JP4326300B2 - プラズマｃｖｄ装置とプラズマｃｖｄ装置用電極 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置と、その電極、特に冷却ジャケット付き電極構造に関する。

太陽電池などの製造工程における半導体層の製膜時に使用される装置としてプラズマＣＶＤ装置が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、放電電極と、その放電電極に対向するように配置される接地電極を、反応容器内に備える。接地電極は、ヒータなどによる基板温度調節機構を備える。半導体膜が蒸着される被処理体としての基板は、その接地電極としてのヒータカバー上に保持される。放電電極には高周波電源により高周波電圧が印加される。反応容器を真空排気ポンプなどを使用して減圧雰囲気として、所望の半導体膜の材料を含む材料ガスを反応容器に導入し、放電電極に高周波電圧を印加すると、放電電極と基板との間の領域の材料ガスがプラズマ状態（あるいはラジカル状態）になる。気相の材料ガスが活性化されることにより、基板表面に所望の半導体膜、例えばアモルファスシリコン膜が蒸着する。所望の半導体膜の製膜条件は、主に反応容器の圧力雰囲気、材料ガスの流量、高周波電力量、および基板温度を調整することにより達成される。

プラズマＣＶＤ装置内の放電電極として、ラダー電極が知られている。ラダー電極は複数の電極棒を有し、その複数の電極棒が梯子状に組み立てられている。ラダー電極は、高周波電圧の制御、また電界分布の均一化において優れた特性を有する。

例えば、特許文献１に開示されたプラズマＣＶＤ装置は、ガス吹き出し型ラダー電極を備える。図１は、そのガス吹き出し型ラダー電極の構造を示す。ガス吹き出し型ラダー電極１は、パイプ状の枠体１ａと、この枠体１ａに梯子状に多数並列され、複数のガス吹き出し孔２を有するパイプ１ｂを有する。ガス吹き出し孔２は、被処理体である基板に向いており、パイプ１ｂを流れてきた材料ガスは、その基板に向けて放出される。また、吹き出し型ラダー電極１は、基板方向を除いてユニットカバー（防着板）３で囲まれている。このようなガス吹き出し型ラダー電極は、基板とそのラダー電極との間の領域に均一に材料ガスを供給できる点で優れている。

特許文献２によるプラズマＣＶＤ装置のラダー電極は、複数の電極棒に直交し、これらを電気的に接続する横グリッドを備える。特許文献３によるプラズマＣＶＤ装置は、複数に分割され同一平面に並べて設置される放電電極を備える。

微結晶シリコン膜などを基板に製膜する場合、放電電極には概０．３〜０．４Ｗ／ｃｍ^２を超える大電力が投入される。この場合、放電電極が発熱（ジュール熱）することによる放電電極から基板表面への熱流束（輻射熱）、及び発生したプラズマから基板表面への熱流束（輻射熱、伝導熱、反応熱）が非常に大きくなる。すると、基板表面の温度が基板裏面（ヒータ側）の温度より高くなり、基板表裏温度差により基板が放電電極側へ凸変形する。ここで、熱流束による温度差：△Ｔ（Ｋ）は、熱流束:Ｑ（Ｗ／ｍ^２）、基板板厚：ｔ（ｍ）、基板熱伝導率：λ（Ｗ／ｍＫ）とすると、△Ｔ＝Ｑ×ｔ／λで算出することができる。また、基板の凸変形量は、基板表裏の温度差に基板線膨張率を積算して算出される基板表裏の熱膨張量の差に基づき、基板の変形形状を円弧などに仮定することにより算出することができる。このような凸変形は、１ｍ角を超える大面積基板を処理する場合に特に顕著になる。基板が凸変形すると、放電電極と基板との間の距離が不均一になり、更には基板とヒータカバーの密着が悪い領域での基板表面電位の分布が不均一となり、発生するプラズマの分布が不均一になる。また、ヒータから伝わる熱が不均一になり、基板の温度分布も不均一になる。これらのことは、蒸着させる半導体膜分布の不均一や膜質の悪化の原因となる。

図２は、特許文献４に開示されたプラズマＣＶＤ装置を示す。このプラズマＣＶＤ装置によると、基板が少し凸状態となっても、基板とヒータカバーとの密着性が確保される。すなわち、基板１８を支持すると共に加熱するためのプレート１４の支持面１５は、円柱の外面の一部を形成するように、凸状に湾曲している。フレーム１６も、支持面１５と実質的に同じ曲率半径を有するように湾曲している。基板１８が支持面１５とフレーム１６とに挟み込まれた状態において、基板１８は支持面１５に沿って湾曲する。これにより、基板１８は支持面１５に対して隙間なく密着して設置され、均一なプラズマ処理が可能となる。このようなプラズマＣＶＤ装置において数ｍｍ以上に大きく凸変形する大型基板を処理する場合、ヒータカバーを凸形状に加工すること、またその凸形状を維持することは困難である。

１ｍ角を超える大型基板の場合、その大型基板の表裏温度差による凸変形の大きさは数ミリ以上になり得る。大型基板に半導体膜を蒸着させる際に、その大型基板が放電電極側へ凸変形しない技術が望まれている。

特開２００１―１２０９８５号公報 特開２００３−０７３８３７号公報 特開２０００−０５８４６５号公報 特開２０００−２２３４２６号公報

本発明の課題は、製膜処理時に大面積の基板の変形を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置、およびそのプラズマＣＶＤ装置用の電極を提供することにある。

本発明の他の課題は、電極を均一に冷却することができるプラズマＣＶＤ装置、およびそのようなプラズマＣＶＤ装置用の電極を提供することにある。

本発明の更に他の課題は、材料ガスを製膜室内で、特に基板と電極付近において、良好に循環させることができるプラズマＣＶＤ装置、およびそのプラズマＣＶＤ装置用の電極を提供することにある。

