(57)【要約】【課題】マッチングボックスを安全かつ適切に配置することができるプラズマ処理装置を提供すること。【解決手段】反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバー１と、チャンバー１内に対向状に配置されてプラズマ放電を発生させるカソード電極１１とアノード電極１２の組からなる複数組の放電部１３と、チャンバー１外に配置されて全組の放電部１３に電力を供給する電源部Ｅ１、Ｅ２と、チャンバー１外で電源部Ｅ１、Ｅ２に電気的に接続された複数のマッチングボックスＭ１、Ｍ２と、チャンバー１外に配置されて複数のマッチングボックスＭ１、Ｍ２を支持する少なくとも１つの支持部Ａ１１、Ａ１２と、複数のマッチングボックスＭ１、Ｍ２と全組の放電部１３のカソード電極１１とを電気的に接続する複数の導電体Ｃ１１、Ｃ１２とを備え、支持部Ａ１１、Ａ１２は、複数の導電体Ｃ１１、Ｃ１２の長さを等しくできる位置に１つ以上のマッチングボックスＭ１、Ｍ２を支持するよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。【選択図】図１
2011192532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、
前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、
前記チャンバー外で前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、
前記チャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスを支持する少なくとも１つの支持部と、
前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、
前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記支持部が、プラズマ処理装置設置場所の床面に設置され、前記マッチングボックスを前記複数の導電体の長さを等しくできる高さに支持できる、固定台または高さ調整可能な昇降台を有してなる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の前記マッチングボックスを有すると共に、前記チャンバー内にｎ×２m個（ｍは自然数）の前記カソード電極を有し、
前記ｎ個のマッチングボックスのそれぞれが前記導電体を介して２m個の前記カソード電極と接続される請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記導電体が、伝送配線、接続配線および分岐配線からなり、
前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、
前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、
前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に一端で接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記分岐配線が、２m-1本（ｍは自然数）の分岐線によって、前記接続配線側から前記カソード電極側に向かってｍ段で構成されており、
ｍ段目以外の前記各分岐線の両端が、それぞれ異なる次段の分岐線の両端から等距離にある点と電気的に接続され、かつ、ｍ段目の分岐線の両端がそれぞれ異なるカソード電極と電気的に接続されている請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記導電体が、接続配線および伝送配線からなり、
前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、
前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記カソード電極と電気的に接続されている請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記異なる複数の導電体が、全体として互いに同じ材質および同じ構造で構成されている請求項１〜７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記複数の導電体の一部または全体が、管状導電体、板状導電体または角棒状導電体で構成されている請求項１〜８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記導電体が、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金および錫のうちの少なくとも一つを含有する金属材料からなる請求項１〜９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記導電体の一部または全体を収納するケースをさらに備えた請求項１〜１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置における前記放電部に基板を設置して前記基板の表面に半導体膜を積層するか、あるいは表面に半導体膜を有する基板を前記放電部に設置して前記基板上の前記半導体膜をエッチングするプラズマ処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプラズマ処理方法を用いて前記基板上に半導体素子を形成する半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法およびそれらによる半導体素子の製造方法に関し、詳しくは、カソード電極とアノード電極からなる放電部が複数組チャンバー内に配置されたプラズマ処理装置の給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、前記チャンバー内に対向状に配置されてプラズマ放電を発生させるカソード電極とアノード電極の組からなる複数組の放電部と、チャンバー外に配置されて全組の放電部に電力を供給する電源部とを備えたプラズマ処理装置としては、カソード・アノード電極を垂直方向に配置した横型（例えば、特許文献１参照）と、カソード・アノード電極を水平方向に配置した縦型（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００３】
縦型プラズマ処理装置は、電源部とカソード電極の間のインピーダンスを整合するためのマッチングボックスをさらに備え、各放電部へ均等な電力供給を行うために、マッチングボックスとカソード電極との間の電力導入線がカソード電極の数と同じ数で対称状に分岐している。
【０００４】
横型プラズマ処理装置は、隣接する２つの放電部のカソード電極が、同一の電源部に個別の増幅器を介してそれぞれ接続されるか、或いは異なる電源部に増幅器を介してそれぞれ接続されることにより、隣接する放電部同士のカソード電極は相互に異なる電気系統を介して電源部と接続されることとなり、各放電部に均等な電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９６６８１号公報
【特許文献２】特開２００９−２８３２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にマッチングボックスは重量物（１０Ｋｇ程度）であるため、マッチングボックスをチャンバーの天板部や側面に配置し固定することは、チャンバーに負荷をかけるため安全面で問題があるが、マッチングボックスの安全かつ適切な配置方法についてこれまで具体的に提案されていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、マッチングボックスを安全かつ適切に配置することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、前記チャンバー外で前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、前記チャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスを支持する少なくとも１つの支持部と、前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたプラズマ処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の別の観点によれば、前記プラズマ処理装置における前記放電部に基板を設置して前記基板の表面に半導体膜を積層するか、あるいは表面に半導体膜を有する基板を前記放電部に設置して前記基板上の前記半導体膜をエッチングするプラズマ処理方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記プラズマ処理方法を用いて前記基板上に半導体素子を形成する半導体素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置によれば、一般的に重量物であるマッチングボックスを、チャンバーに負荷をかけることなく、安定かつ安全に設置することができ、各放電部に均等な電力を供給するよう適切に配置することができる。
