JP6931461B2 - プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 - Google Patents
プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6931461B2 JP6931461B2 JP2017204967A JP2017204967A JP6931461B2 JP 6931461 B2 JP6931461 B2 JP 6931461B2 JP 2017204967 A JP2017204967 A JP 2017204967A JP 2017204967 A JP2017204967 A JP 2017204967A JP 6931461 B2 JP6931461 B2 JP 6931461B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- antenna
- conductor
- insulating
- conductor element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Description
特に本発明によれば、第1の電極及び第2の電極の間の空間を液体の誘電体で満たしているので、容量素子を構成する電極及び誘電体の間に生じる隙間を無くすことができる。その結果、電極及び誘電体の間の隙間に発生しうるアーク放電を無くし、アーク放電に起因する容量素子の破損を無くすことができる。また、隙間を考慮することなく、第1の電極及び第2の電極の距離、対向面積及び液体の誘電体の比誘電率からキャパシタンス値を精度良く設定することができる。さらに、隙間を埋めるための電極及び誘電体を押圧する構造も不要にすることができ、当該押圧構造によるアンテナ周辺の構造の複雑化及びそれにより生じるプラズマの均一性の悪化を防ぐことができる。加えて、第2の電極を、第2の導体要素側から絶縁要素の内部を通して第1の導体要素側に延ばすことで第1の電極と対向させているので、その延出寸法を変えることで容量素子として必要なキャパシタンス値を容易に得ることができる。
この構成であれば、導体要素に流れる高周波電流の分布を周方向において均一にして、均一性の良いプラズマを発生させることができる。
このような構成であれば、冷却液を誘電体とすることで、冷却液とは別に誘電体を準備する必要が無く、また、第1の電極及び第2の電極を冷却することができる。通常、冷却液は温調機構により一定温度に調整されており、この冷却液を誘電体として用いることによって、温度変化による比誘電率の変化を抑えて、キャパシタンス値の変化を抑えることができる。さらに、冷却液として水を用いた場合には、水の比誘電率は約80(20℃)であり樹脂製の誘電体シートよりも大きいため、高電圧に耐えうる容量素子を構成することができる。
このプラズマ処理装置によれば、上述したアンテナにより均一性の良いプラズマを効率良く発生させることができるので、基板処理の均一性及び効率を高めることができる。
この構成であれば、共通の冷却液によりアンテナ及び接続導体の両方を冷却することができる。また、1本の流路によって複数のアンテナを冷却することができるので、冷却液を循環させる循環流路の構成を簡略化することができる。なお、アンテナの流路及び接続導体の流路が長くなると冷却液の上昇により、下流側での誘電率の低下が生じる可能性がある。このため、接続導体によって接続されるアンテナの本数は冷却液の温度上昇分を考慮して設定され、例えばアンテナの本数は4本程度である。
この問題を好適に解決するためには、前記接続導体は、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナに接続される一方の導体部と、他方の前記アンテナに接続される他方の導体部と、前記一方の導体部及び前記他方の導体部に電気的に直列接続された容量素子とを有することが望ましい。このように接続導体に容量素子を設けることによって接続導体のインピーダンスを零相当にすることができ、接続導体によるインピーダンスの増加を無くすことができる。
この問題を好適に解決するためには、前記第1の導体要素又は前記第2の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されていることが望ましい。
この構成であれば、アンテナが撓んだとしても凸部が絶縁カバーに接触することによって絶縁要素が絶縁カバーに接触しないようにすることができる。これにより、絶縁要素の熱損傷を防止することができる。また、絶縁要素と絶縁カバーの接触を防ぐことにより、絶縁要素が絶縁カバーに接触することによる容量素子の誘電体となる冷却液の温度上昇を防止できる。その結果、冷却液の誘電率の変化を抑制することができる。
本実施形態のプラズマ処理装置100は、誘導結合型のプラズマPを用いて基板Wに処理を施すものである。ここで、基板Wは、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)用の基板、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板等である。また、基板Wに施す処理は、例えば、プラズマCVD法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリング等である。
本実施形態では、第1の金属パイプ31Aの軸方向端部における内周部に雄ねじ部31aを形成するとともに、第1の電極33Aの軸方向端部における外周部に雌ねじ部33aを形成しており、これらを螺合することで第1の電極33Aの軸方向端部が第1の金属パイプ31A内に差し込まれた状態で連結されるようにしてある。
本実施形態では、第2の金属パイプ31Bの軸方向端部における外周部に雄ねじ部31aを形成するとともに、第2の電極33Bの軸方向端部における内周部に雌ねじ部33aを形成しており、これらを螺合することで第2の金属パイプ31Bの軸方向端部が第2の電極33B内に差し込まれた状態で連結されるようにしてある。
さらにこの接触部331は、被接触部311との間に設けられたリング状多面接触子15を介して金属パイプ31の端面に電気的に接触している。ただし、必ずしも被接触部311及びリング状多面接触子15の両方を設ける必要はなく、それらの何れか一方により、接触部331と金属パイプ31とを電気的に接触しても良い。
また、接触部331と被接触部311との間には、真空及び冷却液CLに対するシール構造を介在させている。本実施形態のシール構造は、接触部331及び被接触部311の間に設けたOリング等のシール部材16により実現されている。
