WO2011114840A1 - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 - Google Patents

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法 Download PDF

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WO2011114840A1
WO2011114840A1 PCT/JP2011/053714 JP2011053714W WO2011114840A1 WO 2011114840 A1 WO2011114840 A1 WO 2011114840A1 JP 2011053714 W JP2011053714 W JP 2011053714W WO 2011114840 A1 WO2011114840 A1 WO 2011114840A1
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WO
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plasma processing
processing apparatus
conductor
wiring
electrically connected
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PCT/JP2011/053714
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政弘 横川
和彦 一色
克史 岸本
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a semiconductor element manufacturing method using the plasma processing apparatus having a plurality of sets of discharge parts each consisting of a cathode and an anode in a chamber.
  • the plasma processing apparatus of the present invention includes a matching box for uniformly supplying power from a power source to each cathode through a conductor, and a support portion that supports the matching box.
  • a vertical type in which a cathode and an anode are arranged in a vertical direction for example, see Patent Document 1
  • a horizontal type in which a cathode and an anode are arranged in a horizontal direction for example, see Patent Document 2
  • These plasma processing apparatuses include a sealable chamber into which a reactive raw material gas is introduced, a plurality of sets of discharge units that are arranged in a facing manner in the chamber and generate a plasma discharge, and a plurality of discharge units.
  • a power supply unit that is disposed outside the chamber and supplies power to the entire discharge unit.
  • the vertical plasma processing apparatus further includes a matching box for matching the impedance between the power supply unit and the cathode. Further, in order to uniformly supply power to each discharge unit, the power introduction line between the matching box and the cathode is symmetrically branched by the same number as the number of cathodes. .
  • the cathodes of two adjacent discharge units are connected to the same power supply unit via individual amplifiers, or are connected to different power supply units via amplifiers.
  • the cathodes of the adjacent discharge units are connected to the power supply unit via different electrical systems, and as a result, even power is supplied to each discharge unit without using a matching box.
  • the matching box is a heavy object (about 10 kg). Therefore, when a matching box is used, it is problematic in terms of safety to place and fix the matching box on the top plate or the side surface of the chamber because a load is applied to the chamber.
  • a safe and appropriate arrangement method of the matching box has not been specifically proposed so far.
  • This invention is made
  • a sealable chamber into which a reactive raw material gas is introduced, a plurality of sets of discharge units that are arranged in a facing manner in the chamber to generate a plasma discharge, and a plurality of discharge units,
  • a power supply unit disposed outside the chamber to supply power for generating plasma discharge in the plurality of discharge units; a plurality of matching boxes electrically connected to the power supply unit outside the chamber; and And at least one support part disposed to support the plurality of matching boxes, and a plurality of conductors that electrically connect the plurality of matching boxes and the cathodes of the plurality of sets of discharge parts.
  • a plasma processing apparatus configured to support one or more matching boxes at positions where the lengths of the plurality of conductors can be made equal. It is provided.
  • a substrate is installed on the discharge unit in the plasma processing apparatus and a semiconductor film is stacked on the surface of the substrate, or a substrate having a semiconductor film on the surface is disposed on the discharge unit.
  • a plasma processing method is provided for etching the semiconductor film on the substrate.
  • a method for manufacturing a semiconductor element wherein a semiconductor element is formed on the substrate using the plasma processing method.
  • a matching box which is generally a heavy object, can be installed stably and safely without applying a load to the chamber. That is, the matching box can be appropriately disposed at a position where even power can be supplied to each discharge unit.
  • the plasma processing apparatus of the present invention to manufacture semiconductor elements such as thin film solar cells, TFTs, and photoreceptors using semiconductor thin films or optical thin films, variation in element characteristics can be suppressed, and the semiconductor The element can be stably produced with desired characteristics.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows Embodiment 1 of the plasma processing apparatus of this invention. It is a block diagram which shows the 1st conductor and 1st case of the plasma processing apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. 2 It is a schematic block diagram which shows Embodiment 2 of the plasma processing apparatus of this invention. It is a schematic block diagram which shows Embodiment 3 of the plasma processing apparatus of this invention. It is a schematic block diagram which shows Embodiment 4 of the plasma processing apparatus of this invention. It is a block diagram which shows the 1st conductor and 1st case of the plasma processing apparatus of Embodiment 5. It is a schematic block diagram which shows Embodiment 6 of the plasma processing apparatus of this invention.
  • the plasma processing apparatus of the present invention supplies a chamber, a plurality of sets of discharge parts composed of a cathode and an anode that generate plasma discharge, and power for generating plasma discharge to the plurality of sets of discharge parts.
  • Electrically connecting a power supply unit, a plurality of matching boxes electrically connected to the power supply unit, at least one support unit that supports the plurality of matching boxes, and a plurality of matching boxes and cathodes of a plurality of sets of discharge units A plurality of conductors to be connected.
  • the support portion is configured to support one or more matching boxes at positions where the lengths of the plurality of conductors can be made equal.
  • the “conductor” means the entire wiring from the matching box to the cathode.
  • the matching box is an impedance matching unit that is disposed in a power supply path between the power supply unit and each cathode and is generally used in the field for matching impedance between the power supply unit and each cathode.
  • the matching boxes can be connected to the individual power supply units synchronized with each other, the matching boxes may be connected to the power supply paths branched into a plurality from the same power supply unit.
  • a support portion is provided on the floor surface of the plasma processing apparatus installation location. It is comprised so that a matching box may be supported. At this time, if the length of each conductor from each matching box to each cathode is different, the impedance between the power supply unit and each cathode varies, thereby varying the power supplied to each discharge unit. As a result, the plasma processing in each discharge part cannot be performed uniformly. Therefore, the support portion is configured to support one or more matching boxes at positions where the lengths of the plurality of conductors can be made equal. Note that at least one of the plurality of matching boxes may be installed directly on the floor surface.
  • the direction of the electrodes may be horizontal or vertical.
  • the plasma processing apparatus according to the present invention includes a film-forming plasma processing apparatus that forms a film (for example, a semiconductor film) on a substrate and an etching type plasma processing apparatus that etches a film (for example, a semiconductor film) on the substrate. Applicable. Further, the plasma processing apparatus may be configured as in the following (1) to (10), and these may be appropriately combined.
