JP2002012977A - Apparatus and method for surface treatment - Google Patents

Apparatus and method for surface treatment

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JP2002012977A JP2000199720A JP2000199720A JP2002012977A JP 2002012977 A JP2002012977 A JP 2002012977A JP 2000199720 A JP2000199720 A JP 2000199720A JP 2000199720 A JP2000199720 A JP 2000199720A JP 2002012977 A JP2002012977 A JP 2002012977A
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良昭 竹内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for rapidly forming a film with superior uniformity even on a large area substrate of having such an area as 1 m×1 m to 2 m×2 m. SOLUTION: The surface treatment apparatus which is provided with a vacuum vessel 51 having an exhaust system, inside which the substrate is set, a gas introduction system for introducing a gas for discharge into the vacuum vessel 51, an electrode 52 arranged so as to face the substrate in the vacuum vessel, and a power supply system for supplying a high-frequency power to the electrode 52 and forming plasma by discharging the gas together with it, and which treats the surface of the substrate by utilizing the formed plasma, is characterized in that power supplying points 65a to 65p to the electrode 52 from the power supply system are located in the side of a boundary zone between a first face contacting with a space in which the plasma is formed and a second face which is a back face of the first face, out of the whole surface of the electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放電用ガスのグロ
ー放電プラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施
す表面処理装置及び表面処理方法に関する。本発明は、
特に、周波数10MHz〜300MHzの高周波電力に
より生じさせた放電用ガスのグロー放電によって、プラ
ズマを生成する反応性プラズマによる表面処理装置及び
表面処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method for performing a predetermined treatment on the surface of a substrate using glow discharge plasma of a discharge gas. The present invention
In particular, the present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method using reactive plasma that generates plasma by glow discharge of a discharge gas generated by high-frequency power having a frequency of 10 MHz to 300 MHz.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応性プラズマを用いて基板の表面に各
種処理を施し、各種電子デバイスを製作することは、L
SI(大規模集積回路)、LCD(液晶ディスプレ
ィ)、アモルファスSi系太陽電池、薄膜多結晶Si系
太陽電池、複写機用感光体及び各種情報記録デバイスな
どの分野にて既に実用化されている。
2. Description of the Related Art Various processes are performed on the surface of a substrate using reactive plasma to produce various electronic devices.
It has already been put to practical use in fields such as SI (large-scale integrated circuit), LCD (liquid crystal display), amorphous Si-based solar cell, thin-film polycrystalline Si-based solar cell, photoconductor for copying machines, and various information recording devices.

【0003】上記表面処理の技術分野は、薄膜形成、エ
ッチング、表面改質など多岐に亘るが、いずれも反応性
プラズマの化学的作用を活用したものである。上記反応
性プラズマの生成に係る装置及び方法の代表例は、特開
平8−325759(文献1)、及びA voltage uni
formity study in large−area reactors forRF
Plasma deposition:L.Sansonnems, A.Pletze
r,D.Magni, A.A.Howling, Ch.Hollenste
in and J.P.M.Schmitt, Plasma Source Sc
i. Technol.6(1997),p.170−178(文献2と呼
ぶ)に記載されている。
[0003] The technical field of the above-mentioned surface treatment covers a wide variety of fields, such as thin film formation, etching, and surface modification, and all of them utilize the chemical action of reactive plasma. Representative examples of the apparatus and method relating to the generation of the reactive plasma are described in JP-A-8-325759 (Document 1) and A voltage uni.
formity study in large-area reactors for RF
Plasma deposition: L. Sansonnems, A.S. Pletze
r, D. Magni, A. A. Howling, Ch. Hollenste
in and J. P. M. Schmitt, Plasma Source Sc
i. Technol. 6 (1997), p. 170-178 (referred to as Reference 2).

【0004】以下に、従来技術を代表して、3つの事例
即ち3種類の装置構成及び方法を図20ないし図24を
参照して説明する。
Hereinafter, three cases, that is, three types of apparatus configurations and methods will be described with reference to FIGS.

【0005】(従来例1)まず、従来例1として、文献
1記載の第1の装置について図22を参照して説明す
る。真空容器1内には、グロー放電プラズマを発生させ
るための一対の電極、即ち非接地電極2と基板ヒータ3
を内蔵した接地電極4が配置されている。前記非接地電
極2は、絶縁物5を介して真空容器1の上部に取り付け
られている。前記非接地電極2には、整合器6、所定の
高周波電力を発生する高周波電源7が同軸ケーブル8を
介して接続され、高周波電源7からの出力が非接地電極
2の電力供給箇所9に供給される。なお、電力供給箇所
9は、非接地電極2の大気側の面即ちプラズマが生成さ
れる空間10に接しない面に位置している。また、高周
波電源7より出力される電力の周波数は13.56MH
zが一般的に用いられている。
(Conventional Example 1) First, as Conventional Example 1, a first apparatus described in Document 1 will be described with reference to FIG. Inside the vacuum vessel 1, a pair of electrodes for generating glow discharge plasma, that is, an ungrounded electrode 2 and a substrate heater 3 are provided.
Is disposed. The non-ground electrode 2 is mounted on the upper part of the vacuum vessel 1 via an insulator 5. A matching device 6 and a high-frequency power supply 7 for generating a predetermined high-frequency power are connected to the non-ground electrode 2 via a coaxial cable 8, and an output from the high-frequency power supply 7 is supplied to a power supply point 9 of the non-ground electrode 2. Is done. The power supply point 9 is located on the surface of the non-grounded electrode 2 on the atmosphere side, that is, the surface not in contact with the space 10 in which plasma is generated. The frequency of the power output from the high frequency power supply 7 is 13.56 MH
z is commonly used.

【0006】前記真空容器1には放電用ガス導入管11
を介してボンベ(図示せず)に接続され、このボンベか
ら真空容器1内に例えばモノシラン(SiH)が供給
される。前記真空容器1には排気管12を介して真空ポ
ンプ13が接続され、真空容器1内のガスが排気管12
を通して真空ポンプ13により排出される。基板14は
前記接地電極4上に設置され、基板ヒータ3及び該基板
ヒータ3に接続された基板ヒータ電源15により所定の
温度に加熱される。
The vacuum vessel 1 has a discharge gas introduction pipe 11.
And a cylinder (not shown), and monosilane (SiH 4 ) is supplied into the vacuum vessel 1 from the cylinder. A vacuum pump 13 is connected to the vacuum vessel 1 via an exhaust pipe 12 so that the gas in the vacuum vessel 1
Through the vacuum pump 13. The substrate 14 is set on the ground electrode 4 and is heated to a predetermined temperature by the substrate heater 3 and a substrate heater power supply 15 connected to the substrate heater 3.

【0007】次に、こうした構成の装置を用いて基板1
4上にアモルファスSi(a−Si)膜を製膜する場合
について説明する。まず、基板14を、図示しない基板
搬入・搬出ゲートを介して接地電極4上に設置し、真空
ポンプ13を駆動して真空容器1内を圧力1×10−7
Torrまで排気する。また、基板14の温度を、基板
ヒータ3及び基板ヒータ電源15を用いて所定の温度に
設定する。次に、放電用ガス導入管11を通して例えば
モノシランガスを所定量真空容器1内に供給し、真空容
器1内の圧力を0.05〜0.5Torrに保ち、電力
供給系即ち高周波電源7、整合器6及び同軸ケーブル8
を用いて、一対の非接地電極2、接地電極4に電力を供
給する。これにより、非接地電極2、接地電極4の間に
グロー放電プラズマが生成される。モノシランガスがプ
ラズマ化されると、その中に存在するSiH,SiH
,SiHなどのラジカルが拡散現象により拡散し、基
板14の表面に吸着・堆積されることにより、a−Si
膜が形成される。
[0007] Next, the substrate 1 is
The case where an amorphous Si (a-Si) film is formed on the substrate 4 will be described. First, the substrate 14 is placed on the ground electrode 4 via a substrate loading / unloading gate (not shown), and the vacuum pump 13 is driven to evacuate the vacuum vessel 1 to a pressure of 1 × 10 −7.
Exhaust to Torr. Further, the temperature of the substrate 14 is set to a predetermined temperature using the substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15. Next, a predetermined amount of, for example, monosilane gas is supplied into the vacuum vessel 1 through the discharge gas introducing pipe 11, the pressure in the vacuum vessel 1 is maintained at 0.05 to 0.5 Torr, and the power supply system, that is, the high-frequency power source 7, 6 and coaxial cable 8
Is used to supply power to the pair of non-ground electrodes 2 and the ground electrode 4. Thereby, a glow discharge plasma is generated between the non-ground electrode 2 and the ground electrode 4. When the monosilane gas is turned into plasma, SiH 3 , SiH
2 , radicals such as SiH are diffused by a diffusion phenomenon and are adsorbed and deposited on the surface of the substrate 14, whereby a-Si
A film is formed.

【0008】なお、製膜条件として放電用ガスの混合比
例えばSiHとHの流量比、圧力、基板温度、及び
プラズマ発生電力等を適正化することで、a−Siのみ
ならず、微結晶Si及び多結晶Siを製膜できることは
公知である。
In addition, by adjusting the mixing ratio of the discharge gas such as the flow ratio of SiH 4 and H 2 , the pressure, the substrate temperature, the plasma generation power, etc. as the film formation conditions, not only a-Si but also fine It is known that crystalline Si and polycrystalline Si can be formed into films.

【0009】また、放電用ガスとしてエッチング作用を
するガス、例えばSF,SiCl ,CF及びNF
などエッチングガスを用いれば、基板の表面に所定の
エッチング処理が行なえることは公知である。
In addition, an etching effect is obtained as a discharge gas.
Gas, for example SF6, SiCl 4, CF4And NF
3Using an etching gas such as
It is known that an etching process can be performed.

【0010】(従来例2)次に、従来例2として、文献
1記載中の第2の装置について図23及び図24を参照
する。但し、図22と同部材は同符番を付して説明を省
略する。図中の符番21は、真空容器の側壁に設けられ
たゲートバルブを示す。このゲートバルブ21より基板
14が出し入れされる。前記真空容器1の上部に位置す
る絶縁物5の内側には、内部が空洞の非接地電極2が配
置されている。この非接地電極2の下面(前面)2a即
ちプラズマが生成される空間10には、直径0.5mm
程度の多数のガス噴出し孔2bが孔間隔10〜15mm
で形成されている。前記非接地電極2の上面には、放電
用ガスの開口部2cが形成されている。前記非接地電極
2の開口部2cには、接続部材23を介して放電用ガス
導入管11bが接続されている。この放電用ガス導入管
11bから非接地電極2の内部に例えばモノシランガス
(SiH)が供給される。前記非接地電極2上には、
高周波電源の出力を複数に分岐する電力分配器25が配
置されている。
(Conventional Example 2) Next, as Conventional Example 2, a second apparatus described in Document 1 will be described with reference to FIGS. However, the same members as those in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Reference numeral 21 in the figure indicates a gate valve provided on the side wall of the vacuum vessel. The substrate 14 is taken in and out of the gate valve 21. Inside the insulator 5 located above the vacuum vessel 1, a non-grounded electrode 2 having a hollow inside is disposed. The lower surface (front surface) 2a of the ungrounded electrode 2, that is, the space 10 in which plasma is generated has a diameter of 0.5 mm.
Many gas ejection holes 2b have a hole interval of 10 to 15 mm
It is formed with. On the upper surface of the non-grounded electrode 2, an opening 2c for a discharge gas is formed. The discharge gas introduction pipe 11 b is connected to the opening 2 c of the non-ground electrode 2 via a connection member 23. For example, monosilane gas (SiH 4 ) is supplied from the discharge gas introduction pipe 11 b into the non-grounded electrode 2. On the non-ground electrode 2,
A power distributor 25 that branches the output of the high-frequency power supply into a plurality of power supplies is arranged.

【0011】前記非接地電極2と前記接地電極4によ
り、真空容器1内にはグロー放電プラズマが発生され
る。前記非接地電極2の形状は長方形又は正方形の板状
の部材(厚さ60mm,500mm×500mm程度乃
至1000mm×1000mm程度)で、材質はステン
レス鋼である。前記非接地電極22には、高周波電源
7、整合器6及び前記電力分配器25より構成される電
力供給系より所要の電力が供給される。
A glow discharge plasma is generated in the vacuum vessel 1 by the non-ground electrode 2 and the ground electrode 4. The shape of the non-grounded electrode 2 is a rectangular or square plate-like member (thickness: about 60 mm, about 500 mm × 500 mm to about 1000 mm × 1000 mm), and is made of stainless steel. A required power is supplied to the non-grounded electrode 22 from a power supply system including the high-frequency power supply 7, the matching device 6, and the power distributor 25.

【0012】前記電力分配器25は、図24に示すよう
に、中央に配置された円柱状の接続ポート26、この接
続ポート26から放射状に伸びる4本の帯板状の分岐ポ
ート27及び4本の円柱部材28a,28b,28c,
28dより構成されている。
As shown in FIG. 24, the power distributor 25 has a cylindrical connection port 26 disposed at the center, four strip-shaped branch ports 27 extending radially from the connection port 26, and four connection ports. Cylindrical members 28a, 28b, 28c,
28d.

【0013】なお、図24中の符番9a,9b,9c,
9dは、夫々電力供給個所を示す。前記真空容器1内の
ガスは、排気管12を通して真空ポンプ13より排出さ
れる。基板14は、前記ゲートバルブ21を開にして接
地電極4上に設置され、基板ヒータ3及び基板ヒータ電
源15により所定の温度に加熱される。
Note that reference numerals 9a, 9b, 9c,
9d indicates power supply points. The gas in the vacuum vessel 1 is discharged from a vacuum pump 13 through an exhaust pipe 12. The substrate 14 is placed on the ground electrode 4 with the gate valve 21 opened, and is heated to a predetermined temperature by the substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15.

【0014】次に、図21の装置を用いて例えばa−S
i膜を製膜する場合について説明する。まず、ゲートバ
ルブ21を開にして、基板14を接地電極4上に設置し
た後、ゲートバルブ21を閉にする。つづいて、真空ポ
ンプ13を駆動して真空容器1内を圧力1×10−7
orr程度まで排気する。次に、前記基板14の温度
を、基板ヒータ3及び基板ヒータ電源15を用いて所定
の温度に設定する。更に、放電用ガス導入管11a、1
1bを通して、例えばモノシランガスを所定量供給し、
真空容器1内の圧力を0.05〜0.5Torrに保
ち、電力供給系を用いて一対の電極即ち非接地電極2,
接地電極4に電力を供給する。これにより、両電極2,
4間にグロー放電プラズマが生成される。
Next, using the apparatus shown in FIG.
The case where the i film is formed will be described. First, the gate valve 21 is opened, the substrate 14 is placed on the ground electrode 4, and then the gate valve 21 is closed. Subsequently, the vacuum pump 13 is driven to generate a pressure of 1 × 10 −7 T in the vacuum vessel 1.
Exhaust to about orr. Next, the temperature of the substrate 14 is set to a predetermined temperature using the substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15. Further, the discharge gas introduction tubes 11a, 1
1b, for example, a predetermined amount of monosilane gas is supplied,
The pressure in the vacuum vessel 1 is kept at 0.05 to 0.5 Torr, and a pair of electrodes,
Power is supplied to the ground electrode 4. Thereby, both electrodes 2,
Glow discharge plasma is generated between the four.

