CN102498546A

CN102498546A - 成膜装置

Info

Publication number: CN102498546A
Application number: CN2010800411155A
Authority: CN
Inventors: 沢田郁夫; 康松润; 松隈正明; 河西繁; 森嶋雅人
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-06-13
Also published as: JP2011086912A; KR101361955B1; JP5648349B2; WO2011033927A1; EP2479780A4; US20120247390A1; KR20120062896A; EP2479780A1

Abstract

本发明涉及成膜装置。在密封的处理容器(10)内使反应气体反应而在基板(S)上形成薄膜的成膜装置(1a)中，分隔壁(41)将基板(S)的上方空间在横向分割为等离子体生成空间(401)与排气空间(402)，并且从处理容器(10)的顶部向下方延伸，在其下端与基板S之间形成从等离子体生成空间(401)向排气空间(402)流动气体的缝隙。活化机构(42，43)使供给至等离子体生成空间(401)的第1反应气体活化而生成等离子体。第2反应气体供给部(411，412)向等离子体生成空间(401)的下部侧供给与第1反应气体的活性种反应而在基板上形成薄膜的第2输送气体，真空排气口(23)从比分隔壁(41)的下端高的位置对排气空间(402)进行排气。

Description

成膜装置

技术领域

本发明涉及在用于太阳能电池等的大面积基板上形成硅等的薄膜的技术。

背景技术

薄膜硅太阳能电池与本体型的结晶硅太阳能电池比较，硅的消耗量少，大面积化比较容易，而且，制造成本也低，所以近年来积极研究。例如串联型的薄膜硅太阳能电池(以下，单称为太阳能电池)通过在微结晶硅膜的上表面层叠非晶硅膜，在各层吸收不同的波段的光而提高光能的转换效率。

在大面积基板上形成非晶硅膜(a-Si膜)、微结晶硅膜(μc-Si膜)的情况下，例如采用在真空环境下，使甲硅烷(SH₄)气体与氢(H₂)气体反应而使得在基板上堆积硅的CVD(Chemical Vapor Deposition)法等。例如通过调节SH₄气体与H₂气体的分压比等，能够分开制作a-Si膜与μc-Si膜。

太阳能电池的制造工序中，采用施加高频电力或微波等来使SH₄、H₂等离子体化，使生成的活性种反应而得到a-Si膜、μc-Si膜的等离子CVD法等比较低温的工艺，以能够对耐热性低的玻璃基板等成膜。已知在等离子CVD法中，由SH₄、H₂生成各种的活性种，但使a-Si膜、μc-Si膜生长的主导的活性种为SiH₃。

另一方面，例如Si、SiH或SiH₂这样的SiH₃以外的活性种成为持悬挂键的状态下，混入膜中，是导致膜质降低缺陷的原因。而且，这些活性种聚合，生成Si_nH_2n+2(n＝2，3，4...)这样的高级硅烷，这些混入膜中，或该高级硅烷再生长，以微粒子化的状态混入的情况，都成为Si膜缺陷的主要因素。

针对这样的问题，例如日本特开2004-289026号公报(段落0012～0014、段落0018～0019、图1)记载了向基板表面供给在已叙述的SiH₄、H₂加入SiF₄的气体，利用从波导管供给的微波，使该气体等离子体化的CVD法。该CVD法中，能够从上述气体产生负离子(F-)与正离子(H+、H₃+、SiH₃+)，利用这些离子相互反应而在基板的表面附近产生的反应热，来形成膜质好的μc-Si膜。此时施加微波，从而在基板表面形成具有负电荷的鞘层(电荷层)，所以负离子(F-)未到达成膜过程中的基板。该技术中，利用正离子与负离子结合时的反应热来进行成膜，所以能够作为比较低温的工艺。另一方面，太阳能电池的基板正向大型化发展，正处于例如在基板的中央附近供给的气体到达基板的周缘部为止的气体的滞留时间变长的趋势。

即使在基板是大型，在基板的中央附近供给的气体到达基板的周缘部为止的气体的滞留时间长的情况下，例如使得在供给新鲜气体之后的区域进行按照设计的反应，可能也能够形成良好的膜质的Si膜。然而由于使用微波等离子体化的气体生成各种的活性种，所以如果基板上的气体的滞留时间变长，则这种活性种逐渐地反应，生成已叙述的高级硅烷、微粒子等，这些混入膜中，有可能使Si膜的膜质降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种即使是大面积的基板也能够形成优质的膜的成膜装置。

根据本发明，提供一种在密封的处理容器内，使多种反应气体反应而在基板上形成薄膜的成膜装置，其具备：

载置台，其设置在上述处理容器内，用于载置基板；

分隔壁，其以从上述处理容器的顶部向下方延伸，将载置于上述载置台的基板的上方空间在横向分割为等离子体生成空间与排气空间的方式设置，其下端与上述载置台上的基板之间形成用于从上述等离子体生成空间向排气空间流动气体的缝隙；

第1反应气体供给部，其用于向上述等离子体生成空间供给第1反应气体；

活化机构，其用于使供给至上述等离子体生成空间的第1反应气体活化，而生成等离子体；

第2反应气体供给部，其用于向上述等离子体生成空间内的下部侧或者比该等离子体生成空间更靠下方侧，供给与第1反应气体的活性种反应而在基板上形成薄膜的第2反应气体；以及

真空排气口，其用于对上述排气空间进行排气。

在本发明的成膜装置中，能够采用上述真空排气口形成在比上述分隔壁的下端高的位置的构成。

本发明的成膜装置中，上述活化机构可以具有：阳极以及阴极，其构成用于在等离子体生成空间生成电容耦合等离子体的平行电极；高频电源部，其向上述阳极以及上述阴极间施加高频电力。另外，上述活化机构也可以具有天线，该天线为了生成感应耦合等离子体或者微波等离子体而被设置在上述等离子体生成空间的上方。

并且，本发明的成膜装置中，也可以构成为具有多个上述分隔壁，这些多个分隔壁相互平行地设置，通过这些多个分隔壁，交替地配置多个等离子体生成空间以及多个排气空间。在这种情况下，可以采用上述分隔壁在横向直线状地延伸的构成。

在具有通过上述多个分隔壁交替地配置多个等离子体生成空间以及多个排气空间的构成的情况下，上述活化机构也可以具有被设置在夹着上述各等离子体生成空间而相互对置的分隔壁的一方以及另一方，构成用于生成电容耦合等离子体的平行电极的阳极以及阴极、向上述阳极以及上述阴极间施加高频电力的高频电源部。

另外，同样地，在具有通过上述多个分隔壁交替地配置多个等离子体生成空间以及多个排气空间的构成的情况下，上述活化机构具有：多个电极，其被设置在上述多个分隔壁的每一个上，且被设置在相互对置的分隔壁上的电极彼此构成用于在等离子体生成空间生成电容耦合等离子体的平行电极的一对电极；高频电源部，其向上述一对电极间施加高频电力；连接切换部，其以上述等离子体生成空间与排气空间的位置以预先设定的时间间隔对调的方式，切换构成上述平行电极的电极与高频电源部的电源端子的连接。在这种情况下，还具备气体供给切换部，其以将上述第1反应气体以及第2反应气体提供给上述等离子体空间而不提供给上述排气空间的方式，与上述连接切换部的切换动作同步地切换气体的供给。

