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公開番号2025109074
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002779
出願日2024-01-11
発明の名称プラズマ発生用のアンテナ及びそれを備えるプラズマ処理装置
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250716BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】通電による電蝕を防止するプラズマ生成アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナは、2つの導体要素31と、隣り合う前記導体要素31の間で絶縁する絶縁要素32と、前記導体要素31と電気的に直列接続された容量素子33で、前記導体要素31の一方に接続された第1の電極33Aと、前記導体要素31の他方に接続され、前記第1の電極33Aに対向した第2の電極33Bと、前記第1の電極33A及び前記第2の電極33Bの間の空間をある液体誘電体とからなる容量素子33と、前記第1の電極31Aと前記一方の導体要素31との間、及び前記第2の電極33Bと前記他方の導体要素31との間にそれぞれにスペーサ部材34とを備え、前記導体要素31と前記スペーサ部材34とが互いに異なる金属で構成され、前記スペーサ部材34の表面に、酸化被膜、又は前記導体要素と同じ金属からなる金属被膜が形成されているアンテナ。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのアンテナであって、
少なくとも２つの導体要素と、
互いに隣り合う前記導体要素の間に設けられて、それら導体要素を絶縁する絶縁要素と、
互いに隣り合う前記導体要素と電気的に直列接続された容量素子であって、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす液体である誘電体とからなる容量素子と、
前記第１の電極と前記一方の導体要素との間、及び前記第２の電極と前記他方の導体要素との間にそれぞれ介在するスペーサ部材とを備え、
前記導体要素と前記スペーサ部材とが互いに異なる金属により構成されており、
前記スペーサ部材の表面に、酸化被膜、又は前記導体要素と同じ金属からなる金属被膜が形成されているアンテナ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記導体要素、前記絶縁要素及び前記スペーサ部材は管状をなすものであり、
前記容量素子は、前記絶縁要素の内部に設けられており、
前記誘電体が、前記導体要素、前記絶縁要素及び前記スペーサ部材の内部に流れる冷却液である請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記導体要素と前記スペーサ部材は互いに同軸上に配置され、かつ
前記金属パイプの内側周面により形成される流路と前記スペーサ部材の内側周面により形成される流路は、流路径が互いに同一である請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記酸化被膜又は前記金属被膜は、少なくとも、前記スペーサ部材の表面における前記導体要素との隣接領域に形成されている請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記酸化被膜又は前記金属被膜は、前記スペーサ部材の表面全面に形成されている請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのアンテナであって、
少なくとも２つの導体要素と、
互いに隣り合う前記導体要素の間に設けられて、それら導体要素を絶縁する絶縁要素と、
互いに隣り合う前記導体要素と電気的に直列接続された容量素子であって、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす液体である誘電体とからなる容量素子と、
前記第１の電極と前記一方の導体要素との間、及び前記第２の電極と前記他方の導体要素との間にそれぞれ介在するスペーサ部材とを備え、
前記導体要素と前記スペーサ部材とが互いに異なる金属により構成されており、
前記スペーサ部材と前記導体要素との間に絶縁シートが介在しているアンテナ。
【請求項７】
高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのアンテナであって、
少なくとも２つの導体要素と、
互いに隣り合う前記導体要素の間に設けられて、それら導体要素を絶縁する絶縁要素と、
互いに隣り合う前記導体要素と電気的に直列接続された容量素子であって、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす液体である誘電体とからなる容量素子と、
前記第１の電極と前記一方の導体要素との間、及び前記第２の電極と前記他方の導体要素との間にそれぞれ介在するスペーサ部材とを備え、
前記導体要素と前記スペーサ部材とが互いに同じ金属により構成されているアンテナ。
【請求項８】
真空排気されかつガスが導入される真空容器と、
前記真空容器内に配置された請求項１～７のいずれか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナに高周波電流を流す高周波電源とを備え、
前記アンテナによって発生させたプラズマを用いて基板に処理を施すように構成されているプラズマ処理装置。
【請求項９】
真空排気されかつガスが導入される処理室と、
