(57)【要約】【課題】アンテナのインピーダンスを低減させるとともに、容量素子を構成する電極及び誘電体の間に生じる隙間を無くす。【解決手段】誘導結合型のプラズマＰを発生させるためのアンテナ３であって、少なくとも２つの導体要素３１と、互いに隣り合う導体要素３１の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素３２と、第１の導体要素３１Ａ及び第２の導体要素３１Ｂと電気的に直列接続された容量素子３３とを備え、容量素子３３は、第１の導体要素３１Ａの一部からなる電極又は第１の導体要素３１Ａと電気的に接続された電極であって、絶縁要素３２より第１の導体要素３１Ａ側に配置された第１の電極３３Ａと、第２の導体要素３１Ｂと電気的に接続されるとともに、第２の導体要素３１Ｂ側から絶縁要素３２の内部を通って第１の導体要素３１Ａ側に延び、第１の電極３３Ａに対向して配置された第２の電極３３Ｂと、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間を満たす液体の誘電体とから構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う第１の導体要素及び第２の導体要素の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素と、前記第１の導体要素及び前記第２の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、
前記容量素子は、
前記第１の導体要素の一部からなる電極又は前記第１の導体要素と電気的に接続された電極であって、前記絶縁要素より前記第１の導体要素側に配置された第１の電極と、
前記第２の導体要素と電気的に接続されるとともに、前記第２の導体要素側から前記絶縁要素の内部を通って前記第１の導体要素側に延び、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす誘電体とからなり、
前記誘電体が液体であるアンテナ。
【請求項２】
前記第１の電極は、管状をなすものであり、
前記第２の電極は、前記第１の電極の内部空間に差し込まれる延出部を有している、請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１の電極の内周面と前記延出部の外周面との距離は、周方向に沿って一定である、請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記各導体要素は、管状をなすものであり、
前記第１の導体要素の内部を流れる冷却液が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に流入して前記誘電体として機能し、前記第２の電極に形成された１又は複数の貫通孔から当該第２の電極内に導かれて前記第２の導体要素の内部に流出するように構成されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第２の電極は、前記貫通孔に連通するとともに、前記冷却液の流れ方向に沿って延びる１又は複数の溝が形成されている、請求項４記載のアンテナ。
【請求項６】
真空排気されかつガスが導入される真空容器と、
前記真空容器内又は前記真空容器外に配置された請求項１乃至５の何れか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナに高周波電流を流す高周波電源とを備え、
前記アンテナによって発生させたプラズマを用いて基板に処理を施すように構成されているプラズマ処理装置。
【請求項７】
複数の前記アンテナを備えており、
前記アンテナの両端部は、前記真空容器外に延び出ており、
互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナの端部と他方の前記アンテナの端部とを接続導体により電気的に接続して、前記互いに隣接する前記アンテナに互いに逆向きの高周波電流が流れるように構成されている、請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記接続導体は内部に流路を有しており、その流路に冷却液が流れるものである、請求項７記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記導体要素及び前記絶縁要素の内部に冷却液が流れるものであり、
互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナを流れた冷却液が前記接続導体の流路を介して他方の前記アンテナに流れるものである、請求項８記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記接続導体は、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナに接続される一方の導体部と、他方の前記アンテナに接続される他方の導体部と、前記一方の導体部及び前記他方の導体部に電気的に直列接続された容量素子とを有する、請求項７乃至９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記アンテナを覆う絶縁カバーをさらに備え、
前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、請求項６乃至１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記凸部は、前記外側周面の周方向全体に亘って連続的又は間欠的に形成されている、請求項１１記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記凸部は、第１の導体要素及び前記第２の導体要素の外側周面において前記絶縁要素に隣接した位置に形成されている、請求項１１又は１２記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、
前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、アンテナ構造。
【請求項１５】
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と、
前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、
前記アンテナは、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う第１の導体要素及び第２の導体要素の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素と、前記第１の導体要素及び前記第２の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、
前記容量素子は、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす誘電体とからなり、前記誘電体が液体であり、
