JP4302010B2

JP4302010B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method

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Publication number: JP4302010B2
Application number: JP2004207456A
Authority: JP
Inventors: 俊哉渡辺; 俊明茂中; 宏次佐竹; 英男山越; 要治中野; 良昭竹内
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: JP2006032553A

Description

本発明は、プラズマを用いて、例えば、エッチング、スパッタリング、又はＣＶＤ（化学気相成長）等の種々の処理を被処理基板に施すプラズマ処理装置に係り、特に、大面積の基板を処理するのに適したプラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus that uses a plasma to perform various processes such as etching, sputtering, or CVD (chemical vapor deposition) on a substrate to be processed, and in particular, processes a large area substrate. The present invention relates to a plasma processing apparatus suitable for the above.

従来、半導体や電子部品における薄膜形成やエッチング等は、プラズマを用いて行われることが多く、特に、太陽電池等の薄膜形成には、プラズマ処理の代表例であるＣＶＤ手法を用いたプラズマＣＶＤ装置等が利用されている。
ＣＶＤ手法とは、電磁波等のエネルギーを特定物質に加えて放電させることにより、特定物質を化学的に活性なラジカルとし、さらに、ラジカルを被処理基板等に接触させることにより、被処理基板上に薄膜を形成させる手法をいう。
このＣＶＤ手法を用いたプラズマＣＶＤ装置として、例えば、特開２００３−１０９９０８号公報（特許文献１）に開示されるものがある。
上記特許文献１には、電極を複数の部分電極により構成し、この部分電極の各々に、所定の位相の高周波電力を給電するプラズマＣＶＤ装置が開示されている。
特開２００３−１０９９０８号公報（段落［００４４］〜［００８４］、及び図３） 2. Description of the Related Art Conventionally, thin film formation and etching in semiconductors and electronic parts are often performed using plasma, and in particular, a plasma CVD apparatus using a CVD technique, which is a typical example of plasma processing, for forming thin films such as solar cells. Etc. are used.
The CVD method is to apply energy such as electromagnetic waves to a specific substance and discharge it, thereby making the specific substance a chemically active radical, and further bringing the radical into contact with the target substrate etc. A technique for forming a thin film.
As a plasma CVD apparatus using this CVD method, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-109908 (Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses a plasma CVD apparatus in which an electrode is constituted by a plurality of partial electrodes, and high-frequency power having a predetermined phase is supplied to each of the partial electrodes.
JP 2003-109908 A (paragraphs [0044] to [0084] and FIG. 3)

近年、太陽電池の生産性の向上及び生産コストの大幅な低減を効果的に実現させるために、被処理基板の大面積化、処理速度の向上等が求められている。
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような平行平板型の電極を用いるプラズマＣＶＤ装置により、被処理基板の大面積化を図ろうとすると、被処理基板の全面に、プラズマを発生させるための電極を配置する必要があり、装置全体が大型化し、装置自体も高額となる。
特に、本発明のプラズマ処理装置では、３ｍ角クラスの非常に大きな被処理基板を処理対象としているため、上述のような従来のプラズマＣＶＤ装置では、電極の数等からしても、コストダウンを効果的に図ることは難しい。 In recent years, in order to effectively realize an improvement in productivity of a solar cell and a significant reduction in production cost, an increase in the area of a substrate to be processed and an improvement in processing speed have been demanded.
However, if the plasma CVD apparatus using parallel plate type electrodes as disclosed in Patent Document 1 is used to increase the area of the substrate to be processed, it is necessary to generate plasma over the entire surface of the substrate to be processed. It is necessary to arrange electrodes, and the entire apparatus becomes large and the apparatus itself is expensive.
In particular, in the plasma processing apparatus of the present invention, a very large substrate to be processed of 3 m square class is targeted for processing, so the conventional plasma CVD apparatus as described above can reduce the cost even from the number of electrodes. It is difficult to plan effectively.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、生産性の向上及び生産コストの大幅な低減、並びに処理品質の向上を効果的に図ることができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of effectively improving productivity, greatly reducing production costs, and improving processing quality. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、真空処理可能なチャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生源と、前記プラズマ発生源から発生したプラズマを用いて、前記プラズマ発生源に対向した状態で相対的に移動する被処理基板に処理を行うプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生源は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波が供給される１次側導波管と、前記１次側導波管の側部に結合されて、前記１次側導波管を伝播するマイクロ波の一部が導入される２次側導波管と、前記１次側導波管と前記２次側導波管との結合部に設けられるスロットと、前記２次側導波管の長手方向に延在して設けられ、プラズマを発生させ、前記チャンバ内へ導くギャップとを備え、前記２次側導波管内に供給されたガスが前記ギャップへ導かれるプラズマ処理装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides a plasma generation source for generating plasma in a vacuum processable chamber and a substrate to be processed that moves relative to the plasma generation source using plasma generated from the plasma generation source. A plasma processing apparatus for performing processing, wherein the plasma generation source includes microwave generation means for generating microwaves, a primary-side waveguide to which microwaves are supplied from the microwave generation means, and the primary A secondary waveguide coupled to a side portion of the side waveguide, into which a part of the microwave propagating through the primary waveguide is introduced, the primary waveguide and the secondary A slot provided in a coupling portion with the side waveguide, and a gap provided in the longitudinal direction of the secondary side waveguide to generate plasma and guide it into the chamber. The gas supplied into the side waveguide To provide a plasma processing apparatus to be guided to the gap.

本発明によれば、マイクロ発生源におけるマイクロ波発生手段から発せられたマイクロ波は、１次側導波管を伝播するとともに、２次側導波管との結合部に設けられているスロットを通過して、２次側導波管へリーク（漏洩）する。２次側導波管へリークしたマイクロ波は、上記ギャップ部においてプラズマを発生させる。このようにして、プラズマ発生源から発せられたプラズマは、プラズマ発生源に対向した状態で相対的に移動する被処理基板に連続的に作用し、結果的に、被処理基板全面に、エッチング、スパッタリング、薄膜形成等の処理を施すことが可能となる。
これにより、被処理基板と同等の大きさのプラズマ発生源を設けることなく、大面積の被処理基板に、効果的に処理を施すことが可能となる。
プラズマ発生源は、例えば、導波管の長手方向が被処理基板の搬送方向に直交するように設けられている。
また、マイクロ波を利用することにより、長距離（例えば、３ｍ程度）にわたり、安定した高密度プラズマを発生させることが可能となる。
上記マイクロ波発生手段は、例えば、マグネトロン等である。このような安価な装置を使用することによって、一層のコスト低減を図ることが可能となる。
上記プラズマ発生源は、処理の程度に応じて、同一チャンバに対して複数台設けられていても良い。
また、複数台設ける場合には、前記マイクロ波発生手段の位置が、被処理基板の搬送方向に対して、左右交互になるように設置することが好ましい。このように設置することにより、被処理基板一面に作用するマイクロ波の強度をより均一にすることができる。 According to the present invention, the microwave emitted from the microwave generation means in the microwave generation source propagates through the primary side waveguide and has a slot provided at the coupling portion with the secondary side waveguide. Pass through and leak into the secondary waveguide. The microwave leaking to the secondary side waveguide generates plasma in the gap portion. In this way, the plasma generated from the plasma generation source continuously acts on the substrate to be processed relatively moving in a state of facing the plasma generation source. As a result, the entire surface of the substrate to be processed is etched, Processing such as sputtering and thin film formation can be performed.
Thus, it is possible to effectively process a substrate to be processed having a large area without providing a plasma generation source having the same size as the substrate to be processed.
For example, the plasma generation source is provided so that the longitudinal direction of the waveguide is orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed.
In addition, by using the microwave, it is possible to generate a stable high-density plasma over a long distance (for example, about 3 m).
The microwave generation means is, for example, a magnetron. By using such an inexpensive device, it is possible to further reduce the cost.
A plurality of the plasma generation sources may be provided for the same chamber depending on the degree of processing.
In the case where a plurality of units are provided, it is preferable that the microwave generating means be installed so that the positions of the microwave generating means are alternately left and right with respect to the transfer direction of the substrate to be processed. By installing in this way, the intensity of the microwave acting on the entire surface of the substrate to be processed can be made more uniform.

本発明のプラズマ処理装置において、前記１次側導波管及び前記２次側導波管は固定長であり、前記スロットは、前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど、開口幅が広く設けられていることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length, and the opening width of the slot is increased as the distance from the microwave generating means increases. It is preferable.

このような構成によれば、マイクロ波発生手段から発せられたマイクロ波は１次側導波管を伝播するとともに、２次側導波管との結合部に設けられているスロットを通過して、２次側導波管へリーク（漏洩）する。２次側導波管へリークしたマイクロ波は、上記ギャップ部においてプラズマを発生させる。
この場合において、導波管を伝播するマイクロ波電力は前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど減衰するが、スロットの開口幅をマイクロ波発生手段から遠ざかるほど広くしたので、１次側導波管から２次側導波管へリークする電力を均一にすることが可能となり、プラズマを均一に発生させることができる。 According to such a configuration, the microwave emitted from the microwave generating means propagates through the primary side waveguide and passes through the slot provided at the coupling portion with the secondary side waveguide. Leakage (leakage) to the secondary side waveguide. The microwave leaking to the secondary side waveguide generates plasma in the gap portion.
In this case, the microwave power propagating through the waveguide is attenuated as the distance from the microwave generating means is increased. However, since the opening width of the slot is increased as the distance from the microwave generating means is increased, 2 It is possible to make the power leaking to the secondary waveguide uniform, and plasma can be generated uniformly.

