CN111886936B - 等离子体控制系统以及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体控制系统以及计算机可读存储介质，等离子体控制系统包括：高频电源；第一天线，一端部与高频电源连接；第二天线，一端部与第一天线的另一端部连接；第一电抗可变元件，设置于第一天线与第二天线之间；第一电抗可变元件的第一驱动部；第二电抗可变元件，与第二天线的另一端部连接；第二电抗可变元件的第二驱动部；第一电流检测部，检测第二电抗可变元件的第二驱动部、以及第一天线的一端部的电流；第二电流检测部，检测第一天线与第二天线之间流动的电流；第三电流检测部，检测第二天线的另一端部的电流；以及控制装置，控制第一驱动部及第二驱动部。

Description

等离子体控制系统以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及一种对使高频电流流入天线中所产生的感应耦合型的等离子体进行控制的等离子体控制系统以及计算机可读存储介质。
背景技术
作为产生感应耦合型的等离子体(略称为ICP(Inductively Coupled Plasma))的装置，如专利文献1所示，已知有以将多根天线配置于真空容器内的基板的四角上，并使高频电流流入这些天线中的方式构成的等离子体处理装置。
若更详细地进行说明，则所述等离子体处理装置包括：与多根天线分别连接的可变阻抗元件、及设置于多根天线各自的供电侧的拾波线圈或电容器。而且，根据来自拾波线圈或电容器的输出值来对可变阻抗元件的阻抗值进行反馈控制，由此将在各个天线的周围产生的等离子体的密度控制在规定范围内，而谋求在真空容器内产生的等离子体密度的空间的均匀化。
然而，若基板变成大型的基板，则无法通过将如专利文献1的等离子体处理装置中所使用那样的尺寸比较短的天线配置于基板的四角上来应对，在此情况下，可使用如专利文献2所示那样的长尺寸状的天线。
在将此种长尺寸状的天线配置于真空容器内来生成感应耦合型等离子体的情况下，通过在天线与等离子体之间产生的静电耦合，而使电流经由等离子体而在天线与真空容器的壁之间流动、或使电流经由等离子体而在相互邻接的天线间流动。
其结果，产生沿着天线的长边方向的电流量的分布变得不均匀、且沿着天线的长边方向的等离子体密度变得不均匀这一问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-228354号公报
专利文献2：日本专利特开2016-138598号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明是为了解决所述问题点而成，其将可使用长尺寸状的天线来应对基板的大型化，并沿着天线的长边方向产生均匀的等离子体作为其主要的课题。
解决问题的技术手段
即，本发明的等离子体控制系统包括：高频电源；第一天线，一端部与所述高频电源连接；第二天线，一端部与所述第一天线的另一端部连接；第一电抗可变元件，设置于所述第一天线与所述第二天线之间，电抗通过可动部件移动而改变；第一驱动部，使所述第一电抗可变元件的所述可动部件移动；第二电抗可变元件，与所述第二天线的另一端部连接，电抗通过可动部件移动而改变；第二驱动部，使所述第二电抗可变元件的所述可动部件移动；第一电流检测部，检测流入所述第一天线的一端部中的电流；第二电流检测部，检测在所述第一天线与所述第二天线之间流动的电流；第三电流检测部，检测流入所述第二天线的另一端部中的电流；以及控制装置，输出用于以由所述第一电流检测部所获得的第一电流值、由所述第二电流检测部所获得的第二电流值、及由所述第三电流检测部所获得的第三电流值相互变成相等的方式，分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号。
根据此种等离子体控制系统，控制装置输出用于以第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等的方式，分别控制第一驱动部及第二驱动部的控制信号，因此可使流入第一天线及第二天线中的电流沿着长边方向尽可能地变得均匀。
其结果，可使用长尺寸状的天线来应对基板的大型化，并可沿着天线的长边方向产生均匀的等离子体。
再者，本发明中的“第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等”是指除第一电流值、第二电流值、及第三电流值变成相同的情况以外，也包括使流入第一天线及第二天线中的电流沿着长边方向尽可能地变得均匀后，在第一电流值、第二电流值、及第三电流值之间产生可无视的误差或检测不到的误差的情况。
作为用于使第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等的控制装置的具体的结构，可列举如下的结构，其包括：第一比较部，对所述第一电流值与所述第二电流值进行比较；第二比较部，对所述第二电流值与所述第三电流值进行比较；以及控制部，根据所述第一比较部的比较结果，输出用于以所述第一电流值与所述第二电流值变成相等的方式控制所述第一驱动部的控制信号，并且根据所述第二比较部的比较结果，输出用于以所述第二电流值与所述第三电流值变成相等的方式控制所述第二驱动部的控制信号。
若为此种结构，则可使第一电流值与第二电流值变成相等，并且使第二电流值与第三电流值变成相等，作为其结果，可使第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等。
作为控制装置的另一结构，可列举如下的结构，其包括：模式数据存储部，存储已将表示所述第一电流值、所述第二电流值、及所述第三电流值的大小关系的多种基准电流值模式与对应于各个基准电流值模式而事先决定，用于以所述各电流值相互变成相等的方式控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制模式结合的模式数据；实际电流值模式判断部，判断作为所述第一电流值、所述第二电流值、及所述第三电流值的实际的大小关系的实际电流值模式；以及控制部，判断与所述实际电流值模式对应的所述基准电流值模式，并且根据已与所述基准电流值模式结合的所述控制模式，输出用于分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号。
