JP4088616B2

JP4088616B2 - Plasma CVD apparatus, substrate processing system, and film forming / self-cleaning method

Info

Publication number: JP4088616B2
Application number: JP2004249939A
Authority: JP
Inventors: 啓介川村; 浩真島; 良昭竹内; 田頭　　健二
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: JP2006066779A

Description

本発明は、基板処理技術に関し、特に、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、それを用いた基板処理システム、及びプラズマＣＶＤ装置における製膜・セルフクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing technique, and more particularly to a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a substrate processing system using the apparatus, and a film forming / self-cleaning method in the plasma CVD apparatus.

太陽電池などの製造プロセスにおける半導体層の生成に使用される装置として「プラズマＣＶＤ装置」が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、放電電極と、その放電電極に対向するように配置された接地電極とを、製膜室内に備えている。その放電電極として、一対の横方向電極と複数の縦方向電極が梯子状に組み立てられた「ラダー電極」が知られている。また、接地電極にはヒータが接続され、半導体膜が蒸着される被処理体としての基板は、その接地電極上に保持される。所望の半導体膜の材料を含む材料ガスを製膜室内に導入し、放電電極に高周波電力を印加すると、放電電極と基板との間の領域の材料ガスがプラズマ状態になる。気相の材料ガスが活性化されることにより、基板表面に所望の半導体膜、例えばアモルファスシリコン膜が蒸着する。 A “plasma CVD apparatus” is known as an apparatus used for generating a semiconductor layer in a manufacturing process of a solar cell or the like. The plasma CVD apparatus includes a discharge electrode and a ground electrode disposed so as to face the discharge electrode in the film forming chamber. As the discharge electrode, a “ladder electrode” is known in which a pair of lateral electrodes and a plurality of longitudinal electrodes are assembled in a ladder shape. In addition, a heater is connected to the ground electrode, and a substrate as an object to be processed on which a semiconductor film is deposited is held on the ground electrode. When a material gas containing a desired semiconductor film material is introduced into the film forming chamber and high frequency power is applied to the discharge electrode, the material gas in the region between the discharge electrode and the substrate enters a plasma state. By activating the gas-phase material gas, a desired semiconductor film such as an amorphous silicon film is deposited on the substrate surface.

このようなプラズマＣＶＤ装置によって、高効率かつ大面積の太陽電池モジュールを高速に製造することが望まれている。太陽電池モジュールの高効率化のための技術としては、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）によるトップセルと、微結晶シリコン（微結晶Ｓｉ）によるボトムセルとが積層状に形成されるタンデム構造が知られている。この微結晶Ｓｉの製膜条件は、従来のａ−Ｓｉの製膜条件と大きく異なる。発電効率向上のためには、生成される微結晶Ｓｉ膜の更なる高品質化が必要不可欠である。 It is desired to manufacture a solar cell module with high efficiency and large area at high speed by using such a plasma CVD apparatus. As a technique for improving the efficiency of a solar cell module, for example, a tandem structure in which a top cell made of amorphous silicon (a-Si) and a bottom cell made of microcrystalline silicon (microcrystalline Si) are formed in a laminated form is known. It has been. The film formation conditions for the microcrystalline Si are greatly different from the conventional film formation conditions for a-Si. In order to improve the power generation efficiency, it is indispensable to further improve the quality of the produced microcrystalline Si film.

一方、製造する太陽電池モジュールの面積が大きくなるにつれ、プラズマＣＶＤ装置において、より大きな放電電極を用いる必要がある。ここで、放電電極の大型化に伴い、放電電極上の電圧分布の不均一化の問題が顕著となる。例えば、ラダー電極上に発生する定在波の問題が顕著となる。例として、周波数が６０ＭＨｚの場合、定在波の腹と節の間隔は約１ｍ以下となる。従って、１ｍ角以上（例えば１．４ｍ×１．１ｍ）の大面積半導体膜を生成する際、ラダー電極上に定在波による電圧分布が生じ、結果として生成膜の厚さが不均一になる。このような膜厚分布の不均一化は、発電効率の低下の原因となる。 On the other hand, as the area of the solar cell module to be manufactured increases, it is necessary to use a larger discharge electrode in the plasma CVD apparatus. Here, with the increase in size of the discharge electrode, the problem of non-uniform voltage distribution on the discharge electrode becomes significant. For example, the problem of standing waves generated on the ladder electrode becomes significant. As an example, when the frequency is 60 MHz, the distance between the antinode and the node of the standing wave is about 1 m or less. Accordingly, when a large area semiconductor film of 1 m square or more (for example, 1.4 m × 1.1 m) is generated, a voltage distribution due to a standing wave is generated on the ladder electrode, resulting in a nonuniform thickness of the generated film. . Such non-uniform film thickness distribution causes a decrease in power generation efficiency.

このように、発電効率を向上させるために、放電電極に供給される高周波の電圧分布を均一化し、生成される微結晶Ｓｉ膜等の半導体膜の膜質を向上させる必要がある。 Thus, in order to improve the power generation efficiency, it is necessary to make the voltage distribution of the high frequency supplied to the discharge electrode uniform and improve the film quality of the generated semiconductor film such as a microcrystalline Si film.

特許文献１に開示されたプラズマＣＶＤ装置は、放電電極の給電点から高周波電源の方向を見た時のインピーダンスを変更するためのインピーダンス変更手段を備えている。そして、そのインピーダンス変更手段は、高周波電源から複数の放電電極へ高周波電力を供給するための複数の高周波ケーブルの中の少なくとも１つに設けられている。このように、このプラズマＣＶＤ装置によれば、インピーダンスの不均一を調整することによって、放電電極上の電圧分布、すなわち生成膜の膜厚分布の不均一を抑制することを目的としている。 The plasma CVD apparatus disclosed in Patent Document 1 includes impedance changing means for changing the impedance when the direction of the high-frequency power source is viewed from the feeding point of the discharge electrode. The impedance changing means is provided in at least one of the plurality of high frequency cables for supplying high frequency power from the high frequency power source to the plurality of discharge electrodes. Thus, according to this plasma CVD apparatus, the object is to suppress the nonuniformity of the voltage distribution on the discharge electrode, that is, the film thickness distribution of the generated film, by adjusting the nonuniformity of the impedance.

ここで、この特許文献１に開示されたプラズマＣＶＤ装置によれば、インピーダンスは、手作業によって調整されていた。このようなインピーダンスの調整は、例えば、製膜処理と装置のセルフクリーニング処理との間で必要である。それは、両処理間で装置に導入されるガスの種類が異なっており、プラズマ特性、ひいては適正インピーダンスも異なってくるからである。このようなインピーダンスの調整を手作業によって行う場合、約４０分の時間が必要であった。このことは、太陽電池モジュールの生産性の低下の原因となる。 Here, according to the plasma CVD apparatus disclosed in Patent Document 1, the impedance is adjusted manually. Such adjustment of the impedance is necessary, for example, between the film forming process and the self-cleaning process of the apparatus. This is because the types of gases introduced into the apparatus are different between the two processes, and the plasma characteristics and thus the proper impedance are also different. When such impedance adjustment is performed manually, it takes about 40 minutes. This causes a decrease in productivity of the solar cell module.

特開２００４−１２４１５３号公報JP 2004-124153 A

本発明の目的は、生産性を向上させることができるプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及びプラズマＣＶＤ装置における製膜・セルフクリーニング方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus, a substrate processing system, and a film forming / self-cleaning method in the plasma CVD apparatus that can improve productivity.

本発明の他の目的は、生成される半導体膜の膜質を向上させることができるプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及び製膜方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus, a substrate processing system, and a film forming method capable of improving the film quality of a generated semiconductor film.

本発明の更に他の目的は、セルフクリーニング時の放電電極のオーバーエッチングを抑制することができるプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及びセルフクリーニング方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus, a substrate processing system, and a self-cleaning method that can suppress over-etching of a discharge electrode during self-cleaning.

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 [Means for Solving the Problems] will be described below using the numbers and symbols used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These numbers and symbols are added in parentheses in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers and symbols should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１００）は、製膜室（１０）と、その製膜室（１０）内に配置された放電電極（２０）と、その放電電極（２０）上の複数の給電点（６、７）のそれぞれに接続された複数の高周波ケーブル（８、９）と、電力分配器（５２）を通してそれら複数の高周波ケーブル（８、９）に高周波電力を供給する高周波電源（５０）と、それら複数の高周波ケーブル（８、９）のそれぞれに設けられた複数のインピーダンス変更機構（４、５）と、それら複数のインピーダンス変更機構（４、５）に接続された調整部（６０）とを備える。この調整部（６０）は、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を調整することによって、複数の給電点（６、７）のそれぞれに供給される高周波電力を自動的に調整する。 A plasma CVD apparatus (100) according to the present invention includes a film forming chamber (10), a discharge electrode (20) disposed in the film forming chamber (10), and a plurality of power supplies on the discharge electrode (20). A plurality of high-frequency cables (8, 9) connected to each of the points (6, 7), and a high-frequency power source (50) for supplying high-frequency power to the plurality of high-frequency cables (8, 9) through the power distributor (52) ), A plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) provided in each of the plurality of high-frequency cables (8, 9), and an adjustment unit (60) connected to the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5). ). The adjusting unit (60) automatically adjusts the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) to automatically generate the high-frequency power supplied to each of the plurality of feeding points (6, 7). To adjust.

このように本発明によれば、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のインピーダンス（Ｚ）の調整は自動的に実行されるため、その調整時間が大幅に削減される。すなわち、製膜処理時間が大幅に削減され、半導体装置の生産性が向上する。ここで、これら複数のインピーダンス変更機構（４、５）は、製膜室（１０）の外に設けられると好ましい。 As described above, according to the present invention, since the adjustment of the impedance (Z) of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) is automatically executed, the adjustment time is greatly reduced. That is, the film forming process time is greatly reduced, and the productivity of the semiconductor device is improved. Here, the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) are preferably provided outside the film forming chamber (10).