本発明のプラズマ処理装置において、前記１次側導波管及び前記２次側導波管は固定長であり、かつ、前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど、幅が狭くなっていることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length and become narrower as the distance from the microwave generating means increases.

このような構成によれば、マイクロ波発生手段から発せられたマイクロ波は、１次側導波管を伝播するとともに、２次側導波管との結合部に設けられているスロットを通過して、２次側導波管へリークする。２次側導波管へリークした電磁波は、上記ギャップにおいてプラズマを発生させる。
この場合において、導波管を伝播するマイクロ波電力は前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど減少するものの、１次側導波管及び２次側導波管の幅をマイクロ波発生手段から遠ざかるほど狭く、かつ前記スロット幅を一定としたので、１次側導波管から２次側導波管へリークする電力を均一にすることが可能となり、プラズマを均一に発生させることができる。 According to such a configuration, the microwave emitted from the microwave generating means propagates through the primary side waveguide and passes through the slot provided at the coupling portion with the secondary side waveguide. Leaks into the secondary waveguide. The electromagnetic wave leaking to the secondary side waveguide generates plasma in the gap.
In this case, although the microwave power propagating through the waveguide decreases as the distance from the microwave generating means decreases, the width of the primary side waveguide and the secondary side waveguide decreases as the distance from the microwave generating means decreases. In addition, since the slot width is constant, the power leaking from the primary side waveguide to the secondary side waveguide can be made uniform, and plasma can be generated uniformly.

本発明のプラズマ処理装置において、前記導波管は、例えば、可変短絡板により、当該導波管を伝播するマイクロ波が定在波となり、かつ電場強度の強い腹の位置が半波長の範囲内で時間的に変化するよう、長さが変化することが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the waveguide is, for example, a variable short-circuit plate so that the microwave propagating through the waveguide becomes a standing wave and the position of the antinode where the electric field strength is strong is within a half wavelength range. It is preferable that the length changes so as to change with time.

導波管の長さを可変長とし、導波管内のマイクロ波を定在波とするので、導波管を固定長とした場合に比べて、電界強度を強くすることが可能となる。さらに、導波管の長さを連続的に変化させることにより、電場強度の強い腹の位置が時間的に移動するため、進行波の場合と同様に時間平均では均一な電場強度分布を実現することができる。
これにより、マイクロ波発生手段から離れたところにおいても、マイクロ波発生手段に近いところと略同等の電界強度を確保することが可能となるので、プラズマを均一に発生させることができる。 Since the length of the waveguide is variable and the microwave in the waveguide is a standing wave, it is possible to increase the electric field strength as compared with the case where the waveguide is fixed. Furthermore, by continuously changing the length of the waveguide, the position of the antinode where the electric field strength is strong moves in time, so that a uniform electric field strength distribution is realized on a time average as in the case of traveling waves. be able to.
As a result, even at a location away from the microwave generation means, it is possible to ensure an electric field strength substantially equal to that near the microwave generation means, so that plasma can be generated uniformly.

本発明のプラズマ処理装置において、前記スロットは、磁場強度が強く、電場強度が強くない場所に設けられることが好ましい。 In the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that the slot is provided in a place where the magnetic field strength is strong and the electric field strength is not strong.

電場が弱く、かつ磁場の集中するところにスロットを設けるので、スロットでの異常放電を生じることなく、効果的に電磁波を２次側導波管に導くことができ、前記ギャップにて、プラズマを発生させることが可能となる。 Since the slot is provided where the electric field is weak and the magnetic field is concentrated, the electromagnetic wave can be effectively guided to the secondary side waveguide without causing an abnormal discharge in the slot, and the plasma is generated in the gap. Can be generated.

本発明は、真空処理可能なチャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生源と、前記プラズマ発生源から発生したプラズマを用いて、前記プラズマ発生源に対向した状態で相対的に移動する被処理基板に対して薄膜の形成を行うプラズマ薄膜形成装置であって、前記プラズマ発生源は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波が供給される１次側導波管と、前記１次側導波管の側部に結合されて、前記１次側導波管を伝播するマイクロ波の一部が導入される２次側導波管と、前記２次側導波管の長手方向に延在して設けられ、プラズマを発生させ、前記チャンバ内へ導くギャップと、前記１次側導波管と前記２次側導波管との結合部に設けられるスロットとを備え、前記２次側導波管内に供給された成膜ガスが前記ギャップへ導かれるプラズマ薄膜形成装置を提供する。 The present invention provides a plasma generation source for generating plasma in a vacuum processable chamber and a substrate to be processed that moves relative to the plasma generation source using plasma generated from the plasma generation source. A plasma thin film forming apparatus for forming a thin film on the plasma generation source, wherein the plasma generation source includes microwave generation means for generating microwaves, and a primary side waveguide to which microwaves are supplied from the microwave generation means A secondary-side waveguide coupled to a side portion of the primary-side waveguide, into which a part of the microwave propagating through the primary-side waveguide is introduced, and the secondary-side waveguide A gap extending in the longitudinal direction of the tube to generate plasma and lead it into the chamber; and a slot provided at a joint between the primary waveguide and the secondary waveguide. provided, subjected to the secondary waveguide Film forming gas which is to provide a plasma film forming apparatus is guided to the gap.

本発明によれば、マイクロ波発生手段から発せられたマイクロ波は第１の導波管を伝播するとともに、２次側導波管との結合部に設けられているスロットを通過して、２次側導波管へリークする。２次側導波管へリークしたマイクロ波は、上記ギャップにおいてプラズマを発生させる。
このようにして、プラズマ発生源から発せられたプラズマにより、成膜ガス供給管から供給される成膜ガスが励起されて解離し、プラズマ発生源に対向した状態で相対的に移動する被処理基板に連続的に作用し、結果的に、被処理基板全面に、薄膜を形成する。
このように、相対的に移動する被処理基板に対してプラズマ発生源が処理を行うので、大型なプラズマ発生源を設けることなく、大面積の被処理基板に均一に薄膜を形成することが可能となる。この結果、薄膜形成の高速化、高品質化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the microwave emitted from the microwave generating means propagates through the first waveguide and passes through the slot provided at the coupling portion with the secondary waveguide. Leak to the next waveguide. The microwave leaking to the secondary side waveguide generates plasma in the gap.
In this way, the deposition target gas that is supplied from the deposition gas supply pipe is excited and dissociated by the plasma generated from the plasma generation source, and moves relative to the plasma generation source. As a result, a thin film is formed on the entire surface of the substrate to be processed.
As described above, since the plasma generation source processes the substrate to be moved relatively, it is possible to uniformly form a thin film on the substrate to be processed having a large area without providing a large plasma generation source. It becomes. As a result, it is possible to increase the speed and quality of the thin film formation.

本発明のプラズマ薄膜形成装置は、太陽電池を構成する薄膜を形成するのに好適である。
本発明の薄膜形成装置によって、太陽電池の薄膜を形成させることにより、大面積の薄膜の形成が可能となるので、太陽電池の品質の向上、生産性の向上、大幅なコスト低減等を実現させることができるという効果を奏する。
太陽電池としては、例えば、以下のような構造のものが一例として挙げられる。
ｐ型シリコン層、ｎ型シリコン層及びｉ型シリコン層からなるｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層を少なくとも１層有する太陽電池。
ｐ型シリコン層、ｎ型シリコン層及びｉ型シリコン層からなるｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層を少なくとも１層有する太陽電池。
ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造とした太陽電池。
ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の多結晶シリコン層、ｐｉｎ構造またはｎｉｐ構造の別の多結晶シリコン層を積層して３層構造とした太陽電池。 The plasma thin film forming apparatus of the present invention is suitable for forming a thin film constituting a solar cell.
By forming the thin film of the solar cell with the thin film forming apparatus of the present invention, it becomes possible to form a thin film of a large area, thereby realizing improvement of the quality of the solar cell, improvement of productivity, drastic cost reduction, etc. There is an effect that can be.
As a solar cell, the thing of the following structures is mentioned as an example, for example.
A solar cell having at least one polycrystalline silicon layer having a pin structure or a nip structure composed of a p-type silicon layer, an n-type silicon layer, and an i-type silicon layer.
A solar cell having at least one amorphous silicon layer having a pin structure or a nip structure composed of a p-type silicon layer, an n-type silicon layer, and an i-type silicon layer.
A solar cell having a two-layer structure in which a polycrystalline silicon layer having a pin structure or nip structure and an amorphous silicon layer having a pin structure or nip structure are stacked.
A solar cell having a three-layer structure in which an amorphous silicon layer having a pin structure or a nip structure, a polycrystalline silicon layer having a pin structure or a nip structure, and another polycrystalline silicon layer having a pin structure or a nip structure are stacked.

