(57)【要約】【課題】セラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材において、使用する高周波電力の周波数を高めた場合であっても、上部電極とプラズマ処理部材との間でプラズマを発生させる。【解決手段】プラズマ処理部材１０は、セラミックス基体１１と、セラミックス基体１１に埋設されたプラズマ発生電極１２と、プラズマ発生電極１２に接続された電極用給電部材とを備え、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下に調整されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基体と、
該セラミックス基体に埋設されたプラズマ発生電極と、
該プラズマ発生電極に接続された電極用給電部材とを備え、
１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下であることを特徴とするプラズマ処理部材。
【請求項２】
前記電極用給電部材は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが１５０ｎＨ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理部材。
【請求項３】
前記電極用給電部材の幅は４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理部材。
【請求項４】
前記電極用給電部材の長さは５５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項５】
前記電極用給電部材の長さに対する幅の比は０．０３〜６．０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項６】
前記電極用給電部材は、中空形状であることを特徴する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項７】
前記プラズマ発生電極と前記電極用給電部材とが、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合、又は、ネジ止めにより接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項８】
前記セラミックス基体に接合され、前記電極用給電部材の少なくとも一部が収容される収容部を有する保護部材を備え、
前記電極用給電部材の少なくとも一部が、前記保護部材内に収容されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項９】
前記電極用給電部材は、前記プラズマ発生電極と接続し、前記保護部材内に収容される本体部と、
該本体部と接合し、前記保護部材の外部に延びる外部接続部と
を備えることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理部材。
【請求項１０】
前記セラミックス基体に埋設された抵抗発熱体と、
該抵抗発熱体に接続された発熱体用給電部材と、
該発熱体用給電部材が収容される収容部を有する絶縁部材と
を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプラズマ処理部材。
【請求項１１】
前記電極用給電部材に前記絶縁部材を挿通する挿通孔が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程や液晶製造工程などにおいて、半導体基板や液晶基板などの処理対象物を、プラズマを利用して処理することが行われている。このようなプラズマ処理を行うプラズマ処理装置では、セラミックス基体中にプラズマ発生電極が埋設されたプラズマ処理部材が用いられている（例えば、特許文献１参照）。プラズマ処理部材は、反応容器内に配置された上部電極との間でプラズマを発生させる。上部電極には高周波電源から１３．５６ＭＨｚの高周波電力が給電される。
【特許文献１】特開平１１-２６１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、プラズマ発生に使用する高周波電力の周波数をより高めたいという要望がある。しかしながら、従来のセラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材において、使用する高周波電力の周波数を２７ＭＨｚまで高めたところ、プラズマが本来発生すべき場所に発生せずに、目的と異なる場所に発生するという課題を生じた。
【０００４】
具体的には、上部電極とプラズマ処理部材との間にプラズマが発生することが正常な発生状態である。しかし、使用周波数を高めた場合、上部電極と反応容器の内壁面との間や、プラズマ処理部材の下方といった、目的と異なる場所にプラズマが偏って発生してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、セラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材において、使用する高周波電力の周波数を高めた場合であっても、上部電極とプラズマ処理部材との間でプラズマを正常に発生させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、独自に測定を行い、プラズマが偏って発生する原因は、プラズマ処理部材のインピーダンスが、上部電極と反応容器壁との間のインピーダンスよりも高くなるためであることを突き止めた。具体的には、プラズマ処理装置において、プラズマ処理部材のプラズマ発生電極を高周波電源に接続したり、接地したりせずに、電気的に開放した状態で、上部電極と反応容器との間のインピーダンスをインピーダンスアナライザにより測定したところ３０Ωであった。又、プラズマ処理部材のインピーダンスを測定したところ、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加した場合には２０Ωであり、３０Ωよりも低かったが、２７ＭＨｚの高周波電力を印加した場合には４８Ωであり、３０Ω以上であった。
【０００７】
その結果、２７ＭＨｚといった１３．５６ＭＨｚを越える高周波数の高周波電力を使用する場合に、プラズマを上部電極とプラズマ処理部材との間に正常に発生させるためには、上部電極と反応容器壁との間のインピーダンスをプラズマ処理部材のインピーダンスよりも高くする必要があることを見出した。
【０００８】
その対策方法のひとつに、反応容器壁を上部電極やプラズマ処理部材から遠ざけてそれらの間に十分な空間を確保し、上部電極と反応容器壁間のインピーダンスを大きくする方法がある。しかし、反応容器壁を遠ざける方法では、反応容器のサイズが大きくなり、装置の小型化が望めなくなる。また、反応容器内の空間が広くなるため、プロセス用ガスなどの供給量が増加し、製造効率が低下する。そのため、反応容器のサイズを大きくすることは好ましくない。その結果、上部電極及びプラズマ処理部材と、反応容器壁との間の空間は制限され、上部電極と反応容器壁間のインピーダンスを大きくすることは難しい。
【０００９】
本発明者らは問題を解決する手段として、上記の方法ではなく、プラズマ処理部材のインピーダンスを低減する方法の検討を行った。プラズマ処理部材のインピーダンスをインピーダンスアナライザにより測定し、プラズマ処理部材のインピーダンスに大きな影響を与えるのは、プラズマ発生電極に接続された電極用給電部材のインダクタンスであることを見出した。具体的には、１３．５６ＭＨｚを越える高周波数の高周波電力を使用する場合におけるインピーダンスでは、電極用給電部材のインダクタンスによる影響が約９割を占めることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
