(57)【要約】【課題】導電体の熱断線の発生を抑制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カソード電極および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放電部と、前記カソード電極に電力を供給する電源と、前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、前記導電体を冷却する空冷手段とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。【選択図】図１
2011228133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性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カソード電極および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放電部と、
前記カソード電極に電力を供給する電源と、
前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、
前記導電体を冷却する空冷手段と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記導電体を収納する金属製ケースをさらに備え、
前記空冷手段が、前記ケースの壁面に取り付けられて前記ケースの内部を通気させる冷却ファンである請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記導電体が、前記カソード電極と電気的に接続される一端を有する電力導入端子と、前記電力導入端子の他端と電気的に接続される一端および前記高周波電源と電気的に接続される他端とを有する電力導入線とを有してなり、
前記冷却ファンが、前記電力導入端子と前記電力導入線との接続部を冷却するようこの接続部の近傍に配置された請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記電力導入線が、複数の異なる導電線を電気的に接続してなり、
前記異なる導電線同士の接続部を冷却するようこの接続部の近傍にさらに別の空冷ファンが配置された請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ケースの壁面における前記接続部の近傍に、前記ケース内の空気を排出または導入するための通気口が形成されている請求項３または４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記通気口が、小孔の集合体からなる請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記冷却ファンが、外部の空気を前記ケース内へ導入するように前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記冷却ファンの吸気側に防塵フィルタが設けられている請求項２〜６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記冷却ファンが、前記ケース内の空気を外部に排出するよう前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記通気口に防塵フィルタが設けられている請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記電源が、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を供給する高周波電源である請求項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】
放電部が複数備えられている請求項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】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載された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１２】
請求項１１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、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放電部と、放電部に高周波電力を供給する高周波電源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縦型（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横型（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
これらのプラズマ処理装置は、カソード電極と高周波電源とが導電体にて電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９６６８１号公報
【特許文献２】特開平５−２１３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導電体において、カソード電極との接続部分はチャンバー内に挿入されており、プラズマ処理時に反応性ガス雰囲気下で高温にさらされるため、耐熱性および耐腐食性の高い導電性材料で導電体を保護した構造である電力導入端子が用いられている。
一方、チャンバー外において導電体における電力導入端子と高周波電源部との間には高導電性材料からなる電力導入線が用いられており、別体である電力導入端子と電力導入線とが接続部品を用いて互いに接触した状態で固定されることで電気的に接続されている。また、電力導入線を分岐させたり曲げたりする為に、電力導入線が異なる複数の配線を接続することで構成される場合もある。これらの接続部は接触抵抗により局所的に発熱しやすくなっている。
そのため、供給電力を増加させていくと、電力導入線部分よりも接続部が高温になり、その熱によって接続部品が劣化して接触不良や熱断線を発生しやすいという課題を、発明者らは新たに見出した。
より詳しく説明すると、前記接続部の導電体接触面が発熱による温度上昇によって接触部の導電体や接続部品が熱による影響（熱変形など）を受け、導電体同士の接触面積が減少することによって接触不良が生じる。熱による影響が大きくなり完全に導電体同士が離間することで熱断線が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして、本発明によれば、反応性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カソード電極および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放電部と、前記カソード電極に電力を供給する電源と、前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、前記導電体を冷却する空冷手段とを備えたプラズマ処理装置が提供される。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置によれば、空冷手段にて導電体を冷却することができるため、発熱による導電体の断線を抑制することができる。
特に、導電体が異なる配線を接続することで構成されている場合、通電時には異なる配線同士の接続部が接触抵抗により高温となって断線し易いため、接続部を冷却することにより断線を抑制するのに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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部分正面図である。
【図３】実施形態１のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図４】実施形態１のプラズマ処理装置の導電体およびケースを示す構成図である。
【図５】実施形態１における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施形態２のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図７】実施形態２における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図８】本発明の実施形態３のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図９】本発明の実施形態４における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施形態５における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図１１】本発明の実施形態６における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置は、反応性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カソード電極および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放電部と、前記カソード電極に電力を供給する電源と、前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、前記導電体を冷却する空冷手段とを備える。
空冷手段としては、エアーフローを発生して導電体を空冷することができるものであれば特に限定されず、例えば、冷却ファン、コンプレッサーからの圧縮エアーをホースを介して噴出するエアー噴出装置等を用いることができる。
【００１０】
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横型プラズマ処理装置、各電極を垂直方向に配置した縦型プラズマ処理装置、基板上に膜（例えば、半導体素子を構成する半導体膜）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、半導体素子を構成する半導体膜）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。
