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JP7061264B2 - プラズマ制御システム及びプラズマ制御システム用プログラム - Google Patents

プラズマ制御システム及びプラズマ制御システム用プログラム Download PDF

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Description

本発明は、アンテナに高周波電流を流して発生させる誘導結合型のプラズマを制御するプラズマ制御システム及びこのプラズマ制御システムに用いられるプログラムに関するものである。
誘導結合型のプラズマ（略称ＩＣＰ）を発生させるものとして、特許文献１に示すように、複数本のアンテナを真空容器内の基板の四方に配置して、これらのアンテナに高周波電流を流すように構成されたプラズマ処理装置が知られている。
より詳細に説明すると、このプラズマ処理装置は、複数のアンテナそれぞれに接続された可変インピーダンス素子と、複数のアンテナそれぞれの給電側に設けられたピックアップコイル又はキャパシタとを備えている。そして、ピックアップコイル又はキャパシタからの出力値に基づいて可変インピーダンス素子のインピーダンス値をフィードバック制御することで、それぞれのアンテナの周囲に発生するプラズマの密度を所定範囲内に制御して、真空容器に発生させるプラズマ密度の空間的な均一化を図っている。
ところが、基板が大型なものになると、特許文献１のプラズマ処理装置に用いられているような比較的短尺なアンテナを基板の四方に配置したのでは対応することができず、この場合には特許文献２に示すような長尺状のアンテナが用いられる。
このような長尺状のアンテナを真空容器内に配置して誘導結合型プラズマを生成する場合、アンテナとプラズマとの間で生じる静電結合により、プラズマを介してアンテナと真空容器の壁との間で電流が流れたり、プラズマを介して互いに隣り合うアンテナ間で電流が流れたりする。
その結果、アンテナの長手方向に沿った電流量の分布が均一にならず、アンテナの長手方向に沿ったプラズマ密度が不均一になるという問題が生じる。
特開２００４－２２８３５４号公報 特開２０１６－１３８５９８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、長尺状のアンテナを用いて基板の大型化に対応することができるようにしつつ、アンテナの長手方向に沿って均一なプラズマを発生させ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制御システムは、高周波電源と、一端部が前記高周波電源に接続された第１アンテナと、一端部が前記第１アンテナの他端部に接続された第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間に設けられ、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第１リアクタンス可変素子と、前記第１リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第１駆動部と、前記第２アンテナの他端部に接続され、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第２リアクタンス可変素子と、前記第２リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第２駆動部と、前記第１アンテナの一端部に流れる電流を検出する第１電流検出部と、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間を流れる電流を検出する第２電流検出部と、前記第２アンテナの他端部に流れる電流を検出する第３電流検出部と、前記第１電流検出部により得られる第１電流値、前記第２電流検出部により得られる第２電流値、及び前記第３電流検出部により得られる第３電流値が互いに等しくなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する制御装置とを具備することを特徴とするものである。
このようなプラズマ制御システムによれば、制御装置が、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値が互いに等しくなるように、第１駆動部及び第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力するので、第１アンテナ及び第２アンテナに流れる電流を長手方向に沿って可及的に均一にすることができる。
その結果、長尺状のアンテナを用いて基板の大型化に対応できるようにしつつ、アンテナの長手方向に沿って均一なプラズマを発生させることが可能となる。
なお、本発明における「第１電流値、第２電流値、及び第３電流値が互いに等しくなる」とは、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値が同一となる場合の他、第１アンテナ及び第２アンテナに流れる電流を長手方向に沿って可及的に均一にするうえで、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値の間に無視できる誤差や検出不能な誤差が生じている場合も含む意味である。
第１電流値、第２電流値、及び第３電流値を互いに等しくするための制御装置の具体的な構成としては、前記第１検出値及び前記第２検出値を比較する第１比較部と、前記第２検出値及び前記第３検出値を比較する第２比較部と、前記第１比較部の比較結果に基づいて、前記第１電流値及び前記第２電流値が等しくなるように前記第１駆動部を制御するための制御信号を出力するとともに、前記第２比較部の比較結果に基づいて、前記第２電流値及び前記第３電流値が等しくなるように前記第２駆動部を制御するための制御信号を出力する制御部とを備える構成を挙げることができる。
このような構成であれば、第１電流値及び第２電流値を等しくするとともに、第２電流値及び第３電流値を等しくすることができ、その結果として、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値を互いに等しくすることができる。
制御装置の別の構成としては、前記第１電流値、前記第２電流値、及び前記第３電流値の大小関係を表す複数種類の基準電流値パターン、及び、それぞれの基準電流値パターンに対応して予め定められており、前記各電流値が互いに等しくなるように前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御するための制御パターンを結び付けたパターンデータを記憶するパターンデータ記憶部と、前記第１電流値、前記第２電流値、及び前記第３電流値の実際の大小関係である実電流値パターンを判断する実電流値パターン判断部と、前記実電流値パターンに対応する前記基準電流値パターンを判断するとともに、当該基準電流値パターンに結び付いた前記制御パターンに基づいて、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する制御部とを備える構成を挙げることができる。