具体的には、本発明のプラズマ処理部材は、セラミックス基体と、セラミックス基体に埋設されたプラズマ発生電極と、プラズマ発生電極に接続された電極用給電部材とを備え、１３．５６ＭＨｚを越える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下であることを特徴とする。電極用給電部材は、プラズマ発生電極に接続され、プラズマ発生電極に電力を供給したり、プラズマ発生電極を接地させたりする。
【００１１】
このようなプラズマ処理部材によれば、セラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材であるにも関わらず、１３．５６ＭＨｚを越える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下に低減されている。よって、セラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材において、使用する高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚを越えるほど高めた場合であっても、上部電極とプラズマ処理部材との間でプラズマを発生させることができる。
【００１２】
電極用給電部材は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが１５０ｎＨ以下であることが好ましい。これによれば、プラズマ処理部材のインピーダンスを適切に、かつ、容易に低減させることができる。
【００１３】
電極用給電部材の幅は４ｍｍ以上であることが好ましい。これによれば、電極用給電部材のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材のインピーダンスを適切に低減できる。
【００１４】
電極用給電部材の長さは５５０ｍｍ以下であることが好ましい。これによれば、電極用給電部材のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材のインピーダンスを適切に低減できる。
【００１５】
電極用給電部材の長さに対する幅の比は０．０３〜６．０であることが好ましい。これによれば、電極用給電部材のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材のインピーダンスを適切に低減させることができる。更に、さまざまな装置構成に対応できる。
【００１６】
電極用給電部材は、中空形状であることが好ましい。高周波電流は表皮効果により大部分の電流が電極用給電部材の表面にしか流れない。また、電極用給電部材の内部は磁界の影響を受けないため、電極用給電部材を中空形状にしても特性は変わらない。電極用給電部材を中空形状にすることで、電極用給電部材内の空間を自由に使うことができる。更に、電極用給電部材を軽量化できるため、電極用給電部材とプラズマ発生電極との接続部に与える負荷を軽減することができる。
【００１７】
プラズマ発生電極と電極用給電部材とは、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合、又は、ネジ止めにより接続されていることが好ましい。
【００１８】
プラズマ処理部材は、セラミックス基体に接合され、電極用給電部材の少なくとも一部が収容される収容部を有する保護部材を備えることが好ましい。この場合、電極用給電部材の少なくとも一部を保護部材内に収容できる。このようにセラミックス基体と接合された保護部材に電極用給電部材を収容することによって、電極用給電部材や電極用給電部材とプラズマ発生電極との接続部分を保護することができる。よって、例えば、プラズマや腐食性ガスなどによって、電極用給電部材や電極用給電部材とプラズマ発生電極との接続部分が腐食を受けることを防止できる。
【００１９】
電極用給電部材は、プラズマ発生電極と接続し、保護部材内に収容される本体部と、本体部と接合し、保護部材の外部に延びる外部接続部とを備えることが好ましい。これによれば、プラズマ発生電極と本体部との接続位置と、外部接続部の配置位置とを、お互いに制限を受けずに自由に選択することができるため、柔軟な装置設計を実現できる。
【００２０】
プラズマ処理部材は、セラミックス基体に埋設された抵抗発熱体と、抵抗発熱体に接続された発熱体用給電部材と、発熱体用給電部材が収容される収容部を有する絶縁部材とを備えることができる。
【００２１】
これによれば、プラズマ処理部材は、処理対象物をプラズマを利用して処理する際に加熱処理も行うことができる。しかも、発熱体用給電部材は絶縁部材内に収容されているため、電極用給電部材から電気的な影響を受けることを防止でき、電極用給電部材と発熱体用給電部材の間でアーキングが発生することを防止できる。
【００２２】
この場合、電極用給電部材に絶縁部材を挿通する挿通孔を形成することができる。これによれば、絶縁部材により電気的に遮断することで、電極用給電部材に発熱体用給電部材を挿入することができる。そのため、電極用給電部材と発熱体用給電部材の両方を備えるプラズマ処理部材とする場合であっても、電極用給電部材と発熱体用給電部材の配置に必要なスペースを小さくでき、プラズマ処理部材の装置規模が大きくなってしまうことを防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、セラミックス基体にプラズマ発生電極を埋設させたプラズマ処理部材において、使用する高周波電力の周波数を高めた場合であっても、上部電極とプラズマ処理部材との間でプラズマを発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、プラズマ処理部材１０と、支持台９０と、上部電極７０と、保持部材８０と、反応容器６０と、インピーダンス整合器５０と、高周波電源４０とを備える。プラズマ処理装置１００は、処理対象物４に対してプラズマを用いた各種処理を行う。例えば、プラズマ処理装置１００は、プラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）や、プラズマエッチング、スパッタリングなどを行うことができる。処理対象物４には、例えば、半導体基板や液晶基板などの基板がある。
【００２５】
反応容器６０内で、プラズマ処理は行われる。反応容器６０内には、例えば、ＮＦ3，ＣｌＦ３，ＣＦ４，ＣＨＦ，ＳｉＨ２，Ｃｌ２などのハロゲン系腐食性ガスや、Ａｒ，Ｎ２，Ｏ２，ＳｉＨ４，ＴＥＯＳなどの非腐食性ガスなどが導入される。
【００２６】
上部電極７０は、反応容器６０内の上部に配置される。上部電極７０は、例えば、上部電極７０を保持する保持部材８０により保持される。プラズマ処理部材１０は、反応容器６０内の下部に配置される。プラズマ処理部材１０は、例えば、プラズマ処理部材１０を支持する支持台９０上に配置される。プラズマ処理部材１０は、基板などの処理対象物４を保持する。
【００２７】
プラズマ処理部材１０は、上部電極７０との間でプラズマ１を発生させる。具体的には、高周波電源４０から高周波電力がインピーダンス整合器５０を介して上部電極７０に供給されることにより、プラズマ処理部材１０と上部電極７０との間にプラズマ１が発生する。
【００２８】
インピーダンス整合器５０は、高周波電源４０から上部電極７０までのインピーダンスの整合をとる。これにより、高周波電力の電力損失を低減し、高周波電力を上部電極７０へ効率良く伝えることができる。
【００２９】
上部電極７０には高周波電源４０から１３．５６ＭＨｚを越える高周波電力が給電される。例えば、プラズマ処理装置１００は、１３．５６ＭＨｚを越える２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚといった高周波電力を使用することができる。そして、プラズマ処理部材１０が保持する処理対象物４に対して、各種のプラズマ処理が行われる。尚、高周波電源４０、反応容器６０は接地されている。
