プラズマ処理装置
【課題】プラズマ中で発生した不要物質を速やかに排気することができ、かつ基板上での処理の均一性が良く、さらに生産性の高いプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】真空容器内に、カソード電極ユニットと、基板保持機構とを備え、カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、カソード電極ユニットは、カソード板６と、カソード板に隣接する第１の排気室７と、該第１の排気室に隣接する給気室８と、給気室に隣接する第２の排気室９とを備え、給気室は、ガス流入口１３を備え、第２の排気室は、ガス排出口１６を備え、カソード板は、カソード板を貫通する複数の給気孔１１および複数の排気孔１２を備え、複数の給気孔と給気室は、第１の排気室を貫通する複数の給気流路１４により連結され、第１の排気室と第２の排気室は、給気室を貫通する複数の排気流路１５により連結される構成を有する。
【解決手段】真空容器内に、カソード電極ユニットと、基板保持機構とを備え、カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、カソード電極ユニットは、カソード板６と、カソード板に隣接する第１の排気室７と、該第１の排気室に隣接する給気室８と、給気室に隣接する第２の排気室９とを備え、給気室は、ガス流入口１３を備え、第２の排気室は、ガス排出口１６を備え、カソード板は、カソード板を貫通する複数の給気孔１１および複数の排気孔１２を備え、複数の給気孔と給気室は、第１の排気室を貫通する複数の給気流路１４により連結され、第１の排気室と第２の排気室は、給気室を貫通する複数の排気流路１５により連結される構成を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ中で発生した不要物質を除去しつつ均一な処理を可能としたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより太陽光発電が注目されてきており、各種の太陽電池が開発、実用化されてきている。中でもシリコン原料の使用量が少なく大量生産に向いている薄膜シリコン型太陽電池は生産規模が拡大されつつある。しかし、薄膜シリコン型太陽電池には光照射により経時的に発電効率が低下する、いわゆる光劣化という問題があり、エネルギー変換効率向上へ向けたさらなる改善が求められている。
【０００３】
薄膜シリコン型太陽電池に用いられる水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜は、シランガス（ＳｉＨ４）を原料としたプラズマＣＶＤ法により成膜されることが多い。シランガスはプラズマ内で分解され、主要成膜種であるＳｉＨ３ラジカルなどが生成し、成膜種が基板に到達することにより薄膜が形成される。ところが、プラズマ内ではＳｉＨ３ラジカルなどの成膜種以外に、高次シラン（ＳｉｍＨｎ、ｍ≧４）やパーティクルといった不要物質も生成される。このような不要物質が膜中に混入することが原因となり光劣化を引き起こすといわれている。このような不要物質が膜中に混入すると、結合手を４個持つシリコン原子１つにつき２つの水素原子および２つのシリコン原子と結合しているシリコン原子の数が増加する。すなわち、いわゆるＳｉ−Ｈ２結合濃度が膜中で増加する。非特許文献１によると、膜中のＳｉ−Ｈ２結合濃度と光劣化の度合いには相関関係があり、光劣化を防ぐためには膜中Ｓｉ−Ｈ２結合濃度を小さくする必要があるとされている。よって、光劣化を防止するためには高次シランやパーティクルといった不要物質を膜中に混入させない工夫が必要である。
【０００４】
図７は従来の一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ装置の概略断面図である。真空容器１の内部にはカソード電極２６と接地電極２７が対向して配置され、真空容器１に接続した真空排気装置１７により容器内を低圧に保つ。カソード電極２６にはシャワーヘッド状の給気孔１１が設けられ、真空容器１内に給気孔１１からシランガスなどの原料ガスを供給した上で、カソード電極２６に接続した電源１９により電力を供給してプラズマ２を発生させる。プラズマ２によって原料ガスを分解することにより発生した成膜種を用いて、接地電極２７上に保持した基板４上に薄膜を形成する。
【０００５】
図７のような一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ装置の場合、接地電極２７上に設置した基板４表面の近傍までプラズマ２が広がって存在する。上述した高次シランやパーティクルといった不要物質は主にプラズマの内部で生成されるため、不要物質が膜中に混入する頻度は高くなってしまう。そのため、発生した不要物質を速やかに排気するための工夫がこれまでになされてきた。
【０００６】
例えば特許文献１では、多孔高周波電極と多孔接地電極を対面配置して多孔高周波電極と多孔接地電極の孔内にプラズマを発生させ、多孔高周波電極と多孔接地電極の孔内に基板側からガスを導通させている。孔内に生じる高速のガス流れによるガス粘性力をラージクラスタと呼ばれる不要物質に働かせることにより、不要物質を除去して高品質なａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成できるとしている。
【０００７】
また、特許文献２では、放電用平行電極の一方の表面にガス導入口およびガス排気口を設けている。基板と反対方向へ排気することにより、プラズマ中における拡散長の短い重い核種をガス流を利用して選択的に排気する作用があるとしている。
【０００８】
特許文献３では、ＲＦ電極またはアース電極のどちらか一方であって基板と対向する側の電極の表面に、内径がデバイ長さ以下の複数のガス排気口を全面にわたって分布させる方法が開示されている。この複数のガス排気口を備える電極の内部にはガス室が形成され、電極表面には前記ガス室からプラズマ空間へガスを放出するための複数のガス吹き出し口が設けられ、隣接するガス吹き出し口の間にプラズマ空間内のガスを排気するためのガス排気口が設けられており、ガス排気口から延びる排気ノズルは電極の表面から裏面まで貫通する構造となっている。このような電極構成により、プラズマ空間内にガスが均等に供給され、また均等に排気されるため、ガス濃度に偏りが生じることなくプラズマ密度を均一にすることができ、表面処理をムラなく行うことができるとしている。
【０００９】
特許文献４では、ガス供給用の複数のガス吐出口を有するガス供給体とガス排気用の複数のガス吸入口を有するガス排気体を備えるプラズマＣＶＤ装置の構成が開示されている。ガス吐出口とガス吸入口は、基板の前面空間に生成されたプラズマ中に材料ガスを供給し、かつ化学反応で生成された不要物質を速やかに排気できるように、互いに近接した位置関係で形成されている。これにより基板の前面空間でガスを速やかに吸引して外部へ排気できるため、プラズマ中にて生じた不要物質が反応容器内に残留する時間を短くでき、不要物質が薄膜に与える悪影響を防止し、薄膜品質を向上できるとしている。