このような構成であれば、実電流値パターンに応じた制御パターンに基づいて第１駆動部及び第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力することで、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値を互いに等しくすることができる。
ところで、第１アンテナ及び第２アンテナが、基板を収容する真空容器の対向する側壁それぞれを貫通するとともに、各アンテナの同じ側の端部を電気的に接続して直列接続させる構成において、各リアクタンス素子のリアクタンスを変更した場合、第１電流値や第３電流値の変動に比べて、第２電流値の変動は小さい。これは、第１アンテナ及び第２アンテナの間を流れる電流が、各アンテナに流れる電流よりもプラズマの影響を受け難いからであると考えられる。
そこで、前記制御装置が、前記第１電流値及び前記第２電流値が互いに異なる場合に、前記第１電流値を前記第２電流値に近づけるように前記第１駆動部を制御するための制御信号を出力し、前記第２電流値及び前記第３電流値が互いに異なる場合に、前記第３電流値を前記第２電流値に近づけるように前記第２駆動部を制御するための制御信号を出力するように構成されていることが好ましい。
このような構成であれば、第１電流値や第３電流値を比較的安定している第２電流値に近づけるようにしているので、第１電流値、第２電流値、及び第３電流値を比較的短時間で互いに等しくすることができる。
前記第１リアクタンス可変素子としては、前記第１アンテナに電気的に接続される第１の固定電極と、前記第２アンテナに電気的に接続される第２の固定電極と、前記第１の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前記可動要素である可動電極とを有し、前記可動電極が所定の回転軸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た可変コンデンサを挙げることができる。
このような構成において、例えば静電容量がゼロ、すなわち可動電極と各固定電極とが平面視のおいて重なり合わない状態とした場合に、可動電極と各固定電極との間に隙間が生じると、その隙間にアーク放電が生じることがあり、容量素子の破損を招く恐れがある。
そこで、上記構成において、前記制御装置が、前記可動電極の回転角度が所定の閾値となった場合に、前記可動電極の回転を停止させる制御停止部を備えることが好ましい。
このような構成であれば、アーク放電が生じ得る回転角度に到る前に可動電極の回転を停止させることができ、アーク放電の発生を防ぐことができる。
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナが、基板を収容する真空容器の対向する側壁それぞれを貫通するとともに、前記各アンテナの同じ側の端部の間に介在する接続導体によって直列接続されており、前記各アンテナは、内部に冷却液が流れる流路を有しており、前記接続導体が、前記第１リアクタンス可変素子である第１可変コンデンサと、前記第１可変コンデンサと前記第１アンテナの端部とを接続するとともに、その端部に形成された開口部から流出する前記冷却液を前記第１可変コンデンサに導く第１の接続部と、前記第１可変コンデンサと前記第２アンテナの端部とを接続するとともに、その端部に形成された開口部に前記第１可変コンデンサを通過した前記冷却液を導く第２の接続部とを有し、前記冷却液が前記第１可変コンデンサの誘電体であることが好ましい。
このような構成であれば、高周波電流に対するリアクタンスは、簡単に言えば、アンテナの誘導性リアクタンスから第１可変コンデンサの容量性リアクタンスを差し引いたものとなるので、一対のアンテナを直列接続しつつも、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。しかも、アンテナの冷却液を第１可変コンデンサの誘電体として用いているので、第１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。
また、本発明に係るプラズマ制御システム用プログラムは、高周波電源と、一端部が前記高周波電源に接続された第１アンテナと、一端部が前記第１アンテナの他端部に接続された第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間に設けられ、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第１リアクタンス可変素子と、前記第１リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第１駆動部と、前記第２アンテナの他端部に接続され、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第２リアクタンス可変素子と、前記第２リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第２駆動部と、前記第１アンテナの一端部に流れる電流を検出する第１電流検出部と、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間を流れる電流を検出する第２電流検出部と、前記第２アンテナの他端部に流れる電流を検出する第３電流検出部と、を具備するプラズマ制御システムに用いられるプログラムであって、前記第１電流検出部により得られる第１電流値、前記第２電流検出部により得られる第２電流値、及び前記第３電流検出部により得られる第３電流値が互いに等しくなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするプログラムである。
このようなプラズマ制御システム用プログラムによれば、上述したプラズマ制御システムと同様の作用効果を発揮させることができる。
このように構成した本発明によれば、長尺状のアンテナを用いて基板の大型化に対応することができるようにしつつ、アンテナの長手方向に沿って均一なプラズマを発生させることができる。
本実施形態のプラズマ制御システムの構成を示す模式図である。 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。 同実施形態の固定金属板及び可動金属板が対向した状態を示す模式図である。 同実施形態の制御装置の機能を示す機能ブロック図である。 同実施形態の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の制御装置の機能を示す機能ブロック図である。 第２実施形態の基準電流値パターンを説明するための図である。 その他の実施形態におけるプラズマ制御システムの構成を示す模式図である。
