プラズマ処理装置
【課題】複数のシャワー電極が設けられたプラズマ処理装置において、生産性を高めるとともに、プラズマ処理の均一性を維持できるようにする。
【解決手段】プラズマチャンバ２１，２２に、複数のシャワー電極６が隙間８をあけて設けられる。複数の基板４が等間隔に並べられたトレイ５が、シャワー電極６と下部電極７との間に搬送される。成膜開始時、隣り合うシャワー電極６間の隙間８の真下に基板４がくるように、トレイ５が位置決めされる。成膜中、トレイ５は隙間８の大きさに応じた搬送速度で進行方向に移動する。トレイ５は、基板４の長さよりも短い距離だけ移動する。この間に、基板４上に薄膜が形成されるが、シャワー電極７間の隙間８の真下に発生した強いプラズマ放電の影響を受ける領域が基板４上を移動するので、膜厚のばらつきが低減する。
【解決手段】プラズマチャンバ２１，２２に、複数のシャワー電極６が隙間８をあけて設けられる。複数の基板４が等間隔に並べられたトレイ５が、シャワー電極６と下部電極７との間に搬送される。成膜開始時、隣り合うシャワー電極６間の隙間８の真下に基板４がくるように、トレイ５が位置決めされる。成膜中、トレイ５は隙間８の大きさに応じた搬送速度で進行方向に移動する。トレイ５は、基板４の長さよりも短い距離だけ移動する。この間に、基板４上に薄膜が形成されるが、シャワー電極７間の隙間８の真下に発生した強いプラズマ放電の影響を受ける領域が基板４上を移動するので、膜厚のばらつきが低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル等の半導体デバイス製造において使用される、プラズマ処理によって基板に成膜するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン太陽電池セルの製造工程において、エッチング処理、拡散剤塗布、拡散層形成、反射防止膜形成、裏面電極形成、表面電極形成などの処理をシリコンウエハに施す。反射防止膜をウエハに成膜する際には、プラズマ処理が必須となっているが、生産能力の向上、コスト削減のために、複数の基板を同時に処理するバッチ式処理が主流となっている。プラズマ処理の均一性に重大な影響を及ぼす電極については、均一性の向上という点においては、一体型であることが望ましいが、１バッチあたりの基板枚数の増加に伴う電極面積の増大により大型化が必要となり、メンテナンス性という点で課題が多い。そこで、複数の電極を組み合わせて、ひとつの電極として機能させる分割型電極が用いられる。
【０００３】
また、プラズマ処理を利用したプラズマ処理装置では、生産効率向上のため、プラズマ処理を行うのに適した温度まで基板の温度を高める予備加熱チャンバと、基板に対してプラズマ処理を行うプラズマチャンバを直列に連結し、上記両チャンバ間で基板を移動させて処理を行うインライン式の構成とされる。さらに、予備加熱チャンバにおける予備加熱を行うのに必要な時間が、プラズマチャンバにおけるプラズマ処理を行うのに必要な時間よりも短い場合、予備加熱チャンバに続けて複数のプラズマチャンバを直列に連結した構成とし、所望のプラズマ処理を複数のプラズマチャンバにおける処理の組合せで行う。これによって、装置設置面積当りの生産能力を向上させることができる。
【０００４】
次に、複数の電極を備えたプラズマチャンバの構造を図７に示す。なお、連結された複数のプラズマチャンバの構造は同一である。
【０００５】
プラズマチャンバ１は、入口に仕切弁２、出口に仕切弁３を備えている。処理対象の基板４を載置したトレイ５が入口から出口に向かってプラズマチャンバ１内を搬送される。トレイ５には、複数の基板４が間隔をあけてマトリックス状に並べられている。
【０００６】
プラズマチャンバ１内に、シャワー電極６と下部電極７とが設けられる。シャワー電極６と下部電極７とは対向して配置される。シャワー電極６は３つ設けられ、それぞれ隙間８をあけて配置される。
【０００７】
各シャワー電極６は、中間板１０に保持され、中間板１０は上部電極板１１に取り付けられている。上部電極板１１は、高周波電源１２に接続されている。シャワー電極６は、中間板１０を介して上部電極板１１に電気的に接続される。下部電極７は、接地され、ヒータを内蔵している。
【０００８】
シャワー電極６と下部電極７との間でトレイ５を搬送する搬送手段１３が設けられる。搬送手段１３は、例えばローラコンベヤとされ、入口から入ってきたトレイ５を下部電極７上まで搬送し、さらに下部電極７上からトレイ５を出口まで搬送する。入口から出口に向かう方向が進行方向とされる。
【０００９】
プラズマ処理用ガスは、ボンベ等のガス供給源１４からガス供給配管１５を通って、上部電極板１１、中間板１０、シャワー電極６で囲まれた空間１６に供給される。シャワー電極６に、数百個のガス噴出孔が形成されており、供給されたガスは、ガス噴出孔を通じてプラズマチャンバ１内に放出される。
【００１０】
プラズマチャンバ１は、ポンプ等の排気手段１７によって内部に放出されたプラズマ処理用ガスを排出できるようになっている。排気手段１７は、プラズマチャンバ１内の圧力が設定された値になるよう、排気の調整を行う。プラズマチャンバ１に装着された圧力計１８の出力に基づいて、図示しない制御装置は、設定された圧力になるように、排気手段１７の駆動を制御する。
【００１１】
上記のプラズマ処理装置では、一体型のシャワー電極を使用せず、複数のシャワー電極が進行方向に沿って並べて配置される。このとき、隣り合うシャワー電極の間に隙間が必要になる。すなわち、プラズマチャンバの昇温は、下部電極に内蔵されたヒータへの通電により行われるが、昇温中もしくは昇温前後のシャワー電極、中間板および上部電極板の温度分布が一定でない。そのため、隣り合うシャワー電極の間に隙間を設けなければ、温度変化によりシャワー電極、中間板、上部電極板のいずれかに熱応力が加わって、変形を引き起こすことになる。この変形により、シャワー電極と下部電極との距離が変化して、正常なプラズマ処理を行えなくなる。そこで、隙間をあけることにより、他のシャワー電極の熱応力の影響を受けなくなり、シャワー電極の変形を防ぐことができる。
【００１２】
ここで、プラズマ放電は、高周波電源に接続されたシャワー電極と、接地された下部電極との間で発生する。しかし、隙間周辺での放電は、他の部分よりも強くなり、不均一な放電が生じる。この不均一な放電が、対向する下部電極上のトレイに置かれた基板へのプラズマ処理に不均一をもたらす。プラズマ放電の分布も隙間の形状を反映した形となる。その結果、プラズマ処理により成膜したウエハの膜厚にばらつきが生じる。
【００１３】
基板に対するプラズマ処理の均一化を図る方法としては、一体型のシャワー電極を使用する方法がある。一度に処理できる基板枚数を減らさないためには、大面積のシャワー電極を使用しなければならない。大面積のシャワー電極では、取り外しを人手で行うことが非常に困難となり、メンテナンス性に劣る。一度に処理できる基板枚数を減らせば、大面積のシャワー電極を使用する必要はなくなる。しかし、一度に処理できる枚数が減り、半導体デバイスの生産効率が低下する。
