JP2009065023A - 真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製膜されるシリコン薄膜の面積を大きくしても、シリコン薄膜の膜厚分布のばらつきをおさえることができる真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法を提供する。
【解決手段】 電源部１７から高周波電力が給電点５３，５４に供給され、対向電極に設置した基板との間にプラズマを形成する放電電極３ａと、放電電極３ａに供給される高周波電力の位相および振幅を、給電点５３，５４のそれぞれにおいて調節する複数の整合器１３ａｔ，１３ａｂと、を備え、整合器１３ａｔ，１３ａｂのインピーダンスは、給電点５３，５４間における高周波電力の位相差に基づいて調節されることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法に関し、特に、プラズマを用いて基板に処理を行う真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法に関する。

近年、薄膜太陽電池の生産性の向上を図るため、高品質なシリコン薄膜を高速かつ大面積で製膜することが重要視されている。
そのため、高品質なシリコン薄膜を高速で製膜するために、シリコン薄膜の製膜条件を、高ガス圧（１ｋＰａより高い圧力）化、印加する高周波電力の高周波数化、電極と基板との間の距離の狭ギャップ化する傾向にある。

一方、シリコン薄膜の面積を大面積化するために、電極上における高周波電力の定在波がシリコン薄膜の品質低下の原因であるため、上記定在波の影響低減を目的として、電極の分割や、電極に供給される高周波電力の位相を変調する方式、つまり位相変調方式などが用いられている。
上述の位相変調方式は、１つの電極に複数の電極点を設け、各給電点に給電する高周波の位相差を時間的に変化させるものである（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３３１６４９０号公報

しかしながら、上述の位相変調方式では、位相変調を行っている状態であっても、電極における完全に電力の反射をなくすことができない。

具体的には、同位相などの固定した位相でマッチングを取り、電極における高周波電力の反射を略ゼロにした場合であっても、電極に供給する高周波電力の位相差を変えると、放電位置の違いにより時間的にインピーダンスが変化するため、電極における高周波電力の反射が増加していた。つまり、最適な放電条件とならないという問題があった。

さらに、位相変調を行う複数の整合器が同じ電極に接続されるため、自動的に位相変調を行って高周波電力の整合を取ろうとすると、高周波電力の干渉が発生し、マッチングした条件に収束しないという問題があった。

位相変調により反射を低減できない場合には、電極に供給される高周波電力の利用効率が低くなる。すると、シリコン薄膜の製造する際のプロセスコストが高くなるという問題があった。ひいては、シリコン薄膜を用いた製品の競争力が低下するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、製膜されるシリコン薄膜の面積を大きくしても、シリコン薄膜の膜厚分布のばらつきをおさえることができる真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の真空処理装置は、電源部から高周波電力が給電点に供給され、対向電極に設置した基板との間にプラズマを形成する放電電極と、該放電電極に供給される高周波電力の位相および振幅を、前記給電点のそれぞれにおいて調節する複数の整合器と、を備え、前記整合器のインピーダンスは、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて調節されることを特徴とする。

本発明によれば、給電点間における高周波電力の位相差に基づいて、整合器のインピーダンスを調節するため、放電電極における高周波電力の反射が抑制される。
そのため、高周波電力の利用効率や給電効率が向上するとともに、放電電極と基板との間の放電安定性が向上する。

上記発明においては、前記複数の給電点に供給される高周波電力の電力は、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて、前記給電点ごとに調節されることが望ましい。

本発明によれば、各給電点に供給される高周波電力の電力を調節するため、電力調節を行わない場合と比較して、放電電極における反射の発生の抑制と、放電電極と基板との間の放電の均一性とを確保しやすい。

上記発明においては、前記整合器には、前記放電電極に供給される前記高周波電力の位相を設定値に調節する位相調節部と、前記高周波電力の振幅を設定値に調節する振幅調節部と、が設けられ、前記整合器のインピーダンスは、前記位相調節部および前記振幅調節部の少なくとも一方の前記設定値を制御することにより調節されることが望ましい。

本発明によれば、位相調節部および振幅調節部の少なくとも一方の設定値を制御することにより、整合器のインピーダンスの値を調節することができる。

上記発明においては、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に対応する前記位相調節部の設定値と、前記振幅調節部の設定値とは、予め定められていることが望ましい。

本発明によれば、給電点間における高周波電力の位相差に対応した位相調節部の設定値および振幅調節部の設定値を予め定めることにより、上記位相差に基づいて位相調節部の設定値および振幅調節部の設定値を自動調節する方法と比較して、放電電極における高周波電力の反射が確実に抑制される。
つまり、自動調節する方法では、複数の整合器の間で干渉が発生し、放電電極における高周波電力の反射が確実に抑制されない恐れがあるが、予め、給電点間における高周波電力の位相差に対応して、放電電極における高周波電力の反射が抑制される位相調節部の設定値および振幅調節部の設定値を定めておくことにより、確実に、放電電極における高周波電力の反射が抑制される。

上記発明においては、前記位相調節部には、前記設定値の変更速度が遅く、かつ変更幅の広い第１位相調節部と、前記設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２位相調節部と、が設けられ、前記振幅調節部には、前記設定値の変更速度が遅く、かつ変更幅の広い第１振幅調節部と、前記設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２振幅調節部と、が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、位相調節部は、第１位相調節部と第２位相調節部とを組み合わせ、振幅調節部は、第１振幅調節部と第２振幅調節部とを組み合わせたものであるため、位相変調に対する整合器のインピーダンスの値の追従性が良くなる。
つまり、設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２位相調節部および第２振幅調節部を用いて、位相変調に対する整合器のインピーダンスの値の追従を行うことで、追従性がよくなる。一方で、追従性が要求されない場合には、第１位相調節部および第１振幅調節部を用いることで、第２位相調節部および第２振幅調節部では対応できない程、設定値の変更幅が広い場合にも対応できる。

上記発明においては、前記高周波電力は、電力が供給される供給期間と、供給が停止される停止期間とを繰り返しながら供給され、前記位相調節部および前記振幅調節部の少なくとも一方は、前記停止期間の間に前記設定値が変更されることが望ましい。

本発明によれば、整合器のインピーダンスの値、つまり位相調節部および振幅調節部の少なくとも一方の設定値の変更速度が、高周波電力における位相変調速度より遅い場合であっても、高周波電力の停止期間中に上述の設定値を変更することにより、電力が供給される供給期間に、放電電極において発生する高周波電力の反射を抑制できる。

さらに、停止期間に位相調節部および振幅調節部の少なくとも一方の設定値を変更することから、放電電極において発生する高周波電力の反射抑制を考慮することなく設定値を変更できるため、電力が供給されている間に設定値を変更する場合と比較して、大きな範囲で設定値を変更できる。

位相調節部および振幅調節部からなる整合回路を複数設ける方法と比較して、位相調節部および振幅調節部の数を減らすことができるため、本発明の真空処理装置を用いた薄膜等の製造に要するコストの低減を図ることができる。

上記発明においては、前記放電電極は複数設けられ、隣接する前記放電電極の一方の放電電極に前記高周波電力が供給されている間は、他方の放電電極への前記高周波電力の供給は停止され、前記一方の放電電極への前記高周波電力の供給が停止されている間は、前記他の放電電極に前記高周波電力は供給されていることが望ましい。