【0015】モノシランガスがプラズマ化されると、そ
の中に存在するSiH,SiH,SiH等のラジカ
ルが拡散が拡散現象により拡散し、基板14の表面に吸
着・堆積されることによりa−Si膜が形成される。な
お、製膜条件として、放電用ガスの混合比、例えばSi
とHの流量比、圧力、基板温度、及びプラズマ発
生電力などを適正化することで、a−Siのみならず、
微結晶Si及び多結晶Siを製膜できることは公知であ
る。また、放電用ガスとしてエッチング作用をするガ
ス、例えばSF,SiCl,CF及びNFなど
エッチングガスを用いれば、基板14の表面に所定のエ
ッチング処理を行なえることは公知である。
When the monosilane gas is turned into plasma, radicals such as SiH 3 , SiH 2 , and SiH existing therein are diffused by a diffusion phenomenon, and are adsorbed and deposited on the surface of the substrate 14 to thereby form a-Si. A film is formed. The film forming conditions include a mixing ratio of a discharge gas, for example, Si
By optimizing the flow ratio of H 4 and H 2 , pressure, substrate temperature, plasma generation power, etc., not only a-Si,
It is known that microcrystalline Si and polycrystalline Si can be formed into films. It is known that a predetermined etching process can be performed on the surface of the substrate 14 by using an etching gas such as SF 6 , SiCl 4 , CF 4, and NF 3 as a discharge gas.

【0016】(従来例3)次に、従来例3として、文献
2記載の装置について、図25及び図26を参照して説
明する。但し、図22、図23と同部材は同符番を付し
て説明を省略する。
(Conventional Example 3) Next, as a conventional example 3, an apparatus described in Document 2 will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG. However, the same members as those in FIGS. 22 and 23 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0017】符番31は高周波発振器を示し、高周波電
力増幅器32を介して前記整合器6に接続されている。
ここで、前記高周波発振器31及び高周波増幅器32か
ら高周波電源が構成されている。前記真空容器1の壁面
には真空用電流導入端子33が設けられ、この導入端子
33を通った同軸ケーブル8により非接地電極2と整合
器6とが接続されている。前記真空容器1内では、一対
の電極、即ち非接地電極2と基板14が設置される壁
(底面)34によりグロー放電プラズマが発生する。前
記非接地電極2には、真空用電流導入端子33、同軸ケ
ーブル8及び整合器6を介して前記高周波電源の高周波
電力が供給される。この場合、電源周波数は70MHz
である。前記非接地電極2の後面(プラズマが生成され
る空間に接しない面)には、図26に示すようにH文字
状の給電線35が形成されている。この給電線35のコ
ーナー部には、夫々電力供給個所9a,9b,9c,9
dが形成されている。
Reference numeral 31 denotes a high-frequency oscillator, which is connected to the matching unit 6 via a high-frequency power amplifier 32.
Here, the high-frequency oscillator 31 and the high-frequency amplifier 32 constitute a high-frequency power supply. A vacuum current introducing terminal 33 is provided on the wall surface of the vacuum vessel 1, and the non-ground electrode 2 and the matching box 6 are connected by a coaxial cable 8 passing through the introducing terminal 33. In the vacuum vessel 1, glow discharge plasma is generated by a pair of electrodes, that is, the ungrounded electrode 2 and a wall (bottom surface) 34 on which the substrate 14 is installed. The non-grounded electrode 2 is supplied with high-frequency power from the high-frequency power supply via a vacuum current introduction terminal 33, a coaxial cable 8 and a matching device 6. In this case, the power supply frequency is 70 MHz
It is. An H-shaped power supply line 35 is formed on the rear surface of the non-grounded electrode 2 (the surface not in contact with the space where plasma is generated) as shown in FIG. The power supply points 9a, 9b, 9c, 9
d is formed.

【0018】このような装置により、サイズ350mm
×450mmのガラス基板(厚さ1mm)上に下記表1
に示す製膜条件でa−Si膜が製膜されている。
With such an apparatus, a size of 350 mm
Table 1 below on a × 450 mm glass substrate (1 mm thick)
The a-Si film is formed under the film forming conditions shown in FIG.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】その結果、膜厚分布±18%のa−Si膜
が得られている。
As a result, an a-Si film having a film thickness distribution of ± 18% is obtained.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の表面
処理技術、即ち表面処理装置と表面処理方法は、LC
D,LSI,電子複写機及び太陽電池等の産業分野のい
ずれにおいても、生産性向上に伴う製品コストの低減及
び大面積壁掛TVなど性能(仕様)の改善等大面積化及
び高速処理化のニーズが年々強まっている。
By the way, the above-mentioned surface treatment technique, that is, the surface treatment apparatus and the surface treatment method, are based on LC
In all industrial fields such as D, LSI, electronic copiers and solar cells, needs for large area and high speed processing such as reduction of product cost due to productivity improvement and improvement of performance (specification) such as large area wall mounted TV Is growing year by year.

【0022】最近では、上記ニーズに対応する為、産業
界のみならず、学会でも特にプラズマCVD(化学蒸
着)技術及びプラズマエッチング技術ともに、VHF帯
(30MHzないし300MHz)の電源を用いた高密
度プラズマCVDの高速製膜技術及び高速プラズマエッ
チング技術の研究が盛んになっている。
Recently, in order to meet the above-mentioned needs, not only in the industry but also in academic societies, especially in plasma CVD (chemical vapor deposition) technology and plasma etching technology, high-density plasma using a power supply in the VHF band (30 MHz to 300 MHz). Research on high-speed film forming technology and high-speed plasma etching technology of CVD is active.

【0023】しかしながら、従来技術では、以下に述べ
るような課題が依然として存在している。 1)第1に、プラズマによる表面処理の大面積化(生産
性向上及び性能向上)がある。プラズマ表面処理の装置
及び方法としては、先に述べた図22〜図26に示した
技術が用いられている。本発明者らの研究によると、従
来技術により、例えばa−Si膜の製膜を行なうと、基
板面積が50cm×50cm程度の場合、図20に示す
様に、また、基板面積が100cm×100cm程度の
場合、図21に示す様に、電源周波数の増加に伴ない、
膜厚分布は著しく悪いという問題があることが判明し
た。
However, the prior art still has the following problems. 1) First, there is an increase in the area of surface treatment using plasma (improvement in productivity and performance). As the apparatus and method for plasma surface treatment, the techniques shown in FIGS. 22 to 26 described above are used. According to the study of the present inventors, according to the conventional technique, for example, when an a-Si film is formed, when the substrate area is about 50 cm × 50 cm, as shown in FIG. 20, the substrate area is 100 cm × 100 cm. In this case, as shown in FIG. 21, as the power supply frequency increases,
It turned out that there is a problem that the film thickness distribution is extremely bad.

【0024】一般的に、LCD分野では±5%の膜厚分
布、太陽電池分野では±10%の膜厚分布が実用化の一
つの指標となっている。従って、従来技術では、電源周
波数13.56MHz以外では、基板面積0.5m×
0.5m級ないし1m×1m級では実用に供せられない
との問題を有している。
Generally, a film thickness distribution of ± 5% in the LCD field and a film thickness distribution of ± 10% in the solar cell field are one index for practical use. Therefore, in the prior art, except for the power supply frequency of 13.56 MHz, the substrate area is 0.5 m ×
There is a problem that the 0.5 m class or 1 m × 1 m class cannot be put to practical use.

【0025】2)第2には、表面処理の高速化(生産性
の向上)がある。プラズマを利用した表面処理技術の高
速化を図るには、プラズマ発生の電源周波数を従来実用
化されている13.56MHzから約4倍乃至約10倍
の50MHz乃至150MHz級へ増大することが望ま
れている。
2) Second, there is an increase in the speed of surface treatment (improvement in productivity). In order to increase the speed of the surface treatment technique using plasma, it is desired to increase the power supply frequency for plasma generation from 13.56 MHz, which has been practically used, to about 50 to 150 MHz, which is about 4 to about 10 times. ing.

【0026】プラズマ密度はその周波数を増加すれば、
その増加に伴なって増大する。即ち、約4倍乃至約10
倍へ増大すれば、製膜速度もその増大に見合った分高速
化される。しかしながら、図19(A),(B)に示し
たように、プラズマ発生の電源周波数を増加させると、
膜厚分布が著しく悪くなるという問題があることが判明
した。
If the plasma density increases its frequency,
It increases with the increase. That is, about 4 to about 10
If it is increased twice, the film forming speed is also increased by the amount corresponding to the increase. However, as shown in FIGS. 19A and 19B, when the power supply frequency for plasma generation is increased,
It has been found that there is a problem that the film thickness distribution is significantly deteriorated.

【0027】その理由として、高周波数になると、その
波の波長と電力供給系の伝播経路即ち高周波電源から電
極までの伝播経路及び電極上での伝播路の長さが近似的
に略等しくなり、波の干渉現象(波の反射波とも干渉)
が発生し、プラズマ密度の空間的な均一性が保てなくな
ることが考えられる。
The reason is that when the frequency becomes high, the wavelength of the wave and the length of the propagation path of the power supply system, that is, the propagation path from the high-frequency power source to the electrode and the length of the propagation path on the electrode become approximately equal. Wave interference phenomenon (interference also with reflected waves)
Is generated, and the spatial uniformity of the plasma density cannot be maintained.

【0028】また、別な理由として、従来の13.56
MHzの周波数でも発生するが、高周波の電波特有の現
象である表皮効果が50MHz乃至150MHzになる
と、より一層顕著になることが考えられる。即ち、表皮
効果は高周波数の電流が導体の表面近傍のみを現れる現
象で、その電流の流れる表面深さδは、 δ=(3.14×f・μ・σ)−0.5 但し、f:周波数、μ:透磁率、σ:導電率で表わされ
る。例えば、導体が銅の場合、その表面深さは13.5
6MHzで約19μm、50MHz〜60MHzで約1
0μm、150MHzで約5.8μmである。従って、
VHF帯(30MHz〜300MHz)でのプラズマを
用いた表面処理技術では、高周波電源から電極への電力
供給伝播経路でのインピーダンス増大及びその不均一性
により、プラズマ密度の空間的な均一性が保てなくなる
とも考えられる。
Another reason is that the conventional 13.56 is used.
Although it occurs at a frequency of MHz, it is considered that the skin effect, which is a phenomenon peculiar to a high-frequency radio wave, becomes more remarkable when the skin effect is 50 MHz to 150 MHz. That is, the skin effect is a phenomenon in which a high-frequency current appears only near the surface of a conductor, and the surface depth δ at which the current flows is δ = (3.14 × f · μ · σ) −0.5, where f : Frequency, μ: magnetic permeability, σ: electrical conductivity. For example, when the conductor is copper, its surface depth is 13.5.
About 19 μm at 6 MHz, about 1 at 50 MHz to 60 MHz
It is about 5.8 μm at 0 μm and 150 MHz. Therefore,
In the surface treatment technique using plasma in the VHF band (30 MHz to 300 MHz), spatial uniformity of plasma density can be maintained due to an increase in impedance and non-uniformity in a power supply propagation path from a high frequency power supply to an electrode. It may be gone.

【0029】従って、生産性向上や低コスト化に必要な
1m×1m乃至2m×2m級の大面積基板に関するプラ
ズマ電源の高周波数化によるプラズマ表面技術の向上
は、非常に困難で、不可能視されている。なお、プラズ
マ密度はプラズマ発生用電源周波数にほぼ比例して増大
するので、関連技術分野学会においてもそのような研究
が活発化しているが、大面積化への成功例は未だない。
Therefore, it is extremely difficult and impossible to improve the plasma surface technology by increasing the frequency of the plasma power supply for a large area substrate of 1 m × 1 m to 2 m × 2 m required for improving productivity and reducing costs. Have been. Since the plasma density increases almost in proportion to the frequency of the power supply for plasma generation, such research has been actively conducted in related technical field societies, but there has been no successful example of increasing the area.

【0030】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、従来と比べてサイズが各段に大きな基板、例
えば1m×1m乃至2m×2m級の大面積基板に対して
も周波数の大きい超高周波(VHF)を用いて高速かつ
均一性に優れた表面処理装置及び表面処理方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a large frequency even for a substrate having a size larger in each step than the conventional one, for example, a large area substrate of 1 m × 1 m to 2 m × 2 m class. It is an object of the present invention to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method which use ultra-high frequency (VHF) and have high speed and excellent uniformity.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願の請求項1記載の発明は、内部に基板がセット
される,排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に
放電用ガスを導入する放電用ガス導入系と、前記真空容
器内に前記基板と対向して配置された電極と、この電極
に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプラズ
マを生成する電力供給系とを具備し、生成したプラズマ
を利用して真空容器に配置される基板の表面を処理する
表面処理装置において、前記電力供給系による電極への
電力供給箇所は、前記電極の全表面のうち、プラズマが
生成される空間に接する第1の面と、該第1の面の裏側
である第2の面との境界の側面に位置する構成を有す
る。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, and a discharge vessel in the vacuum vessel. A gas introduction system for introducing a gas for use, an electrode disposed in the vacuum vessel so as to face the substrate, and a power for supplying high-frequency power to the electrode to discharge the gas for discharge and generate plasma. In a surface treatment apparatus comprising a supply system and using a generated plasma to treat a surface of a substrate arranged in a vacuum vessel, a power supply point to an electrode by the power supply system is provided on an entire surface of the electrode. Among them, the first surface is in contact with a space in which the plasma is generated, and the second surface, which is the back side of the first surface, is located on the side surface of the boundary.

【0032】同様に上記目的を達成するため、請求項2
の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備えた
真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを導入する放
電用ガス導入系と、前記真空容器内に前記基板と対向し
て配置された電極と、第1の超高周波電源及び該超高周
波電源と独立した第2の超高周波電源とを有し、前記電
極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプラ
ズマを生成する電力供給系とを具備し、生成したプラズ
マを利用して真空容器に配置される基板の表面を処理す
る表面処理装置であり、前記電極は方形の形状を有し、
前記電極の一つの側面である第1の側面に、等ピッチ間
隔に前記第1の超高周波電源の出力回路に接続された複
数の第1の電力供給端が1つずつ取り付けられ、かつ、
前記第1の側面に対向する他方の側面である第2の側面
に、等ピッチ間隔に前記第1の超高周波電源の出力の周
波数とほぼ同じ周波数の超高周波電力を発生し、前記第
2の超高周波電源の出力回路に接続された複数の第2の
電力供給端が1つずつ取り付けられている構成を有して
いる。
Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, a second aspect is provided.
The present invention provides a vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a substrate facing the substrate in the vacuum vessel. It has an electrode arranged, a first ultra-high frequency power supply and a second ultra-high frequency power supply independent of the ultra-high frequency power supply, supplies high-frequency power to the electrode to discharge a discharge gas to generate plasma. And a power supply system, which is a surface treatment apparatus that treats the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel using generated plasma, wherein the electrode has a square shape,
A plurality of first power supply terminals connected to an output circuit of the first ultrahigh-frequency power supply are attached one by one to a first side surface, which is one side surface of the electrode, at equal pitch intervals, and
The second side, which is the other side opposite to the first side, generates ultra-high-frequency power having substantially the same frequency as the output frequency of the first ultra-high-frequency power supply at equal pitch intervals. It has a configuration in which a plurality of second power supply terminals connected to the output circuit of the ultrahigh frequency power supply are attached one by one.

