DE69828104T2

DE69828104T2 - Plasmabearbeitungs-Verfahren und -Gerät

Info

Publication number: DE69828104T2
Application number: DE69828104T
Authority: DE
Inventors: Koichiro Ohta-ku Moriyama; Yukito Ohta-ku Aota; Masahiro Ohta-ku Kanai; Hirokazu Ohta-ku Otoshi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: US6031198A; EP0880163B1; EP0880163A2; JP3630982B2; KR19980087289A; CN1212456A; KR100268369B1; EP0880163A3; DE69828104D1; AU6802598A; CN1132233C; JPH1140396A; AU740985B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Plasmaverarbeitungsverfahren zum Erzeugen eines Plasmas unter Verwendung zweier Hochfrequenzleistungen, die verschiedene Frequenzen aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum automatischen Steuern des Starts einer Entladung durch Steuern der Stromanlegeprozedur beim Starten bzw. Beginnen der Entladung unter Verwendung einer vorbestimmten Sequenz. Die vorliegende Erfindung wird effektiv auf eine Massenproduktion von photovoltaischen Bauelementen bzw. Einrichtungen basierend auf einem Rolle-zu-Rolle-Schema angewendet.
Verwandter Stand der Technik
Wie herkömmlich bekannt ist, wird eine Plasmaverarbeitung wie CVD, Ätzen oder Äschern durchgeführt, indem eine Mikrowelle oder VHF in eine Vakuumkammer zugeführt wird und gleichzeitig ein RF-Bias bzw. eine RF-Vorspannung unter Verwendung einer RF an ein Substrat oder den Raum in der Vakuumkammer angelegt wird, um ein Plasma zu erzeugen.
Als derartige Plasmaverarbeitung wird ein Abscheidungsfilmausbildungsverfahren auf der Basis von Mikrowellen-CVD unter Verwendung einer RF-Vorspannung angewandt, um ein photovoltaisches Bauelement herzustellen. Beispielsweise offenbart die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 8-51228 als ein Mittel zum Beginnen bzw. Starten einer Mikrowellenentla dung ein Verfahren zum Einführen eines Rohmaterialgases in einen Entladungsbereich, während ein niedriger Druck aufrechterhalten wird, und zum Anlegen von sowohl einer Mikrowellenleistung als auch einer RF-Leistung an den Entladungsbereich, um die Entladung zu starten. Bei diesem bekannten Stand der Technik dient die RF-Leistung als eine Vorspannung an dem Plasma, was von der Mikrowelle erhalten wird, um die Qualität des Abscheidungsfilms zu verbessern. Im Vergleich zu einer DC-Vorspannung wird die RF-Vorspannung weniger wahrscheinlich Funken erzeugen. Da eine Energie höherer Frequenz an das Plasma angelegt werden kann, kann ein Abscheidungsfilm hoher Qualität erzielt werden.
In den letzten Jahren wurde ferner VHF-Plasma-CVD unter Verwendung einer hohen Frequenz in dem VHF-Band untersucht. Wie z. B. in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 7-245269 beschrieben ist, kann entsprechend der VHF-Plasma-CVD ein Abscheidungsfilm gleichmäßig auf einem Substrat, das eine relativ große Fläche aufweist, bei einer hohen Prozeßrate ausgebildet werden. In diesem Frequenzband ist der Rohmaterialgasausbeutewirkungsgrad höher als jener bei RF-Plasma-CVD, so daß die Abscheidungsfilmausbildungsrate erhöht werden kann. Zusätzlich steigt, da die VHF-Entladung den Bereich der Entladungsbedingungen (Druck, anzulegende Leistung, Rohmaterialgaszusammensetzung und dergleichen) im Vergleich zur Mikrowellenentladung erweitert, der Freiheitsgrad beim Steuern der Qualität des Abscheidungsfilms. Die VHF-Plasma-CVD ist geeignet zur Abscheidung eines amorphen Siliziumfilms. Besonders beim Abscheiden eines mikrokristallisierten Siliziumfilms kann die VHF-Plasma-CVD mit dem großen Freiheitsgrad für die Filmausbildungsbedingungen verwendet werden, um den Kristallpartikeldurchmesser oder die Kristallkorngrenzstruktur zu optimieren, so daß ein Abscheidungsfilm hoher Qualität erwartet werden kann.
Als ein Verfahren zur Herstellung eines großflächigen Bauelements unter Verwendung von Mikrowellenplasma-CVD oder RF-Plasma-CVD sind ein photovoltaisches Bauelementausbildungsverfahren und eine Vorrichtung unter Verwendung eines Rolle-zu-Rolle-Schemas in dem US-Patent Nr. 4 400 409 oder der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 3-30419 offenbart. In diesen Vorrichtungen sind eine Vielzahl von Glimmentladungsbereichen angeordnet. Ein ausreichend langes bandförmiges Substrat, das eine gewünschte Breite aufweist, wird kontinuierlich in der Längsrichtung des bandförmigen Substrats entlang der sich sequentiell durch die Glimmentladungsbereiche erstreckenden Strecke befördert, wobei kontinuierlich Bauelemente ausgebildet werden, die jeweils eine Halbleiterübergangszone aufweisen.
Die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 7-41954 offenbart ein Verfahren zum automatischen Wiederherstellen der Plasmaentladung bei Detektion des Stopps der Plasmaentladung in einer Mikrowellenplasmaverarbeitungsvorrichtung, indem keine RF-Vorspannung verwendet wird. In diesem Verfahren wird der Entladungsstoppzustand detektiert, indem der Druck in dem Entladungsraum, die reflektierte Wellenleistung bei Entladung, das Potential in dem Entladungsraum oder der Stromwert in dem Entladungsraum überwacht wird. Um die Entladung wiederherzustellen, wird eine Mikrowellenleistung angelegt, die größer als die Entladungsaufrechterhaltungsleistung ist, oder der Druck in der Vakuumkammer wird niedriger als der Entladungsaufrechterhaltungsdruck gehalten.
Jedoch stellen sich in der automatischen Start-/Aufrechterhaltungs-Plasmaentladung die folgenden Probleme.

(1) Wenn die Plasmaentladung zuerst zu starten bzw. beginnen war, indem eine erste Hochfrequenzleistung verwendet wird, muß die erste Hochfrequenzleistung, die stärker als beim Filmausbilden ist, an den Entladungsbereich angelegt werden, während eine zweite Hochfrequenzleistung mit einer geeigneten Größe angelegt wird. Falls die Reihenfolge der Leistungsanlegung oder das Timing des Justierens der Impedanzanpassung der zweiten Hochfrequenzleistung ungeeignet ist, können Funken in dem Entladungsbereich erzeugt werden oder die Impedanzanpassung kann sich verschieben, um die Entladung zum Verschwinden zu bringen. Dies macht es schwierig, die Entladung gleichmäßig zu beginnen. Tatsächlich hängt der Start bzw. Beginn der Entladung von Bedienungserfahrungen ab und die Prozedur zum Beginnen der Mikrowellenplasmaentladung mit hoher Reproduzierbarkeit wird unbestimmt. Aus diesem Grund kann eine automatische Vorrichtung kaum konzipiert werden.
(2) Falls die Entladung während der Filmausbildung wegen irgendeines Grunds nach dem Beginn der Plasmaentladung unter Verwendung der ersten Hochfrequenzleistung verschwindet, ist die Entladung manchmal schwierig erneut zu starten wegen des Grunds von (1). Da der erneute Start der Entladung Zeit benötigt, treten Defekte bzw. Störstellen in dem Abscheidungsfilm auf, was zu einer Abnahme in der Ausbeute führt.
(3) Falls ein großer Abscheidungsfilm gleichmäßig ausgebildet wird, indem die erste und/oder zweite Hochfrequenzleistung aus einer Vielzahl von Anlegemitteln an einen Entladungsbereich angelegt wird, kann die Entladung von einem der Anlegemittel verschwinden.

Falls die Entladung teilweise verschwindet, wird die Dicke des Abscheidungsfilms ungleichmäßig oder kleiner als eine gewünschte Dicke, was zu einer Abnahme in der Ausbeute führt.