本発明の更に他の課題は、均一で良質な半導体膜を製膜することができるプラズマＣＶＤ装置、およびそのプラズマＣＶＤ装置用の電極を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）は、電極部（５０）と、電極部（５０）に熱的に接続された冷却部（５４、５５）とを備える。電極部（５０）は複数の電極棒（５０ａ、５０ｂ）を備える。冷却部（５４、５５）はその複数の電極棒（５０ａ、５０ｂ）のそれぞれに対応して形成される。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）は、電極部（５０）と冷却部（５４、５５）を接続する絶縁部（７４）を更に備える。電極部（５０）は、互いに略平行に配置された複数の第１電極棒（５０ａ）と、互いに略平行に配置された一対の第２電極棒（５０ｂ）とを備える。複数の第１電極棒（５０ａ）の長手方向は第１方向であり、一対の第２電極棒（５０ｂ）の長手方向は第１方向と交差する第２方向である。複数の第１電極棒（５０ａ）と一対の第２電極棒（５０ｂ）は梯子状に組み合わされる。冷却部（５４、５５）は、互いに略平行に配置された複数の第１冷却棒（５４）と、互いに略平行に配置された一対の第２冷却棒（５５）とを備える。複数の第１冷却棒（５４）の長手方向は第１方向であり、一対の第２冷却棒（５５）の長手方向は第２方向である。複数の第１冷却棒（５４）と一対の第２冷却棒（５５）は梯子状に組み合わされる。絶縁部（７４）は、互いに略平行に配置された複数の絶縁棒（７４）を備える。複数の絶縁棒（７４）の長手方向は第１方向である。複数の第１電極棒（５０ａ）のそれぞれは、複数の絶縁棒（７４）のそれぞれを介して、複数の第１冷却棒（５４）のそれぞれに接続される。第１方向と第２方向のなす角として、略直角が好適である。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、複数の第１電極棒（５０ａ）のそれぞれは、複数の絶縁棒（７４）のそれぞれと第１面で接触してもよい。複数の第１冷却棒（５４）のそれぞれは、複数の絶縁棒（７４）のそれぞれと第２面で接触してもよい。第１面と第２面は平面であってもよい。複数の絶縁棒（７４）の各々は、第１面及び第２面以外の面に、第１方向に延びる複数の溝（７８）を備えてもよい。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、複数の第１電極棒（５０ａ）の各々の第２方向に沿った幅（ｗ）と、複数の第１冷却棒（５４）の各々の第２方向に沿った幅（ｗ）と、複数の絶縁棒（７４）の各々の第２方向に沿った幅（ｗ）は略等しくてもよい。また、電極部（５０）と冷却部（５４、５５）は、絶縁物により支持されてもよい。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、冷却部（５４、５５）の内部に、冷却媒体（５７）が流れる冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）が形成されてもよい。冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）は、複数の第１冷却棒（５４）のそれぞれの内部に形成された複数の第１冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）と、一対の第２冷却棒（５５）のそれぞれの内部に形成された一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）とを備える。冷却媒体（５７）は、一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）の一方から、複数の第１冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）のそれぞれへ分配され、一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）で合流する。

本発明の参考例によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）は、互いに略平行に配置された複数の第１電極棒（５０ａ、９０）と、互いに略平行に配置された一対の第２電極棒（５０ｂ）と、互いに略平行に配置された一対の冷却媒体供給棒（５５）とを備える。複数の第１電極棒（５０ａ、９０）の長手方向は第１方向であり、一対の第２電極棒（５０ｂ）の長手方向は第１方向と交差する第２方向である。一対の冷却媒体供給棒（５５）の長手方向は第２方向である。一対の第２電極棒（５０ｂ）は複数の第１電極棒（５０ａ、９０）を挟むように配置される。一対の冷却媒体供給棒（５５）は複数の第１電極棒（５０ａ、９０）を挟むように配置される。複数の第１電極棒（５０ａ、９０）と一対の冷却媒体供給棒（５５）の内部に、冷却媒体（５７）が流れる冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）が形成される。また、第２電極棒（５０ｂ）と冷却媒体供給棒（５５）は、絶縁物により支持されてもよい。

本発明の参考例によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）は、複数の第１電極棒（５０ａ、９０）のそれぞれの内部に形成された複数の第１冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）と、一対の冷却媒体供給棒（５５）のそれぞれの内部に形成された一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）とを備える。冷却媒体（５７）は、一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）の一方から、複数の第１冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）のそれぞれへ分配され、一対の第２冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）で合流する。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）は絶縁体により形成されてもよい。冷却媒体（５７）は非導電性もしくは高抵抗のために非導電性とみなせる流体（液体、気体）である。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）において、複数の第１電極棒（５０ａ）と一対の第２電極棒（５０ｂ）の内部にガス管（５２）が形成される。複数の第１電極棒（５０ａ）の各々はガス管（５２）と繋がる複数のガス孔（５１）を備える。ガス管（５２）に供給されたガス（５３）は複数のガス孔（５１）から放出される。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置は、上記のプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）を備える。

本発明によるプラズマＣＶＤ装置は、上記のプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）と、冷却媒体管（５６ａ、５６ｂ）を介してプラズマＣＶＤ装置用電極（１００）と接続される循環器（１０１）とを備える。冷却媒体（５７）は、循環器（１０１）により、プラズマＣＶＤ装置用電極（１００）を循環する。循環器（１０１）は熱交換器（１０２）を備えてもよい。

本発明の参考例によるプラズマＣＶＤ装置は、ラダー電極（１３０）と、ラダー電極（１３０）に対向するように配置された接地電極（１１５）と、ラダー電極（１３０）の接地電極（１１５）と反対側に配置された防着板（１１８）と、防着板（１１８）に支持された冷却装置（１３１）とを備える。冷却媒体（５７）は、冷却装置（１３１）の内部を均一に循環する。基板（１１４）はラダー電極（１３０）に対向するように接地電極（１１５）により保持される。冷却装置（１３１）とラダー電極（１３０）との距離は、ラダー電極（１３０）と基板（１１４）との距離の５倍以内である。