本発明によれば、複数の放電電極のうち隣接する放電電極の間での放電領域が異なるため、プラズマが繋がることがなく、干渉が防止される。そのため、複数の放電電極における高周波電力の反射の発生が抑制される。
さらに、複数の放電電極と基板との間における放電分布の均一化が図られる。

上記発明においては、前記整合器には、前記放電電極に供給される前記高周波電力の位相を調節する位相調節部と、前記高周波電力の振幅を調節する振幅調節部とからなる整合回路が複数設けられ、前記整合器のインピーダンスは、前記整合回路を切り替えることにより調節されることが望ましい。

本発明によれば、位相調節部および振幅調節部からなる整合回路を切り替えることにより、整合器のインピーダンスの値が調節されるため、位相調節部および振幅調節部の設定値の少なくとも一方を調節する方法と比較して、より短い時間で整合器のインピーダンスの値が調節される。
つまり、整合回路の切り替えは、位相調節部および振幅調節部の設定値変更よりも動作時間が短いスイッチング素子などの素子を用いて実現される。そのため、整合回路を切り替えることにより、短い時間で整合器のインピーダンスの値を調節することができる。

本発明の真空処理装置の給電装置は、高周波電力を放電電極の給電点に供給する電源部と、前記放電電極に供給される高周波電力の位相および振幅を、前記給電点のそれぞれにおいて調節する複数の整合器と、が設けられ、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて、前記整合器のインピーダンスが調節されることを特徴とする。

本発明によれば、給電点間における高周波電力の位相差に基づいて、整合器のインピーダンスを調節するため、放電電極における高周波電力の反射が抑制される。

本発明の製膜方法は、対向電極に設置した基板との間にプラズマを形成する放電電極に設けられた複数の給電点に供給された高周波電力の位相差であって、前記複数の給電点間における位相差を制御する位相差制御ステップと、前記複数の給電点に供給される高周波電力の位相および振幅を、それぞれ調節する複数の整合器のインピーダンスを調節するインピーダンス調節ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、給電点間における高周波電力の位相差に基づいて、整合器のインピーダンスを調節するため、放電電極における高周波電力の反射が抑制される。

本発明の製膜時における給電方法は、放電電極に設けられた複数の給電点に供給される高周波電力における位相差であって、前記複数の給電点間における位相差を制御する位相差制御ステップと、前記複数の給電点に供給される高周波電力の位相および振幅を、それぞれ調節する複数の整合器のインピーダンスを調節するインピーダンス調節ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、給電点間における高周波電力の位相差に基づいて、整合器のインピーダンスを調節するため、放電電極における高周波電力の反射が抑制される。

本発明の真空処理装置、真空処理装置の給電装置、製膜方法、および製膜時における給電方法によれば、給電点間における高周波電力の位相差に基づいて、整合器のインピーダンスを調節するため、放電電極における高周波電力の反射が抑制されることにより、高周波電力の利用効率や給電効率が向上するという効果を奏する。また、給電が安定化するため、製膜されるシリコン薄膜の面積を大きくしても、シリコン薄膜の膜厚分布のばらつきをおさえることができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図８を参照して説明する。
図１は、本実施形態の薄膜製造装置の構成を示す概略図であり、薄膜製造装置の側面から見た図である。

本実施形態においては、本発明を製膜条件として製膜圧力が高く、電極基板間の放電距離が狭い高圧狭ギャップ条件により、アモルファス太陽電池や微結晶太陽電池や液晶ディスプレイ用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などに用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン、窒化シリコン等からなる膜の高速製膜処理を行うことが可能な薄膜製造装置に適用して説明する。

薄膜製造装置（真空処理装置）１には、図１に示すように、真空容器である製膜室６と、導電性の板である対向電極２と、対向電極２の温度分布を均一化する均熱板５と、均熱板５および対向電極２を保持する均熱板保持機構１１と、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３と、膜が形成される範囲を制限する防着板４と、防着板４を支持する支持部７と、高周波電力を放電電極３に供給する給電装置９と、製膜室６内の気体を排気する高真空排気部３１および低真空排気部３５と、製膜室６を保持する台３７と、が設けられている。
なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。

給電装置９には、高周波電力を供給する高周波電源（電源部）１７と、高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂと、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂと、が設けられている。

製膜室６は真空容器であり、その内部で基板８に微結晶シリコンｉ層など製膜するものである。製膜室６は台３７上に角度αだけ傾けて保持される。傾きの角度αはｚ方向（鉛直方向）に対して７°から１２°までの範囲内の所定角度である。
製膜室６を傾けて保持することで、対向電極２における基板８における製膜処理面の法線が、ｘ方向に対して角度αだけ上（ｚ方向）に向く。このように基板８を垂直から僅かに傾けることは、装置の設置スペースの増加を抑えながら基板８の自重を利用して少ない手間で基板８を保持することができ、更に基板８と対向電極２の密着性を向上して基板８の温度分布と電位分布とを均一化することができて好ましい。

対向電極２は、基板８を保持可能な保持手段（図示せず）を有する非磁性材料の導電性の板である。セルフクリーニングを行う場合は耐フッ素ラジカル性を備えることが好ましく、ニッケル合金やアルミやアルミ合金の板を使用することが望ましい。
対向電極２は、放電電極３に対向する電極（例えば接地側電極）となる。対向電極２は、一方の面が均熱板５の表面と密接し、製膜時に他方の面が基板８の表面と密接する。

均熱板５は、内部に温度制御された熱媒体を循環したり、または温度制御されたヒーターを組み込んだりすることで、自身の温度を制御して、全体が概ね均一な温度を有し、接触している対向電極２の温度を均一化する機能を有する。
上述の熱媒体は非導電性媒体であり、水素やヘリウムなどの高熱伝導性ガス、フッ素系不活性液体、不活性オイル、及び純水等が熱媒体として使用できる。中でも１５０℃から２５０℃の範囲でも圧力が上がらずに制御が容易であることから、フッ素系不活性液体（例えば商品名：ガルデン、Ｆ０５など）の使用が好適である。

均熱板保持機構１１は、均熱板５及び対向電極２を製膜室６の側面（図１の右側の側面）に対して略平行となるように保持するとともに、均熱板５、対向電極２および基板８を、放電電極３に接近離間可能に保持するものである。
均熱板保持機構１１は、製膜時に均熱板５等を放電電極３に接近させて、基板８を放電電極３から、例えば３ｍｍから１０ｍｍの範囲内に位置させることができる。

防着板４は、接地されプラズマの広がる範囲を抑えることにより、膜が製膜される範囲を制限するものである。本実施形態の場合、図１に示すように、製膜室６の内側における防着板４の後ろ側（基板８と反対の側）の壁に膜が製膜されないようにしている。

支持部７は、製膜室６の側面（図１における左側の側面）から内側へ垂直に延びている部材である。支持部７は防着板４と結合され、放電電極３における対向電極２と反対側の空間を覆うように防着板４を保持している。それと共に、支持部７は放電電極３と絶縁的に結合され、放電電極３を製膜室６の側面（図１における左側の側面）に対して略平行に保持している。