【００１４】
すなわち、複数の電極を備えたプラズマ処理装置では、生産性およびメンテナンス性に優れているが、プラズマ処理の均一性を確保できない。一方、プラズマ処理の均一性を図るために一体型のシャワー電極にすると、生産性もしくはメンテナンス性を犠牲にせざるを得ないという問題があった。
【００１５】
成膜処理によるプラズマ処理の均一性を向上させる技術が、例えば特許文献１に開示されている。プラズマＣＶＤ装置において、成膜中、基板ホルダを水平方向に往復移動させることにより、ガス供給条件に関係なく、膜の堆積量の違いを無くし、均一な厚さで膜を堆積することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−２４８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、基板を載置したトレイが往復移動するとき、移動方向を変える際に減速して、一旦停止しなければならない。上記のプラズマＣＶＤ装置では、一体型のシャワー電極が用いられているが、複数のシャワー電極を用いた場合、トレイが往復移動しても、停止したときには、シャワー電極間の隙間の真下の位置がトレイに対して一定位置となる。その位置では、他の位置に比べて強いプラズマ放電にさらされる時間が長くなる。そのため、基板に形成される膜厚が他の箇所よりも厚くなり、均一な厚さに成膜することができない。
【００１８】
本発明は、上記に鑑み、複数のシャワー電極を用いて、生産性およびメンテナンス性とプラズマ処理の均一性とを両立できるプラズマ処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、チャンバ内に、多数のガス噴出孔を有するシャワー電極と、下部電極とが対向して配置され、両電極の間で複数の基板を載置したトレイを搬送する搬送手段が設けられ、ガス噴出孔から反応ガスを供給して、シャワー電極と下部電極との間でプラズマを発生させて、基板上に薄膜を形成するプラズマ処理装置であって、複数のシャワー電極が隙間をあけて進行方向に沿って並べられ、搬送手段は、成膜中、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイを進行方向に移動させるものである。
【００２０】
シャワー電極間の隙間の影響によってプラズマ処理が不均一になる。この隙間に対して、成膜中に基板が停止していれば、基板の一部の領域が影響を集中的に受ける。そこで、成膜中にトレイを一方向に移動させることにより、隙間の影響が基板全体に分散してかかり、均一な成膜を行える。
【００２１】
このとき、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイが移動する。隙間の大きさは基板の長さよりも小とされるが、隙間が基板に比して大きい場合、トレイの搬送速度は遅くされ、隙間が基板に比して小さい場合、トレイの搬送速度は速くされる。なお、成膜中のトレイの搬送速度は、トレイを搬送するときよりも遅い。
【００２２】
このように搬送速度を制御することにより、特定の基板だけが隙間の影響を受けることになり、複数の基板に隙間の影響が及ぶことを防止できる。したがって、隙間の影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
トレイに、複数の基板が進行方向に沿って等間隔に並べられ、搬送手段は、成膜中に１つの基板の長さより短い距離だけトレイを移動させる。なお、成膜中の搬送速度は、隙間の大きさと基板の長さと成膜時間とによって決められる。成膜中、シャワー電極間の隙間は特定の基板だけに対向することになる。トレイが移動しても、その他の基板は隙間に対向せず、隙間の影響を受けない。
【００２４】
成膜開始時に、シャワー電極間の隙間の真下に基板がくるように、トレイが位置決めされる。トレイが基板の長さより短い距離を移動して、成膜が終了したとき、隙間の真下には同じ基板がくる。隙間の真下に他の基板がくることはない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、複数のシャワー電極を用いることにより、大面積のシャワー電極とすることができ、一度に大量の基板をプラズマ処理でき、生産性が向上する。しかも、１つのシャワー電極を小型にできるので、着脱を容易に行え、メンテナンス性を向上できる。そして、このようなシャワー電極に対して、成膜中にトレイを進行方向に移動させることにより、トレイを往復移動させたときに基板の一部の領域において、プラズマ放電にさらされる時間が長くなり、膜厚が厚くなるといった問題を解消でき、基板における膜厚のばらつきを減らすことができる。したがって、プラズマ処理の均一性を維持でき、均一な厚さの薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の全体構成図
【図２】複数の基板を載置したトレイの平面図
【図３】プラズマチャンバの内部構造を示し、（ａ）は成膜開始時の状態を示す図、（ｂ）は成膜終了時の状態を示す図
【図４】成膜開始時のシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図５】成膜終了時のシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図６】トレイを移動させないときにおけるシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図７】従来の成膜中のプラズマチャンバの内部構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態のプラズマ処理装置を図１に示す。プラズマ処理装置は、予備加熱チャンバ２０、第１プラズマチャンバ２１、第２プラズマチャンバ２２、アンロードチャンバ２３の４チャンバを直列に連結した構成になっている。なお、第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２の構造は、従来の図７に示したプラズマチャンバ１と同じである。
【００２８】
予備加熱チャンバ２０と第１プラズマチャンバ２１との間、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２との間、第２プラズマチャンバ２２とアンロードチャンバ２３との間に、それぞれ仕切弁２４が設けられている。予備加熱チャンバ２０の入口およびアンロードチャンバ２３の出口には、ドア弁２５がそれぞれ設けられている。各弁２４，２５が全て閉じられることにより、各チャンバ２０〜２３は外部および他のチャンバ２０〜２３と隔離される。
【００２９】
