JP7535260B2 - 高周波アンテナ及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波アンテナ、及び該高周波アンテナを用いたプラズマ処理装置に関する。

誘導結合型プラズマ処理装置において、装置内に生成するプラズマの密度を高くするためには、高周波アンテナに大電流を流すことによって電磁界の強度を高くする必要がある。

大電流を流すことができる高周波アンテナの例として、特許文献１には、長方形の金属板から成る面状高周波アンテナが記載されている。このような面状高周波アンテナにおいて長方形の対向する２辺間に電流を流すことにより、線状の高周波アンテナを同様の面内に配線した場合よりもインピーダンスが小さくなり、より大きい電流を流すことができる。

特許文献１では、面状高周波アンテナは真空容器の開口に設けられており、開口を塞ぐ蓋としても用いられている。面状高周波アンテナの、真空容器の内部側には誘電体製の保護板が設けられており、この保護板によって真空容器の内部で生成されるプラズマから面状高周波アンテナが保護される。

国際公開WO2009/142016号

導体においては、電流を流す方向に関する断面積を大きくするほど大電流を流すことができる。しかし、高周波電流の場合、表皮効果により電流が流れるのは表面近傍のみであり、断面積を大きくしたことによる電流増大効果は限定的でしかない。

本発明が解決しようとする課題は、プラズマ生成のための高周波においても効率よく大電流を流すことができる高周波アンテナ及び該高周波アンテナを用いたプラズマ処理装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る高周波アンテナは、プラズマ処理装置の処理室内に高周波電磁界を生成するアンテナであって、該高周波電磁界を生成する高周波電流を供給する高周波電源に接続された、金属繊維から構成されるシート状物であることを特徴とする。

本発明に係るプラズマ処理装置は、
a) 壁に開口部を有する真空容器と、
b) 前記開口部に配置された、金属繊維シートから成る高周波アンテナと、
c) 前記高周波アンテナよりも前記真空容器の内部側に、前記開口部を気密に閉鎖するように設けられた誘電体製の保護板と
を備えることを特徴とする。

本発明では、高周波アンテナとして金属繊維シートを用いる。金属繊維シートは金属繊維から構成されるシート状物である。このような金属繊維シートとして、金属繊維がランダムに配置された不織布を好適に用いることができる。金属繊維同士は少なくとも一部が結着していることが好ましい。また、金属繊維シートは多孔質構造を有することが好ましい。

金属繊維シートから成る高周波アンテナは、該金属繊維シートと同形状の金属板から成る高周波アンテナよりも表面積が大きいため、高周波電流に対するインピーダンスが低い。従って、プラズマ生成のために一般的に用いられる（例えば周波数13.56MHzの）高周波電流を、より効率よく大電流で流すことができる。

金属繊維シートにおいて、全体の体積のうち金属繊維が占める割合を「占積率」と呼ぶ。占積率が低すぎると、表面積が小さくなり、流すことができる高周波電流も小さくなってしまう。一方、占積率が高すぎると、金属繊維が他の金属繊維と接触する部分が大きくなるため、表面積が小さくなり、流すことができる高周波電流も小さくなってしまう。なお、温度変化によって個々の金属繊維が膨張・収縮するため、占積率は温度によって変化する。これらの点を勘案して、本発明で用いる金属繊維シートの占積率は、温度が25℃において5～60％であることが好ましい。

本発明に係るプラズマ処理装置では、金属繊維シートから成る高周波アンテナよりも真空容器の内部側に誘電体製の保護板を設ける。本発明における保護板は、真空容器の内部に生成されるプラズマから高周波アンテナを保護する役割を有すると共に、真空容器の開口部を気密に閉鎖する役割を有する。真空容器の開口部を気密に閉鎖する役割は、従来は金属板から成る高周波アンテナが担っていたが、金属繊維シートから成る高周波アンテナは気密性を有しないため、本発明では高周波アンテナの代わりに保護板が開口部を気密に閉鎖する役割を担う。

本発明に係るプラズマ処理装置は、さらに前記高周波アンテナの前記内部側とは反対側に絶縁体製の板から成る強度補強板を備え、前記保護板と該高周波アンテナ及び該高周波アンテナと該強度補強板が密着していることが好ましい。これにより、保護板、高周波アンテナ及び強度補強板が一体となって真空容器の開口部を気密に閉鎖する蓋として機能するため、保護板のみによって開口部を閉鎖する場合よりも機械的強度を高くすることができる。

