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公開番号
2025114670
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-08-05
出願番号
2025075783,2023214649
出願日
2025-04-30,2021-06-25
発明の名称
プラズマ生成装置
出願人
エンツーコア テクノロジー,インコーポレーテッド
代理人
TRY国際弁理士法人
主分類
H05H
1/46 20060101AFI20250729BHJP(他に分類されない電気技術)
要約
【課題】不純物が低減された活性種を提供するプラズマ生成装置を提供する。
【解決手段】本明細書の一実施例によれば、第1モードおよび第2モードを含む複数の動作モードを有する、プラズマ放電を行うプラズマ生成装置であって、第1周波数範囲内で周波数を変更可能な第1電源装置と、前記第1周波数範囲と少なくとも一部が異なる第2周波数範囲内で周波数を変更可能な第2電源装置と、誘電体チューブと、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第1単位コイル、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第2単位コイル、および前記第1単位コイルと前記第2単位コイルとの間に直列接続される第1コンデンサを含むアンテナモジュールと、を備えるプラズマ生成装置を提供することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
誘電体チューブに結合されて電源から電力を受け取るアンテナモジュールであって、
前記アンテナモジュールは、
第1端、第2端、及び前記第1端と前記第2端との間に電気的に介在する第1コイル構造~第Nコイル構造を含む多層のコイル構造であって、前記Nは2以上の自然数であり、前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれは、2つよりも多いターンを含み、前記第Nコイル構造は、第N平面上に配置され、第N-1コイル構造は、第N-1平面上に配置され、前記第N-1平面は、前記第N平面と平行であるが異なり、前記多層のコイル構造は、第1層間コンデンサ~第M層間コンデンサをさらに含み、前記第M層間コンデンサは、前記第Mコイル構造と第M+1コイル構造との間に電気的に介在し、前記MはN-1に等しい多層のコイル構造と、
前記第1端と前記電源の第1端子との間に電気的に介在する少なくとも1つの第1電気素子と、
前記第2端と前記電源の第2端子との間に電気的に介在する少なくとも1つの第2電気素子と、
を備え、
前記少なくとも1つの第1電気素子は第1合成リアクタンスを有し、前記少なくとも1つの第2電気素子は第2合成リアクタンスを有し、
前記第1合成リアクタンス及び前記第2合成リアクタンスは、前記アンテナモジュールが電力を受け取ると、前記第1端に対するリアクタンス成分の電位がゼロになる点が前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれの最も内側のターンに位置するように、異なる値を持つように設計される、ことを特徴とするアンテナモジュール。
続きを表示(約 1,700 文字)
【請求項2】
前記アンテナモジュールが電力を受け取ると、前記第1端に対する前記リアクタンス成分の電位が最小になる点は、前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれの前記最も内側のターンに位置する、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項3】
前記アンテナモジュールが電力を受け取ると、前記第1端に対する前記リアクタンス成分の電位の絶対値が最小になる点は、前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれの前記最も内側のターンに位置する、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項4】
前記アンテナモジュールが電力を受け取ると、前記第1端に対するリアクタンス成分の電位が最大になる点は、前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれの最も外側のターンに位置する、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項5】
前記第1層間コンデンサ~前記第M層間コンデンサのそれぞれは、第3合成リアクタンスを有する、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項6】
前記第1合成リアクタンスと前記第2合成リアクタンスの合計は、前記第3合成リアクタンスに対応する、ことを特徴とする請求項5に記載のアンテナモジュール。
【請求項7】
前記第1合成リアクタンスは、前記第2合成リアクタンスよりも大きい、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項8】
前記少なくとも1つの第1電気素子は、前記第1コイル構造の第1の最も内側のターンに直接接続され、
前記少なくとも1つの第2電気素子は、前記第Nコイル構造の第Nの最も外側のターンに直接接続される、ことを特徴とする請求項7に記載のアンテナモジュール。
【請求項9】
前記第1合成リアクタンスは、前記第2合成リアクタンスの2倍以上である、ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項10】
プラズマ発生システムであって、
プラズマを誘導するためのスペースを提供する誘電体チューブと、
電力を供給するように構成された電源と、
前記誘電体チューブに結合されて、前記電源から電力を受け取ることによって前記プラズマを誘導するように構成されたアンテナモジュールと、
を備え、
前記アンテナモジュールは、
第1端、第2端、及び前記第1端と前記第2端との間に電気的に介在する第1コイル構造~第Nコイル構造を含み、前記Nは2以上の自然数である多層のコイル構造と、
前記第1端と前記電源の第1端子との間に電気的に介在する少なくとも1つの第1電気素子と、
前記第2端と前記電源の第2端子との間に電気的に介在する少なくとも1つの第2電気素子と、
を含み、
前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれは、2つよりも多いターンを含み、
前記第Nコイル構造は、第N平面上に配置され、第N-1コイル構造は、第N-1平面上に配置され、前記第N-1平面は、前記第N平面と平行であるが異なり、