以下に、本発明に係るプラズマ制御システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
＜システム構成＞
本実施形態のプラズマ制御システム２００は、図１に示すように、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１００と、そのプラズマを制御するための制御装置Ｘを少なくとも具備している。
まず、プラズマ処理装置１００について説明する。
プラズマ処理装置１００は、図２に示すように、基板Ｗに、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、スパッタリング等の処理を施すものである。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。
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、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内に配置された長尺状のアンテナ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。
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）及び真空容器２の側壁に形成されたガス導入口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、負のパルス電圧等であるが、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３は、ここでは直線状のものであり、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、又はポリフェニレンサルファイド（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３は、図３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。より具体的に説明すると、本実施形態では２本のアンテナ３が接続導体１２により接続されており、一方のアンテナ３（以下、第１アンテナ３Ａともいう）の端部と他方のアンテナ３（以下、第２アンテナ３Ｂともいう）の端部とが電気的に接続されている。
ここで、接続導体１２により接続される第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂの端部は同じ側壁側に位置する端部である。これにより、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂに互いに逆向きの高周波電流ＩＲが流れる。
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、第１アンテナ３Ａの流路と連通しており、接続導体１２の他端部は、第２アンテナ３Ｂ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３Ａ、３Ｂにおいて第１アンテナ３Ａを流れた冷却液ＣＬが接続導体１２の流路を介して第２アンテナ３Ｂ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。
各アンテナ３Ａ、３Ｂのうち接続導体１２で接続されていない一方の端部（ここでは、第１アンテナ３Ａの一端部）が給電側端部３ａ１となり、当該給電側端部３ａ１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（ここでは、第２アンテナ３Ｂの他端部）である終端部３ｂ２は可変コンデンサＶＣ２を介して接地されている。なお、可変コンデンサＶＣ２としては種々の構成のものを用いて良いが、一例としては、固定電極（不図示）と、この固定電極との間でコンデンサを形成する可動要素たる可動電極（不図示）とを備え、可動電極が所定の回転軸周りに回転することによって、その静電容量が変更できるように構成されたものである。
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。
＜接続導体１２の構成＞
次に接続導体１２について、図４～図８を参照して詳細に説明する。なお、図４及び図５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４及び図５に示すように、各アンテナ３Ａ、３Ｂに電気的に接続される可変コンデンサＶＣ１と、当該可変コンデンサＶＣ１と第１アンテナ３Ａの他端部３ａ２とを接続する第１の接続部１４と、可変コンデンサＶＣ１と第２アンテナ３Ｂの一端部３ｂ１とを接続する第２の接続部１５とを有している。なお、この可変コンデンサＶＣ１と、図１及び図２に示す第２アンテナ３Ｂの終端部３ｂ２に接続された可変コンデンサＶＣ２とを区別すべく、以下、前者を第１可変コンデンサＶＣ１と呼ぶ、後者を第２可変コンデンサＶＣ２と呼ぶ。
第１の接続部１４は、第１アンテナ３Ａの他端部３ａ２を取り囲むことによって、該アンテナ３Ａに電気的に接触するとともに、該アンテナ３Ａの他端部３ａ２に形成された開口部３Ｈから冷却液ＣＬを第１可変コンデンサＶＣ１に導くものである。
第２の接続部１５は、第２アンテナ３Ｂの一端部３ｂ１を取り囲むことによって、該アンテナ３Ｂに電気的に接触するとともに、第１可変コンデンサＶＣ１を通過した冷却液ＣＬを該アンテナ３Ｂの一端部３ｂ１に形成された開口部３Ｈに導くものである。
これらの接続部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Ｓａ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４参照）。これにより、接続部１４、１５に対するアンテナ３の若干の傾きを許容する構成としている。
第１可変コンデンサＶＣ１は、第１アンテナ３Ａに電気的に接続される第１の固定電極１６と、第２アンテナ３Ｂ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要素たる可動電極１８とを有している。
本実施形態の第１可変コンデンサＶＣ１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、第１可変コンデンサＶＣ１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、第１アンテナ３Ａからの冷却液ＣＬを導入する導入ポートＰ１と、冷却液Ｃｌを第２アンテナ３Ｂ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４では左側壁）に形成され、導出ポートＰ２は収容容器１９の他方の側壁（図４では右側壁）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、図５及び図６に示すように、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。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７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４及び図５に示すように、収容容器１９の側壁（図４では前側壁）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。