【００３０】
本実施形態のプラズマ処理部材１０は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下となっている。例えば、高周波電源４０から１３．５６ＭＨｚを超える２７ＭＨｚや６０ＭＨｚの高周波電力が上部電極７０に印加された際のプラズマ処理部材１０のインピーダンスが２５Ω以下に調整されている。
【００３１】
このようなプラズマ処理部材１０によれば、セラミックス基体１１にプラズマ発生電極１２を埋設させたプラズマ処理部材１０であるにも関わらず、１３．５６ＭＨｚを越える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下に低減されている。よって、図１に示すように、セラミックス基体１１にプラズマ発生電極１２を埋設させたプラズマ処理部材１０において、使用する高周波電力の周波数を、１３．５６ＭＨｚを越えるほど高めた場合であっても、上部電極７０とプラズマ処理部材１０との間に、正常にプラズマ１を発生させることができる。
【００３２】
２７ＭＨｚ以上の高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のプラズマ処理部材１０のインピーダンスは１０Ω以下であることが好ましい。
【００３３】
次に、図２を用いてプラズマ処理部材１０について詳細に説明する。図２（ａ）はプラズマ処理部材１０の断面図であり、図２（ｂ）はプラズマ処理部材１０の平面図である。プラズマ処理部材１０は、セラミックス基体１１と、プラズマ発生電極１２と、電極端子１４と、電極用給電部材１５と、保護部材１３と、絶縁管１６と、封止部材１７とを備える。
【００３４】
セラミックス基体１１は、その内部にプラズマ発生電極１２が埋設されている。セラミックス基体１１は、処理対象物４が載置される載置面１１ａを有する。セラミックス基体１１の裏面１１ｂ（載置面１１ａと反対の面）には、電極端子１４が挿入される穴がプラズマ発生電極１２まで形成されている。そして、セラミックス基体１１には、電極端子１４が挿入されている。
【００３５】
セラミックス基体１１は、例えば、円盤状や角型などの板状のものを用いることができる。セラミックス基体１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）などのセラミックスにより形成されている。そのため、プラズマ処理部材１０の耐熱性や耐腐食性を向上できる。
【００３６】
プラズマ発生電極１２は、セラミックス基体１１に埋設されている。プラズマ発生電極１２は、図１に示したように、反応容器６０内に配置された上部電極７０との間でプラズマ１を発生させる。プラズマ発生電極１２は、導電性材料により形成でき、その種類は限定されないが、導電性の高融点材料で形成することが好ましい。プラズマ発生電極１２は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、炭化モリブデン（ＭｏＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、タングステン−モリブデン合金、白金（Ｐｔ）、ニオブ（Ｎｂ）などの導電性高融点材料により形成できる。
【００３７】
プラズマ発生電極１２の形態も限定されず、例えば、導電性材料粉末を含む印刷ペーストを印刷したもの、導電性材料の板状や線状のバルク体、導電性材料のシート（箔）、ＣＶＤやＰＶＤ（Physical  Vapor  Deposition）による導電性材料の薄膜などを用いることができる。又、プラズマ発生電極１２の形状も限定されず、円形、半円形、メッシュ状（金網）、櫛歯形状、孔あき形状（パンチングメタル）などにできる。更に、プラズマ発生電極１２は、１つの単極型でもよく、２つの双極型でもよく、それ以上に分割されたものであってもよい。
【００３８】
プラズマ発生電極１２には、電極端子１４が接合されている。プラズマ発生電極１２と電極端子１４とは、例えば、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合できる。あるいは、プラズマ発生電極１２と電極端子１４にネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）接合できる。
【００３９】
電極用給電部材１５は、プラズマ発生電極１２に接続されている。電極用給電部材１５とは、プラズマ発生電極１２に接続されて、プラズマ発生電極１２に電力を供給したり、プラズマ発生電極１２を接地させたりする。図２における電極用給電部材１５は、プラズマ発生電極１２を接地させている。
【００４０】
電極用給電部材１５は、電極端子１４を介してプラズマ発生電極１２に接続されている。電極用給電部材１５と電極端子１４とは、例えば、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合できる。あるいは、電極用給電部材１５と電極端子１４にネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）接合できる。
【００４１】
このようにプラズマ発生電極１２と電極用給電部材１５とは、電極端子１４を介して、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合、又は、ネジ止めなどを用いることにより接続されている。又、電極用給電部材１５の一部は、保護部材１３内に収容されている。電極用給電部材１５の一部は、絶縁管１６内に収容されている。
【００４２】
保護部材１３は、電極用給電部材１５を保護する。又、保護部材１３は、セラミックス基体１１を支持する。具体的には、保護部材１３は、プラズマや反応容器６０内に導入される腐食性ガスなどから、電極用給電部材１５を保護する。保護部材１３は、セラミックス基体１１の裏面１１ｂに接合されている。保護部材１３は、電極用給電部材１５の一部が収容される収容部１３ａを有する。具体的には、保護部材１３は、管状になっており、その管内が電極用給電部材１５を収容する収容部１３ａとなっている。
【００４３】
保護部材１３は、例えば、セラミックス、金属、セラミックスと金属の複合材料により形成できる。保護部材１３は、例えば、セラミックス基体１１と同様のセラミックスや、アルミニウムやアルミニウム合金、アノーダイズ処理を施したアルミニウム、ＫＯＶＡＲなどの金属材料、アルミニウム−アルミナコンポジット材などの複合材料により形成できる。保護部材１３は、セラミックス基体１１と同種のセラミックスで形成されることが好ましい。
【００４４】
封止部材１７は、電極用給電部材１５の少なくとも一部が収容された保護部材１３を封止する。又、封止部材１７は、電極用給電部材１５を支持する。封止部材１７は、電極用給電部材１５の下面を覆うように保護部材１３の下端を封止する。封止部材１７は、絶縁性材料で形成されている。例えば、封止部材１７は、セラミックスや樹脂などの絶縁性材料で形成できる。封止部材１７は、保護部材１３内周面に固定できる。例えば、封止部材１７は、接着剤による接着やロウ付けなどにより保護部材１３に固定できる。あるいは、封止部材１７と保護部材１３にネジ部を形成し、両者を螺合することにより、封止部材１７を保護部材１３に固定できる。尚、封止部材１７には、絶縁管１６を挿入する孔が形成されている。
【００４５】
このようにセラミックス基体１１と接合された気密性の高い保護部材１３に電極用給電部材１５の一部を収容することによって、電極用給電部材１５や、電極端子１４を介した電極用給電部材１５とプラズマ発生電極１２との接続部分を保護することができる。よって、例えば、プラズマや腐食性ガスなどによって、電極用給電部材１５や、電極端子１４を介した電極用給電部材１５とプラズマ発生電極１２との接続部分が腐食を受けることを防止できる。
【００４６】
