JP7290065B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空容器内にプラズマを発生させて、当該プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置に関するものである。

この種のプラズマ処理装置としては、特許文献１に示すように、プラズマ生成チャンバ内に複数のアンテナ導体を配置するとともに、互いに隣り合うアンテナ導体の間に可変コンデンサを接続したものがある。

かかる構成によれば、可変コンデンサの容量を変化させることで、アンテナ導体の上での高周波電流分布を変化させることができ、この電流によって生成される誘導結合型プラズマの密度分布を制御することができる。

ところが、このように可変コンデンサを用いた場合、プラズマ生成時に生じる熱により、可変コンデンサの誘電率が変化して静電容量が不意に変動してしまい、可変コンデンサのリアクタンスを安定して制御することが難しい。

そこで、本願発明者は、静電容量の不意の変動を抑えるべく、アンテナ導体を流れる冷却液を、可変コンデンサの誘電体として用いることで、その冷却液により可変コンデンサを冷却する構成に想到した。

しかしながら、このように静電容量の不意の変動を抑えたとしても、可変コンデンサのリアクタンスが静電容量の逆数に比例することから、図１２に示すように、静電容量をゼロから増やそうとした場合に、静電容量の僅かな変化がリアクタンスを大きく変動させてしまい、依然としてリアクタンスの安定した調整が難しい。

可変コンデンサの全静電容量を小さくすれば、リアクタンスの変動を抑えることはできようが、この場合は、可変コンデンサのリアクタンスが大きくなるため、アンテナ導体とのインピーダンスを調整するためには、例えば別途コンデンサを追加接続する必要があり、アンテナ導体との接続の複雑化や装置全体の大型化を招来する。

特開平１１－３１７２９９号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、アンテナ導体に接続される可変コンデンサを冷却してその静電容量の不意の変動を抑えるとともに、アンテナ導体との接続の複雑化や装置全体の大型化を招くことなく、リアクタンスを安定して調整できるようすることをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係るプラズマ処理装置は、真空容器内にプラズマを発生させて、当該プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのアンテナ導体と、前記アンテナ導体に電気的に接続される可変コンデンサとを備え、前記アンテナ導体は、内部に冷却液が流れる流路を有しており、前記可変コンデンサの誘電体は、前記アンテナ導体を流れる冷却液により構成されており、前記可変コンデンサは、前記アンテナ導体に電気的に接続される固定電極と、前記固定電極との間でコンデンサを形成する可動電極とを有し、前記可動電極は、前記固定電極との対向面積が変化するように移動し、前記可変コンデンサの静電容量を変化させる容量変更部と、前記容量変更部の移動に関わらず、前記固定電極との間で前記可変コンデンサの静電容量を一定以上に保つ容量保持部とを有することを特徴とするものである。

このように構成されたプラズマ処理装置によれば、可変コンデンサの誘電体を、アンテナ導体を流れる冷却液により構成しているので、可変コンデンサを冷却しつつその静電容量の不意の変動を抑えることができる。
そのうえ、可動電極が、可変コンデンサの静電容量を一定以上に保つ容量保持部を有しているので、容量変更部により静電容量を変化させた場合のリアクタンスの変化量を小さくすることができ、リアクタンスの安定した調整が可能となる。
しかも、容量保持部が、可変コンデンサの静電容量を一定以上に保つので、可変コンデンサのリアクタンスを一定以上にすることができ、別途コンデンサを追加接続することなく、アンテナ導体とのインピーダンスを調整することができ、アンテナ導体との接続の複雑化や装置の大型化を避けられる。

前記容量保持部は、平面視において、全体として円形状をなす１又は複数の金属板を有することが望ましい。
このような構成であれば、容量保持部により保持する静電容量を変動させることなく一定に保つことができ、可変コンデンサのリアクタンスを精度良く調整することができる。

前記容量保持部を構成する複数の金属板それぞれが、円盤形状であることが望ましい。
このような構成であれば、静電容量を一定に保つことができるうえ、容量保持部を簡単な構成にすることができる。

