JP2002060953A - Surface treating device and surface treating method - Google Patents

Surface treating device and surface treating method

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JP2002060953A
JP2002060953A JP2000252622A JP2000252622A JP2002060953A JP 2002060953 A JP2002060953 A JP 2002060953A JP 2000252622 A JP2000252622 A JP 2000252622A JP 2000252622 A JP2000252622 A JP 2000252622A JP 2002060953 A JP2002060953 A JP 2002060953A
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Yoshiaki Kawai
Hiroshi Mashima
Masayoshi Murata
Yoshiaki Takeuchi
正義 村田
良昭 河合
浩 真島
良昭 竹内
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
三菱重工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface treating device and a surface treating method by which high-speed surface treatment excellent in uniformity can be performed even to a substrate whose size is exceptionally larger than the conventional one, such as a large area substrate of a class of 1 m×1 m to 2 m×2 m by using very high frequency(VHF). SOLUTION: In this surface treating device having a vacuum vessel 41 provided with an exhaust system 59 to be set with a substrate 75 at the inside, a gas introducing system for discharge introducing gas for discharge into the vacuum vessel 41, an electrode 46 arranged oppositely to the substrate 75 in the vacuum vessel 41 and an electric power feeding system feeding high frequency electric power to the electrode 46 and discharging gas for discharge to generate plasma and treating the surface of the substrate 75 to be arranged at the vacuum vessel 41 by utilizing the generated plasma, the electrode 46 has a metallic thin film structure.

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。 The present invention relates utilizes a glow discharge plasma in the discharge gas with respect to the surface treatment apparatus and a surface treatment method performing predetermined processing on the surface of the substrate. 本発明は、 The present invention,
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。 In particular, the glow discharge of the discharge gas caused by a high frequency power having a frequency 10 MHz to 300 MHz, relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method according to the reactive plasma to generate plasma.

【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 It performs various processes on the surface of the substrate using the Related Art reactive plasma, to fabricate various electronic devices, L
SI(大規模集積回路)、LCD(液晶ディスプレイ)、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。 SI (large scale integrated circuit), LCD (liquid crystal display), an amorphous Si solar cell, a thin film polycrystalline Si-based solar cells have already been put to practical use in the field such as a photosensitive member, and various information recording device for a copying machine.

【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。 [0003] Technical field of the surface treatment, thin film formation, etching, although diverse, such as surface modification, both those utilizing chemical effects of reactive plasma. 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 unifor Representative examples of the apparatus and method according to the generation of the reactive plasma, JP-A 8-325759 (Document 1), and A voltage unifor
mity study in large-area reactors for RF Plasmadep mity study in large-area reactors for RF Plasmadep
osition:L.Sansonnems, A.Pletzer, D.Magni, AAHowl osition: L.Sansonnems, A.Pletzer, D.Magni, AAHowl
ing, Ch.Hollensteinand JPMSchmitt, Plasma Sourc ing, Ch.Hollensteinand JPMSchmitt, Plasma Sourc
e Sci.Technol.6(1997) p.170-178.(文献2と呼ぶ)に記載されている。 It is described in e Sci.Technol.6 (1997) p.170-178. (Referred to as Document 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17乃至図21を参照して説明する。 [0004] Hereinafter, on behalf of the prior art will be described with reference to FIGS. 17 to 21 the three cases namely three device configurations and methods.

【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17を参照して説明する。 [0005] (Conventional Example 1) First, as a conventional example 1 will be described with reference to FIG. 17 for the first device of Reference 1. 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 The vacuum chamber 1, a pair of electrodes for generating a glow discharge plasma, i.e. the ungrounded electrode 2 and the substrate heater 3
を内蔵した接地電極4が配置されている。 The ground electrode 4 is disposed with a built-in. 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。 The ungrounded electrode 2 is mounted on the upper portion of the vacuum chamber 1 through an insulator 5. 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が同時ケーブル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。 Wherein the non-grounded electrode 2, the matching unit 6, the high frequency power source 7 for generating a predetermined high-frequency power is connected via the simultaneous cable 8, the output from the high frequency power source 7 is supplied to the power feed point 9 of the ungrounded electrode 2 It is. 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。 The power feed point 9 is located on the surface not in contact with the space 10 faces i.e. plasma on the atmosphere side of the non-grounded electrode 2 is produced. また、高周波電源7より出力される電力の周波数は13.56MH The frequency of the electric power output from the high frequency power source 7 13.56MH
zが一般的に用いられている。 z is generally used.

【0006】前記真空容器1には放電用ガス導入管11 [0006] The discharge gas introducing tube 11 to the vacuum vessel 1
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 4 )が供給される。 Via is connected to a cylinder (not shown), for example monosilane vacuum vessel 1 from the bomb (SiH 4) is supplied. 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 Wherein the vacuum chamber 1 a vacuum pump 13 is connected through an exhaust pipe 12, the gas exhaust pipe 12 of the vacuum vessel 1
を通して真空ポンプ13により排出される。 Is discharged by the vacuum pump 13 through. 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。 Substrate 14 is placed on the ground electrode 4, it is heated to a predetermined temperature by a substrate heater 3 and the 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 [0007] Next, the substrate 1 by using the apparatus of the structure
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。 4 will be described in which a film of amorphous Si (a-Si) film on.

【0008】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1 [0008] First, was placed on the ground electrode 4 via the substrate loading and unloading gates (not shown) of the substrate 14, the vacuum pump 1
3を駆動して真空容器1内を圧力1×10 -7 Torrまで排気する。 3 is driven to evacuate the vacuum chamber 1 to a pressure 1 × 10 -7 Torr. 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。 Further, the temperature of the substrate 14 is set to a predetermined temperature by using a substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15.
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、 Then, monosilane for example through the discharge gas inlet pipe 11 supplies a predetermined amount the vacuum chamber 1 to keep the pressure within the vacuum container 1 to 0.05~0.5Torr, power supply system i.e. the high frequency power supply 7, matcher with 6 and coaxial cable 8,
一対の非接地電極2、接地電極4に電力を供給する。 A pair of ungrounded electrode 2, and supplies power to the ground electrode 4. 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。 Thus, ungrounded electrode 2, the glow discharge plasma is generated between the ground electrode 4. 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 3 ,SiH 2 ,SiH When monosilane is plasma, SiH 3, SiH 2 present therein, 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。 By radicals such is adsorbed, deposited in diffuse, the surface of the substrate 14 by diffusion phenomena, a-Si film is formed.

【0009】なお、製膜条件として放電用ガスの混合比例えばSiH 4とH 2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。 [0009] The mixing ratio for example a flow rate ratio of SiH 4 and H 2 of the discharge gas as film forming conditions, by optimizing the pressure, substrate temperature, and a plasma generation power or the like, not a-Si only, fine it makes possible the film crystalline Si and polycrystalline Si are known.

【0010】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 6 ,SiCl Further, gas etching acts as discharge gas, for example SF 6, SiCl 4 ,CF 4及びNF 4, CF 4 and NF
3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。 The use of 3 such as an etching gas, a predetermined etching process on the surface of the substrate to be performed is known.

【0011】(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18及び図19を参照する。 [0011] (Conventional Example 2) Next, as a conventional example 2, 18 and 19 for the second device in the literature 1 in the description. 但し、図17と同部材は同符番を付して説明を省略する。 However, the member and 17 is omitted denoted by like numerals.

【0012】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。 [0012] reference numeral 21 in the figure indicates a gate valve provided in the side wall of the vacuum chamber. このゲートバルブ21より基板14が出し入れされる。 Substrate 14 is out from the gate valve 21. 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 Wherein the inside of the insulator 5 located at the top of the vacuum chamber 1, a non-ground electrode of the inner cavity 2
が配置されている。 There has been placed. この非接地電極2の下面(前面)2 The lower surface of the ungrounded electrode 2 (front) 2
a即ちプラズマが生成される空間10に接する面には、 The surface in contact with the space 10 a i.e. plasma is generated,
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。 A plurality of gas blowing holes 2b having a diameter of about 0.5mm is formed by hole interval 10-15 mm. 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。 Wherein the top surface of the ungrounded electrode 2, the opening 2c of the discharge gas is formed.
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11a,11bが接続されている。 Wherein the opening portion 2c of the ungrounded electrode 2, a discharge gas inlet tube 11a via the connecting member 23, 11b are connected. これらの放電用ガス導入管11a,11bから非接地電極2の内部に例えばモノシランガス(SiH 4 )が供給される。 These discharge gas inlet tube 11a, the interior, for example, monosilane gas ungrounded electrode 2 from 11b (SiH 4) is supplied. 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。 It said on ungrounded electrode 2, the power distributor 25 for branching the output of the high frequency power supply to a plurality are arranged.

【0013】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。 [0013] By the ground electrode 4 and the ungrounded electrode 2, the vacuum chamber 1 a glow discharge plasma is generated. 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。 The ungrounded electrode 2 shape is rectangular or square plate-like member (thickness 60 mm, about 500 mm × 500 mm to about 1000 mm × 1000 mm), the material is stainless steel. 前記非接地電極2には、高周波電源7、 Wherein the non-grounded electrode 2, a high frequency power source 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。 Matching unit 6 and the required power from the configured power supply system from the power divider 25 is supplied.

【0014】前記電力分配器25は、図19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, [0014] The power divider 25, as shown in FIG. 19, a cylindrical connection port 26 arranged in the center, four strip-shaped branch port 27 and this fourth radially extending from the connection port 26 of the cylindrical member 28a, 28b, 28c,
28dより構成されている。 And it is configured from the 28d.

【0015】なお、図19中の符番9a,9b,9c, [0015] Incidentally, reference numeral 9a in Fig. 19, 9b, 9c,
9dは、夫々電力供給箇所を示す。 9d shows the respective power supply point. 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。 Gas in the vacuum vessel 1 is discharged from the vacuum pump 13 through an exhaust pipe 12. 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。 Substrate 14, the installed a gate valve 21 opened to the upper ground electrode 4, it is heated to a predetermined temperature by a substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15.

【0016】次に、図18の装置を用いて例えばa−S Next, using the apparatus of FIG. 18, for example a-S
i膜を製膜する場合について説明する。 A case will be described in which film the i film.

【0017】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。 [0017] First, the gate valve 21 is opened, after placing the substrate 14 on the ground electrode 4, the gate valve 21 closed. 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 Torr程度まで排気する。 Subsequently, evacuating the vacuum vessel 1 to about 1 × 10 -7 Torr pressure by driving the vacuum pump 13. 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。 Then, the temperature of the substrate 14 is set to a predetermined temperature by using a substrate heater 3 and the substrate heater power supply 15. 更に、放電用ガス導入管11a,11b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 Further, the discharge gas introduction pipe 11a, through 11b, for example, monosilane and the predetermined supply amount, the pressure within the vacuum vessel 1 0.05
〜0.5Torrに保ち、電力供給系を用いて一対の電極即ち接地電極4、非接地電極2に電力を供給する。 Kept ~0.5Torr, supplies power pair of electrodes or ground electrode 4, the ungrounded electrode 2 using the power supply system. これにより、両電極4及び2間にグロー放電プラズマが生成される。 Thus, the glow discharge plasma is generated between the electrodes 4 and 2.

【0018】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 3 ,SiH 2 ,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。 [0018] monosilane gas is plasma, SiH 3, SiH 2, a radical such as SiH is diffused diffused by the diffusion phenomenon, a-Si by being adsorbed and deposited on the surface of the substrate 14 present therein film is formed. なお、製膜条件として、放電用ガスの混合比例えばSiH As film formation conditions, the mixing ratio for example SiH the discharge gas
4とH 2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。 Flow ratio of 4 and H 2, by optimizing the pressure, substrate temperature, and plasma generating power, etc., not a-Si only, it is known that a microcrystalline Si and polycrystalline Si possible the film. 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 6 ,SiCl 4 ,CF 4及びNF 3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。 The gas to the etching action as discharge gas, for example, the use of the SF 6, SiCl 4, CF 4 and NF 3 such as an etching gas, perform a predetermined etching treatment to the surface of the substrate 14 are known.