高真空排気部３１は、粗引き排気された製膜室６内の気体をさらに排気して、製膜室６内を高真空とする高真空排気用の真空ポンプである。弁３２は、高真空排気部３１と製膜室６との経路を開閉する弁である。
低真空排気部３５は、初めに製膜室６内の気体を排気して、製膜室６内を低真空とする粗引き排気用の真空ポンプである。弁３４は、低真空排気部３５と製膜室６との経路を開閉する。

台３７は、上面に配置された保持部３６を介して製膜室６を保持するものである。台３７の内部には低真空排気部３５が配置される領域が形成されている。

図２は、図１の薄膜製造装置の構成の一部を示す部分斜視図である。図３は、図１の複数の放電電極に対する電力の供給を説明する概略図である。
本実施形態においては、１つの製膜室６について８個の放電電極３を備えた薄膜製造装置１に適用して説明するが、放電電極３の数は８個よりも多くてもよいし、少なくてもよく、特に限定するものではない。
放電電極３のサイズは、真空中およびプラズマ生成時の高周波波長による定在波の影響が生ずるサイズである。具体的には、放電電極３のサイズをＬ、波長をλとすると、Ｌ＞λ／４の関係が成立するサイズであることが望ましい。

製膜室６には、図２および図３に示すように、８個の放電電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ（以下、放電電極３ａ〜３ｈと表記する。）が備えられている。
放電電極３ａの給電点（端部）５３側には、整合器１３ａｔと、高周波給電伝送路１４ａと、同軸給電部１２ａと、熱媒体供給管１５ａおよび原料ガス配管１６ａが設けられている。また、給電点（端部）５４側には、整合器１３ａｂと、高周波給電伝送路１４ｂと、同軸給電部１２ｂと、熱媒体供給管１５ｂおよび原料ガス配管１６ｂが設けられている。

同様に、放電電極３ｂ〜３ｈのそれぞれに対して、給電点５３側には、整合器１３ｂｔ〜１３ｈｔと、高周波給電伝送路１４ａと、同軸給電部１２ａと、熱媒体供給管１５ａおよび原料ガス配管１６ａがそれぞれ設けられている。また、給電点５４側には、整合器１３ｂｂ〜１３ｈｂと、高周波給電伝送路１４ｂと、同軸給電部１２ｂと、熱媒体供給管１５ｂおよび原料ガス配管１６ｂがそれぞれ設けられている。
なお、図２においては、図を見やすくするために整合器１３ａｔ，１３ａｂ，１３ｈｔのみを表示し、他の整合器の表示を省略している。図３においては、放電電極３ａについてのみ電力の供給系統を示している。

放電電極３ａ〜３ｈの給電点５３の近傍には、原料ガス配管１６ａが接続されている。同様に、放電電極３ａ〜３ｈの給電点５４の近傍には、原料ガス配管１６ｂが接続されている。原料ガス配管１６ａ，１６ｂからは、放電電極３ａ〜３ｈに原料ガスが供給され、放電電極３ａ〜３ｈは、この原料ガスを対向電極２側（図２中の右側）へ略均一に放出している。

放電電極３ａの給電点５３および給電点５４には、図３に示すように、高周波電源１７から分配器１９により分配された高周波電力が供給されている。
分配器１９と給電点５３との間には、分配器１９側から順に、位相器２０、増幅器２１ａおよび整合器１３ａｔが配置されている。一方、分配器１９と給電点５４との間には、分配器１９側から順に、増幅器２１ｂおよび整合器１３ａｂが配置されている。
なお、放電電極３ｂ〜３ｈについても、放電電極３ａと同様に分配器１９などが配置されている。

位相器２０は、高周波電源１７から給電点５３に供給される高周波電力の位相を制御するものであり、制御部２２により制御されるものである。なお、位相器２０の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
増幅器２１ａ，２１ｂは、それぞれ高周波電源１７から給電点５３および給電点５４に供給される高周波電力の振幅を制御するものであり、制御部２２におり制御されるものである。なお、増幅器２１ａ，２１ｂの構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。

制御部２２は、位相器２０および増幅器２１ａ，２１ｂを制御することにより、放電電極３ａ〜３ｈに供給される高周波電力の位相や振幅を制御するとともに、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂにおけるインピーダンスの値を制御するものである。
制御部２２における整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂのインピーダンスの値の制御については、下記の薄膜製造装置１における給電方法の説明において説明する。

図１に示すように、電極３a〜３ｈと平行な位置には、基板８を乗せる対向（接地）電極２が配置され、電極３a〜３ｈと対向（接地）電極２との間には、高周波電力が給電されることによりプラズマが生成される。
具体的には、高周波電源１７から分配器１９、位相器２０、高周波給電伝送路１４ａ、増幅器２１ａ、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ、同軸給電部１２ａの順に介して放電電極３ａ〜３ｈの給電点５３にそれぞれ高周波電力が供給される。同様に、高周波電源１７から分配器１９、高周波給電伝送路１４ｂ、増幅器２１ｂ、整合器１３ａｂ〜１３ｈｂ、同軸給電部１２ｂの順に介して放電電極３ａ〜３ｈの給電点５４にそれぞれ高周波電力が供給される。

図４は、図３の放電電極に対する電力の供給を説明する詳細図である。
同軸給電部１２ａと同軸給電部１２ｂとは、図４に示すように、ループ回路２０により電気的に接続されている。ループ回路２０を構成するものとしては、例えば同軸ケーブルなどを挙げることができるが、これに限定するものではない。
放電電極３ａは、複数のショートバー２１およびアースバー２２を介して防着板４と電気的に接続され、防着板４は接地されている。
対向電極２は放電電極３ａに対向して設けられ、対向電極２は接地されている。
なお、図４では、放電電極３ａについてのみ示しているが、放電電極３ｂ〜３ｈについても同様に、ループ回路２０などが設けられている。

図５は、図３の整合器の構成を説明する模式図である。
整合器１３ａｔには、図５に示すように、高周波電力の周波数を調整する位相調節コンデンサ（位相調節部）２３Ｔおよびコイル２４と、高周波電力の振幅を調整する振幅調節コンデンサ（振幅調節部）２５Ｍと、が設けられている。

位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍは、ともに可変容量コンデンサであり、位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍを調節することにより、整合器１３ａｔのインピーダンスの値が調節される。位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍは、制御部２２の制御信号に基づいて調節されている。
位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍとしては、モータなどの駆動源により容量が調節されるものであってもよいし、電子的に容量が調節されるものであってもよく、特に限定するものではない。

位相調節コンデンサ２３Ｔおよびコイル２４は、高周波給電伝送路１４ａおよび同軸給電部１２ａの間、または、高周波給電伝送路１４ｂおよび同軸給電部１２ｂの間に直列に配置されている。また、振幅調節コンデンサ２５Ｍの一方の端部は、高周波給電伝送路１４ａまたは高周波給電伝送路１４ｂと電気的に接続され、他方の端部は整合器１３ａｔの筐体を介して接地されている。

なお、図５では、整合器１３ａｔについてのみ示しているが、整合器１３ｂｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂについても同様に、位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍなどが設けられている。