【００１０】
しかしながら、発生した不要物質を速やかに排気しつつ基板上での処理を均一性良くかつ生産性良く実施しようとした場合、次のような問題があった。
まず特許文献１の方法では、ガスの導入は基板側に設置したガス導入パイプに設けたガス導入口から行うものとなっており、ガスの導入は基板の周辺からとなってしまうため、特に大面積基板への処理を考えた場合においてガスを基板面内に均一に導入するのが困難であるという問題がある。
また特許文献２の方法は、複数のガス導入用小穴同士を電極内部のガス通路によって連結する構成である。このガス通路は複数の排ガス用穴を避ける形で敷設する必要があり、排ガス用穴を多数設けようとした場合ガス通路は非常に幅の狭いものとなってしまい、ガス通路の長手方向での圧損が大きくなる。さらにガス通路へのガスの導入は電極の端部からとなるため、電極の端部と中央部とでガスの供給量が均一にならないという問題がある。
【００１１】
特許文献３の方法は、プラズマ空間内のガスを排気するためのガス排気口から延びる排気ノズルが、電極の表面から裏面まで貫通する構造となっている。このため、ガス排気口を電極表面に多数設けようとした場合、電極内部空間のほとんどが排気ノズルで占有されることになり、供給ガスのためのガス室を設けるスペースが確保できなくなってしまうという問題があった。
【００１２】
特許文献４の方法では、電極内部における電極表面側から順に排気用空間、その隣にガス導入空間を備える構成である。ガス導入空間に供給されたガスは複数のパイプ状通路を通って分散状態で電極表面から供給できるとされている。しかし、排気の流れを考えると、ガス吸入口から排気用空間に流れ込んだガスは電極端部方向から真空ポンプなどのガス排気系へ導かれる構造となっており、結果として電極端部からの排気に比べて電極中央部からの排気が弱くなってしまい、排気の流れが電極面内において均一にならないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開ＷＯ２００６／０２２１７９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４２９６号公報
【特許文献３】特開平６−１２４９０６号公報
【特許文献４】特開２０００−１２４７１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】応用物理 第７１巻 第７号(2002)、ｐ．８２３−８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、発生した不要物質を速やかに排気することができ、かつ基板上での処理の均一性が良く、さらに生産性の高いプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、内部を減圧に保持する真空排気装置を備えた真空容器内に、カソード電極ユニットと、該カソード電極ユニットに対向して基板を保持する基板保持機構とを備え、該カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、前記カソード電極ユニットは、カソード板と、該カソード板に隣接する第１の排気室と、該第１の排気室に隣接する給気室と、該給気室に隣接する第２の排気室とを備え、前記給気室は、ガス流入口を備え、前記第２の排気室は、ガス排出口を備え、前記カソード板は、該カソード板を貫通する複数の給気孔および複数の排気孔を備え、前記複数の給気孔と前記給気室は、前記第１の排気室を貫通する複数の給気流路により連結され、前記第１の排気室と前記第２の排気室は、前記給気室を貫通する複数の排気流路により連結される、プラズマ処理装置を提供する。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記給気室のガス流入口を、前記給気室と前記第２の排気室を隔てる隔壁に設けた、プラズマ処理装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記カソード板が、厚さ方向に分割可能である、
プラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下に説明するとおり、プラズマＣＶＤなどのプラズマ処理プロセスにおいて、プラズマ内で発生した処理に不要または処理に悪影響を与える物質を速やかに系外に排出することができ、かつガスの給気および排気の流れを均一にすることにより処理の均一性に優れ、また排気孔密度を高めることにより生産性に優れるプラズマ処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明におけるカソード電極ユニットの概略断面斜視図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の別の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明におけるカソード電極ユニットの別の一例を示す概略断面斜視図である。
【図５】本発明のプラズマ処理装置のさらに別の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明のプラズマ処理装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図７】従来の平行平板型プラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。本発明のプラズマ処理装置は、真空容器１の内部に、プラズマ２を発生させるためのカソード電極ユニット３と、前記カソード電極ユニット３に対向して基板４を保持する基板保持機構５を備える。
【００２２】
図２は、前記カソード電極ユニット３の概略断面斜視図である。前記カソード電極ユニット３は、カソード板６と、カソード板６に隣接して配置される第１の排気室７と、第１の排気室７に隣接して配置される給気室８と、給気室８に隣接して配置される第２の排気室９とを備えている。
前記カソード板６は、カソード電極ユニット３の構成要素の中で最も前記基板４に近い位置に配置され、前記基板４に対して平行に配置される板状の構成物である。前記カソード板６は、成膜空間１０にガスを供給するための複数の給気孔１１を備える。前記給気孔１１は、前記カソード板６及び第１の排気室７を貫通する給気流路１４により給気室８に連通するように形成される。また、前記カソード板６は成膜空間１０からガスを排気するための複数の排気孔１２を備える。排気孔１２は、前記カソード板６を貫通して第１の排気室７に連通するように形成される。給気孔１１の内径は、大きすぎるとプラズマ２が給気孔１１内部に入り込んで給気孔１１内部に膜が形成され詰まってしまい、また小さすぎると十分な量のガスが通過できなかったり給気孔１１の形成にコストがかかりすぎてしまったりするため、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．４ｍｍ以上１．１ｍｍ以下がより好ましい。排気孔１２の内径は、大きすぎるとプラズマ２が第１の排気室７の内部にまで侵入して排気室７の内壁面を汚してしまう恐れがあり、また小さすぎると排気コンダクタンスが小さくなり十分な排気能力が得られなくなってしまうため、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下がより好ましい。カソード板６の厚さは任意のものでよいが、薄すぎると機械的強度が弱く変形する恐れがあり、厚すぎると排気孔１２の長さが長くなり排気コンダクタンスが悪くなる恐れがあるため、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。