前記可変コンデンサは、前記アンテナ導体とは別のアンテナ導体に電気的に接続され、又は接地される第２の固定電極を有し、前記容量変更部は、前記固定電極との間で第１のコンデンサを形成するとともに、前記第２の固定電極との間で第２のコンデンサを形成する可動電極とを有することが望ましい。
この構成であれば、可動電極に外部の回路要素（例えばアンテナ導体や接地）を接続する必要がない。その結果、可動電極と外部の回路要素とを接触させる摺動子（ブラシ）を用いたコネクタを不要にすることができ、摺動子を用いたコネクタにより生じる接続不良を低減することができる。

このように構成した本発明によれば、アンテナ導体に接続される可変コンデンサを冷却してその静電容量の不意の変動を抑えるとともに、リアクタンスを安定して調整することができる。

本実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す縦断面図である。 同実施形態のプラズマ処理装置の構成を模式的に示す横断面図である。 同実施形態の接続導体を模式的に示す横断面図である。 同実施形態の接続導体を模式的に示す縦断面図である。 同実施形態の可変コンデンサを導入ポート側から見た側面図である。 同実施形態の固定金属板及び可動金属板が対向しない状態を示す模式図である。 同実施形態の可動電極の斜視図である。 同実施形態の固定金属板及び第１及び第２の可動金属板が対向した状態を示す模式図である。 同実施形態の可変コンデンサのリアクタンス、回転角度、及び静電容量の関係を示すグラフ。 その他の実施形態における可動電極の斜視図である。 その他の実施形態における可動電極の斜視図である。 従来の可変コンデンサのリアクタンス、回転角度、及び静電容量の関係を示すグラフ。

以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。

＜装置構成＞
本実施形態のプラズマ処理装置１００は、誘導結合型のプラズマＰを用いて基板Ｗに処理を施すものである。ここで、基板Ｗは、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板等である。また、基板Ｗに施す処理は、例えば、プラズマＣＶＤ法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリング等である。

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

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

真空容器２は、例えば金属製の容器であり、その内部は真空排気装置５によって真空排気される。真空容器２はこの例では電気的に接地されている。

真空容器２内に、例えば流量調整器（図示省略）及びアンテナ導体３に沿う方向に配置された複数のガス導入口２１を経由して、ガスＧが導入される。ガスＧは、基板Ｗに施す処理内容に応じたものにすれば良い。

また、真空容器２内には、基板Ｗを保持する基板ホルダ６が設けられている。この例のように、基板ホルダ６にバイアス電源７からバイアス電圧を印加するようにしても良い。バイアス電圧は、例えば負の直流電圧、負のバイアス電圧等であるが、これに限られるものではない。このようなバイアス電圧によって、例えば、プラズマＰ中の正イオンが基板Ｗに入射する時のエネルギーを制御して、基板Ｗの表面に形成される膜の結晶化度の制御等を行うことができる。基板ホルダ６内に、基板Ｗを加熱するヒータ６１を設けておいても良い。

アンテナ導体３は、真空容器２内における基板Ｗの上方に、基板Ｗの表面に沿うように（例えば、基板Ｗの表面と実質的に平行に）複数配置されている。

アンテナ導体３の両端部付近は、真空容器２の相対向する側壁をそれぞれ貫通している。アンテナ導体３の両端部を真空容器２外へ貫通させる部分には、絶縁部材８がそれぞれ設けられている。この各絶縁部材８を、アンテナ導体３の両端部が貫通しており、その貫通部は例えばパッキン９１によって真空シールされている。各絶縁部材８と真空容器２との間も、例えばパッキン９２によって真空シールされている。なお、絶縁部材８の材質は、例えば、アルミナ等のセラミックス、石英、又はポリフェニンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のエンジニアリングプラスチック等である。

さらに、アンテナ導体３において、真空容器２内に位置する部分は、直管状の絶縁カバー１０により覆われている。この絶縁カバー１０の両端部は絶縁部材８によって支持されている。なお、絶縁カバー１０の材質は、例えば、石英、アルミナ、フッ素樹脂、窒化シリコン、炭化シリコン、シリコン等である。

そして、複数のアンテナ導体３は、内部に冷却液ＣＬが流通する流路３Ｓを有する中空構造のものである。本実施形態では、直管状をなす金属パイプである。金属パイプ３１の材質は、例えば、銅、アルミニウム、これらの合金、ステンレス等である。