Die vorliegende Erfindung weist eine andere Schwierigkeit bzw. Herausforderung auf. Wenn ein photovoltaisches Bauelement herzustellen ist, indem die Plasma-CVD-Vorrichtung des Rolle-zu-Rolle-Schemas verwendet wird, wird die Vorrichtung sperrig, da eine Anzahl von Entladungsbereichen in eine Zeile bzw. Linie entlang der Längsrichtung gesetzt wird. Zusätzlich tendieren das Rohmaterialgaszufuhrsystem, das Abpumpsystem und das Leistungszufuhrsystem dazu, komplex zu sein. Um die Reproduzierbarkeit der Bauelementausführung oder Bedienbarkeit der Vorrichtung zu verbessern, wird die Bedienung der Vorrichtung vorzugsweise soweit wie möglich automatisiert. Falls Bauelemente bzw. Einrichtungen in Massen zu produzieren sind, um die Herstellungskosten zu reduzieren, ist es wesentlich, die gesamte Vorrichtung automatisch zu bedienen, um den Bedienungswirkungsgrad oder die Ausbeute zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung vorzusehen zum automatischen gleichmäßigen Starten einer Plasmaentladung unter Verwendung einer ersten Hochfrequenzleistung (z. B. einer Mikrowelle oder VHF) unter gleichzeitiger Verwendung einer zweiten Hochfrequenzleistung (z. B. einer RF) als einer Vorspannung. Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung vorzusehen, die geeignet ist zum automatischen Starten einer Entladung bei Erfassen bzw. Detektieren, daß eine Entladung während der Verarbeitung verschwindet. Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, gelegentlich das Anlegen einer ersten Hochfrequenzleistung unter Verwendung einer automatischen Vorrichtung zu justieren bzw. einzustellen, während die Plasmastärke während der Verarbeitung gemessen wird, um eine stabile Plasmaverarbeitung aufrechtzuerhalten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen von Plasmaverarbeitung unter Verwendung einer ersten Hochfrequenzleistung und einer zweiten Hochfrequenzleistung mit einer niedrigeren Frequenz als jener der ersten Hochfrequenzleistung vorgesehen, mit dem Entladungsstartschritt zum Zuführen der zweiten Hochfrequenzleistung, die kleiner als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in eine Verarbeitungskammer über eine Impedanzanpassungsschaltung und danach zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung, die größer als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer, um ein Plasma zu erzeugen, dem Justierungsschritt zum Reduzieren einer Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, zum Erhöhen einer Größe der zweiten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und danach zum Justieren der Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um eine Plasmastärke eines vorbestimmten Werts zu erzielen, und dem Plasmaverarbeitungsschritt, mit dem die Impedanzanpassungsschaltung veranlaßt wird, einen Anpassungsbetrieb durchzuführen, und gleichzeitig der Wert der ersten Hochfrequenzleistung justiert wird, um eine Plasmastärke eines gewünschten Werts beim Verarbeiten zu erzielen, wobei eine Plasmaverarbeitung eines zu verarbeitenden Substrats durchgeführt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind vorgesehen eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung mit einer Plasmaverarbeitungskammer, Mittel zum Zuführen einer ersten Hochfrequenzleistung in die Plasmaverarbeitungskammer, Mittel zum Zuführen einer zweiten Hochfrequenzleistung, die eine niedrigere Frequenz als jene der ersten Hochfrequenzleistung aufweist, in die Plasmaverarbeitungskammer, Mittel zum Einleiten eines Prozeßgases in die Plasmaverarbeitungskammer, Mittel zum Reduzieren eines Drucks in der Plasmaverarbeitungskammer, Meßmittel zum Messen einer Stärke eines in der Plasmaverarbeitungskammer erzeugten Plasmas, und eine Entladungssteuerungsvorrichtung zum Steuern der Plasmaentladung, wobei die Entladungssteuerungsvorrichtung Mittel aufweist zum Steuern des Entladungsstartschritts zum Zuführen der zweiten Hochfrequenzleistung, die kleiner als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer über eine Impedanzanpassungsschaltung und danach zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung, die größer als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer, um ein Plasma zu erzeugen, des Justierungsschritts zum Reduzieren einer Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, zum Erhöhen einer Größe der zweiten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und danach zum Justieren der Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um eine Plasmastärke eines vorbestimmten Werts zu erzielen, und des Plasmaverarbeitungsschritts, mit dem die Impedanzanpassungsschaltung veranlaßt wird, einen Anpassungsbetrieb durchzuführen, und gleichzeitig der Wert der ersten Hochfrequenzleistung justiert wird, um eine Plasmastärke eines gewünschten Werts beim Verarbeiten zu erzielen, wobei eine Plasmaverarbeitung eines zu verarbeitenden Substrats durchgeführt wird.
Wenn ein Verschwinden der Plasmaentladung in dem Plasmaverarbeitungsschritt detektiert wird, wird vorzugsweise die Impedanzanpassungsschaltung in einen Anfangszustand gesetzt und der Entladungsstartschritt wird erneut durchgeführt. Die Vorrichtung weist vorzugsweise Detektions- und Steuerungsmittel dafür auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer Plasmaentladungssteuerungsvorrichtung zum Automatisieren einer Filmausbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Schnittansicht, welche eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
3, die aus 3A und 3B besteht, welche Flußdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der in 1 dargestellten Plasmaentladungssteuerungsvorrichtung sind;
4 ist eine schematische Schnittansicht, welche ein Beispiel zeigt, bei dem die Plasmaverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf ein Rolle-zu-Rolle-Schema angewandt wird;
5 ist eine schematische Schnittansicht, welche ein photovoltaisches Bauelement zeigt; und
6 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung einer Vorrichtung unter Verwendung einer VHF.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
In dieser Ausführungsform wird eine Mikrowelle als eine erste Hochfrequenzwelle verwendet und eine RF wird als eine zweite Hochfrequenzwelle verwendet. Auch wenn eine VHF als die erste Hochfrequenzwelle verwendet wird, kann derselbe Effekt wie in dem obigen Fall erzielt werden. In dieser Anmeldung bedeutet eine RF eine Hochfrequenzwelle, die eine Frequenz von 1 MHz einschließlich bis 20 MHz ausschließlich aufweist. Eine VHF ist eine Hochfrequenzwelle, welche eine Frequenz von 20 MHz einschließlich bis 1 GHz ausschließlich aufweist. Eine Mikrowelle bedeutet eine Hochfrequenzwelle, die eine Frequenz von 1 GHz einschließlich bis 10 GHz ausschließlich aufweist.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer Plasmaentladungssteuerungsvorrichtung zum Automatisieren einer Filmausbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Entladungssteuerungsvorrichtung 101 weist eine Eingangsschaltung, eine Ausgangsschaltung und einen Kalkulator auf (keine(r) ist dargestellt). Die Eingangsschaltung ist mit einem Detektor 107 zum Detektieren eines Stromwerts Idc, der bei Erden der DC-Komponente einer an einen Vorspannungsschieber 109 angelegten Spannung fließt, und einer Filmausbildungssteuerungsvorrichtung 100 zum Steuern der gesamten Vorrichtung verbunden. Die Ausgangsschaltung ist mit einem Mikrowellenoszillator 104 als einem Mittel zum Erzeugen der ersten Hochfrequenzwelle, einem RF-Oszillator 105 als einem Mittel zum Erzeugen der zweiten Hochfrequenzwelle, einer Anpassungsschaltung 106, einem Massendurchflußkontroller (nachfolgend als ein MFC abgekürzt) 103 und einem Abpumpeinstellventil 108 verbunden.
Die Entladungssteuerungsvorrichtung 101 weist eine Funktion zum Einstellen der Mikrowellenleistung und der an einen Entladungsbereich 102 angelegten RF-Leistung, der Gasflußrate und des Öffnungsverhältnisses des Abpumpventils, und eine Funktion zum Schalten des Fixier- bzw. Festbetriebs und automatischen Anpassungsbetriebs der Anpassungsschaltung auf. Der Vorspannungsschieber 109 ist mit einem Ausgangsanschluß der Anpassungsschaltung 106 verbunden.
Ausführungsform der Vorrichtung
Ein spezifisches Beispiel der Plasmaverarbeitungsvorrichtung zur Verwirklichung des Plasmaverarbeitungsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden.
Ein Entladungsbereich 203, der aus einem nahezu Parallelepiped-Filmausbildungsbehälter 202 und einem Substrat 200 ausgebildet ist, ist in einem Vakuumbehälter 201 angeordnet. Das Substrat 200 kann eine Bandform aufweisen. In diesem Fall wird das Substrat 200 in einer senkrecht zu der Blattoberfläche von 2 verlaufenden Richtung befördert. Der Vakuumbehälter 201 und der Filmausbildungsbehälter 202 sind elektrisch verbunden und auf das Massepotential gesetzt.
In dieser Vorrichtung sind ein Substratheizer 204 zum Erwärmen bzw. Aufheizen des bandförmigen Substrats auf eine gewünschte Filmausbildungstemperatur, ein Rohmaterialgaseinbaurohr 205 zum Einführen eines aus einem Gaszufuhrmittel (nicht dargestellt) in die Filmausbildungskammer zugeführten Rohmaterialgases, ein Abpumprohr 206 zum Abpumpen der Filmausbildungskammer unter Verwendung eines Abpumpmittels wie einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt), ein Abpumpeinstellventil 207, welches Abpumpleitungsapplikatoren 209 zum Zuführen der Mikrowellenleistung aus einem Mikrowellenoszillator 208 in den Filmausbildungsbehälter einstellen kann, und ein Vorspannungsschieber 212 zum Anlegen der RF-Vorspannungsleistung von einem RF-Oszillator 210 an das Plasma angeordnet.
Eine Anpassungsschaltung 211 ist zwischen dem RF-Oszillator 210 und dem Vorspannungsschieber 212 angeschlossen. Indem zwei Parameter zum Anpassen und Abstimmen geändert werden, kann die Impedanzanpassung zwischen dem RF-Oszillator und dem Vorspannungsschieber eingestellt bzw. justiert werden. Die Anpassungsschaltung 211 weist ferner eine Funktion zum automatischen Justieren bzw. Einstellen der Parameter durch sie selbst auf, um den Anpassungsbetrieb durchzuführen.