しかも、プラズマ処理部材１０では、封止部材１７によって電極用給電部材１５が収容された保護部材１３が封止される。よって、保護部材１３の気密性をより一層、向上でき、電極用給電部材１５や電極用給電部材１５とプラズマ発生電極１２との接続部分の腐食をより一層防止できる。
【００４７】
次に、電極用給電部材１５について、詳細に説明する。電極用給電部材１５は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが１５０ｎＨ以下に調整されている。これによれば、プラズマ処理部材１０のインピーダンスを適切に、かつ、容易に低減させることができる。電極用給電部材１５は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが１５０ｎＨ以下に調整されていることで、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが２５Ω以下に調整されている。
【００４８】
電極用給電部材１５は、例えば、図２に示すように、プラズマ発生電極１２と接続し、保護部材１３内に収容される本体部１５ａと、本体部１５ａと接合し、保護部材１３の外部に延びる外部接続部１５ｅとを備える。
【００４９】
本体部１５ａは、図２に示すような円筒形状や、角筒形状、円柱形状、角柱形状などとすることができる。特に、電極用給電部材１５は、図２に示すように、中空形状であることが好ましい。高周波電流は表皮効果により大部分の電流が電極用給電部材１５の表面にしか流れない。また、電極用給電部材１５の内部は磁界の影響を受けないため、電極用給電部材１５を中空形状にしても特性は変わらない。そのため、電極用給電部材１５は、その壁面、図２の場合、本体部１５ａの表面と、外部接続部１５ｅの表面を電流が流れることで、給電部材としての機能を適切に発揮できる。しかも、電極用給電部材１５を中空形状にすることで、電極用給電部材１５内の空間を自由に使うことができる。更に、電極用給電部材１５を軽量化できるため、電極用給電部材１５とプラズマ発生電極１２との接続部に与える負荷を軽減することができる。材質などにもよるが、電極用給電部材１５を、例えば、１５０ｇ以下とすることができる。本体部１５ａは、保護部材１３の収容部１３ａに収容される。
【００５０】
外部接続部１５ｅは、電極用給電部材１５の一部を保護部材１３の外部に取り出すための部分である。そのため、外部接続部１５ｅは、保護部材１３の外部まで延び、絶縁管１６内に収容される。
【００５１】
電極用給電部材１５は、導電性材料により形成でき、その種類は限定されない。電極用給電部材１５は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、ＫＯＶＡＲ、アルミニウム（Ａｌ）などの金属により形成できる。特に、電極用給電部材１５は、アルミニウム（Ａｌ）などにより形成されることが好ましい。これによれば、電極用給電部材１５のインダクタンスを低減でき、プラズマ処理部材１０のインピーダンスを適切に低減できる。
【００５２】
電極用給電部材１５の形態も限定されず、導電性材料の板状や線状、ロッド状のバルク体、導電性材料のシート（箔）、アルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックスや、ガラスや樹脂などの基材に導電性材料をＣＶＤやＰＶＤなどによりコーティングしたもの、導電性材料のケーブルなどを用いることができる。
【００５３】
例えば、図２（ａ）に示すような天板１５ｂと、円筒形胴部１５ｃと、底板１５ｄとを、導電性材料の板やシート（箔）、メッシュ状の導電性材料、即ち、金網などで形成する。そして、天板１５ｂと、円筒形胴部１５ｃと、底板１５ｄとを、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合して、円筒形状や角筒形状といった中空形状の本体部１５ａを形成できる。あるいは、天板１５ｂや円筒形胴部１５ｃ、底板１５ｄとにネジ部を形成し、天板１５ｂと円筒形胴部１５ｃ、底板１５ｄと円筒形胴部１５ｃとを螺合することにより（ネジ止めにより）、接合してもよい。
【００５４】
あるいは、導電性材料の板やシート、メッシュ状の導電性材料を用いて、円筒形状や角筒形状の本体部１５ａを一体成形してもよい。又、例えば、導電性材料のロッドやケーブルにより、円柱形状や角柱形状の本体部１５ａを形成してもよい。
【００５５】
そして、本体部１５ａの底部に外部接続部１５ｅを、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合して、電極用給電部材１５を形成できる。あるいは、本体部１５ａの底部と外部接続部１５ｅにネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）接合してもよい。外部接続部１５ｅは、導電性材料のケーブルやロッドを用いることができる。
【００５６】
このように、電極用給電部材１５は、本体部１５ａと外部接続部１５ｅとを備えるため、プラズマ発生電極１２と本体部１５ａとの接続部１５ｆの位置と、外部接続部１５ｅの配置位置とを、お互いに制限を受けずに自由に選択することができる。その結果、プラズマ処理部材１０では、柔軟な装置設計を実現できる。例えば、接続部１５ｆと外部接続部材１５ｅとを図２に示すように同軸上に位置するように配置してもよく、同軸上に位置しないように、異なる軸上にずらして配置してもよい。例えば、ロッド形状の給電部材の場合には、給電部材のプラズマ発生電極との接続位置と外部に取り出される部分の位置が同軸上に制限されてしまう。その結果、反応容器６０内における、給電部材の外部に取り出される部分の配置位置の制限により、給電部材とプラズマ発生電極との接続位置が制限を受ける場合がある。しかし、本体部１５ａと外部接続部１５ｅとを備える電極用給電部材１５によれば、そのような制限を受けることなく、柔軟な装置設計を実現できる。
【００５７】
電極用給電部材１５の幅ｗは、４ｍｍ以上であることが好ましい。具体的には、電極用給電部材１５の最も広い部分の幅ｗを４ｍｍ以上とする。例えば、図２に示すような円筒形状や、円柱形状の場合には、電極用給電部材１５の幅ｗは、その直径２ｒ（ｒ＝半径）に相当する。そのため、電極用給電部材１５の直径２ｒが４ｍｍ以上となるようにする。
【００５８】
電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）を４ｍｍ以上と大きくすることにより、電極用給電部材１５のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材１０のインピーダンスを適切に低減できる。
【００５９】
電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）は、３３０ｍｍ以下であることが好ましい。電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）を３３０ｍｍ以下とすることにより、電極用給電部材１５をセラミックス基体１１外周内におさめることができ、装置規模が増大することを防止できる。
【００６０】
又、電極用給電部材の長さは５５０ｍｍ以下であることが好ましい。具体的には、電極用給電部材１５の最も長い部分の長さｌを５５０ｍｍ以下とする。電極用給電部材１５の最も長い部分の長さｌは、本体部１５ａの上面から外部接続部材１５ｅの端面までの長さとなる。電極用給電部材１５の長さｌを５５０ｍｍ以下とすることにより、電極用給電部材１５のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材１０のインピーダンスを適切に低減できる。
【００６１】