前記給気室８は、給気室８内にガスを供給するためのガス流入口１３を備える。ガス流入口１３にはガス供給管２２が接続され、必要なガスが供給される。ガス流入口１３は１箇所であっても良いが、基板４の全面へできる限り均一にガスを供給するという観点から、複数箇所設けることが好ましい。ガス流入口１３から流入したガスは、給気室８内に拡散する。ガスを基板４の前面へ均一に供給するためには、給気室８内での圧力差をできる限り小さくした方が好ましい。そのためには、給気室８の容積はできるだけ大きくした方が好ましいが、大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きなものとなるためメンテナンス性や経済性が悪化する。したがって、給気室８の容積に影響する給気室８の高さは、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下がより好ましい。
前記カソード板６の複数の給気孔１１は、前記第１の排気室７を貫通する複数の給気流路１４により、前記給気室８と連結される。この給気流路１４により、前記給気室８内のガスが前記複数の給気孔１１に送られ、給気孔１１から成膜空間１０にガスが供給される。複数の給気流路１４は、細い中空パイプなどを用いて形成することができる。前記第１の排気室７の容積をできるだけ大きく保つため、用いる中空パイプの外径はできる限り小さいほうが好ましいが、供給するガスが必要量通過するために十分な内径を確保することが好ましい。したがって、給気流路１４として中空パイプを用いる場合、その外径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．７ｍｍ以上１．３ｍｍ以下がより好ましい。
成膜空間１０で使用されたガスおよび成膜空間１０で発生した不要物質は、前記カソード板６の排気孔１２により成膜空間１０から排出される。これらの排出されたガスおよび不要物質は、一旦前記第１の排気室７に入る。第１の排気室７の容積は、小さすぎると複数の排気孔１２からの均一な排気が困難となり、また大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きくなりメンテナンス性や経済性が悪化する。そのため、第１の排気室７の高さは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下がより好ましい。
前記第１の排気室７と前記第２の排気室９とは、前記給気室８を貫通する複数の排気流路１５により連通している。第１の排気室７に流れ込んだガスおよび不要物質は、この排気流路１５を通って第２の排気室９に流れ込む。複数の排気流路１５の断面形状は任意の形状で構わないが、製作の容易さなどを考慮して円筒形であることが好ましい。排気流路１５の個数は、前記カソード板６に設けた排気孔１２と同数でも構わないが、例えば前記排気孔１２を高密度に多数設けた場合、排気流路１５を同数設けようとすると給気室８の容積が十分に確保できない場合が生じることがある。そのような時は、排気流路１５の数を排気孔１２の数よりも少なくすることが好ましい。また、排気流路１５の内径を排気孔１２の内径よりも小さくしてもよい。ただし、排気流路１５の数が少なすぎたり、排気流路１５の内径が小さすぎたりすると、排気のコンダクタンスが小さくなりすぎてしまい排気能力が十分確保できない場合がある。したがって、排気流路１５の内径は排気孔１２の内径の０．５〜１倍、排気流路１５の数は排気孔１２の数の０．５〜１倍であることが好ましい。本発明では、上述したようにカソード板６に排気孔１２を高密度に多数設けることができるため、カソード板６の全面にわたって均一にガスを排気することができ、大面積基板でも均一な成膜が可能となる。また、本発明のカソード電極ユニット３ではカソード板６に設けた排気孔１２の内部にプラズマを入り込ませた状態で成膜することも可能である。排気孔１２の内部に入り込んだプラズマはホローカソード効果によって密度の高いスポット状のプラズマとなる。このときカソード板６に設けた排気孔１２を高密度に多数設けることによって、密度の高いスポット状のプラズマを多数発生させることができるため、高い成膜速度を実現することができ、生産性が向上する。
第２の排気室９の容積は、複数の排気流路１５からガスおよび不要物質を均等に排出するためにできるだけ大きい方が好ましいが、大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きくなりメンテナンス性や経済性が悪化する。そのため、第２の排気室９の高さは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましく、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下がより好ましい。
第２の排気室９に流れ込んだガスおよび不要物質は、第２の排気室９に設けられたガス排出口１６から真空排気装置１７へと送られる。ガス排出口１６は１箇所でも構わないが、特に大面積基板を処理するためのカソード電極ユニット３の場合は、ガスおよび不要物質を均一に成膜空間１０から排出するために、複数のガス排出口１６を分散させて配置することが好ましい。
前記カソード電極ユニット３は、真空容器１とは電気的に絶縁して固定されている。例えば、図１のように絶縁物１８を介して真空容器１に固定するなどすればよい。
【００２３】
前記カソード電極ユニット３には、プラズマ２を発生させるための電力を印加する電源１９が接続される。電源１９としては高周波電源、パルス電源、ＤＣ電源など任意のものを使用してよい。また、高周波電源を用いる場合の周波数も任意に選択して構わないが、ＶＨＦ帯の高周波電源を用いると低電子温度かつ高密度のプラズマを生成しやすいため好ましい。また高周波電源１９の出力にパルス変調や振幅変調などをかけてもよい。
前記基板保持機構５にはヒーターなどの基板加熱機構２０を備えていてもよい。また、カソード電極ユニット３の側面にはカソード電極と１ｍｍ程度の空間を挟んでアースシールド２１を設けることが好ましい。アースシールド２１を設けることにより、カソード電極ユニット３の側面での不要なプラズマ生成を防ぐことができるため、好ましい。