Der Filmausbildungsbehälter 202 weist teilweise maschenähnliche Löcher in seiner Seitenoberfläche auf. Das Plasma und die elektromagnetische Welle können in dem Filmausbildungsbehälter 202 beschränkt sein und das zerlegte Rohmaterialgas kann entfernt werden.
Ein Idc-Detektor 216 ist zwischen der Anpassungsschaltung 211 und dem Vorspannungsschieber 212 angeschlossen. Der Idc-Detektor 216 wird aus einer Drosselspule 213 und einem Widerstand 214 gebildet. Wie oben beschrieben ist, wird der Stromwert der DC-Komponente, was an den Vorspannungsschieber 212 angelegt ist, an einen Idc-Ausgang 215 als eine Ausgangsspannung ausgegeben. Die RF-Leistung wird an den Vorspannungsschieber 212 angelegt. Da die Masse der Elektronen viel kleiner als jene einer Ionen-Art ist, erreicht eine größere Zahl von Elektronen den Vorspannungsschieber wegen der Kraft des RF-Felds. Wenn der Vorspannungsschieber in einem DC-Gleitzustand ist, wird der Vorspannungsschieber auf ein negatives Potential geladen. Wenn lediglich die DC-Komponente über die Drosselspule 213 geerdet wird, fließt ein Strom (Idc) zu der Drosselspule 213. Der Stromwert Idc ist nahezu proportional zu dem Grad der Ionisation des Plasmas und der Stromwert Idc kann als eine Plasmastärke angesehen werden. Der Stromwert Idc des DC-Stroms, welcher zu der Drosselspule 213 fließt, wird in eine Spannung umgewandelt, indem der Widerstand 214 verwendet wird, und an den Idc-Ausgang 215 ausgegeben, so daß der Idc-Detektor die Plasmastärke mißt. Wenn der Idc-Detektor als ein Entladungsstartdetektionsmittel zu verwenden ist, wird ein Schwellenwert gesetzt. Wenn der Stromwert Idc den Schwellenwert überschreitet, wird bestimmt, daß die Entladung begonnen hat. Wenn der Stromwert Idc gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, wird bestimmt, daß die Entladung verschwunden oder teilweise verschwunden ist.
Die in 2 dargestellte Vorrichtung führt eine Mikrowellenleistungsplasmaentladung unter Verwendung von zwei Applikatoren 209 durch. Indem die Mikrowellenleistung aus einer Vielzahl von Richtungen angelegt wird, indem die Vielzahl von Applikatoren verwendet wird, kann der Filmausbildungsbereich vergrößert werden, während gleichförmige Filmcharakteristiken des Substrats 200 aufrechterhalten werden (die Filmcharakteristiken in der Richtung der Breite für ein bandförmiges Substrat). Bei Gebrauch der Vielzahl von Applikatoren kann Plasma, das nicht von allen, jedoch von einigen Applikatoren entladen wurde, verschwinden. Zu diesem Zeitpunkt verschlechtert sich die Plasmastärke, um die Ausgabe von dem Idc-Detektor zu verringern. Wenn ein Schwellenwert für den Stromwert Idc gesetzt wird, kann detektiert werden, daß das Plasma teilweise verschwunden ist.
3A und 3b sind Flußdiagramme, welche den Betrieb der in 1 dargestellten Entladungssteuerungsvorrichtung 101 zeigen, und dies wird als nächstes unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.
Vorbereitungsstufe
In Schritt 1 wird ein Startsignal von der Filmausbildungssteuerungsvorrichtung 100 an die Entladungssteuerungsvorrich tung 101 gesendet.
In Schritt 2 wartet die Verarbeitung, bis Filmausbildungsparameter, die anders als jene sind, die von der Entladungssteuerungsvorrichtung 101 gesteuert werden, vorbereitet sind. Beispielsweise wartet die Verarbeitung, bis die Temperatur des bandförmigen Substrats, die Flußrate des Rohmaterialgases und der Druck in dem Entladungsbereich definierte Werte erreichen.
In Schritt 3 werden Anpassungs- und Abstimmparameter der Anpassungsschaltung 106 initialisiert und fixiert. Die Anfangswerte sind Werte, die auf endgültige Impedanzanpassung hin bei stabiler Filmausbildung bestimmt werden und die im voraus experimentell bestimmt werden. Wenn die Parameter der Anpassungsschaltung 106 bei der Anfangsstufe der beginnenden Entladung fixiert werden, wird die Entladung am Verschwinden aufgrund eines Fehlers im automatischen Anpassungsbetrieb gehindert. Zusätzlich paßt sich, wenn die Parameter der Anpassungsschaltung 106 initialisiert sind, die Impedanz nahezu unmittelbar, nachdem die Entladung begonnen hat, an. Aufgrund der obigen Gründe ist es möglich, die Entladung gleichmäßig mit hoher Reproduzierbarkeit zu beginnen bzw. zu starten.
Entladungsstufe
In Schritt 4 wird ein wenig RF-Leistung von dem RF-Oszillator 105 an den Vorspannungsschieber 109 hinzugegeben oder angelegt. Die RF-Leistung zu diesem Zeitpunkt wird als gewünschter Wert 1 bezeichnet. Unter einer für die Mikrowellenentladung geeigneten Filmausbildungsbedingung beginnt die Entladung nicht nur mit der RF-Leistung. Aus diesem Grund wird zu diesem Zeitpunkt das meiste der Eingangs-RF-Leistung an der RF-Oszillator-105-Seite reflektiert.
In Schritt 5 wird eine Mikrowellenleistung in den Filmausbildungsbehälter 202 angelegt. In Schritt 8 wird, wenn der gemessene Stromwert Idc den Schwellenwert 1 überschreitet, erkannt, daß die Entladung begonnen hat. In Schritt 5 wird die effektive Mikrowellenleistung allmählich erhöht, bis die Entladung beginnt.
Die Prozedur zum Beginnen bzw. Starten der Entladung wird auf der Basis von 2 beschrieben werden. Ein Rohmaterialgas wird in den Entladungsbereich 203 über das Rohmaterialgaseinbaurohr 205 eingeführt. Das Öffnungsverhältnis des Abpumpeinstellventils 207 wird gesteuert bzw. geregelt, um den Entladungsbereich 203 bei einem vorbestimmten Druck zu halten. Zuerst wird eine RF-Leistung in einem kleinen Betrag an den Vorspannungsschieber 212 angelegt. Vorzugsweise wird eine Leistung von 10% oder weniger von jener bei der Filmausbildung angelegt. Als nächstes wird die Mikrowellenleistung von dem Applikator 209 angelegt. Dieselbe Mikrowellenleistung wie jene bei der Filmausbildung oder eine größere Leistung wird angelegt, um ein Plasma zu erzeugen. Ob das Plasma erzeugt worden ist, kann durch ein Plasmastärkemeßmittel (später zu beschreiben) bestätigt werden. Unmittelbar nach der Plasmaerzeugung wird eine größere Mikrowellenleistung als bei der Filmausbildung angelegt. Falls die RF-Vorspannungsleistung zu diesem Zeitpunkt erhöht wird, werden sofort Funken erzeugt und das Plasma wird wahrscheinlich verschwinden. Um dies zu verhindern, wird die RF-Vorspannungsleistung nicht zu diesem Zeitpunkt erhöht.
In Schritt 6 wird, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem die angelegte Mikrowellenleistung den Maximalwert erreicht hat und die Entladung noch nicht begonnen hat, bestimmt, daß es schwierig ist, unter dieser Filmausbildungsbedingung eine Entladung herbeizuführen. In Schritt 7 wird, um die Entladung zu erleichtern, der Druck in dem Entladungsbereich 102 erhöht. Zwei Techniken sind verfügbar, um den Druck zu erhöhen. Als eine Technik wird der MFC 103 justiert bzw. eingestellt, um die Flußrate des Rohmaterialgases, das in den Entladungsbereich 102 einzuführen ist, zu steigern. Wenn eine Vielzahl von Rohmaterialgasen verwendet wird, kann jedes Gas gesteigert werden. Insbesondere wird das H₂-Gas vorzugsweise gesteigert, da, auch wenn die Flußrate gesteigert wird, der Betrag der Änderung im gemessenen Stromwert Idc klein ist. Als eine andere Technik wird das Öffnungsverhältnis des Abpumpeinstellventils 108 verringert, um den Druck in dem Entladungsbereich 102 zu erhöhen.
Justierungsstufe
Wenn die Entladung begonnen hat und detektiert wird, daß der gemessene Stromwert Idc den Schwellenwert 1 überschreitet, wird der MFC 103 in Schritt 9 justiert bzw. eingestellt, um das Gasflußrate zu justieren bzw. einzustellen, oder das Öffnungsverhältnis des Abpumpeinstellventils 108 wird eingestellt, wobei der Druck auf den definierten Wert zurückkehrt.
In Schritt 10 wird die effektive Mikrowellenleistung allmählich auf den gewünschten Wert 2 reduziert. Der gewünschte Wert 2 kann gleich der Leistung sein, die bei der Filmausbildung unter stabiler Entladung angelegt wird. Jedoch ist diese Stufe eine Übergangsstufe und, um die Entladung am Verschwinden zu hindern, ist die Mikrowellenleistung vorzugsweise geringfügig größer als jene bei der Filmausbildung. Noch spezifischer ist es bevorzugt, daß die Mikrowellenleistung 100% bis 200 von jener bei der Filmausbildung ist, und noch bevorzugter 120 bis 180% von jener bei der Filmausbildung.