この結果、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた薄膜太陽電池、ＴＦＴ、感光体などの半導体素子について、素子特性のばらつきを抑制でき、前記半導体素子を所望の特性にて安定的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１のプラズマ処理装置の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の実施形態２を示す概略構成図である。
【図４】本発明のプラズマ処理装置の実施形態３を示す概略構成図である。
【図５】本発明のプラズマ処理装置の実施形態４を示す概略構成図である。
【図６】実施形態５のプラズマ処理装置の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。
【図７】本発明のプラズマ処理装置の実施形態６を示す概略構成図である。
【図８】本発明のプラズマ処理装置の実施形態７を示す概略構成図である。
【図９】本発明のプラズマ処理装置の実施形態８を示す概略構成図である。
【図１０】本発明のプラズマ処理装置の実施形態９を示す概略構成図である。
【図１１】本発明のプラズマ処理装置の実施形態１０を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置は、前記のように、チャンバーと、カソード電極およびアノード電極を有しプラズマ放電を発生する放電部と、放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、複数のマッチングボックスを支持する少なくとも１つの支持部と、複数のマッチングボックスとカソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
ここで、「導電体」とは、マッチングボックスからカソード電極までの配線全体を意味する。
前記マッチングボックスは、電源部と各カソード電極との間の電力供給経路に配置されて、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスを整合させるための当該分野で一般的に用いられるインピーダンス整合器である。なお、互いに同期した個別の電源部にそれぞれマッチングボックスを接続することができるが、同一の電源部から複数に分岐した電力供給経路にそれぞれマッチングボックスを接続してもよい。
【００１２】
すなわち、このプラズマ処理装置は、重量物であるマッチングボックスをチャンバーの天井や側面に設置してチャンバーに負荷をかけることを回避するために、装置設置場所の床面上に支持部を介してマッチングボックスを支持するよう構成されている。
このとき、各マッチングボックスから各カソード電極に到る各導電体の長さが異なってしまうと、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスがばらつくため、各放電部に供給される電力にばらつきが生じ、各放電部でのプラズマ処理を均等になるように行うことができなくなるため、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
なお、複数のマッチングボックスのうち、少なくとも１つは直接床面上に設置してもよい。
【００１３】
本発明によるプラズマ処理装置は、カソードおよびアノードの各電極を水平方向に配置した縦型プラズマ処理装置、各電極を垂直方向に配置した横型プラズマ処理装置、基板上に膜（例えば、半導体膜）を成膜する成膜型プラズマ処理装置および基板上の膜（例えば、半導体膜）をエッチングするエッチング型プラズマ処理装置に適用可能である。
また、前記プラズマ処理装置は次のように構成されてもよい。
【００１４】
（１）前記支持部が、プラズマ処理装置設置場所の床面に設置されて前記マッチングボックスを前記複数の導電体の長さを等しくできる高さに支持できる、固定台または高さ調整可能な昇降台を有してなる。
このようにすれば、マッチングボックスを支持部を介して床面から前記の高さに容易に設置することができると共に、導電体を用いた電力供給経路も複雑にならず簡素化できる。
また、カソード電極とアノード電極の間の電極間隔や、隣接する放電部の間の間隔等を調整する必要がない場合は、マッチングボックスを設置する高さを後から調整する必要がないため、固定台を用いてマッチングボックスを所定の設置高さに容易かつ迅速に設置することができる。
【００１５】
一方、カソード電極とアノード電極の間の電極間隔や、隣接する放電部の間の間隔等を調整する必要がある場合は、マッチングボックスを設置する高さも調整する必要があるため、昇降台（例えば、ジャッキ）を用いてマッチングボックスの設置高さを容易に調整することができる構成が好ましい。
この場合、マッチングボックスのメンテナンス時にも、マッチングボックスを作業者が作業しやすい安全な高さに容易に移動させることができ、高所作業や重量物であるマッチングボックスを高所から降ろす際の危険性を低減することができる。
【００１６】
（２）ｎ個（ｎは２以上の自然数）の前記マッチングボックスを有すると共に、前記チャンバー内にｎ×２m個（ｍは自然数）の前記カソード電極を有し、前記ｎ個のマッチングボックスのそれぞれが前記導電体を介して２m個の前記カソード電極と接続される。
このようにすれば、各マッチングボックスが接続するカソード電極の数を同一にすることができる。
【００１７】
（３）前記導電体が、伝送配線、接続配線および分岐配線からなり、前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数を低減しても、各放電部に均等になるように電力を供給することができ、プラズマ処理装置を簡素化および低コスト化することができる。
さらに、縦型プラズマ処理装置の場合、垂直方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができ、また、横型プラズマ処理装置の場合は、水平方向に伝送配線を配置し、水平方向に接続配線を配置することができるため、マッチングボックスの設置位置の自由度が増加する。
【００１８】
（４）前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、前記分岐配線は、その両端でそれぞれ異なる前記カソード電極と電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に一端で接続され、かつその他端が前記分岐配線の前記両端から等距離の点と電気的に接続されている。
この構成は、前記（３）の伝送配線を省略して接続配線を直接マッチングボックスに電気的に接続した接続形態である。
【００１９】
このようにしても、前記（３）と同様に、電源部およびマッチングボックスの数を低減しても、各放電部に均等になるように電力を供給することができ、プラズマ処理装置を簡素化および低コスト化することができる。
さらに、マッチングボックスからカソード電極までの電力供給経路が短くなるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減することができると共に、異なる配線同士の接続箇所が低減するため、接触抵抗に起因する電力消費を低減することができる。
これらの結果、電力供給効率を向上することができる。
【００２０】
（５）前記分岐配線が、２m-1本（ｍは自然数）の分岐線によって、前記接続配線側から前記カソード電極側に向かってｍ段で構成されており、
ｍ段目以外の前記各分岐線の両端が、それぞれ異なる次段の分岐線の両端から等距離にある点と電気的に接続され、かつ、ｍ段目の分岐線の両端がそれぞれ異なるカソード電極と電気的に接続されている。
このようにすれば、電源部およびマッチングボックスの数に対してカソード電極の数を増加しても、各放電部に均等に電力を供給することができ、プラズマ処理装置の処理能力がアップする。
【００２１】