整合器１３ａｂ〜１３ｈｂには、図２に示すように、熱媒体供給装置（図示せず）から熱媒体供給管１５ｂを介して熱媒体が供給される。供給された熱媒体は同軸給電部１２ｂを介して放電電極３ａ〜３ｈへ供給される。そして、熱媒体は放電電極３ａ〜３ｈから同軸給電部１２ａを介して整合器１３ａｔ〜１３ｈｔに流入し、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔから熱媒体供給管１５ａを介して熱媒体供給装置（図示せず）へ送出される。
熱媒体は上述のように、下側の整合器１３ａｂ〜１３ｈｂから上側の整合器１３ａｔ〜１３ｈｔへ向って流されることが好ましい。このように流すことで滞留箇所や未到達の箇所が発生することなく、熱媒体を放電電極３内に行き渡らせることができるからである。

なお、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂは、図２に示すように、それぞれ放電電極３ａ〜３ｈにおける給電点５３および給電点５４の直近に配置されていてもよいし、高周波電源１７の直近や、給電点５３と高周波電源１７との中間および給電点５４と高周波電源１７との中間に配置されていてもよく、特に限定するものではない。
さらに、複数の整合器をシリーズに繋いでもよく、特に限定するものではない。

同軸給電部１２ａ，１２ｂは、図３に示すように、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂから供給される高周波電力を放電電極３へ供給するものである。同軸給電部１２ａ，１２ｂは、一方を放電電極３ａ〜３ｈに電気的に接続され、他方を整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂに電気的に接続されている。

高周波電源１７は高周波電力、例えばＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ）の周波数帯域の電力、より好ましくは４０ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度の周波数を有する電力を供給するものである。また、高周波電源１７は、供給する高周波電力の周波数を変動可能に、例えば、６０ＭＨｚの高周波電源においては、周波数を５８．５ＭＨｚから５９．９ＭＨｚ、または、６０．１ＭＨｚから６１．５ＭＨｚのように変動可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る薄膜製造装置１における給電方法について説明する。
なお、以下では説明の容易化のため、放電電極３ａおける給電方法について説明するが、他の放電電極３ｂ〜３ｈについても同様に給電されている。

図３に示すように、放電電極３ａにおける給電点５３および給電点５４には、高周波電源１７から高周波電力が供給される。給電点５３には、位相器２０により位相が調整された高周波電力が供給され、給電点５４には、高周波電源１７から高周波電力が位相を調整されることなく供給される。
位相器２０による高周波電力の位相調整は、制御部２２から出力される制御信号に基づいて行われる。

図６は、放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。
位相器２０により、給電点５３に供給される高周波電力の位相が調整される（位相差制御ステップ）。言い換えると位相が変調されるため、図６に示すように、給電点５３に供給される高周波電力と、給電点５４に供給される高周波電力との間には位相差（以下、給電点間位相差と表記する。）が生じる。制御部２２は、時間の経過とともに給電点間位相差が変化するように制御を行う。
図６に示す例では、時間の経過に比例して給電点間位相差が変化する場合であって、時刻ｔ１１において給電点間位相差が極大となる場合を示している。

このとき同時に、制御部２２は図３に示すように整合器３ａｔ，３ａｂにインピーダンスの設定値（以下、整合器設定値と表記する。）を調節する制御信号を出力する（インピーダンス調節ステップ）。具体的には、整合器３ａｔ，３ａｂの位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値を調節する制御信号を出力する（図５参照。）。制御部２２により、位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値が調節されると、それにともなって整合器設定値が調節される。

給電点間位相差の変化速度、つまり、位相器２０による高周波電力の位相変調の速度は、整合器３ａｔ，３ａｂのインピーダンスの値が、変化に追従できる速度であることが望ましい。言い換えると、整合器３ａｔ，３ａｂの位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値が、給電点間位相差の変化速度に追従できる速度であることが望ましい。

整合器３ａｔ，３ａｂのインピーダンスの値の変化に要する時間は、機械式の位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍを備える整合器３ａｔ，３ａｂの場合は、１００ｍｓから数秒の範囲であり、電子式の位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍを備える整合器３ａｔ，３ａｂの場合は、１ｍｓ程度である。

図７は、図６の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。
制御部２２による整合器設定値の制御は、図６および図７に示すように、給電点間位相差と対応して行われる。具体的には、給電点間位相差と同様に、時間の経過に比例して整合器設定値が変化し、時刻ｔ１１において整合器設定値が極大となるように制御される。

制御部２２には、給電点間位相差に対する最適な整合器設定値を表す近似式、または、給電点間位相差およびそれに対する最適な整合器設定値からなる連続データが記憶されており、制御部２２はこの近似式または連続データに基づいて制御信号を出力する。

上述の近似式は、薄膜製造装置１による製膜を行う前に、予め、試験運転などを行って得られたデータに基づいて求められた式である。例えば、複数の給電点位相差において放電電極３ａにおける反射が最低となる位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔ（チューン）の値と、振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍ（マッチ）の値を調べ、これらの値に基づいて得られた近似式である。
上述の連続データは、近似式から算出された給電点間位相差およびそれに対する最適な整合器設定値であってもよいし、実際に試験運転などにより得られた給電点間位相差およびそれに対する最適な整合器設定値であってもよい。

このように整合器設定値を制御することでは、各時刻における給電点間位相差に対して整合状態が最適な値となる。言い換えると、放電電極３ａにおける高周波電力の反射が略ゼロ、または、反射による影響が無視できる値となる。

図８は、図３の放電電極における高周波電力の反射パワーの時間変化を説明するグラフである。
整合器３ａｔ，３ａｂにおける整合器設定値が、給電点間位相差にともなって最適に調節されると、図８に示すように、放電電極３ａにおける高周波電力の反射が略ゼロ、または、反射による影響が無視できる値となる。その結果、給電効率および放電安定性が向上する。

ここで、給電点間位相差に対する整合器設定値の最適化は、給電点間位相差の位相変調範囲および位相変調方式を制御して行われる。位相変調方式の制御とは、位相変調の形状の制御を意味する。具体的には、ｓｉｎ波状や、三角波状や、階段状などに変調形状を制御する方法を例示することができる。

給電点間位相差に対する整合器設定値が最適か否かの判断は、高周波電力の電力分布や、プラズマによる発光の分布や、プラズマ密度分布や、製膜された薄膜の膜分布などに基づいて判断される。膜分布としては、膜厚分布や、膜質分布や、太陽電池などの半導体としての特性などの分布を例示することができる。

さらに、制御部２２は、図３に示すように、増幅器２１ａ，２１ｂを制御して、給電点５３および給電点５４に供給される高周波電力の電力を調節してもよい。
このように高周波電力の電力を調節することで、放電電極３ａにおける高周波電力の反射の低減と、放電電極３ａと基板８との間における放電の均一性とを両立することができる。

上記の構成によれば、給電点５３と給電点５４と間における高周波電力の位相差、つまり給電点間位相差に基づいて、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂのインピーダンスの値を調節するため、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射が抑制される。

すると、高周波電力の利用効率や給電効率が向上するとともに、放電電極３ａ〜３ｈと基板との間の放電安定性が向上する。そのため、薄膜製造装置１により製膜される薄膜、例えばシリコン薄膜の面積を大きくしても、シリコン薄膜の膜厚分布のばらつきをおさえることができる。

給電点間位相差に対応した位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔの設定値および振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値を予め定め、制御部２２に記憶させておくことにより、給電点間位相差に基づいて位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔの設定値および振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値を自動調節する方法と比較して、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射を確実に抑制することができる。