前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されている、アンテナ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電流が流されて誘導結合型のプラズマを発生させるためのアンテナ、当該アンテナを備えたプラズマ処理装置及びアンテナ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンテナに高周波電流を流し、それによって生じる誘導電界によって誘導結合型のプラズマ（略称ＩＣＰ）を発生させ、この誘導結合型のプラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置が従来から提案されている。
【０００３】
この種のプラズマ処理装置においては、大型の基板に対応する等のためにアンテナを長くすると、当該アンテナのインピーダンスが大きくなり、それによってアンテナの両端間に大きな電位差が発生する。その結果、この大きな電位差の影響を受けてプラズマの密度分布、電位分布、電子温度分布等のプラズマの均一性が悪くなり、ひいては基板処理の均一性が悪くなるという問題がある。また、アンテナのインピーダンスが大きくなると、アンテナに高周波電流を流しにくくなるという問題もある。
【０００４】
このような問題を解決する等のために、特許文献１に示すように、複数の金属パイプを、隣り合う金属パイプ間に中空絶縁体を介在させて接続するとともに、中空絶縁体の外周部に容量素子であるコンデンサを配置したものが考えられている。このコンデンサは、中空絶縁体の両側の金属パイプに電気的に直列接続されており、中空絶縁体の一方側の金属パイプに電気的に接続された第１の電極と、中空絶縁体の他方側の金属パイプに電気的に接続されるとともに第１の電極に対向して配置された第２の電極と、第１の電極及び第２の電極間に配置された誘電体シートとを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−７２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のコンデンサは、第１の電極、誘電体シート及び第２の電極の積層構造であるため、電極及び誘電体シートの間に隙間が生じる可能性がある。そうすると、この隙間においてアーク放電が発生し、コンデンサの劣化に繋がる可能性が考えられるため、コンデンサの構造に改善の余地がある。
【０００７】
ここで、電極及び誘電体シートの間に隙間が生じないようにするために、誘電体シートの両面に接着剤を塗布して電極を接着させることが考えられる。ところが、この接着剤の電気的な性能が誘電体シートの性能を変化させてしまい、必要なキャパシタンス値等の製作が困難となってしまう。
【０００８】
なお、電極及び誘電体シートの間に生じる隙間を埋めるために、それらを周囲から押圧する構造を設けることも考えられる。ところが、押圧構造を設けることによってアンテナ周辺の構造が複雑になってしまい、周囲に発生するプラズマの均一性を悪くする可能性がある。
【０００９】
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、アンテナに容量素子を組み込んでアンテナのインピーダンスを低減させるとともに、容量素子を構成する電極及び誘電体の間に生じる隙間を無くすことをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係るプラズマ発生用のアンテナは、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であって、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う第１の導体要素及び第２の導体要素の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素と、前記第１の導体要素及び前記第２の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、前記容量素子は、前記第１の導体要素の一部からなる電極又は前記第１の導体要素と電気的に接続された電極であって、前記絶縁要素より前記第１の導体要素側に配置された第１の電極と、前記第２の導体要素と電気的に接続されるとともに、前記第２の導体要素側から前記絶縁要素の内部を通って前記第１の導体要素側に延び、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす誘電体とからなり、前記誘電体が液体であることを特徴とする。
【００１１】
このようなプラズマ発生用のアンテナであれば、絶縁要素を介して設けられた互いに隣り合う導体要素に容量素子を電気的に直列接続しているので、アンテナの合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスから容量性リアクタンスを引いた形になるので、アンテナのインピーダンスを低減させることができる。その結果、アンテナを長くする場合でもそのインピーダンスの増大を抑えることができ、アンテナに高周波電流が流れやすくなり、プラズマを効率良く発生させることができる。
特に本発明によれば、第１の電極及び第２の電極の間の空間を液体の誘電体で満たしているので、容量素子を構成する電極及び誘電体の間に生じる隙間を無くすことができる。その結果、電極及び誘電体の間の隙間に発生しうるアーク放電を無くし、アーク放電に起因する容量素子の破損を無くすことができる。また、隙間を考慮することなく、第１の電極及び第２の電極の距離、対向面積及び液体の誘電体の比誘電率からキャパシタンス値を精度良く設定することができる。さらに、隙間を埋めるための電極及び誘電体を押圧する構造も不要にすることができ、当該押圧構造によるアンテナ周辺の構造の複雑化及びそれにより生じるプラズマの均一性の悪化を防ぐことができる。加えて、第２の電極を、第２の導体要素側から絶縁要素の内部を通して第１の導体要素側に延ばすことで第１の電極と対向させているので、その延出寸法を変えることで容量素子として必要なキャパシタンス値を容易に得ることができる。
【００１２】
容量素子の構造を簡素化するための実施態様としては、前記第１の電極は、管状をなすものであり、前記第２の電極は、前記第１の電極の内部空間に差し込まれる延出部を有している構成が挙げられる。
【００１３】
前記第１の電極の内周面と前記延出部の外周面との距離は、周方向に沿って一定であることが望ましい。
この構成であれば、導体要素に流れる高周波電流の分布を周方向において均一にして、均一性の良いプラズマを発生させることができる。
【００１４】
アンテナを冷却してプラズマを安定して発生させるためには、前記各導体要素を管状をなすものとして、前記各導体要素の内部に冷却液を流通させる構成とすることが考えられる。この構成において、前記第１の導体要素の内部を流れる冷却液が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に流入して前記誘電体として機能し、前記第２の電極に形成された１又は複数の貫通孔から当該第２の電極内に導かれて前記第２の導体要素の内部に流出するように構成されていることが望ましい。
