(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が円筒形状を有する導電シールド（２）と；
前記導電シールド（２）に内包される螺旋コイルと；及び
前記螺旋コイルの巻線間および前記螺旋コイルと前記導電シールド（２）との間の空間を満たす誘電体と；
から構成される、パンケーキ型に作られたプラズマ発生器であって、
前記螺旋コイル平面から前記誘電体外面までの距離（Ａ）が前記螺旋コイルの厚さ（Ｂ）の２倍未満であり、前記螺旋コイル平面から導電シールド（２）内底面までの距離（Ｃ）が、前記螺旋コイル平面から前記誘電体外面までの距離（Ａ）の２倍を超えることを特徴とする、プラズマ発生器。
【請求項２】
前記コイルに高周波電流を供給するために、プラズマ発生器に同軸導線が装備され、その同軸導線の内部導体が前記コイルの一端に接続し、外部導体が前記コイルの他端に接続している、請求項１に記載のプラズマ発生器。
【請求項３】
前記同軸導線が、それを貫通して冷却液もしくは冷却ガスを前記コイルに供給できるように作られていることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ発生器。
【請求項４】
前記コイル導体が、それを貫通して冷却液またはガスを供給できるような中空構造をもつように作られていることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ発生器。
【請求項５】
前記コイルを装置作用面から分離する誘電体が、プラズマ耐性素材で作られていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ発生器。
【請求項６】
前記誘電体外面が、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールド外面までの距離が前記コイルの厚さの２倍未満であることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ発生器。
【請求項７】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項６に記載のプラズマ発生器。
【請求項８】
前記誘電体外面が、少なくとも二つの誘電シールドで覆われ、そのうちの少なくとも一つがプラズマ耐性素材で作らており、前記少なくとも二つの誘電シールド間には隙間があることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ発生器。
【請求項９】
前記誘電体による充填が、前記コイルを前記導電シールド内底面から分離する誘電円筒、コイルの諸巻線間の空間を充填する誘電充填材、及び前記コイルを装置作用面から分離する誘電板から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ発生器。
【請求項１０】
前記誘電板が、プラズマ媒質の作用に耐性を持つ素材から作られていることを特徴とする、請求項９に記載のプラズマ発生器。
【請求項１１】
前記誘電板と前記コイル間、及び前記誘電板と前記誘電充填材との間に隙間があることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマ発生器。
【請求項１２】
前記誘電体外面が、プラズマ耐性素材で作られた少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールドの外面までの距離が前記コイルの厚さの２倍未満であることを特徴とする、請求項９〜１１のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生器。
【請求項１３】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項１２に記載のプラズマ発生器。
【請求項１４】
螺旋コイルがパンケーキ型に作られ、導電シールドがリング状に作られ、そのリング中心線は前記螺旋コイル平面に垂直であり、プラズマ発生空間側の前記リングの縁は誘電体で覆われていることを特徴とする、内面が円筒形状をもつ前記導電シールドの中に収められた前記螺旋コイルを内包しており、前記螺旋コイル諸巻線間の空間及び前記螺旋コイルと前記導電シールド間の空間が前記誘電体で満たされているプラズマ発生器。
【請求項１５】
前記コイルを装置作用面から分離する誘電体が、プラズマ耐性素材で作られていることを特徴とする、請求項１４に記載のプラズマ発生器。
【請求項１６】
前記誘電体外面がプラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールド外面までの距離が前記コイルの厚さの２倍未満であることを特徴とする、請求項１４に記載のプラズマ発生器。