Dieser Wert wird experimentell bestimmt.
In Schritt 11 wird die effektive Mikrowellenleistung allmählich auf den gewünschten Wert 3 erhöht. Der gewünschte Wert 3 ist vorzugsweise gleich der Leistung, die bei der Filmausbildung unter stabiler Entladung angelegt wird. Jedoch kann, um eine abnorme Entladung zu verhindern, dieser Wert geringfügig kleiner sein. Noch spezifischer ist die RF-Leistung 70% bis 100 von jener bei der Filmausbildung. Nachdem die Mikrowellenleistung reduziert ist, wird die RF-Vorspannungsleistung erhöht. Mit dieser Verarbeitung kann eine stabile Entladung aufrechterhalten werden, während Funkenbildung verhindert wird.
In Schritt 12 wird die Plasmastärke gesteuert. In Schritt 13 wird die effektive Mikrowellenleistung derart justiert, daß die Leistung nahe dem gewünschten Wert bei der Filmausbildung ist oder innerhalb des Bereichs von 100% bis 150% des gewünschten Werts fällt. Zwei Verfahren sind verfügbar, um die Plasmastärke zu steuern. Als das erste Verfahren wird die Eingangsmikrowellenleistung derart justiert, daß der gemessene Stromwert Idc nahe dem gewünschten Wert 3 ist. Als das zweite Verfahren wird die Eingangsmikrowellenleistung derart justiert, daß der effektive Wert der Mikrowellenleistung = (Eingangsleistung – reflektierte Leistung) nahe dem gewünschten Wert 4 ist. Indem eines dieser Verfahren verwendet wird, wird die Mikrowellenleistung reduziert.
Zu diesem Zeitpunkt weist die RF-Impedanzanpassung den vorläufigen Anfangswert auf und die Anpassung ist nicht ideal, sondern vorübergehend. Aus diesem Grund wird, um die Entladung am Verschwinden zu hindern, die Plasmastärke vorzugsweise justiert, daß sie geringfügig höher als der gewünschte Wert bei der Filmausbildung ist und insbesondere 100 bis 150 des gewünschten Werts ist. Wie in 2 dargestellt ist, wird, wenn Mikrowellenleistungen von einer Vielzahl von Applikatoren 209 angelegt werden, das Verhältnis von effektiven Mikrowellenleistungen, die von den Applikatoren anzulegen sind, passend justiert, um die Dicke und Qualität des Abscheidungsfilms gleichmäßig zu machen.
In Schritt 14 wird die RF-Leistung auf den gewünschten Wert bei der Filmausbildung justiert. Gleichzeitig wird die Anpassungsschaltung 106 von dem Fixierbetrieb zu dem automatischen Anpassungsbetrieb verstellt. Das Verfahren zum automatischen Anpassen der Impedanz zwischen dem RF-Oszillator und der Last wird allgemein verwendet. Wie in der vorliegenden Erfindung ist, wenn die RF in das Mikrowellen- oder VHF-Plasma als eine Vorspannungsleistung angelegt wird, das Plasma instabil von der Erzeugung des Mikrowellen- oder VHF-Plasmas bis zur Stabilisierung des Plasmas, so daß die automatische Anpassung der RF instabil wird. Indem der automatische Anpassungsbetrieb gestartet wird, wenn das Plasma stabilisiert ist, d. h. die Justierung zum Erzielen der gewünschten Mikrowellenleistung bei der Filmausbildung vollständig ist, kann die Anpassungsschaltung ständig in stabiler Weise betrieben werden.
Stabile Entladungsstufe
In Schritt 15 wird die Mikrowellenleistung justiert, um schließlich die Plasmastärke auf den gewünschten Wert bei der Filmausbildung zu setzen. Das Plasmastärkensteuerungsverfahren ist dasselbe wie in Schritt 12. Während der Filmausbildung wird die Plasmastärke ständig so gemessen, daß der gemessene Stromwert Idc den gewünschten Wert 4 erreicht oder die effektive Mikrowellenleistung den gewünschten Wert 5 erreicht. In Schritt 17 wird die Eingangsmikrowellenleistung justiert.
In Schritt 16 kehrt, falls der Idc-Detektor erkennt, daß die Entladung während der Filmausbildung verschwunden ist, der Flußverlauf bzw. Programmablauf zu Schritt 3 zurück, um die Entladung erneut zu starten. Ein Schwellenwert 2 wird gesetzt und wenn der gemessene Stromwert Idc kleiner als der Schwellenwert 2 ist, wird erkannt, daß die Entladung verschwunden ist.
Falls der Idc-Detektor 107 bestätigt, daß die Entladung bei der stabilen Entladungsstufe verschwunden ist, kehrt der Flußverlauf zu der Entladungsstufe zurück, um die Entladung erneut zu bewirken. Mittels dieser Verarbeitung kann eine kontinuierliche Filmausbildung durchgeführt werden, ohne daß die kontinuierliche Filmausbildungsvorrichtung gestoppt wird.
Beendigungsstufe
In Schritt 18 wird eine Filmausbildungsendanweisung von der Filmausbildungssteuerungsvorrichtung 100 empfangen. In Schritt 19 wird die Entladungssteuerungsvorrichtung 101 beendet, um die Mikrowellenleistung und die RF-Vorspannungsleistung zu stoppen.
In Schritt 20 wird ein Signal, das das Ende des Betriebs der Entladungssteuerungsvorrichtung 101 anzeigt, zu der Filmausbildungssteuerungsvorrichtung 100 zurückgesendet.
Anwendung auf photovoltaisches Bauelement
Ein Beispiel, bei dem das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf eine Plasma-CVD-Vorrichtung eines Rolle-zu-Rolle-Schemas angewandt wird, um ein photovoltaisches Bauelement herzustellen, das einen pin-Übergang aufweist, wird als nächstes unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 4 weist die Plasma-CVD-Vorrichtung ein bandförmiges Substrat 400, einen Zufuhrbehälter 401, eine Zufuhrhaspel 402, einen Aufnahmebehälter 403, eine Aufnahmehaspel 404, einen ersten Dotierschichtausbildungsbehälter 405, eine i-Typ-Schichtausbildungsbehälter 406, einen zweiten Dotierschichtausbildungsbehälter 407, einen Substratheizer 408, Gasheizer 409, Gasschleusen 410, Rohmaterialgaseinbaurohre 411, Schleusengaseinbaurohre 412, Gasabpumpöffnungen 413, Abpumpeinstellventile 414, Beförderungsrollen 415, Kathoden 416, RF-Oszillatoren 417, einen Mikrowellenoszillator 418, einen Wellenleiter 419, Mikrowellenapplikatoren 420 und einen Vorspannungsschieber 421 auf. Der i-Typ-Schichtausbildungsbehälter 406 inkorporiert einen Filmausbildungsbehälter 422, in welchem ein Abscheidungsfilm mittels Mikrowellenplasma-CVD ausgebildet wird. Die Dotierschichtausbildungsbehälter 405 und 407 inkorporieren Filmausbildungsbehälter 423 und 424, in welchen Abscheidungsfilme mittels RF-CVD jeweils ausgebildet werden. Die Behälter 405 bis 407 weisen jeweils Entladungsbereiche 425 bis 427 auf.
Die Behälter 401, 403 und 405 bis 407 sind durch die Gasschleusen 410 verbunden. Das bandförmige Substrat 400 wird von dem Zufuhrbehälter 401 zu dem Aufnahmebehälter 403 getragen bzw. befördert, während es durch die drei Abscheidungsfilmausbildungsbehälter 405 bis 407 durchläuft. Ein Dreischichtfunktionsabscheidungsfilm, z. B. ein Halbleiterfilm für ein photovoltaisches Bauelement mit einer pin-Struktur, wird auf dem bandförmigen Substrat 400 ausgebildet.
Vorzugsweise ist das bandförmige Substrat 400 frei von Deformation und Verzerrung bei der Temperatur, die bei der Ausbil dung eines Halbleiterfilms erforderlich ist, und weist eine gewünschte Stärke und Leitfähigkeit auf. Das bandförmige Substrat ist vorzugsweise so dünn wie möglich unter Berücksichtigung der Kosten und des Aufbewahrungsraums, so weit wie es eine ausreichende Stärke bzw. Festigkeit aufweist, um dessen Form auch unter einer Zugkraft während der Beförderung zu halten. Die Breite des bandförmigen Substrats ist nicht besonders beschränkt. Die Breite wird auf der Basis der Größe der Halbleiterfilmausbildungsmittel oder des Ausbildungsbehälters bestimmt. Obgleich die Länge des bandförmigen Substrats nicht besonders beschränkt ist, ist eine Länge, welche es erlaubt, das Substrat auf eine Rolle aufzunehmen, bevorzugt. Lange bandförmige Substrate können z. B. mittels Verschweißen verbunden sein, um ein längeres Substrat zu erzielen.