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の前側壁においてＯリングなどのシール部材Ｓｂ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、第１の可動金属板１８２及び第２の可動金属板１８３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。
第１の可動金属板１８２は、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、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４では、固定金属板１６１、１７１を６枚とし、可動金属板１８２、１８３を５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５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７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。
このように構成された第１可変コンデンサＶＣ１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。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。
また、本実施形態では、図７に示すように、各固定金属板１６１、１７１及び各可動金属板１８２、１８３が対向しない状態では、平面視において、可動金属板１８２、１８３の拡開する端辺１８２ａ、１８３ａと、固定金属板１６１、１７１の縮小する端辺１６１ａ、１７１ａとの間に隙間Ｚを設けている。これにより、可動電極１８を軸方向に取り外し可能にしている。本実施形態では、可動電極１８を支持している前側壁を軸方向に沿って取り外すことによって可動電極１８が取り外される。
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、第１可変コンデンサＶＣ１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、第１可変コンデンサＶＣ１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、第１可変コンデンサＶＣ１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。
然して、本実施形態のプラズマ制御システム２００は、図１に示すように、第１アンテナ３Ａの一端部３ａ１（すなわち、上述した給電側端部３ａ１）に流れる電流を検出する第１電流検出部Ｓ１と、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂの間を流れる電流を検出する第２電流検出部Ｓ２と、第２アンテナ３Ｂの他端部３ｂ２（すなわち、上述した終端部３ｂ２）に流れる電流を検出する第３電流検出部Ｓ３と、第１可変コンデンサＶＣ１及び第２可変コンデンサＶＣ２を制御する制御装置Ｘとをさらに具備している。なお、説明の便宜上、図１においては、真空容器２等のアンテナ３の周辺構造の記載を省略している。
第１電流検出部Ｓ１は、第１アンテナ３Ａの一端部３ａ１又はその近傍に取り付けられた例えばカレントトランス等のカレントモニタである。この第１電流検出部Ｓ１により検出された検出信号は、直流変換回路１０１により交流から直流に変換され、ＡＤ変換器１０２によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて、制御装置Ｘに出力される。
第２電流検出部Ｓ２は、第１可変コンデンサＶＣ１及び第２アンテナ３Ｂの一端部３ｂ１の間に設けられた例えばカレントトランス等のカレントモニタである。この第２電流検出部Ｓ２により検出された検出信号は、直流変換回路１０１により交流から直流に変換され、ＡＤ変換器１０２によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて、制御装置Ｘに出力される。なお、第２電流検出部Ｓ２は、第１アンテナ３Ａの他端部３ａ２及び第１可変コンデンサＶＣ１の間に設けられ、第１アンテナ３Ａの他端部３ａ２に流れる電流の大きさに応じた検出信号を出力するものであっても良い。
第３電流検出部Ｓ３は、第２アンテナ３Ｂの他端部３ｂ２又はその近傍に取り付けられた例えばカレントトランス等のカレントモニタである。この第３電流検出部Ｓ３により検出された検出信号は、直流変換回路１０１により交流から直流に変換され、ＡＤ変換器１０２によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて、制御装置Ｘに出力される。
制御装置Ｘは、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量及び第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を制御するものである。ここで、図１に示すように、第１可変コンデンサＶＣ１の可動電極１８は第１駆動部Ｍ１たるモータにより駆動し、第２可変コンデンサＶＣ２の図示しない可動要素は第２駆動部Ｍ２たるモータにより駆動する。各モータＭ１、Ｍ２は、モータ駆動回路１０３からの駆動信号によって回転するものであり、このモータ駆動回路１０３が制御装置Ｘにより制御される。
この制御装置Ｘは、物理的にはＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を備えたＰＬＣ等のコンピュータであり、前記メモリに記憶されたプログラムが実行され、各機器が協業することで、図９に示すように、電流値取得部Ｘ１、第１比較部Ｘ２、第２比較部Ｘ３、及び制御部Ｘ４としての機能を発揮するように構成されている。
以下、各部について説明する。
電流値取得部Ｘ１は、各電流検出部Ｓ１～Ｓ３により検出された電流の大きさを示す信号を取得するものである。