このような構成であれば、冷却液を誘電体とすることで、冷却液とは別に誘電体を準備する必要が無く、また、第１の電極及び第２の電極を冷却することができる。通常、冷却液は温調機構により一定温度に調整されており、この冷却液を誘電体として用いることによって、温度変化による比誘電率の変化を抑えて、キャパシタンス値の変化を抑えることができる。さらに、冷却液として水を用いた場合には、水の比誘電率は約８０（２０℃）であり樹脂製の誘電体シートよりも大きいため、高電圧に耐えうる容量素子を構成することができる。
【００１５】
上述した構成、すなわち第２の電極に貫通孔を設けてこの貫通孔から冷却液を第２の電極内に導く構成において、冷却液の流れに対する抵抗を低減させるためには、前記第２の電極は、前記貫通孔に連通するとともに、前記冷却液の流れ方向に沿って延びる１又は複数の溝が形成されていることが望ましい。
【００１６】
また本発明に係るプラズマ処理装置は、真空排気されかつガスが導入される真空容器と、前記真空容器内又は前記真空容器外に配置されたアンテナと、前記アンテナに高周波電流を流す高周波電源とを備え、前記アンテナによって発生させたプラズマを用いて基板に処理を施すように構成されており、前記アンテナが上述した構成であることを特徴とする。
このプラズマ処理装置によれば、上述したアンテナにより均一性の良いプラズマを効率良く発生させることができるので、基板処理の均一性及び効率を高めることができる。
【００１７】
このプラズマ処理装置において大面積の基板に対して処理を施すためには、複数の前記アンテナを備えることが考えられる。この場合、前記アンテナの両端部は、前記真空容器外に延び出ており、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナの端部と他方の前記アンテナの端部とを接続導体により電気的に接続して、前記互いに隣接する前記アンテナに互いに逆向きの高周波電流が流れるように構成することが望ましい。
【００１８】
前記接続導体は内部に流路を有しており、その流路に冷却液が流れるものであることが望ましい。
【００１９】
前記導体要素及び前記絶縁要素の内部に冷却液が流れるものであり、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナを流れた冷却液が前記接続導体の流路を介して他方の前記アンテナに流れるものであることが望ましい。
この構成であれば、共通の冷却液によりアンテナ及び接続導体の両方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を冷却することができるので、冷却液を循環させる循環流路の構成を簡略化することができる。なお、アンテナの流路及び接続導体の流路が長くなると冷却液の上昇により、下流側での誘電率の低下が生じる可能性がある。このため、接続導体によって接続されるアンテナの本数は冷却液の温度上昇分を考慮して設定され、例えばアンテナの本数は４本程度である。
【００２０】
２本のアンテナの給電側端部と接地側端部とを接続導体で接続した場合には、当該接続導体によるインピーダンスの増加が生じる。その結果、高周波電流の通電により最も接地側の端部に対して最も給電側の端部の電位が上昇することがある、又は、接続導体のインピーダンスによっては電圧の上昇・下降を生じる可能性がある。これは、発生するプラズマの不均一の原因となる。
この問題を好適に解決するためには、前記接続導体は、互いに隣接する前記アンテナにおいて一方の前記アンテナに接続される一方の導体部と、他方の前記アンテナに接続される他方の導体部と、前記一方の導体部及び前記他方の導体部に電気的に直列接続された容量素子とを有することが望ましい。このように接続導体に容量素子を設けることによって接続導体のインピーダンスを零相当にすることができ、接続導体によるインピーダンスの増加を無くすことができる。
【００２１】
プラズマ処理装置においては、プラズマ中の荷電粒子がアンテナを構成する導体要素に入射するのを抑制する目的などにより、アンテナを覆う絶縁カバーを設ける構成が考えられる。このとき、上記のアンテナの構成によりアンテナを長くした場合には、アンテナが撓んでしまい、絶縁要素が、プラズマにより高温となっている絶縁カバーに接触してしまう。絶縁要素が樹脂製の場合には特に熱損傷の問題が顕著となる。
この問題を好適に解決するためには、前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されていることが望ましい。
この構成であれば、アンテナが撓んだとしても凸部が絶縁カバーに接触することによって絶縁要素が絶縁カバーに接触しないようにすることができる。これにより、絶縁要素の熱損傷を防止することができる。また、絶縁要素と絶縁カバーの接触を防ぐことにより、絶縁要素が絶縁カバーに接触することによる容量素子の誘電体となる冷却液の温度上昇を防止できる。その結果、冷却液の誘電率の変化を抑制することができる。
【００２２】
絶縁要素と絶縁カバーとの接触を確実に防止するためには、前記凸部は、前記外側周面の周方向全体に亘って連続的又は間欠的に形成されていることが望ましい。また、この構成により凸部と絶縁カバーとの接触面積を大きくすることができ、絶縁カバーに対する荷重を分散させることができる。
【００２３】
絶縁要素と絶縁カバーとの接触を確実に防止するためには、前記凸部は、第１の導体要素及び前記第２の導体要素の外側周面において前記絶縁要素に隣接した位置に形成されていることが望ましい。
【００２４】
また、本発明に係るアンテナ構造は、上述したアンテナと、前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明に係るアンテナ構造は、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と、前記アンテナを覆う絶縁カバーとを備え、前記アンテナは、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う第１の導体要素及び第２の導体要素の間に設けられてそれらを絶縁する絶縁要素と、前記第１の導体要素及び前記第２の導体要素と電気的に直列接続された容量素子とを備え、前記容量素子は、互いに隣り合う前記導体要素の一方と電気的に接続された第１の電極と、互いに隣り合う前記導体要素の他方と電気的に接続されるとともに、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の空間を満たす誘電体とからなり、前記誘電体が液体であり、前記第１の導体要素又は前記第２の導体要素の少なくとも一方の外側周面に、前記絶縁カバーに向かって突出する凸部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
このように構成した本発明によれば、アンテナに容量素子を組み込むことによってアンテナのインピーダンスを低減させるとともに、容量素子を構成する電極及び誘電体の間に生じる隙間を無くすことができるので、均一性の良いプラズマを効率良く発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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。
