JP2011023413A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電コネクタの屈曲部に生じる隙間の変化を最小限に抑え、給電コネクタを流れる高周波電力の反射波発生を防止または抑制して、信頼性や耐久性を向上させた真空処理装置を提供する。
【解決手段】真空処理室２外に配置された高周波電源から整合器１０ａ，１０ｂを介して真空処理室２内に配置された放電電極６に給電される高周波伝送路において、前記整合器１０ａ，１０ｂと前記放電電極６との間に略９０度の方向転換をして接続されている給電コネクタ９ａ，９ｂが配設された製膜装置１において、給電コネクタ９ａ，９ｂの方向転換が滑らかなＲ形状の屈曲部Ｒにより行われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空処理装置に関し、特に、プラズマを用いて基板または製膜済の基板に処理を行う真空処理装置に関する。

従来、たとえばプラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置及びスパッタリング装置等のように、プラズマを用いて真空プラズマ処理を行う真空処理装置においては、高周波電源用ケーブル（以下、「ＲＦケーブル」ともいう）を用いて高周波電力（たとえば１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ）をプラズマ発生用の放電電極へ供給している。このＲＦケーブルは、たとえば特許文献１に記載されているように、高周波電源と放電電極との間が、Ｌ形屈曲部を有する給電コネクタを用いて接続されている。

また、特許文献２に開示された薄膜製造装置及び薄膜製造方法には、伝送路内部に熱媒供給が可能であり、さらに、Ｌ形屈曲部を有し、絶縁体と内部導体との隙間を０．１ｍｍ以下にして、特性インピーダンスを２０Ω以上３００Ω以下とする給電コネクタに関する記載がある。
また、特許文献３に記載された堆積膜の形成装置には、大面積で均一なプラズマを形成するため、給電導体とアースシールドとの間に配置された複数の絶縁部材からなる誘電体材料を冷却することにより、投入電力の損出を低減できることが開示されている。なお、この特許文献３には、給電導体の屈曲部に関する記載はない。

図９は、Ｌ形屈曲部を有する給電コネクタ９０の内部構造を示す縦断面図であり、中心部に配置された内部伝送路（内部導体）９１の外周が絶縁体（誘電体）９２で覆われ、さらに、絶縁体９２の外周が外部導体９３で覆われた構造となっている。なお、内部伝送路９１は、放電電極の温度を管理維持するため、熱媒が流通することができる流路が内部に形成された中空の管状（熱媒体流通管）となっている。

特開２００４−３０３６８７号公報 特開２００６−２７８７７７号公報 特開２０００−１９２２４４号公報

従来の真空処理装置においては、たとえば特許文献２に記載されているように、放電電極（プラズマ電極）へ高周波電力を供給するＲＦケーブルの接続に、Ｌ形屈曲部を有する給電コネクタ９０が用いられている。この給電コネクタ９０は、絶縁体（アルミナセラミックス）９２と、熱媒体供給管（内部を熱媒が通過可能）となる内部伝送路９１とを組み合わせることにより、プラズマ放電電極への高周波電源供給と熱媒供給とを同時に可能としている。
ここで、上述した給電コネクタ９０の特性インピーダンスは、内部伝送路９１と、絶縁体９２と、外部導体９３とのサイズにより決定されるが、絶縁体９２と外部導体９３との間には若干の隙間が設けられている。この隙間は、給電コネクタ９０の組立を可能にすると共に、温度上昇による熱膨張に対して、各部品間の干渉を抑制するために設けられたものである。

しかし、上述した絶縁体９２と外部導体９３との間に設けた隙間は、その間隔（隙間寸法）が増加する方向に大きく変化してしまうと、この隙間増大部分がインピーダンスの変化点となる。Ｌ形屈曲部を有する給電コネクタ９０の場合、縦方向及び横方向に略９０度の急激な方向転換をするＬ形屈曲部に縦方向及び横方向の矢印９４で示す方向（図９参照）のズレが集中するので、Ｌ形屈曲部付近に大きな隙間の変化が生じて隙間増大部分となりやすいことが判明した。
このため、給電コネクタ９０の隙間増大部分においては、インピーダンスの変化点となり、放電電極に供給する高周波電力の反射波電力が増加することで、放電電極に供給できる高周波電力量が減少してプラズマ処理に影響すると共に、反射波電力により高周波電源の内部素子が損傷したり、給電コネクタ９０のＬ形屈曲部付近に発熱や時には異常放電が生じて機械的な損傷を生じる場合がある。このため、真空処理装置の信頼性や耐久性を向上させるためにも、給電コネクタの信頼性を改善するには、屈曲部における隙間の変化を抑制すること重要であることが明確になり、改善が望まれている。さらに、近年の大面積基板への高速製膜処理など、高高周波電力（３０ＭＨｚ〜数１００ＭＨｚ）を大電力量で供給するようになり、給電コネクタ９０がますます損傷し易くなり、改善が急務とされている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、給電コネクタの屈曲部に生じる隙間の変化を最小限に抑え、給電コネクタを流れる高周波電源の反射波発生を防止または抑制して、信頼性や耐久性を向上させることができる給電コネクタを備えた真空処理装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る真空処理装置は、真空処理室外に配置された高周波電源から整合器を介して真空処理室内に配置された放電電極に給電される高周波伝送路において、前記整合器と前記放電電極との間に略９０度の方向転換をして接続される給電コネクタが配設され、前記給電コネクタの方向転換が滑らかなＲ形状の屈曲部により行われることを特徴とするものである。