【請求項１７】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項１６に従うプラズマ発生器。
【請求項１８】
前記誘電体外面が、少なくとも二つの誘電シールドで覆われ、それらの誘電シールドの少なくとも一つはプラズマ耐性素材で作られており、前記誘電シールド間には隙間があることを特徴とする、請求項１４に記載のプラズマ発生器。
【請求項１９】
前記誘電体による充填が、前記コイルを前記導電シールド内底面から分離する誘電円筒、コイル諸巻線間の空間を充填する誘電充填材及び前記コイルを装置作用面から分離する前記誘電板から構成されていることを特徴とする、請求項１４に記載のプラズマ発生器。  
【請求項２０】
前記誘電板が、プラズマ媒質の作用に対する耐性を持つ素材から作られていることを特徴とする、請求項１９に記載のプラズマ発生器。
【請求項２１】
前記誘電板と前記コイルとの間、及び前記誘電板と前記誘電充填材との間に隙間があることを特徴とする、請求項２０に記載のプラズマ発生器。
【請求項２２】
前記誘電体外面が、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールド外面までの距離が前記コイルの厚みの２倍未満であることを特徴とする、請求項１９〜２１のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生器。
【請求項２３】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項２２に記載のプラズマ発生器。
【請求項２４】
導電シールドが螺旋コイルの一端と電気的に接続しており、誘電体の誘電率が２．５から５０までの範囲にあることを特徴とする、内面が円筒形状をもつ前記導電シールドの中に収められた前記螺旋コイルを内包しており、前記螺旋コイル諸巻線間の空間及び前記螺旋コイルと前記導電シールド間の空間が前記誘電体で満たされているプラズマ発生器。
【請求項２５】
前記コイルを装置作用面から分離する誘電体が、プラズマ耐性素材で作れていることを特徴とする、請求項２４に記載のプラズマ発生器。
【請求項２６】
前記誘電体外面が、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールド外面までの距離が、前記コイルの厚さの２倍未満であることを特徴とする、請求項２４に記載のプラズマ発生器。
【請求項２７】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項２６に記載のプラズマ発生器。
【請求項２８】
前記誘電体外面が、少なくとも二つの誘電シールドで覆われ、それらの前記誘電シールドの少なくとも一つはプラズマ耐性素材で作られており、前記誘電シールド間には隙間があることを特徴とする、請求項２４に記載のプラズマ発生器。
【請求項２９】
前記誘電体による充填が、前記コイルを前記導電シールド内底面から分離する誘電円筒、前記コイル諸巻線間の空間を充填する誘電充填材、及び前記コイルを装置作用面から分離する誘電板から構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載のプラズマ発生器。
【請求項３０】
前記誘電板がプラズマ媒質の作用に耐性を持つ素材から作られていることを特徴とする、請求項２９に記載のプラズマ発生器。
【請求項３１】
前記誘電板と前記コイルとの間及び前記誘電板と前記誘電充填材との間に隙間があることを特徴とする、請求項３０に記載のプラズマ発生器。
【請求項３２】
前記誘電体外面が、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、前記コイル平面から前記誘電シールド外面までの距離が、前記コイルの厚さの２倍未満であることを特徴とする、請求項２９〜３１のうちいずれか一項に記載のプラズマ発生器。
【請求項３３】