すなわち、第1の延出部332Aの内径は、接触部331の絶縁パイプ32側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きく、且つ、絶縁パイプ32の第1の金属パイプ31A側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きい。一方、第1の延出部332Aの外径は、金属パイプ31の外径以下に設計されており、ここでは金属パイプ31の外径と同じである。
なお、第1の延出部332Aの基端部及び接触部331は例えば溶接M等によって接合されており、第1の延出部332Aの先端部及び絶縁パイプ32は例えばろう付けB等によって固定されているが、接合方法や固定方法はこれに限られるものではない。
そこで、第2の延出部332Bは、第2の電極33Bの接触部331及び絶縁パイプ32の間に介在して設けられ、基端部の外径よりも先端部の外径が小さくなるように構成された縮径要素333と、縮径要素333の先端部から絶縁パイプ32の内部を通って第1の金属パイプ31A側に延びる直管要素334とを有している。なお、縮径要素333と直管要素334とは、単一の部材から形成されていても良いし、別部品により形成してそれらを溶接等により接合しても良い。
すなわち、縮径要素333の基端部の内径は、接触部331の絶縁パイプ32側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きく、縮径要素333の先端部の外径は、絶縁パイプ32の第1の金属パイプ側の軸方向端部の内径と同じ又は若干小さい。また、縮径要素333の基端部の外径は、金属パイプ31の外径以下に設計されており、ここでは金属パイプ31の外径と同じである。
なお、縮径要素333の基端部及び接触部331は例えば溶接M等によって接合されており、縮径要素333の先端部及び絶縁パイプ32は例えばろう付けB等によって固定されているが、接合方法や固定方法はこれに限られるものではない。
このように、金属パイプ31及び絶縁パイプ32の間のシールや、金属パイプ31と各電極33A、33Bとの電気的接触や、各電極33A、33Bの配置が、雄ねじ部31a及び雌ねじ部33aの締結と共に行われるので、組み立て作業が非常に簡便となる。
このように構成した本実施形態のプラズマ処理装置100によれば、絶縁パイプ32を介して互いに隣り合う金属パイプ31にコンデンサ33を電気的に直列接続しているので、アンテナ3の合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスから容量性リアクタンスを引いた形になるので、アンテナ3のインピーダンスを低減させることができる。その結果、アンテナ3を長くする場合でもそのインピーダンスの増大を抑えることができ、アンテナ3に高周波電流が流れやすくなり、誘導結合型のプラズマPを効率良く発生させることができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
この場合、第2の電極33Bによる冷却液CLの流路抵抗を小さくすべく、第2の電極33Bは、貫通孔332hに連通するとともに、冷却液CLの流れ方向に沿って延びる1又は複数の溝332gが形成されていることが好ましい。具体的にこの溝332gは、各貫通孔332hそれぞれに対して設けられた軸方向に延びる有底溝であり、その開口が絶縁パイプ32の内周面と対向するように形成されている。
また、第2の電極33Bの先端角部332cでの電界集中を緩和すべく、図3に示すように、第2の延出部332Bの先端角部332cをテーパ状(円錐形状)にしても良い。
そこで、第2の電極33Bによる冷却液CLの流路抵抗を小さくしつつ、コンデンサ33に必要なキャパシタンス値を担保するためには、図4に示すように、第1の電極33Aが、第2の電極33Bに対向する位置に形成されて内径が小さくなる絞り部335を有していることが好ましい。
このような構成であれば、第2の電極33Bを細くして冷却液CLの流路抵抗を低減させつつ、第1の電極33Aに絞り部335を形成しているので、この絞り部335によって第1の電極33Aの外周面と第2の電極33Bの内周面との距離を短くすることができ、コンデンサ33に必要なキャパシタンス値を担保することができる。
具体的な実施態様としては、第1の金属パイプ31Aの軸方向端部を絶縁パイプ32側に延ばすとともに、第2の電極33Bを第2の金属パイプ31B側から絶縁パイプ32の内部を通して第1の金属パイプ31Aの内部に延ばした構成が挙げられる。この場合、第1の金属パイプ32の軸方向端部は、絶縁パイプ32に固定されており、具体的な固定方法としては前記実施形態と同様、絶縁パイプ32の第1の金属パイプ31A側の軸方向端部に、外周部を周方向に切り欠いた外周切欠部32aを形成して、この外周切欠部32aに第1の金属パイプ31Aの軸方向端部を嵌合させて例えばろう付けB等により固定する方法が挙げられる。
このような構成であれば、第1の金属パイプ31Aにおける第2の電極と対向した部分を第1の電極33Aとして機能させることができ、部品点数を少なくしつつ前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
W ・・・基板
P ・・・誘導結合プラズマ
2 ・・・真空容器
3 ・・・アンテナ
31 ・・・金属パイプ(導体要素)
32 ・・・絶縁パイプ(絶縁要素)
33 ・・・コンデンサ
33A・・・第1の電極
33B・・・第2の電極
331・・・接触部
332・・・延出部
CL ・・・冷却液(液体の誘電体)
4 ・・・高周波電源
Claims (15)
- 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、互いに隣り合う第1の導体要素及び第2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、前記第1の導体要素及び前記第2の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、
前記容量素子は、
前記第1の導体要素の一部からなる電極又は前記第1の導体要素と電気的に接続された電極であって、前記絶縁要素より前記第1の導体要素側に配置された第1の電極と、
前記第2の導体要素と電気的に接続されるとともに、前記第2の導体要素側から前記絶縁要素の内部を通って前記第1の導体要素側に延び、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誘電体とからなり、
前記誘電体が液体であるアンテナ。 - 前記第1の電極は、管状をなすものであり、
前記第2の電極は、前記第1の電極の内部空間に差し込まれる延出部を有している、請求項1記載のアンテナ。 - 前記第1の電極の内周面と前記延出部の外周面との距離は、周方向に沿って一定である、請求項2記載のアンテナ。
- 前記各導体要素は、管状をなすものであり、
