WO2024004399A1 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Definitions
- An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a plasma processing apparatus.
- a plasma processing device is used in plasma processing.
- a plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support stand (mounting stand) placed within the chamber.
- the substrate support has a base (lower electrode) and an electrostatic chuck that holds the substrate.
- a temperature adjustment element for example, a heater
- a filter is provided between the temperature adjustment element and the power supply for the temperature adjustment element, high frequency noise that enters the power supply line and/or signal line from the high frequency electrode and/or other electrical components in the chamber is attenuated.
- a filter is provided to either allow or prevent this.
- Exemplary embodiments of the present disclosure provide a technique that enables improvement of power transmission efficiency and suppression of high frequency leakage between a power transmission coil and a power reception coil.
- a plasma processing apparatus in one exemplary embodiment, includes a plasma processing chamber, a substrate support, a high-frequency power source, an electrode or an antenna, a power consumption member, a power storage unit, a power transmission coil, a power reception coil, at least one metal housing, and at least one ferrite material.
- a substrate support is disposed within the plasma processing chamber.
- the high frequency power source is configured to generate high frequency power.
- the electrode or antenna is electrically connected to a radio frequency power source to receive radio frequency power to generate a plasma from the gas within the plasma processing chamber.
- a power consuming member is disposed within the plasma processing chamber or within the substrate support.
- the power storage unit is electrically connected to the power consumption member.
- the power transmission coil is provided outside the plasma processing chamber.
- the power receiving coil is electrically connected to the power storage unit and can receive power from the power transmitting coil through electromagnetic induction coupling.
- the at least one metal housing provides a shielded space and accommodates the power transmitting coil and the power receiving coil within the shielded space.
- At least one ferrite material is disposed within the shielded space and is provided to close the space in which the power transmitting coil and the power receiving coil are disposed.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
- 1 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment;
- FIG. 3 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment;
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a power transmission unit according to an exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- 7 is a graph showing impedance characteristics of a power receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- FIG. 2 illustrates an RF filter according to one exemplary embodiment.
- FIG. 3 illustrates a rectifying and smoothing section according to one exemplary embodiment.
- FIG. 2 illustrates an RF filter according to one exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a communication section of a power transmission section and a communication section of a rectification/smoothing section according to an exemplary embodiment.
- FIG. 3 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a communication section of a power transmission section and a communication section of a rectification/smoothing section according to another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 23A and 23B is a diagram illustrating a power storage unit according to one exemplary embodiment.
- 1 is a diagram illustrating a voltage controlled converter according to one exemplary embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a constant voltage controller according to one exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a constant voltage controller according to another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a voltage controlled converter according to one exemplary embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a constant voltage controller according to one exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a constant voltage controller according to
- FIG. 30(a) is a cross-sectional view of the coil portion according to one exemplary embodiment
- FIG. 30(b) is a cross-sectional view of the base plate and the thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 30(a).
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of ferrite materials provided therebetween.
- FIG. 31(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to another exemplary embodiment
- FIG. 31(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 31(a).
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of ferrite materials provided therebetween.
- FIG. 32(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 32(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 32(a). It is a top view which shows the several ferrite material provided between.
- FIG. 33(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 33(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 33(a). It is a top view which shows the several ferrite material provided between.
- FIG. 33(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 33(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 33(a). It is a top view which shows the several ferrite material provided
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 44(a), FIG. 44(b), and FIG. 44(c) is a diagram showing an example of the positional relationship between each of the power transmitting coil and the power receiving coil and the inner ferrite material.
- FIGS. 45(e) are diagrams showing various examples of the inner ferrite material.
- FIGS. 46(a) to 46(c) are diagrams showing various examples of the inner ferrite material.
- FIGS. 47(a) to 47(b) are diagrams showing various examples of the inner ferrite material.
- FIGS. 48(a) to 48(c) are diagrams showing various examples of ferrite materials in the power transmitting coil portion and the power receiving coil portion.
- FIGS. 49(a) to 49(b) are diagrams showing various examples of ferrite materials in the power transmitting coil portion and the power receiving coil portion.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 51(a) is a diagram showing an example of a heat sink of the power receiving coil section shown in FIG. 50
- FIG. 51(b) is a diagram showing an example of a heat sink of the power transmitting coil section shown in FIG. 50
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 57(a) is a cross-sectional view of a coil section according to another exemplary embodiment
- FIG. 57(b) is a plan view showing a cooling plate in the coil section shown in FIG. 57(a). be.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment.
- 59 is a diagram showing two cooling plates in the coil section shown in FIG. 58.
- FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 61(a) is a cross-sectional view of a coil according to one exemplary embodiment
- FIG. 61(b) is a cross-sectional view of a wire of the coil according to one exemplary embodiment
- FIG. 62(a) is a cross-sectional view of a coil according to another exemplary embodiment
- FIG. 62(b) is a cross-sectional view of a wire of a coil according to another exemplary embodiment
- FIG. 63(a) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 63(b) is a cross-sectional view of a wire of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 64(a) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 64(b) is a cross-sectional view of a wire of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- 65(a) and 65(b) are each a top view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- 66(a) and 66(b) are each a top view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- FIGS. 67(a) to 67(d) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- 68(a) and 68(b) are each a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- 72(a) and 72(b) are each a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
- a plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a controller 2.
- the plasma processing system is an example of a substrate processing system
- the plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus.
- the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support section 11, and a plasma generation section 12.
- the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
- the plasma processing chamber 10 also includes at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space.
- the gas supply port is connected to a gas supply section 20, which will be described later, and the gas discharge port is connected to an exhaust system 40, which will be described later.
- the substrate support section 11 is disposed within the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.
- the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
- the plasmas formed in the plasma processing space are capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), and ECR plasma (Electron-Cyclotron-Resonance Plasma).
- CCP capacitively coupled plasma
- ICP inductively coupled plasma
- ECR plasma Electro-Cyclotron-Resonance Plasma
- HWP Helicon wave excited plasma
- SWP surface wave plasma
- various types of plasma generation sections may be used, including an AC (Alternating Current) plasma generation section and a DC (Direct Current) plasma generation section.
- the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal.
- the RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 150MHz.
- the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure.
- the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
- the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
- the control unit 2 is realized by, for example, a computer 2a.
- the processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
- the acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read out from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1.
- the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
- the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
- the storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. Good.
- the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
- FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
- the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power supply 30, and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10 .
- the gas introduction section includes a shower head 13.
- Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 .
- the shower head 13 is arranged above the substrate support section 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 .
- the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11. Plasma processing chamber 10 is grounded.
- the shower head 13 and the substrate support section 11 are electrically insulated from the casing of the plasma processing chamber 10.
- the substrate support section 11 includes a main body section 111 and a ring assembly 112.
- the main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
- a wafer is an example of a substrate W.
- the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in plan view.
- the substrate W is placed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
- the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
- Base 1110 includes a conductive member.
- the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
- Electrostatic chuck 1111 is placed on base 1110.
- the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode (also referred to as an adsorption electrode, a chuck electrode, or a clamp electrode) 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
- Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, ceramic member 1111a also has an annular region 111b.
- another member surrounding the electrostatic chuck 1111 such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
- the ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member.
- at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, which will be described later, may be disposed within the ceramic member 1111a. In this case, at least one RF/DC electrode functions as a bottom electrode.
- An RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode if at least one RF/DC electrode is supplied with a bias RF signal and/or a DC signal as described below.
- the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes.
- the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
- Ring assembly 112 includes one or more annular members.
- the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
- the edge ring is made of a conductive or insulating material
- the cover ring is made of an insulating material.
- the substrate support unit 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
- the temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
- a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
- a channel 1110a is formed within the base 1110 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
- the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
- the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
- the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas introduction ports 13c.
- the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the plurality of gas introduction ports 13c.
- the showerhead 13 also includes at least one upper electrode.
- the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
- SGI side gas injectors
- the gas supply section 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22.
- the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 to the showerhead 13 via a respective flow controller 22 .
- Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
- gas supply 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of at least one process gas.
- Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
- RF power source 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
- RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation section 12. Further, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.
- the RF power supply 31 includes a first RF generation section 31a and a second RF generation section 31b.
- the first RF generation section 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a source RF signal (source RF power) for plasma generation. It is configured as follows.
- the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz.
- the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
- the second RF generating section 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
- the frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal.
- the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
- the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz.
- the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
- the generated one or more bias RF signals are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
- Power source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
- the DC power supply 32 includes a first DC generation section 32a and a second DC generation section 32b.
- the first DC generator 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
- the generated first DC signal is applied to at least one bottom electrode.
- the second DC generator 32b is connected to the at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
- the generated second DC signal is applied to the at least one top electrode.
- the first and second DC signals may be pulsed.
- a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
- the voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof.
- a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section.
- the voltage pulse generation section is connected to at least one upper electrode.
- the voltage pulse may have positive polarity or negative polarity.
- the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
- the first and second DC generation units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 31b. good.
- the exhaust system 40 may be connected to a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example.
- Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
- the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
- the upper electrode is arranged such that the plasma processing space is located between the upper electrode and the substrate support section 11.
- a high frequency power source such as the first RF generator 31 a is electrically connected to the upper electrode or the lower electrode in the substrate support 11 .
- an antenna is arranged such that a plasma processing space is located between the antenna and the substrate support section 11.
- a high frequency power source such as the first RF generator 31a is electrically connected to the antenna.
- the antenna is arranged such that the plasma processing space is located between the antenna and the substrate support part 11. Ru.
- a high frequency power source such as the first RF generator 31a is electrically connected to the antenna via a waveguide.
- Each plasma processing apparatus described below is configured to supply power to at least one power consuming member in the chamber 10 by wireless power supply (electromagnetic induction coupling), and has the same configuration as the plasma processing apparatus 1. obtain.
- FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
- the plasma processing apparatus 100A shown in FIG. 3 includes at least one high-frequency power source 300, a power receiving coil section 140, a power storage section 160, and at least one power consumption member 240 (see FIGS. 25 and 26).
- the plasma processing apparatus 100A may further include a power transmission section 120, a power transmission coil section 130, a rectification/smoothing section 150, a constant voltage control section 180 (an example of a voltage control section), a ground frame 110, and a matching section 301.
- At least one high-frequency power source 300 includes a first RF generator 31a and/or a second RF generator 31b. At least one high frequency power source 300 is electrically connected to the substrate support section 11 via a matching section 301. Matching section 301 includes at least one impedance matching circuit.
- the ground frame 110 includes the chamber 10 and is electrically grounded.
- the ground frame 110 electrically separates an internal space 110h (RF-Hot space) from an external space 110a (atmospheric space).
- the ground frame 110 surrounds the substrate support part 11 arranged in the space 110h.
- rectification/smoothing section 150, power storage section 160, and constant voltage control section 180 are arranged in space 110h.
- the power transmission section 120, the power transmission coil section 130, and the power reception coil section 140 are arranged in the space 110a.
- the devices arranged in the space 110a that is, the power transmitting section 120, the power transmitting coil section 130, the power receiving coil section 140, etc., are covered with a metal casing made of metal such as aluminum, and the metal casing is grounded. This suppresses leakage of high frequency noise caused by high frequency power such as the first RF signal (source RF signal) and/or the second RF signal (bias RF signal).
- the metal housing and each power supply line have an insulating distance therebetween. Note that in the following description, high-frequency power such as the first RF signal and/or the second RF signal that propagates toward the power transmission unit 120 is referred to as high-frequency noise, common mode noise, or conductive There is something called noise.
- the power transmission unit 120 is electrically connected between the AC power supply 400 (for example, a commercial AC power supply) and the power transmission coil unit 130.
- Power transmission unit 120 receives the frequency of AC power from AC power supply 400 and converts the frequency of the AC power into a transmission frequency, thereby generating AC power having the transmission frequency, that is, transmission AC power.
- the power transmission coil section 130 includes a power transmission coil 131 (see FIG. 9), which will be described later.
- Power transmission coil 131 is electrically connected to power transmission section 120.
- Power transmitting coil 131 receives transmitted AC power from power transmitting section 120 and wirelessly transmits the transmitted AC power to power receiving coil 141 .
- the power receiving coil section 140 includes a power receiving coil 141 (see FIG. 9), which will be described later.
- the power receiving coil 141 is coupled to the power transmitting coil 131 by electromagnetic induction.
- Electromagnetic inductive coupling includes magnetic field coupling and electric field coupling. Further, magnetic field coupling includes magnetic field resonance (also referred to as magnetic field resonance).
- the distance between the power receiving coil 141 and the power transmitting coil 131 is set to suppress common mode noise (conductive noise). Further, the distance between the power receiving coil 141 and the power transmitting coil 131 is set to a distance that allows power to be supplied.
- the distance between the power receiving coil 141 and the power transmitting coil 131 is such that the amount of attenuation of high frequency power (that is, high frequency noise) between the power receiving coil 141 and the power transmitting coil 131 is equal to or less than a threshold value, and the power from the power transmitting coil 131 is
- the power receiving coil 141 is set to be able to receive power.
- the threshold value of the attenuation amount is set to a value that can sufficiently prevent damage or malfunction of the power transmission unit 120.
- the attenuation threshold is, for example, ⁇ 20 dB.
- the transmitted AC power received by the power receiving coil section 140 is output to the rectification/smoothing section 150.
- the rectifying/smoothing section 150 is electrically connected between the power receiving coil section 140 and the power storage section 160.
- the rectification/smoothing unit 150 generates DC power by full-wave rectification and smoothing of the transmitted AC power from the power receiving coil unit 140.
- the DC power generated by the rectifier/smoothing section 150 is stored in the power storage section 160.
- Power storage unit 160 is electrically connected between rectification/smoothing unit 150 and constant voltage control unit 180. Note that the rectification/smoothing unit 150 may generate DC power by half-wave rectification and smoothing of the transmitted AC power from the power receiving coil unit 140.
- the rectification/smoothing section 150 and the power transmission section 120 are electrically connected to each other by a signal line 1250.
- Rectification/smoothing section 150 transmits an instruction signal to power transmission section 120 via signal line 1250.
- the instruction signal is a signal for instructing the power transmission unit 120 to supply transmission AC power or to stop supplying transmission AC power.
- the instruction signal may include a status signal, an abnormality detection signal, and a cooling control signal for the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- the status signal is a value such as the magnitude and/or phase of the voltage, current, and power detected by the voltage detector 155v (see FIG. 14) and the current detector 155i (see FIG. 14) of the rectifier/smoothing section 150.
- the abnormality detection signal is a signal for transmitting the occurrence of a failure and/or temperature abnormality in the rectifying/smoothing section 150 to the power transmission section 120.
- the cooling control signal controls a cooling mechanism provided in the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140. For example, in the case of air cooling, the cooling control signal controls the rotation speed of the fan. In the case of liquid cooling, the flow rate and/or temperature of the refrigerant is controlled.
- the constant voltage control unit 180 applies a voltage to at least the power consumption member 240 using the power stored in the power storage unit 160.
- the constant voltage control unit 180 can control at least application of voltage to the power consumption member 240 and stopping of the voltage application.
- the power receiving coil 141 functions as a filter for high frequency noise caused by high frequency power such as the first RF signal and/or the second RF signal. Therefore, propagation of high frequency noise to a power source external to the plasma processing apparatus is suppressed.
- FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment.
- the plasma processing apparatus 100B shown in FIG. 4 will be described below from the viewpoint of its differences from the plasma processing apparatus 100A.
- the plasma processing apparatus 100B further includes a voltage control converter 170.
- Voltage control converter 170 is a DC-DC converter, and is connected between power storage unit 160 and constant voltage control unit 180.
- Voltage control converter 170 may be configured to input a constant output voltage to constant voltage control unit 180 even when voltage fluctuation occurs in power storage unit 160. Note that voltage fluctuations in power storage unit 160 may occur as a voltage drop depending on the stored power, for example, when power storage unit 160 is configured with an electric double layer.
- FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- the plasma processing apparatus 100C shown in FIG. 5 will be described below from the viewpoint of its differences from the plasma processing apparatus 100B.
- the plasma processing apparatus 100C further includes an RF filter 190.
- RF filter 190 is connected between rectification/smoothing section 150 and power transmission section 120.
- RF filter 190 forms part of signal line 1250.
- the RF filter 190 has a characteristic of suppressing propagation of high frequency power (high frequency noise) via the signal line 1250. That is, the RF filter 190 includes a low-pass filter that has a high impedance against high-frequency noise (conductive noise) but has a characteristic of passing an instruction signal of a relatively low frequency.
- power storage unit 160, voltage control converter 170, and constant voltage control unit 180 are integrated with each other. That is, power storage unit 160, voltage control converter 170, and constant voltage control unit 180 are all arranged in a single metal housing or formed on a single circuit board. This reduces the length of each of the pair of power supply lines (plus line and minus line) that connect power storage unit 160 and voltage control converter 170 to each other. Furthermore, it is possible to make the lengths of a pair of power supply lines that connect power storage unit 160 and voltage control converter 170 to be equal to each other. Also. The length of each of the pair of power supply lines (plus line and minus line) that connect voltage control converter 170 and constant voltage control section 180 to each other becomes shorter.
- FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- the plasma processing apparatus 100D shown in FIG. 6 will be described below from the viewpoint of differences from the plasma processing apparatus 100C.
- the plasma processing apparatus 100D does not include the RF filter 190.
- the rectification/smoothing section 150 includes a communication section 151 that is a wireless section.
- the power transmission unit 120 includes a communication unit 121 that is a wireless unit. The above-mentioned instruction signal is transmitted between the rectification/smoothing section 150 and the power transmission section 120 using the communication section 151 and the communication section 121. Details of the communication unit 121 and the communication unit 151 will be described later.
- FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- the plasma processing apparatus 100E shown in FIG. 7 will be described below from the viewpoint of its differences from the plasma processing apparatus 100D.
- the plasma processing apparatus 100E further includes an RF filter 200.
- RF filter 200 is connected between power receiving coil section 140 and rectification/smoothing section 150.
- the RF filter 200 has a characteristic of reducing or blocking high frequency noise propagating from the power receiving coil section 140 to the power transmitting coil 131 and the power transmitting section 120. Details of the RF filter 200 will be described later.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a power transmission unit according to one exemplary embodiment.
- power transmission unit 120 receives the frequency of AC power from AC power supply 400 and converts the frequency of the AC power into a transmission frequency, thereby generating transmission AC power having the transmission frequency.
- the power transmission section 120 includes a control section 122, a rectification/smoothing section 123, and an inverter 124.
- the control unit 122 includes a processor such as a CPU or a programmable logic device such as a field-programmable gate array (FPGA).
- FPGA field-programmable gate array
- the rectification/smoothing section 123 includes a rectification circuit and a smoothing circuit.
- the rectifier circuit includes, for example, a diode bridge.
- the smoothing circuit includes, for example, a line capacitor.
- the rectifier/smoothing unit 123 performs full-wave rectification and smoothing on the AC power from the AC power supply 400 to generate DC power. Note that the rectification/smoothing unit 123 may generate DC power by half-wave rectification and smoothing of the AC power from the AC power supply 400.
- the inverter 124 generates transmission AC power having a transmission frequency from the DC power output by the rectification/smoothing section 123.
- Inverter 124 is, for example, a full bridge inverter and includes multiple triacs or multiple switching elements (eg, FETs).
- the inverter 124 generates transmission AC power through ON/OFF control of a plurality of triacs or a plurality of switching elements by the control unit 122.
- the transmitted AC power output from the inverter 124 is output to the power transmission coil section 130.
- the power transmission unit 120 may further include a voltage detector 125v, a current detector 125i, a voltage detector 126v, and a current detector 126i.
- Voltage detector 125v detects a voltage value between a pair of power supply lines that connect rectifier/smoothing section 123 and inverter 124 to each other.
- Current detector 125i detects the current value between rectifier/smoothing section 123 and inverter 124.
- Voltage detector 126v detects a voltage value between a pair of power supply lines that connect inverter 124 and power transmission coil section 130 to each other.
- Current detector 126i detects the current value between inverter 124 and power transmission coil section 130.
- the voltage value detected by the voltage detector 125v, the current value detected by the current detector 125i, the voltage value detected by the voltage detector 126v, and the current value detected by the current detector 126i are sent to the control unit 122. Be notified.
- the power transmission unit 120 includes the communication unit 121 described above.
- the communication unit 121 includes a driver 121d, a transmitter 121tx, and a receiver 121rx.
- the transmitter 121tx is a wireless signal transmitter or an optical signal transmitter.
- the receiver 121rx is a radio signal receiver or an optical signal receiver.
- the communication unit 121 drives the transmitter 121tx using the driver 121d to output the signal from the control unit 122 from the transmitter 121tx as a wireless signal or an optical signal.
- the signal output from the transmitter 121tx is received by the communication unit 151 (see FIG. 14), which will be described later.
- the communication unit 121 receives a signal such as the above-mentioned instruction signal from the communication unit 151 using the receiver 121rx, and inputs the received signal to the control unit 122 via the driver 121d.
- the control unit 122 receives an instruction signal from the communication unit 151 via the communication unit 121, a voltage value detected by the voltage detector 125v, a current value detected by the current detector 125i, and a current value detected by the voltage detector 126v.
- the inverter 124 By controlling the inverter 124 according to the voltage value and the current value detected by the current detector 126i, output and stop of the transmitted AC power are switched.
- FIGS. 9-11 are diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- the power transmission coil section 130 may include, in addition to the power transmission coil 131, a resonance capacitor 132a and a resonance capacitor 132b.
- the resonant capacitor 132a is connected between one end of the power transmission coil 131 and one of a pair of power supply lines that connect the power transmission section 120 and the power transmission coil section 130 to each other.
- the resonant capacitor 132b is connected between the other of the pair of power supply lines and the other end of the power transmission coil 131.
- the power transmission coil 131, the resonant capacitor 132a, and the resonant capacitor 132b constitute a resonant circuit with respect to the transmission frequency. That is, the power transmission coil 131, the resonant capacitor 132a, and the resonant capacitor 132b have a resonant frequency that substantially matches the transmission frequency. Note that the power transmission coil section 130 does not need to include either the resonance capacitor 132a or the resonance capacitor 132b.
- the power transmission coil section 130 may further include a metal casing 130g.
- the metal housing 130g has an open end and is grounded.
- the power transmission coil 131 is arranged within the metal casing 130g with an insulated distance secured therebetween.
- Power transmission coil section 130 may further include a heat sink 134, ferrite material 135, and thermally conductive sheet 136.
- the heat sink 134 is disposed within the metal housing 130g and is supported by the metal housing 130g. Ferrite material 135 is placed on heat sink 134 .
- the heat conductive sheet 136 is placed on the ferrite material 135.
- the power transmitting coil 131 is arranged on the heat conductive sheet 136, and faces the power receiving coil 141 through the open end of the metal housing 130g.
- a resonance capacitor 132a and a resonance capacitor 132b may be further housed in the metal housing 130g.
- the power receiving coil section 140 includes a power receiving coil 141.
- Power receiving coil 141 is electromagnetically coupled to power transmitting coil 131 .
- the power receiving coil section 140 may include a resonant capacitor 142a and a resonant capacitor 142b.
- the resonant capacitor 142a is connected between one end of the power receiving coil 141 and one of the pair of power supply lines extending from the power receiving coil section 140.
- Resonant capacitor 142b is connected between the other of the pair of power supply lines and the other end of power receiving coil 141.
- the receiving coil 141, the resonant capacitor 142a, and the resonant capacitor 142b constitute a resonant circuit with respect to the transmission frequency.
- the power receiving coil 141, the resonant capacitor 142a, and the resonant capacitor 142b have a resonant frequency that substantially matches the transmission frequency.
- the power receiving coil section 140 does not need to include either the resonant capacitor 142a or the resonant capacitor 142b.
- the power receiving coil section 140 may further include a metal casing 140g.
- the metal housing 140g has an open end and is grounded.
- the power receiving coil 141 is arranged within the metal casing 140g with an insulation distance secured therebetween.
- the power receiving coil section 140 may further include a spacer 143, a heat sink 144, a ferrite material 145, and a heat conductive sheet 146.
- the spacer 143 is disposed within the metal casing 140g and is supported by the metal casing 140g. The spacer 143 will be described later.
- Heat sink 144 is arranged on spacer 143.
- Ferrite material 145 is placed on heat sink 144 .
- Thermal conductive sheet 146 is arranged on ferrite material 145.
- the power receiving coil 141 is arranged on the heat conductive sheet 146, and faces the power transmitting coil 131 through the open end of the metal housing 140g. As shown in FIG. 11, a resonance capacitor 142a and a resonance capacitor 142b may be further housed in the metal housing 140g.
- the spacer 143 is formed from a dielectric material and is provided between the power receiving coil 141 and the metal casing 140g (ground).
- the spacer 143 provides a spatial stray capacitance between the power receiving coil 141 and the ground.
- FIG. 12 is a graph illustrating impedance characteristics of a receiving coil section according to one exemplary embodiment.
- FIG. 12 shows the impedance characteristics of the power receiving coil section 140 depending on the thickness of the spacer 143.
- the thickness of the spacer 143 corresponds to the distance between the heat sink 144 and the metal housing 140g.
