JP2000511344A - プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 発生したプラズマジェットの効果的な偏向を可能とするプラズマジェットジェネレータ装置を開示する。この装置は、ガス入口および出口を有する電極チャンバと、この電極チャンバ内に配置されて電極軸線を形成する電極とを有する。電極チャンバ出口から流出すろプラズマの方向を電極軸線に対して偏向するために、一対の磁界偏向システムが設けられる。磁界偏向システムは、Ｕ字状部材から形成され、電極チャンバの回りに配分される。磁界偏向システムは、プラズマを電極軸線から離隔させるように、プラズマに２つの偏向力を作用させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置 背景 発明の分野 本発明は、基板のプラズマ処理に関する。特に、本発明は、プラズマジェット 処理プロセスを用いて基板を処理するために、プラズマジェットを発生しかつ偏 向するための装置に関する。従来技術の説明 出願公開された国際出願ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８６号は、材料をプラズマ 処理するための、２よりも多くの合流するプラズマジェットのシステムを備えた 、材料をプラズマ処理するための方法を記載しており、これらのプラズマジェッ トは混合ゾーンを形成し、この混合ゾーン内に処理すべき材料が供給される。プ ラズマジェットのセクションを通して混合領域まで直流電流が流れ、各プラズマ ジェットの電流が流れるセクションに磁界がかけられる。この出願に記載の材料 プラズマ処理装置は、電路（charge conduit）と、プラズマジェットを発生する ための複数の電極ユニットを有するアークプラズマジェット発生装置とを備える 。この電極ユニットは、電路の軸線に対して鋭角に配置され、直流電源に接続さ れる。この装置は、更に、開磁気回路から形成された磁気システムを備え、ポー ルがプラズマジェットの混合領域に配置される。ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８６ 号に記載の装置は、組合わされたプラズマ流の機構を制御するための、プラズマ ジェットのそれぞれの方向を制御する能力が極めて制限されており、これは、他 の方向におけるプラズマジェットの方向の修正を行うことなく、外部磁界がプラ ズマジェットと組合わされたプラズマ流の軸線との間の距離の変更のみを許容す るためである。 公開された国際出願ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８７号は、材料をプラズマアー ク処理するための装置を記載する。この装置は、電路を備え、この電路は複数の 電弧プラズマジェットジェネレータと磁気システムとで囲まれている。このジェ ネレータは、２つの電極アセンブリを備える。ソレノイドが磁気回路のポールに 装着される。この装置は、４５度よりも大きな角度で装置の軸線に向けてプラズ マジェットが導かれた場合にのみ使用することができる。角度が４５度よりも小 さいと、磁気システム自体がプラズマジェットのそれぞれおよび組合わされたプ ラズマ流を不安定にさせる。他の不都合な点は、狭い領域内のつり合い位置に配 置されているときにのみ、各プラズマジェットの方向が制御でき、この狭い領域 は、第２，第３磁界がこれと相互作用するベースプレーンに対応する。プラズマ ジェットがこのベースプレーンから比較的遠くに偏向されると、制御の有効性が 大きく減少し、これは、これらの磁界の１つだけがプラズマジェットと相互作用 するからである。 公開されたロシア特許第２０３２２８１号には、プラズマ流を形成する方法と 装置とが記載されている。プラズマジェットは、適宜の方法で形成され、４５度 よりも小さな角度で共通のプラズマ流の軸線に対して対称的に導かれる。直流が 、共通軸線に対して反対方向に、各プラズマジェットに沿って通過し、外部磁界 が各ジェットにかけられる。第１磁界は、各ジェットの軸線（４）と共通軸線と の間にかけられ、第２，第３磁界は、軸線間の半空間（half-spaces）にかけら れる。磁界とジェット内の電流との相互作用により、ジェットがそれらの軸線（ ２）から偏向される。磁界の誘導が調整され、外部磁界の相互作用およびコンフ ィギュレーションがプラズマジェットの安定性を増大するように選定された後、 ジェットの軸線（４）が共通軸線に対して確実に平行にされる。ジェットがラン ダムに僅かに変位する際、一側のインダクタンスが他側に対して増減し、ジェッ トの軸線を共通軸線と平行な方向に確実に戻す。上述の方法および装置の不都合 な点は、プラズマジェットが４５度よりも小さな角度で装置の軸線に導かれると きにのみ、この方法を実現し、したがってこの装置を使用できることである。角 度が４５度よりも大きい場合は、磁気システム自体が各プラズマジェットおよび 組合わされたプラズマジェットの不安定性を誘導する。他の不都合な点は、各プ ラズマジェットの配置は、両第２，第３磁界が相互作用する対応したベース平面 の近部の狭い領域内の平衡位置に配置されたときにのみ、制御可能なことである 。