【0019】(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20を参照して説明する。 [0019] (Conventional Example 3) Next, as a third conventional example, the apparatus of Reference 2, will be described with reference to FIG. 20. 但し、図17、図18と同部材は同符番を付して説明を省略する。 However, Figure 17, Figure 18 and the member will be omitted denoted by like numerals.

【0020】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。 The reference numeral 31 indicates a high-frequency oscillator is connected to the matching unit 6 via the high-frequency power amplifier 32.
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。 Here, the high frequency power source is constituted by the high-frequency oscillator 31 and the high-frequency amplifier 32. 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。 Wherein the wall surface of the vacuum chamber 1 is provided vacuum current introduction terminal 33, and the ungrounded electrode 2 and the matching unit 6 are connected by a coaxial cable 8 through the introduction terminal 33. 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。 In the vacuum vessel 1, a glow discharge plasma is generated by a pair of electrodes, i.e. the ungrounded electrode 2 and the wall (bottom surface) 34 where the substrate 14 is placed. 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。 Wherein the non-grounded electrode 2, vacuum current introduction terminal 33, the high frequency power of the high frequency power is supplied via the coaxial cable 8 and the matching unit 6. この場合、電源周波数は70MHz In this case, the power supply frequency is 70MHz
である。 It is. 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21に示すようにH文字状の給電線35が形成されている。 Wherein the rear surface of the ungrounded electrode 2 (the surface not in contact with the space where the plasma is generated), H letter-shaped feeder line 35 is formed as shown in FIG. 21. この給電線35のコーナー部には、夫々電力供給箇所9a,9b,9c,9 The corner portion of the feed line 35, respectively the power supply portions 9a, 9b, 9c, 9
dが形成されている。 d is formed.

【0021】このような装置により、サイズ350mm [0021] With such a device, the size of 350mm
×450mmのガラス基板(厚さ1mm)上に下記製膜条件でa−Si膜が製膜されている。 a-Si film is a film with the following film forming conditions on a glass substrate (thickness 1mm) in × 450 mm.

【0022】 (製膜条件) 基板温度 :200℃ 放電ガス :モノシラン(SiH ) 圧力 :0.2Torr 流量 :100sccm 電源周波数:70MHz その結果、膜厚分布±18%のa−Si膜が得られている。 [0022] (deposition conditions) Substrate Temperature: 200 ° C. Discharge gas: monosilane (SiH 4) Pressure: 0.2 Torr flow: 100 sccm Power Frequency: 70 MHz result, the film thickness distribution ± 18% of the a-Si film is obtained to have.

【0023】 [0023]

【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 [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the above-described surface treatment technologies, namely the surface treatment apparatus and a surface treatment method, 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。 D, LSI, needs in any of improvement large area and high-speed processing of reducing product costs associated with improving productivity and large area wall-mounted TV, etc. Performance (specifications) industrial fields such as an electronic copying machine and a solar cell There has been growing year by year.

【0024】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乃至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。 [0024] In recent years, in order to respond to the needs, not only in the industry but, especially plasma CVD (chemical vapor deposition) technology and plasma etching technology both in Society, a high-density plasma using the power of the VHF band (30MHz to 300MHz) research there has been an increase of high-speed film technology and high-speed plasma etching technology of CVD.

【0025】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。 [0025] However, in the prior art, the problems as described below are still present.

【0026】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。 [0026] 1) First, there is a large area of ​​a surface treatment by plasma (higher productivity and performance improvement). 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17〜図21に示した技術が用いられている。 As an apparatus and method for a plasma surface treatment technique shown in FIGS. 17 to 21 described above is used. 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、 According to the inventors' study, by conventional techniques, for example, it performs the film formation of the a-Si film, when the substrate area of ​​about 50 cm × 50 cm,
図15に示すように、また100cm×100cm程度の場合、図16に示すように、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。 As shown in FIG. 15, and if the order of 100 cm × 100 cm, as shown in FIG. 16, not with the increase of the power frequency, the film thickness distribution was found that there is a problem that remarkably bad.

【0027】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。 [0027] Generally, ± 5% of the film thickness distribution in the LCD art, 10% of the film thickness distribution ± the solar cell field is one of indicators of practical use. 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× Thus, in the prior art, except power frequency 13.56MHz, a substrate area 0.5 m ×
0.5m級乃至1m×1m級では実用に供せられないとの問題を有している。 In 0.5m class to 1 m × 1 m class has the problem of not being subjected to practical use.

【0028】2)第2には、表面処理の高速化(生産性の向上)がある。 [0028] 2) Second, there is a speed of the surface treatment (increase in productivity). 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。 To increase the speed of surface treatment techniques using plasma, it is desired to increase from 13.56MHz that is conventionally commercialized power frequency of the plasma generation to about 4 times to about 10 times the 50MHz to 150MHz Class ing.

【0029】プラズマ密度はその周波数を増加すれば、 The plasma density is if the increase in the frequency,
その増加に伴なって増大する。 Increase is accompanied on the increase. 即ち、約4倍乃至約10 In other words, about 4 times to about 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。 An increase to fold, the deposition rate is also correspondingly faster commensurate with the increase. しかしながら、図15及び図16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。 However, as shown in FIGS. 15 and 16, increasing the power frequency of the plasma generation, the film thickness distribution that there is a problem that significantly deteriorated were found.

【0030】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) [0030] As a reason, high becomes the frequency, the length of the wave propagation path on the propagation path and the electrodes from the propagation path or the high frequency power source of wavelength and power supply system to the electrodes of approximately becomes approximately equal, interference phenomenon of wave (interference with the reflected wave of the wave)
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。 There occurs, spatial uniformity of the plasma density can be considered that not be maintained.

【0031】また、別な理由として、従来の13.56 [0031] In addition, as another reason, the conventional 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。 Although also occur in MHz of frequency, the skin effect is a wave phenomenon peculiar high frequency is 50MHz to 150 MHz, it is considered to be even more pronounced. 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。 That is, the skin effect is a phenomenon where high-frequency current appears only near the surface of the conductor, the surface depth [delta] of flow of the current, δ = (3.14 × f · μ · σ) -0.5 where, f : frequency, mu: permeability, sigma: represented by conductivity.

【0032】例えば、導体が銅の場合、その表面深さは13.56MHzで約19μm、5MHz〜60MHz [0032] For example, if the conductor is copper, its surface depth is about at 13.56MHz 19μm, 5MHz~60MHz
で約10μm、150MHzで約5.8μmである。 In about 10μm, it is about 5.8μm at 150MHz. 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。 Accordingly, the plasma surface treatment technique using at VHF band (30 MHz to 300 MHz), the impedance increases and its non-uniformity in the power supply propagation path from the high-frequency power source to the electrodes, the spatial uniformity of the plasma density also it is considered can not be maintained.

【0033】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。 [0033] Therefore, improvement of plasma surface technology by high-frequency of the plasma power source about a large substrate of 1 m × 1 m to 2m × 2m grade required productivity improvement and cost reduction is very difficult, impossible vision It is. 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。 Since plasma density is increased substantially in proportion to the power supply frequency for generating plasma, but also such studies in the relevant art Society is activating, success is not yet to a large area.

【0034】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 to solve the above problems, a large frequency even for a large substrate, e.g., 1 m × 1 m to 2m × 2m-class large-area substrate to each stage size than conventional and to provide an excellent surface treatment apparatus and a surface treatment method at high speed and uniformity with the very high frequency (VHF).

【0035】 [0035]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本願第1の発明に係る表面処理装置は、請求項1に記載の通り、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、前記電極は金属製の薄膜構造であることを特徴とする。 To achieve the above object, according to the Invention The present application surface treatment apparatus according to the first invention, as described in claim 1, the substrate therein is set, with an exhaust system a vacuum vessel, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and wherein disposed in the substrate and facing the vacuum chamber electrode, a discharge by supplying high-frequency power to the electrode by discharging the gas and a power supply system to generate a plasma, the surface treatment apparatus for treating the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma, the electrode is a thin film structure made of metal characterized in that there.

【0036】同様に、上記目的を達成するために、本願第2の発明に係る表面処理装置は、請求項2に記載の通り、前記電極が絶縁物の基体上に接着されていることを特徴とする。 [0036] Similarly, in order to achieve the above object, the second aspect of the surface treatment apparatus according to the invention, as claimed in claim 2, wherein the electrode is bonded on a substrate of insulating material to.

【0037】同様に、上記目的を達成するために、本願第3の発明に係る表面処理装置は、請求項3に記載の通り、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、前記基板と対向する電極面の中央部に位置することを特徴とする。 [0037] Similarly, in order to achieve the above object, the present surface processing apparatus according to the third invention, as described in claim 3, the substrate therein is set, the vacuum vessel having an exhaust system , discharging a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and wherein disposed in the substrate and facing the vacuum chamber electrode, a discharge gas by supplying high frequency power to the electrode is not provided with a power supply system to generate the plasma, the power supply portion to the electrode by the power supply system in the surface treatment apparatus for treating the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma , characterized in that located in the center portion of the substrate facing the electrode surface.

【0038】同様に、上記目的を達成するために、本願第4の発明に係る表面処理装置は、請求項4に記載の通り、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、前記基板と対向する電極面に複数個均等な位置に設定されていることを特徴とする。 [0038] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to a fourth aspect of the invention, as claimed in claim 4, the substrate therein is set, the vacuum vessel having an exhaust system , discharging a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, and wherein disposed in the substrate and facing the vacuum chamber electrode, a discharge gas by supplying high frequency power to the electrode in the surface treatment apparatus by comprising a power supply system to generate a plasma to process the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma, the power supply portion to the electrode by the power supply system It is characterized by being set at a plurality of equally located on the electrode surface facing the substrate.

【0039】同様に、上記目的を達成するために、請求項5に係る表面処理装置は、請求項1もしくは請求項4 [0039] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to claim 5, claim 1 or claim 4
記載の表面処理装置において、前記電力供給系による前記電力供給箇所への電力供給に同軸ケーブルを用いるとともに、前記基体に同軸ケーブルを挿通する貫通穴を設けたことを特徴とする。 In the surface treatment apparatus according, with use of coaxial cable to the power supply to the power supply portion by the power supply system, characterized in that a through hole for inserting the coaxial cable into the base.

【0040】同様に、上記目的を達成するために、請求項6に係る表面処理装置は、請求項1乃至請求項5記載の表面処理装置において、前記高周波電力の周波数が、 [0040] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to claim 6, in the surface treatment apparatus of claims 1 to 5, wherein the frequency of the high frequency power,
10MHz〜300MHzのHF帯乃至VHF帯に属していることを特徴とする。 Characterized in that it belongs to the HF band or VHF band of 10 MHz to 300 MHz. ここで、高周波電力の周波数の範囲を上記の範囲としたのは、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、周波数が300MHz Here, the range of the frequency of the high-frequency power was set to the above range, high electron temperature is less than the frequency 10 MHz, and that the plasma density is low Si-based thin film of high quality can not be obtained, the speed of the surface treatment slow because the application value is that it is low, the frequency is 300MHz
を超えると電力伝送手段に同軸ケーブルが用いられず、 Coaxial cable is not used for more than the power transmission means,
導波管を用いる必要があり実用性がないからである。 Because there is no practical need to use a waveguide.

【0041】同様に、上記目的を達成するために、請求項7に係る表面処理装置は、請求項4に記載の表面処理装置において、前記電力供給系は、高周波電力を発生させる高周波電源と、この高周波電源の出力を前記電力供給箇所に相当する数に分岐させる電力分配器と、前記高周波電源から前記電力分配器への高周波電力の供給ライン上に配置された整合器と、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同軸ケーブルとから構成されていることを特徴とする。 [0041] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to claim 7, in the surface treatment apparatus according to claim 4, wherein the power supply system includes a high frequency power source for generating high-frequency power, a power divider for branching to the corresponding number of outputs of the high-frequency power to the power supply point, a matching unit arranged on the supply line of the high-frequency power from the high frequency power source to the power divider, the power divider in it characterized in that it is composed of a coaxial cable leading to the high-frequency power that is branched into each of the power supply portion.

