JP2004079744A - プラズマｃｖｄ製膜装置 - Google Patents
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
【課題】製膜速度、膜厚の均一性を向上することを課題とする。
【解決手段】真空容器１１と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータ２１と、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極１４と、この放電用電極に接続された高周波電源２０と、前記真空容器内に前記電極の基板側と異なる側を囲むように配置された製膜ユニット１６と、前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段２１とを具備し、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ製膜装置。
【選択図】 図１
【解決手段】真空容器１１と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータ２１と、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極１４と、この放電用電極に接続された高周波電源２０と、前記真空容器内に前記電極の基板側と異なる側を囲むように配置された製膜ユニット１６と、前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段２１とを具備し、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ製膜装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜トランジスタ、光センサ、半導体保護膜など各種電子デバイスに使用されるプラズマＣＶＤ製膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非晶質シリコン太陽電池を製造するために適用されるプラズマＣＶＤ製膜装置として、図４に示すものが知られている。
【０００３】
図中の符番１はアース線２に接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ３及び放電用電極４が対向して配置されている。前記基板加熱用ヒータ２の内側には基板５が支持されている。前記放電用電極４は箱状の製膜用ユニット６の上部開口部分に支持されている。前記真空容器１には、図示しないが、真空容器１内に原料ガスを導入する原料ガス導入管が連通されているとともに、排気管を介して真空ポンプが接続されている。前記放電用電極４には、高周波電源７が電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のプラズマＣＶＤ製膜装置においては、印加高周波の波長が十分に長いため、直流的なアースは実質的に高周波的なアースと考えられて問題がないとされてきた。しかし、近年、ＶＨＦ帯の電源を用いたプラズマＣＶＤ装置が注目されるようになってきたが、この場合、直流的なアースが高周波的には充分なアースとならない問題が生じた。
【０００５】
即ち、本来、アース電位となるべき場所が、高周波的には充分なアースとなっていないため、投入した高周波電力が、本来消費されるべき場所で消費されにくい状況が生じた。従って、従来の装置では、基板に形成される製膜の均一性が十分でなく、また製膜速度も十分でなかった。
【０００６】
また、本出願人は、先に「高周波プラズマ発生装置及び方法」として、製膜ユニットと基板ヒータとを導電性の接続手段で接続する提案をした（特開２００２−１３４４１５）。しかし、係る発明でも、製膜の均一性、製膜速度の点で充分ではなかった。
【０００７】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段を備え、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることにより、従来と比べ良好な均一性及び製膜速度が得られるプラズマＣＶＤ製膜装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源と、前記真空容器内に前記電極の基板側と異なる側を囲むように配置された製膜ユニットと、前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段とを具備し、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ製膜装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に具体的に説明する。
本発明は、上記したように、基板加熱用ヒータと製膜ユニットを接地強化用接続手段により電気的に接続させ、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることを特徴とする。具体的には、図５に示すように、基板加熱用ヒータ３と製膜ユニット６とを最短の位置で接地強化用接続手段８により接続させるものである。ここで、「接地強化」とは、高周波的なアースを強化するため、十分低いインピーダンスで製膜ユニット（チャンバーアース）と基板加熱用ヒータとを接続することを意味する。具体的には、後述する図１に開示したような表面積の広い板状の接地強化用ＳＵＳ箔を用いて基板加熱用ヒータと製膜ユニットとを最短距離で接地する。また、図１のＳＵＳ箔の代わりに図２のようなＳＵＳリボン、あるいは図３に示すような撚り線を用いてもよい。
【００１０】
本発明において、「給電部基準点」とは放電用電極に給電している点を意味し、「接地基準点」とは給電点に最も近い対向電極の接地点を意味する。具体的には、図１における放電用電極の点Ｐが給電部基準点であり、点Ｑが基板用加熱ヒータ（対向電極を兼ねる）の接地基準点を示す。
【００１１】
本発明において、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内に設定した理由は、経路長が１／２波長を越えると、接地強化によるプラズマ密度の向上及びプラズマの均一化の効果が小さくなるからである。