- the power receiving coil section 140 can adjust the impedance of each of the frequency fH and the frequency fL according to the thickness of the spacer 143. Therefore, according to the power receiving coil section 140, it is possible to provide high impedance at each of the two high frequency power frequencies used in the plasma processing apparatus, such as the first RF signal and the second RF signal. . Further, since high impedance can be obtained in the power receiving coil section 140, loss of high frequency power can be suppressed and a high processing rate (for example, etching rate) can be obtained.
- a high processing rate for example, etching rate
- FIG. 13 is a diagram illustrating an RF filter according to one exemplary embodiment.
- the RF filter 200 is connected between the power receiving coil section 140 and the rectification/smoothing section 150.
- RF filter 200 includes an inductor 201a, an inductor 201b, a termination capacitor 202a, and a termination capacitor 202b.
- One end of the inductor 201a is connected to the resonant capacitor 142a, and the other end of the inductor 201a is connected to the rectifying/smoothing section 150.
- Termination capacitor 202a is connected between one end of inductor 201a and ground.
- Termination capacitor 202b is connected between one end of inductor 201b and ground.
- Inductor 201a and termination capacitor 202a form a low pass filter.
- the inductor 201b and the termination capacitor 202b form a low-pass filter.
- the RF filter 200 provides high impedance at each of the two radio frequency power frequencies used in the plasma processing apparatus, such as the first RF signal and the second RF signal. Therefore, loss of high frequency power is suppressed, and a high processing rate (for example, etching rate) can be obtained.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a rectifying and smoothing section according to one exemplary embodiment.
- the rectification/smoothing section 150 includes a control section 152, a rectification circuit 153, and a smoothing circuit 154.
- the rectifier circuit 153 is connected between the power receiving coil section 140 and the smoothing circuit 154.
- Smoothing circuit 154 is connected between rectifier circuit 153 and power storage unit 160.
- the control unit 152 includes a processor such as a CPU or a programmable logic device such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Note that the control unit 152 may be the same as the control unit 122 or may be different.
- the rectifier circuit 153 outputs power generated by full-wave rectification of the AC power from the power receiving coil section 140.
- the rectifier circuit 153 is, for example, a diode bridge. Note that the rectifier circuit 153 may output power generated by half-wave rectification of the AC power from the power receiving coil section 140.
- the smoothing circuit 154 generates DC power by smoothing the power from the rectifier circuit 153.
- Smoothing circuit 154 may include an inductor 1541a, a capacitor 1542a, and a capacitor 1542b.
- One end of the inductor 1541a is connected to one of the pair of inputs of the smoothing circuit 154.
- the other end of the inductor 1541a is connected to the positive output (V OUT+ ) of the rectifier/smoothing section 150.
- the positive output of the rectifying/smoothing unit 150 is connected to one or more capacitors of the power storage unit 160 via a positive line 160p (see FIGS. 23(a) and 23(b)) among a pair of power supply lines to be described later. connected to one end of each.
- One end of the capacitor 1542a is connected to one of a pair of inputs of the smoothing circuit 154 and one end of the inductor 1541a.
- the other end of the capacitor 1542a is connected to the other of the pair of outputs of the smoothing circuit 154 and the negative output (V OUT- ) of the rectifier/smoothing section 150.
- the negative output of the rectifier/smoothing unit 150 is connected to one or more capacitors of the power storage unit 160 via a negative line 160m (see FIGS. 23(a) and 23(b)) among a pair of power supply lines described later. are connected to the other end of each.
- One end of capacitor 1542b is connected to the other end of inductor 1541a.
- the other end of the capacitor 1542b is connected to the other of the pair of outputs of the smoothing circuit 154 and the negative output (V OUT ⁇ ) of the rectifier/smoothing section 150.
- the rectification/smoothing section 150 may further include a voltage detector 155v and a current detector 155i.
- Voltage detector 155v detects a voltage value between the positive output and negative output of rectifier/smoothing section 150.
- Current detector 155i detects a current value between rectifier/smoothing section 150 and power storage section 160. The voltage value detected by the voltage detector 155v and the current value detected by the current detector 155i are notified to the control unit 152.
- Control unit 152 generates the above-mentioned instruction signal according to the power stored in power storage unit 160.
- control unit 152 when the power stored in power storage unit 160 is less than or equal to a first threshold value, control unit 152 generates an instruction signal to instruct power transmission unit 120 to supply power, that is, to output transmitted AC power.
- the first threshold value is, for example, the power consumption in a load such as the power consumption member 240.
- a value obtained by multiplying the power consumption in a load such as the power consuming member 240 by a certain value may be used in consideration of margin.
- control unit 152 if the power stored in power storage unit 160 is larger than the second threshold, control unit 152 instructs power transmission unit 120 to stop power supply, that is, to stop outputting transmitted AC power. generates an instruction signal.
- the second threshold value is a value that does not exceed the limit stored power of power storage unit 160.
- the second threshold is, for example, a value obtained by multiplying the limit stored power of power storage unit 160 by a certain value (for example, a value of 1 or less).
- the rectification/smoothing section 150 includes the communication section 151 described above.
- the communication unit 151 includes a driver 151d, a transmitter 151tx, and a receiver 151rx.
- the transmitter 151tx is a wireless signal transmitter or an optical signal transmitter.
- the receiver 151rx is a radio signal receiver or an optical signal receiver.
- the communication unit 151 drives the transmitter 151tx using the driver 151d to output a signal from the control unit 122, such as an instruction signal, from the transmitter 151tx as a wireless signal or an optical signal.
- the signal output from the transmitter 151tx is received by the communication unit 121 of the power transmission unit 120.
- the communication unit 151 receives a signal from the communication unit 121 using the receiver 151rx, and inputs the received signal to the control unit 152 via the driver 151d.
- FIG. 15 is a diagram illustrating an RF filter 190 according to one exemplary embodiment.
- the signal line 1250 is a first signal line that electrically connects the signal output (Tx) of the power transmission section 120 and the signal input (Rx) of the rectification/smoothing section 150, and It may include a second signal line that electrically connects the signal input (Rx) of the rectifying/smoothing section 150 to the signal output (Tx) of the rectifying/smoothing section 150.
- the signal line 1250 is a signal line that connects the first reference voltage terminal (VCC) of the power transmission section 120 and the first reference voltage terminal (VCC) of the rectification/smoothing section 150, and the second reference voltage terminal (VCC) of the power transmission section 120.
- a signal line connecting the voltage terminal (GND) and the second reference voltage terminal (GND) of the rectification/smoothing section 150 may be included.
- Signal line 1250 may be a shielded cable covered with a shield at ground potential. In this case, the plurality of signal lines constituting the signal line 1250 may be individually covered with a shield one by one, or may be covered with a shield all together.
- the RF filter 190 provides a low pass filter to each of the plurality of signal lines that make up signal line 1250.
- the low pass filter may be an LC filter including an inductor and a capacitor.
- the inductor of the low-pass filter forms part of the corresponding signal line.
- the capacitor is connected between one end of the inductor connected to power transmission section 120 and ground. According to the RF filter 190, it is possible to suppress the propagation of high frequency power (high frequency noise) via the signal line 1250 between the rectification/smoothing section 150 and the power transmission section 120.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a communication section of a power transmission section and a communication section of a rectification/smoothing section according to an exemplary embodiment.
- FIGS. 17 and 18 each schematically illustrate a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- the communication unit 121 and the communication unit 151 transmit signals such as the above-mentioned instruction signal via wireless communication between each other. It may be configured as follows. Communication via wireless communication may be performed by optical communication. When the communication unit 121 and the communication unit 151 transmit signals between them via wireless communication, the communication unit 121 and the communication unit 151 can be placed at any position unless a shield is interposed between them.
- the signal line 1250 may be a shielded cable covered with a shield at ground potential.
- the plurality of signal lines constituting the signal line 1250 may be individually covered with a shield one by one, or may be covered with a shield all together.
- FIG. 19 is a diagram illustrating a communication section of a power transmission section and a communication section of a rectification/smoothing section according to another exemplary embodiment.
- FIGS. 20-22 schematically illustrates a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
- the communication unit 121 and the communication unit 151 communicate signals (optical signals) such as the above-mentioned instruction signal between each other via an optical fiber 1260, that is, by optical fiber communication. It may be configured to perform transmission.
- the communication unit 121 and the communication unit 151 transmit signals between them via the optical fiber 1260
- the communication unit 121 and the communication unit 151 make sure that the bending radius of the optical fiber 1260 is within an allowable range. For example, it may be placed at any position. In the examples shown in these figures, the RF filter 190 is also unnecessary.
- FIGS. 23A and 23B are diagram illustrating a power storage unit according to one exemplary embodiment.
- power storage unit 160 includes a capacitor 161.
- the capacitor 161 is connected between a pair of power supply lines, that is, a positive line 160p and a negative line 160m.
- the positive line 160p extends from the positive output (V OUT+ ) of the rectifying/smoothing section 150 toward the load.
- the negative line 160m extends from the negative output (V OUT- ) of the rectifying/smoothing section 150 toward the load.
- Capacitor 161 may be a polar capacitor.
- Capacitor 161 may be an electric double layer or a lithium ion battery.
- power storage unit 160 may include a plurality of capacitors 161.
- the plurality of capacitors 161 are connected in series between the plus line 160p and the minus line 160m.
- the plurality of capacitors 161 may have the same capacitance or may have different capacitances.
- Each of the plurality of capacitors 161 may be a polar capacitor.
- Each of the plurality of capacitors 161 may be an electric double layer or a lithium ion battery.
- Power storage unit 160 needs to be used under the condition that the total value of the input voltage thereto and the line potential difference due to normal mode noise is lower than the allowable input voltage.
- the allowable input voltage of power storage unit 160 becomes high. Therefore, according to the example shown in FIG. 23(b), the noise resistance of power storage unit 160 is improved.
- FIG. 24 is a diagram illustrating a voltage controlled converter according to one exemplary embodiment.
- Voltage control converter 170 is a DC-DC converter. Voltage control converter 170 is connected between power storage unit 160 and constant voltage control unit 180. A positive line 160p is connected to the positive input (V IN+ ) of the voltage controlled converter 170. A negative line 160m is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage control converter 170. A positive output (V OUT+ ) of the voltage control converter 170 is connected to a positive input (V IN+ ) of the constant voltage control section 180 . A negative output (V OUT- ) of the voltage control converter 170 is connected to a negative input (V IN- ) of the constant voltage control section 180.
- Voltage control converter 170 may include a control section 172, a low-pass filter 173, a transformer 174, and a capacitor 175.
- Low-pass filter 173 may include an inductor 1731a, a capacitor 1732a, and a capacitor 1732b.
- One end of inductor 1731a is connected to the positive input (V IN+ ) of voltage-controlled converter 170.
- the other end of the inductor 1731a is connected to one end of the primary coil of the transformer 174.
- One end of capacitor 1732a is connected to one end of inductor 1731a and the positive input (V IN+ ) of voltage-controlled converter 170.
- the other end of capacitor 1732a is connected to the negative input (V IN- ) of voltage controlled converter 170.
- One end of capacitor 1732b is connected to the other end of inductor 1731a.
- the other end of capacitor 1732b is connected to the negative input (V IN- ) of voltage controlled converter 170.
- the transformer 174 includes a primary coil 1741, a secondary coil 1742, and a switch 1743.
- the other end of the primary coil 1741 is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage control converter 170 via a switch 1743.
- One end of the secondary coil 1742 is connected to one end of the capacitor 175 and the positive output (V OUT+ ) of the voltage control converter 170.
- the other end of the secondary coil 1742 is connected to the other end of the capacitor 175 and the negative output (V OUT ⁇ ) of the voltage control converter 170.
- a driver 1744 is connected to the switch 1743.
- Driver 1744 opens and closes switch 1743.
- the switch 1743 is closed, that is, when the other end of the primary coil 1741 and the negative input (V IN- ) are in a conductive state, the other end of the primary coil 1741 is connected to the negative input (V IN- ) , and the DC power from the voltage control converter 170 is applied to the constant voltage control section 180.
- Voltage controlled converter 170 may further include a voltage detector 176v and a current detector 176i.
- Voltage detector 176v detects the voltage value between both ends of secondary coil 1742 or the voltage value between the positive output and negative output of voltage control converter 170.
- Current detector 176i measures the current value between the other end of secondary coil 1742 and the negative output of voltage control converter 170.
- the control unit 172 is notified of the voltage value detected by the voltage detector 176v and the current value detected by the current detector 176i. Note that the control section 172 may be the same as or different from at least one of the control section 122 and the control section 152.
- Control unit 172 controls driver 1744 to cut off the supply of DC power from voltage control converter 170 to constant voltage control unit 180 when the voltage value detected by voltage detector 176v is equal to or higher than the threshold value.
- the voltage value between the positive output and the negative output of voltage control converter 170 is the sum of the output voltage value of voltage control converter 170 and the line potential difference due to normal mode noise. In this embodiment, damage to the load of voltage control converter 170 due to overvoltage caused by line potential difference due to normal mode noise can be suppressed.
- Constant voltage control unit 180 is connected between power storage unit 160 and at least one power consumption member 240, and controls application of voltage (application of DC voltage) to at least one power consumption member 240 and stopping thereof. It is configured as follows.
- Constant voltage control section 180 includes a control section 182 and at least one switch 183.
- a positive input (V IN+ ) of the constant voltage control section 180 is connected to the power consumption member 240 via a switch 183 .
- a negative input (V IN- ) of the constant voltage control section 180 is connected to the power consumption member 240.
- Switch 183 is controlled by control section 182. When switch 183 is closed, DC voltage from constant voltage control section 180 is applied to power consumption member 240 . When switch 183 is open, application of DC voltage from constant voltage control section 180 to power consumption member 240 is stopped.
- the control unit 182 may be the same as or different from at least one of the control unit 122, the control unit 152, and the control unit 172.
- the plasma processing apparatus includes a plurality of power consuming members 240.
- Constant voltage control section 180 includes a control section 182 and a plurality of switches 183.
- a positive input (V IN+ ) of the constant voltage control section 180 is connected to a plurality of power consumption members 240 via a plurality of switches 183 .
- a negative input (V IN- ) of the constant voltage control section 180 is connected to the plurality of power consumption members 240.
- the plurality of power consuming members 240 may include a plurality of heaters (resistance heating elements).
- a plurality of heaters may be provided within the substrate support section 11.
- a plurality of resistors 260 are arranged near each of the plurality of heaters.
- Each of the plurality of resistors 260 has a resistance value that changes depending on temperature.
- Each of the plurality of resistors 260 is, for example, a thermistor.
- Each of the plurality of resistors 260 is connected in series with a reference resistor (not shown).
- Constant voltage control section 180 includes a plurality of measurement sections 184.
- Each of the plurality of measurement units 184 applies a reference voltage to a series connection of a corresponding resistor among the plurality of resistors 260 and a reference resistor, and detects a voltage value between both ends of the resistor.
- Each of the plurality of measurement units 184 notifies the control unit 182 of the detected voltage value.
- the control unit 182 identifies the temperature of the region where the corresponding heater is arranged among the plurality of heaters from the notified voltage value, and controls the DC voltage to the corresponding heater so as to bring the temperature of the region closer to the target temperature.
- an optical fiber thermometer may be arranged instead of the plurality of resistors 260. In this case, since wiring between the plurality of resistors 260 and the plurality of measurement units 184 is not necessary, the influence of high frequency conductive noise on the power consumption member 240 can be eliminated.
- the constant voltage control section 180 includes a voltage detector 185v and a plurality of current detectors 185i.
- Voltage detector 185v detects the voltage value applied to each of the plurality of heaters.
- the plurality of current detectors 185i measure the value of the current supplied to the corresponding heater among the plurality of heaters, that is, the current value.
- the plurality of measurement units 184 measure the resistance value of a corresponding one of the plurality of heaters by measuring the current value detected by the corresponding one of the plurality of current detectors 185i and the voltage value detected by the voltage detector 185v.
- the control unit 182 Specify from The control unit 182 identifies the temperature of each of the plurality of regions in which each of the plurality of heaters is arranged, based on the detected resistance value of each of the plurality of heaters.
- the control unit 182 controls the application of DC voltage to each of the plurality of heaters so that the temperature of each of the plurality of regions approaches the target temperature.
- FIG. 27 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to another exemplary embodiment.
- FIG. 28 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. Each of FIGS. 27 and 28 shows the power transmitting coil section and the power receiving coil section in a partially broken state.
- the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 may be integrated.
- the power transmitting coil 131 of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil 141 of the power receiving coil section 140 may be arranged in a shielded space provided by at least one metal casing. At least one metal housing is grounded and electromagnetically shields the shielded space from outside space. At least one ferrite material is provided within the shielded space. At least one ferrite material closes a space that accommodates the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141.
- two metal casings are used as at least one metal casing. That is, a metal casing 130g (first metal casing) of the power transmitting coil section 130 and a metal casing 140g (second metal casing) of the power receiving coil section 140 are used.
- the metal casing 130g is grounded.
- the metal housing 130g defines a shielded space 130s, and accommodates the power transmission coil 131 within the shielded space 130s.
- the metal housing 130g extends on the back side of the power transmitting coil 131 with respect to the power receiving coil 141, and surrounds the outer periphery of the power transmitting coil 131.
- the metal housing 130g includes a back wall 130gb and a side wall 130gs.
- the back wall 130gb and the side wall 130gs define a shielded space 130s.
- the back wall 130gb has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power transmitting coil 131 with respect to the power receiving coil 141.
- the side wall 130gs has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back wall 130gb toward the power receiving coil section 140.
- the side wall 130gs surrounds the outer periphery of the power transmission coil 131.
- the metal casing 140g is grounded.
- the metal housing 140g defines a shielded space 140s, and accommodates the power receiving coil 141 within the shielded space 140s.
- the metal housing 140g extends on the back side of the power receiving coil 141 with respect to the power transmitting coil 131, and surrounds the outer periphery of the power receiving coil 141.
- the metal housing 140g includes a back wall 140gb and a side wall 140gs.
- the back wall 140gb and the side wall 140gs define a shielded space 140s.
- the back wall 140gb has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power receiving coil 141 with respect to the power transmitting coil 131.
- the side wall 140gs has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back wall 140gb toward the power transmission coil section 130.
- the side wall 140gs surrounds the outer periphery of the power receiving coil 141.
- the metal casing 130g and the metal casing 140g are arranged so that the tips of their side walls face each other, and the insulating plate 34i is sandwiched between the tips of their side walls. That is, the shielded space 130s and the shielded space 140s are separated by the insulating plate 34i.
- the insulating plate 34i is made of resin such as PEEK (polyetheretherketone) or PPS (polyphenylene sulfide), for example.
- the side wall 130gs includes a flange 130gf
- the side wall 140gs includes a flange 140gf.
- the metal housings 130g and 140g are positioned and fixed to each other by positioning pins 34p, with the flanges 130gf and 140gf facing or in contact with each other and electrically conductive.
- the winding axes of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 are aligned, and the parallelism of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is mechanically ensured. Therefore, it is possible to provide a technique that makes it possible to improve the power transmission efficiency between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141.
- a heat sink 134 In the shielded space 130s and between the back wall 130gb and the power transmission coil 131, a heat sink 134, a back part 1351 (first part) of the ferrite material 135, and a heat conductive sheet 136 are arranged in this order.
- the ferrite material 135 is arranged in the shielded space 130s, and defines a closed space 135s together with the insulating plate 34i.
- the power transmission coil 131 is arranged in the space 135s.
- the back portion 1351 of the ferrite material 135 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power transmission coil 131.
- the ferrite material 135 further includes a side wall portion 1353 (third portion).
- the side wall portion 1353 has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back surface portion 1351 to the insulating plate 34i.
- Side wall portion 1353 surrounds the outer periphery of power transmission coil 131 .
- a thermally conductive sheet 137 may be disposed between the side wall portion 1353 and the power transmission coil 131 so as to surround the outer periphery of the power transmission coil 131.
- a single member may constitute the back surface portion 1351 and the side wall portion 1353, or separate members may constitute the rear surface portion 1351 and the side wall portion 1353, respectively.
- a spacer 143, a heat sink 144, a back part 1452 (second part) of the ferrite material 145, and a heat conductive sheet 146 are arranged in this order.
- the ferrite material 145 is arranged in the shielded space 140s, and defines a closed space 145s together with the insulating plate 34i.
- Power receiving coil 141 is arranged in space 145s.
- the back surface portion 1452 of the ferrite material 145 has a substantially flat plate shape and extends on the back surface side of the power receiving coil 141 .
- the ferrite material 145 further includes a side wall portion 1454 (fourth portion).
- the side wall portion 1454 has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back surface portion 1452 to the insulating plate 34i.
- Side wall portion 1454 surrounds the outer periphery of power receiving coil 141 .
- a thermally conductive sheet 147 may be disposed between the side wall portion 1454 and the power receiving coil 141 so as to surround the outer periphery of the power receiving coil 141.
- a single member may constitute the rear surface portion 1452 and the side wall portions 1454, or separate members may constitute the rear surface portion 1452 and the side wall portions 1454, respectively.
- the power transmission coil section 130 may further include a fan 130f.
- the fan 130f may be a blower fan or an exhaust fan.
- the fan 130f is arranged outside the metal housing 130g along the metal housing 130g. In the example of FIG. 27, the fan 130f is arranged along the side wall 130gs.
- the fan 130f forms an airflow from the outside of the metal housing 130g to the outside of the metal housing 130g via the plurality of ventilation holes 130gh and the shielded space 130s.
- the plurality of ventilation holes 130gh are formed in the side wall 130gs.
- the power receiving coil section 140 may further include a fan 140f.
- the fan 140f may be a blower fan or an exhaust fan.
- the fan 140f is arranged outside the metal housing 140g along the metal housing 140g. In the example of FIG. 27, the fan 140f is arranged along the side wall 140gs.
- the fan 140f forms an airflow from the outside of the metal housing 140g to the outside of the metal housing 140g via the plurality of ventilation holes 140gh and the shielded space 140s.
- the plurality of ventilation holes 140gh are formed in the side wall 140gs.
- leakage of high frequency noise to the outside is suppressed by the metal casings 130g and 140g. Further, it is possible to suppress foreign matter from entering into each of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- the ferrite material 135 and the ferrite material 145 suppress leakage of magnetic flux. Therefore, high power feeding efficiency between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 can be obtained without increasing the number of turns of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Therefore, the resistance values of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 can be reduced. Moreover, it is possible to downsize each of the power transmission coil 131 and the power reception coil 141.
- each of the ferrite material 135 and the ferrite material 145 has a side wall portion, it has a relatively large volume. Therefore, even if each of the ferrite material 135 and the ferrite material 145 generates heat due to conductive noise, the temperature increase is small. Further, since each of the ferrite material 135 and the ferrite material 145 has a relatively large volume, it has a relatively large inductance. The relatively large inductance of each of the ferrite material 135 and the ferrite material 145 and the small resistance value of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 result in a high Q value of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Therefore, high power transmission efficiency between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is ensured.
- each of the ferrite material 135 and the ferrite material 145 may be formed from a manganese-zinc ferrite, a nickel-zinc ferrite, or a nanocrystalline soft magnetic material.
- the high magnetic permeability provides a high magnetic flux confinement effect at the transmission frequency, and it is possible to efficiently convert conductive noise into heat.
- a single metal housing 340g is used as at least one metal housing.
- the metal casing 340g is grounded.
- the metal housing 340g defines a shielded space 340s, and accommodates the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 within the shielded space 340s.
- the metal housing 340g includes a first back wall 340g1, a second back wall 340g2, and a side wall 340g3.
- the first back wall 340g1, the second back wall 340g2, and the side wall 340g3 define a shielded space 340s.
- the first back wall 340g1 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power transmitting coil 131 with respect to the power receiving coil 141.
- the second back wall 340g2 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power receiving coil 141 with respect to the power transmitting coil 131.
- the side wall 130gs has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the first back wall 340g1 to the second back wall 340g2.
- the side wall 130gs surrounds the outer periphery of the power transmitting coil 131 and the outer periphery of the power receiving coil 141.
- a heat sink 134 Inside the shielded space 340s and between the first back wall 340g1 and the power transmission coil 131, a heat sink 134, a back part 3451 (first part) of the ferrite material 345, and a heat conductive sheet 136 are arranged in this order. .
- the back surface portion 3451 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power transmission coil 131 .
- a spacer 143, a heat sink 144, a back part 3452 (second part) of the ferrite material 345, and a heat conductive sheet 146 are installed within the shielded space 340s and between the second back wall 340g2 and the power receiving coil 141. They are arranged in order.
- the back surface portion 3452 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power receiving coil 141 .
- the ferrite material 345 is placed in the shielded space 340s and defines a closed space 345s.
- the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 are arranged in the space 345s.
- the ferrite material 345 further includes a side wall portion 3453 (third portion).
- the side wall portion 3453 has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back surface portion 3451 to the back surface portion 3452.
- the side wall portion 3453 surrounds the outer periphery of the power transmitting coil 131 and the outer periphery of the power receiving coil 141.
- a thermally conductive sheet 347 may be disposed between each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 and the side wall portion 3453 so as to surround the outer periphery of the power transmitting coil 131 and the outer periphery of the power receiving coil 141.
- a single member may constitute the back surface portion 3451, the back surface portion 3452, and the side wall portion 3453.
