JP2025109074A - 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 - Google Patents

Abstract

【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

Description

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。

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。

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。

特開２０１８－１５６９２９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また前記態様のアンテナは、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内側周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のが好ましい。
このようにすれば、スペーサ部材の内側周面において、異種金属接触腐食が起こりやすい導体要素との隣接領域に酸化被膜又は金属被膜を形成することで、少ない被膜量で異種金属接触腐食を効率的に防止することができる。
この場合、前記スペーサ部材の内側周面の全面に形成すれば、異種金属接触腐食をより確実に防止することができる。

また本発明の他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、前記スペーサ部材と前記導体要素との間に絶縁シートが介在していることを特徴とする。

このような構成であれば、スペーサ部材と導体要素との間に絶縁シートを介在させることで、スペーサ部材と導体要素とを物理的に接触しないように離間させることができ、液体中におけるスペーサ部材と導体要素との異種金属接触による電蝕を防止することができ、アンテナを長寿命化できる。しかも絶縁シートの厚みを十分に小さいものにしておけば、スペーサ部材と導体要素と絶縁シートがコンデンサとして機能し、スペーサ部材と金属パイプとの間を電気的に接続することができる。

本発明のさらに別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ことを特徴とする。

このような構成であれば、導体要素と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ので、長時間の通電によってもこれらの部材間において異種金属接触腐食が起こり得ず、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。

また本発明の一態様のプラズマ処理装置は、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前記した本発明の各態様のアンテナと、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ことを特徴とする。

また本発明の別の一態様のプラズマ処理装置は、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前記した本発明の各態様のアンテナと、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ことを特徴とする。

このようなプラズマ処理装置であれば、前記した本発明のアンテナと同様の作用効果を奏することができる。

このように構成した本発明によれば、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が可能となる。

本実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す縦断面図である。 同実施形態のアンテナにおける容量素子の周辺構造を模式的に示す拡大断面図である。 同実施形態の第１の電極の周辺構造を模式的に示す拡大断面図。 同実施形態の第２の電極の周辺構造を模式的に示す拡大断面図。 変形実施形態の容量素子を模式的に示す拡大断面図である。 変形実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す縦断面図である。

以下、発明の一実施形態の成膜装置及び成膜方法について、図面を参照しながら説明する。

＜装置構成＞
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。

なお、このプラズマ処理装置１００は、プラズマＣＶＤ法によって膜形成を行う場合はプラズマＣＶＤ装置、エッチングを行う場合はプラズマエッチング装置、アッシングを行う場合はプラズマアッシング装置、スパッタリングを行う場合はプラズマスパッタリング装置とも呼ばれる。

具体的にプラズマ処理装置１００は、図１に示すように、真空排気され且つガス７が導入される真空容器２と、真空容器２内に配置された直線状のアンテナ３と、真空容器２内に誘導結合型のプラズマＰを生成するための高周波をアンテナ３に印加する高周波電源４とを備えている。なお、アンテナ３に高周波電源４から高周波を印加することによりアンテナ３には高周波電流ＩＲが流れて、真空容器２内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマＰが生成される。

真空容器２は、例えば金属製の容器であり、その内部は真空排気装置６によって真空排気される。真空容器２はこの例では電気的に接地されている。

真空容器２内に、例えば流量調整器（図示省略）及びアンテナ３に沿う方向に配置された複数のガス導入口２１を経由して、ガス７が導入される。ガス７は、基板Ｗに施す処理内容に応じたものにすれば良い。例えば、プラズマＣＶＤ法によって基板Ｗに膜形成を行う場合には、ガス７は、原料ガス又はそれを希釈ガス（例えばＨ_２）で希釈したガスである。より具体例を挙げると、原料ガスがＳｉＨ_４の場合はＳｉ膜を、ＳｉＨ_４＋ＮＨ_３の場合はＳｉＮ膜を、ＳｉＨ_４＋Ｏ_２の場合はＳｉＯ_２膜を、ＳｉＦ_４＋Ｎ_２の場合はＳｉＮ：Ｆ膜（フッ素化シリコン窒化膜）を、それぞれ基板Ｗ上に形成することができる。