本発明は、特に、電源として、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を供給する高周波電源を備え、さらには、放電部が複数備えられており、導電体が高温になり易いプラズマ処理装置に好適である。
本発明のプラズマ処理装置は次のように構成されてもよい。
【００１１】
（１）前記導電体を収納する金属製ケースをさらに備え、
前記空冷手段が、前記ケースの壁面に取り付けられて前記ケースの内部を通気させる冷却ファンである。
このようにすれば、ケースにて通電時の導電体に作業者が接触する事故の防止を行えると共に、導電体からの電磁波の外部漏洩を抑制することができる。
さらに、ケースが冷却ファンの支持構造体として利用することができると共に、導電体周辺のみにエアーフローを形成することができて好都合となる。
この場合、ケースは、完全な密閉型ではなく、例えば、ケースを構成するプレート材同士の接合部位に隙間が形成されていることが、ケースの内外で空気の流通が容易となる上で好ましい。
【００１２】
（２）前記導電体が、前記カソード電極と電気的に接続される一端を有する電力導入端子と、前記電力導入端子の他端と電気的に接続される一端および前記高周波電源と電気的に接続される他端とを有する電力導入線とを有してなり、
前記冷却ファンが、前記電力導入端子と前記電力導入線との接続部を冷却するようこの接続部の近傍に配置されている。
このようにすれば、接触抵抗により特に高温となって断線し易い導電体の接続部を局所的に冷却することができ、冷却効果および断線抑止効果を高めることができる。
【００１３】
（３）前記電力導入線が、複数の異なる導線を電気的に接続してなり、
前記異なる導電線同士の接続部を冷却するようこの接続部の近傍にさらに別の空冷ファンが配置されている。
このようにすれば、前記（２）と同様の効果が得られると共に、導電体の設計の自由度を大きくすることができるという利点もある。
【００１４】
（４）前記（２）および（３）の場合、前記ケースの壁面における前記接続部の近傍に、前記ケース内の空気を排出または導入するための通気口が形成されていることが好ましい。
このようにすれば、導電体の接続部周囲のエアーフローを効率よく行うことができ、より一層冷却効果および断線抑止効果を高めることができる。
【００１５】
（５）前記通気口が、小孔の集合体からなる。
このようにすれば、ケースの強度を高めることができる。
【００１６】
（６）前記冷却ファンが、外部の空気を前記ケース内へ導入するように前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記冷却ファンの吸気側に防塵フィルタが設けられている。
このようにすれば、外部の空気中に浮遊する塵や埃が導電体に付着することを抑制できる。特に、プラズマ処理装置が設置された工場内では半導体の原料微粒子が浮遊している場合があり、半導体の原料微粒子が導電体に付着すると、導電体が腐食し電気抵抗が増加して、電力供給効率が低下したり、導電体の発熱によって引火して電気火災が発生するおそれがあるため、このような事故の発生を防止することができる。
【００１７】
（７）前記冷却ファンが、前記ケース内の空気を外部に排出するよう前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記通気口に防塵フィルタが設けられている。
このようにしても、前記（６）と同様の効果が得られる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明のプラズマ処理装置を詳説する。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。
【００１９】
（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り、図２は実施形態１のプラズマ処理装置の部分正面図であり、図３は実施形態１のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【００２０】
実施形態１のプラズマ処理装置Ｐ１は、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内に垂直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２とアノード電極３の組からなる４組の放電部４と、各放電部４に電力を供給する電源Ｅと、電源Ｅと各放電部４のカソード電極２とをマッチングボックスＭを介して電気的に接続する導電体１０と、導電体１０を収納する金属製ケース２０と、導電体を冷却する冷却ファン３０とを備え、各放電部４のアノード電極３に基板Ｓを設置し、基板Ｓの表面に半導体膜を積層して半導体素子を形成することができる。
【００２１】
チャンバー１は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム合金といった電気伝導体からなり、接地されている。
チャンバー１は、正面側に開閉扉（図示省略）する横長箱型であり、その上下の内壁面には各カソード電極２と各アノード電極３を一定間隔をもって支持する支持片（図示省略）が設けられると共に、チャンバー１の所定の壁面に排気部１５が接続されている。なお、一の放電部４のアノード電極３と隣接する他の放電部４のカソード電極２との間も一定間隔に設定されている。
チャンバー１の上壁外部には、導電体１０を収納するように、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の電気伝導体からなるケース２０が配置されている。
【００２２】
図４は実施形態１のプラズマ処理装置の導電体およびケースを示す構成図である。なお、図４において、アノード電極は図示省略している。
図１〜図４に示すように、ケース２０は、チャンバー１上に並んで設置された２つの直方体形の第１部分２１と、２つの第１部分２１上に設置された直方体形の第２部分２２とからなり、チャンバー１と各第１部分２１との連結部分および各第１部分２１と第２部分２２との連結部分には導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
また、マッチングボックスＭはケース２０の第２部分上に設置されており、それらの連結部分にも導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
なお、導電体１０およびケース２０についてさらに詳しくは後述する。
【００２３】
各カソード電極２はそれぞれ同じ構成を有し、各アノード電極３はそれぞれ同じ構成を有している。
カソード電極２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。カソード電極２の寸法は、成膜される基板Ｓの寸法に合わせて適当な値に設定され、アノード電極３と略同じ寸法（平面サイズおよび厚み）で設計されることが好ましい。
カソード電極２は、内部が空洞であると共に、対向するアノード電極３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。
【００２４】
また、カソード電極２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２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３にて保持された基板Ｓの表面に向かって反応ガスが均一に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。
また、エッチング用の反応ガス（エッチングガス）についても、エッチングする膜の材質に応じたものを使用する。例えば、シリコン系半導体膜をエッチングする場合は、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＣＨＦ3、ＮＦ3、Ｃｌ2などの含ハロゲン化合物からなるエッチングガスが使用される。プラズマ処理装置のチャンバー内に付着した半導体膜をエッチングガスを用いたプラズマクリーニングにより除去することができる。
【００２５】
アノード電極３は、内部にヒータ５を有すると共に、対となるカソード電極２に面した側の側面上に基板Ｓが設置され、プラズマ放電下の成膜時に基板Ｓを加熱する。なお、基板Ｓ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３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。
アノード電極３の寸法は、薄膜を形成するための基板Ｓの寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、アノード電極３上に一枚の基板Ｓを設置する場合、基板Ｓの寸法９００〜１２００ｍｍ×４００〜９００ｍｍに対して、アノード電極３の寸法を１０００〜１５００ｍｍ×６００〜１０００ｍｍにして設計される。また、複数の基板Ｓをアノード電極３上に設置する場合は、設置する基板の配列と合計寸法に基づいて、アノード電極３の寸法を適当に設定することが好ましい。
【００２６】
アノード電極３に内蔵されたヒータ５は、アノード電極３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５はアノード電極３に内蔵されているが、ヒータ５とアノード電極３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５は基板Ｓ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３の基板Ｓ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。
【００２７】
図１では、カソード電極２とアノード電極３が一対一に対応しているが、本発明はそれに限られず、例えば、図１の変形として、カソード電極２に対してアノード電極３が左右両側に設置され、カソード電極２一つに対して二つのアノード電極３が設置された装置構成を取ることもできる。
【００２８】