このような真空処理装置によれば、給電コネクタの方向転換が滑らかなＲ形状の屈曲部により行われるので、給電コネクタの屈曲部に生じる隙間の変化を最小限に抑え、給電コネクタを流れる高周波電源の反射波電力の発生を防止または抑制することができる。
この場合、Ｒ形状とした屈曲部の曲率半径は、高周波伝送路を構成する管状絶縁体の外径を基準にして０．８〜１．５倍程度に設定すればよく、より好ましくは管状絶縁体の外径の１．０〜１．３倍に設定すればよい。

上記の発明において、前記給電コネクタは、内側から順に、内部伝送路、絶縁体及び外部導体が同軸に配置された略円筒状の高周波伝送路であり、前記絶縁体及び前記外部導体を長手方向に二つ割り構造とすることが好ましく、これにより、屈曲部を有する給電コネクタの工作及び組立が容易になる。

上記の発明において、前記絶縁体と前記外部導体との位置関係を規定する位置決め部を備えていることが好ましく、これにより、組立時の各給電コネクタの個体差を少なくすることができる。
この場合に好適な位置決め部としては、二つ割り構造とした絶縁体及び／または外部導体の接合面をインロー構造として位置決めする構造、あるいは、外部導体の端部部分において、絶縁体と段差により相互の位置決めする構造がある。

上記の発明において、少なくとも前記屈曲部に、前記絶縁体の前記接合面を略均等に押圧して互いの位置ずれを抑制する位置ずれ防止部を設けることが好ましく、これにより、略円筒状の高周波伝送路の中心位置ずれを抑制することができる。
この場合の好適な位置ずれ防止部は、たとえばボールプランジャーがあり、スプリング力で先端ボール部分を略均等に押さえることができる。

上記の発明において、前記内部伝送路の周囲及び／または前記内部伝送路と前記絶縁体とを組み合わせた絶縁体外周面に、半径方向に弾力性を有するテープ素材を巻き付けることが好ましく、これにより、略円筒状の高周波伝送路の中心位置ずれを抑制することができる。このテープ素材は、隙間部分において複数箇所、または大きなピッチで巻き付けることが望ましく、この結果、テープ部材による特性インピーダンスが変化する部分の集中を防止するとともに、各部品の中心位置合わせが容易になる。
この場合、半径方向に弾力性を有するテープ素材は、薄い箔状の素材やメッシュ状のシールド材等が有効であり、このようなテープ素材は、複数箇所、またはスパイラル状に巻き付けることが好ましい。

上記の発明において、前記絶縁体の端部は、前記外部導体の端部より突き出すか、あるいは、前記外部導体の端部より中に引っ込んでいることが好ましく、これにより、製膜処理により給電コネクタの端部分に膜が付着するような場合であっても、膜付着に対する距離を設けることで外部導体と内部伝送路とが短絡することを抑制できる。

上述した本発明によれば、Ｒ形状とした屈曲部を設けて滑らかな方向転換を行う給電コネクタとしたので、給電コネクタの屈曲部に生じる隙間の変化を最小限に抑え、給電コネクタを流れる高周波電力の反射波電力の発生を防止または抑制して、真空処理装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。