- separate members may constitute the back surface portion 3451, the back surface portion 3452, and the side wall portions 3453, respectively.
- the fan 340f may be arranged outside the metal housing 340g along the metal housing 340g.
- the fan 340f may be a blower fan or an exhaust fan.
- the fan 340f is arranged along the side wall 340g3.
- the fan 340f forms an airflow from the outside of the metal casing 340g to the outside of the metal casing 340g via the plurality of ventilation holes 340gh of the metal casing 340g and the shielded space 340s.
- the plurality of ventilation holes 340gh are formed in the side wall 340g3.
- the metal casing 340g suppresses leakage of high frequency noise to the outside. Further, it is possible to suppress foreign matter from entering into each of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- the ferrite material 345 suppresses leakage of magnetic flux. Therefore, high power feeding efficiency between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 can be obtained without increasing the number of turns of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Therefore, the resistance values of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 can be reduced. Moreover, it is possible to downsize each of the power transmission coil 131 and the power reception coil 141.
- the ferrite material 345 since the ferrite material 345 has a side wall portion, it has a relatively large volume. Therefore, even if the ferrite material 345 generates heat due to conductive noise, the temperature increase is small. Further, since the ferrite material 345 has a relatively large volume, it has a relatively large inductance. The relatively large inductance of the ferrite material 345 and the small resistance values of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 result in a high Q value of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Therefore, high power transmission efficiency between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is ensured.
- the ferrite material 345 may be made of manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, or a nanocrystalline soft magnetic material.
- the high magnetic permeability provides a high magnetic flux confinement effect at the transmission frequency, and it is possible to efficiently convert conductive noise into heat.
- FIG. 29 is a diagram illustrating a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 29 shows the power transmitting coil section and the power receiving coil section in a partially broken state.
- the power transmitting coil section and the power receiving coil section shown in FIG. 29 will be described below from the viewpoint of differences from the power transmitting coil section and the power receiving coil section shown in FIG. 11.
- each of the power transmitting coil 131 in the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil 141 in the power receiving coil section 140 may be referred to as a "coil".
- each of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 has a coil positioning mechanism within its metal housing.
- the position of the coil within the metal housing is determined and fixed by a positioning mechanism.
- the relative positional relationship between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is fixed by fixing the metal casings of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 to each other using a fixing mechanism.
- the relative positional relationship between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is determined with high accuracy. As a result, it becomes possible to suppress variations in power feeding efficiency and obtain high power feeding efficiency.
- the metal casing 130g includes the above-mentioned back wall 130gb and side wall 130gs, similar to the metal casing 130g shown in FIG.
- the opening at the tip of the side wall 130gs is closed by an insulating plate 130i.
- the insulating plate 130i is made of resin such as PEEK or PPS, for example. Note that when the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 are configured not to be attached or detached, the insulating plate 130i may not be provided.
- the power transmission coil section 130 may include a spacer 133 as a positioning mechanism for the power transmission coil 131.
- the spacer 133 is arranged on the flat inner wall surface of the rear wall 130gb.
- the position of the power transmission coil 131 is determined by arranging the power transmission coil 131 on the spacer 133 via the heat sink 134, the ferrite material 135, and the thermally conductive sheet 136.
- the power transmission coil 131 is arranged on the spacer 133, thereby being arranged in parallel to the back wall 130gb within the metal housing 130g.
- the power transmitting coil 131 by aligning the end faces of the power transmitting coil 131 with the end faces of the spacer 133, heat sink 134, ferrite material 135, and thermally conductive sheet 136, and fixing these to each other by adhesive etc., the power transmitting coil within the metal housing 130g The position of 131 is determined and fixed.
- the metal casing 140g includes the above-mentioned back wall 140gb and side wall 140gs, similar to the metal casing 140g shown in FIG.
- the opening at the tip of the side wall 140gs is closed by an insulating plate 140i.
- the insulating plate 140i is made of resin such as PEEK or PPS, for example. Note that when the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 are configured not to be attached or detached, the insulating plate 140i may not be provided.
- the power receiving coil section 140 may include a spacer 143 as a positioning mechanism for the power receiving coil 141.
- the spacer 143 is arranged on the flat inner wall surface of the rear wall 140gb.
- the position of the power receiving coil 141 is determined by arranging the power receiving coil 141 on the spacer 143 via the heat sink 144, the ferrite material 145, and the thermally conductive sheet 146.
- the power receiving coil 141 is arranged on the spacer 143 so as to be arranged in parallel to the back wall 140gb within the metal housing 140g.
- the power receiving coil within the metal housing 140g 141 is determined and fixed.
- the fixing mechanism may include an insulating member 340i.
- the insulating member 340i may be made of resin such as PEEK or PPS.
- the insulating member 340i is arranged along the outer wall surface of the side wall 130gs of the metal casing 130g and the outer wall surface of the side wall 140gs of the metal casing 140g.
- the insulating member 340i has a plate shape, a curved surface shape, or a cylindrical shape so as to match the shape of the outer wall surface of the side wall 130gs of the metal casing 130g and the outer wall surface of the side wall 140gs of the metal casing 140g.
- the insulating member 340i is fixed to the side wall 130gs of the metal casing 130g and the side wall 140gs of the metal casing 140g by fasteners such as screws. Thereby, the relative positional relationship between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is fixed.
- the power transmitting coil section 130 may have a sensor 130 ps
- the power receiving coil section 140 may have a sensor 140 ps.
- the sensor 130ps is placed inside the metal housing 130g
- the sensor 140ps is placed inside the metal housing 140g.
- Each of the sensor 130ps and the sensor 140ps is a non-contact type sensor including an infrared sensor and/or a ranging sensor.
- the relative positional relationship between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 may be adjusted using the sensor 130ps and the sensor 140ps. Note that the power transmitting coil section 130 does not need to have the sensor 130 ps, and the power receiving coil section 140 does not need to have the sensor 140 ps.
- FIG. 30(a) is a cross-sectional view of the coil portion according to one exemplary embodiment
- FIG. 30(b) is a cross-sectional view of the base plate and the thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 30(a).
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of ferrite materials provided therebetween.
- FIG. 30(a) shows a cross section of the coil section taken along the line XXXA-XXXA shown in FIG. 30(b).
- FIG. 31(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to another exemplary embodiment
- FIG. 31(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 31(a).
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of ferrite materials provided therebetween.
- FIG. 31(a) shows a cross section of the coil portion taken along the line XXXIA-XXXIA shown in FIG. 31(b).
- FIG. 32(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 32(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 32(a).
- FIG. 32(a) shows a cross section of the coil portion taken along the XXXIIA-XXXIIA line shown in FIG. 32(b).
- FIG. 33(a) is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 33(b) is a cross-sectional view of a base plate and a thermally conductive sheet in the coil portion shown in FIG. 33(a).
- FIG. 33(a) shows a cross section of the coil portion taken along the line XXXIIIA-XXXIIIA shown in FIG. 33(b).
- the configuration of the coil section 500 shown in these figures may be adopted as a configuration in which at least one of the power transmission coil section 130 and the power reception coil section 140 is disposed inside a metal casing.
- the coil section 500 includes a coil 501, a spacer 503, a base plate 508, a plurality of ferrite materials 505, and a heat conductive sheet 506.
- the coil 501 is used as the power transmitting coil 131 in the power transmitting coil section 130 and as the power receiving coil 141 in the power receiving coil 141 .
- Spacer 503 supports base plate 508.
- Base plate 508 is, for example, a glass epoxy substrate.
- a plurality of ferrite materials 505 are provided between the base plate 508 and the coil 501.
- a thermally conductive sheet 506 is provided between each of the plurality of ferrite materials 505 and the coil 501.
- the coil portion 500 provides a hole 500h for drawing out the lead wire from the coil 501 to the space below the base plate 508.
- the plurality of ferrite materials 505 form a single step and are arranged along one direction perpendicular to the main surface of the base plate 508. has been done.
- the plurality of ferrite materials 505 are arranged avoiding the hole 500h.
- the coil portion 500 further includes an inner ferrite material 507.
- Inner ferrite material 507 is placed inside coil 501 .
- the plurality of ferrite materials 505 form two steps.
- the plurality of ferrite materials 505 may form three or more stages. In each stage, a plurality of ferrite materials 505 are arranged along one direction perpendicular to the main surface of the base plate 508. The plurality of ferrite materials 505 are arranged avoiding the hole 500h.
- the inner ferrite material 507 may or may not be arranged inside the coil 501.
- the plurality of ferrite materials 505 form a single step and extend along the first direction perpendicular to the main surface of the base plate 508. are arranged.
- the plurality of ferrite materials 505 are arranged avoiding the hole 500h. Some of the plurality of ferrite materials 505 are arranged on both sides of the hole 500h in a second direction perpendicular to the main surface of the base plate 508 and perpendicular to the first direction.
- the inner ferrite material 507 may or may not be arranged inside the coil 501.
- the plurality of ferrite materials 505 form two steps.
- the plurality of ferrite materials 505 may form three or more stages. In each stage, the plurality of ferrite materials 505 are arranged along a first direction perpendicular to the main surface of the base plate 508.
- the plurality of ferrite materials 505 are arranged avoiding the hole 500h. Some of the plurality of ferrite materials 505 are arranged on both sides of the hole 500h in a second direction perpendicular to the main surface of the base plate 508 and perpendicular to the first direction.
- the inner ferrite material 507 may or may not be arranged inside the coil 501.
- the plurality of ferrite materials 505 and the inner ferrite material 507 may be formed from manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, or a nanocrystalline soft magnetic material.
- the configuration of the coil section 500 may be adopted for both the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140. Alternatively, the configuration of the coil section 500 may be adopted only in the power receiving coil section 140 where heat generation is particularly likely to occur due to eddy currents caused by conductive noise.
- the inner ferrite material extends from the inner region of one of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 toward the inner region of the other coil.
- the inner ferrite material may be formed from a manganese-zinc ferrite, a nickel-zinc ferrite, or a nanocrystalline soft magnetic material.
- the Q value of each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141, the coupling coefficient between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141, and the electric power between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 are determined. Transmission efficiency is increased. Therefore, the inner ferrite material improves the performance of wireless power supply. Further, it is possible to increase the distance between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141, and it is possible to reduce conductive noise from the power receiving coil 141 to the power transmitting coil 131. Further, it is possible to downsize each of the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 while ensuring a desired Q value.
- FIG. 34 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 34 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 28.
- the columnar inner ferrite material 348 extends from the back surface 3451 of the ferrite material 345 to the back surface 3452 of the ferrite material 345, passing through the inner region of the power transmitting coil 131 and the inner region of the power receiving coil 141. It is extending.
- FIG. 35 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 35 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 34.
- the inner ferrite material 348 extends through the back portion 3451 of the ferrite material 345 and the back portion 3452 of the ferrite material 345.
- the inner ferrite material 348 extends from the heat sink 134 to the heat sink 144 through the inner region of the power transmitting coil 131 and the inner region of the power receiving coil 141.
- FIG. 36 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. The embodiment shown in FIG. 36 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 34.
- the power transmission coil section 130 includes a ferrite material 135.
- the ferrite material 135 includes a back surface portion 1351 and a side wall portion 1353. Inside the shielded space 340s and between the first back wall 340g1 and the power transmission coil 131, a heat sink 134, a back surface 1351, and a heat conductive sheet 136 are arranged in this order.
- the back surface portion 1351 has a substantially flat plate shape and extends on the back side of the power transmission coil 131 .
- the side wall portion 1353 has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back surface portion 1351 toward the power receiving coil portion 140 so as to surround the outer periphery of the power transmitting coil 131.
- a thermally conductive sheet 137 is provided between the power transmitting coil 131 and the side wall portion 1353 so as to surround the outer periphery of the power transmitting coil 131 .
- the power receiving coil section 140 includes a ferrite material 145.
- the ferrite material 145 includes a back surface portion 1452 and a side wall portion 1454. Inside the shielded space 340s and between the second back wall 340g2 and the power receiving coil 141, a heat sink 144, a back section 1452, and a thermally conductive sheet 146 are arranged in this order.
- the back surface portion 1452 has a substantially flat plate shape and extends on the back surface side of the power receiving coil 141 .
- the side wall portion 1454 has a cylindrical shape such as a rectangular tube shape or a cylindrical shape, and extends from the back surface portion 1452 toward the power transmitting coil portion 130 so as to surround the outer periphery of the power receiving coil 141.
- a thermally conductive sheet 147 is provided between the power receiving coil 141 and the side wall portion 1454 so as to surround the outer periphery of the power receiving coil 141 .
- the side wall portion 1353 of the ferrite material 135 is provided outside the side wall portion 1454 of the ferrite material 145.
- the ferrite material 135 and the ferrite material 145 define a space 345s in which the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 are accommodated.
- the power transmitting coil 131, heat sink 134, ferrite material 135, thermally conductive sheet 136, and thermally conductive sheet 137 of the power transmitting coil unit 130 move toward the power receiving coil unit 140 by the drive system 340d (hereinafter referred to as the “approach direction”) and in the direction in which the power is received. It is movable in a direction away from the coil section 140 (hereinafter referred to as a "separation direction").
- the inner ferrite material 348 extends from the back surface portion 1452 through the region inside the power receiving coil 141 to the region inside the power transmitting coil 131.
- the drive system 340d moves the power transmission coil 131, the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, and the thermally conductive sheet 137 in the approaching direction, one end of the inner ferrite material 348 can come into contact with the back surface portion 1351.
- FIG. 37 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 37 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 36.
- the inner ferrite material 348 extends from the back surface portion 1351 through the inner region of the power transmitting coil 131 to the inner region of the power receiving coil 141.
- the drive system 340d moves the power transmission coil 131, the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, the thermally conductive sheet 137, and the inner ferrite material 348 in the approaching direction, the other end of the inner ferrite material 348 moves toward the rear surface. 1452.
- FIG. 38 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the inner ferrite material 348 extends from the back surface 1452 to the back surface 1351 through the region inside the power receiving coil 141 and the region inside the power transmitting coil 131.
- the drive system 340d moves the power transmission coil 131, the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, and the thermally conductive sheet 137 in the approaching direction, one end of the inner ferrite material 348 passes through the through hole in the back part 1351.
- the heat sink 134 can be brought into contact with the heat sink 134.
- FIG. 39 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the inner ferrite material 348 extends from the back surface 1351 to the back surface 1452 through the region inside the power transmitting coil 131 and the region inside the power receiving coil 141.
- the drive system 340d moves the power transmission coil 131, the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, the thermally conductive sheet 137, and the inner ferrite material 348 in the approaching direction, the other end of the inner ferrite material 348 moves toward the rear surface. It can abut the heat sink 144 through the through hole 1452.
- FIGS. 40 and 41 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiments shown in each of FIGS. 40 and 41 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 36.
- the inner ferrite material 348 is replaced with a columnar inner ferrite material 3481 and a columnar inner ferrite material 3482.
- the length of the inner ferrite material 3481 in the embodiment of FIG. 40 is shorter than the length of the inner ferrite material 3481 in the embodiment of FIG.
- the length of the inner ferrite material 3482 in the embodiment of FIG. 40 is longer than the length of the inner ferrite material 3482 in the embodiment of FIG. 41.
- the length of the inner ferrite material 3481 may be shorter or longer than the length of the inner ferrite material 3482.
- the inner ferrite material 3481 passes through the inner region of the power transmitting coil 131 from the back surface portion 1351 and protrudes from the power transmitting coil 131 toward the power receiving coil 141.
- the inner ferrite material 3482 passes through the inner region of the power receiving coil 141 from the back surface portion 1452 and protrudes from the power receiving coil 141 toward the power transmitting coil 131 .
- FIG. 42 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 42 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 40.
- the tip of the inner ferrite material 3481 is located on a plane that includes the tip of the inner ferrite material 3482.
- the inner ferrite material 3482 provides a bore that extends into the interior of the inner ferrite material 3482 from its tip.
- the tip portion of the inner ferrite material 3481 It is housed within the bore of the material 3482.
- the inner ferrite material 3481 may provide an inner hole, and the tip portion of the inner ferrite material 3482 may be accommodated in the inner hole of the inner ferrite material 3481.
- FIG. 43 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. The embodiment shown in FIG. 43 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 36.
- the power transmission coil section 130 includes a base plate 138 instead of the heat sink 134.
- Base plate 138 is, for example, a glass epoxy substrate.
- the ferrite material 135 has a substantially plate shape, similar to the above-described back surface section 1351, and extends on the back side of the power transmission coil 131.
- the base plate 138 may have at least one hollow portion in the contact surface with the ferrite material 135. In this case, the cooling efficiency of the ferrite material 135 can be increased.
- the power receiving coil section 140 includes a base plate 148 instead of the heat sink 144.
- Base plate 148 is, for example, a glass epoxy substrate.
- the side wall section 1454 of the ferrite material 145 extends from the back surface section 1452 to the power transmitting coil section 130 side, and covers the outer periphery of the power transmitting coil 131 , the outer periphery of the thermally conductive sheet 136 , and the ferrite material 135 . surrounding the outer periphery.
- the base plate 148 may have at least one hollow portion in the contact surface with the ferrite material 145. In this case, the cooling efficiency of the ferrite material 145 can be improved.
- the tip of the inner ferrite material 348 passes through the through hole of the base plate 138. , protrudes from the base plate 138 toward the first rear wall 340g1.
- the fan 340f is arranged along the second back wall 340g2.
- the plurality of ventilation holes 340gh are formed in the first back wall 340g1 and the second back wall 340g2.
- FIG. 44(a), FIG. 44(b), and FIG. 44(c) are diagram showing an example of the positional relationship between each of the power transmitting coil and the power receiving coil and the inner ferrite material.
- the inner ferrite material 348 may be in contact with the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Furthermore, the inner ferrite material 3481 may be in contact with the power transmitting coil 131, and the inner ferrite material 3482 may be in contact with the power receiving coil 141.
- the inner ferrite material 348 does not need to extend from the region inside the power transmitting coil 131 and reach the region inside the power receiving coil 141.
- the inner ferrite material 348 does not need to extend from the region inside the power receiving coil 141 and reach the region inside the power transmitting coil 131.
- the inner ferrite material 348 does not need to be in contact with the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. Further, the inner ferrite material 3481 does not need to be in contact with the power transmitting coil 131, and the inner ferrite material 3482 does not need to be in contact with the power receiving coil 141.
- FIG. 45(a) to FIG. 45(e) are diagrams showing various examples of the inner ferrite material.
- the inner ferrite material 348 may be a single prismatic column.
- Each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also be a single prism.
- the inner ferrite material 348 may be a prism composed of two or more prisms.
- Each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also be a prism composed of two or more prisms.
- the inner ferrite material 348 may have a rectangular parallelepiped shape, and may have an inner hole or be hollow.
- the inner ferrite material 348 may be composed of several plates.
- each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also have a rectangular parallelepiped shape, and may have an inner hole or be hollow.
- Each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also be composed of several plate materials.
- the inner ferrite material 348 may have a cylindrical shape.
- Each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also have a cylindrical shape.
- the inner ferrite material 348 may have a cylindrical shape.
- Each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may also have a cylindrical shape.
- 46(a) to 46(c) and FIG. 47(a) to FIG. 47(b) are diagrams showing various examples of the inner ferrite material.
- FIGS. 46(a) to 46(c) and FIGS. 47(a) to 47(b) are plan views showing the front end surface of the inner ferrite material.
- the inner ferrite material 348 may have a rectangular parallelepiped shape. Further, as shown in FIG. 46(a), the inner ferrite material 348 may have a lattice shape. Moreover, the inner ferrite material 348 may be formed from a plurality of plate materials. The spaces provided within the inner ferrite material 348 may be evenly spaced or unevenly spaced. Alternatively, the inner ferrite material 348 may be constructed by inserting one or more irregularly shaped members into one or more spaces provided therein. The irregular shape may be, for example, a cylindrical shape.
- the inner ferrite material 348 may be formed from a plurality of members.
- each of the plurality of members has a cylindrical shape.
- the plurality of members may be arranged two-dimensionally in parallel with each other.
- the plurality of members may be arranged parallel to each other and surrounding a space.
- Each of the plurality of members may have a cylindrical shape.
- one or more of the plurality of members may have a cylindrical shape, and the other members may have a cylindrical shape.
- the number, shape, and arrangement of the plurality of members of the inner ferrite material 348 may be appropriately selected depending on the shape of the inner region of each of the power transmission coil 131 and the power reception coil 141.
- the shapes of the plurality of members of the inner ferrite material 348 may be hexagonal columns.
- the inner ferrite material 348 may have an arbitrary shape formed from a plurality of plate-shaped portions.
- each of the inner ferrite material 3481 and the inner ferrite material 3482 may be configured similarly to any of the various examples described above regarding the inner ferrite material 348.
- FIGS. 48(a) to 48(c) and FIGS. 49(a) to 49(b) are diagrams showing various examples of ferrite materials in the power transmitting coil portion and the power receiving coil portion.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back portion 1452 or the back portion 3452.
- the inner ferrite material 3482 may be formed integrally with the back surface portion 1452 or the back surface portion 3452.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface portion 1351 or the back surface portion 3451. Further, the inner ferrite material 3481 may be formed integrally with the back surface portion 1351 or the back surface portion 3451.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface portion 1351 and the back surface portion 1452.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface portion 3451 and the back surface portion 3452.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface portion 1452 and the side wall portion 1454.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface part 3452 and the side wall part 3453.
- the inner ferrite material 3482 may be formed integrally with the back surface portion 1452 and the side wall portion 1454.
- the inner ferrite material 3482 may be formed integrally with the back surface portion 3452 and the side wall portion 3453.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface portion 1351 and the side wall portion 1353.
- the inner ferrite material 348 may be formed integrally with the back surface part 3451 and the side wall part 3453.
- the inner ferrite material 3481 may be formed integrally with the back surface portion 1351 and the side wall portion 1353.
- the inner ferrite material 3481 may be formed integrally with the back surface portion 3451 and the side wall portion 3453.
- the cooling mechanism cools coils and ferrite materials such as the power transmission coil 131 and the power reception coil 141.
- the cooling mechanism suppresses damage to components in the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- high frequency power having a high power level can be used as the high frequency power such as the first RF signal and the second RF signal.
- FIG. 50 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- 51(a) is a diagram showing an example of a heat sink of the power receiving coil section shown in FIG. 50
- FIG. 51(b) is a diagram showing an example of a heat sink of the power transmitting coil section shown in FIG. 50.
- the embodiment shown in FIG. 50 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 27.
- the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140 are not integrated and are separated from each other.
- the opening at the tip of the side wall 130gs is closed by an insulating plate 130i.
- the insulating plate 130i is made of resin such as PEEK or PPS, for example.
- Power transmission coil section 130 does not have thermally conductive sheet 137 and side wall section 1353.
- the ferrite material 135 extends on the back side of the power transmission coil 131, similar to the above-described back surface section 1351.
- the heat sink 134 includes a plurality of fins 134f. The plurality of fins 134f are arranged alternately with a plurality of gaps and parallel to each other.
- the opening at the tip of the side wall 140gs of the metal casing 140g of the power receiving coil section 140 is closed by an insulating plate 140i.
- the insulating plate 140i is made of resin such as PEEK or PPS, for example.
- Power receiving coil section 140 does not have thermally conductive sheet 147 and side wall section 1454.
- the ferrite material 145 extends on the back side of the power receiving coil 141, similar to the above-described back surface section 1452.
- the heat sink 144 includes a plurality of fins 144f. The plurality of fins 144f are arranged alternately with a plurality of gaps and parallel to each other.
- the fan 130f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. 130 to form an airflow to the outside. Further, the fan 130f forms an airflow extending from the plurality of ventilation holes 130gh to the outside of the power transmitting coil section 130 via the space between the power transmitting coil 131 and the insulating plate 130i, as shown by arrows in FIG. do. Thereby, the power transmission coil 131 and the ferrite material 135 are cooled.
- the fan 130f may be an exhaust fan. When the fan 130f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 50 is formed in the power transmission coil section 130.
- the fan 140f is a blower fan, and as shown by arrows in FIG. 140 to form an airflow to the outside. Further, the fan 140f forms an airflow extending from the plurality of ventilation holes 140gh to the outside of the power receiving coil section 140 via the space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 140i, as shown by the arrow in FIG. do. Thereby, the power receiving coil 141 and the ferrite material 145 are cooled.
- the fan 140f may be an exhaust fan. When the fan 140f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 50 is formed in the power receiving coil section 140.
- FIG. 52 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. The embodiment shown in FIG. 52 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 50.
- some of the plurality of ventilation holes 130gh are formed in the back wall 130gb.
- the fan 130f is provided along the back wall 130gb outside the metal housing 130g.
- the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, and the power transmission coil 131 form a first gas flow path that connects the space between the power transmission coil 131 and the insulating plate 130i to the plurality of ventilation holes 130gh in the back wall 130gb. providing.
- some of the plurality of ventilation holes 140gh are formed in the back wall 140gb.
- the fan 140f is provided along the rear wall 140gb outside the metal housing 140g.
- the heat sink 144, the ferrite material 145, the thermally conductive sheet 146, and the power receiving coil 141 form a second gas flow path that connects the space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 140i to the plurality of ventilation holes 140gh in the back wall 140gb. providing.