また、真空容器２内には、基板Ｗを保持する基板ホルダ８が設けられている。この例のように、基板ホルダ８にバイアス電源９からバイアス電圧を印加するようにしても良い。バイアス電圧は、例えば負の直流電圧、負のバイアス電圧等であるが、これに限られるものではない。このようなバイアス電圧によって、例えば、プラズマＰ中の正イオンが基板Ｗに入射する時のエネルギーを制御して、基板Ｗの表面に形成される膜の結晶化度の制御等を行うことができる。基板ホルダ８内に、基板Ｗを加熱するヒータ８１を設けておいても良い。

アンテナ３は、真空容器２内における基板Ｗの上方に、基板Ｗの表面に沿うように（例えば、基板Ｗの表面と実質的に平行に）配置されている。真空容器２内に配置するアンテナ３は、１つでも良いし、複数でも良い。

アンテナ３の両端部付近は、真空容器２の相対向する側壁をそれぞれ貫通している。アンテナ３の両端部を真空容器２外へ貫通させる部分には、絶縁部材１１がそれぞれ設けられている。この各絶縁部材１１を、アンテナ３の両端部が貫通しており、その貫通部は例えばパッキン１２によって真空シールされている。各絶縁部材１１と真空容器２との間も、例えばパッキン１３によって真空シールされている。なお、絶縁部材１１の材質は、例えば、アルミナ等のセラミックス、石英、又はポリフェニンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のエンジニアリングプラスチック等である。

さらに、アンテナ３において、真空容器２内に位置する部分は、直管状の絶縁カバー１０により覆われている。この絶縁カバー１０の両端部は絶縁部材１１によって支持されている。なお、絶縁カバー１０の両端部と絶縁部材１１間はシールしなくても良い。絶縁カバー１０内の空間にガス７が入っても、当該空間は小さくて電子の移動距離が短いので、通常は空間にプラズマＰは発生しないからである。なお、絶縁カバー１０の材質は、例えば、石英、アルミナ、フッ素樹脂、窒化シリコン、炭化シリコン、シリコン等である。

絶縁カバー１０を設けることによって、プラズマＰ中の荷電粒子がアンテナ３を構成する金属パイプ３１に入射するのを抑制することができるので、金属パイプ３１に荷電粒子（主として電子）が入射することによるプラズマ電位の上昇を抑制することができると共に、金属パイプ３１が荷電粒子（主としてイオン）によってスパッタされてプラズマＰおよび基板Ｗに対して金属汚染（メタルコンタミネーション）が生じるのを抑制することができる。

アンテナ３の一端部である給電端部３ａには、整合回路４１を介して高周波電源４が接続されており、他端部である終端部３ｂは直接接地されている。なお、終端部３ｂは、コンデンサ又はコイル等を介して接地しても良い。

上記構成によって、高周波電源４から、整合回路４１を介して、アンテナ３に高周波電流ＩＲを流すことができる。高周波の周波数は、例えば、一般的な１３．５６ＭＨｚであるが、これに限られるものではない。

アンテナ３は、内部に冷却液ＣＬが流通する流路を有する中空構造のものである。具体的にアンテナ３は、図２～図４に示すように、少なくとも２つの管状をなす金属製の導体要素３１（以下、「金属パイプ３１」という。）と、互いに隣り合う金属パイプ３１の間に設けられて、それら金属パイプ３１を絶縁する管状の絶縁要素３２（以下、「絶縁パイプ３２」という。）と、互いに隣り合う金属パイプ３１と電気的に直列接続された容量素子であるコンデンサ３３とを備えている。

本実施形態では金属パイプ３１の数は２つであり、絶縁パイプ３２及びコンデンサ３３の数は各１つである。以下の説明において、一方の金属パイプ３１を「第１の金属パイプ３１Ａ」、他方の金属パイプを「第２の金属パイプ３１Ｂ」ともいう。なお、アンテナ３は、３つ以上の金属パイプ３１を有する構成であってもしても良く、この場合、絶縁パイプ３２及びコンデンサ３３の数はいずれも金属パイプ３１の数よりも１つ少ないものになる。

なお、冷却液ＣＬは、真空容器２の外部に設けられた循環流路１４によりアンテナ３を流通するものであり、前記循環流路１４には、冷却液ＣＬを一定温度に調整するための熱交換器などの温調機構１４１と、循環流路１４において冷却液ＣＬを循環させるためのポンプなどの循環機構１４２とが設けられている。冷却液ＣＬとしては、電気絶縁の観点から、高抵抗の水が好ましく、例えば純水またはそれに近い水が好ましい。その他、例えばフッ素系不活性液体などの水以外の液冷媒を用いても良い。