而且，本发明的成膜装置中，上述分隔壁以包围等离子体生成空间的方式形成为筒状，并且该筒状的分隔壁呈岛状地设置有多个，上述活化机构也可以构成为具有为了生成感应耦合等离子体或者微波等离子体而设置在上述等离子体生成空间的每一个的上方的天线。

而且，本发明的成膜装置中，可以采用上述真空排气口形成在处理容器的侧壁的构成。另外，作为第1反应气体，可以使用氢气，作为第2反应气体，可以使用硅化合物气体。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的外观构成的立体图。

图3A是表示设置在图1的成膜装置内的载置台的一个例子的、载置基板之前的状态的俯视图。

图3B是表示设置在图1的成膜装置内的载置台的一个例子的、利用搬运臂载置了基板的状态的俯视图。

图3C是表示设置在图1的成膜装置内的载置台的其他的例子的、利用搬运臂载置了基板的状态的俯视图。

图4是表示本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的内部构成的局部剖切立体图。

图5是表示设置在本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置内的分隔壁的构成的局部剖切立体图。

图6是表示设置在本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置内的等离子体生成空间以及排气空间的配置状态的示意图。

图7是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的作用的纵剖侧视图。

图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。

图9是表示本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置的横剖俯视图。

图10是表示本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置的内部构成的立体图。

图11是表示本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置的变形例的示意图。

图12是表示本发明的第3实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。

图13是表示本发明的第3实施方式所涉及的成膜装置的内部构成的局部剖切立体图。

图14是表示设置在本发明的第3实施方式所涉及的成膜装置内的分隔壁的构成的局部剖切立体图。

图15是表示设置在本发明的第3实施方式所涉及的成膜装置的微波天线单元的构成的纵剖侧视图。

图16是用于说明本发明的第3实施方式所涉及的成膜装置的作用的纵剖侧视图。

图17是表示本发明的第4实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。

图18是表示本发明的第4实施方式所涉及的成膜装置的内部构成的局部剖切立体图。

图19是表示设置在本发明的第4实施方式所涉及的成膜装置内的分隔壁的构成的局部剖切立体图。

图20是用于说明本发明的第4实施方式所涉及的成膜装置的作用的纵剖侧视图。

图21是表示本发明的第5实施方式所涉及的成膜装置的局部剖切立体图。

图22是表示本发明的第5实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。

图23A是用于说明本发明的第5实施方式所涉及的成膜装置的作用的纵剖侧视图。

图23B是用于说明上述第5实施方式所涉及的成膜装置的作用的纵剖侧视图。

图24是表示本发明的第5实施方式所涉及的成膜装置的变形例的纵剖侧视图。

图25是表示本发明的第5实施方式所涉及的成膜装置的其他的变形例的纵剖侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的几个实施方式进行说明。

<第1实施方式>

第1实施方式的成膜装置作为活化机构具备平行电极，利用电容耦合等离子体使H₂活化而与SH₄反应，进行薄膜μc-Si膜的成膜。

首先，参照图1～6，对第1实施方式的成膜装置的装置构成进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的成膜装置的纵剖侧视图，图2是表示其外观构成的立体图。

如图1所示，本实施方式所涉及的成膜装置1a具有以下构成：在作为真空容器的处理容器10的内部配置有用于载置成膜对象的基板S的载置台2；和向载置台2上的基板S表面供给活化的H₂以及SH₄的机构。处理容器10由可封闭且扁平的例如金属制的容器构成，例如构成为可容纳1100mm×1400mm以上的大面积的玻璃基板S的尺寸。

对于图2所示的成膜装置1a而言，能够上下层叠多台成膜装置1a而配置，其上下面平坦。此处，图2表示例如将3台的成膜装置1a在上下方向层叠的状态，但例如在这些成膜装置1a的搬入搬出口11侧设置共用的预备真空室，在该预备真空室内配置有以可升降的方式构成的基板搬运机构，也可以是维持各成膜装置1a内的真空状态，执行基板S的搬入搬出的构成。

图中，符号11是设置在处理容器10的基板S的搬入搬出口，符号12是用于开闭搬入搬出11的闸阀。另外，例如在处理容器10的侧壁面设置有用于对处理容器10内进行真空排气的排气路13，在排气路13的下游侧例如连接有未图示的真空泵，能够将处理容器10内的空间调节为例如13.3Pa(0.1Torr)～2.7kPa(20Torr)。

具有如下构成：在处理容器10内的底面配置载置台2，在该载置台2上载置已叙述的大面积的基板S，执行μc-Si膜的成膜。例如图3A的俯视图所示，在载置台2形成有与搬运基板S的外部的搬运臂100的叉形状对应的切口部20。由此，例如图3B所示，构成为：使保持基板S的状态的搬运臂100进入到载置台2的上方侧，使得向基板S的载置面的下方侧穿过，而进行基板S的交接。在图3A、图3B所示本实施方式所涉及的成膜装置1a中，基板S从短边侧被搬入搬出。

如图1所示，在载置台2埋设有例如由电阻发热体构成的调温部21，能够通过载置台2的上表面将基板S调节为例如200℃～300℃的温度。调温部21并不限于加热基板S，也可以是根据工序条件，采用冷却基板S而调节为规定的温度的例如珀尔帖元件等。

如上述那样，在本实施方式所涉及的成膜装置1a中，通过载置台2的上表面进行基板S的温度调节，所以增大载置台2与基板S之间的导热面积，如图3A、图3B所示，将搬运臂100的叉的数量选为2个，减小切口部20的面积。与此相对，例如在不进行从载置台2侧的基板S的温度调节的情况下，例如图3C所示，可以采用以下构成，增加搬运臂100的叉的数量，更稳定地搬运大型基板S，另一方面，在载置台2设置与搬运臂100的轮廓形状对应的切口部20，例如用载置台2支承基板S的3边。

此处，本实施方式所涉及的成膜装置1a以高浓度向基板S表面供给μc-Si膜生长所需的SiH₃，另一方面抑制向基板S表面供给Si、SiH、SiH₂等除SiH₃以外的活性种、高级硅烷、其微粒子等引起μc-Si膜的膜质降低的物质，成为能够得到以下列举的作用的构成。

(1)抑制SiH₄(相当于第2反应气体)的等离子体化，使H₂(相当于第1反应气体)等离子体化而得到的H自由基与SiH₄反应，从而抑制不需要的活性种的产生，且以高浓度向基板S表面供给SiH₃。

(2)从基板S表面迅速地对H自由基与SiH₄的混合气体进行排气，从而抑制因H自由基与SiH₄的自由基反应被过度地进行而导致的不需要的活性种的产生。

以下，对为了得到上述作用而在成膜装置1a设置的各种构成进行说明。

例如，如图1、图4、图6等所示，成膜装置1a具备用于从搬入搬出口侧朝向里侧在横向对载置于载置台2上的基板S的上方的空间进行分割的例如10个分隔壁41。此外，为了方便图示，表示了设置10个分隔壁41的例子，但分隔壁41的个数并不限于此。各分隔壁41例如由金属制的扁平的直线状的板材构成，例如其宽度方向的长度比基板S的短边长。这些分隔壁41以上述宽度方向的边与载置台2上的基板S的长边在横向垂直的方式相互平行地例如以等间隔配置，由此，相互邻接的2个分隔壁41之间形成有向与基板S的长边垂直的方向延伸的细长的空间(相当于后述的等离子体生成空间401、排气空间402)。各分隔壁41通过绝缘部件31固定在处理容器10的顶部。