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１００）において、上記複数のインピーダンス変更機構（４、５）の各々は、複数の高周波ケーブル（８、９）のうち対応する一に接続された分岐ケーブル（４１）と、その分岐ケーブル（４１）の端に接続された受動素子（４２）とを備え、「スタブ」を構成する。上述の調整部（６０）は、複数の受動素子（４２）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ_Ｒ）を調整することによって、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を自動的に調整する。そのため、この受動素子（４２）として、可変コンデンサ（４５）が用いられると好適である。この時、調整部（６０）は、複数の可変コンデンサ（４５）のそれぞれの静電容量を調整することによって、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を調整する。また、分岐ケーブル（４１）の長さ（ｄ）は、高周波電源（５０）から供給される高周波の波長（λ）の半分に設定される。また、分岐ケーブル（４１）の特性インピーダンス（Ｚ_０）は、高周波ケーブル（８、９）の特性インピーダンス（Ｚ_０）と等しい。 In the plasma CVD apparatus (100) according to the present invention, each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) includes a branch cable (41) connected to a corresponding one of the plurality of high-frequency cables (8, 9). And a passive element (42) connected to the end of the branch cable (41) to constitute a “stub”. The adjusting unit (60) adjusts the impedance (Z _R ) of each of the plurality of passive elements (42), thereby automatically adjusting the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5). Adjust to. Therefore, it is preferable that a variable capacitor (45) is used as the passive element (42). At this time, the adjustment unit (60) adjusts the respective impedances (Z) of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) by adjusting the respective electrostatic capacitances of the plurality of variable capacitors (45). The length (d) of the branch cable (41) is set to half the wavelength (λ) of the high frequency supplied from the high frequency power supply (50). Further, the characteristic impedance of the branch cable (41) _{(Z 0)} is equal to the characteristic impedance of the high frequency cable (8,9) _{(Z 0).}

本発明に係る基板処理システム（１）は、このようなプラズマＣＶＤ装置（１００）と、そのプラズマＣＶＤ装置（１００）の調整部（６０）に接続された制御装置（２００）とを備える。この制御装置（２００）は、製膜データベース（２４２）を有している。この製膜データベース（２４２）は、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量と、プラズマＣＶＤ装置（１００）による基板（３０）への処理量とを対応付けて格納する。この処理量は、基板（３０）への製膜速度の分布を示す。また、この処理量は、基板（３０）への製膜速度の基準値に対する変化量（ΔＲ）の分布を示してもよい。 The substrate processing system (1) according to the present invention includes such a plasma CVD apparatus (100) and a control apparatus (200) connected to the adjustment unit (60) of the plasma CVD apparatus (100). This control device (200) has a film forming database (242). The film forming database (242) associates the adjustment amount of the impedance (Z) in each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) with the processing amount to the substrate (30) by the plasma CVD apparatus (100). Store. This throughput indicates the distribution of the film forming speed on the substrate (30). Further, this processing amount may indicate a distribution of a change amount (ΔR) with respect to a reference value of the film forming speed on the substrate (30).

プラズマＣＶＤ装置（１００）における製膜処理時、制御装置（２００）は、この製膜データベース（２４２）を参照することによって、所望のインピーダンス（Ｚ）の調整量を決定し、その調整量を示す制御信号（ＳＣ）を調整部（６０）に出力する。調整部（６０）は、その制御信号（ＳＣ）に応答して、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を自動的に調整する。 At the time of film formation in the plasma CVD apparatus (100), the control device (200) determines the adjustment amount of the desired impedance (Z) by referring to the film formation database (242), and indicates the adjustment amount. The control signal (SC) is output to the adjustment unit (60). The adjustment unit (60) automatically adjusts the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) in response to the control signal (SC).

このように、本発明によれば、放電電極（２０）上の電圧分布の不均一を抑制することが可能となる。つまり、基板（３０）上の膜厚分布の不均一を抑制することが可能となる。よって、生成される半導体膜の膜質が向上する。更に、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のインピーダンス（Ｚ）の調整は自動的に実行されるため、その調整時間が大幅に削減される。すなわち、製膜処理時間が大幅に削減され、半導体装置の生産性が向上する。 Thus, according to the present invention, it is possible to suppress the nonuniformity of the voltage distribution on the discharge electrode (20). That is, it is possible to suppress nonuniformity of the film thickness distribution on the substrate (30). Therefore, the quality of the generated semiconductor film is improved. Furthermore, since the adjustment of the impedance (Z) of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) is automatically performed, the adjustment time is greatly reduced. That is, the film forming process time is greatly reduced, and the productivity of the semiconductor device is improved.

本発明に係る基板処理システム（１）は、制御装置（２００）に接続された膜厚分布測定装置（３００）を更に備える。この膜厚分布測定装置（３００）は、プラズマＣＶＤ装置（１００）によって基板（３０）に形成された半導体膜の膜厚分布を測定し、その膜厚分布を示す膜厚分布データ（Ｄ１）を制御装置（２００）に出力する。制御装置（２００）は、上記製膜データベース（２４２）を参照し、膜厚分布データ（Ｄ１）が示す膜厚分布の分散がより小さくなるように、インピーダンス（Ｚ）の調整量を決定・更新する。そして、制御装置（２００）は、その決定・更新された調整量を示す制御信号（ＳＣ）を調整部（６０）に出力する。調整部（６０）は、その制御信号（ＳＣ）に応答して、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を自動的に調整する。この時、制御装置（２００）は、膜厚分布データ（Ｄ１）が示す膜厚分布と、更新前の調整量とに基づき、製膜データベース（２４２）を更新してもよい。これにより、製膜データベース（２４２）の精度が向上する。 The substrate processing system (1) according to the present invention further includes a film thickness distribution measuring device (300) connected to the control device (200). The film thickness distribution measuring apparatus (300) measures the film thickness distribution of the semiconductor film formed on the substrate (30) by the plasma CVD apparatus (100), and obtains film thickness distribution data (D1) indicating the film thickness distribution. Output to the control device (200). The control device (200) refers to the film forming database (242), and determines and updates the adjustment amount of the impedance (Z) so that the dispersion of the film thickness distribution indicated by the film thickness distribution data (D1) becomes smaller. To do. Then, the control device (200) outputs a control signal (SC) indicating the determined / updated adjustment amount to the adjustment unit (60). The adjustment unit (60) automatically adjusts the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) in response to the control signal (SC). At this time, the control device (200) may update the film forming database (242) based on the film thickness distribution indicated by the film thickness distribution data (D1) and the adjustment amount before the update. This improves the accuracy of the film forming database (242).

本発明に係る基板処理システム（１）において、制御装置（２００）は、クリーニングデータベース（２４３）を更に有してもよい。このクリーニングデータベース（２４３）は、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量と、放電電極（２０）に付着した付着膜の分布とを対応付けて格納する。プラズマＣＶＤ装置（１００）におけるセルフクリーニング処理時、制御装置（２００）は、このクリーニングデータベース（２４３）を参照することによって、所望のインピーダンス（Ｚ）の調整量を決定し、その調整量を示す制御信号（ＳＣ）を調整部（６０）に出力する。調整部（６０）は、その制御信号（ＳＣ）に応答して、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を自動的に調整する。 In the substrate processing system (1) according to the present invention, the control device (200) may further include a cleaning database (243). The cleaning database (243) stores the adjustment amount of the impedance (Z) in each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) and the distribution of the adhesion film attached to the discharge electrode (20) in association with each other. During the self-cleaning process in the plasma CVD apparatus (100), the control device (200) refers to the cleaning database (243) to determine the adjustment amount of the desired impedance (Z), and the control indicating the adjustment amount. The signal (SC) is output to the adjustment unit (60). The adjustment unit (60) automatically adjusts the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) in response to the control signal (SC).

従って、セルフクリーニング処理時におけるインピーダンス（Ｚ）の調整時間が大幅に削減され、生産性が向上する。また、付着膜の除去が全体としてほぼ同時に終了するように、放電電極（２０）上の電圧分布を適切に調整することが可能となる。よって、付着膜が剥離しやすい傾向を有するオーバーエッチング領域の発生が抑制される。従って、製品不良が抑制され、クリーニング頻度の上昇及び稼働率の低下が抑制される。これらにより、生産性が向上する。 Therefore, the adjustment time of the impedance (Z) during the self-cleaning process is greatly reduced, and the productivity is improved. In addition, the voltage distribution on the discharge electrode (20) can be appropriately adjusted so that the removal of the adhered film is completed almost simultaneously as a whole. Therefore, generation | occurrence | production of the overetching area | region which tends to peel an adhesion film is suppressed. Accordingly, product defects are suppressed, and an increase in cleaning frequency and a decrease in operating rate are suppressed. As a result, productivity is improved.

更に、本発明に係る基板処理システム（１）によれば、製膜処理からセルフクリーニング処理への転換時、制御装置（２００）は、上記クリーニングデータベース（２４３）を参照することによって、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量を自動的に決定する。また、セルフクリーニング処理から製膜処理への転換時、制御装置（２００）は、上記製膜データベース（２４２）を参照することによって、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量を自動的に決定する。制御装置（２００）は、それら決定された調整量を示す制御信号（ＳＣ）を、調整部（６０）に出力する。調整部（６０）は、この制御信号（ＳＣ）に応答して、複数のインピーダンス調整機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を一括して自動的に調整する。 Furthermore, according to the substrate processing system (1) according to the present invention, the control device (200) refers to the cleaning database (243) at the time of switching from the film forming process to the self-cleaning process. The adjustment amount of the impedance (Z) in each of the changing mechanisms (4, 5) is automatically determined. Further, when switching from the self-cleaning process to the film forming process, the control device (200) refers to the film forming database (242) to thereby determine the impedance (Z in each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5)). ) Is automatically determined. The control device (200) outputs a control signal (SC) indicating the determined adjustment amount to the adjustment unit (60). In response to the control signal (SC), the adjustment unit (60) automatically adjusts the impedance (Z) of each of the plurality of impedance adjustment mechanisms (4, 5) collectively.

