等离子体产生用的天线、具有所述天线的等离子体处理装置以及天线构造的制作方法

文档序号:18797389发布日期:2019-09-29 19:54阅读:184来源:国知局
等离子体产生用的天线、具有所述天线的等离子体处理装置以及天线构造的制作方法

本发明涉及一种用以流动高频电流而产生感应耦合型等离子体(plasma)的天线(antenna)、具有所述天线的等离子体处理装置以及天线构造。



背景技术:

之前以来,已提出有如下等离子体处理装置,所述等离子体处理装置在天线中流动高频电流,利用由此所生成的感应电场而产生感应耦合型等离子体(inductivelycoupledplasma,简称icp),并使用所述感应耦合型等离子体对基板w实施处理。

对于此种等离子体处理装置而言,若为了应对大型基板而延长天线,则所述天线的阻抗(impedance)增大,由此在天线的两端间产生大电位差。结果有受到所述大电位差的影响而等离子体的密度分布、电位分布、电子温度分布等等离子体的均匀性变差,甚至基板处理的均匀性变差等问题。另外,若天线的阻抗增大,则也有难以在天线中流动高频电流等问题。

为了解决此种问题等,如专利文献1所示那样,可想到使中空绝缘体介于相邻金属管间而将多个金属管连接,并且在中空绝缘体的外周部配置有作为电容元件的电容器(condensor)。所述电容器电性串联于中空绝缘体两侧的金属管,且具有电性连接于中空绝缘体一侧的金属管的第一电极、电性连接于中空绝缘体另一侧的金属管且与第一电极重叠的第二电极、以及配置于第一电极与第二电极间的介电片(dielectricsheet)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2016-72168号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

然而,所述电容器为第一电极、介电片及第二电极的层叠构造,因此有可能在电极及介电质之间产生间隙。若如此,则可想到有可能在所述间隙中产生电弧放电而导致电容器劣化,故而电容器的构造存在改善的余地。

此处,可想到为了不在电极及介电质之间产生间隙,而在介电片的两面上涂布粘接剂并使电极粘接。然而,所述粘接剂的电气性能会使介电片的性能变化,难以制作必要的电容值等。

再者,也可想到为了填埋电极及介电质之间产生的间隙,而设置将所述等构件自周围进行挤压的构造。然而,因设置挤压构造导致天线周边的构造变复杂,有可能使周围所产生的等离子体的均匀性变差。

因此,本发明是为了解决所述问题点而成,其主要课题在于:在天线中组入电容元件而减小天线的阻抗,并且消除构成电容元件的电极及介电质之间产生的间隙。

解决问题的技术手段

即,本发明的等离子体产生用的天线用于流动高频电流而产生等离子体,且所述天线的特征在于具备:至少两个导体要素;绝缘要素,设于彼此相邻的所述导体要素之间,且将这些导体要素绝缘;以及电容元件,与彼此相邻的所述导体要素电性串联;所述电容元件包含:第一电极,与彼此相邻的所述导体要素中的一者电性连接;第二电极,与彼此相邻的所述导体要素中的另一者电性连接,且与所述第一电极相向地配置;以及介电质,将所述第一电极及所述第二电极之间的空间充满;所述介电质为液体。

根据此种等离子体产生用的天线,由于将电容元件电性串联于经由绝缘要素而彼此相邻的导体要素,故简单而言,天线的合成电抗成为由感应性电抗减去电容性电抗的形式,因此可减小天线的阻抗。结果,即便在延长天线的情形时也可抑制其阻抗增大,容易在天线中流动高频电流,可高效率地产生等离子体。

尤其根据本发明,由于利用液体介电质将第一电极及第二电极之间的空间充满,故而可消除构成电容元件的电极及介电质之间产生的间隙。结果,可消除电极及介电质之间的间隙中可能产生的电弧放电,从而消除由电弧放电引起的电容元件的破损。另外,可不考虑间隙而根据第一电极及第二电极的距离、相向面积及液体介电质的相对介电常数而高精度地设定电容值。进而,也可不需要用以填埋间隙的挤压电极及介电质的构造,从而可防止由所述挤压构造所致的天线周边构造的复杂化及由此所产生的等离子体均匀性的劣化。

为了进一步简化天线的周边构造,提高等离子体的均匀性,较理想为所述绝缘要素呈管状,且所述电容元件设于所述绝缘要素的内部。

为了将天线冷却而稳定地产生等离子体,可想到设为以下构成:使所述导体要素及所述绝缘要素呈管状,且使冷却液在所述导体要素及所述绝缘要素的内部流通。所述构成中,较理想为将所述冷却液供给于第一电极及第二电极之间的空间,且将所述冷却液设为所述介电质。

通过将冷却液设为介电质,无需另准备与冷却液不同的介电质,另外可将第一电极及第二电极冷却。冷却液通常经调温机构调整至一定温度,通过将所述冷却液用作介电质,可抑制由温度变化所致的相对介电常数的变化,从而抑制电容值的变化。进而,在将水用作冷却液的情形时,因水的相对介电常数为约80(20℃)而大于树脂制介电片,故可构成能耐受高电压的电容元件。

作为各电极的具体实施方式,较理想为所述各电极具有与所述导体要素中的所述绝缘要素侧的端部电性接触的凸缘部、以及自所述凸缘部向所述绝缘要素侧伸出的伸出部。

若为所述构成,则可通过凸缘部而增大与导体要素的接触面积,并且通过伸出部而设定电极间的相向面积。

所述各电极的伸出部较理想为呈管状,且相互配置于同轴上。

若为所述构成,则可增大电极间的相向面积,并且使导体要素中流动的高频电流的分布在圆周方向上均匀,产生均匀性良好的等离子体。

所述各电极的凸缘部较理想为嵌合至形成于所述绝缘要素的侧周壁的凹部中。

若为所述构成,则通过使凸缘部嵌合至绝缘要素的凹部中,可决定各电极的伸出部的相对位置,可使其组装容易。

另外,本发明的等离子体产生用的天线用于流动高频电流而产生等离子体,且所述天线的特征在于具备:至少两个导体要素;绝缘要素,设于彼此相邻的第一导体要素及第二导体要素之间,且将这些导体要素绝缘;以及电容元件,与所述第一导体要素及所述第二导体要素电性串联;所述电容元件具备:第一电极,其为包含所述第一导体要素的一部分的电极或与所述第一导体要素电性连接的电极,且配置于较所述绝缘要素更靠所述第一导体要素侧;第二电极,与所述第二导体要素电性连接,且自所述第二导体要素侧通过所述绝缘要素的内部向所述第一导体要素侧延伸,与所述第一电极相向地配置;以及介电质,将所述第一电极及所述第二电极之间的空间充满;所述介电质为液体。

若为此种等离子体产生用的天线,则由于将电容元件电性串联于经由绝缘要素而设置的彼此相邻的导体要素,故简单而言,天线的合成电抗成为由感应性电抗减去电容性电抗的形式,因此可减小天线的阻抗。结果,即便在延长天线的情形时也可抑制其阻抗增大,容易在天线中流动高频电流,可高效率地产生等离子体。

