JPH01197999A - Plasma generating device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はイオン源、CVD 、エツチング、イオンビー
ム露光等のマイクロ波放電を用いるプラズマ装置に係り
、特に放電室内でのプラズマへのマイクロ波の吸収を高
めたプラズマ発生装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ion source, a plasma device using microwave discharge for CVD, etching, ion beam exposure, etc. Regarding an enhanced plasma generator.
従来の技術
近年、高密度のプラズマを発生させるためにマイクロ波
放電が使用されている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, microwave discharges have been used to generate high-density plasmas.
その−例であるマイクロ波イオン源の例(例えハ、[ア
ールイーグイ、ニスシーアイ インストラムJ(Rev
、Set、 Ins+trum、 、67(@
p1526(1s86))を第16図に示す。An example of a microwave ion source (eg.
,Set,Ins+trum, ,67(@
p1526 (1s86)) is shown in FIG.
第16図において、1は2.45GHzのマイクロ波成
力の発振器で、これにより発生したマイクロ波は矩形導
波管2内を伝達し、内導体3と外導体4とから成る同軸
管6を通り、この同軸管6と接続された内導体6と外導
体7から成る放電室8内に共給されプラズマ9を発生す
る。In FIG. 16, reference numeral 1 denotes a 2.45 GHz microwave generation oscillator, and the microwave generated by this is transmitted through a rectangular waveguide 2 and a coaxial tube 6 consisting of an inner conductor 3 and an outer conductor 4. As a result, plasma 9 is generated by co-supplying into a discharge chamber 8 consisting of an inner conductor 6 and an outer conductor 7 connected to this coaxial tube 6.
同軸管6と放電室8との間には真空シールのための低誘
電損失のセラミック窓1oが配置されておシ、放電室8
と真空チャンバー11との間にはプラズマ9からイオン
を引き出すための電極系12−a 、 12−b 、
12−cを配置している。A ceramic window 1o with low dielectric loss for vacuum sealing is arranged between the coaxial tube 6 and the discharge chamber 8.
and the vacuum chamber 11 are electrode systems 12-a, 12-b, for extracting ions from the plasma 9.
12-c is arranged.
13.14,15及び16はマイクロ波伝達回路の部品
で各々アイソレータ、パワーモニタ、チョークフランジ
、及び短絡板でめる。13. 14, 15 and 16 are parts of the microwave transmission circuit, each consisting of an isolator, a power monitor, a choke flange, and a shorting plate.
17−a 、 17−b 、 17−cは放電を発生さ
せるためのソレノイドである。17-a, 17-b, and 17-c are solenoids for generating electric discharge.
このソレノイド17−a〜17−〇により、放電管8の
中心軸上で最大約2000Gauss 、最低約100
0Gauss程度のミラー磁界を形成し、電子を閉じ込
めプラズマの高密度化を計っている。These solenoids 17-a to 17-0 allow a maximum of about 2000 Gauss and a minimum of about 100 Gauss on the central axis of the discharge tube 8.
A mirror magnetic field of approximately 0 Gauss is formed to confine electrons and increase the density of plasma.
尚、この場合ソレノイド17−&〜17−Cにより発生
する磁界の方向は第16図において、上向きでも下向き
でも本質的に変わらない。In this case, the direction of the magnetic field generated by the solenoids 17-&-17-C does not essentially change whether it is directed upward or downward in FIG. 16.
また、マイクロ波放電ではプラズマへのマイクロ波の吸
収を高めるためしばしば電子サイクロトロン共鳴(EC
R)が利用される。In addition, in microwave discharge, electron cyclotron resonance (EC) is often used to increase the absorption of microwaves into the plasma.
R) is used.
ECRは磁力線に沿って電子を円運動させ、磁界強度に
よって決まるその回転周波数に等しい周波数の電磁波を
共鳴吸収させるもので、2.45 G Hzのマイクロ
波は875 Gaussの磁界で共鳴吸収が生じる。ECR causes electrons to move circularly along magnetic field lines, and causes resonance absorption of electromagnetic waves of a frequency equal to the rotational frequency determined by the magnetic field strength.A microwave of 2.45 GHz causes resonance absorption in a magnetic field of 875 Gauss.
放電室も含めてマイクロ波の伝達回路にはそれより低い
周波数の電磁波を伝達しない遮断周波数が存在するため
、使用するマイクロ波の周波数により伝達回路のサイズ
が決まってしまう。Since the microwave transmission circuit, including the discharge chamber, has a cutoff frequency at which electromagnetic waves of lower frequencies are not transmitted, the size of the transmission circuit is determined by the frequency of the microwave used.
そのため、矩形や円形の導波管や空胴共振器を放電室と
したプラズマ装置は、放電室のサイズが使用するマイク
ロ波の周波数によって制限されてしまう。Therefore, in a plasma device in which a rectangular or circular waveguide or cavity resonator is used as a discharge chamber, the size of the discharge chamber is limited by the frequency of the microwave used.
しかし、同軸管形導波管には遮断周波数が存在しないた
め、第16図の従来例のように同軸管を放電室に用いる
と、任意の径の放電管を使用できるという設計上の優れ
た特徴を有する。However, coaxial tubular waveguides do not have a cutoff frequency, so if a coaxial tube is used in the discharge chamber as in the conventional example shown in Figure 16, a discharge tube of any diameter can be used, which is an excellent design feature. Has characteristics.
例えば上述のイオン源から引き出すイオンの量を更に増
大しようとすると、プラズマの密度を高める必要がある
。このように、一般的にプラズマ装置の性能を向上する
ためにはプラズマ密度の増大が必要となる。For example, in order to further increase the amount of ions extracted from the above-mentioned ion source, it is necessary to increase the density of the plasma. As described above, in order to generally improve the performance of a plasma device, it is necessary to increase the plasma density.
プラズマの密度を増大するためには、放電室に投入した
マイクロ波電力のプラズマへの吸収゛を高めれば良い。In order to increase the density of the plasma, it is sufficient to increase the absorption of the microwave power input into the discharge chamber into the plasma.
そこでECHによる共鳴吸収が利用されるが、更に吸収
率を高めるために、第16図の従来例では前述したよう
に最高約2000Gaussというミラー磁界を用いて
いる。Therefore, resonance absorption by ECH is utilized, and in order to further increase the absorption rate, the conventional example shown in FIG. 16 uses a mirror magnetic field of a maximum of about 2000 Gauss as described above.
発明が解決しようとする課題
しかしこのように強磁界を印加するためにはソレノイド
に大電流を流す必要があり、機器が大型化すると同時に
使用電力が増大してしまうという問題点があった。Problems to be Solved by the Invention However, in order to apply such a strong magnetic field, it is necessary to flow a large current through the solenoid, which poses a problem in that the device becomes larger and the power consumption increases at the same time.