導電体１０は、カソード電極２と電気的に接続される一端を有する電力導入端子１１と、電力導入端子１１の他端と電源Ｅとを電気的に接続する電力導入線１２とを有してなり、電力導入電１２は、複数の異なる第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを電気的に接続してなる。
なお、導電体１０を構成する電力導入端子１１および第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを「配線」と称する場合がある。
【００２９】
電力導入端子１１は、例えば、無酸素銅からなる金属棒であり、その一端はケース２０の第１部分２１およびチャンバー１を貫通する挿通孔を通ってチャンバー１内のカソード電極２に電気的に接続されている。なお、電力導入端子１１は、ケース２０の第１部分２１およびチャンバー１に対して、セラミック碍子などの絶縁体を介在させることで電気的に絶縁されている。
この導電体１０の場合、４つのカソード電極２と接続される４つの電力導入端子１１を有している。
なお、全てのアノード電極３は接地されている。
【００３０】
第１導線１２ａは、例えば、無酸素銅に錫メッキしたＵ字形の金属棒または金属プレートであり、その両端がそれぞれ、隣接する２つの電力導入端子１１の他端に金属製の締結部品ａによって接触した状態で固定されることで電気的に接続されている。
例えば、第１導線１２ａの端部に電力導入端子１１の他端が挿入できる孔部が設けられており、孔部に挿入されることで第１導線１２ａと電力導入端子１１とが互いに接触されており、締結部品ａは、第１導線１２ａと電力導入端子１１の接触部近傍を外周より接触して覆うことができる２つの挟持部材と、２つの挟持部材を互いに締結できるボルト部材とで構成され、第１導線１２ａと電力導入端子１１が、その接触部近傍をボルト部材で締結した挟持部材で圧接して固定されることで互いに電気的に接続される。
【００３１】
第２導線１２ｂは、例えば、無酸素銅に錫メッキしたＵ字形の金属棒または金属プレートであり、その両端が、ケース２０の第１・第２部分２１、２２を貫通する挿通孔を通って２つの第１導線１２ａに金属製の締結部品ｂを介して電気的に接続されている。なお、第２導線１２ｂと第１導電１２ａとの接続箇所は、第１導線１２ａの両端から等距離の点が好ましい。
締結部品ｂは、例えば、一対のＬ字形金具およびネジを有してなり、Ｌ字形金具は両端付近にネジ挿通孔を有している。
第１および第２導電１２ａ、１２ｂの接続箇所近傍にはそれぞれネジ孔が形成されており、一対のＬ字形金具を第１および第２導電１２ａ、１２ｂに沿わせてネジをそれぞれのネジ挿通孔に挿通させ、かつネジ孔に螺合させることにより、第１および第２導電１２ａ、１２ｂが接触した状態で固定されることで電気的に接続される。
【００３２】
第３導線１２ｃは、例えば、無酸素銅に錫メッキした金属棒または金属プレートであり、その一端は、ケース２０の第２部分を貫通する挿通孔を通って第２導線１２ｂと金属製の締結部品ｃを介して電気的に接続され、他端はマッチングボックスＭの出力側端子と電気的に接続されている。なお、第３導線１２ｃと第２導電１２ｂとの接続箇所は、第２導線１２ｂの両端から等距離の点が好ましい。
締結部品ｃおよび第２・第３導線１２ｂ、１２ｃの接続は、締結部品ｂおよび第１・第２導線１２ａ、１２ｂの接続と同様である。
なお、図１および図４において、締結部品ａ〜ｃを簡略化して図示している。また、導電体１０における締結部品ａ〜ｃおよび接続方法は、前記の例に限定されない。
【００３３】
締結部の材質は、ある程度の耐熱性と強度があるものであればよいが、より好ましくは、配線と同じ材質か、もしくは熱膨張率が同等の材質を用いる。それによって、配線と締結部の熱膨張が略同じとなることで、熱膨張の差による接続部での負荷の発生を低減することができ、断線する可能性をより低減することができる。
【００３４】
第４導線１２ｄは、例えば、中心導体を絶縁層、導電層および絶縁層でこの順に被覆する同軸ケーブルからなり、その両端は、マッチングボックスＭの入力側端子と電源Ｅの出力端子に電気的に接続されている。
【００３５】
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の側壁に１箇所接続された構成であるが、排気部１５の接続面は側壁に限られず、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の左右の側壁２箇所に排気部１５を設けることができる。左右２箇所に排気部１５を設けることで、チャンバー１内部の左部および右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。
【００３６】
マッチングボックスＭは電源Ｅと各カソード電極２との間のインピーダンスを整合するためのものである。
電源Ｅ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２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の高周波電力を供給することができ、本発明においては、特に、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚで１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を各カソード電極２に供給することを想定している。
【００３７】
ケース２０は、電源Ｅからの高周波電力が導電体１０を通電することにより生じる電磁波（高周波）が外部に漏れないように遮断する機能と、作業者が導電体１０に接触して感電しないようにする安全カバーの機能とを有している。
ケース２０の第１・第２部分２１、２２は、電気伝導体から構成され、チャンバー１の構成部品と同じ材質（一般的にはステンレス鋼）から構成されることが好ましい。
【００３８】
第１部分２１は、正面側および背面側の壁面における電力導入端子１１と第１導線１２ａとの接続部および第１・第２導電１２ａ、１２ｂの接続部の近傍位置に、窓部２１ａおよび通気口２１ｂが形成されている。
また、第２部分２２は、正面側および背面側の壁面における第２・第３導電１２ｂ、１２ｃの接続部の近傍位置に、窓部２２ａおよび通気口２２ｂが形成されている。
【００３９】
このケース２０の場合、各第１部２１に窓部２１ａと通気口２１ｂが相互に対向する位置に３箇所形成され、第２部２２に窓部２２ａと通気口２２ｂが相互に対向する位置に１箇所形成されている。
通気口２１ｂ、２２ｂの大きさおよび形状は、ケース２０内から電磁波が漏洩しないよう、使用する高周波電力の波長を考慮した大きさおよび形状である。
本発明の場合、電源Ｅの最も波長が小さい６０ＭＨｚの高周波電力を使用する場合の波長は５ｍであるため、一辺または直径が５ｍを超えない形状の通気口２１ｂ、２２ｂであれば問題ない。
【００４０】
図５は実施形態１における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
冷却ファン３０は、回転軸およびそれを回転させるモータ（図示省略）と、回転軸に一体化された羽根３１と、回転軸およびモータを支持する枠部３２とを有し、枠部３２がケース２０の各第１部分２１の窓部２１ａおよび第２部分２２の窓部２２ａに取り付けられている。
このとき、冷却ファン３０は、ケース２０内に外気を送風するように窓部２１ａ、２２ａに取り付けられる。なお、図５において、矢印ＡおよびＢは風が流れる方向を示している。
【００４１】
前記のように、導電体１０は、異なる配線同士が前記締結部品ａ〜ｃによって互いに接触して固定されることで電気的に接続された接続部を有し、各接触部における配線・配線間には接触抵抗が存在している。そのため、導電体１０に高周波電力を通電すると、各接触部は接触抵抗により配線が一体となっている部分よりも発熱しやすくなっている。
本発明のプラズマ処理装置Ｐ１は、そのプラズマ処理時に、締結部品ａ〜ｃが接触部で発生した熱により破断して各接続部が熱断線しないよう、各冷却ファン３０を駆動させてケース２０内に外気を送風して、各接続部を特に集中的に空冷するように構成されている（図５参照）。なお、ケース２０内の加熱された空気は通気口２１ｂ、２２ｂから排出される。
本発明のプラズマ処理装置によれば、導電体１０の熱断線しやすい接続部を局所的に効率よく冷却することができるため、接続部の熱断線を効果的に抑制することができる。
したがって、カソード電極２により高い電力を供給することが可能となり、半導体素子の製造プロセス時間を短縮することができると共に、導電体１０の温度上昇による電気抵抗の上昇を抑制できるため、電力の供給効率向上も期待できる。
【００４２】
例えば、本発明のように空冷手段を有さない従来のプラズマ処理装置の場合、本発明のような１ｋＷ以上の電力値の高周波電力をカソード電極に印加すると、配線同士の接触部から発生する熱で導電体の各接続部の温度は３００℃以上となり、耐熱温度３００℃程度の締結部品は熱によって膨張し、電力を切ると温度が低下して収縮する。本発明者らは、このようにプラズマ処理装置の運転を繰り返すことで、締結部品が膨張変形と収縮変形を繰り返すため最終的に破断してしまい、配線同士が離間して導電体が断線したことを確認している。
【００４３】
また、本発明者らは、本発明のプラズマ処理装置Ｐ１を前記と同様に繰り返し運転した場合、冷却ファン３０による冷却効果により導電体１０の各接続部の温度が最大２３０℃で留まり、締結部品の膨張変形および収縮変形は抑制され、熱断線の発生を抑えることができたことも確認している。
このように、本発明のプラズマ処理装置は、空冷手段によって導電体１０の熱断線しやすい接続部を冷却することができるため、冷媒を流動するような大掛かりな冷却手段と比較して、空冷手段を簡単な構成かつ低コストで作製することができ、イニシャルコスト、ランニングコストおよびメンテナンス性の面で優れている。
【００４４】
（実施形態２）
図６は実施形態２のプラズマ処理装置の部分背面図であり、図７は実施形態２における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態２のプラズマ処理装置Ｐ２は、ケース１２０の第１および第２部分１２１、１２の通気口１２１ｂ、１２２ｂが実施形態１と異なる以外は、実施形態１と同様である。なお、図６において、図３中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図７中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態２の場合、通気口１２１ｂ、１２２ｂは小孔の集合体からなる。
