JP2003073837A - 真空プラズマ処理装置 - Google Patents

真空プラズマ処理装置

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JP2003073837A
JP2003073837A JP2001260126A JP2001260126A JP2003073837A JP 2003073837 A JP2003073837 A JP 2003073837A JP 2001260126 A JP2001260126 A JP 2001260126A JP 2001260126 A JP2001260126 A JP 2001260126A JP 2003073837 A JP2003073837 A JP 2003073837A
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英四郎 笹川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜分布を均一化することができる真空プラズ
マ処理装置を提供すること。 【解決手段】 ガラス基板Kが対向配置されるラダー電
極13を備え、該ラダー電極13は、一対の給電棒13
aと、これらを電気的に接続する複数の平行な縦グリッ
ド13bとを備えた真空プラズマ処理装置において、前
記縦グリッド13bに直交し、これらを電気的に接続す
る横グリッド30〜32が設けられていることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマCVD(Che
mical Vapor Deposition)装置、ドライエッチング装置
等の真空プラズマ処理装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図6において、符号10は、従来のプラ
ズマCVD装置が備える製膜室である。この製膜室10
は、チャンバ12の略中央に、両側面にラダー電極13
が設けられた製膜ユニット14を有しており、この製膜
ユニット14の両側面側に、ヒータカバー15を介して
基板加熱ヒータ16が設けられている。図7に示すよう
に、ラダー電極13は、一対の給電棒13aと、これら
給電棒13aを電気的につなぐ複数の平行な縦グリッド
13bとにより構成されている。給電棒13aには、そ
れぞれ複数箇所に給電位置13cが設けられており、こ
の給電位置13cから給電棒13aに高周波が給電され
るようになっている。そして、この製膜室10では、チ
ャンバ12内が減圧された状態にてSiH4からなる原
料ガスを含む処理原料ガスである製膜ガスが送りこま
れ、ラダー電極13に高周波電流が供給されると、ラダ
ー電極13と図7の防着板22との間にプラズマが発生
し、基板加熱ヒータ16によって加熱されたガラス基板
Kに製膜が施されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】さて、このように構成
されたプラズマCVD装置では、図8に示すようにガラ
ス基板Kに形成される膜分布が不均一になってしまうと
いう問題がある。図の中央部は薄膜領域A、給電棒13
a近傍の上下部には、給電棒13aの長手方向に複数の
厚膜領域Bが並んでいる。中央部の薄膜領域は、上下の
給電棒13aから最も遠い部位であるから、製膜効果に
乏しいために発生する。また、厚膜領域Bは給電位置1
3cの中間に発生する。また、ラダー電極Bと防着板2
2とが接近しすぎていると、プラズマ発生が不安定とな
り、膜分布が不均一になる場合がある。
【0004】上記事情に鑑み、本発明においては、膜分
布を均一化することができる真空プラズマ処理装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ガラス基板が対向配置される電極を備え、該電極
は、一対の給電棒と、これらを電気的に接続する複数の
平行な縦グリッドとを備えた真空プラズマ処理装置にお
いて、前記縦グリッドに直交し、これらを電気的に接続
する横グリッドが設けられていることを特徴とする。
【0006】この発明においては、横グリッドが設けら
れていることにより、一つの給電棒から縦グリッドに伝
わった高周波が横グリッドでいわばせき止められた状態
となる。すなわち、横グリッド近傍において、横グリッ
ドがない状態ではなだらかな分布であった高周波を、横
グリッド上流でより強くする作用を有する。したがっ
て、両側の給電棒から高周波が給電されるため、横グリ
ッドの両側で高周波が強められる。また、横グリッド
は、近傍の高周波分布を均一化する作用をも有する。な
お、ここでいう縦、横とは、給電棒が対向する方向に対
する相対的な方向をいい、電極全体の方向はいかなる方
向であってもよい。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の真空プラズマ処理装置において、前記横グリッドは、
前記給電棒近傍に設けられていることを特徴とする。
【0008】この発明においては、横グリッドがなけれ
ば給電棒近傍に形成される厚膜領域が、給電棒によって
均一化される。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の真空プラズマ処理装置において、前記横グリ
ッドは、前記縦グリッドの長手方向略中央部に設けられ
ていることを特徴とする。
【0010】この発明においては、給電棒によって上下
部の給電棒による電流がせき止められて集中することに
より、横グリッドがなければ縦グリッドの長手方向略中
央部近傍に形成される薄膜領域が厚くなる。
【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1から3
いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記
横グリッドは、該横グリッドが設けられていない状態に
おいて前記ガラス基板に形成されるシリコン膜がその他
の部位に比べて部分的に薄膜化している領域に対向した
位置に設けられていることを特徴とする。