尤其根据本发明,由于利用液体介电质将第一电极及第二电极之间的空间充满,故而可消除构成电容元件的电极及介电质之间产生的间隙。结果,可消除电极及介电质之间的间隙中可能产生的电弧放电,从而消除由电弧放电引起的电容元件的破损。另外,可不考虑间隙而根据第一电极及第二电极的距离、相向面积及液体介电质的相对介电常数而高精度地设定电容值。进而,也可不需要用以填埋间隙的挤压电极及介电质的构造,从而可防止由所述挤压构造所致的天线周边构造的复杂化及由此所产生的等离子体的均匀性的劣化。此外,通过使第二电极自第二导体要素侧通过绝缘要素的内部向第一导体要素侧延伸而使所述第二电极与第一电极相向,故可通过改变其伸出尺寸而容易地获得作为电容元件所需要的电容值。

作为用以简化电容元件的构造的实施方式,可列举以下构成:所述第一电极呈管状,且所述第二电极具有插入至所述第一电极的内部空间中的伸出部。

所述第一电极的内周面与所述伸出部的外周面的距离较理想为沿着圆周方向为一定。

若为所述构成,则可使导体要素中流动的高频电流的分布在圆周方向上均匀,产生均匀性良好的等离子体。

为了将天线冷却而稳定地产生等离子体,可想到设为以下构成:将所述各导体要素设为呈管状,且使冷却液在所述各导体要素的内部流通。在所述构成中,较理想为以如下方式构成:在所述第一导体要素的内部流动的冷却液流入至所述第一电极与所述第二电极之间而作为所述介电质发挥功能,自形成于所述第二电极中的一个或多个贯通孔被引导至所述第二电极内,流出至所述第二导体要素的内部。

若为此种构成,则通过将冷却液设定为介电质,无需另准备与冷却液不同的介电质,另外可将第一电极及第二电极冷却。冷却液通常经调温机构调整至一定温度,通过将所述冷却液用作介电质,可抑制由温度变化所致的相对介电常数的变化,从而抑制电容值的变化。进而,在将水用作冷却液的情形时,因水的相对介电常数为约80(20℃)而大于树脂制介电片,故可构成能耐受高电压的电容元件。

在所述构成、即在第二电极中设置贯通孔并自所述贯通孔将冷却液引导至第二电极内的构成中,为了减小对冷却液流动的阻力,所述第二电极较理想为形成有与所述贯通孔连通且沿着所述冷却液的流动方向延伸的一个或多个槽。

构成电容元件的金属制的各电极有因氧化而电容值经时变化之虞。结果,天线的阻抗变化,所生成的等离子体的状态也变化,甚至所成膜的膜质或均匀性经时变化。

为了优选地解决所述问题,所述各电极较理想为至少在所述各电极彼此的相向的表面上具有耐蚀层。

此处,作为耐蚀层,可想到镀敷被膜、或所述第一电极及所述第二电极的表面氧化膜。

另外,本发明的等离子体处理装置的特征在于具备:真空容器,经真空排气且供导入气体;天线,配置于所述真空容器内或所述真空容器外;以及高频电源,在所述天线中流动高频电流;且以使用通过所述天线所产生的等离子体对基板实施处理的方式构成,并且所述天线为上文所述的构成。

根据所述等离子体处理装置,可通过所述天线而高效率地产生均匀性良好的等离子体,故可提高基板处理的均匀性及效率。

为了在所述等离子体处理装置中对大面积的基板实施处理,可想到具备多根所述天线。在所述情形时,较理想为以如下方式构成:所述天线的两端部伸出至所述真空容器外,通过连接导体将相邻的所述天线中的一根所述天线的端部与另一所述天线的端部电性连接,在所述相邻的所述天线中流动相互反向的高频电流。

所述连接导体较理想为在内部具有流路,且在所述流路中流动冷却液。

较理想为在所述导体要素及所述绝缘要素的内部流动冷却液,且在相邻的所述天线中的一根所述天线中流动的冷却液经由所述连接导体的流路而流至另一所述天线中。

若为所述构成,则可通过共同的冷却液将天线及连接导体两者冷却。另外,可通过一条流路将多根天线冷却,故可简化使冷却液循环的循环流路的构成。再者,若天线的流路及连接导体的流路变长,则有可能因冷却液的上升而产生下游侧的介电常数的降低。因此,通过连接导体所连接的天线的根数是考虑冷却液的温度上升而设定,例如天线的根数为4根左右。

在利用连接导体将两根天线的供电侧端部与接地侧端部连接的情形时,会产生由所述连接导体所致的阻抗增加。结果,有可能因高频电流的通电导致最靠供电侧的端部的电位相对于最靠接地侧的端部而上升,或因连接导体的阻抗而产生电压的上升、下降。这一情况导致所产生的等离子体不均匀。

为了优选地解决所述问题,所述连接导体较理想为具有连接于相邻的所述天线中的一根所述天线的其中一个导体部、连接于另一所述天线的另一导体部、以及电性串联于所述其中一个导体部及所述另一导体部的电容元件。通过如此那样在连接导体中设置电容元件,可使连接导体的阻抗相当于零,从而可消除由连接导体所致的阻抗增加。

在等离子体处理装置中,可想到以下构成:为了抑制等离子体中的带电粒子入射至构成天线的导体要素中等,而设置覆盖天线的绝缘罩。此时,在因所述天线的构成而延长天线的情形时,天线挠曲,绝缘要素与因等离子体而变为高温的绝缘罩接触。在绝缘要素为树脂制的情形时,热损伤的问题变得特别明显。

为了优选地解决所述问题,较理想为在所述第一导体要素或所述第二导体要素的至少一者的外侧周面,形成有朝向所述绝缘罩突出的凸部。

若为所述构成,则即便天线挠曲,也可通过凸部与绝缘罩接触而使绝缘要素不与绝缘罩接触。由此,可防止绝缘要素的热损伤。另外,通过防止绝缘要素与绝缘罩的接触,可防止因绝缘要素与绝缘罩接触所致的成为电容元件的介电质的冷却液的温度上升。结果,可抑制冷却液的介电常数的变化。

为了确实地防止绝缘要素与绝缘罩的接触,所述凸部较理想为遍及所述外侧周面的整个圆周方向而连续地或间歇地形成。另外,可通过所述构成而增大凸部与绝缘罩的接触面积,从而可分散对绝缘罩的荷重。

为了确实地防止绝缘要素与绝缘罩的接触,所述凸部较理想为形成于第一导体要素及所述第二导体要素的外侧周面中邻接于所述绝缘要素的位置。

另外,本发明的天线构造的特征在于:具备所述天线、及覆盖所述天线的绝缘罩,且在所述第一导体要素或所述第二导体要素的至少一者的外侧周面,形成有朝向所述绝缘罩突出的凸部。

进而,本发明的等离子体处理装置的特征在于具备:处理室,经真空排气且供导入气体;根据第一发明至第六发明中任一项所述的天线,配置于所述处理室外;以及高频电源,在所述天线中流动高频电流;且以使用通过所述天线所产生的等离子体对所述处理室内的基板实施处理的方式构成。

根据所述等离子体处理装置,可分别控制处理室的压力等条件与用来配置天线的天线室的压力等条件,从而可有效率地产生等离子体且可有效率地处理基板。

为了在所述等离子体处理装置中对大面积的基板实施处理,较理想为以如下方式构成:具备多根所述天线,通过连接导体将相邻的所述天线中的一根所述天线的端部与另一所述天线的端部电性连接,在所述相邻的所述天线中流动相互反向的高频电流。