【００４５】
小孔の集合体からなる通気口１２１ｂ、１２２ｂは、例えば、金網、金属製の格子または柵（フィンガード）、パンチングメタルプレート等を実施形態１における通気口２１ｂ、２２ｂに取り付ける、あるいはケース１２０の第１および第２部分１２１、１２２を構成する金属プレートに直接穿孔することにより形成することができる。図６では金網または金属製の格子にて通気口１２１ｂ、１２２ｂを形成した場合を例示している。
通気口１２１ｂ、１２２ｂの開口率については、実施するプラズマ処理の内、最も導電体の温度が高くなるプロセス条件を実施する際の配線温度上昇を抑えられ、かつケース１２０が変形しない強度を保つように、開口率を設定することが好ましい。
【００４６】
このように、通気口１２１ｂ、１２２ｂが小孔の集合体から構成されることにより、作業者が誤って導電体に接触する事故の可能性を低減できると共に、ケース１２０の強度を高めることができる。
この場合、小孔の大きさは実施形態１の通気口よりも小さいため、ケース１２０内から電磁波が漏洩することはない。
また、通気口を横断面円形または楕円形のファンガードにて構成すれば、空気の流れに対する抵抗を低減できるため、大きなエアーフローを確保する必要がある場合に好適である。
【００４７】
（実施形態３）
図８は実施形態３のプラズマ処理装置の部分背面図である。なお、図８において、図６中の要素と同様の要素には同一の符合を付している。
実施形態３のプラズマ処理装置Ｐ３の場合、ケース２２０の第１部分２２１の通気口２２１ｂは、実施形態２における第１部分２２１の３つの通気口１２１ｂが一体化したものである。また、実施形態３におけるケース２２０の第２部分２２２の通気口２２２ｂは、実施形態２における第２部分１２２の通気口１２２ｂよりも拡大している。
実施形態３において、その他の構成は実施形態２と同様である。
【００４８】
このように通気口２２１ｂ、２２２ｂの範囲を大きくすることにより、ケース２２０内の加熱された空気を排気する際の排気抵抗が減少するため、ケース２２０内の空気滞留を低減することができ、更なる冷却効率の向上が期待できる。
この場合、ケース２２０の強度が低下しない程度の開口率に設定することが好ましく、さらに、ケース２２０を構成する金属プレートについて一部または全体の厚みを増加して強度を高めるようにしてもよい。
【００４９】
（実施形態４）
図９は実施形態４における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態４のプラズマ処理装置は、実施形態１〜３における冷却ファン３０の吸気側にさらに防塵フィルタ４０が備えられている。なお、図９では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、図９における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図９中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態４において、その他の構成は実施形態１〜３と同様である。
【００５０】
一般的に、プラズマ処理装置が設置されている場所の周辺環境によっては、空冷手段による外気の吸気と共に、周囲から塵埃がケース内に吸い込まれ、ケース内部や配線表面に塵埃が付着する。
また、成膜処理を行うプラズマ処理装置においては、チャンバー内に粉状の半導体膜が付着し、メンテナンスなどでチャンバーを開放した際に半導体が粉塵となって外部に流出し、その粉塵が前記塵埃と同様にケース内に吸引されて付着する。
付着した塵埃や粉塵によって、配線が腐食し電気抵抗が増加して、電力供給効率が低下する。また、塵埃や粉塵が配線の発熱によって引火し、電気火災が発生するおそれがある。
【００５１】
実施形態４のプラズマ処理装置では、ケース内に送風する冷却ファン３０の吸気側に防塵フィルタ４０を設置することで、ケース内への塵埃や粉塵の侵入を抑制でき、塵埃や粉塵がケース内壁や配線表面に付着することを抑制できる。
防塵フィルタ４０を用いる場合、塵埃や粉塵が防塵フィルタ４０に溜まっていくことで目詰まりを発生し、徐々にエアフローが低下していくため、定期的に防塵フィルタ４０の清掃や交換が必要となる。この場合、風量計などで、エアフローの状態を定期的にモニタリングすることで、正確な交換周期を管理することができる。
【００５２】
（実施形態５）
図１０は実施形態５における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態１〜４では、ケース内に送風できるように冷却ファン３０設けた場合を例示したが、実施形態５のようにケース内の空気を外部へ排出するよう冷却ファン３０を設けてもよい。
【００５３】
この場合、冷却ファン３０が排気側となり、通気口１２１ｂ側が吸気口となる。
通気口１２１ｂは、実施形態２または３のように小孔の集合体から構成されてもよく、実施形態１のような大きな１つの開口から構成されてもよい。
なお、図１０では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、図１０における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図１０中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態５において、その他の構成は実施形態１〜４と同様である。
実施形態５の場合、冷却ファン３０がケース内で加熱された空気を外部へ排気し、空気の排気によって気圧が低下したケース内に、通気口１２１ｂから外気が吸気されて導電体の接続部が冷却される。
【００５４】
（実施形態６）
図１１は実施形態６における冷却ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。図１１における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図１１中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態６の場合、実施形態５における通気口１２１ｂに防塵フィルタ４０が設けられている。
なお、図１１では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、通気口は実施形態１または３のような構成でもよい。
このようにすれば、防塵フィルタ３０によってケース外部からの塵埃や粉塵の侵入を抑制できる。
【００５５】
（他の実施形態）
１．実施形態１〜６については、導電体を収納する金属ケースを備えたプラズマ処理装置の場合を例示しているが、中心導体を絶縁層、導電層および絶縁層でこの順に被覆する同軸ケーブルを導電体の電力導入線として用いた場合は、金属ケースが不要となる。この場合、異なる同軸ケーブル同士の接続部のみを露出させて接続部に冷却風を吹き付けることができる。なお、同軸ケーブルを使用する場合は、同軸ケーブルの温度がそれほど上昇しない設定条件（低パワー、低電流、低周波数等）での運転が主流となるため、空冷手段により同軸ケーブルの冷却を行う必要性は実施形態１〜６の場合に比べて低下する。したがって、本発明は、特に、導電体が高温となり易い設定条件（高パワー、高電流、高周波数等）で運転するプラズマ処理装置に好適である。
【００５６】
２．実施形態１〜６で説明した金属製ケースの代わりに、筒形の金属メッシュで導電体を覆うように構成することも可能である。この場合、空冷手段により発生したエアーフローが金属メッシュの孔を通して金属メッシュ内外に流通可能である。なお、この場合、例えば、冷却ファンを支持台または支持脚を用いて支持すればよい。
３．実施形態１〜６ではケースにおける導電体の接続部近傍に通気口を配置した場合を例示したが、ケース全体に分散状に小孔を配置してなる通気口を設けてもよい。あるいは、ケース壁面に通気口を形成するのではなく、ケースを構成する金属プレート同士の接合部に隙間を設けることにより、この隙間を通気口の代わりに利用してもよい。
【００５７】
４．実施形態１〜６については、電極設置方向が垂直の縦型プラズマ処理装置の場合を例示しているが、本発明は電極設置方向が水平の横型プラズマ処理装置にも適用可能である。
【００５８】
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】
【００５９】
本発明におけるプラズマ処理装置によれば、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた、太陽電池、ＴＦＴ、感光体などの半導体素子について、安定した装置稼働率で高速な製造プロセスの実施に貢献できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  チャンバー
２  カソード電極
３  アノード電極
４  放電部
Ｅ  高周波電源
１０  導電体
３０  空冷手段（冷却ファン）
１１  電力導入端子
１２  電力導入線
２０  金属製ケース
２１ａ、２２ａ  窓部
２１ｂ、２２ｂ  通気口
４０  防塵フィルタ
Ｓ  基板
【図１】
2011228133.tif 000003
【図２】
2011228133.tif 000004
【図３】
2011228133.tif 000005
【図４】
2011228133.tif 000006
【図５】
2011228133.tif 000007
【図６】
2011228133.tif 000008
【図７】
2011228133.tif 000009
【図８】
2011228133.tif 000010
【図９】
2011228133.tif 000011
【図１０】
2011228133.tif 000012
【図１１】
2011228133.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】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