本発明は、真空処理可能なチャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生源により発生されたプラズマを用いて、前記プラズマ発生源に対向した状態で相対的に移動する被処理基板に処理を行うプラズマ処理方法であって、前記プラズマ発生源は、１次側導波管の側部に２次側導波管を結合し、該１次側導波管と該２次側導波管との結合部にスロットを設けるとともに、前記２次側導波管の長手方向に延在するようにギャップを設け、前記１次側導波管にマイクロ波を伝搬させることにより、そのマイクロ波の一部を前記スロットから前記２次側導波管へ導入させ、該２次側導波管に供給されたガスが前記ギャップに導かれることにより、前記ギャップにおいてプラズマを発生させて、前記チャンバ内へ導くプラズマ処理方法を提供する。 The present invention relates to plasma processing for processing a substrate to be processed that moves relatively in a state of being opposed to the plasma generation source, using plasma generated by a plasma generation source that generates plasma in a vacuum processable chamber. The plasma generation source includes a secondary waveguide coupled to a side of the primary waveguide, and a coupling portion between the primary waveguide and the secondary waveguide. In addition, a slot is provided in the second side waveguide, a gap is provided so as to extend in the longitudinal direction of the secondary side waveguide, and a part of the microwave is transferred to the primary side waveguide by propagating the microwave. Plasma treatment that is introduced from the slot into the secondary-side waveguide, and the gas supplied to the secondary-side waveguide is guided to the gap, thereby generating plasma in the gap and guiding it into the chamber. Provide a method.

本発明は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波が供給される１次側導波管と、前記１次側導波管の側部に結合されて、前記１次側導波管を伝播するマイクロ波の一部が導入される２次側導波管と、前記２次側導波管の長手方向に延在して設けられ、プラズマを発生させるギャップと、前記１次側導波管と前記２次側導波管との結合部に設けられるスロットとを備え、前記２次側導波管内に供給されたガスが前記ギャップへ導かれるプラズマ発生源を提供する。
本発明のプラズマ発生源において、前記１次側導波管及び前記２次側導波管は固定長であり、前記スロットは、前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど、開口幅が広く設けられていることが好ましい。 The present invention is coupled to a microwave generating means for generating a microwave, a primary side waveguide supplied with microwaves from the microwave generating means, and a side portion of the primary side waveguide, A secondary-side waveguide into which a part of the microwave propagating in the primary-side waveguide is introduced, and a gap extending in the longitudinal direction of the secondary-side waveguide and generating plasma And a slot provided at a coupling portion between the primary side waveguide and the secondary side waveguide, and a plasma generation source in which the gas supplied into the secondary side waveguide is guided to the gap I will provide a.
In the plasma generation source of the present invention, the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length, and the slot is provided with a wider opening width as the distance from the microwave generation means increases. It is preferable.

本発明のプラズマ発生源において、前記１次側導波管及び前記２次側導波管は固定長であり、かつ、前記マイクロ波発生手段から遠ざかるほど、幅が狭くなっていることが好ましい。 In the plasma generation source of the present invention, it is preferable that the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length and become narrower as the distance from the microwave generation means increases.

本発明のプラズマ発生源において、前記１次側導波管及び前記２次側導波管は、前記１次側導波管及び前記２次側導波管を伝播するマイクロ波が定在波となり、かつ定在波の電場強度の強い位置が時間的に常時変化するように、長さが変化することが好ましい。 In the plasma generation source according to the present invention, the primary side waveguide and the secondary side waveguide are microwaves propagating through the primary side waveguide and the secondary side waveguide. In addition, it is preferable that the length changes so that the position where the electric field strength of the standing wave is strong constantly changes over time.
本発明のプラズマ発生源において、前記スロットは、磁場強度が強く、かつ電場強度が弱い場所に設けられることが好ましい。 In the plasma generation source of the present invention, it is preferable that the slot is provided in a place where the magnetic field strength is high and the electric field strength is low.

本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、大型の電極を用いることなく、大面積の被処理基板に均一に処理を施すことが可能となるので、生産性の向上、生産コストの大幅な低減を図ることができるという効果を奏する。
更に、スロットの幅又は導波管の幅を調整することにより、或いは、導波管長さを連続的に変化させることにより、プラズマを均一に発生させることができるので、高品質な処理を実現できるという効果を奏する。 According to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention, it is possible to uniformly process a large substrate to be processed without using a large electrode, thereby improving productivity and significantly increasing production cost. It is possible to achieve a significant reduction.
Furthermore, plasma can be generated uniformly by adjusting the slot width or waveguide width, or by continuously changing the waveguide length, so that high-quality processing can be realized. There is an effect.

以下に、本発明にかかるプラズマＣＶＤ装置（プラズマ薄膜形成装置）の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式断面図、図２は、図１に示したチャンバ１０の要部を拡大して示した斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置は、真空処理可能なチャンバ１０を備えている。チャンバ１０には、図２に示すように、チャンバ１０内でプラズマを発生させるプラズマ発生源１が配置されている。このプラズマ発生源１は、例えば、長手方向が後述する被処理基板１００の搬送方向に直交するように設けられている。
被処理基板１００の下方には、プラズマ発生源１に対向した状態で被処理基板１００を搬送するためのローラ２が設けられている。ローラ２は、図１、図２に示すように、被処理基板１００を所定の方向（図中、矢印の方向）へ所定の速度にて搬送する。
被処理基板１００は、基板キャリア３上に配置され、ローラ２の下部に設置されたヒータにより所定の温度に加熱されて、基板キャリア３と一体となって、ローラ２上を移動する。 Hereinafter, an embodiment of a plasma CVD apparatus (plasma thin film forming apparatus) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part of the chamber 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the plasma CVD apparatus according to this embodiment includes a chamber 10 that can be vacuum-processed. As shown in FIG. 2, a plasma generation source 1 that generates plasma in the chamber 10 is disposed in the chamber 10. The plasma generation source 1 is provided, for example, such that the longitudinal direction is orthogonal to the transport direction of the substrate 100 to be processed which will be described later.
Below the substrate to be processed 100, a roller 2 is provided for transporting the substrate to be processed 100 while facing the plasma generation source 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the roller 2 conveys the substrate 100 to be processed in a predetermined direction (in the direction of the arrow in the figure) at a predetermined speed.
The substrate to be processed 100 is disposed on the substrate carrier 3, heated to a predetermined temperature by a heater installed below the roller 2, and moves on the roller 2 together with the substrate carrier 3.

以上説明したように、本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置によれば、プラズマ発生源１から発せられたプラズマが、プラズマ発生源に対向した状態で搬送される被処理基板１００に連続的に作用するので、被処理基板１００の全面に、エッチング、スパッタリング、薄膜形成等の処理を施すことが可能となる。
これにより、被処理基板１００と同等の大きさのプラズマ発生源１を設けることなく、例えば、３ｍ角クラスの大面積の被処理基板１００の全面に渡り、均一に処理を施すことが可能となる。この結果、生産性の向上、生産コストの大幅な低減を図ることができる。 As described above, according to the plasma CVD apparatus according to the present embodiment, the plasma generated from the plasma generation source 1 continuously acts on the substrate to be processed 100 transported in a state of facing the plasma generation source. Therefore, the entire surface of the substrate to be processed 100 can be subjected to processing such as etching, sputtering, and thin film formation.
Accordingly, it is possible to perform uniform processing over the entire surface of the substrate to be processed 100 having a large area of 3 m square class, for example, without providing the plasma generation source 1 having the same size as the substrate to be processed 100. . As a result, productivity can be improved and production cost can be greatly reduced.

なお、図１、図２では、被処理基板１００の搬送方向を１方向としたが、これに限定されず、前後方向に反復して被処理基板１００を移動させても良い。また、被処理基板１００とプラズマ発生源とが相対的に移動すればよいため、被処理基板１００を固定させ、プラズマ発生源１を移動させるような構成としても良い。更に、両者が移動するような構成としても良い。 1 and 2, the transport direction of the substrate 100 to be processed is one direction, but the present invention is not limited to this, and the substrate 100 to be processed may be moved repeatedly in the front-rear direction. Further, since the substrate to be processed 100 and the plasma generation source only need to move relative to each other, the substrate to be processed 100 may be fixed and the plasma generation source 1 may be moved. Furthermore, it is good also as a structure which both move.

次に、上述したプラズマＣＶＤ装置に使用されるのに適したプラズマ発生源の実施形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of a plasma generation source suitable for use in the above-described plasma CVD apparatus will be described in detail in the order of [first embodiment] and [second embodiment] with reference to the drawings. .

〔第１の実施形態〕
図３は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ発生源の構成を示す模式図である。この図は、例えば、図２のＡ−Ａ線から見たときのプラズマ発生源１と被処理基板１００との配置関係を示している。
図３に示されるように、本実施形態に係るプラズマ発生源１は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器（マイクロ波発生手段）１１と、マイクロ波発生器１１から発せられたマイクロ波が伝播する導波管１２とを備える。
導波管１２の終端Ｅには、マイクロ波の反射を防止するためのダミーロード１３が設けられている。
マイクロ波発生器１１と導波管１２との間には、サーキュレータ１４、チューナ１５が設けられている。
上記マイクロ波発生器１１、サーキュレータ１４、チューナ１５、導波管１２は、この順で同一直線上に配置されている。 [First Embodiment]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the plasma generation source according to the first embodiment of the present invention. This figure shows, for example, the positional relationship between the plasma generation source 1 and the substrate to be processed 100 when viewed from the line AA in FIG.
As shown in FIG. 3, the plasma generation source 1 according to the present embodiment propagates a microwave generator (microwave generation means) 11 that generates a microwave and a microwave generated from the microwave generator 11. The waveguide 12 is provided.
A dummy load 13 is provided at the end E of the waveguide 12 to prevent reflection of microwaves.
A circulator 14 and a tuner 15 are provided between the microwave generator 11 and the waveguide 12.
The microwave generator 11, the circulator 14, the tuner 15, and the waveguide 12 are arranged on the same straight line in this order.