  • the support part is installed on the floor surface of the plasma processing apparatus installation place, and the matching box can be supported at a height at which the lengths of the plurality of conductors can be made equal. It has a stand. If it does in this way, while being able to install a matching box from the floor surface through the support part to the said height easily, the electric power supply path
  • the structure which can adjust the installation height of a matching box easily using an elevator for example, jack
  • the matching box can be easily moved to a safe height that is easy for the operator to work. Can be reduced.
  • the plasma processing apparatus has n (n is a natural number of 2 or more) matching boxes, and has n ⁇ 2 m (m is a natural number) cathodes in the chamber.
  • Each of the matching boxes is connected to 2 m of the cathodes through the conductor. In this way, the number of cathodes connected to each matching box can be made the same.
  • the conductor is composed of transmission wiring, connection wiring, and branch wiring, and both ends of the branch wiring are electrically connected to different cathodes, and one end of the transmission wiring is electrically connected to the matching box.
  • One end of the connection wiring is electrically connected to the other end of the transmission wiring, and the other end of the connection wiring is electrically connected to a point equidistant from the both ends of the branch wiring.
  • the conductor includes a connection wiring and a branch wiring, and both ends of the branch wiring are electrically connected to different cathodes, and one end of the connection wiring is electrically connected to the matching box at one end. The other end of the connection wiring is electrically connected to a point equidistant from the both ends of the branch wiring.
  • This configuration is a connection form in which the transmission wiring of (3) is omitted and the connection wiring is directly electrically connected to the matching box.
  • the branch wiring is composed of m stages from the connection wiring side to the cathode side by 2 m-1 (m is a natural number) branch lines, Both ends of each branch line other than the m-th stage are electrically connected to points that are equidistant from both ends of the different next-stage branch lines, Both ends of the m-th branch line are electrically connected to different cathodes.
  • m is a natural number
  • the conductor includes a connection line and a transmission line, one end of the transmission line is electrically connected to the matching box, and one end of the connection line is electrically connected to the other end of the transmission line.
  • the other end of the connection wiring is electrically connected to the cathode.
  • This configuration is a connection configuration in which the branch wirings (2) and (3) are omitted, and the connection wiring is directly electrically connected to the cathode. In this way, the cathode and the matching box can be connected one-on-one. Therefore, for example, even when only the cathode or anode of the discharge part in which a problem has occurred is taken out from the chamber, the plasma treatment of the substrate by another discharge part can be performed.
  • the plurality of different conductors are composed of the same material and the same structure as a whole.
  • the “structure” means a structure including a size, a shape, a bent position, and a connection structure, in which a plurality of branch wirings are symmetrically arranged in the same conductor. In this way, variation in impedance between the matching box and the cathode can be further reduced, and the power supply to each discharge unit can be performed more uniformly.
  • the same parts can be used for the branch wiring, connection wiring, and transmission wiring, and the effect of improving maintainability and reducing costs can be obtained by sharing each part.
  • Part or all of the plurality of conductors is formed of a tubular conductor, a plate-like conductor, or a rectangular bar-like conductor.
  • power loss can be reduced. That is, in an alternating current, a skin effect that flows in a concentrated manner near the surface of the conductor occurs as the frequency increases. Therefore, the high frequency current has the property of flowing only near the conductor surface due to the skin effect. For this reason, when high-frequency power is supplied to a general circular solid conductor having a circular solid cross section, the electrical resistance near the center of the circular solid conductor increases, and near the surface of the circular solid conductor. Only current will not flow. As a result, the electrical resistance of the entire circular solid conductor increases, and the power loss increases.
  • the surface area of the inner peripheral surface of the hollow part increases, and the increased surface area makes it easier for high-frequency current to flow than a circular solid conductor, reducing power loss. Can be reduced. Furthermore, heat dissipation improves with the increase in the surface area of the tubular conductor, the temperature rise of the conductor when supplying high-frequency power can be suppressed, and the power loss caused by the increase in electrical resistance due to heat can be reduced.
  • plate-like conductors for example, rectangular solid, oval solid, oval solid, etc.
  • plate-like conductors have a larger surface area than circular solid conductors, and for the same reason as tubular conductors.
  • the surface area of the rod-shaped conductor is about 3.4 times the surface area of the circular solid conductor. Therefore, for the same reason as the tubular conductor, it is possible to reduce power loss when supplying high-frequency power as compared with the circular solid conductor.
  • the conductor is made of a metal material containing at least one of copper, aluminum, nickel, silver, gold and tin.
  • a case for accommodating a part or the whole of the conductor is further provided. In this way, it is possible to prevent the high frequency from leaking to the outside from the conductor when supplying the high frequency power, and to prevent the occurrence of an accident in which the operator accidentally contacts the conductor being fed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 1 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P1 according to the first embodiment is a horizontal plasma processing apparatus, and includes a chamber 1 that can be sealed, a gas introduction unit that introduces a reaction gas into the chamber 1, and an exhaust unit that exhausts the reaction gas from the chamber 1.
  • This plasma processing apparatus P1 can form a semiconductor element by installing a substrate S1 on the anode 12 of each discharge section 13 and laminating a semiconductor film on the surface of the substrate S1.
  • the chamber 1 has a leg portion and is formed in a vertically long box shape having an opening / closing door (not shown) on the front side.
  • the chamber 1 is provided with support pieces (not shown) for supporting the cathodes 11 and the anodes 12 at regular intervals on the left and right inner wall surfaces, and an exhaust unit 15 is connected to the bottom surface of the chamber 1. .
  • the anode 12 of one discharge unit 13 and the cathode 11 of another adjacent discharge unit 13 are also set at a constant interval.
  • Cases K11 and K12 made of an electric conductor such as aluminum or copper are disposed outside the left and right side walls of the chamber 1 so as to accommodate the conductors C11 and C12. Cases K11 and K12 prevent high frequency from leaking to the outside from the conductors C11 and C12 when high-frequency power is supplied, and prevent accidents in which an operator accidentally contacts the conductors C11 and C12 that are energized. Is.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a first conductor and a first case of the plasma processing apparatus of the first embodiment.
  • first case one case (hereinafter referred to as “first case”) K11 is arranged in a vertical direction installed on one matching box (hereinafter referred to as “first matching box”) M1.
  • first matching box one matching box
  • An insertion hole through which the conductor C11 is inserted is formed in the connection portion.
  • the other case K12 (hereinafter referred to as “second case”) is also a first portion K12a installed on the other matching box (hereinafter referred to as “second matching box”) M2.