【0042】同様に、上記目的を達成するために、請求項8に係る表面処理装置は、請求項1乃至請求項7いずれか記載の表面処理装置において、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ことを特徴とする。 [0042] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to claim 8, in the surface treatment apparatus according to any one claims 1 to 7, an amorphous Si-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film and characterized by a film of any of the polycrystalline Si-based thin film.

【0043】同様に、上記目的を達成するために、請求項9に係る表面処理装置は、請求項1乃至請求項8記載の表面処理装置において、前記電極は方形な前面を有し、前記基板は液晶ディスプレイ用又は複写機の感光体用又は太陽電池用の基板であることを特徴とする。 [0043] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment apparatus according to claim 9, in the surface treatment apparatus of claim 1 to claim 8, wherein said electrode has a rectangular front surface, the substrate characterized in that is a substrate for the photosensitive member or for a solar cell or copier for a liquid crystal display.

【0044】同様に、上記目的を達成するために、請求項10に係る表面処理方法は、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た表面処理方法を用いて、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方法において、前記電極として電気絶縁物の基体上に銀、金、アルミニウム、 [0044] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 10, the substrate therein is set, and the vacuum vessel with an exhaust system, a discharge gas into the vacuum vessel a discharge gas introduction system for introducing, and said disposed the substrate facing a vacuum vessel electrodes, a power supply system to generate a plasma by supplying high frequency power to discharge the discharge gas to the electrode using the surface treatment method provided with the silver in the surface treatment method for treating the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma, on a substrate of electrically insulating material as the electrodes, gold, aluminum,
銅、クロム及びニッケル等の金属あるいはその合金からなる被膜を接着させ、前記電力供給系による該電極への電力供給に、該基体に電力供給ケーブルを挿通する設けた貫通穴を用い、該電力供給ケーブルと該電極とを接続するようにしたことを特徴とする。 Copper, to adhere the metal or coating made from the alloy such as chromium and nickel, the electric power supply to the electrode by the power supply system, with a through-hole provided for inserting the power supply cable to the base body, said power supply characterized in that so as to connect the cable and the electrode.

【0045】同様に、上記目的を達成するために、請求項11に係る表面処理方法は、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た表面処理方法を用いて、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方法において、前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所を、前記基板と対向する電極面の中央部に設けて、前記電力供給系より前記電力供給箇所に電力を供給することを特徴とする。 [0045] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 11, the substrate therein is set, and the vacuum vessel with an exhaust system, a discharge gas into the vacuum vessel a discharge gas introduction system for introducing, and said disposed the substrate facing a vacuum vessel electrodes, a power supply system to generate a plasma by supplying high frequency power to discharge the discharge gas to the electrode using the surface treatment method provided with the, in the surface treatment method for treating the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma, the power supply portion to the electrode by the power supply system, the substrate and it provided in the central portion of the electrode surface facing, and supplying power to the power supply portion from the power supply system.

【0046】同様に、上記目的を達成するために、請求項12に係る表面処理方法は、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た表面処理装置を用いて、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方法において、前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所を、前記基板と対向する電極面に複数個略均等な位置に設けて、前記電力供給系より前記各電力供給箇所に電力を供給することを特徴とする。 [0046] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 12, the substrate therein is set, and the vacuum vessel with an exhaust system, a discharge gas into the vacuum vessel a discharge gas introduction system for introducing, and said disposed the substrate facing a vacuum vessel electrodes, a power supply system to generate a plasma by supplying high frequency power to discharge the discharge gas to the electrode using a surface treatment apparatus having a, in the surface treatment method for treating the surface of a substrate disposed in a vacuum vessel by using the generated plasma, the power supply portion to the electrode by the power supply system, the substrate and the electrode surface which faces provided a plurality substantially equivalent positions, and supplying power to the respective power supply portions from the power supply system.

【0047】同様に、上記目的を達成するために、請求項13に係る表面処理方法は、請求項10乃至請求項1 [0047] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 13, claims 10 to 1
2記載の表面処理方法において、電力供給系による前記電力供給箇所への電力供給に同軸ケーブルを用いるとともに、前記基体に同軸ケーブルを挿通する貫通穴を設けたことを特徴とする。 In the surface treatment method of the second aspect, together with the use of coaxial cable to the power supply to the power supply portion by the power supply system, characterized in that a through hole for inserting the coaxial cable into the base.

【0048】同様に、上記目的を達成するために、請求項14に係る表面処理方法は、請求項10乃至請求項1 [0048] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 14, claims 10 to 1
3記載の表面処理方法において、前記高周波電力の周波数は、10MHz〜300MHzのHF帯乃至VHF帯にすることを特徴とする。 In 3 surface treatment method according the frequency of the high frequency power, characterized in that the HF band or VHF band of 10 MHz to 300 MHz.

【0049】同様に、上記目的を達成するために、請求項15に係る表面処理方法は、請求項10〜請求項14 [0049] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 15, claim 10 claim 14
いずれか記載の表面処理方法において、前記高周波電力を発生する高周波電源の出力を整合器に伝送し、該整合器の出力を電力分配器に伝送し、この電力分配器及び同軸ケーブルを介して前記電力供給箇所に高周波電力を供給することを特徴とする。 In the surface treatment method according to any one transmits the output of the high frequency power supply for generating said high frequency power to the matching unit, and transmits the output of 該整 engager power divider, wherein via the power distributor and a coaxial cable and supplying a high frequency power to the power feed point.

【0050】同様に、上記目的を達成するために、請求項16に係る表面処理方法は、請求項10乃至請求項1 [0050] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 16, claims 10 to 1
5いずれか記載の表面処理方法において、放電用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 In 5 one surface treatment method according amorphous S using at least monosilane as a discharge gas
i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。 i-based thin film, characterized by a film of any of the microcrystalline Si-based thin film and polycrystalline Si based thin film.

【0051】同様に、上記目的を達成するために、請求項17に係る表面処理方法は、請求項10乃至請求項1 [0051] Similarly, in order to achieve the above object, the surface treatment method according to claim 17, claims 10 to 1
6いずれか記載の表面処理方法において、基板として5 In 6 surface treatment method according to any one, 5 as the substrate
0cm×50cmの面積を超える大面積基板を用い、基板温度を80℃乃至350℃にして表面処理を行なうことを特徴とする。 Using a large substrate exceeding an area of ​​0 cm × 50 cm, and performing surface treatment by a substrate temperature of 80 ° C. to 350 ° C..

【0052】 [0052]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0053】本発明者らは、一対の平行平板電極の非接地電極として、電気絶縁物基体上に接着した厚さ10μ [0053] The present inventors have, as a non-grounded electrode of the pair of parallel plate electrodes, thickness 10μ adhered to the electrically insulating material on the substrate
m乃至50μmの金属薄膜を用い、該非接地薄膜電極に電力を供給する電力供給箇所を、基板と対向する電極面の中央部、換言すれば前記非接地電極の前面即ちプラズマを生成する空間に接した表面の中央部(略中央部も含む)に設置する方法を創出した。 Using m to 50μm thin metal film, contact power supply portion supplying power to the non-ground thin-film electrode, the central portion of the electrode surface facing the substrate, the space for generating a front surface i.e. plasma of the non-grounded electrode in other words It was created a method of installing a central portion of the surface (including the substantially central portion). それを実証するために、プラズマ生成の実験を行った結果、均一な空間分布を持つプラズマを生成できた。 To demonstrate it, as a result of the experiment of plasma generation, it was able to generate a plasma having a uniform spatial distribution. その理由は、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7、図8 The reason is that in the prior art, the high-frequency current is 7 outputted from the high frequency power source, 8
に示すように、電力供給箇所より非接地電極の後面側の表面から側面側の表面を通り、前面側の表面へ流れていたが、上記新しい方法では、図10及び図13に示すように、非接地電極の前面側の略中央部の表面よりその側面の方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。 As shown in, through the surface from the side surface of the side surface side after the non-grounded electrode than the power supply portion has been flowing to the front side of the surface, in the new method, as shown in FIGS. 10 and 13, considered flow distribution of current propagates towards that side from the surface of the substantially central portion of the front side of the non-grounded electrode is realized. 従って、従来技術でのプラズマ空間の電位分布は、図9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11及び図14に示されるように略均一な電位分布が得られたものと考えられる。 Therefore, the potential distribution in the plasma space in the prior art, but was as shown in Figure 9, in the above new method, substantially uniform potential distribution as shown in FIGS. 11 and 14 were obtained it is considered that.

【0054】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薄膜電極に供給するための給電線として、従来は芯線が1本で構成されている同軸ケーブルが用いられていたが、本発明者らは図12に示すように、撚り線の芯線72の外側に絶縁物73を介して外部導体74を形成した撚り線型の同軸ケーブルを用いることを創出し、それ以外の同軸ケーブル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。 [0054] In order to realize a new method described above, as a feed line for supplying a high frequency power supplied from the high frequency power to the non-grounded thin film electrode, conventionally coaxial cable core is constituted by one using had been, the inventors, as shown in FIG. 12, to create the use of linear coaxial cable twisted to form an outer conductor 74 through an insulator 73 on the outside of the core wire 72 of the stranded wire, it large impedance in the coaxial cable other than to obtain the novel finding that Joule heat is unreasonable to powering occur. 即ち、同軸ケーブルの芯線が1本の場合、真空容器の中の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℃以下になった。 That is, when the core wire is of one coaxial cable, the coaxial cable within the vacuum vessel (sometimes disconnected) to a high temperature above 400 ° C. by the Joule heat, increasing the number of core wires 4 or more, temperature of the coaxial cable is equal to or less than about 100 ° C..

【0055】また、上記の新しい方法を実現するために、前記同軸ケーブルを前記非接地薄膜電極の接合点まで導くための貫通穴を該電気絶縁物基体に設けること及び前記同軸ケーブルと前記非接地薄膜電極との電気的接続方法として、図1、図2に示すような新しい手段を発明した。 [0055] In order to realize a new method of the above, the non-grounded and it and the coaxial cable providing a through hole in electrical insulation base for guiding to the junction of the coaxial cable the ungrounded thin film electrode as an electrical connection between the thin film electrode, Fig. 1, invented a new means as shown in FIG. この詳細は、[実施例]の欄で後述する通りである。 The details are as described below in the section of Example.

【0056】更に、本発明者らは、基板の大型化に対応するために、一対の平行平板電極を構成する非接地薄膜電極の前面即ちプラズマを生成する空間に接した表面に、高周波電力の供給箇所を略均等な位置に複数設置する方法を創出した。 [0056] Further, the present inventors have found that in order to accommodate larger substrate, the surface in contact with the space to produce a front surface i.e. plasma ungrounded thin film electrode constituting the pair of parallel plate electrodes, the high-frequency power It was created a way to install multiple substantially uniform position feed location. それを実証するために、プラズマ生成の実験を行なった結果、1m×1m級基板に対応可能な均一な空間分布を持つプラズマを生成できるという新しい知見が得られた。 To demonstrate it, the result of performing an experiment for plasma generation, a new finding that a plasma can be generated with a uniform spatial distribution that can correspond to 1 m × 1 m grade substrates were obtained.