前記強度補強板を備える構成において、前記保護板は該強度補強板よりも薄いことが好ましい。この構成によれば、真空容器の開口部を塞ぐ蓋全体としての機械的強度を確保しつつ、保護板を薄くすることによって、保護板を通して高周波アンテナから真空容器内部に生成される高周波電磁界の強度を高くすることができ、それによってプラズマ密度を高くすることができる。

本発明に係るプラズマ処理装置はさらに、前記高周波アンテナに導入される高周波電流の電流値を測定する電流測定部を備えることが好ましい。これにより、プラズマ処理装置の使用者が金属繊維シートに導入される高周波電流の電流値を監視することができ、高周波アンテナに過大な電流が流れることで該高周波アンテナを構成する金属繊維シートが溶融することを防ぐことに資する。

前記電流測定部を備える構成においてさらに、前記電流測定部で測定される電流値が所定値を超えたときに、前記高周波アンテナに導入される高周波電流を停止させる電流停止制御部を備えることがより好ましい。これにより、金属繊維シートが溶融することをより確実に防ぐことができる。

本発明によれば、金属繊維シートから成る高周波アンテナを用いることにより、プラズマ生成のための高周波においても効率よく高周波アンテナに大電流を流すことができる。

本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を示す概略構成図(a)、及び高周波アンテナ付近の部分拡大図(b)。 本実施形態のプラズマ処理装置における高周波アンテナ全体での高周波電流の流れを矢印で示す図。 本実施形態のプラズマ処理装置と、従来の金属板から成るアンテナを用いたプラズマ処理装置において生成されるプラズマの電子密度を示すグラフ。 本発明に係るプラズマ源の変形例を示す概略構成図。

図１～図４を用いて、本発明に係るプラズマ処理装置及び高周波アンテナの実施形態を説明する。

(1) 本実施形態のプラズマ処理装置及び高周波アンテナの構成
図１は、本発明の一実施形態であるプラズマ処理装置１の構成の概略を示す図である。このプラズマ処理装置１はプラズマＣＶＤ法による成膜装置であって、プラズマ源１０と、真空容器２１と、真空ポンプ２２と、ガス供給部２３と、基体保持部２４と、基体搬入出口２５と、高周波電源２６と、インピーダンス整合器２７と、電流測定部２８と、電流停止制御部２９とを有する。

まず、プラズマ源１０以外のプラズマ処理装置１の構成要素を説明する。真空容器２１は金属（例えばステンレス鋼）製の壁２１１を有し、壁２１１の内側に形成されている真空容器２１の内部空間２１２にプラズマが生成される。真空ポンプ２２は、内部空間２１２を真空引きするポンプである。ガス供給部２３はガスボンベ（図示省略）及びガス導入管で構成されており、アルゴンガスや水素ガス等のプラズマ生成ガス、及び成膜原料のガスを内部空間２１２に供給するものである。なお、スパッタ法による成膜やプラズマを用いた基体Ｓの洗浄等、成膜原料のガスを用いることなく基体Ｓに対する処理を行う場合には、ガス供給部２３からはプラズマ生成ガスのみを内部空間２１２に供給する。基体保持部２４は、基体Ｓを保持するものである。基体搬入出口２５は壁２１１に設けられており、成膜前に真空容器２１の外から基体保持部２４に基体Ｓを搬入する際、及び成膜後に基体保持部２４から真空容器２１の外に基体Ｓを搬出する際に、基体Ｓを通過させる搬入出口である。基体Ｓを搬入出するとき以外は、基体搬入出口２５は蓋２５１で密閉されている。

高周波電源２６は、周波数13.56MHzの高周波電流を生成し、後述の高周波アンテナ１１に高周波電流を供給する電源である。インピーダンス整合器２７は、高周波電源２６からの高周波電流が効率よく高周波アンテナ１１に導入されるようにインピーダンスを調整するものである。電流測定部２８は、高周波アンテナ１１に接続される給電線１６３に流れる高周波電流の電流値を測定する電流計であって、それによって高周波アンテナ１１に導入される高周波電流の電流値を測定するものである。電流停止制御部２９は、電流測定部２８で測定される電流値が所定値を超えたときに、高周波アンテナ１１に導入される高周波電流を停止させるよう、高周波電源２６を制御するものである。