- the fan 130f is a blower fan, and as shown by arrows in FIG. An airflow reaching the outside of the power transmission coil section 130 is formed. Further, as shown by arrows in FIG. 52, the fan 130f transmits power from the plurality of ventilation holes 130gh of the side wall 130gs via the first gas flow path and the space between the power transmission coil 131 and the insulating plate 130i. An airflow reaching the outside of the coil portion 130 is formed. Thereby, the power transmission coil 131 and the ferrite material 135 are cooled.
- the fan 130f may be an exhaust fan. When the fan 130f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 52 is formed in the power transmission coil section 130.
- the fan 140f is a blower fan, and the fan 140f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. An airflow reaching the outside of the power receiving coil section 140 is formed. Further, as shown by arrows in FIG. 52, the fan 140f receives power from the plurality of ventilation holes 140gh of the side wall 140gs via the second gas flow path and the space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 140i. An airflow reaching the outside of the coil portion 140 is formed. Thereby, the power receiving coil 141 and the ferrite material 145 are cooled.
- the fan 140f may be an exhaust fan. When the fan 140f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 52 is formed in the power receiving coil section 140.
- FIG. 53 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 53 is the same as the embodiment shown in FIG.
- a plurality of ventilation holes are formed in the side wall portion 1353 of the ferrite material 135 and the heat conductive sheet 137 in order to form the airflow shown by the arrows.
- a plurality of ventilation holes are formed in the side wall portion 1454 of the ferrite material 145 and the heat conductive sheet 147 in order to form an air flow indicated by an arrow.
- the plurality of ventilation holes in each of the side wall portions 1353 and 1454 have a size that can ensure the effect of magnetic flux confinement in each of the side wall portions 1353 and 1454.
- the fan 130f is a blower fan, and as shown by arrows in FIG. 130 to form an airflow to the outside. Further, as shown by arrows in FIG. 53, the fan 130f has a plurality of ventilation holes through the side wall portion 1353 and the heat conductive sheet 137, and the space between the power transmission coil 131 and the insulating plate 34i. An airflow is formed from the pores 130gh to the outside of the power transmission coil section 130. Thereby, the power transmission coil 131 and the ferrite material 135 are cooled.
- the fan 130f may be an exhaust fan. When the fan 130f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 53 is formed in the power transmission coil section 130.
- the fan 140f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. 140 to form an airflow to the outside. Further, as shown by arrows in FIG. 53, the fan 140f has a plurality of ventilation holes through the side wall portion 1454 and the heat conductive sheet 147, and a space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 34i. An airflow is formed from the pores 140gh to the outside of the power receiving coil section 140. Thereby, the power receiving coil 141 and the ferrite material 145 are cooled.
- the fan 140f may be an exhaust fan. When the fan 140f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 53 is formed in the power receiving coil section 140.
- FIG. 54 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. The embodiment shown in FIG. 54 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 53.
- some of the plurality of ventilation holes 130gh are formed in the back wall 130gb.
- the fan 130f is provided along the back wall 130gb outside the metal housing 130g.
- the heat sink 134, the ferrite material 135, the thermally conductive sheet 136, and the power transmission coil 131 form a first gas flow path that connects the space between the power transmission coil 131 and the insulating plate 34i to the plurality of ventilation holes 130gh in the back wall 130gb. providing.
- some of the plurality of ventilation holes 140gh are formed in the back wall 140gb.
- the fan 140f is provided along the rear wall 140gb outside the metal housing 140g.
- the heat sink 144, the ferrite material 145, the thermally conductive sheet 146, and the power receiving coil 141 form a second gas flow path that connects the space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 34i to the plurality of ventilation holes 140gh in the back wall 140gb. providing.
- the fan 130f is a blower fan, and as shown by arrows in FIG. An airflow reaching the outside of the power transmission coil section 130 is formed.
- the fan 130f also includes a first gas flow path, a space between the power transmission coil 131 and the insulating plate 34i, and a plurality of ventilation holes in the side wall portion 1353 and the heat conductive sheet 137, as shown by arrows in FIG. An airflow is formed from the plurality of ventilation holes 130gh of the side wall 130gs to the outside of the power transmission coil section 130 via the airflow. Thereby, the power transmission coil 131 and the ferrite material 135 are cooled.
- the fan 130f may be an exhaust fan. When the fan 130f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 54 is formed in the power transmission coil section 130.
- the fan 140f is a blower fan, and the fan 140f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. An airflow reaching the outside of the power receiving coil section 140 is formed.
- the fan 140f also has a second gas flow path, a space between the power receiving coil 141 and the insulating plate 34i, and a plurality of ventilation holes in the side wall 1454 and the heat conductive sheet 147, as shown by arrows in FIG.
- An airflow is formed from the plurality of ventilation holes 140gh of the side wall 140gs to the outside of the power receiving coil section 140 via the air.
- the power receiving coil 141 and the ferrite material 145 are cooled.
- the fan 140f may be an exhaust fan. When the fan 140f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 54 is formed in the power receiving coil section 140.
- FIG. 55 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the embodiment shown in FIG. 55 is the same as the embodiment shown in FIG.
- a plurality of ventilation holes are formed in the side wall portion 3453 of the ferrite material 345 and the heat conductive sheet 347 in order to form the airflow shown by the arrows.
- the plurality of ventilation holes in the side wall portion 3453 have a size that can ensure the effect of confining the magnetic flux in the side wall portion 3453.
- the fan 340f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. An airflow reaching the outside of the power transmission coil section 130 is formed.
- the fan 340f forms an airflow from the plurality of ventilation holes 340gh to the outside of the power receiving coil section 140 via the plurality of fins 144f of the heat sink 144 and a plurality of alternating gaps, as shown by arrows in FIG. do.
- the fan 340f passes through a plurality of vent holes in the side wall portion 3453 and the heat conductive sheet 347, and a space between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141.
- the fan 340f may be an exhaust fan.
- the fan 340f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 55 is formed in the power transmission coil section 130 and the power reception coil section 140.
- FIG. 56 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment. The embodiment shown in FIG. 56 will be described below from the viewpoint of differences from the embodiment shown in FIG. 55.
- some of the plurality of ventilation holes 340gh are formed in the first back wall 340g1 and the second back wall 340g2.
- a fan 130f is provided along the first back wall 340g1 outside the metal housing 340g.
- a fan 140f is provided along the second back wall 340g2 outside the metal housing 340g.
- the heat sink 134, the back part 3451 of the ferrite material 345, the thermally conductive sheet 136, and the power transmission coil 131 are arranged so that the space between the power transmission coil 131 and the power reception coil 141 is A first gas flow path connected to the ventilation hole 340gh is provided.
- the heat sink 144, the back part 3452 of the ferrite material 345, the thermally conductive sheet 146, and the power receiving coil 141 connect the space between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 to the plurality of ventilation holes 340gh of the second back wall 340g2.
- a second gas flow path is provided.
- the fan 130f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. An airflow reaching the outside of the power transmission coil section 130 is formed. Further, as shown by arrows in FIG. 56, the fan 130f connects the first gas flow path, the space between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141, and the plurality of ventilation holes in the side wall portion 3453 and the heat conductive sheet 347. An airflow is formed from the plurality of ventilation holes 340gh of the side wall 340g3 to the outside of the power transmission coil section 130 via the side wall 340g3. Thereby, the power transmission coil 131 and the ferrite material 345 are cooled.
- the fan 130f may be an exhaust fan. When the fan 130f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 56 is formed in the power transmission coil section 130.
- the fan 140f is a blower fan, and the fan 140f is a blower fan, and as shown by the arrow in FIG. An airflow reaching the outside of the power receiving coil section 140 is formed. Further, as shown by arrows in FIG. 56, the fan 140f connects the second gas flow path, the space between the power receiving coil 141 and the power transmitting coil 131, and the plurality of ventilation holes in the side wall portion 3453 and the heat conductive sheet 347. An airflow is formed from the plurality of ventilation holes 340gh of the side wall 340g3 to the outside of the power receiving coil section 140 via the power receiving coil section 140. Thereby, the power receiving coil 141 and the ferrite material 345 are cooled.
- the fan 140f may be an exhaust fan. When the fan 140f is an exhaust fan, an airflow in the opposite direction to the airflow indicated by the arrow in FIG. 56 is formed in the power receiving coil section 140.
- FIG. 57(a) is a cross-sectional view of a coil section according to another exemplary embodiment
- FIG. 57(b) is a plan view showing a cooling plate in the coil section shown in FIG. 57(a).
- the coil section 500 shown in FIG. 57(a) can be used as at least one of the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- the coil section 500 includes a metal housing 500g, and the fan 500f includes a coil 501, a heat sink 504, a ferrite material 505, and a cooling plate 509.
- the metal housing 500g is used as a metal housing 130g, a metal housing 140g, or a metal housing 340g.
- the opening at the tip of the side wall of the metal casing 500g may be closed by an insulating plate 500i.
- a plurality of ventilation holes 500gh such as a plurality of ventilation holes 130gh, 140gh, or 340gh, are formed in the metal housing 500g.
- the fan 500f is used as a fan 130f, 140f, or 340f.
- the coil 501 is used as the power transmitting coil 131 in the power transmitting coil section 130 and as the power receiving coil 141 in the power receiving coil 141.
- the heat sink 504 is used as a heat sink 134 in the power transmitting coil section 130 and as a heat sink 144 in the power receiving coil 141.
- Ferrite material 505 is provided between heat sink 504 and coil 501.
- a cooling plate 509 is provided between the ferrite material 505 and the coil 501.
- the cooling plate 509 may be in contact with one or both of the ferrite material 505 and the coil 501.
- the cooling plate 509 is a hollow plate material, and stores a refrigerant in an internal space 509h.
- the coil 501 and the ferrite material 505 are cooled by the cooling plate 509 .
- the outer diameter of the cooling plate 509 is the same as the outer diameter of the coil 501, but the outer diameter of the space 509h may be the same as the outer diameter of the coil 501. In this case, the outer diameter of the cooling plate 509 is larger than the outer diameter of the coil 501.
- the cooling plate 509 may be formed of an insulating member such as ceramic.
- the coolant may be a fluid or a dielectric.
- the refrigerant may include at least one selected from water, brine, and air.
- FIG. 58 is a cross-sectional view of a coil portion according to yet another exemplary embodiment.
- FIG. 59 is a diagram showing two cooling plates in the coil section shown in FIG. 58.
- the coil section shown in FIG. 58 will be described below from the viewpoint of differences from the coil section shown in FIG. 57(a).
- the coil section 500 shown in FIG. 58 includes two cooling plates 509a and 509b instead of the cooling plate 509. Cooling plate 509a and cooling plate 509b are provided on the back side of coil 501. Ferrite material 505 is provided between cooling plate 509b and coil 501. The cooling plate 509b may be in contact with the ferrite material 505. Cooling plate 509a is provided between ferrite material 505 and coil 501. The cooling plate 509a may be in contact with one or both of the ferrite material 505 and the coil 501.
- the cooling plate 509a has a coolant flow path 509af inside thereof.
- the cooling plate 509b has a coolant flow path 509bf inside thereof.
- a chiller unit 500c is provided outside the coil section 500.
- Chiller unit 500c supplies refrigerant to refrigerant channels 509af and 509bf, and recovers the refrigerant from refrigerant channels 509af and 509bf.
- Coil 501 and ferrite material 505 are cooled by cooling plates 509a and 509b.
- the refrigerant is a fluid and may be a dielectric.
- the refrigerant may include at least one selected from water, brine, and air.
- chiller unit 500c may be connected to the inlet of refrigerant flow path 509af.
- the outlet of the refrigerant flow path 509af may be connected to the inlet of the refrigerant flow path 509bf.
- the outlet of the refrigerant flow path 509bf may be connected to the chiller unit 500c.
- FIG. 60 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to yet another exemplary embodiment.
- the exemplary embodiment of FIG. 60 will now be described in terms of its differences with respect to the embodiment of FIG. 55.
- a cooling plate 509b is provided between the power transmission coil 131 and the back surface 3451 of the ferrite material 345.
- the cooling plate 509b may be in contact with one or both of the power transmission coil 131 and the back surface portion 3451 of the ferrite material 345.
- a cooling plate 509a is provided between the power receiving coil 141 and the back surface 3452 of the ferrite material 345. The cooling plate 509a may be in contact with one or both of the power receiving coil 141 and the back surface portion 3452 of the ferrite material 345.
- the cooling plate 509a has a coolant flow path 509af inside thereof (see FIG. 59). Moreover, the cooling plate 509b has a coolant flow path 509bf inside thereof (see FIG. 59).
- a chiller unit 500c is provided outside the power transmitting coil section 130 and the power receiving coil section 140.
- Chiller unit 500c supplies refrigerant to refrigerant channels 509af and 509bf, and recovers the refrigerant from refrigerant channels 509af and 509bf.
- Power transmitting coil 131, ferrite material 345, and power receiving coil 141 are cooled by cooling plates 509a and 509b.
- the refrigerant is a fluid and may be a dielectric.
- the refrigerant may include at least one selected from water, brine, and air.
- chiller unit 500c may be connected to the inlet of refrigerant flow path 509af.
- the outlet of the refrigerant flow path 509af may be connected to the inlet of the refrigerant flow path 509bf.
- the outlet of the refrigerant flow path 509bf may be connected to the chiller unit 500c.
- each coil 501 of the various exemplary embodiments may be less than 150 mm, and its outer diameter may be less than 350 mm.
- the winding direction of the power transmitting coil 131 and the winding direction of the power receiving coil 141 may be opposite to each other in order to realize a high coupling coefficient.
- FIG. 61(a) is a cross-sectional view of a coil according to one exemplary embodiment
- FIG. 61(b) is a cross-sectional view of a wire of the coil according to one exemplary embodiment.
- the wire 521 of the coil 501 shown in FIGS. 61(a) and 61(b) is wound from the inside to the outside around the central axis of the coil 501 to form a single layer.
- the wire 521 is constructed by laminating a plurality of wires 522 and has a rectangular cross-sectional shape.
- Each of the plurality of wires 522 is a flat wire.
- the plurality of wires 522 are bundled in layers from the inside of the coil 501 to the outside.
- Each of the plurality of wires 522 may be covered with an insulating coating such as polyurethane.
- FIG. 62(a) is a cross-sectional view of a coil according to another exemplary embodiment
- FIG. 62(b) is a cross-sectional view of a wire of a coil according to another exemplary embodiment.
- the coil 501 shown in FIGS. 62(a) and 62(b) will be described below from the viewpoint of differences from the coil 501 shown in FIGS. 61(a) and 61(b).
- Each of the plurality of wires 522 constituting the wire 521 in the coil 501 shown in FIGS. 62(a) and 62(b) is a rectangular wire.
- a plurality of wires 522 constituting the wire 521 in the coil 501 shown in FIGS. 62(a) and 62(b) are bundled in layers along the thickness direction of the coil 501.
- FIG. 63(a) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 63(b) is a cross-sectional view of the wire of the coil according to yet another exemplary embodiment.
- the coil 501 shown in FIGS. 63(a) and 63(b) will be described below from the viewpoint of differences from the coil 501 shown in FIGS. 61(a) and 61(b).
- the plurality of wires 522 constituting the wire 521 have a rectangular cross-sectional shape.
- the plurality of wires 522 are two-dimensionally arranged along the direction from the inside to the outside of the coil 501 and along the thickness direction of the coil 501 so as to be in close contact with each other.
- the wire 521 is composed of a plurality of strands 522, and is larger than a single wire having a circular cross-sectional shape. It has a cross-sectional area. Therefore, each of these coils 501 has high inductance. Further, since the wire 521 is made up of a plurality of wires 522, the AC resistance component of the coil 501 is smaller than the AC resistance component of a coil made of a single wire.
- FIG. 64(a) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment
- FIG. 64(b) is a cross-sectional view of the wire of the coil according to yet another exemplary embodiment.
- the coil 501 shown in FIGS. 64(a) and 64(b) will be described below from the viewpoint of differences from the coil 501 shown in FIGS. 61(a) and 61(b).
- the wire 521 is a Litz wire and has a plurality of strands 522.
- the plurality of wires 522 constituting the wire rod 521 have a rectangular cross-sectional shape.
- the plurality of wires 522 are two-dimensionally arranged along the direction from the inside to the outside of the coil 501 and along the thickness direction of the coil 501 so as to be in close contact with each other.
- the insulating coating of the wire 521 is made of, for example, Tetoron fiber.
- the wire 521 is composed of a plurality of strands 522, and has a larger cross-sectional area than a typical litz wire. Therefore, each of these coils 501 has high inductance.
- a general litz wire has a circular cross-sectional shape, and the plurality of wires that make up the wire also have a circular cross-sectional shape.
- the coil 501 shown in FIGS. 64(a) and 64(b) has a larger cross-sectional area than a general litz wire, the number of strands is larger than that of a general litz wire. can have. Therefore, the AC resistance component of the coil 501 is smaller than the AC resistance component of a coil made of a general Litz wire.
- the coil 501 shown in FIGS. 64(a) and 64(b) even if the wire 521 is wound while pulling the wire 521 and bringing adjacent turns of the wire 521 into close contact, The amount of deformation occurring in the wire 521 can be made smaller than the amount of deformation occurring in the wire. Further, according to the coil 501 shown in FIGS. 64(a) and 64(b), some of the plurality of turns of the wire 521 are prevented from floating in the thickness direction of the coil 501 with respect to other turns. Can be suppressed.
- FIGS. 65(a) and 65(b) are plan view of a coil according to yet another exemplary embodiment. Moreover, each of FIG. 66(a) and FIG. 66(b) is a top view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the planar shape of the coil 501 is not limited, and can be selected from various shapes as shown in these figures.
- the planar shape of the coil 501 may be annular, and the wire 521 may be spirally wound around the central axis of the coil 501.
- the coil 501 may have a rectangular planar shape, and the wire 521 may be wound from the inside to the outside around the central axis of the coil 501. .
- the planar shape of the coil 501 may be a combination of a rectangular ring shape and a circular ring shape.
- the wire 521 is wound from the inside to the outside around the central axis of the coil 501 so as to provide an annular portion inside the square annular portion of the coil 501 .
- the planar shape of the coil 501 may be a C-shape or a horseshoe shape.
- FIGS. 67(a) to 67(d) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the wire 521 of the coil 501 may be wound such that the pitch between the turns of the wire 521 in the coil 501 is equal.
- the wire 521 of the coil 501 may be wound so that the pitches between the turns are unequal.
- adjacent turns of the wire 521 of the coil 501 may be in close contact with each other.
- the wire 521 of the coil 501 may be wound so that a member 523 is interposed between turns.
- Member 523 may be formed from a magnetic material or a dielectric material.
- the height of the member 523 may be the same as or different from the height of the wire 521.
- the width of the member 523 may be the same as or different from the width of the wire 521.
- FIGS. 68(a) and 68(b) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the wire 521 may be wound to form a plurality of layers.
- the plurality of layers may be spaced apart as shown in FIG. 68(a), or may be in close contact as shown in FIG. 68(b).
- FIGS. 69(a) and 69(b) is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the cross-sectional shape of the coil 501 may have a convex shape or a concave shape.
- the cross-sectional shape of the coil 501 may be conical or dome-shaped.
- FIG. 70 is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the wire 521 in the coil 501, the wire 521 may be wound to form a plurality of layers. In at least one layer among the plurality of layers, the wire 521 may be wound such that a member 523 is interposed between turns.
- Member 523 may be formed from a magnetic material or a dielectric material.
- the height of the member 523 may be the same as or different from the height of the wire 521.
- the width of the member 523 may be the same as or different from the width of the wire 521.
- FIG. 71 is a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- 72(a) and 72(b) are each a cross-sectional view of a coil according to yet another exemplary embodiment.
- the wire 521 in the coil 501, the wire 521 may be spirally wound. The pitch between the turns of the wire 521 may be equal or uneven.
- adjacent turns of the wire 521 may be in close contact with each other.
- adjacent turns of the wire 521 may be spaced apart.
- the wire 521 may be fixed by a comb-like member 524.
- Member 524 may be formed from an insulating material, for example a resin such as PEEK or PPS. Alternatively, member 524 may be formed from a magnetic material.
- Member 524 may be composed of a single member or a plurality of members.
- a plasma processing apparatus comprising:
- the at least one metal casing includes: a first metal casing that extends on the back side of the power transmission coil with respect to the power reception coil and surrounds the outer periphery of the power transmission coil; a second metal casing that extends on the back side of the power receiving coil with respect to the power transmitting coil and surrounds the outer periphery of the power receiving coil;
- the plasma processing apparatus according to E1 comprising:
- the at least one ferrite material is a first portion provided on the back side of the power transmission coil; a second portion provided on the back side of the power receiving coil; a third portion extending from the first portion so as to surround the outer periphery of the power transmission coil; a fourth portion extending from the second portion so as to surround the outer periphery of the power receiving coil;
- the plasma processing apparatus according to E2 comprising:
- [E4] further comprising an insulating plate disposed between the first metal casing and the second metal casing, the third portion extends from the first portion to the insulating plate; the fourth portion extends from the second portion to the insulating plate; The tip of the third portion and the tip of the fourth portion face each other with the insulating plate interposed therebetween.
- the at least one ferrite material is a first portion provided on the back side of the power transmission coil with respect to the power reception coil; a second portion provided on the back side of the power receiving coil with respect to the power transmitting coil; a third portion surrounding the outer periphery of the power transmitting coil and the outer periphery of the power receiving coil and extending between the first portion and the second portion;
- the plasma processing apparatus according to E5, comprising:
- SYMBOLS 1... Plasma processing apparatus, 10... Chamber, 11... Substrate support part, 110... Ground frame, 120... Power transmission part, 130... Power transmission coil part, 130g... Metal housing, 131... Power transmission coil, 135... Ferrite material, 140... Power receiving coil section, 140g... Metal casing, 141... Power receiving coil, 145... Ferrite material, 150... Rectifying/smoothing section, 160... Power storage section, 170... Voltage control converter, 180... Constant voltage control section, 240... Power consumption member , 300...High frequency power supply.