本発明は上記問題点に鑑み、簡易な構成で、かつ高効率
のグラズマ発生装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a highly efficient glazma generation device with a simple configuration.
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するため本発明では、放電電力である
マイクロ波を発生する発振器と、マイクロ波を伝達する
マイクロ波伝達回路と、伝達されたマイクロ波を放電す
る放電室から成り、発振器から放電室までの区間にマイ
クロ波の有する磁界の円偏波発生装置を設け、かつ放電
室内にこの円偏波発生装置により生じた円偏波磁界の回
転方向に対して右ねじが進む方向に磁界を印加する構成
となっている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides an oscillator that generates microwaves as discharge power, a microwave transmission circuit that transmits the microwaves, and a discharger that discharges the transmitted microwaves. A circularly polarized magnetic field generated by the microwave is installed in the section from the oscillator to the discharge chamber, and the circularly polarized magnetic field generated by the circularly polarized magnetic field generated by the circularly polarized wave generator is placed in the discharge chamber. The structure is such that a magnetic field is applied in the direction in which the screw advances.
作 用
本発明はプラズマ中に存在する電子に円wIglシたマ
イクロ波磁界を与え、かつ円偏波磁界の回転方向に対し
て右ねじが進む方向に磁界を印加することにより、電子
が歳差運動を行ってマイクロ波を吸収する。Function The present invention applies a circular microwave magnetic field to electrons existing in plasma, and applies the magnetic field in the direction in which a right-handed screw advances with respect to the rotation direction of the circularly polarized magnetic field, thereby causing the electrons to precess. Absorb microwaves by exercising.
実施例
本発明の詳細な説明するに当り、先ずその原理を説明す
る。Embodiments To explain the present invention in detail, the principle thereof will first be explained.
プラズマは高いエネルギーを持った電子が放電ガスに衝
突し、放電ガスをに!することにより生じる。そこで高
密度のプラズマを発生するためには電子により高いエネ
ルギーを与える必要がある。In plasma, high-energy electrons collide with the discharge gas, causing the discharge gas to become! It is caused by doing. Therefore, in order to generate high-density plasma, it is necessary to give higher energy to the electrons.
本発明は電子により高いエネルギーを吸収させることに
より電離を促進し高密度プラズマを発生させるものであ
る。The present invention promotes ionization and generates high-density plasma by absorbing high energy by electrons.
第12図aに示す様に、電子18はスピンによる磁気モ
ーメンl−M。と角運動量I0を持っている。As shown in FIG. 12a, the electron 18 has a magnetic moment l-M due to its spin. and has angular momentum I0.
そこで電子18に磁界Hdoを印加して電子18のスピ
ン軸を揃え、更に磁界HdCと直角方向にマイクロ波の
磁界を加えると、第12図Cの様に、電子は磁界Hdc
の方向(z軸方向)の回りを矢印の方向に回転する。こ
れがラーモア歳差運動で、回転の角周波数ωは次式で与
えられる。Therefore, when a magnetic field Hdo is applied to the electrons 18 to align the spin axes of the electrons 18, and a microwave magnetic field is applied in a direction perpendicular to the magnetic field HdC, the electrons will move into the magnetic field HdC as shown in Figure 12C.
Rotate around the direction (z-axis direction) in the direction of the arrow. This is Larmor precession, and the angular frequency of rotation ω is given by the following equation.
ω’=;e@Hdc/2yrme=呻・・・・争・C・
・−・・・φ・(1)(e:電子電荷、m、:電子質量
)
そして、加えたマイクロ波の磁界Hが第12図Cの様に
2袖と直角で破線矢印の方向に回転する円偏波磁界であ
り、その角周波数が(1)式のωと等しいとき、電子は
このマイクロ波を強く磁気共鳴吸収し、高いエネルギー
を持つ様になる。ω'=;e@Hdc/2yrme=groan...war/C...
・−・φ・(1) (e: electron charge, m: electron mass) Then, the applied microwave magnetic field H rotates in the direction of the dashed arrow at right angles to the second sleeve as shown in Figure 12C. When the angular frequency is equal to ω in equation (1), electrons strongly absorb magnetic resonance of this microwave and have high energy.
但し、この磁気共鳴が生じるのはマイクロ波磁界Hの円
偏波の回転方向と印加する磁界Hdaとの方向が、右ね
じの回転方向と右ねじの進む方向と同じ場合であり、こ
れが逆の場合、すなわち第12図Cのマイクロ波磁界H
の回転方向が逆だと磁気共鳴は生じない。However, this magnetic resonance occurs when the direction of rotation of the circularly polarized wave of the microwave magnetic field H and the direction of the applied magnetic field Hda are the same as the direction of rotation of the right-hand screw and the direction of movement of the right-hand screw. In other words, the microwave magnetic field H in Fig. 12C
If the direction of rotation is opposite, magnetic resonance will not occur.
なお、(1)式の関係は電子サイクロトロン共鳴(EC
R)による共鳴吸収の関係式とほぼ同じである。Note that the relationship in equation (1) is based on electron cyclotron resonance (EC
This is almost the same as the relational expression for resonance absorption by R).
すなわち通常放電に使用されている2、46GHzのマ
イクロ波に対しては875 Gausg程度で歳差運動
も共鳴する。That is, for microwaves of 2.46 GHz that are normally used for electric discharge, the precession also resonates at about 875 Gausg.
この歳差運動の磁気共鳴によるマイクロ波の吸啄現象は
、マイクロ波回路部品であるアイソレータに利用されて
いる。This microwave absorption phenomenon caused by the magnetic resonance of precession is utilized in isolators, which are microwave circuit components.
本発明の理解を助ける上で参考となるので、以下矩形導
波管形の磁気共鳴吸収型アイソレータについて簡単に説
明しておく。In order to assist in understanding the present invention, a brief description of a rectangular waveguide type magnetic resonance absorption isolator will be given below.
アイソレータはマイクロ波を一方向には通過するが、逆
方向のマイクロ波は遮断する素子である。An isolator is an element that allows microwaves to pass in one direction, but blocks microwaves in the opposite direction.
第13図aには矩形導波管19内を2方向に伝達するマ
イクロ波のある瞬間の磁界Hを示す。FIG. 13a shows the instantaneous magnetic field H of microwaves transmitted in two directions within the rectangular waveguide 19.
マイクロ波は矩形導波管内のTEo、モードであり、磁
界Hは図の様に右回シと左回りをくシかえしながら2軸
方向へ進んでいる。The microwave is in the TEo mode within the rectangular waveguide, and the magnetic field H is traveling in two axial directions, alternating between clockwise and counterclockwise rotations, as shown in the figure.
第13図aを上から見たのが第13図すである。FIG. 13 is a view of FIG. 13a from above.