若为此种结构，则根据对应于实际电流值模式的控制模式，输出用于分别控制第一驱动部及第二驱动部的控制信号，由此可使第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等。
此外，在第一天线及第二天线分别贯穿收容基板的真空容器的相向的侧壁，并且将各天线的相同侧的端部电性连接而串联连接的结构中，当变更了各电抗元件的电抗时，第二电流值的变动比第一电流值或第三电流值的变动小。可认为其原因在于：在第一天线与第二天线之间流动的电流比流入各天线中的电流更难以受到等离子体的影响。
因此，所述控制装置优选为以如下方式构成：在所述第一电流值与所述第二电流值互不相同的情况下，输出用于以使所述第一电流值接近所述第二电流值的方式控制所述第一驱动部的控制信号，在所述第二电流值及所述第三电流值互不相同的情况下，输出用于以使所述第三电流值接近所述第二电流值的方式控制所述第二驱动部的控制信号。
若为此种结构，则使第一电流值或第三电流值接近比较稳定的第二电流值，因此可在比较短的时间内使第一电流值、第二电流值、及第三电流值相互变成相等。
作为所述第一电抗可变元件，可列举如下的可变电容器，其具有：第一固定电极，与所述第一天线电性连接；第二固定电极，与所述第二天线电性连接；以及作为所述可动部件的可动电极，与所述第一固定电极之间形成第一电容器，并且与所述第二固定电极之间形成第二电容器；且以通过所述可动电极环绕规定的旋转轴进行旋转，而可变更其静电电容的方式构成。
在此种结构中，例如在静电电容为零，即设为可动电极与各固定电极在俯视下不互相重叠的状态的情况下，若在可动电极与各固定电极之间产生间隙，则有时在所述间隙中产生电弧放电，存在导致电容元件的破损之虞。
因此，在所述结构中，优选为所述控制装置包括在所述可动电极的旋转角度已变成规定的阈值的情况下，使所述可动电极的旋转停止的控制停止部。
若为此种结构，则可在到达可能产生电弧放电的旋转角度之前使可动电极的旋转停止，而可防止电弧放电的产生。
优选为所述第一天线及所述第二天线分别贯穿收容基板的真空容器的相向的侧壁，并且通过介于所述各天线的相同侧的端部之间的连接导体而串联连接，所述各天线在内部具有冷却液进行流动的流路，所述连接导体具有：作为所述第一电抗可变元件的第一可变电容器；第一连接部，将所述第一可变电容器与所述第一天线的端部连接，并且将自形成于所述端部的开口部中流出的所述冷却液引导至所述第一可变电容器中；以及第二连接部，将所述第一可变电容器与所述第二天线的端部连接，并且将已穿过所述第一可变电容器的所述冷却液引导至形成于所述端部的开口部中；且所述冷却液是所述第一可变电容器的电介质。
若为此种结构，则对于高频电流的电抗简言之变成自天线的感应性电抗减去第一可变电容器的电容性电抗而成，因此可将一对天线串联连接，并降低天线的阻抗。其结果，即便在使天线变长的情况下，也可抑制其阻抗的增大，高频电流容易流入天线中，可高效率地产生等离子体。而且，由于将天线的冷却液用作第一可变电容器的电介质，因此可对第一可变电容器进行冷却，并抑制其静电电容的突然的变动。
另外，本发明的等离子体控制系统用程序是用于如下的等离子体控制系统的程序，所述等离子体控制系统包括：高频电源；第一天线，一端部与所述高频电源连接；第二天线，一端部与所述第一天线的另一端部连接；第一电抗可变元件，设置于所述第一天线与所述第二天线之间，电抗通过可动部件移动而改变；第一驱动部，使所述第一电抗可变元件的所述可动部件移动；第二电抗可变元件，与所述第二天线的另一端部连接，电抗通过可动部件移动而改变；第二驱动部，使所述第二电抗可变元件的所述可动部件移动；第一电流检测部，检测流入所述第一天线的一端部中的电流；第二电流检测部，检测在所述第一天线与所述第二天线之间流动的电流；以及第三电流检测部，检测流入所述第二天线的另一端部中的电流；且所述等离子体控制系统用程序的特征在于：使计算机发挥输出用于以由所述第一电流检测部所获得的第一电流值，由所述第二电流检测部所获得的第二电流值，及由所述第三电流检测部所获得的第三电流值相互变成相等的方式，分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号的功能。
根据此种等离子体控制系统用程序，可发挥与所述等离子体控制系统相同的作用效果。
发明的效果
根据如所述那样构成的本发明，可使用长尺寸状的天线来应对基板的大型化，并可沿着天线的长边方向产生均匀的等离子体。
附图说明
图1是表示本实施方式的等离子体控制系统的结构的示意图。
图2是示意性地表示本实施方式的等离子体处理装置的结构的纵剖面图。
图3是示意性地表示本实施方式的等离子体处理装置的结构的横剖面图。
图4是示意性地表示本实施方式的连接导体的横剖面图。
图5是示意性地表示本实施方式的连接导体的纵剖面图。
图6是从导入端口侧观察本实施方式的可变电容器的侧面图。
图7是表示本实施方式的固定金属板及可动金属板不相向的状态的示意图。
图8是表示本实施方式的固定金属板及可动金属板相向的状态的示意图。
图9是表示本实施方式的控制装置的功能的功能框图。
图10是用于说明本实施方式的控制装置的动作的流程图。
图11是表示第二实施方式的控制装置的功能的功能框图。
图12是用于说明第二实施方式的基准电流值模式的图。
图13是表示其他实施方式中的等离子体控制系统的结构的示意图。
符号的说明
200：等离子体控制系统
100：等离子体处理装置
W：基板
P：感应耦合型等离子体
IR：高频电流
2：真空容器
3A：第一天线
3a1：一端部
3a2：另一端部
3B：第二天线
3b1：一端部
3b2：另一端部
VC1：第一可变电容器
18：可动电极(可动部件)
VC2：第二可变电容器
M1：第一驱动部(马达)
M2：第二驱动部(马达)
CL：冷却液(液体的电介质)
S1：第一电流检测部
S2：第二电流检测部
S3：第三电流检测部
X：控制装置
X1：电流值获取部
X2：第一比较部
X3：第二比较部
X4：控制部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的等离子体控制系统的一实施方式进行说明。