各チャンバ２０〜２３には、それぞれ排気手段１７が設けられる。ポンプからなる排気手段１７の動作により、各チャンバ２０〜２３内は排気されて、１Ｐａ以下の真空状態となる。第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２には、ガス供給手段が設けられる。ガス供給手段は、ボンベ等のガス供給源１４からガス供給配管１５を通じてチャンバ２１，２２内に成膜用ガスを供給する。また、予備加熱チャンバ２０に、供給配管２６を通じて窒素が供給され、チャンバ２０内が大気圧になる。
【００３０】
予備加熱チャンバ２０には、ランプヒータ２７が設けられている。ランプヒータ２７に通電すると、ランプヒータ２７から発せられる赤外線により、チャンバ２０内が加熱される。
【００３１】
プラズマ処理装置は、処理対象の基板４としてのシリコンウェハに成膜を行う。複数のシリコンウェハがカーボン材からなるトレイ５に載置される。トレイ５は、各チャンバ２０〜２３に設けられた搬送手段１３によって搬送される。シリコンウェハの大きさは１５５ｍｍ×１５５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍとされ、トレイ５の大きさは、１１００ｍｍ×１６５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍとされる。図２に示すように、４８枚のシリコンウェハがトレイ５上に縦横に等間隔に並べられている。進行方向に沿って８枚のシリコンウェハが縦一列に並べられ、横６列とされる。各搬送手段１３は、ローラコンベヤとされ、各チャンバ２０〜２３の搬送手段１３により、トレイ５は、図１の右側から左側に向かう進行方向に移動する。
【００３２】
第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２には、３つのシャワー電極６が設けられ、トレイ５の数十ｍｍ程度上方に各シャワー電極６が位置する。隣り合うシャワー電極６は隙間８をあけて配置される。隙間８は、進行方向に直交する方向に形成され、進行方向に対する隙間８の大きさは、約１０ｍｍとされる。
【００３３】
そして、プラズマ処理装置は、図示しない制御装置によって動作が制御される。制御装置は、仕切弁２４、ドア弁２５、ランプヒータ２７、排気手段１７、ガス供給手段、搬送手段１３および高周波電源１２を所定のシーケンスにしたがって制御する。
【００３４】
上記のプラズマ処理装置において、各チャンバ２０〜２３の排気手段１７が動作して、各チャンバ２０〜２３内を１Ｐａ以下の真空状態にしている。太陽電池セル用の複数の基板４を載置したトレイ５が予備加熱チャンバ２０の入口まで搬送される。予備加熱チャンバ２０に窒素が導入され、チャンバ２０内が大気圧にされる。予備加熱チャンバ２０のドア弁２５が開けられると、搬送手段１３によりトレイ５は、予備加熱チャンバ２０内に移動する。移動が終了した後、ドア弁２５が閉められ、排気手段２６により、予備加熱チャンバ２０の気圧が１Ｐａ以下になるまで真空引きが行われる。さらにランプヒータ２７により、チャンバ２０内が昇温され、トレイ５が５００℃程度になるまで加熱される。
【００３５】
次に、予備加熱チャンバ２０と第１プラズマチャンバ２１との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２０，２１内の搬送手段１３によって、トレイ５が予備加熱チャンバ２０から第１プラズマチャンバ２１に搬送される。第１プラズマチャンバ２１内において、トレイ５は下部電極７の上部に搬送される。下部電極７には、トレイ５を約５００℃に保持するためのヒータが埋め込まれており、ヒータはトレイ５の有無に関わらず通電された状態となっている。下部電極７上への移載が終了した後、仕切弁２４が閉められる。
【００３６】
ガス供給手段は、モノシラン（ＳｉＨ４）・アンモニア（ＮＨ３）・窒素（Ｎ２）の混合ガスをガス供給配管１５を通じてチャンバ２１内の空間１６に供給する。この成膜用ガスは、シャワー電極６のガス噴出孔からチャンバ２１内に導入される。
【００３７】
制御装置は、圧力計１８からの検出信号に基づいて、排気手段１７を制御して、設定された圧力になるようにチャンバ２１内の圧力を調整する。圧力が１００Ｐａ程度に安定した後、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１２が起動され、高周波電源１２に接続されたシャワー電極６に１０００Ｗ程度の高周波電圧が、数十秒程度のあらかじめ設定された成膜時間ｔ秒の間、印加される。シャワー電極６に高周波電圧が印加されると、プラズマが発生し、成膜用ガスが分解、活性化され、基板４がプラズマ処理される。トレイ５上の基板４上面に、反射防止膜としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）が形成される。なお、トレイ５の上面のうち、基板４が載置されていない露出面にも同様にシリコン窒化膜が形成される。
【００３８】
成膜時間が経過すると、高周波電源１２が停止され、成膜用ガスの供給が停止される。第１プラズマチャンバ２１の圧力が１Ｐａ以下になるように、排気手段１７により排気が行われる。そして、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２１，２２内の搬送手段１３によって、トレイ５は第１プラズマチャンバ２１から第２プラズマチャンバ２２に搬送される。トレイ５は下部電極７上に移動する。第１プラズマチャンバ２１におけるプラズマ処理と同様のプラズマ処理が行われ、基板４上に成膜される。基板４上に形成されたシリコン窒化膜の上に、さらにシリコン窒化膜が積み重ねられる。これによって、太陽電池セルにおける所定の膜厚の反射防止膜が形成される。
【００３９】
成膜が終了すると、第２プラズマチャンバ２２とアンロードチャンバ２３との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２２，２３内の搬送手段１３によって、トレイ５が第２プラズマチャンバ２２からアンロードチャンバ２３に搬送される。トレイ５がアンロードチャンバ２３内に移動すると、仕切弁２４が閉められる。供給配管２６を通じてアンロードチャンバ２３に窒素が導入され、アンロードチャンバ２３内が大気圧となる。この状態で、ドア弁２５が開けられ、トレイ５がアンロードチャンバ２３から取り出される。トレイ５が取り出された後、ドア弁２５が閉められ、排気手段１７により、１Ｐａ以下になるように、アンロードチャンバ２３は真空引きされる。反射防止膜が形成された基板４は、次工程に送られる。
【００４０】
ここで、各プラズマチャンバ２１，２２において、プラズマ処理が行われる成膜中、トレイ５は、シャワー電極６間の隙間８の大きさに応じた搬送速度で進行方向に移動される。制御装置は、隙間８の大きさ、基板４の長さおよび成膜時間によって決められた搬送速度でトレイ５が移動するように、搬送手段１３を制御する。各プラズマチャンバ２１，２２の搬送手段１３は、成膜中にトレイ５を１つの基板４の長さ以下の距離だけ移動させる。なお、成膜中の搬送速度は、トレイ搬送時の搬送速度とは異なり、搬送時よりも遅くされる。