導波管19内の右側の側面に近い点をA、左側の側面に
近い点をBとし、これらの点をマイクロ波が通過すると
きの磁界Hの方向を考えてみる。A point close to the right side surface in the waveguide 19 is designated as A, and a point close to the left side surface is designated B, and let us consider the direction of the magnetic field H when the microwave passes through these points.
マイクロ波の磁界Hは左右に回転しなから2方向に進ん
でいるが、時間(!:共に点A、Bを通過する磁界Hの
状態の変化は、第13図すの瞬間における点A及びBを
通る2軸と逆方向(破線矢印の方向)に見ていった磁界
Hや状態の変化と同じである。そこで、矩形導波管19
にそって第13図すの1.2,3.4の各部分における
Aの破線とBの破線上のマイクロ波磁界の方向を矢印で
示すと、A′とB′に示した様になっている。The magnetic field H of the microwave does not rotate left and right, but moves in two directions, but the change in the state of the magnetic field H that passes through points A and B over time (!) is as follows: This is the same as the change in the magnetic field H and state seen in the direction opposite to the two axes passing through B (in the direction of the dashed arrow).Therefore, the rectangular waveguide 19
If the direction of the microwave magnetic field on the broken line A and the broken line B in each part 1.2 and 3.4 of Figure 13 is indicated by arrows, the directions will be as shown in A' and B'. ing.
A′とB′の矢印はマイクロ波磁界の振動の方向を表わ
しておシ、A/ 、 13/をまとめると第13図Cの
様になる。The arrows A' and B' indicate the direction of vibration of the microwave magnetic field, and when A/ and 13/ are put together, it becomes as shown in Fig. 13C.
すなわち、図の様に矩形導波管19の上から見て点Aを
通過するマイクロ波磁界は時計回りに、逆に点Bを通過
するマイクロ波磁界は反時計回りに回転する円偏波とな
っている。That is, as shown in the figure, when viewed from above the rectangular waveguide 19, the microwave magnetic field passing through point A rotates clockwise, and conversely, the microwave magnetic field passing through point B rotates counterclockwise. It has become.
そこで、第13図dの様に矩形導波管19の左側の側面
に近い部分、すなわち反時計回りの円偏波が生じている
部分に強磁性体であるフエライ)20を配置し、更に、
磁界Hdaを矢印の方向に印加すると、2軸方向(紙面
の表から裏へ向かう方向)にマイクロ波が通過しようと
するとフェライト内の電子が磁気共鳴を生じマイクロ波
を吸収してしまう。Therefore, as shown in FIG. 13d, a ferromagnetic material ferrite 20 is placed near the left side surface of the rectangular waveguide 19, that is, the part where counterclockwise circularly polarized waves are generated, and further,
When a magnetic field Hda is applied in the direction of the arrow, when microwaves try to pass in the biaxial direction (direction from the front to the back of the page), electrons in the ferrite generate magnetic resonance and absorb the microwaves.
すなわちz軸方向へ進むマイクロ波は遮断される。逆に
マイクロ波が2軸と反対の方向に進む場合には、フェラ
イトの部分には第13図CのA′に示した時計回シの円
偏波が生じるが、磁界Hdaは先と同じ方向なので磁気
共鳴は発生せず、マイクロ波は通過することができる。That is, microwaves traveling in the z-axis direction are blocked. Conversely, when the microwave propagates in the opposite direction to the two axes, a clockwise circularly polarized wave as shown at A' in Figure 13C is generated in the ferrite part, but the magnetic field Hda is in the same direction as before. Therefore, no magnetic resonance occurs and microwaves can pass through.
これが矩形導波管形の磁気共鳴吸収アイソレータの原理
である。This is the principle of a rectangular waveguide type magnetic resonance absorption isolator.
さて次に内導体と外導体とから成る同軸管内を伝達する
マイクロ波のモードについて説明しておく。Next, we will explain the mode of microwaves transmitted within a coaxial tube consisting of an inner conductor and an outer conductor.
第14図とは内導体21と外導体22から成る同軸管2
3の断面と、通常同軸管の場合に使用されるTEMモー
ドの電界Eの分布(図中実線矢印)と磁界Hの分布(図
中破線矢印)を表している。Fig. 14 shows a coaxial tube 2 consisting of an inner conductor 21 and an outer conductor 22.
3, and the distribution of electric field E (solid line arrow in the figure) and magnetic field H (broken line arrow in the figure) in the TEM mode normally used in the case of a coaxial tube.
TEMモードでは電界Eは放射状に、磁界Hは同心円状
に存在し、その方向を変えて振動している。In the TEM mode, the electric field E exists radially and the magnetic field H exists concentrically, and they vibrate by changing their directions.
同軸管を含め導波管はその内部を伝達するマイクロ波の
モード(電磁界の状態)が最も単純な(低次な)状態に
なる様に設計し使用される。これが基本モードであり、
同軸管の場合ではTEMモードである。Waveguides, including coaxial tubes, are designed and used so that the microwave mode (electromagnetic field state) transmitted inside the waveguide is in the simplest (low-order) state. This is the basic mode,
In the case of a coaxial tube, it is the TEM mode.
しかし、同軸管には例えば第14図b−fに示した高次
のモードも存在し得る。However, higher-order modes, such as those shown in FIG. 14b-f, may also exist in the coaxial tube.
第14図b−fは第14図aと同様に電界を実線、磁界
を破線で示している。Similar to FIG. 14a, FIGS. 14b to 14f show the electric field as a solid line and the magnetic field as a broken line.
一方、導波管において高次のモードの遮断周波数は低次
のモードの遮断周波数よシ高い。すなわち、最低次のモ
ード(基本モード)の遮断周波数が一番低く、高次のモ
ードの遮断周波数よシ周波数の低いマイクロ波を用いれ
ば、導波管内の異物等により高次のモードが発生しても
、この高次のモードは導波管内を通過できずに消滅して
しまう。On the other hand, in a waveguide, the cutoff frequency of higher-order modes is higher than the cut-off frequency of lower-order modes. In other words, if we use a microwave whose cut-off frequency is the lowest in the lowest-order mode (fundamental mode) and lower than the cut-off frequency of the higher-order modes, higher-order modes will be generated by foreign objects in the waveguide. However, these higher-order modes cannot pass through the waveguide and disappear.
こうして、導波管は基本モードだけを伝達する様に設計
され使用されている。なお、同軸管の基本モードである
TEMモードには遮断周波数は存在しない。Thus, waveguides are designed and used to transmit only the fundamental mode. Note that there is no cutoff frequency in the TEM mode, which is the fundamental mode of the coaxial tube.
高次のモードが通過できるかどうかは、周波数と導波管
のサイズにより決まる。Whether higher-order modes can pass depends on the frequency and the size of the waveguide.