另外，分隔壁41以载置台2上的基板S表面与分隔壁41的下端之间形成例如1cm～5cm左右的缝隙的方式，从上述顶部向下方侧延伸。由此，被邻接的2个分隔壁41包围的各空间401、402处于通过该缝隙而相互连通的状态。另外，该缝隙调节为分隔壁41对基板S的搬入搬出路径不干扰的高度。

在用于支承从搬入搬出口侧数第2个与第3个的分隔壁41、第4个与第5个的分隔壁41、第6个与第7个的分隔壁41、第8个与第9个的分隔壁41的绝缘部件31上，沿着形成于这些邻接的分隔壁41之间的空间401的延伸方向(沿着与基板S的长边垂直的方向)，形成有槽31a。如图4、图5所示，在这些槽3a的下表面配置有例如由绝缘部件构成的且具备多个喷出孔321的喷淋板32。

被形成于这些绝缘部件31的槽31a和喷淋板32所包围的空间构成用于向其下方侧的空间401供给作为第1反应气体的H₂的第1气体流路33。如图2所示，第1气体流路33在处理容器10的侧壁面分别与第1气体供给管14连接，能够通过该第1气体供给管14从未图示的H₂供给源接收H₂(包含例如10％等离子体高密度化用的氩(Ar))。另外，在第1气体供给管14中设置有由气体质量流量控制器等构成的未图示的流量调节部，例如能够按标准状态(25℃，1气压)在1000cc/min～100000cc/min的范围内调节向第1气体流路33供给的H₂的总量。

喷淋板32的喷出孔321以向第1气体流路33的下方的空间401均匀地供给H₂的方式设置。第1气体流路33、喷淋板32、第1气体供给管14相当于本实施方式中的第1反应气体供给部。

接下来，对SiH₄的供给系统进行说明。第2个～第9个的各分隔壁41如图5所示其内部成为空腔。在这些分隔壁41设置有朝向已叙述的第1气体流路33的下方侧的空间401开口的多个喷出孔412。这些喷出孔412在该分隔壁41的下端部沿下端面直线状地设置。各分隔壁41内的空腔构成用于通过该喷出孔412向上述空间401的下端部供给SiH₄的第2气体流路411。

如图2所示，各第2气体流路411在处理容器10的侧壁面与第2气体供给管15连接，能够通过该第2气体供给管15从未图示的SiH₄供给源接收SiH₄。在第2气体供给管15设置有由气体质量流量控制器等构成的未图示的流量调节部，例如能够按标准状态(25℃，1气压)在20cc/min～2000cc/min的范围内调节向第2气体流路411供给的SiH₄的总量。第2气体流路411侧的喷出孔412也与已叙述的喷淋板32的喷出孔321相同，向设置有喷出孔412的方向均匀地供给SiH₄即可。第2气体流路411、喷出孔412、第2气体供给管15相当于本实施方式的第2反应气体供给部。

如图1以及图4所示，在载置台2上表面的周缘部侧的区域，以环绕载置台2上的基板S以及分隔壁41的周围的方式设置有方筒状的外周壁22。如图4所示，外周壁22例如从载置台2的上表面朝向处理容器10的顶部在上下方向延伸，且从搬入搬出侧观察，在前后面以及左右面的4个面切开作为本实施方式的真空排气口的排气口23。

如图4所示，在前后的外周壁22分别各切开一个具有例如与分隔壁41几乎同程度的宽度的较宽的排气口23。另一方面，在左右的外周壁22，在与形成于第1个与第2个分隔壁41之间、第3个与第4个分隔壁41之间、第5个与第6个分隔壁41之间、第7个与第8个分隔壁41之间、第9个与第10个分隔壁41之间的空间402对应的位置切开排气口23。前后左右的4个外周壁22的排气口23都形成在距离载置台2的上表面1cm～5cm左右高的位置，即、与分隔壁41的下端相比高的位置。此处，与搬入搬出口11对置的前面的外周壁22如图1所示，以绕转动轴221朝向搬入搬出口侧可转动的方式构成，基板S的搬入搬出时，通过使朝向搬入搬出口侧转动，而使得外周壁22对基板S的搬入搬出路径不干扰。

进而，如图6所示，在从搬入搬出口侧第3个、第4个、第7个、第8个的4个分隔壁41连接有高频电源部51。例如将第3个与第4个2个作为一组，在这些连接有一个高频电源部51，将第7个与第8个2个分隔壁412作为1组，在这些连接有其他的高频电源部51，能够对这些分隔壁41施加例如100MHz、5000W的高频电力。另一方面，从搬入搬出口侧观察，第1个、第2个、第5个、第6个、第9个、第10个这6个分隔壁41接地。

通过以上的构成，第2个与第3个分隔壁41、第4个与第5个分隔壁41、第6个与第7个分隔壁41、第8个与第9个分隔壁41构成将与高频电源部51连接的分隔壁41作为阴极43、将接地的分隔壁41作为阳极42的平行电极。而且，如果一边从第1气体流路33向这些分隔壁41之间的空间401供给H₂，一边利用高频电源部51施加高频电力，则在这些平行电极间的空间401形成电容耦合等离子体，H₂被等离子体化。从该观点来看，在第2个与3个分隔壁41之间、第4个与第5个分隔壁41之间、第6个与7个分隔壁41之间、第8个与第9个分隔壁41之间形成的空间401相当于本实施方式的等离子体生成空间。另外，平行电极(阴极43以及阳极42)以及与此连接的高频电源部51构成用于活化H₂而生成等离子体的活化机构。

另一方面，在第3个与第4个分隔壁41、第7个与第8个分隔壁41按各组连接有共用的高频电源部51，呈等电位，即使向这些分隔壁41之间的空间402供给气体，也不形成等离子体。另外第1个与第2个分隔壁41、第5个与第6个分隔壁41、第9个与第10个分隔壁41接地，为等电位，因此在这些分隔壁41之间的空间402也不形成等离子体。而且，在配置在这些空间402的左右两侧的外周壁22设置有已叙述的排气口23，所以流入到该空间402内的气体通过排气口23，向外周壁22的外侧排气。从该观点来看，在第1个与第2个分隔壁41之间、第3个与第4个分隔壁41之间、第5个与第6个分隔壁41之间、第7个与第8个分隔壁41之间、第9个与第10个分隔壁41之间形成的空间402相当于本实施方式的排气空间。此处，形成各阳极42、阴极43的分隔壁41通过绝缘部件31固定在处理容器10的顶部，所以阳极42与阴极43除了形成电容耦合的区域之外电绝缘。

若概括以上的构成，则如图6所示，在本实施方式所涉及的成膜装置1a的内部，通过相互平行地设置的分隔壁41，交替地配置有等离子体生成空间401与排气空间402。而且，如已叙述那样，各等离子体生成空间401、排气空间402通过形成在分隔壁41的下端与载置台2上的基板S之间的缝隙而连通，通过该缝隙能够从等离子体生成空间401朝向排气空间402流气体。