具体的にこの電流取得部Ｘ１は、第１電流検出部Ｓ１により検出された第１電流値Ｉ１を示すデジタル信号、第２電流検出部Ｓ２により検出された第２電流値Ｉ２を示すデジタル信号、及び第３電流検出部Ｓ３により検出された第３電流値Ｉ３を示すデジタル信号を取得する。そして、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２を第１比較部Ｘ２に出力し、第２電流値Ｉ２及び第３電流値Ｉ３を第２比較部Ｘ３に出力する。
第１比較部Ｘ２は、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２を比較するものである。具体的には、第２電流値Ｉ２から第１電流値Ｉ１を差し引いた第１電流差ΔＩ１が、０より大きいか否かを判断するように構成されている。
第２比較部Ｘ３は、第２電流値Ｉ２及び第３電流値Ｉ３を比較するものである。具体的には、第２電流値Ｉ２から第３電流値Ｉ３を差し引いた第２電流差ΔＩ２が、０より大きいか否かを判断するように構成されている。
制御部Ｘ４は、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３に基づいて、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量及び第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量をフィードバック制御するものである。具体的には、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３が互いに等しくなるように、モータ駆動回路１０３に制御信号を出力する。
以下、より詳細な制御内容について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
まず第１比較部Ｘ２が、第２電流値Ｉ２が第１電流値Ｉ１よりも大きいか否か、すなわち第１電流差ΔＩ１が０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１）。
Ｓ１において、第１電流差ΔＩ１が０より大きいと判断した場合、制御部Ｘ４は、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量が大きくなるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力する（Ｓ２）。そして、この制御信号に基づいた駆動信号がモータ駆動回路１０３から第１駆動部Ｍ１に出力される。
一方、Ｓ１において、第１電流差ΔＩ１が０より大きくはないと判断した場合、すなわち第１電流差ΔＩ１が０以下である場合、制御部Ｘ４は、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量が小さくなるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力する。（Ｓ３）。そして、この制御信号に基づいた駆動信号がモータ駆動回路１０３から第１駆動部Ｍ１に出力される。
Ｓ２、Ｓ３において、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を変更した場合、第２電流値Ｉ２の変化は比較的小さく、第１電流値Ｉ１が第２電流値Ｉ２に近づくように比較的大きく増減する。これは、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂの間を流れる電流が、第１アンテナ３Ａに流れる電流よりもプラズマの影響を受け難いからであると考えられる。
次に第２比較部Ｘ３が、第２電流値Ｉ２が第３電流値Ｉ１よりも大きいか否か、すなわち第２電流差ΔＩ２が０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ４）。
Ｓ４において、第２電流差ΔＩ２が０より大きいと判断した場合、制御部Ｘ４は、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量が小さくなるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力する（Ｓ５）。そして、この制御信号に基づいた駆動信号がモータ駆動回路１０３から第２駆動部Ｍ２に出力される。
一方、Ｓ４において、第２電流差ΔＩ２が０より大きくはないと判断した場合、すなわち第２電流差ΔＩ２が０以下である場合、制御部Ｘ４は、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量が大きくなるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力する（Ｓ６）。そして、この制御信号に基づいた駆動信号がモータ駆動回路１０３から第２駆動部Ｍ２に出力される。
Ｓ５、Ｓ６において、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を変更した場合、第２電流値Ｉ２の変化は比較的小さく、第３電流値Ｉ３が第２電流値Ｉ２に近づくように比較的大きく増減する。これは、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂの間を流れる電流が、第２アンテナ３Ｂに流れる電流よりもプラズマの影響を受け難いからであると考えられる。
以下、制御部Ｘ４は、Ｓ１～Ｓ６を繰り返し、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２が互いに等しく、且つ、第２電流値Ｉ２及び第３電流値Ｉ３が互いに等しくなるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力し続ける。
さらに、本実施形態の制御装置Ｘは、図９に示すように、制御停止部Ｘ５としての機能を備えている。
この制御停止部Ｘ５は、少なくとも第１可変コンデンサＶＣ１の可動電極１８の回転角度が所定の閾値となった場合に、可動電極１８の回転を停止させるものである。
より具体的に説明すると、可動電極１８には例えばエンコーダ等の図示しない角度検出部が設けられており、この角度検出部から制御停止部Ｘ５に可動電極１８の回転角度を示す検出角度信号が出力される。なお、ここでの回転角度は、例えば図７及び図８に示すように、平面視において各可動金属板１８２、１８３が各固定金属板１６１、１７１と重なり合わない状態、すなわち静電容量がゼロの状態を０度とした場合の回転角度θである。
上述した閾値は、平面視において各可動金属板１８２、１８３の一部が第１の固定金属板１６１や第２の固定金属板１７１の一部と重なり合っている状態の角度に設定されている。
具体的に閾値は、各可動金属板１８２、１８３を各固定金属板１６１、１７１と重なり合わない０度から回転させていき、各可動金属板１８２、１８３が第１の固定金属板１６１や第２の固定金属板１７１と重なり始めてから９０度に到るまでの回転角度であり、例えば１０度である。なお、ここでは可動金属板１８２、１８３が０度と９０度との間で正逆回転する構成を想定しており、可動金属板１８２、１８３が９０度を超えて回転する構成においては、閾値として上限値及び下限値を設定しても良い。