プラズマ源１０は、本実施形態では1台のプラズマ処理装置１に2個設けられている。但し、プラズマ源１０の個数はこれには限定されず、1個のみであってもよいし、3個以上であってもよい。各プラズマ源１０は、高周波アンテナ１１と、保護板１２と、強度補強板１３と、アンテナ固定枠１４と、気密保持部１５と、2本の高周波電流供給バー１６とを有する。

本実施形態では、高周波アンテナ１１として金属繊維シートを用いる。金属繊維シートは、金属繊維からなるシート状物であればよい。金属繊維からなるシート状物は、金属繊維がランダムに配置された不織布であってもよく、金属繊維からなる織布やメッシュであってもよい。また、金属繊維シートは、多孔質構造を有していてもよい。さらに、金属繊維シートは、金属繊維以外の構成要素を含んでいてもよい。金属繊維シートを構成する金属繊維は、金属繊維同士の少なくとも一部が結着していることが好ましい。金属繊維同士の少なくとも一部が結着しているとは、金属繊維同士が物理的に固定されている態様をいう。金属繊維同士は直接固定されていてもよいし、金属繊維の金属成分以外の成分（第２の金属成分）によって固定されていてもよい。ここまでに述べた様々な形態の金属繊維シートのうち、金属繊維同士の少なくとも一部が結着した不織布が特に好ましい。

このように多数の金属繊維で構成される金属繊維シートから成る高周波アンテナ１１は、該金属繊維シートと同形状の金属板から成る高周波アンテナよりも表面積が大きいため、高周波電流に対するインピーダンスが低い。従って、プラズマ生成のために一般的に用いられる（例えば周波数13.56MHz の）高周波電流を、より効率よく大電流で流すことができる。

本実施形態で用いる金属繊維シートにおける金属繊維の金属成分及び第２の金属成分は特に限定されないが、いずれも、銅をはじめとして、ステンレス、鉄、アルミニウム、青銅、黄銅、ニッケル、クロム等、複数の金属の合金等、任意の金属を用いることができる。

本実施形態で用いる金属繊維シートにおける金属繊維の平均繊維径は、任意に設定可能であるが、好ましくは1μm～30μm、更に好ましくは2μm～20μmである。「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維シートの任意の場所における垂直断面に基づき金属繊維の断面積を算出し（例えば、公知のソフトウエアによって）、前記断面積と同一面積を有する円の直径を算出することにより導かれた面積径の平均値（例えば、20個の繊維の平均値）である。また、本実施形態で用いる金属繊維シートにおける金属繊維の平均繊維長は、1mm～10mmであることが好ましく、更に好ましくは、3mm～6mmである。「平均繊維長」とは、顕微鏡で測定した複数（例えば20本分）の測定値を平均した値である。金属繊維の平均繊維径及び平均繊維長が上記のような範囲であると、金属繊維シートの表面積を高め易く、高周波電流に対するインピーダンスを低減させ易い。

本実施形態で用いる金属繊維シートにおける占積率は、温度が25℃において5～60％であることが好ましい。占積率が低すぎると、表面積が小さくなり、高周波アンテナ１１に流すことができる高周波電流も小さくなってしまう。一方、占積率が高すぎると、金属繊維が他の金属繊維と接触する部分が大きくなるため、表面積が小さくなり、高周波アンテナ１１に流すことができる高周波電流も小さくなってしまう。占積率の測定は、温度25℃における金属繊維シート全体（孔の部分も含む）の体積と、金属繊維シートを構成する金属繊維の体積から算出することができる。金属繊維シートの体積は、金属繊維シートの厚みと面積を公知の方法で測定して求めることができる。

金属繊維シートの厚さは特に限定されないが、100μm～１mmであることが好ましい。金属繊維シートの厚さをこの範囲とすることで、高周波アンテナに流すことができる高周波電流の量を確保しやすくなる。金属繊維シートの厚さは、例えば、ミツトヨ製デジマチックインジケータＩＤ－Ｃ１１２Ｘで測定することができる。

