JPH1140396A

JPH1140396A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

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Publication number: JPH1140396A
Application number: JP10128897A
Authority: JP
Inventors: Kouichirou Moriyama; 公一朗森山; Hirokazu Otoshi; 博和大利; Yukito Aota; 幸人青田; Masahiro Kanai; 正博金井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: DE69828104T2; EP0880163A2; EP0880163B1; KR19980087289A; CN1212456A; DE69828104D1; US6031198A; KR100268369B1; CN1132233C; AU740985B2; AU6802598A; JP3630982B2; EP0880163A3

Abstract

(57)【要約】【課題】自動的にプラズマ放電を再現性良くかつ円滑
に生起させ、安定なプラズマ放電を維持し、放電が消滅
した場合にも速やかに再生起させる事ができるプラズマ
処理方法を提供すること。【解決手段】第２の高周波電力をインピーダンス整合
器を介して処理室に導入したのち、処理時の電力よりも
大きなマイクロ波電力を該処理室に導入してプラズマを
生起する放電生起工程と、前記第１の高周波電力を処理
時の値の近傍に低下させ、続いて第２の高周波電力を処
理時の値の近傍に上昇させたのち、プラズマ強度が所定
値になるように第１の高周波電力を調整する調整工程
と、前記インピーダンス整合器を整合動作させ、プラズ
マ強度が処理時の目標値になるように第１の高周波電力
を調整して、被処理基体をプラズマ処理するプラズマ処
理工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種類の周波数の
高周波電力を用いてプラズマを生起するプラズマ処理方
法に関する。また、本発明は、放電を生起する際のこれ
らの電力の印加の手順を一定のシーケンスで制御して放
電生起を自動制御する方法に関する。本発明は、ロール
・ツー・ロール方式を用いた光起電力素子を大量生産す
る場合に効果的に適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マイクロ波あるいはＶＨＦを
真空室に導入すると同時に、ＲＦを用いたＲＦバイアス
を基体又は真空室空間に印加することによりプラズマを
生起し、CVDやエッチング、アッシング等のプラズマ処
理を行うことが知られている。

【０００３】このようなプラズマ処理として、ＲＦバイ
アスを併用するマイクロ波プラズマCVD法による堆積膜
形成方法を光起電力素子の作製に適用した例がある。例
えば、特開平6-51228号公報においては、マイクロ波プ
ラズマ放電生起の手段として、放電領域に原料ガスを導
入して低圧に保ち、前記放電領域にマイクロ波電力とRF
電力の両方を導入することで、放電を生起させる方法が
記載されている。該公報には、マイクロ波によって得ら
れたプラズマにRF高周波をバイアスとして作用させるこ
とによって、堆積膜の膜質を向上させる効果があり、さ
らにDCバイアスに比較してRFバイアスではスパークが起
こりにくく、より高い高周波エネルギーをプラズマに作
用させることができる為、高品質の堆積膜が得られると
記載されている。

【０００４】また、近年ではＶＨＦ領域の周波数を有す
る高周波を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ法も検討されて
いる。例えば、特開平７−２４５２６９号公報では、Ｖ
ＨＦプラズマＣＶＤ法を用い、高い処理速度で比較的大
面積の基体へ均一に堆積膜を形成することが可能である
としている。この周波数域においては、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法に比べて原料ガスの利用効率が高く、堆積膜の形
成速度を高くできるという利点がある。さらに、ＶＨＦ
放電はマイクロ波放電と比較して、可能な放電条件（圧
力、投入電力、原料ガス組成等）の範囲が広いため、堆
積膜の膜質制御をする上で自由度が大きいという利点も
ある。ＶＨＦプラズマＣＶＤ法は、アモルファスシリコ
ン膜の堆積にも適するが、特に、微結晶シリコン膜を堆
積する場合に、成膜条件の自由度の大きいＶＨＦプラズ
マＣＶＤを用いて結晶粒径や結晶粒界の構造を最適化す
ることで、良質の堆積膜を得ることが期待できる。

【０００５】マイクロ波プラズマCVDおよびRFプラズマC
VDを用いて大面積の素子を作製する方法としては、米国
特許4,400,409号あるいは特開平3-30419号公報において
ロール・ツー・ロール方式の光起電力素子形成方法およ
び装置が開示されている。前記の装置では、複数のグロ
ー放電領域を設け、所望の幅で十分に長い帯状基体を、
前記グロー放電領域を順次貫通する経路に沿って前記帯
状基体の長手方向に連続的に搬送せしめることによっ
て、半導体接合を有する素子を連続形成することができ
ると記載されている。

【０００６】特開平7−41954にはRFバイアスを用いない
マイクロ波プラズマ処理装置において、プラズマ放電が
停止した状態を検知し、プラズマ放電を自動復帰する方
法が記載されている。該方法では、放電停止状態の検知
は、放電空間の圧力、放電時の反射波パワー、放電空間
における電位、又は放電空間における電流値をモニター
することによっている。また、放電の復帰手段としては
放電維持パワーよりも大きいマイクロ波電力を導入する
か、真空室内圧を放電維持圧力よりも低くしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラズマ放電
の生起及び維持を自動化させる場合には以下のような問
題点があった。最初に第１の高周波電力によるプラズマ放電を生起さ
せる際に、適当な大きさの第２の高周波電力を投入しな
がら成膜条件時の電力よりも過大な第１の高周波電力を
放電領域に投入する必要があるが、電力投入の順序およ
び第２の高周波のインピーダンス整合の調整タイミング
が不適当であると、放電領域でスパークが発生したり、
インピーダンス整合がずれて放電が消滅したりすること
等によって円滑な放電生起が困難となることがわかっ
た。このため実際には人間の勘に頼った生起方法とな
り、マイクロ波プラズマ放電を再現性良く生起させる手
順が定まらなかったために、自動装置を設計することが
難しかった。第１の高周波電力によるプラズマ放電を開始した後、
成膜中に何らかの原因で放電が消滅した場合、で示し
た理由により放電を再び生起させることが困難となる場
合があった。このため、放電の再生起に時間がかかり、
堆積膜に不良部分が発生し、歩留まりを低下させる原因
となっていた。同一の放電領域の中へ複数の導入手段から第１及び／
又は第２の高周波電力を導入することで堆積膜の均一化
と大面積化を図っている装置の場合、いずれかの導入手
段によるの放電のみが消滅してしまう場合がある。