そして、可動電極１８の回転角度が閾値よりも大きい場合は、上述した制御部Ｘ４による制御が行われ、可動電極１８の回転角度を小さくしていき閾値に達した場合に、制御停止部Ｘ５が、制御部Ｘ４による判断に関わらず、モータ駆動回路１０３に停止信号を出力して可動電極１８の回転を強制的に停止させる。
なお、制御停止部Ｘ５は、第１可変コンデンサＶＣ１と同様に、第２可変コンデンサＶＣ２の図示しない可動電極の回転角度が所定の閾値となった場合に、当該可動電極の回転を停止するように構成されていても良い。
＜本実施形態の効果＞
このように、本実施形態のプラズマ制御システム２００によれば、制御部Ｘ４が、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３が互いに等しくなるように、第１駆動部Ｍ１及び第２駆動部Ｍ２それぞれを制御するための制御信号をモータ駆動回路１０３に出力するので、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂに流れる高周波電流ＩＲを長手方向に沿って可及的に均一にすることができる。
その結果、長尺状のアンテナ３を用いて基板Ｗの大型化に対応できるようにしつつ、アンテナ３の長手方向に沿って均一なプラズマＰを発生させることが可能となる。
なお、ここでいう「第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３が互いに等しくなる」とは、上述した第１電流差ΔＩ１及び第２電流差ΔＩ２が、それぞれ実質的にゼロとなれば良く、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂに流れる電流を長手方向に沿って可及的に均一にできるのであれば、第１電流差ΔＩ１や第２電流差ΔＩ２がゼロよりも若干大きい又は若干小さくても構わない。
また、可動電極１８の回転角度が閾値に達した場合に、制御停止部Ｘ５が可動電極１８の回転を停止させるので、平面視において各可動金属板１８２、１８３と各固定金属板１６１、１７１との間に隙間Ｚが生じる前に可動電極１８の回転が停止する。これにより、プラズマＰの発生中にアーク放電が発生し得る上記の隙間Ｚが生じず、アーク放電による第１可変コンデンサＶＣ１の破損を防ぐことができる。
さらに、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、第１可変コンデンサＶＣ１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、第１可変コンデンサＶＣ１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。
さらに加えて、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。
そのうえ、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。
＜第２実施形態＞
第２実施形態におけるプラズマ制御システム２００は、制御装置Ｘの構成が前記実施形態とは異なる。
具体的に第２実施形態における制御装置Ｘは、図１１に示すように、電流値取得部Ｘ１、パターンデータ記憶部Ｘ６、実電流値パターン判断部Ｘ７、制御部Ｘ４、及び制御停止部Ｘ５としての機能を備えている。
以下、各部について説明するが、電流値取得部Ｘ１及び制御停止部Ｘ５は、前記実施形態と同様の機能であるため、詳細な説明は省略する。
パターンデータ記憶部Ｘ６は、制御装置Ｘを構成するメモリの所定領域に設定されており、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３の大小関係を表す複数種類の基準電流値パターン、及び、それぞれの基準電流値パターンに対応して予め定められた第１駆動部Ｍ１及び第２駆動部Ｍ２を制御するための制御パターンを結び付けたパターンデータを記憶している。
複数種類の基準電流値パターンは、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３の大小関係として想定し得る互いに異なるパターンであり、ここでは図１２に示す４つの基準電流値パターンであり、具体的には以下である。
［第１基準電流値パターン］
第１電流値Ｉ１＜第２電流値Ｉ２＜第３電流値Ｉ３
［第２基準電流値パターン］
第１電流値Ｉ１＞第２電流値Ｉ２＜第３電流値Ｉ３
［第３基準電流値パターン］
第１電流値Ｉ１＞第２電流値Ｉ２＞第３電流値Ｉ３
［第４基準電流値パターン］
第１電流値Ｉ１＜第２電流値Ｉ２＞第３電流値Ｉ３
なお、第１電流値Ｉ１＝第２電流値Ｉ２の場合や第２電流値Ｉ２＝第３電流値Ｉ３の場合などを考慮して、基準電流値パターンをさらに多くの種類に場合分けしても良い。
制御パターンは、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を互いに等しくするために必要な第１可変コンデンサＶＣ１及び第２可変コンデンサＶＣ２のリアクタンスの増減方向（言い換えれば、静電容量の増減方向）を、各基準電流値パターンに対して予め定めたものである。具体的に、第１～第４基準電流値パターンに対する第１～第４制御パターンは以下である。
［第１制御パターン］
第１可変コンデンサＶＣ１のリアクタンスを小さくし、第２可変コンデンサＶＣ２のリアクタンスを小さくする。換言すれば、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を小さくし、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を小さくする。
［第２制御パターン］
第１可変コンデンサＶＣ１のリアクタンスを大きくし、第２可変コンデンサＶＣ２のリアクタンスを小さくする。換言すれば、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を大きくし、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を小さくする。
［第３制御パターン］
第１可変コンデンサＶＣ１のリアクタンスを大きくし、第２可変コンデンサＶＣ２のリアクタンスを大きくする。換言すれば、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を大きくし、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を大きくする。
［第４制御パターン］
第１可変コンデンサＶＣ１のリアクタンスを小さくし、第２可変コンデンサＶＣ２のリアクタンスを大きくする。換言すれば、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を小さくし、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を大きくする。
