JP5749769B2 - 高周波アンテナユニット及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
a) 高周波電流を流すための開放ループ形の高周波アンテナと、
b) 前記高周波アンテナのうち真空容器内に存在する部分の周囲に設けられた絶縁体製の保護管と、
c) 前記高周波アンテナと前記保護管の間の領域であって、圧力が大気圧であり、該領域内に大気が導入されている緩衝領域と、
d) 前記高周波アンテナを前記真空容器に取り付けるための、該高周波アンテナの両端を保持する取付具と、
e) 前記取付具に設けられた、前記緩衝領域と前記真空容器の外を連通する連通孔と
を備えることを特徴とする。
このような管状の高周波アンテナとして、前記冷媒に対する耐食性が銅よりも高い高耐食性金属から成る管(前記ベース金属部材)の表面に、該耐食性金属よりも導電性が高い金属から成る高導電性被覆が施されているものを用いることができる。銅は導電性が高く且つ比較的安価であるという特長を有するが、水などの冷媒と反応して腐食するおそれがある。そこで、前記高耐食性金属から成る管を用いることにより、冷媒との反応による腐食を防ぐことができる。また、前記高導電性被覆により、高耐食性金属から成る管のみを用いた場合よりも導電性を高めることができる。前記高耐食性金属にはステンレス鋼を、前記高導電性被覆には金又は白金を好適に用いることができる。
図1を用いて、本発明の技術的範囲には属さないものの、本発明に関連する高周波アンテナユニットの第1参考例を説明する。本参考例の高周波アンテナユニットは、高周波アンテナ11と、高周波アンテナ11を覆う保護管12と、高周波アンテナ11と保護管12の間の緩衝領域13を有する。本参考例では、これら3つの構成要素から成る物を狭義の高周波アンテナユニット10Aと定義する。狭義の高周波アンテナユニット10Aは、フィードスルー14を介して取付具(真空フランジ)15に取り付けられている。取付具15は、真空容器21(図2)の壁に設けられた相手側フランジ(図示せず)と接続される。本参考例では、狭義の高周波アンテナユニット10A、フィードスルー14及び取付具15を合わせて、(広義の)高周波アンテナユニット10と定義する。
図3を用いて、第2参考例の高周波アンテナユニット30を説明する。高周波アンテナ31及び保護管32の形状及び寸法は第1参考例と同様である。また、高周波アンテナ31と保護管32の間にガラスウールが充填されている点も第1参考例と同様である。本参考例では、保護管32の端面は真空シール37を挟んで取付具35に固定されている。緩衝領域33は、取付具35に設けられた連通孔381と連通し、連通孔381に接続された排気手段38によって内部を排気して0.1Pa以下の高真空にすることができる。
図4を用いて、本発明の一実施例である高周波アンテナユニット40を説明する。本実施例の高周波アンテナユニット40は、連通孔381を大気に開放している点を除いて第2参考例の高周波アンテナユニット30と同じ構成を有する。
図5を用いて、本発明に関連する第3参考例の高周波アンテナユニット50を説明する。本参考例の高周波アンテナユニット50は、第1参考例の高周波アンテナユニット10におけるアルミナ製の保護管12の代わりに、石英製のベース管521の表面にアルミナ製の高耐性被覆522を施した保護管52を用いたものである。高周波アンテナ11、保護管52及び緩衝領域13により、狭義の高周波アンテナユニット50Aが構成される。それ以外の高周波アンテナユニット50の構成は第1参考例の高周波アンテナユニット10と同様である。
図7を用いて、本発明に関連する第4参考例の高周波アンテナユニット60を説明する。本参考例の高周波アンテナユニット60は、第3参考例の高周波アンテナユニット50におけるアルミナ製の高耐性被覆522の代わりにシリコン製の高耐性被覆622を施した保護管62を用いたものである。それ以外の構成は第3参考例の高周波アンテナユニット50と同様である。本参考例の高周波アンテナユニット60は、シリコン製の基体のエッチングやシリコン薄膜の堆積など、シリコンに関するプラズマ処理を行う際に、保護管の材料が被処理物に不純物として混入することを防ぐために好適に用いることができる。
図8を用いて、本発明に関連する第5参考例の高周波アンテナユニット70を説明する。本参考例の高周波アンテナユニット70は、第1参考例の高周波アンテナユニット10における銅パイプ製の高周波アンテナ11の代わりに、ステンレス製の高耐食性管711の表面に金製の高導電性被覆712が施されているものを用いたものである。それ以外の構成は第1参考例の高周波アンテナユニット10と同様である。本参考例の高周波アンテナユニット70は、冷却水と接するのがステンレス製の高耐食性管711であるため、銅製の管を用いた高周波アンテナの場合よりも腐食し難い。また、金製の高導電性被覆712が施されていることにより、高い導電性を確保することができる。
10A、30A、50A、60A、70A…(狭義の)高周波アンテナユニット
11、31…高周波アンテナ
12、32、52、62…保護管
13、33…緩衝領域
14、34…フィードスルー
15、35…取付具
16…高周波電源
20…プラズマ処理装置
21…真空容器
22…高周波アンテナユニット取付孔
23…整合器
37…真空シール
38…排気手段
381…連通孔
521…ベース管
522、622…高耐性被覆
711…高耐食性管
712…高導電性被覆
Claims (9)
- 真空容器内にプラズマを発生させるための装置で用いられる高周波アンテナユニットにおいて、
a) 高周波電流を流すための開放ループ形の高周波アンテナと、
b) 前記高周波アンテナのうち真空容器内に存在する部分の周囲に設けられた絶縁体製の保護管と、
c) 前記高周波アンテナと前記保護管の間の領域であって、圧力が大気圧であり、該領域内に大気が導入されている緩衝領域と、
d) 前記高周波アンテナを前記真空容器に取り付けるための、該高周波アンテナの両端を保持する取付具と、
e) 前記取付具に設けられた、前記緩衝領域と前記真空容器の外を連通する連通孔と
を備えることを特徴とする高周波アンテナユニット。 - 前記緩衝領域と前記真空容器の間にガスシール構造を備えることを特徴とする請求項1に記載の高周波アンテナユニット。
- 前記保護管が、ベースとなる管の表面に該ベース管の材料よりもハロゲン系のプラズマに対する耐性が高い材料から成る高耐性被覆が施されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波アンテナユニット。
- 前記ベース管の材料が石英であり、前記高耐性被覆の材料が酸化物セラミックス、フッ化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、シリコンのいずれか又はそれらの2つ以上の混合物であることを特徴とする請求項3に記載の高周波アンテナユニット。
- 前記高周波アンテナが、ベースとなる金属部材の表面に該ベース金属部材の材料よりも導電性が高い金属から成る高導電性被覆が施されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高周波アンテナユニット。
- 前記高周波アンテナが冷媒を通過させる管状のものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高周波アンテナユニット。
- 前記高周波アンテナが、前記冷媒に対する耐食性が銅よりも高い高耐食性金属から成る管の表面に、該耐食性金属よりも導電性が高い金属から成る高導電性被覆が施されているものであることを特徴とする請求項6に記載の高周波アンテナユニット。
- 前記高耐食性金属がステンレス鋼であり、前記高導電性被覆が金又は白金から成ることを特徴とする請求項7に記載の高周波アンテナユニット。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の高周波アンテナユニットを少なくとも一つ有することを特徴とするプラズマ処理装置。
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