【００１２】
本発明において、前記接地強化用接続手段は、少なくとも２箇所で前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットとを接続することが好ましい。従って、後述する実施例のように２箇所でもよいし、３箇所以上で接続してもよい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ製膜装置ついて図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１（Ａ）は同装置の全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一構成要素である接地強化用ＳＵＳ箔の説明図を示す。なお、下記実施例に述べた各部材の数値、材質は一例を示すもので、本発明はこれらに限定されない。
【００１４】
図中の符番１１はアース線１２に接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ１３、及びガス流れ用の多数の格子状穴（図示せず）が形成された放電用電極１４が対向して配置されている。ここで、基板用加熱用ヒータ１３は対向電極を兼ねている。前記基板加熱用ヒータ１３の内側には基板１５が支持されている。前記放電用電極１４は、前記基板１５と反対側の放電用電極１４を支持しながら囲む箱状の製膜ユニット１６により開口部分に支持されている。
【００１５】
前記製膜ユニット１６には、ガスを導入する導入手段としての原料ガス導入管１７が連通され、この原料ガス導入管１７から製膜ユニット１６の内部、放電用電極の格子状穴を通って放電用電極１４と基板１５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記放電用電極１４には、同軸ケーブル１８を介してインピーダンス整合器１９、電源周波数が３０〜３００ＭＨｚの高周波電源２０が順次電気的に接続されている。
【００１６】
前記基板加熱用ヒータ１３と製膜ユニット１５とは、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように板状の接地強化用ＳＵＳ箔（接地強化用接続手段）２１により２箇所で接続されている。ここで、給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑまでの経路長は、１／２波長以下である。また、前記ＳＵＳ箔２１の形状は、例えば給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑとの距離が３５ｍｍで、幅１００ｍｍである。前記反応容器１１には、ガスを排気する排気手段としての排気管２２を介して真空ポンプ２３が接続されている。
【００１７】
上記実施例によれば、基板加熱用ヒータ１３と製膜ユニット１６とが接地強化用接続手段としての板状の接地強化用ＳＵＳ箔２１により２箇所で接続され、かつ給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑまでの経路長が１／２波長以下に設定された構造であるので、従来装置と比較して製膜速度が向上するとともに、膜厚の均一性も向上できる。事実、従来装置（従来技術）及び本実施例装置（本発明）による製膜速度（相対値）、膜厚均一性は下記表１のとおりである。
【００１８】
【表１】
表１より、本発明が従来技術と比較して製膜速度及び膜厚均一性の点で優れることが明らかである。
【００１９】
なお、上記実施例では、接地強化用接続手段として図１に示すような板状の接地強化用ＳＵＳ箔を用いた場合について述べたが、これに限らず、図２に示すように複数の接地強化用ＳＵＳリボン３１、あるいは図３に示すように複数の接地強化用撚り線３２を用いてもよい。また、ＳＵＳ箔を用いて２箇所で基板加熱用ヒータと製膜ユニットとの接地強化を行なったが、これに限らず、３箇所以上で設置強化を行なってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段を備え、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることにより、従来と比べ良好な均一性及び製膜速度が得られるプラズマＣＶＤ製膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ製膜装置の説明図。
【図２】図１の装置の一構成である接地強化用接続手段の変形例を示す説明図。
【図３】図１の装置の一構成である接地強化用接続手段のその他の変形例を示す説明図。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ製膜装置の説明図。
【図５】本発明に係るプラズマＣＶＤ製膜装置の概略説明図。
【符号の説明】
１１…真空容器、
１２…アース線、
１３…基板用加熱ヒータ、
１４…放電用電極、
１５…基板、
１６…製膜ユニット、
１７…原料ガス導入管（導入手段）、
１８…同軸ケーブル、
１９…インピーダンス整合器、
２０…高周波電源、
２１…接地強化用ＳＵＳ箔（接地強化用接続手段）
２２…排気管（ガス排気手段）、
２３…真空ポンプ、
３１…接地強化用ＳＵＳリボン、
３２…接地強化用撚り線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜トランジスタ、光センサ、半導体保護膜など各種電子デバイスに使用されるプラズマＣＶＤ製膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非晶質シリコン太陽電池を製造するために適用されるプラズマＣＶＤ製膜装置として、図４に示すものが知られている。
【０００３】