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Abstract
開示されるプラズマ処理装置は、送電コイル、受電コイル、少なくとも一つの金属筐体、及び少なくとも一つのフェライト材を備える。送電コイルは、プラズマ処理チャンバの外部に設けられている。受電コイルは、蓄電部と電気的に接続されており、送電コイルから電磁誘導結合により電力を受けることが可能である。少なくとも一つの金属筐体は、遮蔽空間を提供し、遮蔽空間内に送電コイル及び受電コイルを収容する。少なくとも一つのフェライト材は、当該遮蔽空間内に配置されており、送電コイル及び受電コイルがその中に配置される空間を閉じるように設けられている。
Description
本出願は、2022年6月29日に出願された「Plasma Processing Apparatus」と題する米国仮特許出願第63/356,713号の優先権を主張し、同米国仮特許出願の全体を参照することにより本明細書に援用する。
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
プラズマ処理装置が、プラズマ処理において用いられる。プラズマ処理装置は、チャンバ及びチャンバ内に配置される基板支持台(載置台)を備えている。基板支持台は、基台(下部電極)及び基板を保持する静電チャックを有している。静電チャックの内部には基板の温度を調整するための温度調整素子(例えば、ヒータ)が設けられている。また、温度調整素子と温度調整素子用電源との間には、チャンバ内の高周波電極及び/又はその他の電気的部材から給電ライン及び/又は信号線等の線路上に入ってくる高周波ノイズを減衰させるか阻止するフィルタが設けられている。このようなプラズマ処理装置の一種は、下記の特許文献1に記載されている。
本開示の例示的実施形態は、送電コイルと受電コイルとの間での電力の伝送効率の向上及び高周波漏洩の抑制を可能とする技術を提供する。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、基板支持部、高周波電源、電極又はアンテナ、電力消費部材、蓄電部、送電コイル、受電コイル、少なくとも一つの金属筐体、及び少なくとも一つのフェライト材を備える。基板支持部は、プラズマ処理チャンバ内に配置されている。高周波電源は、高周波電力を発生するように構成されている。電極又はアンテナは、プラズマ処理チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を受けるよう高周波電源に電気的に接続されている。電力消費部材は、プラズマ処理チャンバ内又は基板支持部内に配置されている。蓄電部は、電力消費部材と電気的に接続されている。送電コイルは、プラズマ処理チャンバの外部に設けられている。受電コイルは、蓄電部と電気的に接続されており、送電コイルから電磁誘導結合により電力を受けることが可能である。少なくとも一つの金属筐体は、遮蔽空間を提供し、遮蔽空間内に送電コイル及び受電コイルを収容する。少なくとも一つのフェライト材は、当該遮蔽空間内に配置されており、送電コイル及び受電コイルがその中に配置される空間を閉じるように設けられている。
一つの例示的実施形態によれば、送電コイルと受電コイルとの間での電力の伝送効率の向上及び高周波漏洩の抑制が可能となる。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図1は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-Resonance Plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
容量結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極(吸着電極、チャック電極、又はクランプ電極ともいう)1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF電源31及び/又はDC電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。
リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。
第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
なお、容量結合型のプラズマ処理装置1においては、上部電極は、当該上部電極と基板支持部11との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第1のRF生成部31aのような高周波電源は、上部電極又は基板支持部11内の下部電極に電気的に接続される。プラズマ処理装置1が誘導結合型のプラズマ処理装置である場合には、アンテナが、当該アンテナと基板支持部11との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第1のRF生成部31aのような高周波電源は、アンテナに電気的に接続される。プラズマ処理装置1がマイクロ波のような表面波によりプラズマを生成するプラズマ処理装置である場合には、アンテナが、当該アンテナと基板支持部11との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第1のRF生成部31aのような高周波電源は、導波路を介してアンテナに電気的に接続される。
以下、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。以下に説明する各プラズマ処理装置は、チャンバ10内の少なくとも一つの電力消費部材に無線給電(電磁誘導結合)により電力を供給するように構成されており、プラズマ処理装置1と同じ構成を有し得る。
図3は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図3に示すプラズマ処理装置100Aは、少なくとも一つの高周波電源300、受電コイル部140、蓄電部160、及び少なくとも一つの電力消費部材240(図25及び図26参照)を含んでいる。プラズマ処理装置100Aは、送電部120、送電コイル部130、整流・平滑部150、定電圧制御部180(一例の電圧制御部)、グランドフレーム110、整合部301を更に含んでいてもよい。
少なくとも一つの高周波電源300は、第1のRF生成部31a及び/又は第2のRF生成部31bを含む。少なくとも一つの高周波電源300は、整合部301を介して基板支持部11に電気的に接続されている。整合部301は、少なくとも一つのインピーダンス整合回路を含んでいる。
グランドフレーム110は、チャンバ10を含んでおり、電気的に接地されている。グランドフレーム110は、その内部の空間110h(RF-Hot空間)と外側の空間110a(大気空間)とを電気的に分離している。グランドフレーム110は、空間110h内に配置された基板支持部11を囲んでいる。プラズマ処理装置100Aでは、整流・平滑部150、蓄電部160、及び定電圧制御部180は、空間110h内に配置されている。また、プラズマ処理装置100Aでは、送電部120、送電コイル部130、及び受電コイル部140は、空間110aに配置されている。
空間110aに配置されているデバイス、即ち、送電部120、送電コイル部130、及び受電コイル部140等は、アルミニウムのような金属から形成された金属筐体によって覆われており、当該金属筐体は接地されている。これにより、第1のRF信号(ソースRF信号)及び/又は第2のRF信号(バイアスRF信号)のような高周波電力に起因する高周波ノイズの漏洩が抑制される。かかる金属筐体と各給電ラインは、それらの間に絶縁距離を有している。なお、以下の説明において、第1のRF信号及び/又は第2のRF信号のような高周波電力であって送電部120に向けて伝搬する高周波電力を、高周波ノイズ、コモンモードノイズ、又は伝導性ノイズということがある。
送電部120は、交流電源400(例えば、商用交流電源)と送電コイル部130との間で電気的に接続されている。送電部120は、交流電源400からの交流電力の周波数を受けて、当該交流電力の周波数を伝送周波数に変換することにより、伝送周波数を有する交流電力、即ち伝送交流電力を生成する。
送電コイル部130は、後述する送電コイル131(図9参照)を含んでいる。送電コイル131は、送電部120に電気的に接続されている。送電コイル131は、送電部120からの伝送交流電力を受けて、当該伝送交流電力を受電コイル141に無線伝送する。
受電コイル部140は、後述する受電コイル141(図9参照)を含んでいる。受電コイル141は、送電コイル131と電磁誘導結合されている。電磁誘導結合は、磁界結合及び電界結合を含む。また、磁界結合は、磁界共鳴(磁界共振ともいう)を含む。受電コイル141と送電コイル131との間の距離は、コモンモードノイズ(伝導性ノイズ)を抑制するように設定されている。また、受電コイル141と送電コイル131との間の距離は、給電可能な距離に設定されている。受電コイル141と送電コイル131との間の距離は、受電コイル141と送電コイル131との間での高周波電力(即ち、高周波ノイズ)の減衰量が閾値以下となり、且つ、送電コイル131からの電力を受電コイル141において受電可能なように設定される。減衰量の閾値は、送電部120の破損又は誤動作を十分に防止できる値に設定される。減衰量の閾値は、例えば、-20dBである。受電コイル部140によって受電された伝送交流電力は、整流・平滑部150に出力される。
整流・平滑部150は、受電コイル部140と蓄電部160との間で電気的に接続されている。整流・平滑部150は、受電コイル部140からの伝送交流電力に対する全波整流及び平滑化により、直流電力を生成する。整流・平滑部150によって生成された直流電力は、蓄電部160において蓄電される。蓄電部160は、整流・平滑部150と定電圧制御部180との間で電気的に接続されている。なお、整流・平滑部150は、受電コイル部140からの伝送交流電力に対する半波整流及び平滑化により、直流電力を生成してもよい。
整流・平滑部150と送電部120は、信号ライン1250により互いに電気的に接続されている。整流・平滑部150は、信号ライン1250を介して指示信号を送電部120に送信する。指示信号は、伝送交流電力の供給又は伝送交流電力の供給の停止を送電部120に指示するための信号である。指示信号は、ステータス信号、異常検知信号、並びに、送電コイル部130及び受電コイル部140の冷却制御信号を含み得る。ステータス信号は、整流・平滑部150の電圧検出器155v(図14参照)及び電流検出器155i(図14参照)が検出する電圧、電流、電力の大きさ及び/又は位相等の値である。異常検知信号は、整流・平滑部150の故障及び/又は温度異常の発生を送電部120に伝達するための信号である。冷却制御信号は、送電コイル部130及び受電コイル部140に設けられた冷却機構を制御する。冷却制御信号は、例えば、空冷の場合は、ファンの回転数を制御する。また、液冷の場合は、冷媒の流速及び/又は温度等を制御する。
定電圧制御部180は、蓄電部160において蓄電される電力を用いて、少なくとも電力消費部材240に電圧を印加する。定電圧制御部180は、少なくとも電力消費部材240に対する電圧印加とその停止を制御し得る。
プラズマ処理装置100Aにおいて、受電コイル141は、第1のRF信号及び/又は第2のRF信号のような高周波電力に起因する高周波ノイズに対するフィルタとして機能する。したがって、プラズマ処理装置の外部の電源への高周波ノイズの伝搬が抑制される。
図4を参照する。図4は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、図4に示すプラズマ処理装置100Bについて、プラズマ処理装置100Aに対するその相違点の観点から説明する。
プラズマ処理装置100Bは、電圧制御コンバータ170を更に含んでいる。電圧制御コンバータ170は、DC-DCコンバータであり、蓄電部160と定電圧制御部180との間で接続されている。電圧制御コンバータ170は、蓄電部160に電圧変動が生じた場合においても、一定の出力電圧を定電圧制御部180に入力するように構成され得る。なお、蓄電部160における電圧変動は、例えば、蓄電部160を電気二重層で構成した場合に蓄電電力に応じた電圧低下等として生じ得る。
図5を参照する。図5は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、図5に示すプラズマ処理装置100Cについて、プラズマ処理装置100Bに対するその相違点の観点から説明する。
プラズマ処理装置100Cは、RFフィルタ190を更に備えている。RFフィルタ190は、整流・平滑部150と送電部120との間で接続されている。RFフィルタ190は、信号ライン1250の一部を構成する。RFフィルタ190は、信号ライン1250を介した高周波電力(高周波ノイズ)の伝搬を抑制する特性を有する。即ち、RFフィルタ190は、高周波ノイズ(伝導性ノイズ)に対して高いインピーダンスを有するが、比較的低い周波数の指示信号を通過させる特性を有するローパスフィルタを含む。
プラズマ処理装置100Cでは、蓄電部160、電圧制御コンバータ170、及び定電圧制御部180が、互いに一体化されている。即ち、蓄電部160、電圧制御コンバータ170、及び定電圧制御部180は共に、単一の金属筐体内に配置されているか、単一の回路基板上に形成されている。これにより、蓄電部160と電圧制御コンバータ170とを互いに接続する一対の給電ライン(プラスライン及びマイナスライン)の各々の長さが短くなる。また、蓄電部160と電圧制御コンバータ170とを互いに接続する一対の給電ラインの長さを互いに等しくすることが可能である。また。電圧制御コンバータ170と定電圧制御部180とを互いに接続する一対の給電ライン(プラスライン及びマイナスライン)の各々の長さが短くなる。また、電圧制御コンバータ170と定電圧制御部180とを互いに接続する一対の給電ラインの長さを互いに等しくすることが可能である。したがって、ノーマルモードノイズ(プラスラインとマイナスラインの線間の電位差)に起因するデバイスの誤動作及び破損が抑制される。なお、チャンバ10内に当該筐体の周囲に電磁界を遮蔽する別の金属体が設けられている場合は、単一の筐体は、金属製でなくてもよい。
図6を参照する。図6は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、図6に示すプラズマ処理装置100Dについて、プラズマ処理装置100Cに対する相違点の観点から説明する。
プラズマ処理装置100Dは、RFフィルタ190を含んでいない。プラズマ処理装置100Dにおいて、整流・平滑部150は、無線部である通信部151を含む。また、送電部120は、無線部である通信部121を含む。上述の指示信号は、整流・平滑部150と送電部120との間で通信部151及び通信部121を用いて伝送される。通信部121及び通信部151の詳細については、後述する。
図7を参照する。図7は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、図7に示すプラズマ処理装置100Eについて、プラズマ処理装置100Dに対するその相違点の観点から説明する。
プラズマ処理装置100Eは、RFフィルタ200を更に含んでいる。RFフィルタ200は、受電コイル部140と整流・平滑部150との間で接続されている。RFフィルタ200は、受電コイル部140から送電コイル131及び送電部120へ伝搬する高周波ノイズを低減させるか遮断する特性を有する。RFフィルタ200の詳細については、後述する。
以下、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における無線給電のための各部の構成について詳細に説明する。
[送電部の構成]
図8は、一つの例示的実施形態に係る送電部を示す図である。送電部120は、上述したように、交流電源400からの交流電力の周波数を受けて、当該交流電力の周波数を伝送周波数に変換することにより、伝送周波数を有する伝送交流電力を生成する。
一実施形態において、送電部120は、制御部122、整流・平滑部123、及びインバータ124を含む。制御部122は、CPUのようなプロセッサ又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)のようなプログラム可能なロジックデバイスから構成されている。
整流・平滑部123は、整流回路と平滑回路を含む。整流回路は、例えばダイオードブリッジを含む。平滑回路は、例えば線間コンデンサを含む。整流・平滑部123は、交流電源400からの交流電力に対する全波整流及び平滑化により、直流電力を生成する。なお、整流・平滑部123は、交流電源400からの交流電力に対する半波整流及び平滑化により、直流電力を生成してもよい。
インバータ124は、整流・平滑部123によって出力される直流電力から伝送周波数を有する伝送交流電力を生成する。インバータ124は、例えば、フルブリッジインバータであり、複数のトライアック又は複数のスイッチング素子(例えばFET)を含む。インバータ124は、制御部122による複数のトライアック又は複数のスイッチング素子のON/OFF制御により、伝送交流電力を生成する。インバータ124から出力された伝送交流電力は、送電コイル部130に出力される。
送電部120は、電圧検出器125v、電流検出器125i、電圧検出器126v、及び電流検出器126iを更に含んでいてもよい。電圧検出器125vは、整流・平滑部123とインバータ124とを互いに接続する一対の給電ラインの間の電圧値を検出する。電流検出器125iは、整流・平滑部123とインバータ124との間での電流値を検出する。電圧検出器126vは、インバータ124と送電コイル部130を互いに接続する一対の給電ラインの間の電圧値を検出する。電流検出器126iは、インバータ124と送電コイル部130との間での電流値を検出する。電圧検出器125vによって検出された電圧値、電流検出器125iによって検出された電流値、電圧検出器126vによって検出された電圧値、及び電流検出器126iによって検出された電流値は、制御部122に通知される。
送電部120は、上述した通信部121を含んでいる。通信部121は、ドライバ121d、送信器121tx、及び受信器121rxを含む。送信器121txは、無線信号の送信器であるか、光信号の送信器である。受信器121rxは、無線信号の受信器であるか、光信号の受信器である。通信部121は、ドライバ121dにより送信器121txを駆動して制御部122からの信号を無線信号又は光信号として送信器121txから出力させる。送信器121txから出力された信号は、後述する通信部151(図14参照)において受信される。また、通信部121は、通信部151から上述の指示信号のような信号を受信器121rxにより受信して、受信した信号をドライバ121dを介して制御部122に入力する。制御部122は、通信部151から通信部121を介して受信した指示信号、電圧検出器125vによって検出された電圧値、電流検出器125iによって検出された電流値、電圧検出器126vによって検出された電圧値、及び電流検出器126iによって検出された電流値に応じてインバータ124を制御することにより、伝送交流電力の出力及びその停止を切り替える。
[送電コイル部及び受電コイル部]
図9~図11を参照する。図9~図11の各々は、一つの例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図9に示すように、送電コイル部130は、送電コイル131に加えて、共振コンデンサ132a及び共振コンデンサ132bを含んでいてもよい。共振コンデンサ132aは、送電部120と送電コイル部130とを互いに接続する一対の給電ラインのうち一方と送電コイル131の一端との間で接続されている。共振コンデンサ132bは、当該一対の給電ラインのうち他方と送電コイル131の他端との間で接続されている。送電コイル131、共振コンデンサ132a、及び共振コンデンサ132bは、伝送周波数に対して共振回路を構成する。即ち、送電コイル131、共振コンデンサ132a、及び共振コンデンサ132bは、伝送周波数に略一致する共振周波数を有する。なお、送電コイル部130は、共振コンデンサ132aと共振コンデンサ132bの何れか一方を含んでいなくてもよい。
図10及び図11に示すように、送電コイル部130は、金属筐体130gを更に含んでいてもよい。金属筐体130gは、開口端を有しており、接地されている。送電コイル131は、金属筐体130g内に絶縁距離を確保して配置されている。送電コイル部130は、ヒートシンク134、フェライト材135、及び熱伝導シート136を更に含んでいてもよい。ヒートシンク134は、金属筐体130g内に配置されており、金属筐体130gによって支持されている。フェライト材135は、ヒートシンク134上に配置されている。熱伝導シート136は、フェライト材135上に配置されている。送電コイル131は、熱伝導シート136上に配置されており、金属筐体130gの開口端を介して受電コイル141と対面している。図11に示すように、金属筐体130g内には、共振コンデンサ132a及び共振コンデンサ132bが更に収容されていてもよい。
図9に示すように、受電コイル部140は、受電コイル141を含む。受電コイル141は、送電コイル131と電磁誘導結合される。受電コイル部140は、受電コイル141に加えて、共振コンデンサ142a及び共振コンデンサ142bを含んでいてもよい。共振コンデンサ142aは、受電コイル部140から延びる一対の給電ラインのうち一方と受電コイル141の一端との間で接続されている。共振コンデンサ142bは、当該一対の給電ラインのうち他方と受電コイル141の他端との間で接続されている。受電コイル141、共振コンデンサ142a、及び共振コンデンサ142bは、伝送周波数に対して共振回路を構成する。即ち、受電コイル141、共振コンデンサ142a、及び共振コンデンサ142bは、伝送周波数に略一致する共振周波数を有する。なお、受電コイル部140は、共振コンデンサ142aと共振コンデンサ142bの何れか一方を含んでいなくてもよい。
図10及び図11に示すように、受電コイル部140は、金属筐体140gを更に含んでいてもよい。金属筐体140gは、開口端を有しており、接地されている。受電コイル141は、金属筐体140g内に絶縁距離を確保して配置されている。受電コイル部140は、スペーサ143、ヒートシンク144、フェライト材145、及び熱伝導シート146を更に含んでいてもよい。スペーサ143は、金属筐体140g内に配置されており、金属筐体140gによって支持されている。スペーサ143については、後述する。ヒートシンク144は、スペーサ143上に配置されている。フェライト材145は、ヒートシンク144上に配置されている。熱伝導シート146は、フェライト材145上に配置されている。受電コイル141は、熱伝導シート146上に配置されており、金属筐体140gの開口端を介して送電コイル131と対面している。図11に示すように、金属筐体140g内には、共振コンデンサ142a及び共振コンデンサ142bが更に収容されていてもよい。
スペーサ143は、誘電体から形成されており、受電コイル141と金属筐体140g(グランド)との間に設けられている。スペーサ143は、受電コイル141とグランドとの間に空間浮遊容量を与えている。
[受電コイル部のインピーダンス特性]
図12を参照する。図12は、一つの例示的実施形態に係る受電コイル部のインピーダンス特性を示すグラフである。図12は、スペーサ143の厚さに応じた受電コイル部140のインピーダンス特性を示している。スペーサ143の厚さは、ヒートシンク144と金属筐体140gとの間の距離に対応する。図12に示すように、受電コイル部140は、スペーサ143の厚さに応じて周波数fH及び周波数fLの各々のインピーダンスを調整することができる。したがって、受電コイル部140によれば、第1のRF信号及び第2のRF信号のようなプラズマ処理装置において使用される二つの高周波電力の周波数の各々において高いインピーダンスを提供することが可能である。また、受電コイル部140において高いインピーダンスを得ることができるので、高周波電力の損失を抑制して、高い処理レート(例えばエッチングレート)を得ることができる。
[RFフィルタ200]
図13を参照する。図13は、一つの例示的実施形態に係るRFフィルタを示す図である。図13に示すように、RFフィルタ200は、受電コイル部140と整流・平滑部150との間で接続されている。RFフィルタ200は、インダクタ201a、インダクタ201b、終端コンデンサ202a、及び終端コンデンサ202bを含む。インダクタ201aの一端は、共振コンデンサ142aに接続されており、インダクタ201aの他端は、整流・平滑部150に接続されている。インダクタ201bの一端は、共振コンデンサ142bに接続されており、インダクタ201bの他端は、整流・平滑部150に接続されている。終端コンデンサ202aは、インダクタ201aの一端とグランドとの間で接続されている。終端コンデンサ202bは、インダクタ201bの一端とグランドとの間で接続されている。インダクタ201a及び終端コンデンサ202aは、ローパスフィルタを形成する。また、インダクタ201b及び終端コンデンサ202bは、ローパスフィルタを形成する。RFフィルタ200によれば、第1のRF信号及び第2のRF信号のようなプラズマ処理装置において使用される二つの高周波電力の周波数の各々において高インピーダンスが得られる。したがって、高周波電力の損失が抑制されて、高い処理レート(例えばエッチングレート)を得ることができる。
[整流・平滑部]
図14を参照する。図14は、一つの例示的実施形態に係る整流・平滑部を示す図である。一実施形態において、整流・平滑部150は、制御部152、整流回路153、及び平滑回路154を含む。整流回路153は、受電コイル部140と平滑回路154との間で接続されている。平滑回路154は、整流回路153と蓄電部160との間で接続されている。制御部152は、CPUのようなプロセッサ又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)のようなプログラム可能なロジックデバイスから構成されている。なお、制御部152は、制御部122と同一であってもよく、異なっていてもよい。
整流回路153は、受電コイル部140からの交流電力に対する全波整流により生成した電力を出力する。整流回路153は、例えばダイオードブリッジである。なお、整流回路153は、受電コイル部140からの交流電力に対する半波整流により生成した電力を出力してもよい。
平滑回路154は、整流回路153からの電力に対する平滑化により直流電力を生成する。平滑回路154は、インダクタ1541a、コンデンサ1542a、及びコンデンサ1542bを含んでいてもよい。インダクタ1541aの一端は、平滑回路154の一対の入力のうち一方に接続されている。インダクタ1541aの他端は、整流・平滑部150の正出力(VOUT+)に接続されている。整流・平滑部150の正出力は、後述する一対の給電ラインのうちプラスライン160p(図23の(a)及び図23の(b)を参照)を介して蓄電部160の一つ以上のコンデンサの各々の一端に接続されている。
コンデンサ1542aの一端は、平滑回路154の一対の入力のうち一方及びインダクタ1541aの一端に接続されている。コンデンサ1542aの他端は、平滑回路154の一対の出力のうち他方及び整流・平滑部150の負出力(VOUT-)に接続されている。整流・平滑部150の負出力は、後述する一対の給電ラインのうちマイナスライン160m(図23の(a)及び図23の(b)を参照)を介して蓄電部160の一つ以上のコンデンサの各々の他端に接続されている。コンデンサ1542bの一端は、インダクタ1541aの他端に接続されている。コンデンサ1542bの他端は、平滑回路154の一対の出力のうち他方及び整流・平滑部150の負出力(VOUT-)に接続されている。
整流・平滑部150は、電圧検出器155v及び電流検出器155iを更に含んでいてもよい。電圧検出器155vは、整流・平滑部150の正出力と負出力との間の電圧値を検出する。電流検出器155iは、整流・平滑部150と蓄電部160との間での電流値を検出する。電圧検出器155vによって検出された電圧値及び電流検出器155iによって検出された電流値は、制御部152に通知される。制御部152は、蓄電部160において蓄えられている電力に応じて、上述の指示信号を生成する。例えば、制御部152は、蓄電部160において蓄えられている電力が第1の閾値以下である場合には、送電部120に給電、即ち伝送交流電力の出力を指示するための指示信号を生成する。第1の閾値は、例えば、電力消費部材240といった負荷での消費電力である。また、余裕度を考慮して電力消費部材240といった負荷での消費電力に一定の値(例えば、1以上、3以下の範囲内の値)を乗算した値でもよい。一方、制御部152は、蓄電部160において蓄えられている電力が第2の閾値よりも大きい場合には、送電部120に対して給電の停止、即ち伝送交流電力の出力の停止を指示するための指示信号を生成する。第2の閾値は、蓄電部160の限界蓄電電力を超えない値である。第2の閾値は、例えば、蓄電部160の限界蓄電電力に一定の値(例えば1以下の値)を乗算した値である。
整流・平滑部150は、上述した通信部151を含んでいる。通信部151は、ドライバ151d、送信器151tx、及び受信器151rxを含む。送信器151txは、無線信号の送信器であるか、光信号の送信器である。受信器151rxは、無線信号の受信器であるか、光信号の受信器である。通信部151は、ドライバ151dにより送信器151txを駆動して指示信号のような制御部122からの信号を送信器151txから無線信号又は光信号として出力させる。送信器151txら出力された信号は、送電部120の通信部121において受信される。また、通信部151は、通信部121からの信号を受信器151rxにより受信して、受信した信号をドライバ151dを介して制御部152に入力する。
[RFフィルタ190]
図15を参照する。図15は、一つの例示的実施形態に係るRFフィルタ190を示す図である。図15に示すように、信号ライン1250は、送電部120の信号出力(Tx)と整流・平滑部150の信号入力(Rx)とを電気的に接続する第1の信号ライン、及び送電部120の信号入力(Rx)と整流・平滑部150の信号出力(Tx)とを電気的に接続する第2の信号ラインを含んでいてもよい。信号ライン1250は、送電部120の第1の基準電圧端子(VCC)と整流・平滑部150の第1の基準電圧端子(VCC)とを接続する信号ライン、及び送電部120の第2の基準電圧端子(GND)と整流・平滑部150の第2の基準電圧端子(GND)とを接続する信号ラインを含んでいてもよい。信号ライン1250は、グランド電位のシールドで覆われたシールドケーブルであってもよい。この場合には、信号ライン1250を構成する複数の信号ラインは、一つずつ個別にシールドで覆われてもよく、まとめてシールドで覆われてもよい。RFフィルタ190は、信号ライン1250を構成する複数の信号ラインの各々にローパスフィルタを提供する。ローパスフィルタは、インダクタ及びコンデンサを含むLCフィルタであってもよい。ローパスフィルタのインダクタは、対応する信号ラインの一部を構成する。コンデンサは、送電部120に接続されたインダクタの一端とグランドとの間で接続されている。RFフィルタ190によれば、整流・平滑部150と送電部120との間の信号ライン1250を介した高周波電力(高周波ノイズ)の伝搬を抑制することが可能となる。
[送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部]
図16~図18を参照する。図16は、一つの例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。図17及び図18の各々は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図6、図7、図16、図17、及び図18に示すように、通信部121及び通信部151は、互いの間で無線通信を介して上述の指示信号のような信号の伝送を行うように構成されていてもよい。無線通信を介した通信は、光通信により行われてもよい。通信部121及び通信部151がそれらの間で無線通信を介して信号の伝送を行う場合には、通信部121及び通信部151は、それらの間に遮蔽物が介在しなければ、如何なる位置に配置されていてもよい。これらの図に示す例によれば、RFフィルタ190が不要となる。なお、図16~図18に示す例を含む種々の例示的実施形態において、信号ライン1250は、グランド電位のシールドで覆われたシールドケーブルであってもよい。この場合には、信号ライン1250を構成する複数の信号ラインは、一つずつ個別にシールドで覆われてもよく、まとめてシールドで覆われてもよい。
図19~図22を参照する。図19は、別の例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。図20~図22の各々は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図19~図22に示すように、通信部121及び通信部151は、互いの間で光ファイバ1260を介して、即ち、光ファイバ通信により、上述の指示信号のような信号(光信号)の伝送を行うように構成されていてもよい。通信部121及び通信部151がそれらの間で光ファイバ1260を介して信号の伝送を行う場合には、通信部121及び通信部151は、光ファイバ1260の曲げ半径が許容される範囲内にあれば、如何なる位置に配置されていてもよい。これらの図に示す例においても、RFフィルタ190が不要となる。