<系统结构>
如图1所示，本实施方式的等离子体控制系统200至少包括利用感应耦合型的等离子体对基板实施处理的等离子体处理装置100，及用于控制所述等离子体的控制装置X。
首先，对等离子体处理装置100进行说明。
如图2所示，等离子体处理装置100对基板W实施例如利用等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法的膜形成、蚀刻、灰化、溅镀等处理。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(Flat PanelDisplay，FPD)用的基板，可挠性显示器用的可挠性基板等。
再者，所述等离子体处理装置100在利用等离子体CVD法进行膜形成的情况下也被称为等离子体CVD装置，在进行蚀刻的情况下也被称为等离子体蚀刻装置，在进行灰化的情况下也被称为等离子体灰化装置，在进行溅镀的情况下也被称为等离子体溅镀装置。
具体而言，等离子体处理装置100包括：真空容器2，进行真空排气且导入气体G；长尺寸状的天线3，配置于真空容器2内；以及高频电源4，对天线3施加用于在真空容器2内生成感应耦合型的等离子体P的高频。再者，自高频电源4对天线3施加高频，由此高频电流IR流入天线3中，在真空容器2内产生感应电场而生成感应耦合型的等离子体P。
真空容器2例如为金属制的容器，其内部通过真空排气装置5来进行真空排气。在本例中，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)及形成于真空容器2的侧壁上的气体导入口21而导入气体G。气体G只要设为对应于对基板W实施的处理内容的气体即可。
另外，在真空容器2内设置有保持基板W的基板固定器6。也可如本例那样，自偏置电源7对基板固定器6施加偏置电压。偏置电压例如为负的直流电压、负的脉冲电压等，但并不限定于此。通过此种偏置电压，例如可控制等离子体P中的正离子射入基板W时的能量，而进行形成于基板W的表面上的膜的结晶度的控制等。在基板固定器6内，也可设置对基板W进行加热的加热器61。
此处，天线3是直线状的天线，在真空容器2内的基板W的上方，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)配置有多根。
天线3的两端部附近分别贯穿真空容器2的彼此相向的侧壁。在使天线3的两端部朝真空容器2外贯穿的部分上分别设置有绝缘构件8。天线3的两端部贯穿所述各绝缘构件8，其贯穿部例如通过衬垫91来真空密封。各绝缘构件8与真空容器2之间也通过例如衬垫92来真空密封。再者，绝缘构件8的材质例如为氧化铝等陶瓷，石英，或聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)、聚醚醚酮(Polyether-ether-ketone，PEEK)等工程塑料等。
进而，在天线3中，位于真空容器2内的部分由直管状的绝缘罩10覆盖。所述绝缘罩10的两端部由绝缘构件8支撑。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。
而且，多根天线3是在内部具有冷却液CL进行流通的流路3s的中空结构的天线。在本实施方式中，天线3是呈直管状的金属管。金属管的材质例如为铜、铝、这些的合金、不锈钢等。
再者，冷却液CL通过设置于真空容器2的外部的循环流路11而在天线3中进行流通，在所述循环流路11中设置有用于将冷却液CL调整成固定温度的热交换器等调温机构111，及用于使冷却液CL在循环流路11中进行循环的泵等循环机构112。作为冷却液CL，就电绝缘的观点而言，优选为高电阻的水，例如优选为纯水或接近纯水的水。此外，例如也可使用氟系惰性液体等水以外的液体冷媒。
另外，如图3所示，多根天线3以由连接导体12连接而变成一根天线结构的方式构成。即，利用连接导体12将相互邻接的天线3中的朝真空容器2的外部延伸出的端部彼此电性连接。若更具体地进行说明，则在本实施方式中，两根天线3由连接导体12连接，且其中一根天线3(以下，也称为第一天线3A)的端部与另一根天线3(以下，也称为第二天线3B)的端部经电性连接。
此处，由连接导体12连接的第一天线3A及第二天线3B的端部是位于相同侧壁侧的端部。由此，相互反向的高频电流IR流入第一天线3A及第二天线3B中。
而且，连接导体12在内部具有流路，以冷却液CL流入所述流路中的方式构成。具体而言，连接导体12的一端部与第一天线3A的流路连通，连接导体12的另一端部与第二天线3B的流路连通。由此，在相互邻接的天线3A、天线3B中，已在第一天线3A中流动的冷却液CL经由连接导体12的流路而流入第二天线3B中。由此，可通过共同的冷却液CL来对多根天线3进行冷却。另外，可通过一根流路来对多根天线3进行冷却，因此可将循环流路11的结构简化。
各天线3A、天线3B中的未由连接导体12连接的一侧的端部(此处，第一天线3A的一端部)变成供电侧端部3a1，所述供电侧端部3a1经由匹配电路41而与高频电源4连接。另外，作为另一侧的端部(此处，第二天线3B的另一端部)的终端部3b2经由可变电容器VC2而接地。再者，作为可变电容器VC2，可使用各种结构的可变电容器，作为一例，是包括固定电极(未图示)、及与所述固定电极之间形成电容器的作为可动部件的可动电极(未图示)，并以通过可动电极环绕规定的旋转轴进行旋转，而可变更其静电电容的方式构成。
通过所述结构，可使高频电流IR自高频电源4经由匹配电路41而流入天线3中。高频的频率例如为一般的13.56MHz，但并不限定于此。
<连接导体12的结构>
继而，参照图4～图8对连接导体12进行详细说明。再者，在图4及图5等中，一部分的密封构件等省略记载。
如图4及图5所示，连接导体12包括：可变电容器VC1，与各天线3A、天线3B电性连接；第一连接部14，将所述可变电容器VC1与第一天线3A的另一端部3a2连接；以及第二连接部15，将可变电容器VC1与第二天线3B的一端部3b1连接。再者，为了将所述可变电容器VC1与图1及图2中所示的与第二天线3B的终端部3b2连接的可变电容器VC2加以区分，以下，将前者称为第一可变电容器VC1，将后者称为第二可变电容器VC2。