金属パイプ３１は、内部に冷却液ＣＬが流れる直線状の流路３１ｘが形成された直管状をなすものである。そして、金属パイプ３１の少なくとも長手方向一端部の外周部には、雄ねじ部３１ａが形成されている。本実施形態の金属パイプ３１は、雄ねじ部３１ａが形成された端部とそれ以外の部材とを別部品により形成してそれらを接合しているが、単一の部材から形成しても良い。なお、複数の金属パイプ３１を接続する構成との部品の共通化を図るべく、金属パイプ３１の長手方向両端部に雄ねじ部３１ａを形成して互換性を持たせておくことが望ましい。金属パイプ３１の材質は、例えば、銅、アルミニウム、これらの合金、ステンレス等である。

絶縁パイプ３２は、内部に冷却液ＣＬが流れる直線状の流路３２ｘが形成された直管状をなすものである。そして、絶縁パイプ３２の軸方向両端部の側周壁には、金属パイプ３１の雄ねじ部３１ａと螺合して接続される雌ねじ部３２ａが形成されている。また、絶縁パイプ３２の軸方向両端部の側周壁には、雌ねじ部３２ａよりも軸方向中央側に、コンデンサ３３の各電極３３Ａ、３３Ｂを嵌合させるための凹部３２ｂが周方向全体に亘って形成されている。本実施形態の絶縁パイプ３２は、単一の部材から形成しているが、これに限られない。なお、絶縁パイプ３２の材質は、例えば、アルミナ、フッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、エンジニアリングプラスチック（例えばポリフェニンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）など）等である。

コンデンサ３３は、絶縁パイプ３２の内部に設けられており、具体的には、絶縁パイプ３２の冷却液ＣＬが流れる流路３２ｘに設けられている。

具体的にコンデンサ３３は、互いに隣り合う金属パイプ３１の一方（第１の金属パイプ３１Ａ）と電気的に接続された第１の電極３３Ａと、互いに隣り合う金属パイプ３１の他方（第２の金属パイプ３１Ｂ）と電気的に接続されるとともに、第１の電極３３Ａに対向して配置された第２の電極３３Ｂとを備えており、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間を冷却液ＣＬが満たすように構成されている。つまり、この第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間を流れる冷却液ＣＬが、コンデンサ３３を構成する誘電体となる。

各電極３３Ａ、３３Ｂは、概略回転体形状をなすとともに、その中心軸に沿って中央部に主流路３３ｘが形成されている。具体的に各電極３３Ａ、３３Ｂは、金属パイプ３１における絶縁パイプ３２側の端部に電気的に接触するフランジ部３３１と、当該フランジ部３３１から絶縁パイプ３２側に延出した延出部３３２とを有している。本実施形態の各電極３３Ａ、３３Ｂは、フランジ部３３１及び延出部３３２を単一の部材から形成しても良いし、別部品により形成してそれらを接合しても良い。電極３３Ａ、３３Ｂの材質は、例えば、アルミニウム、銅、これらの合金等である。

また、フランジ部３３１には、厚み方向に複数の貫通孔３３１ｈが形成されている。このフランジ部３３１に貫通孔３３１ｈを設けることによって、フランジ部３３１による冷却液ＣＬの流路抵抗を小さくするとともに、絶縁パイプ３２内での冷却液ＣＬの滞留、及び、絶縁パイプ３２内に気泡が溜まることを防ぐことができる。

延出部３３２は、円筒形状をなすものであり、その内部に主流路３３ｘが形成されている。第１の電極３３Ａの延出部３３２及び第２の電極３３Ｂの延出部３３２は、互いに同軸上に配置されている。つまり、第２の電極３３Ｂの延出部３３２の内部に第１の電極３３Ａの延出部３３２が挿し込まれた状態で設けられている。これにより、第１の電極３３Ａの延出部３３２と第２の電極３３Ｂの延出部３３２との間に、流路方向に沿った円筒状の空間が形成される。