なお、冷却液ＣＬは、真空容器２の外部に設けられた循環流路１１によりアンテナ導体３を流通するものであり、前記循環流路１１には、冷却液ＣＬを一定温度に調整するための熱交換器などの温調機構１１１と、循環流路１１において冷却液ＣＬを循環させるためのポンプなどの循環機構１１２とが設けられている。冷却液ＣＬとしては、電気絶縁の観点から、高抵抗の水が好ましく、例えば純水またはそれに近い水が好ましい。その他、例えばフッ素系不活性液体などの水以外の液冷媒を用いても良い。

また、複数のアンテナ導体３は、図２に示すように、接続導体１２によって接続されて１本のアンテナ構造となるように構成されている。つまり、互いに隣接するアンテナ導体３における真空容器２の外部に延出した端部同士を接続導体１２によって電気的に接続している。具体的には、互いに隣接するアンテナ導体３において一方のアンテナ導体３の端部と他方のアンテナ導体３の端部とを接続導体１２により電気的に接続している。

ここで、接続導体１２により接続される２つのアンテナ導体３の端部は同じ側壁側に位置する端部である。これにより、複数のアンテナ導体３は、互いに隣接するアンテナ導体３に互いに逆向きの高周波電流が流れるように構成される。

そして、接続導体１２は内部に流路を有しており、その流路に冷却液ＣＬが流れように構成されている。具体的には、接続導体１２の一端部は、一方のアンテナ導体３の流路と連通しており、接続導体１２の他端部は、他方のアンテナ導体３の流路と連通している。これにより、互いに隣接するアンテナ導体３において一方のアンテナ導体３を流れた冷却液ＣＬが接続導体１２の流路を介して他方のアンテナ導体３に流れる。これにより、共通の冷却液ＣＬにより複数のアンテナ導体３を冷却することができる。また、１本の流路によって複数のアンテナ導体３を冷却することができるので、循環流路１１の構成を簡略化することができる。

複数のアンテナ導体３のうち接続導体１２で接続されていない一方の端部が給電端部３ａとなり、当該給電端部３ａには、整合回路４１を介して高周波電源４が接続される。また、他方の端部である終端部３ｂは直接接地されている。なお、終端部３ｂは、コンデンサ又はコイル等を介して接地しても良い。

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

＜接続導体１２の構成＞
次に接続導体１２について、図３～図７を参照して詳細に説明する。なお、図３及び図４などにおいて一部のシール部材などは記載を省略している。

接続導体１２は、図３及び図４に示すように、アンテナ導体３に電気的に接続される可変コンデンサ１３と、当該可変コンデンサ１３と一方のアンテナ導体３の端部とを接続する第１の接続部１４と、可変コンデンサ１３と他方のアンテナ導体３の端部とを接続する第２の接続部１５とを有している。

第１の接続部１４及び第２の接続部１５は、アンテナ導体３の端部を取り囲むことによって、アンテナ導体３に電気的に接触するとともに、アンテナ導体３の端部に形成された開口部３Ｈから冷却液ＣＬを可変コンデンサ１３に導くものである。これら接続部１４、１５の材質は、例えば、銅、アルミニウム、これらの合金、ステンレス等である。

本実施形態の各接続部１４、１５は、アンテナ導体３の端部において、開口部３Ｈよりも真空容器２側でＯリングなどのシール部材Ｓ１を介して液密に装着されるものであり、開口部３Ｈよりも外側は拘束しないように構成されている（図３参照）。これにより、接続部１４、１５に対するアンテナ導体３の若干の傾きを許容する構成としている。

可変コンデンサ１３は、一方のアンテナ導体３に電気的に接続される第１の固定電極１６と、他方のアンテナ導体３に電気的に接続される第２の固定電極１７と、第１の固定電極１６との間で第１のコンデンサを形成するとともに、第２の固定電極１７との間で第２のコンデンサを形成する可動電極１８とを有している。

本実施形態の可変コンデンサ１３は、可動電極１８が所定の回転軸Ｃ周りに回転することによって、その静電容量を変更できるように構成されている。そして、可変コンデンサ１３は、第１の固定電極１６、第２の固定電極１７及び可動電極１８を収容する絶縁性を有する収容容器１９を備えている。