【0033】なお、請求項2(他の請求項も同様)にお
いて、上記「等ピッチ間隔」には、全く等しいピッチ間
隔のみならず、ほぼ等しいピッチ間隔の場合も含むこと
を意味する。
It should be noted that, in claim 2 (the same applies to other claims), the "equal pitch interval" means that not only the same pitch interval but also the substantially equal pitch interval is included.

【0034】同様に上記目的を達成するため、請求項3
の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備えた
真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放電用
ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置された電
極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相の差を
時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、前記電
極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプラ
ズマを生成する電力供給系とを具備し、生成したプラズ
マを利用して基板の表面を処理する表面処理装置であ
り、前記電極は方形の形状を有し、前記電極の一つの側
面である第1の側面と、この第1の側面に対向する他方
の側面である第2の側面に、夫々等ピッチ間隔に、前記
高周波電源の出力回路に接続された複数の電力供給箇所
が1つずつ取り付けられているという構成を有してい
る。
[0034] Similarly, in order to achieve the above object, claim 3
The invention relates to a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and an electrode arranged at a predetermined position in the vacuum vessel. And a high-frequency power supply having two outputs and changing the phase difference between the two outputs of the high-frequency power in a sawtooth manner with time, supplying high-frequency power to the electrodes to discharge a discharge gas to generate plasma. And a power supply system for processing the surface of the substrate using the generated plasma, wherein the electrode has a rectangular shape, the first side is one side of the electrode And a plurality of power supply points connected to the output circuit of the high-frequency power supply are mounted one by one on the second side surface, which is the other side surface opposite to the first side surface, at equal pitch intervals. It has the structure of.

【0035】同様に上記目的を達成するために、請求項
4の発明は、請求項1〜3において、電力供給系による
電極の電力供給箇所への電力供給に同軸ケーブルを用い
る構成を有している。
Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is characterized in that, according to claims 1 to 3, a coaxial cable is used for supplying power to a power supply point of an electrode by a power supply system. I have.

【0036】同様に上記目的を達成するため、請求項5
の発明は、請求項1〜3において、高周波電力の周波数
は、10MHzから300MHzのHF帯乃至VHF帯
に属する構成を有している。ここで、高周波電力の周波
数を上記のように規定したのは、周波数が10MHz未
満では電子温度が高く、高品質のSi系薄膜が得られな
いこと及びプラズマ密度が低く、表面処理の速度が遅い
ので応用価値が低いことであり、また周波数が300M
Hzを超えると電力伝送手段に同軸ケーブルが用いられ
ず、導波管を用いる必要があり実用性がないからであ
る。
Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides
The invention according to claims 1 to 3 has a configuration in which the frequency of the high-frequency power belongs to the HF band to the VHF band of 10 MHz to 300 MHz. Here, the frequency of the high-frequency power is defined as described above. If the frequency is less than 10 MHz, the electron temperature is high, a high-quality Si-based thin film cannot be obtained, the plasma density is low, and the speed of the surface treatment is low. Therefore, the application value is low, and the frequency is 300M
If the frequency exceeds Hz, a coaxial cable is not used for the power transmission means, and a waveguide must be used, which is not practical.

【0037】同様に上記目的を達成するため、請求項6
の発明は、請求項2において、前記電力供給系は、高周
波電力を発生させる少なくとも1台の高周波電源と、該
高周波電源の出力を前記複数の電力供給箇所の数に相当
する数に分岐させる少なくとも1台の電力分配器と、該
高周波電源から少なくとも1台の電力分配器の間に高周
波電力伝送用同軸ケーブルを介して配置された少なくと
も1台の整合器と、前記電力分配器で分岐された高周波
電力を前記電力供給箇所の各々に導く複数の撚り線型同
軸ケーブルとから構成されていることを特徴とする。
[0037] Similarly, in order to achieve the above object, a sixth aspect of the present invention is provided.
The power supply system according to claim 2, wherein the power supply system branches at least one high-frequency power supply that generates high-frequency power and an output of the high-frequency power supply into a number corresponding to the number of the plurality of power supply points. One power splitter, at least one matching device arranged between the high-frequency power source and at least one power splitter via a high-frequency power transmission coaxial cable, and branched by the power splitter And a plurality of stranded coaxial cables for guiding high-frequency power to each of the power supply points.

【0038】同様に上記目的を達成するため、請求項7
の発明は、請求項1〜6記載の装置において、アモルフ
ァスSi系薄膜、微結晶Si系薄膜、及び多結晶Si系
薄膜のうちいずれかを製膜する構成を有している。
[0038] Similarly, to achieve the above object, the present invention provides a seventh aspect.
According to the invention, the apparatus according to the first to sixth aspects has a configuration in which any one of an amorphous Si-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film, and a polycrystalline Si-based thin film is formed.

【0039】同様に上記目的を達成するため、請求項8
の発明は、請求項1〜7の装置において、前記電極は方
形な形状を有し、プラズマを利用して処理される前記基
板は太陽電池用、または液晶ディスプレイ用、または大
規模集積回路用の基板であるという構成を有している。
Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises
The invention according to claim 1, wherein the electrode has a rectangular shape, and the substrate processed using plasma is for a solar cell, or for a liquid crystal display, or for a large-scale integrated circuit. It has a configuration to be a substrate.

【0040】同様に上記目的を達成するため、請求項9
の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備えた
真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放電用
ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置された電
極と、この電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放
電させてプラズマを生成する電力供給系とを具備し、生
成したプラズマを利用して基板の表面を処理する表面処
理方法において、前記電極の側面に電力供給箇所を設
け、該電力供給箇所に前記電力供給系を用いて電力を供
給するようにしたという構成を有している。
Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides
The invention relates to a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and an electrode arranged at a predetermined position in the vacuum vessel. And a power supply system for supplying high-frequency power to the electrode to generate a plasma by discharging a discharge gas, wherein a surface treatment method for processing the surface of the substrate using the generated plasma. Is provided with a power supply point on the side surface thereof, and power is supplied to the power supply point using the power supply system.

【0041】同様に上記目的を達成するために、請求項
10の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備
えた真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放
電用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置され
た電極と、互いに独立した高周波電力を発生する少なく
とも2台の第1及び第2の超高周波電源を有し、前記電
極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプラ
ズマを生成する電力供給系とを具備した表面処理装置を
用いて、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理
する表面処理方法であり、前記電極の形状を方形とし、
前記電極の一つの側面である第1の側面に第1の複数の
電力供給端を等ピッチ間隔で取り付け、前記第1の側面
に対向する他方の側面である第2の側面に第2の複数の
電力供給端を等ピッチ間隔で取り付け、前記第1の超高
周波電源の出力回路と前記第1の複数の電力供給端を1
つずつ同軸ケーブルで接続し、かつ、前記第2の超高周
波電源の出力回路と上記第2の複数の電力供給端を1つ
ずつ同軸ケーブルで接続するようにした構成となってい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set and a discharge gas for introducing a discharge gas into the vacuum vessel. It has an introduction system, an electrode arranged at a predetermined position in a vacuum vessel, and at least two first and second super-high-frequency power supplies that generate high-frequency power independent of each other, and supplies high-frequency power to the electrodes. And a power supply system for generating a plasma by discharging a discharge gas to generate a plasma by using the generated plasma, a surface treatment method for treating the surface of the substrate, the shape of the electrode Is a square,
A first plurality of power supply terminals are attached at equal pitch intervals to a first side surface, which is one side surface of the electrode, and a second plurality of power supply terminals are attached to a second side surface, which is the other side opposite to the first side surface. Are attached at equal pitch intervals, and the output circuit of the first ultra-high frequency power supply and the first plurality of power supply terminals are connected to each other by one.
The output circuit of the second ultrahigh frequency power supply and the second plurality of power supply terminals are connected one by one by a coaxial cable.

【0042】同様に上記目的を達成するため、請求項1
1の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備え
た真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放電
用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置された
電極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相の差
を時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、前記
の電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させて
プラズマを生成する電力供給系とを具備した表面処理装
置を用いて、生成したプラズマを利用して基板の表面を
処理する表面処理方法であり、前記電極の形状を方形と
し、前記電極の一つの側面である第1の側面に、等ピッ
チ間隔に第1の複数の電力供給端を取り付け、上記第1
の側面に対向する他方の側面である第2の側面に等ピッ
チ間隔に第2の複数の電力供給端を取り付け、上記超高
周波電源の第1の出力回路及び第2の出力回路をそれぞ
れ上記第1及び第2の複数の電力供給端に1つずつ同軸
ケーブルで接続するようにした構成となっている。
Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides
According to a first aspect of the present invention, a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introducing system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel are provided. An electrode, and a high-frequency power source that changes the phase difference between the two outputs and the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner; supplies high-frequency power to the electrode to discharge a discharge gas; A surface treatment method for treating the surface of a substrate using generated plasma by using a surface treatment apparatus having a power supply system for generating the electrode, wherein the shape of the electrode is square, and one side surface of the electrode. The first plurality of power supply terminals are attached to the first side face at equal pitch intervals,
A second plurality of power supply terminals are attached at equal pitch intervals to a second side surface, which is the other side surface opposite to the side surface, and a first output circuit and a second output circuit of the ultra-high frequency power supply are respectively connected to the second side surface. The power supply terminals are connected to the first and second plurality of power supply terminals one by one by a coaxial cable.

【0043】同様に上記目的を達成するため、請求項1
2の発明は、請求項9〜11において、高周波電源とし
て10MHz乃至300MHzを発振し所要の電力を供
給する超高周波電源を用い、少なくとも1台の整合器と
複数の同軸ケーブルを用いて前記超高周波電源の10M
Hz乃至300MHzの出力電力を電力供給箇所に供給
するようにしている。
Similarly, in order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is described.
The invention according to claim 2 uses the ultra-high frequency power supply according to claims 9 to 11, wherein the ultra-high frequency power supply oscillates from 10 MHz to 300 MHz and supplies required power, and uses at least one matching unit and a plurality of coaxial cables. 10M of power supply
The output power of Hz to 300 MHz is supplied to the power supply point.

【0044】同様に上記目的を達成するため、請求項1
3の発明は、請求項9〜12において、放電ガスとし
て、少なくともモノシランガスを用いてアモルファスS
i系薄膜、微結晶Si系薄膜及び多結晶Si系薄膜のい
ずれかを製膜するようにしている。
Similarly, in order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is described.
The invention according to claim 3 is the method according to claims 9 to 12, wherein at least monosilane gas is used as the discharge gas to form the amorphous S.
One of an i-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film, and a polycrystalline Si-based thin film is formed.

【0045】同様に上記目的を達成するため、請求項1
4の発明は、請求項9〜13において、放電ガスとし
て、少なくともモノシランガスを用いてアモルファスS
i系薄膜、微結晶Si系薄膜及び多結晶Si系薄膜のい
ずれかを製膜するようにしている。
Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention is provided.
The invention according to claim 4 is the method according to claims 9 to 13, wherein at least a monosilane gas is used as a discharge gas.
One of an i-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film, and a polycrystalline Si-based thin film is formed.

【0046】同様に上記目的を達成するため、請求項1
5の発明は、内部に基板がセットされる,排気系を備え
た真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放電
用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置された
電極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相の差
を時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、前記
電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプ
ラズマを生成する電力供給系とを具備した表面処理装置
を用いて、生成したプラズマを利用して基板の表面を処
理する表面処理方法であり、前記電極の形状を方形と
し、前記電極の4つの側面のうち一つの側面である第1
の側面と、該第1の側面に対向する第2の側面に前記電
力供給系に接続される電力供給箇所を夫々に複数個設置
し、前記第1の側面及び第2の側面に設置された電力供
給箇所に夫々前記高周波電源の第1の出力と第2の出力
を接続し、位相が互いに時々刻々と変化する2つの電力
を供給するようにした構成となっている。
Similarly, in order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is described.
The invention of 5 is provided with a vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel. An electrode and a high-frequency power supply that changes the phase difference between the two outputs and the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner. The high-frequency power is supplied to the electrode to discharge a discharge gas and generate plasma. A surface treatment method for treating the surface of a substrate using generated plasma by using a surface treatment apparatus having a power supply system for generating, wherein the shape of the electrode is square, and four sides of the electrode are formed. One of them is the first
And a plurality of power supply points connected to the power supply system are respectively installed on the second side face opposite to the first side face, and the power supply points are installed on the first side face and the second side face, respectively. A first output and a second output of the high-frequency power supply are connected to power supply points, respectively, so that two powers whose phases change from moment to moment are supplied.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】本発明者らは、一対の平行平板電
極の非接地電極に電力を供給するための電力供給箇所を
該電極の側面に、即ち該非接地電極のプラズマ生成空間
に接する前面(下面)とその裏側の後面(上面)の境界
に設置し、前記電力を供給する方法を創出した。それを
実証する為に、一対の平行平板電極として方形形状の電
極を用い、プラズマ生成の実験及びモノシランガスを用
いたアモルファスシリコン製膜実験を行った。その結
果、従来技術では成功例が無かったVHF帯(30MH
z〜300MHz)での1m×1m級基板対応可能な大
面積プラズマで、均一な空間分布をもつプラズマを生成
できた。また、従来技術では成功例が無かった1m×1
mの面積のガラス基板に膜厚分布±5〜20%のアモル
ファスシリコン膜を形成できた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors set a power supply point for supplying power to an ungrounded electrode of a pair of parallel plate electrodes on a side surface of the electrode, that is, a front surface in contact with a plasma generation space of the ungrounded electrode. It was installed at the boundary between the (lower surface) and the rear surface (upper surface) on the back side to create a method for supplying the power. In order to demonstrate this, a square-shaped electrode was used as a pair of parallel plate electrodes, and an experiment of plasma generation and an amorphous silicon film formation experiment using monosilane gas were performed. As a result, the VHF band (30 MHz), which had no success in the prior art,
Plasma having a uniform spatial distribution could be generated with a large area plasma capable of supporting a 1 m × 1 m class substrate at (z to 300 MHz). Also, 1m × 1 which had no success in the prior art
An amorphous silicon film having a film thickness distribution of ± 5 to 20% was formed on a glass substrate having an area of m.

【0048】上記新しいアイデアにより従来の課題を解
決できた理由は次のように考えられる。従来技術では、
高周波電源より出力された高周波電流は、図13
(A),(B)に示すように、電力供給箇所9より非接
地電極2の後面の表面から側面の表面を通り、前面の表
面へ流れていた。しかし、上記新しい方法では図15に
示すように、非接地電極の側面のプラズマ生成空間に近
い表面の位置より前面の中央部の表面へ伝播していく電
流の流れ分布が実現されていると考えられる。従って、
従来技術でのプラズマ空間の電位分布は図14に示され
るようなものであったが、上記新しい方法では図16に
示されるようにほぼ均一な電位分布が得られたものと考
えられる。
The reason why the conventional problem can be solved by the new idea is considered as follows. In the prior art,
The high-frequency current output from the high-frequency power supply is shown in FIG.
As shown in (A) and (B), the power flowed from the power supply point 9 to the front surface through the rear surface of the non-grounded electrode 2 to the side surface. However, it is considered that the new method realizes a current flow distribution that propagates from the position near the plasma generation space on the side surface of the ungrounded electrode to the surface at the front central portion as shown in FIG. Can be Therefore,
Although the potential distribution in the plasma space in the prior art was as shown in FIG. 14, it is considered that the substantially uniform potential distribution was obtained by the new method as shown in FIG.