【０００８】このように部分的に放電が消滅した状態で
は、堆積膜の膜厚が不均一になったり、膜厚不足になっ
たりして不良部分となるため、歩留まりを低下させてい
た。

【０００９】また、本発明にはもう一つの課題がある。
即ち、前記ロール・ツー・ロール方式のプラズマCVD装
置を用いて光起電力素子を作製する場合、多数の放電領
域が長手方向に一列に設置されるため装置が長大にな
り、原料ガス供給系および排気系や電力供給系等が複雑
になる傾向がある。素子性能の再現性や装置の操作性を
向上させるためには、該装置の動作をできる限り自動化
することが望ましい。また、素子を大量生産し製造コス
トの削減を図る場合、該装置全体を自動的に運転して稼
働率や歩留まりを向上させることが必須である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第２の高周波
電力（例えばＲＦ）をバイアスとして併用する第１の高
周波電力（例えば、マイクロ波、ＶＨＦ）によるプラズ
マ放電の円滑な生起を自動装置で行うプラズマ処理装置
を提供する。また処理中に放電が消滅した場合にこれを
検知して放電を自動的に生起させる事が可能なプラズマ
処理装置を提供する。また、処理中にプラズマ強度を測
定しながら第１の高周波投入電力を自動装置で随時調整
することによって安定したプラズマ処理を維持する。

【００１１】本発明は、第１の高周波電力と該第１の高
周波電力よりも周波数の低い第２の高周波電力とを用い
てプラズマ処理する方法であって、処理時の電力よりも
小さな第２の高周波電力をインピーダンス整合器を介し
て処理室に導入した後、処理時の電力よりも大きな第１
の高周波電力を該処理室に導入してプラズマを生起する
放電生起工程と、前記第１の高周波電力の大きさを処理
時の値の近傍に低下させ、続いて前記第２の高周波電力
の大きさを処理時の値の近傍に上昇させた後、プラズマ
強度が所定値になるように前記第１の高周波電力の大き
さを調整する調整工程と、前記インピーダンス整合器を
整合動作させるとともに、プラズマ強度が処理時の目標
値になるように前記第１の高周波電力の値を調整して、
被処理基体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を
有することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。

【００１２】また、本発明は、プラズマ処理室と、該プ
ラズマ処理室に第１の高周波電力を導入する手段と、該
プラズマ処理室に該第１の高周波電力よりも周波数の低
い第２の高周波電力を導入する手段と、該プラズマ処理
室に処理ガスを導入する手段と、該処理室を減圧する手
段と、該処理室に生起するプラズマの強度を測定する測
定手段と、プラズマ放電を制御する放電制御装置とを有
するプラズマ処理装置であって、前記放電制御装置
は、処理時の電力よりも小さな第２の高周波電力をイン
ピーダンス整合器を介して処理室に導入した後、処理時
の電力よりも大きな第１の高周波電力を該処理室に導入
してプラズマを生起する放電生起工程と、前記第１の高
周波電力の大きさを処理時の値の近傍に低下させ、続い
て前記第２の高周波電力の大きさを処理時の値の近傍に
上昇させた後、プラズマ強度が所定値になるように前記
第１の高周波電力の大きさを調整する調整工程と、前記
インピーダンス整合器を整合動作させるとともに、プラ
ズマ強度が処理時の目標値になるように前記第１の高周
波電力の値を調整して、被処理基体をプラズマ処理する
プラズマ処理工程と、が行われるように制御する手段を
有することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。

【００１３】前記プラズマ処理工程においてプラズマ放
電の消滅を検知した場合に、前記インピーダンス整合器
を初期状態に設定し、再び放電生起工程を行うことが好
ましく、上記装置は、そのための検知手段、制御手段を
有していることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。

【００１５】なお、以下の実施の形態では、第１の高周
波としてマイクロ波、第２の高周波としてＲＦを用いた
場合について述べるが、第１の高周波としてＶＨＦを用
いても、同様の作用効果が得られる。本明細書中で、Ｒ
Ｆとは１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ未満の周波数を有する高
周波、ＶＨＦとは２０ＭＨｚ以上１ＧＨｚ未満の周波数
を有する高周波、マイクロ波とは１ＧＨｚ以上１０ＧＨ
ｚ未満の周波数を有する高周波を指す。

【００１６】図１は本発明による成膜装置自動化のため
のプラズマ放電制御装置の構成の一例を示すブロック図
である。放電制御装置１０１は、入力器、出力器、演算
器（いずれも不図示）を有しており、入力器にはバイア
ス棒１０９にかかる電圧の直流成分を接地した際に流れ
る電流値Ｉｄｃの検出回路１０７、装置全体の成膜制御
装置１００が接続され、出力器には第１の高周波電力を
生成する手段としてのマイクロ波発振器１０４、第２の
高周波電力を生成する手段としてのＲＦ発振器１０５、
整合器１０６、マスフローコントローラ（以下MFCと略
す）１０３および排気調整バルブ１０８が接続される。

【００１７】放電制御装置１０１は、入力器からのIdc
測定値に基づいて、放電領域１０２に導入されるマイク
ロ波電力、ＲＦ電力、ガス流量、排気バルブの開度を調
整する機能と、整合器の固定動作/自動整合動作を切り
替える機能を有する。整合器１０６の出力にはバイアス
棒１０９が接続される。

【００１８】〔装置の実施形態〕以下に、本発明のプラ
ズマ処理方法を実現するプラズマ処理装置の具体例を図
2を用いて説明する。

【００１９】真空容器２０１内には、概ね直方体形状の
成膜容器２０２と基体２００とで構成される放電領域２
０３が配置されている。基体２００は帯状基体でもよ
く、その場合帯状基体２００は紙面に垂直な方向へ搬送
される。真空容器２０１と成膜容器２０２は電気的に接
続されており、アース電位にある。

【００２０】また、帯状基体を所望の成膜温度にまで加
熱する基体加熱ヒーター２０４、ガス供給手段（不図
示）から供給される原料ガスを成膜室へ導入する原料ガ
ス導入管２０５、真空ポンプ等の排気手段（不図示）に
より成膜室を排気する排気管２０６、排気コンダクタン
スを調整するための排気調整バルブ２０７、マイクロ波
発振器２０８からのマイクロ波電力を成膜容器に供給す
るアプリケータ２０９、ＲＦ発振器２１０からのＲＦ波
バイアス電力をプラズマに印加するバイアス棒２１２が
設置されている。

【００２１】ＲＦ発振器２１０とバイアス棒２１２の間
には整合器２１１が接続され、マッチング／チューニン
グの２つのパラメータを変化させることで、ＲＦ発振器
とバイアス棒とのインピーダンス整合がとれるように調
整できる。また、整合器２１１はそれ自体で自動的に前
記パラメータを調整して整合動作を行う機能を有する。

【００２２】成膜容器２０２の壁面の一部はメッシュ状
に穴が開いており、成膜容器２０２内にプラズマおよび
電磁波を閉じ込めるとともに、分解された原料ガスを排
出できるようになっている。