このように構成された各電極３３Ａ、３３Ｂは、絶縁パイプ３２の側周壁に形成された凹部３２ｂに嵌合されている。具体的には、絶縁パイプ３２の軸方向一端側に形成された凹部３２ｂに第１の電極３３Ａが嵌合され、絶縁パイプ３２の軸方向他端側に形成された凹部３２ｂに第２の電極３３Ｂが嵌合されている。このように各凹部３２ｂに各電極３３Ａ、３３Ｂを嵌合させることによって、第１の電極３３Ａの延出部３３２及び第２の電極３３Ｂの延出部３３２は、互いに同軸上に配置される。また、各凹部３２ｂの軸方向外側を向く面に各電極３３Ａ、３３Ｂのフランジ部３３１の端面が接触することによって、第１の電極３３Ａの延出部３３２に対する第２の電極３３Ｂの延出部３３２の挿入寸法が規定される。

本実施形態では、第１の金属パイプ３１Ａと第１の電極３３Ａの間、及び第２の金属パイプ３１Ｂと第２の電極３３Ｂの間のそれぞれに、スペーサ部材３４が設けられている。スペーサ部材３４は、概略回転体形状（具体的には概略短管形状）をなすとともに、その中心軸に沿って中央部に流路３４ｘが形成されている。スペーサ部材３４の材質は、例えば、アルミニウム、銅及びこれらの合金等である。

スペーサ部材３４における絶縁パイプ３２側の端部は、各電極３３Ａ、３３Ｂのフランジ部３３１に周方向全体に亘って接触している。具体的には、スペーサ部材３４の一方の軸方向端面は、フランジ部３３１の軸方向端面に周方向全体に亘って接触している。またスペーサ部材３４における金属パイプ３１側の端部は、各金属パイプ３１Ａ、３１Ｂの端部に周方向に亘って接触している。具体的にはスペーサ部材３４の他方の軸方向端面は、金属パイプ３１の軸方向端面（先端面）に周方向全体に亘って接触している。このようにして、金属パイプ３１とスペーサ部材３４と各電極３３Ａ、３３Ｂは電気的に接続される。

スペーサ部材３４により形成される流路３４ｘの流路径と、金属パイプにより形成される流路３１ｘの流路径はたがいに同一である。そしてこれらの部材は同軸上に配置されることで、流路３４ｘ、３１ｘを形成するそれぞれの内側周面が面一となっている。

また、絶縁パイプ３２の各凹部３２ｂに各電極３３Ａ、３３Ｂ及びスペーサ部材３４を嵌合させるとともに、当該絶縁パイプ３２の雌ねじ部３２ａに金属パイプ３１の雄ねじ部３１ａを螺合させることによって、金属パイプ３１の先端面がスペーサ部材３４に接触して、各電極３３Ａ、３３Ｂ及びスペーサ部材３４が、絶縁パイプ３２と金属パイプ３１との間に挟まれて固定される。このように本実施形態のアンテナ３は、金属パイプ３１、絶縁パイプ３２、スペーサ部材、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂが同軸上に配置された構造となる。なお、金属パイプ３１及び絶縁パイプ３２の接続部は、真空及び冷却液ＣＬに対するシール構造を有している。本実施形態のシール構造は、雄ねじ部３１ａの基端部に設けられたパッキン等のシール部材により実現されている。なお、管用テーパねじ構造を用いても良い。

この構成において、第１の金属パイプ３１Ａから冷却液ＣＬが流れてくると、冷却液ＣＬは、第１の電極３３Ａの主流路３３ｘ及び貫通孔３３１ｈを通じて、第２の電極３３Ｂ側に流れる。第２の電極３３Ｂ側に流れた冷却液ＣＬは、第２の電極３３Ｂの主流路３３ｘ及び貫通孔３３１ｈを通じて第２の金属パイプ３１Ｂに流れる。このとき、第１の電極３３Ａの延出部３３２と第２の電極３３Ｂの延出部３３２との間の円筒状の空間が冷却液ＣＬに満たされて、当該冷却液ＣＬが誘電体となりコンデンサ３３が構成される。

そして本実施形態のアンテナ３では、各電極３３Ａ、３３Ｂとスペーサ部材３４は同種金属から構成されており、金属パイプ３１と、各電極３３Ａ、３３Ｂ及びスペーサ部材３４とは異種金属から構成されている。具体的に本実施形態では、各電極３３Ａ、３３Ｂとスペーサ部材３４はアルミニウムから構成され、金属パイプ３１は銅により構成されている。そして本実施形態では、冷却水ＣＬ中における、金属パイプ３１とスペーサ部材３４間の異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）を避けるべく、スペーサ部材３４の表面は、アルマイト処理が施されることにより、酸化被膜（酸化アルミニウム被膜）が形成されている。この酸化被膜は、スペーサ部材３４の表面のうち、少なくとも、流路３４ｘを形成する内表面３４ａにおいて、金属パイプ３１と隣接する領域に形成されており、好ましくは内表面３４ａの全体に形成されている。さらに好ましくは、スペーサ部材３４の表面の全体に酸化被膜が形成されている。また本実施形態では、各電極３３Ａ、３３Ｂの表面にも酸化被膜が形成されている。酸化被膜の厚みは、例えば約５μｍ～約２０μｍであるが、これに限らない。