【0049】上記の新しい方法を実現するために、高周
波電源より供給される高周波電力を非接地電極に供給す
るための給電線として、従来は芯線が1本で構成される
同軸ケーブルが用いられていたが、本発明者らは図7に
示すように、撚り線の芯線36の外側に絶縁物37を介
して外部導体38を形成した構成の撚り線型同軸ケーブ
ルを創出した。そして、撚り線型の芯線をもつ同軸ケー
ブル以外ではインピーダンスが大きく、ジュール熱が発
生し電力供給に無理があるという新しい知見を得た。即
ち、同軸ケーブルの芯線が1本の場合、真空容器の中の
該同軸ケーブルはジュール熱により400℃以上の高温
になる(断線することもある)が、芯線の本数を4本以
上に増やすと、該同軸ケーブルの温度は約100℃以下
となった。
In order to realize the above-described new method, a coaxial cable having a single core wire is conventionally used as a power supply line for supplying high-frequency power supplied from a high-frequency power supply to an ungrounded electrode. However, the present inventors have created a stranded coaxial cable having a configuration in which an outer conductor 38 is formed outside a stranded core wire 36 via an insulator 37 as shown in FIG. Then, I obtained a new finding that the impedance is large except for the coaxial cable having a stranded core wire, Joule heat is generated, and power supply is impossible. That is, when the coaxial cable has one core wire, the coaxial cable in the vacuum vessel becomes high in temperature of 400 ° C. or more due to Joule heat (may be disconnected), but when the number of core wires is increased to four or more. The temperature of the coaxial cable became approximately 100 ° C. or less.

【0050】また、上記の新しい方法を実現するため
に、上記同軸ケーブルと上記非接地電極の電気的接続方
法として、図5及び図6に示すような新しい手段を考案
した。これらの構成の詳細は、後述する[実施例]の欄
で説明する。
In order to realize the above-described new method, a new means as shown in FIGS. 5 and 6 has been devised as a method of electrically connecting the coaxial cable and the non-grounded electrode. The details of these configurations will be described in the section of [Example] described later.

【0051】すなわち、図5及び図6において、芯線3
6、絶縁物37、外部導体38より構成される撚り線型
同軸ケーブル67aと非接地電極52の接続方法とし
て、該非接地電極52に固着されている金属製筒体73
a及び金属製ボルト74などを用いて該金属製筒体73
aの内壁75に該撚り線型同軸ケーブルの芯線36を圧
接させ、電力供給箇所を形成している。
That is, in FIG. 5 and FIG.
6. As a method for connecting the stranded wire type coaxial cable 67a composed of the insulator 37 and the outer conductor 38 to the non-grounded electrode 52, a metal cylindrical body 73 fixed to the non-grounded electrode 52 is used.
a and the metal cylinder 73 using a metal bolt 74 or the like.
The core wire 36 of the stranded coaxial cable is pressed against the inner wall 75a of FIG.

【0052】更に、本発明者らは、基板の大型化特に1
m×1m乃至2m×2mの超大型化に対応するために、
図3及び図4に示すように、一対の平行平板電極を構成
する方形形状の非接地電極の一つの側面即ち第1の側面
に、実質的に等ピッチ間隔に複数の第1の電力供給箇所
を設置し、上記側面に平行で対向する他方の側面に、実
質的に等ピッチ間隔に複数の第2の電力供給箇所を設置
し、かつ、互いに独立な関係にある2つの高周波電源即
ち第1及び第2の高周波電源を設置し、上記第1の電力
供給箇所に上記第1の高周波電源よりVHF級(30M
Hz〜300MHz)の周波数例えば70MHzの電力
を供給し、上記第2の電力供給箇所に上記第2の高周波
電源より該第1の高周波電源とほぼ同じ周波数例えば6
0MHz〜80MHzの電力を供給し、前述した一対の
平行平板電極の間にプラズマを生成する新しい方法を創
出した。
Further, the present inventors have proposed a method for increasing the size of a substrate,
In order to cope with super large size of m × 1m to 2m × 2m,
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of first power supply locations are provided at substantially equal pitch intervals on one side, ie, the first side, of a rectangular non-grounded electrode constituting a pair of parallel plate electrodes. Is installed, and a plurality of second power supply points are installed at substantially equal pitch intervals on the other side parallel to and opposed to the above-described side, and two high-frequency power sources that are independent of each other, that is, the first And a second high-frequency power supply, and a VHF class (30M) is supplied from the first high-frequency power supply to the first power supply point.
Hz to 300 MHz), for example, a power of 70 MHz, and the second power supply point is supplied from the second high frequency power supply to a frequency substantially equal to that of the first high frequency power supply, for example, 6 MHz.
A new method of generating a plasma between the pair of parallel plate electrodes described above by supplying power of 0 MHz to 80 MHz has been created.

【0053】上記新しい方法を実証するために、放電用
ガスとしてモノシランガス(SiH 4 )を用い、1m×
1mのガラス基板にアモルファスシリコン膜を形成する
実験を行った。その結果、前記第1の高周波電源と前記
第1の電力供給箇所等を用いた場合、図12(A)に示
すような膜厚分布,即ち第1の電力供給箇所に近い側の
膜厚が厚く、上記非接地電極の横方向(図4のX軸方
向)にいくに従って膜厚が薄くなるという知見を得た。
また、前記第2の高周波電源と前記第2の電力供給箇所
等を用いた場合、図12(B)に示すような膜厚分布,
即ち第2の電力供給箇所に近い側の膜厚が厚く、上記非
接地電極の横方向にいくに従って膜厚が薄くなるという
知見を得た。
To demonstrate the new method described above,
Monosilane gas (SiH Four) And 1mx
Form amorphous silicon film on 1m glass substrate
An experiment was performed. As a result, the first high-frequency power supply and the
In the case where the first power supply point or the like is used, as shown in FIG.
Such a film thickness distribution, that is, the side close to the first power supply point
The film thickness is large, and the lateral direction of the ungrounded electrode (X-axis direction in FIG. 4)
It has been found that the film thickness becomes thinner as it goes to the direction.
Further, the second high-frequency power supply and the second power supply location
Is used, the film thickness distribution as shown in FIG.
That is, the film thickness on the side close to the second power supply point is thick,
It is said that the film thickness becomes thinner as it goes to the lateral direction of the ground electrode
Obtained knowledge.

【0054】そして、前記第1及び第2の電力供給箇所
に、夫々前記第1及び第2の高周波電源から独立に電力
を供給し、上記1m×1mのガラス基板にアモルファス
シリコンを製膜すると、図12(A),(B)が合成さ
れた形、即ち図12(C)に示すように均一性のある良
好膜厚分布が得られるという知見を得た。この均一性良
好な膜厚分布が形成される理由は、第1及び第2の高周
波電源が互いに独立の関係にある電力を上記第1及び第
2の電力供給箇所へ供給するので、電波の干渉現象ある
いは定在波が発生せず、結果的に時間的な平均値として
は図17に示されるように、プラズマ空間の電位分布が
ほぼ均一に保たれると考えられる。
Then, power is independently supplied from the first and second high-frequency power sources to the first and second power supply locations, respectively, and amorphous silicon is formed on the 1 m × 1 m glass substrate. 12A and 12B, that is, a good film thickness distribution with uniformity is obtained as shown in FIG. 12C. The reason why the film thickness distribution with good uniformity is formed is that the first and second high-frequency power supplies supply the powers that are independent of each other to the first and second power supply locations, so that the radio frequency interference is prevented. No phenomenon or standing wave is generated, and as a result, as shown in FIG. 17, it is considered that the potential distribution in the plasma space is kept substantially uniform as shown in FIG.

【0055】なお、上記第1及び第2の高周波電源が独
立でない場合、例えば1台の高周波電源より、上記第1
及び第2の電力供給箇所へ電力を供給して、1m×1m
のガラス基板にアモルファスシリコンを製膜すると、図
12(C)に示すように均一でなく、著しく悪い膜厚分
布になるという知見も得た。その理由は、互いに異なる
二方向より高周波電力が供給されるので、前記電極で発
生する電界が互いに干渉を起こすこと、あるいは定在波
が発生すること及び上記二方向より伝播してきた電力は
互いに相手方の電力供給線を介して、反射波として高周
波電源を構成する発振器にフィードバックされ、該発振
器の機能が著しく低下することも考えられる。
When the first and second high frequency power supplies are not independent, for example, the first high frequency power supply is
And power is supplied to the second power supply point, and 1 m × 1 m
It has also been found that when amorphous silicon is formed on the glass substrate described above, the film thickness distribution is not uniform as shown in FIG. The reason is that since high-frequency power is supplied from two different directions, the electric fields generated by the electrodes interfere with each other, or a standing wave is generated, and the power propagated from the two directions is opposite to each other. It is also conceivable that the reflected wave is fed back to the oscillator constituting the high-frequency power supply via the power supply line, and the function of the oscillator is significantly reduced.

【0056】また、前記電極の形状を方形とし、該方形
電極の4つの側面のうちの一つの側面即ち第1の側面及
び該第1の側面に平行で対向する側面即ち第2の側面
に、前記電力供給系に接続される電力供給箇所を、夫々
に複数個設置し、該高周波電源に2出力でかつ該2出力
の高周波電力の位相の差を時間的に鋸歯状に変化させる
高周波電源を用い、前記第1の側面及び第2の側面に設
置された電力供給箇所に、夫々上記2出力でかつ該2出
力の高周波電力の位相の差を時間的に鋸歯状に変化させ
る高周波電源の第1の出力と第2の出力を接続し、位相
が互いに時々刻々と変化する2つの電力を供給するよう
にした。
Further, the shape of the electrode is rectangular, and one of the four side surfaces of the rectangular electrode, ie, the first side surface, and the side surface parallel to the first side surface, ie, the second side surface, A plurality of power supply points connected to the power supply system are respectively provided, and a high-frequency power supply that has two outputs to the high-frequency power supply and that temporally changes the phase difference between the two high-frequency powers in a saw-tooth shape is provided. And a power supply point installed on the first side surface and the second side surface, the second output and the second output of the high-frequency power supply for changing the phase difference of the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner. The first output and the second output are connected to supply two electric powers whose phases change from moment to moment.

【0057】その結果、図18(A),(B)に示すよ
うに、第1及び第2の電力供給箇所より供給された2つ
の電力は互いにぶつかり合う方向へ伝播し、定在波を作
ること無しに時間的平均値としてはほぼ一様な空間分布
をもつようになる。なお、図18(A)は、位相差が互
いに時々変化する場合において、2出力位相可変高周波
発振器42を、第1の高周波増幅器43a,第2の高周
波増幅器43bを夫々介して非接地電極39の第1の電
力供給箇所40a,第2の電力供給箇所40bに夫々さ
せる場合の全体図を示す。また、図18(B)は、合成
電圧の2乗と電力供給箇所間の距離との関係を示す特性
図である。
As a result, as shown in FIGS. 18A and 18B, the two powers supplied from the first and second power supply points propagate in directions that collide with each other to generate a standing wave. Without this, the temporal average value has a substantially uniform spatial distribution. FIG. 18A shows that the two-output phase variable high-frequency oscillator 42 is connected to the non-ground electrode 39 via the first high-frequency amplifier 43a and the second high-frequency amplifier 43b when the phase difference changes from time to time. FIG. 3 is an overall view of a case where a first power supply point 40a and a second power supply point 40b are respectively provided. FIG. 18B is a characteristic diagram showing the relationship between the square of the composite voltage and the distance between the power supply points.

【0058】但し、上記2出力の高周波電力の位相差を
例えば0°に固定すると、図19(A),(B)に示す
ように、干渉し合って定在波が形成される。ここで、図
19(A)は、位相差が0°において、2出力位相可変
高周波発振器42を、第1の高周波増幅器43a,第2
の高周波増幅器43bを夫々介して非接地電極39の第
1の電力供給箇所40a,第2の電力供給箇所40bに
夫々させる場合の全体図を示す。なお、図19(A)に
おいて、波形(イ)は第1の電力の電圧W1(定在波)
を示し、波形(ロ)は第2の電力の電圧W2(定在波)
を示す。また、図19(B)は、合成電圧の2乗と電力
供給箇所間の距離との関係を示す特性図である。
However, if the phase difference between the two high-frequency powers is fixed to, for example, 0 °, as shown in FIGS. 19A and 19B, interference occurs to form a standing wave. Here, FIG. 19A shows that, when the phase difference is 0 °, the two-output phase variable high-frequency oscillator 42 is connected to the first high-frequency amplifier 43a and the second high-frequency amplifier 43a.
FIG. 3 is a general view showing a case where the first power supply point 40a and the second power supply point 40b of the non-ground electrode 39 are respectively connected to the high-frequency amplifier 43b of FIG. In FIG. 19A, the waveform (a) is the voltage W1 (standing wave) of the first power.
And the waveform (b) is the voltage W2 (standing wave) of the second power
Is shown. FIG. 19B is a characteristic diagram showing the relationship between the square of the composite voltage and the distance between the power supply points.

【0059】[0059]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、以下の説明では、表面処理装置及び表面処理方法の
一例として、太陽電池を製作する際に必要なアモルファ
スシリコン(a−Si)薄膜を製作する装置及び方法が
想定されている。但し、当然ながら、本願の発明の対象
が上記具体例の装置及び方法に限定されるものではな
い。
Embodiments of the present invention will be described below. In the following description, as an example of a surface treatment apparatus and a surface treatment method, an apparatus and a method for producing an amorphous silicon (a-Si) thin film necessary for producing a solar cell are assumed. However, it goes without saying that the subject of the invention of the present application is not limited to the apparatus and method of the above specific example.

【0060】(実施例1)図1〜図8を参照しながら実
施例1の装置及び方法について説明する。先ず、装置の
構成を説明する。図中の付番51は真空容器を示す。こ
の真空容器51内には、グロー放電、グロー放電プラズ
マを発生させるための一対の電極、即ち非接地電極52
と基板ヒータ53を内蔵した接地電極54が配置されて
いる。前記非接地電極52は、絶縁物55a,55b,
55cを介して真空容器51の上部に取り付けられてい
る。前記非接地電極52の下部側即ちプラズマが生成さ
れる空間56に接する下部側の下面Aには、直径0.5
mm程度の多数のガス吹出し孔57が孔間隔10〜15
mmで形成されている。前記非接地電極52の上部側の
上面Bには、放電用ガス導入管58を介してボンベ(図
示せず)が取り付けられている。このボンベから真空容
器51内に例えばモノシラン(SiH )が供給され
る。
(Embodiment 1) Referring to FIGS.
An apparatus and a method according to the first embodiment will be described. First of all,
The configuration will be described. Reference numeral 51 in the figure indicates a vacuum container. This
Glow discharge, glow discharge plasma
A pair of electrodes for generating the
And a ground electrode 54 having a built-in substrate heater 53
I have. The non-ground electrode 52 includes insulators 55a, 55b,
Attached to the upper portion of the vacuum vessel 51 via
You. The lower side of the non-grounded electrode 52, that is, plasma is generated
The lower surface A on the lower side in contact with the space 56 is
Many gas blowing holes 57 of about mm
mm. The upper side of the non-ground electrode 52
The upper surface B is provided with a cylinder (see FIG.
(Not shown). Vacuum volume from this cylinder
For example, monosilane (SiH 4) Is supplied
You.