【００２３】整合器２１１とバイアス棒２１２の途中に
はＩｄｃ検出回路２１６が接続されている。Ｉｄｃ検出
回路２１６は、チョークコイル２１３と抵抗器２１４で
構成され、（前述したように、）バイアス棒２１２にか
かる直流成分の電流値がＩｄｃ出力２１５に出力電圧と
して出力される。バイアス棒２１２にはＲＦ電力が印加
されるが、イオン種よりも電子の方がはるかに質量が小
さいために、ＲＦ電界による力でバイアス棒に到達する
粒子は電子の方が過剰となり、バイアス棒が直流的にフ
ロートの場合はバイアス棒は負に帯電する。チョークコ
イル２１３で直流成分だけをアースに接地した場合はチ
ョークコイル２１３に電流(Idc)が流れる。このIdcはプ
ラズマの電離度にほぼ比例の関係にあるため、Idcをプ
ラズマ強度とみなすことができる。Idc検出回路として
は、抵抗器２１４を用いてチョークコイルを流れる直流
のＩｄｃ電流値を電圧に変換してＩｄｃ出力２１５へ出
力し、プラズマ強度を測定する。また、これを放電生起
検出手段として用いるときは、しきい値を設けてIdcが
しきい値以上になれば放電が生起したと判断すればよ
く、しきい値以下になれば放電が消滅あるいは一部消滅
したと判断すればよい。

【００２４】また、図２の装置では、２個のアプリケー
タ２０９を用いてマイクロ波プラズマ放電をおこなって
いる。このようにアプリケータを複数個用いてマイクロ
波を複数の方向から印加することにより、基体２００の
膜特性（基体として帯状基体を用いた場合その幅方向の
膜特性）を均一に保ちながら、成膜面積を大面積化する
ことができる。アプリケータを複数個用いる場合、すべ
てではなくそのうちの一部のアプリケータによって放電
しているプラズマが消滅する場合がある。このときには
プラズマ強度が低下して前記Idc検出回路の出力が低下
するため、Idcにしきい値を設けることでプラズマの一
部消滅が検出できる。

【００２５】次に、図１の前記放電制御装置１０１の動
作を図３のフローチャートに示し、図１を参照しながら
説明する。

【００２６】（準備段階）ステップ１では、成膜制御装
置１００から放電制御装置１０１へ起動信号が発せられ
る。

【００２７】ステップ２では、放電制御装置１０１が制
御する以外の、その他の成膜パラメータが準備できるま
で待機する。例えば、帯状基体の温度、原料ガスの流
量、放電領域の圧力が規定量になるまで待機する。

【００２８】ステップ３では、整合器１０６のマッチン
グ／チューニングのパラメータを、初期値に設定し固定
する。この初期値は、成膜の安定時に最終的にインピー
ダンス整合された時点での値であって、予め実験的に決
定しておく。放電生起の初期段階において整合器１０６
のパラメータを固定することによって、自動整合動作の
不良によって放電を消滅させてしまうようなことがなく
なる。さらに整合器１６０のパラメータを初期値に設定
しておくことによって、放電生起直後もほぼインピーダ
ンスが整合された状態になる。以上の理由により再現性
が良くかつ円滑な放電生起が可能となる。

【００２９】（放電生起段階）ステップ４では、ＲＦ発
振器１０５から少量のＲＦ電力をバイアス棒１０９に印
加する。このときのＲＦ電力を目標値1とする。マイク
ロ波放電に好適な成膜条件においては、ＲＦ電力のみで
は放電は生起しないため、この時点では、入射されたＲ
Ｆ電力のほとんどがＲＦ発振器１０５側へ反射される状
態となる。

【００３０】ステップ５では、成膜容器１０２内にマイ
クロ波電力を印加する。ステップ８にて、測定されたId
c測定値がしきい値１を超えた場合に、放電が生起した
と認識する。放電が生起するまでの間、ステップ５にて
マイクロ波実効電力を徐々に増加させる。

【００３１】放電生起の手順を、図２に基づいて説明す
る。原料ガス導入管２０５を通して原料ガスを放電領域
２０３に導入し、排気調整バルブ２０７の開度を制御し
て放電領域２０３を所定の圧力に保つ。まず、バイアス
棒２１２にＲＦ電力を少量印加する。好ましくは成膜条
件時の１０％以下の電力を印加する。次に、マイクロ波
電力をアプリケータ２０９により印加する。成膜条件時
の電力と同じかそれ以上のマイクロ波電力を印加するこ
とで、プラズマが生起する。プラズマが生起したかどう
かは、後述のプラズマ強度測定手段にて確認できる。ま
た、プラズマが生起した直後の時点では、通常、成膜条
件時よりも過大なマイクロ波電力が印加されている。こ
の時点でＲＦバイアス電力を上昇させると、スパーク等
が起きやすく、またプラズマを消滅させやすいため、Ｒ
Ｆバイアス電力はこの時点では上昇させないのである。

【００３２】ステップ６では、印加されるマイクロ波電
力が最大値に達した後にある時間が経過してもなお、放
電が生起しなかった場合には、この成膜条件では放電困
難であるとみなし、ステップ７にて放電生起をより容易
にするために、放電領域１０２の圧力を上昇させる処置
を取る。圧力を上昇させる方法としては２種類あり、１
つめはMFC１０３を調節して成膜領域１０２に導入する
原料ガスの流量を増加させる。複数種の原料ガスを用い
ている場合、増加させるガスはいずれの種類でもよい
が、そのなかでもとりわけ流量を変化させてもIdc測定
値の変化量が少ないH₂ガスを増加させることが望まし
い。２つめの処置方法は、排気調整バルブ１０８の開度
を下げることにより、成膜領域１０２内部の圧力を上昇
させる。

【００３３】（調整段階）放電が生起し、Idc測定値が
しきい値１を超えたことを検出した後、ステップ９にて
ＭＦＣ１０３を調整しガス流量、または排気調整バルブ
１０８開度を調整して圧力を規定値に戻す。

【００３４】ステップ１０では、マイクロ波実効電力を
目標値2まで徐々に低下させる。目標値2は、安定放電し
た成膜条件時に投入される電力と同等でもよいが、この
段階は放電安定化までの過渡期であるので、放電の消滅
を防止するために成膜条件時の電力よりも若干大きくす
ることがより好ましい。具体的には、成膜時の電力の１
００〜２００％の電力とすることが好ましく、１２０〜
１８０％の電力とすることがより好ましい。この値は、
実験的に決定する。