【図２】同実施形態のアンテナにおける容量素子の周辺構造を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】変形実施形態の容量素子を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】変形実施形態の容量素子を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】変形実施形態の容量素子を模式的に示す拡大断面図である。
【図６】変形実施形態の容量素子を模式的に示す拡大断面図である。
【図７】変形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。
【図８】変形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。
【図９】変形実施形態のアンテナにおける容量素子の周辺構造を模式的に示す拡大断面図である。
【図１０】凸部が絶縁カバーに接触した状態を示す拡大断面図である。
【図１１】凸部の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
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。
【００３１】
具体的にプラズマ処理装置１００は、図１に示すように、真空排気され且つガス７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。
【００３２】
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６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。
【００３３】
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７が導入される。ガス７は、基板Ｗに施す処理内容に応じたものにすれば良い。例えば、プラズマＣＶＤ法によって基板Ｗに膜形成を行う場合には、ガス７は、原料ガス又はそれを希釈ガス（例えばＨ２）で希釈したガスである。より具体例を挙げると、原料ガスがＳｉＨ４の場合はＳｉ膜を、ＳｉＨ４＋ＮＨ３の場合はＳｉＮ膜を、ＳｉＨ４＋Ｏ２の場合はＳｉＯ２膜を、ＳｉＦ４＋Ｎ２の場合はＳｉＮ：Ｆ膜（フッ素化シリコン窒化膜）を、それぞれ基板Ｗ上に形成することができる。
【００３４】
また、真空容器２内には、基板Ｗを保持する基板ホルダ８が設けられている。この例のように、基板ホルダ８にバイアス電源９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８内に、基板Ｗを加熱するヒータ８１を設けておいても良い。
【００３５】
アンテナ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）配置されている。真空容器２内に配置するアンテナ３は、１つでも良いし、複数でも良い。
【００３６】
アンテナ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１１がそれぞれ設けられている。この各絶縁部材１１を、アンテナ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１２によって真空シールされている。各絶縁部材１１と真空容器２との間も、例えばパッキン１３によって真空シールされている。なお、絶縁部材１１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。
【００３７】
さらに、アンテナ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１１によって支持されている。なお、絶縁カバー１０の両端部と絶縁部材１１間はシールしなくても良い。絶縁カバー１０内の空間にガス７が入っても、当該空間は小さくて電子の移動距離が短いので、通常は空間にプラズマＰは発生しないからである。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。
【００３８】
絶縁カバー１０を設けることによって、プラズマＰ中の荷電粒子がアンテナ３を構成する金属パイプ３１に入射するのを抑制することができるので、金属パイプ３１に荷電粒子（主として電子）が入射することによるプラズマ電位の上昇を抑制することができると共に、金属パイプ３１が荷電粒子（主としてイオン）によってスパッタされてプラズマＰおよび基板Ｗに対して金属汚染（メタルコンタミネーション）が生じるのを抑制することができる。
【００３９】
アンテナ３の一端部である給電端部３ａには、整合回路４１を介して高周波電源４が接続されており、他端部である終端部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。
【００４０】
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。
【００４１】
アンテナ３は、内部に冷却液ＣＬが流通する流路を有する中空構造のものである。具体的にアンテナ３は、図２に示すように、少なくとも２つの管状をなす金属製の導体要素３１（以下、「金属パイプ３１」という。）と、互いに隣り合う金属パイプ３１の間に設けられて、それら金属パイプ３１を絶縁する管状の絶縁要素３２（以下、「絶縁パイプ３２」という。）と、互いに隣り合う金属パイプ３１と電気的に直列接続された容量素子であるコンデンサ３３とを備えている。
【００４２】
本実施形態では金属パイプ３１の数は２つであり、絶縁パイプ３２及びコンデンサ３３の数は各１つである。以下の説明において、一方の金属パイプ３１を「第１の金属パイプ３１Ａ」、他方の金属パイプ３１を「第２の金属パイプ３１Ｂ」ともいう。ここでは、第１の金属パイプ３１Ａは、冷却液ＣＬの流れ方向上流側に配置された金属パイプ３１であり、第２の金属パイプ３１Ｂは、冷却液ＣＬの流れ方向下流側に配置された金属パイプ３１である。また、第１の金属パイプ３１Ａ及び第２の金属パイプ３１Ｂは、ここでは外径及び内径が互いに同じであり、且つ、同軸上に配置されている。ただし、金属パイプ３１の外径及び内径は適宜変更して構わないし、配置に関しても必ずしも同軸上にする必要はない。さらに、アンテナ３は、３つ以上の金属パイプ３１を有する構成であっても良く、この場合、絶縁パイプ３２及びコンデンサ３３の数はいずれも金属パイプ３１の数よりも１つ少ないものになる。
【００４３】
なお、冷却液ＣＬは、図１に示すように、真空容器２の外部に設けられた循環流路１４によりアンテナ３を流通するものであり、前記循環流路１４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１４１と、循環流路１４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１４２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。
【００４４】