第一连接部14通过包围第一天线3A的另一端部3a2而与所述天线3A电性接触，并且将冷却液CL自形成于所述天线3A的另一端部3a2中的开口部3H引导至第一可变电容器VC1中。
第二连接部15通过包围第二天线3B的一端部3b1而与所述天线3B电性接触，并且将已穿过第一可变电容器VC1的冷却液CL引导至形成于所述天线3B的一端部3b1中的开口部3H中。
这些连接部14、连接部15的材质例如为铜、铝、这些的合金、不锈钢等。
本实施方式的各连接部14、连接部15在天线3的端部，经由O形环等密封构件Sa而液密地安装于比开口部3H更靠近真空容器2侧，并以不限制比开口部3H更外侧的方式构成(参照图4)。由此，变成容许相对于连接部14、连接部15的天线3的略微的倾斜的结构。
第一可变电容器VC1包括：第一固定电极16，与第一天线3A电性连接；第二固定电极17，与第二天线3B电性连接；以及作为可动部件的可动电极18，与第一固定电极16之间形成第一电容器，并且与第二固定电极17之间形成第二电容器。
本实施方式的第一可变电容器VC1是以通过可动电极18环绕规定的旋转轴C进行旋转，而可变更其静电电容的方式构成。而且，第一可变电容器VC1包括收容第一固定电极16、第二固定电极17及收容可动电极18的具有绝缘性的收容容器19。
收容容器19具有导入来自第一天线3A的冷却液CL的导入端口P1，及将冷却液CI朝第二天线3B中导出的导出端口P2。导入端口P1形成于收容容器19的一侧的侧壁(图4中左侧壁)上，导出端口P2形成于收容容器19的另一侧的侧壁(图4中右侧壁)上，且导入端口P1及导出端口P2设置于相互相向的位置上。再者，本实施方式的收容容器19形成内部具有中空部的大致长方体形状，但也可为其他形状。
第一固定电极16及第二固定电极17环绕可动电极18的旋转轴C设置于互不相同的位置上。在本实施方式中，第一固定电极16是自收容容器19的导入端口P1插入收容容器19的内部来设置。另外，第二固定电极17是自收容容器19的导出端口P2插入收容容器19的内部来设置。由此，第一固定电极16及第二固定电极17设置于关于旋转轴C对称的位置上。
如图5及图6所示，第一固定电极16具有以相互相向的方式设置的多个第一固定金属板161。另外，第二固定电极17具有以相互相向的方式设置的多个第二固定金属板171。这些固定金属板161、固定金属板171分别沿着旋转轴C相互大致等间隔地设置。
而且，多个第一固定金属板161相互形成同一形状，由第一凸缘构件162支撑。第一凸缘构件162被固定于收容容器19的形成有导入端口P1的左侧壁上。此处，在第一凸缘构件162中形成有与导入端口P1连通的贯穿孔162H。另外，多个第二固定金属板171相互形成同一形状，由第二凸缘构件172支撑。第二凸缘构件172被固定于收容容器19的形成有导出端口P2的右侧壁上。此处，在第二凸缘构件172中形成有与导出端口P2连通的贯穿孔172H。所述多个第一固定金属板161及多个第二固定金属板171以已被固定于收容容器19上的状态，设置于关于旋转轴C对称的位置上。
另外，第一固定金属板161及第二固定金属板171形成平板状，如图7所示，在俯视下，形成宽度随着朝向旋转轴C而缩小的形状。而且，在各固定金属板161、固定金属板171中，宽度缩小的端边161a、端边171a沿着旋转轴C的径向而形成。再者，相互相向的端边161a、端边171a形成的角度为90度。另外，各固定金属板161、固定金属板171的旋转轴C侧的前端边161b、前端边171b形成圆弧状。
如图4及图5所示，可动电极18包括：旋转轴体181，可环绕旋转轴C进行旋转地轴支于收容容器19的侧壁(图4中前侧壁)上；第一可动金属板182，由所述旋转轴体181支撑并与第一固定电极16相向；以及第二可动金属板183，由旋转轴体181支撑并与第二固定电极17相向。
旋转轴体181形成沿着旋转轴C延长的直线状。所述旋转轴体181以其一端部自收容容器19的前侧壁朝外部延伸出的方式构成。而且，在所述收容容器19的前侧壁中，由O形环等密封构件Sb可旋转地支撑。此处，在前侧壁中，由两个O形环进行两点支撑。另外，旋转轴体181的另一端部可旋转地接触设置于收容容器19的内表面上的定位凹部191。
另外，旋转轴体181的支撑第一可动金属板182及第二可动金属板183的部分181x由金属制等的导电材料形成，自收容容器19朝外部延伸出的部分181y由树脂制等的绝缘材料形成。
对应于第一固定金属板161而设置有多个第一可动金属板182。再者，第一可动金属板182分别形成同一形状。另外，对应于第二固定金属板171而设置有多个第二可动金属板183。再者，第二可动金属板183分别形成同一形状。这些可动金属板182、可动金属板183分别沿着旋转轴C相互大致等间隔地设置。另外，在本实施方式中，将各可动金属板182、可动金属板183设为夹在各固定金属板161、固定金属板171之间的结构。在图4中，将固定金属板161、固定金属板171设为六块，将可动金属板182、可动金属板183设为五块，但并不限定于此。再者，可动金属板182、可动金属板183与固定金属板161、固定金属板171的间距例如为1mm。
如图5所示，第一可动金属板182及第二可动金属板183设置于关于旋转轴C对称的位置上，并且相互形成同一形状。具体而言，如图7所示，各可动金属板182、可动金属板183在俯视下，形成随着自旋转轴C前往径向外侧而展开的扇形状。在本实施方式中，各可动金属板182、可动金属板183形成中心角为90度的扇形状。
在如此构成的第一可变电容器VC1中，通过使可动电极18旋转，如图8所示，第一固定金属板161与第一可动金属板182的相向面积(第一相向面积A1)变化，且第二固定金属板171与第二可动金属板183的相向面积(第二相向面积A2)变化。在本实施方式中，第一相向面积A1与第二相向面积A2同样地变化。另外，各固定金属板161、固定金属板171的旋转轴C侧的前端边161b、前端边171b为圆弧状，通过使可动电极18旋转，第一相向面积A1与第二相向面积A2与可动电极18的旋转角度θ成比例地变化。