プ ラズマジェットがベース平面から比較的離隔して偏向されると、これらの磁界の うちの１つだけがプラズマジェットと相互作用するため、制御の効果は大きく減 少し、制御の有効性は、大きく減少する。 発明の概要 本発明の装置は、プラズマジェットの方向を効果的に偏向することができる。 プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置は、ガス入口および出口を有 する電極チャンバを備える。電極は、電極チャンバ内に配置される。電極は、電 極軸線を形成する。ジェネレータは、電極チャンバ出口から流出するプラズマに 第１偏向力を作用させ、電極軸線に対する第１方向に向け、電極軸線から離隔す る方向にプラズマを偏向させる第１磁界偏向システムを設けられている。この第 １磁界偏向システムは、Ｕ字状部材を備え、このＵ字状部材は、第１ベース部と 、端部を有するポールの第１対と、ベース部の回りに配置された第１コイルとを 備える。第１磁界偏向システムは、電極チャンバ内に位置する電極で形成される 電極軸線の両側に第１ポールが配置されるように、電極チャンバの回りに配置さ れる。このジェネレータは、更に第２磁界偏向システムを設けられ、電極チャン バから流出するプラズマに、第２偏向力を作用させ、電極軸線に対する第２方向 に向け、電極軸線から離隔する方向にプラズマを偏向させる第２磁界偏向システ ムが設けられている。この第２磁界偏向システムは、Ｕ字状部材を備え、このＵ 字状部材は、第２ベース部と、端部を有する第２対のポールと、ベース部の回り に配置されたコイルとを備える。この第２磁界偏向システムは、電極チャンバ内 に配置された電極で形成される電極軸線の両側に第２ポールが配置されるように 、電極チャンバの回りに配置される。第１，第２磁界偏向システムは、プラズマ ジェットをほぼどのような方向にも電極軸線から離隔させて偏向することができ る。 本発明の１の目的は、プラズマジェットを発生し、この発生したプラズマジェ ットの装置からの流れを効果的に偏向する装置を提供することである。 上述および他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す好ましい実施形態 の詳細な説明から明らかとなる。図面の簡単な説明 図は、正確な尺度で表したものではなく、 図１は、２つのプラズマジェットジェネレータアセンブリを有する本発明の装 置の１の実施形態の概略的な側面図、 図２は、図１に示す実施形態の概略的な平面図、 図３は、本発明により形成された２つのプラズマジェットジェネレータアセン ブリを含む本発明の装置の他の実施形態の概略的な平面図、 図４は、本発明の更に他の実施形態の概略的な平面図、 図５は、共通軸線に対するプラズマジェットジェネレータの配置を示す本発明 の装置の概略的な一部の側面図、 図６は、本発明の他の実施形態の概略的な説明図、 図７および図８は、磁界の概略図、 図９は、本発明の全ての実施形態に使用する電極アセンブリの概略的な平面図 である。 発明の詳細な説明 図１を参照すると、プラズマ流を発生させるための装置は、複数のプラズマジ ェットジェネレータアセンブリ５を備える。図１および図９を参照すると、各プ ラズマジェットジェネレータアセンブリ５は、電気的に分離された閉構造の電極 チャンバ１０を備え、この電極チャンバは、出口オリフィス４０を有するベース 部１５とガス入口５０と電極６０とを有し、この電極は、絶縁ガスケット７０内 に着座した端部を有する。この電極６０は、オリフィス４０から延出される電極 軸線８０を形成する。 この装置では、２の倍数である複数のプラズマジェットジェネレータアセンブ リ５が使用されている。複数のジェネレータアセンブリ５は、装置の軸線９０の 回りに空間的に配置されており、電極軸線８０が装置軸線９０と共に角度αを形 成するように角度を有して配置される。この角度αは、９０度よりも小さい値に 選択される。図２を参照すると、２つのジェネレータアセンブリ５が使用される と、これらのジェネレータアセンブリは装置軸線９０の両側に配置され、対応す る電極軸線８０と装置軸線９０とがベース平面を形成する。図３を参照すると、 ４つのジェネレータアセンブリ５が使用される場合、これらのジェネレータアセ の回りに配置される。４より多くのジェネレータアセンブリ５が使用される場合 ０の回りに配置され、ここで、Ｎはジェネレータアセンブリ５の数量である。ジ ェネレータアセンブリ５の電極６０のそれぞれは、対になって直流電源１００に 接続される。 ジェネレータアセンブリは、基部２０に固定された非閉鎖磁気回路から形成さ れた磁気システムを設けられている。各非閉鎖磁気回路は、ベース部１１０とこ のベース部１１０から延びる一対のポール１３０とを有するＵ字状部材を備える 。コイル１２０が各ベース部１１０の回りに配置されている。各ジェネレータア センブリ５は、Ｕ字状部材とコイルとで形成された２つの非閉鎖磁気回路を設け られている。ポール１３０の端部１３５は、電極軸線８０の回りに配置されてい る。各ポール１３０の端部１３５は、対応する電極軸線８０と垂直な平面内に配 置されている。