如图1所示，成膜装置1a具备控制部5，成膜装置1a的各构成部与控制部5连接而被控制。控制部5例如由未图示的具备了CPU与存储部的计算机构成，在存储部记录有实现以下内容的程序，与该成膜装置1a的作用、即在处理容器10内搬入基板S，在载置于载置台2上的基板S形成规定的膜厚的μc-Si膜之后到搬出为止的动作所涉及的控制等有关的步骤(命令)群。该程序例如储存于硬盘、CD、磁光盘、存储卡等的存储介质，从那儿安装至计算机。

接下来，对具备以上说明的构成的成膜装置1a的作用进行说明。首先，若以保持在外部的搬运臂100上的状态，搬运来基板S，则成膜装置1a打开搬入搬出口11的闸阀12，而且，使前面的外周壁22旋转，以确保基板S的搬入路径。然后，使搬运臂100进入到分隔壁41的下端与载置台2的上表面之间的缝隙，若到达基板S的载置位置，则使搬运臂100下降至载置台2的切口部20内，将基板S交接给载置台2。

若完成基板S的交接，则使搬运臂100退回到处理容器10外，关闭闸阀12，并且使外周壁22旋转，以外周壁22包围基板S的周围。与该动作同时进行处理容器10内的真空排气，将处理容器10内调节为例如670Pa(5Torr)，并且利用调温部21进行温度调节以使基板S成为例如250℃。

若完成处理容器10内的压力调整以及基板S的温度调整，则从第1气体流路33向各等离子体生成空间401供给例如总量为100000cc/min(标准状态)的H₂，并且从高频电源部51向各阴极43供给高频电力，使H₂等离子体化。另一方面，从第2气体流路411向等离子体生成空间401的下部区域供给例如总量为500cc/min(标准状态)的SiH₄。

如图7示意地的所示，在等离子体生成空间401内形成从第1气体流路33侧供给的H₂朝向下方侧流动的下降流，该H₂与从平行电极供给的电子碰撞，从而等离子体化，形成活性种。H₂是仅由2个氢原子构成的分子，所以如下述(1)式所示，从氢等离子体仅生成作为活性种的氢自由基。

H₂+e^-→2H+e^- …(1)

另一方面，向等离子体生成空间401的下部、本实施方式中的等离子体生成空间401的下端部供给从第2气体流路411的喷出孔412流出的SiH₄，与从上游侧流来的H₂的活性种的气流混合，向下方侧流去。因此，SiH₄几乎不会等离子体化，不包含Si、SiH、SiH₂等不需要的活性种，或是即使包含，也以较少的量与H₂的活性种混合，朝向位于等离子体生成空间401的下方的基板S流去。

其结果，向基板S表面供给作为H₂的活性种的H自由基与SiH₄的混合气体，在该混合气体内进行下述的(2)式所示的反应。

SiH₄+H→SiH₃+H₂ …(2)

这样，高浓度的SiH₃供给至基板S表面，由该SiH₃在基板S表面形成优质的μc-Si膜。

另一方面，若在混合气体内随着时间的经过，由上述(2)式生成的SiH₃再与H自由基反应，则依次生成SiH₂、SiH、Si，所以如果这些活性种、作为其聚合物的高级硅烷、微粒子混入μc-Si膜中，则成为使其膜质降低的原因。

可是，在本实施方式所涉及的成膜装置1a中，等离子体生成空间401通过分隔壁41的下端与基板S之间的缝隙与排气空间402连通，在各排气空间402的左右两面的外周壁22的比等离子体生成空间401的下端高的位置、即比上述缝隙高的位置设置有排气口23。而且处理容器10内始终进行真空排气。因此，降低了等离子体生成空间401的前述混合气体到达基板S表面之后，一边流过基板S的表面，一边通过分隔壁41与基板S之间的缝隙，流入排气空间402，其后，使流向变化为朝上，通过排气口23向外周壁22的外侧迅速地排气。

此处，在本实施方式中，排气空间402向基板S的短边方向延伸，所以例如与混合气体向基板S的长边方向流去的情况相比，能够缩短基板S上的平均的滞留时间。而且，即使沿基板S的长边方向形成有排气空间402的情况下，例如与向基板S的中央区域供给的混合气体流过基板S的对角线上的情况比较，也能够缩短滞留时间。这样，排气空间402起到了缩短基板S上的混合气体的滞留时间的作用。

并且，流过基板S表面的混合气体通过设置在外周壁22的排气口23的作用，其流向变化为上方向，所以能够进一步缩短基板S表面上的混合气体的滞留时间。而且，通过这些排气空间402、排气口23的作用，向基板S表面供给高浓度的SiH₃，且能够抑制不需要的活性种的生成，能够得到膜质良好的μc-Si膜。

通过以上说明的机构，能够起到已叙述的2个作用，(1)抑制SiH₄的等离子体化，使SiH₄与H自由基反应，从而抑制不需要的活性种的产生，以高浓度向基板S表面供给SiH₃，(2)从基板S表面迅速地排出H自由基与SiH₄的混合气体，从而抑制H自由基-SiH₄间的自由基反应被过度进行，抑制不需要的活性种的产生。

如此，只以预先设定的时间执行对基板S表面的成膜，若得到所希望的膜厚的μc-Si膜，则停止H₂以及SiH₄的供给、高频电力的施加以及真空排气，以与利用搬运臂100搬入时相反的动作从处理容器10搬出基板S，完成一系列的动作。

根据本实施方式所涉及的成膜装置1a，具有以下的效果。即、在成膜装置1a中，通过分隔壁41将载置于载置台2上的基板S的上方空间在横向分割为等离子体生成空间401与排气空间402，在等离子体生成空间401使H₂活化来生成等离子体，另一方面，向等离子体生成空间401内的下部侧供给SiH₄，从排气空间402排出被供给至基板S上的混合气体。因此，在抑制住因与等离子体接触而促进分解的状态下，使SiH₄与根据H₂气体生成的活性种(H自由基)反应，而能够使作为目的的SiH₃在基板S的附近以高浓度存在，能够形成优质的μc-Si膜。

此处，被供给SiH₄的等离子体生成空间401内的下部侧是比等离子体生成空间401的一半更靠下方侧的高度位置，更优选的是从分隔壁41的下端侧到分隔壁41的4分之1左右的高度位置，就能够得到抑制因SiH₄的等离子体化而导致的不需要的活性种的产生这样的本发明的效果。

另外，并不局限于SiH₄供给至等离子体生成空间401的下部侧的情况，也可以供给至比等离子体生成空间401更靠下方侧。该情况下，例如也可以在分隔壁41的下端面设置喷出孔412，朝向基板S排出SiH₄，也可以是在等离子体生成空间401的下方位置配置供给SiH₄的专用的配管，从设置在该配管的喷出孔412供给SiH₄的构成。

<第2实施方式>

接下来，对第2实施方式进行说明。

在上述第1实施方式中，通过设置在基板S的周围的外周壁22向一侧排出被供给基板S的混合气体，但并不局限于此，在本实施方式中，示出例如在处理容器的顶部设置排气路，向上方侧排出上述混合气体的例子。图8～10说明朝向处理容器10的顶部侧排出供给基板S表面的混合气体的第2实施方式所涉及的成膜装置1b的构成。应予说明，在本实施方式以及后述的第3实施方式以后的实施方式中，对具备了与成膜装置1a相同功能的构成要素标注与第1实施方式相同的符号。