（６）前記導電体が、接続配線および伝送配線からなり、前記伝送配線は、その一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、前記接続配線は、その一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、かつその他端が前記カソード電極と電気的に接続されている。
この構成は、前記（２）および（３）の分岐配線を省略して接続配線を直接カソード電極に電気的に接続した接続形態である。
このようにすれば、カソード電極とマッチングボックスとを１対１で接続することができるため、例えば、不具合が発生した放電部のカソード電極またはアノード電極のみをチャンバー内から取り出した状態であっても、他の放電部による基板のプラズマ処理を行うことができる。
【００２２】
（７）前記異なる複数の導電体が、全体として互いに同じ材質および同じ構造で構成されている。
この場合、「構造」とは、大きさ、形状、屈曲位置および接続構造を含み、同一の導電体において複数の分岐配線を対称的に配置した構造を意味する。
このようにすれば、マッチングボックスとカソード電極との間のインピーダンスのばらつきをさらに低減することができ、各放電部への電力供給をより一層均一に行うことができる。
さらに、分岐配線、接続配線および伝送配線について、それぞれ同じ部品を用いることができ、各部品の共通化によるメンテナンス性向上とコスト低減の効果が得られる。
【００２３】
（８）前記複数の導電体の一部または全体が、管状導電体、板状導電体または角棒状導電体で構成されている。
このようにすれば、電力損失を低減することができる。
つまり、交流電流において、周波数が高くなるほど導電体の表面近くに集中して流れる表皮効果（skin effect）が生じる。よって、高周波電流においては、表皮効果によって導体表面付近でしか流れない性質がある。
そのため、断面が円形中実である一般的な円形中実導電体に高周波電力を供給した場合、円形中実導電体の中心付近の電気抵抗が増加して、円形中実導電体の表面近傍でしか電流が流れなくなる。その結果、円形中実導電体全体の電気抵抗が大きくなり、電力損失が増大する。
【００２４】
そこで、中空構造をもつ管状導電体とすることで、中空部の内周面分の表面積が増加し、増加した表面積の分、円形中実導電体よりも高周波電流が流れやすくなり、電力損失を低減することができる。
さらに、管状導電体の表面積の増加に伴って放熱性が向上し、高周波電力供給時の導電体の温度上昇を抑えることができ、熱による電気抵抗上昇で生じる電力損失を低減することができる。
【００２５】
また、板状導電体（例えば、断面が長方形中実、長円形中実、楕円形中実等）も、円形中実導電体と比較して表面積が大きくなるため、管状導電体と同じ理由によって、円形中実導電体よりも高周波電力供給時の電力損失を低減することができる。
また、角棒状導電体、例えば、断面が正方形中実の角棒状導電体の表面積と、円形中実導電体の表面積とを、同じ体積（断面積×長さ）の条件で比較すると、角棒状導電体の表面積は円形中実導電体の表面積の約３．４倍となる。したがって、管状導電体と同じ理由によって、円形中実導電体よりも高周波電力供給時の電力損失を低減することができる。
【００２６】
（９）前記導電体が、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金および錫のうちの少なくとも一つを含有する金属材料からなる。
（１０）前記導電体の一部または全体を収納するケースをさらに備える。
このようにすれば、高周波電力の供給時に導電体から高周波が外部に漏れることを防止できると共に、作業者が給電中の導電体に誤って接触する事故の発生を防止することができる。
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明のプラズマ処理装置の実施形態を説明する。なお、本発明は図示した実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
（実施形態１）
図１は本発明のプラズマ処理装置の実施形態１を示す概略構成図である。
実施形態１のプラズマ処理装置Ｐ１は、基板Ｓ１の表面に所望の膜を成膜する成膜用の縦型プラズマ処理装置であって、密封可能なチャンバー１と、チャンバー１に反応ガスを導入する図示しないガス導入部と、チャンバー１から反応ガスを排気する排気部１５と、チャンバー１内に水平かつ対向状に配置されてプラズマ放電させるカソード電極１１とアノード電極１３の組からなる４組の放電部１３と、各放電部１３に電力を供給する電源部Ｅ１、Ｅ２と、各電源部部Ｅ１、Ｅ２に電気的に接続されたマッチングボックスＭ１、Ｍ２と、各マッチングボックスＭ１、Ｍ２を支持する支持部Ａ１１、Ａ１２と、各マッチングボックスＭ１、Ｍ２と放電部１３のカソード電極１１とを電気的に接続する導電体Ｃ１１、Ｃ１２と、各導電体Ｃ１１、Ｃ１２の略全体を覆うケースＫ１１、Ｋ１２とを備える。
【００２９】
チャンバー１は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉（図示省略）する縦長箱型であり、その左右の内壁面には各カソード電極１１と各アノード電極１２を一定間隔をもって支持する支持片が設けられると共に、チャンバー１の底面に排気部１５が接続されている。なお、一の放電部１３のアノード電極１２と隣接する他の放電部１３のカソード電極１１との間も一定間隔に設定されている。
【００３０】
チャンバー１の左右側壁外部には、導電体Ｃ１１、Ｃ１２を収納するように、アルミニウムや銅等の電気伝導体からなるケースＫ１１、Ｋ１２が配置されている。
ケースＫ１１、Ｋ１２は、高周波電力の供給時に導電体Ｃ１１、Ｃ１２から高周波が外部に漏れることを防止し、かつ作業者が通電中の導電体Ｃ１１、Ｃ１２に誤って接触する事故の発生を防止するものである。
【００３１】
図２は実施形態１のプラズマ処理装置の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。
図１と図２に示すように、一方のケース（以下、「第１ケース」という）Ｋ１１は、一方のマッチングボックス（以下、「第１マッチングボックス」という）Ｍ１上に設置された垂直方向に長い第１部分Ｋ１１ａと、第１部分Ｋ１１ａの上端のチャンバー１側に連結された第２部分Ｋ１１ｂと、第２部分Ｋ１１ｂとチャンバー１の側壁とを連結する第３部分Ｋ１１ｃとからなり、それらの連結部分には導電体Ｃ１１を挿通させる挿通孔が形成されている。
【００３２】
他方のケースＫ１２（以下、「第２ケース」という）も、第１ケースＫ１１と同様に、他方のマッチングボックス（以下、「第２マッチングボックス」という）Ｍ２上に設置された第１部分Ｋ１２ａと、第１部分Ｋ１２ａの上端のチャンバー１側に連結された第２部分Ｋ１２ｂと、第２部分Ｋ１２ｂとチャンバー１の側壁とを連結する第３部分Ｋ１２ｃとからなり、それらの連結部分には導電体Ｃ１２を挿通させる挿通孔が形成されている。
なお、第１および第２ケースＫ１１、Ｋ１２についてさらに詳しくは後述する。
【００３３】
各カソード電極１１はそれぞれ同じ構成を有し、各アノード電極１２はそれぞれ同じ構成を有している。
カソード電極１１は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などから作製される。各カソード電極１１の寸法は、成膜される基板Ｓ１の寸法に合わせて適当な値に設定され、アノード電極１２と同じ寸法（平面サイズおよび厚み）で設計されることができる。
カソード電極１１は、内部が空洞であると共に、対向するアノード電極１２に面するプラズマ放電面には前記空洞部と導通した多数の貫通穴が穴開け加工により開けられている。この穴開け加工は、直径０．１ｍｍ〜２ｍｍの円形穴を数ｍｍ〜数ｃｍピッチで行うのが望ましい。
【００３４】
また、カソード電極１の一端面には、図示しないガス導入部としてのガス導入管が接続されており、図示しないガス供給源とガス導入部とは接続パイプにて接続されており、反応ガスがガス供給源からカソード電極１１の内部に形成された前記空洞に供給され、前記多数の貫通穴からアノード電極１２上の基板Ｓ１の表面に向かって反応ガスが噴出するように構成されている。
なお、成膜用の反応ガス（原料ガス）は、成膜する膜の材質に応じたものを使用する。例えば、不純物をドーピングしたシリコン系半導体膜を成膜する場合は、Ｈ2で希釈したＳｉＨ4（モノシラン）ガスとともに、ＰＨ3（ホスフィン）ガス、Ｂ2Ｈ6（ジボラン）ガス、ＣＯ2ガスなどが使用される。
【００３５】
アノード電極１２は、内部にヒータ１４を有すると共に、上面に基板Ｓ１が設置され、プラズマ放電下の成膜時に基板Ｓ１を加熱する。なお、基板Ｓ１は、半導体基板（例えば、シリコン基板）やガラス基板などが一般的であるが、特にこれらに限定されるものではない。
また、アノード電極１２は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。