端部１３５で形成される平面は、対応する電極チャンバオリフィ ス４０と、電極軸線８０および装置軸線９０間の交点との間の範囲における点で 、対応する電極軸線８０と交叉する。ポール端部１３５のそれぞれは、対応する 電極軸線８０から、対応する電極チャンバオリフィス４０の径よりも大きな距離 に配置される。ポール端部１３５の対応する電極軸線に沿うそれぞれの長さと、 ポール端部１３５のそれぞれの幅とは、対応する電極チャンバオリフィス４０の 径よりも大きくなるように選定される。ポール端部１３５の中心は、これで形成 される対応するベース面に対して異なる側に配置される。 図１を参照すると、この装置には、出口孔１６２を端部１６０に有するインジ ェクションチューブ１５０を設けることができる。このチューブ１５０は、基部 ２０に固定され、装置軸線９０と整合される。インジェクションチューブ１５０ の端部１６０と、電極ユニット軸線８０と装置軸線９０との交点１７５との間の 距離は、隣接するプラズマジェットからの熱により、インジェクションチューブ １５０の端部１６０が熱損傷を受けないように選定される。 図４を参照すると、構造的に簡略化するため、Ｕ字状部材で形成された非閉鎖 磁気回路のそれぞれは、ブリッジ部材１４０を介して他の対応する非閉鎖磁気回 路に接続することができる。更に、図６を参照すると、構造を簡略化するため、 １の電極アセンブリの第１非閉鎖磁気回路の１におけるポール１３０の１が、隣 接する他の電極アセンブリの他の非閉鎖磁気回路の最も近接するポール１３０と 結合することができる。これらの双方の場合、磁気システムは分離した磁気回路 と同じ主外部磁界パターンを有するが、しかし、コイルの併置磁界損失の増大に より、コイル１２０の実際の効果は減少する。図１および図２を参照すると、装 置が２つのジェネレータアセンブリ５だけを包含する場合、インジェクションチ ューブ１５０の端部１６０に開口１６２を設けてもよく、この開口は、電極軸線 ８０で形成されるベース平面に沿う寸法を有し、この寸法は電極チャンバオリフ ィス４０の寸法よりも小さい。電極軸線８０で形成されるベース平面と垂直な方 向に沿い、開口１６２の寸法は、ベース平面に沿う寸法よりも大きく形成できる 。換言すると、チューブ１５０内の開口１６２は、楕円形状を有してもよく、こ の楕円の長軸は、電極軸線８０で形成される平面に垂直あるいは法線をなす。 図４を参照すると、インジェクションチューブ１５０の端部１６０には、複数 の開口１６２ａ−１６２ｅを形成することができる。これらの複数の開口１６２ ａ−１６２ｅは、電極軸線８０で形成されるベース平面に対して垂直あるいは直 角の平面に沿って整合するのが好ましい。 図１を参照すると、本発明によれば、ガス入口５０を通して各電極チャンバ１ ０内に、矢印Ａで示す方向に、ガスが送られる。ＤＣ電流Ｉのアーク放電１７０ が、ＤＣ電力源１００の支援で、電極チャンバ１０の各対の電極６０間に形成さ れる。各対の電極チャンバ１０間の距離と、角度αとは、ＤＣ電力源１００から 安定した放電１７０を形成するように選定される。 チャンバ１０のオリフィス４０を介して流れるガスと放電１７０とが、プラズ マジェット１８０を形成する。プラズマジェット１８０は、混合領域１９０内で 組合わされ、結合されたプラズマ流２００を形成する。プラズマジェット１８０ 内の電流Ｉの電磁相互作用により、装置の軸線９０から離隔する方向に向くプラ ズマジェット１８０のそれぞれに力Ｆ_Sが作用する。この力Ｆ_Sの作用により、 プラズマジェット１８０はそれぞれの電極軸線８０に沿う初期方向から、装置軸 線９０に向く方向に曲げられる。 各非閉鎖磁気回路１１０のコイル１２０を通して電流が導かれる。図７および 図８を参照すると、コイル１２０を電流が流れる結果、非閉鎖磁気回路１１０の それぞれのポール１３０の端部間に、外部磁界が形成される。 装置軸線９０内を示す図７を参照すると、電極６０が、装置軸線９０に対して ４５度よりも大きな角度αで配向されている電極軸線８０を有する場合は、双方 の非閉鎖磁気回路１１０のコイル１２０内の電流の方向は、電極軸線８０と装置 軸線９０とで形成されるベース平面に垂直に向く外部磁界誘導ベクトル成分Ｂ_{1 ⊥} ，Ｂ_{2 ⊥}を形成するように選択され、電極軸線８０と装置軸線９０との間のベ ース平面の領域で、その電流Ｉにより、対応するプラズマジェット１８０の自己 磁界誘導ベクトルＢ_Sの方向と同じ方向に沿って配向される。上側電極の電流Ｉ と下側電極の電流Ｉとは、図７に示すように、反対方向に流れる。外部磁界誘導 ベクトル成分Ｂ_{1 ⊥}，Ｂ_{2 ⊥}は、電磁力Ｆ_{1 ⊥}，Ｆ_{2 ⊥}を形成し、対応して、これら の力はプラズマジェット１８０に作用し、装置軸線９０から離隔する方向に導か れる。コイル１２０を流れる電流の大きさは、力Ｆ_{1 ⊥}，Ｆ_{2 ⊥}の和がプラズマジ ェット１８０を装置軸線９０に沿う望ましい距離に配置するのに十分な強さとな るように選択される。 