本实施方式所涉及的成膜装置1b与第1实施方式所涉及的成膜装置1a在以下这些点不同：不具备包围载置于载置台2上的基板S的外周壁22；排气路13设置在处理容器10的顶部，在第1气体流路33的上方设置有与各排气空间402连通且朝向排气路13排气前的混合气体合流的集合排气部16。

在本实施方式中，以覆盖其之间设置喷淋板32的2个分隔壁41的上面侧的方式配置绝缘部件31，在由这些2个分隔壁41、喷淋板32、绝缘部件31包围的空间内形成第1气体流路33。另外，基板S的交接是使用升降销24进行。图8中，符号25是为了保持处理容器10内的真空环境而以包围升降销24的方式设置的波纹管，26是使升降销24升降的升降机构。

在本实施方式所涉及的成膜装置1b中，例如各分隔壁41由如图9所示从上面侧观察的横剖面为长方形的方筒形状的部件413构成，这些方筒部件413以固定于处理容器10的侧壁面的状态配置在处理容器10内。而且，将从搬入搬出口侧观察第1、第3、第5个方筒部件413以与接地的处理容器10电连接的方式固定，另一方面，将第2、第4个方筒部件413通过绝缘部件17固定在处理容器10，将这些方筒部件413与高频电源部51连接，从而与图6所示的第1实施方式所涉及的成膜装置1a相同，能够交替地配置等离子体生成空间401、排气空间402(参照图9)。

在该成膜装置1b中，也向等离子体生成空间401供给H₂来生成等离子体，从该等离子体得到的H自由基与供给至等离子体生成空间401的下部侧的SiH₄混合，而能够向基板S供给高浓度的SiH₃，这一点与第1实施方式所涉及的成膜装置1a相同。如图10所示，在本例所涉及的成膜装置1b中，一边流过基板S表面一边向排气空间402流入的混合气体朝向集合排气部16侧在排气空间402内向上方侧流去，所以基板S中的混合气体的滞留时间变得更短。其结果，能够抑制基于自由基反应的进行生成不需要的活性种等，形成优质的μc-Si膜。

此处，由于如果将混合气体朝向处理容器10的顶部侧的排气，只要排气空间402与排出混合气体的顶部侧连通即可，所以例如也可以是图11所示，同心状地配置分隔壁41，在由这些分隔壁41形成的平行电极(阳极42，阴极43)之间形成等离子体的构成。

<第3实施方式>

接下来，对第3实施方式进行说明。

在本实施方式中，示出了在等离子体生成空间的上方位置设置微波天线单元作为活化机构的例子。图12～16说明在等离子体生成空间401的上方位置设置了微波天线单元6作为活化机构的第3实施方式所涉及的成膜装置1c的构成。

本实施方式所涉及的成膜装置1c，如图12、图13所示，通过顶板181将处理容器10分割为上下2个空间，在下方侧的空间中与已叙述的成膜装置1a相同，配置基板S的载置台2，另一方面，上方侧的空间成为收纳多个微波天线单元6的收纳部18。

如图13所示，在收纳部18内，在左右方向例如为3列，前后方向例如为5行的矩阵的各交点设置有微波天线单元6，在顶板181上合计15个微波天线单元6呈岛状地分散地配置。而且隔着这些各微波天线单元6的顶板181，在下方侧的空间配置有用于形成等离子体生成空间401的分隔壁41。

本例所涉及的分隔壁41例如图13、图14所示，以环绕各微波天线单元6的下方侧的空间的方式形成为圆筒形状。其结果，在载置基板S的空间内呈岛状地设置有合计15个圆筒形状的分隔壁41，这些分隔壁41的内侧成为等离子体生成空间401、分隔壁41的外侧成为排气空间402。

在形成各等离子体生成空间401的顶部的顶板部181，通过第1气体流路33连接有第1气体供给管14，从第1气体供给管14供给的H₂通过第1气体流路33以及喷出孔321供给至等离子体生成空间401的上部空间。另外，例如分隔壁41内部成为空腔，该空腔构成用于向等离子体生成空间401的下部供给SiH₄的第2气体流路411。而且该第2气体流路411与第2气体供给管15连接，另一方面，在等离子体生成空间401的下端部附近位置，沿分隔壁41的内周面设置有喷出孔412，能够从此处向排气空间402的下部侧供给SiH₄。

接下来，参照图15，对微波天线单元6的构成进行说明。微波天线单元6由调谐器61与天线部62构成，这些调谐器61与天线部62在呈圆筒形状且形成同轴管的外侧导体的例如金属制的框体600内从上侧以该顺序被收纳。下侧的天线部62具备圆板状的平面缝隙天线板621；设在该平面缝隙天线板621的上侧，且用于缩短真空环境中的微波的波长来调整等离子体的密度的环状的滞波部件622、设在平面缝隙天线板621的下侧，且由电介质部件构成的顶板623。

在平面缝隙天线板621中，平面形状为圆弧状的2个槽624以相对置的方式形成。而且，在平面缝隙天线板621的上面的中央部，以从滞波部件622的中央部朝向上方延伸的方式连接有形成同轴管的内侧导体的金属棒64。如图15所示，各微波天线单元6通过共用的微波输出部63和放大器部631并联连接，顶板623起到将从该微波输出部输出的微波导入等离子体生成空间401内的作用。

在调谐器61内设置有以环状并在上下方向分离地设置的由电介质构成的例如2个芯块611，已叙述的金属棒64在上下方向贯通这些芯块611的中心部。各芯块611通过朝向框体600的外周方向向外侧延伸的臂部612与驱动部613连接，从而分别以自由升降的方式构成。调整各芯块611的高度位置(L1，L2)以使从微波输出部63观察下游侧的微波天线单元6时的阻抗为例如50Ω。另外，调谐器61与已叙述的平面缝隙天线板621接近地配置，构成存在于微波的1波长内的集中常数电路，作为谐振器发挥功能。

在贯通调谐器61的金属棒64的上端设置有用于进行非接触供电的供电激励板65。该供电激励板65具备由印制电路布线等构成的电介质板651；在该电介质板651的下侧呈环状地设置的电介质部件652。在电介质板651的背面侧形成有由夹着电介质板651的中心部，在直径方向相对置地延伸，并且前端部彼此分离的2根导体构成的微带线653。

在位于电介质板651的侧周面的微带线653的端部分别安装有连接器654，这些连接器654分别与已叙述的放大器部631连接。因此，向调谐器61供给通过2个连接器654电力合成(空间合成)的微波。另外，图中655是用于反射微波的反射板。

在电介质部件652的下表面设置有例如进行了镀铜等，且平面形状为圆弧状的2个槽657以相对置的方式形成的圆板状的缝隙天线656。该微波天线单元6以槽657的长度尺寸例如为1/2×λg(λg：微波的管内波长)的方式形成。该电介质部件652与缝隙天线656一起作为谐振器发挥功能，在中心部以在上下方向贯通电介质部件652的方式设置有中心导体658，以连接电介质板651的下表面侧与缝隙天线656。

