマガスを導入した後で、コイル1102に高周波電流1107を印加することによりコイル内部に磁界が発生し、その磁界を取り巻くような形状の電界が発生し、その電界により電子が加速されることにより石英管内部に熱プラズマ1108が発生する。つまり、石英管内部にコイルの中心軸を取り巻くような形状の熱プラズマが発生する。このとき、高温の熱プラズマが石英管に接触すると石英管を破損するおそれがある。



一方、熱プラズマによるエッチング処理を想定して、扁平な円筒形状の石英管の内部に熱プラズマを発生させるプラズマ発生装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。図21は、特許文献1に開示されるプラズマ発生装置における、図20に対応する断面図である。特許文献1に開示される技術によれば、熱プラズマにより大面積の基板を一度にエッチング処理することができる。

産業上の利用分野


本発明は、プラズマ発生装置、および、プラズマ発生方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
扁平形状のチャンバであって、当該チャンバの内部に所定方向にプラズマガスが流通するチャンバと、
前記チャンバに対して前記所定方向に直交する方向に交播磁界を印加することにより、前記チャンバの内部に熱プラズマを発生させる磁界印加部とを備え、
前記磁界印加部は
前記チャンバを挟むように配置されるU字形状の磁性体コアであって、前記チャンバに近づく向きに突出する一対の突起部が複数設けられた磁性体コアと、
前記磁性体コアの一部に巻回されたコイルとを有する
プラズマ発生装置。

【請求項2】
前記磁性体コアは、
前記コイルが巻回された部分の断面積より、前記チャンバの近傍に配置される部分の断面積が小さ
請求項に記載のプラズマ発生装置。

【請求項3】
前記磁界印加部は、
前記交播磁界の周波数をfとし、磁束密度をBとするとき、f×Bが3000T/s以上、6500T/s以下の範囲内である前記交播磁界を印加する
請求項1又は2に記載のプラズマ発生装置。

【請求項4】
扁平形状のチャンバであって、当該チャンバの内部に所定方向にプラズマガスが流通するチャンバを設置する設置ステップと、
前記チャンバに対して前記所定方向に直交する方向に交播磁界を磁界印加部により印加することにより、前記チャンバの内部に熱プラズマを発生させる磁界印加ステップとを含み、
前記磁界印加部は、
前記チャンバを挟むように配置されるU字形状の磁性体コアであって、前記チャンバに近づく向きに突出する一対の突起部が複数設けられた磁性体コアと、
前記磁性体コアの一部に巻回されたコイルとを有する
プラズマ発生方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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