本発明のプラズマＣＶＤ装置、およびプラズマＣＶＤ装置用の電極によれば、製膜処理時に大面積の基板の変形を抑制することができる。

本発明のプラズマＣＶＤ装置、およびプラズマＣＶＤ装置用の電極によれば、そのプラズマＣＶＤ装置用電極は均一に冷却される。

本発明のプラズマＣＶＤ装置、およびプラズマＣＶＤ装置用の電極によれば、材料ガスを製膜室内で、特に基板と電極付近において、良好に循環させることができる。

本発明のプラズマＣＶＤ装置、およびプラズマＣＶＤ装置用の電極によれば、均一で良質な半導体膜を製膜することができる。

添付図面を参照して、本発明によるプラズマＣＶＤ装置用電極、およびプラズマＣＶＤ装置について説明する。

（第一の実施の形態）
図３は、本発明の第一の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構造を示す概略図である。ラダー型電極５０は、複数の縦方向電極棒５０ａと一対の横方向電極棒５０ｂを有する。複数の縦方向電極棒５０ａは、互いに略平行に均等な間隔をおいて配置される。一対の横方向電極棒５０ｂは、複数の縦方向電極棒５０ａを挟み込むように配置される。すなわち、複数の縦方向電極棒５０ａと一対の横方向電極棒５０ｂは、梯子状に組み合される。縦方向電極棒５０ａと横方向電極棒５０ｂのなす角として９０°が例示される。被処理体である基板に対向するように、複数のガス吹き出し孔５１が複数の縦方向電極棒５０ａの各々に形成されている。ラダー型電極５０の内部には、ガスが通ることができるガス管５２が形成されている。ガス管５２は絶縁物で形成されている。材料ガス５３は、図示されない材料ガス供給部により、ガス管５２を通してラダー型電極５０内部に導入される。導入された材料ガス５３は、複数のガス吹き出し孔５１から、基板の方向（図３中の矢印Ｓ方向）へ放出される。

ラダー型電極５０の被処理基板と反対側（図３中の矢印Ｓと反対方向）には、複数の冷却ジャケット５４が配置される。後述されるように、複数の冷却ジャケット５４は、複数の縦方向電極棒５０ａと対応するように、互いに略平行に均等な間隔をおいて配置される。また、その複数の冷却ジャケット５４と、その複数の縦方向電極棒５０ａとは熱的に接続される。一対の冷却媒体ヘッダー（冷却媒体供給棒）５５は、複数の冷却ジャケット５４を挟み込むように配置される。すなわち、複数の冷却ジャケット５４と一対の冷却媒体ヘッダー５５は、梯子状に組み合わされ、冷却部を構成する。複数の冷却ジャケット５４と一対の冷却ヘッダー５５の内部には、気体や流体が通ることができる冷却媒体管５６ａ、５６ｂが形成されている。冷却媒体管５６ａ、５６ｂは、絶縁物で形成されている。冷却媒体５７は、図示されない冷却媒体循環器により、冷却媒体管５６ａを通して冷却ヘッダー５５内部に導入される。導入された冷却媒体５７は、複数の冷却ジャケット５４のそれぞれへ分配され、図３中の下側の冷却ヘッダー５５で合流し、冷却媒体管５６ｂを通して排出される。なお、冷却媒体５７の流れの方向は、図３に示した方向と逆であってもよい。

ラダー型電極５０および冷却部（冷却ジャケット５４、冷却媒体ヘッダー５５）は、それぞれ電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９により支持される。電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９は、後述されるプラズマＣＶＤ装置中の所定の部材と繋がっている（図１２参照）。電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９は、共に絶縁物で形成されている。

本発明の第一の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構造をさらに詳細に説明する。図４は、図３中の破線円６５の部分を拡大して詳細に示した図である。以下、ラダー型電極構造と冷却ジャケット構造をまとめて冷却ジャケット付き電極１００と参照される。なお、図４において、電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９の描写は省かれている。

図４において、ガス管５２が、ラダー型電極５０（縦方向電極棒５０ａおよび横方向電極棒５０ｂ）の内部を通じて形成されている。ガス管５２の材料の絶縁物として、安易に入手可能であるアルミナ（Ａｌ_２０_３）やポリイミド材などが例示される。非磁性材料から選出されるラダー型電極５０の材料として、ＳＵＳ３０４、インコネル６００などが使用可能であるが、温度のより良い均一性の観点から、アルミニウムやアルミニウム合金などが例示される。材料ガス５３は、ガス管５２によってラダー型電極５０内部に形成されたガス通路７１を流れる。その材料ガス５３は、複数の縦方向電極棒５０ａの各々に形成された複数のガス吹き出し孔５１から基板方向（図４中の矢印Ｓ方向）に均一に放出される。そのために、ガス吹出し孔５１は、圧力損失を大きく取れるように工夫してあり、その孔径として概φ０．３ｍｍ〜φ０．５ｍｍの孔径が選定される。

ラダー型電極５０の被処理基板と反対側（図４中の矢印Ｓと反対方向）には、複数の冷却ジャケット５４が配置される。複数の冷却ジャケット５４は、複数の縦方向電極棒５０ａと対応するように、互いに略平行に均等な間隔をおいて配置される。複数の冷却ジャケット５４は、複数の絶縁部材７４を介して、複数の縦方向電極棒５０ａにそれぞれ熱的に接続されている。つまり、複数の絶縁部材７４も、複数の縦方向電極棒５０ａと対応するように、互いに略平行に均等な間隔をおいて配置される。ここで、縦方向電極棒５０ａと冷却ジャケット５４と絶縁部材７４の長手方向は同じである。

また、冷却媒体管５６ａが、冷却媒体ヘッダー５５および冷却ジャケット５４の内部を通じて形成されている。冷却媒体管５６ａ（５６ｂ）の材料の絶縁物として安易に入手できるアルミナ（Ａｌ_２０_３）などのセラミックスやフッ素樹脂などが例示される。非磁性材料から選出される冷却ジャケット５４および冷却媒体ヘッダー５５の材料として、ＳＵＳ３０４、インコネル６００などが使用可能であるが、温度のより良い均一性の観点から、アルミニウムやアルミニウム合金などが例示される。冷却媒体５７は、冷却媒体管５６ａによって形成された冷却媒体通路７２を流れ、冷却媒体ヘッダー５５から複数の冷却ジャケット５４のそれぞれへ供給される。複数の冷却ジャケット５４の各々と冷却媒体ヘッダー５５が接続する部分の冷却媒体通路７２には、冷却媒体を均一に分配するために分配オリフィス７３が設けられている。この冷却媒体分配オリフィス７３は、絞りの役割を果たし、これにより冷却媒体通路７２を流れる冷却媒体５７の流量を制御することができる。冷却媒体５７として、水およびフッ素系不活性液体（商品名：フロリナートなど）や不活性オイルなどの熱媒が例示される。熱媒の種類は、実際にはラダー型電極５０の設定温度や取扱い性により選定されることになる。