【0061】前記真空容器51には、第1の排気管59
aを介して第1の真空ポンプ40aが接続されるととも
に、第2の排気管59bを介して第2の真空ポンプ40
bが接続されている。真空容器51内のガスは、前記排
気管59a,59bを通して前記真空ポンプ40a,4
0bにより排出される。基板61は前記接地電極54上
に設置され、基板ヒータ53及び該基板ヒータ53に接
続された基板ヒータ電源62により所定の温度に加熱さ
れる。前記接地電極54は支持体63に固定されてい
る。前記基板61の高さに相当する真空容器51の側壁
には、基板を出し入れするためのゲートバルブ64a,
64bが設けられている。
A first exhaust pipe 59 is provided in the vacuum vessel 51.
a is connected to the first vacuum pump 40a through the second exhaust pipe 59b, and the second vacuum pump 40a is connected through the second exhaust pipe 59b.
b is connected. The gas in the vacuum vessel 51 passes through the exhaust pipes 59a, 59b to the vacuum pumps 40a, 4b.
0b. The substrate 61 is placed on the ground electrode 54 and heated to a predetermined temperature by a substrate heater 53 and a substrate heater power supply 62 connected to the substrate heater 53. The ground electrode 54 is fixed to a support 63. A gate valve 64a for taking in and out the substrate is provided on a side wall of the vacuum vessel 51 corresponding to the height of the substrate 61.
64b are provided.

【0062】前記非接地電極52の側面、即ち前記空間
56に接する非接地電極52の下面Aの周辺部から僅か
にはなれた位置の一方の側面(第1の側面)には、図
1、図4に示すように、複数個の電力供給箇所65a,
65b,65c,65d,65e,65f,65f,6
5g,65hが位置している。また、前記第1の側面と
平行に対向する非接地電極52の第2の側面には、図1
及び図4に示すように、複数個の電力供給箇所65i,
65j,65k,65l,65m,65n,65o,6
5pが位置している。前記真空容器51の壁面には、図
1ないし図3に示すように、複数個の電流導入端子66
a,66b,66c,66d,66e,66f,66
g,66hからなる群と、複数個の電流導入端子66
i,66j,66k,66l,66m,66n,66
o,66pからなる群が夫々対向して設けられている。
The side surface (first side surface) of the ungrounded electrode 52, that is, one side surface (first side surface) at a position slightly separated from the periphery of the lower surface A of the ungrounded electrode 52 in contact with the space 56 is shown in FIGS. As shown in FIG. 4, a plurality of power supply points 65a,
65b, 65c, 65d, 65e, 65f, 65f, 6
5g and 65h are located. In addition, a second side surface of the non-ground electrode 52 facing in parallel with the first side surface has a structure shown in FIG.
As shown in FIG. 4, a plurality of power supply points 65i,
65j, 65k, 65l, 65m, 65n, 65o, 6
5p is located. As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of current introduction terminals 66 are provided on the wall surface of the vacuum vessel 51.
a, 66b, 66c, 66d, 66e, 66f, 66
g, 66h and a plurality of current introduction terminals 66
i, 66j, 66k, 66l, 66m, 66n, 66
Groups of o and 66p are provided to face each other.

【0063】前記非接地電極52の電力供給個所65a
〜65pには、複数個の撚り線型同軸ケーブル67a,
67b,67c,67d,67e,67f,67f,6
7g,67h,67i,67j,67k,67l,67
m,67n,67o,67pが夫々接続されている。前
記撚り線型同軸ケーブル67a〜67hは、前記電流導
入端子66a〜66h、同軸ケーブル68a〜68hを
夫々介して第1の電力分配器69a,第1の整合器70
a,第1の高周波電源71aに順次電気的に接続されて
いる。また、前記撚り線型同軸ケーブル67i〜67p
は、前記電流導入端子66i〜66p、同軸ケーブル6
8i〜68pを夫々介して第2の電力分配器69b,第
2の整合器70b,第2の高周波電源71bに順次電気
的に接続されている。
The power supply location 65a of the ungrounded electrode 52
~ 65p include a plurality of stranded coaxial cables 67a,
67b, 67c, 67d, 67e, 67f, 67f, 6
7g, 67h, 67i, 67j, 67k, 67l, 67
m, 67n, 67o, and 67p are connected respectively. The stranded coaxial cables 67a to 67h are connected to the first power distributor 69a and the first matching unit 70 via the current introduction terminals 66a to 66h and the coaxial cables 68a to 68h, respectively.
a and the first high frequency power supply 71a. Further, the stranded coaxial cables 67i to 67p
Are the current introduction terminals 66i to 66p, the coaxial cable 6
8i to 68p are electrically connected to the second power distributor 69b, the second matching unit 70b, and the second high-frequency power supply 71b in this order.

【0064】前記撚り線型同軸ケーブル67a〜67h
は、夫々、図7に示すように複数の線材からなる撚り線
(芯線)36の外側に絶縁物37を介して外部導体38
を形成した構成となっている。2つの撚り線型同軸ケー
ブル67a,67bを例にとれば、該ケーブル67a,
67bと非接地電極52とは、図5及び図6に示すよう
に接続されている。
The stranded coaxial cables 67a to 67h
As shown in FIG. 7, external conductors 38 are provided outside a stranded wire (core wire) 36 made of a plurality of wires via an insulator 37.
Is formed. Take two stranded coaxial cables 67a, 67b as an example.
The 67b and the non-ground electrode 52 are connected as shown in FIGS.

【0065】ケーブル67aに注目してみると、該ケー
ブル67aと非接地電極52の側面を電気的に接続する
ために、絶縁物72をはさんで、該側面に固着されてい
る金属製筒体73a及び金属製ボルト74を用いて、該
金属製筒体73aの内壁75に撚り線型同軸ケーブル6
7aの撚り線36を圧接させ、電力供給箇所65aを形
成している。前記撚り線36より非接地電極52への高
周波電流の経路は、金属製筒体73aの内壁75より、
前記筒体73aのネジ部76及び前記筒体73aを固着
する非接地電極52に設けられているネジ部77から構
成される。なお、図5中の付番78はボルト、図6中の
付番79は金属製筒体73aに形成されたネジ部、付番
74aはボルト74のネジ部を示す。
Focusing on the cable 67a, in order to electrically connect the cable 67a to the side surface of the non-grounded electrode 52, a metal cylindrical body fixed to the side surface with an insulator 72 interposed therebetween. The stranded wire type coaxial cable 6 is attached to the inner wall 75 of the metal cylindrical body 73a using a metal bolt 73a and a metal bolt 74.
The stranded wire 7a is press-contacted to form a power supply location 65a. The path of the high-frequency current from the stranded wire 36 to the non-ground electrode 52 is formed by the inner wall 75 of the metal cylinder 73a.
It is composed of a screw portion 76 of the cylindrical body 73a and a screw portion 77 provided on the non-ground electrode 52 for fixing the cylindrical body 73a. Reference numeral 78 in FIG. 5 indicates a bolt, reference numeral 79 in FIG. 6 indicates a screw portion formed on the metal cylinder 73a, and reference numeral 74a indicates a screw portion of the bolt 74.

【0066】図6では、撚り線型同軸ケーブル67aと
非接地電極52の側面との電気的接続の場合について述
べたが、他の撚り線型同軸ケーブル67b〜67pと非
接地電極52の側面を電気的に接続する場合も同様であ
る。また、これらのケーブル67b〜67pの非接地電
極52との接続箇所にも、金属製筒体73b〜73pが
夫々設けられている。
In FIG. 6, the case where the stranded wire type coaxial cable 67a is electrically connected to the side surface of the ungrounded electrode 52 has been described, but the other stranded wire type coaxial cables 67b to 67p and the side surface of the ungrounded electrode 52 are electrically connected. The same applies to the case of connecting to. Further, metal cylinders 73b to 73p are also provided at connection points of these cables 67b to 67p with the non-grounded electrode 52, respectively.

【0067】なお、上記第1及び第2の電力分配器69
a,69bは、L,C及び抵抗などを組合わせた回路に
より電力分配することもできるが、本実施例では簡単
で、かつ、安価に製作できる図8に示す電力分配器、即
ち、第1及び第2の高周波電源71a,71bにそれぞ
れ接続された第1及び第2の整合器70a,70bの出
力に、それぞれ、同軸ケーブルと同軸ケーブル用T型コ
ネクタ81a,81b,82a,82b,82c,82
d,83a〜83hを用いて、16本の同軸ケーブル6
8aないし68pに分配する分配器を用いた。
The first and second power distributors 69
Although a and 69b can be distributed by a circuit in which L, C and a resistor are combined, in this embodiment, the power distributor shown in FIG. And the outputs of the first and second matching devices 70a and 70b connected to the second and high-frequency power supplies 71a and 71b, respectively, to the coaxial cable and the coaxial cable T-type connectors 81a, 81b, 82a, 82b, 82c, 82
d, 83a to 83h, 16 coaxial cables 6
A distributor for distributing from 8a to 68p was used.

【0068】次に、上記図1乃至図7に示した構成の表
面処理装置を用いて、アモルファスシリコン(a−S
i)太陽電池用a−Si膜を製膜する方法について説明
する。
Next, using the surface treatment apparatus having the structure shown in FIG. 1 to FIG.
i) A method for forming an a-Si film for a solar cell will be described.

【0069】まず、真空容器51内の圧力を大気に保
ち、第1及び第2の基板出入れ用ゲートバルブ64a,
64bを開にして、図示していない基板搬入・搬出系を
用い、基板61例えば厚さ0.3cm,100cm×1
00cmのガラス基板を接地電極54に設置する。そし
て、上記第1及び第2の基板出入れ用ゲートバルブ64
a,64bを閉にし、第1及び第2の真空ポンプ40
a,40bを稼動させて、第1及び第2の排気管59
a,59bを介して上記真空容器51内の大気を排出
し、その圧力が約1×10−7Torrに到達した後、
次の放電ガスの導入を行う。
First, the pressure in the vacuum vessel 51 is maintained at the atmospheric pressure, and the first and second gate gate valves 64a, 64a,
64b is opened, and a substrate 61, for example, 0.3 cm in thickness, 100 cm × 1 is used by using a substrate loading / unloading system (not shown).
A 00 cm glass substrate is placed on the ground electrode 54. Then, the first and second substrate access gate valves 64 are provided.
a, 64b are closed and the first and second vacuum pumps 40 are closed.
a, 40b are operated, and the first and second exhaust pipes 59 are operated.
a. The atmosphere in the vacuum vessel 51 is exhausted through 59b and after the pressure reaches about 1 × 10 −7 Torr,
The next discharge gas is introduced.

【0070】次に、放電用ガス導入管58より、ガス吹
出し孔57を介して放電用ガス、例えばSiHガスを
2,000〜3,000sccm程度の流量で供給し、
圧力を0.05〜0.5Torrに保持する。また、上
記基板61の温度を予めデータとして取得されている上
記基板61の表面温度と基板ヒータ用電源の出力(電
力)の関係を用いて、80℃〜350℃の範囲で例えば
180℃に保持する。つづいて、第1及び第2の高周波
電源71a,71bの周波数を10MHz〜300MH
z、例えば第1の高周波電源71a及び第2の高周波電
源71bの出力の周波数を60MHz及び65MHz、
出力電力を両者ともに3kW乃至5kWで供給する。
Next, a discharge gas, for example, a SiH 4 gas is supplied from the discharge gas introduction pipe 58 through the gas blowing holes 57 at a flow rate of about 2,000 to 3,000 sccm.
The pressure is maintained at 0.05-0.5 Torr. Further, the temperature of the substrate 61 is maintained at, for example, 180 ° C. in the range of 80 ° C. to 350 ° C. using the relationship between the surface temperature of the substrate 61 and the output (power) of the power supply for the substrate heater, which is obtained in advance as data. I do. Subsequently, the frequency of the first and second high-frequency power supplies 71a and 71b is changed from 10 MHz to 300 MHz.
z, for example, the output frequencies of the first high-frequency power supply 71a and the second high-frequency power supply 71b are 60 MHz and 65 MHz,
Output power is supplied at 3 kW to 5 kW for both.

【0071】そうすると、上記一対の非接地電極52,
接地電極54間にSiHのグロー放電プラズマが生成
する。その結果、上記プラズマの中に存在するSi
,SiH,SiH,Si等のラジカルが拡散現象
により拡散し、基板61の表面に吸着・堆積されること
により、a−Si膜が形成される。
Then, the pair of non-ground electrodes 52,
Glow discharge plasma of SiH 4 is generated between the ground electrodes 54. As a result, Si present in the plasma
Radicals such as H 3 , SiH 2 , SiH, and Si are diffused by a diffusion phenomenon, and are adsorbed and deposited on the surface of the substrate 61 to form an a-Si film.

【0072】なお、上記の例では、一対の非接地電極5
2,接地電極54のサイズは夫々1200mm×120
0mm×100mm、材質は夫々ステンレス鋼で、その
間隔は50mmであった。
In the above example, the pair of non-ground electrodes 5
2. The size of the ground electrode 54 is 1200 mm × 120 each.
0 mm × 100 mm, the material was stainless steel, and the interval was 50 mm.

【0073】上記実施例1の製膜試験結果の一例を下記
表2に示す。なお、基板サイズは×1000mm×10
00mm、基板温度180℃、膜厚分布は基板対角線上
での20点の位置での膜厚をダブルモノクロメータ法及
びエリプソメトリ法で測定し、評価した。
Table 2 below shows an example of the results of the film forming test of Example 1 described above. Note that the substrate size is × 1000 mm × 10
The film thickness distribution was evaluated by measuring the film thickness at 20 points on the diagonal line of the substrate by a double monochromator method and an ellipsometry method.

【0074】[0074]

【表2】 [Table 2]

【0075】本実施例1では、2台の独立の高周波電源
の周波数すなわち、第1及び第2の高周波電源71a,
71bの周波数は、それぞれ、14MHzと16MHz
とした場合(平均値15MHz)、30MHzと33M
Hzとした場合(平均値31.5MHz)、60MHz
と65MHzとした場合(平均値62.5MHz)、8
0MHzと90MHzとした場合(平均値85MHz)
であった。しかして、第1及び第2の高周波電源71
a,71b、第1及び第2の整合器70a,70b、第
1及び第2の電力分配器69a,69b、同軸ケーブル
68a〜68p、電流導入端子66a〜66p、撚り線
型同軸ケーブル67a〜67p等は、90MHz〜30
0MHzにも十分に応用可能であるから、a−Si製膜
も90MHz〜300MHzの周波数で十分に応用可能
であると云える。
In the first embodiment, the frequencies of the two independent high-frequency power supplies, that is, the first and second high-frequency power supplies 71a, 71a,
The frequency of 71b is 14 MHz and 16 MHz, respectively.
(Average value 15MHz), 30MHz and 33M
Hz (average value 31.5 MHz), 60 MHz
And 65 MHz (average value 62.5 MHz), 8
0 MHz and 90 MHz (average value 85 MHz)
Met. Thus, the first and second high frequency power supplies 71
a, 71b, first and second matching devices 70a, 70b, first and second power distributors 69a, 69b, coaxial cables 68a-68p, current introduction terminals 66a-66p, stranded coaxial cables 67a-67p, etc. Is 90 MHz to 30
Since it is sufficiently applicable to 0 MHz, it can be said that the a-Si film can be sufficiently applied at a frequency of 90 MHz to 300 MHz.