  • the second portion K12b connected to the chamber 1 side at the upper end of the first portion K12a, and the third portion K12c connecting the second portion K12b and the side wall of the chamber 1, and the connecting portion includes a conductor. An insertion hole for inserting C12 is formed.
  • the first and second cases K11 and K12 will be described in detail later.
  • Each cathode 11 has the same configuration, and each anode 12 has the same configuration.
  • the cathode 11 is made of stainless steel, aluminum alloy, or the like.
  • the dimension of each cathode 11 is set to an appropriate value according to the dimension of the substrate S1 to be deposited, and can be designed with the same dimensions (planar size and thickness) as the anode 12.
  • the cathode 11 has a hollow inside, and a plurality of through-holes connected to the hollow portion are formed in the plasma discharge surface facing the paired anodes 12 by drilling. This drilling process is desirably carried out with a circular hole having a diameter of 0.1 mm to 2 mm at a pitch of several mm to several cm.
  • a gas introduction pipe as a gas introduction section is connected to one end face of the cathode 1.
  • a gas supply source (not shown) and the gas introduction unit are connected by a connection pipe. Therefore, when the reaction gas is supplied from the gas supply source to the cavity formed in the cathode 11, the reaction gas is ejected from the multiple through holes toward the surface of the substrate S 1 on the anode 12.
  • a reaction gas (raw material gas) for film formation is selected according to the material of the film to be formed.
  • PH 3 phosphine
  • B 2 H 6 diborane
  • CO 2 gas etc.
  • SiH 4 monosilane
  • the anode 12 has a heater 14 inside, and a substrate S1 is provided on the upper surface thereof, and heats the substrate S1 during film formation under plasma discharge.
  • the substrate S1 is generally a semiconductor substrate (for example, a silicon substrate) or a glass substrate, but is not particularly limited thereto.
  • the anode 12 is made of a material having conductivity and heat resistance, such as stainless steel, aluminum alloy, and carbon.
  • the dimension of the anode 12 is determined to an appropriate value in accordance with the dimension of the substrate S1 for forming the thin film.
  • the dimensions of the anode 12 are designed to be 1000 to 1500 mm ⁇ 600 to 1000 mm with respect to the dimensions of the substrate S1 of 900 to 1200 mm ⁇ 400 to 900 mm.
  • a plurality of substrates S1 may be arranged side by side on one anode 12.
  • two substrates S1 having a size of 700 mm ⁇ 1000 mm may be arranged side by side, or four substrates S1 having a size of 700 mm ⁇ 400 mm are arranged in two rows. May be installed.
  • the heater 14 built in the anode 12 controls the heating of the anode 12 to room temperature to 300 ° C., for example, a built-in closed heating device such as a sheath heater and a closed temperature sensor such as a thermocouple in an aluminum alloy. Can be used.
  • the heater 14 is built in the anode 12, but the heater 14 and the anode 12 may be separated and installed. In that case, it is preferable that the heater 14 is configured to uniformly heat the substrate S1 in the surface.
  • a plate-like heater can be installed and used on the back side of the surface on which the substrate S1 of the anode 12 is installed.
  • first conductor C11 One conductor C11 accommodated in the first case K11 (hereinafter referred to as “first conductor”) C11 has a lower end electrically connected to the first matching box M1 and is disposed in the vertical direction.
  • the transmission wiring C11a is made of a metallic tubular conductor and is accommodated in the first portion K11a.
  • the connection wiring C11b is made of a metal plate-like conductor and is accommodated from the first portion K11a to the third portion K11c.
  • Branch line C11c includes a first line C11c 1 consisting of a normal conductor (e.g. copper), consisting of electrically connected metal rod-shaped conductor via a fastening member c to the first line ends of C11c 1 and a second line C 11c 2 Prefecture.
  • First line C 11c 1 is accommodated in the third part K11c
  • the second line C 11c 2 is connected to the third portion K11c through the sidewall of the chamber 1 to the cathode 11 and the electrical reaction chamber from.
  • a point equidistant from both ends of the branch lines C 11c (equidistant midpoint from both ends of the first line C 11c 1) is electrically connected to the connection wiring C11b.
  • branch wiring C11c is bent symmetrically at a position equidistant from the connection portion with the connection wiring C11b and is electrically connected to the same position on one end face (right end face) of the first and third cathodes 11 from the top. It is connected to the. All anodes 12 are grounded.
  • the other conductor (hereinafter referred to as “second conductor”) C12 is the same as the first conductor C11, and is connected to the transmission line C12a electrically connected to the second matching box M2 and the transmission line C12a.
  • a connection wiring C12b that is electrically connected via a component and a branch wiring C11c that is electrically connected to the connection wiring C11b via a fastening component are provided and accommodated in the second case K12. That is, the length from the lower end (connection portion with the first matching box M1) of the transmission wiring C11a of the first conductor C11 to the tip of the branch wiring C11c (connection portion with the cathode 11) and the transmission of the second conductor C12.
  • the length from the lower end of the wiring C12a (connection portion with the second matching box M2) to the tip of the branch wiring C12c (connection portion with the cathode 11) is equal. Furthermore, the position and number of the bent portions in the first conductor C11 are equal to the position and number of the bent portions in the second conductor C12.
  • the bent portion is a connection portion between the transmission wiring C11a and the connection wiring C11b, a connection portion between the connection wiring C11b and the branch wiring C11c, and a bent portion of the branch wiring C11c. In addition, it means a bent portion in the conductor. The same applies to the second conductor C12.
  • both ends of the branch wiring C12c of the second conductor C12 are electrically connected to intermediate positions in the longitudinal direction of the other end surfaces (left end surfaces) of the second and fourth cathodes 11 from the top.
  • the second conductor C12 and each cathode 11 are electrically connected to each other at the same position as the first conductor C11c without interfering with the first conductor C11c.
  • the transmission wiring and the branch wiring may be a plate-shaped conductor or a rectangular bar-shaped conductor.
  • the exhaust unit 15 includes a vacuum pump 15a, an exhaust pipe 15b connecting the vacuum pump 15a and the inside (reaction chamber) of the chamber 1, and a pressure controller 15c disposed between the chamber 1 and the vacuum pump 15a in the exhaust pipe 15b. And comprising.
  • the exhaust unit 15 is connected to the bottom surface of the chamber 1 at one location.