図中の符番１はアース線２に接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ３及び放電用電極４が対向して配置されている。前記基板加熱用ヒータ２の内側には基板５が支持されている。前記放電用電極４は箱状の製膜用ユニット６の上部開口部分に支持されている。前記真空容器１には、図示しないが、真空容器１内に原料ガスを導入する原料ガス導入管が連通されているとともに、排気管を介して真空ポンプが接続されている。前記放電用電極４には、高周波電源７が電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のプラズマＣＶＤ製膜装置においては、印加高周波の波長が十分に長いため、直流的なアースは実質的に高周波的なアースと考えられて問題がないとされてきた。しかし、近年、ＶＨＦ帯の電源を用いたプラズマＣＶＤ装置が注目されるようになってきたが、この場合、直流的なアースが高周波的には充分なアースとならない問題が生じた。
【０００５】
即ち、本来、アース電位となるべき場所が、高周波的には充分なアースとなっていないため、投入した高周波電力が、本来消費されるべき場所で消費されにくい状況が生じた。従って、従来の装置では、基板に形成される製膜の均一性が十分でなく、また製膜速度も十分でなかった。
【０００６】
また、本出願人は、先に「高周波プラズマ発生装置及び方法」として、製膜ユニットと基板ヒータとを導電性の接続手段で接続する提案をした（特開２００２−１３４４１５）。しかし、係る発明でも、製膜の均一性、製膜速度の点で充分ではなかった。
【０００７】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段を備え、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることにより、従来と比べ良好な均一性及び製膜速度が得られるプラズマＣＶＤ製膜装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源と、前記真空容器内に前記電極の基板側と異なる側を囲むように配置された製膜ユニットと、前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段とを具備し、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ製膜装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に具体的に説明する。
本発明は、上記したように、基板加熱用ヒータと製膜ユニットを接地強化用接続手段により電気的に接続させ、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることを特徴とする。具体的には、図５に示すように、基板加熱用ヒータ３と製膜ユニット６とを最短の位置で接地強化用接続手段８により接続させるものである。ここで、「接地強化」とは、高周波的なアースを強化するため、十分低いインピーダンスで製膜ユニット（チャンバーアース）と基板加熱用ヒータとを接続することを意味する。具体的には、後述する図１に開示したような表面積の広い板状の接地強化用ＳＵＳ箔を用いて基板加熱用ヒータと製膜ユニットとを最短距離で接地する。また、図１のＳＵＳ箔の代わりに図２のようなＳＵＳリボン、あるいは図３に示すような撚り線を用いてもよい。
【００１０】
本発明において、「給電部基準点」とは放電用電極に給電している点を意味し、「接地基準点」とは給電点に最も近い対向電極の接地点を意味する。具体的には、図１における放電用電極の点Ｐが給電部基準点であり、点Ｑが基板用加熱ヒータ（対向電極を兼ねる）の接地基準点を示す。
【００１１】
本発明において、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内に設定した理由は、経路長が１／２波長を越えると、接地強化によるプラズマ密度の向上及びプラズマの均一化の効果が小さくなるからである。
【００１２】
本発明において、前記接地強化用接続手段は、少なくとも２箇所で前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットとを接続することが好ましい。従って、後述する実施例のように２箇所でもよいし、３箇所以上で接続してもよい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ製膜装置ついて図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１（Ａ）は同装置の全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一構成要素である接地強化用ＳＵＳ箔の説明図を示す。なお、下記実施例に述べた各部材の数値、材質は一例を示すもので、本発明はこれらに限定されない。
【００１４】
図中の符番１１はアース線１２に接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ１３、及びガス流れ用の多数の格子状穴（図示せず）が形成された放電用電極１４が対向して配置されている。ここで、基板用加熱用ヒータ１３は対向電極を兼ねている。前記基板加熱用ヒータ１３の内側には基板１５が支持されている。前記放電用電極１４は、前記基板１５と反対側の放電用電極１４を支持しながら囲む箱状の製膜ユニット１６により開口部分に支持されている。
【００１５】
前記製膜ユニット１６には、ガスを導入する導入手段としての原料ガス導入管１７が連通され、この原料ガス導入管１７から製膜ユニット１６の内部、放電用電極の格子状穴を通って放電用電極１４と基板１５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記放電用電極１４には、同軸ケーブル１８を介してインピーダンス整合器１９、電源周波数が３０〜３００ＭＨｚの高周波電源２０が順次電気的に接続されている。
【００１６】
前記基板加熱用ヒータ１３と製膜ユニット１５とは、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように板状の接地強化用ＳＵＳ箔（接地強化用接続手段）２１により２箇所で接続されている。ここで、給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑまでの経路長は、１／２波長以下である。また、前記ＳＵＳ箔２１の形状は、例えば給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑとの距離が３５ｍｍで、幅１００ｍｍである。前記反応容器１１には、ガスを排気する排気手段としての排気管２２を介して真空ポンプ２３が接続されている。