本発明に係る製膜装置（真空処理装置）について、第１の実施形態を示す概略構成図であり、製膜装置を側面から見た図である。 図１の製膜装置について、放電電極及び給電コネクタの配置を説明する模式図である。 図１及び図２に示す給電コネクタの内部構造を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図（図３（ａ）のＡ−Ａ断面）である。 給電コネクタについて、横軸の隙間（ｄ１）が変動することに伴う特性インピーダンスの変化を示す図であり、〇は隙間と特性インピーダンス変化率（％）との関係、△は隙間と外部導体内径（ｍｍ）との関係を示している。 本発明に係る製膜装置（真空処理装置）の給電コネクタについて、第２の実施形態を示す概略構成図であり、（ａ）は分割状態を示す分解斜視図、（ｂ）は完成状態の横断面図である。 図５（ａ）に示した給電コネクタの第１変形例を示す分解斜視図である。 図５（ａ）に示した給電コネクタの第２変形例を示す概略構成図であり、（ａ）は分割構造とした外部導体の一方を取り外した分割状態を示す正面図、（ｂ）は外部導体を取り外した状態の内部伝送路及び絶縁体にテープ素材を巻き付けた構造を示す横断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したテープ素材の変形例を示す横断面図である。 本発明のＲ形給電コネクタ及び従来のＬ形給電コネクタに関する性能比較結果を示しており、（ａ）は高周波電力の前進波電力（Ｐｆ）及び反射波電力（Ｐｒ）について、平均値との相対値を給電点毎に示したグラフ、（ｂ）は放電電極へ実投入された平均高周波電力値：ＲＦ（相対値）、前進波電力（Ｐｆ）のばらつき（最大値と最小値との差）、及び前進波電力（Ｐｆ）平均値を基準とした反射波電力（Ｐｒ）平均値の割合を示す図表である。 給電コネクタの従来構造例として、内部構造を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る真空処理装置ついて、図面を参照しながら説明する。なお、真空処理装置は、たとえばプラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置及びスパッタリング装置等のように、プラズマを用いて基板または製膜済の基板に真空プラズマ処理を行う製膜装置である。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の真空処理装置として製膜処理する装置（以下、「製膜装置」と呼ぶ）について、第１の実施形態に係る構成例を示す概略図であり、製膜装置の側面から見た図である。図２は、図１に示した製膜装置の放電電極及び給電コネクタの配置を説明する模式図である。図３は、図１及び図２に示した給電コネクタの構造を示す断面図である。

本実施形態においては、本発明を、一辺が１ｍを越える大面積な基板に対して、アモルファス太陽電池や結晶質太陽電池や液晶ディスプレイ用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などに用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコンなどの結晶質シリコン、窒化シリコン等からなる膜の製膜処理を行うことが可能な製膜装置（真空処理装置）１に適用して説明する。

製膜装置１には、たとえば図１及び図２に示すように、真空容器である製膜室２と、導電性の平板である対向電極３と、対向電極３の温度分布を均一化する均熱板４と、均熱板４及び対向電極３を保持する均熱板保持機構５と、対向電極３との間にプラズマを発生させる放電電極６と、プラズマ発生範囲と膜が形成される範囲を制限する防着板（電極支持板）７と、防着板７を支持する保持部８と、高周波電力を放電電極６に供給する給電コネクタ（同軸給電部）９ａ，９ｂ及び整合器１０ａ，１０ｂと、製膜室２内の気体を排気する高真空排気部１１及び低真空排気部１２と、製膜室２を保持する台１３と、が設けられている。
なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。

製膜室２は真空容器であり、その内部で基板Ｓに微結晶シリコン膜など製膜するものである。製膜室２は、鉛直方向から角度αだけ傾けて台１３上に保持される。傾きの角度αは鉛直方向に対して７°から１２°までの範囲内の所定角度である。
基板Ｓとしては、縦横の大きさが１．４ｍ×１．１ｍであり、厚さが３．０ｍｍから４．５ｍｍの透光性ガラス基板が例示される。

製膜室２を傾けて保持することで、対向電極３における基板Ｓにおける製膜処理面の法線が、水平方向（Ｘ方向）に対して角度αだけ上（Ｚ方向）に向く。このように基板Ｓを鉛直から僅かに傾けることは、装置の設置スペースの増加を抑えながら基板Ｓの自重を利用して少ない手間で基板Ｓを保持することができ、さらに基板Ｓと対向電極３の密着性を向上して基板Ｓの温度分布と電位分布とを均一化することができて好ましい。

対向電極３は、基板Ｓを保持可能な保持手段（図示せず）を有する非磁性材料の導電性の板である。セルフクリーニングを行う場合は耐フッ素ラジカル性を備えることが好ましく、ニッケル合金やアルミやアルミ合金の板を使用することが望ましい。
対向電極３は、放電電極６に対向する電極（たとえば接地側電極）となる。対向電極３は、一方の面が均熱板４の表面と密接し、製膜時に他方の面が基板Ｓの表面と密接して基板テーブルとなる。

均熱板４は、内部に温度制御された熱媒体を循環したり、または温度制御されたヒータを組み込んだりすることで、自身の温度を制御して、全体が概ね均一な温度を有し、接触している対向電極３の温度を所定の温度に均一化する機能を有する。
上述の熱媒体は非導電性媒体であり、水素やヘリウムなどの高熱伝導性ガス、フッ素系不活性液体、不活性オイル、及び純水等が熱媒体として使用できる。中でも、１５０℃から２５０℃の範囲でも圧力が上がらずに制御が容易であることから、フッ素系不活性液体（たとえば商品名：ガルデン、Ｆ０５など）の使用が好適である。