前記処理室外に配置された請求項１～７のいずれか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナに高周波電流を流す高周波電源とを備え、
前記アンテナによって発生させたプラズマを用いて前記処理室内の基板に処理を施すように構成されているプラズマ処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電流が流されて誘導結合型のプラズマを発生させるためのアンテナ、及び当該アンテナを備えたプラズマ処理装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
アンテナに高周波電流を流し、それにより生じる誘導電界によって誘導結合型のプラズマ（略称ＩＣＰ）を発生させ、この誘導結合型のプラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置が従来から提案されている。
【０００３】
このような誘導結合型のプラズマを生成するためのアンテナとして、特許文献１に示すように、誘導素子（Ｌ）と容量素子（Ｃ）とが直列接続されたＬＣアンテナが考えられている。具体的にこのＬＣアンテナは、少なくとも２つの導体要素と、当該２つの導体要素の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素と、２つの導体要素との間に電気的に直列接続された容量素子とを備えている。そして容量素子は、一方の導体要素と電気的に接続された第１の電極と、他方の導体要素と電気的に接続されるとともに、第１の電極に対向して配置された第２の電極と、第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす液体である誘電体とからなる容量素子とを構成されている。誘電体とする液体としては、アンテナを冷却する冷却液が利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１５６９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上記したようなＬＣアンテナでは、導体要素を構成する金属パイプと、容量素子を構成する各電極との間にスペーサを介在させることがある。この場合、容量素子を構成する各電極とスペーサとは同種金属（例えばアルミニウム）から構成され、導体要素を構成する金属パイプは、スペーサ及び各電極とは異なる金属（例えば銅）により構成されることが多い。このような態様において、アンテナに対して長時間の通電を行うと、アンテナ内を流れる冷却液の存在下で互いに異なる金属からなるスペーサと導体要素とが接触することで電蝕（異種金属接触腐食）が起こり、相対的に卑な金属であるアルミニウムからなるスペーサの表面が局部的に腐食してしまう。そうすると、スペーサにおいて高抵抗な領域と低抵抗な領域とが生じてしまい、低抵抗な領域に電流が流れることで当該領域が局所的に加熱し、ねじ切れる恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、長時間の通電による電蝕を防止し、アンテナを長寿命化することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明の一態様におけるアンテナは、高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのものであって、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う前記導体要素の間に設けられて、それら導体要素を絶縁する絶縁要素と、互いに隣り合う前記導体要素と電気的に直列接続された容量素子であって、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす液体である誘電体とからなる容量素子と、前記第１の電極と前記一方の導体要素との間、及び前記第２の電極と前記他方の導体要素との間にそれぞれ介在するスペーサ部材とを備え、前記導体要素と前記スペーサ部材とが互いに異なる金属により構成されており、前記スペーサ部材の表面に、酸化被膜、又は前記導体要素と同じ金属からなる金属被膜が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、スペーサ部材の表面に、酸化被膜又は導体要素と同じ金属からなる金属被膜が形成されているので、誘電体を構成する例えば冷却液等の液体中における異種金属接触を防止することができる。これにより、長時間の通電による電蝕（異種金属接触腐食）を防止し、アンテナを長寿命化し、プラズマ処理装置の信頼性を向上することができる。
【０００９】
前記アンテナの具体的態様としては、前記導体要素、前記絶縁要素及び前記スペーサ部材は管状をなすものであり、前記容量素子は、前記絶縁要素の内部に設けられており、前記誘電体が、前記導体要素、前記絶縁要素及び前記スペーサ部材の内部に流れる冷却液であるものが挙げられる。
【００１０】
また前記態様のアンテナは、前記導体要素と前記スペーサ部材は互いに同軸上に配置され、かつ前記金属パイプの内側周面により形成される流路と前記スペーサ部材の内側周面により形成される流路は、流路径が互いに同一であることが好ましい。
このようにすれば、流路を構成する導体要素の内側周面とスペーサ部材の内側周面とを面一にすることができるので、流路抵抗を小さくするとともに、異種金属接触腐食が起こりうる箇所を低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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