进而,本发明的天线构造的特征在于:具备用以流动高频电流而产生等离子体的天线、及覆盖所述天线的绝缘罩,所述天线具备:至少两个导体要素;绝缘要素,设于彼此相邻的第一导体要素及第二导体要素之间,且将这些导体要素绝缘;以及电容元件,与所述第一导体要素及所述第二导体要素电性串联;所述电容元件具有:第一电极,与彼此相邻的所述导体要素中的一者电性连接;第二电极,与彼此相邻的所述导体要素中的另一者电性连接,且与所述第一电极相向地配置;以及介电质,将所述第一电极及所述第二电极之间的空间充满;所述介电质为液体,在所述第一导体要素或所述第二导体要素的至少一者的外侧周面,形成有朝向所述绝缘罩突出的凸部。

发明的效果

根据如此那样构成的本发明,可通过在天线中组入电容元件而减小天线的阻抗,并且消除构成电容元件的电极及介电质之间产生的间隙,故可高效率地产生均匀性良好的等离子体。

附图说明

图1为示意性地表示第一实施方式的等离子体处理装置的构成的纵剖面图。

图2为示意性地表示第一实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图3为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图4为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图5为示意性地表示变形实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图6为示意性地表示第二实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图7为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图8为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图9为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图10为示意性地表示变形实施方式的电容元件的放大剖面图。

图11为示意性地表示变形实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图12为表示凸部与绝缘罩接触的状态的放大剖面图。

图13为表示凸部的变形例的放大剖面图。

图14为示意性地表示变形实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图15为示意性地表示变形实施方式的天线中的电容元件的周边构造的放大剖面图。

图16为示意性地表示变形实施方式的等离子体处理装置的构成的横剖面图。

图17为示意性地表示变形实施方式的等离子体处理装置的构成的横剖面图。

图18为示意性地表示变形实施方式的等离子体处理装置的构成的图。

符号的说明

100:等离子体处理装置

w:基板

p:感应耦合型等离子体

2:真空容器

3:天线

31:金属管(导体要素)

32:绝缘管(绝缘要素)

32b:凹部

33:电容器

33a:第一电极

33b:第二电极

331:凸缘部

332:伸出部

cl:冷却液(液体介电质)

4:高频电源

17:连接导体

17a:其中一个导体部

17b:另一导体部

17c:电容元件

18:处理室

具体实施方式

<1.第一实施方式>

以下,一面参照附图一面对本发明的等离子体处理装置的第一实施方式进行说明。

<装置构成>

本实施方式的等离子体处理装置100使用感应耦合型等离子体p对基板w实施处理。此处,基板w例如为液晶显示器或有机电致发光(electroluminescence,el)显示器等平板显示器(flatpaneldisplay,fpd)用的基板、可挠性显示器用的可挠性基板等。另外,对基板w实施的处理例如为利用等离子体化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)法的膜形成、蚀刻(etching)、灰化(ashing)、溅镀(sputtering)等。

再者,所述等离子体处理装置100在通过等离子体cvd法进行膜形成的情形时也被称为等离子体cvd装置,在进行蚀刻的情形时也被称为等离子体蚀刻装置,在进行灰化的情形时也被称为等离子体灰化装置,在进行溅镀的情形时也被称为等离子体溅镀装置。

具体而言,如图1所示,等离子体处理装置100具备经真空排气且供导入气体7的真空容器2、配置于真空容器2内的直线状的天线3、及用以在真空容器2内生成感应耦合型等离子体p的对天线3施加高频的高频电源4。再者,通过自高频电源4对天线3施加高频而在天线3中流动高频电流ir,在真空容器2内产生感应电场而生成感应耦合型等离子体p。

真空容器2例如为金属制容器,其内部通过真空排气装置6进行真空排气。在所述例中,真空容器2电性接地。

在真空容器2内,例如经由流量调整器(省略图示)及配置于沿着天线3的方向上的多个气体导入口21而导入气体7。气体7只要与对基板w实施的处理内容相对应即可。例如在通过等离子体cvd法对基板w进行膜形成的情形时,气体7为原料气体或以稀释气体(例如h2)将原料气体稀释而成的气体。若进一步列举具体例,则在原料气体为sih4的情形时可在基板w上形成si膜,在原料气体为sih4+nh3的情形时可在基板w上形成sin膜,在原料气体为sih4+o2的情形时可在基板w上形成sio2膜,在原料气体为sif4+n2的情形时可在基板w上形成sin:f膜(氟化氮化硅膜)。

另外,在真空容器2内设有保持基板w的基板固持器8。也可如本例那样,自偏压电源9对基板固持器8施加偏压电压。偏压电压例如为负直流电压、负偏压电压等,但不限于此。可通过此种偏压电压而控制例如等离子体p中的正离子入射至基板w中时的能量,从而控制形成于基板w表面上的膜的结晶度等。也可在基板固持器8内设置将基板w加热的加热器81。

天线3是以沿着基板w的表面的方式(例如与基板w的表面实质上平行地)配置于真空容器2内的基板w的上方。配置于真空容器2内的天线3可为一根,也可为多根。

天线3的两端部附近分别贯通真空容器2的相向的侧壁。在使天线3的两端部向真空容器2外贯通的部分,分别设有绝缘构件11。天线3的两端部贯通所述各绝缘构件11,其贯通部例如通过衬垫12而真空密封。各绝缘构件11与真空容器2之间也例如通过衬垫13而真空密封。再者,绝缘构件11的材质例如为氧化铝等陶瓷、石英、或聚苯硫醚(polyphenylenesulfide,pps)、聚醚醚酮(polyetheretherketone,peek)等工程塑料等。

进而,天线3中位于真空容器2内的部分是通过直管状的绝缘罩10而覆盖。所述绝缘罩10的两端部由绝缘构件11支持。再者,绝缘罩10的两端部与绝缘构件11间也可不密封。即便气体7进入至绝缘罩10内的空间中,也由于所述空间小而电子的迁移距离短,故而通常不在空间内产生等离子体p。再者,绝缘罩10的材质例如为石英、氧化铝、氟树脂、氮化硅、碳化硅、硅等。

通过设置绝缘罩10,可抑制等离子体p中的带电粒子入射至构成天线3的金属管31中,故而可抑制因带电粒子(主要为电子)入射至金属管31所致的等离子体电位的上升,并且可抑制金属管31被带电粒子(主要为离子)溅镀而对等离子体p及基板w产生金属污染(metalcontamination)。

在作为天线3的一端部的供电端部3a,经由匹配电路41而连接有高频电源4,作为另一端部的终端部3b直接接地。再者,终端部3b也可经由电容器或线圈等而接地。

通过所述构成,可自高频电源4经由匹配电路41在天线3中流动高频电流ir。高频的频率例如为通常的13.56mhz,但不限于此。

天线3为在内部具有冷却液cl流通的流路的中空构造。具体而言,如图2所示,天线3具备至少两个呈管状的金属制的导体要素31(以下称为“金属管31”)、设于彼此相邻的金属管31之间且将这些金属管31绝缘的管状的绝缘要素32(以下称为“绝缘管32”)、以及作为与彼此相邻的金属管31电性串联的电容元件的电容器33。