均熱板保持機構５は、均熱板４及び対向電極３を製膜室２の側面（図１の右側の側面）に対して略平行となるように保持するとともに、均熱板４、対向電極３及び基板Ｓを、放電電極６に接近離間可能に保持するものである。
均熱板保持機構５は、製膜時に均熱板４等を放電電極６に接近させて、基板Ｓを放電電極６から、たとえば３ｍｍから３０ｍｍの範囲内の所定値だけ離れて位置させることができる。

防着板７は、製膜室２の真空容器で共通電位に接地された状態で保持されていて、プラズマの広がる範囲を抑えることにより、膜が製膜される範囲を制限するものである。本実施形態の場合、図１に示すように、製膜室２の内側における防着板７の後ろ側（基板Ｓと反対の側）の壁に膜が製膜されないようにしている。

保持部８は、図１に示すように、製膜室２の側面（図１における左側の側面）から内側へ垂直に延びている部材である。保持部８は防着板７と結合され、放電電極６における対向電極３と反対側の空間を覆うように防着板７を保持している。

高真空排気部１１は、粗引き排気された製膜室２内の気体をさらに排気して、製膜室２内を高真空とする高真空排気用の真空ポンプである。弁１４は、高真空排気部１１と製膜室２との経路を開閉する弁である。
低真空排気部１２は、初めに製膜室２内の気体を排気して、製膜室２内を低真空とする粗引き排気用の真空ポンプである。製膜時における製膜排出ガスは、低真空排気部１２より排気される。弁１５は、低真空排気部１２と製膜室２との経路を開閉する。

台１３は、上面に配置された保持部１６を介して製膜室２を保持するものである。台１３の内部には低真空排気部１２が配置される領域が形成されている。低真空排気部１２は必ずしも台１３の内部でなくてもよく、機側に設置してもよいし、あるいは、高真空排気部１１と同様に製膜室２の上部から排気してもよい。

放電電極６は、図２に示すように、製膜室２に、たとえば、８個備えられている。放電電極６は、Ｙ方向へ伸びるとともに、互いに略平行に上下に配された２本の横電極と、この横電極の間に、Ｚ方向へ伸びるとともに互いに略平行に配置された複数の板状の縦電極とを組み合わせて構成されたものである。
なお上述のように、放電電極６は必ずしも８個に分割されている必要はなく、８個以外の個数でもよいし、あるいは分割されていない１個でもよい。

図２の構成例において、放電電極６の上側にある給電点側には、整合器１０ａと、高周波給電伝送路２１ａと、給電コネクタ９ａと、熱媒体供給管２２ａと、原料ガス配管２３ａとが設けられている。また、図２の構成例において、放電電極の下側にある給電点側には、整合器１０ｂと、高周波給電伝送路２１ｂと、給電コネクタ９ｂと、熱媒体供給管２２ｂと、原料ガス配管２３ｂとが設けられている。なお、整合器１０ａ,１０ｂ、高周波給電伝送路２１ａ,２１ｂ、給電コネクタ９ａ,９ｂ、熱媒体供給管２２ａ,２２ｂ、及び原料ガス配管２３ａ,２３ｂは、分割された各放電電極６（図２では８個の放電電極）に対して個別に設けられていてもよい。

給電コネクタ９ａ，９ｂは、たとえば図３に示すように、内部伝送路（内部導体）９１と、絶縁体９２と、外部導体９３とが同軸に配置された略円筒状の同軸シールドであり、外部導体９３は導電性を有する材料から構成されるとともに、接地された部材である。すなわち、給電コネクタ９ａ，９ｂは、絶縁体９２を介して、芯線である内部伝送路９１及び外部導体９３が同軸に配置された構成の高周波伝送路（ＲＦ供給路）である。
また、給電コネクタ９ａ，９ｂの中心部に配置された内部伝送路９１は、放電電極６の温度を管理して所定の範囲に維持するため、放電電極６に熱媒を流通する熱媒体流通路９１ａが内部に形成された中空の管状となっている。この熱媒は、図示しない熱媒体供給装置から整合器１０ａ，１０ｂを介して供給，流通される。

放電電極６の上下に設けられた給電点近傍には、原料ガス配管２３ａ，２３ｂが接続されている。原料ガス配管２３ａ，２３ｂからは、放電電極６に原料ガスが供給され、放電電極６は、この原料ガスを対向電極３側（図２中の右側）へ略均一に放出している。
放電電極６の上側となる給電点には、図１及び図２に示すように、図示しない上側の高周波電源から、出力側のインピーダンスを整合させる整合器１０ａを介して高周波電力が供給される。同様に、放電電極６の下側となる給電点には、図示しない下側の高周波電源から整合器１０ｂを介して高周波電力が供給される。