【００１７】
上記実施例によれば、基板加熱用ヒータ１３と製膜ユニット１６とが接地強化用接続手段としての板状の接地強化用ＳＵＳ箔２１により２箇所で接続され、かつ給電部基準点Ｐから接地基準点Ｑまでの経路長が１／２波長以下に設定された構造であるので、従来装置と比較して製膜速度が向上するとともに、膜厚の均一性も向上できる。事実、従来装置（従来技術）及び本実施例装置（本発明）による製膜速度（相対値）、膜厚均一性は下記表１のとおりである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
なお、上記実施例では、接地強化用接続手段として図１に示すような板状の接地強化用ＳＵＳ箔を用いた場合について述べたが、これに限らず、図２に示すように複数の接地強化用ＳＵＳリボン３１、あるいは図３に示すように複数の接地強化用撚り線３２を用いてもよい。また、ＳＵＳ箔を用いて２箇所で基板加熱用ヒータと製膜ユニットとの接地強化を行なったが、これに限らず、３箇所以上で設置強化を行なってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段を備え、給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にすることにより、従来と比べ良好な均一性及び製膜速度が得られるプラズマＣＶＤ製膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ製膜装置の説明図。
【図２】図１の装置の一構成である接地強化用接続手段の変形例を示す説明図。
【図３】図１の装置の一構成である接地強化用接続手段のその他の変形例を示す説明図。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ製膜装置の説明図。
【図５】本発明に係るプラズマＣＶＤ製膜装置の概略説明図。
【符号の説明】
１１…真空容器、
１２…アース線、
１３…基板用加熱ヒータ、
１４…放電用電極、
１５…基板、
１６…製膜ユニット、
１７…原料ガス導入管（導入手段）、
１８…同軸ケーブル、
１９…インピーダンス整合器、
２０…高周波電源、
２１…接地強化用ＳＵＳ箔（接地強化用接続手段）
２２…排気管（ガス排気手段）、
２３…真空ポンプ、
３１…接地強化用ＳＵＳリボン、
３２…接地強化用撚り線。
Claims (3)
- 真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源と、前記真空容器内に前記電極の基板側と異なる側を囲むように配置された製膜ユニットと、前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットを電気的に接続する接地強化用接続手段とを具備し、
給電部基準点から接地基準点までの経路長を波長の１／２以内にしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ製膜装置。 - 前記接地強化用接続手段は、平面形状が四角形のＳＵＳ箔、複数のＳＵＳリボン、複数の撚り線のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ製膜装置。
- 前記接地強化用接続手段は、少なくとも２箇所で前記基板加熱用ヒータと前記製膜ユニットとを接続することを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のプラズマＣＶＤ製膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002237380A JP2004079744A (ja) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | プラズマｃｖｄ製膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002237380A JP2004079744A (ja) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | プラズマｃｖｄ製膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004079744A true JP2004079744A (ja) | 2004-03-11 |
Family
ID=32021151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002237380A Pending JP2004079744A (ja) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | プラズマｃｖｄ製膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004079744A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011640A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2002134415A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高周波プラズマ発生装置及び方法 |
-
2002
- 2002-08-16 JP JP2002237380A patent/JP2004079744A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011640A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2002134415A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高周波プラズマ発生装置及び方法 |
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