金属パイプ３１は、内部に冷却液ＣＬが流れる直線状の流路３１ｘが形成された直管状をなすものである。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。
【００４５】
絶縁パイプ３２は、内部に冷却液ＣＬが流れる直線状の流路３２ｘが形成された直管状をなすものである。本実施形態の絶縁パイプ３２は、金属パイプ３１と外径が同じものであり、金属パイプ３１と同軸上に配置されている。また、絶縁パイプ３２は、単一の部材から形成されており、その材質は、例えば、アルミナ、フッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、エンジニアリングプラスチック（例えば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）など）等である。なお、絶縁パイプ３２の寸法や配置や部材については上記に限られない。
【００４６】
コンデンサ３３は、第１の金属パイプ３１Ａと第２の金属パイプ３２Ｂとの間に介在しており、その内部に第１の金属パイプ３１Ａの流路３１ｘと第２の金属パイプ３１Ｂの流路３１ｘとを連通する主流路３３ｘが形成されたものである。
【００４７】
具体的にコンデンサ３３は、第１の金属パイプ３１Ａと電気的に接続されて、絶縁パイプ３２より第１の金属パイプ３１Ａ側に配置された第１の電極３３Ａと、第２の金属パイプ３１Ｂと電気的に接続されるとともに、第２の金属パイプ３１Ｂ側から絶縁パイプ３２の内部を通って第１の金属パイプ３１Ａ側に延び、第１の電極３３Ａに対向して配置された第２の電極３３Ｂとを備えており、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間Ｓを冷却液ＣＬが満たすように構成されている。つまり、この第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間Ｓを流れる冷却液ＣＬが、コンデンサ３３を構成する誘電体となる。
【００４８】
ここで、第１の電極３３Ａと第１の金属パイプ３１Ａとは、一方の軸方向端部に形成された雄ねじ部と、他方の軸方向端部に形成された雌ねじ部とを螺合させることによって互いに連結されるように構成されている。
本実施形態では、第１の金属パイプ３１Ａの軸方向端部における内周部に雄ねじ部３１ａを形成するとともに、第１の電極３３Ａの軸方向端部における外周部に雌ねじ部３３ａを形成しており、これらを螺合することで第１の電極３３Ａの軸方向端部が第１の金属パイプ３１Ａ内に差し込まれた状態で連結されるようにしてある。
【００４９】
また、第２の電極３３Ｂと第２の金属パイプ３１Ｂとは、一方の軸方向端部に形成された雄ねじ部と、他方の軸方向端部に形成された雌ねじ部とを螺合させることによって互いに連結されるように構成されている。
本実施形態では、第２の金属パイプ３１Ｂの軸方向端部における外周部に雄ねじ部３１ａを形成するとともに、第２の電極３３Ｂの軸方向端部における内周部に雌ねじ部３３ａを形成しており、これらを螺合することで第２の金属パイプ３１Ｂの軸方向端部が第２の電極３３Ｂ内に差し込まれた状態で連結されるようにしてある。
【００５０】
以下、各電極３３Ａ、３３Ｂについて詳述する。
【００５１】
各電極３３Ａ、３３Ｂは、概略回転体形状をなすとともに、その中心軸に沿って中央部に主流路３３ｘが形成されている。ここでの各電極３３Ａ、３３Ｂは、管状をなすものであり、軸方向から視て金属パイプ３１よりも外側に突出することなく設けられている。各電極３３Ａ、３３Ｂの材質は、例えば、アルミニウム、銅、これらの合金等である。
【００５２】
具体的に各電極３３Ａ、３３Ｂは、金属パイプ３１と螺合することで金属パイプ３１における絶縁パイプ３２側の端部に接触して電気的に接続される接触部３３１と、当該接触部３３１から絶縁パイプ３２側に延出した延出部３３２とを有している。接触部３３１及び延出部３３２は、単一の部材から形成されていても良いし、別部材により形成してそれらを接合したものであっても良い。
【００５３】
接触部３３１は、金属パイプ３１における絶縁パイプ３２側の端部に周方向全体に亘って接触している。具体的に接触部３３１は、円筒状をなすものであり、その軸方向端面が金属パイプ３１の端部に形成された円筒状の被接触部３１１の先端面に周方向全体に亘って接触する。なお、接触部３３１の外径は、金属パイプ３１の外径以下であり、ここでは金属パイプ３１の外径と同じである。
さらにこの接触部３３１は、被接触部３１１との間に設けられたリング状多面接触子１５を介して金属パイプ３１の端面に電気的に接触している。ただし、必ずしも被接触部３１１及びリング状多面接触子１５の両方を設ける必要はなく、それらの何れか一方により、接触部３３１と金属パイプ３１とを電気的に接触しても良い。
また、接触部３３１と被接触部３１１との間には、真空及び冷却液ＣＬに対するシール構造を介在させている。本実施形態のシール構造は、接触部３３１及び被接触部３１１の間に設けたＯリング等のシール部材１６により実現されている。
【００５４】
延出部３３２は、円筒状をなすものであり、その内部に主流路３３ｘが形成されている。第１の電極３３Ａの延出部３３２（以下、「第１の延出部３３２Ａ」という）及び第２の電極３３Ｂの延出部３３２（以下、「第２の延出部３３２Ｂ」という）は、互いに同軸上に配置されており、図２に示すように、第１の延出部３３２Ａを外側に、第２の延出部３３２Ｂを内側に配置させた二重筒構造を構成している。
【００５５】
第１の延出部３３２Ａは、第１の電極３３Ａの接触部３３１と、絶縁パイプ３２との間に介在して設けられており、その基端部が接触部３３１に接合されるとともに、先端部が絶縁パイプ３２に固定されている。より詳細に説明すると、接触部３３１の絶縁パイプ３２側の軸方向端部は、外周部を周方向に切り欠いた切欠部３３１ａが形成されてその他の部分よりも外径が小さくなっており、その切欠部３３１ａに第１の延出部３３２Ａの基端部が嵌合するように構成されている。また、絶縁パイプ３２の第１の金属パイプ３１Ａ側の軸方向端部は、外周部を周方向に切り欠いた外周切欠部３２ａが形成されてその他の部分よりも外径が小さくなっており、その外周切欠部３２ａに第１の延出部３３２Ａの先端部が嵌合するように構成されている。
すなわち、第１の延出部３３２Ａの内径は、接触部３３１の絶縁パイプ３２側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きく、且つ、絶縁パイプ３２の第１の金属パイプ３１Ａ側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きい。一方、第１の延出部３３２Ａの外径は、金属パイプ３１の外径以下に設計されており、ここでは金属パイプ３１の外径と同じである。
なお、第１の延出部３３２Ａの基端部及び接触部３３１は例えば溶接Ｍ等によって接合されており、第１の延出部３３２Ａの先端部及び絶縁パイプ３２は例えばろう付けＢ等によって固定されているが、接合方法や固定方法はこれに限られるものではない。
【００５６】
第２の延出部３３２Ｂは、上述したように、第２の金属パイプ３１Ｂ側から絶縁パイプ３２の内部を通って第１の金属パイプ３１Ａ側に延び、第１の延出部３３２Ａとともに二重筒構造を構成するものである。