外部導体９３は、高周波電流を流す管状の導体であり、たとえばアルミ合金のように、非磁性で導電性及び剛性を有する円筒状の金属が用いられる。
絶縁体９２は、外部導体９３の内周面から離間して隙間ｄ１（図３（ｂ）参照）を形成し、外部導体９３の内部に管状に設けられている。この絶縁体９２は、たとえばアルミナセラミックス等の絶縁体よりなる円筒状部材である。
なお、外部導体９３及び絶縁体９３は、たとえば後述する組立上の問題等から、円筒を二つ割りにした半円筒断面形状とすることが望ましい。

内部伝送路９１は、絶縁体９２の内周面から離間して隙間ｄ２（図３（ｂ）参照）を形成し、絶縁体９２の内部に設置された導体の管状部材である。この内部伝送路９１は、高周波電力による高周波電流を流す管状の導体であり、たとえば銅のように、非磁性で導電性及び剛性を有する円筒状の金属が用いられる。この場合、管状の内部伝送路９１は、肉厚部が高周波電流を流す導体となり、中空部が熱媒を流す熱媒体流通路９１ａとなる。なお、内部伝送路９１は、たとえば銅のような円筒状の導電性金属を外管とし、たとえばステンレススチールのような円筒状金属を内管として熱媒体流通路９１ａを形成する二重構造を採用してもよい。

さて、上述した製膜装置１において、給電コネクタ９ａ，９ｂは、整合器１０ａ，１０ｂと放電電極６との間を電気的に接続するため、整合器１０ａ，１０ｂ側である略水平方向から放電電極６側である略下向き及び略上向きに９０度程度の方向転換をする必要がある。このため、本発明の給電コネクタ９ａ，９ｂには、滑らかなＲ形状に屈曲する屈曲部Ｒが設けられている。この屈曲部Ｒは、柔軟性のない給電コネクタ９ａ，９ｂが整合器１０ａ，１０ｂから可能な限り大きな曲率半径を有するＲ形状に屈曲成形されており、従って、給電コネクタ９ａ，９ｂは、略９０度に緩やかな方向転換をして放電電極６に接続される。

このようなＲ形状の屈曲部Ｒを備えた給電コネクタ９ａ，９ｂは、急激な方向転換をする従来のＬ形屈曲部と比較すると、滑らかなＲ形状を形成して屈曲する。このため、隙間の大きな変化を抑制し、反射波の発生増加を防止することができる。すなわち、外部導体９３の内周面と絶縁体９２の外周面との間に形成される隙間ｄ１は、縦方向及び横方向のズレが同時に発生して拡大することが抑制されるので、隙間ｄ１の変化は最小限に抑えられる。

図４は、上述した隙間ｄ１を変化させた場合について、特性インピーダンスの変化状況の試算結果を示している。また、図４において、横軸は隙間ｄ１（ｍｍ）を示し、縦軸には特性インピーダンス変化率（％）及び外部導体内径（ｍｍ）が示されている。なお、この場合の絶縁体９２は、誘電率が８．５である。
図４によれば、外部導体９３の内径を２８〜３０ｍｍ程度とした本実施形態の給電コネクタ９ａ，９ｂは、特性インピーダンス変化率について、一般に高周波電流の反射波が急増することのないと見なす範囲として、５％以内とする必要がある。このためには、隙間ｄ１の間隔を０．３ｍｍ以内に設定する必要がある。

一方、給電コネクタ９ａ，９ｂは、放電電極６の温度を維持管理するため、内部伝送路９１の内部を高温の熱媒が流通可能となっており、たとえば約１００℃〜２５０℃程度の熱媒が通過する。このため、給電コネクタ９ａ，９ｂの温度分布は、給電コネクタ中心部の温度が高く、外周側となる外部導体９３が冷えている状況になるので、この間にある絶縁体９２やその隙間ｄ１にも温度勾配が存在する。なお、給電コネクタ９ａ，９ｂを構成する内部伝送路９１、絶縁体９２及び外部導体９３は、それぞれ異なる材質及び熱膨張率を有している。

ここで、外部導体９３及び絶縁体９２について、下記の条件で特性インピーダンスの変化を検証する。なお、両部材間の温度差は、２００℃と想定する。
１）外部導体９３
内径・・・φ３０ｍｍ程度
材質及び熱膨張率・・・アルミニウム（２４×１０^−６／℃）
２）絶縁体９２
材質及び熱膨張率・・・アルミナ（７×１０^−６／℃）