Bei den Ausbildungsbehältern 405 bis 407 wird das bandförmige Substrat 400 auf eine vorbestimmte Filmausbildungstemperatur durch die Substratheizer 408 erwärmt bzw. aufgeheizt. Rohmaterialgase, die von Gaszufuhrmitteln (nicht dargestellt) über die Rohmaterialgaseinbaurohre 411 zugeführt werden, werden den Entladungsbereichen 425 bis 427 zugeführt und durch Abpumpmittel (nicht dargestellt) von den Gasabpumpöffnungen 413 entfernt. Wenn die Abpumpraten von den Abpumpeinstellventilen 414 justiert bzw. eingestellt werden, werden gewünschte Drucke jeweils in den Entladungsbereichen 425 bis 427 aufrechterhalten.
In dem Entladungsbereich 426 in dem Ausbildungsbehälter 406 unter Verwendung von Mikrowellen-CVD sind die Applikatoren 420 zum Anlegen einer Mikrowellenleistung an das Rohmaterialgas von dem Mikrowellenoszillator 418 über den Wellenleiter 419 und der Vorspannungsschieber 421 zum Anlegen der RF-Leistung an das Plasma vorgesehen. In dem Entladungsbereich 426 wird ein Abscheidungsfilm unter Verwendung von Mikrowellen-CVD durch Zerlegen des zugeführten Rohmaterialgases ausgebildet. Da zwei Applikatoren 420 verwendet werden, wird die Gleichmäßigkeit der Abscheidungsfilmcharakteristiken in der Richtung der Breite des bandförmigen Substrats 400 verbessert. Der veranschaulichenden Bequemlichkeit wegen werden die Richtungen von zwei Applikatoren 420 jeweils auf eine Stirnseite und eine Rückseite bezogen werden.
In jedem der Entladungsbereiche 425 und 427 in den Ausbildungsbehältern 405 und 407 unter Verwendung von RF-CVD ist die Kathode 416 zum Anlegen der RF-Leistung an das Rohmaterialgas vorgesehen und ein Abscheidungsfilm wird mittels RF-CVD ausgebildet. Das von dem Rohmaterialgaseinbaurohr 411 eingeführte Rohmaterialgas wird durch den Gasheizer 409 aufgeheizt, um die Abscheidungsfilmcharakteristiken zu verbessern. Indem die Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 mittels der Heizer 408 und 409 aufgeheizt werden, können die Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 vor der Filmausbildung ausgebacken werden, um das Verunreinigungsgas zu reduzieren.
Die Gasschleusen 410 sind angeordnet, um die Behälter 401, 403 und 405 bis 407 voneinander zu trennen und befördern kontinuierlich das bandförmige Substrat 400 durch die Behälter 401, 403 und 405 bis 407. Um eine Vielzahl von dünnen Filmen hoher Qualität auszubilden, die verschiedene Zusammensetzungen aufweisen, wird ein Schleusengas von den Schleusengaseinbaurohren 412 eingeführt, um die Rohmaterialgase in angrenzenden Behältern am Vermischen zu hindern, so daß die Atmosphären getrennt werden können. Als Schleusengas wird H₂, He oder Ar verwendet.
Die Rohmaterialgaszufuhrmittel (nicht dargestellt), die Abpumpmittel (nicht dargestellt), die Substratheizer 408, die Gasheizer 409, die RF-Oszillatoren 417, der Mikrowellenoszillator 418 und ein Motor (nicht dargestellt) zum Befördern des bandförmigen Substrats in der oben beschriebenen Vorrichtung werden mittels einer Filmausbildungssteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert, wie ein Sequenzierer oder Computer, um einen automatischen Betrieb basierend auf einem Programm zuzulassen.
Die Schritte in dem automatischen Betrieb werden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden. Die Zufuhrhaspel 402, auf welcher das bandförmige Substrat 400 gewickelt ist, wird in den Zufuhrbehälter 401 gesetzt. Die leere Aufnahmehaspel 404 wird in den Aufnahmebehälter 403 gesetzt. Die Reinigung und Wartung der Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 werden in der Luft durchgeführt. Danach startet der automatische Prozeß.
1) Abpumprozeß
Der Druck in allen Ausbildungsbehältern 401, 403 und 405 bis 407 wird auf ungefähr 1 Torr durch die Abpumpmittel verringert.
2) Heizprozeß
Die Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 werden auf vorbestimmte Temperaturen mittels der Substratheizer 408 und der Gasheizer 409 aufgeheizt. Der Heizprozeß wird durchgeführt zum Zweck des Ausbackens, um Wasser und ein Verunreinigungsgas wie Sauerstoff, was in den Wänden der Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 und der Ausbildungsbehälter 405 bis 407 adsorbiert ist, zu eliminieren.
3) Filmausbildungsprozeß
Die Rohmaterialgase und die Schleusengase werden von den Rohmaterialeinbaurohren 411 und den Schleusengaseinbaurohren 412 eingeführt bzw. eingeleitet. Die Plasmaentladung wird in den Filmausbildungsbehältern 422 bis 424 gestartet, während das bandförmige Substrat 400 bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit befördert wird, wobei kontinuierlich Filme auf dem bandförmigen Substrat 400 abgeschieden werden. In diesem Prozeß wird in dem Ausbildungsbehälter 406 die oben beschriebene Mikrowellenentladungssteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung betrieben, um automatisch die Mikrowellenplasmaentladung zu beginnen. Wenn das bandförmige Substrat 400 auf eine vorbestimmte Position mittels der Aufnahmehaspel 404 aufgenommen wird, wird die gesamte Plasmaentladung gestoppt. Die Beförderung wird ebenfalls gestoppt.
4) Kühlprozeß
Die Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 werden auf eine Temperatur gekühlt, bei der die Reinigung und Wartung durchgeführt werden können. Bei der Filmausbildung wird manchmal ein entzündbares sekundäres Reaktionsprodukt in den Filmausbildungsbehältern 422 bis 424 abgeschieden. Um einen Zündvorgang beim Öffnen der Behälter zu verhindern, werden die Behälter im voraus gekühlt.
5) Entleerungs- bzw. Ausblasprozeß
Bevor die Ausbildungsbehälter 401, 403 und 405 bis 407 zu der Luft hin geöffnet werden, werden die Rohmaterialgase in den Behältern durch ein Stickstoffgas substituiert.
6) Lüftungsprozeß
Das Stickstoffgas wird in die Ausbildungsbehälter 401, 403 und 405 bis 407 eingeführt, bis der Atmosphärendruck erzielt wird.
Auf das Fertigstellen des obigen automatischen Prozesses hin, wird das mittels der Aufnahmehaspel 404 aufgenommene bandförmige Substrat 400 extrahiert bzw. herausgezogen. Danach wird ein transparenter Elektrodenfilm auf dem bandförmigen Substrat 400 mittels einer Filmabscheidungsvorrichtung (nicht dargestellt) abgeschieden, wobei somit ein photovoltaisches Dünnfilm-Bauelement fertiggestellt wird.
Die vorliegende Erfindung kann ferner auf eine Plasmaverarbeitung angewandt werden, die anders als Plasma-CVD, z. B. Plasmaätzen oder dergleichen ist.
Beispiel 1
Unter Verwendung der Plasma-CVD-Vorrichtung des Rolle-zu-Rolle-Schemas, das in 4 dargestellt ist, was die in 1 dargestellte automatische Steuerungsvorrichtung aufweist, wurde ein pin-typ photovoltaisches amorphes Silizium-Bauelement auf einem bandförmigen Substrat mittels des automatischen Prozesses ausgebildet, was der in 3A und 3B dargestellten Prozedur unter den folgenden Bedingungen folgt. Dies wird unten unter Bezugnahme auf 3A, 3B und 4 beschrieben werden. In diesem Beispiel wurde eine Mikrowellenleistung als die erste Hochfrequenzleistung verwendet und eine RF-Leistung wurde als die zweite Hochfrequenzleistung verwendet.
Als das bandförmige Substrat 400 wurde ein SUS 430 mit einer Breite von 350 mm, einer Länge von 300 m und einer Dicke von 0.2 mm verwendet und das Substrat wurde mittels Abscheiden eines Aluminium-Dünnfilms (Dicke: 0.1 μm) und eines Zinkoxid-(ZnO) Dünnfilms (Dicke: 1.0 μm) auf dem bandförmigen Substrat 400 als eine Rückreflektionsschicht präpariert bzw. vorbereitet, indem eine Sputterfilmausbildungsvorrichtung eines Rolle-zu-Rolle-Schemas (nicht dargestellt) verwendet wird.
Das bandförmige Substrat 400 wurde derart gesetzt, daß es von dem Zufuhrbehälter 401 zugeführt wurde und in den Aufnahmebehälter 403 aufgenommen wurde, während es durch die drei Filmausbildungsbehälter 405 bis 407 durchläuft.
Die Behälter 401, 403 und 405 bis 407 wurden auf ungefähr 1 Torr durch die Abpumpmittel (nicht dargestellt) über die Abpumpeinstellventile 414 abgepumpt. Während das Abpumpen fortgesetzt wurde, wurde das He-Gas aus den Gaseinbaurohren 411 und 412 bei jeweils 100 sccm eingeströmt bzw. eingelassen. Der Druck wurde bei 1.0 Torr gehalten, indem der Druck in den Behältern 401, 403 und 405 bis 407 mittels eines Druckmeßgeräts (nicht dargestellt) gemessen wurde und das Abpumpeinstellventil 414 gesteuert bzw. geregelt wurde. Zusätzlich wurden die Substratheizer 408 und die Gasheizer 409 auf 300°C erhitzt. Das Ausbacken wurde für 5 hrs durchgeführt, während dieser Zustand gehalten wurde, wobei das Verunreinigungsgas eliminiert wurde.