在本实施方式中,金属管31的数量为两个,绝缘管32及电容器33的数量各为一个。在以下的说明中,将其中一个金属管31也称为“第一金属管31a”,将另一金属管也称为“第二金属管31b”。再者,天线3也可为具有三个以上的金属管31的构成,在所述情形时,绝缘管32及电容器33的数量均较金属管31的数量少一个。

再者,冷却液cl通过设于真空容器2外部的循环流路14而在天线3内流通,在所述循环流路14中,设有用以将冷却液cl调整至一定温度的热交换器等调温机构141、及用以使冷却液cl在循环流路14中循环的泵等循环机构142。就电气绝缘的观点而言,冷却液cl优选为高电阻的水,例如优选为纯水或接近纯水的水。除此以外,例如也可使用氟系非活性液体等水以外的液态冷却介质。

金属管31呈直管状,在其内部形成有冷却液cl流通的直线状的流路31x。而且,在金属管31的至少长度方向一端部的外周部,形成有外螺纹部31a。本实施方式的金属管31是利用不同零件来形成形成有外螺纹部31a的端部与其他构件并将这些零件接合,但也可由单一构件形成。再者,为了实现与多个连接金属管31的构成的零件通用化,较理想为预先在金属管31的长度方向两端部形成外螺纹部31a而具有互换性。金属管31的材质例如为铜、铝、这些金属的合金、不锈钢等。

绝缘管32呈直管状,在其内部形成有冷却液cl流通的直线状的流路32x。而且,在绝缘管32的轴方向两端部的侧周壁,形成有与金属管31的外螺纹部31a螺合而连接的内螺纹部32a。另外,在绝缘管32的轴方向两端部的侧周壁,在较内螺纹部32a更靠轴方向中央侧,遍及整个圆周方向而形成有用以使电容器33的各电极33a、33b嵌合的凹部32b。本实施方式的绝缘管32是由单一构件形成,但不限于此。再者,绝缘管32的材质例如为氧化铝、氟树脂、聚乙烯(polyethylene,pe)、工程塑料(例如聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)等)等。

电容器33设于绝缘管32的内部,具体而言设于绝缘管32的冷却液cl流通的流路32x中。

具体而言,电容器33具备与彼此相邻的金属管31中的一者(第一金属管31a)电性连接的第一电极33a、及与彼此相邻的金属管31中的另一者(第二金属管31b)电性连接且与第一电极33a相向地配置的第二电极33b,且以冷却液cl将第一电极33a及第二电极33b之间的空间充满的方式构成。即,在所述第一电极33a及第二电极33b之间的空间中流通的冷却液cl成为构成电容器33的介电质。

各电极33a、电极33b呈大致旋转体形状,且沿着其中心轴在中央部形成有主流路33x。具体而言,各电极33a、电极33b具有与金属管31中的绝缘管32侧的端部电性接触的凸缘部331、及自所述凸缘部331向绝缘管32侧伸出的伸出部332。本实施方式的各电极33a、电极33b可由单一构件形成凸缘部331及伸出部332,也可利用不同零件形成凸缘部331及伸出部332并将这些部分接合。电极33a、电极33b的材质例如为铝、铜、这些金属的合金等。

凸缘部331遍及整个圆周方向而与金属管31中的绝缘管32侧的端部接触。具体而言,凸缘部331的轴方向端面遍及整个圆周方向而与形成于金属管31端部的圆筒状的接触部311的前端面接触,并且经由设于金属管31的接触部311外周的环状多面接触子15而与金属管31的端面电性接触。再者,凸缘部331也可通过这些部分中的任一者而与金属管31电性接触。

另外,在凸缘部331中在厚度方向上形成有多个贯通孔331h。通过在所述凸缘部331中设置贯通孔331h,可减小由凸缘部331所致的冷却液cl的流路阻力,并且防止绝缘管32内的冷却液cl滞留及在绝缘管32内积存气泡。

伸出部332呈圆筒形状,在其内部形成有主流路33x。第一电极33a的伸出部332及第二电极33b的伸出部332相互配置于同轴上。即,以将第二电极33b的伸出部332插入至第一电极33a的伸出部332的内部的状态而设置。由此,在第一电极33a的伸出部332与第二电极33b的伸出部332之间,形成有沿着流路方向的圆筒状的空间。

如此那样构成的各电极33a、电极33b嵌合至形成于绝缘管32的侧周壁的凹部32b中。具体而言,在形成于绝缘管32的轴方向一端侧的凹部32b中嵌合有第一电极33a,且在形成于绝缘管32的轴方向另一端侧的凹部32b中嵌合有第二电极33b。通过如此那样使各电极33a、电极33b嵌合至各凹部32b中,而将第一电极33a的伸出部332及第二电极33b的伸出部332相互配置于同轴上。另外,各电极33a、电极33b的凸缘部331的端面与各凹部32b的朝向轴方向外侧的面接触,由此规定第二电极33b的伸出部332对第一电极33a的伸出部332的插入尺寸。

另外,通过使各电极33a、电极33b嵌合至绝缘管32的各凹部32b中,并且使金属管31的外螺纹部31a与所述绝缘管32的内螺纹部32a螺合,金属管31的接触部311的前端面与电极33a、电极33b的凸缘部331接触,并将各电极33a、电极33b夹持于绝缘管32与金属管31之间并固定。如此,本实施方式的天线3成为将金属管31、绝缘管32、第一电极33a及第二电极33b配置于同轴上的构造。再者,金属管31及绝缘管32的连接部具有对真空及冷却液cl的密封构造。本实施方式的密封构造是通过设于外螺纹部31a基端部的衬垫等密封构件16而实现。再者,也可使用锥管螺纹构造。

如此,金属管31及绝缘管32之间的密封构造、金属管31与各电极33a、电极33b的电性接触是与外螺纹部31a及内螺纹部32a的缔结(fastening)一并进行,故而组装作业变得非常简便。

在所述构成中,若冷却液cl自第一金属管31a流动而来,则冷却液cl通过第一电极33a的主流路33x及贯通孔331h而流至第二电极33b侧。流至第二电极33b侧的冷却液cl通过第二电极33b的主流路33x及贯通孔331h而流至第二金属管31b。此时,第一电极33a的伸出部332与第二电极33b的伸出部332之间的圆筒状的空间经冷却液cl充满,所述冷却液cl成为介电质而构成电容器33。

<第一实施方式的效果>

根据如此那样构成的第一实施方式的等离子体处理装置100,由于将电容器33电性串联于经由绝缘管32而彼此相邻的金属管31,故简单而言,天线3的合成电抗成为由感应性电抗减去电容性电抗的形式,因此可减小天线3的阻抗。结果,即便在延长天线3的情形时也可抑制其阻抗增大,容易在天线3中流动高频电流,可高效率地产生感应耦合型等离子体p。

尤其根据本实施方式,由于利用液体介电质(冷却液cl)将第一电极33a及第二电极33b之间的空间充满,故而可消除构成电容器33的电极33a、电极33b及介电质之间产生的间隙。结果,可消除电极33a、电极33b及介电质之间的间隙中可能产生的电弧放电,从而消除由电弧放电引起的电容器33的破损。另外,可不考虑间隙而根据第一电极33a的伸出部332与第二电极33b的伸出部332的远离距离、相向面积及液体介电质(冷却液cl)的相对介电常数而高精度地设定电容值。进而,也可不需要用以填埋间隙的挤压电极33a、电极33b及介电质的构造,从而可防止由所述挤压构造所致的天线周边构造的复杂化及由此所产生的等离子体p的均匀性的劣化。