【0076】さて、上記データ即ち表2は、図19
(B)に示されるように従来例では困難視されていた1
m×1mという超大面積基板を対象に、電源周波数15
MHz級、31.5MHz級、62.5MHz級、85
MHz級ともに著しく良好な結果が得られるということ
を示している。
The above data, that is, Table 2 is shown in FIG.
As shown in (B), the conventional example was considered difficult 1
A power frequency of 15
MHz class, 31.5 MHz class, 62.5 MHz class, 85
It shows that remarkably good results can be obtained in both the MHz class.

【0077】また、表面処理装置の構成も、方法論とし
ても、本願発明の実施例1がa−Si製膜での大面積化
技術及び電源周波数の高周波数化技術として極めて有効
であることを示している。
Further, the structure of the surface treatment apparatus and the methodologies show that the first embodiment of the present invention is extremely effective as a technique for increasing the area of an a-Si film and a technique for increasing the power supply frequency. ing.

【0078】なお、上記実施例1における製膜条件とし
て、放電ガスの混合比例えばSiH とHの流量比、
圧力、基板温度、及びプラズマ発生電力等を適正化する
ことで、a−Siのみならず、微結晶Si及び多結晶S
iを製膜できることは公知である。
Note that the film forming conditions in the first embodiment are set as follows.
And the mixing ratio of the discharge gas, for example, SiH 4And H2Flow ratio,
Optimize pressure, substrate temperature, plasma generation power, etc.
Thus, not only a-Si but also microcrystalline Si and polycrystalline S
It is known that i can be formed into a film.

【0079】また、放電用ガスとして、SiH,NH
,N等どを用いればSiNx 膜を製膜できること、
エッチング作用をもつガス、例えばSF,SiC
,CF及びNF等エッチングガスを用いれば基
板の表面に所定のエッチング処理が行なえることも公知
である。
As a discharge gas, SiH 4 , NH
3, N 2, etc. etc. that it makes possible the film and the SiN x film by using the,
Gas having an etching action, for example, SF 6 , SiC
It is also known that a predetermined etching process can be performed on the surface of a substrate by using an etching gas such as l 4 , CF 4, and NF 3 .

【0080】(実施例2)次に、図9、図10及び図1
1を参照しながら、実施例2の装置及び方法について説
明する。先ず、装置の構成について説明する。但し、図
1〜図8と同部材は同付番を付して説明を省略する。
(Embodiment 2) Next, FIG. 9, FIG.
A device and a method according to a second embodiment will be described with reference to FIG. First, the configuration of the device will be described. However, the same members as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0081】図9に示す表面処理装置の構成は、図1の
第1及び第2の高周波電源71a,71bに代えて、2
出力で周波数10MHz〜300MHzの正弦波信号を
発振し、かつ該2出力の信号の位相を0°から360°
まで時々刻々と変化させられるファンクションジェネレ
ータとフェーズシフタと高周波発振器より構成される2
出力位相可変発振器81、第1及び第2の高周波信号伝
送ケーブル82a,82b、第1及び第2の高周波電力
増幅器83a,83bを用いるもので、その他の装置構
成要素はすべて同様である。それ故、上記以外の装置構
成要素については、図1を参照することにし、ここでは
省略する。
The configuration of the surface treatment apparatus shown in FIG. 9 is different from the first and second high-frequency power supplies 71a and 71b in FIG.
A sine wave signal having a frequency of 10 MHz to 300 MHz is oscillated at the output, and the phase of the two output signals is changed from 0 ° to 360 °.
2 consisting of a function generator, a phase shifter, and a high-frequency oscillator that can be changed every moment
The output phase variable oscillator 81, the first and second high-frequency signal transmission cables 82a and 82b, and the first and second high-frequency power amplifiers 83a and 83b are used, and all other device components are the same. Therefore, the other components of the apparatus will be described with reference to FIG.

【0082】次に、上記図9に示した構成の表面処理装
置を用いて、アモルファスシリコン(a−Si)太陽電
池用a−Si膜を製膜する方法について説明する。ま
ず、真空容器51内の圧力を大気に保ち、第1及び第2
の基板出入れ用ゲートバルブ64a,64bを開にし
て、図示していない基板搬入・搬出系を用い、基板61
例えば厚さ0.3cm,100cm×100cmのガラ
ス基板を接地電極54に設置する。つづいて、上記第1
及び第2の基板出入れ用ゲートバルブ64a,64bを
閉にし、第1及び第2の真空ポンプ60a,60bを稼
動させて、第1及び第2の排気管59a,59bを介し
て上記真空容器51内の大気を排出し、その圧力が約1
×10−7Torrに到達した後、次の放電用ガスの導
入を行う。
Next, a method of forming an a-Si film for an amorphous silicon (a-Si) solar cell using the surface treatment apparatus having the structure shown in FIG. 9 will be described. First, the pressure in the vacuum vessel 51 is kept at the atmosphere, and the first and second pressures are maintained.
The gate valves 64a, 64b for opening and closing the substrate are opened, and a substrate loading / unloading system (not shown) is used.
For example, a glass substrate having a thickness of 0.3 cm and a size of 100 cm × 100 cm is placed on the ground electrode 54. Then, the first
And the second substrate inlet / outlet gate valves 64a, 64b are closed, the first and second vacuum pumps 60a, 60b are operated, and the above-mentioned vacuum container is passed through the first and second exhaust pipes 59a, 59b. The atmosphere in the chamber 51 is exhausted and the pressure is reduced to about 1
After reaching 10 -7 Torr, the next discharge gas is introduced.

【0083】次に、放電用ガス導入管58より、ガス吹
出し孔57を介して放電用ガス、例えばSiH4ガスを
2000〜3000sccm程度の流量で供給し、圧力
を0.05〜0.5Torrに保持する。ここで、上記
基板61の温度を予めデータとして取得されている上記
基板61の表面温度と基板ヒータ用電源の出力(電力)
の関係を用いて、80℃〜350℃の範囲で例えば18
0℃に保持する。つづいて、2出力位相可変発振器81
の第1の出力を第1の高周波信号ケーブル82aより第
1の高周波電力増幅器83aへ伝送し、該2出力位相可
変発振器81の第2の出力を第2の高周波信号ケーブル
82bより第2の高周波電力増幅器83bへ伝送させ
る。
Next, a discharge gas, for example, SiH4 gas is supplied at a flow rate of about 2000 to 3000 sccm from the discharge gas introduction pipe 58 through the gas blowing hole 57, and the pressure is maintained at 0.05 to 0.5 Torr. I do. Here, the surface temperature of the substrate 61 and the output (power) of the power supply for the substrate heater, the temperature of the substrate 61 being obtained in advance as data.
Is used in the range of 80 ° C. to 350 ° C., for example, 18
Keep at 0 ° C. Subsequently, the two-output variable phase oscillator 81
Is transmitted from the first high-frequency signal cable 82a to the first high-frequency power amplifier 83a, and the second output of the two-output phase-variable oscillator 81 is transmitted to the second high-frequency signal cable 82b through the second high-frequency signal cable 82b. The signal is transmitted to the power amplifier 83b.

【0084】この場合、上記2出力位相可変発振器81
の第1及び第2の出力の位相は、図10(A),(B)
に位相θとして示されている2つの正弦波信号間の位相
差θを、例えばθ=0(固定)、あるいは図11
(A),(B)に示すように±45°及び±90°の範
囲で鋸歯状波で時々刻々と変化するように、例えば一周
期数秒から数100分の1秒の間で変化させる。なお、
図10(A)の縦軸は2出力位相可変発信器81の第1
の出力電圧を示し、図10(B)の縦軸は2出力位相可
変発信器81の第1の出力電圧を示す。
In this case, the two-output phase variable oscillator 81
10A and 10B show the phases of the first and second outputs of FIG.
The phase difference θ between two sine wave signals shown as the phase θ is, for example, θ = 0 (fixed), or FIG.
As shown in (A) and (B), for example, a period is changed from several seconds to several hundredths of a second so as to change momentarily with a sawtooth wave in a range of ± 45 ° and ± 90 °. In addition,
The vertical axis of FIG. 10A is the first of the two-output phase variable oscillator 81.
10B, and the vertical axis in FIG. 10B indicates the first output voltage of the two-output phase variable oscillator 81.

【0085】そして、上記2出力位相可変発振器81の
出力周波数は10MHz〜300MHzで、例えば60
MHzとする。その電力は3kW乃至5kWで供給す
る。そうすると、一対の非接地電極52,接地電極54
間にSiHグロー放電プラズマが生成する。その結
果、上記プラズマの中に存在するSiH,SiH
SiH,Si等のラジカルが拡散現象により拡散し、基
板61の表面に吸着・堆積されることにより、a−Si
膜が形成される。
The output frequency of the two-output phase variable oscillator 81 is 10 MHz to 300 MHz.
MHz. The power is supplied at 3 kW to 5 kW. Then, a pair of the non-ground electrode 52 and the ground electrode 54
During that time, a SiH 4 glow discharge plasma is generated. As a result, SiH 3 , SiH 2 ,
Radicals such as SiH and Si are diffused by a diffusion phenomenon, and are adsorbed and deposited on the surface of the substrate 61 to form a-Si.
A film is formed.

【0086】上記の例では、一対の非接地電極52,接
地電極54のサイズは夫々1200mm×1200mm
×100mm、材質は夫々ステンレス鋼で、その間隔は
50mmであった。
In the above example, the size of the pair of ungrounded electrodes 52 and grounded electrodes 54 is 1200 mm × 1200 mm, respectively.
× 100 mm, each made of stainless steel, and the interval was 50 mm.

【0087】上記実施例2の製膜試験結果の一例を下記
表3に示す。なお、基板サイズは、1000mm×10
00mm、基板温度180℃、膜厚分布は基板対角線上
での20点の位置での膜厚をダブルモノクロメータ法及
びエリプソメトリ法で測定し、評価した。
An example of the results of the film forming test of Example 2 is shown in Table 3 below. The substrate size is 1000 mm × 10
The film thickness distribution was evaluated by measuring the film thickness at 20 points on the diagonal line of the substrate by a double monochromator method and an ellipsometry method.

【0088】[0088]

【表3】 [Table 3]

【0089】上記表3のデータは、θ=0°(固定)で
は一対の電極間に定在波が発生し、膜厚分布は著しく悪
いが、θ=±180°,θ=±360°では定在波が発
生せず、特にθ=±360°条件で、膜厚分布が良好で
あることを示している。
The data in Table 3 shows that when θ = 0 ° (fixed), a standing wave is generated between a pair of electrodes, and the film thickness distribution is extremely poor. However, when θ = ± 180 ° and θ = ± 360 °, No standing wave is generated, and it shows that the film thickness distribution is good particularly under the condition of θ = ± 360 °.

【0090】本実施例2では、2出力位相可変発振器8
1の出力周波数は60MHz、2つの出力信号の位相差
θをθ=0°に固定した場合、θ=±180°で、1周
期100分の1秒の鋸歯状波で時間的に変化させた場
合、及びθ=±360°で、1周期100分の1秒の鋸
歯状波で時間的に変化させた場合であったが、第1及び
第2の高周波電力増幅器83a,83b、第1及び第2
の整合器70a,70b、第1及び第2の電力分配器6
9a,69b、同軸ケーブル68a〜68p、電流導入
端子66a〜66p、撚り線型同軸ケーブル67a〜6
7p等は60MHz〜300MHzにも十分に応用可能
であるから、a−Si製膜も60MHz〜300MHz
の周波数で十分に応用可能であると云える。
In the second embodiment, the two-output phase-variable oscillator 8
The output frequency of 1 is 60 MHz, and when the phase difference θ between the two output signals is fixed to θ = 0 °, θ = ± 180 °, and is temporally changed by a sawtooth wave having a period of 1/100 second. In this case, and when θ = ± 360 ° and the time is changed with a sawtooth wave of 1/100 second in one cycle, the first and second high-frequency power amplifiers 83a, 83b, Second
Matching units 70a and 70b, and the first and second power distributors 6
9a, 69b, coaxial cables 68a-68p, current introduction terminals 66a-66p, stranded coaxial cables 67a-6
Since 7p and the like can be sufficiently applied to 60 MHz to 300 MHz, the a-Si film can be formed at 60 MHz to 300 MHz.
It can be said that the frequency is sufficiently applicable.

【0091】さて、上記データ即ち表3は、図19
(B)に示されるように従来例では困難視されていた1
m×1mという超大面積基板を対象に、電源周波数60
MHzにおいて著しく良好な結果が得られるということ
を示している。
The above data, that is, Table 3 is shown in FIG.
As shown in (B), the conventional example was considered difficult 1
For a super large area substrate of mx 1m, the power frequency 60
It shows that significantly better results are obtained at MHz.

【0092】また、表面処理装置の構成も、方法論とし
ても、本願発明の実施例2がa−Si製膜での大面積化
技術及び電源周波数の高周波数化技術として極めて有効
であることを示している。
The structure of the surface treatment apparatus and the methodologies also show that the second embodiment of the present invention is extremely effective as a technique for increasing the area of an a-Si film and a technique for increasing the power supply frequency. ing.

【0093】なお、上記実施例2における製膜条件とし
て放電ガスの混合比例えばSiHとHの流量比、圧
力、基板温度、及びプラズマ発生電力等を適正化するこ
とで、a−Siのみならず、微結晶Si及び多結晶Si
を製膜できることは公知である。
The film formation conditions in the second embodiment were optimized by adjusting the mixing ratio of the discharge gas, for example, the flow ratio of SiH 4 and H 2 , the pressure, the substrate temperature, the plasma generation power, etc. Not microcrystalline Si and polycrystalline Si
It is known that can be formed into a film.

【0094】また、放電用ガスとして、SiH,NH
,N等を用いればSiNx膜を製膜できること、エ
ッチング作用をもつガス、例えばSF,SiCl
CF 及びNF等エッチングガスを用いれば基板の表
面に所定のエッチング処理が行なえることも公知であ
る。
Further, as a discharge gas, SiH4, NH
3, N2And the like, the SiNx film can be formed.
Gas having a switching action, for example SF6, SiCl4,
CF 4And NF3If an etching gas such as
It is also known that a predetermined etching process can be performed on a surface.
You.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の表面処
理装置によれば、電力供給箇所が電極の側面に設置され
るので、従来困難視されていたVHF帯(30MHz〜
300MHz)の電源を用いる高密度プラズマの空間分
布の均一化が可能となり、基板に対する均一な表面処
理、即ち製膜速度及びエッチング速度の向上と均一性向
上が可能となった。この効果は、LSI、LCD、複写
機用感光体の産業のみならず、太陽電池業界での生産性
向上に関する貢献度は著しく大きい。
As described above, according to the surface treatment apparatus of the first aspect, the power supply point is provided on the side surface of the electrode, so that the VHF band (30 MHz to 30 MHz) which has been considered difficult in the past.
The spatial distribution of high-density plasma using a power supply of 300 MHz) can be made uniform, and a uniform surface treatment of the substrate, that is, an improvement in film formation rate and etching rate and an improvement in uniformity can be achieved. This effect contributes significantly to the improvement of productivity not only in the industries of photoconductors for LSIs, LCDs and copiers, but also in the solar cell industry.