[蓄電部]
図23の(a)及び図23の(b)を参照する。図23の(a)及び図23の(b)の各々は、一つの例示的実施形態に係る蓄電部を示す図である。図23の(a)に示すように、蓄電部160は、コンデンサ161を含んでいる。コンデンサ161は、一対の給電ライン、即ち、プラスライン160pとマイナスライン160mとの間で接続されている。プラスライン160pは、整流・平滑部150の正出力(VOUT+)から負荷に向けて延びている。マイナスライン160mは、整流・平滑部150の負出力(VOUT-)から負荷に向けて延びている。コンデンサ161は、有極性のコンデンサであってもよい。コンデンサ161は、電気二重層又はリチウムイオンバッテリであってもよい。
図23の(b)に示すように、蓄電部160は、複数のコンデンサ161を含んでいてもよい。複数のコンデンサ161は、プラスライン160pとマイナスライン160mとの間で直列接続されている。複数のコンデンサ161は、互いに同一の静電容量を有してもよいし、互いに異なる静電容量を有してもよい。複数のコンデンサ161の各々は、有極性のコンデンサであってもよい。複数のコンデンサ161の各々は、電気二重層又はリチウムイオンバッテリであってもよい。蓄電部160は、それに対する入力電圧とノーマルモードノイズによる線間電位差との合計値が許容入力電圧よりも低くなる条件で用いられる必要がある。蓄電部160が、複数のコンデンサ161の直列接続を含む場合には、蓄電部160の許容入力電圧が高くなる。したがって、図23の(b)に示す例によれば、蓄電部160のノイズ耐性が向上される。
[電圧制御コンバータ]
図24を参照する。図24は、一つの例示的実施形態に係る電圧制御コンバータを示す図である。電圧制御コンバータ170は、DC-DCコンバータである。電圧制御コンバータ170は、蓄電部160と定電圧制御部180との間で接続されている。電圧制御コンバータ170の正入力(VIN+)には、プラスライン160pが接続されている。電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)には、マイナスライン160mが接続されている。電圧制御コンバータ170の正出力(VOUT+)は、定電圧制御部180の正入力(VIN+)に接続されている。電圧制御コンバータ170の負出力(VOUT-)は、定電圧制御部180の負入力(VIN-)に接続されている。
電圧制御コンバータ170は、制御部172、ローパスフィルタ173、トランス174、及びコンデンサ175を含んでいてもよい。ローパスフィルタ173は、インダクタ1731a、コンデンサ1732a、及びコンデンサ1732bを含んでいてもよい。インダクタ1731aの一端は、電圧制御コンバータ170の正入力(VIN+)に接続されている。インダクタ1731aの他端は、トランス174の一次側コイルの一端に接続されている。コンデンサ1732aの一端は、インダクタ1731aの一端及び電圧制御コンバータ170の正入力(VIN+)に接続されている。コンデンサ1732aの他端は、電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)に接続されている。コンデンサ1732bの一端は、インダクタ1731aの他端に接続されている。コンデンサ1732bの他端は、電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)に接続されている。
トランス174は、一次側コイル1741、二次側コイル1742、及びスイッチ1743を含んでいる。一次側コイル1741の他端は、スイッチ1743を介して電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)に接続されている。二次側コイル1742の一端は、コンデンサ175の一端及び電圧制御コンバータ170の正出力(VOUT+)に接続されている。二次側コイル1742の他端は、コンデンサ175の他端及び電圧制御コンバータ170の負出力(VOUT-)に接続されている。
スイッチ1743には、ドライバ1744が接続されている。ドライバ1744は、スイッチ1743を開閉する。スイッチ1743が閉じているとき、即ち、一次側コイル1741の他端と負入力(VIN-)が導通状態にあるときには、一次側コイル1741の他端が電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)に接続されて、電圧制御コンバータ170からの直流電力が定電圧制御部180に与えられる。一方、スイッチ1743が開いているとき、即ち、一次側コイル1741の他端と負入力(VIN-)が非導通状態にあるときには、一次側コイル1741の他端と電圧制御コンバータ170の負入力(VIN-)との接続が切断されて、電圧制御コンバータ170から定電圧制御部180への直流電力の供給が遮断される。
電圧制御コンバータ170は、電圧検出器176v及び電流検出器176iを更に含んでいてもよい。電圧検出器176vは、二次側コイル1742の両端間の電圧値又は電圧制御コンバータ170の正出力と負出力との間での電圧値を検出する。電流検出器176iは、二次側コイル1742の他端と電圧制御コンバータ170の負出力との間での電流値を測定する。電圧検出器176vによって検出された電圧値及び電流検出器176iによって検出された電流値は、制御部172に通知される。なお、制御部172は、制御部122及び制御部152の少なくとも何れか一つと同一であってもよく、異なっていてもよい。
制御部172は、電圧検出器176vによって検出された電圧値が閾値以上である場合に、ドライバ1744を制御して、電圧制御コンバータ170から定電圧制御部180への直流電力の供給を遮断する。電圧制御コンバータ170の正出力と負出力との間の電圧値は、電圧制御コンバータ170の出力電圧値とノーマルモードノイズによる線間電位差の加算値である。この実施形態では、ノーマルモードノイズによる線間電位差に起因する過電圧による電圧制御コンバータ170の負荷の破損を抑制することができる。
[定電圧制御部]
図25及び図26を参照する。図25及び図26は、幾つかの例示的実施形態に係る定電圧制御部を示す図である。定電圧制御部180は、蓄電部160と少なくとも一つの電力消費部材240との間で接続されており、少なくとも一つの電力消費部材240への電圧印加(直流電圧の印加)及びその停止を制御するように構成されている。
定電圧制御部180は、制御部182及び少なくとも一つのスイッチ183を含んでいる。定電圧制御部180の正入力(VIN+)は、スイッチ183を介して電力消費部材240に接続されている。定電圧制御部180の負入力(VIN-)は、電力消費部材240に接続されている。スイッチ183は、制御部182によって制御される。スイッチ183が閉じられているときには、定電圧制御部180からの直流電圧が電力消費部材240に印加される。スイッチ183が開かれているときには、定電圧制御部180から電力消費部材240への直流電圧の印加が停止される。なお、制御部182は、制御部122、制御部152及び制御部172の少なくとも何れか一つと同一であってもよく、異なっていてもよい。
図25及び図26に示す実施形態において、プラズマ処理装置は、複数の電力消費部材240を含んでいる。定電圧制御部180は、制御部182及び複数のスイッチ183を含んでいる。定電圧制御部180の正入力(VIN+)は、複数のスイッチ183を介して複数の電力消費部材240に接続されている。定電圧制御部180の負入力(VIN-)は、複数の電力消費部材240に接続されている。
図25及び図26に示す実施形態において、複数の電力消費部材240は複数のヒータ(抵抗加熱素子)を含んでいてもよい。複数のヒータは、基板支持部11内に設けられていてもよい。図25に示す実施形態では、複数の抵抗体260が複数のヒータそれぞれの近傍に配置されている。複数の抵抗体260の各々は、温度によって変化する抵抗値を有する。複数の抵抗体260の各々は、例えばサーミスタである。複数の抵抗体260の各々は、基準抵抗(図示せず)と直列接続されている。定電圧制御部180は、複数の測定部184を含んでいる。複数の測定部184の各々は、複数の抵抗体260のうち対応する抵抗体と基準抵抗の直列接続に基準電圧を印加して、当該抵抗体の両端間の電圧値を検出する。複数の測定部184の各々は、検出した電圧値を制御部182に通知する。制御部182は、通知された電圧値から複数のヒータのうち対応するヒータが配置されている領域の温度を特定し、当該領域の温度を目標温度に近づけるように、対応するヒータへの直流電圧の印加を制御する。なお、複数の抵抗体260の代わりに光ファイバ温度計を配置してもよい。この場合は、複数の抵抗体260と複数の測定部184との間の配線が不要になるため、電力消費部材240への高周波の伝導性ノイズの影響を無くすことができる。
図26に示す実施形態において、定電圧制御部180は、電圧検出器185v及び複数の電流検出器185iを含む。電圧検出器185vは、複数のヒータの各々に印加されている電圧値を検出する。複数の電流検出器185iは、複数のヒータのうち対応するヒータに供給される電流の値、即ち電流値を測定する。複数の測定部184は、複数のヒータのうち対応するヒータの抵抗値を、複数の電流検出器185iのうち対応する電流検出器によって検出された電流値と電圧検出器185vによって検出された電圧値から特定する。制御部182は、複数のヒータそれぞれの検出された抵抗値から、複数のヒータそれぞれが配置されている複数の領域それぞれの温度を特定する。制御部182は、複数の領域それぞれの温度を目標温度に近づけるように、複数のヒータそれぞれへの直流電圧の印加を制御する。
[送電コイル部及び受電コイル部の一体化に関する例示的実施形態]
以下、図27及び図28を参照する。図27は、別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図28は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図27及び図28の各々は、部分的に破断された状態の送電コイル部及び受電コイル部を示している。
図27及び図28に示すように、送電コイル部130及び受電コイル部140は、一体化されていてもよい。送電コイル部130の送電コイル131及び受電コイル部140の受電コイル141は、少なくとも一つの金属筐体によって提供される遮蔽空間内に配置されていてもよい。少なくとも一つの金属筐体は、接地されており、遮蔽空間を外部の空間から電磁的に遮蔽している。遮蔽空間内には、少なくとも一つのフェライト材が設けられている。少なくとも一つのフェライト材は、送電コイル131及び受電コイル141を収容する空間を閉じている。
以下、図27に示す実施形態について詳細に説明する。図27に示す実施形態では、少なくとも一つの金属筐体として、二つの金属筐体が用いられている。即ち、送電コイル部130の金属筐体130g(第1の金属筐体)及び受電コイル部140の金属筐体140g(第2の金属筐体)が用いられている。
金属筐体130gは、接地されている。金属筐体130gは、遮蔽空間130sを画成しており、遮蔽空間130s内に送電コイル131を収容している。金属筐体130gは、受電コイル141に対して送電コイル131の背面側で延在し、且つ、送電コイル131の外周を囲んでいる。
金属筐体130gは、背面壁130gb及び側壁130gsを含んでいる。背面壁130gb及び側壁130gsは、遮蔽空間130sを画成している。背面壁130gbは、略平坦な板状をなしており、受電コイル141に対して送電コイル131の背面側で延在している。側壁130gsは、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、背面壁130gbから受電コイル部140に向けて延びている。側壁130gsは、送電コイル131の外周を囲んでいる。
金属筐体140gは、接地されている。金属筐体140gは、遮蔽空間140sを画成しており、遮蔽空間140s内に受電コイル141を収容している。金属筐体140gは、送電コイル131に対して受電コイル141の背面側で延在し、且つ、受電コイル141の外周を囲んでいる。
金属筐体140gは、背面壁140gb及び側壁140gsを含んでいる。背面壁140gb及び側壁140gsは、遮蔽空間140sを画成している。背面壁140gbは、略平坦な板状をなしており、送電コイル131に対して受電コイル141の背面側で延在している。側壁140gsは、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、背面壁140gbから送電コイル部130に向けて延びている。側壁140gsは、受電コイル141の外周を囲んでいる。
金属筐体130gと金属筐体140gは、それらの側壁の先端が対面するように配置されており、且つ、それらの側壁の先端の間に絶縁性プレート34iを挟持している。即ち、遮蔽空間130sと遮蔽空間140sは、絶縁性プレート34iにより分離されている。絶縁性プレート34iは、例えば、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)又はPPS(ポリフェニレンサルファイド)のような樹脂から形成されている。
側壁130gsは、フランジ130gfを含んでおり、側壁140gsは、フランジ140gfを含んでいる。金属筐体130gと金属筐体140gは、フランジ130gfとフランジ140gfを互いに対面又は当接させて、電気的に導通させた状態で、位置決めピン34pにより位置決めされて、互いに固定されている。これにより送電コイル131と受電コイル141それぞれの巻線軸が一致し、送電コイル131と受電コイル141の平行度が機械的に確保される。したがって、送電コイル131と受電コイル141との間での電力の伝送効率の向上を可能とする技術を提供することが可能である。
遮蔽空間130s内且つ背面壁130gbと送電コイル131との間には、ヒートシンク134、フェライト材135の背面部1351(第1の部分)、及び熱伝導シート136が、順に配置されている。フェライト材135は、遮蔽空間130sの中に配置されており、絶縁性プレート34iと共に閉じられた空間135sを画成している。送電コイル131は、空間135sの中に配置されている。
フェライト材135の背面部1351は、略平坦な板状をなしており、送電コイル131の背面側で延在している。フェライト材135は、側壁部1353(第3の部分)を更に含んでいる。側壁部1353は、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、背面部1351から絶縁性プレート34iまで延びている。側壁部1353は、送電コイル131の外周を囲んでいる。側壁部1353と送電コイル131との間には、送電コイル131の外周を囲むように熱伝導シート137が配置されていてもよい。側壁部1353の先端と後述する側壁部1454の先端は、それらの間に絶縁性プレート34iを挟んで互いに対面している。なお、単一の部材が、背面部1351及び側壁部1353を構成していてもよく、別個の部材が背面部1351及び側壁部1353をそれぞれ構成していてもよい。
遮蔽空間140s内且つ背面壁140gbと受電コイル141との間には、スペーサ143、ヒートシンク144、フェライト材145の背面部1452(第2の部分)、及び熱伝導シート146が、順に配置されている。フェライト材145は、遮蔽空間140sの中に配置されており、絶縁性プレート34iと共に閉じられた空間145sを画成している。受電コイル141は、空間145sの中に配置されている。
フェライト材145の背面部1452は、略平坦な板状をなしており、受電コイル141の背面側で延在している。フェライト材145は、側壁部1454(第4の部分)を更に含んでいる。側壁部1454は、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、背面部1452から絶縁性プレート34iまで延びている。側壁部1454は、受電コイル141の外周を囲んでいる。側壁部1454と受電コイル141との間には、受電コイル141の外周を囲むように熱伝導シート147が配置されていてもよい。側壁部1454の先端と側壁部1353の先端は、それらの間に絶縁性プレート34iを挟んで互いに対面している。なお、単一の部材が、背面部1452及び側壁部1454を構成していてもよく、別個の部材が背面部1452及び側壁部1454をそれぞれ構成していてもよい。
送電コイル部130は、ファン130fを更に含んでいてもよい。ファン130fは、送風ファンであってもよく、排気ファンであってもよい。ファン130fは、金属筐体130gの外側で金属筐体130gに沿って配置されている。図27の例では、ファン130fは、側壁130gsに沿って配置されている。ファン130fは、金属筐体130gの外部から複数の通気孔130gh及び遮蔽空間130sを経由して金属筐体130gの外部に至る気流を形成する。図27の例では、複数の通気孔130ghは、側壁130gsに形成されている。
受電コイル部140は、ファン140fを更に含んでいてもよい。ファン140fは、送風ファンであってもよく、排気ファンであってもよい。ファン140fは、金属筐体140gの外側で金属筐体140gに沿って配置されている。図27の例では、ファン140fは、側壁140gsに沿って配置されている。ファン140fは、金属筐体140gの外部から複数の通気孔140gh及び遮蔽空間140sを経由して金属筐体140gの外部に至る気流を形成する。図27の例では、複数の通気孔140ghは、側壁140gsに形成されている。
図27に示す送電コイル部130及び受電コイル部140によれば、金属筐体130g及び140gにより、高周波ノイズの外部への漏れが抑制される。また、送電コイル部130及び受電コイル部140の各々の内部への異物の侵入を抑制することが可能である。
また、フェライト材135及びフェライト材145により、磁束の漏れが抑制される。したがって、送電コイル131及び受電コイル141の各々の巻数を増加させなくても、送電コイル131と受電コイル141との間での高い給電効率を得ることができる。故に、送電コイル131と受電コイル141の各々の抵抗値を小さくすることができる。また、送電コイル131及び受電コイル141の各々を小型化することが可能である。
また、フェライト材135及びフェライト材145の各々は、側壁部を有するので、比較的大きい体積を有する。したがって、フェライト材135及びフェライト材145の各々は伝導性ノイズによって発熱を生じても、その温度上昇は小さい。また、フェライト材135及びフェライト材145の各々は、比較的大きい体積を有するので、比較的大きいインダクタンスを有する。フェライト材135及びフェライト材145の各々の比較的大きいインダクタンスと送電コイル131と受電コイル141の各々の小さい抵抗値は、送電コイル131及び受電コイル141の各々の高いQ値をもたらす。したがって、送電コイル131及び受電コイル141との間での電力の高い伝送効率が確保される。
なお、フェライト材135及びフェライト材145の各々は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されていてもよい。この場合には、伝送周波数が1MHz以下では、高い透磁率により伝送周波数での磁束の高い閉じ込め効果が得られ、且つ、伝導性ノイズを効率的に熱に変換することが可能である。
以下、図28に示す実施形態について詳細に説明する。図28に示す実施形態では、少なくとも一つの金属筐体として、単一の金属筐体340gが用いられている。
金属筐体340gは、接地されている。金属筐体340gは、遮蔽空間340sを画成しており、遮蔽空間340s内に送電コイル131及び受電コイル141を収容している。
金属筐体340gは、第1の背面壁340g1、第2の背面壁340g2、及び側壁340g3を含んでいる。第1の背面壁340g1、第2の背面壁340g2、及び側壁340g3は、遮蔽空間340sを画成している。第1の背面壁340g1は、略平坦な板状をなしており、受電コイル141に対して送電コイル131の背面側で延在している。第2の背面壁340g2は、略平坦な板状をなしており、送電コイル131に対して受電コイル141の背面側で延在している。側壁130gsは、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、第1の背面壁340g1から第2の背面壁340g2まで延びている。側壁130gsは、送電コイル131の外周及び受電コイル141の外周を囲んでいる。
遮蔽空間340s内且つ第1の背面壁340g1と送電コイル131との間には、ヒートシンク134、フェライト材345の背面部3451(第1の部分)、及び熱伝導シート136が、順に配置されている。背面部3451は、略平坦な板状をなしており、送電コイル131の背面側で延在している。
また、遮蔽空間340s内且つ第2の背面壁340g2と受電コイル141との間には、スペーサ143、ヒートシンク144、フェライト材345の背面部3452(第2の部分)、及び熱伝導シート146が、順に配置されている。背面部3452は、略平坦な板状をなしており、受電コイル141の背面側で延在している。
フェライト材345は、遮蔽空間340sの中に配置されており、閉じられた空間345sを画成している。送電コイル131及び受電コイル141は、空間345sの中に配置されている。
フェライト材345は、側壁部3453(第3の部分)を更に含んでいる。側壁部3453は、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、背面部3451から背面部3452まで延びている。側壁部3453は、送電コイル131の外周及び受電コイル141の外周を囲んでいる。送電コイル131及び受電コイル141の各々と側壁部3453との間には、送電コイル131の外周及び受電コイル141の外周を囲むように熱伝導シート347が配置されていてもよい。なお、単一の部材が、背面部3451、背面部3452、及び側壁部3453を構成していてもよい。或いは、別個の部材が、背面部3451、背面部3452、及び側壁部3453をそれぞれ構成していてもよい。
また、ファン340fが、金属筐体340gの外側で金属筐体340gに沿って配置されていてもよい。ファン340fは、送風ファンであってもよく、排気ファンであってもよい。図28の例では、ファン340fは、側壁340g3に沿って配置されている。ファン340fは、金属筐体340gの外部から金属筐体340gの複数の通気孔340gh及び遮蔽空間340sを経由して金属筐体340gの外部に至る気流を形成する。図28の例では、複数の通気孔340ghは、側壁340g3に形成されている。
図28に示す送電コイル部130及び受電コイル部140によれば、金属筐体340gにより、高周波ノイズの外部への漏れが抑制される。また、送電コイル部130及び受電コイル部140の各々の内部への異物の侵入を抑制することが可能である。
また、フェライト材345により、磁束の漏れが抑制される。したがって、送電コイル131及び受電コイル141の各々の巻数を増加させなくても、送電コイル131と受電コイル141との間での高い給電効率を得ることができる。故に、送電コイル131と受電コイル141の各々の抵抗値を小さくすることができる。また、送電コイル131及び受電コイル141の各々を小型化することが可能である。
また、フェライト材345は、側壁部を有するので、比較的大きい体積を有する。したがって、フェライト材345は伝導性ノイズによって発熱を生じても、その温度上昇は小さい。また、フェライト材345は、比較的大きい体積を有するので、比較的大きいインダクタンスを有する。フェライト材345の比較的大きいインダクタンスと送電コイル131と受電コイル141の各々の小さい抵抗値は、送電コイル131及び受電コイル141の各々の高いQ値をもたらす。したがって、送電コイル131及び受電コイル141との間での電力の高い伝送効率が確保される。
なお、フェライト材345は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されていてもよい。この場合には、伝送周波数が1MHz以下では、高い透磁率により伝送周波数での磁束の高い閉じ込め効果が得られ、且つ、伝導性ノイズを効率的に熱に変換することが可能である。
[送電コイル部及び受電コイル部の位置合わせに関する例示的実施形態]
以下、図29を参照する。図29は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図29は、部分的に破断された状態の送電コイル部及び受電コイル部を示している。以下では、図29に示す送電コイル部及び受電コイル部について、図11に示す送電コイル部及び受電コイル部に対する相違点の観点から説明する。以下の説明において、送電コイル部130における送電コイル131及び受電コイル部140における受電コイル141の各々を、「コイル」ということがある。
図29に示す実施形態では、送電コイル部130及び受電コイル部140の各々は、その金属筐体内でのコイルの位置決め機構を有する。図29に示す実施形態では、金属筐体内でのコイルの位置は、位置決め機構により決定されて、固定される。そして、送電コイル131及び受電コイル141の相対的な位置関係は、送電コイル部130及び受電コイル部140それぞれの金属筐体を固定機構により互いに固定することにより、固定される。これにより、送電コイル131及び受電コイル141の相対的な位置関係が高い精度で定まる。その結果、給電効率のばらつきを抑制し、高い給電効率を得ることが可能となる。
図29に示すように、送電コイル部130において、金属筐体130gは、図27に示した金属筐体130gと同様に、上述の背面壁130gb及び側壁130gsを含んでいる。側壁130gsの先端の開口は、絶縁性プレート130iにより閉じられている。絶縁性プレート130iは、例えば、PEEK又はPPSのような樹脂から形成されている。なお、送電コイル部130と受電コイル部140を着脱しない構造とする場合、絶縁性プレート130iは設けなくてもよい。
送電コイル部130は、送電コイル131の位置決め機構として、スペーサ133を含んでいてもよい。スペーサ133は、背面壁130gbの平坦な内壁面上に配置されている。送電コイル部130では、送電コイル131を、スペーサ133上に、ヒートシンク134、フェライト材135、及び熱伝導シート136を介して配置することにより、送電コイル131の位置が決定される。具体的な例において、送電コイル131は、スペーサ133上に配置されることにより、金属筐体130g内で背面壁130gbに対して平行に配置される。また、送電コイル131の端面をスペーサ133、ヒートシンク134、フェライト材135、及び熱伝導シート136それぞれの端面と揃えて、これらを互いに接着等により固定することで、金属筐体130g内での送電コイル131の位置が決定されて、固定される。
また、受電コイル部140において、金属筐体140gは、図27に示した金属筐体140gと同様に、上述の背面壁140gb及び側壁140gsを含んでいる。側壁140gsの先端の開口は、絶縁性プレート140iにより閉じられている。絶縁性プレート140iは、例えば、PEEK又はPPSのような樹脂から形成されている。なお、送電コイル部130と受電コイル部140を着脱しない構造とする場合、絶縁性プレート140iは設けなくてもよい。
受電コイル部140は、受電コイル141の位置決め機構として、スペーサ143を含んでいてもよい。スペーサ143は、背面壁140gbの平坦な内壁面上に配置されている。受電コイル部140では、受電コイル141を、スペーサ143上に、ヒートシンク144、フェライト材145、及び熱伝導シート146を介して配置することにより、受電コイル141の位置が決定される。具体的な例において、受電コイル141は、スペーサ143上に配置されることにより、金属筐体140g内で背面壁140gbに対して平行に配置される。また、受電コイル141の端面をスペーサ143、ヒートシンク144、フェライト材145、及び熱伝導シート146それぞれの端面と揃えて、これらを互いに接着等により固定することで、金属筐体140g内での受電コイル141の位置が決定されて、固定される。
そして、金属筐体130gの側壁130gs及び金属筐体140gの側壁140gsは、固定機構により互いに固定される。固定機構は、絶縁性部材340iを含んでいてもよい。絶縁性部材340iは、PEEK又はPPSのような樹脂から形成されていてもよい。絶縁性部材340iは、金属筐体130gの側壁130gsの外壁面及び金属筐体140gの側壁140gsの外壁面に沿って配置される。絶縁性部材340iは、金属筐体130gの側壁130gsの外壁面及び金属筐体140gの側壁140gsの外壁面の形状に合致するよう、板状、曲面状、又は筒状をなしている。絶縁性部材340iは、金属筐体130gの側壁130gs及び金属筐体140gの側壁140gsに、ねじのような締結体により固定される。これにより、送電コイル131及び受電コイル141の相対的な位置関係が、固定される。
図29に示すように、送電コイル部130は、センサ130psを有していてもよく、受電コイル部140は、センサ140psを有していていもよい。センサ130psは、金属筐体130g内に配置されており、センサ140psは、金属筐体140g内に配置されている。センサ130psとセンサ140psの各々は、赤外線センサ及び/又は測距センサを含む非接触式センサである。送電コイル131及び受電コイル141の相対的な位置関係は、センサ130psとセンサ140psを用いて調整されてもよい。なお、送電コイル部130は、センサ130psを有していなくてもよく、受電コイル部140は、センサ140psを有していなくてもよい。
[送電コイル部及び受電コイル部におけるフェライト材による伝導性ノイズ対策に関する例示的実施形態]
以下、図30の(a)、図30の(b)、図31の(a)、図31の(b)、図32の(a)、図32の(b)、図33の(a)、及び図33の(b)を参照する。図30の(a)は、一つの例示的実施形態に係るコイル部の断面図であり、図30の(b)は、図30の(a)に示すコイル部においてベースプレートと熱伝導シートとの間に設けられた複数のフェライト材を示す平面図である。図30の(a)は、図30の(b)に示すXXXA-XXXA線に沿ってとったコイル部の断面を示している。図31の(a)は、別の例示的実施形態に係るコイル部の断面図であり、図31の(b)は、図31の(a)に示すコイル部においてベースプレートと熱伝導シートとの間に設けられた複数のフェライト材を示す平面図である。図31の(a)は、図31の(b)に示すXXXIA-XXXIA線に沿ってとったコイル部の断面を示している。図32の(a)は、更に別の例示的実施形態に係るコイル部の断面図であり、図32の(b)は、図32の(a)に示すコイル部においてベースプレートと熱伝導シートとの間に設けられた複数のフェライト材を示す平面図である。図32の(a)は、図32の(b)に示すXXXIIA-XXXIIA線に沿ってとったコイル部の断面を示している。図33の(a)は、更に別の例示的実施形態に係るコイル部の断面図であり、図33の(b)は、図33の(a)に示すコイル部においてベースプレートと熱伝導シートとの間に設けられた複数のフェライト材を示す平面図である。図33の(a)は、図33の(b)に示すXXXIIIA-XXXIIIA線に沿ってとったコイル部の断面を示している。これらの図に示すコイル部500の構成は、送電コイル部130及び受電コイル部140のうち少なくとも一方において金属筐体の内部に配置される構成として採用され得る。
コイル部500は、コイル501、スペーサ503、ベースプレート508、複数のフェライト材505、及び熱伝導シート506を含む。コイル501は、送電コイル部130では送電コイル131として、受電コイル141では受電コイル141として用いられる。スペーサ503は、ベースプレート508を支持している。ベースプレート508は、例えば、ガラスエポキシ基板である。複数のフェライト材505は、ベースプレート508とコイル501との間に設けられている。熱伝導シート506は、複数のフェライト材505の各々とコイル501との間に設けられている。コイル部500は、コイル501からの引き出し線を、コイル501からベースプレート508の下のスペースまで引き出すための孔500hを提供している。
図30の(a)及び図30の(b)に示す実施形態において、複数のフェライト材505は、単一の段を形成しており、ベースプレート508の主面に直交する一方向に沿って配列されている。複数のフェライト材505は、孔500hを避けて配置されている。図30の(a)及び図30の(b)に示す実施形態において、コイル部500は、内側フェライト材507を更に含んでいる。内側フェライト材507は、コイル501の内側に配置されている。
図31の(a)及び図31の(b)に示す実施形態において、複数のフェライト材505は、二つの段を形成している。複数のフェライト材505は、三つ以上の段を形成していてもよい。各段において、複数のフェライト材505は、ベースプレート508の主面に直交する一方向に沿って配列されている。複数のフェライト材505は、孔500hを避けて配置されている。図31の(a)及び図31の(b)に示す実施形態において、内側フェライト材507が、コイル501の内側に配置されていてもよく、配置されていなくてもよい。