つまり、自動調節する方法では、複数の整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂの間で干渉が発生し、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射が確実に抑制されない恐れがあるが、予め、給電点間位相差に対応して、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射が抑制される位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔの設定値および振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの設定値を定めておくことにより、確実に、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射を抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図９および図１０を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、整合器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図９および図１０を用いて整合器の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態に係る薄膜製造装置の整合器の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

薄膜製造装置（真空処理装置）１０１には、図９に示すように、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３ａ〜３ｈと、高周波電力を放電電極３に供給する給電装置１０９と、が設けられている。
給電装置１０９には、高周波電力を供給する高周波電源１７と、高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂと、整合器１１３ａｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂと、が設けられている。
なお、図９においては説明の容易化のため、整合器１１３ａｔのみを図示している。以後は、整合器１１３ａｔについて説明するが、その他の整合器１１３ｂｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂについても同様な構成が設けられている。

整合器１１３ａｔには、図９に示すように、高周波電力の周波数を調整する第１位相調節コンデンサ（第１位相調節部）１２３ＴＡ，第２位相調節コンデンサ（第２位相調節部）１２３ＴＢおよびコイル２４と、高周波電力の振幅を調整する第１振幅調節コンデンサ（第１振幅調節部）１２５ＭＡおよび第２振幅調節コンデンサ（第２振幅調節部）１２５ＭＢと、が設けられている。

第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡは、ともに可変容量コンデンサであり、粗調整に用いられる素子である。一方、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢは、ともに可変容量コンデンサであり、微調整に用いられる素子である。

第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡは、微調整に用いられる第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢと比較して、容量Ｃｔおよび容量Ｃｍの設定値の変更速度は遅いが、設定値の変化幅、変化範囲が広いものである。

逆に、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢは、粗調整に用いられる第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡと比較して、容量Ｃｔおよび容量Ｃｍの設定値の変更速度は速いが、設定値の変化幅、変化範囲が狭いものである。
なお、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢの容量Ｃｔ、および、第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢの容量Ｃｍの変化幅や、変化範囲は、給電点間位相差の変化に対応できる範囲等になっている。

本実施形態では、図９に示すように、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡに対して第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢが並列に配置され、第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡに対して第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢが並列に配置されている例に適用して説明する。

第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡの容量Ｃｔ，第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢの容量Ｃｔ、および、第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡの容量Ｃｔ，第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢの容量Ｃｔを調節することにより、整合器１３ａｔのインピーダンスの値が調節される。第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡの容量Ｃｔ，第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢの容量Ｃｔ、および、第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡの容量Ｃｔ，第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢの容量Ｃｔは、制御部２２の制御信号に基づいて調節されている。

次に、本実施形態に係る薄膜製造装置１０１における給電方法について説明するが、整合器設定値の制御に係る作用以外については、第１の実施形態における作用と同様であるので、その説明を省略する。
なお、以下では説明の容易化のため、放電電極３ａおける給電方法について説明するが、他の放電電極３ｂ〜３ｈについても同様に給電されている。

ここでは、整合器設定値の調整のうち、第１の実施形態と異なる点について説明する。
整合器１０３ａｔにおいて、給電点間位相差に対応して整合器設定値を調節する場合には、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢの容量Ｃｔ、および、第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢの容量Ｃｍが調節される。
第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢの容量Ｃｔ、および、第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢの容量Ｃｍの調節方法は、第１の実施形態における調節方法と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、整合器１１３ａｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂは、第１位相調節コンデンサ（第１位相調節部）１２３ＴＡと第２位相調節コンデンサ（第２位相調節部）１２３ＴＢとを組み合わせ、第１振幅調節コンデンサ（第１振幅調節部）１２５ＭＡと第２振幅調節コンデンサ（第２振幅調節部）１２５ＭＢとを組み合わせたものであるため、位相変調に対する整合器１１３ａｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂのインピーダンスの値の追従性が良くなる。

つまり、設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢを用いて、位相変調に対する整合器１１３ａｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂのインピーダンスの値の追従を行うことで、追従性がよくなる。一方で、追従性が要求されない場合には、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡを用いることで、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢでは対応できない程、設定値の変更幅が広い場合にも対応できる。

なお、整合器１１３ａｔは、図９に示すように放電電極３ａにおける給電点５３の直近に配置されていてもよいし、高周波電源１７の直近に配置されていてもよいし、放電電極３ａと高周波電源１７との間に配置されていてもよく、特に限定するものではない。
さらに、放電電極３ａと高周波電源１７との間に複数の整合器を配置してもよく、特に限定するものではない。

なお、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡは、上述のように可変容量コンデンサなどの可変素子であってもよいし、容量などが変化しない固定素子であってもよく、特に限定するものではない。

図１０は、図９の整合器の別の実施形態を説明する模式図である。
なお、上述の実施形態のように、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡに対して、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢがそれぞれ並列に配置されていてもよいし、図１０に示すように、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡに対して第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢが直列に配置され、第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡに対して第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢが直列に配置されていてもよく、特に限定するものではない。

図９に示すように、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡに対して、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢがそれぞれ並列に配置されている場合には、整合器１３ａｔのインピーダンス値の計算がしやすいため、整合器設定値の制御が容易となる。

一方、図１０に示すように、第１位相調節コンデンサ１２３ＴＡおよび第１振幅調節コンデンサ１２５ＭＡに対して、第２位相調節コンデンサ１２３ＴＢおよび第２振幅調節コンデンサ１２５ＭＢがそれぞれ直列に配置されている場合には、整合器１３ａｔのインピーダンス値の調整範囲を広くすることができる。

なお、図９および図１０に示すように、整合器１１３ａｔは、逆Ｌ型に構成されていてもよいし、π型に構成されていてもよく、特に限定するものではない。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１１から図１４を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、整合器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１１から図１４を用いて整合器の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１１は、本実施形態に係る薄膜製造装置の整合器の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

薄膜製造装置（真空処理装置）２０１には、図１１に示すように、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３ａ〜３ｈと、高周波電力を放電電極３に供給する給電装置２０９と、が設けられている。
給電装置２０９には、高周波電力を供給する高周波電源１７と、高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂと、整合器２１３ａｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂと、が設けられている。
なお、図１１においては説明の容易化のため、整合器２１３ａｔのみを図示している。以後は、整合器２１３ａｔについて説明するが、その他の整合器２１３ｂｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂについても同様な構成が設けられている。

整合器２１３ａｔには、図１１に示すように、高周波電力の周波数を調整する位相調節コンデンサ２３ＴＡおよびコイル２４と、高周波電力の振幅を調整する振幅調節コンデンサ２５ＭＡとからなる整合回路が複数設けられ、これらの整合回路を切り替え選択するスイッチ部２２６が設けられている。

本実施形態では、整合器２１３ａｔに３つの位相調節コンデンサ２３ＴＡ、コイル２４および振幅調節コンデンサ２５ＭＡからなる整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている例に適用して説明する。

これら整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における整合器設定値はそれぞれ異なって設定されている。具体的には、それぞれ異なる給電点間位相差に対して最適な整合器設定値となるように、各整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における位相調節コンデンサ２３ＴＡの容量Ｃｔと、振幅調節コンデンサ２５ＭＡの容量Ｃｍとが設定されている。

