CN101542686B - 真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法，可简单地调整制膜特性，而且可抑制各制膜室中制膜特性的差的产生，同时可降低设备成本。其特征在于，具有：多个放电电极(3a～3h)，从电源部(17a)向其两端部(53)供给高频电力，在其与基板(8)之间形成等离子体；和多个匹配器(3at～3ht)，在两端部(53)分别对供给到多个放电电极(3a～3h)上的高频电力的相位和振幅进行调整，多个匹配器(3at～3ht)的阻抗被设定为大致相同的值，阻抗值为使多个放电电极(3a～3h)之中的一个放电电极对电源部(17a)的反射功率大约成为最小的值。

Description

真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法
技术领域
本发明涉及一种真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法，特别涉及用等离子体在基板上进行处理的真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法。 
背景技术
近年来，在相对于具有大面积(例如长1m以上、宽1m以上的大小)的基板而进行硅等物质的制膜时，使用一种等离子体CVD装置，该等离子体CVD装置采用等离子体化学蒸镀(Plasma enhancedChemical Vapor Deposition：PCVD)法。该等离子体CVD装置用于例如非晶太阳能电池、微晶太阳能电池、液晶显示器件用TFT(Thin FilmTransistor)等中使用的由非晶硅、微晶硅、氮化硅等形成的膜的制膜处理等中，有的还具有对附着在基于蚀刻的腔室或放电电极上的膜进行清洁(自清洁)的功能。 
作为上述等离子体CVD装置的放电电极，多采用将棒状的纵电极大致平行排列的放电电极，这种放电电极使用超高频率(30MHz～300MHz)的电源，适合于对具有大面积的基板进行制膜的情况(例如参照专利文献1)。 
专利文献1：日本特开2005-113878号公报 
在上述结构的放电电极中，将多个放电电极排列成与进行制膜处理的基板面大致平行而构成，作为多个各放电电极的馈电点的上下方向的端部与高频电源进行电连接，高频电力从高频电源供给到各放电电极上。 
在各放电电极的馈电点的附近，设有匹配器。匹配器用于对所供给的高频电力的相位进行调整(调谐)，在各匹配器上进行调谐，以使从各放电电极返回高频电源的反射功率成为最小。 
但是，当高频电力的频率包含在从10MHz到几百MHz的范围内时，因为调谐自身变得难以进行，因而存在难以将反射功率调整到最小的问题。 
如果在多个放电电极分别进行调谐来使得反射功率最小化，由于各放电电极因等离子体或其他原因而互相影响，进行调谐前的放电电极和调谐后的放电电极相互干涉，从而存在多个反射功率最小的调整点。 
在这种调整点中，即使在各个放电电极的馈电点上反射功率变小，因为有时供给到各个放电电极上的高频电力的相位不一致，所以有时会在各个放电电极之间产生电干涉。 
此时，如果在将多个放电电极排列组合而构成的放电电极、与在对置电极上设置的基板之间形成等离子体而在该基板上进行制膜，则膜的膜厚分布有时会变差。经多次制膜评价试验表明，由于该膜厚分布变差的匹配器的调整点存在无数个，制出的膜的膜厚分布差，阻碍均匀性和再现性的可能性很高。 
因为没有对供给到多个放电电极上的高频电力的振幅进行计测的方法，所以使供给到各放电电极上的高频电力的振幅一致很困难。因此，已经得知，即使经调谐使得反射功率变为最小，在供给到各放电电极上的高频电力的振幅不均匀时，所形成的等离子体也变得不均匀，制出的膜的膜厚分布差，存在阻碍膜厚分布均匀性和再现性的可能性。 
另一方面，作为在保持反射功率较小的状态的同时，使制出的膜的膜厚分布均匀的方法，可以考虑对应多个放电电极的每个馈电点调整供电电力的相位的方法。但是，在该方法中，当各匹配器的阻抗值不均匀而不一致时，不能使膜厚分布足够均匀化。作为高频供电系统，需要对应每个电源设置相位调整装置，从而存在设备成本增加的问题。 
而且，在具有多个制膜室的等离子体CVD装置等中，因为要对应每个制膜室进行多个放电电极的调谐而实现反射功率的最小化，所以存在因各制膜室的制膜特性、即所制出的膜的膜厚分布对应每个制膜室不同而使得生产管理变得复杂的问题。 
发明内容
本发明正是为解决上述课题而作出的，其目的在于提供一种真空处理装置和使用了真空处理装置的制膜方法，可简单地调整制膜特性，使膜厚分布均匀，而且可抑制各制膜室中制膜特性的差的产生，同时可降低设备成本。 
即，发现了在使与多个放电电极的馈电点连接的各匹配器的阻抗值一致的基础上，进行调谐而使各供电部分的反射波大约成为最小，使得在各馈电点的相位和振幅一致，对于提高膜厚分布的均匀性和再现性极其重要。 
为实现上述目的，本发明提供以下的方案。 