図32の(a)及び図32の(b)に示す実施形態において、複数のフェライト材505は、単一の段を形成しており、ベースプレート508の主面に直交する第1の方向に沿って配列されている。複数のフェライト材505は、孔500hを避けて配置されている。複数のフェライト材505のうち幾つかは、ベースプレート508の主面に直交し且つ第1の方向に直交する第2の方向において、孔500hの両側に配置されている。図32の(a)及び図32の(b)に示す実施形態において、内側フェライト材507が、コイル501の内側に配置されていてもよく、配置されていなくてもよい。
図33の(a)及び図33の(b)に示す実施形態において、複数のフェライト材505は、二つの段を形成している。複数のフェライト材505は、三つ以上の段を形成していてもよい。各段において、複数のフェライト材505は、ベースプレート508の主面に直交する第1の方向に沿って配列されている。複数のフェライト材505は、孔500hを避けて配置されている。複数のフェライト材505のうち幾つかは、ベースプレート508の主面に直交し且つ第1の方向に直交する第2の方向において、孔500hの両側に配置されている。図33の(a)及び図33の(b)に示す実施形態において、内側フェライト材507が、コイル501の内側に配置されていてもよく、配置されていなくてもよい。
なお、各実施形態において、複数のフェライト材505及び内側フェライト材507は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されていてもよい。
図30の(a)、図30の(b)、図31の(a)、図31の(b)、図32の(a)、図32の(b)、図33の(a)、及び図33の(b)に示す各実施形態では、全てのフェライト材が、大きい合計体積をコイル部500にもたらしている。したがって、高周波ノイズによってこれらのフェライト材に発熱が生じても、これらのフェライト材の温度上昇は小さい。故に、第1のRF信号及び/又は第2のRF信号のような高周波電力として、大きなパワーレベルを有する高周波電力を用いることが可能である。なお、コイル部500の構成は、送電コイル部130及び受電コイル部140の双方に採用されてもよい。或いは、コイル部500の構成は、特に伝導性ノイズによる渦電流に起因する発熱が生じやすい受電コイル部140のみにおいて採用されてもよい。
[送電コイル部及び受電コイル部における内側フェライト材に関する例示的実施形態]
以下、図34~図49を参照して、一体化された送電コイル部130及び受電コイル部140における内側フェライト材に関する種々の例示的実施形態について説明する。内側フェライト材は、送電コイル131及び受電コイルのうち141のうち一方のコイルの内側の領域から他方のコイルの内側の領域に向けて延びている。内側フェライト材は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されていてもよい。
内側フェライト材によれば、送電コイル131及び受電コイル141の各々のQ値、送電コイル131と受電コイル141との間での結合係数、及び送電コイル131と受電コイル141との間での電力の伝送効率が高められる。故に、内側フェライト材によれば、無線給電の性能が向上される。また、送電コイル131と受電コイル141との間の距離を長くすることが可能であり、受電コイル141から送電コイル131への伝導性ノイズを低減することが可能である。また、所望のQ値を確保しつつ、送電コイル131と受電コイル141の各々を小型化することが可能である。
図34は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図34に示す実施形態について、図28の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図34の実施形態では、柱状の内側フェライト材348が、フェライト材345の背面部3451からフェライト材345の背面部3452まで、送電コイル131の内側の領域及び受電コイル141の内側の領域を通って延びている。
図35は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図35に示す実施形態について、図34の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図35の実施形態では、内側フェライト材348は、フェライト材345の背面部3451及びフェライト材345の背面部3452を貫通している。内側フェライト材348は、ヒートシンク134からヒートシンク144まで、送電コイル131の内側の領域及び受電コイル141の内側の領域を通って延びている。
図36は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図36に示す実施形態について、図34の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
送電コイル部130は、フェライト材135を含んでいる。フェライト材135は、背面部1351及び側壁部1353を含んでいる。遮蔽空間340s内且つ第1の背面壁340g1と送電コイル131との間には、ヒートシンク134、背面部1351、及び熱伝導シート136が、順に配置されている。背面部1351は、略平坦な板状をなしており、送電コイル131の背面側で延在している。側壁部1353は、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、送電コイル131の外周を囲むように、背面部1351から受電コイル部140に向けて延びている。送電コイル131と側壁部1353との間には、送電コイル131の外周を囲むように、熱伝導シート137が設けられている。
受電コイル部140は、フェライト材145を含んでいる。フェライト材145は、背面部1452及び側壁部1454を含んでいる。遮蔽空間340s内且つ第2の背面壁340g2と受電コイル141との間には、ヒートシンク144、背面部1452、及び熱伝導シート146が、順に配置されている。背面部1452は、略平坦な板状をなしており、受電コイル141の背面側で延在している。側壁部1454は、角筒形状又は円筒形状のような筒形状を有しており、受電コイル141の外周を囲むように、背面部1452から送電コイル部130に向けて延びている。受電コイル141と側壁部1454との間には、受電コイル141の外周を囲むように、熱伝導シート147が設けられている。
フェライト材135の側壁部1353は、フェライト材145の側壁部1454の外側に設けられている。フェライト材135及びフェライト材145は、送電コイル131及び受電コイル141をその中に収容する空間345sを画成している。
送電コイル部130の送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、及び熱伝導シート137は、駆動系340dによって受電コイル部140に近づく方向(以下、「接近方向」という)及び受電コイル部140から離れる方向(以下、「離反方向」という)に移動可能である。
図36に示す状態において、内側フェライト材348は、背面部1452から受電コイル141の内側の領域を通って送電コイル131の内側の領域まで延びている。駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、及び熱伝導シート137を接近方向に移動させると、内側フェライト材348の一端は、背面部1351に当接し得る。
図37は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図37に示す実施形態について、図36の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図37の実施形態において、内側フェライト材348は、背面部1351から送電コイル131の内側の領域を通って受電コイル141の内側の領域まで延びている。駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、熱伝導シート137、及び内側フェライト材348を接近方向に移動させると、内側フェライト材348の他端は、背面部1452に当接し得る。
図38は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図38に示す実施形態について、図36の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図38に示す実施形態では、内側フェライト材348は、背面部1452から受電コイル141の内側の領域及び送電コイル131の内側の領域を通って背面部1351まで延びている。駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、及び熱伝導シート137を接近方向に移動させると、内側フェライト材348の一端は、背面部1351の貫通孔を通ってヒートシンク134に当接し得る。
図39は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図39に示す実施形態について、図37の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図39の実施形態において、内側フェライト材348は、背面部1351から送電コイル131の内側の領域及び受電コイル141の内側の領域を通って背面部1452まで延びている。駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、熱伝導シート137、及び内側フェライト材348を接近方向に移動させると、内側フェライト材348の他端は、背面部1452の貫通孔を通ってヒートシンク144に当接し得る。
図40及び図41の各々は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図40及び図41の各々に示す実施形態について、図36の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図40及び図41の各々の実施形態では、内側フェライト材348に代えて、柱状の内側フェライト材3481及び柱状の内側フェライト材3482が用いられている。なお、図40の実施形態における内側フェライト材3481の長さは、図41の実施形態における内側フェライト材3481の長さよりも短い。また、図40の実施形態における内側フェライト材3482の長さは、図41の実施形態における内側フェライト材3482の長さよりも長い。図40及び図41に示すように、内側フェライト材3481の長さは、内側フェライト材3482の長さよりも短くてもよく、長くてもよい。
内側フェライト材3481は、背面部1351から送電コイル131の内側の領域を通って、送電コイル131から受電コイル141に向けて突き出している。内側フェライト材3482は、背面部1452から受電コイル141の内側の領域を通って、受電コイル141から送電コイル131に向けて突き出している。
駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、熱伝導シート137、及び内側フェライト材3481を接近方向に移動させると、内側フェライト材3481の先端は、内側フェライト材3482の先端に当接し得る。
図42は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図42に示す実施形態について、図40の実施形態に対する相違点の観点から説明する。図42に示す状態では、内側フェライト材3481の先端は、内側フェライト材3482の先端を含む平面上に位置している。図42に示す実施形態では、内側フェライト材3482は、その先端から内側フェライト材3482の内部に延びる内孔を提供している。
駆動系340dによって、送電コイル131、ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、熱伝導シート137、及び内側フェライト材3481を接近方向に移動させると、内側フェライト材3481の先端部分は、内側フェライト材3482の内孔の中に収容される。なお、内側フェライト材3481が内孔を提供していてもよく、内側フェライト材3482の先端部分が内側フェライト材3481の内孔の中に収容されてもよい。
図43は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図43に示す実施形態について、図36の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図43に示す実施形態では、送電コイル部130は、ヒートシンク134に代えてベースプレート138を含んでいる。ベースプレート138は、例えばガラスエポキシ基板である。また、送電コイル部130において、フェライト材135は、上述の背面部1351と同様に、略板状をなしており、送電コイル131の背面側で延在している。ベースプレート138は、フェライト材135との接触面に少なくとも1つの中空部を有していてもよい。この場合は、フェライト材135の冷却効率を高めることができる。
受電コイル部140は、ヒートシンク144に代えてベースプレート148を含んでいる。ベースプレート148は、例えばガラスエポキシ基板である。また、受電コイル部140において、フェライト材145の側壁部1454は、背面部1452から送電コイル部130の側へ延びており、送電コイル131の外周、熱伝導シート136の外周、及びフェライト材135の外周を囲んでいる。ベースプレート148は、フェライト材145との接触面に少なくとも1つの中空部を有していてもよい。この場合は、フェライト材145の冷却効率を高めることができる。
駆動系340dによって、送電コイル131、ベースプレート138、フェライト材135、熱伝導シート136、及び内側フェライト材3481を接近方向に移動させると、内側フェライト材348の先端は、ベースプレート138の貫通孔を通って、ベースプレート138から第1の背面壁340g1に向けて突き出す。
また、図43に示す実施形態では、ファン340fは、第2の背面壁340g2に沿って配置されている。複数の通気孔340ghは、第1の背面壁340g1及び第2の背面壁340g2に形成されている。
以下、図44の(a)、図44の(b)、及び図44の(c)を参照する。図44の(a)、図44の(b)、及び図44の(c)の各々は、送電コイル及び受電コイルの各々と内側フェライト材との位置関係の例を示す図である。
図44の(a)に示すように、内側フェライト材348は、送電コイル131及び受電コイル141に接していてもよい。また、内側フェライト材3481は送電コイル131に接していてもよく、内側フェライト材3482は受電コイル141に接していてもよい。
図44の(b)に示すように、内側フェライト材348は、送電コイル131の内側の領域から延びて、受電コイル141の内側の領域に到達していなくてもよい。或いは、内側フェライト材348は、受電コイル141の内側の領域から延びて、送電コイル131の内側の領域に到達していなくてもよい。
図44の(c)に示すように、内側フェライト材348は、送電コイル131及び受電コイル141に接していなくてもよい。また、内側フェライト材3481は送電コイル131に接していなくてもよく、内側フェライト材3482は受電コイル141に接していなくてもよい。
以下、図45の(a)~図45の(e)を参照する。図45の(a)~図45の(e)は、内側フェライト材の種々の例を示す図である。図45の(a)に示すように、内側フェライト材348は、単一の角柱であってもよい。内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、単一の角柱であってもよい。
図45の(b)に示すように、内側フェライト材348は、二つ以上の角柱から構成された角柱であってもよい。内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、二つ以上の角柱から構成された角柱であってもよい。
図45の(c)に示すように、内側フェライト材348は、直方体状をなしていていもよく、内孔を有するか中空であってもよい。内側フェライト材348は、幾つかの板材から構成されていてもよい。また、内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、直方体状をなしていていもよく、内孔を有するか中空であってもよい。内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、幾つかの板材から構成されていてもよい。
図45の(d)に示すように、内側フェライト材348は、円柱形状を有していてもよい。内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、円柱形状を有していてもよい。図45の(e)に示すように、内側フェライト材348は、円筒形状を有していてもよい。内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、円筒形状を有していてもよい。
以下、図46の(a)~図46の(c)及び図47の(a)~図47の(b)を参照する。図46の(a)~図46の(c)及び図47の(a)~図47の(b)は、内側フェライト材の種々の例を示す図である。図46の(a)~図46の(c)及び図47の(a)~図47の(b)の各々は、内側フェライト材の先端面を示す平面図である。
図46の(a)に示すように、内側フェライト材348は、直方体形状を有していてもよい。また、図46の(a)に示すように、内側フェライト材348は、格子状をなしていてもよい。また、内側フェライト材348は、複数の板材から形成されていてもよい。内側フェライト材348が、その中に提供する複数の空間は、均等に配置されていてもよく、不均等に配置されていてもよい。或いは、内側フェライト材348は、その中に提供する一つ以上の空間の中に異形状を有する一つ以上の部材を挿入することにより構成されていてもよい。異形状は、例えば円柱形状であってもよい。
図46の(b)及び図46の(c)に示すように、内側フェライト材348は、複数の部材から形成されていてもよい。図46の(b)及び図46の(c)の各々の例において、複数の部材の各々は、円柱形状を有している。図46の(b)に示すように、複数の部材は、互いに平行に且つ二次元的に配列されていてもよい。図46の(c)に示すように、複数の部材は、互いに平行に且つ空間を囲むように配列されていてもよい。複数の部材の各々は、円筒形状を有していてもよい。或いは、複数の部材のうち一つ以上の部材が円柱形状を有し、他の部材が円筒形状を有していてもよい。
なお、送電コイル131及び受電コイル141の各々の内側の領域の形状に応じて、内側フェライト材348の複数の部材の個数、形状、及び配列は適宜に選択され得る。例えば、図47の(a)に示すように、内側フェライト材348の複数の部材の形状は、六角柱であってもよい。また、図47の(b)に示すように、内側フェライト材348は、複数の板状部分から形成される任意の形状を有していてもよい。また、内側フェライト材3481及び内側フェライト材3482の各々も、内側フェライト材348に関する上述の種々の例のうち何れかと同様に構成されていてもよい。
以下、図48の(a)~図48の(c)及び図49の(a)~図49の(b)を参照する。図48の(a)~図48の(c)及び図49の(a)~図49の(b)は、送電コイル部及び受電コイル部におけるフェライト材の種々の例を示す図である。
図48の(a)に示すように、内側フェライト材348は、背面部1452又は背面部3452と一体に形成されていてもよい。また、内側フェライト材3482は、背面部1452又は背面部3452と一体に形成されていてもよい。
図48の(b)に示すように、内側フェライト材348は、背面部1351又は背面部3451と一体に形成されていてもよい。また、内側フェライト材3481は、背面部1351又は背面部3451と一体に形成されていてもよい。
図48の(c)に示すように、内側フェライト材348は、背面部1351及び背面部1452と一体に形成されていてもよい。内側フェライト材348は、背面部3451及び背面部3452と一体に形成されていてもよい。
図49の(a)に示すように、内側フェライト材348は、背面部1452及び側壁部1454と一体に形成されていてもよい。内側フェライト材348は、背面部3452及び側壁部3453と一体に形成されていてもよい。また、内側フェライト材3482は、背面部1452及び側壁部1454と一体に形成されていてもよい。内側フェライト材3482は、背面部3452及び側壁部3453と一体に形成されていてもよい。
図49の(b)に示すように、内側フェライト材348は、背面部1351及び側壁部1353と一体に形成されていてもよい。内側フェライト材348は、背面部3451及び側壁部3453と一体に形成されていてもよい。また、内側フェライト材3481は、背面部1351及び側壁部1353と一体に形成されていてもよい。内側フェライト材3481は、背面部3451及び側壁部3453と一体に形成されていてもよい。
[送電コイル部及び受電コイル部の冷却機構に関する例示的実施形態]
以下、図50~図60を参照して、送電コイル部130及び受電コイル部140の冷却機構に関する種々の例示的実施形態について説明する。冷却機構は、送電コイル131及び受電コイル141のようなコイル及びフェライト材を冷却する。冷却機構により、送電コイル部130及び受電コイル部140における部品の破損が抑制される。また、冷却機構によりフェライト材が冷却されるので、第1のRF信号及び第2のRF信号のような高周波電力として、高いパワーレベルを有する高周波電力を用いることができる。
図50は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図51の(a)は、図50に示す受電コイル部のヒートシンクの例を示す図であり、図51の(b)は、図50に示す送電コイル部のヒートシンクの例を示す図である。以下、図50に示す実施形態について、図27の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図50に示す実施形態において、送電コイル部130と受電コイル部140は一体化されておらず、互いから離れている。送電コイル部130において、側壁130gsの先端の開口は、絶縁性プレート130iによって閉じられている。絶縁性プレート130iは、例えば、PEEK又はPPSのような樹脂から形成されている。送電コイル部130は、熱伝導シート137及び側壁部1353を有していない。送電コイル部130において、フェライト材135は、上述の背面部1351と同様に、送電コイル131の背面側で延在している。図51の(b)に示すように、ヒートシンク134は、複数のフィン134fを含んでいる。複数のフィン134fは、複数の間隙と交互に、且つ、互いに平行に配列されている。
図50に示す実施形態において、受電コイル部140の金属筐体140gの側壁140gsの先端の開口は、絶縁性プレート140iによって閉じられている。絶縁性プレート140iは、例えば、PEEK又はPPSのような樹脂から形成されている。受電コイル部140は、熱伝導シート147及び側壁部1454を有していない。受電コイル部140において、フェライト材145は、上述の背面部1452と同様に、受電コイル141の背面側で延在している。図51の(a)に示すように、ヒートシンク144は、複数のフィン144fを含んでいる。複数のフィン144fは、複数の間隙と交互に、且つ、互いに平行に配列されている。
図50に示す実施形態において、ファン130fは、送風ファンであり、図50において矢印で示すように、複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン130fは、図50において矢印で示すように、送電コイル131と絶縁性プレート130iとの間の空間を経由して、複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131及びフェライト材135が冷却される。なお、ファン130fは、排気ファンであってもよい。ファン130fが排気ファンである場合には、図50において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130において形成される。
図50に示す実施形態において、ファン140fは、送風ファンであり、図50において矢印で示すように、複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン140fは、図50において矢印で示すように、受電コイル141と絶縁性プレート140iとの間の空間を経由して、複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、受電コイル141及びフェライト材145が冷却される。なお、ファン140fは、排気ファンであってもよい。ファン140fが排気ファンである場合には、図50において矢印で示す気流とは反対方向の気流が受電コイル部140において形成される。
図52は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図52に示す実施形態について、図50の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図52に示す実施形態において、複数の通気孔130ghのうち幾つかは、背面壁130gbに形成されている。ファン130fは、金属筐体130gの外側で背面壁130gbに沿って設けられている。ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、及び送電コイル131は、送電コイル131と絶縁性プレート130iとの間の空間を背面壁130gbの複数の通気孔130ghに繋げる第1の気体流路を提供している。
また、図52に示す実施形態において、複数の通気孔140ghのうち幾つかは、背面壁140gbに形成されている。ファン140fは、金属筐体140gの外側で背面壁140gbに沿って設けられている。ヒートシンク144、フェライト材145、熱伝導シート146、及び受電コイル141は、受電コイル141と絶縁性プレート140iとの間の空間を背面壁140gbの複数の通気孔140ghに繋げる第2の気体流路を提供している。
図52に示す実施形態において、ファン130fは、送風ファンであり、図52において矢印で示すように、複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、側壁130gsの複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン130fは、図52において矢印で示すように、第1の気体流路及び送電コイル131と絶縁性プレート130iとの間の空間を経由して、側壁130gsの複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131及びフェライト材135が冷却される。なお、ファン130fは、排気ファンであってもよい。ファン130fが排気ファンである場合には、図52において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130において形成される。
図52に示す実施形態において、ファン140fは、送風ファンであり、図52において矢印で示すように、複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、側壁140gsの複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン140fは、図52において矢印で示すように、第2の気体流路及び受電コイル141と絶縁性プレート140iとの間の空間を経由して、側壁140gsの複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、受電コイル141及びフェライト材145が冷却される。なお、ファン140fは、排気ファンであってもよい。ファン140fが排気ファンである場合には、図52において矢印で示す気流とは反対方向の気流が受電コイル部140において形成される。
図53は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図53に示す実施形態は、図27に示す実施形態と同一である。図53に示す実施形態では、矢印で示す気流を形成するために、フェライト材135の側壁部1353及び熱伝導シート137には複数の通気孔が形成されている。また、フェライト材145の側壁部1454及び熱伝導シート147には、矢印で示す気流を形成するために、複数の通気孔が形成されている。側壁部1353及び側壁部1454の各々における複数の通気孔は、側壁部1353及び側壁部1454の各々における磁束の閉じ込めの効果を確保できるサイズを有する。
図53に示す実施形態において、ファン130fは、送風ファンであり、図53において矢印で示すように、複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン130fは、図53において矢印で示すように、側壁部1353及び熱伝導シート137の複数の通気孔並びに送電コイル131と絶縁性プレート34iとの間の空間を経由して、複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131及びフェライト材135が冷却される。なお、ファン130fは、排気ファンであってもよい。ファン130fが排気ファンである場合には、図53において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130において形成される。
図53に示す実施形態において、ファン140fは、送風ファンであり、図53において矢印で示すように、複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン140fは、図53において矢印で示すように、側壁部1454及び熱伝導シート147の複数の通気孔並びに受電コイル141と絶縁性プレート34iとの間の空間を経由して、複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、受電コイル141及びフェライト材145が冷却される。なお、ファン140fは、排気ファンであってもよい。ファン140fが排気ファンである場合には、図53において矢印で示す気流とは反対方向の気流が受電コイル部140において形成される。
図54は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図54に示す実施形態について、図53の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図54に示す実施形態において、複数の通気孔130ghのうち幾つかは、背面壁130gbに形成されている。ファン130fは、金属筐体130gの外側で背面壁130gbに沿って設けられている。ヒートシンク134、フェライト材135、熱伝導シート136、及び送電コイル131は、送電コイル131と絶縁性プレート34iとの間の空間を背面壁130gbの複数の通気孔130ghに繋げる第1の気体流路を提供している。
また、図54に示す実施形態において、複数の通気孔140ghのうち幾つかは、背面壁140gbに形成されている。ファン140fは、金属筐体140gの外側で背面壁140gbに沿って設けられている。ヒートシンク144、フェライト材145、熱伝導シート146、及び受電コイル141は、受電コイル141と絶縁性プレート34iとの間の空間を背面壁140gbの複数の通気孔140ghに繋げる第2の気体流路を提供している。
図54に示す実施形態において、ファン130fは、送風ファンであり、図54において矢印で示すように、複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、側壁130gsの複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン130fは、図54において矢印で示すように、第1の気体流路、送電コイル131と絶縁性プレート34iとの間の空間、並びに側壁部1353及び熱伝導シート137の複数の通気孔を経由して、側壁130gsの複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131及びフェライト材135が冷却される。なお、ファン130fは、排気ファンであってもよい。ファン130fが排気ファンである場合には、図54において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130において形成される。