【００４１】
トレイ５が第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２の下部電極７上に移動されたとき、制御装置は、隙間８の真下に基板４がくるように搬送手段１３を制御して、トレイ５を位置決めする。図３（ａ）、図４に示すように、２つの隙間８の真下にそれぞれ横一列の基板４が位置する。隙間８の進行方向下流側の先端と、基板４の進行方向下流側の先端とが合うように、搬送手段１３が停止され、トレイ５は位置決めされる。これにより、隙間８の真下には、必ず基板４が存在する。
【００４２】
なお、シャワー電極６の数が増えた場合、シャワー電極６間の隙間８に応じて、トレイ５に載置される基板４の間隔が設定される。すなわち、成膜開始時にトレイ５が位置決めされたとき、各隙間８の真下に基板４がくるように、進行方向の基板４の間隔が設定される。
【００４３】
そして、成膜の開始とともに、搬送手段１３は、決められた搬送速度でトレイ５を進行方向に移動させる。基板４の進行方向の長さをＬ、シャワー電極６間の隙間８の大きさをΔＬ、成膜時間をｔとすると、搬送速度は（Ｌ−ΔＬ）／ｔとされる。基板４の長さは隙間８の大きさよりも大である。また、各列の基板４の間隔の大きさはシャワー電極６間の隙間８の大きさより大とされる。このようにトレイ５の搬送速度は隙間８の大きさに応じて決められ、隙間８が大きいとき、搬送速度は遅くなり、隙間８が小さいとき、搬送速度は速くなる。
【００４４】
成膜時間ｔが経過して、成膜が終了したとき、トレイ５の搬送が停止され、図３（ｂ）、図５に示すように、２つの隙間８の真下にそれぞれ基板４が位置する。隙間８の進行方向上流側の後端と、基板４の進行方向上流側の後端とが合う。この成膜中、トレイ５は、基板４の長さより短い距離（Ｌ−ΔＬ）だけ移動する。隙間８に対向する基板４において、隙間８の真下を通過する時間は、ΔＬ／（Ｌ−ΔＬ）×ｔ以下となる。
【００４５】
シャワー電極６間の隙間８の真下および周辺では、プラズマ放電が他の部分と比べて強くなる。ここで、成膜中にトレイ５を移動させない場合、図６に示すように、シャワー電極６間の隙間８の真下に基板４が存在すると、成膜中、基板４の一部の領域だけが強いプラズマ放電にさらされ続ける。特に、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２とにおいて２回の成膜が行われるとき、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２は同じ構造であるので、各チャンバ２１，２２において、トレイ５はシャワー電極６に対して同じ位置に停止される。そのため、合計２ｔの時間、基板４の同じ領域が強いプラズマにさらされる。この領域に成膜された薄膜は、基板４の他の領域に比べて厚い膜となる。したがって、１つの基板４において、膜厚のばらつきが生じる。
【００４６】
上記のように、成膜中、トレイ５をゆっくりと進行方向に移動させることにより、横一列の基板４だけが隙間８の真下を移動することになり、強いプラズマ放電にさらされる領域が基板４全体に広がる。しかも、基板４において、隙間８の真下に対向する時間が短くなるので、強いプラズマにさらされる時間も短くなり、形成された膜厚が厚くならず、かつ膜厚のばらつきも小さくなる。
【００４７】
例えば、トレイ５に、基板４として、厚さ２００μｍ、大きさ１５５ｍｍ×１５５ｍｍのシリコンウェハを４８枚載せ、プラズマチャンバ２１，２２内で１５０ｓｅｃの間、成膜を行う。トレイ５は、搬送速度０．９７ｍｍ／ｓｅｃでプラズマチャンバ２１，２２内を移動する。トレイ５を移動させながら成膜を行うと、シャワー電極６間の隙間８の真下に発生するプラズマ放電の影響が低減される。シャワー電極６間の隙間８の真下にある基板４の膜厚の標準偏差が、移動させないときの３．２から２．０に減少した。
【００４８】
トレイ５を搬送させないで成膜した場合のシャワー電極６間の隙間８の真下に対向する領域を除く他の領域の膜厚の標準偏差が１．８であるので、トレイ５を移動させることにより、膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００４９】
したがって、複数のシャワー電極によって、大面積のシャワー電極とすることにより、一度に大量の基板を成膜でき、生産性を高めることができる。しかも、プラズマ処理の均一性を維持でき、基板に対して均一な成膜を行え、製品の歩留まりを高めることができる。さらに、個々のシャワー電極は小型であるので、チャンバでの着脱を容易に行え、メンテナンス性に優れている。
【００５０】
また、成膜中のトレイの移動距離を基板の長さより短くすることにより、進行方向において１つの基板だけがシャワー電極間の隙間の真下を移動する。これにより、複数の基板にまたがって隙間が対向することがなく、隙間の影響を最小限に抑えることができるとともに、トレイの移動距離が大きくならないので、下部電極を大型する必要がなく、チャンバの大型化を防ぐことができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記のプラズマ処理装置は、太陽電池セルの反射防止膜の形成に用いられるが、プラズマチャンバに供給するガスを変えることにより、例えばｐ型半導体膜やｎ型半導体膜を形成できる。さらに、これ以外に液晶パネルや半導体の成膜に使用してもよい。
【００５２】
また、成膜開始時のトレイの位置として、進行方向において、隙間の真下に複数の基板がかからないようにすればよい。このとき、シャワー電極間の隙間の大きさがトレイに載置された基板の間隔の大きさより大の場合、成膜中のトレイの移動距離は基板の長さより小とされる。これにより、進行方向において、成膜中に複数の基板に隙間が対向することを防げる。
【符号の説明】
【００５３】
４ 基板
５ トレイ
６ シャワー電極
７ 下部電極
８ 隙間
１３ 搬送手段
２１ 第１プラズマチャンバ
２２ 第２プラズマチャンバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル等の半導体デバイス製造において使用される、プラズマ処理によって基板に成膜するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン太陽電池セルの製造工程において、エッチング処理、拡散剤塗布、拡散層形成、反射防止膜形成、裏面電極形成、表面電極形成などの処理をシリコンウエハに施す。反射防止膜をウエハに成膜する際には、プラズマ処理が必須となっているが、生産能力の向上、コスト削減のために、複数の基板を同時に処理するバッチ式処理が主流となっている。プラズマ処理の均一性に重大な影響を及ぼす電極については、均一性の向上という点においては、一体型であることが望ましいが、１バッチあたりの基板枚数の増加に伴う電極面積の増大により大型化が必要となり、メンテナンス性という点で課題が多い。そこで、複数の電極を組み合わせて、ひとつの電極として機能させる分割型電極が用いられる。