本发明的第一方式提供一种真空处理装置，其中，包括：多个放电电极，从电源部向馈电点供给高频电力，在其与对置电极上设置的基板之间形成等离子体；和多个匹配器，在上述各个馈电点分别对供给到该多个放电电极上的高频电力的相位和振幅进行调整，上述多个匹配器的阻抗值设定为大致相同，上述阻抗值为使上述多个放电电极之中的一个放电电极对上述电源部的反射功率大约成为最小的值。 
根据本发明的第一方式，在多个匹配器之间阻抗值的差消失，或者即使存在，差也变小，在基板上制出的膜的膜厚分布偏差得到抑制。多个匹配器的阻抗值因为能够与在一个放电电极上反射功率大约成为最小的阻抗值一致，所以多个放电电极上的反射功率变小，从而供给到多个放电电极上的高频电力量増大，制膜速度得到提高。 
在此，反射功率大约最小，是指反射波的最小值和调整后的反射值之差为供给电力的20％以下，更优选的是在10％以下，实质上是调整到反射波接近最小值的状况。 
匹配器的阻抗值能够通过例如网络分析器等计量仪器进行计测，所以与分别使高频电力的相位和振幅一致来抑制膜厚分布偏差的方法相比，能容易使多个匹配器的阻抗值一致。因此，能够使各馈电点的相位和振幅一致，从而能够抑制膜厚分布的偏差，得到膜厚分布的均匀性。 
与对应每个电源部配置相位调整机构来调整高频电力的相位的方法相比，不需要另行设置相位调整功能，可降低设备成本。 
在上述发明的第一方式中，上述多个匹配器优选的是具有相位调整部和振幅调整部，所述相位调整部调整供给到上述多个放电电极上的上述高频电力的相位，所述振幅调整部调整上述高频电力的振幅。 
如此一来，多个匹配器的阻抗值就能够通过相位调整部和振幅调整部进行调整，所以多个匹配器间的阻抗值容易设定成大致相同的值。 
本发明的第二方式提供一种使用了真空处理装置的制膜方法，其中，包括以下步骤：反射功率调整步骤，将分别对供给到多个放电电极上的高频电力的相位和振幅进行调整的多个匹配器之中的、调整供 给到一个放电电极上的高频电力的一个匹配器的阻抗设定为：使得上述一个放电电极上的反射功率大约成为最小，该多个放电电极在其与对置电极上设置的基板之间形成等离子体；和设定步骤，将其他匹配器的阻抗设定为与一个匹配器的阻抗大致相同。 
根据本发明的第二方式，在多个匹配器之间阻抗值的差消失，或者即使存在，差也变小，在基板上制出的膜的膜厚分布偏差得到抑制。多个匹配器的阻抗值因为能够与在一个放电电极上反射功率大约成为最小的阻抗值一致，所以多个放电电极上的反射功率变小，从而供给到多个放电电极上的高频电力量増大，制膜速度得到提高。 
匹配器的阻抗值能够通过例如网络分析器等计量仪器进行计测，所以与分别使高频电力的相位和振幅一致来抑制膜厚分布偏差的方法相比，能容易使多个匹配器的阻抗值一致。因此，能够使各馈电点的相位和振幅一致，从而能够抑制膜厚分布的偏差，得到膜厚分布的均匀性。 
与对应每个电源部配置相位调整机构来调整高频电力的相位的方法相比，不需要另行设置相位调整功能，可降低设备成本。 
在上述发明的第二方式中，优选的是如下的构成：在上述设定步骤之后，包括振幅调整步骤，以相同的变化量调整供给到上述多个放电电极上的高频电力的振幅，并选定上述多个放电电极上的反射功率变得更小的点。 
通过如此一来，以相同的变化量来对供给到多个放电电极上的高频电力的振幅进行调整，所以多个匹配器上的阻抗值保持为大致相同，而且相对于多个放电电极的反射功率相比振幅调整前变小。 
与通过分别对供给到多个放电电极上的高频电力的相位进行调整 来使反射功率更小的方法相比，因为多个匹配器上的阻抗值大致相同，所以能够使各馈电点的相位和振幅一致，从而能够抑制在基板上制出的膜的膜厚分布的偏差，得到膜厚分布的均匀性。 
在上述构成中，优选的是在上述设定步骤之后，包括振幅变更步骤，仅对上述多个放电电极之中上述反射功率较大的放电电极变更所供给的高频电力的振幅，并选定上述反射功率较大的放电电极上的反射功率变得更小的点。 
通过如此一来，与使多个匹配器上的阻抗值保持大致相同的方法相比，因为反射功率较大的放电电极上的反射功率变得更小，所以多个放电电极整体上的反射功率变得更小，从而供给到多个放电电极上的高频电力量増大，进一步提高制膜速度。 
根据本发明第一方式所涉及的真空处理装置和第二方式所涉及的使用了真空处理装置的制膜方法，因为多个匹配器之间将阻抗值设定为大致相同的值，所以能够使各馈电点的相位和振幅一致，从而起到如下的效果：可简单地调整制膜特性，使膜厚分布均匀，而且可抑制各制膜室中制膜特性的差的产生或制膜处理之间的制膜特性的差的发生，同时可降低设备成本。 
特别是在通过使用了真空处理装置的制膜方法来制造非晶太阳能电池和微晶太阳能电池时，可在提高发电特性的同时，提高成品率。 
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的薄膜制造装置结构的概略图。 
图2是表示图1的薄膜制造装置结构的一部分的局部透视图。 
图3是说明相对于图1的多个放电电极的电力供给的概略图。 
图4是说明图3的相对于放电电极的电力供给的详图。 