由于将冷却天线3的冷却液cl设为介电质,故无需另准备与冷却液cl不同的介电质,且可将电极33a、电极33b冷却。另外,冷却液cl通常经调温机构141调整为一定温度,通过将所述冷却液cl用作介电质,可抑制由温度变化所致的相对介电常数的变化,从而抑制电容值的变化。进而,在将水用作冷却液cl的情形时,因水的相对介电常数为约80(20℃)而大于树脂制介电片,故可构成能耐受高电压的电容器33。此处,因相对介电常数大,故即便电容器33为包含两个伸出部332的双筒构造也可获得充分的电容值。因此,可一方面使各电极33a、电极33b的伸出部332相对于凸缘部331的垂直度为高精度一方面制作各电极33a、电极33b,从而可高精度地设定电容值。此外,虽有可能因水的电解而混入杂质,但可通过在循环流路14上设置离子交换膜过滤器等过滤器而加以去除,从而可抑制电容器33的电容值变化。

<第一实施方式的变形例>

例如在所述实施方式中,电容器33为包含两个圆筒状的伸出部的双筒构造,但也可如图3所示,将三个以上的圆筒状的伸出部332配置于同轴上。在所述情形时,以将第一电极33a的伸出部332与第二电极33b的伸出部332交替配置的方式构成。图3中,三个伸出部332中,内侧及外侧的两个为第一电极33a的伸出部332,中间一个成为第二电极33b的伸出部332。若为所述构成,则可不增大电容器33的轴方向尺寸而增加相向面积。

另外,为了缓和成为电容器33的相向电极的伸出部332的前端角部的电场集中,也可如图4所示,将伸出部332的前端角部332a的一部分切缺成圆锥状。具体而言,将第一电极33a的伸出部332的前端角部332a的内侧周面切缺成圆锥状,且将第二电极33b的伸出部332的前端角部332a的外侧周面切缺成圆锥状。

进而,电极33a、电极33b与金属管31的接触除了这些端面彼此的接触以外,也可如图5所示,以在电极33a、电极33b上设置接触端子333,且所述接触端子333与金属管31接触的方式构成。图5的构成中,设置自电极33a、电极33b的凸缘部331向轴方向外侧突出的接触端子333,所述接触端子333与金属管31的接触部311的外侧周面挤压接触。在所述构成中,各电极33a、电极33b的相对位置是由绝缘管32的凹部32b的朝向轴方向外侧的面来规定。

所述实施方式为将电容器收容于绝缘管内的构成,但也可设定为设于绝缘管外部的构成。例如设为以下构成:将构成电容器的第一电极及第二电极设于绝缘管的外周部,并且使液体介电质在这些电极之间充满。另外也可设为以下构成:将第一电极及第二电极与金属管电性连接,并且使这些电极远离绝缘管。在这些构成中,液体介电质可为通过自天线的内部流路分支的分支流路所供给的冷却液,也可为以与冷却液不同的路径供给的液体介电质。另外,也可将液体介电质密封于第一电极及第二电极之间。再者,在密封的情形时,必须设置用以将所述液体介电质的温度调整为一定的调温机构。

<2.第二实施方式>

继而,对本发明的第二实施方式进行说明。再者,对与所述第一实施方式相同或对应的构件标注相同符号。

第二实施方式的等离子体处理装置100中,天线3的构成、特别是电容器33的构成与所述第一实施方式不同。

天线3为在内部具有冷却液cl流通的流路的中空构造。具体而言,如图6所示,天线3具备至少两个呈管状的金属制的导体要素31(以下称为“金属管31”)、设于彼此相邻的金属管31之间且将这些金属管31绝缘的管状的绝缘要素32(以下称为“绝缘管32”)、以及作为与彼此相邻的金属管31电性串联的电容元件的电容器33。

本实施方式中,金属管31的数量为两个,绝缘管32及电容器33的数量各为一个。在以下的说明中,将其中一个金属管31也称为“第一金属管31a”,将另一金属管31也称为“第二金属管31b”。此处,第一金属管31a为配置于冷却液cl的流动方向上游侧的金属管31,第二金属管31b为配置于冷却液cl的流动方向下游侧的金属管31。另外,此处,第一金属管31a及第二金属管31b的外径及内径彼此相同,且配置于同轴上。然而,金属管31的外径及内径也可适宜变更,关于配置,也未必一定要设为同轴上。进而,天线3也可为具有三个以上的金属管31的构成,在所述情形时,绝缘管32及电容器33的数量均较金属管31的数量少一个。

金属管31呈直管状,在其内部形成有冷却液cl流通的直线状的流路31x。金属管31的材质例如为铜、铝、这些金属的合金、不锈钢等。

绝缘管32呈直管状,在其内部形成有冷却液cl流通的直线状的流路32x。本实施方式的绝缘管32外径与金属管31相同,且与金属管31配置于同轴上。另外,绝缘管32是由单一构件形成,其材质例如为氧化铝、氟树脂、聚乙烯(pe)、工程塑料(例如聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)等)等。再者,关于绝缘管32的尺寸或配置或构件,不限于所述内容。

电容器33介于第一金属管31a与第二金属管32b之间,在其内部形成有将第一金属管31a的流路31x与第二金属管31b的流路31x连通的主流路33x。

具体而言,电容器33具备第一电极33a及第二电极33b,且以冷却液cl将第一电极33a及第二电极33b之间的空间s充满的方式构成,所述第一电极33a与第一金属管31a电性连接,且配置于较绝缘管32更靠第一金属管31a侧,所述第二电极33b与第二金属管31b电性连接,自第二金属管31b侧通过绝缘管32的内部向第一金属管31a侧延伸,且与第一电极33a相向地配置。即,在所述第一电极33a及第二电极33b之间的空间s中流动的冷却液cl成为构成电容器33的介电质。

此处,第一电极33a与第一金属管31a是以如下方式构成:通过使形成于其中一者的轴方向端部的外螺纹部、与形成于另一者的轴方向端部的内螺纹部螺合,而相互连结。

本实施方式中,在第一金属管31a的轴方向端部的内周部形成外螺纹部31a,并且在第一电极33a的轴方向端部的外周部形成内螺纹部33a,将这些螺纹部螺合,由此以将第一电极33a的轴方向端部插入至第一金属管31a内的状态连结。

另外,第二电极33b与第二金属管31b是以如下方式构成:通过使形成于其中一者的轴方向端部的外螺纹部、与形成于另一者的轴方向端部的内螺纹部螺合,而相互连结。

本实施方式中,在第二金属管31b的轴方向端部的外周部形成外螺纹部31a,并且在第二电极33b的轴方向端部的内周部形成内螺纹部33a,将这些螺纹部螺合,由此以将第二金属管31b的轴方向端部插入至第二电极33b内的状态连结。

以下,对各电极33a、电极33b加以详述。

各电极33a、电极33b呈大致旋转体形状,且沿着其中心轴在中央部形成有主流路33x。此处的各电极33a、电极33b呈管状,且自轴方向观察时并未较金属管31更向外侧突出而设置。各电极33a、电极33b的材质例如为铝、铜、这些金属的合金等。