  • the connection surface of the exhaust unit 15 is not limited to the bottom surface, and a plurality of exhaust units 15 may be provided.
  • the exhaust part 15 can be provided in two places above and below the ceiling surface and bottom surface of the chamber 1.
  • the first matching box M1 matches the impedance between the power supply unit E1 and the first cathode 11 and between the power supply unit E1 and the third cathode 11.
  • the second matching box M2 matches the impedance between the power supply unit E2 and the second cathode 11 and between the power supply unit E2 and the fourth cathode 11.
  • the first matching box M1 and the second matching box M2 are the same, and their heights are the same.
  • the power supplies E1 and E2 are plasma excitation power supplies including a high-frequency generator and an amplifier that amplifies high-frequency power from the high-frequency generator and supplies the amplified power to the cathode 11, for example, at a frequency of AC 1.00 MHz to 60 MHz.
  • a power of 10 W to 100 kW, specifically, a power of 10 W to 10 kW is supplied to each cathode 1 at 13.56 MHz to 60 MHz.
  • the power supply path is branched from one power supply unit to the first and second matching boxes M1 and M2, respectively. You may connect.
  • a support portion (hereinafter referred to as “first support portion”) A11 that supports the first matching box M1 is a fixed base fixed on the floor surface on which the plasma processing apparatus P1 is installed, and has a predetermined height H11.
  • a support portion (hereinafter referred to as a “second support portion”) A12 that supports the second matching box M2 is a fixed base fixed on the floor surface, and has a predetermined height H12.
  • the first conductor C11 and the second conductor C12 are the same, but the height of the connection portion between the branch wiring C11c of the first conductor C11 and the connection wiring C11b, and the branch wiring of the second conductor C12.
  • the power supply path from the first matching box M1 to the first and third cathodes 11 and the second matching box M2 to the second and fourth cathodes 11 Since the power supply paths are equal, the high-frequency power supplied from the power source E1 to the first and third cathodes 11 and the high-frequency power supplied from the power source E2 to the second and fourth cathodes 11 are reduced. Can do. As a result, since the variation in plasma discharge of each discharge section 13 under the reaction gas atmosphere can be reduced, a film formed on each film-forming substrate (for example, a semiconductor substrate) installed on each anode 12 The uniformity of the quality of the semiconductor film (for example, a semiconductor film) can be improved.
  • the cathodes of the adjacent discharge units may be connected by the same conductor.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 2 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P2 of Embodiment 2 is an etching plasma processing apparatus.
  • the discharge unit 23 includes an anode 22 disposed above and a cathode 21 disposed below.
  • the cathode 21 of each discharge part 23 is connected to the first and second conductors C21 and C22, and the anode 22 of each discharge part 23 is grounded.
  • the cathode 21 is structurally substantially the same as the anode 12 described with reference to FIG. 1
  • the anode 22 is structurally substantially the same as the cathode 11 described with reference to FIG. 22 is supplied.
  • a reactive gas corresponding to the material of the film to be etched is used as the reactive gas for etching.
  • a fluorine-based gas such as CF 4 or C 4 F 8 diluted with an inert gas such as Ar is mainly used.
  • the configurations of the first and second conductors C21 and C22 and the configurations of the first and second cases K21 and K22 are basically the same as those in the first embodiment, and other configurations are also included.
  • the first and second conductors C21 and C22 are configured, and the height positions of the first and second matching boxes M1 and M2 are adjusted by the first and second support portions A21 and A22 (H21).
  • the second support box A22 can be omitted and the second matching box M2 can be installed directly on the floor.
  • this plasma processing apparatus P2 it is possible to reduce the variation in plasma discharge of each discharge portion 23 in the reaction gas atmosphere, and to etch each etching substrate (for example, a semiconductor substrate) S2 installed on each cathode 21. Can improve the uniformity.
  • the substrate installation side may be the cathode, as in the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing Embodiment 3 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P3 of the third embodiment is different from the first embodiment mainly in that the transmission wiring is omitted from the first and second conductors C31 and C32 and the connection wirings C31b and C32b connected to the branch wirings C31c and C32c. Is directly connected to the first and second matching boxes M1, M2, and the configuration of the first and second cases K31, K32.
  • Other configurations in the third embodiment are substantially the same as those in the first embodiment.
  • the first case K31 is composed of only the portion corresponding to the third portion K11c by omitting the portions corresponding to the first and second portions K11a and K11b shown in FIG.
  • Case K32 is also comprised only from the part corresponded to 3rd part K12c.
  • the first matching box M1 is supported at the height H31 by the first support A31 so as to be directly connected to the connection wiring C31b, and the second support A32 is used to directly connect the second matching box M2 to the connection wiring C32b. Is supported at a position of height H32.
  • the distances from the first and second matching boxes M1, M2 to the cathodes 11 are equal. Furthermore, the distance from the first matching box M1 to each bent portion of the first conductor C31 is equal to the distance from the second matching box M2 to each bent portion of the second conductor C32.
  • the power supply path from the first and second matching boxes M1, M2 to each cathode 11 can be shortened, the power consumption due to the wiring resistance of the power supply path can be reduced. . Furthermore, since the number of connection points between different wirings can be reduced, power consumption due to contact resistance can be reduced, and the first and second cases K31 and K32 can be simplified.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 4 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the same reference numerals are given to the same elements as those in FIG. 1.
  • differences from the first embodiment in the fourth embodiment will be mainly described.
  • the cathodes 11 and the anodes 12 of the four sets of discharge units 13 are vertically arranged in a horizontally long chamber 10 having legs and an opening / closing door (not shown) on the front side.
  • Each of the cathodes 11 and the anodes 12 is supported by a support member (not shown) provided on the inner wall of the chamber 10.
  • the interval between the cathode 11 and the anode 12 of each discharge unit 13 and the interval between two adjacent discharge units 13 are configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the two branch wirings C41c of the first conductor C41 are connected to the upper ends of the first and third cathodes 11 from the left, and the two branch wirings C42c of the second conductor C42 are connected to the left.
  • the connection wiring C41b is arranged in the vertical direction
  • the transmission wiring C41a is arranged in the horizontal direction
  • the first matching box M1 is connected to the transmission wiring C41a
  • the first matching box M1 is a support portion. It is supported at a position higher than the chamber 10 by A41.
  • connection wiring C42b and the transmission wiring C42a are the same as the first conductor C41, the second matching box M2 is connected to the transmission wiring C42a, and the second matching box M2 is installed on the floor surface. ing.