图5是说明图3的匹配器结构的示意图。 
图6是说明匹配器的阻抗值的测定方法的图。 
图7是说明使用用以往的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布的图。 
图8是说明使用用本实施方式的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布的图。 
标号说明 
1薄膜制造装置(真空处理装置) 
3，3a，3b，3c，3d，3e，3f，3g，3h  放电电极 
13at，13bt，13ct，13dt，13et，13ft，13gt，13ht，13ab，13bb，13cb，13db，13eb，13fb，13gb，13hb匹配器 
53，54馈电点(端部) 
17a，17b高频电源(电源部) 
23T第一电容器(相位调整部) 
25M第二电容器(振幅调整部) 
具体实施方式
第一实施方式 
下面，参照图1至图8，说明本发明的第一实施方式。 
图1是表示本实施方式的薄膜制造装置结构的概略图，是从薄膜制造装置的侧面观察的图。 
在本实施方式中，将本发明适用于如下的薄膜制造装置中进行说明：能够以制膜压力高、电极基板间的放电距离窄的高压窄间隙条件作为制膜条件，进行用于非晶太阳能电池、微晶太阳能电池或液晶显示器件用TFT(Thin Film Transistor)等中的由非晶硅、微晶硅、氮化硅等形成的膜的高速制膜处理。 
在薄膜制造装置(真空处理装置)1中，如图1所示，设有：作 为真空容器的制膜室6；作为导电性板的对置电极2；使对置电极2的温度分布均匀化的匀热板5；保持匀热板5和对置电极2的匀热板保持机构11；在其与对置电极2之间产生等离子体的放电电极3；限制膜形成范围的防镀板4；支撑防镀板4的支撑部7；向放电电极3供给高频电力的同轴供电部12a、12b和匹配器13at～13ht、13ab～13hb；对制膜室6内的气体进行排气的高真空排气部31和低真空排气部35；和保持制膜室6的台座37。 
其中，在本图中，省略了关于气体供给的结构。 
制膜室6为真空容器，在其内部，在基板8上进行微晶硅i层等的制膜。制膜室6仅倾斜角度α而保持在台座37上。倾斜的角度α为相对于z方向(铅直方向)在7°～12°的范围内的预定角度。 
通过将制膜室6倾斜保持，使得对置电极2上基板8上的制膜处理面的法线相对于x方向而朝上(z方向)呈角度α。如此使基板8从垂直略微倾斜，可在抑制装置的设置空间増加的同时，利用基板8的自重而更方便地使基板8得到保持，进而能够提高基板8和对置电极2的附着性，从而使基板8的温度分布和电位分布均匀，因而优选。 
对置电极2为非磁性材料的导电性板，具有可保持基板8的保持机构(未图示)。在进行自清洁时，优选的是具有耐氟基性，优选的是使用镍合金、铝或铝合金的板。 
对置电极2成为与放电电极3相对的电极(例如接地侧电极)。对置电极2的一边的面和匀热板5的表面密接，在制膜时，另一边的面和基板8的表面密接。 
匀热板5具有如下的功能：通过使得到了温度控制的热介质在内部循环，或者在内部组装得到了温度控制的加热器，来控制自身的温 度，使整体具有大致均匀的温度，使与之接触的对置电极2的温度均匀化。 
上述热介质为非导电性介质，氢或氦等高导热性气体、氟类惰性液体、惰性油、和纯水等可作为热介质来使用。其中，优选的是使用氟类惰性液体(例如商品名：卡尔登(ガルデン)、F05等)，因为它即使在150℃～250℃的范围内，压力也不会上升，容易控制。 
匀热板保持机构11是如下的部件：在对匀热板5和对置电极2进行保持，使之相对于制膜室6的侧面(图1的右侧的侧面)大致平行，并且对匀热板5、对置电极2和基板8进行保持，使之可靠近、远离放电电极3。 
匀热板保持机构11在制膜时使匀热板5等靠近放电电极3，可使基板8位于距放电电极3例如3mm～10mm的范围内。 
防镀板4被接地，通过抑制等离子体的延伸范围来限制制膜的范围。对于本实施方式，如图1所示，设定成：在制膜室6的内侧，防镀板4的后侧(与基板8相反的一侧)的壁上，不会形成膜。 
支撑部7是从制膜室6的侧面(图1中左侧的侧面)垂直延伸到内侧的构件。支撑部7与防镀板4结合，对防镀板4进行保持，以覆盖放电电极3上与对置电极2相反一侧的空间。与此同时，支撑部7与放电电极3绝缘性地结合，对放电电极3进行保持，使之相对于制膜室6的侧面(图1中左侧的侧面)大致平行。 
高真空排气部31是对经过粗排后的制膜室6内的气体进一步进行排气，使制膜室6内成为高真空的高真空排气用真空泵。阀门32是对高真空排气部31和制膜室6之间的通路进行开关的阀门。 
低真空排气部35是一开始对制膜室6内的气体进行排气，使制膜室6内成为低真空的粗排用真空泵。阀门34对低真空排气部35和制膜室6之间的通路进行开关。 
台座37用于通过在上表面配置的保持部36而对制膜室6进行保持。台座37的内部形成有可配置低真空排气部35的区域。 
图2是表示图1的薄膜制造装置结构的一部分的局部透视图。图3是说明相对于图1的多个放电电极的电力供给的概略图。 