サーキュレータ１４は、導波管１２からのマイクロ波の反射波がマイクロ波発生器１１へ流入するのを防止するためのダミーロード１６を備えている。
上記マイクロ波発生器１１は、例えば、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの高周波を発生させるものであり、好ましくは、２．４５ＧＨｚ程度の高周波を発生させるものが良い。
このマイクロ波発生器１１としては、例えば、マグネトロンが使用される。マグネトロンは安価であるため、一層のコストダウンを図ることが可能となる。 The circulator 14 includes a dummy load 16 for preventing the reflected wave of the microwave from the waveguide 12 from flowing into the microwave generator 11.
The microwave generator 11 generates, for example, a high frequency of 1 GHz to 10 GHz, and preferably generates a high frequency of about 2.45 GHz.
For example, a magnetron is used as the microwave generator 11. Since the magnetron is inexpensive, it is possible to further reduce the cost.

導波管１２は、図４に示されるように、マイクロ波発生器１１（図３参照）からマイクロ波が供給される固定長の１次側導波管１２１と、１次側導波管１２１の側部に結合されて、１次側導波管１２１を伝播するマイクロ波の一部が導入される固定長の２次側導波管１２２とを備えている。１次側導波管１２１、２次側導波管１２２としては、主に、金属製のものが使用される。
２次側導波管１２２には、長手方向に延在して設けられ、プラズマを発生させるギャップ１２３、成膜ガスを当該２次側導波管１２２に供給する後述の成膜ガス供給管（図示略）、及び誘電体窓１２５が設けられている。
また、１次側導波管１２１と２次側導波管１２２との結合部には、１次側導波管１２１から電力（磁場）を２次側導波管へ導くスロット１２６が設けられている。
上記誘電体窓１２５は、マイクロ波を２次側導波管１２２へ効率よく透過し、且つ、２次側導波管１２２へ供給される成膜ガスの１次側導波管１２１への流入を阻止するためのものであり、例えば、石英ガラス、アルミナセラミックス等で形成されている。 As shown in FIG. 4, the waveguide 12 includes a fixed-length primary-side waveguide 121 to which a microwave is supplied from the microwave generator 11 (see FIG. 3) and a primary-side waveguide 121. And a fixed-length secondary-side waveguide 122 into which a part of the microwave propagating through the primary-side waveguide 121 is introduced. The primary side waveguide 121 and the secondary side waveguide 122 are mainly made of metal.
The secondary-side waveguide 122 is provided extending in the longitudinal direction, a gap 123 for generating plasma, and a film-forming gas supply pipe (described later) for supplying a film-forming gas to the secondary-side waveguide 122. (Not shown) and a dielectric window 125 are provided.
In addition, a slot 126 that guides electric power (magnetic field) from the primary side waveguide 121 to the secondary side waveguide is provided at a coupling portion between the primary side waveguide 121 and the secondary side waveguide 122. ing.
The dielectric window 125 efficiently transmits microwaves to the secondary-side waveguide 122, and the deposition gas supplied to the secondary-side waveguide 122 flows into the primary-side waveguide 121. For example, it is made of quartz glass, alumina ceramics or the like.

上述したような上記導波管１２の構成は、以下に示すような経緯により為されたものである。
まず、図５（ａ）に示すように、１次側導波管１２１と２次側導波管１２２を矩形導波管の短辺を共有するように結合し、更に、その結合部にスロット１２６を設ける。これにより、１次側導波管１２１を伝播するマイクロ波の電力を２次側導波管１２２に導くことが可能となる。この場合において、スロット１２６は、磁場強度が強く、電場強度が強くない場所に設けられることが好ましい。このように、電場が弱く、かつ磁場の集中するところにスロットを設けることにより、スロットでの異常放電を生じることなく、効果的に電磁波を２次側導波管に導くことができ、後述のギャップ１２３にて、プラズマを効果的に発生させることが可能となる。 The configuration of the waveguide 12 as described above has been achieved by the following process.
First, as shown in FIG. 5A, the primary-side waveguide 121 and the secondary-side waveguide 122 are coupled so as to share the short side of the rectangular waveguide, and further, a slot is formed at the coupling portion. 126 is provided. As a result, the power of the microwave propagating through the primary side waveguide 121 can be guided to the secondary side waveguide 122. In this case, the slot 126 is preferably provided in a place where the magnetic field strength is strong and the electric field strength is not strong. Thus, by providing the slot where the electric field is weak and the magnetic field is concentrated, the electromagnetic wave can be effectively guided to the secondary side waveguide without causing abnormal discharge in the slot. In the gap 123, it becomes possible to generate plasma effectively.

続いて、図５（ｂ）に示すように、２次側導波管１２２の中央付近の電場強度が強いところに突起、例えば、リッジ部１２７を設ける。これにより、２次側導波管１２２内の電場強度を増強させることが可能となる。
続いて、図５（ｃ）に示すように、２次側導波管１２２のリッジ部１２７より下側を開放する。このように構成しても、リッジ部１２７により形成されるギャップ１２３に電場が集中するため、この部分でのプラズマ生成が可能となる。更に、スロット１２６に誘電体窓１２５を設ける。これにより、２次側導波管１２２に供給される成膜ガスが１次側導波管１２１へ流入することを防ぐことが可能となる。
また、上記リッジ部１２７に代わって、図５（ｄ）に示すように、２次側導波管１２２の幅を下方へ向けて除々に小さくし、先端部にギャップ１２３を設けることにより、ここに電場を集中させることが可能となる。 Subsequently, as shown in FIG. 5B, a protrusion, for example, a ridge portion 127 is provided in a place where the electric field strength near the center of the secondary side waveguide 122 is strong. As a result, the electric field strength in the secondary side waveguide 122 can be increased.
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the lower side of the ridge portion 127 of the secondary side waveguide 122 is opened. Even in such a configuration, the electric field is concentrated in the gap 123 formed by the ridge portion 127, so that plasma can be generated in this portion. Further, a dielectric window 125 is provided in the slot 126. This makes it possible to prevent the deposition gas supplied to the secondary side waveguide 122 from flowing into the primary side waveguide 121.
Further, instead of the ridge portion 127, as shown in FIG. 5D, the width of the secondary-side waveguide 122 is gradually reduced downward, and a gap 123 is provided at the tip portion. It is possible to concentrate the electric field on the screen.

また、図４及び図５において図示を省略した成膜ガス供給管１２４は、例えば、図６及び図７に示すように、２次側導波管１２２内部に設けられている。この成膜ガス供給管１２４は、好ましくは、２次側導波管１２２の内壁に接する位置に、より好ましくは、誘導体窓１２５に接する位置に設けるのが良い。誘電体窓１２５の付近の電場強度は、極めてゼロに近いため、ここに成膜ガス供給管１２４を設置しても、放電が発生するおそれがなく、効果的に成膜ガスを供給することが可能となるからである。 Further, the film-forming gas supply pipe 124 (not shown in FIGS. 4 and 5) is provided inside the secondary-side waveguide 122, for example, as shown in FIGS. The film forming gas supply pipe 124 is preferably provided at a position in contact with the inner wall of the secondary-side waveguide 122, more preferably at a position in contact with the derivative window 125. Since the electric field strength in the vicinity of the dielectric window 125 is very close to zero, even if the deposition gas supply pipe 124 is installed here, there is no risk of discharge, and the deposition gas can be supplied effectively. This is because it becomes possible.

また、図８及び図９に示すように、成膜ガス供給管１２４を２次側導波管１２２の外側に溶接等の方法により一体化させて設置し、導波管壁を貫通する穴を多数形成することにより、成膜ガス供給管１２４から２次側導波管１２２内へ成膜ガスを供給しても良い。
なお、上記図６から図９において、成膜ガス供給管１２４の断面を円形としたが、管の形状については、特に限定されない。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the film forming gas supply pipe 124 is integrated and installed outside the secondary side waveguide 122 by a method such as welding, and a hole penetrating the waveguide wall is formed. By forming a large number, the film forming gas may be supplied from the film forming gas supply pipe 124 into the secondary side waveguide 122.
6 to 9, the film-forming gas supply pipe 124 has a circular cross section, but the shape of the pipe is not particularly limited.