スイッチ部２２６は、制御部２２の制御信号に基づいて、高周波電源１７および放電電極３ａと、整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３との接続および離間を制御するものである。
なお、スイッチ部２２６としては、公知のスイッチ素子を用いることができ、特に限定するものではない。

次に、本実施形態に係る薄膜製造装置２０１における給電方法について説明するが、整合器設定値の制御に係る作用以外については、第１の実施形態における作用と同様であるので、その説明を省略する。
なお、以下では説明の容易化のため、放電電極３ａおける給電方法について説明するが、他の放電電極３ｂ〜３ｈについても同様に給電されている。

図１２は、放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。図１３は、図１２の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。
放電電極３ａに供給される高周波電力は、第１の実施形態と同様に、給電点間位相差が時間とともに変調される（図１２参照。）。
このとき同時に、整合器２１３ａｔは、制御部２２により、給電点間位相差に基づいて整合器設定値が図１３に示すように調節される。例えば、給電点間位相差が０°から３０°までは、整合器２１３ａｔの整合器設定値は、整合回路Ｓ１の整合器設定値とされ、３０°から６０°までは、整合回路Ｓ２の整合器設定値とされ、６０°から９０°までは、整合回路Ｓ３の整合器設定値とされる。

図１２および図１３を用いて説明すると、時刻ｔ２１までは、スイッチ部２２６と整合回路Ｓ１とが接続され、整合器２１３ａｔの整合器設定値は整合回路Ｓ１の整合器設定値となる。言い換えると、整合器２１３ａｔの整合回路Ｓ１と、高周波電源１７および放電電極３ａとが接続され、整合回路Ｓ２，Ｓ３は、高周波電源１７および放電電極３ａとから切り離されている。
その後、時刻ｔ２１からｔ２２までは、スイッチ部２２６と整合回路Ｓ２との接続に切り替えられ、整合器２１３ａｔの整合器設定値は、整合回路Ｓ２の整合器設定値となる。
さらに、時刻ｔ２２からｔ２３までは、スイッチ部２２６と整合回路ｓ３との接続に切り替えられ、整合器２１３ａｔの整合器設定値は、整合回路Ｓ３の整合器設定値となる。

以後順に、時刻ｔ２３からｔ２４までは、スイッチ部２２６と整合回路Ｓ２との接続に切り替えられ、時刻ｔ２４以後は、スイッチ部２２６と整合回路Ｓ１との接続に切り替えられる。
このように整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を切り替えることにより、整合器設定値を離散的に変更している。

これらの整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における整合器設定値は、対応する給電点間位相差において、放電電極３ａにおける高周波電力の反射が最も小さくなる値に設定されている。
整合器設定値の設定は、位相調節コンデンサ２３Ｔの容量Ｃｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの容量Ｃｍの値を調節することにより行われる。

図１４は、放電電極における高周波電力の反射パワーの時間変化を説明するグラフである。
上述のように整合器２１３ａｔの整合器設定値が制御されると、放電電極３ａにおける高周波電力の反射パワーは図１４に示すような時間変化を示す。
つまり、図１４に示す例では、整合器２１３ａｔにおける整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が切り替えられた直後は、整合器２１３ａｔの整合器設定値は、給電点間位相差に対して最適な値であり、反射パワーは略ゼロとなっている。そこから時間が経過すると、給電点間位相差が変調するため、反射パワーが徐々に上昇する。
そして、給電点間位相差が所定量だけ変調すると、整合回路が切り替えられ、再び反射パワーは略ゼロとなる。

上記の構成によれば、位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５ＭＡを有する整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を切り替えることにより、整合器２１３ｂｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂのインピーダンスの値が調節されるため、位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの設定値の少なくとも一方を調節する方法と比較して、より短い時間で整合器２１３ｂｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂのインピーダンスの値を調節することができる。

つまり、整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の切り替えは、位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの設定値変更よりも動作時間が短いスイッチング素子などの素子を用いて実現される。そのため、整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を切り替えることにより、短い時間で整合器２１３ｂｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂのインピーダンスの値を調節することができる。

特に、給電点間位相差の位相変調速度に下限がある場合、例えば、製膜される薄膜の膜質を確保するために給電点間位相差の位相変調速度を所定の速度以上に保つ必要がある場合であって、位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの設定値変更では対応できない場合であっても、本実施形態であれば対応することができ、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射を最小化することができる。

なお、上述の実施形態では、整合器２１３ａｔに設けられる位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５ＭＡを可変容量コンデンサに適用して説明しているが、可変容量コンデンサに限定されることなく、固定容量コンデンサであってもよく、特に限定するものではない。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１５から図１８を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、整合器設定値の制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５から図１８を用いて整合器設定値の制御方法のみを説明し、その他の構成要素などの説明を省略する。
図１５は、本実施形態に係る薄膜製造装置の給電装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

薄膜製造装置（真空処理装置）３０１には、図１５に示すように、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３ａ〜３ｈと、高周波電力を放電電極３に供給する給電装置３０９と、が設けられている。
給電装置３０９には、高周波電力を供給する高周波電源３１７と、高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂと、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂと、が設けられている。
なお、図１５においては説明の容易化のため、整合器１３ａｔおよび整合器１３ａｂのみを図示している。以後は、整合器１３ａｔおよび整合器１３ａｂについて説明するが、その他の整合器１３ｂｔ〜１３ｈｔ，１３ｂｂ〜１３ｈｂについても同様な構成が設けられている。

高周波電源３１７は放電電極３ａに高周波電力を供給するものであって、放電電極３ａへの電力の供給と、供給の停止を繰り返すものである。以後、放電電極３ａへ高周波電力を供給している期間を供給期間Ｔ１、電力の供給を停止している期間を停止期間Ｔ２と表記する。

次に、本実施形態に係る薄膜製造装置３０１における給電方法について説明する。なお、第１の実施形態における給電方法と同一の部分についてはその説明を省略する。
なお、以下では説明の容易化のため、放電電極３ａおける給電方法について説明するが、他の放電電極３ｂ〜３ｈについても同様に給電されている。

図１６は、図１５の放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。図１７は、図１６の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。図１８は、図１５の高周波電源から供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。
高周波電源３１７は、図１８に示すように、時刻０からｔ３１まで、ｔ３２からｔ３３まで、ｔ３４からｔ３５までの期間は、高周波電力を放電電極３ａに供給し（供給期間Ｔ１）、時刻ｔ３１からｔ３２まで、ｔ３３からｔ３４までの期間は、高周波電力の供給を停止している（停止期間Ｔ２）。
高周波電源３１７の状態は制御部２２に入力され、制御部２２は、給電点間位相差および高周波電源３１７の状態に基づいて整合器設定値を調節する制御信号を出力する。

給電点間位相差は、図１６に示すように、高周波電源３１７の状態とは関係なく連続的に制御されている。

一方、整合器設定値は、図１７に示すように、供給期間Ｔ１の間は一定値とされ、停止期間Ｔ２の間に値の変更がなされている。
具体的には、整合器１３ａｔの整合器設定値は、時刻０からｔ３１までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされ、その後の時刻ｔ３１からｔ３２までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節される。同様にして、時刻ｔ３２からｔ３３までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされ、その後の時刻ｔ３３からｔ３４までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節される。以後、同様な制御が繰りかえされる。