在本实施方式中，适用于一个制膜室6具有8个放电电极3的薄膜制造装置1进行说明，但是，放电电极3的数量可多于8个，也可少于8个，没有特别限定。 
放电电极数量优选的是，在消除在真空中和等离子体生成时的高频波长引起的驻波的影响的前提下，确定各放电电极的宽度，对于等离子体的均匀化而言，优选的是将其配置成：在将多个放电电极排列设置的状态下，略大于基板8的宽度。 
如图2和图3所示，制膜室6中设有8个放电电极3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h(下面表述为放电电极3a～3h)。放电电极3a～3h由两条横电极和多个板状的纵电极组合而构成，该横电极互相大致平行地向X方向延伸，在上下配置，该纵电极在该横电极之间互相大致平行地向Y方向延伸。 
在放电电极3a的馈电点(端部)53侧，设有匹配器13at、高频供电传输路径14a、同轴供电部12a、热介质供给管15a和原料气体配管16a。在馈电点(端部)54侧，设有匹配器13ab、高频供电传输路径14b、同轴供电部12b、热介质供给管15b和原料气体配管16b。 
同样地，相对于各放电电极3b～3h，在馈电点53侧分别设有匹配器13bt～13ht、高频供电传输路径14a、同轴供电部12a、热介质供给管15a和原料气体配管16a。在馈电点54侧分别设有匹配器13bb～13hb、高频供电传输路径14b、同轴供电部12b、热介质供给管15b和原料气体配管16b。 
另外，在图2中，为了便于观察，只表示了匹配器13at、13ab、13ht，省略了其他匹配器的表示。 
在放电电极3a～3h的馈电点53的附近，连接着原料气体配管16a。同样地，在放电电极3a～3h的馈电点54的附近，连接着原料气体配管16b。原料气体从原料气体配管16a、16b供给到放电电极3a～3h，放电电极3a～3h将该原料气体向对置电极2侧(图2中的右侧)大致均匀地放出。 
在放电电极3a～3h的馈电点53上，如图3所示，从高频电源(电源部)17a供给高频电力，在馈电点54上，从高频电源(电源部)17b供给高频电力。 
如图1所示，在与电极3a～3h平行的位置上，配置放置基板8的对置(接地)电极2，在电极3a～3h和对置(接地)电极2之间，经高频电力的供电而生成等离子体。 
具体地讲，通过从高频电源17a到分配器19a、高频供电传输路径14a、匹配器13at～13ht、同轴供电部12a的顺序，高频电力分别供给到放电电极3a～3h的馈电点53上。同样地，通过从高频电源17b到分配器19b、高频供电传输路径14b、匹配器13ab～13hb、同轴供电部12b的顺序，高频电力分别供给到放电电极3a～3h的馈电点54上。 
图4是说明图3的相对于放电电极的电力供给的详图。 
如图4所示，同轴供电部12a和同轴供电部12b由环形电路20进行电连接。作为构成环形电路20的部件，可列举例如同轴电缆等，但是不限定于此。 
放电电极3a～3h通过多个短路棒21和接地棒22与防镀板4进行电连接，防镀板4被接地。 
对置电极2与放电电极3a～3h相对而设置，对置电极2被接地。 
图5是说明图3的匹配器结构的示意图。 
匹配器13at～13ht、13ab～13hb用于对输出侧的阻抗进行匹配。如图5所示，匹配器13at～13ht、13ab～13hb上设有：调整高频电力的频率的第一电容器(相位调整部)23T和线圈24；和调整高频电力的振幅的第二电容器(振幅调整部)25M。 
第一电容器23T和第二电容器25M均为可变容量电容器，通过调整第一电容器23T的容量Ct和第二电容器25M的容量Cm，可调整匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值。 
第一电容器23T和线圈24串联配置于高频供电传输路径14a和同轴供电部12a之间，或高频供电传输路径14b和同轴供电部12b之间。第二电容器25M的一边的端部与高频供电传输路径14a或高频供电传输路径14b进行电连接，另一边的端部通过匹配器13at～13ht、13ab～13hb的框体而接地。 
如图2所示，热介质从热介质供给装置(未图示)通过热介质供给管15b而供给到匹配器13ab～13hb。所供给的热介质通过同轴供电部12b供给到放电电极3a～3h。然后，热介质从放电电极3a～3h通过 同轴供电部12a而流入到匹配器13at～13ht，并从匹配器13at～13ht通过热介质供给管15a向热介质供给装置(未图示)送出。 
如上所述，热介质优选的是从下侧的匹配器13ab～13hb向上侧的匹配器13at～13ht流动。因为如此流动不会出现滞留的地方或未到达的地方，从而能够使热介质遍布放电电极3内。 
如图3所示，同轴供电部12a、12b用于将从匹配器13at～13ht、13ab～13hb供给的高频电力供给给放电电极3。同轴供电部12a、12b将其一边与放电电极3a～3h进行电连接，另一边与匹配器13at～13ht、13ab～13hb进行电连接。 