具体而言,各电极33a、电极33b具有通过与金属管31螺合而与金属管31的绝缘管32侧的端部接触并电性连接的接触部331、及自所述接触部331向绝缘管32侧伸出的伸出部332。接触部331及伸出部332可由单一构件所形成,或也可利用不同构件形成并将这些构件接合。

接触部331遍及整个圆周方向而与金属管31的绝缘管32侧的端部接触。具体而言,接触部331呈圆筒状,且其轴方向端面遍及整个圆周方向而与形成于金属管31端部的圆筒状的被接触部311的前端面接触。再者,接触部331的外径为金属管31的外径以下,此处与金属管31的外径相同。

进而,所述接触部331经由设于与被接触部311之间的环状多面接触子15而与金属管31的端面电性接触。然而,未必一定要设置被接触部311及环状多面接触子15两者,也可通过所述等部分中的任一者而将接触部331与金属管31电性接触。

另外,使对真空及冷却液cl的密封构造介于接触部331与被接触部311之间。本实施方式的密封构造是通过设于接触部331及被接触部311之间的o环等密封构件16而实现。

伸出部332呈圆筒状,在其内部形成有主流路33x。第一电极33a的伸出部332(以下称为“第一伸出部332a”)及第二电极33b的伸出部332(以下称为“第二伸出部332b”)相互配置于同轴上,如图6所示,构成使第一伸出部332a配置于外侧且使第二伸出部332b配置于内侧的双重筒构造。

第一伸出部332a是介于第一电极33a的接触部331与绝缘管32之间而设置,其基端部与接触部331接合,并且前端部固定于绝缘管32上。若加以更详细说明,则接触部331的绝缘管32侧的轴方向端部是以如下方式构成:形成有将外周部在圆周方向上切缺而成的切缺部331a,外径小于其他部分,第一伸出部332a的基端部嵌合于所述切缺部331a。另外,绝缘管32的第一金属管31a侧的轴方向端部是以如下方式构成:形成有将外周部在圆周方向上切缺而成的外周切缺部32a,外径小于其他部分,第一伸出部332a的前端部嵌合于所述外周切缺部32a。

即,第一伸出部332a的内径与接触部331的绝缘管32侧的轴方向端部的外径相同或略大,且与绝缘管32的第一金属管31a侧的轴方向端部的外径相同或略大。另一方面,第一伸出部332a的外径是设计为金属管31的外径以下,此处与金属管31的外径相同。

再者,第一伸出部332a的基端部及接触部331例如通过焊接m等而接合,第一伸出部332a的前端部及绝缘管32例如通过焊料b等而固定,但接合方法或固定方法不限于此。

如上所述,第二伸出部332b自第二金属管31b侧通过绝缘管32的内部向第一金属管31a侧延伸,与第一伸出部332a一并构成双重筒构造。

因此,第二伸出部332b是介于第二电极33b的接触部331及绝缘管32之间而设置,具有以前端部的外径小于基端部的外径的方式构成的缩径要素333、及自缩径要素333的前端部通过绝缘管32的内部向第一金属管31a侧延伸的直管要素334。再者,缩径要素333与直管要素334可由单一构件形成,或也可利用不同零件形成并通过焊接等将这些零件接合。

缩径要素333是以至少外径自基端部向前端部阶段性地减小或逐渐减小的方式构成,此处外径及内径为阶段性地减小的形状。所述缩径要素333的基端部与接触部331接合,并且前端部固定于绝缘管32上。若加以更详细说明,则如上文所述,接触部331的绝缘管32侧的轴方向端部是以如下方式形成:形成有将外周部在圆周方向上切缺而成的切缺部331a,外径小于其他部分,缩径要素333的基端部嵌合于所述切缺部331a。另外,绝缘管32的第二金属管31b侧的轴方向端部是以如下方式形成:形成有将内周部在圆周方向上切缺而成的内周切缺部32b,内径小于其他部分,缩径要素333的前端部嵌合于所述内周切缺部32b。

即,缩径要素333的基端部的内径与接触部331的绝缘管32侧的轴方向端部的外径相同或略大,缩径要素333的前端部的外径与绝缘管32的第一金属管侧的轴方向端部的内径相同或略小。另外,缩径要素333的基端部的外径是设计为金属管31的外径以下,此处与金属管31的外径相同。

再者,缩径要素333的基端部及接触部331例如通过焊接m等而接合,缩径要素333的前端部及绝缘管32例如通过焊料b等而固定,但接合方法或固定方法不限于此。

直管要素334自缩径要素333的前端部向第一金属管31a侧延伸,且以通过绝缘管32的内部而插入至第一伸出部332a内部的状态设置。由此,在所述直管要素334与第一伸出部332a之间,形成有沿着流路方向的圆筒状的空间s。具体而言,直管要素334外径小于绝缘管32的内径及第一伸出部332a的内径,且与第一伸出部332a配置于同轴上。由此,第一伸出部332a的内周面与直管要素334的外周面的距离沿着圆周方向成为一定。再者,此处,直管要素334的内径是设为与缩径要素333的前端部的内径相同的尺寸,但不限于此。

另外,在直管要素334中形成有将其周壁在厚度方向上贯通的多个贯通孔332h。具体而言,这些贯通孔332h是以与绝缘管32的内周面的至少一部分相向的方式沿着冷却液cl的流动方向而形成,将直管要素334及绝缘管32之间的空间与第二电极33b的主流路33x连通。这些贯通孔332h等间隔地设于圆周方向上,并且沿着轴方向设于自直管要素334的基端至第一伸出部332a的前端之间。通过设置此种贯通孔332h,可减小由第二电极33b所致的冷却液cl的流路阻力,并且防止绝缘管32内的冷却液cl滞留及在绝缘管32内积存气泡。

根据如此那样构成的各电极33a、33b,通过使金属管31的外螺纹部31a与各电极33a、电极33b的内螺纹部33a螺合,金属管31的被接触部311的前端面与电极33a、电极33b的接触部331接触,并且这些部分之间通过密封构件16而密封,而且,将各电极33a、电极33b相互配置于同轴上,并且规定第二电极33b的伸出部332b对第一电极33a的伸出部332a的插入尺寸。

如此,金属管31及绝缘管32之间的密封、金属管31与各电极33a、电极33b的电性接触或各电极33a、电极33b的配置是与外螺纹部31a及内螺纹部33a的缔结一并进行,故而组装作业变得非常简便。

在所述构成中,若冷却液cl自第一金属管31a流动而来,则冷却液cl的一部分自第一电极33a的主流路33x流向第二电极33b的主流路33x而被导向第二金属管31b的内部,其他部分自主流路33x分支而流至第一伸出部332a与第二伸出部332b之间的空间s。流入至空间s中的冷却液cl通过贯通孔332h而与第二电极33b的主流路33x合流,被引导至第二金属管31b的内部。此时,冷却液cl将第一电极33a的伸出部332a与第二电极33b的伸出部332b之间的圆筒状的空间s充满,所述冷却液cl作为介电质发挥功能而构成电容器33。

<第二实施方式的效果>

根据如此那样构成的第二实施方式的等离子体处理装置100,由于将电容器33电性串联于经由绝缘管32而彼此相邻的金属管31,故简单而言,天线3的合成电抗成为由感应性电抗减去电容性电抗的形态,因此可减小天线3的阻抗。结果,即便在延长天线3的情形时也可抑制其阻抗增大,容易在天线3中流动高频电流,可高效率地产生感应耦合型等离子体p。