【0012】この発明においては、前記横グリッドによ
って上下部の給電棒による電流がせき止められて集中す
ることにより、横グリッドがない場合に形成されるシリ
コン膜がその他の部位に比べて部分的に薄膜化している
領域が厚くなる。
【0013】請求項5に記載の発明は、請求項1から4
いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記
横グリッドの幅は、電極の縦グリッドの断面における外
周縁長さと略同じであることを特徴とする。
【0014】この発明においては、横グリッドにおける
プラズマの局所放電、プラズマの集中が防止される。
【0015】請求項6に記載の発明は、請求項1から5
いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記
横グリッドは、略一直線上に沿って複数個が設けられて
いることを特徴とする。
【0016】この発明においては、上記略一直線上に沿
って薄膜領域が点在する場合でも、横グリッドの近傍に
おいてのみ均一化、厚膜化を図ることができる。
【0017】請求項7に記載の発明は、ガラス基板が対
向配置される電極と、さらに該電極に対向したアース板
とが設けられ、前記電極は、一対の給電棒と、これらを
電気的に接続する複数の平行な縦グリッドとを備えた真
空プラズマ処理装置において、前記電極と、前記アース
板とが20mm以上離間していることを特徴とする。
【0018】この発明においては、異常放電を防止する
ことにより膜分布の不良化が防がれる。
【0019】請求項8に記載の発明は、請求項1から7
いずれかに記載の真空プラズマ処理装置において、前記
各給電棒に給電される交流電流の周波数は各々40MH
z以上100MHz以下と該周波数±2MHzであり、
前記各給電棒で形成される電極部への各々の交流電源入
力が各1.5kW以上5kW以下であることを特徴とす
る。
【0020】この発明においては、この条件において生
じやすい膜分布の不均一が防止される。
【0021】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、上記従来例と同一
の構成については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。図1に示したものは、本発明の実施形態として示し
た真空プラズマ処理装置である。図のように、横グリッ
ド30〜32が、上下の給電棒13a近傍と、縦グリッ
ド13bの長手方向略中央部とに設けられている。各横
グリッド30〜32は、全縦グリッド13bに渡って設
けられている。横グリッド30〜32が設けられていな
い場合にはガラス基板Kには図4に示したように給電棒
13aの近傍に厚膜領域Bが形成される。横グリッド3
0、31は、図2のようにこの厚膜領域Bに対向して位
置している。また、同様に横グリッド32はガラス基板
Kに形成される中央部の薄膜領域Aに対向して位置して
いる。これら横グリッド30〜32は導電体であり、板
状形状である。そして、その幅は縦グリッド13bの断
面における外周縁長さ(円周)と略同じである。さら
に、本例のプラズマCVD装置においては、防着板(ア
ース板)22とラダー電極Bとが、すべての部位におい
て20mm以上の間隔を隔てて設けられている。
【0022】このように構成されたプラズマCVD装置
では、給電棒にそれぞれ40MHz以上100MHz以
下と該周波数±2MHzであり、前記各給電棒で形成さ
れる電極部への各々の交流電源入力が各1.5kW以上
5kW以下の高周波を流す。横グリッド30〜32が設
けられていない場合には、図8に示すようにガラス基板
Kの膜分布が不均一になる。しかし、本例では横グリッ
ド30〜32によって膜厚の均一化を実現することがで
きる。膜厚の均一化は、詳細には以下のように実現され
る。図3(a)(b)に示したものは、給電棒13aによる膜
厚分布である。(a)は横グリッド32が設けられていな
い場合、(b)は横グリッド32が設けられている場合を
横グリッド32の高さ位置を照らし合わせて示したもの
である。実線と破線が、それぞれ一つの給電棒13aに
よって給電される高周波によって形成される膜厚を示し
ている。横グリッド32が設けられている場合、図のよ
うに横グリッド32によって高周波がいわばせき止めら
れた状態となり、横グリッド32の上流側近傍では膜厚
が厚くなり、下流側近傍では膜厚が薄くなる。このこと
により、上下の給電棒からの高周波分布を足し合わせる
と、図4に示すように中央部では十分な厚さの膜を得る
ことができ、薄膜領域の発生を抑制することができる。
また、横グリッド30,31においては、横グリッド3
1,32に沿って高周波分布が均一化するため、図2の
領域B’のように、厚膜部領域Bが左右に広がることに
より、膜厚を均一化させることができる。
【0023】また、横グリッド30〜32の幅が、縦グ
リッド13bの断面における外周縁長さと略同じである
ことにより、横グリッド30〜32におけるプラズマの
局所放電、プラズマの集中を防止して膜分布の均一化を
図ることができる。さらに、防着板22とラダー電極と
が、20mm以上の感覚を隔てて設けられていることに
より、異常放電を防止することができるため、膜分布の
不良化を防ぐことができる。
【0024】なお、以下のような変形例としてもよい。
図5のように、略一直線上に沿って、厚膜領域Bの間に
相対的に薄膜となっている領域に、各々横グリッド35
を設けてもよい。これにより、厚膜領域B間の薄膜領域
が厚膜化されるため、破線B”に示すようにさらに膜厚
を均一化させることができる。なお、横グリッド30,
31を設けず、横グリッド35のみを設けてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を得ることができる。請求項1に記載の発明
によれば、横グリッドが設けられていることにより、膜
分布が均一化される。請求項2に記載の発明によれば、
横グリッドがなければ給電棒近傍に形成される厚膜領域
が、給電棒によって均一化されるため、膜分布を均一化