【００３６】
アノード電極１２の寸法は、薄膜を形成するための基板Ｓ１の寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、基板Ｓ１の寸法９００〜１２００ｍｍ×４００〜９００ｍｍに対して、アノード電極１２の寸法を１０００〜１５００ｍｍ×６００〜１０００ｍｍにして設計される。
または、一つのアノード電極１２上に複数の基板Ｓ１を並べて設置してもよい。例えば、アノード電極１２の寸法が１５００ｍｍ×１０００ｍｍの場合、寸法が７００ｍｍ×１０００ｍｍの基板Ｓ１を２枚並べて設置してもよいし、あるいは、寸法が７００ｍｍ×４００ｍｍの基板Ｓ１を４枚を縦横２列に並べて設置してもよい。
【００３７】
アノード電極２に内蔵されたヒータ１４は、アノード電極１２を室温〜３００℃に加熱制御するものであり、例えば、アルミニウム合金中にシースヒータなどの密閉型加熱装置と熱電対などの密閉型温度センサとを内蔵したものを用いることができる。
また、本発明の実施形態ではヒータ１４はアノード電極２に内蔵されているが、ヒータ１４とアノード電極２が分離されて設置されている構成でもよい。その場合、ヒータ１４は基板Ｓ１を面内均一に加熱できるように構成されていることが好ましい。例えば、アノード電極２の基板Ｓ１を設置した面の裏面側に、プレート状のヒータを設置して用いることができる。
【００３８】
第１ケースＫ１１内に収容された一方の導電体（以下、「第１導電体」という）Ｃ１１は、第１マッチングボックスＭ１と電気的に接続された下端を有し垂直方向に配置された伝送配線Ｃ１１ａと、伝送配線Ｃ１１ａの上端と締結部品ａを介して電気的に接続された一端を有し水平方向に配置された接続配線Ｃ１１ｂと、接続配線Ｃ１１ｂの他端と締結部品ｂを介して電気的に接続された２本の分岐配線Ｃ１１ｃとを備える。
伝送配線Ｃ１１ａは、金属製の管状導電体からなり、第１部分Ｋ１１ａ内に収容されている。
接続配線Ｃ１１ｂは、金属製の板状導電体からなり、第１部分Ｋ１１ａから第３部分Ｋ１１ｃに亘って収容されている。
【００３９】
分岐配線Ｃ１１ｃは、通常の導線（例えば銅線）からなる第１線Ｃ１１ｃ1と、第１線Ｃ１１ｃ1の両端に締結部材ｃを介して電気的に接続された金属製の棒状導電体からなる第２線Ｃ１１ｃ2とから構成されている。
第１線Ｃ１１ｃ1は第３部分Ｋ１１ｃ内に収容され、第２線Ｃ１１ｃ2は第３部分Ｋ１１ｃからチャンバー１の側壁を貫通して反応室内のカソード電極１１と電気的に接続されている。
また、分岐配線Ｃ１１ｃの両端から等距離の点（第１線Ｃ１１ｃ1の両端から等距離の中点）は、接続配線Ｃ１１ｂと電気的に接続されている。
さらに、分岐配線Ｃ１１ｃは、接続配線Ｃ１１ｂとの接続部から等距離の箇所で線対称的に屈曲して上から１番目と３番目のカソード電極１１の一端面（右端面）の同じ位置に電気的に接続されている。
なお、全てのアノード電極１２は接地されている。
【００４０】
他方の導電体（以下、「第２導電体」という）Ｃ１２は、第１導電体Ｃ１１と同一であり、第２マッチングボックスＭ２と電気的に接続された伝送配線Ｃ１２ａと、伝送配線Ｃ１２ａと締結部品を介して電気的に接続された接続配線Ｃ１２ｂと、接続配線Ｃ１１ｂと締結部品を介して電気的に接続された２本の分岐配線Ｃ１１ｃとを備え、第２ケースＫ１２内に収容されている。
すなわち、第１導電体Ｃ１１の伝送配線Ｃ１１ａの下端（第１マッチングボックスＭ１との接続部）から分岐配線Ｃ１１ｃの先端（カソード電極１１との接続部）までの長さと、第２導電体Ｃ１２の伝送配線Ｃ１２ａの下端（第２マッチングボックスＭ２との接続部）から分岐配線Ｃ１２ｃの先端（カソード電極１１との接続部）までの長さとは等しく、かつ、第１導電体Ｃ１１における屈曲部の位置および数と、第２導電体Ｃ１２における屈曲部の位置および数とは等しい。
但し、第２導電体Ｃ１２の２本の分岐配線Ｃ１２ｃは、上から２番目と４番目のカソード電極１１の他端面（左端面）の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
これにより、第１導電体Ｃ１１ｃと干渉することなく、かつ第１導電体Ｃ１１ｃと同様の位置で各カソード電極１１に第２導電体Ｃ１２を接続することができる。
なお、実施形態１およびこれ以降の実施形態において、伝送配線および分岐配線は、板状導電体または角棒状導電体であってもよい。
【００４１】
排気部１５は、真空ポンプ１５ａ、真空ポンプ１５ａとチャンバー１の内部（反応室）とを接続する排気管１５ｂおよび排気管１５ｂにおけるチャンバー１と真空ポンプ１５ａとの間に配置された圧力制御器１５ｃとを備えてなる。
本実施形態では、排気部１５はチャンバー１の底面に１箇所接続された構成であるが、排気部１５の接続面は底面に限られず、また、複数の排気部１５を備えていてもよい。例えば、チャンバー１の天井面と底面の上下２箇所に排気部１５を設けることができる。上下２箇所に排気部１５を設けることで、チャンバー１内部の上部および下部の雰囲気をそれぞれ効率よく排気することが可能となる。
第１マッチングボックスＭ１は電源部Ｅ１と１番目および３番目のカソード電極１１との間のインピーダンスを整合するためのものであり、第２マッチングボックスＭ２は電源部Ｅ２と２番目および４番目のカソード電極１１との間のインピーダンスを整合するためのものである。
【００４２】
電源部Ｅ１、Ｅ２は、高周波発生器と、高周波発生器からの高周波電力を増幅してカソード電極１１に供給する増幅器とを備えてなるプラズマ励起電源であり、例えば、ＡＣ１．００ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１０Ｗ〜１００ｋＷの電力、具体的には、１３．５６ＭＨｚ〜６０ＭＨｚで１０Ｗ〜１０ｋＷの電力を各カソード電極１に供給する。
実施形態１では、互いに同期した個別の電源部Ｅ１、Ｅ２を用いた場合を例示しているが、一つの電源部から電力供給経路を分岐して第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２にそれぞれ接続してもよい。
【００４３】
第１マッチングボックスＭ１を支持する支持部（以下、「第１支持部」という）Ａ１１は、プラズマ処理装置Ｐ１が設置される床面上に固定された固定台であり、高さＨ１１を有している。
第２マッチングボックスＭ２を支持する支持部（以下、「第２支持部」という）Ａ１２は、前記床面上に固定された固定台であり、高さＨ１２を有している。
前記のように第１導電体Ｃ１１と第２導電体Ｃ１２は同一であるが、第１導電体Ｃ１１の分岐配線Ｃ１１ｃと接続配線Ｃ１１ｂとの接続部分の高さと、第２導電体Ｃ１２の分岐配線Ｃ１２ｃと接続配線Ｃ１２ｂとの接続部分の高さは、隣接する２つのカソード電極１１の間隔Ｄ分ずれている。
よって、第１支持部Ａ１１の高さＨ１１は、第２支持部Ａ１２の高さＨ１２よりも前記間隔Ｄ分高く設定されている。つまり、Ｈ１１−Ｈ１２＝Ｄである。
なお、第１および第２支持部Ａ１１、Ａ１２として、固定台の替わりに昇降台を用いてもよい。
【００４４】
このように構成されたプラズマ処理装置Ｐ１によれば、第１マッチングボックスＭ１から１番目と３番目のカソード電極１１までの電力供給経路と、第２マッチングボックスＭ２から２番目と４番目のカソード電極１１までの電力供給経路とが等しいため、電源Ｅ１から１番目と３番目のカソード電極１１に供給する高周波電力と、電源Ｅ２から２番目と４番目のカソード電極１１に供給する高周波電力とのばらつきを低減することができる。
この結果、反応ガス雰囲気下での各放電部１３のプラズマ放電のばらつきを低減させることができるため、各アノード電極１２上に設置した各成膜用基板（例えば、半導体基板）上に形成される膜（例えば半導体膜）品質の均一性を向上させることができる。
なお、実施形態１およびこれ以降の実施形態において、隣接する放電部のカソード電極同士を同じ導電体にて接続してもよい。
【００４５】
（実施形態２）
図３は本発明のプラズマ処理装置の実施形態２を示す概略構成図である。なお、図３において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態２のプラズマ処理装置Ｐ２は、エッチング用プラズマ処理装置であって、上にアノード電極２２を配置し、かつ下にカソード電極２１を配置して放電部２３が構成されており、各放電部２３のカソード電極２１は第１・第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２と接続され、各放電部２３のアノード電極２２は接地されている。
【００４６】
この場合、カソード電極２１は図１で説明したアノード電極１２と実質的に同一であり、アノード電極２２は図１で説明したカソード電極１１と実質的に同一であり、反応ガスが、アノード電極２２より供給される。