そこで、第２の延出部３３２Ｂは、第２の電極３３Ｂの接触部３３１及び絶縁パイプ３２の間に介在して設けられ、基端部の外径よりも先端部の外径が小さくなるように構成された縮径要素３３３と、縮径要素３３３の先端部から絶縁パイプ３２の内部を通って第１の金属パイプ３１Ａ側に延びる直管要素３３４とを有している。なお、縮径要素３３３と直管要素３３４とは、単一の部材から形成されていても良いし、別部品により形成してそれらを溶接等により接合しても良い。
【００５７】
縮径要素３３３は、少なくとも外径が基端部から先端部に向かって段階的に小さく又は漸次小さくなるように構成されており、ここでは外径及び内径が段階的に小さくなる形状である。この縮径要素３３３は、基端部が接触部３３１に接合されるとともに、先端部が絶縁パイプ３２に固定されている。より詳細に説明すると、上述したように、接触部３３１の絶縁パイプ３２側の軸方向端部は、外周部を周方向に切り欠いた切欠部３３１ａが形成されてその他の部分よりも外径が小さくなっており、その切欠部３３１ａに縮径要素３３３の基端部が嵌合するように構成されている。また、絶縁パイプ３２の第２の金属パイプ３１Ｂ側の軸方向端部は、内周部を周方向に切り欠いた内周切欠部３２ｂが形成されてその他の部分よりも内径が小さくなっており、その内周切欠部３２ｂに縮径要素３３３の先端部が嵌合するように構成されている。
すなわち、縮径要素３３３の基端部の内径は、接触部３３１の絶縁パイプ３２側の軸方向端部の外径と同じ又は若干大きく、縮径要素３３３の先端部の外径は、絶縁パイプ３２の第１の金属パイプ側の軸方向端部の内径と同じ又は若干小さい。また、縮径要素３３３の基端部の外径は、金属パイプ３１の外径以下に設計されており、ここでは金属パイプ３１の外径と同じである。
なお、縮径要素３３３の基端部及び接触部３３１は例えば溶接Ｍ等によって接合されており、縮径要素３３３の先端部及び絶縁パイプ３２は例えばろう付けＢ等によって固定されているが、接合方法や固定方法はこれに限られるものではない。
【００５８】
直管要素３３４は、縮径要素３３３の先端部から第１の金属パイプ３１Ａ側に延び、絶縁パイプ３２の内部を通って第１の延出部３３２Ａの内部に差し込まれた状態で設けられている。これにより、この直管要素３３４と第１の延出部３３２Ａとの間に、流路方向に沿った円筒状の空間Ｓが形成される。具体的に直管要素３３４は、外径が絶縁パイプ３２の内径及び第１の延出部３３２Ａの内径よりも小さいものであり、第１の延出部３３２Ａと同軸上に配置されている。これにより、第１の延出部３３２Ａの内周面と、直管要素３３４の外周面との距離は、周方向に沿って一定となる。なお、直管要素３３４の内径は、ここでは縮径要素３３３の先端部の内径と同じ寸法としているが、これに限られない。
【００５９】
また、直管要素３３４には、その周壁を厚み方向に貫通する複数の貫通孔３３２ｈが形成されている。具体的にこれら貫通孔３３２ｈは、絶縁パイプ３２の内周面の少なくとも一部と対向するように冷却液ＣＬの流れ方向に沿って形成されており、直管要素３３４及び絶縁パイプ３２の間の空間と第２の電極３３Ｂの主流路３３ｘとを連通している。これらの貫通孔３３２ｈは、周方向に等間隔に設けられるとともに、軸方向に沿って直管要素３３４の基端から第１の延出部３３２Ａの先端までの間に設けられている。このような貫通孔３３２ｈを設けることによって、第２の電極３３Ｂによる冷却液ＣＬの流路抵抗を小さくするとともに、絶縁パイプ３２内での冷却液ＣＬの滞留、及び、絶縁パイプ３２内に気泡が溜まることを防ぐことができる。
【００６０】
このように構成された各電極３３Ａ、３３Ｂによれば、各電極３３Ａ、３３Ｂの雌ねじ部３３ａに金属パイプ３１の雄ねじ部３１ａを螺合させることによって、金属パイプ３１の被接触部３１１の先端面が電極３３Ａ、３３Ｂの接触部３３１に接触するとともに、これらの間がシール部材１６によってシールされ、なおかつ、各電極３３Ａ、３３Ｂが、互いに同軸上に配置されるとともに、第１の電極３３Ａの延出部３３２Ａに対する第２の電極３３Ｂの延出部３３２Ｂの挿入寸法が規定される。
このように、金属パイプ３１及び絶縁パイプ３２の間のシールや、金属パイプ３１と各電極３３Ａ、３３Ｂとの電気的接触や、各電極３３Ａ、３３Ｂの配置が、雄ねじ部３１ａ及び雌ねじ部３３ａの締結と共に行われるので、組み立て作業が非常に簡便となる。
【００６１】
この構成において、第１の金属パイプ３１Ａから冷却液ＣＬが流れてくると、冷却液ＣＬは、一部は第１の電極３３Ａの主流路３３ｘから第２の電極３３Ｂの主流路３３ｘへ流れて第２の金属パイプ３１Ｂの内部へ導かれ、その他は主流路３３ｘから分岐して第１の延出部３３２Ａと第２の延出部３３２Ｂとの間の空間Ｓに流れる。空間Ｓに流れ込んだ冷却液ＣＬは、貫通孔３３２ｈを通じて、第２の電極３３Ｂの主流路３３ｘに合流して、第２の金属パイプ３１Ｂの内部に導かれる。このとき、第１の電極３３Ａの延出部３３２Ａと第２の電極３３Ｂの延出部３３２Ｂとの間の円筒状の空間Ｓが冷却液ＣＬに満たされて、当該冷却液ＣＬが誘電体として機能し、コンデンサ３３が構成される。
【００６２】
＜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、絶縁パイプ３２を介して互いに隣り合う金属パイプ３１にコンデンサ３３を電気的に直列接続しているので、アンテナ３の合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスから容量性リアクタンスを引いた形になるので、アンテナ３のインピーダンスを低減させることができる。その結果、アンテナ３を長くする場合でもそのインピーダンスの増大を抑えることができ、アンテナ３に高周波電流が流れやすくなり、誘導結合型のプラズマＰを効率良く発生させることができる。
【００６３】
特に本実施形態によれば、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間Ｓを液体の誘電体（冷却液ＣＬ）で満たしているので、コンデンサ３３を構成する電極３３Ａ、３３Ｂ及び誘電体の間に生じる隙間を無くすことができる。その結果、電極３３Ａ、３３Ｂ及び誘電体の間の隙間に発生しうるアーク放電を無くし、アーク放電に起因するコンデンサ３３の破損を無くすことができる。また、隙間を考慮することなく、第１の電極３３Ａの延出部３３２Ａと第２の電極３３Ｂの延出部３３２Ｂとの離間距離、対向面積及び液体の誘電体（冷却液ＣＬ）の比誘電率からキャパシタンス値を精度良く設定することができる。さらに、隙間を埋めるための電極３３Ａ、３３Ｂ及び誘電体を押圧する構造も不要にすることができ、当該押圧構造によるアンテナ周辺の構造の複雑化及びそれにより生じるプラズマＰの均一性の悪化を防ぐことができる。加えて、第２の電極３３Ｂを、第２の金属パイプ３１Ｂ側から絶縁パイプ３２の内部を通して第１の金属パイプ３１Ａ側に延ばすことで第１の電極３３Ａと対向させているので、その延出寸法を変えることでコンデンサ３３として必要なキャパシタンス値を容易に得ることができる。
【００６４】