図３は本発明のプラズマ処理装置の別の一例を示す概略断面図である。また、図４は本発明におけるカソード電極ユニットの別の一例を示す概略断面斜視図である。前記給気室８へのガス流入口１３は、図１のように給気室８の側面に設けても構わないが、図３および図４に示すように前記給気室８と前記第２の排気室９とを隔てる隔壁に設けることが、より好ましい。特に１ｍ角以上の大面積基板を処理するためのカソード電極ユニット３の場合、ガス流入口１３が給気室８の側面にしかないと基板４の中央部よりも周辺部でガスの供給量が多くなってしまう場合がある。これに対し、給気室８と前記第２の排気室９との隔壁に、基板４の面内方向に複数のガス流入口１３を分散させて設けると、基板４の面内方向に均一にガスを導入することができるため、好ましい。
本発明においては、前記カソード板６は、厚さ方向に分割可能であることが、メンテナンス性の観点から好ましい。図５はカソード板６を厚さ方向に分割した場合のプラズマ処理装置の断面図である。図５は分割枚数を２枚とした場合の例であるが、分割枚数は２枚以上であれば特に制限されない。前記複数の給気流路１４は、前述の通り細い中空パイプなどで形成することができる。多数の細いパイプなどで前記給気室８と前記カソード板６の給気孔１１を連結しているため、組み立てには手間と時間を要する。一方前記カソード板６は、プラズマ処理を行うことにより汚れてくることがある。特にプラズマＣＶＤを行う場合、カソード板６にも薄膜が付着するため、定期的なカソード板６の清掃や交換が必要となる。この時、カソード板６を分割可能としておけば、カソード板６の取り外しが必要となったとき、カソード板の基板側部分６ａのみを取り外し、カソード板の第１の排気室側部分６ｂをカソード電極ユニット３に残しておくことで、前記複数の給気流路１４の分解や再組み立てが不要となり、メンテナンスの手間や時間を削減できるため、好ましい。
なお、真空容器１には真空排気装置１７とは別の補助真空排気装置２３が接続されていても構わない。
図６は、本発明のプラズマ処理装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。図６のように、前記カソード電極ユニット３と前記基板保持機構５との間に、アノード電極２４を備えていてもよい。アノード電極２４の電位は接地電位にすることが好ましい。またアノード電極２４は、前記カソード板６と平行に近接して配置し、アノード電極２４における前記カソード電極６の排気孔１２に対向する位置に貫通孔２５を設けることが好ましい。このようなアノード電極２４を配置することで、プラズマ２をカソード板６の排気孔１２内に局在させて発生させることができ、基板４へのプラズマダメージを防ぐことができるため、好ましい。前記カソード板６とアノード電極２４との距離は近すぎるとカソード板６とアノード電極２４とが接触して電気的に短絡する恐れがあり、遠すぎるとカソード板６の排気孔１２内にプラズマ２を確実に局在させることができないため、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
次に、上で述べたプラズマ処理装置をプラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン薄膜の形成に適用した場合について説明する。
【００２５】
図１のプラズマ処理装置を用いて、プラズマＣＶＤによりアモルファスシリコン薄膜を作成した。基板４として１００ｍｍ角のガラス基板を用いた。カソード板６は１８５ｍｍ角の大きさとし、厚さ２０ｍｍのものを使用した。カソード板６には直径１０ｍｍの排気孔１２を１６９個格子状に配置した。またカソード板６には直径０．５ｍｍの給気孔１１を７２個格子状に配置した。また、給気室８を貫通する複数の排気流路１５として、内径１０ｍｍの円筒状排気経路を８５本設けた。
原料ガスとしてシランガス３０ｓｃｃｍをガス供給管２２を通じてカソード板６に設けたガス給気孔８から成膜空間１０へ供給し、真空容器１内部の圧力を３０Ｐａに調節した。電源１９として周波数６０ＭＨｚの高周波電源を用いた。カソード電極ユニット３に５０Ｗの電力を供給して、５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜を形成した。この時、基板４の表面に形成された薄膜の膜厚分布は±１０％以内であった。
（実施例２）
図３のプラズマ処理装置を用いて、実施例１と同様にしてアモルファスシリコン薄膜を作成した。実施例１とは給気室８のガス流入口１３が給気室８と第２の排気室９とを隔てる隔壁に設けていることが異なり、他は同一条件でアモルファスシリコン薄膜を形成した。この時、基板４の表面に形成された５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜の膜厚分布は±７％以内であった。
（実施例３）
図５のプラズマ処理装置を用いて、実施例２と同様にしてアモルファスシリコン薄膜を作成した。実施例２とはカソード板６が厚さ方向に分割可能であることが異なる。成膜後、カソード板９の表面への着膜が観察されたが、カソード板９の基板側部分のみを取り外し、清掃後もとに戻すことにより、カソード電極ユニット３の分解が不要でメンテナンス時間を大幅に短縮できることを確認した。
（比較例）
図７に示す従来の平行平板型プラズマ処理装置を用いて、実施例１と同様の条件にてアモルファスシリコン薄膜を作成した。この時、基板４の表面に形成された５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜の膜厚分布は±１５％以内であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、プラズマ処理装置のうちのプラズマＣＶＤ装置に限らず、プラズマエッチング装置やプラズマ表面改質装置などその他のプラズマ処理装置にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００２７】
１ 真空容器
２ プラズマ
３ カソード電極ユニット
４ 基板
５ 基板保持機構
６ カソード板
７ 第１の排気室
８ 給気室
９ 第２の排気室
１０ 成膜空間
１１ 給気孔
１２ 排気孔
１３ ガス流入口
１４ 給気流路
１５ 排気流路
１６ ガス排出口
１７ 真空排気装置
１８ 絶縁物
１９ 電源
２０ 基板加熱機構
２１ アースシールド
２２ ガス供給管
２３ 補助真空排気装置
２４ アノード電極
２５ 貫通孔
２６ カソード電極
２７ 接地電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ中で発生した不要物質を除去しつつ均一な処理を可能としたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより太陽光発電が注目されてきており、各種の太陽電池が開発、実用化されてきている。中でもシリコン原料の使用量が少なく大量生産に向いている薄膜シリコン型太陽電池は生産規模が拡大されつつある。しかし、薄膜シリコン型太陽電池には光照射により経時的に発電効率が低下する、いわゆる光劣化という問題があり、エネルギー変換効率向上へ向けたさらなる改善が求められている。