次に、上記構成からなる本実施形態に係るプラズマ発生源１の作用について説明する。
図３において、マイクロ波発生器１１から出力されるマイクロ波は、サーキュレータ１４を介してチューナ１５へ導かれ、ここで導波管１２からの反射がほぼゼロとなり、マイクロ波電力伝送効率が最良となるよう整合(マッチング)をとり、導波管１２へ導入される。
導波管１２へ導かれたマイクロ波は、図４に示すように、１次側導波管１２１を伝播する。これにより、１次側導波管１２１に電場（図中の実線矢印を参照）が発生し、この電場に応じて磁場（図中の点線矢印を参照）が形成され、進行波として伝播される。導波管１２の終端にはダミーロード（図３参照）が設置されており、反射波を発生させない。従って、導波管１２を伝播する電磁波は、電場強度が最も強い位置が時間とともに変化し、一箇所に局在することがない。
形成された電磁場は、スロット１２６から磁場の形で、２次側導波管１２２へリークし、このリークした磁場により、２次側導波管１２２に電場が形成される。そして、この電場により、ギャップ１２３においてプラズマが発生する。
このようにして発生したプラズマにより、成膜ガス供給管１２４から供給される成膜ガスが励起されて解離し、例えば、図３に示すように、プラズマ発生器１の下部を所定速度で搬送される被処理基板１００上に連続的に作用し、薄膜を形成する。 Next, the operation of the plasma generation source 1 according to the present embodiment configured as described above will be described.
In FIG. 3, the microwave output from the microwave generator 11 is guided to the tuner 15 via the circulator 14, where the reflection from the waveguide 12 becomes almost zero, and the microwave power transmission efficiency is the best. Matching (matching) is performed so as to be introduced into the waveguide 12.
The microwave guided to the waveguide 12 propagates through the primary-side waveguide 121 as shown in FIG. As a result, an electric field (see the solid line arrow in the figure) is generated in the primary side waveguide 121, and a magnetic field (see the dotted line arrow in the figure) is formed according to this electric field, and propagates as a traveling wave. . A dummy load (see FIG. 3) is installed at the end of the waveguide 12 so as not to generate a reflected wave. Therefore, the electromagnetic wave propagating through the waveguide 12 changes over time at the position where the electric field strength is strongest, and does not localize at one place.
The formed electromagnetic field leaks from the slot 126 to the secondary side waveguide 122 in the form of a magnetic field, and an electric field is formed in the secondary side waveguide 122 by the leaked magnetic field. And this electric field generates plasma in the gap 123.
The film-forming gas supplied from the film-forming gas supply pipe 124 is excited and dissociated by the plasma generated in this way, and, for example, as shown in FIG. 3, the lower part of the plasma generator 1 is conveyed at a predetermined speed. A thin film is formed by continuously acting on the substrate 100 to be processed.

なお、上述した本実施形態に係るプラズマ発生源１において、より高品質な薄膜を形成させるために、以下のように、導波管１２を構成することが好ましい。
高品質の薄膜を形成させるためには、プラズマを均一に生成させることが条件となる。プラズマを均一に生成させるためには、１次側導波管１２１から２次側導波管１２２（図４参照）へリークさせる磁場の電力分布を均一にする必要がある。
しかしながら、１次側導波管１２１を伝播するマイクロ波は、除々に減衰するため、２次側導波管１２２へリークする電力も除々に減衰し、導波管１２の長手方向における電力強度分布にむらができ、均一なプラズマの生成が難しくなる。 In the plasma generation source 1 according to this embodiment described above, the waveguide 12 is preferably configured as follows in order to form a higher quality thin film.
In order to form a high-quality thin film, it is necessary to generate plasma uniformly. In order to generate plasma uniformly, it is necessary to make the power distribution of the magnetic field leaking from the primary side waveguide 121 to the secondary side waveguide 122 (see FIG. 4) uniform.
However, since the microwave propagating through the primary side waveguide 121 is gradually attenuated, the power leaking to the secondary side waveguide 122 is also gradually attenuated, and the power intensity distribution in the longitudinal direction of the waveguide 12 is reduced. It becomes difficult to generate uniform plasma.

そこで、本実施形態では、（Ａ）スロット１２６の開口幅を変化させる、又は（Ｂ）導波管１２の幅を変化させることにより、２次側導波管１２２にリークさせる磁場の量を調整して電力分布を均一化し、プラズマ生成の均一化を図る。 Therefore, in this embodiment, the amount of the magnetic field leaked to the secondary side waveguide 122 is adjusted by (A) changing the opening width of the slot 126 or (B) changing the width of the waveguide 12. Thus, the power distribution is made uniform and the plasma generation is made uniform.

以下、詳しく説明する。
まず、２次側導波管１２２へリークさせるマイクロ波の電力を均一にするためには、以下の（１）式に示される関係を満たす必要がある。 This will be described in detail below.
First, in order to make the microwave power leaked to the secondary waveguide 122 uniform, it is necessary to satisfy the relationship expressed by the following equation (1).

δ（ｚ）＝δ_０／（１−（δ_０×ｚ））（１）
上記（１）において、ｚは導波管１２の始端Ｓ（図３参照）から長手方向における距離、δ（ｚ）は、距離ｚにおける１次側導波管１２１と2次側導波管１２２との結合度、δ_０は、導波管１２の始端Ｓ（ｚ＝０）における結合度である。
結合度δ（ｚ）は、１次側導波管１２１の電力Ｅ_１(ｚ)と２次側導波管１２２へのリークする電力Ｅ_２(ｚ)を用いて、
δ（ｚ）＝Ｅ_２(ｚ)/Ｅ_１(ｚ) （２）
と表される。
また、１次側導波管１２１と２次側導波管１２２の結合度δ（ｚ）は、以下の（３）式によっても表すことができる。
δ（ｚ）＝ｈ（ｚ）／ｂ（ｚ）（３）
ここで、図１０に示すように、ｈ（ｚ）は、スロット１２６の開口幅、ｂ（ｚ）は距離ｚにおける導波管１２の幅である。 δ (z) = δ ₀ / (1− (δ ₀ × z)) (1)
In (1) above, z is the distance in the longitudinal direction from the starting end S (see FIG. 3) of the waveguide 12, and δ (z) is the primary-side waveguide 121 and secondary-side waveguide 122 at the distance z. Δ ₀ is the degree of coupling at the starting end S (z = 0) of the waveguide 12.
The degree of coupling δ (z) is obtained by using the power E ₁ (z) of the primary side waveguide 121 and the power E ₂ (z) leaking to the secondary side waveguide 122,
δ (z) = E ₂ (z) / E ₁ (z) (2)
It is expressed.
The degree of coupling δ (z) between the primary side waveguide 121 and the secondary side waveguide 122 can also be expressed by the following equation (3).
δ (z) = h (z) / b (z) (3)
Here, as shown in FIG. 10, h (z) is the opening width of the slot 126, and b (z) is the width of the waveguide 12 at the distance z.

以上のことから、図１１及び図１２に示すように、（ａ）スロット１２６の開口幅ｈ（ｚ）、又は（ｂ）導波管１２の幅ｂ（ｚ）を変化させるとよい。 From the above, as shown in FIGS. 11 and 12, (a) the opening width h (z) of the slot 126 or (b) the width b (z) of the waveguide 12 may be changed.

図１１は、図１０のＣ−Ｃ断面図である。この図に示すように、導波管１２の幅ｂ（ｚ）を一定とした場合には、以下の（４）式を満たすように、スロット１２６の開口幅ｈ（ｚ）を始端Ｓ（ｚ＝０）から終端Ｅ（ｚ＝ｎ）へ向かうほど、徐々に広くなるように形成するとよい。
ｈ（ｚ）＝ｂ×δ（ｚ）（４） 11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. As shown in this figure, when the width b (z) of the waveguide 12 is constant, the opening width h (z) of the slot 126 is set to the start edge S (z) so as to satisfy the following expression (4). = 0) to the end E (z = n), it is preferable that the width gradually increases.
h (z) = b × δ (z) (4)

図１２は、図１０のＣ−Ｃ断面図である。この図に示すように、スロット１２６の開口幅ｈ（ｚ）を一定とした場合には、以下の（５）式を満たすように、導波管１２の幅ｂ（ｚ）を始端Ｓ（ｚ＝０）から終端Ｅ（ｚ＝ｎ）へ向かうほど、除々に狭くなるように形成するとよい。
ｂ（ｚ）＝ｈ／δ（ｚ）（５） 12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. As shown in this figure, when the opening width h (z) of the slot 126 is constant, the width b (z) of the waveguide 12 is set to the start S (z) so as to satisfy the following expression (5). = 0) to the end E (z = n).
b (z) = h / δ (z) (5)

ここで、スロット１２６の開口幅ｈ（ｚ）及び導波管の幅ｂ（ｚ）を一定としたときの１次側導波管の電力分布及び２次側導波管１２２への電力リーク量を図１３、図１４にそれぞれ示す。
図１３において、横軸は、導波管１２の始端Ｓからの距離ｚを示しており、縦軸は、１次側導波管の電力Ｅ₁（ｚ）を示している。
図１４において、横軸は、導波管１２の始端Ｓからの距離ｚを示しており、縦軸は２次側導波管１２２へのリーク電力量Ｅ_２（ｚ）を示している。
この図から、当該場合には、導波管１２の始端Ｓから遠ざかるほど、電力、リーク電力量がともに低下していることがわかる。従って、生成されるプラズマも、始端から遠ざかるほど、弱いものとなる。 Here, when the opening width h (z) of the slot 126 and the waveguide width b (z) are constant, the power distribution of the primary side waveguide and the amount of power leakage to the secondary side waveguide 122 Are shown in FIGS. 13 and 14, respectively.
In FIG. 13, the horizontal axis indicates the distance z from the starting end S of the waveguide 12, and the vertical axis indicates the power E ₁ (z) of the primary side waveguide.
In FIG. 14, the horizontal axis indicates the distance z from the start end S of the waveguide 12, and the vertical axis indicates the leakage power amount E ₂ (z) to the secondary-side waveguide 122.
From this figure, it can be seen that in this case, both the power and the leakage power decrease as the distance from the starting end S of the waveguide 12 increases. Accordingly, the generated plasma becomes weaker as the distance from the starting edge increases.