保護板１２は誘電体製の板材から成り、高周波アンテナ１１の一方の表面に接触するように設けられている。強度補強板１３は保護板１２よりも厚い誘電体製の板材から成り、高周波アンテナ１１の前記一方の面とは反対側の面に接触するように設けられている。従って、高周波アンテナ１１は保護板１２と強度補強板１３によって挟まれた状態となっている。言い換えれば、強度補強板１３、高周波アンテナ１１、保護板１２の順に積層された積層体１１０が形成されている。積層体１１０は、保護板１２の側を、真空容器２１の壁（上壁）２１１に設けられた開口部２１３に向けて配置されている。保護板１２及び強度補強板１３の材料には、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム等を用いることができる。保護板１２と強度補強板１３は同じ材料から成るものであってもよいし、異なる材料から成るものであってもよい。本実施形態では、使用時に高周波アンテナ１１やプラズマから生じる熱を逃がしやすくするために、保護板１２及び強度補強板１３には共に、誘電体の中では熱伝導率が高い窒化アルミニウムを用いている。

アンテナ固定枠１４は、高周波アンテナ１１、保護板１２及び強度補強板１３の側面を囲む枠本体部１４１と、該枠本体部１４１から強度補強板１３の高周波アンテナ１１とは反対側の表面にせり出して該表面の一部を覆うせり出し部１４２とを有する。強度補強板１３側を上側とすると、アンテナ固定枠１４は強度補強板１３に垂直な断面において逆Ｌ字形の形状を呈している。枠本体部１４１には上面から下面に貫く孔が設けられており、この孔に挿通されたボルトによって、アンテナ固定枠１４は、開口部２１３の周囲にある真空容器２１の壁（上壁）２１１に固定されている。壁（上壁）２１１の上面の枠本体部１４１よりも内側には気密保持部１５が配置されており、積層体１１０はせり出し部１４２と気密保持部１５に上下を挟まれた状態で固定されている。気密保持部１５は、枠状部材１５１の上面にシール材（Ｏリング）１５２が、下面にシール材（Ｏリング）１５３が、それぞれ設けられたものである。上面のシール材１５２は保護板１２に押さえつけられ、下面のシール材１５３は壁（上壁）２１１に押さえつけられる。

このような構成により、積層体１１０は、高周波アンテナ１１と保護板１２、及び高周波アンテナ１１と強度補強板１３が密着して一体のものとなり、開口部２１３を気密に閉鎖する蓋として機能する。高周波アンテナ１１は保護板１２で真空容器２１の内部空間２１２から仕切られるため、内部空間２１２に生成されるプラズマから保護板１２によって保護される。

強度補強板１３には、１方向に長い直方体状の刳り貫きが2箇所、互いに略平行に設けられており、それらの刳り貫きには、金属製の直方体状の棒から成る高周波電流供給バー１６が収容されている。各高周波電流供給バー１６の上面にはそれぞれ、該高周波電流供給バー１６の上面の全体に接触し、該上面から強度補強板１３の上面に跨がって配置された金属製の給電ブロック１６１が、ボルトで該高周波電流供給バー１６に固定されている。各給電ブロック１６１にはそれぞれ給電端子１６２が取り付けられ、各給電端子１６２にはそれぞれ給電線１６３が接続されている。一方の給電線１６３は高周波電源２６の一方の端子に接続され、他方の給電線１６３はインピーダンス整合器２７を介して高周波電源２６の他方の端子に接続されている。各高周波電流供給バー１６の長さは30mm、2本の高周波電流供給バー１６の間隔は150mmである。

真空容器２１の内部空間２１２に生成される高周波電磁界を大きくするためには、保護板１２は薄い方が望ましい。一方、積層体１１０が保護板１２側において真空容器２１の内部空間２１２と接し、強度補強板１３側が大気と接しており、真空と大気圧との圧力差による力を受けるため、この圧力差に耐えるように、強度補強板１３は厚い方が望ましい。但し、強度補強板１３を厚くし過ぎると、高周波アンテナ１１に生じる熱を逃がし難くなってしまう。また、必要となる機械的強度は、真空容器２１の開口部２１３の大きさにも依存する。以上の点を勘案して、保護板１２及び強度補強板１３の厚さを定めることが望ましい。本実施形態では、開口部２１３が長辺210mm、短辺160mmの長方形であって、保護板１２の厚さは3mm、強度補強板１３の厚さは20mmとした。もちろん、これらの厚さは適宜変更することが可能である。例えば、保護板１２の厚さは1～5mmの範囲内、強度補強板１３の厚さは5～30mmの範囲内とすることができる。保護板１２及び強度補強板１３の厚さはここで挙げた範囲の外であってもよい。