高频电源17a、17b用于供给高频电力、例如VHF(Very HighFrequency：30MHz～300MHz)频带的电力、更优选的是具有40MHz～100MHz左右频率的电力。高频电源17a、17b构成为：所供给的高频电力的频率可变动，例如，在60MHz的高频电源中，可使频率从58.5MHz到59.9MHz、或者从60.1MHz到61.5MHz地变动。 
接下来，对由上述结构所形成的薄膜制造装置1的调整方法进行说明。 
首先，选择多个放电电极3a～3h之中的一个放电电极，例如放电电极3a，关于放电电极3a，确定反射功率大致为最小的匹配器13at、13ab的阻抗值Z0(Z0＝R0+jX0)(反射功率调整步骤)。 
在此，将被选择的放电电极所涉及的匹配器表述为代表匹配器。 
反射功率大致最小，是指反射波的最小值和调整后的反射值之差为供给电力的20％以下，更优选的是在10％以下，实质上是将反射波调整到接近最小值的状况。 
另外，如上所述，可以选择任意的放电电极所涉及的匹配器作为代表匹配器，也可以从除了两端的放电电极3a、3h以外的放电电极3b～3g中选择任意的放电电极，并将所选择的放电电极所涉及的匹配器选作代表匹配器，没有特别限定。 
图6是说明匹配器的阻抗值的测定方法的图。 
具体地讲，调整代表匹配器13at、13ab的第一电容器23T的容量Ct和第二电容器25M的容量Cm，使与放电电极3a有关的反射功率最小，该代表匹配器13at、13ab对供给到放电电极3a上的高频电力的频率和振幅进行调整。 
然后，测定代表匹配器13at、13ab的阻抗值Z0。具体地讲，如图6所示，将代表匹配器13at、13ab和放电电极3a分开，连接网络分析器26，将高频电源17a、17b分开，连接电阻27。作为电阻27的值，可列举例如50Ω左右的值。 
然后，使剩下的匹配器13bt～13ht、13bb～13hb的阻抗值Z与上述的值Z0一致(设定步骤)。 
具体地讲，在如上所述用网络分析器26测定匹配器13bt～13ht、13bb～13hb的阻抗值Z的同时，通过调整容量Ct和容量Cm的值，使匹配器13bt～13ht、13bb～13hb的阻抗值与Z0一致。 
接下来，对使用用上述的调整方法进行了调整的薄膜制造装置1制出的膜的膜厚分布进行说明。 
在此，对微晶i层的制膜的情况进行说明。其中，进行评价时与制膜中使用的材料、制膜的有关的条件设定为以下说明的条件。 
基板电极间距离被设定为10mm以下的预定值，作为材料气体的H2和SiH4之比被设定为 
Figure G2008800005722D00151
而且，制膜压力被设定为1000Pa～2000Pa之间的预定值，基板温度被设定为大约200℃。 
另外，关于该制膜条件，使用了公知的材料和条件等，没有特别的限定。 
图7是说明使用用以往的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布的图。图8是说明使用用本实施方式的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布的图。 
在图7和图8中，表示了对多个放电电极供给的合计电力均为24kW时的膜厚分布，可知，图7所示的膜厚分布比图8所示的膜厚分布偏差大(灰色的部分多)。具体地讲，如以下的表所示，与图7有关的膜厚分布(以往)为±25.7％，与图8有关的膜厚分布(本实施方式)为±13.7％。 
另外，在表中上段的“以往的等离子体调整方法”中记述的是使用用以往的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布和制膜速度，在下段的“新等离子体调整方法”中记述的是使用用本实施方式的调整方法进行了调整的薄膜制造装置制出的膜的膜厚分布和制膜速度。 
表1 
Figure G2008800005722D00152
其中，关于制膜速度，以往为2.15nm/s，本实施方式为2.13nm/s，大致相同。在本实施方式中，当对多个放电电极供给的合计电力为28kW时，膜厚分布为±17.2％，制膜速度为2.57nm/s，在抑制了膜厚分布的偏差的同时，提高了制膜速度。 
上述匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗调整，在组装薄膜制造装置1和进行上升调整时进行。也可以在进行薄膜制造装置1的维护时进行阻抗调整，例如，在进行伴随放电电极3a～3h的更换等的维护时进行阻抗调整。 
根据上述的调整方法，在匹配器13at～13ht、13ab～13hb之间，阻抗值Z的差消失，或者即使存在，差也变小。因为通过事先使与放电电极3a～3h连接的各匹配器的阻抗一致，可以使在基板8上制膜时的各调谐调整点几乎一致，使各放电电极的各馈电点上的相位和振幅同时一致，所以能够抑制在各放电电极间产生电位差，从而抑制各放电电极相互的电干涉。 