収容容器１９は、一方のアンテナ導体３からの冷却液ＣＬを導入する導入ポートＰ１と、冷却液Ｃｌを他方のアンテナ導体３に導出する導出ポートＰ２とを有している。導入ポートＰ１は、収容容器１３４の一方の側壁（図３では左側壁１９ａ）に形成され、導出ポートＰ２は収容容器１９の他方の側壁（図３では右側壁１９ｂ）に形成されており、導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２は互いに対向した位置に設けられている。なお、本実施形態の収容容器１９は、内部に中空部を有する概略直方体形状をなすものであるが、その他の形状であってもよい。

第１の固定電極１６及び第２の固定電極１７は、可動電極１８の回転軸Ｃ周りに互いに異なる位置に設けられている。本実施形態では、第１の固定電極１６は、収容容器１９の導入ポートＰ１から収容容器１９の内部に挿入して設けられている。また、第２の固定電極１７は、収容容器１９の導出ポートＰ２から収容容器１９の内部に挿入して設けられている。これにより、第１の固定電極１６及び第２の固定電極１７は、回転軸Ｃに関して対称となる位置に設けられている。

第１の固定電極１６は、互いに対向するように設けられた複数の第１の固定金属板１６１を有している。また、第２の固定電極１７は、互いに対向するように設けられた複数の第２の固定金属板１７１を有している。これら固定金属板１６１、１７１はそれぞれ、回転軸Ｃに沿って互いに略等間隔に設けられている。

そして、複数の第１の固定金属板１６１は、互いに同一形状をなすものであり、第１のフランジ部材１６２に支持されている。第１のフランジ部材１６２は、収容容器１９の導入ポートＰ１が形成された左側壁１９ａに固定される。ここで、第１のフランジ部材１６２には、導入ポートＰ１に連通する貫通孔１６２Ｈが形成されている（図５参照）。また、複数の第２の固定金属板１７１は、互いに同一形状をなすものであり、第２のフランジ部材１７２に支持されている。第２のフランジ部材１７２は、収容容器１９の導出ポートＰ２が形成された右側壁１９ｂに固定される。ここで、第２のフランジ部材１７２には、導出ポートＰ２に連通する貫通孔１７２Ｈが形成されている。これら複数の第１の固定金属板１６１及び複数の第２の固定金属板１７１は、収容容器１９に固定された状態で、回転軸Ｃに関して対称となる位置に設けられる。

また、第１の固定金属板１６１及び第２の固定金属板１７１は平板状をなすものであり、図６に示すように、平面視において、回転軸Ｃに向かうに従って幅が縮小する形状をなしている。そして、各固定金属板１６１、１７１において、幅が縮小する端辺１６１ａ、１７１ａは回転軸Ｃの径方向に沿って形成されている。なお、互いに対向する端辺１６１ａ、１７１ａのなす角度は、９０度である。また、各固定金属板１６１、１７１の回転軸Ｃ側の先端辺１６１ｂ、１７１ｂは円弧状をなしている。

可動電極１８は、図３に示すように、収容容器１９の側壁（図３では前側壁１９ｃ）に回転軸Ｃ周りに回転可能に軸支される回転軸体１８１と、当該回転軸体１８１に支持されて固定電極１６、１７との対向面積が変化するように移動し、可変コンデンサ１３の静電容量を変更する容量変更部１８Ａとを有している。

回転軸体１８１は、回転軸Ｃに沿って延びる直線状をなすものである。この回転軸体１８１は、その一端部が収容容器１９の前側壁１９ｃから外部に延出するように構成されている。そして、この収容容器１９の前側壁１９ｃにおいてＯリングなどのシール部材Ｓ２により回転可能に支持される。ここでは、前側壁において２つのＯリングにより２点支持されている。また、回転軸体１８１の他端部は、収容容器１９の内面に設けられた位置決め凹部１９１に回転可能に接触している。

また、回転軸体１８１は、容量変更部１８Ａを支持する部分１８１ｘが金属製などの導電材料から形成され、収容容器１９から外部に延出した部分１８１ｙが樹脂製などの絶縁材料から形成されている。