電極用給電部材１５の長さｌは５０ｍｍ以上であることが好ましい。電極用給電部材１５の長さを５０ｍｍ以上とすることにより、電極用給電部材１５の接続部１５ｆと反対側の端部、即ち、外部接続部１５ｅの端部とセラミックス基体１１との間隔を設けることができる。その結果、セラミックス基体１１と反応容器６０の底部との間隔を設けることができ、反応容器６０からセラミックス基体１１への影響を低減することができる。
【００６２】
電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）２０〜８０ｍｍであることがより好ましい。又、電極用給電部材１５の長さｌは、５０〜３００ｍｍであることがより好ましい。
【００６３】
図２に示すように、保護部材１３内に電極用給電部材１５の一部を収容する場合、電極用給電部材１５の幅ｗ（２ｒ）及び長さｌは、保護部材１３の形状、大きさなどを考慮して決定することが好ましい。保護部材１３は、例えば、反応容器６０の大きさといったプラズマ処理装置１００の装置構成によってその大きさが制限されたり、熱応力などによる応力集中、特に、セラミックス基体１１との接合部分の応力集中を緩和するためにその大きさが制限されたりすることがある。例えば、応力集中を緩和し、かつ、電極用給電部材１５とプラズマ発生電極１２との接合面積を確保するためには、保護部材１３の直径は２０ｍｍ〜８０ｍｍ、保護部材１３の長さは  １３０ｍｍ〜３００ｍｍであることが好ましい。
【００６４】
この場合、電極用給電部材１５の一部を保護部材１３内に収容し、電極用給電部材１５の一部を保護部材１３の外部に取り出すために、電極用給電部材１５全体の長さ、即ち、本体部１５ａの上端から外部接続部１５ｅの下端までの長さｌは、保護部材１３よりも長くする必要がある。よって、電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）は、保護部材１３によって制限を受ける電極用給電部材１５の長さｌを補ってインダクタンスを低減し、インピーダンスを低減できるように、かつ、本体部１５ａを保護部材１３内に収容できるように設定することが好ましい。
【００６５】
又、保護部材１３内に電極用給電部材１５の一部を収容する場合であっても、しない場合であっても、例えば、セラミックスの基体１１の大きさや形状などを考慮して電極用給電部材１５の幅ｗ（２ｒ）及び長さｌを決定することができる。
【００６６】
ここで、インピーダンスの低減について式を用いて説明する。プラズマ処理部材１０のインピーダンスＺは、以下の（１）式により表すことができる。尚、（１）式において、「Ｒ」はプラズマ処理部材１０の抵抗、「Ｃ」はプラズマ処理部材１０のキャパシタンス（電気容量）、「Ｌ」はプラズマ処理部材１０のインダクタンスである。
【００６７】
Ｚ＝｛Ｒ2＋〔ω×Ｌ−（１／ω×Ｃ）〕2｝1/2      （１）式
但し、ω＝２πｆ（ｆ：高周波電力の周波数）
よって、使用する高周波電力の周波数ｆが高い場合、プラズマ処理部材１０のインピーダンスＺは、キャパシタンスＣよりもインダクタンスＬの影響を大きく受ける。そのため、プラズマ処理部材１０のインダクタンスＬを低減させることにより、そのインピーダンスＺの低減を図ることができる。
【００６８】
プラズマ処理部材１０のインダクタンスＬは電極用給電部材１５のインダクタンスＬ１の影響を大きく受ける。ここで、電極用給電部材１５が円筒形状又は円柱形状であり、電極用給電部材１５の幅ｗが、電極用給電部材１５の直径２ｒに相当する場合を例にとって説明する。電極用給電部材１５のインダクタンスＬ１は、以下の（２）式に示す内部インダクタンスＬｉと、（３）式に示す外部インダクタンスＬｅとの和、即ち、（４）式で表すことができる。尚、（２）、（３）式における「μ0」は真空の透磁率、「μs」は導体の比透磁率である。
【００６９】
Ｌｉ＝（μ0×μs×ｌ）／８π      （２）式
Ｌｅ＝（μ0×ｌ）／｛２π×〔ｌｎ２ｌ／（ｒ−１）〕｝      （３）式
Ｌ１＝Ｌｉ＋Ｌｅ      （４）式
しかし、使用する高周波電力の周波数が高い場合、電流は電極用給電部材１５の主に表面を流れるという効果（表皮効果）により、電極用給電部材１５の内部インダクタンスＬｉは、０となる。その結果、インダクタンスＬ１は、外部インダクタンスＬｅだけとなる。即ち、以下の（５）式が成立する。
【００７０】
Ｌ１＝Ｌｅ＝（μ0×ｌ）／｛２π×〔ｌｎ２ｌ／（ｒ−１）〕｝  （５）式
よって、電極用給電部材１５の幅ｗ（直径２ｒ）を大きくし、その長さｌを小さくすることにより、電極用給電部材１５のインダクタンスＬ１を低減できる。その結果、電極用給電部材１５のインピーダンスを低減でき、ひいては、プラズマ処理部材１０全体のインピーダンスを低減できる。
【００７１】
電極用給電部材１５の長さｌに対する幅ｗ（直径２ｒ）の比ｗ／ｌ（２ｒ／ｌ）は０．０３〜６．０であることが好ましい。これによれば、電極用給電部材１５のインダクタンスを適切に低減でき、プラズマ処理部材１０のインピーダンスを適切に低減させることができる。更に、さまざまな装置構成に対応できる。例えば、さまざまな形状の支持台９０を選択できる。又、電極用給電部材１５を実用的な形状とできる。
【００７２】
更に、電極用給電部材１５が、図２に示すような中空形状の場合には、中空形状となっている本体部１５ａの肉厚ｔは、０．０５ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。これによれば、給電部材としての特性に影響を与えることなく、中空部分の自由度を十分に確保することができる。
【００７３】
このように、電極用給電部材１５は、その材質や、幅ｗ（２ｒ）、長さｌなどを調整することにより、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスを１５０ｎＨ以下に低減できる。その結果、電極用給電部材１５は、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力使用時のインピーダンスを２５Ω以下に低減でき、ひいては、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力使用時のプラズマ処理部材１０全体のインピーダンスを２５Ω以下に低減できる。
【００７４】
プラズマ処理部材の形態は図２に示すものに限定されず、図３に示すようなプラズマ処理部材２０とすることもできる。図３（ａ）にプラズマ処理部材２０の断面図、図３（ｂ）にプラズマ処理部材２０の平面図を示す。プラズマ処理部材２０は、セラミックス基体１１と、プラズマ発生電極１２と、電極端子１４と、電極用給電部材２５と、熱電対（ＴＣ：Thermo Couple）２８と、保護部材２３と、絶縁管２６とを備える。ここでは、図２と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
保護部材２３は、アーム形状となっており、セラミックス基体１１の中央部から側方に向かって、セラミックス基体１１と平行な面において延びている。又、保護部材２３は、中空形状となっており、その中空部分が電極用給電部材２５の一部が収容される収容部２３ａとなっている。保護部材２３は、セラミックス基体１１の裏面１１ｂに接合されている。保護部材２３は、その上面にセラミックス基体１１と接合する接合部２３ｂを有する。接合部２３ｂには、電極端子１４を挿入する孔が形成されている。電極端子１４は、接合部２３ｂの孔に挿入され、保護部材２３の収容部２３ａまで延びている。更に、保護部材２３には、絶縁管２６を挿通するための挿通孔が形成されている。具体的には、接合部２３ｂと保護部材２３の側壁に挿通孔が形成されている。又、保護部材２３には、電極用給電部材２５の一部を保護部材２３の外部に取り出すために、電極用給電部材２５が挿入される孔が形成されている。
【００７６】