このように、両処理間の転換時において、複数のインピーダンス調整機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）の調整に要する時間が大幅に削減される。具体的には、従来約４０分の時間を要していた調整時間が、ほぼ零になる。よって、プラズマＣＶＤ装置（１００）の稼働率が向上し、非生産時間が短縮される。従って、生産性が向上する。 Thus, at the time of conversion between both processes, the time required for adjusting the impedance (Z) of each of the plurality of impedance adjusting mechanisms (4, 5) is greatly reduced. Specifically, the adjustment time, which conventionally took about 40 minutes, becomes almost zero. Therefore, the operating rate of the plasma CVD apparatus (100) is improved and the non-production time is shortened. Therefore, productivity is improved.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１００）における製膜方法は、（Ａ）複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量と、プラズマＣＶＤ装置（１００）による基板（３０）への処理量とを対応付けて格納する製膜データベース（２４２）を提供するステップと、（Ｂ）その製膜データベース（２４２）を参照することによって、所望のインピーダンス（Ｚ）の調整量を決定するステップと、（Ｃ）決定された調整量に従い、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を一括して調整するステップと、（Ｄ）複数の高周波ケーブル（８、９）及び調整された複数のインピーダンス変更機構（４、５）を介して、高周波電力を放電電極（２０）に供給するステップとを備える。 The film forming method in the plasma CVD apparatus (100) according to the present invention includes (A) an adjustment amount of impedance (Z) in each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5), and a substrate ( And (B) adjusting the desired impedance (Z) by referring to the film forming database (242). (C) a step of collectively adjusting impedances (Z) of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) according to the determined adjustment amount, and (D) a plurality of high-frequency cables ( 8, 9) and a step of supplying high-frequency power to the discharge electrode (20) via a plurality of adjusted impedance changing mechanisms (4, 5). And a flop.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１００）におけるセルフクリーニング方法は、（ａ）複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれにおけるインピーダンス（Ｚ）の調整量と、放電電極（２０）に付着した付着膜の分布とを対応付けて格納するクリーニングデータベース（２４３）を提供するステップと、（ｂ）そのクリーニングデータベース（２４３）を参照することによって、所望のインピーダンス（Ｚ）の調整量を決定するステップと、（ｃ）決定された調整量に従い、複数のインピーダンス変更機構（４、５）のそれぞれのインピーダンス（Ｚ）を一括して調整するステップと、（ｄ）複数の高周波ケーブル（８、９）及び調整された複数のインピーダンス変更機構（４、５）を介して、高周波電力を放電電極（２０）に供給するステップとを備える。 The self-cleaning method in the plasma CVD apparatus (100) according to the present invention includes: (a) the amount of adjustment of the impedance (Z) in each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5), and the adhesion adhered to the discharge electrode (20). Providing a cleaning database (243) for storing the film distribution in association with each other; (b) determining an adjustment amount of a desired impedance (Z) by referring to the cleaning database (243); , (C) adjusting the impedance (Z) of each of the plurality of impedance changing mechanisms (4, 5) according to the determined adjustment amount, and (d) a plurality of high-frequency cables (8, 9) and The high frequency power is supplied to the discharge electrode (20) through the adjusted impedance changing mechanisms (4, 5). And a step of feeding.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及び製膜・セルフクリーニング方法によれば、生産性が向上する。 According to the plasma CVD apparatus, the substrate processing system, and the film forming / self-cleaning method according to the present invention, productivity is improved.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及び製膜方法によれば、生成される半導体膜の膜質が向上する。 According to the plasma CVD apparatus, the substrate processing system, and the film forming method according to the present invention, the film quality of the generated semiconductor film is improved.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及びセルフクリーニング方法によれば、セルフクリーニング時の放電電極のオーバーエッチングが抑制される。 According to the plasma CVD apparatus, substrate processing system, and self-cleaning method of the present invention, over-etching of the discharge electrode during self-cleaning is suppressed.

添付図面を参照して、本発明によるプラズマＣＶＤ装置、基板処理システム、及びプラズマＣＶＤ装置における製膜・セルフクリーニング方法を説明する。 With reference to the attached drawings, a plasma CVD apparatus, a substrate processing system, and a film forming / self-cleaning method in the plasma CVD apparatus according to the present invention will be described.

図１は、本発明に係る基板処理システムの構成を示すブロック図である。この基板処理システム１は、基板処理装置としてのプラズマＣＶＤ装置１００、制御装置２００、及び膜厚分布測定装置３００を有している。制御装置２００は、プラズマＣＶＤ装置１００及び膜厚分布測定装置３００に接続されている。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a substrate processing system according to the present invention. The substrate processing system 1 includes a plasma CVD apparatus 100, a control apparatus 200, and a film thickness distribution measuring apparatus 300 as substrate processing apparatuses. The control device 200 is connected to the plasma CVD device 100 and the film thickness distribution measuring device 300.

このような基板処理システム１において、プラズマＣＶＤ装置１００によって処理された基板３０は、膜厚分布測定装置３００に搬入される。膜厚分布測定装置３００は、その基板３０上に形成された半導体膜の膜厚分布を検出し、検出した膜厚分布を示す膜厚分布データＤ１を制御装置２００に出力する。制御装置２００は、膜厚分布データＤ１と共に、プラズマＣＶＤ装置１００の運転環境を示す運転環境データＤＣを受け取る。後に詳しく説明されるように、製膜処理時、制御装置２００は、膜厚分布データＤ１や運転環境ＤＣに基づいて、プラズマＣＶＤ装置１００の運転を制御する制御信号ＳＣを出力する。 In such a substrate processing system 1, the substrate 30 processed by the plasma CVD apparatus 100 is carried into the film thickness distribution measuring apparatus 300. The film thickness distribution measuring apparatus 300 detects the film thickness distribution of the semiconductor film formed on the substrate 30 and outputs the film thickness distribution data D1 indicating the detected film thickness distribution to the control apparatus 200. The control device 200 receives operating environment data DC indicating the operating environment of the plasma CVD apparatus 100 together with the film thickness distribution data D1. As will be described in detail later, during the film forming process, the control device 200 outputs a control signal SC for controlling the operation of the plasma CVD apparatus 100 based on the film thickness distribution data D1 and the operating environment DC.

図２は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。このプラズマＣＶＤ装置１００は、製膜室（真空容器）１０、その製膜室１０内に配置された放電電極２０、及びその放電電極２０に高周波電力を供給する高周波電源５０を備えている。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the plasma CVD apparatus 100 according to the present invention. The plasma CVD apparatus 100 includes a film forming chamber (vacuum vessel) 10, a discharge electrode 20 disposed in the film forming chamber 10, and a high frequency power supply 50 that supplies high frequency power to the discharge electrode 20.

製膜室１０には、ガス供給管１１及びガス排気管１２が備えつけられている。ガス供給管１１は、図示しないガス供給源に接続されており、このガス供給管１１を通して、製膜室１０内に所定のガスが導入される。また、ガス排気管１２は、図示しない排気装置に接続されており、このガス排気管１２を通して製膜室１０内から反応後ガスが排気される。 The film forming chamber 10 is provided with a gas supply pipe 11 and a gas exhaust pipe 12. The gas supply pipe 11 is connected to a gas supply source (not shown), and a predetermined gas is introduced into the film forming chamber 10 through the gas supply pipe 11. The gas exhaust pipe 12 is connected to an exhaust device (not shown), and the reacted gas is exhausted from the film forming chamber 10 through the gas exhaust pipe 12.

放電電極２０は、複数の電極棒が梯子状に組み合わされた「ラダー電極」である。具体的には、放電電極２０は、第１Ｘ方向電極２１、第２Ｘ方向電極２２、及び複数のＹ方向電極２３を備えている。第１Ｘ方向電極２１と第２Ｘ方向電極２２は、図中のＸ方向に沿って略平行に配置されている。複数のＹ方向電極２３は、第１Ｘ方向電極２１と第２Ｘ方向電極とを接続するように、図中のＹ方向に沿って略平行に配置されている。このようなラダー電極は、高周波電圧の制御、また電界分布の均一化において優れた特性を有する。基板処理時、基板３０は、放電電極２０に対向するように、接地電極（図示されない）に保持される。 The discharge electrode 20 is a “ladder electrode” in which a plurality of electrode bars are combined in a ladder shape. Specifically, the discharge electrode 20 includes a first X direction electrode 21, a second X direction electrode 22, and a plurality of Y direction electrodes 23. The 1st X direction electrode 21 and the 2nd X direction electrode 22 are arrange | positioned substantially parallel along the X direction in a figure. The plurality of Y direction electrodes 23 are arranged substantially in parallel along the Y direction in the drawing so as to connect the first X direction electrode 21 and the second X direction electrode. Such a ladder electrode has excellent characteristics in high-frequency voltage control and uniform electric field distribution. During substrate processing, the substrate 30 is held by a ground electrode (not shown) so as to face the discharge electrode 20.

また、この放電電極２０には、高周波電力が供給される複数の給電点（入力部）が形成されている。より具体的には、それら複数の給電点６、７は、第１Ｘ方向電極２１及び第２Ｘ方向電極２２に形成されている。例えば、図２において、複数の給電点６ａ〜６ｈが第１Ｘ方向電極２１上に形成され、複数の給電点７ａ〜７ｈが第２Ｘ方向電極２２上に形成されている。このように、放電電極２０は、上下に入力部を８個ずつ有し、これにより、複数のＹ方向電極２３には、上下から挟むように高周波電力が供給される。尚、複数の給電点の数は、８個に限られず、任意の数に設定され得る。 The discharge electrode 20 is formed with a plurality of feeding points (input portions) to which high-frequency power is supplied. More specifically, the plurality of feeding points 6 and 7 are formed on the first X-direction electrode 21 and the second X-direction electrode 22. For example, in FIG. 2, a plurality of feeding points 6 a to 6 h are formed on the first X-direction electrode 21, and a plurality of feeding points 7 a to 7 h are formed on the second X-direction electrode 22. As described above, the discharge electrode 20 has eight input portions at the top and bottom, and thereby, high frequency power is supplied to the plurality of Y-direction electrodes 23 so as to be sandwiched from above and below. The number of the plurality of feeding points is not limited to eight and can be set to an arbitrary number.

高周波電源５０は、マッチングボックス５１を介して電力分配器５２に接続されている。マッチングボックス５１は、インピーダンスの整合を行う。この電力分配器５２と複数の給電点６、７のそれぞれとの間は、複数の同軸ケーブル（高周波ケーブル）８、９によって接続されている。高周波電源５０からの高周波電力は、電力分配器５２によって複数の同軸ケーブル８、９に分配され、複数の給電点６、７を介して放電電極２０に供給される。 The high frequency power supply 50 is connected to the power distributor 52 via the matching box 51. The matching box 51 performs impedance matching. A plurality of coaxial cables (high frequency cables) 8 and 9 are connected between the power distributor 52 and each of the plurality of feeding points 6 and 7. The high frequency power from the high frequency power supply 50 is distributed to the plurality of coaxial cables 8 and 9 by the power distributor 52 and supplied to the discharge electrode 20 via the plurality of feeding points 6 and 7.