図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ図４中の線Ａ−Ａおよび線Ｂ−Ｂにおける冷却ジャケット付き電極１００の断面図を示す。図５Ａおよび図５Ｂ中の矢印Ｓは、被処理体である基板の方向を示す。図５Ａに示されるように、縦方向電極棒５０ａの所定の位置において、縦方向電極棒５０ａ、絶縁部材７４および冷却ジャケット５４は、ボルト７５とスプリングワッシャ７６によって物理的に弾性力で締め付けた状態で固定される。ボルト７５の材料として、絶縁特性が必要なことからセラミックスや表面を絶縁処理した金属材が例示される。また、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、縦方向電極棒５０ａ、絶縁部材７４および冷却ジャケット５４は略等しい幅ｗを有しており、それらの側面はほぼ一列に並ぶ。

図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、冷却ジャケット付き電極１００において、複数の冷却ジャケット５４と複数の縦方向電極棒５０ａがそれぞれ複数の絶縁部材７４を介して熱的に接続されている。従って、ラダー型電極５０は間接的に冷却される。縦方向電極棒５０ａと冷却ジャケット５４と絶縁部材７４の長手方向は同じである。また、縦方向電極棒５０ａと絶縁部材７４、絶縁部材７４と冷却ジャケット５４は平面的に接している。従って、部材同士の接触面積は大きく、高い接触熱伝達率が維持される。更に、複数の冷却ジャケット５４は、複数の縦方向電極棒５０ａに対してそれぞれ設けられている。従って、複数の縦方向電極棒５０ａを均一に冷却することが可能である。

また、縦方向電極棒５０ａと冷却ジャケット５４の間に挟み込まれている物質は、絶縁部材７４である。従って、ラダー型電極５０の電位や発生するプラズマの状態は、冷却ジャケット５４の電位の影響を受けにくくなる。絶縁部材７４の材料として、高い絶縁特性と高い熱伝導率を有する材料が望ましく、絶縁耐圧が高い９９％以上の高純度アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミックスが例示される。また、その材料として、熱伝導率の高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックスは更に好適である。

更に、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、絶縁部材７４の四隅、つまり図中の円で指示される領域に、段差７７が設けられてもよい。このとき、冷却ジャケット５４と絶縁部材７４、また絶縁部材７４と縦方向電極棒５０ａは、互いにかみ合うように接合される。これにより、冷却ジャケット５４、絶縁部材７４、縦方向電極棒５０ａは、各々の材質や温度の違いによる熱膨張量に差が存在しても、熱的接触状態を保ったまま長手方向に熱伸縮しやすくなる。また、絶縁部材７４の表面には、長手方向に延びる複数の細溝（膜切り溝）７８が設けられてもよい。これにより、製膜処理中に絶縁部材７４の外壁面に膜が付着堆積しても、この細溝７８部分で膜の付着を抑制できるので、付着膜による絶縁不良が発生することが防止される。更に、発生するプラズマが不安定になることが防止される。溝７８の幅として０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、深さとして１ｍｍ以上が例示される。

このような冷却ジャケット付き電極１００を製膜処理において使用した場合に発生する効果について、図６を参照して説明する。図６は、冷却ジャケット付き電極１００と基板やヒータとの位置関係を示し、図３における線Ｘ−Ｘに沿った断面図に対応する。図６において、冷却ジャケット付き電極１００に対向するようにヒータ８１が配置される。ヒータカバー８２は、ヒータ８１付近に配置される。被処理体である基板８３は、ヒータカバー８２に接し、冷却ジャケット付き電極１００に対向するように配置される。基板支持部材８４は、ヒータカバー８２の周縁の所定の場所に密着している。また、基板支持部材８４は、基板８３を支持する。基板８３は、斜めに保持されたヒータカバー８２に立てかけるように保持され（図１０、図１１参照）、その自重によりヒータカバー８２に密着している。さらに基板支持部材８４から延びる基板押さえ部材８５は、基板８３の外縁を押さえることによって、基板８３をヒータカバー８２に密着させる。材料ガス５３は、ガス吹き出し孔５１から基板８３に向けて放出される。ラダー型電極５０に、図示されない高周波電源により高周波電圧が印加されると、冷却ジャケット付き電極１００と基板８３の間の領域にプラズマが発生する。

この時の基板８３の表面（冷却ジャケット付き電極１００に対向する面）に対する熱収支は以下の通りである。ヒータ８１からヒータカバー８２を経由して基板８３の表面へ向かう熱流束（伝導熱）をＱｈとする。ラダー型電極５０に高周波電力が印加されると、ラダー型電極５０はジュール熱により発熱する。ラダー型電極５０から基板８３の表面へ向かう熱流束（輻射熱）をＱｅとする。また、発生したプラズマから基板８３の表面へ向かう熱流束（伝導熱、輻射熱、反応熱）をＱｐとする。この時、基板８３の表面へ向かう熱流束の総和Ｑｉｎは、Ｑｉｎ＝Ｑｈ＋Ｑｅ＋Ｑｐとして与えられる。一方、基板８３の表面から冷却ジャケット付き電極１００へ向かう熱流束（輻射熱）をＱｏｕｔとする。

冷却ジャケット５４を使用しラダー型電極５０を冷却することによって、Ｑｅを小さくすることができる。同時に、冷却されたラダー型電極５０および冷却ジャケット５４自体へ向かう熱流束Ｑｏｕｔを大きくすることができる。そして、ＱｏｕｔがＱｉｎよりも大きければ、すなわちＱｏｕｔ＞Ｑｉｎ＝Ｑｈ＋Ｑｅ＋Ｑｐであれば、基板８３の表面の温度は下がる。基板８３の裏面（ヒータカバー８２に接する面）の温度はほぼ一定であるから、基板８３を通過する熱流束は基板８３の裏面から表面に向かい、基板８３の表面温度はその裏面温度よりも低くなる。このような状況において、基板８３は、冷却ジャケット付き電極１００に対して、少なくとも凸型には変形しない。基板８３の裏面温度が表面温度より高く、その温度差によって熱膨張量に差が生じ、基板８３が凹型に変形したとしても、基板８３の外縁は基板押さえ部材８５で押さえられているので、基板８３はヒータカバー８２に密着する。このように、冷却ジャケット付き電極１００を使用することによって、製膜処理時に大面積の基板の変形を抑制することが可能になる。すなわち、冷却ジャケット付き電極１００を使用することによって、均一で良質な半導体膜を生成することが可能になる。