＜本実施形態の効果＞
このように構成された本実施形態のアンテナ３によれば、スペーサ部材３４の表面が、アルマイト処理を施すことにより形成した酸化被膜により覆われているので、冷却液ＣＬ中における、金属パイプ３１との間での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３を長寿命化し、プラズマ処理装置１００の信頼性を向上することができる。

なお、本発明のプラズマ発生用のアンテナ前記実施形態に限られるものではない。
例えば前記実施形態では、スペーサ部材３４の表面にアルマイト処理を施すことにより、金属パイプ３１との間での異種金属接触腐食を防止するようにしていたがこれに限らない。他の実施形態では、図５に示すように、スペーサ部材３４と金属パイプ３１のそれぞれの対向面の間に絶縁シート３５を介在させ、スペーサ部材３４と金属パイプ３１とを物理的に離間させるようにしてもよい。この態様では、スペーサ部材３４と金属パイプ３１と絶縁シート３５が、コンデンサとして機能し、スペーサ部材３４と金属パイプ３１の間は電気的に接続される。絶縁シート３５は、例えばフッ素樹脂等の樹脂材料により構成された、厚さ数μｍのものである。この場合、スペーサ部材３４の表面にはアルマイト処理が施されていてもよいし、施されていなくてもよい。

さらに他の実施形態では、金属パイプ３１とスペーサ部材３４とが異種金属からなる場合に、スペーサ部材３４の表面を、金属パイプ３１を構成する金属と同種の金属膜により被覆するようにしてもよい。例えば、金属パイプ３１が銅からなり、スペーサ部材３４がアルミニウムからなる場合に、スペーサ部材３４の表面を銅メッキにより被覆するようにしてもよい。

また前記実施形態では、金属パイプ３１と、各電極３３Ａ、３３Ｂ及びスペーサ部材３４とは異種金属から構成されていたがこれに限らない。他の実施形態では、金属パイプ３１と、各電極３３Ａ、３３Ｂと、スペーサ部材３４とが、同種金属（例えば銅）から構成されていてもよい。これによっても、スペーサ部材３４と金属パイプ３１との間での異種金属接触腐食を防止することができる。

前記実施形態のプラズマ処理装置１００ではアンテナ３が基板Ｗの処理室内に配置されたものであったが、図６に示すように、アンテナ３を処理室１８外に配置したものであってもよい。この場合、複数のアンテナ３は、真空容器２内において誘電体窓１９によって処理室１８とは区画されたアンテナ室２０に配置されている。なお、アンテナ室２０は真空排気装置２１によって真空排気される。このプラズマ処理装置１００であれば、処理室１８の圧力などの条件と、アンテナ室２０の圧力などの条件とを個別に制御することができ、プラズマＰの発生を効率的にできるとともに、基板Ｗの処理を効率的にできる。

その上、前記実施形態では、アンテナは直線状をなすものであったが、湾曲又は屈曲した形状であっても良い。この場合、金属パイプが湾曲又は屈曲した形状であっても良いし、絶縁パイプが湾曲又は屈曲した形状であっても良い。

加えて、導体要素及び絶縁要素は、１つの内部流路を有する管状をなすものであったが、２以上の内部流路を有するもの、或いは、分岐した内部流路を有するものであっても良い。また、導体要素及び／又は絶縁要素が中実のものであっても良い。

前記実施形態の電極において延出部は、円筒状であったが、その他の角筒状であっても良いし、平板状又は湾曲又は屈曲した板状であっても良い。

なお、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

３ ・・・アンテナ
３１ ・・・導体要素
３２ ・・・絶縁要素
３３ ・・・容量素子
３３Ａ・・・第１の電極
３３Ｂ・・・第２の電極
３４ ・・・スペーサ部材

Claims (9)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。