より具体的には、本実施の形態において、プラズマＣＶＤ装置１００は、第１高周波電源５０Ａと第２高周波電源５０Ｂとを備えている。この第１高周波電源５０Ａは、マッチングボックス５１Ａを介して第１電力分配器５２Ａに接続されている。この第１電力分配器５２Ａは、複数の同軸ケーブル８ａ〜８ｈのそれぞれを介して、第１Ｘ方向電極２１に形成された複数の給電点６ａ〜６ｈに接続されている。このように、第１高周波電源５０Ａは、第１Ｘ方向電極２１の側から放電電極２０に高周波電力を供給する。一方、第２高周波電源５０Ｂは、マッチングボックス５１Ｂを介して第２電力分配器５２Ｂに接続されている。この第２電力分配器５２Ｂは、複数の同軸ケーブル９ａ〜９ｈのそれぞれを介して、第２Ｘ方向電極２２に形成された複数の給電点７ａ〜７ｈに接続されている。このように、第２高周波電源５０Ｂは、第２Ｘ方向電極２２の側から放電電極２０に高周波電力を供給する。これら第１及び第２高周波電源５０Ａ、５０Ｂから供給される高周波の周波数は、例えば、６０．０ＭＨｚである。 More specifically, in the present embodiment, plasma CVD apparatus 100 includes first high frequency power supply 50A and second high frequency power supply 50B. The first high frequency power supply 50A is connected to the first power distributor 52A via a matching box 51A. The first power distributor 52A is connected to a plurality of feeding points 6a to 6h formed on the first X-direction electrode 21 via a plurality of coaxial cables 8a to 8h, respectively. Thus, the first high frequency power supply 50A supplies high frequency power to the discharge electrode 20 from the first X direction electrode 21 side. On the other hand, the second high frequency power supply 50B is connected to the second power distributor 52B via the matching box 51B. The second power distributor 52B is connected to a plurality of feeding points 7a to 7h formed on the second X-direction electrode 22 through each of the plurality of coaxial cables 9a to 9h. Thus, the second high frequency power supply 50B supplies high frequency power to the discharge electrode 20 from the second X direction electrode 22 side. The frequency of the high frequency supplied from the first and second high frequency power supplies 50A and 50B is, for example, 60.0 MHz.

本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００は、複数のインピーダンス変更機構を備えている。これら複数のインピーダンス変更機構は、複数の同軸ケーブル８、９のそれぞれに備え付けられている。例えば、図２に示されるように、複数のインピーダンス変更機構４ａ〜４ｈが、複数の同軸ケーブル８ａ〜８ｈのそれぞれに設けられ、複数のインピーダンス変更機構５ａ〜５ｈが、複数の同軸ケーブル９ａ〜９ｈのそれぞれに設けられている。これら複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスは可変である。つまり、複数のインピーダンス変更機構４、５のそれぞれのインピーダンスを変更することによって、複数の給電点６、７のそれぞれに供給される高周波電力を調整することが可能となる。 The plasma CVD apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of impedance changing mechanisms. The plurality of impedance changing mechanisms are provided in each of the plurality of coaxial cables 8 and 9. For example, as shown in FIG. 2, a plurality of impedance changing mechanisms 4a to 4h are provided in each of the plurality of coaxial cables 8a to 8h, and the plurality of impedance changing mechanisms 5a to 5h are provided to the plurality of coaxial cables 9a to 9h. Of each. The impedances of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 are variable. That is, it is possible to adjust the high-frequency power supplied to each of the plurality of feeding points 6 and 7 by changing the impedance of each of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5.

また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００は、上記複数のインピーダンス変更機構４、５に接続された調整部６０を更に備える。この調整部６０は、制御装置２００（図１参照）からの制御信号ＳＣに応答して、調整信号ＳＡを複数のインピーダンス変更機構４、５に出力する。この調整信号ＳＡは、インピーダンス変更機構４、５のインピーダンスを調整するための信号であり、その調整量を示している。この調整信号ＳＡに応答して、複数のインピーダンス変更機構４、５のそれぞれのインピーダンスが、自動的に一括して適正な値に調整される。これにより、複数の給電点６、７のそれぞれに供給される高周波電力を自動的に一括して調整することが可能となる。 The plasma CVD apparatus 100 according to the present invention further includes an adjustment unit 60 connected to the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5. The adjustment unit 60 outputs the adjustment signal SA to the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 in response to the control signal SC from the control device 200 (see FIG. 1). The adjustment signal SA is a signal for adjusting the impedance of the impedance changing mechanisms 4 and 5 and indicates the amount of adjustment. In response to the adjustment signal SA, the impedances of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 are automatically adjusted to appropriate values collectively. As a result, the high frequency power supplied to each of the plurality of feeding points 6 and 7 can be automatically and collectively adjusted.

ここで、調整された複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスは、必ずしも均一ではない。製膜室１０内における放電電極２０の配置や形状に依存して、複数の同軸ケーブル８、９にかかる負荷は異なり得る。従って、本発明によれば、放電電極２０における「電圧分布」が均一になるように、インピーダンスが自動的に「調整」される。 Here, the adjusted impedances of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 are not necessarily uniform. Depending on the arrangement and shape of the discharge electrode 20 in the film forming chamber 10, the load applied to the plurality of coaxial cables 8, 9 may be different. Therefore, according to the present invention, the impedance is automatically “adjusted” so that the “voltage distribution” at the discharge electrode 20 is uniform.

また、図２に示されるように、このプラズマＣＶＤ装置１００は、製膜室１０内外の運転環境をセンサ群７１によりモニタする測定部７０を更に備えてもよい。この測定部７０は、プラズマＣＶＤ装置１００の運転環境を示す運転環境データＤＣを、制御装置２００に出力する（図１参照）。 In addition, as shown in FIG. 2, the plasma CVD apparatus 100 may further include a measuring unit 70 that monitors the operating environment inside and outside the film forming chamber 10 using a sensor group 71. The measurement unit 70 outputs operating environment data DC indicating the operating environment of the plasma CVD apparatus 100 to the control apparatus 200 (see FIG. 1).

図３は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００の一部を示す拡大図である。電力分配器５２に接続された同軸ケーブル８は、製膜室１０の壁面に設けられたフランジ１５を通して製膜室１０内に導入され、給電点６に接続されている。図３に示されるように、インピーダンス変更機構４は、電力分配器５２とフランジ１５との間の同軸ケーブル８に備え付けられている。つまり、本発明において、複数のインピーダンス変更機構４、５は、製膜室１０の外（大気側）に設けられている。これにより、インピーダンス変更機構４、５の製膜室１０内部への影響が防止される。 FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the plasma CVD apparatus 100 according to the present invention. The coaxial cable 8 connected to the power distributor 52 is introduced into the film forming chamber 10 through the flange 15 provided on the wall surface of the film forming chamber 10 and connected to the feeding point 6. As shown in FIG. 3, the impedance changing mechanism 4 is provided in the coaxial cable 8 between the power distributor 52 and the flange 15. That is, in the present invention, the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 are provided outside the film forming chamber 10 (atmosphere side). Thereby, the influence of the impedance changing mechanisms 4 and 5 on the inside of the film forming chamber 10 is prevented.

また、本実施の形態において、インピーダンス変更機構４として、「スタブ」が例示される。つまり、各インピーダンス変更機構４は、対応する同軸ケーブル８から分岐した分岐ケーブル４１と、負荷（受動素子）４２とを備えている。図３に示されるように、分岐ケーブル４１の一端は、負荷４２に接続され、その他端はＴ字コネクタ４３を介して対応する同軸ケーブル８に接続されている。 In the present embodiment, “stub” is exemplified as the impedance changing mechanism 4. That is, each impedance changing mechanism 4 includes a branch cable 41 branched from the corresponding coaxial cable 8 and a load (passive element) 42. As shown in FIG. 3, one end of the branch cable 41 is connected to the load 42, and the other end is connected to the corresponding coaxial cable 8 via the T-shaped connector 43.

図４は、モデル化された「スタブ」の構成を示す回路図である。ここで、同軸ケーブルの特性インピーダンスをＺ_０とする。また、分岐ケーブルの長さをｄとし、その特性インピーダンスは、同軸ケーブルと同じくＺ_０であるとする。また、分岐ケーブルの端に接続された負荷（受動素子）のインピーダンスをＺ_Ｒとする。更に、同軸ケーブルに供給される高周波の波長をλとする。この時、スタブのインピーダンスＺは、次の式で与えられる。 FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of the modeled “stub”. Here, the characteristic impedance of the coaxial cable and Z _0. Further, it is assumed that the length of the branch cable is d and the characteristic impedance is Z ₀ as in the coaxial cable. Also, the impedance of the load connected to the end of the branch cable (passive element) and Z _R. Further, let λ be the wavelength of the high frequency supplied to the coaxial cable. At this time, the impedance Z of the stub is given by the following equation.

尚、数式中の記号上部に付された点は、その記号で表される量が複素数であることを意味する。

In addition, the point attached | subjected to the symbol upper part in numerical formula means that the quantity represented by the symbol is a complex number.

このように、スタブのインピーダンスＺは、分岐ケーブル４１の長さｄ、あるいは負荷４２のインピーダンスＺ_Ｒを変更することによって、調整可能である。本発明において、分岐ケーブル４１の長さｄは固定される。その代わり、図３に示されるように、調整部６０は、調整信号ＳＡを負荷４２に出力し、その負荷４２のインピーダンスＺ_Ｒを調整する。このようにして、調整部６０は、複数のスタブ（インピーダンス変更機構４、５）のそれぞれのインピーダンスＺを自動的に調整する。これにより、複数の給電点６、７に供給される高周波電力が調整される。供給される高周波電力を制御することは、基板３０に対する製膜速度を制御することを意味する。 Thus, the impedance Z of the stub, by changing the impedance Z _R of length d or the load 42, the branch cable 41, is adjustable. In the present invention, the length d of the branch cable 41 is fixed. Instead, as shown in FIG. 3, the adjustment unit 60 outputs the adjustment signal SA to the load 42, to adjust the impedance Z _R of the load 42. In this way, the adjustment unit 60 automatically adjusts the impedance Z of each of the plurality of stubs (impedance changing mechanisms 4 and 5). Thereby, the high frequency electric power supplied to the several feed points 6 and 7 is adjusted. Controlling the supplied high-frequency power means controlling the film forming speed for the substrate 30.