アンテナ３を冷却する冷却液ＣＬを誘電体としているので、冷却液ＣＬとは別に誘電体を準備する必要が無く、電極３３Ａ、３３Ｂを冷却することができる。また、通常、冷却液ＣＬは温調機構１４１により一定温度に調整されており、この冷却液ＣＬを誘電体として用いることによって、温度変化による比誘電率の変化を抑えて、キャパシタンス値の変化を抑えることができる。さらに、冷却液ＣＬとして水を用いた場合には、水の比誘電率は約８０（２０℃）であり樹脂製の誘電体シートよりも大きいため、高電圧に耐えうるコンデンサ３３を構成することができる。このように、誘電体が大きな比誘電率であれば、コンデンサ３３は２つの延出部３３２Ａ、３３２Ｂからなる二重筒構造であっても充分なキャパシタンス値を得ることができる。さらに、各電極３３Ａ、３３Ｂの接触部３３１に対する延出部３３２の垂直度を精度良くしつつ各電極３３Ａ、３３Ｂを製作することで、キャパシタンス値を精度良く設定することができる。その他、水の電気分解により不純物が混入する可能性があるが、循環流路１４上にイオン交換膜フィルタ等のフィルタを設けることによって除去することができ、コンデンサ３３のキャパシタンス値が変化することを抑えることができる。
【００６５】
さらに、第１の延出部３３２Ａの内周面と、第２の延出部３３２Ｂの外周面（より具体的には直管要素３３４の外周面）との距離を周方向に沿って一定となるように構成しているので、金属パイプ３１に流れる高周波電流の分布を周方向において均一にして、均一性の良いプラズマを発生させることができる。
【００６６】
＜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。
【００６７】
例えば、前記実施形態では、第２の電極３３Ｂが管状をなし、第１の金属パイプ３１Ａ側から第２の金属パイプ３１Ｂ側の全体に亘って主流路３３ｘが形成されたものであったが、図３に示すように、第２の電極３３Ｂは、第２の金属パイプ３１Ｂ側に主流路３３ｘを形成するとともに、第１の金属パイプ３１Ａ側を中実にしたものであっても良い。
この場合、第２の電極３３Ｂによる冷却液ＣＬの流路抵抗を小さくすべく、第２の電極３３Ｂは、貫通孔３３２ｈに連通するとともに、冷却液ＣＬの流れ方向に沿って延びる１又は複数の溝３３２ｇが形成されていることが好ましい。具体的にこの溝３３２ｇは、各貫通孔３３２ｈそれぞれに対して設けられた軸方向に延びる有底溝であり、その開口が絶縁パイプ３２の内周面と対向するように形成されている。
また、第２の電極３３Ｂの先端角部３３２ｃでの電界集中を緩和すべく、図３に示すように、第２の延出部３３２Ｂの先端角部３３２ｃをテーパ状（円錐形状）にしても良い。
【００６８】
さらに、上述したように、第２の電極３３Ｂの一部が中実である場合、第２の電極３３Ｂが管状である場合に比べて、冷却液ＣＬの流路抵抗が大きくなる。この流路抵抗を小さくする態様としては、第２の電極３３Ｂを細くすることが考えられるが、そうすると第１の電極３３Ａの内周面と第２の電極３３Ｂの外周面との距離が長くなり、コンデンサ３３のキャパシタンス値が小さくなってしまい、高電圧に耐えられない可能性が生じ得る。
そこで、第２の電極３３Ｂによる冷却液ＣＬの流路抵抗を小さくしつつ、コンデンサ３３に必要なキャパシタンス値を担保するためには、図４に示すように、第１の電極３３Ａが、第２の電極３３Ｂに対向する位置に形成されて内径が小さくなる絞り部３３５を有していることが好ましい。
このような構成であれば、第２の電極３３Ｂを細くして冷却液ＣＬの流路抵抗を低減させつつ、第１の電極３３Ａに絞り部３３５を形成しているので、この絞り部３３５によって第１の電極３３Ａの外周面と第２の電極３３Ｂの内周面との距離を短くすることができ、コンデンサ３３に必要なキャパシタンス値を担保することができる。
【００６９】
また、前記実施形態では、連通孔３３２ｈが軸方向に沿って直管要素３３４の基端から第１の延出部３３２Ａの先端までの間に設けられていたが、図５に示すように、貫通孔３３２ｈは、軸方向に沿って第１の延出部３３２Ａの先端を越えて設けられていても良いし、図示していないが直管要素３３４の基端まで延ばすことなく、その手前で留まらせても良い。
【００７０】
さらに、前記実施形態では、第１の電極３３Ａが金属パイプ３１と別部材である場合について説明したが、図６に示すように、第１の電極３３Ａは、金属パイプ３１の一部からなるものであっても良い。
具体的な実施態様としては、第１の金属パイプ３１Ａの軸方向端部を絶縁パイプ３２側に延ばすとともに、第２の電極３３Ｂを第２の金属パイプ３１Ｂ側から絶縁パイプ３２の内部を通して第１の金属パイプ３１Ａの内部に延ばした構成が挙げられる。この場合、第１の金属パイプ３２の軸方向端部は、絶縁パイプ３２に固定されており、具体的な固定方法としては前記実施形態と同様、絶縁パイプ３２の第１の金属パイプ３１Ａ側の軸方向端部に、外周部を周方向に切り欠いた外周切欠部３２ａを形成して、この外周切欠部３２ａに第１の金属パイプ３１Ａの軸方向端部を嵌合させて例えばろう付けＢ等により固定する方法が挙げられる。
このような構成であれば、第１の金属パイプ３１Ａにおける第２の電極と対向した部分を第１の電極３３Ａとして機能させることができ、部品点数を少なくしつつ前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
加えて、前記実施形態では、冷却液ＣＬの流れ方向上流側に配置された金属パイプ３１を第１の金属パイプ３１Ａとし、冷却液ＣＬの流れ方向下流側に配置された金属パイプ３１を第２の金属パイプ３１Ｂとしていたが、これとは逆に、冷却液ＣＬの流れ方向下流側に配置された金属パイプ３１を第１の金属パイプ３１Ａとし、冷却液ＣＬの流れ方向上流側に配置された金属パイプ３１を第２の金属パイプ３１Ｂとしても良い。言い換えれば、各部材を図２に示すように配置した状態において、冷却液ＣＬの流れ方向を前記実施形態と逆向きにしても良い。ただし、冷却液ＣＬを流し始めたときの空気の抜けやすさを考慮すると、前記実施形態の向きに冷却液ＣＬを流した方が有利である。
【００７２】
さらに、図７に示すように、複数のアンテナ３を有するプラズマ処理装置１００において、各アンテナ３の両端部を、真空容器２外に延出させて、互いに隣接するアンテナ３において一方のアンテナ３の端部と他方のアンテナ３の端部とを接続導体１７により電気的に接続してもよい。ここで、接続導体１７により接続される２つのアンテナ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３は、互いに隣接するアンテナ４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。このように複数のアンテナを接続導体１７により１本のアンテナ構造にすることで、処理する基板の大型化を容易に展開することができる。
【００７３】
そして、接続導体１７は内部に流路を有しており、その流路に冷却液が流れように構成されている。具体的には、接続導体１７の一端部は、一方のアンテナ３の流路と連通しており、接続導体１７の他端部は、他方のアンテナ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３において一方のアンテナ３を流れた冷却液が接続導体１７の流路を介して他方のアンテナ３に流れる。これにより、共通の冷却液によりアンテナ３及び接続導体１７の両方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３を冷却することができるので、循環流路１４の構成を簡略化することができる。