図８を参照すると、電極６０が軸線８０を有し、この軸線が、この電極軸線８ ０と装置軸線９０との間に４５度よりも小さな角度αを形成する場合、双方の非 閉鎖磁気回路１１０のコイル１２０内の電流の方向は、外部磁界誘導ベクトル成 分Ｂ_{1 ⊥}，Ｂ_{2 ⊥}が、電極軸線８０と装置軸線９０とで形成されるベース面に垂直 に向き、電極軸線８０と装置軸線９０とで形成されるベース面の領域で、対応す るプラズマジェット１８０の自己磁界誘導ベクトルＢ_Sの方向と反対方向に沿っ て向くように、選定される。外部磁界誘導ベクトル成分Ｂ_{1 ⊥}，Ｂ_{2 ⊥}は、電磁力 Ｆ_{1 ⊥}，Ｆ_{2 ⊥}を形成し、対応して、これらの電磁力はプラズマジェット１８０に 作用し、装置軸線９０に向けられる。コイル１２０を流れる電流の大きさは、力 Ｆ_{1 ⊥}，Ｆ_{2 ⊥}の和による力Ｆ_Sがプラズマジェット１８０を装置軸線９０から望 ましい距離に配置するのに十分な強さとなるように選択される。 図７および図８に示す双方の状況では、ポール端部１３５の特別な配置により 、 形成し、これらの電磁力は、ベース平面に垂直でかつ反対方向に向くプラズマジ １８０の位置は、コイル１２０を流れる電流の量を変更することにより、変更さ れる。 組合わされたプラズマ流２００が図７および図８に示すように２つのプラズマ ジェット１８０から形成されると、非閉鎖磁気回路１１０のコイル１２０を通し て流れる電流の量は、対称的に変更することができ、したがって電流の合計は一 定に保持される。この結果、組合わされたプラズマジェット２００は、装置の軸 線９０から変更され、電極軸線８０と装置軸線９０とで形成されたベース平面に 垂直な平面内で遥動する。 図１を参照すると、本発明による基板を処理するための物質２１０が組合わさ れたプラズマ流内に噴出することができる。この物質は、混合領域１９０でイン ジェクションチューブ１５０に物質を導くことにより、組合わされたプラズマ流 ２００中に噴出される。 上記の説明から明らかなように、本発明によるプラズマジェットを発生しかつ 偏向して、基板を処理するための装置についての複数の実施形態について説明し てきた。ここに記載の実施形態は、単に本発明の原理を説明するものであること は明らかである。本発明の原理を採用子かつ本発明の精神および範囲に含まれる 分野の技術者であれば、種々の変更が可能である。したがって、本発明は、添付 の請求の範囲およびその合理的な解釈によってのみ制限されるべきものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３） 【補正内容】 明細書 プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置 背景 発明の分野 本発明は、基板のプラズマ処理に関する。特に、本発明は、プラズマジェット 処理プロセスを用いて基板を処理するために、プラズマジェットを発生しかつ偏 向するための装置に関する。従来技術の説明 出願公開された国際出願ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８６号は、材料をプラズマ 処理するための、２よりも多くの合流するプラズマジェットのシステムを備えた 、材料をプラズマ処理するための方法を記載しており、これらのプラズマジェッ トは混合ゾーンを形成し、この混合ゾーン内に処理すべき材料が供給される。プ ラズマジェットのセクションを通して混合領域まで直流電流が流れ、各プラズマ ジェットの電流が流れるセクションに磁界がかけられる。この出願に記載の材料 プラズマ処理装置は、電路（charge conduit）と、プラズマジェットを発生する ための複数の電極ユニットを有するアークプラズマジェット発生装置とを備える 。この電極ユニットは、電路の軸線に対して鋭角に配置され、直流電源に接続さ れる。この装置は、更に、開磁気回路から形成された磁気システムを備え、ポー ルがプラズマジェットの混合領域に配置される。ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８６ 号に記載の装置は、組合わされたプラズマ流の機構を制御するための、プラズマ ジェットのそれぞれの方向を制御する能力が極めて制限されている。 公開された国際出願ＰＣＴ／ＳＵ９０／００２８７号は、材料をプラズマアー ク処理するための装置を記載する。この装置は、電路を備え、この電路は複数の 電弧プラズマジェットジェネレータと磁気システムとで囲まれている。このジェ ネレータは、２つの電極アセンブリを備える。ソレノイドが磁気回路のポールに 装着される。この装置は、４５度よりも大きな角度で装置の軸線に向けてプラズ マジェットが導かれた場合にのみ使用することができる。角度が４５度よりも小 さいと、磁気システム自体がプラズマジェットのそれぞれおよび組合わされたプ ラズマ流を不安定にさせる。他の不都合な点は、狭い領域内のつり合い位置に配 置されているときにのみ、各プラズマジェットの方向が制御でき、この狭い領域 は、第２，第３磁界がこれと相互作用するベースプレーンに対応する。プラズマ ジェットがこのベースプレーンから比較的遠くに偏向されると、制御の有効性が 大きく減少し、これは、これらの磁界の１つだけがプラズマジェットと相互作用 するからである。 公開されたロシア特許第２０３２２８１号には、プラズマ流を形成する方法と 装置とが記載されている。