若从具备了所述构成的微波天线单元6的微波输出部63供给规定功率的微波例如频率2.45GHz、功率2000W～10000W的微波，则微波在放大器631被放大后，通过未图示的分配器，被分配给各个微波天线单元6。而且，在各个微波天线单元6中通过2条微带线653输入合成放大的微波后，通过平面缝隙天线621供给至等离子体生成空间401。

其结果，如图16所示，供给等离子体生成空间401内的H₂通过从微波天线单元6供给的微波，等离子体化，生成作为活性种的H自由基，与供给至等离子体生成空间401的下部侧的SiH₄反应，能够向基板S表面供给高浓度的SiH₃。而且，这些H自由基与SiH₄的混合气体流入圆筒形状的分隔壁41的外周侧的空间(排气空间402)，在该排气空间402内向侧方侧流，通过顶板181与外周壁22之间的缝隙向外周壁22的外侧排出。从该观点来看，顶板181与外周壁22之间的缝隙相当于本实施方式的真空排气口。此处，设置于本实施方式所涉及的成膜装置1c的微波天线单元6并不限于图15所示的微波天线单元，也可以使用与微波输出部63连接的通常的波导管。

<第4实施方式>

接下来，对第4实施方式进行说明。

在上述第3实施方式中，示出了在等离子体生成空间的上方侧设置微波天线单元6作为活化机构的例子，但并不局限于此，在本实施方式中，示出在等离子体生成空间的上方侧设置ICP(Inductively CoupledPlasma)天线作为活化机构的例子。图17～20说明在等离子体生成空间401的上方侧设置ICP天线7作为活化机构的第4实施方式所涉及的成膜装置1d的构成。

本实施方式所涉及的成膜装置1d，例如图17、图18所示，在被各等离子体生成空间401的上方的顶板181划分的收纳部18内设置有沿该等离子体生成空间401延伸的方向延伸的例如直棒状的ICP天线7这一点与使各分隔壁41与高频电源部51连接、或者接地来形成平行电极的第1实施方式所涉及的成膜装置1a不同。另外，如图19所示，在顶板181的上面沿等离子体生成空间401延伸的方向配设有第1气体流路33，通过该第1气体流路33进行H₂的供给这一点与通过配置在等离子体生成空间401的上方的空间亦即第1气体流路33供给H₂的已叙述的成膜装置1a不同。

根据本实施方式所涉及的成膜装置1d，在收纳部18内沿各等离子体生成空间401配置有4条ICP天线7，这些ICP天线7的一端侧与供给例如13.56MHz，5000W的电力的共用的高频电源部51并联连接，另一方面，各ICP天线7的另一端侧接地。而且从高频电源部51向ICP天线7施加高频电力，从而在等离子体生成空间401内形成感应电磁场，如图20所示，从第1气体流路33供给的H₂感应耦合等离子体化，而且，向分隔壁41的下部供给SiH₄，从而能够向基板S表面供给高浓度的SiH₃。

另外，沿排气空间402向处理容器10的侧方侧引导流入排气空间402的混合气体，而且，通过设置在比分隔壁41的下端高的位置的排气口23排出混合气体，从而使该气体的流向变化为朝向基板S的上方侧，能够缩短基板S表面上的混合气体的滞留时间，形成优质的膜质的μc-Si膜。

本实施方式所涉及的成膜装置1d的ICP天线7并不限于形成为直棒状的情况，例如将各ICP天线7形成为一部分切开的圆环形状，也可以如第3实施方式所涉及的成膜装置1c那样，在顶板181上呈岛状地分散配置该圆环形状的ICP天线7。该情况下，切开的圆环形状的ICP天线7的一端与高频电源部51连接，且另一端接地，从而能够在该圆环形状的下部侧形成感应耦合等离子体。因此，在这样的例子中，当然也可以以包围ICP天线7的下方侧的等离子体形成区域的方式设置圆筒形状的分隔壁41。

此外，在上述第3实施方式所涉及的成膜装置1c中，微波天线单元6在顶板181上呈岛状分散配置，但并不局限于此，也可以与本实施方式所涉及的成膜装置1d相同，在前后方向等间隔配置多个平板状的分隔壁41，例如沿着向与基板S的长边垂直的方向延伸的等离子体生成空间401配置多个微波天线单元6。

在第1、第3、第4实施方式所涉及的成膜装置1a、1c、1d中，在基板S的周围设置外周壁22，将形成在该外周壁22的排气23、外周壁22与顶板181之间的缝隙作为基板S上的气体的真空排气口，但也可以采用在载置台2上不设置外周壁22的构成。该情况下，与设置在处理容器10的侧壁面的排气路13连接的连接部成为真空排气口。

<第5实施方式>

接下来，对第5实施方式进行说明。

图21、图22说明第5实施方式所涉及的成膜装置1e的构成。本实施方式所涉及的成膜装置1e在交替地配置等离子体生成空间401与排气空间402这一点，与使用图8～10说明的第2实施方式所涉及的成膜装置1b具有共同的特征。另一方面，本例所涉及的成膜装置1e能够使形成在对置的2个分隔壁41之间的空间随时间推移变化为等离子体生成空间401→排气空间402→等离子体生成空间401→...这一点与已叙述的第2实施方式所涉及的成膜装置1b不同。

如图21、图22所示，成膜装置1e具备例如面向图从左侧朝向右侧在横向分割载置于载置台2的基板S的上方的空间的多个分隔壁41，这些分隔壁41被保持在例如由绝缘部件构成的共用的顶板181上。在图21、图22中，为方便图示，示出了设置了6个分隔壁41的例子，但分隔壁41的个数并不限于此。

在各分隔壁41的内部，形成有通过沿上下方向延伸的内壁板414，划分成左侧与右侧的2个空间，各个空间构成用于通过喷出孔412向分隔壁41的例如下端部供给SiH₄的第2气体流路411。图21、图22所示的例子中，示出了在最前端以及最后端的分隔壁41内分别只形成一个第2气体流路411的例子，当然这些分隔壁41也可以与其他的分隔壁41相同，各设置2个第2气体流路411。

如图22所示，形成在分隔壁41内的第2气体流路411通过第2气体供给管15a、15b与SiH₄供给源150连接。而且各分隔壁41内的2个第2气体流路411分别与不同的系统的第2气体供给管15a、15b连接。在本实施方式中，在一方侧的第2气体供给管15a连接有从左侧第2个分隔壁41的右侧的第2气体流路411、从左侧第3个分隔壁41的左侧的第2气体流路411、从左侧第3个分隔壁41的左侧的第2气体流路411、从左侧第4个分隔壁41的右侧的第2气体流路411以及从左侧第5个分隔壁41的左侧的第2气体流路411。另外，在另一方侧的气体供给管15b连接有从左侧第1个分隔壁41的第2气体流路411、从左第2个分隔壁41的左侧的第2气体流路411、从左侧第3个分隔壁41的右侧的第2气体流路411、从左侧第4个分隔壁41的左侧的第2气体流路411、从左侧第5个分隔壁41的右侧的第2气体流路411以及从左侧第6个分隔壁41的第2气体流路411。