また、前述したように、複数の絶縁部材７４および複数の冷却ジャケット５４は、複数の縦方向電極棒５０ａと同様な構成を有し、また複数の縦方向電極棒５０ａに対応するように配置される。つまり、縦方向電極棒５０ａ、絶縁部材７４および冷却ジャケット５４は略等しい幅ｗを有しており、それらの側面はほぼ一列に並ぶ（図５Ａ、図５Ｂ参照）。言いかえれば、冷却ジャケット付き電極１００は、ラダー型電極５０が有する梯子型形状を保っている。このような形状の冷却ジャケット付き電極１００により、複数の縦方向電極棒５０ａのそれぞれを均一に冷却することができる。よって、ラダー型電極５０の熱変形が抑制され、また、基板８３は均一に冷却される。これにより、基板温度分布を均一に保ちながら基板表裏温度差による基板８３の凸変形を抑制することができる。また、冷却ジャケット付き電極１００は、高周波電圧の制御性に優れるなど、ラダー型電極が有するものと同様の特性を有する。

また、通常のアモルファスシリコン膜より結晶化率の高い微結晶シリコン膜を製膜するにあたり、放電電極と被処理体である基板との間の距離（ギャップ）を小さく設定して高品質製膜を行う場合がある。例えば、ギャップは５ｍｍ〜１５ｍｍに設定される。基板の面積が大きく（例えば１ｍ角の基板）、且つ基板と放電電極とのギャップが小さい（例えば５ｍｍ）場合においては、放電電極周辺への反応ガスの供給が不均一になる傾向にある。このような条件においては、ギャップの均一性がより一層重要視され、電極自体の変形と基板の変形を抑制することが重要となる。本発明による冷却ジャケット付き電極１００によれば、材料ガス５３は、複数のガス吹き出し孔５１から基板８３へ向けて均一に供給される。供給された材料ガス５３は、プラズマで反応したラジカルなどのガス類となる。図６に示されるように、冷却ジャケット付き電極１００は梯子型形状を保っているため、製膜で余剰となったガス類は、隣接する冷却ジャケット付き電極１００の間を通り抜けて基板８３から離れる方向へ流出することができる。つまり、材料ガス５３は、製膜室内を、特に基板８３と冷却ジャケット付き電極１００付近を良好に循環することができる。これらのことにより、ガス類の流れの均一性が増す効果が得られる。更に、余剰となったガス類が気相で反応して形成されるナノクラスターなどの膜性能の低下要因となる微粒子の排気が促進され、膜性能が低下することを抑制する効果が得られる。すなわち、冷却ジャケット付き電極１００を使用することによって、均一で良質な半導体膜を生成することが可能になる。

なお、本実施の形態において、例として長方形の断面を有する冷却ジャケット付き電極１００を用いて説明をした。しかし、冷却ジャケット付き電極１００の断面は、長方形に限られるものではない。その断面は、電極棒のサイズやピッチを適性化することにより、正方形や円形や楕円形、角が丸くなった長方形や多角形などになり得る。

（第一の参考例）
図７は、第一の参考例に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構造を示す概略図である。図７は、第一の実施の形態における図４に対応する。第一の参考例において、冷却ジャケット付き電極１００は、第一の実施の形態における絶縁部材７４を備えない。つまり、ラダー型電極５０と冷却ジャケット９０は一体となり、ラダー型電極５０は、冷却ジャケット９０により直接的に冷却される。材料ガス５３および冷却媒体５７が流れる配管の構造は、第一の実施の形態における構造と同様である。冷却媒体５７としては、イオン交換樹脂などを経由した純水や熱媒（フッ素系不活性液体、不活性オイル）などが好適である。実際には、冷却媒体５７は、ラダー型電極５０の設定温度や取扱い性などから選定される。なお、本参考例において、ラダー型電極５０と冷却ジャケット付き電極１００が指し示す構造は本質的にほぼ同一になるが、第一の実施の形態との対比のため、その２つの呼称は適宜分けて用いられる。

図８Ａは、図７中の線Ｂ−Ｂにおける冷却ジャケット付き電極１００の断面図を示す。図８Ａに示されるように、縦方向電極棒５０ａ（ラダー型電極５０）と冷却ジャケット９０は一体に構成されている。冷却ジャケット付き電極１００の材料としては、冷却ジャケット付き電極１００の温度分布が極力均一になるような材料が望ましい。その材料として、ＳＵＳ３０４、インコネル６００が使用可能であるが、さらに熱伝導性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などが好適に使用される。なお、図８Ａにおいて、長方形の断面を有する冷却ジャケット付き電極１００が示されている。しかし、冷却ジャケット付き電極１００の断面は、長方形に限られるものではない。その断面は、正方形や円形や楕円形、角が丸くなった長方形や多角形などであってもよい。

本参考例においても、図６に示したような第一の実施の形態における効果と同じ効果が得られる。すなわち、冷却ジャケット付き電極１００を使用することによって、製膜処理時に大面積の基板の変形を抑制することが可能になる。また、ラダー型電極５０（冷却ジャケット付き電極１００）を均一に冷却することができる。また、ガス類の流れの均一性が増す効果、および、膜質が向上する効果が得られる。更に、ラダー型電極５０は冷却ジャケット９０により直接的に冷却されるので、冷却の効果が更に向上する。よって、ラダー型電極５０に更に大きな高周波電力を印加して膜質を改善したり製膜速度を向上することが可能になる。また、ラダー型電極５０の温度分布は均一になり、ラダー型電極５０自体の熱変形が抑制されるとともに、基板８３は均一に冷却される。すなわち、基板温度分布を均一に保ちながら、基板表裏温度差による基板８３の凸変形を抑制することが可能となる。これらのことにより、冷却ジャケット付き電極１００を使用することによって、均一で良質な半導体膜を高速に生成することが可能になる。