することができる。請求項3に記載の発明によれば、横
グリッドがなければ縦グリッドの長手方向略中央部近傍
に形成されるシリコン膜がその他の部位に比べて部分的
に薄膜化している領域が厚膜化されるため、膜分布を均
一化することができる。請求項4に記載の発明によれ
ば、横グリッドがない場合に形成されるシリコン膜がそ
の他の部位に比べて部分的に薄膜化している領域が厚膜
化されるため、膜分布を均一化することができる。請求
項5に記載の発明によれば、横グリッドの幅は、電極縦
グリッドの断面における外周縁長さと略同じであるた
め、横グリッドにおけるプラズマの局所放電、プラズマ
の集中を防止することができる。請求項6に記載の発明
によれば、厚膜領域または薄膜領域と均一な領域とが存
在している場合でも、横グリッドの近傍においてのみ均
一化を図ることができる。請求項7に記載の発明によれ
ば、異常放電を防止することができるため、膜分布の不
良化が防がれる。請求項8に記載の発明によれば、所定
条件下において生じやすい膜分布の不均一化を防止して
膜分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態として示した真空プラズ
マ処理装置が備えるラダー電極の周辺を示した斜視図で
ある。
【図2】 同真空プラズマ処理装置において、横グリッ
ドの位置と従来発生した薄膜領域及び厚膜領域との位置
関係とを示した図である。
【図3】 同真空プラズマ処理装置において、横グリッ
ドによって厚膜化される状態を示した図である。
【図4】 同真空プラズマ処理装置において、横グリッ
ドによって厚膜化される状態を示した図である。
【図5】 変形例として示した真空プラズマ処理装置に
おいて、横グリッドの位置と従来発生した薄膜領域及び
厚膜領域との位置関係とを示した図である。
【図6】 真空プラズマ処理装置の概略を示した図であ
る。
【図7】 従来の真空プラズマ処理装置が備えるラダー
電極の周辺を示した斜視図である。
【図8】 同真空プラズマ処理装置において発生するお
それのあるガラス基板の製膜状態を示した図である。
【符号の説明】
13 ラダー電極 13a 給電棒 13b 縦グリッド 30〜32,35 横グリッド 22 防着板(アース板) A 薄膜領域 B 厚膜領域 K ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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) 4K030 BA29 CA06 FA03 JA03 JA16 JA18 KA15 5F045 AA08 BB02 DP09 EH04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板が対向配置される電極を備
    え、該電極は、一対の給電棒と、これらを電気的に接続
    する複数の平行な縦グリッドとを備えた真空プラズマ処
    理装置において、 前記縦グリッドに直交し、これらを電気的に接続する横
    グリッドが設けられていることを特徴とする真空プラズ
    マ処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の真空プラズマ処理装置
    において、 前記横グリッドは、前記給電棒近傍に設けられているこ
    とを特徴とする真空プラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の真空プラズマ
    処理装置において、 前記横グリッドは、前記縦グリッドの長手方向略中央部
    に設けられていることを特徴とする真空プラズマ処理装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3いずれかに記載の真空プ
    ラズマ処理装置において、 前記横グリッドは、該横グリッドが設けられていない状
    態において前記ガラス基板に形成されるシリコン膜がそ
    の他の部位に比べて部分的に薄膜化している領域に対向
    した位置に設けられていることを特徴とする真空プラズ
    マ処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から4いずれかに記載の真空プ
    ラズマ処理装置において、 前記横グリッドの幅は、電極の縦グリッドの断面におけ
    る外周縁長さと略同じであることを特徴とする真空プラ
    ズマ処理装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から5いずれかに記載の真空プ
    ラズマ処理装置において、 前記横グリッドは、略一直線上に沿って複数個が設けら
    れていることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
  7. 【請求項7】 ガラス基板が対向配置される電極と、さ
    らに該電極に対向したアース板とが設けられ、前記電極
    は、一対の給電棒と、これらを電気的に接続する複数の
    平行な縦グリッドとを備えた真空プラズマ処理装置にお
    いて、 前記電極と、前記アース板とが20mm以上離間してい
    ることを特徴とする真空プラズマ処理装置。
  8. 【請求項8】 請求項1から7いずれかに記載の真空プ
    ラズマ処理装置において、 前記各給電棒に給電される交流電流の周波数は各々40
    MHz以上100MHz以下と該周波数±2MHzであ
    り、前記各給電棒で形成される電極部への各々の交流電
    源入力が各1.5kW以上5kW以下であることを特徴
    とする真空プラズマ処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007211292A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 薄膜製造装置及び太陽電池の製造方法

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