前記誘電シールドと前記誘電体外面との間に隙間があることを特徴とする、請求項３２に記載のプラズマ発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温ガス放電プラズマ媒質中において素材を処理するための装置、すなわち処理空間（処理室）内に収められた誘導プラズマ発生器にかかわるものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電性間隔材内に収められたアンテナによって構成され、処理室内に配置された誘導結合高周波プラズマ源を内包し、その際、アンテナ及び間隔材は、密閉された誘電ケース内に配置されているかたちのプラズマ処理用の装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許Ｎｏ．５５８０３８５、国際特許分類〔ＩＰＣ〕  Ｃ２３Ｃ１６／００、Ｃ２３Ｃ１６／５０、１９９６年１２月３日公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の装置の欠点は、動作の不安定及び効率の低さにあるが、これは、交流磁界がケースを通してプラズマ発生器の脇及び後ろから浸透することによるものであり、そのことによって、不安定な寄生放電が発生することもあり得る。
0006292484.tif 000002
【０００５】
既知の技術的解決には、以下の欠点がある：
・  処理室の最小可能寸法が制限されているために、装置適用分野が限られる。  たとえば、処理室が円筒であり、コイルがその中心線に位置していて、発生プラズマに求められる濃度が１０１２ｃｍ−３である場合、処理室の最小直径は、コイル直径より１８０ｍｍだけ大きくなる。
・  処理室のしかるべき箇所でプラズマを発生させるための高周波電流エネルギーの利用効率が低い。これは、生産工程で使用されるプラズマを発生させることが必要とされる場所ばかりでなく、安定した作業条件の維持を困難にし、プラズマの作用を必要としない表面にまで望ましくない作用を及ぼす寄生放電を引き起こす場所においても、処理室空間内に高周波磁界が浸透することによるものである。
・  高周波磁界が、必要とされるよりも大きな空間を満たすので、性能信頼性が低い。既知の装置には著しい寄生インダクタンスが見られ、このことのよってコイル電圧が過度に上昇し、その結果、誘電体を腐食させることにもなる。
【０００６】
技術的観点から本発明に最も近似しているのは、底面の一方が解放されている導電性円筒シールドの内部に収められた螺旋コイルより構成されたプラズマ源である。この場合、コイル巻線間の空間及びコイルとシールド間の空間は誘電体で満たされている。（米国特許Ｎｏ．５２３１３３４，ＩＰＣ  Ｈ０１Ｊ３７／０８；  Ｈ０１Ｊ３７／３２；  Ｈ０５Ｈ１／４６，２０１２年７月２７日公開）
既知の装置の欠点は、効率及び性能信頼性が低いことであるが、これは、プラズマに比べ、シールドの位置がコイルに近いため、コイルに流れる電流が大きくなり、シールドにおける抵抗損が著しく増大することによるものである。また、これは、コイルとシールドとの間の誘導結合が強いため、装置に電源を入れたときに、処理室内のガス媒質の絶縁破壊に対して十分なコイル電圧値を保障するために出力を上げることが必要となることにもよる。
【０００７】
本発明が解決すべき技術課題は以下のとおりである：
・  装置効率の向上
・  ノイズレベルの低減
・  装置耐用年数の長期化
・  装置の性能信頼性の向上
・  発生プラズマ密度の高度化
・  プラズマ媒質純度の向上
・  外形寸法の縮小
内面が円筒形に近い形状を呈する導電シールド内部に螺旋コイルが装備され、コイル巻線間ならびにコイルとシールドとの間の空間は誘電体で満たされている、第１実施形態のプラズマ発生器においては、当該技術課題は、本発明に従い、コイルをパンケーキ型に製作し、コイル平面から誘電体外面までの距離がコイルの厚さの２倍未満であるのに対して、コイル平面からシールド内底面までの距離は、コイル平面から誘電体外面までの距離の２倍を超えるようにすることによって解決される。
【０００８】
このほか、第１実施形態のプラズマ発生器には、以下の重要な補足的特徴がある：
・  コイルに高周波電流を供給するために、プラズマ発生器には同軸導線が装備され、その内部導体はコイルの一端に接続し、外部導体はコイルの他端に接続している。
・  同軸導線は、それを貫通して冷却液もしくは冷却ガスを供給できる仕様になっている。  
・  コイル導体は中空構造を呈し、内部を貫通して冷却液もしくは冷却ガスが供給できる仕様になっている。
【０００９】
内面が円筒形に近い形状を呈する導電シールド内部に螺旋コイルが装備され、コイル巻線間ならびにコイルとシールドとの間の空間は誘電体で満たされている、第２実施形態のプラズマ発生器においては、当該技術課題は、本発明に従い、コイルをパンケーキ型に製作し、シールドを、リング中心線がコイル平面に垂直なリングのかたちに製作し、プラズマ発生空間側に向けられたリングの縁を誘電体で覆うことによって、解決される。
内面が円筒形に近い形状を呈する導電シールド内部に螺旋コイルが装備され、コイル巻線間ならびにコイルとシールドとの間の空間は誘電体で満たされている、第３実施形態のプラズマ発生器においては、当該技術課題は、本発明に従い、シールドをコイルの一端と電気的に接続し、誘電体の誘電率を２．５から５０の範囲内に設定することによって解決される。