第一の実施の形態、および第一の参考例において、電極電位やプラズマの状態に影響を与えないように、冷却媒体５７として非導電性媒体が使用される。その冷却媒体５７として、上述したような液体ではなく熱伝導性の良い気体を使用してもよい。その気体として、ヘリウムガスや水素ガスが例示される。この場合、冷却媒体管５６ａ、５６ｂの腐食が防げる効果が得られる。また、万一の冷却媒体５７が反応容器内部でわずかに漏洩した場合でも、反応容器内部の汚染を最小限に抑えることが出来るなどの効果が得られる。

また、第一の実施の形態、および第一の参考例において、冷却媒体５７が流れる冷却媒体通路７２の位置や数は、図５Ａや図８Ａに示されたものに限られない。冷却ジャケット付き電極１００の温度分布が極力均一になるように、冷却媒体通路７２の位置や数は適宜変更され得る。例えば、図８Ｂは、冷却ジャケット電極１００の変形例の断面図を示す。この図８Ｂにおいて、冷却ジャケット付き電極１００は、複数の冷却媒体通路７２を備える。いくつかの冷却媒体通路７２は、円形断面以外の、電極内部を冷却するに適した断面を有してもよい。また、いくつかの冷却媒体通路７２は、ガス通路７１よりも基板側（矢印Ｓの方向）にあってもよい。

（第二の実施の形態）
第一の実施の形態あるいは第一の参考例におけるプラズマＣＶＤ装置用電極（冷却ジャケット付き電極１００）を備えるプラズマＣＶＤ装置の構成例について説明する。

図９は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の全体図を示す。そのプラズマＣＶＤ装置は、製膜室１１１と、その製膜室１１１内に配置された製膜ユニット１１２と、製膜ユニット１１２の両側に配置されたヒータ１１３およびヒータカバー１１５を備える。製膜ユニット１１２とヒータ１１３の間の領域にはヒータカバー１１５が配置される。ヒータカバー１１５は接地され、接地電極の役割を果たす。製膜ユニット１１２は、冷却ジャケット付き電極１００を備える。ヒータカバー１１５は矢印Ａ方向に移動できるようになっており、図示しない基板搬送台車により基板１１４はヒーターカバー１１５上の所定位置にセットされる。基板搬送台車が搬出された後、ヒータカバー１１５は、冷却ジャケット付き電極１００に対向するように所定の製膜処理位置に移動する。

冷却ジャケット付き電極１００は、冷却媒体管５６ａ、５６ｂを介して、冷却媒体循環器１０１と接続される。冷却媒体循環器１０１は、冷却媒体管５６ａ、５６ｂを通して冷却媒体５７を冷却ジャケット付き電極１００に供給し、循環させる。冷却媒体循環器１０１は、製膜室１１１の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。冷却媒体５７としては、イオン交換樹脂などを経由した純水や熱媒（フッ素系不活性液体、不活性オイル）などが好適である。実際には、冷却媒体５７は冷却ジャケット付き電極１００の設定温度や取扱い性により選定される。また、冷却媒体５７として、ヘリウムガスや水素ガスなどの熱伝導性の良い気体を使用してもよい。

図１０は、上記製膜ユニット１１２の構成を詳細に示す図である。製膜ユニット１１２は、中央部１１７と、中央部１１７の両側に防着板１１８を介して配置された冷却ジャケット付き電極１００を備える。中央部１１７、防着板１１８、冷却ジャケット付き電極１００は、排気ガスカバー１２０により囲まれる。排気ガスカバー１２０は、基板１１４への方向（材料ガスが放出される方向）において開口している。排気ガスカバー１２０の所定の位置に、排気管１２１が設けられる。基板１１４は、ヒータカバー１１５により支持される。製膜時、基板１１４は、排気ガスカバー１２０の基板支持部材１１９に密着するようになっている。また、ヒータカバー１１５は、図９中の矢印Ａのように移動するようになっている。

図１１は、プラズマＣＶＤ装置の主要部（製膜ユニット１１２、ヒータ１１３等）の側面断面図を示す。図３において、中心線Ｌより左側は、基板１１４が基板搬送台車１２５により搬入された状態を示す。中心線Ｌより右側は、基板１１４がヒータカバー１１５に設置された後の状態を示す。この状態の後、ヒータカバー１１５は前進させられ、基板１１４は基板支持部材１１９に密着させられる。それから、製膜処理が開始する。

このような構成のプラズマＣＶＤ装置において、材料ガス５３は、冷却ジャケット付き電極１００から基板１１４に向けて均一に放出される（図１１中の矢印参照）。製膜時、排気ガスカバー１２０の開口部は基板１１４により覆われており、材料ガス５３が製膜室１１１全体に広がることはない。つまり、図１１に示されるように、ガス領域Ａは基板搬送領域Ｂから独立して存在することができる。これにより、製膜中に発生する粉等が搬送系に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。また、上述の実施の形態で説明した通り、冷却ジャケット付き電極１００は梯子状の形状を有するため、ガス類は、隣接する冷却ジャケット付き電極１００の間を通って防着板１１８の方へ流れていくことができる。そのガス類は、防着板１１８の端部周辺を経て中央部１１７の方へ流れていき、排気管１２１から外部に排出される。このように、ガス類は、製膜ユニット１１２内で良好に循環することができる。このことにより、ガス類の流れの均一性が増す効果、および、膜質が向上する効果が得られる。従って、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置により、均一で良質な半導体膜を生成することが可能になる。

本実施の形態において、冷却媒体５７を外部の熱交換器により冷却してもよい。図１２は、そのような冷却媒体循環器１０１と冷却ジャケット付き電極１００の構成を示す概略図である。なお、図１２において、冷却ジャケット付き電極１００の構成は、図３で説明された構成に対応する。図１２において、冷却媒体循環器１０１は、熱交換器１０２を備える。熱交換器１０２には、冷却水１０３が導入される。冷却媒体５７は、冷却媒体循環器１０１により、冷却媒体管５６ａ、冷却ジャケット付き電極１００、冷却媒体管５６ｂを循環する。冷却媒体循環器１０１に戻ってきた冷却媒体５７は、熱交換器１０２により冷却され、再び冷却ジャケット付き電極１００に供給される。この熱交換器１０２により、気温などによる冷却媒体５７の温度の変化を抑制することができる。このことにより、冷却機能が安定して維持される。また、冷却ジャケット付き電極１００の温度を、製膜プロセスに適した温度に制御することが可能になる。さらに、冷却媒体５７は再循環して使用され、冷却媒体５７の使用コストが大きく低減される。