Als nächstes wurde das He-Gas aus den Gaseinbaurohren 411 und 412 gestoppt. Rohmaterialgase, welche in Tabelle 1 dargestellte Zusammensetzungen aufweisen, wurden aus den Gasmischern (nicht dargestellt) in die Filmausbildungsbehälter 422 bis 424 über die Rohmaterialgaseinbaurohre 411 eingeströmt bzw. eingelassen. Das H₂-Gas wurde aus den Schleusengasein baurohren 412 zu den Gasschleusen eingeströmt. Die Beförderungsrate des bandförmigen Substrats 400 war 1000 mm/min. Hinsichtlich der Hochfrequenzleistungsanlegemittel wurde in den Filmausbildungsbehältern 422 unter Verwendung von Mikrowellen-CVD die Mikrowelle an die Filmausbildungszone über den Wellenleiter 419 und die Mikrowellenapplikatoren 420 von dem Mikrowellenoszillator 418 mit einer Oszillationsfrequenz von 2.45 GHz angelegt. Die Vorspannungsleistung wird an den Vorspannungsschieber 421 von dem RF-Oszillator 417, der eine Oszillationsfrequenz von 13.56 MHz aufweist, über eine Anpassungsschaltung 428 angelegt. Hinsichtlich des Vorspannungsschiebers 421 wurde ein Säulenschieber des SUS 340 mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge von 30 cm verwendet. In den Filmausbildungsbehältern 423 und 424 unter Verwendung von RF-CVD wurde die RF-Leistung von dem RF-Oszillator 417 an die Kathode 416 über die Anpassungsschaltung 428 angelegt. Die Plasmaentladung wurde in den Entladungsbereichen 425 bis 427 begonnen, um kontinuierlich einen amorphen n-typ-Silizium-Film, einen amorphen i-typ-Silizium-Germanium-Film und einen mikrokristallisierten p-typ-Silizium-Film auf dem bandförmigen Substrat 400 auszubilden. Die Filmausbildungsbedingungen für jeden Filmausbildungsbehälter sind bei stabilem Filmausbilden in Tabelle 1 dargestellt.
In diesem Beispiel wurde eine Plasmastärkensteuerung während der Filmausbildung in Schritten 15 bis 17 in 3B durchgeführt, indem die Eingangsmikrowellenleistung derart justiert bzw. eingestellt wird, daß der gemessene Stromwert Idc (gewünschter Wert 4) auf 3.5 A gehalten wurde. Der gemessene Stromwert Idc (Schwellenwert 2), bei dem das Plasmaverschwinden detektiert wurde, wurde auf 3.0 A gesetzt. Die Hochfrequenzvorspannungsleistung (gewünschter Wert 1), die vor der Plasmaerzeugung angelegt wurde, wurde auf 50 W gesetzt. Die effektive Mikrowellenleistung war, wenn das Plasma zum ersten Mal erzeugt wurde, ungefähr 800 W sowohl auf der Stirn- als auch auf der Rückseite. Der gemessene Stromwert Idc war zu diesem Zeitpunkt 2.0 A, so daß der gemessene Stromwert Idc (Schwellenwert 1), bei dem die Plasmaerzeugung detektiert wurde, auf 1.5 A gesetzt wurde.
Die Auszeit-Zeitspanne bei der schwierigen Plasmaerzeugung in Schritt 6 wurde gesetzt, daß sie 5 sec sein soll. Jedoch wurde in diesem Beispiel, da das Plasma in 5 sec erzeugt wurde, Schritt 7 nicht ausgeführt. Der gewünschte Wert 2 war 300 W sowohl auf der Stirn- als auch auf der Rückseite und der gewünschte Wert 3 war 800 W.
Die Filmausbildung wurde kontinuierlich für ungefähr 5 Stunden als der Filmausbildungsprozeß durchgeführt. Eine Halbleiterschicht mit einem pin-Übergang wurde auf einem Teil mit 250 m Länge des bandförmigen Substrats, das eine Gesamtlänge von 300 m aufweist, ausgebildet. Der Teil mit 250 m Länge, wo die Halbleiterschicht erzielt wurde, wird als ein effektiver Abschnitt bezeichnet werden.
Das bandförmige Substrat, auf dem die Halbleiterschicht mittels der obigen Prozedur ausgebildet wurde, wurde aus dem Aufnahmebehälter 403 extrahiert bzw. herausgezogen. Ein transparenter leitfähiger ITO-(Indium Tin Oxide: Indium-Zinn-Oxid) Film (Dicke: 800 Å) wurde mittels einer Sputter-Filmausbildungsvorrichtung (nicht dargestellt) ausgebildet. Daraufhin wurde das bandförmige Substrat 400 in Stücke von 100 mm Länge geschnitten mittels einer Schneidevorrichtung (nicht dargestellt), während es herausgeführt wurde, wobei Proben präpariert bzw. vorbereitet werden. Eine Ag-Paste wurde auf jedem Substrat durch Siebdruck gedruckt, um eine Sammelelektrode auszubilden, wobei somit ein in der schematischen Schnittansicht von 5 dargestelltes photovoltai sches Bauelement fertiggestellt wird. In 5 weist das Bauelement ein Substrat 500, eine Rückreflektionsschicht 501, eine n-typ-Halbleiterschicht 502, eine i-typ-Halbleiterschicht 503, eine p-typ-Halbleiterschicht 504, einen transparenten leitfähigen ITO-Film 505 und eine Sammelelektrode 506 auf.
Die Charakteristiken des resultierenden photovoltaischen Bauelements wurden evaluiert, indem ein photoelektrischer Konversionswirkungsgrad η bei Bestrahlung des Substrats mit einem pseudosolaren Strahl, der einen AM-Wert von 1.5 und eine Energiedichte von 100 mW/cm² aufweist, gemessen wird. Tabelle 2 zeigt das Evaluierungsresultat. Aus dem effektiven Abschnitt mit 250 m Länge des bandförmigen Substrats wurden Proben bei einem Intervall von 10 m herausgezogen und einer Messung unterzogen. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Charakteristiken von jedem der 26 Proben wurde als Gleichmäßigkeit evaluiert. Die effektive Fläche der Proben betrug 350 mm × 100 mm.
Das Verhältnis des Teils mit Ausnahme von defekten Abscheidungsfilmabschnitten aufgrund des Plasmaverschwindens während der Filmausbildung, d. h. das Verhältnis des nicht-defekten Teils, wurde als ein Verhältnis von nicht-defekten Einheiten evaluiert. Die wiederholte Anzahl des Plasmaverschwindens wurde ebenfalls gezählt.
Vergleichsbeispiel 1
Im Vergleichsbeispiel 1 wurde die Filmausbildung durchgeführt, indem dieselbe Prozedur wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, ohne die in 1 dargestellte Entladungssteuerungsvorrichtung 101 zu verwenden. Dieselben Filmausbildungsbedingungen wie in Tabelle 1 wurden verwendet. Das Vergleichsbei spiel 1 ist von Beispiel 1 darin verschieden, daß der Mikrowellenoszillator, der RF-Oszillator, der MFC und das Abpumpeinstellventil manuell gesteuert wurden und die Anpassungsschaltung 106 gesetzt wurde, um ständig den automatischen Anpassungsbetrieb durchzuführen. Die Evaluierung wurde auf der Basis desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Das obige Experiment offenbart die folgenden Fakten. 1) Im Vergleichsbeispiel 1 wurde, wenn das Plasma während der Filmausbildung verschwunden war, der Entladungswiederbeginnbetrieb manuell durchgeführt. Zusätzlich wurde der Betrieb der Anpassungsschaltung 106 instabil, was Zeit für den Entladungswiederbeginn beanspruchte. Dies erhöhte die defektiven Abschnitte, so daß sich das Verhältnis von nicht-defekten Einheiten verringerte. Die durchschnittliche Zeit vom Beginn bis zur Stabilisierung der Entladung betrug 180 sec. In Beispiel 1 wurde der Plasmawiederbeginn glatt bzw. gleichmäßig durchgeführt. Die durchschnittliche Zeit vom Beginn bis zur Stabilisierung war 40 sec und das Verhältnis von nicht-defekten Einheiten erhöhte sich.
2) Im Vergleichsbeispiel 1 wurde die effektive Mikrowellenleistung justiert bzw. eingestellt, während der gemessene Stromwert Idc während der Filmausbildung visuell bestätigt wurde. Aus diesem Grund war eine genaue Justierung bzw. Einstellung der Plasmastärke unwirksam, was zu einer Abnahme in der Gleichmäßigkeit führte. In Beispiel 1 wurde der gemessene Stromwert Idc zu der effektiven Mikrowellenleistung mittels der Entladungssteuerungsvorrichtung 101 zurückgeführt. Demgemäß wurde die Genauigkeit der Plasmastärke verbessert und die Gleichmäßigkeit wurde erhöht.