【００７４】
さらに、接続導体１７は、互いに隣接するアンテナ３において一方のアンテナ３に接続される一方の導体部１７ａと、他方のアンテナ３に接続される他方の導体部１７ｃと、一方の導体部１７ａ及び他方の導体部１７ｂに電気的に直列接続された容量素子であるコンデンサ１７ｃとを有する。なお、導体部１７ａ、１７ｂの構成は例えば前記実施形態の導体要素３１と同様にすることが考えられ、コンデンサ１７ｃの構成は例えば前記実施形態のコンデンサ３３と同様にすることが考えられる。このように接続導体１７にコンデンサ１７ｃを設けることによって接続導体１７のインピーダンスを零相当にすることができ、接続導体１７によるインピーダンスの増加を無くすことができる。また、コンデンサ１７ｃを可変コンデンサとして静電容量を調整できるものとしてもよい。
【００７５】
接続導体１７の構成は図７に限られず、例えば図８に示すように接続導体１７が容量素子を有さない構成としてもよい。この構成の場合には、互いに隣接するアンテナ３において、一方のアンテナ３の給電側端部３ａ及び他方のアンテナ３の接地側端部３ｂ及び接続導体１７を合わせたインダクタンスを、その他の導体要素３１のインダクタンスと同じにして、複数のアンテナ３全体に亘って連続的に同じ誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスとが繰り返される構成となる。その結果、複数のアンテナ３全体として接続導体によるインピーダンスの見かけ上の増加を無くすことができる。その結果、アンテナ３に沿って長さ方向及び配列方向において均一なプラズマＰを発生させることができる。
【００７６】
また、図９に示すように、アンテナ３において絶縁パイプ３２の軸方向両側の少なくとも一方側に位置する金属パイプ３２又は電極の外側周面に、絶縁カバー１０に向かって突出する凸部３Ｔを設けてもよい。なお、図１０には、アンテナ３が撓んだ状態であり、凸部３Ｔの下部が絶縁カバー１０の内面に接触した状態を示している。
【００７７】
なお、図９に示すコンデンサ３３は、絶縁パイプ３２の一方側の第１の金属パイプ３１Ａと電気的に接続された第１の電極３３Ａと、絶縁パイプ３２の他方側の第２の金属パイプ３１Ｂと電気的に接続されるとともに、第１の電極３３Ａに対向して配置された第２の電極３３Ｂとを備えており、第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間を冷却液ＣＬが満たすように構成されている。つまり、この第１の電極３３Ａ及び第２の電極３３Ｂの間の空間を流れる冷却液ＣＬが、コンデンサ３３を構成する液体の誘電体となる。各電極３３Ａ、３３Ｂは、概略回転体形状をなすとともに、その中心軸に沿って中央部に流路３３ｘが形成されている。具体的に各電極３３Ａ、３３Ｂは、金属パイプ３１における絶縁パイプ３２側の端部に電気的に接触するフランジ部３３１と、当該フランジ部３３１から絶縁パイプ３２側に延出した例えば円筒状の延出部３３２とを有している。フランジ部３３１は、金属パイプ３１及び絶縁パイプ３２の間に挟持される。また、フランジ部にも冷却水が流れる貫通孔３３１ｈが形成されている。
【００７８】
アンテナ３に設けられる凸部３Ｔは、絶縁パイプ３２の軸方向両側に隣接して設けられることが望ましい。この凸部３Ｔは、絶縁パイプ３２の軸方向両側に位置する部材（図９では金属パイプ３１Ａ、３１Ｂ）の周方向全体に亘って連続的又は間欠的に設けられている。なお、アンテナ３の自重による撓みを考慮すれば、金属パイプ３１Ａ、３１Ｂの下側部分に形成するだけでも良い。ここで、金属パイプの外側周面からの凸部の突出寸法は、アンテナ３の撓みにより絶縁パイプ３２が絶縁カバー１０に接触しない程度である。凸部３Ｔの断面形状は、図９に示すように矩形状をなすものの他、少なくとも先端部が円弧状をなすものであってもよいし、少なくとも先端部が三角形状をなすものであってもよい。
【００７９】
これらの凸部３Ｔは、アンテナ３に複数の絶縁パイプ３２が設けられている場合には、各絶縁パイプ３２の軸方向両側に隣接して設けることが望ましい。また、各絶縁パイプ３２の軸方向一方側に隣接して設ける構成であってもよい。この構成であれば、アンテナ３の撓み量が大きくなった場合に、軸方向の配置された複数の凸部３Ｔが絶縁カバー１０に接触することになり、絶縁カバー１０に掛かる荷重を分散することができる。
【００８０】
なお、絶縁パイプ３２に対して凸部３Ｔを設ける位置は、絶縁カバー３２に隣接した位置に限られず、アンテナ３の撓みにより絶縁パイプ３２が絶縁カバー１０に接触しないような位置であればよい。また、凸部３Ｔは、金属パイプ３１Ａ、３１Ｂに一体に形成する構成の他に、図１１に示すように、金属パイプ３１Ａ、３１Ｂの外側周面に凹部３Ｍを形成して、当該凹部３Ｍに凸部３Ｔとなるリング状部材３Ｒを嵌めることによって構成してもよい。
【００８１】
このようにアンテナ３に凸部３Ｔを設けることにより、アンテナ３が撓んだとしても凸部３Ｔが絶縁カバー１０に接触することによって絶縁パイプ３２が絶縁カバー１０に接触しないようにすることができる。これにより、樹脂製などの絶縁パイプ３２の熱損傷を防止することができる。また、絶縁パイプ３２と絶縁カバー１０の接触を防ぐことにより、絶縁パイプ３２が絶縁カバー１０に接触することによるコンデンサ３３の誘電体となる冷却液の温度上昇を防止できる。その結果、冷却液の誘電率の変化を抑制することができる。
【００８２】
前記実施形態に例示したアンテナ３においても凸部３Ｔを設けることもできる。この場合、前記実施形態の絶縁パイプ３２の軸方向両側の少なくとも一方側に位置する部材（例えば、第１の金属パイプ３１Ａ、第１の電極３３Ａ、第２の金属パイプ３１Ｂ、第２の電極３３Ｂの接触部３３１又は縮径要素３３３）に凸部３Ｔを設ける。
【００８３】
その上、前記実施形態では、アンテナ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。
【００８４】
加えて、導体要素及び絶縁要素は、１つの内部流路を有する管状をなすものであったが、２以上の内部流路を有するもの、或いは、分岐した内部流路を有するものであっても良い。また、導体要素及び／又は絶縁要素が中実のものであっても良い。
【００８５】
前記実施形態の電極において延出部は、円筒状であったが、その他の角筒状であっても良いし、平板状又は湾曲又は屈曲した板状であっても良い。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
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
３１  ・・・金属パイプ（導体要素）
３２  ・・・絶縁パイプ（絶縁要素）
３３  ・・・コンデンサ
３３Ａ・・・第１の電極
３３Ｂ・・・第２の電極
３３１・・・接触部
３３２・・・延出部
ＣＬ  ・・・冷却液（液体の誘電体）
４    ・・・高周波電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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