  • the first and second conductors C41 and C42 are housed in first and second cases K41 and K42 having the same configuration as in the first embodiment. Also in the fourth embodiment, the distances from the first and second matching boxes M1 and M2 to the cathodes 11 are equal. Further, the distance from the first matching box M1 to each bent portion of the first conductor C41 is equal to the distance from the second matching box M2 to each bent portion of the second conductor C42.
  • the first case K41 is placed on the upper wall of the chamber 10, the first case K41 is not a heavy object like the first matching box M1, so that a large load is not applied to the chamber 10.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing a first conductor and a first case of the plasma processing apparatus of the fifth embodiment.
  • the plasma processing apparatus P5 of the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the number of discharge parts, the number of branches of the branch wiring C51c of the first conductor C51, and the number of branches of the branch wiring of the second conductor (not shown) are two. It is the point which increased twice, and the other structure in Embodiment 5 is the same as that of Embodiment 1.
  • the points of the fifth embodiment different from the first embodiment will be mainly described.
  • the cathodes 11 are arranged in eight stages in the vertical direction (the anode is not shown).
  • the first conductor C51 includes a transmission line C11a, a connection line C11b, and a branch line C51c including three branch lines C51c 1 , C51c 2 , and C51c 2 .
  • Branch line C51c, the branch line C51c 1 of one of the first stage in the connection wiring C21b side is disposed, the cathode 11 two branch lines in the second stage to the side C51c 2, C51c 2 are arranged.
  • Each branch line C51c 2 in the second stage consists of different or the same members and the end portions and the intermediate portion, they are formed by electrically connecting at fastening part d.
  • the end part C51c 2 is shown as part of the branch line C51c 2.
  • both ends are electrically connected via different cathode 11, respectively the fastening component d
  • the branch of the point from both ends of equidistant through the fastening part c 1 stage is one end of the line C51c 1 electrically connected.
  • Second stage of the other branch line C51c 2 is the same.
  • the equidistant points are electrically connected to the connection wiring C21b via the fastening component b from both ends.
  • Both ends of each branch line C51c 2 of the second-stage first conductor C51 is a longitudinally intermediate position of the one end face of 1,3,5,7 from the top th cathode 11 (the right end surface) is electrically connected ing.
  • the first case K51 includes a first part K51a that accommodates the transmission wiring C11a, a second part K51b that accommodates the connection wiring C11b, a third part K51c that accommodates the first branch line C51c1, and two stages. comprising a fourth portion K51d for accommodating the branch line C51c 2 eyes.
  • the second conductor (not shown) is the same as the first conductor C51. However, both ends of each branch line of the second stage of the second conductor are electrically connected to the middle position in the longitudinal direction of the other end surface (left end surface) of the second, fourth, sixth, and eighth cathodes 11 from the top. Yes.
  • a second case (not shown) is the same as the first case K51.
  • the distances from the first and second matching boxes (not shown) to the respective cathodes 11 are equal. Furthermore, the distance from the first matching box to each bent portion of the first conductor C51 is equal to the distance from the second matching box to each bent portion of the second conductor. In this case, the position of each fastening part and the bent part of each branch line in the conductor are bent portions.
  • the number of discharge parts including the cathode 11 and the anode pair is eight, but the number of discharge parts can be further increased by increasing the number of branch lines to three or more.
  • the plasma processing apparatus of the present invention has n (n is a natural number of 2 or more) matching boxes and n ⁇ 2 m (m is a natural number) cathodes in the chamber. Each box can be configured to be connected to 2 m cathodes via a conductor.
  • n 2
  • m 2
  • n 2
  • m 1
  • the present invention can make the number of cathodes n ⁇ 2 m such as 16, 32 or the like.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram showing Embodiment 6 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P6 of the sixth embodiment is a horizontal plasma processing apparatus for film formation having the upper and lower four-stage cathodes 31 as in the first embodiment.
  • the configuration of the cathodes 31 and the anodes 32 and the number of the anodes 32 are as follows. However, unlike the first embodiment, other configurations are generally the same as those of the first embodiment.
  • the points of the sixth embodiment different from the first embodiment will be mainly described.
  • the cathode 31 has a large number of through holes formed on both upper and lower surfaces, and is configured to eject reactive gas into the chamber 1 from both the upper and lower surfaces.
  • the anode 32 is configured to support the substrate S1 on one side or both upper and lower sides.
  • an inverted L-shaped support piece (not shown) is provided that can support the outer periphery of the substrate S1 in a state where the untreated surface of the substrate S1 is in close contact with the lower surface of the anode 32.
  • the anode 32 is also disposed above the uppermost cathode 31.
  • the sixth embodiment as in the first embodiment, it is possible to reduce variations in high-frequency power supplied from the power sources E1 and E2 to the cathodes 31. Furthermore, according to the sixth embodiment, more substrates S1 can be processed by a single plasma process, and the processing efficiency is improved.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 7 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P7 of the seventh embodiment is similar to the plasma processing apparatus P6 (see FIG. 7) of the sixth embodiment, except that two anodes 42 are disposed between two adjacent cathodes 31. Yes.
  • the upper anode 42 is provided with the substrate S1 on its upper surface
  • the lower anode 42 is provided with the substrate S1 on its lower surface.
  • other configurations are substantially the same as those in the first and sixth embodiments.
  • differences from the first and sixth embodiments in the seventh embodiment will be mainly described.
  • the outer surface of the substrate S1 can be supported on the lower surface of the anode 42 between the cathodes 31 with the untreated surface of the substrate S1 in close contact with the lower surface of the anode 42, as in the sixth embodiment.
  • An inverted L-shaped support piece (not shown) is provided.
  • the distance D1 between the cathodes 31 is wider than the distance D between the cathodes 11 in the first embodiment (see FIG. 1).
  • the plasma processing apparatus P7 of the seventh embodiment configured as described above also has a structure in which all the cathodes 31 are sandwiched between the anodes 42, the reactive gas is ejected from both surfaces of each cathode 31, and all the cathodes 31 and the anodes are formed. A plasma discharge occurs between 42.
  • symbol 43 has shown the discharge part.
  • the seventh embodiment can also reduce variations in high-frequency power supplied from the power sources E1 and E2 to the cathodes 31, and can efficiently process a larger number of substrates S1 by a single plasma process.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing Embodiment 8 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P8 of the eighth embodiment is a vertical plasma processing apparatus for film formation in which the cathodes 51 are arranged in four stages in the vertical direction, similarly to the plasma processing apparatus P4 (see FIG. 5) of the fourth embodiment.