尤其根据本实施方式,由于利用液体介电质(冷却液cl)将第一电极33a及第二电极33b之间的空间s充满,故可消除构成电容器33的电极33a、电极33b及介电质之间产生的间隙。结果,可消除电极33a、电极33b及介电质之间的间隙中可能产生的电弧放电,从而消除由电弧放电引起的电容器33的破损。另外,可不考虑间隙而根据第一电极33a的伸出部332a与第二电极33b的伸出部332b的远离距离、相向面积及液体介电质(冷却液cl)的相对介电常数而高精度地设定电容值。进而,也可不需要用以填埋间隙的挤压电极33a、电极33b及介电质的构造,从而可防止由所述挤压构造所致的天线周边构造的复杂化及由此所产生的等离子体p的均匀性的劣化。此外,通过使第二电极33b自第二金属管31b侧通过绝缘管32的内部向第一金属管31a侧延伸而使所述第二电极33b与第一电极33a相向,故可通过改变其伸出尺寸而容易地获得作为电容器33所需要的电容值。

由于将冷却天线3的冷却液cl设为介电质,故无需另准备与冷却液cl不同的介电质,且可将电极33a、电极33b冷却。另外,冷却液cl通常经调温机构141调整至一定温度,通过将所述冷却液cl用作介电质,可抑制由温度变化所致的相对介电常数的变化,从而抑制电容值的变化。进而,在将水用作冷却液cl的情形时,因水的相对介电常数为约80(20℃)而大于树脂制介电片,故可构成能耐受高电压的电容器33。若如此那样介电质的相对介电常数大,则即便电容器33为包含两个伸出部332a、伸出部332b的双重筒构造也可获得充分的电容值。进而,通过一方面使各电极33a、电极33b的伸出部332相对于接触部331的垂直度为高精度一方面制作各电极33a、电极33b,可高精度地设定电容值。除此以外,虽有可能因水的电解而混入杂质,但可通过在循环流路14上设置离子交换膜过滤器等过滤器而加以去除,从而可抑制电容器33的电容值变化。

进而,以使第一伸出部332a的内周面与第二伸出部332b的外周面(更具体而言为直管要素334的外周面)的距离沿着圆周方向成为一定的方式构成,故可使金属管31中流动的高频电流的分布在圆周方向上均匀,产生均匀性良好的等离子体。

<第二实施方式的变形例>

例如,在所述第二实施方式中,第二电极33b呈管状,且自第一金属管31a侧起遍及至第二金属管31b侧而整体形成有主流路33x,但也可如图7所示,第二电极33b在第二金属管31b侧形成主流路33x,且使第一金属管31a侧为实心。

在所述情形时,为了减小由第二电极33b所致的冷却液cl的流路阻力,第二电极33b优选为形成有与贯通孔332h连通且沿着冷却液cl的流动方向延伸的一个或多个槽332g。具体而言,所述槽332g为针对各贯通孔332h分别设置的在轴方向上延伸的有底槽,且以其开口与绝缘管32的内周面相向的方式形成。

另外,为了缓和第二电极33b的前端角部332c的电场集中,也可如图7所示那样将第二伸出部332b的前端角部332c设为圆锥状(圆锥形状)。

进而,在如所述那样第二电极33b的一部分为实心的情形时,与第二电极33b为管状的情形相比,冷却液cl的流路阻力变大。作为减小所述流路阻力的形态,可想到使第二电极33b变细,但若如此则第一电极33a的内周面与第二电极33b的外周面的距离变长,电容器33的电容值变小,可能产生无法耐受高电压的可能性。

因此,为了减小由第二电极33b所致的冷却液cl的流路阻力,并且确保电容器33所需要的电容值,优选为如图8所示,第一电极33a具有形成于与第二电极33b相向的位置且内径变小的缩径部335。

若为此种构成,则使第二电极33b变细而减小冷却液cl的流路阻力,并且因在第一电极33a中形成有缩径部335,故可通过所述缩径部335而缩短第一电极33a的外周面与第二电极33b的内周面的距离,从而可确保电容器33所需要的电容值。

另外,在所述第二实施方式中,连通孔332h是沿着轴方向而设于直管要素334的基端至第一伸出部332a的前端之间,但也可如图9所示,贯通孔332h沿着轴方向超过第一伸出部332a的前端而设置,虽未图示,但也可不延伸至直管要素334的基端而在其近前停止。

进而,在所述第二实施方式中,对第一电极33a与金属管31为不同构件的情形进行了说明,但也可如图10所示,第一电极33a包含金属管31的一部分。

作为具体实施方式,可列举以下构成:将第一金属管31a的轴方向端部向绝缘管32侧延伸,并且使第二电极33b自第二金属管31b侧通过绝缘管32的内部而延伸至第一金属管31a的内部。在所述情形时,第一金属管32的轴方向端部固定于绝缘管32上,具体的固定方法与所述实施方式相同,可列举:在绝缘管32的第一金属管31a侧的轴方向端部,形成将外周部在圆周方向切缺而成的外周切缺部32a,使第一金属管31a的轴方向端部嵌合于所述外周切缺部32a并通过例如焊料b等加以固定的方法。

若为此种构成,则可使第一金属管31a的与第二电极相向的部分作为第一电极33a发挥功能,可减少零件数并且获得与所述实施方式相同的作用效果。

此外,在所述第二实施方式中,将配置于冷却液cl的流动方向上游侧的金属管31设为第一金属管31a,将配置于冷却液cl的流动方向下游侧的金属管31设为第二金属管31b,但也可与其相反而将配置于冷却液cl的流动方向下游侧的金属管31设为第一金属管31a,将配置于冷却液cl的流动方向上游侧的金属管31设为第二金属管31b。换言之,也可在如图6所示那样配置有各构件的状态下,使冷却液cl的流动方向与所述实施方式为反向。然而,若考虑到开始流动冷却液cl时的空气的排除容易性,以所述实施方式的朝向流动冷却液cl的情况下有利。

<3.其他变形实施方式>

再者,本发明不限于所述各实施方式。

另外,也可如图11所示,在天线3中位于绝缘管32的轴方向两侧的至少一侧的金属管32或电极的外侧周面,设置朝向绝缘罩10突出的凸部3t。再者,图12中示出天线3挠曲且凸部3t的下部与绝缘罩10的内表面接触的状态。

再者,图10所示的电容器33具有与绝缘管32的其中一侧的第一金属管31a电性连接的第一电极33a、以及与绝缘管32的另一侧的第二金属管31b电性连接并且与第一电极33a相向地配置的第二电极33b,且以冷却液cl将第一电极33a及第二电极33b之间的空间充满的方式构成。即,在所述第一电极33a及第二电极33b之间的空间中流动的冷却液cl成为构成电容器33的液体介电质。各电极33a、电极33b呈大致旋转体形状,且沿着其中心轴在中央部形成有流路33x。具体而言,各电极33a、电极33b具有与金属管31中的绝缘管32侧的端部电性接触的凸缘部331、及自所述凸缘部331向绝缘管32侧伸出的例如圆筒状的伸出部332。凸缘部331夹持于金属管31及绝缘管32之间。另外,在凸缘部中也形成有供冷却水流动的贯通孔331h。