【００３５】ステップ１１では、ＲＦ実効電力を目標値
３まで徐々に上昇させる。目標値３は、安定放電した成
膜条件時に投入される電力と同等の値とすることが好ま
しいが、異常放電を防止するために、若干低い値として
もよい。具体的には、成膜条件時の電力の７０％〜１０
０％の電力とすることが好ましい。マイクロ波電力を低
下させたこの時点で、ＲＦバイアス電力を上昇させるこ
とで、スパーク等の発生がなくなり、安定した放電を持
続させることができる。

【００３６】ステップ１２では、プラズマ強度を制御し
て成膜条件時の目標値の近傍、望ましくは目標値の１０
０〜１５０％になるようにステップ１３にてマイクロ波
実効電力を調整する。ここで、プラズマ強度の制御方法
としては２種類あり、前者はIdc測定値が目標値３の近
傍になるようにマイクロ波入射電力を調整する方法であ
る。後者はマイクロ波電力の実効値＝（入射電力−反射
電力）が目標値４近傍になるようにマイクロ波入射電力
を調整する方法である。以上のいずれかの方法で、マイ
クロ波電力を低下させる。

【００３７】この段階ではＲＦのインピーダンス整合が
暫定としての初期値にあるために整合が理想的でなく過
渡期にあるため、放電の消滅を防止するためにプラズマ
強度を成膜時の目標値よりも若干高め具体的には目標値
の１００〜１５０％に調整することが望ましい。図２に
示したように複数のアプリケータ２０９からマイクロ波
を印加している場合は、堆積膜の膜厚および膜質が均一
になるように、それぞれのアプリケータへ印加するマイ
クロ波実効電力の比を適宜調整するとよい。

【００３８】ステップ１４ではＲＦ電力を成膜条件時の
目標値となるように調整するとともに、整合器１０６の
動作を、固定動作から自動整合動作へと移行させる。高
周波発振器と負荷の間のインピーダンスを自動的に整合
する方法は一般的に行われているが、本発明のようにマ
イクロ波乃至ＶＨＦプラズマ中にバイアス電力としてＲ
Ｆを印加する場合、マイクロ波乃至ＶＨＦプラズマを生
起させて安定させるまでの間は、プラズマの状態が不安
定なために、ＲＦの自動整合が不安定となる。そこで、
プラズマが安定した時点、すなわちマイクロ波電力が成
膜時の目標値になるよう調整が終了した時点以降で自動
整合動作へ移行させることで、整合器を常に安定に動作
させることが可能となる。

【００３９】（安定放電段階）ステップ１５では、最終
的にプラズマ強度が成膜時の目標値になるようにマイク
ロ波電力を調整する。プラズマ強度の制御方法はステッ
プ１２と同様であるが、Idc測定値が目標値４になるよ
うに、またはマイクロ波電力の実行値が目標値５になる
ように、成膜中に常にプラズマ強度の測定を行い、ステ
ップ１７にてマイクロ波入射電力を調整する。

【００４０】ステップ１６では、Ｉｄｃ検出回路によっ
て成膜中に放電が消滅したことを認識した場合、ステッ
プ３へ戻って、再び放電生起の動作を行う。しきい値２
を設け、Ｉｄｃ測定値がしきい値２を下回ると放電が消
滅したと認識する。

【００４１】さらに、安定放電段階において放電が消滅
したことがIdc検出回路１０７によって確認された場合
には、再び放電生起段階に戻って放電させることで、連
続成膜装置を停止することなく継続して成膜することが
できる。

【００４２】（立ち下げ段階）ステップ１８では、成膜
装置全体の制御装置１００から成膜終了の指令を受ける
と、ステップ1９にて放電制御装置１０１の立ち下げ動
作を行い、マイクロ波電力、ＲＦバイアス電力を停止す
る。

【００４３】ステップ２０では、放電制御装置１０１の
動作終了信号を成膜装置全体の制御装置１００へ返す。

【００４４】（光起電力素子への適用例）次に、本発明
の方法をロール・ツー・ロール方式のプラズマCVD装置
に適用してpin接合を有する光起電力素子を作成する例
を図４を用いて説明する。

【００４５】図４において、４００は帯状基体、４０１
は送出し容器、４０２は送出しボビン、４０３は巻取り
容器、４０４は巻取りボビン、４０５は第１ドープ層形
成容器、４０６はi層形成容器、４０７は第２ドープ層
形成容器、４０８は基体加熱ヒーター、４０９はガス加
熱ヒーター、４１０はガスゲート、４１１は原料ガス導
入管、４１２はゲートガス導入管、４１３はガス排気
口、４１４は排気調整バルブ、４１５は搬送ローラー、
４１６はカソード、４１７はＲＦ発振器、４１８はマイ
クロ波発振器、４１９は導波管、４２０はマイクロ波ア
プリケータ、４２１はバイアス棒である。また、i層形
成容器４０６にはマイクロ波プラズマCVD法で堆積膜を
形成する成膜容器４２２が内蔵され、ドープ層形成容器
４０５および４０７にはＲＦCVD法で堆積膜を形成する
成膜容器４２３および４２４が内蔵される。４２５〜４
２７は放電領域である。

【００４６】それぞれの容器４０１、４０３、４０５〜
４０７はガスゲート４１０によって接続されている。帯
状基体４００は、送出し容器４０１から巻取り容器４０
３に搬送される間に３つの堆積膜形成容器４０５〜４０
７を通過して、その表面に３層の機能性堆積膜、例えば
pin構造の光起電力素子用半導体膜が形成される。

【００４７】帯状基体４００は、半導体膜作成時に必要
とされる温度において変形、歪みが少なく、所望の強度
を有し、導電性を有するものであることが好ましい。前
記帯状基体の厚さとしては、搬送時に張力を加えられて
も形状を維持する強度を発揮する範囲内であれば、コス
ト、収納スペース等を考慮して可能な限り薄い方が望ま
しい。前記帯状基体の幅については特に制限されること
はなく、半導体膜作製手段あるいは作製容器等のサイズ
によって決定される。前記帯状基体の長さについては特
に制限されることはないが、ロール状に巻き取られる程
度の長さであることが好ましい。また、長尺のものを溶
接等によってさらに長尺化したものであってもよい。

【００４８】各形成容器４０５〜４０７内で基体加熱ヒ
ーター４０８によって帯状基体４００は所定の成膜温度
にまで加熱される。また、ガス供給手段（不図示）から
原料ガス導入管４１１を通して供給される原料ガスは放
電領域４２５〜４２７へ供給され、ガス排気口４１３を
通して排気手段（不図示）によって排気される。排気調
整バルブ４１４によって排気速度を調整することで、放
電領域４２５〜４２７内を所望の圧力に維持する。