図５は、本発明に係るインピーダンス変更機構４の構成例を更に詳しく示す回路図である。図５において、分岐ケーブル４１の長さは、高周波電源５０から供給される高周波の波長λの半分（１／２λ）に設定される。この時、分岐ケーブル４１の電気的な影響が無くなり好適である。また、本実施の形態において、負荷４２は、可変コンデンサ４５を含む。そして、調整部６０からの調整信号ＳＡは、可変コンデンサ４５の静電容量を変更し調整する。静電容量の変更はスタブの長さｄの変更と等価であり、このようにして複数のスタブ（インピーダンス変更機構４、５）のインピーダンスＺが調整される。調整部６０によってインピーダンスＺ_Ｒを自動的に制御できる点において、可変コンデンサ４５は好適である。 FIG. 5 is a circuit diagram showing in more detail a configuration example of the impedance changing mechanism 4 according to the present invention. In FIG. 5, the length of the branch cable 41 is set to half (1 / 2λ) of the wavelength λ of the high frequency supplied from the high frequency power supply 50. At this time, the electrical influence of the branch cable 41 is eliminated, which is preferable. In the present embodiment, load 42 includes a variable capacitor 45. The adjustment signal SA from the adjustment unit 60 changes and adjusts the capacitance of the variable capacitor 45. Changing the capacitance is equivalent to changing the length d of the stub, and the impedance Z of the plurality of stubs (impedance changing mechanisms 4 and 5) is adjusted in this way. In that it automatically controls the impedance Z _R by adjusting unit 60, the variable capacitor 45 are preferred.

図６は、インピーダンスＺを調整することによる製膜速度への影響を示すグラフである。図６において、横軸は、基板３０のＸ方向に沿った位置（図２中における線Ｓ−Ｓ’に対応）を示し、縦軸は、基板３０への製膜速度の変化量ΔＲを示す。ここで変化量ΔＲは、インピーダンスＺを調整しなかった場合の製膜速度を基準として算出される。また、図６には、複数の給電点６、７に対応した複数の可変コンデンサ４５の静電容量の調整量が示されている。ここで、その静電容量の調整量は、ある値（以下、基準容量と参照される）からの変動量として定義される。 FIG. 6 is a graph showing the influence of adjusting the impedance Z on the film forming speed. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the position along the X direction of the substrate 30 (corresponding to the line SS ′ in FIG. 2), and the vertical axis indicates the amount of change ΔR in the deposition rate on the substrate 30. . Here, the amount of change ΔR is calculated based on the film forming speed when the impedance Z is not adjusted. Further, FIG. 6 shows the adjustment amounts of the capacitances of the plurality of variable capacitors 45 corresponding to the plurality of feeding points 6 and 7. Here, the adjustment amount of the capacitance is defined as a fluctuation amount from a certain value (hereinafter referred to as a reference capacitance).

例えば、給電点６ｃ〜６ｆ、７ｃ〜７ｆに対応する可変コンデンサ４５の静電容量が基準容量からＣだけ増加したとする。この時、図６に示されるように、それら給電点６ｃ〜６ｆ、７ｃ〜７ｆに対応する位置、すなわち基板３０の中央付近において、製膜速度が増加する。それ以外の位置、すなわち基板３０の端部付近において、製膜速度が減少する。このように、ある可変コンデンサ４５の静電容量を基準容量から増加させると、それにつながる給電点（６、７）に対応する位置において、製膜速度が増加する。逆に、ある可変コンデンサ４５の静電容量を基準容量から減少させると、それにつながる給電点（６、７）に対応する位置において、製膜速度が減少する。以上の特性を利用することにより、任意の位置における製膜速度を所望の値に制御することが可能となる。また、場合によっては、この特性が逆になることもあり得る。つまり、ある可変コンデンサ４５の静電容量を基準容量から減少（増加）させると、それにつながる給電点に対応する位置において、製膜速度が増加（減少）する場合もある。 For example, it is assumed that the capacitance of the variable capacitor 45 corresponding to the feeding points 6c to 6f and 7c to 7f has increased by C from the reference capacitance. At this time, as shown in FIG. 6, the film forming speed increases at positions corresponding to the feeding points 6 c to 6 f and 7 c to 7 f, that is, near the center of the substrate 30. In other positions, that is, in the vicinity of the edge of the substrate 30, the film forming speed decreases. Thus, when the electrostatic capacitance of a certain variable capacitor 45 is increased from the reference capacitance, the film forming speed is increased at the position corresponding to the feeding point (6, 7) connected thereto. Conversely, when the capacitance of a certain variable capacitor 45 is decreased from the reference capacitance, the film forming speed is decreased at the position corresponding to the feeding point (6, 7) connected thereto. By utilizing the above characteristics, the film forming speed at an arbitrary position can be controlled to a desired value. In some cases, this characteristic may be reversed. That is, when the electrostatic capacitance of a certain variable capacitor 45 is decreased (increased) from the reference capacitance, the film forming speed may increase (decrease) at a position corresponding to the feeding point connected thereto.

次に、基板処理システム１における制御装置２００の構成を説明する。
図７は、本発明に係る制御装置２００の構成例を示すブロック図である。この制御装置２００は、入力部２１０、出力部２２０、演算処理部（ＣＰＵ）２３０、及び記憶部２４０を備えている。また、記憶部２４０には、制御プログラム２４１、製膜データベース２４２、クリーニングデータベース２４３が格納されている。 Next, the configuration of the control device 200 in the substrate processing system 1 will be described.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the control device 200 according to the present invention. The control device 200 includes an input unit 210, an output unit 220, an arithmetic processing unit (CPU) 230, and a storage unit 240. The storage unit 240 stores a control program 241, a film forming database 242, and a cleaning database 243.

入力部２１０には、膜厚分布データＤ１、付着膜分布データＤ２、運転環境データＤＣが入力される（図１参照）。膜厚分布データＤ１は、基板３０に形成された半導体膜の膜厚分布を示す。付着膜分布データＤ２は、放電電極２０に付着した付着膜の分布を示す。運転環境データＤＣは、プラズマＣＶＤ装置１００の運転環境を示す。また、出力部２２０からは、プラズマＣＶＤ装置１００の運転を制御する制御信号ＳＣが出力される（図１参照）。この制御信号ＳＣは、プラズマＣＶＤ装置１００の調整部６０に入力される。 The input unit 210 receives film thickness distribution data D1, adhesion film distribution data D2, and operating environment data DC (see FIG. 1). The film thickness distribution data D1 indicates the film thickness distribution of the semiconductor film formed on the substrate 30. The attached film distribution data D2 indicates the distribution of the attached film attached to the discharge electrode 20. The operating environment data DC indicates the operating environment of the plasma CVD apparatus 100. The output unit 220 outputs a control signal SC for controlling the operation of the plasma CVD apparatus 100 (see FIG. 1). The control signal SC is input to the adjustment unit 60 of the plasma CVD apparatus 100.

製膜データベース２４２は、図６に示されたような製膜データを複数含んでいる。すなわち、製膜データベース２４２は、複数のインピーダンス調整機構４、５のそれぞれにおけるインピーダンスＺの調整量（可変コンデンサ４５の調整量）と、基板３０への処理量とを対応付けて格納している。ここで、「インピーダンスＺの調整量」とは、図６に示されたように、インピーダンスＺの変更箇所やインピーダンスＺ（可変容量）の変更量を含んでいる。また、「基板３０への処理量」とは、図６に示されたように、基板３０への製膜速度の変化量ΔＲの分布を示している。あるいは、「基板３０への処理量」とは、基板３０への製膜速度そのものの分布を示してもよい。製膜データベース２４２が含んでいる複数の製膜データは、それぞれ異なる調整量と処理量を対応付けている。また、図６においては、１次元的なデータが示されているが、この製膜データは、実際には基板３０の面に対応した“２次元データ”であってもよい。更に、製膜データベース２４２は、「運転環境データＤＣが示す運転環境」と、「インピーダンスＺの調整量」と、「基板３０への処理量」とを関連付けて格納してもよい。 The film formation database 242 includes a plurality of film formation data as shown in FIG. That is, the film forming database 242 stores the adjustment amount of the impedance Z (adjustment amount of the variable capacitor 45) in each of the plurality of impedance adjustment mechanisms 4 and 5 and the processing amount to the substrate 30 in association with each other. Here, as shown in FIG. 6, the “adjustment amount of impedance Z” includes the change location of impedance Z and the change amount of impedance Z (variable capacitance). Further, the “processing amount on the substrate 30” indicates the distribution of the amount of change ΔR of the film forming speed on the substrate 30, as shown in FIG. Alternatively, the “processing amount on the substrate 30” may indicate the distribution of the film forming speed itself on the substrate 30. A plurality of pieces of film forming data included in the film forming database 242 are associated with different adjustment amounts and processing amounts, respectively. Further, although one-dimensional data is shown in FIG. 6, the film formation data may actually be “two-dimensional data” corresponding to the surface of the substrate 30. Furthermore, the film forming database 242 may store “the operating environment indicated by the operating environment data DC”, “the adjustment amount of the impedance Z”, and “the processing amount to the substrate 30” in association with each other.

クリーニングデータベース２４３は、製膜データベース２４２と同様である。但し、このクリーニングデータベース２４３は、プラズマＣＶＤ装置１００のセルフクリーニング処理時に参照される。すなわち、クリーニングデータベース２４３は、複数のインピーダンス調整機構４、５のそれぞれにおけるインピーダンスＺの調整量（可変コンデンサ４５の調整量）と、放電電極２０に付着した付着膜の分布とを対応付けて格納している。この付着膜の分布は、付着膜分布データＤ２によって制御装置２００に供給される。 The cleaning database 243 is the same as the film forming database 242. However, this cleaning database 243 is referred to during the self-cleaning process of the plasma CVD apparatus 100. That is, the cleaning database 243 stores the adjustment amount of the impedance Z (adjustment amount of the variable capacitor 45) in each of the plurality of impedance adjustment mechanisms 4 and 5 and the distribution of the adhesion film attached to the discharge electrode 20 in association with each other. ing. The distribution of the adhesion film is supplied to the control device 200 by the adhesion film distribution data D2.

制御プログラム２４１は、演算処理部（ＣＰＵ）２３０によって実行されるプログラムであり、上述の製膜データベース２４２やクリーニングデータベース２４３を参照することによって、製膜処理時やセルフクリーニング時におけるインピーダンスＺの適正な調整量を決定する。そして、制御プログラム２４１は、決定されたインピーダンスＺの調整量を示す制御信号ＳＣを、出力部２２０を介してプラズマＣＶＤ装置１００の調整部６０に出力する。 The control program 241 is a program executed by the arithmetic processing unit (CPU) 230, and by referring to the film forming database 242 and the cleaning database 243 described above, an appropriate impedance Z at the time of film forming processing or self-cleaning is set. Determine the adjustment amount. Then, the control program 241 outputs a control signal SC indicating the determined adjustment amount of the impedance Z to the adjustment unit 60 of the plasma CVD apparatus 100 via the output unit 220.

以上のような構成を有する基板処理システム１の動作を、更に詳しく説明する。 The operation of the substrate processing system 1 having the above configuration will be described in more detail.