干渉抑制に必要な「構造としての熱膨張吸収用隙間」をδとすれば、
δ＝３０ｍｍ×（２４−７）×１０^−６×２００℃
＝０．１ｍｍ
となる。

この結果、給電コネクタ９ａ，９ｂの直管部分では、干渉抑制に必要な熱膨張吸収用隙間：δ＝０．１ｍｍと、中心位置のズレと、工作精度の±０．１ｍｍ程度を加味しても、上述した隙間ｄ１の間隔を０．３ｍｍ以内に設定するという隙間変化管理範囲内にあり、特性インピーダンス変化が生じるという問題は発生しにくい状況にある。
一方、従来のＬ形屈曲部（図９参照）においては、縦方向及び横方向のズレが同時に生じて重なり、さらには中心位置のズレや工作精度の要因が加わることにより、上記の隙間変化管理範囲（≦０．３ｍｍ）を超える場合がある。さらに、上述したＬ形屈曲部のように、屈曲部分に鋭利な部分があると、この鋭利部分に電界が集中しやすいため、反射波を急増させる場合がある。

しかし、Ｒ形状の屈曲部Ｒを備えた給電コネクタ９ａ，９ｂは、屈曲部分に大きな曲率半径Ｒが形成されて適度に滑らかな円弧状の屈曲部となる。このような屈曲部Ｒを採用した給電コネクタ９ａ，９ｂは、縦方向及び横方向のズレが同時に生じて重なり、さらに工作精度が加わっても、上述した隙間変化管理の範囲（≦０．３ｍｍ）を超えることはない。また、このような屈曲部Ｒを採用した給電コネクタ９ａ，９ｂは、屈曲部Ｒには鋭利な部分がないので、電界集中が生じることはなく、従って、反射波が増加することもない。
ここで、曲率半径Ｒの具体例を例示すると、反射波対策を優先する場合は、管状となる絶縁体９２の外径を基準にして、曲率半径Ｒを絶縁体外径以上に大きく設定することが望ましい。なお、絶縁体中心軸での曲率半径Ｒは、絶縁体外径の０．８〜１．５倍程度に設定し、より好ましくは、絶縁体外径の１．０〜１．３倍に設定し、反射波対策に加えて装置の大型化を防ぐことが望ましい。

上述したＲ形状の屈曲部Ｒを備えた給電コネクタ９ａ，９ｂは、図８に示す従来のＬ形給電コネクタとの性能比較結果に示すように、反射波を抑制してより効率のよい高周波電流の投入がなされている。
図８（ａ）に図示した性能比較結果のグラフは、放電電極６を８分割し、各放電電極６の上部給電点（Ｎｏ．１〜８）及び下部給電点（Ｎｏ．９〜１６）において、各給電点の前進波（Ｐｆ）及び反射波（Ｐｒ）について平均値との相対値を示している。ここで、縦軸は、高周波電力量（ＲＦ Ｐｏｗｅｒ）であり、放電電極６への実投入高周波電力量として、前進波電力（Ｐｆ）の平均値から反射波電力（Ｐｒ）の平均値を差し引いた値を１００として換算している。なお、図中に白丸／実線表示したＲ給電（Ｐｆ）は、給電コネクタ９ａ，９ｂにＲ形状の屈曲部Ｒを採用した場合の前進波電力、図中に黒丸／実線表示したＲ給電（Ｐｒ）は、Ｒ形状の屈曲部Ｒを採用した場合の反射波電力、図中に白三角／破線表示したＬ給電（Ｐｆ）は、給電コネクタ９ａ，９ｂにＬ形屈曲部を採用した場合の前進波電力、図中に黒三角／破線表示したＬ給電（Ｐｒ）は、Ｌ形屈曲部を採用した場合の反射波電力である。

図８（ｂ）に示した性能比較結果は、本発明の給電コネクタ９ａ，９ｂにＲ形給電及び従来のＬ形給電について、前進波（Ｐｆ）及び反射波（Ｐｒ）の平均電力値（相対値）、前進波（Ｐｆ）のばらつき（最大値と最小値との差）、前進波（Ｐｆ）電力の平均値に対する反射波（Ｐｒ）電力平均値の割合を示す図表である。
これらの性能比較結果によれば、給電コネクタ９ａ，９ｂに従来のＬ形屈曲部からＲ形状の屈曲部Ｒに変更することで、下記のような効果が得られた。
第１の効果は、反射波（Ｐｒ）電力の相対値が約半減したことである。すなわち、Ｌ形屈曲部で１９〜２０だった反射波（Ｐｒ）電力の相対値は、Ｒ形へ変更したことにより１０〜１１と半減している。なお、反射波（Ｐｒ）電力の平均値／前進波（Ｐｆ）電力の平均値については、Ｌ形屈曲部の約１６％が、Ｒ形の採用により約９％まで減少している。

第２の効果は、給電コネクタ９ａ，９ｂにＲ形状の屈曲部Ｒに変更したものにおいて、反射波（Ｐｒ）が減少したことであり、これにより、前進波（Ｐｆ）電力の相対値も８〜１０減少しているので、高周波電力の有効利用が可能となる。
第３の効果は、前進波（Ｐｆ）電力のばらつき（最大値と最小値との差）を見ると、各給電部のばらつきが小さくなって半減（３７〜３８から１５〜２５）していることである。これは、各給電点の給電コネクタの性能が均一化していることを意味するので、装置の調整や製膜特性にとっては好適である。