由于因电干涉而紊乱(劣化)的膜厚分布消失，所以能够抑制在基板8上形成的膜厚分布的偏差，改善膜厚分布。因此，即使是具有多个制膜室6的薄膜制造装置1的情况下，也能够抑制各制膜室6的膜厚分布的偏差，即制膜特性的差的产生。 
因为多个制膜处理期间的各调谐调整点在大致相同的状态下几乎一致，所以同样地在基板8上形成的膜厚分布稳定。从而，可提高制膜处理期间的再现性，提高成品率。 
匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值Z，因为可使之与选定为代表的放电电极3a中反射功率变小的阻抗值Z0一致，所以能够使多个放电电极3a～3h整体的反射功率大约成为最小或减小。即，因为和 放电电极3a有关的反射功率大致相同地，与其他放电电极3b～3h有关的反射功率都变得更小，所以多个放电电极3a～3h整体的反射功率大约成为最小。从而，高频电力得以有效地供给到放电电极3a～3h整体上而有助于等离子体的发生，所以能够提高制膜速度。 
匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值Z，因为能够通过网络分析器26进行计测，所以与分别使高频电力的相位和振幅一致来抑制膜厚分布偏差的方法相比，容易使匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值Z一致，因此能够简单地调整制膜特性，使膜厚分布均匀。即，能够通过简单地使阻抗值Z一致，抑制膜厚分布的偏差。 
与对应每个高频电源配置相位调整机构来调整高频电力的相位的方法相比，不需要另行设置相位调整功能就能够降低设备成本。 
因为匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值Z可通过第一电容器23T和第二电容器25M进行调整，所以匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值Z可简单地设定成大致相同的值Z0。 
第二实施方式 
接下来，说明本发明的第二实施方式。 
本实施方式的薄膜制造装置的基本结构和第一实施方式相同，但是，匹配器的阻抗调整方法和第一实施方式不同。因而，在本实施方式中，仅对匹配器的阻抗调整方法进行说明，省略其他的结构要素等的说明。 
另外，对于和第一实施方式相同的结构要素，赋予相同的标号，并省略其说明。 
对本实施方式的薄膜制造装置1的调整方法进行说明。 
首先，预定的放电电极的选择(在此，适用于选择了放电电极3b的情况而进行说明)；代表匹配器13bt、13bb的阻抗值Z0的确定；直到使全部匹配器13at、13ct～13ht、13ab、13cb～13hb的阻抗值与Z0一致的步骤都和第一实施方式相同，所以省略其说明。 
然后，以相同的变化量同时调整全部匹配器13at、13ct～13ht、13ab、13cb～13hb的第二电容器25M的容量Cm，与放电电极3a～3h有关的反射功率设定成大约成为最小的值(振幅调整步骤)。 
根据上述的结构，因为以相同的变化量同时调整供给到多个放电电极3a～3h上的高频电力的振幅，所以多个匹配器13at～13ht、13ab～13hb中的阻抗值可保持为大致相同，而且能够使相对于多个放电电极3a～3h的反射功率大约成为最小。 
与通过分别调整供给到多个放电电极3a～3h上的高频电力的相位来使反射功率变得更小的方法相比，因为多个匹配器13at～13ht、13ab～13hb中的阻抗值大致相同，所以能够抑制在基板8上形成的膜厚分布的偏差。 
另外，如上所述，在使各匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗一致时，可以一边用网络分析器26测定阻抗值，一边调整第一电容器23T的容量Ct和第二电容器25M的容量Cm而使阻抗值一致，也可以事先调整各匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值与第一电容器23T的容量Ct和第二电容器25M的容量Cm之间的关系，使全部匹配器13at～13ht、13ab～13hb成为相同，而不使用网络分析器26，仅靠第一电容器23T的容量Ct和第二电容器25M的容量Cm的调整来使阻抗值一致。 
通过形成为该结构，可减少使各匹配器13at～13ht、13ab～13hb 的阻抗一致所需要的时间和工数。 
第三实施方式 
接下来，说明本发明的第三实施方式。 
本实施方式的薄膜制造装置的基本结构和第一实施方式相同，但是，匹配器的阻抗调整方法和第一实施方式不同。因而，在本实施方式中，仅对匹配器的阻抗调整方法进行说明，省略其他的结构要素等的说明。 
另外，对于和第一实施方式相同的结构要素，赋予相同的标号，并省略其说明。 
对本实施方式的薄膜制造装置1的调整方法进行说明。 
首先，预定的放电电极的选择(在此，适用于选择了放电电极3b的情况而进行说明)；代表匹配器13bt、13bb的阻抗值Z0的确定；直到使整体匹配器13at～13ht、13ab～13hb的阻抗值与Z0一致的步骤都和第一实施方式相同，所以省略其说明。 