【0057】現象論としては、従来技術では、前記図7 [0057] As phenomenology is, in the prior art, FIG. 7
及び図8に示したように高周波電流が非接地電極の側面の表面を介して、該電極の前面側の表面へ流れてくることから、図9に示すように、プラズマ空間に電位分布が不均一になりやすい性質をもっていた。 And through the side surface of the high-frequency current is ungrounded electrode as shown in FIG. 8, since the flowing toward the front side of the surface of the electrodes, as shown in FIG. 9, the potential distribution in the plasma space not had tends to be uniform properties. しかし、上記の新しい方法では、図13に示すように、高周波電流の流れが複数の電力供給箇所より、非接地薄膜電極の前面側の表面に略一様に広がっていることが考えられる。 However, in the above new method, as shown in FIG. 13, from the power supply portion stream of the plurality of high-frequency current, it extends in a substantially uniform on the front side of the surface of the non-ground thin-film electrode can be considered. 従って、上記の新しい方法では、基板面積が拡大されても、 Accordingly, in the above new method, even substrate area is enlarged,
図14に示すように、プラズマ空間での電位分布が略一様に均一化されるものと推察される。 As shown in FIG. 14, it is assumed that the potential distribution in the plasma space is substantially uniformly homogenized.

【0058】 [0058]

【実施例】以下、本発明の実施例に係る表面処理装置及び表面処理方法について図面を参照して説明する。 EXAMPLES The following surface treatment apparatus and a surface treatment method according to the embodiment will be described with reference to the drawings of the present invention. 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a−Si薄膜を製作する装置及び方法が想定されている。 In the following description, as an example of the surface treatment apparatus and a surface treatment method, apparatus and method for fabricating the a-Si thin film required in fabricating the solar cell is assumed. 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。 However, of course, subject of the present invention is not limited to the apparatus and method of the above embodiment.

【0059】(実施例1)本発明の実施例1に係る表面処理装置について、図1、図2(A),(B)及び図3 [0059] The surface treatment apparatus according to the first embodiment (Embodiment 1) The present invention, FIG. 1, FIG. 2 (A), (B) and 3
を参照して説明する。 With reference to the description. ここで、図1は同表面処理装置の全体図、図2(A)は同表面処理装置の一構成要素である電気絶縁物基体の斜視図、図2(B)は図2(A)の要部の拡大図、図3は同表面処理装置における撚り線同軸型ケーブルと非接地電極との接続状況を示す説明図である。 Here, FIG. 1 is a whole view of the surface treatment apparatus, the perspective view of FIG. 2 (A) is electrically insulator substrate which is a component of the surface treatment apparatus, FIG. 2 (B) Figure 2 (A) enlarged view of an essential part, FIG 3 is an explanatory view showing a connection status between the twisted wire coaxial cable and the ungrounded electrode in the surface treatment apparatus.

【0060】図中の符番41,42は、互いに隣り合う第1の真空容器、第2の真空容器を示す。 [0060] reference numeral 41 in the figure shows a first vacuum chamber, a second vacuum chamber adjacent to each other. 前記真空容器41,42間には第1のゲートバルブ43が設けられ、 The first gate valve 43 is provided between the vacuum vessels 41 and 42,
第2の真空容器42の側壁には第2のゲートバルブ44 The side wall of the second vacuum chamber 42 a second gate valve 44
が設けられている。 It is provided. 第1の真空容器41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、即ち電気絶縁物基体45の表面に接着された厚さ10μm乃至5 The first vacuum chamber 41, a pair of electrodes, i.e. electrically insulation substrate 45 thickness 10μm or adhered to the surface of 5 to generate a glow discharge plasma
0μmの金属薄膜電極(非接地薄膜電極)46と基板ヒータ47を内蔵した接地電極48が対向して配置されている。 Thin-film metal electrode (ungrounded thin film electrode) 46 and the ground electrode 48 with a built-in substrate heater 47 of 0μm is arranged opposite. 前記金属薄膜電極46の材質としては例えばA As material for the thin-film metal electrode 46, for example A
g、Au、Al、Ni及びCrが挙げられ、これらは物理的蒸着法で約10μmから50μmの厚みに蒸着されている。 g, Au, Al, include Ni and Cr, which are deposited from about 10μm to 50μm thickness by physical vapor deposition.

【0061】前記金属薄膜電極46は非接地であり、該電極46の基体45には図2(A),(B)に示すように、多数のガス噴出孔50が格子状に形成されている。 [0061] The thin-film metal electrode 46 is not grounded, 2 the base 45 of the electrode 46 (A), (B), the plurality of gas ejection holes 50 are formed in a lattice shape .
ここで、前記ガス噴出孔50は直径0.5mm乃至0. Here, the gas injection holes 50 to the diameter 0.5 mm 0.
8mmで、上記物理的蒸着法により金属薄膜電極46の蒸着の際、その孔50が蒸着膜で閉じられることはない。 In 8 mm, upon evaporation of the thin-film metal electrode 46 by the physical vapor deposition, it is not that the hole 50 is closed by the deposited film. また、前記基体45の略中央部には電力供給用穴4 The power supply hole 4 in the substantially central portion of the base 45
5aが形成されている。 5a is formed.

【0062】前記金属薄膜電極46と後述する撚り線型同軸ケーブル77の芯線72の接続状態は、図3に示すようになっている。 [0062] connection state of the core wire 72 of the linear coaxial cable 77 twisted described below and the metal thin film electrodes 46 is as shown in FIG. 前記電気絶縁物基体45の電力供給用孔45aには、撚り線型同軸ケーブル77の芯線72 The power supply hole 45a of the electrical insulator substrate 45 is twisted core 72 of the linear coaxial cable 77
との電気接続を担う金属製ビス65が挿着されている。 Metal screws 65 responsible for electrical connection is inserted with.
この状態で、Ag等の蒸着膜が物理的蒸着法で約10μ In this state, about 10μ deposited film of Ag or the like by physical vapor deposition
mから50μmの厚みに蒸着され、金属薄膜電極46が形成されている。 Deposited to a thickness of 50μm from m, the metal thin film electrodes 46 are formed.

【0063】前記金属製ビス65は、図3に示すように頭部がフラットで先端近くにネジ山65aを有している。 [0063] The metal screws 65, the head as shown in FIG. 3 has a screw thread 65a near the tip flat. 前記金属製ビス65のネジ山65a部分は、絶縁製ナット66のネジ山66a及び絶縁製ナット67のネジ山67aで夫々締付けられ、前記基体45に固定されている。 Thread 65a portion of the metallic screws 65, respectively fastened by threads 67a of the screw thread 66a and the insulating made nut 67 of the insulating made nut 66 is fixed to the base 45.

【0064】前記絶縁製ナット67の一端の内側は前記ネジ山67a部分より大きな径の空洞部となっており、 [0064] The inner end of the insulation made nut 67 has a cavity of larger diameter than said threaded 67a moiety,
この空洞部に別のネジ山67bが形成されている。 Another thread 67b is formed in the cavity. 前記金属製ビス65の先端部はこのネジ山67b部分を超えた位置まで延出しており、この延出した部分と前記絶縁製ナット67のネジ山67b間にテーパ付締付金具68 The metal tip of the screw 65 is extended to the position above the thread 67b portion, tapered fastening bracket 68 between the threads 67b of the insulation made of nut 67 and the extending out portion
a,68bを介して金属製治具69の一端が配置されている。 a, are arranged at one end of the metal jig 69 through 68b. ここで、金属製治具69は内側にテーパ付き貫通孔を有し、外周部にネジ山69a,69bが形成されている。 Here, the metal jig 69 has a tapered through-hole in the inner screw thread 69a on the outer peripheral portion, 69b are formed. そして、一方のネジ山69aは、絶縁製ナット6 And, one of the threads 69a, the insulating made nut 6
7のネジ山67bと螺合されている。 7 is screwed and the screw thread 67b of.

【0065】また、前記金属製治具69の他端は、内側にネジ山70aを有した絶縁製ナット70と撚り線型同軸ケーブル77の芯線72との間にテーパ付締付金具7 [0065] The other end of the metal jig 69, tapered fastening bracket 7 between the core wire 72 of the linear coaxial cable 77 twisted and insulated steel nut 70 having a screw thread 70a on the inner side
1a,71bを介して配置されている。 1a, it is arranged through 71b. そして、金属製治具69の他方のネジ山69bと絶縁製ナット70のネジ山70aとが螺合されている。 Then, the other threads 69b of the metal jig 69 and the threads 70a of the insulating made nut 70 is screwed.

【0066】このように、金属製ビス65と同軸ケーブルの芯線72はテーパ付締付金具71a,71b、金属製治具69、テーパ付締付金具68a,68bを介して電気的接続がなされる。 [0066] Thus, the metal screw 65 and the core wire 72 of the coaxial cable is tapered fastening bracket 71a, 71b, the metal fixture 69, tapered fastening bracket 68a, is electrically connected via 68b is made . なお、該テーパ付締付金具71 It should be noted that, with the tapered fasteners 71
a,71b,68a,68bの材料は銀メッキ付銅を用いた。 a, 71b, 68a, 68b is of material using copper with silver plating.

【0067】前記金属薄膜電極46は、環状の絶縁物4 [0067] The thin-film metal electrode 46, an annular insulator 4
9を介して第1の真空容器41の上部に取り付けられている。 It is attached to the upper portion of the first vacuum container 41 via the 9. 前記金属薄膜電極46の前面Aには複数のガス噴出し孔50が設けられている。 A plurality of gas injection holes 50 is provided on the front surface A of the thin-film metal electrode 46. 前記非接地薄膜電極46 The ungrounded thin film electrode 46
の前面Aの中央部には、電力供給系による金属薄膜電極46への電力供給箇所51が位置する。 The central portion of the front surface A of the power supply portion 51 to the thin-film metal electrode 46 by the power supply system is located.

【0068】前記金属薄膜電極46及び電気絶縁物基体45のガス噴出孔50には、第1の真空容器41の上部に設けられた絶縁物52を介して放電用ガス導入管53 [0068] The metal thin film electrodes 46 and an electrical insulator substrates gas ejection holes 50 of the 45, the first discharge gas inlet pipe 53 through an insulator 52 provided in the upper portion of the vacuum vessel 41
が接続されている。 There has been connected. 前記金属薄膜電極46には、同軸ケーブル54を介して整合器55,高周波電源56が接続されている。 The thin-film metal electrode 46, the matching unit 55 through a coaxial cable 54, a high frequency power source 56 is connected. 前記同軸ケーブル54の一端は、第1の真空容器41の上部の電流導入端子57を経て撚り線型同軸ケーブル77に接続されている。 One end of the coaxial cable 54 is connected to a linear coaxial cable 77 twisted through an upper portion of the current introducing terminals 57 of the first vacuum chamber 41. この撚り線型同軸ケーブル77は、図3に示したように、テーパ付締付金具71a,71b、金属製金具69、テーパ付締付金具6 The twisted linear coaxial cable 77, as shown in FIG. 3, tapered fastening bracket 71a, 71b, the metal fittings 69, tapered clamping bracket 6
8a,68b、金属製ビス65を経て、金属薄膜電極4 8a, 68b, through the metal screw 65, the metal thin film electrode 4
6の前面(即ち、プラズマが生成される空間に接している面)の略中央部の一点即ち電力供給箇所51まで達している。 6 the front of (i.e., the surface in contact with the space where the plasma is generated) has reached a point or power supply portion 51 of the substantially central portion of.

【0069】なお、高周波電源56、整合器55、同軸ケーブル54、電流導入端子57、撚り線型同軸ケーブル58及び電力供給箇所51から電力供給系は構成されている。 [0069] It should be noted that the high frequency power source 56, the matching unit 55, coaxial cable 54, cable terminal 57, twisting power supply system from the linear coaxial cable 58 and the power supply portion 51 is configured.