なお、整合器設定値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂの整合器設定値の変更速度が、給電点間位相差の変調速度より遅い場合であっても、高周波電力の停止期間Ｔ２中に整合器設定値を変更することにより、電力が供給される供給期間Ｔ１に、放電電極３ａ〜３ｈにおいて発生する高周波電力の反射を抑制することができる。

さらに、停止期間Ｔ２に整合器設定値を変更することから、放電電極３ａ〜３ｈにおいて発生する高周波電力の反射抑制を考慮することなく整合器設定値を変更できるため、高周波電力が供給されている間に設定値を変更する場合と比較して、大きな範囲で整合器設定値を変更することができる。

第３の実施形態のように複数の整合回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を複数設ける方法と比較して、位相調節コンデンサ２３Ｔおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの数を減らすことができるため、本実施形態の真空処理装置３０１を用いた薄膜等の製造に要するコストの低減を図ることができる。

特に、給電点間位相差の位相変調速度に下限がある場合、例えば、製膜される薄膜の膜質を確保するために給電点間位相差の位相変調速度を所定の速度以上に保つ必要がある場合であって、位相調節コンデンサ２３ＴＡおよび振幅調節コンデンサ２５Ｍの設定値変更では対応できない場合であっても、本実施形態であれば対応することができ、放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射を最小化することができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１９から図２５を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、整合器設定値の制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図１９から図２５を用いて整合器設定値の制御方法のみを説明し、その他の構成要素などの説明を省略する。
図１９は、本実施形態に係る薄膜製造装置の給電装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

薄膜製造装置（真空処理装置）４０１には、図１９に示すように、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３ａ〜３ｈと、高周波電力を放電電極３に供給する給電装置４０９と、が設けられている。
給電装置４０９には、高周波電力を供給する高周波電源４１７と、高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂと、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂと、が設けられている。

なお、図１５においては説明の容易化のため、整合器１３ａｔ，１３ｂｔおよび整合器１３ａｂ，１３ｂｂのみを図示している。以後は、整合器１３ａｔ，１３ｂｔおよび整合器１３ａｂ，１３ｂｂについて説明するが、その他の整合器１３ｃｔ〜１３ｈｔ，１３ｃｂ〜１３ｈｂについても同様な構成が設けられている。

高周波電源４１７は放電電極３ａ，３ｂに高周波電力を供給するものであって、放電電極３ａ，３ｂへの電力の供給と、供給の停止を繰り返すものである。以後、放電電極３ａへ高周波電力を供給している期間を供給期間Ｔａ１、電力の供給を停止している期間を停止期間Ｔａ２と表記する。一方、放電電極３ｂへ高周波電力を供給している期間を供給期間Ｔｂ１、電力の供給を停止している期間を停止期間Ｔｂ２と表記する。

次に、本実施形態に係る薄膜製造装置４０１における給電方法について説明する。なお、第１の実施形態における給電方法と同一の部分についてはその説明を省略する。
なお、以下では説明の容易化のため、放電電極３ａ，３ｂおける給電方法について説明するが、他の放電電極３ｃ〜３ｈについても同様に給電されている。

図２０は、図１９の放電電極３ａの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。図２１は、図２０の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。図２２は、図１９の放電電極３ａに供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。
高周波電源４１７は、図２２に示すように、時刻０からｔ４１まで、ｔ４２からｔ４３まで、ｔ４４からｔ４５までの期間は、放電電極３ａに高周波電力を供給し（供給期間Ｔａ１）、時刻ｔ４１からｔ４２まで、ｔ４３からｔ４４までの期間は、高周波電力の供給を停止している（停止期間Ｔａ２）。

図２３は、図１９の放電電極３ｂの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。図２４は、図２３の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。図２５は、図１９の放電電極３ｂに供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。
一方、高周波電源４１７は、図２５に示すように、時刻ｔ４１からｔ４２まで、ｔ４３からｔ４４までの期間は、放電電極３ｂに高周波電力を供給し（供給期間Ｔｂ１）、時刻０からｔ４１まで、ｔ４２からｔ４３まで、ｔ４４からｔ４５までの期間は、高周波電力の供給を停止している（停止期間Ｔｂ２）。

つまり、放電電極３ａに高周波電力が供給されている期間Ｔａ１には、放電電極３ｂへの高周波電力の供給は停止され（Ｔｂ２）、放電電極３ｂへの高周波電力が供給されている期間Ｔａ２には、放電電極３ｂには高周波電力が供給されている（Ｔｂ１）。言い換えると、隣接する放電電極の一方にのみ高周波電力が供給され、同時に高周波電力が供給されることはない。

放電電極３ａ，３ｂに対する高周波電力の供給状態は制御部２２に入力され、制御部２２は、各放電電極３ａ，３ｂにおける給電点間位相差および高周波電源４１７の状態に基づいて整合器設定値を調節する制御信号を出力する。

放電電極３ａ，３ｂにおける給電点間位相差は、図２０および図２３に示すように、高周波電源４１７の状態とは関係なく連続的に制御されている。

整合器１３ａｔ，１３ａｂに係る整合器設定値は、図２１に示すように、供給期間Ｔａ１の間は一定値とされ、停止期間Ｔａ２の間に値の変更がなされている。一方、整合器１３ｂｔ，１３ｂｂに係る整合器設定値は、図２４に示すように、供給期間Ｔｂ１の間は一定値とされ、停止期間Ｔｂ２の間に値の変更がなされている。

具体的には、整合器１３ａｔ，１３ａｂに係る整合器設定値は、時刻０からｔ４１までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされ、その後の時刻ｔ４１からｔ４２までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節される。同様にして、時刻ｔ４２からｔ４３までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされ、その後の時刻ｔ４３からｔ４４までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節される。以後、同様な制御が繰りかえされる。

一方、整合器１３ｂｔ，１３ｂｂに係る整合器設定値は、時刻０からｔ４１までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節され、その後の時刻ｔ４１からｔ４２までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされる。
同様にして、時刻ｔ４２からｔ４３までの間に、次ぎの整合器設定値に向けてその値が調節され、その後の時刻ｔ４３からｔ４４までの間は、同時刻の給電点間位相差に対応した値とされる。以後、同様な制御が繰りかえされる。

なお、整合器設定値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、放電電極３ａ〜３ｈのうち隣接する放電電極の間での放電領域が異なるためプラズマが繋がることなく、干渉が防止される。そのため、複数の放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射の発生を抑制することができる。
さらに、複数の放電電極３ａ〜３ｈと基板８との間における放電分布の均一化を両立させることができる。

例えば、複数の放電電極３ａ〜３ｈを用いる際に、複数の整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂを同時に設定変更する場合に、個体差などによりインピーダンス変化が同一とならない場合がある。このような場合に、隣り合う放電電極間に電位差が生じて、相互干渉によりプラズマ分布や製膜された膜質分布などの均一性が低下する場合がある。そのため、高周波電力の反射を最小化するように複数の整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂを制御することは困難であった。
しかしながら、本実施形態の薄膜製造装置４０１であれば、数の放電電極３ａ〜３ｈにおける高周波電力の反射の発生の抑制と、放電分布の均一化とを両立させることができる。