Beispiel 2
In Beispiel 2 wurde, um die Plasmastärke während der Filmausbildung in Schritten 15 bis 17 in 3B zu steuern bzw. kontrollieren, die Eingangsmikrowellenleistung justiert bzw. eingestellt, um die effektive Mikrowellenleistung (gewünschter Wert 5) bei 250 W zu halten. Die Vorrichtungsanordnung war dieselbe wie in Beispiel 1. Die Filmausbildungsbedingungen bei stabilem Filmausbilden sind in Tabelle 3 dargestellt.
In Beispiel 2 begann die Entladung nicht in Schritt 6, auch wenn 5 sec, nachdem die Mikrowellenleistung die maximale Ausgabe der Leistungszufuhr erreichte, verstrichen waren. Die Entladung konnte begonnen werden, indem das H₂-Gas auf 1500 sccm in Schritt 7 gesteigert wurde. Der Druck in dem Entladungsbereich war zu diesem Zeitpunkt 15 mTorr. Daraufhin wurde in Schritt 9 das H₂-Gas auf die Flußrate, die in Tabelle 1 dargestellt ist, reduziert. Die Evaluierung wurde gemacht, indem dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wird.
Vergleichsbeispiel 2
In Vergleichsbeispiel 2 wurde die Filmausbildung durchgeführt, indem derselben Prozedur wie in Beispiel 2 gefolgt wurde, ohne die in 1 dargestellte Entladungssteuerungsvorrichtung 101 zu verwenden. Dieselben Filmausbildungsbedingungen wie in Tabelle 3 wurden verwendet. Vergleichsbeispiel 2 ist von Beispiel 2 darin verschieden, daß der Mikrowellenoszillator, der RF-Oszillator, der MFC und das Abpumpeinstellventil manuell gesteuert wurden und die Anpassungsschaltung 106 wurde gesetzt, um ständig den automatischen Anpassungsbetrieb durchzuführen. Die Evaluierung wurde auf der Basis desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 gemacht.
Tabelle 3
Tabelle 4
Das obige Experiment offenbarte die folgenden Fakten. Die Gleichmäßigkeit in Beispiel 2 ist höher als jene in Vergleichsbeispiel 2. Auch wenn die Plasmastärke justiert wird, während die effektive Mikrowellenleistung auf einen konstan ten Wert gesetzt wird, können stabile Charakteristiken von der Anfangsstufe bis zu dem Ende des Filmausbildungsprozesses erzielt werden. Zusätzlich war die durchschnittliche Zeit von dem Beginn bis zur Stabilisierung der Entladung 190 sec in Vergleichsbeispiel 2 und 40 sec in Beispiel 2.
Demgemäß nahmen die defekten Abschnitte in Beispiel 2 ab, was zu einer Verbesserung im Verhältnis von nicht-defekten Einheiten führte.
Beispiel 3
In Beispiel 3 wurde eine VHF als die erste Hochfrequenzwelle zur Plasmaverarbeitung verwendet. Die Differenz von der in 4 dargestellten Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. Dieselben Bezugszeichen wie in 4 bezeichnen dieselben Teile in 6 und eine genaue Beschreibung davon wird weggelassen werden. 6 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung eines anstelle des Filmausbildungsbehälters 422 in 4 verwendeten Filmausbildungsbehälters 601 und zugeordneter Elemente. Wie in 6 dargestellt ist, wurde ein VHF-Oszillator 602 mit einer Oszillationsfrequenz von 100 MHz anstatt des Mikrowellenoszillators 418 verwendet. Ein Koaxialkabel 603 und eine Anpassungsschaltung 604 wurden anstelle des Wellenleiters 419 verwendet. Zusätzlich wurde eine Stabantenne 605 anstelle des Applikators 420 verwendet. Die Stabantenne 605 wies dieselbe Größe und Form wie jene des Vorspannungsschiebers 421 auf und wurde gesetzt, daß sie parallel zu dem Vorspannungsschieber 421 in einem Entladungsbereich 606 ist. Der Abstand zwischen der Antenne und dem Vorspannungsschieber 421 war 15 mm in der Richtung der Beförderung des bandförmigen Substrats. Die verbleibenden Teile der Anordnung sind dieselben wie jene in Beispiel 1. Die Filmausbildungsbedingungen bei stabilem Film ausbilden sind in Tabelle 5 dargestellt.
In Beispiel 3 wurde, um die Plasmastärke in Schritten 15 bis 17 in 3 zu steuern bzw. kontrollieren, die Eingangs-VHF-Leistung justiert, um den gemessenen Stromwert Idc (gewünschter Wert 4) auf 3.0 A zu halten. Ein Schwellenwert 1 wurde auf 1.0 A gesetzt, ein Schwellenwert 2 wurde auf 2.5 A gesetzt und ein gewünschter Wert 1 der Vorspannungsleistung wurde auf 50 W gesetzt. Die Evaluierung wurde auf der Basis desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 gemacht. Tabelle 6 zeigt das Evaluierungsresultat.
Tabelle 5
Vergleichsbeispiel 3
In Vergleichsbeispiel 3 wurde die Filmausbildung durchgeführt, indem derselben Prozedur wie in Beispiel 3 gefolgt wurde, ohne die in 1 dargestellte Entladungssteuerungsvorrichtung 101 zu verwenden. Dieselben Filmausbildungsbedingungen wie in Tabelle 5 wurden verwendet. Vergleichsbeispiel 3 ist von Beispiel 3 darin verschieden, daß der VHF-Oszillator, der RF-Oszillator, der MFC und das Abpumpeinstellventil manuell gesteuert wurden und die Anpassungsschaltung 106 wurde gesetzt, um ständig den automatischen Anpassungsbetrieb durchzuführen. Die Evaluierung wurde auf der Basis desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 gemacht. Tabelle 6 zeigt das Evaluierungsresultat.
Tabelle 6
Das obige Experiment offenbart die folgenden Fakten. 1) Im Vergleichsbeispiel 3 wurde, wenn das Plasma während der Filmausbildung verschwunden war, der Entladungswiederbeginnbetrieb manuell durchgeführt. Zusätzlich wurde der Betrieb der Anpassungsschaltung 106 instabil, was Zeit für den Entladungswiederbeginn beanspruchte. Dies erhöhte die defekten Abschnitte, so daß sich das Verhältnis von nicht-defekten Einheiten verringerte. Die durchschnittliche Zeit vom Beginn bis zur Stabilisierung der Entladung betrug 200 sec. In Beispiel 3 wurde der Plasmawiederbeginn glatt bzw. gleichmäßig durchgeführt. Die durchschnittliche Zeit vom Beginn bis zur Stabilisierung war 30 sec und das Verhältnis von nicht-defekten Einheiten erhöhte sich.
2) Im Vergleichsbeispiel 3 wurde die effektive VHF-Leistung justiert, während der gemessene Stromwert Idc während der Filmausbildung visuell bestätigt wurde. Aus diesem Grund war eine genaue Justierung der Plasmastärke unwirksam, was zu einer Abnahme in der Gleichmäßigkeit führte. In Beispiel 3 wurde der gemessene Stromwert Idc zu der effektiven VHF-Leistung mittels der Entladungssteuerungsvorrichtung zurückgeführt. Demgemäß wurde die Genauigkeit der Plasmastärke verbessert und die Gleichmäßigkeit wurde erhöht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Plasmaentladung automatisch glatt bzw. gleichmäßig mit hoher Reproduzierbarkeit begonnen werden, indem die automatische Vorrichtung verwendet wird. Auch wenn die Entladung verschwunden war, kann sie schnell wiederbegonnen werden. Die Anwendung dieses Verfahrens auf eine Vorrichtung zum Ausbilden eines photovoltaischen Bauelements auf einem bandförmigen Substrat erlaubt den vollautomatischen Betrieb, was zu einer Produktivitätssteigerung von photovoltaischen Bauelementen und zur Kostenreduktion führt. Zusätzlich können stabile photovoltaische Charakteristiken quer zu dem bandförmigen Substrats erzielt werden. Da die defekten Abschnitte minimiert werden können, erhöht sich die Ausbeute.
Diese Erfindung besteht darin, ein Plasmaverarbeitungsverfahren vorzusehen einschließlich des Entladungsstartschritts zum Zuführen einer zweiten Hochfrequenzleistung in eine Verarbeitungskammer über eine Impedanzanpassungsschaltung und danach zum Zuführen einer ersten Hochfrequenzleistung, die größer als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer, um ein Plasma zu erzeugen, des Justierungsschritts zum Reduzieren der ersten Hochfrequenzleistung, um nahe dem Wert beim Verarbeiten zu sein, zum Erhöhen der zweiten Hochfrequenzleistung, um nahe dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und danach zum Justieren der ersten Hochfrequenzleistung, um eine Plasmastärke eines vorbestimmten Werts zu erzielen, und des Plasmaverarbeitungsschritts, mit dem die Impedanzanpassungsschaltung veranlaßt wird, einen Anpassungsbetrieb durchzuführen, und gleichzeitig die erste Hochfrequenzleistung justiert wird, um eine Plasmastärke eines gewünschten Werts beim Verarbeiten zu erzielen, wobei eine Plasmaverarbeitung eines zu verarbeitenden Substrats durchgeführt wird. Die Plasmaentladung kann automatisch glatt bzw. gleichmäßig mit hoher Reproduzierbarkeit begonnen werden und eine stabile Plasmaentladung kann aufrechterhalten werden. Auch im Falle des Verschwindens der Entladung kann die Plasmaentladung schnell wiederbegonnen werden.