【0070】前記第1の真空容器41には、第1の排気管59を介して第1の真空ポンプ60が接続されている。 [0070] in the first vacuum chamber 41, a first vacuum pump 60 via the first exhaust pipe 59 is connected. ここで、第1の排気管59及び第1の真空ポンプ6 Here, the first exhaust pipe 59 and the first vacuum pump 6
0により第1の排気系を構成している。 It constitutes a first exhaust system by 0. 前記基板ヒータ47には基板ヒータ用電源61が接続されている。 Substrate heater power supply 61 is connected to the substrate heater 47. 前記第2の真空容器42内には、基板搬入・搬出系62が配置されている。 Wherein the second vacuum chamber 42, the substrate loading and unloading system 62 is arranged. 前記第2の真空容器42には、第2の排気管63を介して第2の真空ポンプ64が接続されている。 Wherein the second vacuum container 42, a second vacuum pump 64 through the second exhaust pipe 63 is connected. ここで、第2の排気管63と第2の真空ポンプ64 Here, the second exhaust pipe 63 the second vacuum pump 64
により第2の排気系を構成している。 Constitute a second exhaust system by.

【0071】次に、図1の表面処理装置を用いてa−S Next, using a surface treatment apparatus of FIG. 1 a-S
i太陽電池を製膜する場合について説明する。 A case will be described in which film the i solar cells. まず、第2の真空容器42内の圧力を大気に保ち、第2のゲートバルブ44を開にして、基板搬入・搬出系62に基板7 First, the pressure in the second vacuum chamber 42 maintained at atmospheric, and the second gate valve 44 is opened, the substrate 7 on the substrate loading and unloading system 62
5を、例えば厚さ3mm、500mm×500mmのガラス基板を保持する。 5, a thickness of 3 mm, for holding a glass substrate of 500 mm × 500 mm. つづいて、第2のゲートバルブ4 Then, the second gate valve 4
4を閉にし、第2の真空ポンプ64を稼働させて第2の真空容器42内の圧力を約1×10 -7 Torr程度まで排気する。 4 was closed, evacuated pressure in the second vacuum chamber 42 to about 1 × 10 -7 Torr by operating the second vacuum pump 64.

【0072】次に、予め第1の真空ポンプ60で真空引きされ、圧力が約1×10 -7 Torrに保持されていた第1の真空容器41内の接地電極48上に、第1のゲートバルブ43を開にして基板搬入・搬出系62を用いて基板75を配置し、第1のゲートバルブ43を閉にする。 Next, a pre-evacuated by the first vacuum pump 60, on the ground electrode 48 of the first vacuum chamber 41 the pressure was maintained at about 1 × 10 -7 Torr, a first gate place a substrate 75 using the substrate loading and unloading system 62 by the valve 43 is opened, the first gate valve 43 closed.

【0073】なお、第1のゲートバルブ43、第2のゲートバルブ44は基板75の出し入れの際に開閉し、前記基板搬入・搬出系62と連動して作動させる。 [0073] Note that the first gate valve 43, the second gate valve 44 is opened and closed when the loading and unloading of the substrate 75, is operated in conjunction with the substrate loading and unloading system 62. その場合、第1の真空容器41の内壁を大気にさらさないようにすることが、プラズマを利用した基板の表面処理技術では品質を確保する上で特に重要不可欠であることは公知である。 In that case, the inner wall of the first vacuum container 41 be made not exposed to the atmosphere, the plasma surface treatment technique of the substrate utilizing it is known to be particularly important essential to ensure quality.

【0074】次に、放電用ガス導入管53より、ガス吹出し孔50を介して放電用ガス、例えばSiH 4ガスを1000〜2000sccm程度の流量で供給し、圧力を0.05〜0.5Torrに保持する。 Next, from the discharge gas inlet pipe 53, the discharge gas through the gas outlets 50, for example, a SiH 4 gas was supplied at a flow rate of about 1000~2000Sccm, the pressure in 0.05~0.5Torr Hold. 上記基板75 The substrate 75
の温度を、予めデータとして取得されている上記基板7 The substrate 7 of the temperature, has been obtained in advance as data
5の表面温度と基板ヒータ用電源61の出力(電力)の関係を用いて、80℃〜350℃の範囲で例えば180 The output of the surface temperature and the substrate heater power source 61 of 5 by using the relationship of (power), for example 180 in the range of 80 ° C. to 350 ° C.
℃に保持する。 ℃ to hold on. つづいて、高周波電源56、整合器5 Then, a high frequency power source 56, the matching unit 5
5,同軸ケーブル54、電流導入端子57、撚り線型同軸ケーブル77を介して、電力供給箇所51に、電源周波数10MHz〜300MHz、例えば60MHzの電力を、500W〜1000Wで供給する。 5, the coaxial cable 54, cable terminal 57, via a twisted linear coaxial cable 77, the power supply portion 51, the power source frequency 10 MHz to 300 MHz, for example, a 60MHz power supplies in 500W~1000W.

【0075】そうすると、一対の金属薄膜電極46及び接地電極48間にSiH 4のグロー放電プラズマが発生する。 [0075] Then, the glow discharge plasma of SiH 4 is generated between the pair of metal thin film electrodes 46 and the ground electrode 48. その結果、上記プラズマの中に存在するSi Si As a result, present in the plasma
3 、SiH 2 、SiH、Siなどのラジカルが拡散現象により拡散し、基板75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。 H 3, SiH 2, SiH, and diffused by the radical diffusion phenomena such as Si, by being adsorbed and deposited on the surface of the substrate 75, a-Si film is formed. 上記の例では、接地電極48のサイズは600mm×600mm×60m In the above example, the size of the ground electrode 48 is 600 mm × 600 mm × 60 m
mで、材質はステンレス鋼とした。 In m, the material was stainless steel. 一方、金属薄膜電極46は、サイズ600mm×600mm×30mmの電気絶縁物基体45上に厚さ20μmのステンレス鋼を蒸着させた。 On the other hand, thin-film metal electrode 46 was deposited a thickness of 20μm stainless steel over an electrical insulation substrate 45 of size 600mm × 600mm × 30mm. そして一対の電極間隔は40mmであった。 The pair of electrode spacing was 40 mm.
実施例1の製膜試験結果の一例を下記表1に示す。 An example of a film test results of Example 1 shown in Table 1 below.

【0076】 [0076]

【表1】 [Table 1]

【0077】 但し、基板サイズ:500mm×500mm 基板温度:180℃ 膜厚分布:基板対角線上の多数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評価した。 [0077] However, the substrate size: 500 mm × 500 mm substrate temperature: 180 ° C. film thickness distribution was measured evaluated in the substrate double monochromator method thickness at multiple positions on a diagonal line and ellipsometry.

【0078】本実施例1では、高周波電源の周波数は1 [0078] In the first embodiment, the frequency of the high frequency power source 1
3.56MHz、60MHz及び80MHzであったが、高周波電源56、整合器55、同軸ケーブル54、 3.56MHz, but was 60MHz and 80 MHz, the high frequency power source 56, the matching unit 55, coaxial cable 54,
電流導入端子57、撚り線型同軸ケーブル77等は80 Cable terminal 57, is like twisted linear coaxial cable 77 80
MHz〜300MHzにも十分に応用可能であるから、 Also because it is possible sufficiently applied to MHz~300MHz,
a−Si製膜も80MHz〜300MHzの周波数で十分に応用可能であるといえる。 It can be said that the a-Si film formation is also sufficiently applicable at a frequency of 80MHz~300MHz.

【0079】さて、上記データは、図15に示される従来例(基板面積:50cm×50cm級)に比べ、電源周波数13.56MHz、60MHz、80MHzともに著しく良好な結果が得られていることを示している。 [0079] Now, the data is the conventional example shown in Figure 15: as compared to (substrate area 50 cm × 50 cm class), indicates that the power frequency 13.56 MHz, 60 MHz, 80 MHz both significantly better results have been obtained ing.
また、表面処理装置の構成上も方法論としても、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技術として極めて有効であることを示している。 Further, even if the configuration on even methodology of the surface treatment apparatus indicate that Example 1 of the present invention is extremely effective as a high frequency technology large area technology and power frequency in the a-Si film formation.

【0080】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 4とH 2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 [0080] Note that by optimizing the mixing ratio of the discharge gas as a film forming condition for example SiH 4 and the flow ratio of H 2, pressure, and substrate temperature and plasma generating power in the first embodiment, if a-Si only not, microcrystalline Si and polycrystalline Si
を製膜できることは公知である。 It makes possible the film and are known.

【0081】また、放電用ガスとして、SiH 4 、NH [0081] Further, as a discharge gas, SiH 4, NH
3 、N 2等を用いれば、SiNx膜を製膜できること、 The use of 3, N 2 or the like, it makes possible the film and SiNx film,
エッチング作用をもつガス、例えばSF 6 、SiCl 4 Gas having an etching effect, for example SF 6, SiCl 4
及びCF 3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。 And the use of the CF 3 or the like etching gas, it is also known predetermined etching process on the surface of the substrate can be performed.

【0082】(実施例2)本発明に係る実施例2について、図4〜図6を参照しながら説明する。 [0082] For example 2 according to Embodiment 2 the present invention will be described with reference to FIGS. まず、実施例2に係る表面処理装置について説明する。 First, a description will be given surface treatment apparatus according to the second embodiment. 但し、図1乃至図3と同部材は同符番を付して説明を省略する。 However, the members and 1 to 3 will not be described denoted by like numerals.

【0083】図4中の符番76は、整合器55に接続されて、該整合器55の出力を複数に分岐させる電力分配器を示す。 [0083] reference numeral 76 in FIG. 4, is connected to the matching unit 55, it shows a power divider for branching to a plurality of output of 該整 engager 55. この電力分配器76には、同軸ケーブル58 The power divider 76, the coaxial cable 58
a,58b,58c,58dを夫々介して電流導入端子57a,57b,57c,57d及び撚り線型同軸ケーブル77a,77b,77c,77dに接続されている。 a, 58b, 58c, respectively the 58d people via a current introduction terminal 57a, 57b, 57c, 57d and twisted linear coaxial cable 77a, 77b, 77c, and is connected to 77d. 前記撚り線型同軸ケーブル77a〜77dは、夫々絶縁物基体45を経て金属薄膜電極46に結線されている。 The stranded linear coaxial cable 77a~77d is connected to the thin-film metal electrode 46 through the respective insulator substrate 45.

【0084】なお、電力供給系は、前記高周波電源56 [0084] The power supply system, the high-frequency power source 56
と、整合器55と、同軸ケーブル54と、電力分配器7 When a matching device 55, the coaxial cable 54, power divider 7
6と、同軸ケーブル58a〜58dと、電流導入端子5 6, a coaxial cable 58a-58d, a current introduction terminal 5
7a〜57dと、撚り線型同軸ケーブル77a〜77d And 7a~57d, twisted linear coaxial cable 77a~77d
より構成されている。 It is more configuration.

【0085】前記撚り線型同軸ケーブル77a〜77d [0085] The twisted linear coaxial cable 77a~77d
と前記金属薄膜電極46は、金属薄膜電極46の前面、 And the thin-film metal electrode 46, the front surface of the thin-film metal electrode 46,
即ちプラズマが生成される空間に接している表面(前面A)かつ該表面の面積を略均等に分割した領域での中心部で、第1の電力供給箇所51a、第2の電力供給箇所51b、第3の電力供給箇所51c、第4の電力供給箇所51dで電気的に接続されている(図4、図5)。 That is, the center of the plasma surface (front surface A) which is in contact with the space generated and substantially uniformly dividing the area of ​​the surface region, the first power supply portion 51a, the second power supply portion 51b, third power supply portion 51c, and is electrically connected with the fourth power supply portion 51d (FIG. 4, FIG. 5).

【0086】撚り線型同軸ケーブル77a〜77dの芯線72a〜72dと金属薄膜電極46は、図3に示すように、夫々、金属製ビス65との接着により電気的に接続されている。 [0086] twisted linear coaxial cable 77a~77d of the core 72a~72d and thin-film metal electrode 46, as shown in FIG. 3, respectively, are electrically connected by bonding to the metal screw 65.