【０００３】
薄膜シリコン型太陽電池に用いられる水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜は、シランガス（ＳｉＨ４）を原料としたプラズマＣＶＤ法により成膜されることが多い。シランガスはプラズマ内で分解され、主要成膜種であるＳｉＨ３ラジカルなどが生成し、成膜種が基板に到達することにより薄膜が形成される。ところが、プラズマ内ではＳｉＨ３ラジカルなどの成膜種以外に、高次シラン（ＳｉｍＨｎ、ｍ≧４）やパーティクルといった不要物質も生成される。このような不要物質が膜中に混入することが原因となり光劣化を引き起こすといわれている。このような不要物質が膜中に混入すると、結合手を４個持つシリコン原子１つにつき２つの水素原子および２つのシリコン原子と結合しているシリコン原子の数が増加する。すなわち、いわゆるＳｉ−Ｈ２結合濃度が膜中で増加する。非特許文献１によると、膜中のＳｉ−Ｈ２結合濃度と光劣化の度合いには相関関係があり、光劣化を防ぐためには膜中Ｓｉ−Ｈ２結合濃度を小さくする必要があるとされている。よって、光劣化を防止するためには高次シランやパーティクルといった不要物質を膜中に混入させない工夫が必要である。
【０００４】
図７は従来の一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ装置の概略断面図である。真空容器１の内部にはカソード電極２６と接地電極２７が対向して配置され、真空容器１に接続した真空排気装置１７により容器内を低圧に保つ。カソード電極２６にはシャワーヘッド状の給気孔１１が設けられ、真空容器１内に給気孔１１からシランガスなどの原料ガスを供給した上で、カソード電極２６に接続した電源１９により電力を供給してプラズマ２を発生させる。プラズマ２によって原料ガスを分解することにより発生した成膜種を用いて、接地電極２７上に保持した基板４上に薄膜を形成する。
【０００５】
図７のような一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ装置の場合、接地電極２７上に設置した基板４表面の近傍までプラズマ２が広がって存在する。上述した高次シランやパーティクルといった不要物質は主にプラズマの内部で生成されるため、不要物質が膜中に混入する頻度は高くなってしまう。そのため、発生した不要物質を速やかに排気するための工夫がこれまでになされてきた。
【０００６】
例えば特許文献１では、多孔高周波電極と多孔接地電極を対面配置して多孔高周波電極と多孔接地電極の孔内にプラズマを発生させ、多孔高周波電極と多孔接地電極の孔内に基板側からガスを導通させている。孔内に生じる高速のガス流れによるガス粘性力をラージクラスタと呼ばれる不要物質に働かせることにより、不要物質を除去して高品質なａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成できるとしている。
【０００７】
また、特許文献２では、放電用平行電極の一方の表面にガス導入口およびガス排気口を設けている。基板と反対方向へ排気することにより、プラズマ中における拡散長の短い重い核種をガス流を利用して選択的に排気する作用があるとしている。
【０００８】
特許文献３では、ＲＦ電極またはアース電極のどちらか一方であって基板と対向する側の電極の表面に、内径がデバイ長さ以下の複数のガス排気口を全面にわたって分布させる方法が開示されている。この複数のガス排気口を備える電極の内部にはガス室が形成され、電極表面には前記ガス室からプラズマ空間へガスを放出するための複数のガス吹き出し口が設けられ、隣接するガス吹き出し口の間にプラズマ空間内のガスを排気するためのガス排気口が設けられており、ガス排気口から延びる排気ノズルは電極の表面から裏面まで貫通する構造となっている。このような電極構成により、プラズマ空間内にガスが均等に供給され、また均等に排気されるため、ガス濃度に偏りが生じることなくプラズマ密度を均一にすることができ、表面処理をムラなく行うことができるとしている。
【０００９】
特許文献４では、ガス供給用の複数のガス吐出口を有するガス供給体とガス排気用の複数のガス吸入口を有するガス排気体を備えるプラズマＣＶＤ装置の構成が開示されている。ガス吐出口とガス吸入口は、基板の前面空間に生成されたプラズマ中に材料ガスを供給し、かつ化学反応で生成された不要物質を速やかに排気できるように、互いに近接した位置関係で形成されている。これにより基板の前面空間でガスを速やかに吸引して外部へ排気できるため、プラズマ中にて生じた不要物質が反応容器内に残留する時間を短くでき、不要物質が薄膜に与える悪影響を防止し、薄膜品質を向上できるとしている。
【００１０】
しかしながら、発生した不要物質を速やかに排気しつつ基板上での処理を均一性良くかつ生産性良く実施しようとした場合、次のような問題があった。
まず特許文献１の方法では、ガスの導入は基板側に設置したガス導入パイプに設けたガス導入口から行うものとなっており、ガスの導入は基板の周辺からとなってしまうため、特に大面積基板への処理を考えた場合においてガスを基板面内に均一に導入するのが困難であるという問題がある。
また特許文献２の方法は、複数のガス導入用小穴同士を電極内部のガス通路によって連結する構成である。このガス通路は複数の排ガス用穴を避ける形で敷設する必要があり、排ガス用穴を多数設けようとした場合ガス通路は非常に幅の狭いものとなってしまい、ガス通路の長手方向での圧損が大きくなる。さらにガス通路へのガスの導入は電極の端部からとなるため、電極の端部と中央部とでガスの供給量が均一にならないという問題がある。
【００１１】
特許文献３の方法は、プラズマ空間内のガスを排気するためのガス排気口から延びる排気ノズルが、電極の表面から裏面まで貫通する構造となっている。このため、ガス排気口を電極表面に多数設けようとした場合、電極内部空間のほとんどが排気ノズルで占有されることになり、供給ガスのためのガス室を設けるスペースが確保できなくなってしまうという問題があった。
【００１２】
特許文献４の方法では、電極内部における電極表面側から順に排気用空間、その隣にガス導入空間を備える構成である。ガス導入空間に供給されたガスは複数のパイプ状通路を通って分散状態で電極表面から供給できるとされている。しかし、排気の流れを考えると、ガス吸入口から排気用空間に流れ込んだガスは電極端部方向から真空ポンプなどのガス排気系へ導かれる構造となっており、結果として電極端部からの排気に比べて電極中央部からの排気が弱くなってしまい、排気の流れが電極面内において均一にならないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開ＷＯ２００６／０２２１７９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４２９６号公報
【特許文献３】特開平６−１２４９０６号公報