実施形態１のプラズマ処理装置Ｐ１は、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内に垂直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２とアノード電極３の組からなる４組の放電部４と、各放電部４に電力を供給する電源Ｅと、電源Ｅと各放電部４のカソード電極２とをマッチングボックスＭを介して電気的に接続する導電体１０と、導電体１０を収納する金属製ケース２０と、導電体１０を冷却する冷却ファン３０とを備え、各放電部４のアノード電極３に基板Ｓを設置し、基板Ｓの表面に半導体膜を積層して半導体素子を形成することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図４は実施形態１のプラズマ処理装置の導電体およびケースを示す構成図である。なお、図４において、アノード電極は図示省略している。
図１〜図４に示すように、ケース２０は、チャンバー１上に並んで設置された２つの直方体形の第１部分２１と、２つの第１部分２１上に設置された直方体形の第２部分２２とからなり、チャンバー１と各第１部分２１との連結部分および各第１部分２１と第２部分２２との連結部分には導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
また、マッチングボックスＭはケース２０の第２部分２２上に設置されており、それらの連結部分にも導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
なお、導電体１０およびケース２０についてさらに詳しくは後述する。
【手続補正３】
【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】
導電体１０は、カソード電極２と電気的に接続される一端を有する電力導入端子１１と、電力導入端子１１の他端と電源Ｅとを電気的に接続する電力導入線とを有してなり、電力導入電は、複数の異なる第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを電気的に接続してなる。
なお、導電体１０を構成する電力導入端子１１および第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを「配線」と称する場合がある。
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性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カソード電極および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放電部と、
前記カソード電極に電力を供給する電源と、
前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、
前記導電体を冷却する空冷手段とを備え、
前記導電体が、前記カソード電極と電気的に接続される電力導入端子と、前記電源と電気的に接続される電力導入線とを含み、
前記電力導入線が、電気的に接続された複数の異なる導電線を含み、
前記空冷手段が、前記異なる導電線同士の接続部を冷却するよう該接続部の近傍に配置された第１の空冷ファンを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記導電体を収納する金属製ケースをさらに備え、
前記空冷手段が、前記ケーの壁面に取り付けられて前記ケースの内部を通気させる請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記空冷手段が、前記電力導入端子と前記電力導入線との接続部を冷却するようこの接続部の近傍に配置された第２の空冷ファンを含む請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ケースの壁面における前記接続部の近傍に、前記ケース内の空気を排出または導入するための通気口が形成されている請求項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】
前記通気口が、小孔の集合体からなる請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１および第２の空冷ファンが、外部の空気を前記ケース内へ導入するように前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記第１および第２の空冷ファンの吸気側に防塵フィルタが設けられている請求項１〜５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１および第２の空冷ファンが、前記ケース内の空気を外部に排出するよう前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記通気口に防塵フィルタが設けられている請求項４〜６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記電源が、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を供給する高周波電源である請求項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】
放電部が複数備えられている請求項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】
請求項１〜９のいずれか１つに記載された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１１】
請求項１０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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、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放電部と、放電部に高周波電力を供給する高周波電源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縦型（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横型（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
これらのプラズマ処理装置は、カソード電極と高周波電源とが導電体にて電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９６６８１号公報
【特許文献２】特開平５−２１３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導電体において、カソード電極との接続部分はチャンバー内に挿入されており、プラズマ処理時に反応性ガス雰囲気下で高温にさらされるため、耐熱性および耐腐食性の高い導電性材料で導電体を保護した構造である電力導入端子が用いられている。
一方、チャンバー外において導電体における電力導入端子と高周波電源部との間には高導電性材料からなる電力導入線が用いられており、別体である電力導入端子と電力導入線とが接続部品を用いて互いに接触した状態で固定されることで電気的に接続されている。また、電力導入線を分岐させたり曲げたりする為に、電力導入線が異なる複数の配線を接続することで構成される場合もある。これらの接続部は接触抵抗により局所的に発熱しやすくなっている。
そのため、供給電力を増加させていくと、電力導入線部分よりも接続部が高温になり、その熱によって接続部品が劣化して接触不良や熱断線を発生しやすいという課題を、発明者らは新たに見出した。
より詳しく説明すると、前記接続部の導電体接触面が発熱による温度上昇によって接触部の導電体や接続部品が熱による影響（熱変形など）を受け、導電体同士の接触面積が減少することによって接触不良が生じる。熱による影響が大きくなり完全に導電体同士が離間することで熱断線が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして、本発明によれば、反応性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カソード電極および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放電部と、前記カソード電極に電力を供給する電源と、前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、前記導電体を冷却する空冷手段とを備え、前記導電体が、前記カソード電極と電気的に接続される電力導入端子と、前記電源と電気的に接続される電力導入線とを含み、前記電力導入線が、電気的に接続された複数の異なる導電線を含み、前記空冷手段が、前記異なる導電線同士の接続部を冷却するよう該接続部の近傍に配置された第１の空冷ファンを含むプラズマ処理装置が提供される。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置によれば、空冷手段にて電力導入端子と電力導入線とを含む導電体を冷却することができるため、発熱による導電体の断線を抑制することができ、それに伴って、それにより、導電体の設計の自由度を大きくすることができるという利点も得られる。
特に、本発明における導電体の電力導入線は、電気的に接続された複数の異なる導電線を含むため、通電時には異なる導電線同士の接続部が接触抵抗により高温となるが、第１の空冷ファンによって接続部を冷却することができるため高温による断線を抑制するのに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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部分正面図である。
【図３】実施形態１のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図４】実施形態１のプラズマ処理装置の導電体およびケースを示す構成図である。