【００４９】マイクロ波CVD法を用いる形成容器４０６
内の放電領域４２６には、マイクロ波発振器４１８から
導波管４１９を通して原料ガスにマイクロ波電力を印加
するアプリケータ４２０と、プラズマにＲＦ電力を印加
するバイアス棒４２１が設けられ、供給された原料ガス
を分解してマイクロ波CVD法による堆積膜の形成がおこ
なわれる。また、２個のアプリケータ４２０を用いるこ
とで、帯状基体４００の幅方向における堆積膜特性の均
一性を向上させている。便宜上、これら２個のアプリケ
ータ４２０が設置されている方向を、それぞれフロント
側、リア側と呼ぶことにする。

【００５０】ＲＦCVD法を用いる形成容器４０５および
４０７内の放電領域４２５、４２７には、原料ガスにＲ
Ｆ電力を印加するカソード４１６が設けられ、ＲＦCVD
法による堆積膜の形成がおこなわれる。また、原料ガス
導入管４１１から導入された原料ガスをガス加熱ヒータ
ー４０９で加熱することで堆積膜特性の向上を図ってい
る。加熱ヒーター４０８および４０９で成膜容器４２２
〜４２４を加熱することで、成膜前に成膜容器４２２〜
４２４をベーキングし、不純物ガスを低減することがで
きる。

【００５１】ガスゲート４１０は、各容器４０１、４０
３、４０５〜４０７を分離独立させ、かつ、前記帯状基
体４００をそれらの中を貫通させて連続的に搬送する目
的で設けたものである。また、異なる組成の良質な薄膜
を多層形成するために、ゲートガス導入管４１２からゲ
ートガスを導入することで、隣り合う容器の原料ガスが
混合することを防いで、雰囲気的に分離独立させること
ができる。ゲートガスとしては、Ｈ₂、Ｈｅ、Ａｒ等が
用いられる。

【００５２】以上に説明した装置の原料ガス供給手段
（不図示）、排気手段(不図示)、基体加熱ヒーター４０
８、ガス加熱ヒーター４０９、ＲＦ発振器４１７、マイ
クロ波発振器４１８、帯状基体を搬送させるモーター
（不図示）はシーケンサーやコンピュータ等の成膜制御
装置（不図示）によって制御され、プログラムによって
自動運転できる。

【００５３】前記自動運転の各工程を図４を参照して説
明する。帯状基体４００が巻かれた送出しボビン４０２
を送出し容器４０１にセットし、空の巻取りボビン４０
４を巻取り容器４０３にセットし、各成膜容器４２２〜
４２４の清掃、メンテナンスを大気中でおこなった後、
自動工程が開始される。１）排気工程排気手段により、全ての形成容器４０１、４０３、４０
５〜４０７を1Torr程度の圧力にまで減圧する。２）加熱工程基体加熱ヒーター４０８およびガス加熱ヒーター４０９
により、成膜容器４２２〜４２４を所定の温度にまで加
熱する。この加熱は成膜容器４２２〜４２３および形成
容器４０５〜４０７の壁面に吸着した水分、酸素等の不
純物ガスを脱離させるベーキングの目的がある。３）成膜工程原料ガス導入管４１１から原料ガスを、ゲートガス導入
管４１２からゲートガスを導入し、帯状基体４００一定
の速度で搬送させながら、成膜容器４２２〜４２４でプ
ラズマ放電を開始させて、連続的に帯状基体４００に膜
を堆積させる。また、この工程において、形成容器４０
６においては前述した本発明のマイクロ波放電制御装置
を動作させて、自動的にマイクロ波プラズマ放電を生起
させる。帯状基体４００が巻取りボビン４０４に所定の
位置まで巻き取られた時点で、全てのプラズマ放電を停
止させる。また、搬送も停止させる。４）冷却工程各成膜容器４２２〜４２４を、清掃、メンテナンス可能
な温度にまで放冷することで冷却する。成膜時には成膜
容器４２２〜４２４内に副次的に発火性の反応堆積物が
溜まることがあるため、容器を大気開放した時に発火し
ないように予め冷却する。５）パージ工程各形成容器４０１、４０３、４０５〜４０７を大気開放
する前に内部の原料ガスを窒素ガスに置換する。６）ベント工程大気圧になるまで窒素ガスを各形成容器４０１、４０
３、４０５〜４０７に導入する。

【００５４】以上の自動工程が終了した後、巻取りボビ
ン４０４に巻き取られた帯状基体４００を取り出す。こ
の後、不図示の膜堆積装置によって帯状基体４００上に
透明電極膜を堆積することで薄膜光起電力素子が完成す
る。

【００５５】なお、本発明はプラズマＣＶＤ以外のプラ
ズマ処理、例えばプラズマエッチング等にも適用するこ
とができる。

【００５６】

【実施例】

（実施例１）図１の構成の自動制御装置の構成を備え
た、図４に示したロール・ツー・ロール方式のプラズマ
ＣＶＤ装置を用い、図３に示す手順に従って、自動工程
により、以下の条件で帯状基体の表面上に、pin型アモ
ルファスシリコンの光起電力素子を作製した。以下、図
３および図４を参照して説明する。なお、本実施例で
は、第１の高周波電力としてマイクロ波電力を、第２の
高周波電力としてＲＦ電力を用いた。

【００５７】帯状基体４００としては、予め不図示のロ
ール・ツー・ロール方式のスパッタ式膜形成装置で帯状
基体４００上に裏面反射層としてアルミニウムの薄膜
（厚さ０．１μｍ）と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の薄膜（厚
さ１．０μｍ）を堆積してある幅３５０ｍｍ、長さ３０
０ｍ、厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ４３０を使用した。

【００５８】帯状基体４００を、送出し容器４０１から
送出され、ガスゲート４１０で接続された３つの成膜容
器４０５〜４０７を通過して、巻取り容器４０３で巻き
取られるようにセットした。

【００５９】各容器４０１、４０３、４０５〜４０７を
排気調整バルブ４１４を通して不図示の排気手段により
１Ｔｏｒｒ台まで排気した後、引き続き排気しながらガ
ス導入管４１１、４１２からＨｅガスをそれぞれ１００
ｓｃｃｍづつ流し、排気調整バルブ４１４を制御して、
各容器４０１、４０３、４０５〜４０７の圧力を不図示
の圧力計で測定して１．０Ｔｏｒｒに保った。さらに、
基体加熱ヒーター４０８とガス加熱ヒーター４０９をそ
れぞれ３００℃に加熱して、この状態のまま５時間ベー
キングを行って不純物ガスを脱離させた。