(2) 本実施形態のプラズマ処理装置の動作
本実施形態のプラズマ処理装置１の動作を説明する。まず、基体搬入出口２５の蓋２５１を開放し、基体Ｓを真空容器２１の内部空間２１２に搬入する。そのうえで、基体Ｓを、基体保持部２４の上に載置することにより保持させる。その後、蓋２５１を閉鎖し、真空ポンプ２２により真空容器２１の内部空間２１２を真空にする。さらに、ガス供給部２３より、プラズマ生成ガス及び成膜原料ガスを内部空間２１２に供給する。そして、高周波電源２６からインピーダンス整合器２７、給電線１６３、給電端子１６２、給電ブロック１６１及び高周波電流供給バー１６を介して高周波アンテナ１１に高周波電流を導入する。このように高周波アンテナ１１に高周波電流を導入することにより、内部空間２１２に高周波電磁界が生成され、プラズマ生成ガスの分子が電離することによりプラズマが生成される。このプラズマにより、成膜原料ガスの分子が分解されて基体Ｓ上に堆積し、成膜がなされる。

高周波アンテナ１１の全体を見ると、高周波電流は図２に矢印で示すように、互いに略平行に配置された2本の高周波電流供給バー１６の間を、面状に拡がって流れる。高周波アンテナ１１の一部に着目すると、高周波電流は、高周波アンテナ１１を構成する個々の金属繊維の表面を流れる。

本実施形態のプラズマ処理装置１では、金属繊維シートから成る高周波アンテナ１１を用いることにより、それと同じ平面形状を有する金属板から成る高周波アンテナよりも、高周波電流が流れる金属体（金属繊維）の表面積が大きくなるため、高周波電流をより効率よく大電流で流すことができる。そのため、真空容器２１の内部空間２１２に導入される高周波電磁界の強度を高くすることができ、該内部空間２１２に生成されるプラズマの密度を高くすることができる。

以下、本実施形態のプラズマ処理装置１の内部空間２１２に生成したプラズマの電子密度を測定する実験を行った結果を示す。この実験では、高周波アンテナ１１には、平均繊維長3mm、平均繊維径9μmの銅繊維を湿式抄造法により抄造・乾燥した後、不活性ガス中で銅繊維同士を結着させた、占積率が13％である金属繊維シートを用いた。比較例として、高周波アンテナ１１と同じ平面形状を有する従来の金属板から成る高周波アンテナを用いて同様の実験を行った。本実施形態、比較例共に、高周波アンテナは1個のみ用い、プラズマ生成ガスとして窒素ガスを圧力1.0Pa、流量100sccmとなるように真空容器内に導入した。そのうえで、高周波アンテナに高周波電力を100～1000Wの範囲内で投入し、アンテナから120mm離れた位置でラングミュアプローブによりプラズマの電子密度を測定した。

実験結果を図３に示す。本実施形態、比較例共に、高周波電力の大きさに比例して電子密度が高くなっている。高周波電力が同じ値である場合に本実施形態と比較例を対比すると、測定を行った全ての高周波電力の範囲内で、電子密度は比較例よりも本実施形態の方が約15～20％高くなることがわかる。これは、本実施形態の方が、各金属繊維の表面を高周波電流が流れることによって高周波アンテナ１１のインダクタンスが小さくなり、それによって高周波電流が大きくなるため、真空容器２１の内部空間２１２における高周波電磁界の強度が高くなることによると考えられる。

以上のように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、金属繊維シートから成る高周波アンテナ１１を用いることによって高周波電流が流れる表面積を大きくし、それによって効率よく高周波アンテナに大電流を流すことができるという本発明の効果を奏するが、以下に述べる他の効果も奏する。

本実施形態のプラズマ処理装置１では、高周波アンテナ１１及び保護板１２に加えて強度補強板１３を用い、高周波アンテナ１１と保護板１２、及び高周波アンテナ１１と強度補強板１３を密着させて一体化させることにより、開口部２１３を気密に閉鎖する蓋の機械的強度を高くすることができる。それに伴い、強度補強板１３が無い場合よりも保護板１２の強度が弱いことが許容されるため、保護板１２を薄く（例えば強度補強板１３よりも薄く）することができる。これにより、高周波アンテナ１１によって保護板１２を通して真空容器２１の内部空間２１２に生成される高周波電磁界の強度を高くすることができる。