【図５】実施形態１における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施形態２のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図７】実施形態２における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図８】本発明の実施形態３のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【図９】本発明の実施形態４における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施形態５における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【図１１】本発明の実施形態６における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置は、反応性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カソード電極および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放電部と、前記カソード電極に電力を供給する電源と、前記電源と前記カソード電極とを電気的に接続する導電体と、前記導電体を冷却する空冷手段とを備え、前記導電体が、前記カソード電極と電気的に接続される電力導入端子と、前記電源と電気的に接続される電力導入線とを含み、前記電力導入線が、電気的に接続された複数の異なる導電線を含み、前記空冷手段が、前記異なる導電線同士の接続部を冷却するよう該接続部の近傍に配置された第１の空冷ファンを含む。
空冷手段としては、エアーフローを発生して導電体を空冷することができる前記空冷ファンを含み、その他に、コンプレッサーからの圧縮エアーをホースを介して噴出するエアー噴出装置等が含まれてもよい。
【００１０】
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横型プラズマ処理装置、各電極を垂直方向に配置した縦型プラズマ処理装置、基板上に膜（例えば、半導体素子を構成する半導体膜）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、半導体素子を構成する半導体膜）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。
本発明は、特に、電源として、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数で１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を供給する高周波電源を備え、さらには、放電部が複数備えられており、導電体が高温になり易いプラズマ処理装置に好適である。
本発明のプラズマ処理装置は次のように構成されてもよい。
【００１１】
（１）前記導電体を収納する金属製ケースをさらに備え、
前記空冷手段が、前記ケースの壁面に取り付けられて前記ケースの内部を通気させる。
このようにすれば、ケースにて通電時の導電体に作業者が接触する事故の防止を行えると共に、導電体からの電磁波の外部漏洩を抑制することができる。
さらに、ケースが空冷手段の支持構造体として利用することができると共に、導電体周辺のみにエアーフローを形成することができて好都合となる。
この場合、ケースは、完全な密閉型ではなく、例えば、ケースを構成するプレート材同士の接合部位に隙間が形成されていることが、ケースの内外で空気の流通が容易となる上で好ましい。
【００１２】
（２）前記空冷手段が、前記電力導入端子と前記電力導入線との接続部を冷却するようこの接続部の近傍に配置された第２の空冷ファンを含む。
【００１３】
このようにすれば、接触抵抗により特に高温となって断線し易い電力導入端子と電力導入線との接続部を局所的に冷却することができ、冷却効果および断線抑止効果を高めることができる。
【００１４】
（３）前記（１）および（２）の場合、前記ケースの壁面における前記接続部の近傍に、前記ケース内の空気を排出または導入するための通気口が形成されていることが好ましい。
このようにすれば、導電体の接続部周囲のエアーフローを効率よく行うことができ、より一層冷却効果および断線抑止効果を高めることができる。
【００１５】
（４）前記通気口が、小孔の集合体からなる。
このようにすれば、ケースの強度を高めることができる。
【００１６】
（５）前記第１および第２の空冷ファンが、外部の空気を前記ケース内へ導入するように前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記第１および第２の空冷ファンの吸気側に防塵フィルタが設けられている。
このようにすれば、外部の空気中に浮遊する塵や埃が導電体に付着することを抑制できる。特に、プラズマ処理装置が設置された工場内では半導体の原料微粒子が浮遊している場合があり、半導体の原料微粒子が導電体に付着すると、導電体が腐食し電気抵抗が増加して、電力供給効率が低下したり、導電体の発熱によって引火して電気火災が発生するおそれがあるため、このような事故の発生を防止することができる。
【００１７】
（６）前記空冷ファンが、前記ケース内の空気を外部に排出するよう前記ケースの壁面に取り付けられ、
前記通気口に防塵フィルタが設けられている。
このようにしても、前記（６）と同様の効果が得られる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明のプラズマ処理装置を詳説する。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。
【００１９】
（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り、図２は実施形態１のプラズマ処理装置の部分正面図であり、図３は実施形態１のプラズマ処理装置の部分背面図である。
【００２０】
実施形態１のプラズマ処理装置Ｐ１は、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内に垂直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２とアノード電極３の組からなる４組の放電部４と、各放電部４に電力を供給する電源Ｅと、電源Ｅと各放電部４のカソード電極２とをマッチングボックスＭを介して電気的に接続する導電体１０と、導電体１０を収納する金属製ケース２０と、導電体を冷却する空冷ファン３０とを備え、各放電部４のアノード電極３に基板Ｓを設置し、基板Ｓの表面に半導体膜を積層して半導体素子を形成することができる。
【００２１】
チャンバー１は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム合金といった電気伝導体からなり、接地されている。
チャンバー１は、正面側に開閉扉（図示省略）する横長箱型であり、その上下の内壁面には各カソード電極２と各アノード電極３を一定間隔をもって支持する支持片（図示省略）が設けられると共に、チャンバー１の所定の壁面に排気部１５が接続されている。なお、一の放電部４のアノード電極３と隣接する他の放電部４のカソード電極２との間も一定間隔に設定されている。
チャンバー１の上壁外部には、導電体１０を収納するように、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の電気伝導体からなるケース２０が配置されている。
【００２２】
図４は実施形態１のプラズマ処理装置の導電体およびケースを示す構成図である。なお、図４において、アノード電極は図示省略している。
図１〜図４に示すように、ケース２０は、チャンバー１上に並んで設置された２つの直方体形の第１部分２１と、２つの第１部分２１上に設置された直方体形の第２部分２２とからなり、チャンバー１と各第１部分２１との連結部分および各第１部分２１と第２部分２２との連結部分には導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
また、マッチングボックスＭはケース２０の第２部分上に設置されており、それらの連結部分にも導電体１０を挿通させる挿通孔が形成されている。
なお、導電体１０およびケース２０についてさらに詳しくは後述する。
【００２３】
各カソード電極２はそれぞれ同じ構成を有し、各アノード電極３はそれぞれ同じ構成を有している。
カソード電極２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。カソード電極２の寸法は、成膜される基板Ｓの寸法に合わせて適当な値に設定され、アノード電極３と略同じ寸法（平面サイズおよび厚み）で設計されることが好ましい。
カソード電極２は、内部が空洞であると共に、対向するアノード電極３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。
【００２４】
また、カソード電極２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２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３にて保持された基板Ｓの表面に向かって反応ガスが均一に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。
また、エッチング用の反応ガス（エッチングガス）についても、エッチングする膜の材質に応じたものを使用する。例えば、シリコン系半導体膜をエッチングする場合は、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＣＨＦ3、ＮＦ3、Ｃｌ2などの含ハロゲン化合物からなるエッチングガスが使用される。プラズマ処理装置のチャンバー内に付着した半導体膜をエッチングガスを用いたプラズマクリーニングにより除去することができる。
【００２５】
アノード電極３は、内部にヒータ５を有すると共に、対となるカソード電極２に面した側の側面上に基板Ｓが設置され、プラズマ放電下の成膜時に基板Ｓを加熱する。なお、基板Ｓ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３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。