この場合のエッチング用の反応ガスとして、エッチングする対象となる膜の材質に応じた反応ガスが用いられる。例えば、シリコン系半導体膜をエッチングする場合は、Ａｒなどの不活性ガスで希釈されたＣＦ4、Ｃ4Ｆ8などのフッ素系ガスが主に用いられる。
【００４７】
このプラズマ処理装置Ｐ２において、第１・第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２の構成、第１・第２ケースＫ２１、Ｋ２２の構成は実施形態１と基本的に同じであり、その他の構成も実施形態１と同じである。
すなわち、第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード電極２１までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第１・第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２が構成されると共に第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２の高さが第１・第２支持部Ａ２１、Ａ２２によって調整される（Ｈ２１−Ｈ２２＝Ｄ）。
なお、第１支持部Ａ２１の高さＨ２１が、カソード電極間隔Ｄと等しければ、第２支持部Ａ２２を省略して第２マッチングボックスＭ２を床面に直接設置することができる。
このプラズマ処理装置によれば、反応ガス雰囲気下の各放電部のプラズマ放電のばらつきを低減させることができ、各カソード電極上に設置した各エッチング用基板（例えば、半導体基板）Ｓ２のエッチングの均一性を向上させることができる。
なお、以降の実施形態においても、実施形態２と同様に、基板設置側をカソード電極としてもよい。
【００４８】
（実施形態３）
図４は本発明のプラズマ処理装置の実施形態３を示す概略構成図である。なお、図４において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態３のプラズマ処理装置Ｐ３が実施形態１と異なる点は、主として、第１・第２導電体Ｃ３１、Ｃ３２から伝送配線が省略され、分岐配線Ｃ３１ｃ、Ｃ３２ｃと接続された接続配線Ｃ３１ｂ、Ｃ３２ｂが直接第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２と接続されたこと、および第１・第２ケースＫ３１、Ｋ３２の構成である。
実施形態３におけるその他の構成は、概ね実施形態１と同様である。
【００４９】
この場合、第１ケースＫ３１は、図１で示した第１・第２部分Ｃ１１ａ、Ｃ１１ｂに相当する部分が省略され第３部分Ｃ１１ｃに相当する部分のみから構成され、これと同様に、第２ケースＫ３２も第３部分Ｃ１２ｃに相当する部分のみから構成されている。
第１マッチングボックスＭ１は接続配線Ｃ３１ｂと直接されるために第１支持部Ａ３１によって高さＨ３１の上方位置に支持され、第２マッチングボックスＭ２は接続配線Ｃ３２ｂと直接されるために第２支持部Ａ３２によって高さＨ３２の上方位置に支持されている。
【００５０】
本実施形態において、第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード電極１１までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第１・第２導電体Ｃ３１、Ｃ３２が構成されると共に第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２の高さが第１・第２支持部Ａ３１、Ａ３２によって調整される（Ｈ３１−Ｈ３２＝Ｄ）。
このプラズマ処理装置によれば、第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード電極１１までの電力供給経路を短くすることができるため、電力供給経路の配線抵抗に起因する電力消費を低減できると共に、異なる配線同士の接続箇所の数を低減することができるため、接触抵抗に起因する電力消費を低減できる。
また、第１・第２ケースＫ３１、Ｋ３２を簡素化できる利点もある。
【００５１】
（実施形態４）
図５は本発明のプラズマ処理装置の実施形態４を示す概略構成図である。なお、図５において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態４における実施形態１とは異なる点を主に説明する。
実施形態４のプラズマ処理装置Ｐ４は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉を有する横型チャンバー１０内に、４組の放電部１３のカソード電極１１およびアノード電極１２が垂直方向に配置された成膜用の横型プラズマ処理装置であり、各カソード電極１１および各アノード電極１２は、チャンバー１０の内壁に設けられた図示しない支持部材によって支持されている。
なお、各放電部１３のカソード電極１１とアノード電極１２との間隔および隣接する２組の放電部１３の間隔は実施形態１と同様に構成されている。
【００５２】
このプラズマ処理装置Ｐ４の場合、第１導電体Ｃ４１の２つの分岐配線Ｃ４１ｃは左から１番目と３番目のカソード電極１１の上端に接続され、かつ第２導電体Ｃ４２の２つの分岐配線Ｃ４２ｃは２番目と４番目のカソード電極１１の下端に接続される。
そのため、第１導電体Ｃ４１において、接続配線Ｃ４１ｂは垂直方向に配置され、伝送配線Ｃ４１ａは水平方向に配置され、伝送配線Ｃ４１ａに第１マッチングボックスＭ１が接続され、第１マッチングボックスＭ１は支持部Ａ４１にて支持されている。
第２導電体Ｃ４２において、接続配線Ｃ４２ｃおよび伝送配線Ｃ４２ａも第１導電体Ｃ４１と同様であり、伝送配線Ｃ４２ａに第２マッチングボックスＭ２が接続され、第２マッチングボックスＭ２は床面上に設置されている。
【００５３】
また、第１・第２導電体Ｃ４１、Ｃ４２は、実施形態１と同様の構成の第１・第２ケースＫ４１、Ｋ４２内に収納されている。
実施形態４の場合も、第１マッチングボックスＭ１から各カソード電極１１までの距離および屈曲部の位置等と、第２マッチングボックスＭ２から各カソード電極１１までの距離および屈曲部の位置等が等しくなるように構成されている。
なお、第１ケースＫ４１はチャンバー１０の上壁に載置されているが、第１ケースＫ４１は第１マッチングボックスＭ１のような重量物ではないためチャンバー１０に大きな負荷をかけることはない。
【００５４】
（実施形態５）
図６は実施形態５のプラズマ処理装置の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。なお、図６において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態５のプラズマ処理装置Ｐ４が実施形態１と異なる点は、放電部の数、第１導電体Ｃ５１の分岐配線Ｃ５１ｃの分岐数および図示しない第２導電体の分岐配線の分岐数がそれぞれ２倍に増加した点であり、実施形態５におけるその他の構成は実施形態１と同様である。
以下、実施形態５について実施形態１とは異なる点を主に説明する。
【００５５】
このプラズマ処理装置Ｐ５は、カソード電極１１は鉛直方向に８段で配置されている（アノード電極は図示省略）。
第１導電体Ｃ５１は、伝送配線Ｃ２１ａと、接続配線Ｃ２１ｂと、３本の分岐線Ｃ５１ｃ1、Ｃ５１ｃ2、Ｃ５１ｃ2からなる分岐配線Ｃ５１ｃとを備える。
分岐配線Ｃ５１ｃは、接続配線Ｃ２１ｂ側に１段目の１本の分岐線Ｃ５１ｃ1が配置され、カソード電極１１側に２段目の２本の分岐線Ｃ５１ｃ2、Ｃ５１ｃ2が配置されている。
なお、２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2は、両端部と中間部とが異なるまたは同じ部材からなり、それらが締結部品ｄにて電気的に接続されて構成されている。
【００５６】
２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2の両端はそれぞれ異なるカソード電極１１と電気的に接続され、２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2の両端から等距離の点は締結部品ｃを介して１段目の前記分岐線Ｃ５１ｃ1の両端と電気的に接続され、１段目の前記分岐線Ｃ５１ｃ1の両端から等距離の点は締結部品ｂを介して接続配線Ｃ２１ｂと電気的に接続されている。
第１導電体Ｃ５１の２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2の両端は、上から１、３、５、７番目のカソード電極１１の一端面（右端面）の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