另外，在本实施方式中，如图7所示，在各固定金属板161、固定金属板171与各可动金属板182、可动金属板183不相向的状态下，在俯视下，在可动金属板182、可动金属板183的展开的端边182a、端边183a与固定金属板161、固定金属板171的缩小的端边161a、端边171a之间设置有间隙z。由此，可在轴方向上卸下可动电极18。在本实施方式中，通过沿着轴方向卸下支撑可动电极18的前侧壁而卸下可动电极18。
在所述结构中，若冷却液CL自收容容器19的导入端口P1流入，则收容容器19的内部由冷却液CL填满。此时，第一固定金属板161与第一可动金属板182之间由冷却液CL填满，并且第二固定金属板171与第二可动金属板183之间由冷却液CL填满。由此，冷却液CL成为第一电容器的电介质及第二电容器的电介质。在本实施方式中，第一电容器的静电电容与第二电容器的静电电容相同。另外，如此构成的第一电容器及第二电容器经串联连接，第一可变电容器VC1的静电电容变成第一电容器(或第二电容器)的静电电容的一半。
此处，在本实施方式中，以第一固定电极16及第二固定电极17与可动电极18的相向方向和导入端口P1与导出端口P2的相向方向正交的方式构成。即，固定金属板161、固定金属板171及可动金属板182、可动金属板183沿着导入端口P1及导出端口P2的相向方向而设置。通过所述结构，冷却液CL容易在收容容器19的内部流动。其结果，收容容器19内的冷却液CL的置换变得容易，可高效率地进行第一可变电容器VC1的冷却。另外，已自导入端口P1流入的冷却液CL容易流入固定金属板161、固定金属板171与可动金属板182、可动金属板183之间，且容易自固定金属板161、固定金属板171与可动金属板182、可动金属板183之间流出。其结果，固定金属板161、固定金属板171与可动金属板182、可动金属板183之间的冷却液的置换变得容易，可抑制成为电介质的冷却液CL的温度变化。由此，容易将第一可变电容器VC1的静电电容维持成固定。进而，气泡难以停留于固定金属板161、固定金属板171与可动金属板182、可动金属板183之间。
而且，如图1所示，本实施方式的等离子体控制系统200进而包括：第一电流检测部S1，检测流入第一天线3A的一端部3a1(即，所述供电侧端部3a1)中的电流；第二电流检测部S2，检测在第一天线3A与第二天线3B之间流动的电流；第三电流检测部S3，检测流入第二天线3B的另一端部3b2(即，所述终端部3b2)中的电流；以及控制装置X，控制第一可变电容器VC1及第二可变电容器VC2。再者，为了便于说明，在图1中，省略真空容器2等天线3的周边结构的记载。
第一电流检测部S1是安装于第一天线3A的一端部3a1或其附近的例如电流互感器(current transformer)等电流监测器。由所述第一电流检测部S1所检测到的检测信号通过直流转换电路101而自交流转换成直流，并通过模拟/数字(Analog/Digital，A/D)转换器102而自模拟信号转换成数字信号后，被输出至控制装置X中。
第二电流检测部S2是设置于第一可变电容器VC1与第二天线3B的一端部3b1之间的例如电流互感器等电流监测器。由所述第二电流检测部S2所检测到的检测信号通过直流转换电路101而自交流转换成直流，并通过AD转换器102而自模拟信号转换成数字信号后，被输出至控制装置X中。再者，第二电流检测部S2也可设置于第一天线3A的另一端部3a2与第一可变电容器VC1之间，输出与流入第一天线3A的另一端部3a2中的电流的大小对应的检测信号。
第三电流检测部S3是安装于第二天线3B的另一端部3b2或其附近的例如电流互感器等电流监测器。由所述第三电流检测部S3所检测到的检测信号通过直流转换电路101而自交流转换成直流，并通过AD转换器102而自模拟信号转换成数字信号后，被输出至控制装置X中。
控制装置X控制第一可变电容器VC1的静电电容及第二可变电容器VC2的静电电容。此处，如图1所示，第一可变电容器VC1的可动电极18通过作为第一驱动部M1的马达来驱动，第二可变电容器VC2的未图示的可动部件通过作为第二驱动部M2的马达来驱动。各马达M1、马达M2通过来自马达驱动电路103的驱动信号而进行旋转，所述马达驱动电路103由控制装置X控制。
所述控制装置X在物理上是包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、存储器、输入输出界面等的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等计算机，其以如下方式构成：通过执行已被存储于所述存储器中的程序，且各设备进行协作，而如图9所示那样，发挥作为电流值获取部X1、第一比较部X2、第二比较部X3、及控制部X4的功能。
以下，对各部进行说明。
电流值获取部X1获取表示由各电流检测部S1～电流检测部S3所检测到的电流的大小的信号。
具体而言，所述电流值获取部X1获取表示由第一电流检测部S1所检测到的第一电流值I1的数字信号，表示由第二电流检测部S2所检测到的第二电流值I2的数字信号，及表示由第三电流检测部S3所检测到的第三电流值I3的数字信号。而且，将第一电流值I1及第二电流值I2输出至第一比较部X2中，将第二电流值I2及第三电流值I3输出至第二比较部X3中。
第一比较部X2对第一电流值I1与第二电流值I2进行比较。具体而言，以判断自第二电流值I2减去第一电流值I1所得的第一电流差ΔI1是否大于0的方式构成。
第二比较部X3对第二电流值I2与第三电流值I3进行比较。具体而言，以判断自第二电流值I2减去第三电流值I3所得的第二电流差ΔI2是否大于0的方式构成。
控制部X4根据第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3，对第一可变电容器VC1的静电电容及第二可变电容器VC2的静电电容进行反馈控制。具体而言，以第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3相互变成相等的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中。
以下，一面参照图10的流程图，一面对更详细的控制内容进行说明。
首先，第一比较部X2判断第二电流值I2是否大于第一电流值I1，即第一电流差ΔI1是否大于0(S1)