【０００３】
また、プラズマ処理を利用したプラズマ処理装置では、生産効率向上のため、プラズマ処理を行うのに適した温度まで基板の温度を高める予備加熱チャンバと、基板に対してプラズマ処理を行うプラズマチャンバを直列に連結し、上記両チャンバ間で基板を移動させて処理を行うインライン式の構成とされる。さらに、予備加熱チャンバにおける予備加熱を行うのに必要な時間が、プラズマチャンバにおけるプラズマ処理を行うのに必要な時間よりも短い場合、予備加熱チャンバに続けて複数のプラズマチャンバを直列に連結した構成とし、所望のプラズマ処理を複数のプラズマチャンバにおける処理の組合せで行う。これによって、装置設置面積当りの生産能力を向上させることができる。
【０００４】
次に、複数の電極を備えたプラズマチャンバの構造を図７に示す。なお、連結された複数のプラズマチャンバの構造は同一である。
【０００５】
プラズマチャンバ１は、入口に仕切弁２、出口に仕切弁３を備えている。処理対象の基板４を載置したトレイ５が入口から出口に向かってプラズマチャンバ１内を搬送される。トレイ５には、複数の基板４が間隔をあけてマトリックス状に並べられている。
【０００６】
プラズマチャンバ１内に、シャワー電極６と下部電極７とが設けられる。シャワー電極６と下部電極７とは対向して配置される。シャワー電極６は３つ設けられ、それぞれ隙間８をあけて配置される。
【０００７】
各シャワー電極６は、中間板１０に保持され、中間板１０は上部電極板１１に取り付けられている。上部電極板１１は、高周波電源１２に接続されている。シャワー電極６は、中間板１０を介して上部電極板１１に電気的に接続される。下部電極７は、接地され、ヒータを内蔵している。
【０００８】
シャワー電極６と下部電極７との間でトレイ５を搬送する搬送手段１３が設けられる。搬送手段１３は、例えばローラコンベヤとされ、入口から入ってきたトレイ５を下部電極７上まで搬送し、さらに下部電極７上からトレイ５を出口まで搬送する。入口から出口に向かう方向が進行方向とされる。
【０００９】
プラズマ処理用ガスは、ボンベ等のガス供給源１４からガス供給配管１５を通って、上部電極板１１、中間板１０、シャワー電極６で囲まれた空間１６に供給される。シャワー電極６に、数百個のガス噴出孔が形成されており、供給されたガスは、ガス噴出孔を通じてプラズマチャンバ１内に放出される。
【００１０】
プラズマチャンバ１は、ポンプ等の排気手段１７によって内部に放出されたプラズマ処理用ガスを排出できるようになっている。排気手段１７は、プラズマチャンバ１内の圧力が設定された値になるよう、排気の調整を行う。プラズマチャンバ１に装着された圧力計１８の出力に基づいて、図示しない制御装置は、設定された圧力になるように、排気手段１７の駆動を制御する。
【００１１】
上記のプラズマ処理装置では、一体型のシャワー電極を使用せず、複数のシャワー電極が進行方向に沿って並べて配置される。このとき、隣り合うシャワー電極の間に隙間が必要になる。すなわち、プラズマチャンバの昇温は、下部電極に内蔵されたヒータへの通電により行われるが、昇温中もしくは昇温前後のシャワー電極、中間板および上部電極板の温度分布が一定でない。そのため、隣り合うシャワー電極の間に隙間を設けなければ、温度変化によりシャワー電極、中間板、上部電極板のいずれかに熱応力が加わって、変形を引き起こすことになる。この変形により、シャワー電極と下部電極との距離が変化して、正常なプラズマ処理を行えなくなる。そこで、隙間をあけることにより、他のシャワー電極の熱応力の影響を受けなくなり、シャワー電極の変形を防ぐことができる。
【００１２】
ここで、プラズマ放電は、高周波電源に接続されたシャワー電極と、接地された下部電極との間で発生する。しかし、隙間周辺での放電は、他の部分よりも強くなり、不均一な放電が生じる。この不均一な放電が、対向する下部電極上のトレイに置かれた基板へのプラズマ処理に不均一をもたらす。プラズマ放電の分布も隙間の形状を反映した形となる。その結果、プラズマ処理により成膜したウエハの膜厚にばらつきが生じる。
【００１３】
基板に対するプラズマ処理の均一化を図る方法としては、一体型のシャワー電極を使用する方法がある。一度に処理できる基板枚数を減らさないためには、大面積のシャワー電極を使用しなければならない。大面積のシャワー電極では、取り外しを人手で行うことが非常に困難となり、メンテナンス性に劣る。一度に処理できる基板枚数を減らせば、大面積のシャワー電極を使用する必要はなくなる。しかし、一度に処理できる枚数が減り、半導体デバイスの生産効率が低下する。
【００１４】
すなわち、複数の電極を備えたプラズマ処理装置では、生産性およびメンテナンス性に優れているが、プラズマ処理の均一性を確保できない。一方、プラズマ処理の均一性を図るために一体型のシャワー電極にすると、生産性もしくはメンテナンス性を犠牲にせざるを得ないという問題があった。
【００１５】
成膜処理によるプラズマ処理の均一性を向上させる技術が、例えば特許文献１に開示されている。プラズマＣＶＤ装置において、成膜中、基板ホルダを水平方向に往復移動させることにより、ガス供給条件に関係なく、膜の堆積量の違いを無くし、均一な厚さで膜を堆積することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−２４８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、基板を載置したトレイが往復移動するとき、移動方向を変える際に減速して、一旦停止しなければならない。上記のプラズマＣＶＤ装置では、一体型のシャワー電極が用いられているが、複数のシャワー電極を用いた場合、トレイが往復移動しても、停止したときには、シャワー電極間の隙間の真下の位置がトレイに対して一定位置となる。その位置では、他の位置に比べて強いプラズマ放電にさらされる時間が長くなる。そのため、基板に形成される膜厚が他の箇所よりも厚くなり、均一な厚さに成膜することができない。
【００１８】
本発明は、上記に鑑み、複数のシャワー電極を用いて、生産性およびメンテナンス性とプラズマ処理の均一性とを両立できるプラズマ処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、チャンバ内に、多数のガス噴出孔を有するシャワー電極と、下部電極とが対向して配置され、両電極の間で複数の基板を載置したトレイを搬送する搬送手段が設けられ、ガス噴出孔から反応ガスを供給して、シャワー電極と下部電極との間でプラズマを発生させて、基板上に薄膜を形成するプラズマ処理装置であって、複数のシャワー電極が隙間をあけて進行方向に沿って並べられ、搬送手段は、成膜中、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイを進行方向に移動させるものである。