アノード電極３の寸法は、薄膜を形成するための基板Ｓの寸法に合わせて適当な値に決定されている。例えば、アノード電極３上に一枚の基板Ｓを設置する場合、基板Ｓの寸法９００〜１２００ｍｍ×４００〜９００ｍｍに対して、アノード電極３の寸法を１０００〜１５００ｍｍ×６００〜１０００ｍｍにして設計される。また、複数の基板Ｓをアノード電極３上に設置する場合は、設置する基板の配列と合計寸法に基づいて、アノード電極３の寸法を適当に設定することが好ましい。
【００２６】
アノード電極３に内蔵されたヒータ５は、アノード電極３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５はアノード電極３に内蔵されているが、ヒータ５とアノード電極３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５は基板Ｓ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３の基板Ｓ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。
【００２７】
図１では、カソード電極２とアノード電極３が一対一に対応しているが、本発明はそれに限られず、例えば、図１の変形として、カソード電極２に対してアノード電極３が左右両側に設置され、カソード電極２一つに対して二つのアノード電極３が設置された装置構成を取ることもできる。
【００２８】
導電体１０は、カソード電極２と電気的に接続される一端を有する電力導入端子１１と、電力導入端子１１の他端と電源Ｅとを電気的に接続する電力導入線１２とを有してなり、電力導入電１２は、複数の異なる第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを電気的に接続してなる。
なお、導電体１０を構成する電力導入端子１１および第１〜第４導線１２ａ〜１２ｄを「配線」と称する場合がある。
【００２９】
電力導入端子１１は、例えば、無酸素銅からなる金属棒であり、その一端はケース２０の第１部分２１およびチャンバー１を貫通する挿通孔を通ってチャンバー１内のカソード電極２に電気的に接続されている。なお、電力導入端子１１は、ケース２０の第１部分２１およびチャンバー１に対して、セラミック碍子などの絶縁体を介在させることで電気的に絶縁されている。
この導電体１０の場合、４つのカソード電極２と接続される４つの電力導入端子１１を有している。
なお、全てのアノード電極３は接地されている。
【００３０】
第１導線１２ａは、例えば、無酸素銅に錫メッキしたＵ字形の金属棒または金属プレートであり、その両端がそれぞれ、隣接する２つの電力導入端子１１の他端に金属製の締結部品ａによって接触した状態で固定されることで電気的に接続されている。
例えば、第１導線１２ａの端部に電力導入端子１１の他端が挿入できる孔部が設けられており、孔部に挿入されることで第１導線１２ａと電力導入端子１１とが互いに接触されており、締結部品ａは、第１導線１２ａと電力導入端子１１の接触部近傍を外周より接触して覆うことができる２つの挟持部材と、２つの挟持部材を互いに締結できるボルト部材とで構成され、第１導線１２ａと電力導入端子１１が、その接触部近傍をボルト部材で締結した挟持部材で圧接して固定されることで互いに電気的に接続される。
【００３１】
第２導線１２ｂは、例えば、無酸素銅に錫メッキしたＵ字形の金属棒または金属プレートであり、その両端が、ケース２０の第１・第２部分２１、２２を貫通する挿通孔を通って２つの第１導線１２ａに金属製の締結部品ｂを介して電気的に接続されている。なお、第２導線１２ｂと第１導電１２ａとの接続箇所は、第１導線１２ａの両端から等距離の点が好ましい。
締結部品ｂは、例えば、一対のＬ字形金具およびネジを有してなり、Ｌ字形金具は両端付近にネジ挿通孔を有している。
第１および第２導電１２ａ、１２ｂの接続箇所近傍にはそれぞれネジ孔が形成されており、一対のＬ字形金具を第１および第２導電１２ａ、１２ｂに沿わせてネジをそれぞれのネジ挿通孔に挿通させ、かつネジ孔に螺合させることにより、第１および第２導電１２ａ、１２ｂが接触した状態で固定されることで電気的に接続される。
【００３２】
第３導線１２ｃは、例えば、無酸素銅に錫メッキした金属棒または金属プレートであり、その一端は、ケース２０の第２部分を貫通する挿通孔を通って第２導線１２ｂと金属製の締結部品ｃを介して電気的に接続され、他端はマッチングボックスＭの出力側端子と電気的に接続されている。なお、第３導線１２ｃと第２導電１２ｂとの接続箇所は、第２導線１２ｂの両端から等距離の点が好ましい。
締結部品ｃおよび第２・第３導線１２ｂ、１２ｃの接続は、締結部品ｂおよび第１・第２導線１２ａ、１２ｂの接続と同様である。
なお、図１および図４において、締結部品ａ〜ｃを簡略化して図示している。また、導電体１０における締結部品ａ〜ｃおよび接続方法は、前記の例に限定されない。
【００３３】
締結部の材質は、ある程度の耐熱性と強度があるものであればよいが、より好ましくは、配線と同じ材質か、もしくは熱膨張率が同等の材質を用いる。それによって、配線と締結部の熱膨張が略同じとなることで、熱膨張の差による接続部での負荷の発生を低減することができ、断線する可能性をより低減することができる。
【００３４】
第４導線１２ｄは、例えば、中心導体を絶縁層、導電層および絶縁層でこの順に被覆する同軸ケーブルからなり、その両端は、マッチングボックスＭの入力側端子と電源Ｅの出力端子に電気的に接続されている。
【００３５】
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の側壁に１箇所接続された構成であるが、排気部１５の接続面は側壁に限られず、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の左右の側壁２箇所に排気部１５を設けることができる。左右２箇所に排気部１５を設けることで、チャンバー１内部の左部および右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。
【００３６】
マッチングボックスＭは電源Ｅと各カソード電極２との間のインピーダンスを整合するためのものである。
電源Ｅ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２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の高周波電力を供給することができ、本発明においては、特に、ＡＣ１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚで１ｋＷ〜３０ｋＷの高周波電力を各カソード電極２に供給することを想定している。
【００３７】
ケース２０は、電源Ｅからの高周波電力が導電体１０を通電することにより生じる電磁波（高周波）が外部に漏れないように遮断する機能と、作業者が導電体１０に接触して感電しないようにする安全カバーの機能とを有している。
ケース２０の第１・第２部分２１、２２は、電気伝導体から構成され、チャンバー１の構成部品と同じ材質（一般的にはステンレス鋼）から構成されることが好ましい。
【００３８】
第１部分２１は、正面側および背面側の壁面における電力導入端子１１と第１導線１２ａとの接続部および第１・第２導電１２ａ、１２ｂの接続部の近傍位置に、窓部２１ａおよび通気口２１ｂが形成されている。
また、第２部分２２は、正面側および背面側の壁面における第２・第３導電１２ｂ、１２ｃの接続部の近傍位置に、窓部２２ａおよび通気口２２ｂが形成されている。
【００３９】
このケース２０の場合、各第１部２１に窓部２１ａと通気口２１ｂが相互に対向する位置に３箇所形成され、第２部２２に窓部２２ａと通気口２２ｂが相互に対向する位置に１箇所形成されている。
通気口２１ｂ、２２ｂの大きさおよび形状は、ケース２０内から電磁波が漏洩しないよう、使用する高周波電力の波長を考慮した大きさおよび形状である。
本発明の場合、電源Ｅの最も波長が小さい６０ＭＨｚの高周波電力を使用する場合の波長は５ｍであるため、一辺または直径が５ｍを超えない形状の通気口２１ｂ、２２ｂであれば問題ない。
【００４０】
図５は実施形態１における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
空冷ファン３０は、回転軸およびそれを回転させるモータ（図示省略）と、回転軸に一体化された羽根３１と、回転軸およびモータを支持する枠部３２とを有し、枠部３２がケース２０の各第１部分２１の窓部２１ａおよび第２部分２２の窓部２２ａに取り付けられている。
このとき、ケース２０内に外気を送風するように、第１の空冷ファン３０が窓部２１ａに取り付けられると共に、第２の空冷ファン３０が窓部２２ａに取り付けられる。なお、図５において、矢印ＡおよびＢは風が流れる方向を示している。
【００４１】
前記のように、導電体１０は、異なる配線同士が前記締結部品ａ〜ｃによって互いに接触して固定されることで電気的に接続された接続部を有し、各接触部における配線・配線間には接触抵抗が存在している。そのため、導電体１０に高周波電力を通電すると、各接触部は接触抵抗により配線が一体となっている部分よりも発熱しやすくなっている。
本発明のプラズマ処理装置Ｐ１は、そのプラズマ処理時に、締結部品ａ〜ｃが接触部で発生した熱により破断して各接続部が熱断線しないよう、各空冷ファン３０を駆動させてケース２０内に外気を送風して、各接続部を特に集中的に空冷するように構成されている（図５参照）。なお、ケース２０内の加熱された空気は通気口２１ｂ、２２ｂから排出される。
本発明のプラズマ処理装置によれば、導電体１０の熱断線しやすい接続部を局所的に効率よく冷却することができるため、接続部の熱断線を効果的に抑制することができる。
したがって、カソード電極２により高い電力を供給することが可能となり、半導体素子の製造プロセス時間を短縮することができると共に、導電体１０の温度上昇による電気抵抗の上昇を抑制できるため、電力の供給効率向上も期待できる。
【００４２】
例えば、本発明のように空冷手段を有さない従来のプラズマ処理装置の場合、本発明のような１ｋＷ以上の電力値の高周波電力をカソード電極に印加すると、配線同士の接触部から発生する熱で導電体の各接続部の温度は３００℃以上となり、耐熱温度３００℃程度の締結部品は熱によって膨張し、電力を切ると温度が低下して収縮する。本発明者らは、このようにプラズマ処理装置の運転を繰り返すことで、締結部品が膨張変形と収縮変形を繰り返すため最終的に破断してしまい、配線同士が離間して導電体が断線したことを確認している。