【００１０】
このほか、三つの全実施形態において、プラズマ発生器は以下の重要な補足的特徴をもつ：
・  コイルを装置作用面から分離する誘電体が、プラズマ耐性素材で作られている。
・  誘電体の外面が、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールで覆われており、コイル平面から誘電シールドの外面までの距離がコイルの厚みの２倍未満である。
・  シールドと誘電体外面の間に隙間がある。
・  誘電体外面は、少なくとも二つの誘電シールドで覆われ、少なくともそれらの一つは、プラズマ耐性素材で作られており、シールド間には隙間がある。
・  誘電体による充填が、コイルをシールド内底面から分離する誘電円筒、コイル巻線間の空間を満たす誘電充填材及びコイルを装置作用面から分離する誘電板によって構成されている。
・  誘電板がプラズマ耐性素材で作られている。
・  誘電板とコイル間及び誘電板と誘電充填材との間には隙間がある。
・  誘電体外面が、プラズマ耐性を持つ素材で作られた、少なくとも一つのシールドで覆われており、コイル平面から誘電シールドの外面までの距離が、コイルの厚さの２倍未満である。
・  シールドと誘電体外面の間には、隙間がある。
本発明による重要な特徴の全体を実現することによって達成される技術的な成果は以下のとおりである：
１．  処理空間（処理室）内のプラズマ発生箇所における高周波電磁界の局部化及び装置のその他の箇所における高周波電磁界の微弱化。これによって、以下のことが可能となる：
・  装置周辺における寄生放電の発生防止よる効率向上
・  装置構成部分へのプラズマ作用の低減による耐用年数の長期化
・  処理室の壁及び処理室内の付属設備部品へのプラズマ作用の削減、ならびにプラズマ化学反応及び装置素材のイオン・スパッタ作用の産物によるプロセス媒体汚染の低減によるプラズマ媒質の純度向上
高周波磁界の局部化は、高周波磁界を通さない導電シールドの使用によって可能となる。シールドにフーコー電流が流れることによる損失を削減するためには、シールドの製作に比抵抗が低い素材、例えば、銅合金またはアルミ合金製の素材が用いられなければならない。
２．  処理空間のガス媒質の絶縁破壊を軽減する、コイルとプラズマ間の誘導係数の増加及び誘電体外面と諸巻線との間のキャパシタンスの増加、ならびに処理媒体の広範囲なパラメーターにおける装置の性能信頼性を向上させる放電点弧の信頼性。  プラズマとコイル間の誘導係数の増加及び誘電体外面と諸巻線との間のキャパシタンスの減少は、諸巻線から処理空間までの距離の減少によって可能となる。これは、コイルをパンケーキ型に製作すること及び誘電体表面からの距離の２倍以下の位置にそれを配置することによって可能となる。
３．コイルと導電シールド間の誘導係数及びプラズマ発生器の送電網の誘導係数の減少。これは、電磁誘導によって発生するものも含め、構造物部品内を流れる電流が拡散する熱出力の低減によって、装置のノイズレベルの低減と効率の向上を可能にする。
【００１１】
コイルからプラズマへのエネルギー伝達を可能にするプラズマにおける高周波磁界の信頼性は、伝達される出力の大きさによって決定される。導電シールドで励起されるフーコー電流は、コイル磁界を減衰させる磁界を発生する。この減衰を埋め合わせるためには、コイル内及び送電網内の損失を増やしつつ、また、ノイズレベルを上げつつ、コイル内に供給される高周波電力を増強することが必要となる。これに関連して、フーコー電流がより少なく、そのフーコー電流が発生する磁界が、プラズマで満たされた部位における磁界よりも弱くなるよう、コイルに比べシールドをプラズマからより離れた位置に配置せざるを得ない。数値シミュレーション及び実験的検査により、コイルの厚さ、コイルから誘電体表面までの距離及びコイルから導電シールドまでの距離の間の、相関性が本発明において明らかとなった。
【００１２】
また、誘電間隔材として、誘電率が２．５から５０の範囲にある誘電体を用いることによって、コイルとシールドとの間のキャパシタンスを大きくして、誘導係数を部分的に補い、コイルの有効誘導係数を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の本質は、図面に示されている。
【図１】本発明における装置構造の断面を示す。
【図２】断面が同軸導線とともに示されているが、この同軸導線の内部導体はコイルの一端に接続し、外部導体はコイルの他端に接続している。
【図３】断面図は、誘電体の外面が、プラズマ耐性素材製の誘電シールでいかに覆われているかを示している。