【0087】前記電力分配器76は、図6に示すように、高周波電源56より整合器55を介して供給される高周波電力をほぼ均等に複数に分岐するものである。 [0087] The power divider 76, as shown in FIG. 6, in which branches into a plurality of substantially equally high-frequency power supplied via a matching unit 55 from the high frequency power source 56. 例えば、同軸ケーブル用T型コネクタ82で同軸ケーブル54を同軸ケーブル78a、78bに2つに分岐させ、 For example, branches the coaxial cable 54 at T-connector 82 for a coaxial cable coaxial cable 78a, into two 78b,
該同軸ケーブル78a,78bを夫々同軸ケーブル用T Coaxial cable 78a, T for the respective coaxial cable 78b
型コネクタ79,80で夫々2つに分岐させ、同軸ケーブル81a,81b及び同軸ケーブル81c,81dに接続する。 It is branched into two s husband type connector 79, for connecting coaxial cables 81a, 81b and coaxial cable 81c, the 81d.

【0088】また、4つの同軸ケーブル81a,81 [0088] In addition, four of the coaxial cable 81a, 81
b,81c,81dは、夫々電流導入端子57a,57 b, 81c, 81d, respectively current introduction terminal 57a, 57
b,57c,57dを介して撚り線型同軸ケーブル77 b, 57c, linear coaxial cable 77 twisted through 57d
a,77b,77c,77dに接続されている。 a, 77b, 77c, are connected to 77d. 前記4 The 4
つの撚り線型同軸ケーブル77a,77b,77c,7 One of the twisted linear coaxial cable 77a, 77b, 77c, 7
7dは、図3に示した構成の部品により、夫々図5図示の電力供給箇所51a,51b,51c,51dを形成する。 7d is a component of that shown in FIG. 3, formed respectively Figure 5 illustrates the power supply portion 51a, 51b, 51c, and 51d.

【0089】次に、図4〜図6に示した構成の表面処理装置を用いて、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。 Next, using a surface treatment apparatus shown in FIGS. 4-6, a method for film formation of the a-Si film for a-Si solar cell.

【0090】まず、第2の真空容器42内の圧力を大気に保ち、第2のゲートバルブ44を開にして、基板搬入・搬出系62に基板75、例えば厚さ4mm、1000 [0090] First, the pressure in the second vacuum chamber 42 maintained at atmospheric, and the second gate valve 44 is opened, the substrate 75, a thickness of 4mm in the substrate loading and unloading system 62, 1000
mm×1000mmのガラス基板を保持する。 Holding the glass substrate mm × 1000 mm. つづいて、第2のゲートバルブ44を閉にし、第2の真空ポンプ64を稼働させて第2の真空容器42内の圧力を約1 Then, the second gate valve 44 is closed, the pressure in the second vacuum chamber 42 by operating the second vacuum pump 64 of about 1
×10 -7 Torrに設定する。 × set to 10 -7 Torr. 予め、第1の真空ポンプ60で真空引きされていた第1の真空容器41内の接地電極48上に第1のゲートバルブ43を開にして、基板搬入・搬出系62を用いて基板75を設置し、第1のゲートバルブ43を閉にする。 Advance on the ground electrode 48 of the first vacuum container 41 was evacuated by the first vacuum pump 60 and the first gate valve 43 is opened, the substrate 75 using the substrate loading and unloading system 62 installed, the first gate valve 43 closed.

【0091】なお、第1のゲートバルブ43及び第2のゲートバルブ44は基板75の出し入れの際に開閉し、 [0091] Note that the first gate valve 43 and the second gate valve 44 is opened and closed when the loading and unloading of the substrate 75,
前記基板搬入・搬出系62と連動して作動させる。 It is operated in conjunction with the substrate loading and unloading system 62. その場合、第1の真空容器41の内壁を大気にさらさないようにすることが、プラズマを利用した表面処理技術では、品質を確保する上で特に重要不可欠であることは公知である。 In that case, the inner wall of the first vacuum container 41 be made not exposed to the atmosphere, the surface treatment techniques using the plasma, it is known to be particularly important essential to ensure quality.

【0092】次に、放電用ガス導入管53より、ガス噴出し孔50を介して放電用ガス、例えばSiH 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。 Next, from the discharge gas inlet pipe 53, the discharge gas through the gas injection holes 50, for example, a SiH 4 gas was supplied at a flow rate of about 2000~3000sccm, 0.05~0.5Torr pressure to hold on. つづいて、前記基板75の温度を、予めデータとして取得されている前記基板75の表面温度と基板ヒータ用電源61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。 Subsequently, the temperature of the substrate 75, advance the being acquired as data by using the relationship between the output of the surface temperature and the substrate heater power supply 61 of the substrate 75 (power), for example 180 in the range of 80 ° C. to 350 ° C. ℃ to hold on.

【0093】次に、高周波電源56、整合器55、電力分配器76、同軸ケーブル58a,58b,58c,5 Next, high-frequency power source 56, the matching unit 55, the power distributor 76, the coaxial cable 58a, 58b, 58c, 5
8d、電流導入端子57a,57b,57c,57d及び撚り線型同軸ケーブル77a,77b,77c,77 8d, a current introduction terminal 57a, 57b, 57c, 57d and twisted linear coaxial cable 77a, 77b, 77c, 77
d等を介して電力供給箇所51a,51b,51c,5 d like via the power supply points 51a, 51b, 51c, 5
1dに、電源周波数10MHz〜300MHz、例えば60MHzの電力を略均等に合計3KW〜5KWで供給する。 To 1d, the power supply frequency 10 MHz to 300 MHz, for example, supplied at a substantially uniform total 3KW~5KW the 60MHz power. これにより、一対の金属薄膜電極46及び接地電極48の間にSiH のグロー放電プラズマが発生する。 Thus, the glow discharge plasma of SiH 4 is generated between the pair of metal thin film electrodes 46 and the ground electrode 48. その結果、前記プラズマの中に存在するSiH As a result, SiH 3 existing in the plasma,
SiH ,SiH,Siなどのラジカルが拡散現象により拡散し、基板68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。 SiH 2, SiH, and diffused by the radical diffusion phenomena such as Si, by being adsorbed and deposited on the surface of the substrate 68, a-Si film is formed.

【0094】なお、上記の例では、金属薄膜電極46はサイズ1200mm×1200mm×50mmの絶縁物基体45上に厚さ20μmのステレンレス鋼を蒸着させ、また接地電極48はサイズ1200mm×1200 [0094] In the above example, thin-film metal electrode 46 by depositing Suterenresu steel having a thickness of 20μm on the insulator substrate 45 of size 1200 mm × 1200 mm × 50 mm, also the ground electrode 48 is sized 1200 mm × 1200
mm×100mm、材質ステレンレス鋼で、それらの間隔は50mmであった。 mm × 100 mm, a material Suterenresu steel, their spacing was 50 mm.

【0095】上記実施例2の製膜試験結果の一例を、下記表2に示す。 [0095] One example of a film test results of Example 2 are shown in Table 2 below. なお、基板サイズは1000mm×10 In addition, the substrate size 1000mm × 10
00mm、基板温度は180℃、膜厚分布は基板対角線上で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。 300 mm, the substrate temperature was 180 ° C., the film thickness distribution was measured by a double monochromator method and ellipsometry thickness at the position of 20 points on the substrate diagonally and evaluated.

【0096】 [0096]

【表2】 [Table 2]

【0097】本実施例2では、高周波電源56の周波数は、13.56MHz、60MHz、80MHzであったが、高周波電源56、整合器55、電力分配器76、 [0097] In the second embodiment, the frequency of the high frequency power source 56, 13.56 MHz, 60 MHz, although a 80 MHz, the high frequency power source 56, the matching unit 55, a power divider 76,
同軸ケーブル58a,58b,58c,58d、電流導入端子57a,57b,57c,57d、撚り線型同軸ケーブル77a,77b,77c,77d等は80MH Coaxial cables 58a, 58b, 58c, 58d, a current introduction terminal 57a, 57b, 57c, 57d, twisted linear coaxial cable 77a, 77b, 77c, 77d, etc. 80MH
z〜300MHzにも十分に応用可能であるから、a− Also because it is possible sufficiently applied to z~300MHz, a-
Si製膜も80MHz〜300MHzの周波数で十分可能であるといえる。 It can be said that the Si film formation is also quite possible at a frequency of 80MHz~300MHz.

【0098】ところで、上記データは、図16に示される従来例では、困難視されていた1m×1mという超大面積基板を対象に、電源周波数13.56MHz、60 [0098] Incidentally, the data is in the conventional example shown in FIG. 16, the target super-area substrate that 1 m × 1 m which had been difficult vision, power frequency 13.56 MHz, 60
MHz、80MHzともに著しく良好な結果が得られていることを示している。 MHz, shows that 80MHz both significantly better results are obtained. また、表面処理装置の構成も、 Also, configuration of the surface treatment apparatus,
方法論としても、本願発明の一実施例がa−Si製膜での大面積化技術及び電源周波数の高周波数技術として極めて有効であることを示している。 Even methodology, shows that an embodiment of the present invention is extremely effective as a high-frequency technology for large area technology and power frequency in the a-Si film formation.

【0099】なお、上記実施例における製膜条件として、放電ガスの混合比例えばSiH 4とH 2の流量比、 [0099] As film formation conditions in the above examples, the mixing ratio for example a flow rate ratio of SiH 4 and H 2 of the discharge gas,
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 Pressure, substrate temperature, and by optimizing the plasma generation power or the like, not a-Si only, microcrystalline Si and polycrystalline S
iを製膜できることは公知である。 i that it makes possible the film and are known.

【0100】また、放電用ガスとして、SiH 4 、NH [0100] Further, as a discharge gas, SiH 4, NH
3 、N 2等を用いれば、SiNx膜を製膜できること、 The use of 3, N 2 or the like, it makes possible the film and SiNx film,
エッチング作用をもつガス、例えばSF 6 、SiC Gas having an etching effect, for example SF 6, SiC
4 、CF 4及びNF 3等エッチグガスを用いれば、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。 The use of l 4, CF 4 and NF 3 or the like Etchigugasu It is also known predetermined etching process on the surface of the substrate can be performed.

【0101】 [0101]

【発明の効果】以上詳述した如く本発明による請求項1 Billing according to the invention as described in detail above, according to the present invention in claim 1
の表面処理装置によれば、非接地電極の構造が金属製の薄膜構造となり、電力供給箇所が該電極の表面に設けられるので、従来困難視されていたVHF帯(30MHz According to the surface treatment apparatus, the structure of the non-grounded electrode is a thin film structure made of metal, since the power supply portion is provided on the surface of the electrode, VHF radio which has been conventionally difficult vision (30 MHz
〜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。 Using the power of ~300MHz) enables uniform spatial distribution of the high-density plasma, uniform surface treatment to the substrate, i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate becomes possible. この効果は、LSI、LCD、複写機用感光体の産業のみならず、太陽電池産業界での生産性向上に関する貢献度は著しく大きい。 This effect, LSI, LCD, not only industrial copier photoconductor, contribution to the production improvement in the solar cell industry significantly greater.

【0102】請求項2の表面処理装置によれば、ガス吐出孔が設けられた電気絶縁物基体に前記電極が接着されるので、該薄膜電極の構造強度を増大させ、電力供給箇所を基板と対向する電極面、即ちプラズマを生成する空間に接する表面に設置させるので、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。 [0102] According to the surface treatment apparatus according to claim 2, since the electrode in electrical insulation substrate gas discharge holes are provided is bonded, to increase the structural strength of the thin film electrodes, and a substrate power supply point electrode surfaces facing, that is, is placed on the surface in contact with the space for generating plasma, it is possible to uniform the spatial distribution of a high-density plasma using the power of a conventional hard viewed once was VHF band (30 MHz to 300 MHz), the substrate uniform surface treatment, i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate for became possible. この効果は、LSI、LCD、複写機用感光体の産業のみならず、太陽電池産業界での生産性向上に関する貢献度は著しく大きい。 This effect, LSI, LCD, not only industrial copier photoconductor, contribution to the production improvement in the solar cell industry significantly greater.