電極用給電部材２５は、プラズマ発生電極１２と接続する中空形状の本体部２５ａと、本体部２５ａと接合する外部接続部２５ｅとを備える。本体部２５ａは、保護部材２３の収容部２３ａに収容される。外部接続部２５ｅは、電極用給電部材２５の一部を保護部材２３の外部に取り出すために、保護部材２３の外部まで延びている。外部接続部２５ｅは、保護部材２３の孔に挿入されて、保護部材２３の外部に延びている。
【００７７】
電極用給電部材２５は、本体部２５ａと外部接続部２５ｅとを備えるため、プラズマ発生電極１２と本体部２５ａとの接続部２５ｈの位置と、外部接続部２５ｅの配置位置とを、お互いに制限を受けずに自由に選択することができる。よって、接続部２５ｈと外部接続部材２５ｅとを、図３に示すように同軸上に位置しないようにし、異なる軸上にずらして配置することができる。
【００７８】
電極用給電部材２５には、絶縁管２６を挿通する挿通孔２５ｆ，２５ｇがそれぞれ、本体部２５ａの上部と側壁とに形成されている。そして、電極用給電部材２５の中空部分を絶縁管２６が挿通している。具体的には、絶縁管２６は挿通孔２５ｆから挿入され、本体部２５ａの中空部分を側方に延び、挿通孔２５ｇに挿入されて、保護部材２３の外部まで延びている。このように電極用給電部材２５が中空形状となっていることにより、熱電対２８及び絶縁管２６を通すことが容易となり、中空部分を有効活用できる。
【００７９】
これらの点以外は、電極用給電部材２５は、図２に示した電極用給電部材１５と同様にすることができる。尚、電極用給電部材２５の最も広い部分の幅ｗは、本体部２５ａの端面から外部接続部２５ｅの側面までの幅となる。又、電極用給電部材２５の最も長い部分の長さｌは、本体部２５ａの上面から外部接続部材２５ｅの端面までの長さとなる。
【００８０】
絶縁管２６は、熱電対２８を内部に収容し、熱電対２８と電極用給電部材２５とを電気的に遮断する。セラミックス基体１１には、熱電対２８を挿入する穴が形成されている。熱電対２８は、セラミックス基体１１の温度を測定する。熱電対２８は、セラミックス基体１１の穴に挿入され、絶縁管２６内に収容される。尚、熱電対２８に代えて、測温抵抗体などの温度測定手段を用いてもよい。
【００８１】
更に、図４に示すような抵抗発熱体３２を備えるプラズマ処理部材３０とすることもできる。プラズマ処理部材３０は、セラミックス基体１１と、プラズマ発生電極１２と、電極端子３４と、ナット３４ａと、電極用給電部材３５と、抵抗発熱体３２と、発熱体端子３３と、発熱体用給電部材３８と、保護部材１３と、絶縁管１６と、絶縁部材３６と、封止部材１７と、蓋体部材３７と、熱電対２８と、絶縁管２６とを備える。ここでは、図２、図３と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
抵抗発熱体３２は、セラミックス基体１１に埋設されている。抵抗発熱体３２は、発熱体用給電部材３８から電力を供給され、発熱する。抵抗発熱体３２には、発熱体端子３３が接合されている。抵抗発熱体３２と発熱体端子３３とは、例えば、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合できる。あるいは、抵抗発熱体３２と発熱体端子３３にネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）接合できる。尚、セラミックス基体１１の裏面１１ｂには、発熱体端子３３が挿入される穴が抵抗発熱体３２まで形成されている。そして、セラミックス基体１１には、発熱体端子３３が挿入されている。そして、抵抗発熱体３２は、発熱体端子３３を介して発熱体用給電部材３８と接続し、電力供給を受ける。
【００８３】
抵抗発熱体３２は、例えば、モリブデン、タングステン、炭化モリブデン、炭化タングステン、タングステン−モリブデン合金、白金、ニオブ等の高融点材料により構成できる。抵抗発熱体３２の形態は限定されず、例えば、高融点材料の粉末を含む印刷ペーストを印刷して形成したもの、高融点材料の板状や線状、コイル状、帯状のバルク体、高融点材料のシート（箔）、ＣＶＤやＰＶＤによる薄膜などを用いることができる。
【００８４】
又、抵抗発熱体３２のパターン形状も限定されず、渦巻状、メッシュ状、孔あき形状、複数の折り返し部を有する形状などにできる。更に、抵抗発熱体３２は、１つであってもよく、複数に分割されたものであってもよい。例えば、載置面１１ａの中心部と円周部の２つの領域に分割された抵抗発熱体とすることができる。又、図４に示すように、電極端子３４と発熱体端子３３とは互いに重ならないように異なる位置に形成されている。そのため、電極端子３４の位置に左右されずに、抵抗発熱体３２のパターン形状を設計できる。
【００８５】
発熱体用給電部材３８は、抵抗発熱体３２に接続されている。発熱体用給電部材３８は、発熱体端子３３を介して抵抗発熱体３２に接続されている。発熱体用給電部材３８と発熱体端子３３とは、例えば、かしめ接合、溶接、ロウ付け、半田付け、嵌合などにより接合できる。あるいは、発熱体用給電部材３８と発熱体端子３３にネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）接合できる。
【００８６】
発熱体用給電部材３８は、電極用給電部材と同様に、導電性材料により形成でき、その種類は限定されない。発熱体用給電部材３８の形態も限定されず、導電性材料の板状や線状、ロッド状のバルク体、導電性材料のシート（箔）、セラミックスや樹脂、ガラスなどの基材に導電性材料をＣＶＤやＰＶＤなどによりコーティングしたもの、導電性材料のケーブルなどを用いることができる。発熱体用給電部材３８は、絶縁部材３６内に収容される。
【００８７】
絶縁部材３６は、発熱体用給電部材３８を内部に収容し、発熱体用給電部材３８と電極用給電部材３５とを電気的に遮断する（電気的に絶縁する）。絶縁部材３６は、発熱体用給電部材３８が収容される収容部３６ａを有する。例えば、管状の絶縁部材３６とすることにより、その管内を発熱体用給電部材３８を収容する収容部３６ａとできる。この場合、発熱体用給電部材３８は、導電性材料のロッドやケーブルを用いることが好ましい。絶縁部材３６は、セラミックスなどの絶縁性材料により形成できる。例えば、絶縁部材３６全体を絶縁性材料で形成してもよく、基材に絶縁性材料をコーティングすることにより絶縁部材３６を形成してもよい。例えば、絶縁部材３６は、アルミナなどのセラミックスで形成されることが好ましい。
【００８８】
絶縁部材３６は、セラミックス基体１１の裏面１１ｂに接合されている。絶縁部材３６は、電極用給電部材３５、封止部材１７、及び、蓋体部材３７を挿通している。
【００８９】
電極用給電部材３５は、本体部３５ａと、外部接続部１５ｅとを備える。本体部３５ａは、図２に示した本体部１５ａとほぼ同様である。但し、本体部３５ａには、絶縁部材３６を挿通する挿通孔３５ｄ，３５ｅが形成されている。具体的には、本体部３５ａの天板３５ｂと底板３５ｃに、絶縁部材３６が本体部３５ａを貫通して挿通できるように挿通孔３５ｄ，３５ｅが形成されている。図５に示すように、天板３５ｂには、絶縁部材３６を挿入する位置に挿通孔３５ｄが形成されている。底板３５ｃにも同様の位置に挿通孔３５ｅが形成されている。
【００９０】
更に、電極用給電部材３５の本体部３５ａには、電極端子３４を挿入する孔３５ｇが形成されている。具体的には、図５に示すように、本体部３５ａの天板３５ｂに孔３５ｇが形成されている。電極端子３４は、本体部３５ａの孔３５ｇに挿入され、更に、ナット３４ａにより電極用給電部材３５に固定されている。
【００９１】
更に、電極用給電部材３５の本体部３５ａには、熱電対２８が収容された絶縁管２６を挿通する挿通孔３５ｆ，３５ｈが形成されている。具体的には、本体部３５ａの天板３５ｂと底板３５ｃに、絶縁管２６が本体部３５ａを貫通して挿通できるように挿通孔３５ｆ，３５ｈが形成されている。図５に示すように、天板３５ｂには、絶縁管２６を挿入する位置に挿通孔３５ｆが形成されている。底板３５ｃにも同様の位置に挿通孔３５ｈが形成されている。絶縁管２６は、セラミックス基体１１の裏面１１ｂに接合されている。絶縁管２６は、電極用給電部材３５、封止部材１７、及び、蓋体部材３７を挿通している。