本実施の形態において、図１２に示されるように、冷却ジャケット付き電極１００は、電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９を介して防着板１１８により支持されてもよい。また、電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９は、製膜室１１１の内壁などに繋がっていてもよい。電極支持部材５８および冷却ジャケット支持部材５９は、共に絶縁物で形成される。つまり、冷却ジャケット付き電極１００は、絶縁状態に浮遊されて製膜室１１１の内部に設置される。これにより、冷却ジャケット付き電極１００に対する周囲からの影響が抑制され、電極電位を更に安定化することができる。よって、プラズマの生成が安定化される。

（第二の参考例）
図１３は、本発明の第二の参考例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成の主要部を示す概略図である。この主要部は、第二の実施の形態におけるガス領域Ａ（図１１参照）の周辺にほぼ対応する。この主要部以外の説明は省かれる。

ヒータカバー（あるいは接地電極）１１５に対向して、ラダー型電極１３０が設置される。被処理体である基板１１４は、ヒータカバー１１５に接し、ラダー型電極１３０に対向するように配置される。基板支持部材８４は、ヒータカバー１１５の所定の場所に密着している。また、基板支持部材８４は、基板１１４を支持する。基板支持部材８４から延びる基板押さえ部材８５は、基板１１４の外縁を押さえることによって、基板１１４をヒータカバー１１５に密着させる。防着板１１８が、ラダー型電極１３０を囲むように、ヒータカバー１１５の反対側に設置される。

本参考例に係るプラズマＣＶＤ装置において、冷却ジャケット構造は、ラダー型電極１３０から分離されて設置される。具体的には、冷却ジャケット構造は、基板１１４とその冷却ジャケット構造の間にラダー型電極１３０が位置するように配置される。例えば、図１３において、防着板１１８の面のうち基板１１４へ向く面を前面とし、もう一方の面を背面とする時、冷却ジャケット１３１は、防着板１１８の背面に接して設置されている。冷却ジャケット１３１は、防着板１１８の前面に接して設置されてもよい。

冷却ジャケット１３１内には、図示されない冷却媒体循環器により冷却媒体５７が導入される。冷却ジャケット１３１の構造は、第一の実施の形態で示した冷却ジャケット５４と同様の構造であってもよい。また、冷却ジャケット１３１の構造は、平板状であってもよい。その時、冷却媒体５７が流れる配管は、冷却ジャケット１３１の内部を均一に通り、冷却ジャケットの温度を均一にするように設計される。ラダー型電極１３０の構造は、第一の実施の形態で示したラダー型電極５０と同様の構成であってもよい。また、ラダー型電極１３０の断面は、正方形や円形や楕円形、角が丸くなった長方形や多角形などであってもよい。このラダー型電極１３０により、ガス類は製膜室内を良好に循環することができる。

このような構成のプラズマＣＶＤ装置においても、基板１１４からの輻射熱Ｑｏｕｔは、ラダー型電極１３０の電極棒間の空間を通して、冷却ジャケット１３１により有効に吸収される。これにより、上述の実施の形態の場合と同じ効果が得られる。すなわち、製膜処理時に大面積の基板の変形を抑制することが可能になる（図６参照）。よって、均一で良質な半導体膜を高速に生成することが可能になる。

このような構成のプラズマＣＶＤ装置は、ラダー型電極１３０へ投入される高周波電力が比較的少ない場合（概０．３〜０．４Ｗ／ｃｍ^２以下）、つまりラダー型電極１３０自体の発熱量が少ない場合に特に有効である。なお、冷却性能を確保するため、冷却ジャケット１３１と基板１１４との距離は近い方が望ましい。具体的には、冷却ジャケット１３１とラダー型電極１３０との距離は、ラダー型電極１３０と基板１１４との距離の５倍以内であることが好適である。ここで、ラダー型電極１３０と基板１１４との距離として、５ｍｍ〜４０ｍｍが例示される。

第一及び第二の実施の形態ならびに第一及び第二の参考例において、梯子状の冷却ジャケット付き電極１００およびラダー型電極１３０を説明しているが、プラズマの均一性を向上せせるために、冷却ジャケット付き電極１００およびラダー型電極１３０にはその周囲のガス流れを妨げない範囲で、第２電極棒５０ｂ方向に横グリッドが設けられてもよい。さらには、第一及び第二の実施の形態ならびに第一及び第二の参考例において、梯子状の冷却ジャケット付き電極１００およびラダー型電極１３０は基板１１４にたいして１個の一体型電極構造をもつものについて説明しているが、プラズマ分布の均一化のために、その電極は、複数に分割され同一平面内に並べて設置されるように構成されてもよい。

図１は、従来のラダー電極の構成を示す概略図である。 図２は、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。 図３は、本発明の第一の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構成を示す概略図である。 図４は、本発明の第一の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構造を示す詳細図である。 図５Ａは、図４中の線Ａ−Ａに沿ったプラズマＣＶＤ装置用電極の断面図である。 図５Ｂは、図４中の線Ｂ−Ｂに沿ったプラズマＣＶＤ装置用電極の断面図である。 図６は、本発明の第一の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置用電極による効果を説明する図である。 図７は、本発明の第一の参考例に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の構造を示す詳細図である。 図８Ａは、図７中の線Ｂ−Ｂに沿ったプラズマＣＶＤ装置用電極の断面図である。 図８Ｂは、本発明の第一参考例に係るプラズマＣＶＤ装置用電極の変形例の断面図である。 図９は、本発明の第二の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す全体図である。 図１０は、本発明の第二の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す詳細図である。 図１１は、本発明の第二の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の側面断面図である。 図１２は、本発明の第二の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成の他の例を示す概略図である。 図１３は、本発明の第二の参考例に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。