【0103】請求項3の表面処理装置によれば、電力供給箇所が基板と対向する電極面の中央部、即ちプラズマを生成する空間に接する表面の中央部に設置されるので、従来困難視されていたVHF帯(30MHz〜30 [0103] According to the surface treatment apparatus of claim 3, the central portion of the electrode surface power supply portion is opposed to the substrate, i.e., is placed in the central portion of the surface in contact with the space for generating a plasma is conventionally difficult vision which was the VHF band (30MHz~30
0MHz)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。 Using the power of 0 MHz) enables uniform spatial distribution of the high-density plasma, uniform surface treatment to the substrate, i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate becomes possible. この効果は、LSI、LCD、複写機用感光体の産業のみならず、太陽電池産業界での生産性向上に関する貢献度は著しく大きい。 This effect, LSI, LCD, not only industrial copier photoconductor, contribution to the production improvement in the solar cell industry significantly greater.

【0104】請求項4の表面処理装置によれば、電力供給箇所が基板と対向する電極面、即ちプラズマを生成する空間に接する表面の略均等な位置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 [0104] According to the surface treatment apparatus according to claim 4, the electrode surface power supply portion is opposed to the substrate, that is, is more set substantially equal position of the surface in contact with the space for generating plasma is conventionally difficult vision targeting 1 m × 1 m class super sized substrate was 13.56MHz class and the VHF band (30 MHz
〜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。 Uniformity of spatial distribution of a high-density plasma using the power of ~300MHz) can and will, uniform surface treatment to the very large area substrates, i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate becomes possible. この効果は、特に、太陽電池、LCD業界での生産性向上に基づく生産性向上に関する貢献度は著しく大きいものである。 This effect is particularly solar cells, contribution to the production improvement based on productivity improvements in LCD industry are those significantly greater. また、LSI、 In addition, LSI,
複写機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。 Contribution for improving productivity in the field, such as a copying machine photoreceptor significantly greater.

【0105】請求項5の表面処理装置によれば、上記請求項1乃至請求項4を実現する確実な手段としてその価値は著しく大きい。 [0105] According to the surface treatment apparatus according to claim 5, its value is much greater as reliable means to achieve the above claims 1 to 4.

【0106】請求項6によれば、高周波(HF帯)及びVHF帯(30MHz〜300MHz)の周波数を使用するプラズマ現象のメリットを得て、かつ均一な表面処理を行なうことが可能となる。 [0106] According to claim 6, it is possible to perform the obtaining the benefits of plasma phenomena using the frequency of the high frequency (HF band) and VHF band (30 MHz to 300 MHz), and uniform surface treatment.

【0107】請求項7によれば、上記請求項1〜4の効果に加えて、高周波電源、整合器、電力分配器及び同軸ケーブルがひと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。 [0107] According to claim 7, in addition to the aforementioned advantage of claim 1 to 4, the high frequency power supply, matching circuit, since the power distributor and a coaxial cable are combined into one, simpler configuration of the power supply system in and cost-there is an effect that significantly less expensive.

【0108】請求項8によれば、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を著しく低減できる。 [0108] According to claim 8, LCD, copier photoconductor, can significantly reduce the cost because the effect occurs that the solar cell, productivity application products such as LSI thin film semiconductor improvement and quality and performance improvement can be achieved .

【0109】請求項9によれば、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を、LC [0109] According to claim 9, product value is increased as the size of the product is large, a so-called large-area screens, LC
D、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が、斯界での価値は極めて大きい。 D, effect of creating an application product such as a photosensitive member and the solar cell copier, very great value in the art.

【0110】請求項10の表面処理方法によれば、従来法では、電極の後面即ちプラズマを生成する空間に接しない面に設置された電力供給箇所を、基板と対向する電極プラズマを生成する空間に接する表面に設置する方法とすることにより、従来困難視されていたVHF帯(3 [0110] According to the surface treatment method according to claim 10, in the conventional method, the surface i.e. the power supply portion disposed on the surface not in contact with the space for generating a plasma after the electrode, to produce a substrate and a counter electrode plasma space with a method of installing the surface in contact with the conventionally difficult vision once was VHF band (3
0MHz〜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。 Uniformity of spatial distribution of a high-density plasma using the power of 0MHz~300MHz) becomes possible and has enabled uniform surface treatment i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate of the substrate. この効果は、LSI、LC This effect is, LSI, LC
D、複写機用感光体の産業のみならず、太陽電池産業界での生産性向上に関する貢献度は著しく大きい。 D, not only the industry copier photoconductor, contribution to the production improvement in the solar cell industry significantly greater.

【0111】請求項11の表面処理方法によれば、従来法では、電極の後面即ちプラズマを生成する空間に接しない面に設置された電力供給箇所を、基板と対向する電極の中央部即ちプラズマを生成する空間に接する表面の中央部に設置する方法とすることにより、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。 [0111] According to the surface treatment method according to claim 11, in the conventional method, the surface i.e. the power supply portion disposed on the surface not in contact with the space for generating a plasma after the electrode, the central portion or the plasma of the substrate and a counter electrode with a method of installing a central portion of the surface in contact with the space for generating, it enables uniform spatial distribution of the high-density plasma using the power of a conventional hard viewed once was VHF band (30 MHz to 300 MHz), the substrate improvement and uniformity of the uniform surface treatment i.e. the deposition rate and the etch rate increased with respect became possible. この効果は、LSI、LCD、複写機用感光体の産業のみならず、太陽電池産業界での生産性向上に関する貢献度は著しく大きい。 This effect, LSI, LCD, not only industrial copier photoconductor, contribution to the production improvement in the solar cell industry significantly greater.

【0112】請求項12によれば、従来法では電極の後面即ちプラズマを生成する空間に接しない面に設置された複数の電力供給箇所を、基板と対向する電極面(前面)即ちプラズマを生成する空間に接する表面に設置するようにしたので、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 [0112] According to claim 12, generating a plurality of power supply portions, the substrate facing the electrode surface (front surface) i.e. plasma placed face i.e. the surface not in contact with the space for generating a plasma after the electrode in the conventional method since so placed on the surface in contact with the space, 13.56 MHz class and VHF ultra-large area substrates of conventional hard vision has been 1 m × 1 m class were targeted
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。 Band enables uniform spatial distribution of the high-density plasma using a power (30 MHz to 300 MHz), uniform surface treatment to the very large area substrates, i.e. the deposition rate and improves the uniformity improvement of the etching rate becomes possible . この効果は、特に、太陽電池、LCD業界での生産性向上に基づく生産性向上に関する貢献度は著しく大きいものである。 This effect is particularly solar cells, contribution to the production improvement based on productivity improvements in LCD industry are those significantly greater. また、LSI、複写機感光体など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。 Furthermore, LSI, contribution for productivity improvement in the field of a copying machine the photoreceptor significantly greater.

【0113】請求項13の表面処理方法によれば、前記請求項10及び請求項12を実現する確実な方法としてその価値は著しく大きい。 [0113] According to the surface treatment method according to claim 13, its value significantly greater as a reliable method for implementing the claims 10 and claim 12.

【0114】請求項14の表面処理方法によれば、高周波(HF帯)及びVHF帯(30MHz〜300MH [0114] According to the surface treatment method of claim 14, a high frequency (HF band) and VHF band (30MHz~300MH
z)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なうことが可能となり、LCD、LSI、太陽電池等の業界での貢献度は著しく大きい。 To obtain the benefits of plasma phenomena i.e. high density plasma using a frequency of z), and it is possible to perform a uniform surface treatment, LCD, LSI, contributions in the industry such as a solar cell is significantly greater.

【0115】請求項15の表面処理方法によれば、請求項10〜14の効果に加えて、高周波電源、整合器、電力分配器及び同軸ケーブルが一つにまとめられる方法が提供されるので、電力供給系の構成を簡素にし、かつコストを著しく低減できる。 [0115] According to the surface treatment method according to claim 15, in addition to the effect of claim 10 to 14, the high frequency power supply, matching circuit, since the method of power divider and coaxial cable are combined into one is provided, to simplify the configuration of the power supply system, and can significantly reduce the cost.

【0116】請求項16の表面処理方法によれば、LC [0116] According to the surface treatment method of claim 16, LC
D、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を著しく低減できる。 D, copier photoconductor, solar cell, can significantly reduce the cost because the effect occurs that the productivity of the application products such as LSI thin film semiconductor improvement and quality and performance improvement can be achieved.

【0117】請求項17の表面処理方法によれば、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等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。 [0117] According to the surface treatment method according to claim 17, product value is increased as the size of the product is large, a method of so-called large-area screens, LCD, application products manufacture such as a photosensitive member and a solar cell for copiers so it can be provided to the effect that the creation of new products occurs. それ故、斯界での工業的価値は極めて大きい。 Therefore, is very large industrial value in the art.

【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。 Schematic view showing an entire surface treatment apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1の装置の電気絶縁物基体と撚り線型同軸ケーブルを挿通する貫通穴と非接地薄膜電極の蒸着を説明するための図。 Figure 2 is a diagram for explaining the evaporation of the through-hole and a non-ground thin-film electrode for inserting the electrical insulator substrate and twisted linear coaxial cable of the device of FIG.

【図3】図1の装置における撚り線同軸型ケーブルと非接地電極との接続状況を示す説明図。 Figure 3 is an explanatory diagram showing a connection status between the twisted wire coaxial cable and the ungrounded electrode in the apparatus of FIG.

【図4】本発明の実施例2に係る表面処理装置の全体を示す概略図。 Schematic view showing an entire surface treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention; FIG.

【図5】図4の表面処理装置の一構成である金属薄膜電極を表面側から見た斜視図。 Figure 5 is a perspective view seen from the surface side of the thin-film metal electrode which is one configuration of a surface treatment apparatus of FIG.

【図6】図4の表面処理装置の一構成である電力分配器の説明図。 Figure 6 is an explanatory diagram of a power divider which is one configuration of a surface treatment apparatus of FIG.

【図7】電力供給箇所が1つの場合の、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。 [7] where the power supply position is one view for explaining a flow of the output high-frequency current from the high frequency power source by conventional surface treatment apparatus.

【図8】電力供給箇所が複数の場合の、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。 [8] when the power supply portion is plural, diagram for explaining the flow of the output high-frequency current from the high frequency power source by conventional surface treatment apparatus.

【図9】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。 Figure 9 is an explanatory diagram showing the potential distribution of plasma space of the conventional surface treatment apparatus.

【図10】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。 Diagram for explaining the flow of the output high-frequency current from the high frequency power source by the surface treatment apparatus of the present invention; FIG.

【図11】本発明の表面処理装置(図1)によるプラズマ空間の電位分布を示す説明図。 [11] the surface treatment apparatus of the present invention explanatory diagram showing the potential distribution of the plasma space by (Figure 1).

【図12】本発明の表面処理装置の一構成である撚り線型同軸ケーブルの説明図。 Figure 12 is an explanatory diagram of a linear coaxial cable twist is one configuration of the surface treatment apparatus of the present invention.

【図13】本発明の別な表面処理装置(図4)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。 [13] view for explaining the flow of the output high-frequency current from the high frequency power source according to another surface treatment apparatus (Fig. 4) of the present invention.

【図14】本発明の表面処理装置(図4)によるプラズマ空間の電位分布を示す説明図。 Explanatory view showing a potential distribution of the plasma space by Figure 14 the surface treatment apparatus of the present invention (FIG. 4).

【図15】従来の表面処理装置による基板(面積:50 [15] a substrate by conventional surface treatment apparatus (size: 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。 Characteristic diagram showing the relationship between the film thickness distribution and a power supply frequency of cm × 50 cm grade).

【図16】従来の表面処理装置による基板(面積:10 [16] a substrate by conventional surface treatment apparatus (size: 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。 Characteristic diagram showing the relationship between the film thickness distribution and a power supply frequency of 0 cm × 100 cm class).

【図17】従来の表面処理装置の説明図。 Figure 17 is an explanatory view of a conventional surface treating apparatus.