一般に、面状の高周波アンテナと保護板を密着させた場合には、金属製の高周波アンテナの方が誘電体製の保護板よりも、昇温に伴う熱膨張及び降温に伴う熱収縮が大きくなり、高周波アンテナと保護板の間に摩擦が生じ、高周波アンテナ及び／又は保護板が摩耗するという問題が生じる。それに対して本実施形態のプラズマ処理装置１では、高周波アンテナ１１が金属繊維シート製であることから、昇温時には金属繊維同士の隙間を狭めるように金属繊維が膨張し、降温時には隙間を拡げるように金属繊維が収縮するため、高周波アンテナ１１全体としての熱膨張／熱収縮は従来の金属板製の高周波アンテナよりも小さくなる。これにより、金属繊維シート製の高周波アンテナ１１は従来の金属板製の高周波アンテナよりも、保護板１２との熱膨張／熱収縮の差が小さくなり、高周波アンテナ１１と保護板１２との摩擦を低減することができる。そのため、摩擦による高周波アンテナ１１及び／又は保護板１２の摩耗を抑制することができる。

また、本実施形態のプラズマ処理装置１は、電流測定部２８によって高周波アンテナ１１に流れる高周波電流の電流値を測定し、該電流値が所定値を超えたときに電流停止制御部２９によって高周波アンテナ１１への高周波電流の供給を停止するように高周波電源２６を制御することにより、高周波アンテナ１１に過大な電流が流れることで高周波アンテナ１１が溶融することを防ぐことができる。

(3) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、本発明に係るプラズマ処理装置１において、上記プラズマ源１０の代わりに、図４に示すプラズマ源１０Ａを用いることができる。このプラズマ源１０Ａは、高周波アンテナ１１Ａと、保護板１２と、第１強度補強板１３１Ａと、第２強度補強板１３２Ａと、アンテナ固定枠１４と、気密保持部１５と、2個の給電ブロック１６１Ａとを有する。保護板１２及び気密保持部１５の構成は上記実施形態のものと同じであるため、説明を省略する。

第１強度補強板１３１Ａは、絶縁体製の板材の中央を刳り抜いた枠状の形状を有しており、その枠内に第２強度補強板１３２Ａが収容されている。高周波アンテナ１１Ａは、上記実施形態と同様の金属繊維シート製であるが、プラズマ源１０Ａへの取り付け方が上記実施形態とは異なる。具体的には、第２強度補強板１３２Ａの一側面１３２２に接する上面の一部の領域１３２１から、該側面１３２２、底面１３２３、前記側面１３２２に対向する側面１３２４、及び該側面１３２４に接する上面の一部の領域１３２５に接し、第２強度補強板１３２Ａに巻き付けるように設けられている。金属繊維シートが可撓性を有するため、このように高周波アンテナ１１Ａを第２強度補強板１３２Ａに巻き付けることができる。

領域１３２１及び１３２５の上にはそれぞれ給電ブロック１６１Ａが載置されている。各給電ブロック１６１Ａは複数本のボルトによって第２強度補強板１３２Ａに固定されている。それによって高周波アンテナ１１Ａが給電ブロック１６１Ａで第２強度補強板１３２Ａに押さえつけられることにより、高周波アンテナ１１Ａが第２強度補強板１３２Ａに固定されている。各給電ブロック１６１Ａにはそれぞれ給電端子１６２Ａが取り付けられ、各給電端子１６２Ａには給電線１６３が接続されている。上記実施形態と同様に、一方の給電線１６３は高周波電源２６の一方の端子に接続され、他方の給電線１６３はインピーダンス整合器２７を介して高周波電源２６の他方の端子に接続されている。

第１強度補強板１３１Ａと高周波アンテナ１１Ａとの間、及び高周波アンテナ１１Ａと保護板との間には隙間が設けられており、この隙間には誘電体であって樹脂であるシリコーングリースから成る接着剤１３５が充填されている。この接着剤１３５により、第１強度補強板１３１Ａと高周波アンテナ１１Ａとの間、及び高周波アンテナ１１Ａと保護板との間の熱接触が良好になるため、高周波アンテナ１１Ａで発生する熱や、プラズマ生成に伴って発生する熱をプラズマ処理装置の外部に放出しやすくなる。