然后，对放电电极3a～3h之中反射功率大的放电电极，调整匹配器的第二电容器25M的容量Cm，反射功率设定为大约成为最小的值(振幅变更步骤)。 
根据上述的结构，与使全部匹配器13at～13ht、13ab～13hb中的阻抗值保持为大致相同的方法相比，因为反射功率较大的放电电极上的反射功率变得更小，所以放电电极3a～3h整体的反射功率变得更小，成为大约最小。 
本发明中的多个放电电极是以组合了多个纵电极的结构说明了实 施方式，但是放电电极的结构不限定于此。毋庸置疑，也可适用于如下的结构：例如，为分割成多个的平行平板型放电电极，通过各匹配器对该平行平板型放电电极的各馈电点供给电力。 

Claims (5)

1.一种真空处理装置，其中，包括：
多个放电电极，从电源部向馈电点供给高频电力，在其与对置电极上设置的基板之间形成等离子体；和
多个匹配器，在所述各个馈电点分别对供给到该多个放电电极上的高频电力的相位和振幅进行调整，
所述多个匹配器的阻抗值被设定为大致相同，
所述阻抗值为使所述多个放电电极之中的一个放电电极对所述电源部的反射功率大约成为最小的值。
2.根据权利要求1所述的真空处理装置，其中，所述多个匹配器具有相位调整部和振幅调整部，所述相位调整部调整供给到所述多个放电电极上的所述高频电力的相位，所述振幅调整部调整所述高频电力的振幅。
3.一种使用了真空处理装置的制膜方法，其中，包括以下步骤：
反射功率调整步骤，将分别对供给到多个放电电极上的高频电力的相位和振幅进行调整的多个匹配器之中的、调整供给到一个放电电极上的高频电力的一个匹配器的阻抗设定为：使得所述一个放电电极上的反射功率大约成为最小，所述多个放电电极在与其对置电极上设置的基板之间形成等离子体；和
设定步骤，将其他匹配器的阻抗设定为与一个匹配器的阻抗大致相同。
4.根据权利要求3所述的使用了真空处理装置的制膜方法，其中，在所述设定步骤之后，包括：
振幅调整步骤，以相同的变化量调整供给到所述多个放电电极上的高频电力的振幅，并选定所述多个放电电极上的反射功率变得更小的点。
5.根据权利要求4所述的使用了真空处理装置的制膜方法，其中，
在所述设定步骤之后，包括：
振幅变更步骤，仅对所述多个放电电极之中所述反射功率较大的放电电极变更所供给的高频电力的振幅，并选定所述反射功率较大的放电电极上的反射功率变得更小的点。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4929270B2 (ja) * 2008-11-17 2012-05-09 三菱重工業株式会社 真空処理装置
JP2010135694A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 真空処理装置
JP5419666B2 (ja) * 2009-06-12 2014-02-19 三菱重工業株式会社 基板処理装置
WO2011094311A2 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 Applied Materials, Inc. Balancing rf bridge assembly
US9111727B2 (en) 2011-09-30 2015-08-18 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources
US9396955B2 (en) 2011-09-30 2016-07-19 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave resonator processing systems
US8808496B2 (en) 2011-09-30 2014-08-19 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave processing systems
US9728416B2 (en) 2011-09-30 2017-08-08 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources
US10319872B2 (en) * 2012-05-10 2019-06-11 International Business Machines Corporation Cost-efficient high power PECVD deposition for solar cells
US10580623B2 (en) * 2013-11-19 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Plasma processing using multiple radio frequency power feeds for improved uniformity