当在S1中已判断第一电流差ΔI1大于0时，控制部X4以第一可变电容器VC1的静电电容变大的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中(S2)。而且，基于所述控制信号的驱动信号被自马达驱动电路103输出至第一驱动部M1中。
另一方面，当在S1中已判断第一电流差ΔI1不大于0时，即第一电流差ΔI1为0以下时，控制部X4以第一可变电容器VC1的静电电容变小的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中(S3)。而且，基于所述控制信号的驱动信号被自马达驱动电路103输出至第一驱动部M1中。
当在S2、S3中变更了第一可变电容器VC1的静电电容时，第二电流值I2的变化比较小，第一电流值I1以接近第二电流值I2的方式比较大地增减。可认为其原因在于：在第一天线3A与第二天线3B之间流动的电流比流入第一天线3A中的电流更难以受到等离子体的影响。
继而，第二比较部X3判断第二电流值I2是否大于第三电流值I1，即第二电流差ΔI2是否大于0(S4)。
当在S4中已判断第二电流差ΔI2大于0时，控制部X4以第二可变电容器VC2的静电电容变小的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中(S5)。而且，基于所述控制信号的驱动信号被自马达驱动电路103输出至第二驱动部M2中。
另一方面，当在S4中已判断第二电流差ΔI2不大于0时，即第二电流差ΔI2为0以下时，控制部X4以第二可变电容器VC2的静电电容变大的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中(S6)。而且，基于所述控制信号的驱动信号被自马达驱动电路103输出至第二驱动部M2中。
当在S5、S6中变更了第二可变电容器VC2的静电电容时，第二电流值I2的变化比较小，第三电流值I3以接近第二电流值I2的方式比较大地增减。可认为其原因在于：在第一天线3A与第二天线3B之间流动的电流比流入第二天线3B中的电流更难以受到等离子体的影响。
以下，控制部X4重复S1～S6，以第一电流值I1与第二电流值I2相互变成相等、且第二电流值I2与第三电流值I3相互变成相等的方式，将控制信号持续输出至马达驱动电路103中。
进而，如图9所示，本实施方式的控制装置X具备作为控制停止部X5的功能。
所述控制停止部X5在至少第一可变电容器VC1的可动电极18的旋转角度已变成规定的阈值的情况下，使可动电极18的旋转停止。
若更具体地进行说明，则在可动电极18中设置有例如编码器等未图示的角度检测部，自所述角度检测部朝控制停止部X5中输出表示可动电极18的旋转角度的检测角度信号。再者，例如如图7及图8所示，此处的旋转角度是将在俯视下各可动金属板182、可动金属板183与各固定金属板161、固定金属板171不互相重叠的状态，即静电电容为零的状态设为0度时的旋转角度θ。
所述阈值被设定成在俯视下各可动金属板182、可动金属板183的一部分与第一固定金属板161或第二固定金属板171的一部分互相重叠的状态的角度。
具体而言，阈值是使各可动金属板182、可动金属板183自与各固定金属板161、固定金属板171不互相重叠的0度起旋转，自各可动金属板182、可动金属板183开始与第一固定金属板161或第二固定金属板171重叠至到达90度为止的旋转角度，例如为10度。再者，此处设想可动金属板182、可动金属板183在0度与90度之间进行正反旋转的结构，在可动金属板182、可动金属板183超过90度进行旋转的结构中，也可设定上限值及下限值作为阈值。
而且，在可动电极18的旋转角度大于阈值的情况下，进行所述由控制部X4所进行的控制，在使可动电极18的旋转角度变小而已达到阈值的情况下，不论由控制部X4所进行的判断，控制停止部X5均将停止信号输出至马达驱动电路103中而强制性地使可动电极18的旋转停止。
再者，控制停止部X5也可与第一可变电容器VC1同样地，以在第二可变电容器VC2的未图示的可动电极的旋转角度已变成规定的阈值的情况下，使所述可动电极的旋转停止的方式构成。
<本实施方式的效果>
如此，根据本实施方式的等离子体控制系统200，控制部X4将用于以第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3相互变成相等的方式，分别控制第一驱动部M1及第二驱动部M2的控制信号输出至马达驱动电路103中，因此可使流入第一天线3A及第二天线3B中的高频电流IR沿着长边方向尽可能地变得均匀。
其结果，可使用长尺寸状的天线3来应对基板W的大型化，并可沿着天线3的长边方向产生均匀的等离子体P。
再者，此处所述的“第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3相互变成相等”只要所述第一电流差ΔI1及第二电流差ΔI2分别实质上变成零即可，只要可使流入第一天线3A及第二天线3B中的电流沿着长边方向尽可能地变得均匀，则第一电流差ΔI1或第二电流差ΔI2也可略微大于零或略微小于零。
另外，在可动电极18的旋转角度已达到阈值的情况下，控制停止部X5使可动电极18的旋转停止，因此在俯视下在各可动金属板182、可动金属板183与各固定金属板161、固定金属板171之间产生间隙Z前，可动电极18的旋转停止。由此，不会产生可能在等离子体P的产生过程中产生电弧放电的所述间隙z，而可防止由电弧放电所引起的第一可变电容器VC1的破损。
进而，可利用冷却液CL对天线3进行冷却，因此可稳定地产生等离子体P。另外，利用在天线3中流动的冷却液CL来构成第一可变电容器VC1的电介质，因此可对第一可变电容器VC1进行冷却，并抑制其静电电容的突然的变动。
此外，第一固定电极16及第二固定电极17环绕旋转轴C设置于互不相同的位置上，因此可使旋转轴C的轴方向上的尺寸变得小型。
而且，各固定电极16、固定电极17具有多个固定金属板161、固定金属板171，可动电极具有多个可动金属板182、可动金属板183，因此可不增大固定金属板161、固定金属板171及可动金属板182、可动金属板183的面积，而增大电极间的相向面积的最大值。
<第二实施方式>