プラズマジェットは、適宜の方法で形成され、４５度 よりも小さな角度で共通のプラズマ流の軸線に対して対称的に導かれる。直流が 、共通軸線に対して反対方向に、各プラズマジェットに沿って通過し、外部磁界 が各ジェットにかけられる。第１磁界は、各ジェットの軸線（４）と共通軸線と の間にかけられ、第２，第３磁界は、軸線間の半空間（half-spaces）にかけら れる。磁界とジェット内の電流との相互作用により、ジェットがそれらの軸線（ ２）から偏向される。磁界の誘導が調整され、外部磁界の相互作用およびコンフ ィギュレーションがプラズマジェットの安定性を増大するように選定された後、 ジェットの軸線（４）が共通軸線に対して確実に平行にされる。ジェットがラン ダムに僅かに変位する際、一側のインダクタンスが他側に対して増減し、ジェッ トの軸線を共通軸線と平行な方向に確実に戻す。上述の方法および装置の不都合 な点は、プラズマジェットが４５度よりも小さな角度で装置の軸線に導かれると きにのみ、この方法を実現し、したがってこの装置を使用できることである。角 度が４５度よりも大きい場合は、磁気システム自体が各プラズマジェットおよび 組合わされたプラズマジェットの不安定性を誘導する。他の不都合な点は、各プ ラズマジェットの配置は、両第２，第３磁界が相互作用する対応したベース平面 の近部の狭い領域内の平衡位置に配置されたときにのみ、制御可能なことである 。プラズマジェットがベース平面から比較的離隔して偏向されると、これらの磁 界のうちの１つだけがプラズマジェットと相互作用するため、制御の効果は大き く減少し、制御の有効性は、大きく減少する。 ロシア特許証ＲＵ２０５９３４４号は、プラズマ発生装置を開示しており、こ のプラズマ発生装置は、一対のＵ字状部材あるいはポールとソレノイドとを有す る磁気システムを備えた電極ユニットを具備する。ポールの端部は、この装置の 対称軸線と交叉する対称平面で形成されたスペース内に配置される。しかし、ポ ールは、プラズマを操向するための垂直な磁界を形成する態様には配置されてい ない。 発明の概要 本発明の装置は、プラズマジェットの方向を効果的に偏向することができる。 プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置は、ガス入口および出口を有 する電極チャンバを備える。電極は、電極チャンバ内に配置される。電極は、電 極軸線を形成する。ジェネレータは、電極チャンバ出口から流出するプラズマに 第１偏向力を作用させ、電極軸線に対する第１方向に向け、電極軸線から離隔す る方向にプラズマを偏向させる第１磁界偏向システムを設けられている。この第 １磁界偏向システムは、Ｕ字状部材を備え、このＵ字状部材は、第１ベース部と 、端部を有する第１ポールの対と、ベース部の回りに配置された第１コイルとを 備える。第１磁界偏向システムは、電極チャンバ内に位置する電極で形成される 電極軸線の両側にポールが配置されるように、電極チャンバの回りに配置される 。このジェネレータは、更に第２磁界偏向システムを設けられ、電極チャンバか ら流出するプラズマに、第２磁界を作用させ、電極軸線に対する第２方向に向け 、電極軸線から離隔する方向にプラズマを偏向させる第２磁界偏向システムが設 けられている。この第２磁界偏向システムは、Ｕ字状部材を備え、このＵ字状部 材は、第２ベース部と、端部を有する第２ポールの対と、ベース部の回りに配置 されたコイルとを備える。この第２磁界偏向システムは、電極チャンバ内に配置 された電極で形成される電極軸線の両側に第２対のポールが配置されるように、 電極チャンバの回りに配置される。この第２のポールの対は、このシステムの全 てのポールが電極軸線の回りに均等に配分され、第１，第２磁界が互いにほぼ垂 直となるように、配置される。第１，第２磁界偏向システムは、プラズマジェッ トをほぼどのような方向にも電極軸線から離隔させて偏向することができる。 本発明の１の目的は、プラズマジェットを発生し、この発生したプラズマジェ ットの装置からの流れを効果的に偏向する装置を提供することである。 上述および他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す好ましい実施形態 の詳細な説明から明らかとなる。 図面の簡単な説明 図は、正確な尺度で表したものではなく、 図１は、２つのプラズマジェットジェネレータアセンブリを有する本発明の装 置の１の実施形態の概略的な側面図、 図２は、図１に示す実施形態の概略的な平面図、 図３は、本発明により形成された２つのプラズマジェットジェネレータアセン ブリを含む本発明の装置の他の実施形態の概略的な平面図、 図４は、本発明の更に他の実施形態の概略的な平面図、 図５は、共通軸線に対するプラズマジェットジェネレータの配置を示す本発明 の装置の概略的な一部の側面図、 図６は、本発明の他の実施形態の概略的な説明図、 図７および図８は、磁界の概略図、 図９は、本発明の全ての実施形態に使用する電極アセンブリの概略的な平面図 である。 発明の詳細な説明 図１を参照すると、プラズマ流を発生させるための装置は、複数のプラズマジ ェットジェネレータアセンブリ５を備える。