【特許文献４】特開２０００−１２４７１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】応用物理 第７１巻 第７号(2002)、ｐ．８２３−８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、発生した不要物質を速やかに排気することができ、かつ基板上での処理の均一性が良く、さらに生産性の高いプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、内部を減圧に保持する真空排気装置を備えた真空容器内に、カソード電極ユニットと、該カソード電極ユニットに対向して基板を保持する基板保持機構とを備え、該カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、前記カソード電極ユニットは、カソード板と、該カソード板に隣接する第１の排気室と、該第１の排気室に隣接する給気室と、該給気室に隣接する第２の排気室とを備え、前記給気室は、ガス流入口を備え、前記第２の排気室は、ガス排出口を備え、前記カソード板は、該カソード板を貫通する複数の給気孔および複数の排気孔を備え、前記複数の給気孔と前記給気室は、前記第１の排気室を貫通する複数の給気流路により連結され、前記第１の排気室と前記第２の排気室は、前記給気室を貫通する複数の排気流路により連結される、プラズマ処理装置を提供する。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記給気室のガス流入口を、前記給気室と前記第２の排気室を隔てる隔壁に設けた、プラズマ処理装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記カソード板が、厚さ方向に分割可能である、
プラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下に説明するとおり、プラズマＣＶＤなどのプラズマ処理プロセスにおいて、プラズマ内で発生した処理に不要または処理に悪影響を与える物質を速やかに系外に排出することができ、かつガスの給気および排気の流れを均一にすることにより処理の均一性に優れ、また排気孔密度を高めることにより生産性に優れるプラズマ処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明におけるカソード電極ユニットの概略断面斜視図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の別の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明におけるカソード電極ユニットの別の一例を示す概略断面斜視図である。
【図５】本発明のプラズマ処理装置のさらに別の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明のプラズマ処理装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図７】従来の平行平板型プラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。本発明のプラズマ処理装置は、真空容器１の内部に、プラズマ２を発生させるためのカソード電極ユニット３と、前記カソード電極ユニット３に対向して基板４を保持する基板保持機構５を備える。
【００２２】
図２は、前記カソード電極ユニット３の概略断面斜視図である。前記カソード電極ユニット３は、カソード板６と、カソード板６に隣接して配置される第１の排気室７と、第１の排気室７に隣接して配置される給気室８と、給気室８に隣接して配置される第２の排気室９とを備えている。
前記カソード板６は、カソード電極ユニット３の構成要素の中で最も前記基板４に近い位置に配置され、前記基板４に対して平行に配置される板状の構成物である。前記カソード板６は、成膜空間１０にガスを供給するための複数の給気孔１１を備える。前記給気孔１１は、前記カソード板６及び第１の排気室７を貫通する給気流路１４により給気室８に連通するように形成される。また、前記カソード板６は成膜空間１０からガスを排気するための複数の排気孔１２を備える。排気孔１２は、前記カソード板６を貫通して第１の排気室７に連通するように形成される。給気孔１１の内径は、大きすぎるとプラズマ２が給気孔１１内部に入り込んで給気孔１１内部に膜が形成され詰まってしまい、また小さすぎると十分な量のガスが通過できなかったり給気孔１１の形成にコストがかかりすぎてしまったりするため、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．４ｍｍ以上１．１ｍｍ以下がより好ましい。排気孔１２の内径は、大きすぎるとプラズマ２が第１の排気室７の内部にまで侵入して排気室７の内壁面を汚してしまう恐れがあり、また小さすぎると排気コンダクタンスが小さくなり十分な排気能力が得られなくなってしまうため、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下がより好ましい。カソード板６の厚さは任意のものでよいが、薄すぎると機械的強度が弱く変形する恐れがあり、厚すぎると排気孔１２の長さが長くなり排気コンダクタンスが悪くなる恐れがあるため、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。
前記給気室８は、給気室８内にガスを供給するためのガス流入口１３を備える。ガス流入口１３にはガス供給管２２が接続され、必要なガスが供給される。ガス流入口１３は１箇所であっても良いが、基板４の全面へできる限り均一にガスを供給するという観点から、複数箇所設けることが好ましい。ガス流入口１３から流入したガスは、給気室８内に拡散する。ガスを基板４の前面へ均一に供給するためには、給気室８内での圧力差をできる限り小さくした方が好ましい。そのためには、給気室８の容積はできるだけ大きくした方が好ましいが、大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きなものとなるためメンテナンス性や経済性が悪化する。したがって、給気室８の容積に影響する給気室８の高さは、１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下がより好ましい。
前記カソード板６の複数の給気孔１１は、前記第１の排気室７を貫通する複数の給気流路１４により、前記給気室８と連結される。この給気流路１４により、前記給気室８内のガスが前記複数の給気孔１１に送られ、給気孔１１から成膜空間１０にガスが供給される。複数の給気流路１４は、細い中空パイプなどを用いて形成することができる。前記第１の排気室７の容積をできるだけ大きく保つため、用いる中空パイプの外径はできる限り小さいほうが好ましいが、供給するガスが必要量通過するために十分な内径を確保することが好ましい。したがって、給気流路１４として中空パイプを用いる場合、その外径は０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．７ｍｍ以上１．３ｍｍ以下がより好ましい。