  • the configuration of the cathode 51 and the anode 52, the number of the anodes 52, and the same branch wiring are connected to the two adjacent cathodes 51, and the other configurations are generally the same as those of the fourth embodiment.
  • the points of the eighth embodiment different from the fourth embodiment will be mainly described.
  • the cathode 51 has a large number of through holes on both the left and right sides, and is configured to eject reactive gas into the chamber 10 from both the left and right sides.
  • the anode 52 is configured to support the substrate S1 on one side or both left and right sides.
  • an inverted L-shaped support piece (not shown) is provided that can support the outer periphery of the substrate S1 with the non-processed surface of the substrate S1 in close contact.
  • the first and second conductors C51 and C52 and the first and second cases K51 and K52 for storing them are arranged above the chamber 10, and the first and second matching boxes M1 and M2 and the first and second support portions A51 and A52 that support them are disposed on both sides of the chamber 10. Further, both ends of the branch wiring C51c of the first conductor C51 are electrically connected to upper ends of two adjacent cathodes 51 on the left side, and both ends of the branch wiring C52c of the second conductor C52 are two adjacent cathodes on the right side. The upper end of 51 is electrically connected.
  • the variation in the high-frequency power supplied from the power sources E1 and E2 to the cathodes 51 can be reduced, and more substrates S1 can be processed efficiently by a single plasma process.
  • 9 illustrates the plasma processing apparatus in which the support portions A51 and A52 are arranged on both the left and right sides of the chamber 10, but the support portions A51 and A52 are arranged side by side behind the chamber 10.
  • a plasma processing apparatus may be configured. In this way, it is possible to manufacture a plasma processing apparatus having n (n is a natural number of 3 or more) matching boxes and n ⁇ 2 m (m is a natural number) cathodes in the chamber. This is the same in the ninth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram showing Embodiment 9 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P9 of the ninth embodiment is similar to the plasma processing apparatus P8 of the eighth embodiment (see FIG. 9), except that two anodes 62 are arranged between the left and right cathodes 51 adjacent to each other.
  • the substrate S1 is placed on the surface of each anode 62 facing the cathode 51.
  • the other configuration is substantially the same as that of the eighth embodiment.
  • the plasma processing apparatus P9 of the ninth embodiment configured as described above also has a structure in which all the cathodes 51 are sandwiched between the anodes 62, the reactive gas is ejected from both surfaces of each cathode 51, and all the cathodes 51 and anodes are formed. A plasma discharge occurs between 62.
  • reference numeral 53 indicates a discharge part.
  • the ninth embodiment can also reduce variations in the high-frequency power supplied from the power sources E1 and E2 to the cathodes 51, and can efficiently process more substrates S1 by a single plasma process.
  • FIG. 11 is a schematic block diagram showing Embodiment 10 of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • the plasma processing apparatus P10 of the tenth embodiment is a vertical plasma processing apparatus for film formation in which the cathodes 61 are arranged in four stages in the vertical direction, similarly to the plasma processing apparatuses P8 and P9 of the eighth and ninth embodiments.
  • the power supply structure is different from those of the eighth and ninth embodiments, and other configurations are substantially the same as those of the eighth and ninth embodiments.
  • differences from the eighth and ninth embodiments in the tenth embodiment will be mainly described.
  • the plasma processing apparatus P10 of the tenth embodiment includes one power supply unit E, four matching boxes M electrically connected via a power supply path branched from the power supply unit E, each matching box M, and each A conductor C that is electrically connected to the cathode 61 on a one-to-one basis and a common support A that supports all the matching boxes M at the same height are provided.
  • the conductor C includes a transmission wiring Ca and a connection wiring Cb, and is stored in the case K.
  • Each conductor C is the same and is housed in the same case K.
  • the configuration and arrangement of the cathode 61 and the anode are the same as those in the fourth embodiment (FIG. 5), the eighth embodiment (FIG. 9), or the ninth embodiment (FIG. 10).
  • the cathode 61 and the matching box M can be connected on a one-to-one basis, for example, only the cathode or anode of the discharge part in which a failure has occurred is taken out from the chamber. Even in the state, the plasma treatment of the substrate by another discharge part can be performed.
  • the common support part which supports all the matching boxes M at the same height was illustrated as the support part A, since all the matching boxes M should be supported at the same height, Each matching box M may be supported by an individual support part, or a plurality of matching boxes M may be supported by a common support part.
  • semiconductor elements having desired element characteristics such as thin film solar cells, TFTs, and photoconductors using semiconductor thin films or optical thin films are suppressed in variation.