なお、上述の実施形態のように、高周波電力の電力パワーや給電点間位相差を変化させてもよいし、「隣り合う放電電極において、同時刻に、同位置で放電させない」ことを満たせば、どのようなパターンで変化させてもよく、特に限定するものではない。隣り合う放電電極において、同時刻に、同位置で放電させなければ、上述の実施形態と同様な効果を得ることができる。

例えば、図２６および図２９に示すように、隣り合う放電電極３ａ，３ｂに供給される高周波電力の給電点間位相差が互いに異なり、放電電極３ａ，３ｂに対応する整合器１３ａｔ，１３ａｂおよび整合器１３ｂｔ，１３ｂｂの整合器設定値が、図２７および図３０に示すように、給電点間位相差に対応して変化する場合であっても、上述の実施形態と同様な効果を得ることができる。

このときの、放電電極３ａにおける放電位置が図２８に示され、放電電極３ｂにおける放電位置が図３１に示されている。図２８および図３１に示されているように、隣り合う放電電極３ａ，３ｂにおいて、同時刻に、同位置で放電はされていない。

本発明の第１の実施形態に係る薄膜製造装置の構成を示す概略図であり、薄膜製造装置の側面から見た図である。 図１の薄膜製造装置の構成の一部を示す部分斜視図である。 図１の複数の放電電極に対する電力の供給を説明する概略図である。 図３の放電電極に対する電力の供給を説明する詳細図である。 図３の整合器の構成を説明する模式図である。 放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図６の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 図３の放電電極における高周波電力の反射パワーの時間変化を説明するグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る薄膜製造装置の整合器の構成を説明する模式図である。 図９の整合器の別の実施形態を説明する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る薄膜製造装置の整合器の構成を説明する模式図である。 放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図１２の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 放電電極における高周波電力の反射パワーの時間変化を説明するグラフである。 第４の実施形態に係る薄膜製造装置の給電装置の構成を説明する模式図である。 図１５の放電電極の給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図１６の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 図１５の高周波電源から供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。 本実施形態に係る薄膜製造装置の給電装置の構成を説明する模式図である。 図１９の放電電極３ａの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 、図２０の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 図１９の放電電極３ａに供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。 図１９の放電電極３ｂの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図２３の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 図１９の放電電極３ｂに供給される高周波電力のパワーにおける時間変化を示すグラフである。 図１９の放電電極３ａの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図２６の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 放電電極３ａにおける放電位置を示すグラフである。 図１９の放電電極３ｂの給電点に供給される高周波電力の位相差の時間変化を示すグラフである。 図２９の位相差の時間変化に対応した整合器における設定値の時間変化を示すグラフである。 放電電極３ｂにおける放電位置を示すグラフである。

符号の説明

１，１０１，２０１，３０１，４０１ 薄膜製造装置（真空処理装置）
２ 対向電極
３ 放電電極
８ 基板
９，１０９，３０９，４０９ 給電装置
１７，３１７，４１７ 高周波電源（電源部）
１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂ、１１３ａｔ〜１１３ｈｔ，１１３ａｂ〜１１３ｈｂ、２１３ａｔ〜２１３ｈｔ，２１３ａｂ〜２１３ｈｂ 整合器
２３Ｔ 位相調節コンデンサ（位相調節部）
２５Ｍ 振幅調節コンデンサ（振幅調節部）
５３，５４ 給電点
１２３ＴＡ 第１位相調節コンデンサ（第１位相調節部）
１２３ＴＢ 第２位相調節コンデンサ（第２位相調節部）
１２５ＭＡ 第１振幅調節コンデンサ（第１振幅調節部）
１２５ＭＢ 第２振幅調節コンデンサ（第２振幅調節部）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 整合回路
Ｔ１ 供給期間
Ｔ２ 停止期間

Claims (11)

1. 電源部から高周波電力が給電点に供給され、対向電極に設置した基板との間にプラズマを形成する放電電極と、
   該放電電極に供給される高周波電力の位相および振幅を、前記給電点のそれぞれにおいて調節する複数の整合器と、を備え、
   前記整合器のインピーダンスは、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて調節されることを特徴とする真空処理装置。
2. 前記複数の給電点に供給される高周波電力の電力は、前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて、前記給電点ごとに調節されることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 前記整合器には、前記放電電極に供給される前記高周波電力の位相を設定値に調節する位相調節部と、前記高周波電力の振幅を設定値に調節する振幅調節部と、が設けられ、
   前記整合器のインピーダンスは、前記位相調節部および前記振幅調節部の少なくとも一方の前記設定値を制御することにより調節されることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
4. 前記給電点間における前記高周波電力の位相差に対応する前記位相調節部の設定値と、前記振幅調節部の設定値とは、予め定められていることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
5. 前記位相調節部には、前記設定値の変更速度が遅く、かつ変更幅の広い第１位相調節部と、前記設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２位相調節部と、が設けられ、
   前記振幅調節部には、前記設定値の変更速度が遅く、かつ変更幅の広い第１振幅調節部と、前記設定値の変更速度が速く、かつ変更幅の狭い第２振幅調節部と、が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の真空処理装置。
6. 前記高周波電力は、電力が供給される供給期間と、供給が停止される停止期間とを繰り返しながら供給され、
   前記位相調節部および前記振幅調節部の少なくとも一方は、前記停止期間の間に前記設定値が変更されることを特徴とする請求項５記載の真空処理装置。
7. 前記放電電極は複数設けられ、
   隣接する前記放電電極の一方の放電電極に前記高周波電力が供給されている間は、他方の放電電極への前記高周波電力の供給は停止され、
   前記一方の放電電極への前記高周波電力の供給が停止されている間は、前記他の放電電極に前記高周波電力は供給されていることを特徴とする請求項６記載の真空処理装置。
8. 前記整合器には、前記放電電極に供給される前記高周波電力の位相を調節する位相調節部と、前記高周波電力の振幅を調節する振幅調節部とからなる整合回路が複数設けられ、
   前記整合器のインピーダンスは、前記整合回路を切り替えることにより調節されることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
9. 高周波電力を放電電極の給電点に供給する電源部と、
   前記放電電極に供給される高周波電力の位相および振幅を、前記給電点のそれぞれにおいて調節する複数の整合器と、が設けられ、
   前記給電点間における前記高周波電力の位相差に基づいて、前記整合器のインピーダンスが調節されることを特徴とする真空処理装置の給電装置。
10. 対向電極に設置した基板との間にプラズマを形成する放電電極に設けられた複数の給電点に供給された高周波電力の位相差であって、前記複数の給電点間における位相差を制御する位相差制御ステップと、
    前記複数の給電点に供給される高周波電力の位相および振幅を、それぞれ調節する複数の整合器のインピーダンスを調節するインピーダンス調節ステップと、
    を有することを特徴とする製膜方法。
11. 放電電極に設けられた複数の給電点に供給される高周波電力における位相差であって、前記複数の給電点間における位相差を制御する位相差制御ステップと、
    前記複数の給電点に供給される高周波電力の位相および振幅を、それぞれ調節する複数の整合器のインピーダンスを調節するインピーダンス調節ステップと、
    を有することを特徴とする製膜時における給電方法。

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