なお、各制御パターンにおいて、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を変更した後に、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を変更しても良いし、逆に、第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を変更した後に、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量を変更しても良い。
実電流値パターン判断部Ｘ７は、電流値取得部Ｘ１が出力した第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３に基づいて、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３の実際の大小関係である実電流値パターンを判断するものである。
具体的に実電流値パターン判断部Ｘ７は、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２の大小関係を判断するとともに、第２電流値Ｉ２及び第３電流値Ｉ３の大小関係を判断する。
制御部Ｘ４は、実電流値パターンに対応する基準電流値パターンを判断するとともに、この基準電流値パターンに結び付いた制御パターンに基づいて、モータ駆動回路１０３に制御信号を出力する。そして、この制御信号に基づいて、モータ駆動回路１０３が第１駆動部Ｍ１及び第２駆動部Ｍ２それぞれに駆動信号を出力する。
具体的には、まず上述した複数種類の基準電流値パターンのうち、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３の大小関係と合致する基準電流値パターンを選択する。
そして、第１可変コンデンサ及び第２可変コンデンサの静電容量の増減方向が、選択した基準電流値パターンに結び付いた制御パターンの示す増減方向となるように、モータ駆動回路１０３に制御信号を出力する。より詳細には、第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２が互いに異なる場合は、第１電流値Ｉ１を第２電流値Ｉ２に近づけるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力し、第２電流値Ｉ２及び第３電流値Ｉ３が互いに異なる場合は、第３電流値Ｉ３を第２電流値Ｉ２に近づけるようにモータ駆動回路１０３に制御信号を出力する。
上述した構成によれば、実電流値パターンの大小関係に合致した基準電流値パターンを判断し、この基準電流値パターンに結び付いた制御パターンに基づいてモータ駆動回路１０３に制御信号を出力するので、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３を互いに等しくすることができる。
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態ではプラズマ制御システム２００が、アンテナ３を２本備えたものであったが、図１３に示すように、直列接続された複数本（例えば２本）のアンテナ３が複数組並列に設けられていても良い。なお、直列接続されるアンテナ３の本数は３本以上であっても良い。
さらに、図１３に示すプラズマ制御システム２００は、第１アンテナ３Ａの給電側端部３ａ１それぞれに接続された第３可変コンデンサＶＣ３をさらに備えている。
このような構成であれば、前記実施形態と同様に、第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２、及び第３電流値Ｉ３が等しくなるように、第１可変コンデンサＶＣ１の静電容量及び第２可変コンデンサＶＣ２の静電容量を制御することで、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂの長手方向に沿って均一なプラズマＰを発生させることができる。
さらに、各第１アンテナ３Ａの給電側端部３ａ１に流れる第１電流値Ｉ１を第１電流検出部Ｓ１により検出しているので、複数の第１アンテナ３Ａに対する高周波電流ＩＲの分配比を把握することができる。従って、各第１電流値Ｉ１に基づき各第３可変コンデンサＶＣ３の静電容量を変更することで、各第１のアンテナ３Ａに対して供給される高周波電流ＩＲの分配比を調整することができる。
その結果、第１アンテナ３Ａ及び第２アンテナ３Ｂに流れる高周波電流ＩＲを長手方向に沿って均一化しつつ、並列に設けられた各第１アンテナ３Ａに高周波電源４からの高周波電流ＩＲを均等に分配することができ、空間的に均一なプラズマＰを発生させることが可能となる。
前記実施形態の第１可変コンデンサでは、可動電極１８が回転軸Ｃ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。
この構成において、第１駆動部としては、前記実施形態のようにモータであっても良いし、シリンダ等であっても良い。
なお、第２可変コンデンサにおいても同様に、可動電極が一方向にスライド移動するものであっても良いし、この場合に第２駆動部としてシリンダ等を用いても良い。
前記実施形態における第１可変コンデンサの代わりに、可変インピーダンス素子や可変抵抗素子など、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第１リアクタンス可変素子を用いても良い。
また、前記実施形態における第２可変コンデンサの代わりに、可変インピーダンス素子や可変抵抗素子など、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第２リアクタンス可変素子を用いても良い。
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。
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。
２００・・・プラズマ制御システム
１００・・・プラズマ処理装置
Ｗ ・・・基板
Ｐ ・・・誘導結合型プラズマ
ＩＲ ・・・高周波電流
２ ・・・真空容器
３Ａ ・・・第１アンテナ
３ａ１・・・一端部
３ａ２・・・他端部
３Ｂ ・・・第２アンテナ
３ｂ１・・・一端部
３ｂ２・・・他端部
ＶＣ１・・・第１可変コンデンサ
１８ ・・・可動電極（可動要素）
ＶＣ２・・・第２可変コンデンサ
Ｍ１ ・・・第１駆動部
Ｍ２ ・・・第２駆動部
ＣＬ ・・・冷却液（液体の誘電体）
Ｓ１ ・・・第１検出部
Ｓ２ ・・・第２検出部
Ｓ３ ・・・第３検出部
Ｘ ・・・制御装置
Ｘ１ ・・・電流値取得部
Ｘ２ ・・・第１比較部
Ｘ３ ・・・第２比較部
Ｘ４ ・・・制御部

Claims (7)

  1. 高周波電源と、
    一端部が前記高周波電源に接続された第１アンテナと、
    一端部が前記第１アンテナの他端部に接続された第２アンテナと、