容量変更部１８Ａは、回転軸体１８１に支持されて第１の固定電極１６に対向する第１の可動金属板１８２と、回転軸体１８１に支持されて第２の固定電極１７に対向する第２の可動金属板１８３とを有している。

第１の可動金属板１８２は、１枚又は複数枚の第１の固定金属板１６１に対応して複数設けられている。なお、第１の可動金属板１８２はそれぞれ同一形状をなすものである。また、第２の可動金属板１８３は、１枚又は複数枚の第２の固定金属板１７１に対応して複数設けられている。なお、第２の可動金属板１８３はそれぞれ同一形状をなすものである。これら可動金属板１８２、１８３はそれぞれ、回転軸Ｃに沿って互いに略等間隔に設けられている。また、本実施形態では、各可動金属板１８２、１８３が各固定金属板１６１、１７１の間に挟まれる構成としてある。図３では、固定金属板１６１、１７１を６枚とし、可動金属板１８２、１８３を２枚としているが、これに限られない。なお、可動金属板１８２、１８３と固定金属板１６１、１７１とのギャップは例えば１ｍｍである。

第１の可動金属板１８２及び第２の可動金属板１８３は、図４に示すように、回転軸Ｃに関して対称となる位置に設けられるとともに、互いに同一形状をなすものである。具体的に各可動金属板１８２、１８３は、図６に示すように、平面視において、回転軸Ｃから径方向外側に行くに従って拡開する扇形状をなすものである。本実施形態では、中心角が９０度の扇形状をなすものである。

然して、本実施形態の可変コンデンサ１３は、図３及び図７に示すように、上述した容量変更部１８Ａの移動に関わらず、固定電極１６、１７との間で可変コンデンサ１３の静電容量を一定以上に保つ容量保持部１８Ｂをさらに有してなる。

この容量保持部１８Ｂは、回転軸体１８１に支持されて、固定電極１６、１７との対向面積を一定以上に保持しながら移動するように構成されており、具体的には回転軸体１８１に支持されて第１の固定電極１６及び第２の固定電極１７に対向する第３の可動金属板１８４を有している。

第３の可動金属板１８４は、１枚又は複数枚の第１の固定金属板１６１に対応して複数設けられている。図３では、第１の可動金属板１８２や第２の可動金属板１８３の下方に第３の可動金属板１８４を３枚設けた構成を示してあるが、第３の可動金属板１８４の枚数や配置は、これに限られない。なお、第３の可動金属板１８４と固定金属板１６１、１７１とのギャップは例えば１ｍｍである。

第３の可動金属板１８４は、ここではそれぞれ同一形状をなし、平面視において、円形状である。つまり、第３の可動金属板１８４は、第１の固定金属板１６１及び第２の固定金属板１７１との対向面積を増減させることなく一定に保ちながら移動する円盤状のものである。

このように構成された可変コンデンサ１３において可動電極１８を回転させることによって、図８に示すように、第１の固定金属板１６１及び第１の可動金属板１８２の対向面積（第１の対向面積Ａ１）が変化し、第２の固定金属板１７１及び第２の可動金属板１８３の対向面積（第２の対向面積Ａ２）が変化する。なお、図８では、説明の便宜上、第３の固定金属板１８４の記載は省略してあるが、第３の固定金属板１８４は、可動電極１８の回転角度θに関わらず、第１の固定金属板１６１及び第２の固定金属板１７１との対向面積を一定に保ちながら回転することになる。

本実施形態では、第１の対向面積Ａ１と第２の対向面積Ａ２とは同じように変化する。また、各固定金属板１６１、１７１の回転軸Ｃ側の先端辺１６１ｂ、１７１ｂが円弧状であり、可動電極１８を回転させることによって、第１の対向面積Ａ１と第２の対向面積Ａ２とは、可動電極１８の回転角度θに比例して変化する。