另外，顶板181内，在对置的2个的分隔壁41之间的几乎中央位置形成有与这些分隔壁41并行延伸的第1气体流路33，能够通过喷出孔321向被2个分隔壁41夹着前后的空间内供给H₂。这些第1气体流路33也通过第1气体供给管14a、14b与H₂供给源140连接，但各第1气体流路33与不同的系统的第1气体供给管14a、14b连接。在本实施方式中，设置在面向图从左侧数第2个与第3个分隔壁41之间、第4个与第5个分隔壁41之间的第1气体流路33与第1气体供给管14a连接，设置在第1个与第2个分隔壁41之间、第3个与第4个分隔壁之间、第5个与第6个分隔壁41之间的第1气体流路33与第1气体供给管14b连接。另外，设置在第1气体流路33的喷出孔321朝向下方侧开口，能够朝向被载置于载置台2上的基板S，向形成于对置的分隔壁41之间的空间内供给H₂。

在第2气体供给管15a、15b，第1气体供给管14a、14b分别设置有开闭阀V1～V4，能够按每个系统进行SiH₄、H₂的供断。这些开闭阀V1～V4构成本实施方式的气体供给切换部。以下的说明中，将标注“a”符号的供给管15a、14a称为1系统，标注“b”符号的供给管15b，14b称为2系统，加以彼此区别。

接下来，对排气系统进行说明。

在支承分隔壁41的顶板181设置有沿上下方向贯通该顶板181的多个排气孔182。而且在该顶板的上表面配置有例如构成为扁平的形状，且内部为空腔的排气部件160。另外，在排气部件160的底面，与顶板181一侧的各排气孔182对应的位置设置有气体导入孔161，通过连接这些排气孔182与气体导入孔161，而能够朝向排气部件160内的空腔排出顶板181的下方侧的气体。该空腔例如与未图示的排气路连接，起到作为排出供给至基板S后的H₂、SiH₄的集合排气部16的作用。

接下来，对电力系统进行说明。

本实施方式所涉及的成膜装置1e中，面向图从左侧数第1个以及第5个分隔壁41始终与高频电源部51连接，另一方面，第3个分隔壁41始终接地。而且第2个、第4个、第6个分隔壁41通过作为连接切换部的开关部52a～52c，将连接目标切换到与高频电源部51的电源端子侧和接地侧中的任意一方。图22所示的开关部52a～52c的连接目标为接点521为高频电源部51侧，接点522为接地侧。

在具备了所述构成的成膜装置1e中，如图23A所示，使开关部52a、52c与高频电源部51侧的接点521连接，另一方面，使开关部52b与接地侧的接点522连接。由此，向第1个、第2个、第5个、第6个分隔壁41供给高频电力，另外，第3个、第4个分隔壁41处于接地的状态。

而且，若对置的分隔壁41的一方与高频电源部51连接，另一方接地，则形成将上述一方侧作为阴极43，将另一方侧作为阳极42的平行电极。因此，若从第1气体流路33向平行电极间的空间供给H₂，则该空间成为使H₂等离子体化的等离子体生成空间401。图23A所示的例子中，第2个与第3个分隔壁41之间、第4个与第5个分隔壁41之间成为等离子体生成空间401。

与此相对，第1个与第2个分隔壁41以及第5个与第6个分隔壁41都与高频电源部51连接，另外，第3个与第4个分隔壁41接地。因此这些第1个与第2个分隔壁41之间、第3个与第4个分隔壁41之间、第5个与第6个分隔壁41之间的空间呈等电位，即使供给H₂也不形成等离子体。

此时，若与由开关部52a～52c的连接目标的选择同步地打开1系统侧的第1气体供给管14a的阀V3以及第2气体供给管15a的阀V1(图23A中记为“O”)，则从第1气体流路33朝向下方侧向等离子体生成空间401内供给H₂，使该H₂等离子体化，生成H自由基。然后向该等离子体生成空间401的下方侧供给SiH₄，从而混合H自由基与SiH4，能够以高浓度向基板S的表面供给μc-Si膜的生长所需的SiH₃。

另一方面，与未形成等离子体的空间连接的2系统侧的第1气体供给管14b的阀V4以及第2气体供给管15b的阀V2关闭(图23A中记为“S”)。而且通过集合排气部16向排气路进行排气，从而在等离子体生成空间401的下方侧与基板S接触的H自由基与SiH₄的混合气体朝向上方侧改变流向，通过排气孔182(以及气体导入孔161)流入集合排气部16内被排气。

因此，对置的分隔壁41呈等电位，从第1、第2气体流路33、411未供给H₂、SiH₄的空间构成用于排出被供给到基板S的表面的混合气体的排气空间402。本实施方式中，供给基板S的表面的混合气体朝向集合排气部16在排气空间402内向上方侧流去，所以与之前的实施方式相同，基板S上的混合气体的滞留时间变短，能够形成优质的μc-Si膜。

此处，与排气空间402相同，各等离子体生成空间401也通过排气孔182与集合排气部16连接，所以担心从第1气体流路33供给的H₂流向集合排气部侧，而不能到达载置台2上的基板S的表面。然而，如已叙述的那样，以使第1气体流路33的喷出孔321朝向下方侧开孔，朝向等离子体生成空间401内排出H₂的方式构成，从而能够使从喷出孔321供给的H₂的大部分搭在朝下方向的流动，到达基板S，这一情况通过使用流体模拟器的模拟已进行确认。

这样，如果在图23A所示的状态下，例如以数秒期间～数分期间这样的预先设定的时间进行成膜，则如图23B所示，以使开关部52a、52c与接地侧的接点522连接，使开关部52b与高频电源部51侧的接点521连接的方式进行切换。其结果，通过第1个与第2个分隔壁41、第3个与第4个分隔壁41、第5个与第6个分隔壁41分别形成平行电极，另一方面，第2个与第3个分隔壁41之间、第4个与第5个分隔壁41之间呈等电位。

于是，通过与开关部52a～52c的切换动作同步地打开与形成平行电极的空间连接的2系统侧的第1气体供给管14b的阀V4、第2气体供给管15b的阀V2，关闭1系统侧的第1气体供给管14a的阀V3、第2气体供给管15a的阀V1，而能够将形成有平行电极的空间切换为等离子体生成空间401，将等电位的空间切换为排气空间402。此外，图23B中被打开的阀也表示为“O”，被关闭的阀表示为“S”。

其结果，在图23A的状态下作为等离子体形成空间401的区域在图23B的状态下切换为排气空间402，相反，在图23A作为排气空间401的区域在图23B切换为等离子体生成空间401。于是，通过交替地反复图23A所示的状态与图23B所示的状态，而按预先设定的时间间隔切换等离子体生成空间401与排气空间402，能够实现以时间平均均匀的混合气体的供给。由此，能够在基板S的表面形成膜厚以及膜质更均匀的μc-Si膜。

这样，以随时间的推移切换等离子体生成空间401与排气空间402的方式构成的方法并不限定于从第1气体流路33向等离子体生成空间401的上方侧的区域供给H₂，将SiH₄从第2气体流路411向等离子体生成空间401的下方侧的区域与H₂分开供给的例子的应用。例如如图24所示，也可以在各分隔壁41内不设置第2气体流路，朝向设置在顶板181内的第1气体流路33，从2个系统的混合气体供给管17a、17b供给H₂与SiH₄的混合气体。在这种情况下，通过开关部52a～52b 以及被设置在混合气体供给管17a、17b上的阀V1、V2的切换，与图23A、图23B所示的例子相同，在对置的分隔壁41之间切换形成等离子体生成空间401与排气空间402，而能够向基板S的表面供给以时间平均均匀的混合气体。