成膜空間１０で使用されたガスおよび成膜空間１０で発生した不要物質は、前記カソード板６の排気孔１２により成膜空間１０から排出される。これらの排出されたガスおよび不要物質は、一旦前記第１の排気室７に入る。第１の排気室７の容積は、小さすぎると複数の排気孔１２からの均一な排気が困難となり、また大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きくなりメンテナンス性や経済性が悪化する。そのため、第１の排気室７の高さは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下がより好ましい。
前記第１の排気室７と前記第２の排気室９とは、前記給気室８を貫通する複数の排気流路１５により連通している。第１の排気室７に流れ込んだガスおよび不要物質は、この排気流路１５を通って第２の排気室９に流れ込む。複数の排気流路１５の断面形状は任意の形状で構わないが、製作の容易さなどを考慮して円筒形であることが好ましい。排気流路１５の個数は、前記カソード板６に設けた排気孔１２と同数でも構わないが、例えば前記排気孔１２を高密度に多数設けた場合、排気流路１５を同数設けようとすると給気室８の容積が十分に確保できない場合が生じることがある。そのような時は、排気流路１５の数を排気孔１２の数よりも少なくすることが好ましい。また、排気流路１５の内径を排気孔１２の内径よりも小さくしてもよい。ただし、排気流路１５の数が少なすぎたり、排気流路１５の内径が小さすぎたりすると、排気のコンダクタンスが小さくなりすぎてしまい排気能力が十分確保できない場合がある。したがって、排気流路１５の内径は排気孔１２の内径の０．５〜１倍、排気流路１５の数は排気孔１２の数の０．５〜１倍であることが好ましい。本発明では、上述したようにカソード板６に排気孔１２を高密度に多数設けることができるため、カソード板６の全面にわたって均一にガスを排気することができ、大面積基板でも均一な成膜が可能となる。また、本発明のカソード電極ユニット３ではカソード板６に設けた排気孔１２の内部にプラズマを入り込ませた状態で成膜することも可能である。排気孔１２の内部に入り込んだプラズマはホローカソード効果によって密度の高いスポット状のプラズマとなる。このときカソード板６に設けた排気孔１２を高密度に多数設けることによって、密度の高いスポット状のプラズマを多数発生させることができるため、高い成膜速度を実現することができ、生産性が向上する。
第２の排気室９の容積は、複数の排気流路１５からガスおよび不要物質を均等に排出するためにできるだけ大きい方が好ましいが、大きすぎるとカソード電極ユニット３が大きくなりメンテナンス性や経済性が悪化する。そのため、第２の排気室９の高さは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましく、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下がより好ましい。
第２の排気室９に流れ込んだガスおよび不要物質は、第２の排気室９に設けられたガス排出口１６から真空排気装置１７へと送られる。ガス排出口１６は１箇所でも構わないが、特に大面積基板を処理するためのカソード電極ユニット３の場合は、ガスおよび不要物質を均一に成膜空間１０から排出するために、複数のガス排出口１６を分散させて配置することが好ましい。
前記カソード電極ユニット３は、真空容器１とは電気的に絶縁して固定されている。例えば、図１のように絶縁物１８を介して真空容器１に固定するなどすればよい。
【００２３】
前記カソード電極ユニット３には、プラズマ２を発生させるための電力を印加する電源１９が接続される。電源１９としては高周波電源、パルス電源、ＤＣ電源など任意のものを使用してよい。また、高周波電源を用いる場合の周波数も任意に選択して構わないが、ＶＨＦ帯の高周波電源を用いると低電子温度かつ高密度のプラズマを生成しやすいため好ましい。また高周波電源１９の出力にパルス変調や振幅変調などをかけてもよい。
前記基板保持機構５にはヒーターなどの基板加熱機構２０を備えていてもよい。また、カソード電極ユニット３の側面にはカソード電極と１ｍｍ程度の空間を挟んでアースシールド２１を設けることが好ましい。アースシールド２１を設けることにより、カソード電極ユニット３の側面での不要なプラズマ生成を防ぐことができるため、好ましい。
図３は本発明のプラズマ処理装置の別の一例を示す概略断面図である。また、図４は本発明におけるカソード電極ユニットの別の一例を示す概略断面斜視図である。前記給気室８へのガス流入口１３は、図１のように給気室８の側面に設けても構わないが、図３および図４に示すように前記給気室８と前記第２の排気室９とを隔てる隔壁に設けることが、より好ましい。特に１ｍ角以上の大面積基板を処理するためのカソード電極ユニット３の場合、ガス流入口１３が給気室８の側面にしかないと基板４の中央部よりも周辺部でガスの供給量が多くなってしまう場合がある。これに対し、給気室８と前記第２の排気室９との隔壁に、基板４の面内方向に複数のガス流入口１３を分散させて設けると、基板４の面内方向に均一にガスを導入することができるため、好ましい。
本発明においては、前記カソード板６は、厚さ方向に分割可能であることが、メンテナンス性の観点から好ましい。図５はカソード板６を厚さ方向に分割した場合のプラズマ処理装置の断面図である。図５は分割枚数を２枚とした場合の例であるが、分割枚数は２枚以上であれば特に制限されない。前記複数の給気流路１４は、前述の通り細い中空パイプなどで形成することができる。多数の細いパイプなどで前記給気室８と前記カソード板６の給気孔１１を連結しているため、組み立てには手間と時間を要する。一方前記カソード板６は、プラズマ処理を行うことにより汚れてくることがある。特にプラズマＣＶＤを行う場合、カソード板６にも薄膜が付着するため、定期的なカソード板６の清掃や交換が必要となる。この時、カソード板６を分割可能としておけば、カソード板６の取り外しが必要となったとき、カソード板の基板側部分６ａのみを取り外し、カソード板の第１の排気室側部分６ｂをカソード電極ユニット３に残しておくことで、前記複数の給気流路１４の分解や再組み立てが不要となり、メンテナンスの手間や時間を削減できるため、好ましい。
なお、真空容器１には真空排気装置１７とは別の補助真空排気装置２３が接続されていても構わない。
図６は、本発明のプラズマ処理装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。図６のように、前記カソード電極ユニット３と前記基板保持機構５との間に、アノード電極２４を備えていてもよい。アノード電極２４の電位は接地電位にすることが好ましい。またアノード電極２４は、前記カソード板６と平行に近接して配置し、アノード電極２４における前記カソード電極６の排気孔１２に対向する位置に貫通孔２５を設けることが好ましい。このようなアノード電極２４を配置することで、プラズマ２をカソード板６の排気孔１２内に局在させて発生させることができ、基板４へのプラズマダメージを防ぐことができるため、好ましい。前記カソード板６とアノード電極２４との距離は近すぎるとカソード板６とアノード電極２４とが接触して電気的に短絡する恐れがあり、遠すぎるとカソード板６の排気孔１２内にプラズマ２を確実に局在させることができないため、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