他方、図１１に示したように、スロット１２６の幅を除々に変化させたときの１次側導波管１２１の電力分布及び２次側導波管１２２へのリーク電力量を図１５、図１６にそれぞれ示す。
図１５において、横軸は、導波管１２の始端Ｓからの距離ｚを示しており、縦軸は、１次側導波管１２１の電力Ｅ_１（ｚ）を示している。図１６において、横軸は、導波管１２の始端Ｓからの距離ｚを示しており、縦軸はリーク電力量、並びにスロット１２６の幅を示している。
図１５に示すように、１次側導波管１２１の電力量は、距離ｚに応じて除々に低下するが、図１６に示すように、スロット１２６の開口幅を距離に応じて広くすることにより、２次側導波管１２２へのリーク電力量が一定となることがわかる。
これにより、２次側導波管１２２に延在して設けられているギャップ１２３にて生成されるプラズマを均一化させることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 11, the power distribution of the primary side waveguide 121 and the amount of leakage power to the secondary side waveguide 122 when the width of the slot 126 is gradually changed are shown in FIGS. 16 respectively.
In FIG. 15, the horizontal axis indicates the distance z from the start end S of the waveguide 12, and the vertical axis indicates the power E ₁ (z) of the primary side waveguide 121. In FIG. 16, the horizontal axis indicates the distance z from the start end S of the waveguide 12, and the vertical axis indicates the leakage power amount and the width of the slot 126.
As shown in FIG. 15, the electric energy of the primary side waveguide 121 gradually decreases according to the distance z. However, as shown in FIG. 16, the opening width of the slot 126 is increased according to the distance. Thus, it is understood that the amount of leakage power to the secondary side waveguide 122 is constant.
Thereby, the plasma generated in the gap 123 provided to extend to the secondary side waveguide 122 can be made uniform.

以上、説明してきたように、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ発生源１によれば、以下のような効果が得られる。
第１に、スロット１２６の開口幅ｈ（ｚ）をマイクロ波発生器１１から遠ざかるほど広くする、又は、導波管１２（１次側導波管１２１及び２次側導波管１２２）の幅ｂ（ｚ）をマイクロ波発生器１１から遠ざかるほど狭くするので、１次側導波管１２１から２次側導波管１２２へリークする電力を均一にすることが可能となり、プラズマを均一に発生させることができる。これにより、薄膜形成の品質を向上させることができるという効果を奏する。
第２に、１次側導波管１２１の終端にダミーロード１３を設置することで、導波管１２１を伝播する電磁波を進行波とする。これにより、定在波の場合に問題となる電場強度の腹が局在することを防止することが可能となる。 As described above, according to the plasma generation source 1 according to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
First, the opening width h (z) of the slot 126 is increased as the distance from the microwave generator 11 increases, or the width of the waveguide 12 (the primary waveguide 121 and the secondary waveguide 122). Since b (z) is narrowed away from the microwave generator 11, the power leaked from the primary side waveguide 121 to the secondary side waveguide 122 can be made uniform, and plasma is generated uniformly. Can be made. Thereby, there exists an effect that the quality of thin film formation can be improved.
Secondly, by installing the dummy load 13 at the end of the primary side waveguide 121, the electromagnetic wave propagating through the waveguide 121 is made a traveling wave. As a result, it is possible to prevent localization of the antinodes of the electric field strength, which is a problem in the case of standing waves.

なお、図１においてチャンバ１０内に、複数台のプラズマ発生源１を設ける場合には、被処理基板１００の搬送方向に対して、左右交互になるように、マイクロ波発生器１１の位置を設置することが好ましい。このように設置することにより、２次側導波管１２２へのリーク電力を均一にするための前記手段にも関らず生じる可能性があるマイクロ波の微小な不均一さに起因するプラズマの不均一さを解消し、被処理基板一面に作用するマイクロ波の強度をより均一にすることが可能となり、品質の更なる向上を図ることができる。 In the case where a plurality of plasma generation sources 1 are provided in the chamber 10 in FIG. 1, the positions of the microwave generators 11 are set so as to be alternately left and right with respect to the transport direction of the substrate 100 to be processed. It is preferable to do. By installing in this way, the plasma caused by the minute non-uniformity of the microwave that may occur despite the above-described means for making the leakage power to the secondary side waveguide 122 uniform. The non-uniformity can be eliminated, the intensity of the microwave acting on the entire surface of the substrate to be processed can be made more uniform, and the quality can be further improved.

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ発生源の構成について、図１７を参照して説明する。
図１７は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ発生源１´の構成を示す模式図である。この図は、例えば、図２のＡ−Ａ線から見たときのプラズマ発生源１´と被処理基板１００との配置関係を示している。
この図において、第１の実施形態に係るプラズマ発生源（図３参照）と同一の要素については同一の符号を付し、説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, the configuration of the plasma generation source according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a plasma generation source 1 ′ according to the second embodiment of the present invention. This figure shows, for example, the positional relationship between the plasma generation source 1 ′ and the substrate to be processed 100 when viewed from the line AA in FIG. 2.
In this figure, the same reference numerals are given to the same elements as those of the plasma generation source (see FIG. 3) according to the first embodiment, and description thereof is omitted.

図１７に示すように、本実施形態に係るプラズマ発生源１´は、導波管１２の長さを可変長にした点において、導波管１２がダミーロード１３で終端され固定長である第１の実施形態に係るプラズマ発生源１と異なる。
本実施形態では、導波管１２を伝播するマイクロ波が定在波となるように、マイクロ波の周波数や位相等に応じて、導波管１２の長さを変更させる。
これにより、始端Ｓから終端Ｅへ向かう進行波に、導波管１２の終端Ｅにより反射されて、終端Ｅから始端Ｓへ向かう反射波が重畳されて、定常波が形成される。
このように、本実施形態にかかるプラズマ発生源１´によれば、導波管１２を可変長にすることにより、導波管１２内に定在波を形成させるので、導波管１２内における電力（電界強度）を増大させることができる。
しかし、定在波を利用する場合、電場強度が最大となる腹と電場強度が最小となる節が一定間隔で分布するため、発生するプラズマにも明確な分布が生じてしまう。
そこで、本実施形態では、導波管１２の長さを定在波の半波長の範囲で反復変化させることにより、定在波による電場強度の腹の位置を時間的に連続的に変化させる。こうすることにより、電場強度の強い部分が一箇所に局在することがないため、発生するプラズマも略均一にすることができる。 As shown in FIG. 17, the plasma generation source 1 ′ according to the present embodiment is the first in which the waveguide 12 is terminated at a dummy load 13 and has a fixed length in that the length of the waveguide 12 is variable. This is different from the plasma generation source 1 according to the first embodiment.
In the present embodiment, the length of the waveguide 12 is changed according to the frequency, phase, etc. of the microwave so that the microwave propagating through the waveguide 12 becomes a standing wave.
As a result, a traveling wave traveling from the starting end S toward the terminating end E is reflected by the terminating end E of the waveguide 12 and a reflected wave traveling from the terminating end E toward the starting end S is superimposed, thereby forming a standing wave.
As described above, according to the plasma generation source 1 ′ according to the present embodiment, a standing wave is formed in the waveguide 12 by making the waveguide 12 have a variable length. Electric power (electric field strength) can be increased.
However, when the standing wave is used, since the antinode where the electric field intensity is maximum and the node where the electric field intensity is minimum are distributed at regular intervals, a clear distribution is also generated in the generated plasma.
Therefore, in the present embodiment, the position of the antinode of the electric field strength due to the standing wave is continuously changed in time by repeatedly changing the length of the waveguide 12 in the range of the half wavelength of the standing wave. By doing so, a portion having a strong electric field strength is not localized in one place, and thus the generated plasma can be made substantially uniform.

上記導波管１２を可変長とする手法としては、例えば、図１７に示すように、導波管１２の終端Ｅに導波管１２と一体となるように可変ショート１７を設ける手法がある。導波管１２を伝播するマイクロ波の位相等に応じて、この可変ショート１７を長手方向に摺動させることにより、上述の作用・効果を実現させることが可能となる。
なお、この場合、可変ショート１７は、マイクロ波の周波数及び成膜時間に応じて決定される周波数（例えば、数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度）で、かつ定在波の半波長の振幅で導波管１２の長手方向に対して平行に反復摺動制御される。 As a technique for making the waveguide 12 variable, for example, as shown in FIG. 17, there is a technique in which a variable short 17 is provided at the end E of the waveguide 12 so as to be integrated with the waveguide 12. By sliding the variable short 17 in the longitudinal direction according to the phase of the microwave propagating through the waveguide 12, the above-described operation / effect can be realized.
In this case, the variable short 17 is guided at a frequency (for example, about several hundred Hz to several kHz) determined according to the frequency of the microwave and the film formation time, and with a half-wave amplitude of the standing wave. Repeated sliding control is performed in parallel with the longitudinal direction of the tube 12.

以上述べてきたように、第２の実施形態に係るプラズマ発生源によれば、導波管１２を伝播するマイクロ波を定在波とするので、上述した第１の実施形態に係るプラズマ発生源１に比べて、導波管の長手方向のマイクロ波電力密度を均一にすることが可能となる。これにより、マイクロ波の減衰を補償するためにスロット１２６の開口幅や、導波管１２の幅を特に調節することなく（図１０から図１６参照）、均一なプラズマを生成させることが可能となる。 As described above, according to the plasma generation source according to the second embodiment, since the microwave propagating through the waveguide 12 is a standing wave, the plasma generation source according to the first embodiment described above. Compared to 1, the microwave power density in the longitudinal direction of the waveguide can be made uniform. This makes it possible to generate uniform plasma without particularly adjusting the opening width of the slot 126 and the width of the waveguide 12 to compensate for the attenuation of the microwave (see FIGS. 10 to 16). Become.

以下、図１に示したプラズマＣＶＤ装置の実施例について説明する。
〔実施例１〕
本実施例においては、図１に示したプラズマＣＶＤ装置に、上述した本発明の第２の実施形態に係るプラズマ発生源１´を使用し、太陽電池用発電層となるシリコン膜の製膜を実施した。
本実施例では、被処理基板１００として、幅５０ｃｍ×長さ４０ｃｍのガラスを用い、５０ｃｍ幅のプラズマ発生源１´の下を移動しながら製膜し、膜厚及び膜質分布を検証することを目的とした。 Hereinafter, an embodiment of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described.
[Example 1]
In this example, the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 uses the plasma generation source 1 ′ according to the second embodiment of the present invention described above, and forms a silicon film to be a power generation layer for a solar cell. Carried out.
In this embodiment, a glass substrate having a width of 50 cm and a length of 40 cm is used as the substrate to be processed 100, and the film is formed while moving under the plasma generation source 1 ′ having a width of 50 cm to verify the film thickness and film quality distribution. It was aimed.

シリコン膜の成膜処理工程では、まず、被処理基板１００をガラス基板上に配置し、更に、これを基板キャリア３上に配置したものをチャンバ１０内のローラ２上に配置後、真空排気装置(図示略)によってチャンバ１０内を減圧する。例えば、真空ポンプ（図示略）を作動させ、真空排気する。
続いて、チャンバ１０内に成膜ガス供給源から成膜ガスを送り込むとともに、高周波電力を供給することで、プラズマ発生源１と被処理基板１００との間にプラズマを発生させる。
この結果、このプラズマがプラズマ発生源１と対向した状態で所定の速さで搬送される被処理基板１００に連続的に作用し、結果的に、被処理基板全面に成膜が施された。
この場合において、被処理基板１００は、基板キャリア３により、例えば１６０℃以上に加熱される。 In the silicon film formation processing step, first, the substrate 100 to be processed is placed on a glass substrate, and further, the substrate placed on the substrate carrier 3 is placed on the roller 2 in the chamber 10, and then the vacuum evacuation apparatus. The chamber 10 is depressurized by (not shown). For example, a vacuum pump (not shown) is operated to evacuate.
Subsequently, plasma is generated between the plasma generation source 1 and the substrate to be processed 100 by supplying film formation gas from the film formation gas supply source into the chamber 10 and supplying high frequency power.
As a result, this plasma continuously acts on the substrate to be processed 100 conveyed at a predetermined speed while facing the plasma generation source 1, and as a result, film formation was performed on the entire surface of the substrate to be processed.
In this case, the substrate to be processed 100 is heated to, for example, 160 ° C. or more by the substrate carrier 3.

〔ｉ型シリコン層の形成〕
ここで、太陽電池を構成する多結晶のｉ型シリコン層を薄膜形成する場合、製膜ガスとして、シラン(SiH4)ガス１００sccmと水素(H2)ガス１ksccmを供給し、チャンバ内圧力を１kPaに調整し、基板キャリアを移動させながら基板全面に多結晶ｉ型シリコン層薄膜を形成した。基板の周辺を除いた４５ｃｍ×３５ｃｍの範囲内では、シリコン膜厚が±１０％、膜質を示す結晶性(ラマン分光による結晶シリコンのピーク強度Icとアモルファスシリコンのピーク強度Iaの比のIc/Iaで評価)Ic/Iaは３〜５と良好な膜厚及び膜質均一性が確認された。 [Formation of i-type silicon layer]
Here, when the polycrystalline i-type silicon layer constituting the solar cell is formed as a thin film, silane (SiH4) gas 100 sccm and hydrogen (H2) gas 1 ksccm are supplied as the film forming gas, and the pressure in the chamber is adjusted to 1 kPa. Then, a polycrystalline i-type silicon layer thin film was formed on the entire surface of the substrate while moving the substrate carrier. Within the range of 45 cm × 35 cm excluding the periphery of the substrate, the silicon film thickness is ± 10%, and the crystallinity showing the film quality (Ic / Ia of the ratio of the peak intensity Ic of crystalline silicon to the peak intensity Ia of amorphous silicon by Raman spectroscopy) Evaluation) Ic / Ia was confirmed to be 3-5 and good film thickness and film quality uniformity.

アモルファスシリコンの製膜に関しても、製膜ガスとして、シラン(SiH4)ガス１００sccmと水素(H2)ガス２００sccmを供給し、チャンバ内圧力を１００Paに調整し、基板キャリアを移動させながら基板全面に多結晶ｉ型シリコン層薄膜を形成した。基板の周辺を除いた４５ｃｍ×３５ｃｍの範囲内では、シリコン膜厚が±１０％、水素含有量が１４〜１６％と良好な膜厚及び膜質均一性が確認された。
上述のように、均一性が確認出来たので、膜厚は必要量に応じ、基板の移動速度調節及び複数回の往復動作、プラズマ発生源の数量増加等に手段により設定可能である。また、太陽電池のｐ型層、n型層も適正なｐ型不純物ガス(B2H6等)、ｎ型不純物ガス(PH3等)を加えることで、作製できる。
またリニア電極であるがゆえ、５０ｃｍの広幅化を更に広幅化することも容易であり、３ｍ幅化も本技術で可能である。基板の長さは、実施例では４０ｃｍとしたが基板搬送長を変えることで任意に設定できる。 As for the film formation of amorphous silicon, 100 sccm of silane (SiH4) gas and 200 sccm of hydrogen (H2) gas are supplied as the film formation gas, the pressure in the chamber is adjusted to 100 Pa, and the entire surface of the substrate is polycrystalline while moving the substrate carrier. An i-type silicon layer thin film was formed. Within the range of 45 cm × 35 cm excluding the periphery of the substrate, the silicon film thickness was ± 10% and the hydrogen content was 14-16%, confirming good film thickness and film quality uniformity.
As described above, since the uniformity has been confirmed, the film thickness can be set by means for adjusting the moving speed of the substrate, performing a plurality of reciprocations, increasing the number of plasma generation sources, and the like according to the required amount. Further, the p-type layer and the n-type layer of the solar cell can be produced by adding an appropriate p-type impurity gas (B2H6, etc.) and an n-type impurity gas (PH3, etc.).
Further, since it is a linear electrode, it is easy to widen the width of 50 cm, and a width of 3 m can also be achieved with this technology. The length of the substrate is 40 cm in the embodiment, but can be arbitrarily set by changing the substrate conveyance length.

また、本手法は、ガラス/透明電極上に、ｐ型アモルファスシリコン/ｉ型アモルファスシリコン/ｎ型アモルファスシリコン及び裏面電極を積層したアモルファスシリコン太陽電池、ガラス/透明電極上に、ｐ型結晶性シリコン/ｉ型結晶性シリコン/ｎ型結晶性シリコン及び裏面電極を積層した結晶性シリコン太陽電池、アモルファスシリコンｐｉｎと結晶性シリコンｐｉｎを積層したタンデム型太陽電池及びトリプル型太陽電池の製造装置に適用できる。 In addition, this method is an amorphous silicon solar cell in which p-type amorphous silicon / i-type amorphous silicon / n-type amorphous silicon and a back electrode are laminated on a glass / transparent electrode, and p-type crystalline silicon on a glass / transparent electrode. Applicable to crystalline silicon solar cells with laminated / i-type crystalline silicon / n-type crystalline silicon and back electrode, tandem solar cells with laminated amorphous silicon pin and crystalline silicon pin, and triple solar cell manufacturing equipment .

この製造装置は、図１８に示されるように、ｐ層、ｉ層、ｎ層を、連続処理するよう、ｐ室、ｉ室、ｎ室を並べて配置することができる。このときは、不純物ガスの他室への混入を防止する為、各室間にゲートバルブ２０を設ける又は作動排気室を設けることが必要である。
図１８では、ｉ型シリコン層のチャンバ１０では、プラズマ発生源１が３台設けられている。これは、ｉ型シリコン層の膜厚が、他のシリコン層に比べて厚いためである。このように、形成する膜厚等に応じて、複数のプラズマ発生源１を設けることも可能である。 In this manufacturing apparatus, as shown in FIG. 18, the p chamber, the i chamber, and the n chamber can be arranged side by side so as to continuously process the p layer, the i layer, and the n layer. At this time, in order to prevent the impurity gas from being mixed into the other chambers, it is necessary to provide a gate valve 20 or a working exhaust chamber between the chambers.
In FIG. 18, three plasma generation sources 1 are provided in an i-type silicon layer chamber 10. This is because the i-type silicon layer is thicker than the other silicon layers. Thus, it is possible to provide a plurality of plasma generation sources 1 according to the film thickness to be formed.