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Abstract

反応性原料ガスが導入される密封可能なチャンバーと、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とアノード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複数組の放電部に電力を供給する電源部と、チャンバー外で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、チャンバー外に配置されて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複数組の放電部のカソード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たことを特徴とするプラズマ処理装置。

Description

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体素子の製造方法
　本発明はチャンバー内にカソードおよびアノードの組からなる放電部を複数組備えたプラズマ処理装置、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する。詳しくは、本発明のプラズマ処理装置は、電源からの電力を導電体を介して各カソードに均等に供給するためのマッチングボックスおよびこれを支持する支持部を備える。
　従来のプラズマ処理装置として、カソードとアノードを垂直方向に配置した縦型（例えば、特許文献１参照）と、カソードとアノード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、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とアノード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る。
　前記縦型プラズマ処理装置は、電源部とカソード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ている。また、前記縦型プラズマ処理装置において、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との間の電力導入線は、カソードの数と同じ数で対称的に分岐している。
 前記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ている。これにより、隣接する放電部同士のカソードは相互に異なる電気系統を介して電源部と接続され、この結果、マッチングボックスを用いることなく各放電部に均等な電力が供給される。
特開２００６－１９６６８１号公報 特開２００９－２８３２３５号公報
　一般的にマッチングボックスは重量物（１０Ｋｇ程度）である。そのため、マッチングボックスを用いる場合、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。しかしながら、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は、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。
　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てプラズマ放電を発生するカソードとアノードの組からなる複数組の放電部と、前記チャンバー外に配置されて前記複数組の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複数組の放電部のカソード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。
　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。
　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る。つまり、各放電部に均等な電力を供給できるような位置にマッチングボックスを適切に配置することができる。
　この結果、本発明のプラズマ処理装置を用いて、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を製造することにより、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。
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の第１導電体および第１ケースを示す構成図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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、プラズマ放電を発生するカソードとアノードの組からなる複数組の放電部と、複数組の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複数組の放電部のカソードとを電気的に接続する複数の導電体とを備える。
 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。
　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、プラズマ処理装置の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の間のインピーダンスがばらつき、それによって、各放電部に供給される電力にばらつきが生じ、この結果、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。そのため、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。
　本発明のプラズマ処理装置において、電極の向きは水平方向でも垂直方向でもよい。また、本発明によるプラズマ処理装置は、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（１）～（１０）のように構成されてもよく、これらを適宜組み合わせてもよい。
（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、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、カソードとアノードの間の電極間隔や、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。そのため、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。
　一方、カソードとアノードの間の電極間隔や、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。そのため、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。
（２）前記プラズマ処理装置が、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個の前記カソードと接続される。
　このようにすれば、各マッチングボックスと接続するカソードの数を同一にすることができる。
（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、前記分岐配線の両端がそれぞれ異なる前記カソードと電気的に接続され、前記伝送配線の一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、前記接続配線の一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、前記接続配線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、横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る。また、縦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、垂直方向に接続配線を配置することができる。そのため、マッチングボックスの設置位置の自由度が増加する。
（４）前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、前記分岐配線の両端がそれぞれ異なる前記カソードと電気的に接続され、前記接続配線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、前記接続配線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。
　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。その上、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。
（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、
 ｍ段目の分岐線の両端が、それぞれ異なるカソード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。
（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、前記接続配線の一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、前記接続配線の他端が前記カソード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。そのため、例えば、不具合が発生した放電部のカソードまたはアノード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。
（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。
（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。
　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。
　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。
（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。
　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。
（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、横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１１とアノード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。このプラズマ処理装置Ｐ１は、各放電部１３のアノード１２に基板Ｓ１を設置し、基板Ｓ１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。
　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）を有する縦長箱型に形成されている。また、チャンバー１は、その左右の内壁面には各カソード１１と各アノード１２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１２と、隣接する他の放電部１３のカソード１１との間も、一定間隔に設定されている。
　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。
　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。
　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。
　各カソード１１はそれぞれ同じ構成を有し、各アノード１２はそれぞれ同じ構成を有している。
　カソード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１１は、内部が空洞であると共に、ペアを組むアノード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。
　また、カソード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いる。また、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いる。したがって、反応ガスがガス供給源からカソード１１の内部に形成された前記空洞に供給されると、前記多数の貫通穴からアノード１２上の基板Ｓ１の表面に向かって反応ガスが噴出する。
　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。
　アノード１２は、内部にヒータ１４を有すると共に、その上面に基板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。
　アノード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２列に並べて設置してもよい。
　アノード１２に内蔵されたヒータ１４は、アノード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といった密閉型加熱装置と熱電対といった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１２に内蔵されているが、ヒータ１４とアノード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。
　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。
　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１２は接地されている。
　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１１との接続部）までの長さとは等しい。さらに、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。ここで、屈曲部とは、第１導電体Ｃ１１の場合、伝送配線Ｃ１１ａと接続配線Ｃ１１ｂとの接続部、接続配線Ｃ１１ｂと分岐配線Ｃ１１ｃとの接続部、および分岐配線Ｃ１１ｃの折曲り部分のように、導電体における屈曲した部分を意味する。第２導電体Ｃ１２も同様である。
　但し、第２導電体Ｃ１２の分岐配線Ｃ１２ｃの両端は、上から２番目と４番目のカソード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２導電体Ｃ１２と各カソード１１とは、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、相互に電気的に接続する。
　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。
　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。
　本実施形態の場合、排気部１５はチャンバー１の底面に１箇所接続されているが、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番目のカソード１１との間および電源部Ｅ１と３番目のカソード１１との間のインピーダンスを整合する。第２マッチングボックスＭ２は、電源部Ｅ２と２番目のカソード１１との間および電源部Ｅ２と４番目のカソード１１との間のインピーダンスを整合する。第１マッチングボックスＭ１と第２マッチングボックスＭ２とは同じものであり、これらの高さは同じである。
　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。
　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、所定の高さ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、所定の高さ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。
　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同士を同じ導電体にて接続してもよい。
（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る。このプラズマ処理装置Ｐ２において、放電部２３は、上に配置されたアノード２２と下に配置されたカソード２１とから構成されている。各放電部２３のカソード２１は第１および第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２と接続され、各放電部２３のアノード２２は接地されている。
　この場合、カソード２１は構造的に図１で説明したアノード１２と実質的に同一であり、アノード２２は構造的に図１で説明したカソード１１と実質的に同一であり、反応ガスが、アノード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、エッチングされ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。