【図４】には、断面図が、コイルを装置作用面から分離する、プラズマ耐性素材製の誘電体とともに示されている。
【図５】断面図は、誘電体の外面が、プラズマ耐性素材製の誘電シールでいかに覆われているかを示している。
【図６】には、誘電体の外面が、プラズマ耐性素材製の誘電シールドでいかに覆われており、その際、コイル平面から誘電シールドの外面までの距離は、コイルの厚さの２倍未満であることを示す断面図が提示されている。
【図７】には  、誘電体による充填が、コイルをシールド内底面から分離する誘電円筒、コイル巻線間の空間を満たす誘電充填材及びコイルを装置作用面から分離する誘電板から構成されていることを示す断面図が提示されている。
【符号の説明】
【００１４】
１  −  パンケーキ型螺旋コイル
２  −  導電シールド
３  −  誘電間隔材
３Ａ  −  誘電円筒（図７）
３Ｂ  −  誘電充填材（図７）
４  −  同軸導線の外部導体
５  −  同軸導線の内部導体
６  −  プラズマ耐性誘電板
７  −  誘電シールド
А  −  コイル平面から誘電体までの距離
В  −  コイルの厚さ
С  −  コイル平面からシールド内底面までの距離
以下で用いられる用語は次のように解釈される：
高周波：０．５〜１００  ＭＨｚの範囲内の周波数。
高周波プラズマ：１０１１ｃｍ−３以上の電子密度をもつプラズマ。
コイル：一重または多重の螺旋形態の導体。多重螺旋とは、共通の中心線の周囲をお互いに回転するような形で配置された、同一形態の少なくとも二つの螺旋導体である。本既述の枠内では、リングは一重単巻コイルとみなされる。
同軸導線：中空導体の装置であって、その中空内部には、内部導体が少なくとも一つは配置されているもの。
パンケーキコイル：高さが、巻線間隔及び巻線横断面の最大線形寸法のうちのより大きい値の２倍以下であって、円筒に内接させることのできるコイル。
コイル平面：  円筒の上下底面から等距離にある平面。
パンケーキコイルの厚さとは、円筒の高さとして理解される。
プラズマ発生器（図１）は、内面が円筒形に近い形状を呈する導電シールド（２）の内部に配置された螺旋コイル（１）を内包する。コイル巻線間の空間及びコイル（１）とシールド（２）との間の空間は、誘電体（３）で満たされている。とくに、コイル巻線間には誘電充填材が詰め込まれている。
【００１５】
コイル（１）はパンケーキ型に製作されている。このことによって、装置の当該外形寸法において、コイルとプラズマ間の誘導結合を最大にすると同時に、コイルとシールド間の誘導結合を最小にすることができる。
【００１６】
コイル平面から誘電体外面までの距離は，コイルの厚さの２倍未満になるよう設定され、このことによって、コイルとプラズマ間の誘導結合を増強することができ、かつ誘電体外面と諸巻線間のキャパシタンスを増やし、それはまた処理空間のガス媒質の絶縁破壊を軽減する。このようにして、放電点弧の信頼性が高まり、処理媒体の広範囲なパラメーターにおける装置の稼働安定性を高める。
【００１７】
コイル平面からシールド内底面までの距離（Ｃ）は、コイル平面から誘電体外面までの距離（Ａ）の２倍を超える値に設定され、このことによって、コイルと導電シールド間の誘導結合を減少することができる。本仕様によって、システムの誘導係数が高まり、プラズマ発生器の動作モードにおける必要電力に近いコイル巻線電力で、かつシールドを過熱させて、発生器出力の浪費の原因となるフーコー電流を低く抑えて、シールド放電点弧にとって十分なコイル巻線電圧を得ることができる。
プラズマ発生器のコイル（１）に高周波電流を供給するために、同軸導線（図２）を装備することもできる。この同軸導線の外部導体（４）は、コイルの一端に接続しており、内部導体（５）はコイルの他端に接続している。同軸導線は、それを貫通して冷却液もしくは冷却ガスをコイルに供給できるように製作することもできる。コイル導体は、それらを貫通して冷却液または冷却ガスを供給できるように中空の構造をもつかたちで製作される。
同軸導線の使用によって、プラズマ発生器の送電網の誘導係数の低減、供給電圧の削減、ノイズレベルの低下が可能となる。
【００１８】
コイルを装置作用面から分離する誘電体は、プラズマ耐性素材、例えば、石英板もしくはセラミック板（６）（図３）を用いて製作することもできる。  
誘電体外面は、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールド（７）によって覆うこともでき、その際、コイル平面から誘電シールド（７）までの距離はコイル（７）（図５）の厚みの２倍未満とする。
【００１９】
誘電体外面は、少なくとも二つの誘電シールド（７）で覆われるが、そのうちの少なくとも一つのシールドはプラズマ耐性素材で作られており、シールド間には隙間がある（図６）。