【0096】請求項2の表面処理装置によれば、電力供
給箇所が電極の側面に複数設定されるので、従来困難視
されていた1m×1m級の超大面積基板を対象に13.
56MHz級及びVHF帯(30MHz〜300MH
z)の電源を用いる高密度プラズマの空間分布の均一化
が可能となり、超大面積基板に対する均一な表面処理す
なわち製膜速度及びエッチング速度の向上と均一性向上
が可能となった。この効果は、特に太陽電池及びLCD
業界での生産性向上にもとづく、製品コストの低減への
貢献度は極めて大きいものがある。
According to the surface treatment apparatus of the second aspect, since a plurality of power supply locations are set on the side surfaces of the electrodes, 13.sup.2 is used for a 1m.times.1m-class ultra-large area substrate which has been regarded as difficult in the past.
56 MHz class and VHF band (30 MHz to 300 MH
The spatial distribution of high-density plasma using the power supply of z) can be made uniform, and uniform surface treatment on an ultra large area substrate, that is, an improvement in film formation rate and etching rate and an improvement in uniformity can be achieved. This effect is especially true for solar cells and LCDs.
The degree of contribution to reducing product costs based on the improvement in productivity in the industry is extremely large.

【0097】請求項3の表面処理装置によれば、方形形
状の非接地電極の対向する2つの側面に設けられた複数
の電力供給箇所に、位相が互いに時々刻々に変化する高
周波電力を供給するので、一対の電極内に生成されるプ
ラズマの空間的分布は、時間的空間的に平均化され均一
化されることが可能となった。このことは、上記請求項
2と同様に、1m×1m級以上の超大面積基板に対する
均一な表面処理を可能とするもので、特に、太陽電池及
びLCD業界での生産性向上にもとづく、製品コストの
低減への貢献度は著しく大きい。
According to the surface treatment apparatus of the third aspect, the high-frequency power whose phase changes momentarily from one another is supplied to the plurality of power supply points provided on the two opposing side surfaces of the rectangular non-grounded electrode. Therefore, the spatial distribution of plasma generated in the pair of electrodes can be averaged and uniformed in time and space. This enables uniform surface treatment of an ultra-large area substrate of 1 m × 1 m class or more, as in the case of the above-mentioned claim 2, and in particular, product cost based on the improvement of productivity in the solar cell and LCD industries. The contribution to the reduction of the amount is remarkably large.

【0098】請求項4は、上記請求項1〜3を実現する
確実な手段として、その価値は高い。
Claim 4 has high value as a reliable means for realizing Claims 1 to 3.

【0099】請求項5は、請求項1〜4に係る装置の応
用範囲の拡大、即ち製膜速度とエッチング速度の向上を
図り、かつ、基板の大面積化を実現したもので、実用価
値は著しく大きい。
Claim 5 is intended to expand the application range of the device according to claims 1 to 4, ie, to improve the film forming speed and the etching speed, and to realize a large area of the substrate. Remarkably large.

【0100】請求項6は、上記請求項1〜5の効果に加
えて、複数の高周波電源と複数の整合器と複数の電力分
配器と複数の同軸ケーブル一つにまとめられているの
で、電力供給系の構成が簡素で、かつ、コスト的に著し
く安価になるという効果がある。
According to the sixth aspect, in addition to the effects of the first to fifth aspects, since a plurality of high-frequency power supplies, a plurality of matching devices, a plurality of power distributors, and a plurality of coaxial cables are combined, the power is reduced. There is an effect that the configuration of the supply system is simple and the cost is extremely low.

【0101】請求項7は、LCD、複写機用感光体、太
陽電池、LSI等薄膜半導体の応用製品の生産性向上及
び品質・性能向上が図られるという効果が生じるのでコ
ストパフォーマンスが著しく増大する。
According to the seventh aspect, the productivity and quality and performance of thin-film semiconductor products such as LCDs, photoconductors for copying machines, solar cells, and LSIs are improved, and the cost performance is significantly increased.

【0102】請求項8は、製品サイズが大きい程製品価
値が増大するいわゆる大面積画面化を、LCD、複写機
用感光体及び太陽電池等の応用製品を創出できるという
効果を創出し、斯界での価値は極めて大きい。
Claim 8 provides a so-called large-area screen in which the product value increases as the product size increases. The effect of creating an applied product such as an LCD, a photoconductor for a copying machine, and a solar cell is created. Is extremely valuable.

【0103】請求項9〜15の表面処理方法によれば、
従来法で電極の後面即ちプラズマを生成する空間より最
も遠い面に設置されていた電力供給箇所をプラズマ生成
空間に最も近い側面に設置することにより、従来困難視
されていたVHF帯(30MHz〜300MHz)の電
源を用いる高密度プラズマの空間分布の均一化が可能と
なり、基板に対する均一な表面処理即ち製膜速度及びエ
ッチング速度の向上と均一性向上が可能となった。
According to the surface treatment method of claims 9 to 15,
In the conventional method, the power supply point, which is provided on the rear surface of the electrode, that is, the surface furthest from the space for generating plasma, is provided on the side surface closest to the plasma generation space. The spatial distribution of the high-density plasma using the power source can be made uniform, and the surface treatment of the substrate can be made uniform, that is, the film formation rate and the etching rate can be improved and the uniformity can be improved.

【0104】また、従来困難視されていた1m×1m級
の超大面積基板を対象に13.56MHz級及びVHF
帯(30MHz〜300MHz)の電源を用いる高密度
プラズマの空間分布の均一化が可能となり、超大面積基
板に対する均一な表面処理即ち製膜速度及びエッチング
速度の向上と均一性向上が可能となった。
In addition, a 13.56 MHz class and a VHF class are used for a 1m × 1m class super large area substrate which has been regarded as difficult.
The spatial distribution of high-density plasma using a power source of a band (30 MHz to 300 MHz) can be made uniform, and uniform surface treatment on an ultra large area substrate, that is, film forming speed and etching speed can be improved and uniformity can be improved.

【0105】更に、高周波(HF帯)及びVHF帯(3
0MHz〜300MHz)の周波数を使用するプラズマ
現象即ち高密度プラズマ化のメリットを得て、かつ均一
な表面処理を行う方法を実現可能となった。
Further, a high frequency (HF band) and a VHF band (3
A plasma phenomenon using a frequency of 0 MHz to 300 MHz), that is, a merit of high density plasma, and a method of performing a uniform surface treatment can be realized.

【0106】以上の効果は、特に太陽電池、LCD業界
での生産性向上にもとづく生産性向上に関する貢献度は
極めて大きいものがある。また、LSI、複写機用感光
体等の分野でも生産性向上についての貢献度は著しく大
きい。
The effects described above have a very large contribution to productivity improvement based on the productivity improvement in the solar cell and LCD industries in particular. In the fields of LSIs, photoconductors for copying machines, etc., the contribution to the improvement of productivity is remarkably large.

【0107】また、LCD、複写機用感光体、太陽電
池、LSI等薄膜半導体の応用製品の生産性向上及び品
質・性能向上が図られるという効果が生じるのでコスト
パフォーマンスが著しく増大する。
Further, the productivity, quality and performance of thin-film semiconductor products such as LCDs, photoconductors for copiers, solar cells, and LSIs are improved, resulting in a remarkable increase in cost performance.

【0108】そして、製品のサイズが大きい程製品価値
が増大するいわゆる大面積画面化の方法を、LCD、複
写機用感光体及び太陽電池などの応用製品製造に提供で
きるので新製品の創出という効果が生じる。それ故、斯
界での工業的価値は極めて大きい。
[0108] The so-called large-area screen method in which the product value increases as the size of the product increases, can be provided to the manufacture of applied products such as LCDs, photoconductors for copiers, and solar cells. Occurs. Therefore, the industrial value in this field is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る表面処理装置の全体を
示す概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing an entire surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の表面処理装置における真空容器周辺の同
軸ケーブルと電流導入端子等との接続状況を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a connection state between a coaxial cable around a vacuum vessel, a current introduction terminal, and the like in the surface treatment apparatus of FIG. 1;

【図3】図1の表面処理装置における非接地電極と撚り
線型同軸ケーブル等との接続状況を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing a connection state between an ungrounded electrode and a stranded coaxial cable or the like in the surface treatment apparatus of FIG. 1;

【図4】図1の表面処理装置の一構成である非接地電極
及びこれと接続する撚り線型同軸ケーブル等の説明図。
FIG. 4 is an explanatory view of an ungrounded electrode, which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 1, a stranded coaxial cable connected thereto, and the like.

【図5】図1の表面処理装置の一構成である第1,第2
の撚り線型同軸ケーブルの芯線と非接地電極との接続状
況の詳細を説明する為の一部切欠した斜視図。
FIG. 5 is a diagram showing first and second configurations of the surface treatment apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a partially cut-away perspective view for explaining details of a connection state between a core wire of a stranded wire type coaxial cable and an ungrounded electrode.

【図6】図1の表面処理装置の一構成である第1の撚り
線型同軸ケーブルの芯線と非接地電極との接続状況の詳
細を説明する為の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining details of a connection state between a core wire of a first stranded coaxial cable, which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 1, and an ungrounded electrode.

【図7】図1の表面処理装置の一構成である第1の撚り
線型同軸ケーブルの斜視図。
FIG. 7 is a perspective view of a first stranded wire type coaxial cable, which is one configuration of the surface treatment device of FIG. 1;

【図8】図1の表面処理装置の一構成である電力分配器
の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a power distributor, which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 1;

【図9】本発明の実施例2に係る表面処理装置の全体を
示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory view showing the entire surface treatment apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

【図10】図9の表面処理装置の一構成である2出力位
相可変発振器において、位相差0における出力電圧と時
間との関係を示す特性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage and time at a phase difference of 0 in the two-output phase variable oscillator which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 9;

【図11】図9の表面処理装置の一構成である2出力位
相可変発振器において、位相差が刻々と変化する場合に
おける出力電圧と時間との関係を示す特性図。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage and time when a phase difference changes every moment in a two-output phase variable oscillator which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 9;

【図12】本発明の表面処理装置における、非晶質シリ
コンの膜厚(相対値)と非接地電極の横方向,縦方向に
おける膜厚分布図。
FIG. 12 is a diagram showing a film thickness (relative value) of amorphous silicon and a film thickness distribution in a horizontal direction and a vertical direction of an ungrounded electrode in the surface treatment apparatus of the present invention.

【図13】従来の表面処理装置による高周波電源より出
力された高周波電流の流れを説明する為の図。
FIG. 13 is a view for explaining the flow of a high-frequency current output from a high-frequency power supply by a conventional surface treatment apparatus.

【図14】従来の表面処理装置によるプラズマ空間の電
位分布を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a potential distribution in a plasma space by a conventional surface treatment apparatus.

【図15】本発明の表面処理装置による高周波電源より
出力された高周波電流の流れを説明する為の図。
FIG. 15 is a diagram for explaining a flow of a high-frequency current output from a high-frequency power supply by the surface treatment apparatus of the present invention.

【図16】本発明の表面処理装置によるプラズマ空間の
電位分布を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a potential distribution in a plasma space by the surface treatment apparatus of the present invention.

【図17】本発明の別な表面処理装置による高周波電源
より出力された高周波電流の流れを説明する為の図。
FIG. 17 is a diagram for explaining a flow of a high-frequency current output from a high-frequency power supply by another surface treatment apparatus of the present invention.

【図18】図9の表面処理装置において、2出力位相可
変高周波発振器から位相が互いに時々刻々と変化する2
つの電力を非接地電極に供給した場合の定在波の説明図
18 is a diagram illustrating the surface treatment apparatus of FIG. 9 in which the phase of the two-output phase variable high-frequency oscillator changes momentarily from one another.
Of standing wave when two powers are supplied to ungrounded electrode

【図19】図9の表面処理装置において、2出力位相可
変高周波発振器からの2出力の高周波電力の位相差を0
°にした場合の定在波の説明図。
FIG. 19 is a diagram illustrating the surface treatment apparatus of FIG. 9 in which the phase difference between the two high-frequency powers from the two-output phase variable high-frequency oscillator is 0.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a standing wave when the angle is set to °.

【図20】従来の表面処理装置による基板(面積:50
cm×50cm級)の膜厚分布と電源周波数との関係を
示す特性図。
FIG. 20 shows a substrate (area: 50) formed by a conventional surface treatment apparatus.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a film thickness distribution (cm × 50 cm class) and a power supply frequency.

【図21】従来の表面処理装置による基板(面積:10
0cm×100cm級)の膜厚分布と電源周波数との関
係を示す特性図。
FIG. 21 shows a substrate (area: 10) formed by a conventional surface treatment apparatus.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a film thickness distribution (0 cm × 100 cm class) and a power supply frequency.

【図22】従来の表面処理装置の説明図。FIG. 22 is an explanatory view of a conventional surface treatment apparatus.

【図23】従来の他の表面処理装置の説明図。FIG. 23 is an explanatory view of another conventional surface treatment apparatus.

【図24】図23の表面処理装置の一構成である電力分
配器の説明図。
FIG. 24 is an explanatory diagram of a power distributor which is one configuration of the surface treatment apparatus of FIG. 23.

【図25】従来の更に他の表面処理装置の説明図。FIG. 25 is an explanatory view of still another conventional surface treatment apparatus.