【００６０】次に、ガス導入管４１１、４１２から流し
ていたＨｅガスを停止し、不図示のガス混合器から表１
に示す組成の原料ガスを、原料ガス導入管４１１から各
成膜容器４２２〜４２４へ導入した。各ガスゲートには
ゲートガス導入管４１２からＨ₂ガスをそれぞれ１００
０ｓｃｃｍ流した。帯状基体４００の搬送速度は１００
０ｍｍ／ｍｉｎとした。高周波電力投入手段について
は、マイクロ波ＣＶＤ法を用いる成膜容器４２２では、
発振周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波発振器４１８か
ら導波管４１９、マイクロ波アプリケータ４２０を介し
て成膜領域にマイクロ波電力を印加するとともに、発振
周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ発振器４１７から整合器
４２８を介してバイアス棒４２１にバイアス電力を印加
した。バイアス棒４２１としては、ＳＵＳ３０４からな
る直径２０ｍｍ、長さ３０ｃｍの円柱状の棒を用いた。
また、ＲＦ高周波ＣＶＤ法を用いる成膜容器４２３、４
２４では、ＲＦ発振器４１７から整合器４２８を介して
カソード４１６へＲＦ電力を印加した。このようにして
放電領域４２５〜４２７にプラズマ放電を生成し、帯状
基体４００上にｎ型アモルファスシリコン膜、ｉ型アモ
ルファスシリコンゲルマニウム膜、ｐ型微結晶シリコン
膜を連続的に形成した。各成膜容器の安定成膜時の成膜
条件は表１に示す条件とした。

【００６１】本実施例では、図３のステップ１５〜１７
における、成膜中のプラズマ強度の制御方法を、Ｉｄｃ
測定値（目標値４）が３．５Aで一定となるようにマイ
クロ波入射電力を調整する方法とした。プラズマが消滅
したことを検知するＩｄｃ測定値（しきい値２）を３．
０Ａに設定した。また、プラズマを生起させる前に印加
する高周波バイアス電力（目標値1）は５０Ｗとし、最
初にプラズマが生起したときのマイクロ波実効電力は、
フロント側とリア側それぞれで、おおよそ８００Ｗと８
００Ｗであった。この時のＩｄｃ測定値は２．０Ａであ
ったため、プラズマの生起を検知するＩｄｃ測定値（し
きい値１）を１．５Ａと定めた。

【００６２】また、ステップ６におけるプラズマ生起困
難時のタイムアウト時間を５秒に設定したが、本実施例
では５秒以内にプラズマが生起したため、ステップ７は
実行されなかった。目標値2はフロント側、リア側共に
３００Ｗ、目標値３は８００Ｗとした。

【００６３】成膜工程として連続的に膜形成を約５時間
おこない、全長３００ｍの帯状基体のうち、２５０ｍに
Ｐｉｎ接合を有する半導体層を形成することができた。
以後、半導体層が得られた２５０ｍの部分を有効部分と
呼ぶことにする。

【００６４】上記の手順で得られた半導体層を堆積した
帯状基体を巻取り容器４０３から取り出し、不図示のス
パッタ方式の膜形成装置でＩＴＯ（インジウム錫酸化
物）透明導電膜（膜厚８００Å）を形成した後、帯状基
体４００を不図示の切断機によって送り出しながら搬送
方向に１００ｍｍごとに切断してサンプルとし、Ａｇの
ペーストをスクリーン印刷することにより集電電極を形
成して、図５の模式断面図に示す光起電力素子を作製し
た。図５において、５００は帯状基体、５０１は裏面反
射層、５０２はｎ型半導体層、５０３はi型半導体層、
５０４はｐ型半導体層、５０５はＩＴＯ透明導電膜、５
０６は集電電極である。

【００６５】形成された光起電力素子の特性評価を、AM
値１．５、エネルギー密度１００ｍＷ/ｃｍ²の擬似太陽
光を照射したときの光電変換率ηを測定して評価をおこ
なった。表２にその評価結果を示す。また、帯状基体の
有効部分２５０ｍのうち、１０ｍ毎にサンプルを抽出し
て測定し、２６個のサンプル特性の最大値と最少値の差
を均一性として評価した。サンプルの有効面積は350mm
×100mmであった。

【００６６】また、成膜中にプラズマが消滅したことに
よる堆積膜不良部分以外の割合、即ち良品の割合を良品
率として評価した。プラズマの消滅回数もカウントし
た。

【００６７】（比較例１）本例では、図１に示す放電制
御装置１０１を用いずに、実施例１と同様の成膜をおこ
なった。表１に示す成膜条件も同様である。実施例１と
相違する点は、マイクロ波発振器、ＲＦ発振器、ＭＦ
Ｃ、排気調整バルブを手動操作にて制御したこと、整合
器１０６を常に自動整合動作するように設定したこと、
の２点である。評価方法は実施例１と同様である。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】以上の実験から、次に示す結果が得られ
た。１）比較例１では、成膜中にプラズマが消滅して、放電
の再生起をおこなった場合に、手動で操作をおこなった
ことと、整合器１０６の動作が不安定になって再生起に
時間がかかったために、不良部分が多く発生して良品率
が低下した。放電の生起から安定までの時間は平均して
１８０秒であった。一方、実施例１では、放電の再生起
は円滑におこなわれたため、放電の生起から安定までの
時間は平均して４０秒であり、良品率が向上した。２）比較例１では、成膜中のプラズマ強度を、Ｉｄｃ測
定値を目視で確認しながらマイクロ波実効電力を調整し
たために、精度良く調整できず、均一性が低下した。一
方、実施例１では、放電制御装置１０１でＩｄｃ測定値
をマイクロ波実効電力にフィードバックすることで、前
記電力の精度が向上し、均一性が向上した。

【００７１】（実施例２）本実施例では、図３のステッ
プ１５〜１７における、成膜中のプラズマ強度の制御方
法を、マイクロ波実効電力（目標値５）が２５０Ｗで一
定となるようにマイクロ波入射電力を調整する方法とし
た。その他の装置構成は、実施例１と同様とした。安定
成膜時の成膜条件は表３に示す条件とした。

【００７２】また、本実施例では、ステップ６におい
て、マイクロ波電力が電源の最大出力に達してから５秒
間経過してもなお放電が生起しなかったため、ステップ
７においてＨ₂ガスを１５００sccmにまで増加させるこ
とで放電が生起できた。この時の放電領域の圧力は１５
ｍTorrであった。この後、ステップ９にてＨ₂ガスを表1
に示す流量にまで減少させた。評価方法は実施例１と同
様である。

【００７３】（比較例２）本例では、図１に示す放電制
御装置１０１を用いずに、実施例２と同様の成膜をおこ
なった。表３に示す成膜条件も同様である。実施例２と
相違する点は、マイクロ波発振器、ＲＦ発振器、ＭＦ
Ｃ、排気調整バルブを手動操作にて制御したこと、整合
器１０６を常に自動整合動作するように設定したこと、
の２点である。評価方法は実施例１と同様である。