【００９２】
このように電極用給電部材３５が中空形状となっていることにより、発熱体用給電部材３８及び絶縁部材３６、熱電対２８及び絶縁管２６を、電極用給電部材３５に通すことが容易となり、中空部分を有効活用できる。
【００９３】
更に、電極用給電部材１５は、本体部３５ａと外部接続部１５ｅとを備えるため、プラズマ発生電極１２と本体部３５ａとの接続位置（孔３５ｇの位置）と、外部接続部１５ｅの配置位置とを、お互いに制限を受けずに自由に選択することができる。その結果、プラズマ処理部材３０では、柔軟な装置設計を実現できる。例えば、プラズマ発生電極１２と本体部３５ａとの接続位置（孔３５ｇの位置）と外部接続部材１５ｅの配置位置を、図４に示すように、同軸上に位置しないようにし、異なる軸上にずらして配置することができる。例えば、ロッド形状の給電部材の場合には、給電部材のプラズマ発生電極との接続位置と外部に取り出される部分の位置が同軸上に制限されてしまう。その結果、反応容器６０内における、給電部材の外部に取り出される部分の配置位置の制限により、給電部材とプラズマ発生電極との接続位置が制限を受ける場合がある。しかし、本体部３５ａと外部接続部１５ｅとを備える電極用給電部材３５によれば、そのような制限を受けることなく、柔軟な装置設計を実現できる。特に、抵抗発熱体３２を備えるプラズマ処理部材３０の場合、プラズマ発生電極１２と本体部３５ａとの接続位置を自由に選択できることにより、抵抗発熱体３２のパターンを自由に設計できる。
【００９４】
蓋体部材３７は、封止部材１７を支持、固定することにより、電極用給電部材３５を支持、固定する。蓋体部材３７は、封止部材１７を覆うように、保護部材１３の下端に嵌合される。蓋体部材３７は、例えば、アルミニウムなどにより形成できる。蓋体部材３７は、保護部材１３外周面に固定できる。例えば、蓋体部材３７は、接着剤による接着やロウ付けなどにより保護部材１３に固定できる。あるいは、蓋体部材３７と保護部材１３にネジ部を形成し、両者を螺合することにより（ネジ止めにより）、蓋体部材３７を保護部材１３に固定できる。更に、蓋体部材３７は、保護部材１３との気密性を高めるためＯリングなどを介して、保護部材１３と嵌合してもよい。
【００９５】
尚、蓋体部材３７には、絶縁管１６を挿入する孔、絶縁部材３６を挿入する孔、絶縁管２６を挿入する孔が形成されている。封止部材１７も、絶縁管１６を挿入する孔以外に、絶縁部材３６を挿入する孔、絶縁管２６を挿入する孔が形成されている。又、蓋体部材３７に代えて、支持台などを封止部材１７及び保護部材１３の下部に配置することにより、電極用給電部材３５及び封止部材１７を支持、固定してもよい。
【００９６】
このようなプラズマ処理部材３０によれば、処理対象物４をプラズマを利用して処理する際に加熱処理も行うことができる。しかも、発熱体用給電部材３８は絶縁部材３６内に収容されているため、電極用給電部材３５から電気的な影響を受けることを防止でき、電極用給電部材と発熱体用給電部材の間でアーキングが発生することを防止できる。
【００９７】
しかも、電極用給電部材３５には絶縁部材３６を挿通する挿通孔３５ｄ，３５ｅが形成されている。そのため、絶縁部材３６により電気的に遮断することで、電極用給電部材３５に発熱体用給電部材３８を挿入することができる。よって、電極用給電部材３５と発熱体用給電部材３８の両方を備えるプラズマ処理部材３０とする場合であっても、電極用給電部材３５と発熱体用給電部材３８の配置に必要なスペースを小さくでき、プラズマ処理部材３０の装置規模が大きくなってしまうことを防止できる。よって、プラズマ処理部材３０は、様々な構成のプラズマ処理装置に柔軟に対応できる。
【００９８】
このようなプラズマ処理部材３０によれば、例えば、４００〜６００℃といった高温の加熱処理を行う際に、使用する高周波電力の周波数を、例えば、２７ＭＨｚ以上と高めた場合であっても、上部電極とプラズマ処理部材との間に、正常にプラズマを発生させることができる。
【００９９】
図２〜図４に示したプラズマ処理部材１０，２０，３０は、例えば、以下のようにして作製できる。ここでは、図２に示したプラズマ処理部材１０を、セラミックス基体１１及び保護部材１３がセラミックス焼結体で形成される場合を例にとって説明する。
【０１００】
まず、主成分のセラミックス粉末と、焼結助剤のセラミックス粉末などを含むセラミックス原料粉末を調整する。セラミックス原料粉末に必要に応じて、バインダーや分散剤などを添加してスラリーを調整し、噴霧造粒法などにより造粒粉を作製する。得られた造粒粉を、金型成形法、ＣＩＰ法、スリップキャスト法などにより成形し、セラミックス原料粉末に応じた焼成条件（焼成温度、焼成雰囲気、焼成方法など）で焼成し、セラミックス焼結体を作製する。
【０１０１】
次に、セラミックス焼結体上にプラズマ発生電極１２を形成する。例えば、プラズマ発生電極１２は、セラミックス焼結体表面に印刷ペーストを、スクリーン印刷法等を用いて印刷することにより形成できる。あるいは、セラミックス焼結体上に導電性材料のバルク体やシート（箔）を載置することや、セラミックス焼結体上に導電性材料の薄膜をＣＶＤやＰＶＤによって形成することによっても、プラズマ発生電極１２を形成できる。
【０１０２】
次に、セラミックス焼結体及びプラズマ発生電極１２上に、セラミックス成形体を形成する。例えば、金型等に、プラズマ発生電極１２が形成されたセラミックス焼結体をセットし、セラミックス焼結体及びプラズマ発生電極１２上に、造粒粉を充填してセラミックス成形体を形成できる。あるいは、造粒粉を用いて、金型成形法、ＣＩＰ法、スリップキャスト法などによりセラミックス成形体を作製し、セラミックス焼結体上にセラミックス成形体を載置してプレスしてもよい。
【０１０３】
そして、セラミックス焼結体と、プラズマ発生電極１２と、セラミックス成形体とを、ホットプレス法などにより一体に焼成し、一体焼結体を得る。これにより、プラズマ発生電極１２が埋設されたセラミックス基体１１を作製できる。具体的には、一軸方向に加圧しながら、セラミックス原料粉末に応じた焼成条件に従って焼成を行うことができる。
【０１０４】
尚、セラミックス焼結体に代えてセラミックス仮焼体を作製し、セラミックス仮焼体上にプラズマ発生電極１２を形成してもよい。あるいは、セラミックス成形体と、プラズマ発生電極１２と、セラミックス成形体の積層体を作製し、その積層体をホットプレス法等により一体に焼成してもよい。
【０１０５】
そして、得られた一体焼結体を加工する。例えば、電極端子１４を挿入する穴を形成する穴あけ加工などを行う。そして、電極端子１４を形成した穴に挿入し、プラズマ発生電極１２と電極端子１４とを接合する。
【０１０６】
別途、セラミックス基体１１と同様にして調整した造粒粉を用いて、金型成形法、ＣＩＰ法、スリップキャスト法などにより保護部材１３用のセラミックス成形体を作製する。そして、セラミックス成形体を、セラミックス原料粉末に応じた焼成条件で焼成し、保護部材１３を作製する。
【０１０７】
次に、セラミックス基体１１と保護部材１３とを接合する。例えば、セラミックス基体１１と保護部材１３との間に、接合剤を介在させて熱処理し、液相接合法や固相接合法などにより、両者を接合する。あるいは、樹脂接着剤などを用いてセラミックス基体１１と保護部材１３とを接合してもよい。
【０１０８】
電極用給電部材１５は、上記したようにその材質や、幅ｗ（２ｒ）、長さｌなどを調整し、１３．５６ＭＨｚを超える高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスを１５０ｎＨ以下に調整し、そのインピーダンスを２５Ω以下に調整する。そして、電極用給電部材１５の本体部１５ａを保護部材１３の収容部１３ａに収容し、電極端子１４と電極用給電部材１５とを接合する。
【０１０９】