図１および図９を参照すると、各プ ラズマジェットジェネレータアセンブリ５は、電気的に分離された閉構造の電極 チャンバ１０を備え、この電極チャンバは、出口オリフィス４０を有するベース 部１５とガス入口５０と電極６０とを有し、この電極は、絶縁ガスケット７０内 に着座した端部を有する。この電極６０は、オリフィス４０から延出される電極 軸線８０を形成する。 図１，図７，図８および図９を参照すると、各プラズマジェネレータ５は、プ ラズマジェットを形成しかつ偏向することができる。各ジェネレータ５には、電 極チャンバ出口から流出するプラズマに磁界B1を作用させ、この第１磁界による プラズマ上の第１力Ｆ１の結果として電極軸線から第１方向にプラズマを離隔さ せて流す第１磁界偏向システムが設けられている。この第１磁界偏向システムは 、第１ベース部１１０と、端部１３５を有する第１ポール１３０の対と、ベース 部の回りに配置された第１コイル１２０とから形成された第１Ｕ字状部材を備え る。この第１磁界偏向システムは、第１ポール１３０の対のポールが、電極チャ ンバ内の電極で形成される電極軸線の両側に配置されるように、電極チャンバの 回りに配置される。このプラズマジェネレータには、電極チャンバ出口から流出 するプラズマに第２磁界を作用させ、この第２磁界Ｂ２によるプラズマ上の第２ 力（Ｆ２）の結果として電極軸線から第２方向にプラズマを離隔させて流す第２ 磁界偏向システムが設けられている。この第２磁界偏向システムは、第２ベース 部１１０と端部１３５を持つ第２ポール１３０の対とベース部の回りに配置され たコイル１２０とから形成された第２Ｕ字状部材を備える。この第２磁界偏向シ ステムは、第２ポールの対のポールが電極チャンバ内の電極で形成される電極軸 線の両側に配置されるように、電極チャンバの回りに配置される。第１対のポー ルと第２対のポールとは、第１対のポールを横切る磁界が第２ポールの対を横切 る磁界に対してほぼ垂直となるように、電極軸線の回りに均等に配置される。 この装置では、２の倍数である複数のプラズマジェットジェネレータアセンブ リ５が使用されている。複数のジェネレータアヤンブリ５は、装置の軸線９０の 回りに空間的に配置されており、電極軸線８０が装置軸線９０と共に角度αを形 成するように角度を有して配置される。この角度αは、９０度よりも小さい値に 選択される。図２を参照すると、２つのジェネレータアセンブリ５が使用される と、これらのジェネレータアセンブリは装置軸線９０の両側に配置され、対応す る電極軸線８０と装置軸線９０とがベース平面を形成する。図３を参照すると、 ４つのジェネレータアセンブリ５が使用される場合、これらのジェネレータアセ の回りに配置される。４より多くのジェネレータアセンブリ５が使用される場合０の回りに配置され、ここで、Ｎはジェネレータアセンブリ５の数量である。ジ ェネレータアセンブリ５の電極６０のそれぞれは、対になって直流電源１００に 接続される。 ジェネレータアセンブリは、上述のような磁界偏向システムを設けられている 。ポール１３０の端部１３５は、電極軸線８０の回りに配置されている。各ポー ル１３０の端部１３５は、対応する電極軸線８０と垂直な平面内に配置されてい る。端部１３５で形成される平面は、対応する電極チャンバオリフィス４０と、 電極軸線８０および装置軸線９０間の交点との間の範囲における点で、対応する 電極軸線８０と交叉する。ポール端部１３５のそれぞれは、対応する電極軸線８ ０から、対応する電極チャンバオリフィス４０の径よりも大きな距離に配置され る。ポール端部１３５の対応する電極軸線に沿うそれぞれの長さと、ポール端部 １３５のそれぞれの幅とは、対応する電極チャンバオリフィス４０の径よりも大 きくなるように選定される。ポール端部１３５の中心は、これで形成される対応 するベース面に対して異なる側に配置される。 図１を参照すると、この装置には、出口孔１６２を端部１６０に有するインジ ェクションチューブ１５０を設けることができる。このチューブ１５０は、基部 ２０に固定され、装置軸線９０と整合される。インジェクションチューブ１５０ の端部１６０と、電極ユニット軸線８０と装置軸線９０との交点１７５との間の 距離は、隣接するプラズマジェットからの熱により、インジェクションチューブ １５０の端部１６０が熱損傷を受けないように選定される。 請求の範囲 １． ガス入口（５０）を有する電極チャンバ（１０）と、出口オリフィス（４ Ｏ）と、電極チャンバ内に配置されて電極軸線（８０）を形成する電極（６０） と、電極チャンバ出口から流出するプラズマに第１磁界（Ｂ１）を作用させ、こ の第１磁界によるプラズマ上の第１力（Ｆ１）の結果として電極軸線から第１方 向にプラズマを離隔させて流す第１磁界偏向システムとを備え、この第１磁界偏 向システムは、第１ベース部（１１０）と、端部（１３５）を有する第１ポール （１３０）の対と、ベース部の回りに配置された第１コイル（１２０）とから形 成された第１Ｕ字状部材を備え、この第１磁界偏向システムは、第１ポールの対 のポールが、電極チャンバ内の電極で形成される電極軸線の両側に配置されるよ うに、電極チャンバの回りに配置される、プラズマジェットを発生しかつ偏向す