半径aの内導体21と半径すの外導体から成る同軸管の
場合、TE11.TE21.TE3.モードの遮断波長
λ。(遮断周波数に対応した波長)は第16図の様にな
る。In the case of a coaxial tube consisting of an inner conductor 21 with a radius of a and an outer conductor with a radius of 1, TE11. TE21. TE3. Cutoff wavelength λ of the mode. (The wavelength corresponding to the cutoff frequency) is as shown in FIG.
例えば、b/a = 2.3.10w12mとするとb
が約2.7crIIより大きいとTE11モードが存在
し通過し得る。For example, if b/a = 2.3.10w12m, then b
is larger than about 2.7 crII, the TE11 mode exists and can be passed.
以上の現象に基き、本発明の第1の実施例を第1図を参
照しながら説明する。Based on the above phenomenon, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1図において、第16図の従来例と同一構成部品には
同一の番号を付している。また、第1図においては、第
16図の発振器1や矩形導波管2等は省略している。In FIG. 1, the same components as those in the conventional example shown in FIG. 16 are given the same numbers. Further, in FIG. 1, the oscillator 1, rectangular waveguide 2, etc. shown in FIG. 16 are omitted.
本実施例においては、ソレノイド17−a。In this embodiment, the solenoid 17-a.
17−b、17−cによる磁界Hdaは図中の矢印で示
した下向きの方向に印加している。The magnetic field Hda generated by 17-b and 17-c is applied in the downward direction indicated by the arrow in the figure.
本実施例において、マイクロ波の周波数は2.46GH
z、同軸管6を構成する内導体3の外径は2.2備、外
導体の内径は6.0crnで第15図に基いてTE11
モードが伝達できるサイズに設計されている。また、放
電室8内の内導体6と外導体7も同軸管5と同じサイズ
である。同軸管6には図の下向きにTEMモードが伝達
されているが、モード変換器24によfiTEl、モー
ドに変換される。In this example, the frequency of the microwave is 2.46GH
z, the outer diameter of the inner conductor 3 constituting the coaxial pipe 6 is 2.2 cm, the inner diameter of the outer conductor is 6.0 crn, and TE11 based on FIG.
It is designed to be sized so that the mode can be transmitted. Further, the inner conductor 6 and outer conductor 7 in the discharge chamber 8 are also the same size as the coaxial tube 5. The TEM mode is transmitted to the coaxial tube 6 in a downward direction in the figure, but is converted into the fiTEL mode by the mode converter 24.
本実施例に使用しているモード変換器24の詳細な構造
を第2図とに示している。第2図aにおイテ左(111
1からTEMモードのマイクロ波が入シ、右側にTE、
1モードとなって出て行く。The detailed structure of the mode converter 24 used in this embodiment is shown in FIG. In Figure 2 a, it is on the left (111
TEM mode microwave is on from 1, TE is on the right side,
1 mode and leaves.
3は内導体であシ、24−aは金属の薄板で形成したT
EMモードフィルタ、24−bは金属の針金で形成した
モード変換子、24−Cは金属の薄板で形成したTE1
1モードフィルタである。3 is an inner conductor, and 24-a is a T made of a thin metal plate.
EM mode filter, 24-b is a mode converter made of metal wire, 24-C is TE1 made of a thin metal plate.
It is a 1 mode filter.
一般に、導波管内のマイクロ波電界の振動方向と直角に
金属板を入れてもマイクロ波は反射されずに素通りする
。しかし金属板が電界の振動方向と直角でないとマイク
ロ波は反射される。2つのモードフィルり24−dと2
4−Cはこの原理を利用したもので、第2図aの左側か
ら入射したTEMモードのマイクロ波はTEMモードフ
ィルタ24−aを素通シし、(第14図aのTEM−!
ニード参照ンモード変換子24−bの針金に2.45G
Hzで振動方向の変る電流を発生させる。Generally, even if a metal plate is inserted at right angles to the vibration direction of the microwave electric field within the waveguide, the microwaves will pass through without being reflected. However, if the metal plate is not perpendicular to the direction of vibration of the electric field, the microwaves will be reflected. Two mode fills 24-d and 2
4-C utilizes this principle, in which the TEM mode microwave incident from the left side of FIG. 2a passes through the TEM mode filter 24-a without any problem (TEM-! of FIG.
2.45G to the wire of the need reference mode converter 24-b
Generates a current whose vibration direction changes at Hz.
針金24−blは半径方向を向いておシ、この針金には
半径方向に電流が振動しその振動方向に等しい電界成分
を持ったマイクロ波を新たに放射する。The wire 24-bl is oriented in the radial direction, and a current oscillates in the radial direction in this wire to newly radiate microwaves having an electric field component equal to the direction of the oscillation.
針金24−b2の一部は円周方向を向いており、上と同
様に円周方向に電界成分を持ったマイクロ波を放射する
。その結果、モード変換子24−bからは半径方向と円
周方向の電界成分を持ったマイクロ波、すなわちTE4
.モード(第14図す参照)が強く放射される。このT
Hl、モードは、TE11モードフィルタ24−Cを素
通シして、図の右側へ出て行く。A part of the wire 24-b2 is oriented in the circumferential direction, and radiates microwaves having an electric field component in the circumferential direction as in the above case. As a result, the mode converter 24-b emits microwaves having electric field components in the radial direction and the circumferential direction, that is, TE4.
.. mode (see Figure 14) is strongly radiated. This T
The Hl mode passes through the TE11 mode filter 24-C and exits to the right side of the figure.
一方、モード変換素子24−bから丁EMモードフィル
タ24−a方向に放射されたTE4.モードのマイクロ
波は、TEMモードフィルタ24−aにより反射され、
TE11モードフィルタ24−Cへと向かう。On the other hand, TE4. The mode microwave is reflected by the TEM mode filter 24-a,
It goes to the TE11 mode filter 24-C.
また、モード変換子24−bは一部TEMモードも放射
するが、TE4.モードフィ〃り24−C方向に放射さ
れたTEMモードはTE11モードフィルタ24−Cに
より反射されてしまう。The mode converter 24-b also partially emits TEM mode, but TE4. The TEM mode radiated in the mode filter 24-C direction is reflected by the TE11 mode filter 24-C.
従って、モード変換器24からはTE、1モードのマイ
クロ波のみが出て行く。Therefore, only the TE, 1 mode microwaves exit from the mode converter 24.
第1図において、モード変換器24を通過したマイクロ
波は、移相器25によりマイクロ波の進行方向に対して
磁界の振動方向が右ねじの方向に回転する円偏波となる
。移相器26の詳細な構造は第2図すに示した様に誘電
体板26を配置して成る。In FIG. 1, the microwave that has passed through the mode converter 24 is turned into a circularly polarized wave by the phase shifter 25 in which the vibration direction of the magnetic field rotates in a right-handed screw direction with respect to the direction in which the microwave travels. The detailed structure of the phase shifter 26 consists of dielectric plates 26 arranged as shown in FIG.