第二实施方式中的等离子体控制系统200的控制装置X的结构与所述实施方式不同。
具体而言，如图11所示，第二实施方式中的控制装置X具备作为电流值获取部X1、模式数据存储部X6、实际电流值模式判断部X7、控制部X4、及控制停止部X5的功能。
以下，对各部进行说明，电流值获取部X1及控制停止部X5的功能与所述实施方式相同，因此省略详细的说明。
模式数据存储部X6设定于构成控制装置X的存储器的规定区域中，存储有已将表示第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3的大小关系的多种基准电流值模式与对应于各个基准电流值模式而事先决定的用于控制第一驱动部M1及第二驱动部M2的控制模式结合的模式数据。
多种基准电流值模式是可作为第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3的大小关系来设想的互不相同的模式，此处为图12中所示的四个基准电流值模式，具体如下。
[第一基准电流值模式]
第一电流值I1＜第二电流值I2＜第三电流值I3
[第二基准电流值模式]
第一电流值I1＞第二电流值I2＜第三电流值I3
[第三基准电流值模式]
第一电流值I1＞第二电流值I2＞第三电流值I3
[第四基准电流值模式]
第一电流值I1<第二电流值I2>第三电流值I3
再者，也可考虑第一电流值I1＝第二电流值I2的情况或第二电流值I2＝第三电流值I3的情况等，而视情况将基准电流值模式分成更多的种类。
控制模式针对各基准电流值模式，事先决定为了使电流值I1、电流值I2、电流值I3相互变成相等而需要的第一可变电容器VC1及第二可变电容器VC2的电抗的增减方向(换言之，静电电容的增减方向)。具体而言，针对第一基准电流值模式～第四基准电流值模式的第一控制模式～第四控制模式如下。
[第一控制模式]
减小第一可变电容器VC1的电抗，并减小第二可变电容器VC2的电抗。换言之，减小第一可变电容器VC1的静电电容，并减小第二可变电容器VC2的静电电容。
[第二控制模式]
增大第一可变电容器VC1的电抗，并减小第二可变电容器VC2的电抗。换言之，增大第一可变电容器VC1的静电电容，并减小第二可变电容器VC2的静电电容。
[第三控制模式]
增大第一可变电容器VC1的电抗，并增大第二可变电容器VC2的电抗。换言之，增大第一可变电容器VC1的静电电容，并增大第二可变电容器VC2的静电电容。
[第四控制模式]
减小第一可变电容器VC1的电抗，并增大第二可变电容器VC2的电抗。换言之，减小第一可变电容器VC1的静电电容，并增大第二可变电容器VC2的静电电容。
再者，在各控制模式中，可在变更第一可变电容器VC1的静电电容后，变更第二可变电容器VC2的静电电容，相反地，也可在变更第二可变电容器VC2的静电电容后，变更第一可变电容器VC1的静电电容。
实际电流值模式判断部X7根据电流值获取部X1已输出的第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3，判断作为第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3的实际的大小关系的实际电流值模式。
具体而言，实际电流值模式判断部X7判断第一电流值I1与第二电流值I2的大小关系，并且判断第二电流值I2与第三电流值I3的大小关系。
控制部X4判断与实际电流值模式对应的基准电流值模式，并且根据已与所述基准电流值模式结合的控制模式，将控制信号输出至马达驱动电路103中。而且，马达驱动电路103根据所述控制信号，将驱动信号分别输出至第一驱动部M1及第二驱动部M2中。
具体而言，首先选择所述多种基准电流值模式之中，与第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3的大小关系一致的基准电流值模式。
而且，以第一可变电容器及第二可变电容器的静电电容的增减方向变成已与所选择的基准电流值模式结合的控制模式所示的增减方向的方式，将控制信号输出至马达驱动电路103中。更详细而言，在第一电流值I1与第二电流值12互不相同的情况下，以使第一电流值I1接近第二电流值I2的方式将控制信号输出至马达驱动电路103中，在第二电流值I2与第三电流值I3互不相同的情况下，以使第三电流值I3接近第二电流值I2的方式将控制信号输出至马达驱动电路103中。
根据所述结构，判断与实际电流值模式的大小关系一致的基准电流值模式，并根据已与所述基准电流值模式的控制模式将控制信号输出至马达驱动电路103中，因此可使第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3相互变成相等。
<其他变形实施方式>
再者，本发明并不限定于所述各实施方式。
例如，在所述实施方式中，等离子体控制系统200包括两根天线3，但如图13所示，也可将经串联连接的多根(例如两根)天线3并列地设置多组。再者，进行串联连接的天线3的根数也可为三根以上。
进而，图13中所示的等离子体控制系统200进而包括与第一天线3A的供电侧端部3a1分别连接的第三可变电容器VC3。
若为此种结构，则与所述实施方式同样地，以第一电流值I1、第二电流值I2、及第三电流值I3变成相等的方式，控制第一可变电容器VC1的静电电容及第二可变电容器VC2的静电电容，由此可沿着第一天线3A及第二天线3B的长边方向产生均匀的等离子体P。
进而，利用第一电流检测部S1检测流入各第一天线3A的供电侧端部3a1中的第一电流值I1，因此可掌握对于多个第一天线3A的高频电流IR的分配比。因此，通过根据各第一电流值I1来变更各第三可变电容器VC3的静电电容，可调整对于各第一天线3A所供给的高频电流IR的分配比。
其结果，可使流入第一天线3A及第二天线3B中的高频电流IR沿着长边方向均匀化，并将来自高频电源4的高频电流IR均等地分配至经并列设置的各第一天线3A中，而可产生在空间上均匀的等离子体P。
在所述实施方式的第一可变电容器中，可动电极18环绕旋转轴C进行旋转，但可动电极也可朝一方向进行滑动移动。此处，作为可动电极进行滑动的结构，可为可动电极朝和与固定电极的相向方向正交的方向滑动而使相向面积变化的结构，也可为可动电极沿着与固定电极的相向方向滑动而使相向面积变化的结构。