【００２０】
シャワー電極間の隙間の影響によってプラズマ処理が不均一になる。この隙間に対して、成膜中に基板が停止していれば、基板の一部の領域が影響を集中的に受ける。そこで、成膜中にトレイを一方向に移動させることにより、隙間の影響が基板全体に分散してかかり、均一な成膜を行える。
【００２１】
このとき、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイが移動する。隙間の大きさは基板の長さよりも小とされるが、隙間が基板に比して大きい場合、トレイの搬送速度は遅くされ、隙間が基板に比して小さい場合、トレイの搬送速度は速くされる。なお、成膜中のトレイの搬送速度は、トレイを搬送するときよりも遅い。
【００２２】
このように搬送速度を制御することにより、特定の基板だけが隙間の影響を受けることになり、複数の基板に隙間の影響が及ぶことを防止できる。したがって、隙間の影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
トレイに、複数の基板が進行方向に沿って等間隔に並べられ、搬送手段は、成膜中に１つの基板の長さより短い距離だけトレイを移動させる。なお、成膜中の搬送速度は、隙間の大きさと基板の長さと成膜時間とによって決められる。成膜中、シャワー電極間の隙間は特定の基板だけに対向することになる。トレイが移動しても、その他の基板は隙間に対向せず、隙間の影響を受けない。
【００２４】
成膜開始時に、シャワー電極間の隙間の真下に基板がくるように、トレイが位置決めされる。トレイが基板の長さより短い距離を移動して、成膜が終了したとき、隙間の真下には同じ基板がくる。隙間の真下に他の基板がくることはない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、複数のシャワー電極を用いることにより、大面積のシャワー電極とすることができ、一度に大量の基板をプラズマ処理でき、生産性が向上する。しかも、１つのシャワー電極を小型にできるので、着脱を容易に行え、メンテナンス性を向上できる。そして、このようなシャワー電極に対して、成膜中にトレイを進行方向に移動させることにより、トレイを往復移動させたときに基板の一部の領域において、プラズマ放電にさらされる時間が長くなり、膜厚が厚くなるといった問題を解消でき、基板における膜厚のばらつきを減らすことができる。したがって、プラズマ処理の均一性を維持でき、均一な厚さの薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の全体構成図
【図２】複数の基板を載置したトレイの平面図
【図３】プラズマチャンバの内部構造を示し、（ａ）は成膜開始時の状態を示す図、（ｂ）は成膜終了時の状態を示す図
【図４】成膜開始時のシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図５】成膜終了時のシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図６】トレイを移動させないときにおけるシャワー電極間の隙間と基板との位置関係を示す図
【図７】従来の成膜中のプラズマチャンバの内部構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態のプラズマ処理装置を図１に示す。プラズマ処理装置は、予備加熱チャンバ２０、第１プラズマチャンバ２１、第２プラズマチャンバ２２、アンロードチャンバ２３の４チャンバを直列に連結した構成になっている。なお、第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２の構造は、従来の図７に示したプラズマチャンバ１と同じである。
【００２８】
予備加熱チャンバ２０と第１プラズマチャンバ２１との間、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２との間、第２プラズマチャンバ２２とアンロードチャンバ２３との間に、それぞれ仕切弁２４が設けられている。予備加熱チャンバ２０の入口およびアンロードチャンバ２３の出口には、ドア弁２５がそれぞれ設けられている。各弁２４，２５が全て閉じられることにより、各チャンバ２０〜２３は外部および他のチャンバ２０〜２３と隔離される。
【００２９】
各チャンバ２０〜２３には、それぞれ排気手段１７が設けられる。ポンプからなる排気手段１７の動作により、各チャンバ２０〜２３内は排気されて、１Ｐａ以下の真空状態となる。第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２には、ガス供給手段が設けられる。ガス供給手段は、ボンベ等のガス供給源１４からガス供給配管１５を通じてチャンバ２１，２２内に成膜用ガスを供給する。また、予備加熱チャンバ２０に、供給配管２６を通じて窒素が供給され、チャンバ２０内が大気圧になる。
【００３０】
予備加熱チャンバ２０には、ランプヒータ２７が設けられている。ランプヒータ２７に通電すると、ランプヒータ２７から発せられる赤外線により、チャンバ２０内が加熱される。
【００３１】
プラズマ処理装置は、処理対象の基板４としてのシリコンウェハに成膜を行う。複数のシリコンウェハがカーボン材からなるトレイ５に載置される。トレイ５は、各チャンバ２０〜２３に設けられた搬送手段１３によって搬送される。シリコンウェハの大きさは１５５ｍｍ×１５５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍとされ、トレイ５の大きさは、１１００ｍｍ×１６５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍとされる。図２に示すように、４８枚のシリコンウェハがトレイ５上に縦横に等間隔に並べられている。進行方向に沿って８枚のシリコンウェハが縦一列に並べられ、横６列とされる。各搬送手段１３は、ローラコンベヤとされ、各チャンバ２０〜２３の搬送手段１３により、トレイ５は、図１の右側から左側に向かう進行方向に移動する。
【００３２】
第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２には、３つのシャワー電極６が設けられ、トレイ５の数十ｍｍ程度上方に各シャワー電極６が位置する。隣り合うシャワー電極６は隙間８をあけて配置される。隙間８は、進行方向に直交する方向に形成され、進行方向に対する隙間８の大きさは、約１０ｍｍとされる。
【００３３】
そして、プラズマ処理装置は、図示しない制御装置によって動作が制御される。制御装置は、仕切弁２４、ドア弁２５、ランプヒータ２７、排気手段１７、ガス供給手段、搬送手段１３および高周波電源１２を所定のシーケンスにしたがって制御する。