上記の構成において、収容容器１９の導入ポートＰ１から冷却液ＣＬが流入すると、収容容器１９の内部が冷却液ＣＬにより満たされる。このとき、第１の固定金属板１６１及び第１の可動金属板１８２の間や、第１の固定金属板１６１及び第３の可動金属板１８４との間が冷却液ＣＬで満たされるとともに、第２の固定金属板１７１及び第２の可動金属板１８３の間や、第２の固定金属板１７１及び第３の可動金属板１８４の間が冷却液ＣＬで満たされる。これにより、冷却液ＣＬが第１のコンデンサの誘電体及び第２のコンデンサの誘電体となる。本実施形態では、第１のコンデンサの静電容量と第２のコンデンサの静電容量とは同じである。また、このように構成される第１のコンデンサ及び第２のコンデンサは直列に接続されており、可変コンデンサ１３の静電容量は、第１のコンデンサ（又は第２のコンデンサ）の静電容量の半分となる。

ここで、本実施形態では、第１の固定電極１６及び第２の固定電極１７と可動電極１８との対向方向が、導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２の対向方向と直交するように構成されている。つまり、固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３が導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２の対向方向に沿って設けられている。この構成により、収容容器１９の内部を冷却液ＣＬが流れやすくなる。その結果、収容容器１９内の冷却液ＣＬの置換が容易となり、可変コンデンサ１３の冷却を効率良く行うことができる。また、導入ポートＰ１から流入した冷却液ＣＬは固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３の間に流入しやすく、固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３の間から流出しやすい。その結果、固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３の間の冷却液の置換が容易となり、誘電体となる冷却液ＣＬの温度変化が抑えられる。これにより、可変コンデンサ１３の静電容量を一定に維持しやすくなる。さらに、固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３の間に気泡が滞留しにくくなる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態のプラズマ処理装置１００によれば、アンテナ導体３を冷却液ＣＬにより冷却することができるので、プラズマＰを安定して発生させることができる。また、可変コンデンサ１３の誘電体をアンテナ導体３を流れる冷却液ＣＬにより構成しているので、可変コンデンサ１３を冷却しつつその静電容量の不意の変動を抑えることができる。

そのうえ、可動電極１８が、可変コンデンサ１３の静電容量を一定以上に保つ容量保持部１８Ｂを有しているので、容量変更部１８Ａにより静電容量を変化させた場合のリアクタンスの変化量を小さくすることができ、リアクタンスの安定した調整が可能となる。ここで、図９に示すグラフは、本実施形態の可変コンデンサ１３のリアクタンスと、可動電極１８の回転角度θと、可変コンデンサ１３の静電容量との関係を示したものである。このグラフからも分かるように、本実施形態の可変コンデンサ１３によれば、従来構成（図１２）に比べて、可動電極１８の回転角度θの低角度領域において、可変コンデンサ１３のリアクタンスの変化量が小さく、低角度領域におけるリアクタンスの調整が容易であることが見て取れる。

しかも、容量保持部１８Ｂが、可変コンデンサ１３の静電容量を一定以上に保つので、可変コンデンサ１３のリアクタンスを一定以上にすることができ、別のコンデンサを追加接続することなく、アンテナ導体３とのインピーダンスを調整することができ、アンテナ導体３との接続の複雑化や装置の大型化を避けられる。

加えて、第３の可動金属板１８４が、平面視において円形状をなすので、容量保持部１８Ｂにより保持する静電容量を変動させることなく一定に保つことができ、可変コンデンサ１３のリアクタンスを精度良く調整することができる。

また、本実施形態では、可動電極１８にアンテナ導体３や接地などの外部の回路要素を接続する必要が無いので、可動電極１８と外部の回路要素とを接触させる摺動子（ブラシ）を用いたコネクタを不要にすることができ、摺動子を用いたコネクタにより生じる接続不良を低減することができる。

さらに、本実施形態では、第１の固定電極１６及び第２の固定電極１７が回転軸Ｃ周りにおいて互いに異なる位置に設けられているので、回転軸Ｃの軸方向における寸法をコンパクトにすることができる。

その上、本実施形態では、各固定電極１６、１７が複数の固定金属板１６１、１７１を有し、可動電極が複数の可動金属板１８２、１８３を有するので、固定金属板１６１、１７１及び可動金属板１８２、１８３の面積を大きくすることなく、電極間の対向面積の最大値を大きくすることができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

前記実施形態では、第１の可動金属板及び第２の可動金属板が２枚、第３の可動金属板が３枚であったが、各可動金属板の枚数はこれに限らず、それぞれの可動金属板が少なくとも１枚あれば良い。