另外，将对置的分隔壁41之间作为等离子体生成空间401的方法并不限定于通过使分隔壁41的一方与高频电源部51连接作为阴极43，另一方接地作为阳极42，而形成平行电极的方法。例如如图25所示，也可以在顶板181的上方的集合排气部16内等配置ICP天线7a、7b。此处，利用形成连接切换部的未图示的开关部等，能够从高频电源部51对ICP天线7a以及ICP天线7b切换地供给电力。而且在因对ICP天线7a、7b的供给电力而形成感应电磁场的区域，从第1气体流路33以及第2气体流路441供给H₂以及SiH₄，从而能够将该区域作为等离子体生成空间401。另一方面，在未供给电力的ICP天线7b，7a的下方侧的空间，不进行H₂、SiH₄的供给，从而使该空间作为排气空间402发挥作用。而且随时间的推移交替地进行这些等离子体生成空间401的形成与排气空间402的形成，从而能够执行与图23A、图23B所示的成膜装置1e相同的动作。

除此之外，为了形成等离子体生成空间401，设置在对置的分隔壁41的上方的活化机构并不限定于由ICP天线7a、7b以及高频电源部51构成的情况。例如也可以沿着形成于对置的分隔壁41之间的空间直线状地配置多个已叙述的微波天线单元6来形成微波天线单元6的列，利用未图示的开关部(连接切换部)等按每个列切换执行作为电源部的微波输出部63的微波供给，从而对调等离子体生成空间401与排气空间402的位置。

以上说明的、在对置的2个分隔壁41之间随时间的推移交替地形成等离子体生成空间401与排气空间402的类型的成膜装置1e中，并不限定于集合排气部16朝向图21所示的单一的空腔排出混合气体的例子。例如也可以与设置有分隔壁41的位置对应地在集合排气部16内设置划分壁来划分该集合排气部16内。而且也可以以对于等离子体生成空间401的上方的集合排气部16停止排气，只执行从排气空间402向集合排气部16的排气的方式切换集合排气部16的排气位置。

另外，从排气空间402进行的混合气体的排气，如图23A、图23B所示，并不限定于从排气空间402的上方侧进行的情况，例如也可以与图4所示的例子相同，从排气空间402的侧方实施。

而且，形成平行电极的分隔壁41并不限定于一方侧与高频电源部51连接，另一方侧接地的情况。例如也可以以相对于向一方侧施加的高频电力，向另一方侧的分隔壁41施加相位反转的高频电力的方式构成平行电极。

而且，图23A所示的状态(第1状态)与图23B所示的状态(第2状态)的执行时间优选执行相同的时间，但这不是必须的条件。即使在第1、第2状态的执行时间相互不同的情况下，与等离子体生成空间401以及排气空间402的位置被固定的情况相比，能够改善以时间平均观察时的混合气体的供给状态的偏离，能够提高膜厚、膜质的均匀性。

不管以上哪个实施方式，都将基板的上方空间通过分隔壁在横向分割为等离子体生成空间与排气空间，在等离子体生成空间使第1反应气体活化来生成等离子体，另一方面，向比等离子体生成空间内的下部侧或者该等离子体生成空间更靠下方侧供给第2反应气体，从排气空间排出基板上的气体。因此在抑制住因与等离子体的接触而促进分解的状态下，使第2反应气体与根据第1反应气体生成的活性种反应，而能够使得作为目的的成膜种以高浓度在基板的附近存在。

上述的实施方式的成膜装置1a～1e并不局限于在基板S形成μc-Si膜的情况，也能够适用于变更H₂与SiH₄的供给比、具体而言增加SiH₄的供给比例，从而形成a-Si膜的情况。

另外，本发明并不限定于适用于利用H₂与SiH₄的Si膜的成膜的情况。也能够适用于例如将第1反应气体作为H₂，将第2反应气体作为SiH₄以外的硅化合物气体，例如SiH₂Cl₂，形成微结晶Si的情况。

Claims

1.一种成膜装置，在密封的处理容器内使多种反应气体反应，在基板上形成薄膜，该成膜装置具备：

载置台，其被设置于所述处理容器内，且用于载置基板；

分隔壁，其以从所述处理容器的顶部向下方延伸而将载置于所述载置台的基板的上方空间在横向分割为等离子体生成空间与排气空间的方式设置，在其下端与所述载置台上的基板之间形成用于从所述等离子体生成空间向排气空间流动气体的缝隙；

第1反应气体供给部，其用于向所述等离子体生成空间供给第1反应气体；

活化机构，其用于使被供给至所述等离子体生成空间中的第1反应气体活化而生成等离子体；

第2反应气体供给部，其用于向所述等离子体生成空间内的下部侧或者比该等离子体生成空间更靠下方侧供给与第1反应气体的活性种反应而在基板上形成薄膜的第2反应气体；以及

真空排气口，其用于对所述排气空间进行排气。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述真空排气口形成在比所述分隔壁的下端高的位置。

3.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述活化机构具有：

构成平行电极的阳极以及阴极，该平行电极用于在等离子体生成空间生成电容耦合等离子体；以及

向所述阳极以及所述阴极之间施加高频电力的高频电源部。

4.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述活化机构具有为了生成感应耦合等离子体或者微波等离子体而被设置在所述等离子体生成空间的上方的天线。

5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

具备多个所述分隔壁，该多个分隔壁相互平行地设置，通过该多个分隔壁来交替地配置多个等离子体生成空间以及多个排气空间。

6.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，

所述分隔壁在横向直线状地延伸。

7.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，

所述活化机构具有：

构成用于生成电容耦合等离子体的平行电极的阳极以及阴极，该阳极以及阴极被设置于隔着所述各等离子体生成空间而相互对置的分隔壁的一方以及另一方；以及

向所述阳极以及所述阴极之间施加高频电力的高频电源部。

8.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，

所述活化机构具有：

多个电极，其分别设置于所述多个分隔壁的每一个，且被设置在相互对置的分隔壁上的所述电极彼此为构成用于在等离子体生成空间生成电容耦合等离子体的平行电极的一对电极；

高频电源部，其向所述一对电极之间施加高频电力；以及

连接切换部，其以预先设定的时间间隔对调所述等离子体生成空间与排气空间的位置的方式，切换构成所述平行电极的电极与高频电源部的电源端子的连接。

9.根据权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，

还具备气体供给切换部，该气体供给切换部按照将所述第1反应气体以及第2反应气体提供给所述等离子体空间而不提供给所述排气空间的方式，与所述连接切换部的切换动作同步地切换气体的供给。

10.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述分隔壁以包围等离子体生成空间的方式形成为筒状，并且该筒状的分隔壁呈岛状地设置有多个，

所述活化机构具有为了生成感应耦合等离子体或者微波等离子体而设置在所述等离子体生成空间的各个的上方的天线单元。

11.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述真空排气口形成在处理容器的侧壁。

12.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

第1反应气体为氢气，第2反应气体为硅化合物气体。