【００５７】
第１ケースＫ５１は、伝送配線Ｃ２１ａを収納する第１部分Ｋ５１ａと、接続配線Ｃ２１ｂを収納する第２部分Ｋ５１ｂと、１段目の前記分岐線Ｃ５１ｃ1を収納する第３部分Ｋ５１ｃと、２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2を収納する第４部分Ｋ５１ｄとからなる。
図示しない第２導電体は第１導電体Ｃ５１と同一である。但し、第２導電体の２段目の各分岐線の両端は、上から２、４、６、８番目のカソード電極１１の他端面（左端面）の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
図示しない第２ケースは第１ケースＫ５１と同一である。
実施形態５の場合も、図示しない第１・第２マッチングボックスから各カソード電極までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第１・第２導電体が構成されると共に第１・第２マッチングボックスの高さが図示しない第１・第２支持部によって調整される。
【００５８】
実施形態５において、カソード電極は８段構成であるが、３段目以降の分岐線を追加することでカソード電極数をさらに増やすことが可能である。
つまり、本発明のプラズマ処理装置は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にｎ×２m個（ｍは自然数）のカソード電極を有し、ｎ個のマッチングボックスのそれぞれが導電体を介して２m個のカソード電極と接続されるように構成することができる。
実施形態５の場合、マッチングボックスの数は２個であるためｎ＝２であり、カソード電極の数は８個であるためｍ＝２である。
また、前記実施形態１〜４の場合、マッチングボックスの数は２個であるためｎ＝２であり、カソード電極の数は４個であるためｍ＝１である。
本発明はこれら以外にも、例えば、マッチングボックスの数が２個のとき、カソード電極の数を１６個、３２個等のｎ×２m個にすることが可能である。
【００５９】
（実施形態６）
図７は本発明のプラズマ処理装置の実施形態６を示す概略構成図である。なお、図６において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態６のプラズマ処理装置Ｐ６は、実施形態１と同様に、上下４段のカソード電極３１を備えた成膜用の縦型プラズマ処理装置であるが、カソード電極３１とアノード電極３２の構成およびアノード電極３２の数が実施形態１とは異なり、その他の構成は概ね実施形態１と同様である。
以下、実施形態６における実施形態１とは異なる点を主に説明する。
【００６０】
実施形態６において、カソード電極３１は、上下両面に多数の貫通穴が形成されており、上下両面から反応性ガスをチャンバー１内に噴出するよう構成されている。
また、アノード電極３２は、片面または上下両面で基板Ｓ１を支持できるように構成されている。アノード電極３２の下面には、基板Ｓ１の非処理面をアノード電極３２の下面と密着させた状態で基板Ｓ１の外周を支持できる、例えば、倒立Ｌ字形の支持片が設けられている。
さらに、実施形態６の場合、最上段のカソード電極３１の上方にもアノード電極３２が配置されている。
【００６１】
このように構成された実施形態６のプラズマ処理装置Ｐ６では、全てのカソード電極３１がアノード電極３２で挟まれた構造であり、全てのカソード電極３１とアノード電極３２の間でプラズマ放電が発生する。なお、図７において、符号３３は放電部を示している。
したがって、成膜処理の際は、最上段のアノード電極３２の下面、最下段のアノード電極３２の上面、およびその他のアノード電極３２の上下両面に基板Ｓ１を設置し、各カソード電極３２の上下両面から各基板Ｓ１に向けて（矢印で示すように）反応性ガスを噴出し、各カソード・アノード電極３１、３２間でプラズマを発生させる。
実施形態６も、実施形態１と同様に、電源Ｅ１、Ｅ２から各カソード電極３１に供給する高周波電力のばらつきを低減することができる。
さらに、実施形態６によれば、一度のプラズマ処理でより多くの基板Ｓ１を処理することができ、処理効率が向上する。
【００６２】
（実施形態７）
図８は本発明のプラズマ処理装置の実施形態７を示す概略構成図である。なお、図７において、図１および図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態７のプラズマ処理装置Ｐ７は、前記実施形態６のプラズマ処理装置Ｐ６（図７参照）に類似しているが、異なる点は、隣接する上下のカソード電極３１間に２つのアノード電極４２を配置し、カソード電極３１間の上のアノード電極４２にはその上面に基板Ｓ１を設置し、カソード電極３１間の下のアノード電極４２にはその下面に基板Ｓ１を設置する点である。
実施形態７において、その他の構成は概ね実施形態１および６と同様である。
以下、実施形態７における実施形態１および６とは異なる点を主に説明する。
【００６３】
実施形態７の場合、カソード電極３１間の下のアノード電極４２の下面には、実施形態６と同様に、基板Ｓ１の非処理面をアノード電極４２の下面と密着させた状態で基板Ｓ１の外周を支持できる倒立Ｌ字形の支持片が設けられている。
また、実施形態７の場合、前記のように第１導電体Ｃ１１と第２導電体Ｃ１２は同一であるが、第１導電体Ｃ１１の分岐配線Ｃ１１ｃと接続配線Ｃ１１ｂとの接続部分の高さと、第２導電体Ｃ１２の分岐配線Ｃ１２ｃと接続配線Ｃ１２ｂとの接続部分の高さは、隣接する２つのカソード電極３１の間隔Ｄ１分ずれている。
よって、第１支持部Ａ７１の高さＨ２１は、第２支持部Ａ７２の高さＨ１２よりも前記間隔Ｄ１分高く設定されている。つまり、Ｈ２１−Ｈ２２＝Ｄ１である。
【００６４】
このように構成された実施形態７のプラズマ処理装置Ｐ７も、全てのカソード電極３１がアノード電極４２で挟まれた構造であり、各カソード電極３１の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード電極３１とアノード電極４２の間でプラズマ放電が発生する。なお、図８において、符号４３は放電部を示している。
実施形態７も、電源Ｅ１、Ｅ２から各カソード電極３１に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板Ｓ１を効率よく処理することができる。
【００６５】
（実施形態８）
図９は本発明のプラズマ処理装置の実施形態８を示す概略構成図である。なお、図９において、図１および図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態８のプラズマ処理装置Ｐ８は、実施形態４のプラズマ処理装置Ｐ４と同様に、鉛直方向にカソード電極３１を４段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、カソード電極３１とアノード電極３２の構成、アノード電極３２の数、分岐配線が接続されるカソード電極が実施形態４とは異なり、その他の構成は概ね実施形態４と同様である。
以下、実施形態８における実施形態４とは異なる点を主に説明する。
【００６６】
実施形態８において、カソード電極５１は、左右両面に多数の貫通穴が形成されており、左右両面から反応性ガスをチャンバー１０内に噴出するよう構成されている。
また、アノード電極５２は、片面または左右両面で基板Ｓ１を支持できるように構成されている。
アノード電極５２の片面または左右両面には、基板Ｓ１の非処理面をアノード電極５２の左右両面と密着させた状態で基板Ｓ１の外周を支持できる、例えば、倒立Ｌ字形の支持片が設けられている。
また、実施形態８の場合、全てのカソード電極５１がアノード電極５２で挟まれた構造であり、各カソード電極５１の左右両面から反応ガスが噴出し、全てのカソード電極５１とアノード電極５２の間でプラズマ放電が発生する。なお、図９において、符号５３は放電部を示している。
【００６７】
また、実施形態８の場合、第１・第２導電体Ｃ５１、Ｃ５２およびこれらを収納する第１・第２ケースＫ５１、Ｋ５２はチャンバー１０の上方に配置され、第１・第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２およびこれらを支持する第１・第２支持部Ａ５１、Ａ５２がチャンバー１０の両側に配置され、第１導電体Ｃ５１の分岐配線Ｃ５１ｃの両端は左側の隣接する２つのカソード電極５１の上端と電気的に接続し、第２導電体Ｃ５２の分岐配線Ｃ５２ｃの両端は右側の隣接する２つのカソード電極５１の上端と電気的に接続している。
【００６８】
実施形態８も、電源Ｅ１、Ｅ２から各カソード電極５１に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板Ｓ１を効率よく処理することができる。