【００４３】
また、本発明者らは、本発明のプラズマ処理装置Ｐ１を前記と同様に繰り返し運転した場合、空冷ファン３０による冷却効果により導電体１０の各接続部の温度が最大２３０℃で留まり、締結部品の膨張変形および収縮変形は抑制され、熱断線の発生を抑えることができたことも確認している。
このように、本発明のプラズマ処理装置は、空冷手段によって導電体１０の熱断線しやすい接続部を冷却することができるため、冷媒を流動するような大掛かりな冷却手段と比較して、空冷手段を簡単な構成かつ低コストで作製することができ、イニシャルコスト、ランニングコストおよびメンテナンス性の面で優れている。
【００４４】
（実施形態２）
図６は実施形態２のプラズマ処理装置の部分背面図であり、図７は実施形態２における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態２のプラズマ処理装置Ｐ２は、ケース１２０の第１および第２部分１２１、１２の通気口１２１ｂ、１２２ｂが実施形態１と異なる以外は、実施形態１と同様である。なお、図６において、図３中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図７中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態２の場合、通気口１２１ｂ、１２２ｂは小孔の集合体からなる。
【００４５】
小孔の集合体からなる通気口１２１ｂ、１２２ｂは、例えば、金網、金属製の格子または柵（フィンガード）、パンチングメタルプレート等を実施形態１における通気口２１ｂ、２２ｂに取り付ける、あるいはケース１２０の第１および第２部分１２１、１２２を構成する金属プレートに直接穿孔することにより形成することができる。図６では金網または金属製の格子にて通気口１２１ｂ、１２２ｂを形成した場合を例示している。
通気口１２１ｂ、１２２ｂの開口率については、実施するプラズマ処理の内、最も導電体の温度が高くなるプロセス条件を実施する際の配線温度上昇を抑えられ、かつケース１２０が変形しない強度を保つように、開口率を設定することが好ましい。
【００４６】
このように、通気口１２１ｂ、１２２ｂが小孔の集合体から構成されることにより、作業者が誤って導電体に接触する事故の可能性を低減できると共に、ケース１２０の強度を高めることができる。
この場合、小孔の大きさは実施形態１の通気口よりも小さいため、ケース１２０内から電磁波が漏洩することはない。
また、通気口を横断面円形または楕円形のファンガードにて構成すれば、空気の流れに対する抵抗を低減できるため、大きなエアーフローを確保する必要がある場合に好適である。
【００４７】
（実施形態３）
図８は実施形態３のプラズマ処理装置の部分背面図である。なお、図８において、図６中の要素と同様の要素には同一の符合を付している。
実施形態３のプラズマ処理装置Ｐ３の場合、ケース２２０の第１部分２２１の通気口２２１ｂは、実施形態２における第１部分２２１の３つの通気口１２１ｂが一体化したものである。また、実施形態３におけるケース２２０の第２部分２２２の通気口２２２ｂは、実施形態２における第２部分１２２の通気口１２２ｂよりも拡大している。
実施形態３において、その他の構成は実施形態２と同様である。
【００４８】
このように通気口２２１ｂ、２２２ｂの範囲を大きくすることにより、ケース２２０内の加熱された空気を排気する際の排気抵抗が減少するため、ケース２２０内の空気滞留を低減することができ、更なる冷却効率の向上が期待できる。
この場合、ケース２２０の強度が低下しない程度の開口率に設定することが好ましく、さらに、ケース２２０を構成する金属プレートについて一部または全体の厚みを増加して強度を高めるようにしてもよい。
【００４９】
（実施形態４）
図９は実施形態４における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態４のプラズマ処理装置は、実施形態１〜３における空冷ファン３０の吸気側にさらに防塵フィルタ４０が備えられている。なお、図９では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、図９における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図９中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態４において、その他の構成は実施形態１〜３と同様である。
【００５０】
一般的に、プラズマ処理装置が設置されている場所の周辺環境によっては、空冷手段による外気の吸気と共に、周囲から塵埃がケース内に吸い込まれ、ケース内部や配線表面に塵埃が付着する。
また、成膜処理を行うプラズマ処理装置においては、チャンバー内に粉状の半導体膜が付着し、メンテナンスなどでチャンバーを開放した際に半導体が粉塵となって外部に流出し、その粉塵が前記塵埃と同様にケース内に吸引されて付着する。
付着した塵埃や粉塵によって、配線が腐食し電気抵抗が増加して、電力供給効率が低下する。また、塵埃や粉塵が配線の発熱によって引火し、電気火災が発生するおそれがある。
【００５１】
実施形態４のプラズマ処理装置では、ケース内に送風する空冷ファン３０の吸気側に防塵フィルタ４０を設置することで、ケース内への塵埃や粉塵の侵入を抑制でき、塵埃や粉塵がケース内壁や配線表面に付着することを抑制できる。
防塵フィルタ４０を用いる場合、塵埃や粉塵が防塵フィルタ４０に溜まっていくことで目詰まりを発生し、徐々にエアフローが低下していくため、定期的に防塵フィルタ４０の清掃や交換が必要となる。この場合、風量計などで、エアフローの状態を定期的にモニタリングすることで、正確な交換周期を管理することができる。
【００５２】
（実施形態５）
図１０は実施形態５における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。
実施形態１〜４では、ケース内に送風できるように空冷ファン３０設けた場合を例示したが、実施形態５のようにケース内の空気を外部へ排出するよう空冷ファン３０を設けてもよい。
【００５３】
この場合、空冷ファン３０が排気側となり、通気口１２１ｂ側が吸気口となる。
通気口１２１ｂは、実施形態２または３のように小孔の集合体から構成されてもよく、実施形態１のような大きな１つの開口から構成されてもよい。
なお、図１０では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、図１０における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図１０中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態５において、その他の構成は実施形態１〜４と同様である。
実施形態５の場合、空冷ファン３０がケース内で加熱された空気を外部へ排気し、空気の排気によって気圧が低下したケース内に、通気口１２１ｂから外気が吸気されて導電体の接続部が冷却される。
【００５４】
（実施形態６）
図１１は実施形態６における空冷ファンのケースへの取付構造を説明する断面図である。図１１における図７中の要素と同様の要素には同一の符合を付し、図１１中の矢印は空気が流れる方向を表している。
実施形態６の場合、実施形態５における通気口１２１ｂに防塵フィルタ４０が設けられている。
なお、図１１では、実施形態２と同様の通気口１２１ｂを有するプラズマ処理装置の場合を代表的に例示しており、通気口は実施形態１または３のような構成でもよい。
このようにすれば、防塵フィルタ３０によってケース外部からの塵埃や粉塵の侵入を抑制できる。
【００５５】
（他の実施形態）
１．実施形態１〜６については、導電体を収納する金属ケースを備えたプラズマ処理装置の場合を例示しているが、中心導体を絶縁層、導電層および絶縁層でこの順に被覆する同軸ケーブルを導電体の電力導入線として用いた場合は、金属ケースが不要となる。この場合、異なる同軸ケーブル同士の接続部のみを露出させて接続部に冷却風を吹き付けることができる。なお、同軸ケーブルを使用する場合は、同軸ケーブルの温度がそれほど上昇しない設定条件（低パワー、低電流、低周波数等）での運転が主流となるため、空冷手段により同軸ケーブルの冷却を行う必要性は実施形態１〜６の場合に比べて低下する。したがって、本発明は、特に、導電体が高温となり易い設定条件（高パワー、高電流、高周波数等）で運転するプラズマ処理装置に好適である。
【００５６】
２．実施形態１〜６で説明した金属製ケースの代わりに、筒形の金属メッシュで導電体を覆うように構成することも可能である。この場合、空冷手段により発生したエアーフローが金属メッシュの孔を通して金属メッシュ内外に流通可能である。なお、この場合、例えば、空冷ファンを支持台または支持脚を用いて支持すればよい。
３．実施形態１〜６ではケースにおける導電体の接続部近傍に通気口を配置した場合を例示したが、ケース全体に分散状に小孔を配置してなる通気口を設けてもよい。あるいは、ケース壁面に通気口を形成するのではなく、ケースを構成する金属プレート同士の接合部に隙間を設けることにより、この隙間を通気口の代わりに利用してもよい。
【００５７】
４．実施形態１〜６については、電極設置方向が垂直の縦型プラズマ処理装置の場合を例示しているが、本発明は電極設置方向が水平の横型プラズマ処理装置にも適用可能である。
【００５８】
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】
【００５９】
本発明におけるプラズマ処理装置によれば、半導体薄膜または光学的薄膜を用いた、太陽電池、ＴＦＴ、感光体などの半導体素子について、安定した装置稼働率で高速な製造プロセスの実施に貢献できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  チャンバー
２  カソード電極
３  アノード電極
４  放電部
Ｅ  高周波電源
１０  導電体
３０  空冷手段（空冷ファン）
１１  電力導入端子
１２  電力導入線
２０  金属製ケース
２１ａ、２２ａ  窓部
２１ｂ、２２ｂ  通気口
４０  防塵フィルタ
Ｓ  基板