更に、封止部材１７を、電極用給電部材１５の下面を覆うように保護部材１３の下端から挿入し、保護部材１３内周面に固定する。このとき、電極用給電部材１５の外部接続部１５ｅを孔に挿入して、外部接続部１５ｅを保護部材１３の外部に取り出す。
【０１１０】
図３に示すプラズマ処理部材２０も、絶縁管２６を挿入する孔を保護部材２３に加工により形成したり、絶縁管２６をセラミックス基体１１に接合したり、熱電対２８をセラミックス基体１１に挿入したり、電極用給電部材２５に挿通孔２５ｆ，２５ｇを加工により形成したりといった追加工程がある以外は、ほぼ同様の製造方法により作製できる。
【０１１１】
図４に示すプラズマ処理部材３０も同様で、抵抗発熱体３２を埋設させたセラミックス基体１１を作製したり、発熱体端子３３を挿入する穴を形成したり、発熱体用給電部材３８を取り付けたり、電極用給電部材３５に絶縁部材３６を挿入する挿通孔３５ｄ，３５ｅを形成したり、蓋体部材３７を取り付けたりするといった追加工程がある以外は、ほぼ同様の製造方法により作製できる。抵抗発熱体３２を埋設させたセラミックス基体１１は、例えば、抵抗発熱体３２を埋設させたセラミックス成形体を成形することにより、作製できる。尚、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
【実施例】
【０１１２】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【０１１３】
（実施例、比較例）
窒化アルミニウム粉末９５重量％に、焼結助剤として酸化イットリウム５重量％を加え、ボールミルを用いて混合した。得られた混合粉末に、バインダーを添加し、噴霧造粒法により造粒した。得られた造粒粉を金型に充填し、一軸加圧して成形体を作製した。成形体をカーボン製のサヤに詰め、窒素雰囲気中において１９００℃でホットプレス法により焼成し、セラミックス焼結体を得た。
【０１１４】
次に、タングステンカーバイド８０重量％と窒化アルミニウム粉末２０重量％の混合粉末に、バインダーとしてエチルセルロースを混合して印刷ペーストを調整した。焼結体上にスクリーン印刷法により、プラズマ発生電極１２を形成し、乾燥させた。
【０１１５】
次に、金型にプラズマ発生電極１２が形成されたセラミックス焼結体をセットし、セラミックス焼結体及びプラズマ発生電極１２上に、造粒粉を充填、加圧して、セラミックス成形体を作製した。そして、セラミックス焼結体、プラズマ発生電極１２、セラミックス成形体をカーボン製のサヤにセットし、窒素雰囲気中において１９００℃でホットプレス法により焼成し、窒化アルミニウム焼結体のセラミックス基体１１を作製した。
【０１１６】
又、同様の造粒粉を用いてＣＩＰ法により管状に成形した。そして、管状の成形体を窒素ガス中で常圧焼成法により１９００℃で焼成し、管状の保護部材１３を作製した。具体的には、直径８０ｍｍ、長さ１４０ｍｍの保護部材１３を作製した。
【０１１７】
セラミックス基体１１に穴を形成し、電極端子１４を挿入して、プラズマ発生電極１２と電極端子１４とをロウ付けした。更に、セラミックス基体１１の裏面１１ｂと保護部材１３の端面に接合剤を塗布し、１８５０℃で熱処理することにより、固相接合法により接合した。
【０１１８】
次に、実施例として、幅ｗ（直径２ｒ）７５ｍｍ、長さ１１０ｍｍ、肉厚ｔ１ｍｍの円筒形状の本体部１５ａと、直径４．７ｍｍ、長さ２０ｍｍのロッド形状の外部接続部１５ｅとを備える電極用給電部材１５を作製した。電極用給電部材１５全体の長さｌは、１３０ｍｍであった。本体部１５ａ、外部接続部１５ｅ共に、ニッケルで形成した。具体的には、天板１５ｂと、円筒形胴部１５ｃと、底板１５ｄとを、ニッケルの板で作製し、天板１５ｂと、円筒形胴部１５ｃと、底板１５ｄとを溶接して、円筒形状の本体部１５ａを作製した。本体部１５ａと外部接続部１５ｅとは、ロウ付けにより接合した。得られた電極用給電部材１５は、インピーダンスアナライザにより測定したところ、１３．５６ＭＨｚを越える２７ＭＨｚの高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが６７．２１ｎＨであり、インピーダンスが８．６１Ωであった。
【０１１９】
実施例の電極用給電部材１５の本体部１５ａを保護部材１３の収容部１３ａに挿入して、電極端子１４と電極用給電部材１５とをロウ付けにより接合した。これにより、電極端子１４を介してプラズマ発生電極１２と電極用給電部材１５とを接続した。更に、封止部材１７を、電極用給電部材１５の下面を覆うように保護部材１３の下端から挿入し、保護部材１３内周面に固定した。このとき、電極用給電部材１５の外部接続部１５ｅを孔に挿入して、外部接続部１５ｅを保護部材１３の外部に取り出した。以上のようにして、実施例のプラズマ処理部材１０を作製した。得られたプラズマ処理部材１０は、インピーダンスアナライザにより測定したところ、１３．５６ＭＨｚを越える２７ＭＨｚの高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが８．６１Ωであった。
【０１２０】
比較例として、直径４ｍｍ、長さ２３０ｍｍのニッケル製の給電ロッドを用意した。比較例の給電ロッドを電極端子１４に接合する以外は、実施例と同様にしてプラズマ処理部材を作製した。給電ロッドは、２７ＭＨｚの高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインダクタンスが２９８．２０ｎＨであり、インピーダンスが４７．８０Ωであった。又、給電ロッドを用いたプラズマ処理部材は、２７ＭＨｚの高周波電力を使用してプラズマを発生させる際のインピーダンスが４７．８０Ωであった。
【０１２１】
実施例、比較例のプラズマ処理部材を図１に示したプラズマ処理装置１００に配置した。そして、高周波電源４０から上部電極７０に２７ＭＨｚの高周波電力を印加し、プラズマを発生させた。実施例のプラズマ処理部材１０では、上部電極７０とプラズマ処理部材１０との間に、均一なプラズマ１が正常に発生した。これに対して、比較例のプラズマ処理部材では、上部電極７０と反応容器６０の内壁面との間や、プラズマ処理部材の下方といった、目的と異なる場所にプラズマ２，３が偏って発生してしまった。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプラズマ処理部材を示す（ａ）断面図及び（ｂ）平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る他のプラズマ処理部材を示す（ａ）断面図及び（ｂ）平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る更に他のプラズマ処理部材を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る他の電極用給電部材の天板を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０，２０，３０…プラズマ処理部材
１１…セラミックス基体
１２…プラズマ発生電極
１３，２３…保護部材
１３ａ，２３ａ，３６ａ…収容部
１４，３４…電極端子
１５，２５，３５…電極用給電部材
１５ａ，２５ａ，３５ａ…本体部
１５ｅ，２５ｅ…外部接続部
１６…絶縁管
１７…封止部材
２５ｆ，２５ｇ，３５ｄ，３５ｅ…挿通孔
２６…絶縁管
２８…熱電対
３２…抵抗発熱体
３３…発熱体端子
３６…絶縁部材
３７…蓋体部材
３８…発熱体用給電部材
４０…高周波電源
５０…インピーダンス整合器
６０…反応容器
７０…上部電極
８０…保持部材
９０…支持台
１００…プラズマ処理装置
【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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