るためのプラズマジェネレータ（５）であって、 このプラズマジェネレータに、電極チャンバ出口から流出するプラズマに第２ 磁界を作用させ、この第２磁界によるプラズマ上の第２力（Ｆ２）の結果として 電極軸線から第２方向にプラズマを離隔させて流す第２磁界偏向システムが設け られ、この第２磁界偏向システムは、第２ベース部（１１０）と端部（１３５） を持つ第２ポール（１３０）の対とベース部の回りに配置されたコイル（１２０ ）とから形成された第２Ｕ字状部材を備え、この第２磁界偏向システムは、第２ ポールの対のポールが電極チャンバ内の電極で形成される電極軸線の両側に配置 されるように、電極チャンバの回りに配置され、第１対のポールと第２対のポー ルとは、第１対のポールを横切る磁界が第２ポールの対を横切る磁界に対してほ ぼ垂直となるように、電極軸線の回りに均等に配置される、ことを特徴とするプ ラズマジェネレータ。 ２． 第１，第２プラズマジェットジェネレータアセンブリを備え、これらのジ ェネレータアセンブリのそれぞれが、ガス入口（５０）および出口オリフィス（ ４０）を有する電極チャンバ（１０）と、この電極チャンバ内に配置され、電極 軸線（８０）を形成する電極（６０）と、電極チャンバ出口から流出するプラズ マに第１磁界を作用させ、この第１磁界によるプラズマ上の第１力（Ｆ１）の結 果 として電極軸線から第１方向にプラズマを離隔させて流す第１磁界偏向システム とを備え、この第１磁界偏向システムは、第１ベース部（１１０）と端部（１３ ５）を有する第１ポール（１３０）の対とベース部の回りに配置された第１コイ ル（１２０）とから形成された第１Ｕ字状部材を備え、この第１磁界偏向システ ムは、第１ポールの対のポールが、電極チャンバ内の電極で形成される電極軸線 の両側に配置されるように、電極チャンバの回りに配置され、更に、 これらのジェネレータアセンブリ間に配置され、装置軸線を形成するインジェ クションチューブを備え、プラズマジェットで基板を処理するための装置であっ て、 ジェネレータアセンブリのそれぞれに、電極チャンバ出口から流出するプラズ マに第２磁界を作用させ、この第２磁界によるプラズマ上の第２力（Ｆ２）の結 果として電極軸線から第２方向にプラズマを離隔させて流す第２磁界偏向システ ムとが設けられ、この第２磁界偏向システムは、第２ベース部（１１０）と端部 （１３５）を有する第２ポール（１３０）の対とベース部の回りに配置されたコ イル（１２０）とから形成された第２Ｕ字状部材を備え、この第２磁界偏向シス テムは、第２のポールの対のポールが、電極チャンバ内の電極で形成される電極 軸線の両側に配置されるように、電極チャンバの回りに配置され、第１，第２の 対のポールのポールは、第１対のポールを横切る磁界が第２ポールの対を横切る 磁界に対してほぼ垂直となるように、電極軸線の回りに均等に配置される、こと を特徴とする装置。 ３． 第１，第２プラズマジェットジェネレータアセンブリ（５）は、これら御 ジェネレータアセンブリの電極軸線（４０）と装置軸線との間に共通平面を形成 するように、装置軸線（９０）に対して配置され、これらのジェネレータアセン ブリは、装置軸線がそれぞれの電極軸線間に配置され、電極軸線が装置軸線と共 に角度αを形成し、第１，第２プラズマジェットジェネレータアセンブリが互い に十分近接し、各ジエネレータアセンブリで形成されたプラズマが混合領域を有 する組合わされたプラズマ流を形成するように、配置される、請求項２に記載の 装置。 ４． 角度αは、４５度より大きい請求項３に記載の装置。 ５． 角度αは、４５度より小さい請求項３に記載の装置。 ６． 角度αは、４５度である請求項３に記載の装置。 ７． インジェクションチューブは、楕円形状の出口を有し、この楕円形状の出 口は、長軸と短軸とを有し、楕円形状の出口の長軸は、共通平面に対してほぼ垂 直に配置される請求項３に記載の装置。 ８． インジェクションチューブは、複数の出口を有し、これらの複数の出口は 、共通平面にほぼ垂直な直線に沿って配置される、請求項３に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ガス入口および出口を有する電極チャンバと、 この電極チャンバ内に配置され、電極軸線を形成する電極と、 電極チャンバから流出するプラズマに第１変更力を作用させ、プラズマを電極 軸線から離隔させて第１方向に流す第１磁界偏向システムとを備え、この第１磁 界偏向システムは、第１ベース部と端部を持つ第１対のポールとベース部の回り に配置される第１コイルとから形成された第１Ｕ字状部材を備え、この第１磁界 偏向システムは、電極部材内に配置された電極で形成される電極軸線の両側に第 １ポールが配置されるように電極チャンバの回りに配置され、更に、 電極チャンバから流出するプラズマに第２偏向力を作用させ、プラズマを電極 軸線から離隔させて第２方向に流す第２磁界偏向システムを備え、この第２磁界 偏向システムは、第２ベース部と端部を持つ第２対のポールとベース部の回りに 配置されたコイルとから形成された第２Ｕ字状部材を備え、この第２磁界偏向シ ステムは、電極部材内に配置された電極で形成される電極軸線の両側に第２ポー ルが配置されるように、電極チャンバの回りに配置される、 プラズマジェットを発生しかつ偏向するためのプラズマジェネレータ。 ２． 第１，第２磁界偏向システムは、対応するポールが電極軸線の回りに均一 に配分され、これにより作用する対応する偏向力が互いに垂直となるように、電 極チャンバの回りに配置される、請求項１に記載のプラズマジェネレータ。 ３． プラズマジェットで基板を処理するための装置であって、この装置は、 第１プラズマジェットジェネレータアセンブリを具備し、この第１アセンブリ は、 ガス入口および出口を有する第１電極チャンバと、 電極チャンバ内に配置され、第１電極軸線を形成する第１電極と、 電極チャンバ出口から流出する第１プラズマに第１偏向力を作用させ、第 １プラズマを第１電極軸線から離隔指せて電極軸線に対する第１方向に流す第１ 磁界偏向システムとを備え、この第１磁界偏向システムは、第１ベース部と端部 を持つ第１対のポールとベース部の回りに配置された第１コイルとから形成され る第１Ｕ字状部材を備え、この第１磁界偏向システムは、第１電極チャンバ内に 配置された第１電極で形成される第１電極軸線の両側に第１ポールが配置される ように、第１電極チャンバの回りに配置され、更に、 電極チャンバ出口から流出する第１プラズマ流に第２偏向力を作用させ、 第１プラズマを第１電極軸線から離隔させて第１電極軸線に対する第２方向に流 す第２磁界偏向システムを備え、この第２磁界偏向システムは、第２ベース部と 端部を持つ第２対のポールとベース部の回りに配置されたコイルとから形成され る第２Ｕ字状部材を備え、この第２磁界偏向システムは、第１電極チャンバ内に 配置された第１電極で形成される第１電極軸線の両側に第２ポールが配置される ように、電極チャンバの回りに配置され、更に、 第２プラズマジェットジェネレータアセンブリを具備し、この第２アセンブリ は、 ガス入口および出口を有する第２電極チャンバと、 第２電極チャンバ内に配置され、第２電極軸線を形成する第２電極と、 第２電極チャンバ出口から流出する第２プラズマに第１偏向力を作用させ 、第２プラズマを第２電極軸線から離隔させて第２電極軸線に対する第１方向に 流す第３磁界偏向システムとを備え、この第３磁界偏向システムは、第３ベース 部と端部を持つ第３対のポールとベース部の回りに配置された第３コイルとから 形成される第３Ｕ字状部材を備え、この第３磁界偏向システムは、第２電極チャ ンバ内に配置された第２電極で形成される第２電極軸線の両側に第３ポールが配 置されるように、第２電極チャンバの回りに配置され、更に、 第２電極チャンバ出口から流出する第２プラズマ流に第２偏向力を作用さ せ、第２プラズマを第２電極軸線から離隔させて第２電極軸線に対する第２方向 に流す第４磁界偏向システムを備え、この第４磁界偏向システムは、第４ベース 部と端部を持つ第４対のポールとベース部の回りに配置されたコイルとから形成 される第４Ｕ字状部材を備え、この第４磁界偏向システムは、第２電極チャンバ 内に配置された第２電極で形成される第２電極軸線の両側に第４ポールが配置さ れるように、第２電極チャンバの回りに配置され、更に、 プラズマジェット内に物質を噴出するインジェクションチューブを具備し、こ のインジェクションチューブは、プラズマジェット間に配置され、装置軸線を形 成する、装置。 ４． 第１，第２磁界偏向システムは、それぞれの対応するポールが第１電極軸 線の回りに均等に配分され、これにより作用される対応する偏向力が互いに垂直 となるように、第１電極チャンバの回りに配置され、第３，第４磁界偏向システ ムは、それぞれの対応するポールが第２電極軸線の回りに均等に配分され、これ により作用される対応する偏向力が互いに垂直となるように、第２電極チャンバ の回りに配置される、請求項３に記載の装置。 ５． 第１，第２プラズマジェットジェネレータアセンブリは、装置軸線の両側 に配置去れ、第１，第２電極チャンバは、第１，第２電極チャンバが装置軸線の 方向を指し、第１，第２電極軸線が装置軸線と共に角度αを形成するように、角 度を形成され、第１，第２プラズマジェットジェネレータアセンブリは、互いに 十分近接して配置され、これにより形成された第１，第２プラズマを組合わせて 、混合領域を有する組合わされたプラズマ流を形成する、請求項３に記載の装置 。 ６． 角度αは、約４５度よりも大きい請求項５に記載の装置。 ７． 角度αは、約４５度よりも小さい請求項５に記載の装置。 ８． 角度αは、４５度である請求項５に記載の装置。 ９． 第１，第２電極軸線と装置軸線とは、共通平面を形成するように整合され 、第１，第２プラズマの偏向は、組合わされたプラズマ流の混合領域を、装置軸 線に沿い、かつ、装置軸線から離隔するように移動可能である、請求項５に記載 の装置。 １０． インジェクションチューブは、楕円形状の出口を有し、この楕円形状の 出口は、長軸と短軸とを有し、楕円形状の出口の長軸は、共通平面に対してほぼ 垂直に配置される請求項９に記載の装置。 １１． インジェクションチューブは、複数の出口を有し、これらの複数の出口 は、共通平面にほぼ垂直な直線に沿って配置される、請求項９に記載の装置。