（製膜処理）
プラズマＣＶＤ装置１００において、ある時、ある基板３０（以下、第１基板３０と参照される）の処理が終了したとする。処理後、その第１基板３０は、膜厚分布測定装置３００に搬入される。膜厚分布測定装置３００は、プラズマＣＶＤ装置１００によって第１基板３０に形成された半導体膜の膜厚分布を測定する。そして、膜厚分布測定装置３００は、その膜厚分布を示す膜厚分布データＤ１を制御装置２００に出力する。また、プラズマＣＶＤ装置１００の測定部７０は、第１基板３０に対する製膜処理時の運転環境を示す運転環境データＤＣを制御装置２００に出力してもよい。ここで、運転環境とは、プラズマＣＶＤ装置１００内の圧力や温度等を示す。 (Film forming process)
In the plasma CVD apparatus 100, it is assumed that processing of a certain substrate 30 (hereinafter referred to as the first substrate 30) is completed at a certain time. After the processing, the first substrate 30 is carried into the film thickness distribution measuring apparatus 300. The film thickness distribution measuring apparatus 300 measures the film thickness distribution of the semiconductor film formed on the first substrate 30 by the plasma CVD apparatus 100. Then, the film thickness distribution measuring apparatus 300 outputs the film thickness distribution data D1 indicating the film thickness distribution to the control apparatus 200. In addition, the measurement unit 70 of the plasma CVD apparatus 100 may output operating environment data DC indicating the operating environment during the film forming process on the first substrate 30 to the control device 200. Here, the operating environment indicates the pressure, temperature, etc. in the plasma CVD apparatus 100.

制御装置２００は、入力部２１０を介して、上記膜厚分布データＤ１や運転環境データＤＣを受け取る。その後、制御プログラム２４１は、膜厚分布データＤ１が示す膜厚分布の分散がより小さくなるような製膜データ（図６参照）を、製膜データベース２４２から検索する。 The control device 200 receives the film thickness distribution data D1 and the operating environment data DC via the input unit 210. Thereafter, the control program 241 searches the film forming database 242 for film forming data (see FIG. 6) such that the dispersion of the film thickness distribution indicated by the film thickness distribution data D1 becomes smaller.

例えば、第１基板３０に形成された半導体膜が、図８Ａに示されるような膜厚分布を有していたとする。図８Ａにおいて、縦軸は製膜量を示し、横軸は第１基板３０のＸ方向に沿った位置を示している。図８Ａに示されるように、第１基板３０への製膜処理の結果、基板中央部よりも基板端部に対して多くの半導体膜が蒸着されたとする。この時、制御プログラム２４１は、製膜データベース２４２を参照し、基板中央部に対する製膜速度が増加するような製膜データを選び出す。ここでは、図６に示されたような製膜データが好適である。この製膜データは、基板中央部に対応するインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスＺを適宜調整すると、基板中央部における製膜速度が増加し、基板端部における製膜速度が減少することを示している。従って、生成される半導体膜の膜厚分布の分散がより小さくなることが予測される（図８Ｂ参照）。 For example, it is assumed that the semiconductor film formed on the first substrate 30 has a film thickness distribution as shown in FIG. 8A. In FIG. 8A, the vertical axis indicates the amount of film formation, and the horizontal axis indicates the position along the X direction of the first substrate 30. As shown in FIG. 8A, it is assumed that as a result of the film forming process on the first substrate 30, more semiconductor films are deposited on the substrate end than on the substrate center. At this time, the control program 241 refers to the film forming database 242 and selects film forming data that increases the film forming speed for the central portion of the substrate. Here, the film formation data as shown in FIG. 6 is suitable. This film formation data indicates that if the impedance Z of the impedance changing mechanisms 4 and 5 corresponding to the center part of the substrate is appropriately adjusted, the film formation speed at the center part of the substrate increases and the film formation speed at the edge part of the substrate decreases. ing. Therefore, it is predicted that the dispersion of the film thickness distribution of the generated semiconductor film becomes smaller (see FIG. 8B).

このように、制御装置２００の制御プログラム２４１は、製膜データベース２４２を参照し、膜厚分布データＤ１が示す膜厚分布の分散がより小さくなるように、複数のインピーダンス変更機構４、５に対する調整量を決定する、あるいは更新する。また、製膜データがプラズマＣＶＤ装置１００の運転環境と関連付けられている場合、制御プログラム２４１は、膜厚分布データＤ１だけでなく運転環境データＤＣをも考慮にいれて、複数のインピーダンス変更機構４、５に対する調整量を決定する。具体的には、現在の運転環境と比較的近い場合の製膜データが選び出される。これにより、インピーダンスＺのより高精度な制御が可能となる。制御装置２００は、以上のように決定・更新された調整量を示す制御信号ＳＣを、出力部２２０を介して、プラズマＣＶＤ装置１００の調整部６０に出力する。 As described above, the control program 241 of the control device 200 refers to the film forming database 242 and adjusts the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 so that the dispersion of the film thickness distribution indicated by the film thickness distribution data D1 becomes smaller. Determine or update the quantity. When the film formation data is associated with the operating environment of the plasma CVD apparatus 100, the control program 241 takes into consideration not only the film thickness distribution data D1 but also the operating environment data DC, and the plurality of impedance changing mechanisms 4. 5 is determined. Specifically, the film forming data when the current operating environment is relatively close is selected. As a result, the impedance Z can be controlled with higher accuracy. The control device 200 outputs a control signal SC indicating the adjustment amount determined and updated as described above to the adjustment unit 60 of the plasma CVD apparatus 100 via the output unit 220.

次に、プラズマＣＶＤ装置１００には、被処理対象である次の基板３０（以下、第２基板３０と参照される）が搬入される。製膜処理時、その第２基板３０は、放電電極２０に対向するように接地電極（図示されない）に保持される。その後、製膜室１０にはガス供給管１１を通してシラン（ＳｉＨ_４）が供給される。また、放電電極２０には、第１高周波電源５０Ａから複数の給電点６ａ〜６ｈを介して第１高周波が供給され、同時に第２高周波電源５０Ｂから複数の給電点７ａ〜７ｈを介して第２高周波が供給される。これにより、放電電極２０と第２基板３０との間の領域にプラズマが発生し、第２基板３０上に所望の半導体膜が形成される。 Next, the next substrate 30 (hereinafter referred to as the second substrate 30) to be processed is carried into the plasma CVD apparatus 100. During the film forming process, the second substrate 30 is held by a ground electrode (not shown) so as to face the discharge electrode 20. Thereafter, silane (SiH ₄ ) is supplied to the film forming chamber 10 through the gas supply pipe 11. Further, the discharge electrode 20 is supplied with the first high frequency from the first high frequency power supply 50A through the plurality of power supply points 6a to 6h, and simultaneously from the second high frequency power supply 50B through the plurality of power supply points 7a to 7h. High frequency is supplied. As a result, plasma is generated in a region between the discharge electrode 20 and the second substrate 30, and a desired semiconductor film is formed on the second substrate 30.

ここで、第１高周波と第２高周波の周波数は同一に設定され、その値は例えば６０．０ＭＨｚである。第１高周波と第２高周波の位相も等しい場合、Ｙ方向電極２３の中間点付近に定在波の腹（最大点）が形成されてしまう。そのため、本実施の形態において、第１高周波と第２高周波との位相差Δθは、時間的に変動するように制御される（位相変調法）。これにより、定在波の最大点はＹ方向に沿って往復し、放電電極２０上のＹ方向電極２３に沿った電圧分布の時間平均は均一となる。つまり、第２基板３０上のＹ方向に沿った膜厚分布の不均一が抑制される。 Here, the first high frequency and the second high frequency are set to be the same, and the value is, for example, 60.0 MHz. When the phases of the first high frequency and the second high frequency are also equal, an antinode (maximum point) of a standing wave is formed near the middle point of the Y-direction electrode 23. Therefore, in the present embodiment, the phase difference Δθ between the first high frequency and the second high frequency is controlled so as to vary with time (phase modulation method). Thereby, the maximum point of the standing wave reciprocates along the Y direction, and the time average of the voltage distribution along the Y direction electrode 23 on the discharge electrode 20 becomes uniform. That is, nonuniformity of the film thickness distribution along the Y direction on the second substrate 30 is suppressed.

同時に、調整部６０は、制御装置２００から受け取った制御信号ＳＣに応答して、複数のインピーダンス変更機構４、５に調整信号ＳＡを一括して出力する。この調整信号ＳＡは、制御信号ＳＣが指示するインピーダンスＺ（可変コンデンサ４５の静電容量）の調整量を示している。そして、この調整信号ＳＡによって、複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスＺが、所望の値に自動的に設定される。図６に示されたような製膜データに従った結果、第２基板３０のＸ方向に沿った膜厚分布は、例えば図８Ｂに示されたような分布になる。これにより、Ｘ方向に沿った膜厚分布の分散は、およそ半分の値に低減されることが確認された。 At the same time, the adjustment unit 60 outputs the adjustment signal SA to the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 in response to the control signal SC received from the control device 200. The adjustment signal SA indicates the adjustment amount of the impedance Z (capacitance of the variable capacitor 45) indicated by the control signal SC. The impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 is automatically set to a desired value by the adjustment signal SA. As a result of following the film formation data as shown in FIG. 6, the film thickness distribution along the X direction of the second substrate 30 becomes, for example, a distribution as shown in FIG. 8B. Thereby, it was confirmed that the dispersion | distribution of the film thickness distribution along a X direction was reduced to about a half value.

このように、本発明によれば、放電電極２０上のＸ方向に沿った電圧分布の不均一を抑制することが可能となる。つまり、基板３０上のＸ方向に沿った膜厚分布の不均一を抑制することが可能となる。よって、生成される半導体膜の膜質、すなわち太陽電池の発電効率が向上する。更に、本発明によれば、複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスＺの調整は、自動的に実行されるため、その調整時間が大幅に削減される。すなわち、製膜処理時間が大幅に削減され、半導体装置の生産性が向上する。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the nonuniformity of the voltage distribution along the X direction on the discharge electrode 20. That is, it is possible to suppress nonuniformity of the film thickness distribution along the X direction on the substrate 30. Therefore, the quality of the generated semiconductor film, that is, the power generation efficiency of the solar cell is improved. Furthermore, according to the present invention, the adjustment of the impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 is automatically performed, so that the adjustment time is greatly reduced. That is, the film forming process time is greatly reduced, and the productivity of the semiconductor device is improved.