すなわち、Ｒ形の屈曲部Ｒを備えた給電コネクタ９ａ，９ｂを製膜装置１に採用することにより、反射波電力量を低減して放電電極６へ投入する高周波電力の有効利用が可能になる。従って、反射波（Ｐｒ）電力の低減に応じて製膜時の高周波電源の設定電力量を減少設定させても同様の製膜結果を得ることができるため、製膜時に必要な電力費用のコストダウンが可能となる。
また、給電コネクタ９ａ，９ｂにＲ形を用いたものの屈曲部Ｒでは、発熱や異常放電による機械的な損傷を生じることがなく、従って、製膜装置１の信頼性や耐久性を向上させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
続いて、上述した製膜装置１の給電コネクタ９ａ，９ｂについて、第２の実施形態を図５に基づいて説明する。
図示の給電コネクタ９Ａは、内側から順に、内部伝送路９１、絶縁体９２及び外部導体９３を同軸に配置した略円筒状のＲＦ伝送路に屈曲部Ｒを形成したものであり、最も外側の外部導体９３及びその内側の絶縁体９２が、長手方向の二つ割り構造となっている。すなわち、中空円形断面となる外部導体９３及び絶縁体９２については、それぞれ軸線に沿って略二分割された半円筒形状の外部導体９３ａ，９３ｂ及び絶縁体９２ａ，９２ｂを組み合わせたものとなる。

このような構成を採用すれば、屈曲部Ｒを有する給電コネクタ９Ａにおいて、内部伝送路９１の外周側に柔軟性のない絶縁体９２や外部導体９３を配置する構造の製造（工作及び組立）が容易になる。すなわち、いずれも柔軟性のない内部伝送路９１、絶縁体９２及び外部導体９３を同軸に配置したＲＦ伝送路は、絶縁体９２がセラミックであるため、直線の伝送路を曲げて屈曲部Ｒを形成することはできず、しかも、屈曲部Ｒを形成した後に順次挿入して組み立てることも困難であるから、上述した二つ割り構造の採用が有効である。

このような二つ割り構造を採用する場合、絶縁体９２と外部導体９３との位置関係を規定する位置決め部を設けておくことにより、各給電点での給電コネクタ９Ａの個体差を少なくすることができる。
図５に示す位置決め部９５は、二つ割り構造とした絶縁体９２ａ，９２ｂの接合面に凹凸を形成したインロー構造である。このインロー構造は、二つ割り構造とした絶縁体９２ａ，９２ｂの接合面において位置合わせの管理を行うとともに、完全に貫通している微小な隙間ｄ１が開かないようにしている。すなわち、多数製造される給電コネクタ９Ａについて、位置合わせや隙間ｄ１の均一化が可能となるので、製品間の固体差を最小限に抑えることができる。

また、図５に示したインロー構造は、絶縁体９２ａ，９２ｂの接合面に凹凸を設けたものであったが、同様の凹凸を外部導体９３ａ，９３ｂの接合面に設けることにより、位置合わせや隙間ｄ１の均一化をより一層向上させることができる。
また、上述したインロー構造に代えて、外部導体９３ａ，９３ｂの端部部分において、絶縁体９２ａ，９２ｂの外周面と所定位置で係合するように段差（凹凸）９８を設けておき、これを位置決めの基準点にして相互の位置決めをする構造としてもよい。この段差（凹凸）９８により、組立時のみならず、運用時の温度変化による熱膨張でサイズが多少変化する事象においても、絶縁体９２ａ，９２ｂと外部導体９３ａ，９３ｂの位置関係を維持できるので、給電コネクタ９Ａの特性を維持管理できるので好ましい。

また、上述した二つ割り構造の給電コネクタ９Ａは、図６に示す第１変形例のように、屈曲部Ｒに、絶縁体９２ａ，９２ｂの接合面を略均等に押圧して互いの位置ずれを抑制する位置ずれ防止部を設けることが望ましい。
位置ずれ防止部を備えた第１変形例の給電コネクタ９Ｂは、屈曲部Ｒにおいて、外部導体９３ａ，９３ｂの外側から略円筒状の高周波伝送路の軸中心方向へ向けてボールプランジャー９６をねじ込み、外部導体９３ａ，９３ｂを貫通した先端部が、絶縁体９２ａ，９２ｂの外周面を押圧するように構成されている。