また、前記実施形態では、第１の可動金属板及び第２の可動金属板の下方に、第３の可動金属板を設けていたが、各可動金属板の配置はこれに限らず、例えば第１の可動金属板及び第２の可動金属板の上方に、第３の可動金属板を設けても良いし、図１０に示すように、第１の可動金属板及び第２の可動金属板と、第３の可動金属板とを、回転軸に沿って交互に設けても良い。

さらに、前記実施形態における第３の可動金属板は、それぞれが円盤形状であったが、平面視において、全体が円形状であれば良く、例えば図１１に示すように半円盤形状や、図示していないが部円盤形状などであっても良い。なお、図１１では、説明の便宜上、第１の可動金属板及び第２の可動金属板の記載は省略してある。

また、第３の可動金属板は、平面視において円形状をなすものに限らず、平面視において矩形状や多角形状や勾玉状など、固定電極１６、１７との対向面積を一定上に保ちながら移動する形状であれば良い。

加えて、前記実施形態では、可動電極が回転軸周りに回転するものであったが、可動電極が一方向にスライド移動するものであってもよい。ここで、可動電極がスライドする構成としては、可動電極が固定電極との対向方向に直交する方向にスライドして対向面積が変化するものであってもよいし、可動電極が固定電極との対向方向に沿ってスライドして対向距離が変化するものであってもよい。

また、固定金属板の形状は前記実施形態に限られず、種々の形状とすることができる。

さらに、前記実施形態では、可変コンデンサが互いに隣接するアンテナ導体の間に設けられているが、アンテナ導体と接地との間に設けられるものであってもよい。この場合、第１の固定電極はアンテナ導体に電気的に接続され、第２の固定電極は接地される。

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

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

１００・・・プラズマ処理装置
Ｗ・・・基板
Ｐ・・・誘導結合プラズマ
２・・・真空容器
３・・・アンテナ導体
３Ｓ・・・流路
ＣＬ・・・冷却液
１３・・・可変コンデンサ
１６・・・第１の固定電極
１６１・・・固定金属板
１７・・・第２の固定電極
１７１・・・固定金属板
１８・・・可動電極
１８Ａ・・・容量変更部
１８Ｂ・・・容量保持部
Ｃ・・・回転軸
１８２・・・第１の可動金属板
１８３・・・第２の可動金属板
１８４・・・第３の可動金属板
１６１ａ、１７１ａ・・・縮小する端辺
１６１ｂ、１７１ｂ・・・先端辺
１９・・・収容容器
Ｐ１・・・導入ポート
Ｐ２・・・導出ポート

Claims (4)

1. 真空容器内にプラズマを発生させて、当該プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、
   高周波電流が流されて、プラズマを発生させるためのアンテナ導体と、
   前記アンテナ導体に電気的に接続される可変コンデンサとを備え、
   前記アンテナ導体は、内部に冷却液が流れる流路を有しており、
   前記可変コンデンサの誘電体は、前記アンテナ導体を流れる冷却液により構成されており、
   前記可変コンデンサは、
   前記アンテナ導体に電気的に接続される固定電極と、
   前記固定電極との間でコンデンサを形成する可動電極とを有し、
   前記可動電極は、
   前記固定電極との対向面積が変化するように移動し、前記可変コンデンサの静電容量を変化させる容量変更部と、
   前記容量変更部の移動に関わらず、前記固定電極との対向面積を一定以上に保持しながら移動し、前記固定電極との間で前記可変コンデンサの静電容量を一定以上に保つ容量保持部とを有する、プラズマ処理装置。
2. 前記容量保持部は、平面視において、全体として円形状をなす１又は複数の金属板を有する、請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記容量保持部を構成する複数の金属板それぞれが、円盤形状である、請求項２記載のプラズマ処理装置。
4. 前記可変コンデンサは、前記アンテナ導体とは別のアンテナ導体に電気的に接続され、又は接地される第２の固定電極を有し、
   前記容量変更部は、前記固定電極との間で第１のコンデンサを形成するとともに、前記第２の固定電極との間で第２のコンデンサを形成する可動電極とを有する、請求項１乃至３のうち何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

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