製膜処理後、第２基板３０も膜厚分布測定装置３００に搬入される。膜厚分布測定装置３００は、第２基板３０に形成された半導体膜の膜厚分布（図８Ｂ参照）を測定し、その膜厚分布を示す膜厚分布データＤ１を制御装置２００に出力する。また、プラズマＣＶＤ装置１００の測定部７０は、第２基板３０に対する製膜処理時の運転環境を示す運転環境データＤＣを制御装置２００に出力してもよい。 After the film forming process, the second substrate 30 is also carried into the film thickness distribution measuring apparatus 300. The film thickness distribution measuring apparatus 300 measures the film thickness distribution (see FIG. 8B) of the semiconductor film formed on the second substrate 30, and outputs the film thickness distribution data D1 indicating the film thickness distribution to the control apparatus 200. In addition, the measurement unit 70 of the plasma CVD apparatus 100 may output operating environment data DC indicating the operating environment during the film forming process on the second substrate 30 to the control device 200.

制御部２００は、第２基板３０に対する製膜条件及び製膜結果を表すインピーダンスＺの調整量及び膜厚分布データＤ１に基づいて、製膜データベース２４２を更新する。これにより、製膜データベース２４２の精度は向上していく。そして、制御部２００は、次に処理される基板３０に対して、製膜データベース２４２から最適な製膜データを再度選択し、インピーダンスＺの調整量を決定・更新していく。このように、本発明によれば、インピーダンスＺの調整量がフィードバック制御される。よって、生成される半導体膜の膜質は、製造バッチごとに向上していく。 The control unit 200 updates the film formation database 242 based on the adjustment amount of the impedance Z representing the film formation condition and the film formation result for the second substrate 30 and the film thickness distribution data D1. Thereby, the accuracy of the film forming database 242 is improved. Then, the control unit 200 again selects optimum film formation data from the film formation database 242 for the substrate 30 to be processed next, and determines and updates the adjustment amount of the impedance Z. Thus, according to the present invention, the adjustment amount of the impedance Z is feedback controlled. Therefore, the quality of the generated semiconductor film is improved for each production batch.

（セルフクリーニング処理）
基板３０に対して繰り返し製膜処理を続けると、放電電極２０や製膜室１０の内壁に半導体膜が付着してくる。この付着した半導体膜は、以下「付着膜」と参照される。このような付着膜は、放電電極２０から剥離し、処理中の基板３０に降り注ぐ可能性がある。このことは、不良品発生の原因となる。従って、製膜処理を所定の回数繰り返した後、プラズマＣＶＤ装置１００内を清掃する必要がある。この作業は、「セルフクリーニング」と呼ばれている。 (Self-cleaning process)
When the film formation process is repeatedly performed on the substrate 30, the semiconductor film adheres to the inner walls of the discharge electrode 20 and the film formation chamber 10. This attached semiconductor film is hereinafter referred to as “attached film”. Such an adhesion film may be peeled off from the discharge electrode 20 and poured onto the substrate 30 being processed. This causes defective products. Therefore, it is necessary to clean the inside of the plasma CVD apparatus 100 after repeating the film forming process a predetermined number of times. This operation is called “self-cleaning”.

セルフクリーニング処理時、製膜室１０内にはガス供給管１１を通してＮＦ_３が供給される。また、放電電極２０には、第１高周波電源５０Ａ及び第２高周波電源５０Ｂから高周波電力が供給される。これにより、放電電極２０と接地電極との間の領域にＦラジカルが発生し、そのＦラジカルと付着膜が反応することにより、放電電極２０等から付着膜が除去される。 During the self-cleaning process, NF ₃ is supplied into the film forming chamber 10 through the gas supply pipe 11. The discharge electrode 20 is supplied with high frequency power from the first high frequency power supply 50A and the second high frequency power supply 50B. As a result, F radicals are generated in a region between the discharge electrode 20 and the ground electrode, and the F radicals and the attached film react to remove the attached film from the discharge electrode 20 and the like.

本発明によれば、このセルフクリーニング時においても、複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスＺが調整される。具体的には、制御装置２００の記憶部２４０に格納されたクリーニングデータベース２４３は、複数のインピーダンス変更機構４、５のそれぞれにおけるインピーダンスＺの調整量と、放電電極２０に付着した付着膜の分布とを対応付けている。この付着膜の分布を示す付着膜分布データＤ２は、プラズマＣＶＤ装置１００から自動的に入力されてもよいし、オペレータによって入力されてもよい。 According to the present invention, the impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 is adjusted even during the self-cleaning. Specifically, the cleaning database 243 stored in the storage unit 240 of the control device 200 includes the adjustment amount of the impedance Z in each of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5, and the distribution of the adhesion film attached to the discharge electrode 20. Are associated. The adhesion film distribution data D2 indicating the distribution of the adhesion film may be automatically input from the plasma CVD apparatus 100 or may be input by an operator.

セルフクリーニング処理時、制御装置２００は、クリーニングデータベース２４３を参照することによって、複数のインピーダンス変更機構４、５のインピーダンスＺの調整量を自動的に決定する。そして、制御装置２００は、その調整量を示す制御信号ＳＣをプラズマＣＶＤ装置１００の調整部６０に出力する。調整部６０は、この制御信号ＳＣに応答して、複数のインピーダンス調整機構４、５のそれぞれのインピーダンスＺを一括して自動的に調整する。よって、インピーダンスＺの調整時間が大幅に削減される。 During the self-cleaning process, the control device 200 automatically determines the adjustment amount of the impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5 by referring to the cleaning database 243. Then, the control device 200 outputs a control signal SC indicating the adjustment amount to the adjustment unit 60 of the plasma CVD apparatus 100. In response to the control signal SC, the adjustment unit 60 automatically adjusts the impedances Z of the plurality of impedance adjustment mechanisms 4 and 5 collectively. Therefore, the adjustment time of the impedance Z is greatly reduced.

本発明によれば、付着膜の分布とインピーダンスＺの調整量がデータベース化されているため、複数のパターンの中から放電電極２０上の電圧分布を適切に選択するることが可能である。つまり、付着膜が放電電極２０に不均一に付着している場合においても、付着膜の除去が全体としてほぼ同時に終了するように、電圧分布を適切に調整することが可能である。付着膜が適切に除去されるので、放電電極２０とＦラジカルとの反応によるオーバーエッチングが抑制される。付着膜が剥離しやすい傾向を有するオーバーエッチング領域の発生が抑制されるため、製品不良が抑制される。更に、クリーニング頻度の上昇及び稼働率の低下が抑制される。従って、生産性が向上する。 According to the present invention, since the distribution of the adhesion film and the adjustment amount of the impedance Z are made into a database, it is possible to appropriately select the voltage distribution on the discharge electrode 20 from a plurality of patterns. That is, even when the adhesion film is unevenly adhered to the discharge electrode 20, it is possible to appropriately adjust the voltage distribution so that the removal of the adhesion film is completed almost simultaneously. Since the adhered film is appropriately removed, overetching due to the reaction between the discharge electrode 20 and the F radical is suppressed. Since the occurrence of an over-etching region that tends to peel off the attached film is suppressed, product defects are suppressed. Furthermore, an increase in cleaning frequency and a decrease in operating rate are suppressed. Therefore, productivity is improved.

（転換時の動作）
上記のように、製膜処理においてはＳｉＨ_４が用いられ、セルフクリーニング処理においてはＮＦ_３が用いられる。両処理において用いられるガスが異なるため、製膜室１０内に発生するプラズマの特性も異なってくる。従って、放電電極２０に対する適正なインピーダンスも両処理間で異なってくる。 (Operation at the time of conversion)
As described above, SiH ₄ is used in the film forming process, and NF ₃ is used in the self-cleaning process. Since the gases used in the two processes are different, the characteristics of the plasma generated in the film forming chamber 10 are also different. Accordingly, the proper impedance for the discharge electrode 20 also differs between the two processes.

本発明によれば、製膜処理からセルフクリーニング処理への転換時、制御装置２００は、上記クリーニングデータベース２４３を参照することによって、複数のインピーダンス変更機構４、５のそれぞれのインピーダンスＺの調整量を自動的に決定する。また、セルフクリーニング処理から製膜処理への転換時、制御装置２００は、上記製膜データベース２４２を参照することによって、複数のインピーダンス変更機構４、５のそれぞれのインピーダンスＺの調整量を自動的に決定する。そして、制御装置２００は、決定された調整量を示す制御信号ＳＣを、プラズマＣＶＤ装置１００の調整部６０に出力する。調整部６０は、この制御信号ＳＣに応答して、複数のインピーダンス調整機構４、５のそれぞれのインピーダンスＺを一括して自動的に調整する。 According to the present invention, when the film forming process is switched to the self-cleaning process, the control device 200 refers to the cleaning database 243 to determine the adjustment amount of each impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5. Determine automatically. Further, when switching from the self-cleaning process to the film forming process, the control device 200 automatically refers to the film forming database 242 to automatically adjust the adjustment amount of each impedance Z of the plurality of impedance changing mechanisms 4 and 5. decide. Then, the control device 200 outputs a control signal SC indicating the determined adjustment amount to the adjustment unit 60 of the plasma CVD apparatus 100. In response to the control signal SC, the adjustment unit 60 automatically adjusts the impedances Z of the plurality of impedance adjustment mechanisms 4 and 5 collectively.

このように、両処理間の転換時において、複数のインピーダンス調整機構４、５のそれぞれのインピーダンスＺの調整に要する時間が大幅に削減される。具体的には、従来約４０分の時間を要していた調整時間が、ほぼ零になる。よって、プラズマＣＶＤ装置１００の稼働率が向上し、非生産時間が短縮される。従って、生産性が向上する。 Thus, at the time of switching between the two processes, the time required for adjusting the impedance Z of each of the plurality of impedance adjusting mechanisms 4 and 5 is greatly reduced. Specifically, the adjustment time, which conventionally took about 40 minutes, becomes almost zero. Therefore, the operating rate of the plasma CVD apparatus 100 is improved and the non-production time is shortened. Therefore, productivity is improved.