このように構成すれば、ボールプランジャー９６の先端部には、軸方向のスプリング力を受ける先端ボール部９６ａが存在するので、この先端ボール部９６ａが絶縁体９２ａ，９２ｂの外周面に当接するとともに、スプリング力の作用によって絶縁体９２ａ，９２ｂを外側から略均等に押圧して押さえる。このため、二つ割り構造とした給電コネクタ９Ｂは、組立状態において絶縁体９２ａ，９２ｂの略円筒状の高周波伝送路の中心位置がずれることを防止または抑制され、上述した隙間変化管理の範囲を超えないようにすることができる。
図示の構成例では、屈曲部Ｒの始点及び終点の近傍において、両側から合計４本のボールプランジャー９６をねじ込んでいるが、これに限定されることはない。
また、この場合の位置ずれ防止部としては、スプリングを内蔵したボールプランジャー９６が好適ではあるが、これに限定されることはない。

また、上述した二つ割り構造の給電コネクタ９Ａは、図７に示す第２変形例のように、半径方向に弾力性を有するテープ素材９７を巻き付けることにより、中心位置のずれを防止して各部品の中心位置合わせを容易することができる。
図７に示す第２変形例の給電コネクタ９Ｃでは、内部伝送路９１及び絶縁体９２を組み合わせた絶縁体外周面にテープ素材９７を巻き付けている。ここで使用するテープ素材９７は、たとえばステンレス箔をテープ状とした薄い箔状の素材であり、これを長手方向に複数箇所または比較的大きなピッチでスパイラル状に巻き付ければ（図７（ａ）参照）、隙間ｄ１の変化を抑制することができ、従って、特性インピーダンスが変化する部分の集中を防止できる。

また、上述したテープ素材９７は、薄いテープ素材の外にも、たとえば図７（ｃ）に示すように、メッシュ状のシールド材９７′等が有効である。
また、テープ素材９７の巻き方は、長手方向に所定のピッチで複数箇所に巻き付ける外にも、たとえばスパイラル状に巻き付けてもよい。
また、上述したテープ素材９７を内部伝送路９１の周囲に巻き付ければ、隙間ｄ２の変化を抑制することも可能である。

ところで、上述した二つ割り構造の給電コネクタ９Ａにおいて、絶縁体９２の端部は、たとえば図５（ａ）に示すように、外部導体９３の端部より突き出すか、あるいは、外部導体９３の端部より中に引っ込んでいることが好ましい。
このような構造は、製膜処理により給電コネクタ９Ａの端部分に膜が付着するような場合であっても、突き出した絶縁体９２または引っ込んだ絶縁体９２が端部分に存在することにより、内部伝送路９１及び外部導体９３から膜付着部分までの距離を設けることができる。この結果、付着膜が導電膜である場合や、膜厚が厚くなった場合であっても、外部導体９３と内部伝送路９１とが短絡することを抑制できる。

このように、上述した本発明の製膜装置１によれば、Ｒ形状とした屈曲部Ｒを設けて滑らかな方向転換を行う給電コネクタ９ａ，９ｂとしたので、屈曲部Ｒに生じる隙間ｄ１の変化を最小限に抑え、給電コネクタ９ａ，９ｂを流れる高周波電源の反射波発生を防止または抑制して、装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１ 製膜装置（真空処理装置）
２ 製膜室（真空処理室）
３ 対向電極
４ 斜熱板
５ 均熱板保持機構
６ 放電電極
７ 防着板
８ 保持部
９ａ，９ｂ，９Ａ〜９Ｃ 給電コネクタ（同軸給電部）
１０ａ，１０ｂ 整合器
１１ 高真空排気部
１２ 低真空排気部
９１ 内部伝送路
９１ａ 熱媒体流通路
９２ 絶縁体
９３ 外部導体
９５ 位置決め部
９６ ボールプランジャー（位置ずれ防止部）
９７ テープ素材
９８ 段差
Ｒ 屈曲部

Claims (6)

1. 真空処理室外に配置された高周波電源から整合器を介して真空処理室内に配置された放電電極に給電される高周波伝送路において、
   前記整合器と前記放電電極との間に略９０度の方向転換をして接続される給電コネクタが配設され、
   前記給電コネクタの方向転換が滑らかなＲ形状の屈曲部により行われることを特徴とする真空処理装置。
2. 前記給電コネクタは、内側から順に、内部伝送路、絶縁体及び外部導体が同軸に配置された略円筒状の高周波伝送路であり、前記絶縁体及び前記外部導体を長手方向に二つ割り構造としたことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 前記絶縁体と前記外部導体との位置関係を規定する位置決め部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
4. 少なくとも前記屈曲部に、前記絶縁体の前記接合面を略均等に押圧して互いの位置ずれを抑制する位置ずれ防止部を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の真空処理装置。
5. 前記内部伝送路の周囲及び／または前記内部伝送路と前記絶縁体とを組み合わせた絶縁体外周面に、半径方向に弾力性を有するテープ素材が巻き付けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の真空処理装置。
6. 前記絶縁体の端部は、前記外部導体の端部より突き出すか、あるいは、前記外部導体の端部より中に引っ込んでいることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の真空処理装置。
   

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