【図18】従来の他の表面処理装置の説明図。 Figure 18 is an explanatory view of another conventional surface treating apparatus.

【図19】図18の表面処理装置の一構成である電力分配器の説明図。 Figure 19 is an explanatory diagram of a power divider which is one configuration of a surface treatment apparatus of FIG. 18.

【図20】従来の更に他の表面処理装置の説明図。 Figure 20 is an explanatory diagram of a conventional still another surface treatment apparatus.

【図21】図20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箇所の説明図。 Figure 21 is an explanatory diagram of a power supply portion which is formed on the non-grounded electrode in the surface treatment apparatus of FIG. 20.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

41,42…真空容器、 43,44…ゲートバルブ、 45…電気絶縁物基体、 45a…電力供給用孔、 46…金属薄膜電極、 47…基板ヒータ、 48…接地電極、 50…ガス噴出孔、 51,51a,51b,51c,51d…電力供給箇所、 53…放電用ガス導入管、 54…同軸ケーブル、 55…整合器、 56…高周波電源、 57,57a,57b,57c,57d…電流導入端子、 59,63…排気系、 60,64…真空ポンプ、 61…基板ヒータ用電源、 65…金属製ビス、 69…金属製治具、 72…芯線、 76…電力分配器、 77,77a,77b,77c,77d…撚り線型同軸ケーブル。 41 ... vacuum vessel, 43, 44 ... gate valve, 45 ... electric insulator substrate, 45a ... power supply hole, 46 ... metal thin film electrode, 47 ... substrate heater, 48 ... ground electrode, 50 ... gas ejection holes, 51, 51a, 51b, 51c, 51d ... power supply portion, 53 ... discharge gas inlet tube, 54 ... coaxial cable, 55 ... matcher, 56 ... high frequency power supply, 57 and 57a, 57 b, 57c, 57d ... cable terminal , 59, 63 ... exhaust system 60, 64 ... vacuum pump, 61 ... power substrate heater, 65 ... metal screws, 69 ... metal jig, 72 ... core, 76 ... power distributor, 77,77A, 77b , 77c, 77d ... twisted linear coaxial cable.

───────────────────────────────────────────────────── 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) // G02F 1/1333 500 H01L 21/302 B (72)発明者 竹内 良昭 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 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 Fターム(参考) 2H090 JA06 JC08 LA01 4K030 AA06 AA13 BA29 BA40 BB03 BB04 BB05 FA03 JA18 KA14 KA47 LA16 LA17 LA18 4K057 DA11 DA16 DD01 DE01 DE06 DE08 DE09 DM02 DM06 DM09 DM16 DM18 DM40 DN01 5F004 AA01 BA06 BB13 BB18 BC08 DA00 DA18 5F045 AA08 AB03 AB04 AB33 AC01 AC12 AC15 AD04 AD05 AD06 AD07 AE17 AE19 AF07 BB02 BB08 CA13 CA15 CA16 EB08 EH04 EH05 EH08 EH14 EH19 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) // G02F 1/1333 500 H01L 21/302 B (72) inventor Yoshiaki Takeuchi Nagasaki, Nagasaki Prefecture deep-cho chome 717 No. No. 1 Mitsubishi heavy Industries, Ltd. Nagasaki the laboratory (72) inventor Hiroshi Mashima Nagasaki, Nagasaki Prefecture deep-cho, chome 717 number No. 1 Mitsubishi heavy Industries Ltd., Nagasaki Institute in the F-term (reference) 2H090 JA06 JC08 LA01 4K030 AA06 AA13 BA29 BA40 BB03 BB04 BB05 FA03 JA18 KA14 KA47 LA16 LA17 LA18 4K057 DA11 DA16 DD01 DE01 DE06 DE08 DE09 DM02 DM06 DM09 DM16 DM18 DM40 DN01 5F004 AA01 BA06 BB13 BB18 BC08 DA00 DA18 5F045 AA08 AB03 AB04 AB33 AC01 AC12 AC15 AD04 AD05 AD06 AD07 AE17 AE19 AF07 BB02 BB08 CA13 CA15 CA16 EB08 EH04 EH05 EH08 EH14 EH19

Claims (17)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【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、 前記電極は金属製の薄膜構造であることを特徴とする表面処理装置。 1. A substrate therein is set, and the vacuum vessel with an exhaust system, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, the aforementioned substrate and opposed to the vacuum chamber an electrode arranged Te, and supplying high frequency power to discharge the discharge gas; and a power supply system to generate the plasma in the electrode, the substrate disposed in the vacuum vessel by using the generated plasma in the surface treatment apparatus for treating a surface, the surface treatment apparatus, wherein the electrode is a thin film structure made of metal.
  2. 【請求項2】 前記電極は、絶縁物の基体上に接着されていることを特徴とする請求項1記載の表面処理装置。 Wherein said electrode is a surface treatment apparatus according to claim 1, characterized in that it is bonded on a substrate of insulating material.
  3. 【請求項3】 前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所は、前記基板と対向する電極面の中央部に位置することを特徴とする請求項1記載の表面処理装置。 3. A power supply portion to the electrode by the power supply system, a surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the centrally located portion of the substrate facing the electrode surface.
  4. 【請求項4】 前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所は、前記基板と対向する電極面に複数個略均等な位置に設定されていることを特徴とする請求項1記載の表面処理装置。 4. The power supply portion to the electrode by the power supply system, the surface treatment according to claim 1, wherein it is set into a plurality substantially equivalent positions on the electrode surface facing the substrate apparatus.
  5. 【請求項5】 前記電力供給系による前記電力供給箇所への電力供給に同軸ケーブルを用いるとともに、前記基体に同軸ケーブルを挿通する貫通穴を設けたことを特徴とする請求項1記載乃至請求項4の表面処理装置。 5. with use of coaxial cable to the power supply to the power supply portion by the power supply system, according to claim 1, wherein to claims, characterized in that a through hole for inserting the coaxial cable into the base 4 of the surface treatment apparatus.
  6. 【請求項6】 前記高周波電力の周波数は、10MHz Wherein the frequency of the high frequency power, 10 MHz
    〜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乃至請求項5記載の表面処理装置。 Surface treatment apparatus of claims 1 to 5, wherein the belonging to the HF band or VHF band ~300MHz.
  7. 【請求項7】 前記電力供給系は、高周波電力を発生させる高周波電源と、この高周波電源の出力を前記電力供給箇所に相当する数に分岐させる電力分配器と、前記高周波電源から前記電力分配器への高周波電力の供給ライン上に配置された整合器と、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4記載の表面処理装置。 Wherein said power supply system includes a high frequency power source for generating a high-frequency power, and a power divider for branching to the corresponding number of outputs of the high-frequency power to the power supply point, said power divider from the high frequency power source claim that the arranged matching unit on a supply line of the high-frequency power, characterized in that it is constructed a high-frequency power that has been split by the power divider and a coaxial cable leading to each of the power supply portion to the 4 surface treatment apparatus according.
  8. 【請求項8】 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乃至請求項7いずれか記載の表面処理装置。 8. amorphous Si-based thin film, a microcrystalline Si-based thin film and polycrystalline Si based surface treatment device according to any one of claims 1 to claim 7, characterized in that a film of one of the thin film.
  9. 【請求項9】 前記電極は方形な前面を有し、前記基板は液晶ディスプレイ用又は複写機の感光体用又は太陽電池用の基板であることを特徴とする請求項1もしくは請求項8記載の表面処理装置。 Wherein said electrode has a rectangular front surface, the substrate according to claim 1 or claim 8, wherein it is a substrate for the photosensitive member or for a solar cell or copier for a liquid crystal display surface treatment equipment.
  10. 【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、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た表面処理方法を用いて、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方法において、 前記電極として電気絶縁物の基体上に銀、金、アルミニウム、銅、クロム及びニッケル等の金属あるいはその合金から成る被膜を接着させ、前記電力供給系による該電極への電力供給を該基体に電力供給ケーブルを挿通する貫通穴を設けることにより、前記基板と対向する該電極の前面で該電力供給ケーブルと該電極とを 10. A substrate therein is set, and the vacuum vessel with an exhaust system, a discharge gas introduction system for introducing a discharge gas into the vacuum vessel, the aforementioned substrate and opposed to the vacuum chamber an electrode disposed Te, the vacuum vessel by using the using the surface treatment method and a power supply system to generate a plasma by supplying high frequency power to discharge the discharge gas to the electrode, generated plasma in the surface treatment method for treating the surface of the substrate disposed, silver on a substrate of electrically insulating material as the electrodes, gold, aluminum, copper, to adhere the metal or coating of the alloy such as chromium and nickel, wherein by providing the through-holes for inserting the power supply cable to the power supply to the electrode by the power supply system to said substrate, and said power supply cable and the electrode at the front surface of the substrate opposite to the electrode 続するようにしたことを特徴とする表面処理方法。 Surface treatment method is characterized in that so as to continue.
  11. 【請求項11】 前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所を、前記基板と対向する電極面の中央部に設けて、前記電力供給系より前記電力供給箇所に電力を供給することを特徴とする請求項10記載の表面処理方法。 11. A power supply portion to the electrode by the power supply system, is provided in a central portion of the substrate facing the electrode surface, characterized by supplying power to the power supply portion from said power supply system the surface treatment method of claim 10 wherein.
  12. 【請求項12】 前記電力供給系による前記電極への電力供給箇所を、前記基板と対向する電極面に複数個略均等な位置に設けて、前記電力供給系より前記各電力供給箇所に電力を供給することを特徴とする請求項10記載の表面処理方法。 12. A power supply portion to the electrode by the power supply system, is provided in a plurality substantially equivalent positions on the substrate facing the electrode surface, the power to the each power supply portion from said power supply system the surface treatment method according to claim 10, wherein the supplying.
  13. 【請求項13】 前記電力供給系による前記電力供給箇所への電力供給に同軸ケーブルを用いるとともに、前記基体に同軸ケーブルを挿通する貫通穴を設けたことを特徴とする請求項10乃至請求項12記載の表面処理方法。 13. with use of coaxial cable to the power supply to the power supply portion by the power supply system, claims 10 to, characterized in that a through hole for inserting the coaxial cable into the base 12 the surface treatment method according.
  14. 【請求項14】 前記高周波電力の周波数は、10MH 14. Frequency of the high frequency power, 10 MHz
    z〜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10乃至請求項13記載いずれかの表面処理方法。 It claims 10 to 13 or the surface treatment method wherein a belonging to the HF band or VHF band Z~300MHz.
  15. 【請求項15】 前記高周波電力を発生させる高周波電源の出力を整合器に伝送し、該整合器の出力を電力分配器に伝送し、この電力分配器及び同軸ケーブルを介して前記電力供給箇所に高周波電力を供給することを特徴とする請求項10乃至請求項14いずれか記載の表面処理方法。 15. transmits the output of the high-frequency power source for generating the RF power to the matching unit, and transmits the output of 該整 engager to power divider, to the power supply portion via the power distributor and a coaxial cable It claims 10 to 14 the surface treatment method according to any one and supplying high-frequency power.
  16. 【請求項16】 放電用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系薄膜のうちいずれかを製膜することを特徴とする請求項10乃至請求項15いずれか記載の表面処理方法。 16. At least the amorphous Si-based thin film using monosilane gas as a discharge gas, claims 10 to 15, characterized in that a film of any of the microcrystalline Si-based thin film and polycrystalline Si based thin film the surface treatment method according to any one.
  17. 【請求項17】 基板として50cm×50cmの面積を超える大面積基板を用い、基板温度を80℃乃至35 17. Using a large substrate exceeding an area of ​​50 cm × 50 cm as a substrate, 80 ° C. to 35 the substrate temperature
    0℃にして表面処理を行なうことを特徴とする請求項1 0 ℃ a manner and performing surface treatment according to claim 1
    0乃至請求項16記載の表面処理方法。 0 to surface processing method according to claim 16, wherein.
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