図54に示す実施形態において、ファン140fは、送風ファンであり、図54において矢印で示すように、複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、側壁140gsの複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン140fは、図54において矢印で示すように、第2の気体流路、受電コイル141と絶縁性プレート34iとの間の空間、並びに側壁部1454及び熱伝導シート147の複数の通気孔を経由して、側壁140gsの複数の通気孔140ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、受電コイル141及びフェライト材145が冷却される。なお、ファン140fは、排気ファンであってもよい。ファン140fが排気ファンである場合には、図54において矢印で示す気流とは反対方向の気流が受電コイル部140において形成される。
図55は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図55に示す実施形態は、図28に示す実施形態と同一である。図55に示す実施形態では、矢印で示す気流を形成するために、フェライト材345の側壁部3453及び熱伝導シート347には複数の通気孔が形成されている。側壁部3453における複数の通気孔は、側壁部3453における磁束の閉じ込めの効果を確保できるサイズを有する。
図55に示す実施形態において、ファン340fは、送風ファンであり、図55において矢印で示すように、ヒートシンク134の複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔340ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン340fは、図55において矢印で示すように、ヒートシンク144の複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、複数の通気孔340ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン340fは、図55において矢印で示すように、側壁部3453及び熱伝導シート347の複数の通気孔並びに送電コイル131と受電コイル141との間の空間を経由して、複数の通気孔340ghから送電コイル部130及び受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131、フェライト材345、及び受電コイル141が冷却される。なお、ファン340fは、排気ファンであってもよい。ファン340fが排気ファンである場合には、図55において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130及び受電コイル部140において形成される。
図56は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図56に示す実施形態について、図55の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図56に示す実施形態において、複数の通気孔340ghのうち幾つかは、第1の背面壁340g1及び第2の背面壁340g2に形成されている。図56に示す実施形態においては、ファン130fが、金属筐体340gの外側で第1の背面壁340g1に沿って設けられている。また、ファン140fが、金属筐体340gの外側で第2の背面壁340g2に沿って設けられている。
図56の実施形態において、ヒートシンク134、フェライト材345の背面部3451、熱伝導シート136、及び送電コイル131は、送電コイル131と受電コイル141との間の空間を第1の背面壁340g1の複数の通気孔340ghに繋げる第1の気体流路を提供している。また、ヒートシンク144、フェライト材345の背面部3452、熱伝導シート146、及び受電コイル141は、送電コイル131と受電コイル141との間の空間を第2の背面壁340g2の複数の通気孔340ghに繋げる第2の気体流路を提供している。
図56に示す実施形態において、ファン130fは、送風ファンであり、図56において矢印で示すように、複数のフィン134fと交互の複数の間隙を経由して、側壁340g3の複数の通気孔130ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。また、ファン130fは、図56において矢印で示すように、第1の気体流路、送電コイル131と受電コイル141との間の空間、並びに側壁部3453及び熱伝導シート347の複数の通気孔を経由して、側壁340g3の複数の通気孔340ghから送電コイル部130の外部に至る気流を形成する。これにより、送電コイル131及びフェライト材345が冷却される。なお、ファン130fは、排気ファンであってもよい。ファン130fが排気ファンである場合には、図56において矢印で示す気流とは反対方向の気流が送電コイル部130において形成される。
図56に示す実施形態において、ファン140fは、送風ファンであり、図56において矢印で示すように、複数のフィン144fと交互の複数の間隙を経由して、側壁340g3の複数の通気孔340ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。また、ファン140fは、図56において矢印で示すように、第2の気体流路、受電コイル141と送電コイル131との間の空間、並びに側壁部3453及び熱伝導シート347の複数の通気孔を経由して、側壁340g3の複数の通気孔340ghから受電コイル部140の外部に至る気流を形成する。これにより、受電コイル141及びフェライト材345が冷却される。なお、ファン140fは、排気ファンであってもよい。ファン140fが排気ファンである場合には、図56において矢印で示す気流とは反対方向の気流が受電コイル部140において形成される。
図57の(a)は、別の例示的実施形態に係るコイル部の断面図であり、図57の(b)は、図57の(a)に示すコイル部における冷却プレートを示す平面図である。図57の(a)に示すコイル部500は、送電コイル部130及び受電コイル部140のうち少なくとも一方として用いられ得る。
図57の(a)に示すように、コイル部500は、金属筐体500g、ファン500fは、コイル501、ヒートシンク504、フェライト材505、及び冷却プレート509を含む。金属筐体500gは、金属筐体130g、金属筐体140g、又は金属筐体340gとして用いられる。金属筐体500gの側壁の先端の開口は、絶縁性プレート500iによって閉じられていてもよい。金属筐体500gには、複数の通気孔130gh、140gh、又は340ghのような、複数の通気孔500ghが形成されている。また、ファン500fは、ファン130f、140f、又は340fとして用いられる。
コイル501は、送電コイル部130では送電コイル131として、受電コイル141では受電コイル141として用いられる。ヒートシンク504は、送電コイル部130ではヒートシンク134として、受電コイル141ではヒートシンク144として用いられる。フェライト材505は、ヒートシンク504とコイル501との間に設けられている。
冷却プレート509は、フェライト材505とコイル501との間に設けられている。冷却プレート509は、フェライト材505及びコイル501の一方又は双方に接していてもよい。冷却プレート509は、中空の板材であり、その内部の空間509hに冷媒を収容している。冷却プレート509により、コイル501及びフェライト材505が冷却される。図57(a)の例では、冷却プレート509の外径は、コイル501の外径と同一であるが、空間509hの外径が、コイル501の外径と同一であってもよい。この場合は、冷却プレート509の外径は、コイル501の外径より大きい。なお、冷却プレート509は、セラミックのような絶縁部材で形成されてもよい。また、冷媒は、流体であり、誘電体であり得る。冷媒は、水、ブライン、及び空気から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
図58は、更に別の例示的実施形態に係るコイル部の断面図である。図59は、図58に示すコイル部における二つの冷却プレートを示す図である。以下、図58に示すコイル部について、図57の(a)に示すコイル部に対する相違点の観点から説明する。
図58に示すコイル部500は、冷却プレート509に代えて、二つの冷却プレート509a及び509bを含んでいる。冷却プレート509a及び冷却プレート509bは、コイル501の背面側に設けられている。フェライト材505は、冷却プレート509bとコイル501との間に設けられている。冷却プレート509bは、フェライト材505に接していてもよい。冷却プレート509aは、フェライト材505とコイル501との間に設けられている。冷却プレート509aは、フェライト材505及びコイル501の一方又は双方に接していてもよい。
図59に示すように、冷却プレート509aは、その内部に冷媒流路509afを有している。また、冷却プレート509bは、その内部に冷媒流路509bfを有している。
コイル部500の外部には、チラーユニット500cが設けられている。チラーユニット500cは、冷媒流路509af及び509bfに冷媒を供給して、冷媒流路509af及び509bfから冷媒を回収する。冷却プレート509a及び509bにより、コイル501及びフェライト材505が冷却される。なお、冷媒は、流体であり、誘電体であり得る。冷媒は、水、ブライン、及び空気から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。一実施形態において、チラーユニット500cは、冷媒流路509afの入口に接続していてもよい。また、冷媒流路509afの出口は、冷媒流路509bfの入口に接続していてもよい。さらに、冷媒流路509bfの出口は、チラーユニット500cに接続していてもよい。
図60は、更に別の例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図60の例示的実施形態について、図55の実施形態に対する相違点の観点から説明する。
図60の例示的実施形態では、熱伝導シート136に代えて、冷却プレート509bが送電コイル131とフェライト材345の背面部3451との間に設けられている。冷却プレート509bは、送電コイル131及びフェライト材345の背面部3451の一方又は双方に接していてもよい。また、熱伝導シート146に代えて、冷却プレート509aが受電コイル141とフェライト材345の背面部3452との間に設けられている。冷却プレート509aは、受電コイル141とフェライト材345の背面部3452の一方又は双方に接していてもよい。
冷却プレート509aは、その内部に冷媒流路509afを有している(図59参照)。また、冷却プレート509bは、その内部に冷媒流路509bfを有している(図59参照)。
送電コイル部130及び受電コイル部140の外部には、チラーユニット500cが設けられている。チラーユニット500cは、冷媒流路509af及び509bfに冷媒を供給して、冷媒流路509af及び509bfから冷媒を回収する。冷却プレート509a及び509bにより、送電コイル131、フェライト材345、及び受電コイル141が冷却される。なお、冷媒は、流体であり、誘電体であり得る。冷媒は、水、ブライン、及び空気から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。一実施形態において、チラーユニット500cは、冷媒流路509afの入口に接続していてもよい。また、冷媒流路509afの出口は、冷媒流路509bfの入口に接続していてもよい。さらに、冷媒流路509bfの出口は、チラーユニット500cに接続していてもよい。
[送電コイル及び受電コイルに関する例示的実施形態]
以下、図61の(a)~図72の(b)を参照して、送電コイル131及び受電コイル141の各々として利用可能なコイル501の種々の例示的実施形態について説明する。種々の例示的実施形態の各々のコイル501の内径は150mm未満であってもよく、その外径は350mm未満であってもよい。なお、送電コイル131の巻線方向及び受電コイル141の巻線方向は、高い結合係数を実現するために、互いに逆方向であってもよい。
図61の(a)は、一つの例示的実施形態に係るコイルの断面図であり、図61の(b)は、一つの例示的実施形態に係るコイルの線材の断面図である。図61の(a)及び図61の(b)に示すコイル501の線材521は、単一の層を形成するよう、コイル501の中心軸線の周りで内側から外側に巻かれている。線材521は、複数の素線522を積層することにより構成されており、矩形の断面形状を有する。複数の素線522の各々は、平角線である。複数の素線522は、コイル501の内側から外側に向かう方向に層状に束ねられている。複数の素線522の各々は、ポリウレタンのような絶縁被膜により覆われていてもよい。
図62の(a)は、別の例示的実施形態に係るコイルの断面図であり、図62の(b)は、別の例示的実施形態に係るコイルの線材の断面図である。以下、図62の(a)及び図62(b)に示すコイル501について、図61の(a)及び図61の(b)に示すコイル501に対する相違点の観点から説明する。図62の(a)及び図62(b)に示すコイル501において線材521を構成する複数の素線522の各々は、平角線である。図62の(a)及び図62(b)に示すコイル501において線材521を構成する複数の素線522は、コイル501の厚さ方向に沿って層状に束ねられている。
図63の(a)は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図であり、図63の(b)は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの線材の断面図である。以下、図63の(a)及び図63(b)に示すコイル501について、図61の(a)及び図61の(b)に示すコイル501に対する相違点の観点から説明する。図63の(a)及び図63(b)に示すコイル501において、線材521を構成する複数の素線522は、矩形の断面形状を有する。複数の素線522は、互いに密着するように、コイル501の内側から外側に向かう方向及びコイル501の厚さ方向に沿って二次元的に配列されている。
図61の(a)~図63の(b)に示す種々のコイル501の各々において、線材521は、複数の素線522から構成されており、円形の断面形状を有する単線の線材よりも大きい断面積を有する。したがって、これらのコイル501の各々は、高いインダクタンスを有する。また、線材521が複数の素線522から構成されているので、コイル501の交流抵抗成分は、単線の線材から構成されたコイルの交流抵抗成分よりも小さい。
図64の(a)は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図であり、図64の(b)は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの線材の断面図である。以下、図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501について、図61の(a)及び図61の(b)に示すコイル501に対する相違点の観点から説明する。
図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501において、線材521は、リッツ線であり、複数の素線522を有する。線材521を構成する複数の素線522は、矩形の断面形状を有する。複数の素線522は、互いに密着するように、コイル501の内側から外側に向かう方向及びコイル501の厚さ方向に沿って二次元的に配列されている。線材521の絶縁被膜は、例えばテトロン繊維から形成されている。
図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501において、線材521は、複数の素線522から構成されており、一般的なリッツ線よりも大きい断面積を有する。したがって、これらのコイル501の各々は、高いインダクタンスを有する。なお、一般的なリッツ線は、円形の断面形状を有し、これを構成する複数の素線も円形の断面形状を有する。また、図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501は、一般的なリッツ線よりも大きい断面積を有するので、一般的なリッツ線の素線数よりも多くの素線数を有することができる。したがって、コイル501の交流抵抗成分は、一般的なリッツ線から構成されたコイルの交流抵抗成分よりも小さい。
また、図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501によれば、線材521を引っ張り、線材521の隣り合うターンを密着させつつ、線材521を巻き回しても、一般的なリッツ線において生じる変形量よりも線材521において生じる変形量を小さくすることができる。また、図64の(a)及び図64(b)に示すコイル501によれば、線材521の複数のターンのうち一部が、他のターンに対してコイル501の厚さ方向に浮くことを抑制することができる。
図65の(a)及び図65の(b)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの平面図である。また、図66の(a)及び図66の(b)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの平面図である。コイル501の平面形状は、限定されるものではなく、これらの図に示すように、種々の形状から選択され得る。
図65の(a)に示すように、コイル501の平面形状は円環状であってもよく、線材521は、コイル501の中心軸線の周りで、渦巻き状に巻かれていてもよい。図65の(b)に示すように、コイル501の平面形状は角環状であってもよく、線材521は、コイル501の中心軸線の周りで、内側から外側に向けて巻かれていてもよい。
図66の(a)に示すように、コイル501の平面形状は角環状と円環状の組合わせであってもよい。線材521は、コイル501の角環状の部分の内側に円環状の部分を提供するよう、コイル501の中心軸線の周りで、内側から外側に向けて巻かれている。また、図66の(b)に示すように、コイル501の平面形状は、C字形状又は馬蹄形状であってもよい。
図67の(a)~図67の(d)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。図67の(a)に示すように、コイル501の線材521は、コイル501における線材521のターン間のピッチが等ピッチであるように、巻かれていてもよい。図67の(b)に示すように、コイル501の線材521は、当該ターン間のピッチが不等ピッチであるように、巻かれていてもよい。図67の(c)に示すように、コイル501の線材521の隣り合うターンは、密着していてもよい。図67の(d)に示すように、コイル501の線材521は、ターン間に部材523が介在するように、巻かれていてもよい。部材523は、磁性材料又は誘電体から形成されていてもよい。部材523の高さは、線材521の高さと同一であってもよく、異なっていてもよい。部材523の幅は、線材521の幅と同一であってもよく、異なっていてもよい。
図68の(a)及び図68の(b)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。図68の(a)及び図68の(b)に示すように、コイル501において、線材521は、複数の層を形成するように巻かれていてもよい。複数の層は、図68の(a)に示すように離間していてもよく、図68の(b)に示すように密着していてもよい。
図69の(a)及び図69の(b)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。図69の(a)及び図69の(b)に示すように、コイル501の断面形状は、凸形状、又は、凹形状を有していてもよい。例えば、コイル501の断面形状は、円錐又はドーム状であってもよい。
図70は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。図70に示すように、コイル501において、線材521は、複数の層を形成するように巻かれていてもよい。複数の層のうち少なくとも一つの層において、線材521は、ターン間に部材523が介在するように、巻かれていてもよい。部材523は、磁性材料又は誘電体から形成されていてもよい。部材523の高さは、線材521の高さと同一であってもよく、異なっていてもよい。部材523の幅は、線材521の幅と同一であってもよく、異なっていてもよい。
図71は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。図72の(a)及び図72の(b)の各々は、更に別の例示的実施形態に係るコイルの断面図である。これらの図に示すように、コイル501において、線材521は、螺旋状に巻かれていてもよい。線材521のターン間のピッチは、等ピッチであってもよく、不等ピッチであってもよい。図71に示すように、線材521の隣り合うターンは、密着していてもよい。図72の(a)及び図72の(b)に示すように、線材521の隣り合うターンは、離間していてもよい。また、図72の(b)に示すように、線材521は、櫛歯状の部材524によって、固定されていてもよい。部材524は、絶縁性の材料、例えばPEEK又はPPSのような樹脂から形成され得る。或いは、部材524は、磁性材料から形成されてもよい。部材524は、単一の部材から構成されてもよく、複数の部材から構成されてもよい。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の[E1]~[E8]に記載する。
[E1]
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部と、
高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記プラズマ処理チャンバ内でガスからプラズマを生成するために前記高周波電力を受けるよう前記高周波電源に電気的に接続された電極又はアンテナと、
前記プラズマ処理チャンバ内又は前記基板支持部内に配置される電力消費部材と、
前記電力消費部材と電気的に接続される蓄電部と、
前記プラズマ処理チャンバの外部に設けられた送電コイルと、
前記蓄電部と電気的に接続されており、前記送電コイルから電磁誘導結合により電力を受けることが可能な受電コイルと、
遮蔽空間を提供し、該遮蔽空間内に前記送電コイル及び前記受電コイルを収容する少なくとも一つの金属筐体と、
前記遮蔽空間内に配置されており、前記送電コイル及び前記受電コイルがその中に配置される空間を閉じるように設けられた少なくとも一つのフェライト材と、
を備えるプラズマ処理装置。
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部と、
高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記プラズマ処理チャンバ内でガスからプラズマを生成するために前記高周波電力を受けるよう前記高周波電源に電気的に接続された電極又はアンテナと、
前記プラズマ処理チャンバ内又は前記基板支持部内に配置される電力消費部材と、
前記電力消費部材と電気的に接続される蓄電部と、
前記プラズマ処理チャンバの外部に設けられた送電コイルと、
前記蓄電部と電気的に接続されており、前記送電コイルから電磁誘導結合により電力を受けることが可能な受電コイルと、
遮蔽空間を提供し、該遮蔽空間内に前記送電コイル及び前記受電コイルを収容する少なくとも一つの金属筐体と、
前記遮蔽空間内に配置されており、前記送電コイル及び前記受電コイルがその中に配置される空間を閉じるように設けられた少なくとも一つのフェライト材と、
を備えるプラズマ処理装置。
[E2]
前記少なくとも一つの金属筐体は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側で延在し、且つ、前記送電コイルの外周を囲む第1の金属筐体と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側で延在し、且つ、前記受電コイルの外周を囲む第2の金属筐体と、
を含む、E1に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つの金属筐体は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側で延在し、且つ、前記送電コイルの外周を囲む第1の金属筐体と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側で延在し、且つ、前記受電コイルの外周を囲む第2の金属筐体と、
を含む、E1に記載のプラズマ処理装置。
[E3]
前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記送電コイルの前記背面側に設けられた第1の部分と、
前記受電コイルの前記背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周を囲むように前記第1の部分から延在する第3の部分と、
前記受電コイルの外周を囲むように前記第2の部分から延在する第4の部分と、
を含む、E2に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記送電コイルの前記背面側に設けられた第1の部分と、
前記受電コイルの前記背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周を囲むように前記第1の部分から延在する第3の部分と、
前記受電コイルの外周を囲むように前記第2の部分から延在する第4の部分と、
を含む、E2に記載のプラズマ処理装置。
[E4]
前記第1の金属筐体と前記第2の金属筐体との間に配置された絶縁性プレートを更に備え、
前記第3の部分は前記第1の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第4の部分は前記第2の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第3の部分の先端及び前記第4の部分の先端は、前記絶縁性プレートを挟んで対面している、
E3に記載のプラズマ処理装置。
前記第1の金属筐体と前記第2の金属筐体との間に配置された絶縁性プレートを更に備え、
前記第3の部分は前記第1の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第4の部分は前記第2の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第3の部分の先端及び前記第4の部分の先端は、前記絶縁性プレートを挟んで対面している、
E3に記載のプラズマ処理装置。
[E5]
前記少なくとも一つの金属筐体は、前記遮蔽空間を提供する単一の筐体である、E1に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つの金属筐体は、前記遮蔽空間を提供する単一の筐体である、E1に記載のプラズマ処理装置。
[E6]
前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側に設けられた第1の部分と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周及び前記受電コイルの外周を囲み、且つ、前記第1の部分と前記第2の部分との間で延びる第3の部分と、
を含む、E5に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側に設けられた第1の部分と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周及び前記受電コイルの外周を囲み、且つ、前記第1の部分と前記第2の部分との間で延びる第3の部分と、
を含む、E5に記載のプラズマ処理装置。
[E7]
前記少なくとも一つのフェライト材は、前記受電コイルの内側の領域から前記受電コイルの内側の領域まで延びる少なくとも一つの内側フェライト材を含む、E1~E6の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つのフェライト材は、前記受電コイルの内側の領域から前記受電コイルの内側の領域まで延びる少なくとも一つの内側フェライト材を含む、E1~E6の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
[E8]
前記少なくとも一つのフェライト材は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されている、E1~E7の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記少なくとも一つのフェライト材は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されている、E1~E7の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
1…プラズマ処理装置、10…チャンバ、11…基板支持部、110…グランドフレーム、120…送電部、130…送電コイル部、130g…金属筐体、131…送電コイル、135…フェライト材、140…受電コイル部、140g…金属筐体、141…受電コイル、145…フェライト材、150…整流・平滑部、160…蓄電部、170…電圧制御コンバータ、180…定電圧制御部、240…電力消費部材、300…高周波電源。
Claims (8)
- プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部と、
高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記プラズマ処理チャンバ内でガスからプラズマを生成するために前記高周波電力を受けるよう前記高周波電源に電気的に接続された電極又はアンテナと、
前記プラズマ処理チャンバ内又は前記基板支持部内に配置される電力消費部材と、
前記電力消費部材と電気的に接続される蓄電部と、
前記プラズマ処理チャンバの外部に設けられた送電コイルと、
前記蓄電部と電気的に接続されており、前記送電コイルから電磁誘導結合により電力を受けることが可能な受電コイルと、
遮蔽空間を提供し、該遮蔽空間内に前記送電コイル及び前記受電コイルを収容する少なくとも一つの金属筐体と、
前記遮蔽空間内に配置されており、前記送電コイル及び前記受電コイルがその中に配置される空間を閉じるように設けられた少なくとも一つのフェライト材と、
を備えるプラズマ処理装置。 - 前記少なくとも一つの金属筐体は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側で延在し、且つ、前記送電コイルの外周を囲む第1の金属筐体と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側で延在し、且つ、前記受電コイルの外周を囲む第2の金属筐体と、
を含む、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記送電コイルの前記背面側に設けられた第1の部分と、
前記受電コイルの前記背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周を囲むように前記第1の部分から延在する第3の部分と、
前記受電コイルの外周を囲むように前記第2の部分から延在する第4の部分と、
を含む、請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の金属筐体と前記第2の金属筐体との間に配置された絶縁性プレートを更に備え、
前記第3の部分は前記第1の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第4の部分は前記第2の部分から前記絶縁性プレートまで延びており、
前記第3の部分の先端及び前記第4の部分の先端は、前記絶縁性プレートを挟んで対面している、
請求項3に記載のプラズマ処理装置。 - 前記少なくとも一つの金属筐体は、前記遮蔽空間を提供する単一の筐体である、請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記少なくとも一つのフェライト材は、
前記受電コイルに対して前記送電コイルの背面側に設けられた第1の部分と、
前記送電コイルに対して前記受電コイルの背面側に設けられた第2の部分と、
前記送電コイルの外周及び前記受電コイルの外周を囲み、且つ、前記第1の部分と前記第2の部分との間で延びる第3の部分と、
を含む、請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - 前記少なくとも一つのフェライト材は、前記受電コイルの内側の領域から前記受電コイルの内側の領域まで延びる少なくとも一つの内側フェライト材を含む、請求項1~6の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記少なくとも一つのフェライト材は、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライト又はナノ結晶軟磁性材料から形成されている、請求項1~6の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
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