【００７４】

【表３】

【００７５】

【表４】

【００７６】以上の実験から、比較例２と比べて実施例
２の均一性は高く、マイクロ波実効電力を一定としてプ
ラズマ強度の調整をおこなうことによっても、成膜初期
から成膜終了時まで、安定した特性を得ることができる
ことがわかった。また、放電の生起から安定までの時間
は、比較例２では平均して１９０秒、実施例２では平均
して４０秒であったため、不良部分が減少して良品率が
向上した。

【００７７】（実施例３）本実施例では、プラズマ処理
するための第１の高周波として、ＶＨＦを用いた。図４
に示す装置との装置構成上の相違点を、図６を用いて説
明する。なお、図６中の図４と同じ部材には同じ符号を
付して説明を省略する。図６は、図４の成膜容器４２２
に代えて用いられる成膜容器６０１及びその関連部材を
説明するための模式的な概略上面図である。図６に示す
ように、マイクロ波発振器４１８に代えて発振周波数１
００ＭＨｚのＶＨＦ発振器６０２を、導波管４１９に代
えて同軸ケーブル６０３及び整合器６０４を、マイクロ
波アプリケータ４２０に代えて棒状アンテナ６０５を用
いている点が図４に示す装置とは異なる。また、棒状ア
ンテナ６０５はバイアス棒４２１と同じ寸法形状であ
り、放電領域６０６においてバイアス棒４２１と平行に
設置した。前記アンテナとバイアス棒４２１との間隔は
帯状基体搬送方向へ１５ｍｍとした。その他の装置構成
は、実施例１と同様とした。安定成膜時の成膜条件は表
５に示すものとした。

【００７８】本実施例では、図３のステップ１５〜１７
における、成膜中のプラズマ強度の制御方法を、Ｉｄｃ
測定値（目標値４）が３．０Ａで一定となるようにＶＨ
Ｆ入射電力を調整した。また、しきい値１を１．０Ａ、
しきい値２を２．５Ａ、バイアス電力の目標値１を５０
Ｗとして成膜をおこなった。評価方法は実施例１と同様
である。評価結果を表６に示す。

【００７９】

【表５】

【００８０】（比較例３）本例では、図１に示す放電制
御装置１０１を用いずに実施例３と同様の成膜を行っ
た。表５に示す成膜条件も同様である。実施例３と相違
する点は、ＶＨＦ発振器、ＲＦ発振器、ＭＦＣ、排気調
整バルブを手動操作にて制御したこと、整合器１０６を
常に自動整合動作するように設定したこと、の２点であ
る。評価方法は実施例１と同様である。評価結果を表６
に示す。

【００８１】

【表６】

【００８２】以上の実験から、次に示す結果が得られ
た。１）比較例３では、成膜中にプラズマが消滅して、放電
の再生起を行なった場合に、手動で操作を行なったこと
と、整合器１０６の動作が不安定になって再生起に時間
がかかったために、不良部分が多く発生して良品率が低
下した。放電の生起から安定までの時間は平均して２０
０秒であった。一方、実施例３では、放電の再生起は円
滑に行われたため、放電の生起から安定までの時間は３
０秒であり、良品率が向上した。２）比較例３では、成膜中のプラズマ強度をＩｄｃを目
視で確認しながらＶＨＦ実効電力を調整したために、精
度良く調整出来ず、均一性が低下した。一方、実施例３
では、放電制御装置でＩｄｃ測定値をＶＨＦ実効電力に
フィードバックすることで、前記電力の精度が向上し、
均一性が向上した。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、自動装置を用いて自動
的にプラズマ放電を再現性良くかつ円滑に生起させ、安
定化させることができる。放電が消滅しても速やかに再
生起させることができる。この方法を帯状基体上に光起
電力素子を形成する装置に適用した場合全自動運転が可
能となり、光起電力素子の生産性向上とコストダウンに
寄与する。さらに、帯状基体の全長にわたって安定した
光起電力特性を得ることができ、不良部分を最少にでき
るため、歩留まりが向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による成膜自動化のためのマイクロ波放
電制御装置の装置構成の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明のプラズマ処理装置の一例を示す模式的
な概略断面図である。

【図３】図１に示すプラズマ放電制御装置の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図４】本発明のプラズマ処理方式をロール・ツー・ロ
ール方式のプラズマＣＶＤ装置をに適用した場合の一例
を示す模式的な概略断面図である。