モード変換器24を通過したマイクロ波は直線偏波であ
シ、その電界Eの振動方向は第3図aの様に、互いに直
角な電界成分のEaとEbとから成る。The microwave that has passed through the mode converter 24 is a linearly polarized wave, and the oscillation direction of its electric field E consists of electric field components Ea and Eb that are perpendicular to each other, as shown in FIG. 3a.
第3図aにおいて、3と4は同軸管の内導体と外導体、
26は誘電体板である。In Figure 3a, 3 and 4 are the inner conductor and outer conductor of the coaxial pipe,
26 is a dielectric plate.
第3図dでマイクロ波の伝達方向を紙面の向こう側へ向
う方向とし、これを2軸方向とすると、移相器26に入
る前のマイクロ波電界は第3図すに示した様に位相が等
しく互いに直角なEaとEbから成る。In Fig. 3d, if the microwave transmission direction is the direction toward the other side of the paper, and this is the biaxial direction, the microwave electric field before entering the phase shifter 26 has a phase as shown in Fig. 3. consists of Ea and Eb, which are equal and perpendicular to each other.
しかし、移相器26を通過すると誘電体板26に平行な
電界Ebは第3図Cの様に位相が遅れ、その結果第3図
Cの矢印の方向に電界の振動方向が回転する。この回転
はマイクロ波の伝達方向(2軸方向)に対して右ねじの
方向である。However, when passing through the phase shifter 26, the phase of the electric field Eb parallel to the dielectric plate 26 is delayed as shown in FIG. 3C, and as a result, the direction of vibration of the electric field rotates in the direction of the arrow in FIG. 3C. This rotation is in a right-handed screw direction with respect to the microwave transmission direction (biaxial direction).
一方、電界の振動方向と磁界の振動方向は常に直角であ
るため、第3図Cの様に電界の振動方向が回転すると磁
界の振動方向も回転する。すなわち、マイクロ波の伝達
方向に対して右ねじの方向に磁界の振動方向が回転し円
偏波となる。第1図の移相器26出ロ近傍の点Aの位置
におけるマイクロ波磁界の円偏波の様子を第4図を参照
しながら説明する。On the other hand, since the direction of vibration of the electric field and the direction of vibration of the magnetic field are always at right angles, when the direction of vibration of the electric field rotates as shown in FIG. 3C, the direction of vibration of the magnetic field also rotates. That is, the vibration direction of the magnetic field rotates in the right-handed direction with respect to the microwave transmission direction, resulting in circularly polarized waves. The state of circular polarization of the microwave magnetic field at the position of point A near the output of the phase shifter 26 in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 4.
第4図において、マイクロ波の電界Eは実線矢印、磁界
Hは破線矢印で示しており、点Aにおける磁界Hの方向
を図の左側に実線矢印で示している。In FIG. 4, the microwave electric field E is shown by a solid line arrow, the magnetic field H is shown by a broken line arrow, and the direction of the magnetic field H at point A is shown by a solid line arrow on the left side of the figure.
マイクロ波は紙面の手前側に向って伝達しておシ、第4
図a、b、c、dは点Aの同一断面における電界Eと磁
界Hの時間的な変化の状態を表している。なお、円偏波
の方向は各図の上に示した矢印の方向である。The microwave is transmitted toward the front side of the page.
Figures a, b, c, and d represent temporal changes in the electric field E and magnetic field H in the same cross section at point A. Note that the direction of circularly polarized waves is the direction of the arrow shown above each figure.
第4図a、b、c、dよシ点Aにおける磁界の方向は各
々、左下、右、上、と第4図eに示す様に回転している
。すなわち、磁界が伝達方向に対して右ねじの方向に回
転している。The direction of the magnetic field at point A in FIGS. 4a, b, c, and d rotates to the lower left, right, and upper, as shown in FIG. 4e. That is, the magnetic field rotates in a right-handed screw direction with respect to the transmission direction.
この様な磁界の円偏波は、第14図から明らかな様に、
通常同軸管に使用される基本モードのTEMモードでは
生じない。しかし、本実施例で示したTE、1モードも
含め、同軸管の高次モードである第14図cwfでは円
偏波を発生させることができる。As is clear from Fig. 14, the circularly polarized wave of such a magnetic field is
This does not occur in the fundamental TEM mode normally used for coaxial tubes. However, circularly polarized waves can be generated in the cwf shown in FIG. 14, which is a higher order mode of the coaxial tube, including the TE and 1 modes shown in this embodiment.
さて、この様にして発生した磁界の円偏波を有するマイ
クロ波を、第1図のソレノイド17−a。Now, the microwave having the circularly polarized magnetic field generated in this way is transferred to the solenoid 17-a in FIG.
17−b、1アーCにより印加した下向きの方向の磁界
Hを有する放電室8に導入すると、磁界Hdaの方向と
マイクロ波磁界の円偏波の方向が右ねじの進む方向と回
転方向に等しいため、プラズマ中の電子が歳差運動を行
いマイクロ波を吸収する。17-b, 1 When introduced into the discharge chamber 8 having a downward magnetic field H applied by arc C, the direction of the magnetic field Hda and the direction of the circularly polarized wave of the microwave magnetic field are equal to the direction in which the right-handed screw advances and the direction of rotation. Therefore, the electrons in the plasma precess and absorb the microwaves.
特に、2.45GHzのマイクロ波に対して磁界Hda
を875 Gaugeとすると電子のECR共鳴と共に
歳差運動による磁気共鳴が生じ、入射したマイクロ波の
ほとんど全てを吸収する。その結果、プラズマ中の電子
は非常に高いエネルギーを持ち、放電ガスの電離を促進
し高密度のグフスマを発生させることができる。In particular, for microwaves of 2.45 GHz, the magnetic field Hda
When it is set to 875 Gauge, magnetic resonance due to precession occurs along with ECR resonance of electrons, and almost all of the incident microwaves are absorbed. As a result, the electrons in the plasma have very high energy and can promote the ionization of the discharge gas and generate high-density goufsma.
なお、本実施例ではTEl、モードを使用した場合につ
いて説明したが、前記の様に第14図に示した他の高次
のモードでもかまわない。また、第14図以外でも磁界
の円偏波を発生し得るならばどんなモードでもかまわな
い。Although this embodiment has been described using the TEL mode, other higher-order modes shown in FIG. 14 may be used as described above. Moreover, any mode other than that shown in FIG. 14 may be used as long as it can generate circularly polarized magnetic waves.