５０ ラダー型電極
５０ａ 縦方向電極棒
５０ｂ 横方向電極棒
５１ ガス吹き出し孔
５２ ガス管
５３ 材料ガス
５４ 冷却ジャケット
５５ 冷却媒体ヘッダー
５６ａ、５６ｂ 冷却媒体管
５７ 冷却媒体
７１ ガス通路
７２ 冷却媒体通路
７３ 冷却媒体分配オリフィス
７４ 絶縁材
７５ ボルト
７６ スプリングワッシャ
１００ 冷却ジャケット付き電極

Claims (16)

1. 電極部と、
   前記電極部に熱的に接続された冷却部とを具備し、
   前記電極部は複数の電極棒を具備し、
   前記冷却部は前記複数の電極棒のそれぞれに対応して形成されたプラズマＣＶＤ装置用電極において、
   前記電極部と前記冷却部を接続する絶縁部を更に具備し、
   前記電極部は、
   互いに略平行に配置された複数の第１電極棒と、
   互いに略平行に配置された一対の第２電極棒とを具備し、
   前記複数の第１電極棒の長手方向は第１方向であり、
   前記一対の第２電極棒の長手方向は前記第１方向と交差する第２方向であり、
   前記複数の第１電極棒と前記一対の第２電極棒は梯子状に組み合わされ、
   前記冷却部は、
   互いに略平行に配置された複数の第１冷却棒と、
   互いに略平行に配置された一対の第２冷却棒とを具備し、
   前記複数の第１冷却棒の長手方向は前記第１方向であり、
   前記一対の第２冷却棒の長手方向は前記第２方向であり、
   前記複数の第１冷却棒と前記一対の第２冷却棒は梯子状に組み合わされ、
   前記絶縁部は、
   互いに略平行に配置された複数の絶縁棒を具備し、
   前記複数の絶縁棒の長手方向は前記第１方向であり、
   前記複数の第１電極棒のそれぞれは、前記複数の絶縁棒のそれぞれを介して、前記複数の第１冷却棒のそれぞれに接続されるプラズマＣＶＤ装置用電極。
2. 請求項１において、
   前記第１方向と前記第２方向は略直角であるプラズマＣＶＤ装置用電極。
3. 請求項１又は２において、
   前記複数の第１電極棒のそれぞれは、前記複数の絶縁棒のそれぞれと第１面で接触し、
   前記複数の第１冷却棒のそれぞれは、前記複数の絶縁棒のそれぞれと第２面で接触するプラズマＣＶＤ装置用電極。
4. 請求項３において、
   前記第１面と前記第２面は平面であるプラズマＣＶＤ装置用電極。
5. 請求項３又は４において、
   前記複数の絶縁棒の各々は、前記第１面及び前記第２面以外の面に、前記第１方向に延びる複数の溝を備えるプラズマＣＶＤ装置用電極。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記複数の第１電極棒の各々の前記第２方向に沿った幅と、
   前記複数の第１冷却棒の各々の前記第２方向に沿った幅と、
   前記複数の絶縁棒の各々の前記第２方向に沿った幅は略等しいプラズマＣＶＤ装置用電極。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記電極部と前記冷却部は、絶縁物により支持されるプラズマＣＶＤ装置用電極。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記冷却部の内部に、冷却媒体が流れる冷却媒体管が形成されたプラズマＣＶＤ装置用電極。
9. 請求項８において、
   前記冷却媒体管は、
   前記複数の第１冷却棒のそれぞれの内部に形成された複数の第１冷却媒体管と、
   前記一対の第２冷却棒のそれぞれの内部に形成された一対の第２冷却媒体管とを具備し、
   前記冷却媒体は、前記一対の第２冷却媒体管の一方から、前記複数の第１冷却媒体管のそれぞれへ分配され、前記一対の第２冷却媒体管で合流するプラズマＣＶＤ装置用電極。
10. 電極部と、
    前記電極部に熱的に接続された冷却部とを具備し、
    前記電極部は複数の電極棒を具備し、
    前記冷却部は前記複数の電極棒のそれぞれに対応して形成されたプラズマＣＶＤ装置用電極において、
    前記冷却部の内部に、冷却媒体が流れる冷却媒体管が形成され、
    前記電極部は、
    互いに略平行に配置された複数の第１電極棒と、
    互いに略平行に配置された一対の第２電極棒とを具備し、
    前記複数の第１電極棒の長手方向は第１方向であり、
    前記一対の第２電極棒の長手方向は前記第１方向と交差する第２方向であり、
    前記冷却部は、
    互いに略平行に配置された複数の第１冷却棒と、
    互いに略平行に配置された一対の第２冷却棒とを具備し、
    前記複数の第１冷却棒の長手方向は前記第１方向であり、
    前記一対の第２冷却棒の長手方向は前記第２方向であり、
    前記冷却媒体管は、
    前記複数の第１冷却棒のそれぞれの内部に形成された複数の第１冷却媒体管と、
    前記一対の第２冷却棒のそれぞれの内部に形成された一対の第２冷却媒体管とを具備し、
    前記冷却媒体は、前記一対の第２冷却媒体管の一方から、前記複数の第１冷却媒体管のそれぞれへ分配され、前記一対の第２冷却媒体管で合流するプラズマＣＶＤ装置用電極。
11. 請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
    前記冷却媒体管は絶縁体により形成されるプラズマＣＶＤ装置用電極。
12. 請求項８乃至１１のいずれかにおいて、
    前記冷却媒体は非導電性の流体であるプラズマＣＶＤ装置用電極。
13. 請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
    前記複数の第１電極棒と前記一対の第２電極棒の内部にガス管が形成され、
    前記複数の第１電極棒の各々は前記ガス管と繋がる複数のガス孔を備え、
    前記ガス管に供給されたガスは前記複数のガス孔から放出されるプラズマＣＶＤ装置用電極。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置用電極を具備するプラズマＣＶＤ装置。
15. 請求項８乃至１３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置用電極と、
    前記冷却媒体管を介して前記プラズマＣＶＤ装置用電極と接続される循環器とを具備し、
    前記冷却媒体は、前記循環器により、前記プラズマＣＶＤ装置用電極を循環するプラズマＣＶＤ装置。
16. 請求項１５において、
    前記循環器は熱交換器を備えるプラズマＣＶＤ装置。

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