前記多層のコイル構造は、第1層間コンデンサ~第M層間コンデンサをさらに含み、前記第M層間コンデンサは、前記第Mコイル構造と第M+1コイル構造との間に電気的に介在し、前記MはN-1に等しく、
前記少なくとも1つの第1電気素子は第1合成リアクタンスを有し、前記少なくとも1つの第2電気素子は第2合成リアクタンスを有し、
前記第1合成リアクタンス及び前記第2合成リアクタンスは、前記アンテナモジュールが電力を受け取ると、前記第1端に対するリアクタンス成分の電位がゼロになる点が前記第1コイル構造~前記第Nコイル構造のそれぞれの最も内側のターンに位置するように、異なる値を持つように設計される、ことを特徴とするプラズマ発生システム。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本明細書は、プラズマ生成装置およびその制御方法に関し、より具体的には、プラズマ放電時に発生する副生成物を低減するためのプラズマ生成装置およびその制御方法に関する。
続きを表示(約 2,400 文字)
【背景技術】
【0002】
プラズマ放電は多くの産業応用分野および科学応用分野で利用されており、プラズマ放電を通して半導体ウェハー加工など様々な産業分野に用いられる様々なガスの活性種を生成したり、産業工程で生成された副生成物の処理が行われたりすることができる。
【0003】
プラズマ放電を行うプラズマソースとして、誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma)方式または蓄電結合プラズマ(Capacitively Coupled Plasma)方式が広く用いられている。誘導結合プラズマ方式とは、コイルにRF電力を印加して誘導電界を形成し、誘導電界を介してプラズマ放電を行う方式をいう。
【0004】
プラズマ放電を行う場合、放電用のアンテナに印加される電圧によって放電として生成された活性種またはイオンが誘電体チューブに衝突するなどの理由で、活性種に不純物が流入する場合が発生することがある。したがって、プラズマ放電を行うアンテナの構造や設計により、活性種に含まれる不純物を低減するためのプラズマ生成装置の開発が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本明細書による一課題は、プラズマ生成装置を提供することである。
【0006】
本明細書による他の課題は、不純物が低減された活性種を提供するプラズマ生成装置を提供することである。
【0007】
本明細書による課題は、上述の課題に限定されるものではなく、言及されていない課題は、本明細書および図面から本発明が属する技術分野の当業者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書の一実施例によれば、第1モードおよび第2モードを含む複数の動作モードを有するプラズマ放電を行うプラズマ生成装置であって、第1周波数範囲内で周波数を変更可能な第1電源装置と、前記第1周波数範囲とは少なくとも一部が異なる第2周波数範囲内で周波数を変更可能な第2電源装置と、誘電体チューブと、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第1単位コイル、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第2単位コイル、および前記第1単位コイルと前記第2単位コイルとの間に直列接続される第1コンデンサを含むアンテナモジュールと、を備え、前記動作モードが第1モードである場合、前記アンテナモジュールは前記第1周波数範囲内の第1周波数を有する電力信号に基づいて第1プラズマ放電を誘導し、前記動作モードが第2モードである場合、前記アンテナモジュールは前記第2周波数範囲内の第2周波数を有する電力信号に基づいて第2プラズマ放電を誘導し、前記第1単位コイルおよび前記第2単位コイルは第1インダクタンスを有し、前記第1コンデンサは第1静電容量を有し、前記第1周波数は前記第1インダクタンスおよび前記第1静電容量に応じて決定される第1共振周波数に対応する、プラズマ生成装置を提供することができる。
【0009】
本明細書の他の実施例によれば、第1周波数範囲内で周波数を変更可能な第1電源装置と、前記第1周波数範囲とは少なくとも一部が異なる第2周波数範囲内で周波数を変更可能な第2電源装置と、誘電体チューブと、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第1単位コイル、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第2単位コイル、および前記第1単位コイルと前記第2単位コイルとの間に直列接続される第1コンデンサを含むアンテナモジュールと、を備えるプラズマ生成装置の制御方法において、前記アンテナモジュールに第1周波数を駆動周波数としてRF電力を提供する第1モードで動作するステップと、前記アンテナモジュールに第2周波数を駆動周波数としてRF電力を提供する第2モードで動作するステップと、を含み、前記第1単位コイルおよび前記第2単位コイルは第1インダクタンスを有し、前記第1コンデンサは第1静電容量を有し、前記第2周波数は前記第1インダクタンスおよび前記第1静電容量によって決定される第2共振周波数に対応する、プラズマ生成装置の制御方法を提供することができる。
【0010】
本明細書のまた他の実施例によれば、動作モードが第1モードである場合に第1周波数範囲内で周波数を変更可能な第1電源装置から電力を供給され、前記動作モードが第2モードである場合に前記第1周波数範囲とは少なくとも一部が異なる第2周波数範囲内で周波数を変更可能な第2電源装置から電力を供給されてプラズマを生成するプラズマ生成装置であって、誘電体チューブと、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第1単位コイル、前記誘電体チューブの周りに少なくとも1回巻き付ける第2単位コイル、および前記第1単位コイルと前記第2単位コイルとの間に直列接続される第1コンデンサを含むアンテナモジュールと、を備え、前記動作モードが前記第1モードである場合、前記アンテナモジュールは前記第1周波数範囲内の第1周波数を有する電力信号に基づいて第1プラズマ放電を誘導し、前記動作モードが前記第2モードである場合、前記アンテナモジュールは前記第2周波数範囲内の第2周波数を有する電力信号に基づいて第2プラズマ放電を誘導し、前記第1単位コイルおよび前記第2単位コイルは第1インダクタンスを有し、前記第1コンデンサは第1静電容量を有し、前記第1周波数は前記第1インダクタンスおよび前記第1静電容量に基づいて決定される第1共振周波数に対応する、プラズマ生成装置を提供することができる。
(【0011】以降は省略されています)
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