以上に説明されたように、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００、基板処理システム１、及び製膜・セルフクリーニング方法によれば、生産性が向上する。また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００、基板処理システム１、及び製膜方法によれば、生成される半導体膜の膜質が向上する。更に、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１００、基板処理システム１、及びセルフクリーニング方法によれば、セルフクリーニング時の放電電極のオーバーエッチングが抑制される。本発明は、優れた膜質が要求される微結晶シリコン膜を用いるタンデム型太陽電池モジュールの製造や、膜厚分布の均一化が困難な大面積太陽電池モジュールの製造に対して、特に有効である。 As described above, according to the plasma CVD apparatus 100, the substrate processing system 1, and the film forming / self-cleaning method according to the present invention, productivity is improved. Moreover, according to the plasma CVD apparatus 100, the substrate processing system 1, and the film forming method according to the present invention, the film quality of the generated semiconductor film is improved. Furthermore, according to the plasma CVD apparatus 100, the substrate processing system 1, and the self-cleaning method according to the present invention, over-etching of the discharge electrode during self-cleaning is suppressed. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective for manufacturing a tandem solar cell module using a microcrystalline silicon film that requires excellent film quality and for manufacturing a large area solar cell module in which it is difficult to make a uniform film thickness distribution. .

図１は、本発明に係る基板処理システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a substrate processing system according to the present invention. 図２は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the plasma CVD apparatus according to the present invention. 図３は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の構成の一部を示す拡大概略図である。FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a part of the configuration of the plasma CVD apparatus according to the present invention. 図４は、本発明に係るインピーダンス変更機構のモデル化された構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a modeled configuration of the impedance changing mechanism according to the present invention. 図５は、本発明に係るインピーダンス変更機構の構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the impedance changing mechanism according to the present invention. 図６は、本発明に係る製膜データベースの内容を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the contents of the film forming database according to the present invention. 図７は、本発明に係る制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the control device according to the present invention. 図８Ａは、本発明に係る基板処理システムの動作を説明するためのグラフである。FIG. 8A is a graph for explaining the operation of the substrate processing system according to the present invention. 図８Ｂは、本発明に係る基板処理システムの動作を説明するためのグラフである。FIG. 8B is a graph for explaining the operation of the substrate processing system according to the present invention.

Explanation of symbols

１基板処理システム
４、５インピーダンス変更機構
６、７給電点
８、９同軸ケーブル
１０製膜室
１１ガス供給管
１２ガス排気管
１５フランジ
２０放電電極
２１第１Ｘ方向電極
２２第２Ｘ方向電極
２３Ｙ方向電極
３０基板
４１分岐ケーブル
４２負荷
４３Ｔ字コネクタ
４５可変コンデンサ
５０高周波電源
５１マッチングボックス
５２電力分配器
６０調整部
７０測定部
７１センサ群
１００プラズマＣＶＤ装置
２００制御装置
２１０入力部
２２０出力部
２３０ＣＰＵ
２４０記憶部
２４１制御プログラム
２４２製膜データベース
２４３クリーニングデータベース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing system 4, 5 Impedance change mechanism 6, 7 Feeding point 8, 9 Coaxial cable 10 Film forming chamber 11 Gas supply pipe 12 Gas exhaust pipe 15 Flange 20 Discharge electrode 21 1st X direction electrode 22 2nd X direction electrode 23 Y direction Electrode 30 Substrate 41 Branch cable 42 Load 43 T-shaped connector 45 Variable capacitor 50 High frequency power supply 51 Matching box 52 Power distributor 60 Adjustment unit 70 Measurement unit 71 Sensor group 100 Plasma CVD apparatus 200 Control unit 210 Input unit 220 Output unit 230 CPU
240 Storage Unit 241 Control Program 242 Film Formation Database 243 Cleaning Database

Claims

A film forming chamber;
A discharge electrode disposed in the film forming chamber;
A plurality of high-frequency cables connected to each of a plurality of feeding points on the discharge electrode;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the plurality of high frequency cables through a power distributor;
A plurality of impedance changing mechanisms provided in each of the plurality of high-frequency cables;
Equipped with,
The impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms is switched between the film forming process and the self-cleaning process,
During the self-cleaning process, the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms is stored in association with the adjustment amount of each impedance and the distribution of the attached film attached to the inner wall of the discharge electrode or the film forming chamber. A plasma CVD apparatus set based on a cleaning database .

A film forming chamber;
A discharge electrode disposed in the film forming chamber;
A plurality of high-frequency cables connected to each of a plurality of feeding points on the discharge electrode;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the plurality of high frequency cables through a power distributor;
A plurality of impedance changing mechanisms provided in each of the plurality of high-frequency cables;
Equipped with,
During the film forming process, the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms is set to a value corresponding to the situation based on a film forming database that stores the adjustment amount of each impedance and the processing amount to the substrate in association with each other. plasma CVD apparatus to be.

The plasma CVD apparatus according to claim 2,
During the self-cleaning process, the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms is stored by associating the adjustment amount of each impedance with the distribution of the attached film attached to the inner wall of the discharge electrode or the film forming chamber. Based on the database, the value is set according to the situation
Plasma CVD equipment.

The plasma CVD apparatus according to claim 3, wherein
At the time of switching from the film forming process to the self-cleaning process, the respective impedances are switched based on the cleaning database,
When switching from the self-cleaning process to the film forming process, the respective impedances are switched based on the film forming database.
Plasma CVD equipment.

The plasma CVD apparatus according to claim 3 or 4,
Furthermore, an adjustment unit connected to the plurality of impedance changing mechanisms is provided,
The adjustment unit automatically adjusts the respective impedances according to a control signal indicating an adjustment amount of each impedance determined based on the film forming database or the cleaning database.
Plasma CVD equipment.

The plasma CVD apparatus according to claim 5 ,
Each of the plurality of impedance changing mechanisms includes:
A branch cable connected to a corresponding position among the plurality of high-frequency cables;
A passive element connected to an end of the branch cable,
The adjustment unit adjusts the impedance of each of the plurality of impedance changing mechanisms by adjusting the impedance of each of the plurality of passive elements. Plasma CVD apparatus.

The plasma CVD apparatus according to claim 6 , wherein
The passive element is a variable capacitor;
The adjustment unit adjusts the impedance of each of the plurality of impedance changing mechanisms by adjusting the capacitance of each of the plurality of variable capacitors. Plasma CVD apparatus.

A film forming chamber;
A discharge electrode disposed in the film forming chamber;
A plurality of high-frequency cables connected to each of a plurality of feeding points on the discharge electrode;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the plurality of high frequency cables through a power distributor;
A plurality of impedance changing mechanisms provided in each of the plurality of high-frequency cables;
A plasma CVD apparatus connected to the plurality of impedance changing mechanisms and having an adjusting unit for adjusting the impedance of each of the plurality of impedance changing mechanisms ;
; And a controller connected to the plasma CVD device,
The control device has a film formation database that stores the adjustment amount of the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms and the processing amount to the substrate by the plasma CVD device in association with each other,
During film formation in the plasma CVD apparatus,
The control device determines a desired adjustment amount of the impedance by referring to the film formation database, and outputs a control signal indicating the adjustment amount to the adjustment unit,
The adjustment unit, the substrate processing system depending on said control signal, for adjusting each of said impedance of said plurality of impedance change mechanisms.

The substrate processing system according to claim 8,
The processing amount indicates a distribution of film forming speed on the substrate.

The substrate processing system according to claim 8,
The processing amount indicates a distribution of a change amount with respect to a reference value of a film forming speed on the substrate.

A substrate processing system according to any one of claims 8 to 10,
Further comprising a film thickness distribution measuring device connected to the control device,
The thickness distribution measuring device measures the thickness distribution of the film formed on the substrate by the plasma CVD device, and outputs the thickness distribution data indicating the thickness distribution to the control device,
The control device refers to the film forming database, updates the adjustment amount of the impedance so that the dispersion of the thickness distribution indicated by the film thickness distribution data becomes smaller, and indicates the updated adjustment amount. A substrate processing system for outputting the control signal to the adjustment unit.

The substrate processing system according to claim 11,
The said control apparatus updates the said film forming database based on the said thickness distribution which the said film thickness distribution data shows, and the said adjustment amount before update.

A substrate processing system according to any one of claims 8 to 12,
The control device further includes a cleaning database that stores the amount of adjustment of the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms and the distribution of the attached film attached to the inner wall of the discharge electrode or the film forming chamber in association with each other. And
During the self-cleaning process in the plasma CVD apparatus,
The control device determines a desired adjustment amount of the impedance by referring to the cleaning database, and outputs a control signal indicating the adjustment amount to the adjustment unit,
The adjustment unit, the substrate processing system depending on said control signal, for adjusting each of said impedance of said plurality of impedance change mechanisms.

The substrate processing system according to claim 13,
When switching from the film forming process to the self-cleaning process,
The control device automatically determines an adjustment amount of the impedance in each of the plurality of impedance change mechanisms by referring to the cleaning database, and outputs the control signal indicating the adjustment amount to the adjustment unit. ,
When switching from the self-cleaning process to the film-forming process,
The control device automatically determines an adjustment amount of the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms by referring to the film forming database, and outputs the control signal indicating the adjustment amount to the adjustment unit. Substrate processing system.

A film forming method in a plasma CVD apparatus,
The plasma CVD apparatus includes a discharge electrode disposed in a film forming chamber, a plurality of high-frequency cables connected to the discharge electrode, and a plurality of impedance changing mechanisms provided in each of the plurality of high-frequency cables.
The film forming method includes:
(A) Providing a film-forming database that stores an adjustment amount of impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms and a processing amount to the substrate by the plasma CVD apparatus in association with each other;
(B) determining a desired adjustment amount of the impedance by referring to the film forming database;
(C) collectively adjusting each of the impedances of the plurality of impedance changing mechanisms according to the determined adjustment amount;
(D) Supplying high-frequency power to the discharge electrode via the plurality of high-frequency cables and the adjusted plurality of impedance changing mechanisms. A film forming method in a plasma CVD apparatus.

A self-cleaning method in a plasma CVD apparatus,
The plasma CVD apparatus includes a discharge electrode disposed in a film forming chamber, a plurality of high-frequency cables connected to the discharge electrode, and a plurality of impedance changing mechanisms provided in each of the plurality of high-frequency cables.
The self-cleaning method includes:
(A) providing a cleaning database that stores the adjustment amount of the impedance in each of the plurality of impedance changing mechanisms and the distribution of the attached film attached to the inner wall of the discharge electrode or the film forming chamber in association with each other;
(B) determining a desired adjustment amount of the impedance by referring to the cleaning database;
(C) adjusting the impedance of each of the plurality of impedance changing mechanisms collectively according to the determined adjustment amount;
(D) supplying a high-frequency power to the discharge electrode through the plurality of high-frequency cables and the adjusted plurality of impedance changing mechanisms. A self-cleaning method in a plasma CVD apparatus.