なお、図９で示した実施形態８は、支持部Ａ５１、Ａ５２をチャンバー１０の左右両側に配置したプラズマ処理装置を例示したが、支持部Ａ５１、Ａ５２をチャンバー１０の後方に並べて配置してもよい。このようにすれば、ｎ個（ｎは３以上の自然数）のマッチングボックスを有すると共に、チャンバー内にｎ×２m個（ｍは自然数）のカソード電極を有するプラズマ処理装置を作製することができる。この点は、次の実施形態９も同様である。
【００６９】
（実施形態９）
図１０は本発明のプラズマ処理装置の実施形態９を示す概略構成図である。なお、図１０において、図１および図９中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態９のプラズマ処理装置Ｐ９は、前記実施形態８のプラズマ処理装置Ｐ８（図９参照）に類似しているが、異なる点は、隣接する左右のカソード電極５１間に２つのアノード電極６２を配置し、各アノード電極６２のカソード電極５１との対向面に基板Ｓ１を設置する点である。
実施形態９において、その他の構成は概ね実施形態８と同様である。
【００７０】
このように構成された実施形態９のプラズマ処理装置Ｐ９も、全てのカソード電極５１がアノード電極６２で挟まれた構造であり、各カソード電極５１の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード電極５１とアノード電極６２の間でプラズマ放電が発生する。なお、図１０において、符号５３は放電部を示している。
実施形態９も、電源Ｅ１、Ｅ２から各カソード電極５１に供給する高周波電力のばらつきを低減することができ、かつ一度のプラズマ処理でより多くの基板Ｓ１を効率よく処理することができる。
【００７１】
（実施形態１０）
図１１は本発明のプラズマ処理装置の実施形態１０を示す概略構成図である。なお、図１０において、アノード電極および排気配管は図示省略されている。
実施形態１０のプラズマ処理装置Ｐ１０は、実施形態８および９のプラズマ処理装置Ｐ８、Ｐ９と同様に、鉛直方向にカソード電極６１を４段で配置した成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、電力供給構造が実施形態８、９とは異なり、その他の構成は概ね実施形態８、９と同様である。
以下、実施形態１０における実施形態８、９とは異なる点を主に説明する。
【００７２】
実施形態１０のプラズマ処理装置Ｐ１０は、１個の電源部Ｅと、電源部Ｅに分岐して電気的に接続された４個のマッチングボックスＭと、マッチングボックスＭと各カソード電極６１とを１対１で電気的に接続する導電体Ｃと、全てのマッチングボックスＭを同一高さに支持する共通の支持部Ａとを備えている。
各マッチングボックスＭと各カソード電極６１を１対１で電気的に接続する導電体Ｃは、同一長さおよび同一形状である伝送配線Ｃａおよび接続配線Ｃｂとからなる。
また、各伝送配線Ｃａおよび接続配線Ｃｂは、同じ形状の４個のケースＫ内に収納されている。
なお、カソード電極６１およびアノード電極の構成および配置は、実施形態４（図５）、実施形態８（図９）または実施形態９（図１０）と同様である。
【００７３】
実施形態１０のプラズマ処理装置によれば、カソード電極とマッチングボックスとを１対１で接続することができるため、例えば、不具合が発生した放電部のカソード電極またはアノード電極のみをチャンバー内から取り出した状態であっても、他の放電部による基板のプラズマ処理を行うことができる。
なお、図１１では、支持部Ａとして、全てのマッチングボックスＭを同一高さに支持する共通の支持部を例示したが、全てのマッチングボックスＭが同一高さに支持されていればよいため、各マッチングボックスＭを個別の支持部にて支持してもよく、あるいはマッチングボックスＭを複数個ずつ共通の支持部にて支持してもよい。
【００７４】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のプラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法によれば、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた薄膜太陽電池、ＴＦＴ、感光体などの半導体素子について、素子特性のばらつきを抑制でき、前記半導体素子を所望の特性にて安定的に生産することができる、半導体素子の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１、１０  チャンバー
１１、２１、３１、５１  カソード電極
１２、２２、３２、４２、５２、６２  アノード電極
１３、２３、３３、４３、５３、６３  放電部
Ａ  支持部
Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１、Ａ５１、Ａ７１  第１支持部
Ａ１２、Ａ２２、Ａ３２、Ａ５２、Ａ７２  第２支持部
Ｃ  導電体
Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、Ｃ５１  第１導電体
Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａ、Ｃ４１ａ、Ｃ４２ａ  伝送配線
Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃ、Ｃ３１ｃ、Ｃ３２ｃ、Ｃ４１ｃ、Ｃ４２ｃ  分岐配線
Ｃ１１ｂ、Ｃ１２ｂ、Ｃ３１ｂ、Ｃ３２ｂ、Ｃ４１ｂ、Ｃ４２ｂ  接続配線
Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ４２、Ｃ５２  第２導電体
Ｃ５１ｃ、Ｃ５２ｃ  分岐配線
Ｃ５１ｃ1、Ｃ５１ｃ2  分岐線
Ｅ１、Ｅ２  電源部
Ｋ  ケース
Ｋ１１、Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１、Ｋ５１  第１ケース
Ｋ１２、Ｋ２２、Ｋ３２、Ｋ４２、Ｋ５２  第２ケース
Ｍ１  第１マッチングボックス
Ｍ２  第２マッチングボックス
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０  プラズマ処理装置
Ｓ１、Ｓ２  基板
【図１】
2011192532.tif 000003
【図２】
2011192532.tif 000004
【図３】
2011192532.tif 000005
【図４】
2011192532.tif 000006
【図５】
2011192532.tif 000007
【図６】
2011192532.tif 000008
【図７】
2011192532.tif 000009
【図８】
2011192532.tif 000010
【図９】
2011192532.tif 000011
【図１０】
2011192532.tif 000012
【図１１】
2011192532.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（実施形態１）
図１は本発明のプラズマ処理装置の実施形態１を示す概略構成図である。
実施形態１のプラズマ処理装置Ｐ１は、基板Ｓ１の表面に所望の膜を成膜する成膜用の縦型プラズマ処理装置であって、密封可能なチャンバー１と、チャンバー１に反応ガスを導入する図示しないガス導入部と、チャンバー１から反応ガスを排気する排気部１５と、チャンバー１内に水平かつ対向状に配置されてプラズマ放電させるカソード電極１１とアノード電極１２の組からなる４組の放電部１３と、各放電部１３に電力を供給する電源部Ｅ１、Ｅ２と、各電源部Ｅ１、Ｅ２に電気的に接続されたマッチングボックスＭ１、Ｍ２と、各マッチングボックスＭ１、Ｍ２を支持する支持部Ａ１１、Ａ１２と、各マッチングボックスＭ１、Ｍ２と放電部１３のカソード電極１１とを電気的に接続する導電体Ｃ１１、Ｃ１２と、各導電体Ｃ１１、Ｃ１２の略全体を覆うケースＫ１１、Ｋ１２とを備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
チャンバー１は、脚部を有し、かつ正面側に開閉扉（図示省略）を有する縦長箱型であり、その左右の内壁面には各カソード電極１１と各アノード電極１２を一定間隔をもって支持する支持片が設けられると共に、チャンバー１の底面に排気部１５が接続されている。なお、一の放電部１３のアノード電極１２と隣接する他の放電部１３のカソード電極１１との間も一定間隔に設定されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