【図26】図25の表面処理装置における非接地電極に
形成される電力供給個所の説明図。
FIG. 26 is an explanatory diagram of a power supply location formed on a non-grounded electrode in the surface treatment apparatus of FIG. 25.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

36…撚り線(芯線)、 37,55a,55b,55c…絶縁物、 38…外部導体、 51…真空容器、 52…非接地電極、 53…基板ヒータ、 54…接地電極、 56…空間、 57…ガス吹出し孔、 58…放電用ガス導入管、 59a,59b…排気管、 60a,60b…真空ポンプ、 62…基板ヒータ用電源、 64a,64b…ゲートバルブ、 65a〜65p…電力供給箇所、 66a〜66p…電流導入端子、 67a〜67p…撚り線型同軸ケーブル、 68a〜68p…同軸ケーブル、 69a,69b…電力分配器、 70a,70b…整合器、 71a,71b…高周波電源、 81…2出力位相可変発振器、 82a,82b…高周波信号伝送ケーブル、 83a,83b…高周波電力増幅器。 36: stranded wire (core wire), 37, 55a, 55b, 55c: insulator, 38: outer conductor, 51: vacuum vessel, 52: non-ground electrode, 53: substrate heater, 54: ground electrode, 56: space, 57 ... gas blowing holes, 58 ... discharge gas introduction pipes, 59a, 59b ... exhaust pipes, 60a, 60b ... vacuum pumps, 62 ... substrate heater power supplies, 64a, 64b ... gate valves, 65a-65p ... power supply points, 66a -66p ... current introduction terminal, 67a-67p ... stranded wire type coaxial cable, 68a-68p ... coaxial cable, 69a, 69b ... power distributor, 70a, 70b ... matching device, 71a, 71b ... high frequency power supply, 81 ... 2 output phase Variable oscillators, 82a, 82b: High-frequency signal transmission cables, 83a, 83b: High-frequency power amplifiers.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年8月14日(2000.8.1
4)
[Submission date] August 14, 2000 (2000.8.1)
4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図23[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図23】 FIG. 23

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3065 H01L 21/31 C 21/31 H05H 1/46 M H05H 1/46 H01L 21/302 C (72)発明者 真島 浩 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 青井 辰史 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Fターム(参考) 2H088 FA19 FA30 HA01 HA08 MA20 2H090 JB02 JB04 JC07 JC09 LA04 4K030 AA06 BA30 BB03 BB04 EA04 EA11 FA01 KA15 KA17 KA18 KA24 KA30 LA16 5F004 AA00 BA04 BB11 BB13 CA03 DA01 DA13 DA18 5F045 AB02 AB04 AC01 AD05 AD06 AD07 BB01 CA13 EH01 EH13 EH19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/3065 H01L 21/31 C 21/31 H05H 1/46 MH05H 1/46 H01L 21/302 C ( 72) Inventor Hiroshi Majima 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Inside the Nagasaki Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Tatsufumi Aoi 1-1-1, Akunouracho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture F-term in shipyard (reference) 2H088 FA19 FA30 HA01 HA08 MA20 2H090 JB02 JB04 JC07 JC09 LA04 4K030 AA06 BA30 BB03 BB04 EA04 EA11 FA01 KA15 KA17 KA18 KA24 KA30 LA16 5F004 AA00 BA04 DA03 AD03 DA03 AD03 CA13 EH01 EH13 EH19

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に基板がセットされる,排気系を備
えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを導入す
る放電用ガス導入系と、前記真空容器内に前記基板と対
向して配置された電極と、この電極に高周波電力を供給
して放電用ガスを放電させてプラズマを生成する電力供
給系とを具備し、生成したプラズマを利用して真空容器
に配置される基板の表面を処理する表面処理装置におい
て、 前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所は、前
記電極の全表面のうち、プラズマが生成される空間に接
する第1の面と、該第1の面の裏側である第2の面との
境界の側面に位置することを特徴とする表面処理装置。
1. A vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a substrate facing the substrate in the vacuum vessel. And a power supply system for supplying high-frequency power to the electrodes to discharge a discharge gas to generate plasma, and to use the generated plasma for a substrate disposed in a vacuum vessel. In a surface treatment apparatus for treating a surface, a power supply point to the electrode by the power supply system is a first surface in contact with a space in which plasma is generated, of the entire surface of the electrode, and the first surface A surface treatment apparatus, which is located on a side surface of a boundary with a second surface, which is a back side of the surface treatment device.
【請求項2】 内部に基板がセットされる,排気系を備
えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを導入す
る放電用ガス導入系と、前記真空容器内に前記基板と対
向して配置された電極と、第1の超高周波電源及び該超
高周波電源と独立した第2の超高周波電源とを有し、前
記電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させて
プラズマを生成する電力供給系とを具備し、生成したプ
ラズマを利用して真空容器に配置される基板の表面を処
理する表面処理装置であり、 前記電極は方形の形状を有し、前記電極の一つの側面で
ある第1の側面に、等ピッチ間隔に前記第1の超高周波
電源の出力回路に接続された複数の第1の電力供給端が
1つずつ取り付けられ、かつ、前記第1の側面に対向す
る他方の側面である第2の側面に、等ピッチ間隔に前記
第1の超高周波電源の出力の周波数とほぼ同じ周波数の
超高周波電力を発生し、前記第2の超高周波電源の出力
回路に接続された複数の第2の電力供給端が1つずつ取
り付けられていることを特徴とする表面処理装置。
2. A vacuum vessel having an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a substrate facing the substrate in the vacuum vessel. Electrode, a first ultra-high frequency power supply and a second ultra-high frequency power supply independent of the ultra-high frequency power supply, supplying high-frequency power to the electrode to discharge a discharge gas to generate plasma. A power supply system for generating, and a surface processing apparatus for processing the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel using generated plasma, wherein the electrode has a square shape, one of the electrodes A plurality of first power supply terminals connected to an output circuit of the first ultrahigh frequency power supply are attached one by one to the first side surface, which is a side surface, at equal pitch intervals, and the first side surface is attached to the first side surface. Equal pitch on the second side, which is the opposite side A plurality of second power supply terminals connected to an output circuit of the second ultra-high frequency power supply, the ultra-high frequency power having substantially the same frequency as the output frequency of the first ultra-high frequency power supply. A surface treatment apparatus characterized by being attached to each other.
【請求項3】 内部に基板がセットされる,排気系を備
えた真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する放
電用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置され
た電極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相の
差を時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、前
記電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させて
プラズマを生成する電力供給系とを具備し、生成したプ
ラズマを利用して基板の表面を処理する表面処理装置で
あり、 前記電極は方形の形状を有し、前記電極の一つの側面で
ある第1の側面と、この第1の側面に対向する他方の側
面である第2の側面に、夫々等ピッチ間隔に、前記高周
波電源の出力回路に接続された複数の電力供給箇所が1
つずつ取り付けられていることを特徴とする表面処理装
置。
3. A vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel. An electrode and a high-frequency power supply that changes the phase difference between the two outputs and the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner. The high-frequency power is supplied to the electrode to discharge a discharge gas and generate plasma. A power supply system for generating, and a surface processing apparatus for processing the surface of the substrate using the generated plasma, wherein the electrode has a rectangular shape, a first side that is one side surface of the electrode A plurality of power supply points connected to the output circuit of the high-frequency power supply are arranged at equal pitches on one side and a second side opposite to the first side.
A surface treatment device characterized by being attached one by one.
【請求項4】 前記電力供給系による電極の電力供給箇
所への電力供給に同軸ケーブルを用いることを特徴とす
る請求項1〜3いずれか記載の表面処理装置。
4. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein a coaxial cable is used to supply power to a power supply point of the electrode by the power supply system.
【請求項5】 前記高周波電力の周波数は、10MHz
から300MHzのHF帯乃至VHF帯に属しているこ
とを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の表面処理装
置。
5. The frequency of the high-frequency power is 10 MHz.
The surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface treatment apparatus belongs to an HF band to a VHF band of 300 MHz to 300 MHz.
【請求項6】 前記電力供給系は、高周波電力を発生さ
せる少なくとも1台の高周波電源と、該高周波電源の出
力を前記複数の電力供給箇所の数に相当する数に分岐さ
せる少なくとも1台の電力分配器と、該高周波電源から
少なくとも1台の電力分配器の間に高周波電力伝送用同
軸ケーブルを介して配置された少なくとも1台の整合器
と、前記電力分配器で分岐された高周波電力を前記電力
供給箇所の各々に導く複数の撚り線型同軸ケーブルとか
ら構成されていることを特徴とする請求項2記載の表面
処理装置。
6. The power supply system includes at least one high-frequency power supply for generating high-frequency power, and at least one power supply for branching an output of the high-frequency power supply into a number corresponding to the number of the plurality of power supply points. A distributor, at least one matching device arranged via a high-frequency power transmission coaxial cable between the high-frequency power source and at least one power distributor, and the high-frequency power branched by the power distributor. The surface treatment apparatus according to claim 2, comprising a plurality of stranded coaxial cables leading to each of the power supply points.
【請求項7】 前記基板面にアモルファスSi系薄膜、
微結晶Si系薄膜、及び多結晶Si系薄膜のうちいずれ
かを製膜することを特徴とする請求項1〜3いずれか記
載の表面処理装置。
7. An amorphous Si-based thin film on the substrate surface.
The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein one of a microcrystalline Si-based thin film and a polycrystalline Si-based thin film is formed.
【請求項8】 前記電極は方形な形状を有し、プラズマ
を利用して処理される前記基板は太陽電池用、または液
晶ディスプレイ用、または大規模集積回路用の基板であ
ることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の表面処
理装置。
8. The substrate according to claim 1, wherein the electrode has a rectangular shape, and the substrate processed using plasma is a substrate for a solar cell, a liquid crystal display, or a large-scale integrated circuit. The surface treatment apparatus according to claim 1.
【請求項9】 排気系を備えた真空容器と、真空容器内
に放電用ガスを導入する放電用ガス導入系と、真空容器
内の所定の位置に配置された電極と、この電極に高周波
電力を供給して放電用ガスを放電させてプラズマを生成
する電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用し
て基板の表面を処理する表面処理方法において、 前記電極の側面に電力供給箇所を設け、該電力供給箇所
に前記電力供給系を用いて電力を供給するようにしたこ
とを特徴とする表面処理方法。
9. A vacuum vessel provided with an exhaust system, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, an electrode arranged at a predetermined position in the vacuum vessel, and a high frequency power And a power supply system that supplies a discharge gas to generate a plasma by discharging the discharge gas, and a surface processing method of processing the surface of the substrate using the generated plasma. A surface treatment method, wherein power is supplied to the power supply location using the power supply system.
【請求項10】 内部に基板がセットされる,排気系を
備えた真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する
放電用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置さ
れた電極と、互いに独立した高周波電力を発生する少な
くとも2台の第1及び第2の超高周波電源を有し、前記
電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させてプ
ラズマを生成する電力供給系とを具備した表面処理装置
を用いて、生成したプラズマを利用して基板の表面を処
理する表面処理方法であり、 前記電極の形状を方形とし、前記電極の一つの側面であ
る第1の側面に第1の複数の電力供給端を等ピッチ間隔
で取り付け、前記第1の側面に対向する他方の側面であ
る第2の側面に第2の複数の電力供給端を等ピッチ間隔
で取り付け、前記第1の超高周波電源の出力回路と前記
第1の複数の電力供給端を1つずつ同軸ケーブルで接続
し、かつ、前記第2の超高周波電源の出力回路と上記第
2の複数の電力供給端を1つずつ同軸ケーブルで接続す
るようにしたことを特徴とする表面処理方法。
10. A vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel. An electrode and at least two first and second ultrahigh-frequency power supplies for generating high-frequency power independent of each other; supplying power to the electrodes to supply high-frequency power to discharge a discharge gas to generate plasma. A surface treatment method for treating the surface of a substrate using generated plasma by using a surface treatment apparatus provided with a system, wherein the shape of the electrode is square, and the first is one side surface of the electrode. A first plurality of power supply ends are attached to the side surface at equal pitch intervals, and a second plurality of power supply ends are attached to the second side surface opposite to the first side surface at equal pitch intervals, Output of the first ultrahigh frequency power supply And the first plurality of power supply terminals are connected one by one with a coaxial cable, and the output circuit of the second ultra-high frequency power supply and the second plurality of power supply terminals are connected one by one with a coaxial cable. A surface treatment method characterized by connecting.
【請求項11】 内部に基板がセットされる,排気系を
備えた真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する
放電用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置さ
れた電極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相
の差を時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、
前記の電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電さ
せてプラズマを生成する電力供給系とを具備した表面処
理装置を用いて、生成したプラズマを利用して基板の表
面を処理する表面処理方法であり、 前記電極の形状を方形とし、前記電極の一つの側面であ
る第1の側面に、等ピッチ間隔に第1の複数の電力供給
端を取り付け、上記第1の側面に対向する他方の側面で
ある第2の側面に等ピッチ間隔に第2の複数の電力供給
端を取り付け、上記超高周波電源の第1の出力回路及び
第2の出力回路をそれぞれ上記第1及び第2の複数の電
力供給端に1つずつ同軸ケーブルで接続するようにした
ことを特徴とする表面処理方法。
11. A vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel. An electrode and a high-frequency power supply that changes the phase difference between the two outputs and the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner;
Surface treatment for treating the surface of the substrate using the generated plasma, using a surface treatment apparatus having a power supply system for supplying high-frequency power to the electrode to discharge a discharge gas and generate plasma. A method, wherein the shape of the electrode is square, and a first plurality of power supply terminals are attached at equal pitch intervals to a first side surface, which is one side surface of the electrode, and the other side facing the first side surface is provided. A second plurality of power supply terminals are attached at equal pitch intervals to a second side surface, which is a side surface of the ultra-high frequency power supply, and a first output circuit and a second output circuit of the ultrahigh frequency power supply are respectively connected to the first and second plurality of power sources. A surface treatment method characterized in that the power supply terminals are connected one by one by a coaxial cable.
【請求項12】 前記高周波電源として10MHz乃至
300MHzを発振し所要の電力を供給する超高周波電
源を用い、少なくとも1台の整合器と複数の同軸ケーブ
ルを用いて前記超高周波電源の10MHz乃至300M
Hzの出力電力を電力供給箇所に供給するようにしたこ
とを特徴とする請求項9〜11いずれか記載の表面処理
方法。
12. An ultra-high frequency power supply which oscillates from 10 MHz to 300 MHz and supplies required power as said high frequency power supply, and uses at least one matching unit and a plurality of coaxial cables to control said ultra high frequency power supply from 10 MHz to 300 M
The surface treatment method according to any one of claims 9 to 11, wherein an output power of Hz is supplied to a power supply location.
【請求項13】 放電ガスとして、少なくともモノシラ
ンガスを用いてアモルファスSi系薄膜、微結晶Si系
薄膜及び多結晶Si系薄膜のいずれかを製膜するように
したことを特徴とする請求項9〜12いずれか記載の表
面処理方法。
13. A method according to claim 9, wherein at least a monosilane gas is used as a discharge gas to form any one of an amorphous Si-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film, and a polycrystalline Si-based thin film. The surface treatment method according to any one of the above.
【請求項14】 基板として50cm×50cmの面積
を超える大面積基板を用い、かつ、基板温度を80℃乃
至350℃にして表面処理を行うようにしたことを特徴
とする請求項9〜13いずれか記載の表面処理方法。
14. A substrate according to claim 9, wherein a large area substrate having an area of 50 cm × 50 cm is used as the substrate, and the surface treatment is performed at a substrate temperature of 80 ° C. to 350 ° C. Or the surface treatment method described.
【請求項15】 内部に基板がセットされる,排気系を
備えた真空容器と、真空容器内に放電用ガスを導入する
放電用ガス導入系と、真空容器内の所定の位置に配置さ
れた電極と、2出力でかつ該2出力の高周波電力の位相
の差を時間的に鋸歯状に変化させる高周波電源を有し、
前記電極に高周波電力を供給して放電用ガスを放電させ
てプラズマを生成する電力供給系とを具備した表面処理
装置を用いて、生成したプラズマを利用して基板の表面
を処理する表面処理方法であり、 前記電極の形状を方形とし、前記電極の4つの側面のう
ち一つの側面である第1の側面と、該第1の側面に対向
する第2の側面に前記電力供給系に接続される電力供給
箇所を夫々に複数個設置し、前記第1の側面及び第2の
側面に設置された電力供給箇所に夫々前記高周波電源の
第1の出力と第2の出力を接続し、位相が互いに時々刻
々と変化する2つの電力を供給するようにしたことを特
徴とする表面処理方法。
15. A vacuum vessel provided with an exhaust system in which a substrate is set, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and a predetermined position in the vacuum vessel. An electrode and a high-frequency power supply that changes the phase difference between the two outputs and the high-frequency power of the two outputs temporally in a sawtooth manner;
A surface treatment method for treating the surface of a substrate using generated plasma by using a surface treatment apparatus having a power supply system that supplies high-frequency power to the electrode to discharge a discharge gas to generate plasma. The electrode has a rectangular shape, and is connected to the power supply system at a first side surface, which is one of four side surfaces of the electrode, and at a second side surface opposite to the first side surface. A plurality of power supply points, and a first output and a second output of the high-frequency power supply are respectively connected to the power supply points provided on the first side and the second side. A surface treatment method characterized by supplying two electric powers that change from moment to moment.
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