次に、上で述べたプラズマ処理装置をプラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン薄膜の形成に適用した場合について説明する。
【００２５】
図１のプラズマ処理装置を用いて、プラズマＣＶＤによりアモルファスシリコン薄膜を作成した。基板４として１００ｍｍ角のガラス基板を用いた。カソード板６は１８５ｍｍ角の大きさとし、厚さ２０ｍｍのものを使用した。カソード板６には直径１０ｍｍの排気孔１２を１６９個格子状に配置した。またカソード板６には直径０．５ｍｍの給気孔１１を７２個格子状に配置した。また、給気室８を貫通する複数の排気流路１５として、内径１０ｍｍの円筒状排気経路を８５本設けた。
原料ガスとしてシランガス３０ｓｃｃｍをガス供給管２２を通じてカソード板６に設けたガス給気孔８から成膜空間１０へ供給し、真空容器１内部の圧力を３０Ｐａに調節した。電源１９として周波数６０ＭＨｚの高周波電源を用いた。カソード電極ユニット３に５０Ｗの電力を供給して、５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜を形成した。この時、基板４の表面に形成された薄膜の膜厚分布は±１０％以内であった。
（実施例２）
図３のプラズマ処理装置を用いて、実施例１と同様にしてアモルファスシリコン薄膜を作成した。実施例１とは給気室８のガス流入口１３が給気室８と第２の排気室９とを隔てる隔壁に設けていることが異なり、他は同一条件でアモルファスシリコン薄膜を形成した。この時、基板４の表面に形成された５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜の膜厚分布は±７％以内であった。
（実施例３）
図５のプラズマ処理装置を用いて、実施例２と同様にしてアモルファスシリコン薄膜を作成した。実施例２とはカソード板６が厚さ方向に分割可能であることが異なる。成膜後、カソード板９の表面への着膜が観察されたが、カソード板９の基板側部分のみを取り外し、清掃後もとに戻すことにより、カソード電極ユニット３の分解が不要でメンテナンス時間を大幅に短縮できることを確認した。
（比較例）
図７に示す従来の平行平板型プラズマ処理装置を用いて、実施例１と同様の条件にてアモルファスシリコン薄膜を作成した。この時、基板４の表面に形成された５００ｎｍの厚さのアモルファスシリコン薄膜の膜厚分布は±１５％以内であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、プラズマ処理装置のうちのプラズマＣＶＤ装置に限らず、プラズマエッチング装置やプラズマ表面改質装置などその他のプラズマ処理装置にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００２７】
１ 真空容器
２ プラズマ
３ カソード電極ユニット
４ 基板
５ 基板保持機構
６ カソード板
７ 第１の排気室
８ 給気室
９ 第２の排気室
１０ 成膜空間
１１ 給気孔
１２ 排気孔
１３ ガス流入口
１４ 給気流路
１５ 排気流路
１６ ガス排出口
１７ 真空排気装置
１８ 絶縁物
１９ 電源
２０ 基板加熱機構
２１ アースシールド
２２ ガス供給管
２３ 補助真空排気装置
２４ アノード電極
２５ 貫通孔
２６ カソード電極
２７ 接地電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧に保持する真空排気装置を備えた真空容器内に、
カソード電極ユニットと、
該カソード電極ユニットに対向して基板を保持する基板保持機構とを備え、
該カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、
前記カソード電極ユニットは、
カソード板と、
該カソード板に隣接する第１の排気室と、
該第１の排気室に隣接する給気室と、
該給気室に隣接する第２の排気室とを備え、
前記給気室は、ガス流入口を備え、
前記第２の排気室は、ガス排出口を備え、
前記カソード板は、該カソード板を貫通する複数の給気孔および複数の排気孔を備え、
前記複数の給気孔と前記給気室は、前記第１の排気室を貫通する複数の給気流路により連結され、
前記第１の排気室と前記第２の排気室は、前記給気室を貫通する複数の排気流路により連結される、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記給気室のガス流入口を、前記給気室と前記第２の排気室を隔てる隔壁に設けた、
請求項１のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記カソード板が、厚さ方向に分割可能である、
請求項１または２のプラズマ処理装置。
【請求項１】
内部を減圧に保持する真空排気装置を備えた真空容器内に、
カソード電極ユニットと、
該カソード電極ユニットに対向して基板を保持する基板保持機構とを備え、
該カソード電極ユニットに電源が接続されたプラズマ処理装置であって、
前記カソード電極ユニットは、
カソード板と、
該カソード板に隣接する第１の排気室と、
該第１の排気室に隣接する給気室と、
該給気室に隣接する第２の排気室とを備え、
前記給気室は、ガス流入口を備え、
前記第２の排気室は、ガス排出口を備え、
前記カソード板は、該カソード板を貫通する複数の給気孔および複数の排気孔を備え、
前記複数の給気孔と前記給気室は、前記第１の排気室を貫通する複数の給気流路により連結され、
前記第１の排気室と前記第２の排気室は、前記給気室を貫通する複数の排気流路により連結される、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記給気室のガス流入口を、前記給気室と前記第２の排気室を隔てる隔壁に設けた、
請求項１のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記カソード板が、厚さ方向に分割可能である、
請求項１または２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２０１２−２０９４５６（Ｐ２０１２−２０９４５６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４６４１（Ｐ２０１１−７４６４１）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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