    前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間に設けられ、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第１リアクタンス可変素子と、
    前記第１リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第１駆動部と、
    前記第２アンテナの他端部に接続され、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第２リアクタンス可変素子と、
    前記第２リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第２駆動部と、
    前記第１アンテナの一端部に流れる電流を検出する第１電流検出部と、
    前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間を流れる電流を検出する第２電流検出部と、
    前記第２アンテナの他端部に流れる電流を検出する第３電流検出部と、
    前記第１電流検出部により得られる第１電流値、前記第２電流検出部により得られる第２電流値、及び前記第３電流検出部により得られる第３電流値が互いに等しくなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する制御装置とを具備する、プラズマ制御システム。
  2. 前記制御装置が、
    前記第１検出値及び前記第２検出値を比較する第１比較部と、
    前記第２検出値及び前記第３検出値を比較する第２比較部と、
    前記第１比較部の比較結果に基づいて、前記第１電流値及び前記第２電流値が等しくなるように前記第１駆動部を制御するための制御信号を出力するとともに、前記第２比較部の比較結果に基づいて、前記第２電流値及び前記第３電流値が等しくなるように前記第２駆動部を制御するための制御信号を出力する制御部とを備える、請求項１記載のプラズマ制御システム。
  3. 前記制御装置が、
    前記第１電流値、前記第２電流値、及び前記第３電流値の大小関係を表す複数種類の基準電流値パターン、及び、それぞれの基準電流値パターンに対応して予め定められており、前記各電流値が互いに等しくなるように前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御するための制御パターンを結び付けたパターンデータを記憶するパターンデータ記憶部と、
    前記第１電流値、前記第２電流値、及び前記第３電流値の実際の大小関係である実電流値パターンを判断する実電流値パターン判断部と、
    前記実電流値パターンに対応する前記基準電流値パターンを判断するとともに、当該基準電流値パターンに結び付いた前記制御パターンに基づいて、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する制御部とを備える、請求項１記載のプラズマ制御システム。
  4. 前記制御装置が、
    前記第１電流値及び前記第２電流値が互いに異なる場合に、前記第１電流値を前記第２電流値に近づけるように前記第１駆動部を制御するための制御信号を出力し、
    前記第２電流値及び前記第３電流値が互いに異なる場合に、前記第３電流値を前記第２電流値に近づけるように前記第２駆動部を制御するための制御信号を出力するように構成されている、請求項１乃至３のうち何れか一項に記載のプラズマ制御システム。
  5. 前記第１リアクタンス可変素子が、
    前記第１アンテナに電気的に接続される第１の固定電極と、
    前記第２アンテナに電気的に接続される第２の固定電極と、
    前記第１の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前記可動要素である可動電極とを有し、
    前記可動電極が所定の回転軸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た可変コンデンサであり、
    前記制御装置が、前記可動電極の回転角度が所定の閾値となった場合に、前記可動電極の回転を停止させる制御停止部を備える、請求項１乃至４のうち何れか一項に記載のプラズマ制御システム。
  6. 前記第１アンテナ及び前記第２アンテナが、基板を収容する真空容器の対向する側壁それぞれを貫通するとともに、前記各アンテナの同じ側の端部の間に介在する接続導体によって直列接続されており、
    前記各アンテナは、内部に冷却液が流れる流路を有しており、
    前記接続導体が、
    前記第１リアクタンス可変素子である第１可変コンデンサと、
    前記第１可変コンデンサと前記第１アンテナの端部とを接続するとともに、その端部に形成された開口部から流出する前記冷却液を前記第１可変コンデンサに導く第１の接続部と、
    前記第１可変コンデンサと前記第２アンテナの端部とを接続するとともに、その端部に形成された開口部に前記第１可変コンデンサを通過した前記冷却液を導く第２の接続部とを有し、
    前記冷却液が前記第１可変コンデンサの誘電体である、請求項１乃至５のうち何れか一項に記載のプラズマ制御システム。
  7. 高周波電源と、一端部が前記高周波電源に接続された第１アンテナと、一端部が前記第１アンテナの他端部に接続された第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間に設けられ、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第１リアクタンス可変素子と、前記第１リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第１駆動部と、前記第２アンテナの他端部に接続され、可動要素が動くことによりリアクタンスが変わる第２リアクタンス可変素子と、前記第２リアクタンス可変素子の前記可動要素を動かす第２駆動部と、前記第１アンテナの一端部に流れる電流を検出する第１電流検出部と、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの間を流れる電流を検出する第２電流検出部と、前記第２アンテナの他端部に流れる電流を検出する第３電流検出部と、を具備するプラズマ制御システムに用いられるプログラムであって、
    前記第１電流検出部により得られる第１電流値、前記第２電流検出部により得られる第２電流値、及び前記第３電流検出部により得られる第３電流値が互いに等しくなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部それぞれを制御するための制御信号を出力する機能をコンピュータに発揮させる、プラズマ制御システム用プログラム。
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