【００２０】
誘電体による充填は、コイル（１）をシールド内底面から分離する誘電円筒（３Ａ）、コイル諸巻線と誘電板間の空間を充填する誘電充填材（３Ｂ）及びコイルを装置作用面から分離する誘電板（６）から構成される（図７）。
【００２１】
第２実施形態のプラズマ発生器では、コイル（１）はパンケーキ型に製作される。
【００２２】
コイルのパンケーキ型仕様により、装置の当該外形寸法において、コイルとプラズマ間の最大誘導結合及びコイルとシールド間の最小誘導結合を同時に確保することができる。
【００２３】
シールド（２）はリング状を呈し、その中心線はコイル平面に垂直であり、プラズマ発生が求められる空間側のリングの縁は誘電体で覆われている。リングは導電素材（たとえば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金）で作られている。
【００２４】
シールドをリング状仕様にすることにより、高周波電磁界の作用部位を制限（局部化）することができ、それによって、処理空間のプラズマへの出力供給効率を高めることができるとともに、エネルギーを浪費させ、作業の安定性と信頼性を低下させる装置周辺の寄生放電を防止することができる。また、処理室及び付属設備の周辺部品が、しばしば、高周波電流を通しにくい素材（たとえばステンレススチール）で作られているために、高周波出力の著しい損失がもたらされるのであるが、良導性の素材（たとえば、アルミニウム合金）から作られたシールドを使用することにより、この漏損を防ぐことができる。
【００２５】
第３実施形態のプラズマ発生器では、シールドが、コイルの一端と電気的に接続している。コイルの諸巻線間の空間及びコイルとシールド間の空間を満たしている誘電体の誘電率は、２．５から５０の範囲にある。
【００２６】
誘電率が２．５から５０の範囲にある誘電体を用いることにより、コイルの一端と接続しているシールドに対するコイルのキャパシタンスが増加し、そのことによってコイル自身の誘導係数を部分的に埋め合わせ、装置を稼働させるために必要な高周波電流を減らし、送電網におけるエネルギー損失を削減することができる。誘電率が２．５未満の誘電体を用いても、キャパシタンスの顕著な増加には結びつかないが、誘電率が５０を超える場合には巻線間のキャパシタンスが著しく増大する。
【００２７】
このほか、三つの全ての実施形態におけるプラズマ発生器において、コイルを装置作用面から分離する誘電体は、プラズマ耐性素材で製作される。誘電体外面は、少なくとも一つのプラズマ耐性素材製誘電シールドで覆われており、コイル平面から誘電シールド外面までの距離はコイルの厚さの２倍未満である。シールドと誘電体外面との間には隙間がある。また、誘電体外面は、少なくとも二つの誘電シールドで覆われ、少なくともそのうちの一つはプラズマ耐性素材で作られており、シールド間には隙間がある。
【００２８】
空間を充填する誘電体は、コイルをシールド内底面から分離する誘電円筒、コイル諸巻線間の空間を充填する誘電充填材及びコイルを装置作動面から分離する誘電板から構成される。誘電板は、プラズマ媒質の作用に耐性を持つ素材から作られる。誘電板とコイル間及び誘電板と誘電充填材間には隙間がある。誘電体外面は、プラズマ耐性素材で作られた、少なくとも一つの誘電シールドで覆われており、コイル平面から誘電シールド外面までの距離は、コイルの厚さの２倍未満である。シールドと誘電体外面との間には隙間がある。
【００２９】
プラズマ発生器は以下のように作動する。
【００３０】
装置は処理室に格納されており、誘電体外面は、最大密度のプラズマを発生させる処理室部位に向けられている。処理室内には０．０１〜５００Ｐａの範囲のガス媒質圧力が確保される。コイルに高周波電圧を供給することによって、コイル内に電流が通る。電力が、高周波誘導放電を起こし、維持するために十分な数値に達すると、処理室内にプラズマが発生する。高周波電磁界が、プラズマから放出され、コイルに押し付けられる。コイルから誘電体外面までの距離がコイルの厚さの２倍を超えないので、コイルとプラズマ間の良好な電磁結合が得られる。
【００３１】
発生器構造の本仕様は、処理室における同一条件及び装置への同一高周波出力において、プロトタイプに比べ、プラズマ密度及びプラズマ媒質純度をより高いものすることができる。
【００３２】
本装置は、効率が高く、稼働における信頼性が高く、耐用年数が長く、外形寸法がコンパクトである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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