本実施例では前述のモード変換器24と移相器26によ
り磁界の円偏波を発生させたが、他の方法を用いても良
く、これらを同軸管5内ではなく放電室8内に配置して
も良い。In this embodiment, circularly polarized waves of the magnetic field are generated using the mode converter 24 and the phase shifter 26 described above, but other methods may also be used, and these are arranged not in the coaxial tube 5 but in the discharge chamber 8. You may do so.
また、ソレノイド17− a 、 17−b 、 17
−aによる磁界Hdaを第1図の下向きの方向としてい
たが、これを逆に上向きとし、マイクロ波磁界の円偏波
の回転方向を逆としても良い。当然、磁界Hdaは永久
磁石により印加しても良い。In addition, solenoids 17-a, 17-b, 17
Although the magnetic field Hda caused by -a is directed downward in FIG. 1, it may be directed upward, and the direction of rotation of the circularly polarized wave of the microwave magnetic field may be reversed. Naturally, the magnetic field Hda may be applied by a permanent magnet.
更に、本実施例では同軸管6と、内導体6と外導体7か
ら成る放電室8を用いた場合について説明したが、他の
形式の導波管と放電室でもかまわない。Further, in this embodiment, a case has been described in which a coaxial tube 6 and a discharge chamber 8 consisting of an inner conductor 6 and an outer conductor 7 are used, but other types of waveguides and discharge chambers may be used.
なお、第6図には電子27がサイクロトロン円運動を行
う有磁界放電の場合(第6図a)と、サイクロトロン円
運動と同時に本発明により歳差運動を行う場合(第6図
b)の電子軌道を模式的に示す。なお、Hdaは印加し
た磁界である。In addition, FIG. 6 shows the case of a magnetic field discharge in which the electrons 27 perform a cyclotron circular motion (FIG. 6 a), and the case where the electrons 27 precess according to the present invention at the same time as the cyclotron circular motion (FIG. 6 b). The trajectory is schematically shown. Note that Hda is the applied magnetic field.
本発明の第2の実施例を第6図を参照しながら説明する
。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第6図aにおいて、第1図と同一の構成部品には同一の
番号を付した。また、第6図では導波管部分と放電室部
分のみを図示し、他は図を省略した。In FIG. 6a, the same components as in FIG. 1 are given the same numbers. Further, in FIG. 6, only the waveguide portion and the discharge chamber portion are illustrated, and the other portions are omitted.
第6図aにおいて、28は円形導波管でその内の
部を第6図すに示した円形導波管1基本モードであるT
E、1モード(実線矢印は電界、破線矢印は磁界)で伝
達し、誘電体を用いた移相器29により第1図の実施例
と同じ回転方向の磁界の円偏波を発生させている。In FIG. 6a, 28 is a circular waveguide whose inner part is shown in FIG.
The signal is transmitted in E.1 mode (the solid line arrow indicates the electric field, and the broken line arrow indicates the magnetic field), and a circularly polarized wave of the magnetic field is generated in the same direction of rotation as in the embodiment shown in Fig. 1 using a phase shifter 29 using a dielectric material. .
3oと31は同軸管32を構成する内導体と外導体で、
内導体30の先端は反射をおさえるために鋭らせている
。3o and 31 are the inner conductor and outer conductor that constitute the coaxial pipe 32,
The tip of the inner conductor 30 is sharpened to suppress reflection.
円偏波したマイクロ波はここで同軸管に伝達され、第6
図Cの同軸管TE11モードとなシ円偏波されたまま同
軸管のサイズを変えるテーバ部33と同軸管6を通り、
放電室8に送られる。放電室8には磁界Hdaを図示し
た方向に印加しており、第1の実施例と同様に高密度な
グフズマを発生する。The circularly polarized microwave is here transmitted to the coaxial tube, and the sixth
It passes through the taper part 33 and the coaxial tube 6, which change the size of the coaxial tube, while being circularly polarized in the coaxial tube TE11 mode in Figure C.
It is sent to the discharge chamber 8. A magnetic field Hda is applied to the discharge chamber 8 in the direction shown, and a high-density gufsma is generated as in the first embodiment.
この様に、マイクロ波磁界の円偏波は円形導波管で発生
させても良く、同軸管6や第6図の形式の放電室8を用
いずにまた円形導波管28を円形導波管形放電室と直接
に接続してもかまわない。In this way, the circularly polarized wave of the microwave magnetic field may be generated using a circular waveguide, and the circular waveguide 28 may be used instead of using the coaxial tube 6 or the discharge chamber 8 of the type shown in FIG. It may be connected directly to the tubular discharge chamber.
本発明の第3の実施例を第7図を参照して説明する。第
7図において、第1図と同一の構成部品には同一の番号
を付した。また、第7図では同軸管6の一部と放電室8
の一部とを図示し、他は省略した。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the same components as in FIG. 1 are given the same numbers. Also, in FIG. 7, a part of the coaxial tube 6 and a discharge chamber 8 are shown.
Some parts are shown and others are omitted.
本実施例はマイクロ波磁界の円偏波を発生させる手段と
して、らせん形に形成した内導体34を用いたものであ
る。らせん形に形成した内導体は、マイクロ波の通信用
アンテナに使用されるらせんアンテナと同じ様に、らせ
んの−周の長さをマイクロ波の波長とほぼ等しくすると
良好な円偏波を発生する。In this embodiment, an inner conductor 34 formed in a spiral shape is used as a means for generating circularly polarized waves of a microwave magnetic field. The inner conductor formed in a spiral shape generates good circularly polarized waves when the length of the circumference of the spiral is approximately equal to the wavelength of the microwave, similar to the spiral antenna used for microwave communication antennas. .
なお、内導体34のらせんの形状は第7図の形状に限る
ものではなく、四角ならせんでも良く、途中でらせんの
径や形状を変えても良く、円偏波を発生できる、らせん
状になっていればかまわない。Note that the shape of the spiral of the inner conductor 34 is not limited to the shape shown in FIG. It doesn't matter if it is.
本発明の第4の実施例を説明する前に、同軸形アイソレ
ータについて説明する。Before explaining the fourth embodiment of the present invention, a coaxial isolator will be explained.
第8図aは同軸管36の内導体36と外導体37の間に
金属板38を配置したものであシ、マイクロ波は図の右
側からTEMモードで入射して2軸方向に伝達している
とする。TEMモードなので電界Eは半径方向に放射状
に発生するものの、内導体36と外導体37が金属板3
8で接触している部分には電界Eは発生できない。In Fig. 8a, a metal plate 38 is arranged between the inner conductor 36 and outer conductor 37 of a coaxial pipe 36, and the microwave is incident from the right side of the figure in TEM mode and transmitted in two axial directions. Suppose there is. Since it is a TEM mode, the electric field E is generated radially in the radial direction, but the inner conductor 36 and the outer conductor 37 are
No electric field E can be generated in the portions that are in contact with each other.