在所述结构中，作为第一驱动部，可如所述实施方式那样为马达，也可为气缸等。
再者，在第二可变电容器中，可动电极也同样地可朝一方向进行滑动移动，在此情况下，作为第二驱动部，也可使用气缸等。
也可使用可变阻抗元件或可变电阻元件等电抗通过可动部件移动而改变的第一电抗可变元件来代替所述实施方式中的第一可变电容器。
另外，也可使用可变阻抗元件或可变电阻元件等电抗通过可动部件移动而改变的第二电抗可变元件来代替所述实施方式中的第二可变电容器。
在所述实施方式中，天线是呈直线状的天线，但也可为弯曲或屈曲的形状。在此情况下，可为金属管是弯曲或屈曲的形状，也可为绝缘管是弯曲或屈曲的形状。
此外，本发明并不限定于所述实施方式，当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

Claims (7)

1.一种等离子体控制系统，包括：
高频电源；
第一天线，一端部与所述高频电源连接；
第二天线，一端部与所述第一天线的另一端部连接；
第一电抗可变元件，设置于所述第一天线与所述第二天线之间，电抗通过可动部件移动而改变；
第一驱动部，使所述第一电抗可变元件的所述可动部件移动；
第二电抗可变元件，与所述第二天线的另一端部连接，电抗通过可动部件移动而改变；
第二驱动部，使所述第二电抗可变元件的所述可动部件移动；
第一电流检测部，检测流入所述第一天线的一端部中的电流；
第二电流检测部，检测在所述第一天线与所述第二天线之间流动的电流；
第三电流检测部，检测流入所述第二天线的另一端部中的电流；以及
控制装置，输出用于以由所述第一电流检测部所获得的第一电流值、由所述第二电流检测部所获得的第二电流值、及由所述第三电流检测部所获得的第三电流值相互变成相等的方式，分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号。
2.根据权利要求1所述的等离子体控制系统，其中所述控制装置包括：
第一比较部，对所述第一电流值与所述第二电流值进行比较；
第二比较部，对所述第二电流值与所述第三电流值进行比较；以及
控制部，根据所述第一比较部的比较结果，输出用于以所述第一电流值与所述第二电流值变成相等的方式控制所述第一驱动部的控制信号，并且根据所述第二比较部的比较结果，输出用于以所述第二电流值与所述第三电流值变成相等的方式控制所述第二驱动部的控制信号。
3.根据权利要求1所述的等离子体控制系统，其中所述控制装置包括：
模式数据存储部，存储已将表示所述第一电流值、所述第二电流值，及所述第三电流值的大小关系的多种基准电流值模式与对应于各个基准电流值模式而事先决定，用于以所述各电流值相互变成相等的方式控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制模式结合的模式数据；
实际电流值模式判断部，判断作为所述第一电流值、所述第二电流值，及所述第三电流值的实际的大小关系的实际电流值模式；以及
控制部，判断与所述实际电流值模式对应的所述基准电流值模式，并且根据已与所述基准电流值模式结合的所述控制模式，输出用于分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体控制系统，其中所述控制装置以如下方式构成：
在所述第一电流值与所述第二电流值互不相同的情况下，输出用于以使所述第一电流值接近所述第二电流值的方式控制所述第一驱动部的控制信号，
在所述第二电流值及所述第三电流值互不相同的情况下，输出用于以使所述第三电流值接近所述第二电流值的方式控制所述第二驱动部的控制信号。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体控制系统，其中所述第一电抗可变元件是可变电容器，其具有：
第一固定电极，与所述第一天线电性连接；
第二固定电极，与所述第二天线电性连接；以及
作为所述可动部件的可动电极，与所述第一固定电极之间形成第一电容器，并且与所述第二固定电极之间形成第二电容器；且
以通过所述可动电极环绕规定的旋转轴进行旋转，而可变更其静电电容的方式构成，
所述控制装置包括在所述可动电极的旋转角度已变成规定的阈值的情况下，使所述可动电极的旋转停止的控制停止部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体控制系统，其中所述第一天线及所述第二天线分别贯穿收容基板的真空容器的相向的侧壁，并且通过介于所述各天线的相同侧的端部之间的连接导体而串联连接，
所述各天线在内部具有冷却液进行流动的流路，
所述连接导体具有：
作为所述第一电抗可变元件的第一可变电容器；
第一连接部，将所述第一可变电容器与所述第一天线的端部连接，并且将自形成于所述端部的开口部中流出的所述冷却液引导至所述第一可变电容器中；以及
第二连接部，将所述第一可变电容器与所述第二天线的端部连接，并且将已穿过所述第一可变电容器的所述冷却液引导至形成于所述端部的开口部中；且
所述冷却液是所述第一可变电容器的电介质。
7.一种计算机可读存储介质，包括等离子体控制系统用程序，是用于如下的等离子体控制系统的程序，所述等离子体控制系统包括：高频电源；第一天线，一端部与所述高频电源连接；第二天线，一端部与所述第一天线的另一端部连接；第一电抗可变元件，设置于所述第一天线与所述第二天线之间，电抗通过可动部件移动而改变；第一驱动部，使所述第一电抗可变元件的所述可动部件移动；第二电抗可变元件，与所述第二天线的另一端部连接，电抗通过可动部件移动而改变；第二驱动部，使所述第二电抗可变元件的所述可动部件移动；第一电流检测部，检测流入所述第一天线的一端部中的电流；第二电流检测部，检测在所述第一天线与所述第二天线之间流动的电流；以及第三电流检测部，检测流入所述第二天线的另一端部中的电流；且
使计算机发挥输出用于以由所述第一电流检测部所获得的第一电流值、由所述第二电流检测部所获得的第二电流值、及由所述第三电流检测部所获得的第三电流值相互变成相等的方式，分别控制所述第一驱动部及所述第二驱动部的控制信号的功能。
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