Claims

Verfahren zum Durchführen von Plasmaverarbeitung unter Verwendung einer ersten Hochfrequenzleistung (104; 208) und einer zweiten Hochfrequenzleistung (105; 210) mit einer niedrigeren Frequenz als jener der ersten Hochfrequenzleistung mit: dem Entladungsstartschritt zum Zuführen der zweiten Hochfrequenzleistung, die kleiner als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in eine Verarbeitungskammer über eine Impedanzanpassungsschaltung (106; 211) und danach zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung, die größer als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer, um ein Plasma zu erzeugen; dem Justierungsschritt zum Reduzieren einer Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, zum Erhöhen einer Größe der zweiten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und danach zum Justieren der Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um eine Plasmastärke eines vorbestimmten Werts zu erzielen; und dem Plasmaverarbeitungsschritt, mit dem die Impedanzanpassungsschaltung veranlaßt wird, einen Anpassungsbetrieb durchzuführen, und gleichzeitig der Wert der ersten Hochfrequenzleistung justiert wird, um eine Plasmastärke eines gewünschten Werts beim Verarbeiten zu erzielen, wobei eine Plasmaverarbeitung eines zu verarbeitenden Substrats durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner umfaßt ist, daß, wenn ein Verschwinden der Plasmaentladung in dem Plasmaverarbeitungsschritt detektiert wird, die Impedanzanpassungsschaltung in einen Anfangszustand gesetzt wird und erneut zu dem Entladungsstartschritt zurückgekehrt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Justierungsschritt ein Reduzieren der ersten Hochfrequenzleistung, um auf 100% bis 200% des Werts beim Verarbeiten zu sein, und ein Erhöhen der zweiten Hochfrequenzleistung, um auf 70% bis 100 des Werts beim Verarbeiten zu sein, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Justierungsschritt ein Einstellen des vorbestimmten Werts der Plasmastärke als 100% bis 150% des gewünschten Werts der Plasmastärke beim Verarbeiten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner umfaßt ist, daß die Plasmastärke gemessen wird, indem eine DC-Komponente eines Stroms, der zwischen einem Massepotential und Mitteln zum Anlegen der zweiten Hochfrequenzleistung fließt, gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner umfaßt ist, daß die Plasmastärke gemessen wird, indem eine Differenz zwischen einer Eingangsleistung und einer reflektierten Leistung der ersten Hochfrequenzleistung detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Entladungsstartschritt umfaßt, daß eine Prozeßgaseinleitungsmenge gesteigert wird, um einen Druck in der Verarbeitungskammer zu erhöhen, und danach das Plasma erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Entladungsstartschritt umfaßt, daß ein Öffnungsverhältnis eines Auslaßdosierventils reduziert wird, um einen Druck in der Verarbeitungskammer zu erhöhen, und danach das Plasma erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Anfangszustand der Impedanzanpassungsschaltung derselbe ist wie ein Zustand der Anpassungsschaltung, in welchem eine reflektierte Leistung der zweiten Hochfrequenzleistung einen Minimalwert in dem Plasmaverarbeitungsschritt einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Entladungsstartschritt, der Justierungsschritt und der Plasmaverarbeitungsschritt automatisch in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der in dem Entladungsstartschritt zugeführten zweiten Hochfrequenzleistung nicht mehr als 10% der Größe der in dem Plasmaverarbeitungsschritt zugeführten zweiten Hochfrequenzleistung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Hochfrequenzleistung eine Hochfrequenzleistung ist, die eine Frequenz von einer Mikrowellenfrequenz oder einer VHF-Frequenz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Hochfrequenzleistung eine Hochfrequenzleistung ist, die eine RF-Frequenz aufweist.
Plasmaverarbeitungsvorrichtung mit einer Plasmaverarbeitungskammer (102; 201), Mitteln (104; 208) zum Zuführen einer ersten Hochfrequenzleistung in die Plasmaverarbeitungskammer, Mitteln (105; 210) zum Zuführen einer zweiten Hochfrequenzlei stung, die eine niedrigere Frequenz als jene der ersten Hochfrequenzleistung aufweist, in die Plasmaverarbeitungskammer, Mitteln (103; 205) zum Einleiten eines Prozeßgases in die Plasmaverarbeitungskammer, Mitteln (108; 206) zum Reduzieren eines Drucks in der Plasmaverarbeitungskammer, Meßmitteln (107; 216) zum Messen einer Stärke eines in der Plasmaverarbeitungskammer erzeugten Plasmas, und einer Entladungssteuerungsvorrichtung (101) zum Steuern der Plasmaentladung, wobei die Plasmasteuerungsvorrichtung Mittel aufweist zum Steuern des Entladungsstartschritts zum Zuführen der zweiten Hochfrequenzleistung, die kleiner als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer über eine Impedanzanpassungsschaltung (106; 211) und danach zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung, die größer als eine Leistung beim Verarbeiten ist, in die Verarbeitungskammer, um ein Plasma zu erzeugen; des Justierungsschritts zum Reduzieren einer Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, zum Erhöhen einer Größe der zweiten Hochfrequenzleistung, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und danach zum Justieren der Größe der ersten Hochfrequenzleistung, um eine Plasmastärke eines vorbestimmten Werts zu erzielen; und des Plasmaverarbeitungsschritts, mit dem die Impedanzanpassungsschaltung veranlaßt wird, einen Anpassungsbetrieb durchzuführen, und gleichzeitig der Wert der ersten Hochfrequenzleistung justiert wird, um eine Plasmastärke eines gewünschten Werts beim Verarbeiten zu erzielen, wobei eine Plasmaverarbeitung eines zu verarbeitenden Substrats durchgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Detektionsmitteln zum Detektieren eines Verschwindens einer Plasmaentladung in dem Plasmaverarbeitungsschritt, und Mitteln zum, wenn die Detektionsmittel ein Verschwinden der Plasmaentladung in dem Plasmaverarbeitungsschritt detektieren, Setzen der Impedanzanpassungsschaltung in einen Anfangszustand und zum Steuern, um erneut zu dem Entladungsstartschritt zurückzukehren.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Justierungsschritt Mittel zum Steuern der ersten Hochfrequenzleistung, um auf 100% bis 200% des Werts beim Verarbeiten zu sein, wenn eine Größe der ersten Hochfrequenzleistung reduziert wird, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, und Mittel zum Steuern der zweiten Hochfrequenzleistung, um auf 70% bis 100% des Werts beim Verarbeiten zu sein, wenn eine Größe der zweiten Hochfrequenzleistung erhöht wird, um nahe bei dem Wert beim Verarbeiten zu sein, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Justierungsschritt Mittel zum Steuern des vorbestimmten Werts der Plasmastärke, um auf 100% bis 150% des gewünschten Werts der Plasmastärke beim Verarbeiten zu sein, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Mitteln zum Detektieren einer DC-Komponente eines Stroms, der zwischen einem Massepotential und Mitteln zum Anlegen der zweiten Hochfrequenzleistung fließt, um die Plasmastärke zu messen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Mitteln zum Detektieren einer Differenz zwischen einer Eingangsleistung und einer reflektierten Leistung der ersten Hochfrequenzleistung, um die Plasmastärke zu messen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Mitteln zum Erhöhen einer Prozeßgaseinleitungsmenge, um einen Druck in der Verarbeitungskammer zu erhöhen, und danach zum Erzeugen des Plasmas in dem Entladungsstartschritt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Mitteln zum Reduzieren eines Öffnungsverhältnisses eines Auslaßdosierventils, um einen Druck in der Verarbeitungskammer zu erhöhen, und danach zum Erzeugen des Plasmas in dem Entladungsstartschritt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Impedanzanpassungsschaltung ein Anfangszustand ist, wobei der Zustand in den Zustand gesetzt ist, bei dem eine reflektierte Leistung der zweiten Hochfrequenzleistung einen Minimalwert in dem Plasmaverarbeitungsschritt einnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Entladungssteuerungsvorrichtung so steuert, daß automatisch der Entladungsstartschritt, der Justierungsschritt und der Plasmaverarbeitungsschritt in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit Mitteln zum Steuern der Größe der in dem Entladungsstartschritt zugeführten zweiten Hochfrequenzleistung, um auf nicht mehr als 10% der Größe der in dem Plasmaverarbeitungsschritt zugeführten zweiten Hochfrequenzleistung zu sein.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mittel zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung Mittel zum Zuführen von Hochfrequenzleistung, die eine Frequenz von einer Mikro wellenfrequenz oder einer VHF-Frequenz aufweist, umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mittel zum Zuführen der zweiten Hochfrequenzleistung Mittel zum Zuführen von Hochfrequenzleistung, die eine RF-Frequenz aufweist, umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mittel zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung eine Vielzahl von Applikatoren aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Mittel zum Zuführen der ersten Hochfrequenzleistung eine Antenne aufweisen.
Plasmaverarbeitungsvorrichtung, die eine Vielzahl von Plasmaverarbeitungsvorrichtungen aufweist, die miteinander gekoppelt sind, und zumindest eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung von Anspruch 14 einschließt, wobei ein zu verarbeitendes bandförmiges Substrat sich durch die Vielzahl von Plasmaverarbeitungsvorrichtungen erstreckt.