【００３４】
上記のプラズマ処理装置において、各チャンバ２０〜２３の排気手段１７が動作して、各チャンバ２０〜２３内を１Ｐａ以下の真空状態にしている。太陽電池セル用の複数の基板４を載置したトレイ５が予備加熱チャンバ２０の入口まで搬送される。予備加熱チャンバ２０に窒素が導入され、チャンバ２０内が大気圧にされる。予備加熱チャンバ２０のドア弁２５が開けられると、搬送手段１３によりトレイ５は、予備加熱チャンバ２０内に移動する。移動が終了した後、ドア弁２５が閉められ、排気手段２６により、予備加熱チャンバ２０の気圧が１Ｐａ以下になるまで真空引きが行われる。さらにランプヒータ２７により、チャンバ２０内が昇温され、トレイ５が５００℃程度になるまで加熱される。
【００３５】
次に、予備加熱チャンバ２０と第１プラズマチャンバ２１との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２０，２１内の搬送手段１３によって、トレイ５が予備加熱チャンバ２０から第１プラズマチャンバ２１に搬送される。第１プラズマチャンバ２１内において、トレイ５は下部電極７の上部に搬送される。下部電極７には、トレイ５を約５００℃に保持するためのヒータが埋め込まれており、ヒータはトレイ５の有無に関わらず通電された状態となっている。下部電極７上への移載が終了した後、仕切弁２４が閉められる。
【００３６】
ガス供給手段は、モノシラン（ＳｉＨ４）・アンモニア（ＮＨ３）・窒素（Ｎ２）の混合ガスをガス供給配管１５を通じてチャンバ２１内の空間１６に供給する。この成膜用ガスは、シャワー電極６のガス噴出孔からチャンバ２１内に導入される。
【００３７】
制御装置は、圧力計１８からの検出信号に基づいて、排気手段１７を制御して、設定された圧力になるようにチャンバ２１内の圧力を調整する。圧力が１００Ｐａ程度に安定した後、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１２が起動され、高周波電源１２に接続されたシャワー電極６に１０００Ｗ程度の高周波電圧が、数十秒程度のあらかじめ設定された成膜時間ｔ秒の間、印加される。シャワー電極６に高周波電圧が印加されると、プラズマが発生し、成膜用ガスが分解、活性化され、基板４がプラズマ処理される。トレイ５上の基板４上面に、反射防止膜としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）が形成される。なお、トレイ５の上面のうち、基板４が載置されていない露出面にも同様にシリコン窒化膜が形成される。
【００３８】
成膜時間が経過すると、高周波電源１２が停止され、成膜用ガスの供給が停止される。第１プラズマチャンバ２１の圧力が１Ｐａ以下になるように、排気手段１７により排気が行われる。そして、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２１，２２内の搬送手段１３によって、トレイ５は第１プラズマチャンバ２１から第２プラズマチャンバ２２に搬送される。トレイ５は下部電極７上に移動する。第１プラズマチャンバ２１におけるプラズマ処理と同様のプラズマ処理が行われ、基板４上に成膜される。基板４上に形成されたシリコン窒化膜の上に、さらにシリコン窒化膜が積み重ねられる。これによって、太陽電池セルにおける所定の膜厚の反射防止膜が形成される。
【００３９】
成膜が終了すると、第２プラズマチャンバ２２とアンロードチャンバ２３との間の仕切弁２４が開けられ、両チャンバ２２，２３内の搬送手段１３によって、トレイ５が第２プラズマチャンバ２２からアンロードチャンバ２３に搬送される。トレイ５がアンロードチャンバ２３内に移動すると、仕切弁２４が閉められる。供給配管２６を通じてアンロードチャンバ２３に窒素が導入され、アンロードチャンバ２３内が大気圧となる。この状態で、ドア弁２５が開けられ、トレイ５がアンロードチャンバ２３から取り出される。トレイ５が取り出された後、ドア弁２５が閉められ、排気手段１７により、１Ｐａ以下になるように、アンロードチャンバ２３は真空引きされる。反射防止膜が形成された基板４は、次工程に送られる。
【００４０】
ここで、各プラズマチャンバ２１，２２において、プラズマ処理が行われる成膜中、トレイ５は、シャワー電極６間の隙間８の大きさに応じた搬送速度で進行方向に移動される。制御装置は、隙間８の大きさ、基板４の長さおよび成膜時間によって決められた搬送速度でトレイ５が移動するように、搬送手段１３を制御する。各プラズマチャンバ２１，２２の搬送手段１３は、成膜中にトレイ５を１つの基板４の長さ以下の距離だけ移動させる。なお、成膜中の搬送速度は、トレイ搬送時の搬送速度とは異なり、搬送時よりも遅くされる。
【００４１】
トレイ５が第１プラズマチャンバ２１および第２プラズマチャンバ２２の下部電極７上に移動されたとき、制御装置は、隙間８の真下に基板４がくるように搬送手段１３を制御して、トレイ５を位置決めする。図３（ａ）、図４に示すように、２つの隙間８の真下にそれぞれ横一列の基板４が位置する。隙間８の進行方向下流側の先端と、基板４の進行方向下流側の先端とが合うように、搬送手段１３が停止され、トレイ５は位置決めされる。これにより、隙間８の真下には、必ず基板４が存在する。
【００４２】
なお、シャワー電極６の数が増えた場合、シャワー電極６間の隙間８に応じて、トレイ５に載置される基板４の間隔が設定される。すなわち、成膜開始時にトレイ５が位置決めされたとき、各隙間８の真下に基板４がくるように、進行方向の基板４の間隔が設定される。
【００４３】
そして、成膜の開始とともに、搬送手段１３は、決められた搬送速度でトレイ５を進行方向に移動させる。基板４の進行方向の長さをＬ、シャワー電極６間の隙間８の大きさをΔＬ、成膜時間をｔとすると、搬送速度は（Ｌ−ΔＬ）／ｔとされる。基板４の長さは隙間８の大きさよりも大である。また、各列の基板４の間隔の大きさはシャワー電極６間の隙間８の大きさより大とされる。このようにトレイ５の搬送速度は隙間８の大きさに応じて決められ、隙間８が大きいとき、搬送速度は遅くなり、隙間８が小さいとき、搬送速度は速くなる。
【００４４】
成膜時間ｔが経過して、成膜が終了したとき、トレイ５の搬送が停止され、図３（ｂ）、図５に示すように、２つの隙間８の真下にそれぞれ基板４が位置する。隙間８の進行方向上流側の後端と、基板４の進行方向上流側の後端とが合う。この成膜中、トレイ５は、基板４の長さより短い距離（Ｌ−ΔＬ）だけ移動する。隙間８に対向する基板４において、隙間８の真下を通過する時間は、ΔＬ／（Ｌ−ΔＬ）×ｔ以下となる。
【００４５】