この変形例におけるプラズマ源１０Ａ及び該プラズマ源１０Ａを有するプラズマ処理装置の動作は、上記実施形態のプラズマ源１０及びプラズマ処理装置１の動作と同様である。

本発明はさらなる変形も可能である。例えば、上記実施形態のプラズマ処理装置１には強度補強板１３を設けたが、強度補強板１３は省略してもよい。その場合には、保護板１２には、真空容器の内部と外部との圧力差に耐えることができる機械的強度を有するものを用いる。

上記実施形態のプラズマ処理装置１には電流測定部２８及び電流停止制御部２９を用いたが、電流測定部２８のみを設け、電流停止制御部２９を省略してもよい。同一の条件でプラズマ処理を行う場合にはおおむね同程度の大きさの電流が高周波アンテナ１１に流れることから、電流測定部２８のみをプラズマ処理装置に設けた場合には、プラズマ処理の条件を決定する際の予備実験のときに使用者が電流測定部２８で測定された電流値を見ながら予備実験を行うことで当該条件を決定する（その後は、電流値をモニターする必要はない）という方法で電流測定部２８を使用することができる。あるいは、電流測定部２８及び電流停止制御部２９の双方を省略してもよい。

１…プラズマ処理装置
１０、１０Ａ…プラズマ源
１１、１１Ａ…高周波アンテナ
１１０…積層体
１２…保護板
１３…強度補強板
１３１Ａ…第１強度補強板
１３２Ａ…第２強度補強板
１３２１、１３２５…第２強度補強板上の領域
１３２２、１３２４…第２強度補強板の側面
１３２３…第２強度補強板の底面
１３５…接着剤
１４…アンテナ固定枠
１４１…アンテナ固定枠の枠本体部
１４２…アンテナ固定枠のせり出し部
１５…気密保持部
１５１…気密保持部の枠状部材
１５２…シール材
１６…高周波電流供給バー
１６１、１６１Ａ…給電ブロック
１６２、１６２Ａ…給電端子
１６３…給電線
２１…真空容器
２１１…真空容器の壁
２１２…真空容器の内部空間
２１３…真空容器の壁の開口部
２２…真空ポンプ
２３…ガス供給部
２４…基体保持部
２５…基体搬入出口
２５１…基体搬入出口の蓋
２６…高周波電源
２７…インピーダンス整合器
２８…電流測定部
２９…電流停止制御部
Ｓ…基体

Claims (10)

1. プラズマ処理装置の処理室内に高周波電磁界を生成するアンテナであって、該高周波電磁界を生成する高周波電流を供給する高周波電源に接続された、金属繊維から構成されるシート状物であることを特徴とする高周波アンテナ。
2. 前記シート状物が、前記金属繊維同士の少なくとも一部が結着しているものであることを特徴とする請求項１に記載の高周波アンテナ。
3. 温度が25℃であるときの前記シート状物における前記金属繊維の占積率が5～60％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。
4. a) 壁に開口部を有する真空容器と、
   b) 前記開口部に配置された、金属繊維から構成されるシート状物から成る高周波アンテナと、
   c) 前記高周波アンテナよりも前記真空容器の内部側に、前記開口部を気密に閉鎖するように設けられた誘電体製の保護板と
   を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
5. さらに前記高周波アンテナの前記内部側とは反対側に絶縁体製の板から成る強度補強板を備え、前記保護板と該高周波アンテナ及び該高周波アンテナと該強度補強板が密着していることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記保護板が前記強度補強板よりも薄いことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. さらに、前記高周波アンテナに導入される高周波電流の電流値を測定する電流測定部を備えることを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
8. さらに、前記電流測定部で測定される電流値が所定値を超えたときに、前記高周波アンテナに導入される高周波電流を停止させる電流停止制御部を備えることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記シート状物が、前記金属繊維同士の少なくとも一部が結着しているものであることを特徴とする請求項４～８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
10. 温度が25℃であるときの前記シート状物における前記金属繊維の占積率が5～60％であることを特徴とする請求項４～９のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。

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