前記第1の導体要素の内部を流れる冷却液が、前記第1の電極と前記第2の電極との間に流入して前記誘電体として機能し、前記第2の電極に形成された1又は複数の貫通孔から当該第2の電極内に導かれて前記第2の導体要素の内部に流出するように構成されている、請求項1乃至3の何れか一項に記載のアンテナ。 - 前記第2の電極は、前記貫通孔に連通するとともに、前記冷却液の流れ方向に沿って延びる1又は複数の溝が形成されている、請求項4記載のアンテナ。
- 真空排気されかつガスが導入される真空容器と、
前記真空容器内又は前記真空容器外に配置された請求項1乃至5の何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。 - 複数の前記アンテナを備えており、
前記アンテナの両端部は、前記真空容器外に延び出ており、
互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナの端部と他方の前記アンテナの端部とを接続導体により電気的に接続して、前記互いに隣接する前記アンテナに互いに逆向きの高周波電流が流れるように構成されている、請求項6記載のプラズマ処理装置。 - 前記接続導体は内部に流路を有しており、その流路に冷却液が流れるものである、請求項7記載のプラズマ処理装置。
- 前記導体要素及び前記絶縁要素の内部に冷却液が流れるものであり、
互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナを流れた冷却液が前記接続導体の流路を介して他方の前記アンテナに流れるものである、請求項8記載のプラズマ処理装置。 - 前記接続導体は、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナに接続される一方の導体部と、他方の前記アンテナに接続される他方の導体部と、前記一方の導体部及び前記他方の導体部に電気的に直列接続された容量素子とを有する、請求項7乃至9の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記アンテナを覆う絶縁カバーをさらに備え、
前記第1の導体要素又は前記第2の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、請求項6乃至10の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記凸部は、前記外側周面の周方向全体に亘って連続的又は間欠的に形成されている、請求項11記載のプラズマ処理装置。
- 前記凸部は、第1の導体要素及び前記第2の導体要素の外側周面において前記絶縁要素に隣接した位置に形成されている、請求項11又は12記載のプラズマ処理装置。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、
前記第1の導体要素又は前記第2の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、アンテナ構造。 - 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と、
前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、
前記アンテナは、少なくとも2つの導体要素と、互いに隣り合う第1の導体要素及び第2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、前記第1の導体要素及び前記第2の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、
前記容量素子は、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誘電体とからなり、前記誘電体が液体であり、
前記第1の導体要素又は前記第2の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、アンテナ構造。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201880011433.3A CN110291847A (zh) | 2017-02-16 | 2018-02-13 | 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 |
PCT/JP2018/004939 WO2018151114A1 (ja) | 2017-02-16 | 2018-02-13 | プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 |
KR1020197023197A KR102235221B1 (ko) | 2017-02-16 | 2018-02-13 | 플라즈마 발생용의 안테나, 그것을 구비하는 플라즈마 처리 장치 및 안테나 구조 |
US16/485,166 US10932353B2 (en) | 2017-02-16 | 2018-02-13 | Antenna for generating plasma, and plasma treatment device and antenna structure provided with antenna for generating plasma |
TW107105635A TWI689967B (zh) | 2017-02-16 | 2018-02-14 | 電漿產生用的天線、具有該天線的電漿處理裝置以及天線構造 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017050566 | 2017-03-15 | ||
JP2017050566 | 2017-03-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018156929A JP2018156929A (ja) | 2018-10-04 |
JP6931461B2 true JP6931461B2 (ja) | 2021-09-08 |
Family
ID=63716847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017204967A Active JP6931461B2 (ja) | 2017-02-16 | 2017-10-24 | プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6931461B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6709478B1 (ja) * | 2019-04-24 | 2020-06-17 | 株式会社プラズマイオンアシスト | 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置 |