【図５】光起電力素子の構造の一例を示す模式的な概略
断面図である。

【図６】ＶＨＦを用いたプラズマ処理装置について説明
するための模式的な概略上面図である。

【符号の説明】

１００成膜制御装置１０１放電制御装置１０２、２０３、４２５〜４２７放電領域１０３マスフローコントローラー（ＭＦＣ）１０４、２０８、４１８マイクロ波発振器１０５、２１０、４１７ＲＦ発振器１０６、２１１、４２８整合器１０７、２１６Ｉｄｃ検出回路１０８排気調整バルブ１０９、２１２、４２１バイアス棒２００、４００、５００帯状基体２０１真空容器２０２、４２２〜４２４、６０１成膜容器２０４、４０８基体加熱ヒーター２０５、４１１原料ガス導入管２０６、４１３排気管２０７、４１４排気調整バルブ２０９、４２０アプリケータ２１３チョークコイル２１４抵抗器２１５Ｉｄｃ出力４０１送出し容器４０２送出しボビン４０３巻取り容器４０４巻取りボビン４０５ｎ層形成容器４０６ｉ層形成容器４０７ｐ層形成容器４０９ガス加熱ヒーター４１０ガスゲート４１２ゲートガス導入管４１５搬送ローラー４１６カソード４１９導波管５０１裏面反射層５０２ｎ型層５０３ｉ型層５０４ｐ型層５０５ＩＴＯ透明電極５０６集電電極６０２ＶＨＦ発振器６０３同軸ケーブル６０４整合器６０５棒状アンテナ６０６放電領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井正博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の高周波電力と該第１の高周波電力
よりも周波数の低い第２の高周波電力とを用いてプラズ
マ処理する方法であって、処理時の電力よりも小さな第２の高周波電力をインピー
ダンス整合器を介して処理室に導入した後、処理時の電
力よりも大きな第１の高周波電力を該処理室に導入して
プラズマを生起する放電生起工程と、前記第１の高周波電力の大きさを処理時の値の近傍に低
下させ、続いて前記第２の高周波電力の大きさを処理時
の値の近傍に上昇させた後、プラズマ強度が所定値にな
るように前記第１の高周波電力の大きさを調整する調整
工程と、前記インピーダンス整合器を整合動作させるとともに、
プラズマ強度が処理時の目標値になるように前記第１の
高周波電力の値を調整して、被処理基体をプラズマ処理
するプラズマ処理工程と、を有することを特徴とするプ
ラズマ処理方法。
【請求項２】前記プラズマ処理工程においてプラズマ
放電の消滅を検知した場合に、前記インピーダンス整合
器を初期状態に設定し、再び放電生起工程を行うことを
特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】前記調整工程において前記第１の高周波
電力を処理時の値の近傍に低下させることにより処理時
の値の１００％〜２００％とし、前記第２の高周波電力
を処理時の値の近傍に上昇させることにより処理時の値
の７０％〜１００％とすることを特徴とする請求項１記
載のプラズマ処理方法。
【請求項４】前記調整工程において前記プラズマ強度
の所定値が、プラズマ強度の処理時の目標値の１００％
〜１５０％であることを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ処理方法。
【請求項５】前記第２の高周波電力の印加手段とアー
ス電位との間に流れる電流の直流成分を検知することに
より、前記プラズマ強度を測定することを特徴とする請
求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】前記第１の高周波電力の入射電力と反射
電力との差を検知することにより、前記プラズマ強度を
測定することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理
方法。
【請求項７】前記放電生起工程において、処理ガス導
入量を増大させて処理室内圧を上昇させた後にプラズマ
を生起することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処
理方法。
【請求項８】前記放電生起工程において、排気調整バ
ルブの開度を減少させて処理室内圧を上昇させた後にプ
ラズマを生起することを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ処理方法。
【請求項９】前記インピーダンス整合器の初期状態
は、プラズマ処理工程において前記第２の高周波電力の
反射電力が最小の値をとるような状態であることを特徴
とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】前記放電生起工程、調整工程、プラズ
マ処理工程は、この順に自動的に行われることを特徴と
する請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】前記放電生起工程において導入する第
２の高周波電力の大きさは、プラズマ処理工程において
導入する該第２の高周波電力の大きさの１０％以下であ
ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】前記第１の高周波電力はマイクロ波周
波数又はＶＨＦ周波数の高周波電力であることを特徴と
する請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】前記第２の高周波電力はＲＦ周波数の
高周波電力であることを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ処理方法。
【請求項１４】プラズマ処理室と、該プラズマ処理室
に第１の高周波電力を導入する手段と、該プラズマ処理
室に該第１の高周波電力よりも周波数の低い第２の高周
波電力を導入する手段と、該プラズマ処理室に処理ガス
を導入する手段と、該処理室を減圧する手段と、該処理
室に生起するプラズマの強度を測定する測定手段と、プ
ラズマ放電を制御する放電制御装置とを有するプラズマ
処理装置であって、前記放電制御装置は、処理時の電力よりも小さな第２の高周波電力をインピー
ダンス整合器を介して処理室に導入した後、処理時の電
力よりも大きな第１の高周波電力を該処理室に導入して
プラズマを生起する放電生起工程と、前記第１の高周波電力の大きさを処理時の値の近傍に低
下させ、続いて前記第２の高周波電力の大きさを処理時
の値の近傍に上昇させた後、プラズマ強度が所定値にな
るように前記第１の高周波電力の大きさを調整する調整
工程と、前記インピーダンス整合器を整合動作させるとともに、
プラズマ強度が処理時の目標値になるように前記第１の
高周波電力の値を調整して、被処理基体をプラズマ処理
するプラズマ処理工程と、が行われるように制御する手段を有することを特徴とす
るプラズマ処理装置。
【請求項１５】前記プラズマ処理工程においてプラズ
マ放電の消滅を検知する検知手段と、該検知手段がプラ
ズマ放電の消滅を検知した場合に、前記インピーダンス
整合器を初期状態に設定し、再び放電生起工程を行うよ
うに制御する手段と、を有することを特徴とする請求項
１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】前記調整工程において前記第１の高周
波電力を処理時の値の近傍に低下させる際に該第１の高
周波電力を処理時の値の１００％〜２００％に制御する
手段と、前記第２の高周波電力を処理時の値の近傍に上
昇させる際に該第２の高周波電力を処理時の値の７０％
〜１００％に制御する手段とを有することを特徴とする
請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】前記調整工程における前記プラズマ強
度の所定値を、プラズマ強度の処理時の目標値の１００
％〜１５０％に制御する手段を有することを特徴とする
請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】前記第２の高周波電力の印加手段とア
ース電位との間に流れる電流の直流成分を検知すること
により前記プラズマ強度を測定する手段を有することを
特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】前記第１の高周波電力の入射電力と反
射電力との差を検知することにより前記プラズマ強度を
測定する手段を有することを特徴とする請求項１４記載
のプラズマ処理装置。
【請求項２０】前記放電生起工程において処理ガス導
入量を増大させて処理室内圧を上昇させた後にプラズマ
を生起する手段を有することを特徴とする請求項１４記
載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】前記放電生起工程において、排気調整
バルブの開度を減少させて処理室内圧を上昇させた後に
プラズマを生起する手段を有することを特徴とする請求
項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】前記インピーダンス整合器の初期状態
はプラズマ処理工程において前記第２の高周波電力の反
射電力が最小の値をとるような状態に設定されているこ
とを特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項２３】前記放電制御装置は、前記放電生起工
程、調整工程、プラズマ処理工程を、この順に自動的に
行わうように制御することを特徴とする請求項１４記載
のプラズマ処理装置。
【請求項２４】前記放電生起工程において導入する第
２の高周波電力の大きさを、プラズマ処理工程において
導入する該第２の高周波電力の大きさの１０％以下に制
御する手段を有することを特徴とする請求項１４記載の
プラズマ処理装置。
【請求項２５】前記第１の高周波電力を導入する手段
は、マイクロ波周波数又はＶＨＦ周波数の高周波電力を
導入する手段であることを特徴とする請求項１４記載の
プラズマ処理装置。
【請求項２６】前記第２の高周波電力を導入する手段
は、ＲＦ周波数の高周波電力を導入する手段であること
を特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項２７】前記第１の高周波電力の導入手段は複
数のアプリケータを有することを特徴とする請求項１４
記載のプラズマ処理装置。
【請求項２８】前記第１の高周波電力の導入手段はア
ンテナを有することを特徴とする請求項１４記載のプラ
ズマ処理装置。
【請求項２９】請求項１４記載のプラズマ処理装置を
少なくとも一つ含む複数のプラズマ処理装置が連結さ
れ、該複数のプラズマ処理装置の内部を帯状の被処理基
体が延通していることを特徴とするプラズマ処理装置。