　このプラズマ処理装置Ｐ２において、第１および第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２の構成と、第１および第２ケースＫ２１、Ｋ２２の構成とは、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および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード２１までの距離が等しい。さらに、第１マッチングボックスＭ１から第１導電体Ｃ２１の各屈曲部までの距離と、第２マッチングボックスＭ２から第２導電体Ｃ２２の各屈曲部までの距離が等しい。
 このように第１および第２導電体Ｃ２１、Ｃ２２が構成されると共に、第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２の高さ位置が第１および第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Ｐ２によれば、反応ガス雰囲気下の各放電部２３のプラズマ放電のばらつきを低減させることができ、各カソード上２１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としてもよい。
（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および第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および第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および第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。
　この場合、第１ケースＫ３１は、図１で示した第１および第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の位置に支持されている。
　実施形態３の場合も、第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード１１までの距離が等しい。さらに、第１マッチングボックスＭ１から第１導電体Ｃ３１の各屈曲部までの距離と、第２マッチングボックスＭ２から第２導電体Ｃ３２の各屈曲部までの距離が等しい。
 このように第１および第２導電体Ｃ３１、Ｃ３２が構成されると共に、第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２の高さ位置が第１および第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Ｐ３によれば、第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード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。さらに、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と共に、第１および第２ケースＫ３１、Ｋ３２を簡素化できる。
（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（図示省略）を有する横に長いチャンバー１０内に、４組の放電部１３のカソード１１およびアノード１２が垂直方向に配置された成膜用の縦型プラズマ処理装置であり、各カソード１１および各アノード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１１とアノード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。
　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は左から２番目と４番目のカソード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によってチャンバー１０よりも高い位置に支持されている。
　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。
　また、第１および第２導電体Ｃ４１、Ｃ４２は、実施形態１と同様の構成の第１および第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および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２から各カソード１１までの距離が等しい。さらに、第１マッチングボックスＭ１から第１導電体Ｃ４１の各屈曲部までの距離と、第２マッチングボックスＭ２から第２導電体Ｃ４２の各屈曲部までの距離が等しい。
　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。
（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。
　このプラズマ処理装置Ｐ５において、カソード１１は垂直方向に８段で配置されている（アノードは図示省略）。
　第１導電体Ｃ５１は、伝送配線Ｃ１１ａと、接続配線Ｃ１１ｂ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。図６では、端部部品Ｃ５１ｃ2が分岐線Ｃ５１ｃ2の一部として図示されている。
　２段目の一方の分岐線Ｃ５１ｃ2において、両端はそれぞれ異なるカソード１１と締結部品ｄを介して電気的に接続され、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の一端と電気的に接続されている。２段目の他方の分岐線Ｃ５１ｃ2も同様である。
 １段目の分岐線Ｃ５１ｃ1において、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。
　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および第２マッチングボックスから各カソード１１までの距離が等しい。さらに、第１マッチングボックスから第１導電体Ｃ５１の各屈曲部までの距離と、第２マッチングボックスから第２導電体の各屈曲部までの距離が等しい。この場合、導電体における各締結部品の位置および各分岐線の折曲り部分が屈曲部である。
　実施形態５において、カソード１１および図示しないアノードの対からなる放電部の数は８つであるが、分岐線の段数を３段以上に増やすことで放電部の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、カソードの数を１６個、３２個等のｎ×２m個にすることが可能である。
（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３１を備えた成膜用の横型プラズマ処理装置であるが、カソード３１とアノード３２の構成およびアノード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。
　実施形態６において、カソード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３２の下面には、基板Ｓ１の処理されない面をアノード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（図示省略）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３１の上方にもアノード３２が配置されている。
　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３１がアノード３２で挟まれた構造であり、全てのカソード３１とアノード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３２の下面、最下段のアノード３２の上面、およびその他のアノード３２の上下両面に基板Ｓ１を設置し、各カソード３１の上下両面から各基板Ｓ１に向けて反応性ガスを噴出し、それぞれのカソード３１とアノード３２の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。
（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、隣接する２つのカソード３１間に２つのアノード４２を配置した点が異なっている。この場合、隣接する２つのカソード３１間において、上のアノード４２にはその上面に基板Ｓ１を設置し、下のアノード４２にはその下面に基板Ｓ１を設置する。
　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。
　実施形態７の場合、カソード３１間の下のアノード４２の下面には、実施形態６と同様に、基板Ｓ１の処理されない面をアノード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（図示省略）が設けられている。
　また、実施形態７の場合、カソード３１間の間隔Ｄ１は、実施形態１（図１参照）におけるカソード１１間の間隔Ｄよりも広くなる。したがって、実施形態７における第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。
　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３１がアノード４２で挟まれた構造であり、各カソード３１の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード３１とアノード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。
（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５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（図５参照）と同様に、垂直方向にカソード５１を４段で配置した成膜用の縦型プラズマ処理装置であるが、カソード５１とアノード５２の構成、アノード５２の数、隣接する２つのカソード５１に同一の分岐配線が接続される点が実施形態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。
　実施形態８において、カソード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５２の片面または左右両面には、基板Ｓ１の処理されない面を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（図示省略）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５１がアノード５２で挟まれた構造であり、各カソード５１の左右両面から反応ガスが噴出し、全てのカソード５１とアノード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。
　また、実施形態８の場合、第１および第２導電体Ｃ５１、Ｃ５２と、これらを収納する第１および第２ケースＫ５１、Ｋ５２とはチャンバー１０の上方に配置され、第１および第２マッチングボックスＭ１、Ｍ２と、これらを支持する第１および第２支持部Ａ５１、Ａ５２とはチャンバー１０の両側に配置されている。さらに、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５１の上端と電気的に接続している。
　実施形態８も、電源Ｅ１、Ｅ２から各カソード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するようにプラズマ処理装置を構成してもよい。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。
（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５１間に２つのアノード６２を配置し、各アノード６２のカソード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。
　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５１がアノード６２で挟まれた構造であり、各カソード５１の両面から反応ガスが噴出し、かつ全てのカソード５１とアノード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。
（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、垂直方向にカソード６１を４段で配置した成膜用の縦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。
　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から分岐した電力供給経路を介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、各マッチングボックスＭと各カソード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。
　導電体Ｃは、伝送配線Ｃａと接続配線Ｃｂとからなり、ケースＫ内に収納されている。
　各導電体Ｃは同一であり、同一のケースＫ内に収納されている。
　なお、カソード６１およびアノード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。
　実施形態１０のプラズマ処理装置Ｐ１０によれば、カソード６１とマッチングボックスＭ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またはアノード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。
　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。
　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、感光体などの所望の素子特性を有する半導体素子を、ばらつきを抑制し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。
 １、１０　チャンバー
 １１、２１、３１、５１　カソード
 １２、２２、３２、４２、５２、６２　アノード
 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

Claims (14)

  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てプラズマ放電を発生するカソードとアノードの組からなる複数組の放電部と、
     前記チャンバー外に配置されて前記複数組の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複数組の放電部のカソード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。
  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。
  3. 　前記プラズマ処理装置が、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。
  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、
    　前記分岐配線の両端がそれぞれ異なる前記カソードと電気的に接続され、
    　前記伝送配線の一端が前記マッチングボックスと電気的に接続され、
    　前記接続配線の一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、前記接続配線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。
  5. 　前記導電体が、接続配線および分岐配線からなり、
    　前記分岐配線の両端がそれぞれ異なる前記カソードと電気的に接続され、
    　前記接続配線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、前記接続配線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。
  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、
     ｍ段目の分岐線の両端が、それぞれ異なるカソードと電気的に接続されている請求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
  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、
    　前記接続配線の一端が前記伝送配線の他端と電気的に接続され、前記接続配線の他端が前記カソード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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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プラズマ処理方法。
  13. 　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、表面に半導体膜を有する基板を設置して、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。
  14. 　請求項１２または１３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。
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