一方、磁界Hは電界Zと常に直角方向であシ、しかも金
属板38の近傍には電界Eが存在しないため、その結果
磁界Hは第8図aの様に曲げられ鞍形となる。この磁界
Hの形は、同軸管36を中心から金属板38の半径方向
に切断して展開し上から見ると第13図すと同じ形にな
る。On the other hand, the magnetic field H is always perpendicular to the electric field Z, and since the electric field E does not exist near the metal plate 38, the magnetic field H is bent into a saddle shape as shown in FIG. 8a. The shape of this magnetic field H is the same as that shown in FIG. 13 when viewed from above by cutting the coaxial tube 36 from the center in the radial direction of the metal plate 38 and developing it.
そこで、第13図すの点1〜4で磁界の方向を調べた様
に、第8図の点Aを通シz軸と平行な点1〜4の各部分
での磁界の方向を調べると、第8図との点1〜4の下に
示した矢印の方向となる。Therefore, just as we investigated the direction of the magnetic field at points 1 to 4 in Figure 13, we examine the direction of the magnetic field at points 1 to 4 parallel to the z-axis through point A in Figure 8. , in the direction of the arrows shown below points 1 to 4 in FIG.
この方向の変化を図示したのが第8図dであり、反時計
回りに回転する円偏波が発生していることが明らかであ
る。FIG. 8d illustrates this change in direction, and it is clear that a circularly polarized wave rotating counterclockwise is generated.
従って、点Aの部分にフェライトを配置し、第8図dの
矢印の方向に磁界Hdcを印加すれば、2軸方向に進む
マイクロ波はフェライト中の電子に吸収され、遮断され
る。しかし、2軸と逆方向に進むマイクロ波に対しては
磁界の円偏波の回転方向が逆になるため吸収は起こらず
、アイソレータとして作用する(例えば、昭和33年度
電気通信学会全国大会予稿集、146参照)。Therefore, if a ferrite is placed at point A and a magnetic field Hdc is applied in the direction of the arrow in FIG. However, for microwaves traveling in the opposite direction to the two axes, absorption does not occur because the direction of rotation of the circularly polarized waves of the magnetic field is reversed, and the microwave acts as an isolator (for example, , 146).
そこで、フェライトを用いずに真空中で第8図aの様な
鞍形の磁界Hを発生させ、第8図Cの方向に磁界Hda
を印加すると39の部分に存在する電子が磁気共鳴吸収
を生じ、高密度のプラズマが発生する。Therefore, a saddle-shaped magnetic field H as shown in Fig. 8a is generated in a vacuum without using ferrite, and the magnetic field Hda is directed in the direction shown in Fig. 8C.
When is applied, the electrons present in the portion 39 cause magnetic resonance absorption, and high-density plasma is generated.
これを利用したのが第9図に示す第4の実施例である。The fourth embodiment shown in FIG. 9 utilizes this.
第9図において、第1図と同じ構成部品には同一の番号
を付したが、同軸管6と放電室8のサイズはTE4.モ
ードが発生し得るサイズにはこだわらない。また、第9
図には同軸管6と放電室8の部分のみを図示し、他は省
略している。但し、本実施例においては、放電室8の周
囲のソレノイドは使用していない。第9図aにおいて、
39が金属板である。第9図すは第9図aのイーイ断面
図であシ、永久磁石40により磁界Hdaを矢印の方向
に印加している。In FIG. 9, the same components as in FIG. 1 are given the same numbers, but the size of the coaxial tube 6 and discharge chamber 8 is TE4. We do not care about the possible sizes of modes. Also, the 9th
In the figure, only the coaxial tube 6 and the discharge chamber 8 are shown, and the others are omitted. However, in this embodiment, the solenoids around the discharge chamber 8 are not used. In Figure 9a,
39 is a metal plate. FIG. 9 is a sectional view of FIG. 9a, in which a magnetic field Hda is applied by a permanent magnet 40 in the direction of the arrow.
この構成により41の部分でマイクロ波が共鳴吸収され
、高密度のプラズマが発生する。但し、プラズマは41
の部分だけに存在するのではなく、拡散により放電室8
内の全体に広がる。With this configuration, microwaves are resonantly absorbed in the portion 41, and high-density plasma is generated. However, plasma is 41
It is not only present in the discharge chamber 8, but due to diffusion.
spread throughout the interior.
なお、本実施例では磁界Hdoの発生手段として永久磁
石40を用いたが、当然電磁石であっても良く、また放
電管8の周囲に第1図の様にソレノイドを配置しても良
い。In this embodiment, the permanent magnet 40 is used as the means for generating the magnetic field Hdo, but an electromagnet may also be used, or a solenoid may be arranged around the discharge tube 8 as shown in FIG.
本発明の第6の実施例を第10図を参照しながら説明す
る。A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例は第9図の実施例を基に矩形のイオンビームを
引き出す様にしたものであり、第9図と同一の構成部品
には同一の番号を付した。放電室8の外導体7にはイオ
ンを引き出すための矩形のスリット42を設け、更に第
1図と同様な引き出し電極系12−a 、 12−b
、 12−cを配置している。This embodiment is based on the embodiment shown in FIG. 9, in which a rectangular ion beam is extracted, and the same components as in FIG. 9 are given the same numbers. A rectangular slit 42 for extracting ions is provided in the outer conductor 7 of the discharge chamber 8, and an extraction electrode system 12-a, 12-b similar to that shown in FIG. 1 is provided.
, 12-c are arranged.
この原理は第9図の実施例と全く同じなので説明は省略
する。This principle is exactly the same as the embodiment shown in FIG. 9, so its explanation will be omitted.
この様に共鳴吸収型のアイソレータは高密度のプラズマ
発生装置として利用できる。In this way, the resonance absorption type isolator can be used as a high-density plasma generation device.
同軸管形の他の形式のアイソレータの例を第11図a
−fに示す。第11図において、43は内導体44と外
導体46から成る同軸管で、46は誘電体である。Figure 11a shows an example of another type of coaxial tube type isolator.
- Shown in f. In FIG. 11, 43 is a coaxial tube consisting of an inner conductor 44 and an outer conductor 46, and 46 is a dielectric.
第11図awdの様に内導体44と外導体45の間に誘
電体を配置することにより、また第11図e、fの様に
内導体44と外導体45を偏心させることにより、第8
図と同様な鞍形の磁界Hを発生させることができる。By disposing a dielectric material between the inner conductor 44 and the outer conductor 45 as shown in FIG. 11 awd, or by making the inner conductor 44 and the outer conductor 45 eccentric as shown in FIG.
A saddle-shaped magnetic field H similar to that shown in the figure can be generated.
従って、第9図および第10図の実施例の放電室部分を
第11図awfの様にすることにより、高密度のプラズ
マ発生装置を得ることができる。Therefore, by making the discharge chamber portion of the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 as shown in FIG. 11 awf, a high-density plasma generating device can be obtained.