なお、図１８では、ｐ層、ｉ層、ｎ層をそれぞれ形成するチャンバ１０を３個設けた場合を示したが、例えば、これらのチャンバ１０を更に反復して設け６個とし、それぞれの成膜ガスを導入することにより、ｐｉｎ構造の多結晶シリコン層と、ｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層とを積層して２層構造としたタンデム構成の太陽電池を作成することが可能となる。
更に、チャンバ１０を更に反復して設け、９個とすることにより、ｐｉｎ構造の多結晶シリコン層、ｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層、ｐｉｎ構造の別の多結晶シリコン層を積層して３層構造としたトリプル構成の太陽電池を作成することも可能となる。
また、図１では、ｐ層、ｉ層、ｎ層の順に薄膜を形成する場合について述べたが、これに限定されることなく、ｎ層、ｉ層、ｐ層の順に薄膜を形成しても良い。つまり、形成する薄膜に応じて、成膜ガス等を調整することにより、種々の薄膜を形成することが可能となる。
また、太陽電池の薄膜形成に限られることなく、液晶ディスプレイや半導体素子の薄膜形成にも適用することが可能であり、また、その用途も、薄膜形成に限定されることなく、エッチング、スパッタリング等、幅広く利用することが可能である。 FIG. 18 shows the case where three chambers 10 for forming the p-layer, i-layer, and n-layer are provided. For example, these chambers 10 are further repeated to provide six chambers. By introducing the film gas, a solar cell having a tandem structure in which a polycrystalline silicon layer having a pin structure and an amorphous silicon layer having a pin structure are stacked to form a two-layer structure can be formed.
Further, the chamber 10 is further repeatedly provided, so that the number of the chambers 10 is nine, thereby stacking a polycrystalline silicon layer having a pin structure, an amorphous silicon layer having a pin structure, and another polycrystalline silicon layer having a pin structure to form a three-layer structure. It is also possible to create a solar cell with a triple structure.
1 describes the case where the thin film is formed in the order of the p layer, the i layer, and the n layer. However, the present invention is not limited to this, and the thin film may be formed in the order of the n layer, the i layer, and the p layer. good. That is, various thin films can be formed by adjusting a film forming gas or the like according to the thin film to be formed.
Further, the present invention is not limited to the thin film formation of solar cells, but can be applied to the thin film formation of liquid crystal displays and semiconductor elements, and the use thereof is not limited to the thin film formation, and etching, sputtering, etc. Can be used widely.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明の一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the plasma CVD apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示したチャンバの要部を拡大して示した斜視図である。It is the perspective view which expanded and showed the principal part of the chamber shown in FIG. 本発明の第１の実施形態に係るプラズマ発生源の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the plasma generation source which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図３に示した導波管の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the waveguide shown in FIG. 導波管の構成について詳しく説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating in detail about the structure of a waveguide. 図３のＢ−Ｂ断面の概略図であり、成膜ガス供給管の配置の一例を示す図である。It is the schematic of the BB cross section of FIG. 3, and is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the film-forming gas supply pipe | tube. 図６の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of FIG. 6. 図３のＢ−Ｂ断面の概略図であり、成膜ガス供給管の配置の一例を示す図である。It is the schematic of the BB cross section of FIG. 3, and is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the film-forming gas supply pipe | tube. 図８の拡大図である。It is an enlarged view of FIG. 図３のＢ−Ｂ断面の概略図である。It is the schematic of the BB cross section of FIG. スロットの幅を変化させたときの図１０のＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 10 when changing the width | variety of a slot. 導波管の幅を変化させたときの図１０のＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 10 when changing the width | variety of a waveguide. スロットの幅及び導波管の幅を一定としたときの１次側導波管の電力分布を示す図である。It is a figure which shows the power distribution of the primary side waveguide when making the width | variety of a slot and the width | variety of a waveguide constant. スロットの幅及び導波管の幅を一定としたときの２次側導波管へのリーク電力量を示す図である。It is a figure which shows the amount of leak electric power to a secondary side waveguide when the width | variety of a slot and the width | variety of a waveguide are made constant. スロットの幅を除々に変化させたときの１次側導波管の電力分布を示す図である。It is a figure which shows the electric power distribution of the primary side waveguide when changing the width | variety of a slot gradually. スロットの幅を除々に変化させたときの２次側導波管へのリーク電力量を示す図である。It is a figure which shows the amount of leak electric power to the secondary side waveguide when the width | variety of a slot is changed gradually. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマ発生源の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the plasma generation source which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るＣＶＤ装置を太陽電池の成膜に利用する場合の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example in the case of utilizing the CVD apparatus concerning one Embodiment of this invention for the film-forming of a solar cell.

Explanation of symbols

１、１´ プラズマ発生源
２ローラ
３基板キャリア
１０チャンバ
１１マイクロ波発生器
１２導波管
１７可変ショート
１００被処理基板
１２１１次側導波管
１２２二次側導波管
１２３ギャップ
１２４成膜ガス供給管
１２５誘電体窓
１２６スロット 1, 1 'Plasma generation source 2 Roller 3 Substrate carrier 10 Chamber 11 Microwave generator 12 Waveguide 17 Variable short 100 Substrate 121 Primary side waveguide 122 Secondary side waveguide 123 Gap 124 Film forming gas Supply pipe 125 Dielectric window 126 Slot

Claims

Plasma for generating plasma in a vacuum processable chamber and plasma for processing on a substrate to be processed that moves relative to the plasma generation source using plasma generated from the plasma generation source A processing device comprising:
The plasma generation source is:
Microwave generation means for generating microwaves;
A primary waveguide supplied with microwaves from the microwave generating means;
A secondary waveguide coupled to a side of the primary waveguide and into which a portion of the microwave propagating through the primary waveguide is introduced;
A slot provided at a coupling portion between the primary side waveguide and the secondary side waveguide;
A gap extending in the longitudinal direction of the secondary waveguide, generating a plasma and guiding it into the chamber;
With
A plasma processing apparatus in which a gas supplied into the secondary side waveguide is guided to the gap .

The primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the slot has a wider opening width as it is farther from the microwave generation means.

2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length and become narrower as the distance from the microwave generation unit increases.

The length of the waveguide changes so that the microwave propagating through the waveguide becomes a standing wave, and the position where the electric field strength of the standing wave is strong constantly changes over time. The plasma processing apparatus as described.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the slot is provided at a place where the magnetic field strength is high and the electric field strength is low.

Using a plasma generation source that generates plasma in a vacuum processable chamber and plasma generated from the plasma generation source, a thin film is formed relative to the substrate to be processed that moves relative to the plasma generation source. A plasma thin film forming apparatus for forming,
The plasma generation source is:
Microwave generation means for generating microwaves;
A primary waveguide supplied with microwaves from the microwave generating means;
A secondary waveguide coupled to a side of the primary waveguide and into which a portion of the microwave propagating through the primary waveguide is introduced ;
A gap extending in the longitudinal direction of the secondary waveguide, generating a plasma and guiding it into the chamber;
A slot provided at a coupling portion between the primary side waveguide and the secondary side waveguide ;
A plasma thin film forming apparatus in which a film forming gas supplied into the secondary side waveguide is guided to the gap .

The manufacturing method of the solar cell using the plasma thin film forming apparatus of Claim 6.

A plasma processing method for processing a substrate to be processed that moves relatively in a state of being opposed to the plasma generation source using plasma generated by a plasma generation source that generates plasma in a vacuum processable chamber. ,
The plasma generation source is:
A secondary side waveguide is coupled to the side of the primary side waveguide, a slot is provided in the coupling portion between the primary side waveguide and the secondary side waveguide, and the secondary side waveguide is provided. A gap is provided so as to extend in the longitudinal direction of the wave tube,
Propagating microwaves to the primary side waveguide to introduce a part of the microwaves from the slot to the secondary side waveguide;
A plasma processing method , wherein a gas supplied to the secondary-side waveguide is guided to the gap so that plasma is generated in the gap and guided into the chamber .

Microwave generation means for generating microwaves;
A primary-side waveguide microwave Ru is supplied from the microwave generation means,
Coupled to the side of the primary-side waveguide, and the secondary side waveguide portion of the microwave Ru is introduced to propagate the primary waveguide,
A gap extending in the longitudinal direction of the secondary waveguide and generating plasma;
A slot provided at a coupling portion between the primary side waveguide and the secondary side waveguide;
A plasma generation source in which a gas supplied into the secondary-side waveguide is guided to the gap .

The primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length,
The plasma generation source according to claim 9, wherein the slot has a wider opening width as it is farther from the microwave generation means.

The plasma generation source according to claim 9, wherein the primary side waveguide and the secondary side waveguide have a fixed length and become narrower as the distance from the microwave generation unit increases.

In the primary side waveguide and the secondary side waveguide, the microwave propagating through the primary side waveguide and the secondary side waveguide becomes a standing wave, and the electric field strength of the standing wave The plasma generation source according to claim 9, wherein the length is changed so that the position where the intensity is strong always changes with time.

The plasma generation source according to any one of claims 9 to 12, wherein the slot is provided in a place where the magnetic field strength is high and the electric field strength is low.