シャワー電極６間の隙間８の真下および周辺では、プラズマ放電が他の部分と比べて強くなる。ここで、成膜中にトレイ５を移動させない場合、図６に示すように、シャワー電極６間の隙間８の真下に基板４が存在すると、成膜中、基板４の一部の領域だけが強いプラズマ放電にさらされ続ける。特に、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２とにおいて２回の成膜が行われるとき、第１プラズマチャンバ２１と第２プラズマチャンバ２２は同じ構造であるので、各チャンバ２１，２２において、トレイ５はシャワー電極６に対して同じ位置に停止される。そのため、合計２ｔの時間、基板４の同じ領域が強いプラズマにさらされる。この領域に成膜された薄膜は、基板４の他の領域に比べて厚い膜となる。したがって、１つの基板４において、膜厚のばらつきが生じる。
【００４６】
上記のように、成膜中、トレイ５をゆっくりと進行方向に移動させることにより、横一列の基板４だけが隙間８の真下を移動することになり、強いプラズマ放電にさらされる領域が基板４全体に広がる。しかも、基板４において、隙間８の真下に対向する時間が短くなるので、強いプラズマにさらされる時間も短くなり、形成された膜厚が厚くならず、かつ膜厚のばらつきも小さくなる。
【００４７】
例えば、トレイ５に、基板４として、厚さ２００μｍ、大きさ１５５ｍｍ×１５５ｍｍのシリコンウェハを４８枚載せ、プラズマチャンバ２１，２２内で１５０ｓｅｃの間、成膜を行う。トレイ５は、搬送速度０．９７ｍｍ／ｓｅｃでプラズマチャンバ２１，２２内を移動する。トレイ５を移動させながら成膜を行うと、シャワー電極６間の隙間８の真下に発生するプラズマ放電の影響が低減される。シャワー電極６間の隙間８の真下にある基板４の膜厚の標準偏差が、移動させないときの３．２から２．０に減少した。
【００４８】
トレイ５を搬送させないで成膜した場合のシャワー電極６間の隙間８の真下に対向する領域を除く他の領域の膜厚の標準偏差が１．８であるので、トレイ５を移動させることにより、膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００４９】
したがって、複数のシャワー電極によって、大面積のシャワー電極とすることにより、一度に大量の基板を成膜でき、生産性を高めることができる。しかも、プラズマ処理の均一性を維持でき、基板に対して均一な成膜を行え、製品の歩留まりを高めることができる。さらに、個々のシャワー電極は小型であるので、チャンバでの着脱を容易に行え、メンテナンス性に優れている。
【００５０】
また、成膜中のトレイの移動距離を基板の長さより短くすることにより、進行方向において１つの基板だけがシャワー電極間の隙間の真下を移動する。これにより、複数の基板にまたがって隙間が対向することがなく、隙間の影響を最小限に抑えることができるとともに、トレイの移動距離が大きくならないので、下部電極を大型する必要がなく、チャンバの大型化を防ぐことができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記のプラズマ処理装置は、太陽電池セルの反射防止膜の形成に用いられるが、プラズマチャンバに供給するガスを変えることにより、例えばｐ型半導体膜やｎ型半導体膜を形成できる。さらに、これ以外に液晶パネルや半導体の成膜に使用してもよい。
【００５２】
また、成膜開始時のトレイの位置として、進行方向において、隙間の真下に複数の基板がかからないようにすればよい。このとき、シャワー電極間の隙間の大きさがトレイに載置された基板の間隔の大きさより大の場合、成膜中のトレイの移動距離は基板の長さより小とされる。これにより、進行方向において、成膜中に複数の基板に隙間が対向することを防げる。
【符号の説明】
【００５３】
４ 基板
５ トレイ
６ シャワー電極
７ 下部電極
８ 隙間
１３ 搬送手段
２１ 第１プラズマチャンバ
２２ 第２プラズマチャンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に、多数のガス噴出孔を有するシャワー電極と、下部電極とが対向して配置され、両電極の間で複数の基板を載置したトレイを搬送する搬送手段が設けられ、ガス噴出孔から反応ガスを供給して、シャワー電極と下部電極との間でプラズマを発生させて、基板上に薄膜を形成するプラズマ処理装置であって、複数のシャワー電極が隙間をあけて進行方向に沿って並べられ、搬送手段は、成膜中、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイを進行方向に移動させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
トレイに、複数の基板が進行方向に沿って等間隔に並べられ、搬送手段は、成膜中に１つの基板の長さより短い距離だけトレイを移動させることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
成膜開始時に、シャワー電極間の隙間の真下に基板がくるように、トレイが位置決めされたことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
成膜中の搬送速度は、隙間の大きさと基板の長さと成膜時間とによって決められることを特徴とする請求項２または３記載のプラズマ処理装置。
【請求項１】
チャンバ内に、多数のガス噴出孔を有するシャワー電極と、下部電極とが対向して配置され、両電極の間で複数の基板を載置したトレイを搬送する搬送手段が設けられ、ガス噴出孔から反応ガスを供給して、シャワー電極と下部電極との間でプラズマを発生させて、基板上に薄膜を形成するプラズマ処理装置であって、複数のシャワー電極が隙間をあけて進行方向に沿って並べられ、搬送手段は、成膜中、隙間の大きさに応じた搬送速度でトレイを進行方向に移動させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
トレイに、複数の基板が進行方向に沿って等間隔に並べられ、搬送手段は、成膜中に１つの基板の長さより短い距離だけトレイを移動させることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
成膜開始時に、シャワー電極間の隙間の真下に基板がくるように、トレイが位置決めされたことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
成膜中の搬送速度は、隙間の大きさと基板の長さと成膜時間とによって決められることを特徴とする請求項２または３記載のプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４５４７８（Ｐ２０１０−２４５４７８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５６１７（Ｐ２００９−９５６１７）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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