発明の効果
本発明により、ECRと同程度の磁界強度でプラズマへ
のマイクロ波の吸収を飛躍的に増大させることができ、
高密度のプラズマを発生させることができる。Effects of the Invention According to the present invention, absorption of microwaves into plasma can be dramatically increased with a magnetic field strength comparable to that of ECR.
High density plasma can be generated.
そのために磁界発生用のソレノイドに流す電流が少くて
すみ、小型の装置と小さな使用イカで高性能なプラズマ
発生装置を得ることができる。Therefore, less current is required to flow through the magnetic field generation solenoid, and a high-performance plasma generation device can be obtained with a small device and a small squid used.
また、必要な磁界がECR程度であるため、磁界の発生
に永久磁石も使用でき、極めて少い消費電力ですむとい
う効果を有する。Furthermore, since the required magnetic field is on the order of ECR, a permanent magnet can also be used to generate the magnetic field, which has the effect of requiring extremely low power consumption.
第1図は本発明の第1の実施例のプラズマ発生装置の概
略図、第2図は構成部品の斜視図、第3図は構成部品の
原理図、第4図は円偏波のモード図、第6図は電子の軌
道状態図、第6図は本発明の第2の実施例を示す概略図
、第7図は本発明の第3の実施例の概略図、第8図は同
軸管形アイソレータの原理図、第9図は本発明の第4の
実施例の概略図、第10図は本発明の第6の実施例の概
略図、第11図は同軸管形アイソレータの方式の概略図
、第12図は電子の歳差運動の概略図、第13図は矩形
導波管形アイソレータの原理図、第14図は同軸管内の
マイクロ波のモード図、第16図は同軸管のサイズと遮
断波長の関係を示す特性図、第16図は従来例の構成を
示す概略図である。
6・・・・・・同軸管、8・・・・・・放電室、17・
・・・・・ソレノイド、24・・・・・・モード変換器
、26・・・・・・移相器。
代理人の氏名 弁理士 中 尾敏 男ほか1名辷−圓釉
管
25・−・枠埒巻
第2図
第3図
<aノ
<C)
第4図
(。、 (い
(リ <th第5図
↓
ハdc
第6図
(a)
第7図
00 v
Q
\ノ第9図
第10図
=しン
J’1cIzb17L:L
第11図
第12図
第13図
第14図
((7,) (b)T欣t−’:
7EnモギTEa< +−¥
TE3+ t−YTMu+ヨー¥二
7M2イー@−g第15図
昨
第16図Fig. 1 is a schematic diagram of a plasma generator according to the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the components, Fig. 3 is a principle diagram of the constituent parts, and Fig. 4 is a mode diagram of circularly polarized waves. , FIG. 6 is an electron trajectory diagram, FIG. 6 is a schematic diagram showing the second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a schematic diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a coaxial tube. 9 is a schematic diagram of a fourth embodiment of the present invention, FIG. 10 is a schematic diagram of a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a schematic diagram of a coaxial tubular isolator system. Figure 12 is a schematic diagram of the precession of electrons, Figure 13 is a principle diagram of a rectangular waveguide isolator, Figure 14 is a mode diagram of microwaves in a coaxial tube, and Figure 16 is the size of the coaxial tube. FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional example. 6...Coaxial tube, 8...Discharge chamber, 17.
... Solenoid, 24 ... Mode converter, 26 ... Phase shifter. Name of agent Patent attorney Satoshi Nakao and one other person Figure 5 ↓ Hadc Figure 6 (a) Figure 7 00 v Q
\ノFigure 9Figure 10=Shin J'1cIzb17L:L Figure 11Figure 12Figure 13Figure 14 ((7,) (b)Tshint-':
7Enmogi TEa< +-¥
TE3+ t-YTMu+Yo ¥2
7M2 E@-g Figure 15 Last Figure 16
Claims (6)
前記マイクロ波を伝達するマイクロ波伝達回路と、伝達
されたマイクロ波を放電する放電室から成り、前記発振
器から放電室までの区間に前記マイクロ波の有する磁界
の円偏波発生装置を有し、かつ放電室内に前記円偏波発
生装置により生じた円偏波磁界の回転方向に対して右ね
じが進む方向に磁界を印加して成るプラズマ発生装置。(1) An oscillator that generates microwaves that are discharge power;
It consists of a microwave transmission circuit that transmits the microwave and a discharge chamber that discharges the transmitted microwave, and has a circularly polarized wave generating device for the magnetic field of the microwave in the section from the oscillator to the discharge chamber, and a plasma generation device in which a magnetic field is applied in a direction in which a right-handed screw advances with respect to a rotational direction of a circularly polarized magnetic field generated by the circularly polarized wave generator in a discharge chamber.
から成る特許請求の範囲第1項記載のプラズマ発生装置
。(2) The plasma generating device according to claim 1, wherein the microwave transmission circuit and the discharge chamber include an inner conductor and an outer conductor.
クロ波電磁界モードの高次モードを発生させる手段を用
いた円偏波発生装置を有する特許請求の範囲第2項記載
のプラズマ発生装置。(3) The plasma generating device according to claim 2, which has a circularly polarized wave generating device using means for generating a higher-order mode of a microwave electromagnetic field mode generated in a coaxial tube consisting of an inner conductor and an outer conductor. .
内導体のらせん状に形成して成る特許請求の範囲第3項
記載のプラズマ発生装置。(4) The plasma generating device according to claim 3, wherein the circularly polarized microwave magnetic field generating device is formed in a spiral shape of an inner conductor within the discharge chamber.
導体もしくは誘電体を配置して成る特許請求の範囲第3
項記載のプラズマ発生装置。(5) Claim 3 in which the microwave magnetic field circularly polarized wave generator comprises a conductor or dielectric material disposed within the discharge chamber.
Plasma generator as described in section.
導体とを偏心して成る特許請求の範囲第3項記載のプラ
ズマ発生装置。(6) The plasma generating device according to claim 3, wherein the circularly polarized microwave magnetic field generating device includes an inner conductor and an outer conductor that are eccentric.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024322A JPH01197999A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Plasma generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024322A JPH01197999A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Plasma generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01197999A true JPH01197999A (en) | 1989-08-09 |
Family
ID=12134946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63024322A Pending JPH01197999A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Plasma generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01197999A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0216732A (en) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma reactor |
US5646489A (en) * | 1992-01-30 | 1997-07-08 | Hitachi, Ltd. | Plasma generator with mode restricting means |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP63024322A patent/JPH01197999A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0216732A (en) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma reactor |
US5646489A (en) * | 1992-01-30 | 1997-07-08 | Hitachi, Ltd. | Plasma generator with mode restricting means |
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