设于天线3中的凸部3t较理想为邻接于绝缘管32的轴方向两侧而设置。所述凸部3t是遍及位于绝缘管32轴方向两侧的构件(图11中为金属管31a、金属管31b)的整个圆周方向而连续地或间歇地设置。再者,若考虑到天线3的自重所致的挠曲,则也可仅形成于金属管31a、金属管31b的下侧部分。此处,凸部自金属管的外侧周面的突出尺寸为绝缘管32不因天线3的挠曲而接触绝缘罩10的程度。凸部3t的剖面形状除了如图11所示那样呈矩形状以外,也可至少前端部呈圆弧状,也可至少前端部呈三角形状。

在天线3中设有多个绝缘管32的情形时,这些凸部3t较理想为邻接于各绝缘管32的轴方向两侧而设置。另外,也可为邻接于各绝缘管32的轴方向一侧而设置的构成。若为所述构成,则在天线3的挠曲量变大的情形时,配置于轴方向上的多个凸部3t与绝缘罩10接触,从而可分散施加于绝缘罩10的荷重。

再者,相对于绝缘管32设置凸部3t的位置不限于邻接于绝缘罩32的位置,只要为绝缘管32不因天线3的挠曲而接触绝缘罩10那样的位置即可。另外,凸部3t除了与金属管31a、金属管31b一体地形成的构成以外,也可如图13所示,通过在金属管31a、金属管31b的外侧周面形成凹部3m,并在所述凹部3m中嵌入成为凸部3t的环状构件3r而构成。

通过如此那样在天线3中设置凸部3t,即便天线3挠曲,也可通过凸部3t与绝缘罩10接触而使绝缘管32不与绝缘罩10接触。由此,可防止树脂制等的绝缘管32的热损伤。另外,通过防止绝缘管32与绝缘罩10的接触,可防止由绝缘管32与绝缘罩10接触所致的成为电容器33的介电质的冷却液的温度上升。结果,可抑制冷却液的介电常数的变化。

也可在所述实施方式所例示的天线3中也设置凸部3t。在所述情形时,在位于所述实施方式的绝缘管32轴方向两侧的至少一侧的构件(例如第一金属管31a、第一电极33a、第二金属管31b、第二电极33b的接触部331或缩径要素333)中设置凸部3t。

第一电极33a及第二电极33b较理想为至少在各电极彼此的相向的表面上具有耐蚀层33l。在图14中,示出在第一电极33a及第二电极33b中在相向的表面上形成有耐蚀层33l的例子,在图15中,示出在第一电极33a及第二电极33b中在电极的整个表面上形成有耐蚀层33l的例子。此外,也可在各电极33a、电极33b中在与冷却液接触的表面上形成耐蚀层。再者,在图14中,在各电极33a、电极33b的与金属管31的接触面上也形成有耐蚀层33l。

此处,作为耐蚀层33l,例如可想到镀镍等的镀敷被膜、或第一电极33a及第二电极33b的表面氧化膜。镀镍较理想为不影响金属粒界,无针孔,能均匀地镀敷成微细、细管内构造的非电解镀镍。另外,在第一电极33a及第二电极33b为容易被氧化的铝合金的情形时,也可在所述铝合金上形成氧化皮膜,将所述氧化皮膜作为耐蚀层33l。

通过如此那样形成耐蚀层33l,可抑制各电极的氧化而防止电容值经时变化。结果,可抑制天线3的阻抗变化而维持等离子体的状态,而且可维持所成膜的膜质或均匀性。另外,因在各电极33a、电极33b的与金属管31的接触面上也形成有耐蚀层33l,故可抑制接触面的由氧化所致的电阻变化,从而抑制天线3的阻抗变化。

进而,也可如图16所示,在具有多根天线3的等离子体处理装置100中,使各天线3的两端部伸出至真空容器2外,并通过连接导体17将相邻的天线3中的一根天线3的端部与另一天线3的端部电性连接。此处,通过连接导体17所连接的2根天线的端部为位于相同侧壁侧的端部。由此,多根天线3以在相邻的天线4中流动相互反向的高频电流的方式构成。通过如此那样利用连接导体17将多根天线制成一根天线构造,可容易地展开处理基板的大型化。

而且,连接导体17在内部具有流路,且以冷却液在所述流路中流动的方式构成。具体而言,连接导体17的一端部与其中一根天线3的流路连通,连接导体17的另一端部与另一天线3的流路连通。由此,在相邻的天线3中的一根天线3中流动的冷却液经由连接导体17的流路而流至另一天线3中。由此,可通过共同的冷却液将天线3及连接导体17两者冷却。另外,可通过一条流路将多根天线3冷却,故可简化循环流路14的构成。

进而,连接导体17具有连接于相邻的天线3中的一根天线3的其中一个导体部17a、连接于另一天线3的另一导体部17c、以及作为电性串联于其中一个导体部17a及另一导体部17b的电容元件的电容器17c。再者,导体部17a、导体部17b的构成例如可想到设为与所述实施方式的导体要素31相同,电容器17c的构成例如可想到设为与所述实施方式的电容器33相同。通过如此那样在连接导体17中设置电容器17c,可使连接导体17的阻抗相当于零,从而可消除由连接导体17所致的阻抗增加。另外,也可将电容器17c设为可变电容器从而可调整静电电容。

连接导体17的构成不限于图16,例如也可如图17所示那样设为连接导体17不具有电容元件的构成。在所述构成的情形时,成为以下构成:使相邻的天线3中的一根天线3的供电侧端部3a及另一天线3的接地侧端部3b以及连接导体17的合计电感与其他导体要素31的电感相同,遍及多根天线3总体而连续地重复相同的感应性电抗与电容性电抗。结果,可对多根天线3总体消除由连接导体所致的阻抗的表观上的增加。结果,可沿着天线3在长度方向及排列方向上产生均匀的等离子体p。

所述实施方式的等离子体处理装置100中,将天线3配置于基板w的处理室内,但也可如图18所示那样将天线3配置于处理室18外。在所述情形时,多根天线3配置于真空容器2内通过介电窗19而与处理室18隔开的天线室20中。再者,天线室20通过真空排气装置21而进行真空排气。此处,多根天线3可如所述图16及图17那样通过连接导体17相互连接,也可不通过连接导体17连接而分别配置。若为所述等离子体处理装置100,则可分别控制处理室18的压力等条件与天线室20的压力等条件,可有效率地产生等离子体p并且可有效率地处理基板w。

而且,所述实施方式中,天线呈直线状,但也可为经弯曲或屈曲的形状。在所述情形时,金属管也可为经弯曲或屈曲的形状,绝缘管也可为经弯曲或屈曲的形状。

此外,导体要素及绝缘要素呈具有一个内部流路的管状,但也可具有两个以上的内部流路,或具有经分支的内部流路。另外,导体要素和/或绝缘要素也可为实心。

所述实施方式的电极中,伸出部为圆筒状,但也可为其他角筒状,也可为平板状或者经弯曲或屈曲的板状。

此外,本发明不限于所述实施方式,当然可在不偏离其主旨的范围内进行各种变形。

产业上的可利用性

根据本发明,可在天线中组入电容元件而减小天线的阻抗,并且消除构成电容元件的电极及介电质之间产生的间隙。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1