アノード電極１２に内蔵されたヒータ１４は、アノード電極１２を室温〜３００℃に加熱制御するものであり、例えば、アルミニウム合金中にシースヒータなどの密閉型加熱装置と熱電対などの密閉型温度センサとを内蔵したものを用いることができる。
また、本発明の実施形態ではヒータ１４はアノード電極１２に内蔵されているが、ヒータ１４とアノード電極１２が分離されて設置されている構成でもよい。その場合、ヒータ１４は基板Ｓ１を面内均一に加熱できるように構成されていることが好ましい。例えば、アノード電極１２の基板Ｓ１を設置した面の裏面側に、プレート状のヒータを設置して用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
電源部Ｅ１、Ｅ２は、高周波発生器と、高周波発生器からの高周波電力を増幅してカソード電極１１に供給する増幅器とを備えてなるプラズマ励起電源であり、例えば、ＡＣ１．００ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１０Ｗ〜１００ｋＷの電力、具体的には、１３．５６ＭＨｚ〜６０ＭＨｚで１０Ｗ〜１０ｋＷの電力を各カソード電極１１に供給する。
実施形態１では、互いに同期した個別の電源部Ｅ１、Ｅ２を用いた場合を例示しているが、一つの電源部から電力供給経路を分岐して第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２にそれぞれ接続してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このように構成されたプラズマ処理装置Ｐ１によれば、第１マッチングボックスＭ１から１番目と３番目のカソード電極１１までの電力供給経路と、第２マッチングボックスＭ２から２番目と４番目のカソード電極１１までの電力供給経路とが等しいため、電源Ｅ１から１番目と３番目のカソード電極１１に供給する高周波電力と、電源Ｅ２から２番目と４番目のカソード電極１１に供給する高周波電力とのばらつきを低減することができる。
この結果、反応ガス雰囲気下での各放電部１３のプラズマ放電のばらつきを低減させることができるため、各アノード電極１２上に設置した各成膜用基板（例えば、半導体基板）上に形成される膜（例えば半導体膜）の品質の均一性を向上させることができる。
なお、実施形態１およびこれ以降の実施形態において、隣接する放電部のカソード電極同士を同じ導電体にて接続してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
この場合、第１ケースＫ３１は、図１で示した第１・第２部分Ｋ１１ａ、Ｋ１１ｂに相当する部分が省略され第３部分Ｋ１１ｃに相当する部分のみから構成され、これと同様に、第２ケースＫ３２も第３部分Ｋ１２ｃに相当する部分のみから構成されている。
第１マッチングボックスＭ１は接続配線Ｃ３１ｂと直接されるために第１支持部Ａ３１によって高さＨ３１の上方位置に支持され、第２マッチングボックスＭ２は接続配線Ｃ３２ｂと直接されるために第２支持部Ａ３２によって高さＨ３２の上方位置に支持されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
このプラズマ処理装置Ｐ４の場合、第１導電体Ｃ４１の２つの分岐配線Ｃ４１ｃは左から１番目と３番目のカソード電極１１の上端に接続され、かつ第２導電体Ｃ４２の２つの分岐配線Ｃ４２ｃは２番目と４番目のカソード電極１１の下端に接続される。
そのため、第１導電体Ｃ４１において、接続配線Ｃ４１ｂは垂直方向に配置され、伝送配線Ｃ４１ａは水平方向に配置され、伝送配線Ｃ４１ａに第１マッチングボックスＭ１が接続され、第１マッチングボックスＭ１は支持部Ａ４１にて支持されている。
第２導電体Ｃ４２において、接続配線Ｃ４２ｂおよび伝送配線Ｃ４２ａも第１導電体Ｃ４１と同様であり、伝送配線Ｃ４２ａに第２マッチングボックスＭ２が接続され、第２マッチングボックスＭ２は床面上に設置されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
（実施形態５）
図６は実施形態５のプラズマ処理装置の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。なお、図６において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態５のプラズマ処理装置Ｐ５が実施形態１と異なる点は、放電部の数、第１導電体Ｃ５１の分岐配線Ｃ５１ｃの分岐数および図示しない第２導電体の分岐配線の分岐数がそれぞれ２倍に増加した点であり、実施形態５におけるその他の構成は実施形態１と同様である。
以下、実施形態５について実施形態１とは異なる点を主に説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
第１ケースＫ５１は、伝送配線Ｃ１１ａを収納する第１部分Ｋ５１ａと、接続配線Ｃ１１ｂを収納する第２部分Ｋ５１ｂと、１段目の前記分岐線Ｃ５１ｃ1を収納する第３部分Ｋ５１ｃと、２段目の各分岐線Ｃ５１ｃ2を収納する第４部分Ｋ５１ｄとからなる。
図示しない第２導電体は第１導電体Ｃ５１と同一である。但し、第２導電体の２段目の各分岐線の両端は、上から２、４、６、８番目のカソード電極１１の他端面（左端面）の長手方向中間位置に電気的に接続されている。
図示しない第２ケースは第１ケースＫ５１と同一である。
実施形態５の場合も、図示しない第１・第２マッチングボックスから各カソード電極までの距離および屈曲部の位置などが等しくなるように、第１・第２導電体が構成されると共に第１・第２マッチングボックスの高さが図示しない第１・第２支持部によって調整される。
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、
前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、
前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、
前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスのうちの１つ以上を支持する少なくとも１つの支持部と、
前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、
前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、前記チャンバー内に対向状に配置された複数のカソード電極および複数のアノード電極を有し前記カソード電極と前記アノード電極の間でプラズマ放電を発生する複数の放電部と、前記チャンバー外に配置されて前記放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、前記チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて前記複数のマッチングボックスのうちの１つ以上を支持する少なくとも１つの支持部と、前記複数のマッチングボックスと前記カソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、前記支持部は、前記複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上の前記マッチングボックスを支持するよう構成されたプラズマ処理装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置は、前記のように、チャンバーと、カソード電極およびアノード電極を有しプラズマ放電を発生する放電部と、放電部にプラズマ放電を発生させる電力を供給する電源部と、チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて電源部に電気的に接続された複数のマッチングボックスと、チャンバーにて支持されないようチャンバー外に配置されて複数のマッチングボックスのうちの１つ以上を支持する少なくとも１つの支持部と、複数のマッチングボックスとカソード電極とを電気的に接続する複数の導電体とを備え、支持部は、複数の導電体の長さを等しくできる位置に１つ以上のマッチングボックスを支持するよう構成されている。
ここで、「導電体」とは、マッチングボックスからカソード電極までの配線全体を意味する。
前記マッチングボックスは、電源部と各カソード電極との間の電力供給経路に配置されて、電源部と各カソード電極の間のインピーダンスを整合させるための当該分野で一般的に用いられるインピーダンス整合器である。なお、互いに同期した個別の電源部にそれぞれマッチングボックスを接続することができるが、同一の電源部から複数に分岐した電力供給経路にそれぞれマッチングボックスを接続してもよい。