US20240153743A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-09 Applied Materials, Inc. Fleetwide impedance tuning performance optimization

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5810963A (en) * 1995-09-28 1998-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma processing apparatus and method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5889252A (en) * 1996-12-19 1999-03-30 Lam Research Corporation Method of and apparatus for independently controlling electric parameters of an impedance matching network
GB9714142D0 (en) * 1997-07-05 1997-09-10 Surface Tech Sys Ltd An arrangement for the feeding of RF power to one or more antennae
JP3276346B2 (ja) * 1999-06-17 2002-04-22 三菱重工業株式会社 放電電極、高周波プラズマ発生装置、給電方法および半導体製造方法
US20030079983A1 (en) * 2000-02-25 2003-05-01 Maolin Long Multi-zone RF electrode for field/plasma uniformity control in capacitive plasma sources
AU2001245938A1 (en) * 2000-03-28 2001-10-08 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling power delivered to a multiple segment electrode
US6642661B2 (en) * 2001-08-28 2003-11-04 Tokyo Electron Limited Method to affect spatial distribution of harmonic generation in a capacitive discharge reactor
JP2005085917A (ja) * 2003-09-08 2005-03-31 Sharp Corp プラズマプロセス装置
JP2005113878A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Sanyo Electric Co Ltd ロータリーコンプレッサ
JP4264321B2 (ja) * 2003-10-03 2009-05-13 三菱重工業株式会社 プラズマ化学蒸着装置、プラズマ発生方法、プラズマ化学蒸着方法
JP4088616B2 (ja) * 2004-08-30 2008-05-21 三菱重工業株式会社 プラズマｃｖｄ装置、基板処理システム、及び製膜・セルフクリーニング方法
JP4576217B2 (ja) * 2004-11-30 2010-11-04 三菱重工業株式会社 製膜装置及び製膜装置のメンテナンス方法
JP2006278862A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ加工装置
JP4694249B2 (ja) 2005-04-20 2011-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置及び試料の真空処理方法
WO2007010851A1 (ja) 2005-07-21 2007-01-25 Nabtesco Corporation 真空システム及びその運転方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5810963A (en) * 1995-09-28 1998-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma processing apparatus and method

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