JP7290065B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2023-06-13 | 日新電機株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP7298320B2 (ja) * | 2019-06-11 | 2023-06-27 | 日新電機株式会社 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置用プログラム |
JP2021068600A (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 日新電機株式会社 | アンテナ及びプラズマ処理装置 |
WO2024150701A1 (ja) * | 2023-01-13 | 2024-07-18 | 日新電機株式会社 | アンテナ装置及びプラズマ処理装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6155199A (en) * | 1998-03-31 | 2000-12-05 | Lam Research Corporation | Parallel-antenna transformer-coupled plasma generation system |
US20050067934A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Discharge apparatus, plasma processing method and solar cell |
EP2299789A4 (en) * | 2008-05-22 | 2013-11-06 | Emd Corp | PLASMA GENERATING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING APPARATUS |
TW201105183A (en) * | 2009-07-21 | 2011-02-01 | Delta Electronics Inc | Plasma generating apparatus |
JP2013206652A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Nissin Electric Co Ltd | アンテナ装置、それを備えるプラズマ処理装置およびスパッタリング装置 |
JP5733460B1 (ja) * | 2014-10-01 | 2015-06-10 | 日新電機株式会社 | プラズマ発生用のアンテナおよびそれを備えるプラズマ処理装置 |
-
2017
- 2017-10-24 JP JP2017204967A patent/JP6931461B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018156929A (ja) | 2018-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6931461B2 (ja) | プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 | |
KR101763277B1 (ko) | 플라즈마 발생용 안테나 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치 | |
JP6341329B1 (ja) | 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 | |
JP6471515B2 (ja) | パイプ保持接続構造およびそれを備える高周波アンテナ装置 | |
JP5733460B1 (ja) | プラズマ発生用のアンテナおよびそれを備えるプラズマ処理装置 | |
KR102235221B1 (ko) | 플라즈마 발생용의 안테나, 그것을 구비하는 플라즈마 처리 장치 및 안테나 구조 | |
CN110709533B (zh) | 溅射装置 | |
US11217429B2 (en) | Plasma processing device | |
JP2017033788A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP5874853B1 (ja) | プラズマ処理装置 | |
TWI708526B (zh) | 天線以及電漿處理裝置 | |
JP6996096B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2017004602A (ja) | プラズマ発生用のアンテナおよびそれを備えるプラズマ処理装置 | |
WO2019181776A1 (ja) | アンテナ及びプラズマ処理装置 | |
WO2018151114A1 (ja) | プラズマ発生用のアンテナ、それを備えるプラズマ処理装置及びアンテナ構造 | |
WO2024150701A1 (ja) | アンテナ装置及びプラズマ処理装置 | |
JP2018156763A (ja) | 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 | |
JP2024100104A (ja) | アンテナ装置及びプラズマ処理装置 | |
JP7028001B2 (ja) | 成膜方法 | |
KR20220116048A (ko) | 안테나 기구 및 플라즈마 처리 장치 | |
JP2023104552A (ja) | アンテナ及びプラズマ処理装置 | |
JP2021018923A (ja) | プラズマ処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171111 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171205 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20171205 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210715 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210728 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6931461 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |