WO2010024128A1

WO2010024128A1 - プラズマ表面処理方法及びプラズマ表面処理装置

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Publication number: WO2010024128A1
Application number: PCT/JP2009/064287
Authority: WO
Inventors: 村田正義
Original assignee: Murata Masayoshi
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2010-03-04
Also published as: JP2008300873A

Abstract

　大面積基板を対象にしたＶＨＦ帯域におけるプラズマの生成及びそのプラズマ表面処理への応用において、一対の電極間以外でのプラズマ発生及び異常放電を抑制し、電力損失の防止及び大面積・均一のプラズマ表面処理化が可能であるプラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法を提供することを目的とする。　本発明は、ＶＨＦの電力供給装置、電流導入端子及び一対の電極のそれぞれの伝送回路としての特性を略平衡伝送回路に等しい特性としたことを特徴とする。また、本発明において、該電流導入端子は、真空容器の壁を貫通しその壁に設置された管状導体に設置された互いに誘電体で絶縁された２枚の長方形板状導体の一方の端部を真空側に配置し、他方の端部を大気側に配置するとともに、該管状導体の一方の端部と平衡不平衡変換装置のアースシールド箱を密着させるという構成とすることを特徴とする。

Description

プラズマ表面処理方法及びプラズマ表面処理装置

　本発明は、プラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施す表面処理装置および表面処理方法に関する。本発明は、特に、電子温度が低く、かつ、高密度のプラズマ生成が可能という特徴をもつ超高周波プラズマ、すなわち周波数がＶＨＦ帯域（３０ＭＨｚないし３００ＭＨｚ）の高周波電力により生成するプラズマによる表面処理装置および表面処理方法に関する。

　プラズマを用いて基板の表面に各種処理を施し、各種電子デバイスを製作することは、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液晶デイスプレー）用ＴＦＴ（薄膜トランジスター）、アモルファスシリコン太陽電池及び微結晶シリコン太陽電池などの分野において、既に実用化されている。

　近年、プラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法に関する重要なニーズの一つとして、薄膜シリコン太陽電池製造への応用が増加しつつある。
　この薄膜シリコン太陽電池分野においては、アモルファスシリコンと微結晶シリコンを組み合わせた集積化タンデム型薄膜太陽電池が注目され、その本格的普及を目指した実用化が期待されている。
　集積化タンデム型薄膜シリコン太陽電池は、光透過性の基板（例えばガラス）に、透明電極層、非晶質シリコン光電変換ユニット層、短波長の光を反射し、長波長の光を透過させる機能を持たせた中間層、結晶質シリコン光電変換ユニット層及び裏面電極層を、順次積層することにより形成される。
　上記非晶質シリコン光電変換ユニット層はｐ型半導体層、ｉ型半導体層及びｎ型半導体層等で構成され、厚みはｐｉｎ層全体で、約０．３μｍ程度である。
　上記結晶質シリコン光電変換ユニット層は、ｐ型微結晶半導体層、ｉ型微結晶半導体層及びｎ型微結晶半導体層等で構成され、厚みはｐｉｎ層全体で、約２．５～５μｍである。なお、ｉ型微結晶半導体層の厚みは、約２～４μｍである。
　この集積化タンデム型薄膜太陽電池と呼ばれる非晶質シリコンと結晶質シリコンを組み合わせた太陽電池を製造する生産ラインは、光電変換効率１０～１３％級の高効率モジュールを製造可能であると期待されている。

　しかしながら、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池は光電変換効率の向上が容易に可能であるというメリットが有る反面、約２～４μｍの厚みが必要な結晶質シリコン光電変換ユニット層のｉ型微結晶半導体層の製造に多大の時間が必要である。そのため、ｉ型微結晶半導体層の製造装置を複数設置することが必要となり、生産コストが増大するというデメリットがある。
　近年、このデメリットの解消のため、ｉ型微結晶半導体層の製膜速度の向上技術の開発、及び大面積で、高品質で、且つ、均一性良く製造可能なプラズマＣＶＤ装置の開発等が行われている。
　また、最近、ｉ型微結晶半導体層の製膜速度の向上に関する技術として、ＶＨＦ（超高周波数帯域：３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚ）プラズマＣＶＤ装置を用いる方法が、製膜条件として、大量の水素で希釈されたシランガス（ＳｉＨ４）を用い、高い圧力で、大電力を供給することにより、実現できるようになった。
　しかしながら、大面積で、均一性良く、且つ、高品質に製造可能なＶＨＦプラズマＣＶＤの方法及びその装置の開発は、依然として、問題が多く、齟齬をきたしている状況にある。

　非特許文献１には、平行平板電極を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤにより、集積化タンデム型薄膜太陽電池用の結晶質ｉ層膜の高品質、高速製膜に関する技術が示されている。
　即ち、実験条件として、平行平板電極のサイズ：直径１０ｃｍ、原料ガス：高水素希釈ＳｉＨ４、圧力：２～４Ｔｏｒｒ（１３３～５３２Ｐａ）、基板温度：２５０℃、電源周波数：６０ＭＨｚ、投入電力：製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合、２．５４Ｗ／ｃｍ２、２．５ｎｍ／ｓの場合、３．４Ｗ／ｃｍ２とすることにより、高品質の微結晶Ｓｉが得られることが示されている。
　また、１．７～２．５ｎｍ／ｓという高速製膜条件においても、周波数６０ＭＨｚのＶＨＦプラズマＣＶＤを用いることにより、高品質の微結晶Ｓｉが得られることが示されている。
　なお、投入電力が、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合、２．５４Ｗ／ｃｍ２、２．５ｎｍ／ｓの場合、３．４Ｗ／ｃｍ２であり、非常に大きい電力が必要であるということは、例えば、基板面積が１１０ｃｍｘ１４０ｃｍ（１５４００ｃｍ２）の場合、単純に比例計算すれば、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合は３９．１ＫＷ、２．５ｎｍ／ｓの場合は５２．４ＫＷが必要であることを意味している。

　非特許文献２には、平行平板電極を用いたプラズマ生成における電力消費に関する研究結果が示されている。
　即ち、直径３０ｃｍの真空容器に設置された平行平板電極（サイズ：直径１５ｃｍ、電極間隔：５ｃｍ）に１３．５６ＭＨｚの電力を、インピーダンス整合器を介して投入して、Ｎ２プラズマの生成実験が行われ、投入された電力の消費量が測定されたことが示されている。
　また、測定結果として、電源出力（３００Ｗ）の約５２％が平行平板電極間で消費され、残り４８％はそれ以外の場所で消費（インピーダンス整合器１２％、伝送回路２４％、電極と真空容器内壁間などでの無効プラズマ生成１２％）されることが示されている。
　なお、上記のことは、平行平板電極を用いたＲＦプラズマＣＶＤ装置では、電源から投入された電力の中、目的とする電極間で消費されるのは約５２％ということを意味している。

　非特許文献３には、後述の特許文献２に記載のラダー型電極を用いた大面積、均一のＶＨＦプラズマ生成法を応用したプラズマＣＶＤ装置の開発研究に関する研究結果が示されている。
　即ち、非特許文献３には、研究に使用されたプラズマＣＶＤ装置及び製膜実験の概要が示されている。実験に用いられた装置として、真空容器内に基板ヒータとラダー電極と裏板が離間して対向設置された構造を有するプラズマＣＶＤ装置が示されている。ラダー型電極（一平面内に同じ長さの２本の縦棒を設置し、その間を同じ長さの、複数の横棒で連結したもの）へのＶＨＦ電力の供給は、対向する二辺に設置された給電点から行われる。その際、二辺に供給される電力の電圧の位相差は時間的に変化させて、例えば正弦波状に変化させて供給される。インピーダンス整合器の出力は、複数のＴ型同軸コネクターを用いて８分岐されて、８個の給電点に接続されている。両辺の給電点は合計１６点である。
　また、実験結果として、電極の寸法は１．２ｍｘ１．５ｍ、基板面積は１．１ｍｘ１．４ｍで、電源周波数６０ＭＨｚ、ラダー電極と基板ヒータの間隔２０ｍｍ、圧力４５Ｐａ（０．３３８Ｔｏｒｒ）という条件で、アモルファスＳｉの製膜速度は１．７ｎｍ／ｓで、膜の不均一性は±１８％が示されている。

　非特許文献４には、後述の特許文献３に記載のラダー型電極を用いた大面積、均一のＶＨＦプラズマ生成法を応用したプラズマＣＶＤ装置の開発研究に関する研究結果が示されている。
　即ち、非特許文献４には、研究に使用されたプラズマＣＶＤ装置及び製膜実験の概要が示されている。実験に用いられた装置として、真空容器内にラダー電極と接地電極が離間して対向設置された構造を有するプラズマＣＶＤ装置が示されている。ラダー型電極（一平面内に同じ長さの２本の縦棒を設置し、その間を同じ長さの、複数の横棒で連結したもの）へのＶＨＦ電力の供給は、対向する二辺に設置された給電点から行われる。その際、二辺に供給される電力の電圧の位相差は正弦波状に変化させて供給される。インピーダンス整合器と一方の辺に設置されている複数の給電点の間に、８分岐の電力分配器（Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｖｉｄｅｒ）が設置されている。
　実験結果として、電極の寸法は１．２５ｍｘ１．５５ｍ（棒の直径：１０ｍｍ）、基板面積は１．１ｍｘ１．４ｍで、電源周波数６０ＭＨｚ、電圧の位相差は２０ＫＨｚの正弦波で時間的に変化、ラダー電極と基板ヒータの間隔２０ｍｍ、圧力４５Ｐａ（０．３３８Ｔｏｒｒ）という条件で、アモルファスＳｉの製膜速度は０．５ｎｍ／ｓで、膜の不均一性は±１５％が示されている。

　特許文献１には、ラダー型電極を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ装置及びその方法に係わる発明が示されている。
　即ち、特許文献１に記載の技術は、チャンバ内に放電電極と接地電極が対向するように設置されたプラズマＣＶＤ装置を用いた光電変換装置の製造方法であって、（Ａ）前記放電電極に対向するように、ｐ層を製膜した基板を前記接地電極に設置する工程と、（Ｂ）前記基板と前記放電電極との間の距離を８ｍｍ以下に設定する工程と、（Ｃ）前記基板を前記接地電極に内臓された加熱器により１８０～２２０℃に加熱する工程と、（Ｄ）前記チャンバ内に材料ガスを供給する工程と、（Ｅ）前記チャンバ内の圧力を６００Ｐａ～２０００Ｐａに設定する工程と、（Ｆ）前記放電電極に超高周波電力を供給し前記材料ガスをプラズマ化することによって、前記基板に対して発電層を製膜する工程と、（Ｇ）前記発電層上にｎ層を製膜する工程と、を具備する光電変換装置の製造方法である。
　また、特許文献１に記載の技術は、前記（Ｆ）工程において、前記超高周波電力のパワー密度は３．０ＫＷ／ｍ２以上であることを特徴とする。
　また、特許文献１に記載の技術は、前記（Ｆ）工程において、前記超高周波電力の周波数は４０ＭＨ以上であることを特徴とする。
　また、製膜速度３～３．５ｎｍ／ｓで、且つ、変換効率１２~１２．５％を得る条件として、圧力８００Ｐａでパワー密度５～６ＫＷ／ｍ２のデータが示されている。

　特許文献２には、大面積で均一なＶＨＦプラズマを生成する方法が示されている。
　即ち、特許文献２に記載の技術は、単一の保持電極に保持された被処理基板と単一の放電電極とを放電容器内に離間させて対面配置し、該放電電極と被処理基板との間に実質的に均一な放電状態を広範囲に発生させる放電電極への給電方法であって、前記放電電極に複数の給電点を介して給電する際に、１つの給電点に供給される前記高周波電力の電圧波形の位相と、他の少なくとも１つの給電点に供給される前記高周波電力の電圧波形の位相との差を時間的に変化させることにより、前記放電電極内に生じる電圧分布を変化させ、これにより該電圧分布の単位時間当たりの平均値または単位時間当たりの積分値を実質的に均一なものとし、前期放電電極の電圧分布における定在波の発生を抑制することを特徴とする。
　また、特許文献２に記載の技術は、前記放電電極がラダー型電極であることを特徴とする。
　また、使用する高周波の周波数が３０～８００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする。

　特許文献３には、ラダー型電極を用いて、大面積で均一なプラズマを生成する装置が示されている。
　即ち、特許文献３に記載の技術は、プラズマ化学蒸着装置におけるプラズマ発生用のラダー型放電電極の構造であって、前記ラダー型放電電極の両端の給電部に第１の同一周波数の高周波を給電するサイクルと、第２の異なる周波数の高周波を給電するサイクルを有し、このサイクルを交互に切り替えて給電を行うように構成すると共に、前記放電電極の軸方向に対して垂直方向へクロスバーを付加し、定在波形状を変化させて発生するプラズマを均一化させたことを特徴とする。
　また、特許文献３に記載の技術は、プラズマ化学蒸着装置におけるプラズマ発生用のラダー型放電電極の構造であって、前記ラダー型放電電極の両端の給電部に第１の同一周波数の高周波を給電するサイクルと、第２の異なる周波数の高周波を給電するサイクルを有し、このサイクルを交互に切り替えて給電を行うように構成すると共に、前記放電電極の軸方向に対して垂直方向へクロスバーを付加し、且つ、定在波波長を増加させる範囲で前記ラダー型放電電極径を小さくし、発生するプラズマを均一化させたことを特徴とする。
　また、特許文献３に記載の技術は、プラズマ化学蒸着装置におけるプラズマ発生用のラダー型放電電極の構造であって、前記ラダー型放電電極の両端の給電部に第１の同一周波数の高周波を給電するサイクルと、第２の異なる周波数の高周波を給電するサイクルを有し、このサイクルを交互に切り替えて給電を行うように構成すると共に、前記放電電極を軸方向に対して垂直方向に複数に分割し、放電電極左右方向の電力バランスを図ってプラズマ密度の偏重を低減するようにしたことを特徴する。

　特許文献４には、一対の電極間に２つの定在波を時間的に交互に発生させることにより、大面積で均一なＶＨＦプラズマを生成することが可能な方法が示されている。
　即ち、特許文献４に記載の技術は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極と、任意のパルス変調が可能で、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源及び該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源のパルス変調信号に同期した任意のパルス変調が可能で、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源及び該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系と、を具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法であって、前記第１の高周波電源の２つの出力により該一対の電極間に生成される第１の定在波の腹の位置と前記第２の高周波電源の２つの出力により該一対の電極間に生成される第２の定在波の腹の位置の距離を使用電力の波長λの四分の一、即ちλ／４に設定することを特徴とするプラズマ表面処理方法である。
　また、特許文献４に記載の技術は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極と、任意のパルス変調が可能で、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源及び該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源のパルス変調信号に同期した任意のパルス変調が可能で、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源及び該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系と、を具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法であって、前記第１の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的な膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第１の工程と、前記第２の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的な膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第２の工程と、該第１及び第２の工程でそれぞれに把握された第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差と該膜厚が最大になる位置との関係より該第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差を設定することにより、該基板に目的のＳｉ系膜を製膜する第３の工程から成ることを特徴とするプラズマ表面処理方法である。
　なお、上記第１の定在波と第２の定在波が一対の電極間の発生し、且つ、両者の腹の間隔が使用電力の波長λの四分の一であれば、一対の電極間の電力の強さＩ（ｘ）は、次のようになり、周波数に関係なく一様（一定値）になる。
　Ｉ（ｘ）＝ｃｏｓ²（２πｘ／λ＋Δθ／２）＋ｓｉｎ²（２πｘ／λ＋Δθ／２）
ただし、ｘは供給電力の伝播方向での距離、λは使用電力の波長、Δθは給電点での初期位相差である。

　特許文献５には、電力供給回路におけるインピーダンス整合器と電極上の給電点の間に平衡不平衡変換装置を設置する技術に関する装置及び方法が示されている。
　即ち、特許文献５に記載の技術は、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマ生成用の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置に用いられる平衡伝送回路であって、２本の長さが略等しい同軸ケーブルの外部導体同士が少なくともそれぞれの両端部で短絡され、かつ、該２本の同軸ケーブルの一方の端部のそれぞれの芯線を入力部とし、他方の端部のそれぞれの芯線を出力部とするという構成を有することを特徴とする平衡伝送回路である。
　また、特許文献５に記載の技術は、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマ生成用の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置に用いられる平衡伝送回路であって、２本の長さが略等しい同軸ケーブルの外部導体同士が少なくともそれぞれの両端部で他の導体により短絡され、かつ、該２本の同軸ケーブルの一方の端部のそれぞれの芯線を入力部とし、他方の端部のそれぞれの芯線を出力部とするという構成を有することを特徴とする平衡伝送回路である。
　また、特許文献５に記載の技術は、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極からなる一対の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記一対の電極に複数の開口を設置し、該一対の電極のそれぞれの周縁に電力供給点を配置し、かつ、上記の構成を有する平衡伝送回路を用いて、前記電力供給系構成部材の平衡不平衡変換装置の出力回路と該一対の電極の電力供給点を接続するという構成を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置である。
　また、特許文献５に記載の技術は、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極からなる一対の電極と、該一対の電極の電力供給点と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段と、上記の構成を有する平衡伝送回路を具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成は、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、平衡伝送回路および電力供給点の順序に配置させることを特徴とするプラズマ表面処理装置である。
　また、特許文献５には、従来の平行平板電極を用いたプラズマＣＶＤ装置及びラダー型電極を用いたプラズマＣＶＤ装置は、その装置に用いられている電極への給電部において、漏洩電流が発生し、異常放電あるいはアーキングが発生すること、及び一対の電極以外の場所でプラズマが発生し、均一な製膜が困難であることが指摘されている。
　即ち、従来のプラズマＣＶＤ装置では、電力供給用の同軸ケーブルと電極との接続部は、互いに異なる構造の線路が接続された形になっており、その接続部では漏洩電流が発生する。なお、同軸ケーブルは内部導体（芯線）及び外部導体の内面を、それぞれ往路及び帰路とする伝送方式であり、一対の電極は２本の平行線路に相当する構造である。
　ここに示される漏洩電流の概念は図１４に示す通りである。同図において、同軸ケーブル１０８の芯線から一対の電極１０７ａ、１０７ｂ側へ流れる電流Ｉは、一対の電極間を流れて戻る電流Ｉ１と、該一対の電極間を流れないでそれ以外を流れて戻る電流Ｉ２に分割される。電流Ｉ２が漏洩電流である。なお、図１４に示される電流は、ある瞬間を概念的に示しており、交流現象なので、当然、図示されている電流の大きさと方向は時間的に変化する。
　また、上記漏洩電流に起因する異常放電あるいはアーキングの防止のために、図１５に示す平衡不平衡変換装置２０１及び２本の同軸ケーブル２０５ａ、２０５ｂで構成される平衡伝送回路を組み合わせた装置が用いられることが示されている。図１５において、電力伝送用同軸ケーブル２００の端部の芯線と外部導体が平衡不平衡変換装置２０１の入力端子２０２ａ、２０２ｂに接続され、その出力端子２０３ａ、２０３ｂは、２本の同軸ケーブル２０５ａ、２０５ｂで構成される平衡伝送回路の入力部の芯線に接続される。該２本の同軸ケーブル２０５ａ、２０５ｂの両端部の外部導体は短絡されている。そして、該平衡伝送回路の出力部の芯線は付加２０７に接続される。
　該平衡伝送回路は該２本の同軸ケーブル２０５ａ、２０５ｂの外部導体同士が短絡されて、閉ループを形成しているので、電流の漏洩はない。その結果、該平衡不平衡変換装置２０１の出力電流Ｉは漏洩することなく、負荷２０７に供給可能である。

　特許文献６には、電力供給回路におけるインピーダンス整合器と電極上の給電点の間に平衡不平衡変換装置を設置する技術に関する装置及び方法が示されている。
　特許文献６には、プラズマを利用して真空容器に配置される基板の表面を処理する表面処理装置において、前記真空容器内に対向配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電力を供給する同軸ケーブルと、前記一対の電極にそれぞれ設置されるとともに前記同軸ケーブルの芯線が接続されて、前記同軸ケーブルから電力が供給される給電点と、前記一対の電極の一方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体と、他方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体とを、それぞれの前記給電点近傍で連結する他の導体を有し、前記一対の電極に供給された前記電力の電圧の位相差が１８０°であることを特徴とする表面処理装置が記載されている。
　また、特許文献６には、真空容器内に対向配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電力を供給する同軸ケーブルと、前記一対の電極にそれぞれ設置されるとともに前記同軸ケーブルの芯線が接続されて、前記同軸ケーブルから電力が供給される給電点と、前記一対の電極の一方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体と、他方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体とを、それぞれの前記給電点近傍で連結する他の導体を備えた表面処理装置を用いて、前記一対の電極の間に基板を配置し、プラズマを用いて、その基板の表面を処理する表面処理方法において、前記真空容器内を排気する工程と、前記真空容器内に放電ガスを供給する工程と、前記一対の電極の双方に電力を供給する工程と、を有し、前記一対の電極に供給された前記電力の電圧の位相差が１８０°であることを特徴とする表面処理方法が記載されている。

特開２００６－２１６９２１（第６図、第９、１０図）特許第３３１６４９０号（第１－３図、第６、７図）特許第３６１１３０９号（第１、２図、第３、４図）特開２００５－１２３２０３（第１－４図、第８、９図）特許第３５９０９５５号（第１―８図、第１５－１７図）特許第３８１０７４８号（第１―５図）

Ｍ．Ｋｏｎｄｏ、Ｍ．Ｆｕｋａｗａ、Ｌ．Ｇｕｏ、Ａ．Ｍａｔｓｕｄａ：Ｈｉｇｈ　ｒａｔｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ａｔ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｓｏｌｉｄｓ　２６６－２６９（２０００）、８４－８９．Ｊ．Ａ．Ｂａｇｇｅｒｍａｎ、Ｒ．Ｊ．Ｖｉｓｓｅｒ、ａｎｄ　Ｅ．Ｊ．Ｈ．Ｃｏｌｌａｒｔ：Ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ａ　ｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｎ２　ｒａｄｉｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌ．７６、Ｎｏ．２、１５　Ｊｕｌｙ　１９９４、７３８－７４６．Ｈ．Ｔａｋａｔｓｕｋａ、Ｙ．Ｙａｍａｕｃｈｉ、Ｋ．Ｋａｗａｍｕｒａ、Ｈ．Ｍａｓｈｉｍａ、Ｙ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ：Ｗｏｒｌｄ’ｓ　ｌａｒｇｅｓｔ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｍｏｄｕｌｅ、Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ５０６－５０７（２００６）、１３－１６．Ｋ．Ｋａｗａｍｕｒａ、Ｈ．Ｍａｓｈｉｍａ、Ｙ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ，Ａ．Ｔａｋａｎｏ，Ｍ．Ｎｏｄａ，Ｙ．Ｙｏｎｅｋｕｒａ、Ｈ．Ｔａｋａｔｕｋａ：Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ａｒｅａ　ａ－Ｓ：Ｈ　ｆｉｌｍｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ＶＨＦ　ｐｌａｓｍａ、Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ５０６－５０７（２００６）、２２－２６．

　本発明者は、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置に関する問題として、上記非特許文献１～４及び特許文献１~６に指摘されている問題点以外に、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野における特有の下記問題があることを発見した。
　即ち、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野においては、下記（い）～（ほ）の事項を満たすことができるプラズマＣＶＤ装置及び方法が求められているが、（い）以外の事項については、それに対応できる装置及び技術が確立されていない。
　下記（ろ）～（ほ）に関するプラズマＣＶＤ装置及び方法の創出は、集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造に関して、再現性の良い生産、歩留まりの良い生産及び生産コスト低減を図る上での重要な課題である。
　上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野において求められる事項は次の通りである。
（い）高速製膜が可能で、且つ、高品質の結晶質ｉ層膜を形成可能であること。例えば、製膜速度２ｎｍ／ｓ以上で、且つ、製造された膜のラマンスペクトル特性が良好であること。
（ろ）基板面積１ｍｘ１ｍ程度以上の大面積基板において、高速で、均一性の良い高品質ｉ層膜を形成可能であること。例えば、基板面積１．１ｍｘ１．４ｍ、製膜速度２ｎｍ／ｓ以上、膜厚みの不均一性±１０％以下であること（不均一性±１０％程度以上である場合、集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造工程の中のレーザ加工工程において、レーザによる膜加工の精度を確保することが困難となり、電池性能及び歩留まりの確保が困難となる）。
（は）電力の給電部の近傍で、異常放電（アーキング）が発生しないこと。
（に）供給電力が高品質の結晶質ｉ層膜の形成に有効に使用されること、即ち、基板が設置される接地電極と非接地電極間のみにプラズマが生成され、その一対の電極間以外では、プラズマが生成されないこと。
（ほ）供給電力を供給する伝送線路で消費される電力が少ないこと。
　なお、上記異常放電（アーキング）及び一対の電極間以外でのプラズマ生成に起因する電力損失及び上記電力伝送線路での電力損失が大きい場合、集積化タンデム型薄膜太陽電池の生産ラインにおけるランニングコストが増大し、製品製造コストの低減が困難になる。

　以下に、従来の代表的なプラズマＣＶＤ装置である平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置及びラダー型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置における問題等を説明する。

　まず、薄膜シリコン太陽電池の分野での代表的プラズマＣＶＤ装置である平行平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置の構成及び技術の概要であるが、例えば非特許文献１及び２に記載されているようなものである。
　この装置では、非接地の平板型電極と、接地された平板型電極が対向して設置され、その間に原料ガスを供給するとともに、電力を供給してプラズマを発生させ、予め上記接地電極上に設置された基板にシリコン系の膜を堆積させる。
　この場合、電力を電極に供給する同軸ケーブルの芯線と非接地電極とが接続される給電点は、該非接地電極の裏側の面に設けられる。なお、裏側の面とは、非接地電極の２つある面の中の、該非接地電極と接地電極の間に生成されるプラズマ側から見て裏側にある面のことである。
　上記給電点から電磁波（波動）として伝播する電力波は、上記非接地電極の裏側の面にある一点から上記非接地電極と真空容器の壁の間の空間（あるいは、アースシールドが設置されている場合は、上記非接地電極とアースシールドの間の空間）を伝播し、上記電極間に到達する。そして、その電極間にプラズマを生成する。
　上記の構造を有する平行平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置は、使用電力の周波数が１０ＭＨｚ－３０ＭＨｚ帯域及びＶＨＦ帯域（３０ＭＨｚ－３００ＭＨｚ）になると、電力損失及び電極間以外に発生する不必要なプラズマの発生という問題が発生することに加えて、制御することが困難な定在波が電極間に発生し、一様なプラズマの生成が困難という問題があることから、基板面積１ｍｘ１ｍ級の大面積基板を対象にしたＶＨＦプラズマＣＶＤ装置は実用化されていない。

　非特許文献１には、集積化タンデム型薄膜太陽電池用の結晶質ｉ層膜の高品質、高速製膜を行う際、投入電力は、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合、２．５４Ｗ／ｃｍ２、２．５ｎｍ／ｓの場合、３．４Ｗ／ｃｍ２であることが示されている。
　この数値は、例えば、基板面積が１１０ｃｍｘ１４０ｃｍ（１５４００ｃｍ２）の場合、単純に比例計算すれば、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合は３９．１ＫＷ、２．５ｎｍ／ｓの場合は５２．４ＫＷが必要である。
　ＶＨＦの電源装置は、出力５～１０ＫＷ程度のものでも、装置購入額は８０００万円～１億円と高価である。仮に、出力が上記３９．１ＫＷあるいは５２．４ＫＷであれば、４億円～５億円と非常に高価な装置となる。
　実際の生産ラインでは、上記のような非常に高価な装置の導入は、製品コストの大幅な増大となるので、上記の平行平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置及び上記製膜条件は採用することは困難である。
　また、仮に、集積化タンデム型薄膜太陽電池用の結晶質ｉ層膜の生産ラインに、基板面積１１０ｃｍｘ１４０ｃｍ、２．５ｎｍ／ｓで、５２．４ＫＷという条件を選定した場合を考えると、次に示すような電力使用量及び電力料金が必要となる。
　上記生産ラインの稼働率を８５％とすると、結晶質ｉ層膜の製膜室の１室のみで、年間電力消費量は、５２．４ＫＷｘ３６５日ｘ２４時間／日ｘ０．８５＝３９０１７０．４ＫＷｈとなる。電気代は、１ＫＷｈ当たり２０円とすれば、約７８０万円となる（１ＫＷｈ当たり１５円としても。約５８５万円となる）。
　実際の生産ラインでは、上記のような膨大な電気代は、製品コストの増大となるので、上記の平行平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置及び上記製膜条件は採用することは困難である。

　非特許文献２に示されている研究結果によれば、電源出力の約５２％が平行平板電極間で消費され、残り４８％はそれ以外の場所で消費（インピーダンス整合器１２％、伝送回路２４％、電極と真空容器内壁間などでの無効プラズマ生成１２％）されるとのことである。
　即ち、太陽電池用の発電膜の製造への応用では、発電膜製造に有効に消費されるのは約５２％であり、約４８％は無駄（あるいは有害）な電力として捨てられることを、意味している。
　非特許文献２の研究成果で、非特許文献１に記載の消費電力を考えると、上記生産ライン用の結晶質ｉ層膜の製膜室の１室のみでの、年間電力消費量５２．４ＫＷｘ３６５日ｘ２４時間／日ｘ０．８５＝３９０１７０．４ＫＷｈの４８％、即ち、１８７２８２ＫＷｈが、無駄（あるいは有害）な電力として捨てられることを、意味する。

　上記のように、従来の平行平板型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置には、電力損失及び電極間以外に発生する不必要なプラズマの発生という問題がある。
　なお、非特許文献１及び２の具体的数値に、仮に誤差が含まれているとしても、電力損失問題の存在は否定できないと考えられる。

　次に、ラダー型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置においては、製膜される半導体膜の厚み分布が均一にならないという問題と、以下に説明するような電力損失問題がある。
　この装置では、例えば、非特許文献３、非特許文献４、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、真空容器内に接地電極を兼ねる基板ヒータと、非接地のラダー電極と、該ラダー電極の裏側（基板ヒータ側から見て）に設置の裏板と、が離間して対向設置される。ラダー型電極とは、一平面内に同じ長さの２本の縦棒を設置し、その間を同じ長さの、複数の横棒で連結したものである。
　原料ガスは、ラダー型電極から噴出される場合と、裏板から噴出される場合があり、いずれもラダー型電極でプラズマ化されて、予め基板ヒータ上に設置された基板にシリコン系の膜を堆積させる。
　電力を電極に供給する同軸ケーブルの芯線と非接地電極とが接続される給電点は、ラダー電極の外周部で、且つ、互いに対向した地点に設定される。
　上記給電点から電磁波（波動）として伝播する電力波は、ラダー電極と基板ヒータ間の空間、及び該ラダー電極と裏板間の空間を伝播し、その空間に、それぞれにプラズマを生成する。即ち、本装置ではラダー電極の両面においてプラズマが生成されるという特徴がある。
　この場合、互いに対向した給電点から供給される電力の電圧の位相差は時間的に変化させて、例えば周波数１ＫＨｚの正弦波状に変化させて供給される。その結果、ラダー電極と基板ヒータ間の空間及び該ラダー電極と裏板間の空間には、上記の互いに対向した給電点の間を、例えば１ＫＨｚの速さで往復するように動く定在波が発生する。
　この装置及び方法では、上記動く定在波の効果により、基板面積１ｍｘ１ｍ程度以上の大面積基板を対象に、均一なＶＨＦプラズマの生成が可能とされている。
　非特許文献３によれば、電極の寸法１．２ｍｘ１．５ｍ、基板面積１．１ｍｘ１．４ｍで、電源周波数６０ＭＨｚ、ラダー電極と基板ヒータの間隔２０ｍｍ、圧力４５Ｐａ（０．３３８Ｔｏｒｒ）という条件で、アモルファスＳｉの製膜速度は１．７ｎｍ／ｓで、膜の不均一性は±１８％が示されている。
　非特許文献４によれば、電極の寸法１．２５ｍｘ１．５５ｍ（棒の直径：１０ｍｍ）、基板面積１．１ｍｘ１．４ｍで、電源周波数６０ＭＨｚ、電圧の位相差は２０ＫＨｚ正弦波、ラダー電極と基板ヒータの間隔２０ｍｍ、圧力４５Ｐａ（０．３３８Ｔｏｒｒ）という条件で、アモルファスＳｉの製膜速度は０．５ｎｍ／ｓで、膜の不均一性は±１５％が示されている。

　ラダー型電極を用いるプラズマＣＶＤ装置に関する電力損失と、電極間以外に発生する不必要なプラズマの発生という問題については、上記非特許文献３、非特許文献４、特許文献１、特許文献２及び特許文献３には記載されていない。
　しかしながら、非特許文献３、非特許文献４、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されている装置の構造を見ると、以下に示すように、電力損失及び電極間以外に発生する不必要なプラズマの発生という問題が存在していることが、容易に指摘される。
　第１に、電極及び給電方法に起因する無駄な電力消費の問題がある。それは、ラダー電極を用いたプラズマ生成装置はラダー電極の両面に生成されるプラズマを利用する両面放電方式であるが、実際には、両面に基板を設定しないで、一方の面の放電が利用されている。したがって、他方の面の放電は無効放電、即ち、不必要なプラズマの発生という問題を抱えているといえる。その結果、給電点から供給される電力全体の約３０％～４０％の電力を無駄に消費していると見られる。即ち、無駄なプラズマ発生という電力損失問題を抱えている。
　なお、上記両面放電方式、即ち、両面に基板を設定する方式は、実際には両面プラズマの安定した生成の制御が困難であることから、ラダー電極を用いる装置に限らず、平行平板型プラズマＣＶＤ装置でも、余り採用されていないようである。
　第２に、上記第１の問題に起因するもので、不必要なプラズマの発生に起因するパウダー及びパーテイクルの発生という問題を抱えている。この問題は、生産ラインの装置稼働率の低下、製造する発電膜の性能低下というトラブルの誘引要因となる重要な問題である。
　第３には、基板面積１ｍｘ１ｍ程度以上の大面積基板を対象にした場合、均一なＶＨＦプラズマの発生の為に、上記給電点が複数設置される。この複数設置された給電点に電力を供給する電力伝送回路に、複数のＴ型同軸コネクターが用いる電力分配回路が用いられている。例えば、非特許文献３では、ラダー電極の一方の端部の給電に、７個のＴ型同軸コネクターが用いられて８分岐されている。この分岐手段は、同軸ケーブルとＴ型同軸コネクターとの接続部で電力損失が発生する。
　一般的に、ＶＨＦ領域の電力伝送では、その接続部で、２～３％の電力損失があることが知られている。仮に、その損失を３％とすると、Ｔ型同軸コネクターによる電力損失は、３％ｘ７個ｘ２（両端部）＝４２％になる。この数値は実際の生産ラインでは、極めて大きく、問題である。
　なお、非特許文献４には、電力分配器（Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｖｄｅｒ）が用いられているが、一般的には、電力分配器も分岐数が多くなると、電力分配器内部での電力損失は１０～１５％であり、問題になる数値であるといえる。

　次に、特許文献４に記載の技術であるが、２出力で、且つ、その出力の電圧の位相を任意に設定可能なパルス変調方式の第１の高周波電源と、該第１の高周波電源の出力の発信時間帯と異なる時間帯に発信され、且つ、２出力で、且つ、その出力の電圧の位相を任意に設定可能なパルス変調方式の第２の高周波電源を用いて、それぞれ、第１の定在波及び第２の定在波を発生させ、且つ、その２つ定在波の腹の位置を波長の四分の一に設定することにより、一対の電極間に均一なプラズマを生成するものである。
　即ち、使用される電力の波長をλ、上記電力の伝播方向をｘ、位相差をΔθとすれば、一対の電極に生成される第１の定在波及び第２の定在波の強さは、
　第１の定在波＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝
　第１の定在波＝ｓｉｎ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝
　第１の定在波＋第２の定在波＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝＋ｓｉｎ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝＝１
　一般に、電力の強さとプラズマの強さは比例関係にあるので、
プラズマの強さＩ（ｘ）は、次のように表される。
　Ｉ（ｘ）＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝＋ｓｉｎ²｛２πｘ／λ＋Δθ／２｝
　　　　　＝１・・（使用する電力の波長λに依存されないで、一様なプラズマの生成が可能であることを意味する）
　しかしながら、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野において求められる高周波プラズマＣＶＤ装置及び方法の満たすべき条件の中の、（に）供給電力が高品質の結晶質ｉ層膜の形成に有効に使用されること、即ち、基板が設置される接地電極と非接地電極間のみにプラズマが生成され、その一対の電極間以外での有害のプラズマが生成されないこと、また、給電回路と電極の接続部近傍で、異常放電（アーキング）が発生しないこと、及び（ほ）供給電力を供給する伝送回路で消費される電力が少ないことについては、記載されていない。
　即ち、特許文献４に記載の技術においては、同軸ケーブルの端部と給電点との接続部で発生する漏洩電流に起因する電力損失の問題を抱えていると言える。

　次に、特許文献５に記載の技術であるが、電力供給回路におけるインピーダンス整合器と電極上の給電点の間に平衡不平衡変換装置を設置され、該平衡不平衡変換装置と一対の電極の給電点が、２本の長さが略等しい同軸ケーブルの外部導体同士が少なくともそれぞれの両端部で短絡され、かつ、該２本の同軸ケーブルの一方の端部のそれぞれの芯線を入力部とし、他方の端部のそれぞれの芯線を出力部とするという構成になっていることから、従来技術で問題である電力給電部での漏洩電流や異常放電等を抑制可能である。その結果、電力損失問題を効果的に解決できる。
　また、大面積プラズマの均一化に関しても、給電部での異常放電等を抑制可能であることから、効果的であることが記載されている。
　しかしながら、特許文献５に記載の技術のみでは、プラズマの大面積化及び均一化の応用は実際上、困難である。その結果、給電部での異常放電等を抑制する装置としての応用に限定される。
　即ち、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野において求められる高周波プラズマＣＶＤ装置及び方法の満たすべき条件の中の、（ろ）基板面積１ｍｘ１ｍ程度以上の大面積基板において、高速で、均一性の良い高品質ｉ層膜を形成可能であることに関しての問題があると言える。
　また、特許文献５に記載の平衡伝送回路は、それを構成する２本の同軸ケーブルが真空容器の壁に設置されている接続端子（電流導入端子）で接続されるので、その接続端子で電力損失が発生するという問題がある。
　なお、特許文献５には、大気側に配置される同軸ケーブルと、真空側に配置される同軸ケーブルの接続に係わる電力損失問題についての記載はない。

　特許文献６に記載の技術では、一対の電極のそれぞれに配置されている第１及び第２の電力供給点に、電圧の位相差が１８０°異なる電力が供給されるので、上記特許文献５の場合と同様に、従来技術で問題である電力給電部での漏洩電流や異常放電等を抑制可能である。その結果、電力損失問題を効果的に解決できる。
　しかしながら、特許文献６に記載の技術のみでは、プラズマの大面積化及び均一化の応用は実際上、困難である。その結果、給電部での異常放電等を抑制する装置としての応用に限定される。
　即ち、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池の製造分野において求められる高周波プラズマＣＶＤ装置及び方法の満たすべき条件の中の、（ろ）基板面積１ｍｘ１ｍ程度以上の大面積基板において、高速で、均一性の良い高品質ｉ層膜を形成可能であることに関しての問題があると言える。
　また、特許文献６に記載の平衡伝送形態の電力供給装置を構成する２本の同軸ケーブルが真空容器の壁に設置されている接続端子（電流導入端子）で接続されるので、その接続端子で電力損失が発生するという問題がある。
　なお、特許文献６には、大気側に配置される同軸ケーブルと、真空側に配置される同軸ケーブルの接続に係わる電力損失問題についての記載はない。

　以上説明したように、従来技術では、上記（い）～（ほ）の事項を全て満足させることは極めて困難で、不可能視されている。
　言い換えれば、従来の高周波プラズマＣＶＤ技術分野が抱える具体的技術課題は、第１に、異常放電の発生を抑制すると共に、一対の電極間のみにプラズマを生成可能で、且つ、大面積・均一化が可能な技術の創出、第２に、電力伝送線路での電力損失を抑制可能な技術の創出である。

　そこで、本発明は、プラズマ表面処理の高速化・大面積化・均一化が可能であると共に、異常放電の発生及び給電される電力の損失を抑制し、且つ、一対の電極間のみにプラズマを生成可能な技術のアイデイアを創出し、該アイデイアを実現するための高周波プラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法を提供することを目的とする。

　以下に、本発明を実施する為の最良の形態で使用される番号・符号を用いて、問題を解決する為の手段を説明する。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為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したものである。
　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。

　本願に係わる第１の発明のプラズマ表面処理方法は、排気系を備えた真空容器（１）と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系（６、７、８、９）と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極（２、３）と、該一対の電極に互いに独立の関係にある第１及び第２の定在波を重畳して発生させ、該第１の定在波の腹の位置と該第２の定在波の腹の位置の距離を該一対の電極間に生成のプラズマ内部を伝播する電磁波の波長λの０．２２～０．２８倍、即ち０．２２～０．２８λに設定する高周波電源（２４、２５ａ、２５ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ）とインピーダンス整合器（３１ａ、３１ｂ）と平衡不平衡変換装置（３３ａ、３３ｂ）と電流導入端子（４０）から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板（１１）を配置する基板保持手段（３）とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記電流導入端子（４０）及び一対の電極（２、３）のそれぞれの電力伝送回路としての特性を平衡伝送回路に略等しい特性にすることにより、該一対の電極間内でのプラズマ生成を安定させ、且つ該一対の電極間以外での電力消費を抑制させることを特徴とする。

　本願に係わる第２の発明のプラズマ表面処理方法は、排気系を備えた真空容器（１）と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系（６、７、８、９）と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極（２、３）と、高周波電源（２５）とインピーダンス整合器（３１）と平衡不平衡変換装置（３３）と電流導入端子（４０）から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板（１１）を配置する基板保持手段（３）とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記電流導入端子（４０）及び一対の電極（２、３）のそれぞれの電力伝送回路としての特性を平衡伝送回路に略等しい特性にすることにより、該一対の電極間内でのプラズマ生成を安定させ、且つ該一対の電極間以外での電力消費を抑制させることを特徴とする。

　本願に係わる第３の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第１あるいは第２の発明のプラズマ表面処理方法において、前記一対の電極（２、３）と前記真空容器（１）とを絶縁体（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）で電気的に絶縁し、該一対の電極の対向する面の面積を略等しくすることにより、該一対の電極の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とする。

　本願に係わる第４の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第１あるいは第２のプラズマ表面処理方法において、管状導体（６０）を前記真空容器（１）の壁を貫通して設置し、互いに誘電体で絶縁された２枚の長方形板状導体、即ち、第１の長方形板状導体（６１）と第２の長方形板状導体（６２）を該管状導体の内部に誘電体（６４）を介して設置し、且つ、該第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の長さ方向における一方の端部を真空容器の内部に、即ち真空側に配置し、他方の端部を真空容器の外に、即ち大気側に配置するとともに、該管状導体の大気側に位置する端部（６５）と前記平衡不平衡変換装置（３３、３３ａ、３３ｂ）を包み囲う導電体のアースシールド箱（６６、７０））を密着させ、該第１及び第２の長方形板状導体の大気側の端部を入力部とし、該第１及び第２の長方形板状導体の真空側の端部を出力部とするという構成を有する電流導入端子を用いることにより、該電流導入端子（４０）の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とする。

　本願に係わる第５の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第４の発明のプラズマ表面処理方法において、前記管状導体（６０）と前記第１の長方形板状導体（６１）及び第２の長方形板状導体（６２）のそれぞれとを誘電体（６４）により電気的に絶縁することにより、該電流導入端子（４０）の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とする。

　本願に係わる第６の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第４の発明のプラズマ表面処理方法において、前記第１の長方形板状導体（６１）と第２の長方形板状導体（６２）の間に介在する誘電体（６３）の形状を楔形（６３ａ、６３ｂ）にすることにより、該第１及び第２の長方形板状導体の長さ方向の特性インピーダンスの分布を傾斜型とし、前記平衡不平衡変換装置（３３、３３ａ、３３ｂ）から前記一対の電極（２、３）への電力供給の際の電力損失を抑制させることを特徴とする。

　本願に係わる第７の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第１ないし第６の発明のいずれか１つの発明のプラズマ表面処理方法において、前記平衡不平衡変換装置（３３、３３ａ、３３ｂ）の２つの出力の電圧の位相差が１８０°に設定されることを特徴とする。

　本願に係わる第８の発明のプラズマ表面処理方法は、本願に係わる第１ないし第７の発明のいずれか１つの発明のプラズマ表面処理方法において、前記基板（１１）の表面にアモルファスシリコン系材料、微結晶シリコン系材料及び多結晶シリコン系材料のいずれかを製造するようにしたことを特徴とする。

　本願に係わる９の発明のプラズマ表面処理装置は、排気系を備えた真空容器（１）と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系（６、７、８、９）と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極（２、３）と、該一対の電極に互いに独立の関係にある第１及び第２の定在波を重畳して発生させ、該第１の定在波の腹の位置と該第２の定在波の腹の位置の距離を該一対の電極間に生成のプラズマ内部を伝播する電磁波の波長λの０．２２～０．２８倍、即ち０．２２～０．２８λに設定する高周波電源（２４、２５ａ、２５ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ）とインピーダンス整合器（３１ａ、３１ｂ）と平衡不平衡変換装置（３３ａ、３３ｂ）と電流導入端子（４０）から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板（１１）を配置する基板保持手段（３）とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、前記高周波電源（２４、２５ａ、２５ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ）、インピーダンス整合器（３１ａ、３１ｂ）、平衡不平衡変換装置（３３ａ、３３ｂ）、電流導入端子（４０）及び一対の電極に設置の電力供給点（２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ）の順序に配置されるとともに、該電流導入端子として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する電流導入端子（４０）が配置され、且つ、該一対の電極として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する一対の電極（２、３）が配置されるという構成を有することを特徴とする。

　本願に係わる第１０の発明のプラズマ表面処理装置は、排気系を備えた真空容器（１）と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系（６、７、８、９）と、プラズマを生成する第１及び第２の電極からなる一対の電極（２、３）と、高周波電源（２５）とインピーダンス整合器（３１）と平衡不平衡変換装置（３３）と電流導入端子（４０）から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板（１１）を配置する基板保持手段（３）とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、前記高周波電源（２５）、インピーダンス整合器（３１）、平衡不平衡変換装置（３３）、電流導入端子（４０）及び一対の電極に設置の電力供給点（２０、２１）の順序に配置されるとともに、該電流導入端子として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する電流導入端子（４０）が配置され、且つ、該一対の電極として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する一対の電極（２、３）が配置されるという構成を有することを特徴とする。

　本願に係わる第１１の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第９あるいは第１０の発明のプラズマ表面処理装置において、前記一対の電極（２、３）と前記真空容器（１）とを絶縁体（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）で電気的に絶縁し、該一対の電極（２、３）の対向する面の面積を略等しくするという構成を有することを特徴とする。

　本願に係わる第１２の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第９あるいは第１０の発明のプラズマ表面処理装置において、管状導体（６０）を前記真空容器（１）の壁を貫通して設置し、互いに誘電体で絶縁された２枚の長方形板状導体、即ち、第１の長方形板状導体（６１）と第２の長方形板状導体（６２）を該管状導体の内部に誘電体（６４）を介して設置し、且つ、該第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の長さ方向における一方の端部を真空容器の内部に、即ち真空側に配置し、他方の端部を真空容器の外に、即ち大気側に配置するとともに、該管状導体の一方の端部（６５）と前記平衡不平衡変換装置（３３）を包み囲う導電体のアースシールド箱（６６、７０）を密着させるとともに、該第１及び第２の長方形板状導体の大気側の端部を入力部とし、該第１及び第２の長方形板状導体の真空側の端部を出力部とするという構成を有する電流導入端子を備えたことを特徴とする。

　本願に係わる第１３の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第１２の発明のプラズマ表面処理装置において、前記第１及び第２の長方形板状導体（６１、６２）間の誘電体（６３）の比誘電率が３以上である電流導入端子を備えたことを特徴とする。

　本願に係わる第１４の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第１２の発明のプラズマ表面処理装置において、前記管状導体（６０）と前記第１の長方形板状導体（６１）及び第２の長方形板状導体（６２）のそれぞれとを誘電体（６３）により電気的に絶縁するという構造を有する電流導入端子を備えたことを特徴とする。

　本願に係わる第１５の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第１２の発明のプラズマ表面処理装置において、前記第１の長方形板状導体（６１）と第２の長方形板状導体（６２）の間に介在する誘電体の形状が楔形（６３ａ、６３ｂ）である電流導入端子（４００、４０１）を備えたことを特徴とする。

　本願に係わる第１６の発明のプラズマ表面処理装置は、本願に係わる第９ないし第１５の発明のいずれか１つの発明のプラズマ表面処理装置において、前記平衡不平衡変換装置（３３、３３ａ、３３ｂ）の２つの出力の電圧の位相差が１８０°に設定されることを特徴とする。

　本願に係わる第１７の発明のプラズマ表面処理装置は、前記第９ないし第１６の発明のいずれか１つの発明のプラズマ表面処理装置において、前記電流導入端子（４０）と一対の電極（２３）に設置の電力供給点（２０、２１、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ）とを導体板（７２、７３、７２ａ、７３ａ、７２ｂ、７３ｂ）で接続するという構造を有することを特徴とする。

　本発明によれば、本発明が解決しようとする課題である前記（ろ）～（ほ）の事項をすべて解決可能である。本発明によれば、一対の電極間に腹の位置が一対の電極間に生成のプラズマ内部を伝播する電磁波の波長λの０．２２～０．２８倍である２つの定在波を発生させ、一様なプラズマの生成ができる方法において、
一対の電極の給電点に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力を供給することが可能であることから、該一対の電極によるプラズマ生成において、該給電点の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。このことは、大面積基板を対象にしたＶＨＦプラズマ表面処理において、高速、均一に、且つ、電力の無駄な消費を抑制することが可能であることを意味している。
　即ち、本発明によれば、真空側に設置されている電極への電力供給箇所である電力供給点と大気側に設置されている平衡不平衡変換装置との接続に、電力の電圧の位相差が１８０°である電力をその位相差を維持した状態で伝送する電流導入端子を用いることが可能であることから、電力給電点の近傍で、異常放電（アーキング）が発生せず、かつ、一対の電極間のみにプラズマが生成され、その一対の電極間以外でのプラズマ生成を抑制することが可能であるとともに、一対の電極の面積が略等しく、非接地の条件で配置されているので、該一対の電極の伝送回路としての特性が略平衡伝送路に等しいことから、従来法で不可能視されている大面積基板を対象にしたＶＨＦプラズマ表面処理において、高速、均一に、且つ、電力の無駄な消費を抑制することが可能である。
　その結果、従来技術では非常に困難である給電点近傍での異常放電（アーキング）の発生抑制、一対の電極間以外でのプラズマ生成の抑制及び大面積での一様なＶＨＦプラズマの生成が容易に可能である。
　このことは、高品質膜を高速で処理可能なＶＨＦプラズマを、大面積基板を対象にした分野に応用可能であることを意味している。
　したがって、本発明は、例えば、集積化タンデム型薄膜太陽電池モジュールの製造及び微結晶シリコン膜を応用した各種デバイスの製造等の分野における生産ラインに用いられることにより、生産性及び歩留まりの向上による製品性能向上の効果は著しく大きい。また、製造コストの低減効果が著しく大きい。更に、電力使用の最小限化が図れることによる製造コストの低減効果が期待される。

　言い換えれば、従来の高周波プラズマＣＶＤ技術分野が抱える具体的技術課題は、第１に、異常放電の発生を抑制すると共に、一対の電極間のみにプラズマを生成可能で、且つ、大面積・均一化が可能な技術の創出、第２に、電力伝送線路での電力損失を抑制可能な技術の創出であるが、本発明により、上記第１の課題が解決可能であり、第２の課題についても解決が期待できる。このことは、本発明の効果が著しく大きいということを示している。

図１は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図。図２は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子の全体を示す概略図。図３は図１図示のプラズマ表面処理装置の電力供給系における平衡不平衡変換器と、電流導入端子と、電極との接続部に関する説明図。図４は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子の特性インピーダンスに係わる説明図。図５は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段を示す概念図。図６は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段の第１の具体例を示す説明図。図７は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段の第２の具体例を示す説明図。図８は本発明の第３の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段を示す概念図。図９（ａ）は本発明の第３の実施形態に係わる矩形の管を用いた電流導入端子の外観を示す説明図。図９（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係わる円形の管を用いた電流導入端子の外観を示す説明図。図１０は本発明の第４の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図。図１１は図１０図示の第１及び第２のパルス変調方式位相可変２出力発信器から出力されるパルス変調された出力の典型例を示す説明図。図１２は図１０図示の第１及び第２のパルス変調方式位相可変２出力発信器から出力されるパルス変調された正弦波信号の典型例を示す説明図。図１３は図１０図示のプラズマ表面装置における一対の電極間に発生の２つの定在波の強さを示す説明図。図１４は従来法において発生する漏洩電流の概念を示す説明図。図１５は特許文献５に記載の漏洩電流発生防止技術に関する説明図。

　以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　なお、以下の説明では、プラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法の一例として、太陽電池用のアモルファスシリコン半導体層を製作する装置及び方法が記載されているが、本願の発明対象が下記の例に限定されるものではない。

　本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子、該電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ方法）について、図１ないし図４を参照して説明する。

　図１は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図、図２は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子の全体を示す概略図、図３は図１図示のプラズマ表面処理装置の電力供給系における平衡不平衡変換器と、電流導入端子と、電極との接続部に関する説明図、及び、図４は本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子の特性インピーダンスに係わる説明図である。

　先ず、本発明の第１の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の構成を説明する。
　図１～図３において、符番１は真空容器である。この真空容器１には、後述の放電ガスをプラズマ化する一対の電極、即ち第１の非接地電極２と第２の非接地電極３と、基板ヒータ４が配置されている。
　該第１の非接地電極２は、絶縁物支持材５ａ、５ｂ及び後述の放電ガス混合箱６を介して真空容器１に設置されている。該第２の非接地電極３は、絶縁物支持材５ｃ、５ｄを介して基板ヒータ４に設置されている。
　なお、該第１及び第２の非接地電極２、３は、その対向する面の面積を略等しくして設置する。
　放電ガス混合箱６は整流板７とガス供給管８と該第１の非接地電極２と組み合わせて用いられ、ガス噴出孔９から放電ガスを第１及び第２の非接地電極間に一様に噴出する。なお、ガス噴出孔９の直径は、約０．２～０．８ｍｍ、例えば０．６ｍｍである。
　符番１０ａ、１０ｂは、排気管で、真空容器１内のガスを図示しない真空ポンプで排出する。
　符番１１はプラズマ処理される基板である。基板１１は、図示しないゲートバルブの開閉操作により、第２の非接地電極３に設置される。そして、基板ヒータ４により所定の温度に加熱される。

　真空容器１内の圧力は、図示しない圧力計によりモニターされ、図示しない圧力調整弁により自動的に所定の値に調整、設定される。なお、本実施例の場合は、放電ガスが流量５００ｓｃｃｍ～１、５００ｓｃｃｍ程度の場合、圧力０．０１Ｔｏｒｒ～１０Ｔｏｒｒ（１．３３Ｐａ～１、３３０Ｐａ）程度に調整できる。真空容器１の真空到達圧力は２～３Ｅ－７Ｔｏｒｒ（２．６６～３．９９Ｅ－５Ｐａ）程度である。

　符番２５は高周波電源で、周波数３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯域）の電力、例えば６０ＭＨｚの電力を発生する。高周波電源２５は出力０．５～１０ＫＷの範囲で、任意の大きさの電力を調整し、出力する。その出力は同軸ケーブル３０、後述のインピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、後述の平衡不平衡変換装置３３及び後述の電流導入端子４０を介して、一対の電極２、３の電力供給点２０、２１に供給される。
　符番３３は平衡不平衡変換装置で、例えば、ＬＣブリッジ型平衡不平衡変換装置で、本装置に入力される非平衡伝送電力を平衡伝送電力に変換する装置である。なお、平衡伝送電力とは、ＴＶやラジオのアンテナ等に用いられるレッヘル線と呼ばれる２本の平行線で伝送される電力伝送の形態で、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なることを特徴とする。また、非平衡伝送電力とは、同軸ケーブルを用いて伝送される電力伝送の形態で、伝送回路の一部分としてアース（真空容器、真空容器内臓の部品等）が用いられ、往路と帰路の電流の位相は１８０°でないことを特徴する。
　なお、図１図示の本発明に関する実施例１の電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）で用いられる平衡不平衡変換装置は、上記ＬＣブリッジ型平衡不平衡変換装置以外に、例えば、シュペルトップ型平衡不平衡変換装置、分岐導体を用いる平衡不平衡変換装置及びトランスを用いる平衡不平衡変換装置でも良い。

　符番４０は電流導入端子である。電流導入端子４０は、図２、図３に示すように管状導体６０と、フランジ６５と、第１の長方形板状導体６１と、第２の長方形板状導体６２と、第１の誘電体６３と、第２の誘電体６４とで構成される。第１及び第２の誘電体としては、酸化ケイ素ＳｉＯ２（比誘電率＝約４）、窒化ケイ素ＳｉＮ４（比誘電率＝約７）及びアルミナＡｌ２Ｏ３（比誘電率＝８．５～１１）などのセラミックスから選ぶ。ここでは、例えば、比誘電率１０のアルミナとする。
　なお、管状導体６０の一方の端部には、真空容器１との接合に用いられるフランジ６５が固着されている。また、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の一方の端部には、第１及び第２の電極２、３との接続に用いられる接続端子６１ａ、６２ａが固着されている。
　図３において、電流導入端子４０を構成する管状導体６０のフランジ６５を介して、該平衡伝送回路４０を真空容器１に設置する。この際、電流導入端子４０の一方の端部を大気側に、他方が真空側になるように設置する。なお、真空容器１と電流導入端子４０間はＯリングにより気密が保たれる。また、管状導体６０は、真空容器１に管状導体支持導体６７で支持される。

　電流導入端子４０は、図１図示の電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）において、インピーダンス整合器３１及び平衡不平衡変換装置３３を介して伝送される高周波電源２５の出力を第１及び第２の電極２、３に供給するに際し、該平衡不平衡変換装置３３と第１及び第２の電極２、３とを接続するために用いられる。その際、平衡不平衡変換装置３３の２つの出力電圧の位相差を１８０°に維持して該第１及び第２の電極２、３に供給することが、異常放電防止上、きわめて重要である。
　したがって、図１及び図３において、後述の図示しない電圧位相差測定器を用いて平衡不平衡変換装置３３の２つの出力同士の電圧の位相差が１８０°であることを確認する工程は、極めて重要である。

　ここで、電流導入端子４０の伝送回路としての特徴を説明する。
　図３において、電流導入端子４０の大気側のフランジ６５と後述の平衡不平衡変換装置３３のアースシールド箱６６を接続し、該平衡不平衡変換装置３３内部の電気回路部品から放射される電力及び電流導入端子４０の第１、第２の長方形板状導体６１、６２から放射される電力をシールドする。
　なお、アースシールド箱６６は、平衡不平衡変換装置３３を導電体で包み囲う箱であり、該平衡不平衡変換装置３３から生じる漏洩電力の放射を防止する。
　また、上記フランジ６５とアースシールド箱６６のフランジ６８を接続することは、上記電力放射の防止上、極めて重要である。
　平衡不平衡変換装置３３の２つの出力の一方を電流導入端子４０の入力部の第１の長方形板状導体６１の端部の接続点７０に接続し、他方を電流導入端子４０の入力部の第２の長方形板状導体６２の端部の接続点７１に接続する。
　電流導入端子４０の出力部の第１の長方形板状導体の端部６１ａを第１の電極２に接続する。ここで、該第１の長方形板状導体６１の端部６１ａと第１の電極２の接続点を第１の電力供給点２０と呼ぶ。
　電流導入端子４０の出力部の第２の長方形板状導体６２の端部６２ａを第２の電極３に接続する。ここで、該第２の長方形板状導体の端部６２ａと第２の電極３の接続点を第２の電力供給点２１と呼ぶ。
　上記の構成により、図３に示すように、高周波電源２５の出力電力がインピーダンス整合機器３１及び不平衡伝送線路である同軸ケーブルを介して平衡不平衡変換装置３３に伝送され、該平衡不平衡変換装置３３で平衡伝送形態に変換された電力が電流導入端子４０を介して、一対の電極２、３の電力供給点２０、２１に供給される。
　この構成において、電流導入端子４０を構成する第１及び第２の長方形板状導体６１、６２間を伝播する電力の電界の方向は、該第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の面の法線方向であるので電力伝送形態は平衡伝送回路として機能する。なお、ここでは、平衡伝送回路と平衡伝送線路は同じ意味として用いる。
　また、この構成において、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２が管状導体６０とアースシールド６６で囲まれていることから、該第１及び第２の長方形板状導体６１、６２間から発生される強い漏洩電界の大気側への放射は皆無である。

　上記電流導入端子４０の特徴によれば、電流導入端子４０は、電流導入端子としての機能に加えて、電気回路的には、レッヘル線と呼ばれる２本の平行線と同様に、平衡伝送回路としての機能を有する。
　この特徴により、図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）への応用において、一対の電極２、３の電力供給点に、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なることを特徴とする電力を供給することが可能となる。その結果、一対の電極２、３間のみにプラズマを生成することが可能となるのである。

　電流導入端子４０の特性インピーダンスの値は、該第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の幅Ｗと間隔ｈ及びその間にある誘電体の比誘電率に依存する。
　その特性インピーダンスの値の計算方法としては、例えば、無線工学あるいは伝送回路学等においていくつかの計算式が提案されている。ここでは、一般に用いられている次の計算式により、電流導入端子４０の特性インピーダンスＺ₀（Ω）を評価する。
　Ｚ₀（Ω）＝１２０π／ε^1/2｛Ｗ／ｈ＋１．３９３＋０．６６７ｌｎ（Ｗ／ｈ＋１．４４４）｝・・・・（１）
　ただし、Ｚ₀（Ω）は平板伝送路の特性インピーダンス、εは比誘電率、Ｗは平板の幅（ｍ）、ｈは２枚の平板の間隔（ｍ）である。
　特性インピーダンスＺ₀（Ω）の計算式（１）式を用いて計算した電流導入端子４０の特性インピーダンスの値を、図４に示す。ただし、比誘電率εが、３、６．５及び１０の場合である。
　ここでは、比誘電率ε＝約１０の高純度アルミナを用いる。そして、次に示す３つの電流導入端子４０を用意しておく。ただし、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さと幅は同じとする。
　第１の電流導入端子４０ａ・・・管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２で、特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ω。
　第２の電流導入端子４０ｂ・・・管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝１ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝５で、特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ω。
　第３の電流導入端子４０ｃ・・・管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝０．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝１０で、特性インピーダンスＺ₀＝約１０Ω。

　なお、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の比誘電率は、一般的には任意の値を選定して良いが、比誘電率の値が小さければ、該第１及び第２の長方形板状導体６１、６２間の間隔が大きくなり、結果として、電流導入端子４０の寸法が大きくなる。
　電流導入端子４０の管状導体６０の外寸法を、約１５ｃｍ以内に設計するには、比誘電率３以上が実用的である。

　次に、上記構成のプラズマ表面処理装置を用いて、ａ－Ｓｉ太陽電池用のアモルファスＳｉを製膜するに際して事前に実施する電流導入端子４０の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）について説明する。
　ここでは、具体的には、上記３つの電流導入端子４０ａ、４０ｂ、４０ｃの中から次に示しているアモルファスＳｉの製膜条件に適しているものを選定する。
　アモルファスＳｉの製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ５ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　上記３つの電流導入端子４０、即ち、第１の電流導入端子４０ａ、第２の電流導入端子４０ｂ及び第３の電流導入端子４０ｃから、上記アモルファスＳｉの製膜条件に適合した平衡伝送回路を選ぶ工程であるが、上記アモルファスＳｉの製膜条件での電極２、３の間隔＝２．５ｃｍに合致できる電流導入端子としては、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の間隔が２．５ｃｍである第１の電流導入端子４０ａしかない。
　即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２で、特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという特徴を持つ第１の電流導入端子４０ａを選定せざるを得ない。

　次に、上記電流導入端子４０の選定試験の結果を受けて、製膜工程に進む。
　そして、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１～図３において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０ａを介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、インピーダンス整合器３１側から見て、後流側にある平衡不平衡変換装置３３と上記電流導入端子４０ａ（特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ω）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３間に生成されるプラズマからなる負荷とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。一般的には、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、１～５％、即ち８～４０Ｗ程度である。
　また、電流導入端子４０の入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０度にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電は完全に抑制される。また、生成されるプラズマは一対の電極２、３間のみである。
　プラズマが一対の電極２、３間のみに生成されることから、該プラズマは安定して生成され、且つ、該一対の電極２、３間以外での電力消費をほぼ完全に抑制可能となる。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　即ち、電流導入端子４０の出力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部から電力供給点２０、２１への電力供給において、一対の電極２、３が電流導入端子４０と同様の平衡伝送路としての電気的特性を有していることから、漏洩電流の発生が抑制される。
　その結果、異常放電や局部放電などは発生しない。さらに、上記のように、電力供給点２０、２１に印加される電圧の位相差が１８０度であるので、すなわち、一対の電極に正負の電圧を掛けている状態であるので、電極２、３間以外でのプラズマの発生は皆無となる。
　したがって、従来技術で問題であった一対の電極周辺のアース構造および配線状況に関係する漏洩電流に起因するプラズマの発生はなく、再現性の良い安定したプラズマの生成が可能である。

　ただし、該インピーダンス整合器３１を該平衡不平衡変換装置３３の下流側、すなわち、それを平衡不平衡変換装置３３と平衡伝送回路４０の間に配置させる場合、該インピーダンス整合器３１に内蔵のＬＣ回路は負荷と電源および伝送路のインピーダンス整合のため調整されるので、上記電流導入端子４０に印加される電圧の位相差は１８０度に確保できなくなる。したがって、該インピーダンス整合器３１が配置される場所は該平衡不平衡変換装置３３の上流側であることが重要である。

　上記工程において、ＳｉＨ４ガスがプラズマ化されると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ３、ＳｉＨ２、ＳｉＨ等のラジカルが拡散現象により拡散し、基板１２表面に吸着されることにより、ａ－Ｓｉ膜が堆積する。
　なお、微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉ等は、製膜条件の中のＳｉＨ４，Ｈ２の流量比、圧力および電力を適正化することで製膜できることは公知の技術である。

　ここで、サイズ７００ｍｍｘ５０ｍｍ（厚み３ｍｍ）程度のガラス基板１１に、製膜速度１ｎｍ／ｓ、膜厚分布±１０％のａ－Ｓｉを製膜することを実施する。
　製膜条件は次の通りである。
　（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ５ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　上記製膜条件でプラズマを生成すると、高周波電源２５の出力を非平衡伝送回路である同軸ケーブル３０及びインピーダンス整合器３１を介して平衡不平衡変換装置３３に伝送し、その伝送された電力を平衡不平衡変換装置３３で平衡電力に変換し、平衡伝送回路の特徴を有する電流導入端子４０を介して一対の電極２、３の電力供給点２０、２１に供給できるので、電力供給系と負荷である一対の電極２、３との接続部での伝送特性が整合され、漏洩電流の発生が抑制される。
　したがって、生成されるプラズマの密度の空間的分布は、従来に比べて、再現性良く均一になる。その結果、製膜されるａ－Ｓｉの膜厚分布は従来に比べて、再現性良く均一になる。数値的にはａ－Ｓｉ膜厚分布が±１０％以内で製膜が可能となる。

　なお、平衡伝送回路（あるいは平衡伝送線路）とは、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。
　また、本実施例で用いている上記ＬＣブリッジ型平衡不平衡変換装置は、該装置に入力される不平衡伝送方式の電力伝送を平衡伝送方式に変換する働きをする手段であるので、それに代えて、シュペルトップ型平衡不平衡変換装置及び二分の一波長迂回型平衡不平衡変換装置等を用いることができる。また、電力分配器とフェーズシフターを組み合わせた装置を用いることができる。

　また、本実施例では、一対の電極２、３にそれぞれ、給電点を１点（一対）としているので、基板サイズは上記７００ｍｍｘ５０ｍｍ程度に制約されるが、給電点数を増加すればサイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
　また、一対の電極を複数個設置し、その個数に応じて、上述した電力供給系を複数個配置すれば、基板サイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。

　また、ａ－Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造では、膜厚分布として±１０％以内であれば性能上問題はない。上記実施例によれば、６０ＭＨｚの電源周波数を用いても、従来の装置および方法に比べ著しく良好な膜厚分布を得ることが可能である。
　このことは、ａ－Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造分野での生産性向上および低コスト化に係わる工業的価値が著しく大きいことを意味している。

　本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子、該電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）およびプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ方法）について、図５～図７を参照して説明する。また、必要に応じて、図１～図４を参照する。

　図５は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段を示す概念図、図６は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段の第１の具体例を示す説明図及び図７は本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段の第２の具体例を示す説明図である。

　先ず、本発明の第２の実施形態に係わる電流導入端子の構成を説明する。ただし、図１～図４に示した部材と同じ部材は同符番を付して説明を省略する。
　なお、ここで用いられる第１及び第２の非接地電極２、３は、その対向する面の面積を略等しくして設置する。
　図５において、符番７２は第１の接続用導体板で、第１の電極２と第１の長方形板状導体６１とを電気的に導通とする導体板である。符番７３は第２の接続用導体板で、第２の電極３と第２の長方形板状導体６２とを電気的に導通とする導体板である。
　第１及び第２の接続用導体板７２、７３は、それぞれ、電流導入端子４０の出力部である第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部と、第１及び第２の電極の給電点２０、２１を接続する。その結果、高周波電源２５の出力をインピーダンス整合器３１、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０を介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給することができる。
　なお、第１及び第２の接続用導体板７２、７３のそれぞれを薄い導体板で作ることにより、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の間隔と第１及び第２の電極２、３の間隔が異なる場合においても、両者の電気的接続を容易に行うことができる。
　図６において、符番７２ａ、７３ａは、第１及び第２の接続用導体７２、７３の第１の具体例で、頂点が切られた三角形の薄い導体板で作られる。そのサイズは、電極サイズに依存するが、例えば、長辺＝１０ｃｍ、短辺＝５ｃｍ、高さ＝５ｃｍ、厚み＝０．３ｍｍで、その材料は、鋼材、アルミ、銅、金、銀などの金属で、例えば、ＳＵＳ３０４である。
　なお、図６に示すような頂点が切られた三角形の薄い導体板で作られた第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａを用いることにより、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の幅と第１及び第２の電極２、３の幅が異なる場合においても、両者の電気的接続を容易に行うことができる。
　また、第１及び第２の電極２、３の幅が、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の幅より広い場合は、後述するように、大面積の基板を対象にしたプラズマ表面処理の応用が可能となる。
　図７において、符番７２ｂ、７３ｂは、第１及び第２の接続用導体７２、７３の第２の具体例で、頂点が切られた三角形の薄い導体板の長辺を第１及び第２の電極に固着し、その短辺を第１及び第２の長方形板状導体６１、６２に接続させている。そのサイズは、電極サイズに依存するが、例えば、長辺＝１０ｃｍ、短辺＝５ｃｍ、高さ＝５ｃｍ、厚み＝０．３ｍｍで、その材料は、鋼材、アルミ、銅、金、銀などの金属で、例えば、ＳＵＳ３０４である。
　なお、図７に示すような頂点が切られた三角形の薄い導体板で作られた第１及び第２の接続用導体７２ｂ、７３ｂを用いることにより、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の幅と第１及び第２の電極２、３の幅が異なる場合においても、両者の電気的接続を容易に行うことができる。
　また、第１及び第２の電極２、３の幅が、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の幅より広い場合は、後述するように、大面積の基板を対象にしたプラズマ表面処理の応用が可能となる。

　次に、上記構成のプラズマ表面処理装置を用いて、ａ－Ｓｉ太陽電池用のアモルファスＳｉを製膜するに際して事前に実施する平衡伝送回路４０の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）について説明する。
　ここでは、具体的には、上記３つの電流導入端子４０ａ、４０ｂ、４０ｃの中から次に示しているアモルファスＳｉの製膜条件に適しているものを選定する。
　アモルファスＳｉの製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ３０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電極と電流導入端子の接続：第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　図１～図７において、先ず、例えば、図１の電流導入端子４０として、上記第１の電流導入端子４０ａ、即ち、管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２で、特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという特徴を有する電流導入端子４０ａを設置する。
　次に、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０としての電流導入端子４０ａを介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記電流導入端子４０ａ（特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ω）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。上記第１の平衡伝送回路４０ａの場合の反射波が、例えば、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、３０Ｗあったとする。
　また、電流導入端子４０ａの入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０度にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　即ち、電流導入端子４０の出力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部から電力供給点２０、２１への電力供給において、一対の電極２、３が電流導入端子４０と同様の平衡伝送路としての電気的特性を有していることから、漏洩電流の発生が抑制される。
　その結果、異常放電や局部放電などは発生しない。さらに、上記のように、電力供給点２０、２１に印加される電圧の位相差が１８０度であるので、すなわち、一対の電極に正負の電圧を印加している状態であるので、電極２、３間以外でのプラズマの発生は皆無となる。
　したがって、従来技術で問題であった一対の電極周辺のアース構造および配線状況に関係する漏洩電流に起因するプラズマの発生はなく、再現性の良い安定したプラズマの生成が可能である。

　ただし、該インピーダンス整合器３１を該平衡不平衡変換装置３３の下流側、すなわち、それを平衡不平衡変換装置３３と電流導入端子４０の間に配置させる場合、該インピーダンス整合器３１に内蔵のＬＣ回路は負荷と電源および伝送路のインピーダンス整合のため調整されるので、上記電流導入端子４０に印加される電圧の位相差は１８０度に確保できなくなる。したがって、該インピーダンス整合器３１が配置される場所は該平衡不平衡変換装置１８の上流側であることが重要である。
　すなわち、前記高周波電源２５から前記一対の電極の電力給電点２０、２１の電力供給回路の装置構成は、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、電流導入端子および電力供給点の順序に配置させることが、電圧の位相差１８０°を確保するために重要である。

　次に、上記と同様に、図１～図７において、図１の電流導入端子４０として、上記第２の電流導入端子４０ｂ、即ち、管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝１ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝５で、特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ωという特徴を有する電流導入端子４０ｂを設置する。
　次に、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１～図７において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０としての電流導入端子４０ｂを介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記電流導入端子４０ｂ（特性インピーダンスＺ₀＝約２５Ω）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。上記第１の平衡伝送回路４０ｂの場合の反射波が、例えば、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、２０Ｗあったとする。
　また、電流導入端子４０ｂの入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０度にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　次に、上記と同様に、図１～図７において、図１の電流導入端子４０として、上記第３の電流導入端子４０ｃ、即ち、管状導体６０の長さ＝１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、その内径＝１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝０．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝１０で、特性インピーダンスＺ₀＝約１０Ωという特徴を有する平衡伝送回路４０ｃを設置する。
　次に、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１～図７において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０としての電流導入端子４０ｃを介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記４０ｃ（特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ω）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。上記第１の電流導入端子４０ｃの場合の反射波が、例えば、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、２５Ｗあったとする。
　また、電流導入端子４０ｃの入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０度にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　上記電流導入端子４０の選定試験の結果、上記の場合、反射波の大きさは電流導入端子４０ａで３０Ｗ、電流導入端子４０ｂで２０Ｗ、電流導入端子４０ｃで２５Ｗである。
　この場合は、反射波が一番に少ない条件を作れる電流導入端子４０ｂを選定する。

　次に、上記電流導入端子４０の選定試験の結果を受けて、製膜工程に進む。電流導入端子４０として、上記アモルファスＳｉ製膜条件に対して反射波の抑制上ベストである電流導入端子４０ｂを採用する。
　そして、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１～図３、図６において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０ｂを介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記電流導入端子４０ｂ（特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ω）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。ここでは、上記選定工程の結果と同様で、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、２０Ｗ程度である。
　また、電流導入端子４０の入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０度にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電は完全に抑制される。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　即ち、電流導入端子４０の出力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部から電力供給点２０、２１への電力供給において、一対の電極２、３が電流導入端子４０と同様の平衡伝送路としての電気的特性を有していることから、漏洩電流の発生が抑制される。
　その結果、異常放電や局部放電などは発生しない。さらに、上記のように、電力供給点２０、２１に印加される電圧の位相差が１８０°であるので、すなわち、一対の電極に正負の電圧を掛けている状態であるので、電極２、３間以外でのプラズマの発生は皆無となる。
　したがって、従来技術で問題であった一対の電極周辺のアース構造および配線状況に関係する漏洩電流に起因するプラズマの発生はなく、再現性の良い安定したプラズマの生成が可能である。

　ただし、該インピーダンス整合器３１を該平衡不平衡変換装置３３の下流側、すなわち、それを平衡不平衡変換装置３３と電流導入端子４０の間に配置させる場合、該インピーダンス整合器３１に内蔵のＬＣ回路は負荷と電源および伝送路のインピーダンス整合のため調整されるので、上記電流導入端子４０に印加される電圧の位相差は１８０°に確保できなくなる。したがって、該インピーダンス整合器３１が配置される場所は該平衡不平衡変換装置３３の上流側であることが重要である。

　上記の手順で製膜する場合の具体的条件を以下に説明する。サイズ７００ｍｍｘ３００ｍｍ（厚み３ｍｍ）程度のガラス基板１１に製膜速度１ｎｍ/ｓ、膜厚分布±１０％のａ－Ｓｉを製膜することを実施する。

　製膜条件は次の通りである。
　（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ３０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電極と電流導入端子の接続：第１及び第２の接続用導体７０ａ、７１ａ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　上記製膜条件でプラズマを生成すると、高周波電源２５の出力を非平衡伝送回路である同軸ケーブル３０及びインピーダンス整合器３１を介して平衡不平衡変換装置３３に伝送し、その伝送された電力を平衡不平衡変換装置３３で平衡電力に変換し、平衡伝送回路の特徴を有する電流導入端子４０を介して一対の電極２、３の電力供給点２０、２１に供給できるので、電力供給系と負荷である一対の電極との接続部での伝送特性が整合され、漏洩電流の発生が抑制される。
　したがって、生成されるプラズマの密度の空間的分布は、従来に比べて、再現性良く均一になる。その結果、製膜されるａ－Ｓｉの膜厚分布は従来に比べて、再現性良く均一になる。数値的にはａ－Ｓｉ膜厚分布が±１０％以内で製膜が可能となる。

　また、本実施例では、一対の電極２、３にそれぞれ、給電点を１点（一対）としているので、基板サイズは上記７００ｍｍｘ３００ｍｍ程度に制約されるが、給電点数を増加すればサイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
　また、一対の電極を複数個設置し、その個数に応じて、上述した電力供給系を複数個配置すれば、基板サイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。

　本発明の第３の実施形態に係わる電流導入端子、該電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）およびプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ方法）について、図８及び図９を参照して説明する。また、必要に応じて図１を参照する。

　図８は本発明の第３の実施形態に係わる電流導入端子と電極の接続手段を示す概念図、図９（ａ）は本発明の第３の実施形態に係わる矩形の管を用いた電流導入端子の外観を示す説明図、図９（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係わる円形の管を用いた電流導入端子の外観を示す説明図である。

　先ず、本発明に関する実施例３の電流導入端子の構成を説明する。ただし、図１～図７に示した部材と同じ部材は同符番を付して説明を省略する。
　図８及び図９において、符番４００は、断面形状が矩形の管状導体を備えた電流導入端子である。この電流導入端子４００は、図８、図９に示すように矩形の管状導体６０ａと、フランジ６５ａと、第１の長方形板状導体６１ａと、第２の長方形板状導体６２ａと、第１の誘電体６３ａと、第２の誘電体６４ａとで構成される。
　第１及び第２の誘電体６３ａ、６４ａとしては、酸化ケイ素ＳｉＯ２（比誘電率＝約４）、窒化ケイ素ＳｉＮ４（比誘電率＝約７）及びアルミナＡｌ２Ｏ３（比誘電率＝８．５～１１）などのセラミックスから選ぶ。ここでは、例えば、比誘電率１０のアルミナとする。
　なお、管状導体６０ａの一方の端部には、真空容器１との接合に用いられるフランジ６５ａが固着されている。また、第１及び第２の長方形板状導体６１ａ、６２ａの一方の端部には、第１及び第２の電極２、３との接続に用いられる接続用導体７２ａ、７３ａが固着されている。
　図８及び図９において、電流導入端子４００を構成する管状導体６０ａのフランジ６５ａを介して、該電流導入端子４００を真空容器１に設置する。この際、電流導入端子４００の一方の端部を大気側に、他方が真空側になるように設置する。なお、真空容器１と電流導入端子４００のフランジ６５ａ間はＯリングにより気密が保たれる。また、管状導体６０ａは、真空容器１に管状導体支持導体６７で支持される。

　ここで、第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａの両端における間隔ｈは異なる値に設定される。即ち、第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａに在る第１の誘電体６３ａは楔の形状をしている。
　ここでは、第１の具体例として、矩形の管状導体６０ａの長さは１０ｃｍとし、大気側の端部での第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａの断面配置は、矩形管状導体６０ａの内側寸法１４ｃｍｘ１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）の中に、第１及び第２の長方形板状導体６１ａ、６２ａの長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという意味を有する。
　真空側の端部での第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａの断面配置は、矩形管状導体６０ａの内側寸法１０ｃｍｘ１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）の中に、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝１ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝５に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ωという意味を有する。
　即ち、この第１の具体例の場合、電流導入端子４００の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１５Ωという特徴を有する特性インピーダンスが傾斜型の分布、即ち、テーパ型分布である電流導入端子ということができる。

　また、第２の具体例として、矩形の管状導体６０ａの長さは１０ｃｍとし、大気側の端部での第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａの断面配置は、矩形管状導体６０ａの内側寸法１４ｃｍｘ１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという意味を有する。
　真空側の端部での第１の長方形板状導体６１ａと第２の長方形板状導体６２ａの断面配置は、矩形管状導体６０ａの内側寸法１０ｃｍｘ１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝０．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝１０に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約１０Ωという意味を有する。
　即ち、この第２の具体例の場合、電流導入端子４００の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１０Ωという特徴を有する特性インピーダンスがテーパ型分布である電流導入端子ということができる。

　図８及び図９において、符番４０１は、断面形状が円形の管状導体を備えた電流導入端子である。この電流導入端子４０１（ここでは、平衡伝送回路と平衡伝送線路は同じ意味として用いる）は、図８、図９に示すように円形の管状導体６０ｂと、フランジ６５ｂと、第１の長方形板状導体６１ｂと、第２の長方形板状導体６２ｂと、第１の誘電体６３ｂと、第２の誘電体６４ｂとで構成される。
　第１及び第２の誘電体６３ｂ、６４ｂとしては、酸化ケイ素ＳｉＯ２（比誘電率＝約４）、窒化ケイ素ＳｉＮ４（比誘電率＝約７）及びアルミナＡｌ２Ｏ３（比誘電率＝８．５～１１）などのセラミックスから選ぶ。ここでは、例えば、比誘電率１０のアルミナとする。
　なお、管状導体６０ｂの一方の端部には、真空容器１との接合に用いられるフランジ６５ｂが固着されている。また、第１及び第２の長方形板状導体６１ｂ、６２ｂの一方の端部には、第１及び第２の電極２、３との接続に用いられる接続用導体７２ａ、７３ａが固着されている。
　図８及び図９において、電流導入端子４０１を構成する管状導体６０ｂのフランジ６５ｂを介して、該電流導入端子４０１を真空容器１に設置する。この際、電流導入端子４０１の一方の端部を大気側に、他方が真空側になるように設置する。なお、真空容器１と電流導入端子４０１のフランジ６５ｂ間はＯリングにより気密が保たれる。また、管状導体６０ｂは、真空容器１に管状導体支持導体６７で支持される。

　ここで、第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの両端における間隔ｈは異なる値に設定される。即ち、第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの間に在る第１の誘電体６３ｂは楔の形状をしている。
　ここでは、その第１の具体例として、円形の管状導体６０ｂの長さは１０ｃｍとし、大気側の端部での第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの断面配置は、円形管状導体６０ａの内側寸法を直径１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）、第１及び第２の長方形板状導体６１ｂ、６２ｂの長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという意味を有する。
　真空側の端部での第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの断面配置は、円形管状導体６０ａの内側寸法を直径１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）の中に、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝１ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝５に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約１５Ωという意味を有する。
　即ち、この第１の具体例の場合、電流導入端子４０１の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１５Ωという特徴を有する特性インピーダンスが傾斜型の分布、即ち、テーパ型分布である電流導入端子ということができる。

　また、第２の具体例として、円形の管状導体６０ａの長さは１０ｃｍとし、大気側の端部での第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの断面配置は、円形管状導体６０ａの内側寸法が直径１４ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）の中に、第１及び第２の長方形板状導体６１ｂ、６２ｂの長さ＝１４ｃｍ、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝２．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝２に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約３０Ωという意味を有する。
　真空側の端部での第１の長方形板状導体６１ｂと第２の長方形板状導体６２ｂの断面配置は、矩形管状導体６０ａの内側寸法が直径１０ｃｍ（厚み＝１．５ｃｍ）の中に、幅Ｗ＝５ｃｍ（厚み３ｍｍ）、その間隔ｈ＝０．５ｃｍ、即ち、Ｗ／ｈ＝１０に設定する。なお、この設定値は、図４より特性インピーダンスＺ₀＝約１０Ωという意味を有する。
　即ち、この第２の具体例の場合、電流導入端子４０１の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１０Ωという特徴を有する特性インピーダンスが傾斜型の分布、即ち、テーパ型分布である平衡伝送回路ということができる。

　次に、上記構成のプラズマ表面処理装置を用いて、ａ－Ｓｉ太陽電池用のアモルファスＳｉを製膜するに際して事前に実施する電流導入端子４０の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）について説明する。
　ただし、説明が煩雑になるのを避けるために、以下の説明においては、上記断面形状が矩形の管状導体を備えた電流導入端子と上記断面形状が円形の管状導体を備えた電流導入端子の２つの中から、前者を例にとって説明する。
　具体的には、上記断面形状が矩形の管状導体を備えた電流導入端子４００についての上記第１の具体例と第２の具体例の中から次に示すアモルファスＳｉの製膜条件に適しているものを選定する。
　なお、上記断面形状が矩形の管状導体を備えた電流導入端子４００の第１の具体例の場合は、電流導入端子４００の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１５Ωという特徴を有する特性インピーダンスがテーパ型分布である電流導入端子である。
　また、上記断面形状が矩形の管状導体を備えた電流導入端子４００の第２の具体例の場合は、電流導入端子４００の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１０Ωという特徴を有する特性インピーダンスがテーパ型分布である電流導入端子である。
　アモルファスＳｉの製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ３０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電極と電流導入端子の接続：第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　図１、図８及び図９において、先ず、上記第１の具体例の場合の電流導入端子４００を設置する。即ち、電流導入端子４００の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１５Ωという特徴を有する特性インピーダンスがテーパ型分布である電流導入端子を設置する。
　特性インピーダンスが傾斜型（テーパ型）分布である電流導入端子を用いると、インピーダンス整合器３１で後流側の負荷と上流側の高周波電源とのインピーダンスを整合させる際に、平衡不平衡変換装置３３の後流側の電力伝送線路に有るインピーダンスの不連続的な変化の度合いが小さくなる。その結果、　該電力伝送線路からの反射波が小さくなり、一対の電極２、３への電力供給における電力伝送線路の損失が抑制可能となる。
　次に、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０としての電流導入端子４００を介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記第１の具体例の場合の電流導入端子４００（特性インピーダンスＺ₀＝テーパ型）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。上記第１の電流導入端子４００を用いた場合の反射波が、例えば、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、３０Ｗあったとする。
　また、上記第１の具体例の場合の電流導入端子４００の入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１ａ、６２ａの大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０°にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。

　即ち、上記第１の具体例の場合の電流導入端子４００の出力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部から電力供給点２０、２１への電力供給において、一対の電極２、３が電流導入端子４０と同様の平衡伝送路としての電気的特性を有していることから、漏洩電流の発生が抑制される。
　その結果、異常放電や局部放電などは発生しない。さらに、上記のように、電力供給点２０、２１に印加される電圧の位相差が１８０°であるので、すなわち、一対の電極に正負の電圧を掛けている状態であるので、電極２、３間以外でのプラズマの発生は皆無となる。
　したがって、従来技術で問題であった一対の電極周辺のアース構造および配線状況に関係する漏洩電流に起因するプラズマの発生はなく、再現性の良い安定したプラズマの生成が可能である。

　ただし、該インピーダンス整合器３１を該平衡不平衡変換装置３３の下流側、すなわち、それを平衡不平衡変換装置３３と電流導入端子４００の間に配置させる場合、該インピーダンス整合器３１に内蔵のＬＣ回路は負荷と電源および伝送路のインピーダンス整合のため調整されるので、上記電流導入端子４００に印加される電圧の位相差は１８０度に確保できなくなる。したがって、該インピーダンス整合器３１が配置される場所は該平衡不平衡変換装置３３の上流側であることが重要である。
　すなわち、前記高周波電源２５から前記一対の電極の電力給電点２０、２１の電力供給回路の装置構成は、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、電流導入端子および電力供給点の順序に配置させることが、電圧の位相差１８０度を確保するために重要である。

　次に、上記と同様に、図１、図８及び図９において、上記第２の具体例の場合の電流導入端子４０１を設置する。即ち、電流導入端子４０１の入力部での特性インピーダンスＺ₀が約３０Ωで、その出力部での特性インピーダンスＺ₀が約１０Ωという特徴を有する特性インピーダンスがテーパ型分布である電流導入端子を設置する。
　次に、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１、図８及び図９において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び電流導入端子４０１を介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記第２の具体例の場合の電流導入端子４０１（特性インピーダンスＺ₀＝テーパ型）と、上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。上記第１の電流導入端子４０１を用いた場合の反射波が、例えば、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、２０Ｗあったとする。
　また、上記第２の具体例の場合の電流導入端子４０１の入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０°にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電はほぼ完全に抑制される。

　上記電流導入端子４０の選定試験の結果、第１の具体例４００の場合、反射波の大きさは３０Ｗ、第２の具体例４０１の場合で２０Ｗである。
　この場合は、反射波が少ない条件を作れる第２の具体例４０１の場合の電流導入端子４００を選定する。

　次に、上記電流導入端子４００、４０１の選定試験の結果を受けて、製膜工程に進む。図１において、電流導入端子４０として、上記アモルファスＳｉ製膜条件に対して反射波の抑制上ベストである第２の具体例の場合の電流導入端子４０１を採用する。
　そして、予め、基板１１を第２の非接地電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば８００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。

　即ち、図１、図６及び図８において、高周波電源２５の出力を例えば６０ＭＨｚで８００Ｗとし、その出力を同軸ケーブル３０、インピーダンス整合器３１、同軸ケーブル３２、平衡不平衡変換装置３３及び上記第２の具体例の電流導入端子４０１を介して、第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に供給する。
　この場合、上記インピーダンス整合器３１のＬＣの調整器と高周波電源３１に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器３１の上流側には上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。
　しかしながら、上記第２の具体例の電流導入端子４０１（特性インピーダンスＺ₀＝テーパ型）と上記アモルファスＳｉの製膜条件にある一対の電極２、３との組み合わせがインピーダンス整合上良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。ここでは、上記選定工程の結果と同様で、高周波電源３１の出力８００Ｗに対して、２０Ｗ程度である。
　また、電流導入端子４０１の入力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１ａ、６２ａの大気側の端部における平衡不平衡変換装置３３の出力の電圧の位相差が１８０°にあることを、図示しない電圧測定器でモニターする。
　第１及び第２の電極２、３の給電点２０、２１に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０、２１に電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点２０、２１の近傍での異常放電は完全に抑制される。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。

　即ち、電流導入端子４０１の出力部、即ち、第１及び第２の長方形板状導体６１、６２の真空側端部から電力供給点２０、２１への電力供給において、一対の電極２、３が電流導入端子４０１と同様の平衡伝送路としての電気的特性を有していることから、漏洩電流の発生が抑制される。
　その結果、異常放電や局部放電などは発生しない。さらに、上記のように、電力供給点２０、２１に印加される電圧の位相差が１８０°であるので、すなわち、一対の電極に正負の電圧を掛けている状態であるので、電極２、３間以外でのプラズマの発生は皆無となる。
　したがって、従来技術で問題であった一対の電極周辺のアース構造および配線状況に関係する漏洩電流に起因するプラズマの発生はなく、再現性の良い安定したプラズマの生成が可能である。

　ただし、該インピーダンス整合器３１を該平衡不平衡変換装置３３の下流側、すなわち、それを平衡不平衡変換装置３３と電流導入端子４０１の間に配置させる場合、該インピーダンス整合器３１に内蔵のＬＣ回路は負荷と電源および伝送路のインピーダンス整合のため調整されるので、上記平衡伝送回路４０に印加される電圧の位相差は１８０°に確保できなくなる。したがって、該インピーダンス整合器３１が配置される場所は該平衡不平衡変換装置３３の上流側であることが重要である。

　製膜条件は次の通りである。
　（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、
●流量：５００ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：７０ｃｍｘ３０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電極と電流導入端子の接続：第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：８００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。

　上記製膜条件でプラズマを生成すると、高周波電源２５の出力を非平衡伝送回路である同軸ケーブル３０及びインピーダンス整合器３１を介して平衡不平衡変換装置３３に伝送し、その伝送された電力を平衡不平衡変換装置３３で平衡電力に変換し、平衡伝送回路の電流導入端子４０１を介して一対の電極２、３の電力供給点２０、２１に供給できるので、電力供給系と負荷である一対の電極との接続部での伝送特性が整合され、漏洩電流の発生が抑制される。
　したがって、生成されるプラズマの密度の空間的分布は、従来に比べて、再現性良く均一になる。その結果、製膜されるａ－Ｓｉの膜厚分布は従来に比べて、再現性良く均一になる。数値的にはａ－Ｓｉ膜厚分布が±１０％以内で製膜が可能となる。

　本発明の第４の実施形態に係わる電流導入端子、該電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）およびプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ方法）について、図１０～図１３を参照して説明する。また、必要に応じて、図２～図４及び図６を参照する。

　図１０は本発明の第４の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図、図１１は図１０図示の第１及び第２のパルス変調方式位相可変２出力発信器から出力されるパルス変調された出力の典型例を示す説明図、図１２は、図１０図示の第１及び第２のパルス変調方式位相可変２出力発信器から出力されるパルス変調された正弦波信号の典型例を示す説明図、図１３は図１０図示のプラズマ表面装置における一対の電極間に発生の２つの定在波の強さを示す説明図である。

　先ず、本発明の第４の実施形態に係わる電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の構成を説明する。ただし、図１～図９に示した部材と同じ部材は同符番を付して説明を省略する。

　図１０において、第１及び第２の非接地電極２、３は、その対向する面の面積を略等しくして設置する。
　図１０において、符番２５ａは第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器で、周波数３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯域）の任意の周波数、例えば６０ＭＨｚの正弦波信号を発生し、かつ、該正弦波信号をパルス変調し、かつ、その２つの出力端子から出力される２つのパルス変調された正弦波信号の位相差を任意に設定することが可能である。
　該２つのパルス変調された正弦波信号は、それぞれ、次のように表される。即ち、第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力端子２６ａ、２６ｂから出力される信号Ｗ₁₁、Ｗ₁₂は、角周波数をω、時間をｔ、初期位相をθ₁、θ₂とおくと、
　Ｗ₁₁（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ＋θ₁）
　Ｗ₁₂（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ＋θ₂）
　該位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力端子から出力される２つの正弦波信号の位相差及びパルス変調のパルス幅Ｈｗ及び周期Ｔ０は、該発信器２５ａに付属の位相差調整器及びパルス変調の調整器で、それぞれ任意の値に設定できる。
　また、該第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａは、同期信号伝送ケーブル２４を介して、後述の第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂへパルス変調の同期信号を送信する。
　該第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力端子の一方の出力は、後述の第１の結合器２８ａに、他方の出力は後述の第２の結合器２８ｂに伝送される。
　符番２８ａは第１の結合器で、第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力端子の一方の出力信号と、後述の第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力端子の一方の出力信号を結合して、後述の第１の増幅器２９ａに伝送する。

　符番２９ａは第１の増幅器で、第１の結合器２８ａから送信された信号の電力を増幅する。符番３０ａは同軸ケーブルで、第１の増幅器２９ａの出力を後述の第１のインピーダンス整合器３１ａに伝送する。
　符番３１ａは第１のインピーダンス整合器で、第１の増幅器２９ａの出力が後述の一対の電極２、３間に生成されるプラズマに効率よく伝送されるように、第１の増幅器２９ａの出力インピーダンスと、その負荷である一対の電極２、３間に生成されるプラズマのインピーダンスの整合調整をする。
　符番３２ａは第１の同軸ケーブルで、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第１の増幅器２９ａの出力を第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａに供給する。
　なお、第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａは、後述の第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂと、それぞれに電力伝播方向において対向する位置に設置される。即ち、一対の電極２、３の対向する２つの辺の一方の辺に、第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａが設置され、他方の辺に第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂが設置される。

　符番４０は電流導入端子で、ここでは、実施例２で用いた４０ｂを用いる。なお、電流導入端子４０と第１及び第２の電極に配置された電力供給点２０ａ、２１ａの接続には、図６図示の第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａを用いる。
　電流導入端子４０は、図１０図示の電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）において、インピーダンス整合器３１ａ及び平衡不平衡変換装置３３ａを介して伝送される第１の増幅器２９ａの出力を第１及び第２の電極２、３に供給するに際し、該平衡不平衡変換装置３３ａと第１及び第２の電極２、３とを接続するために用いられる。その際、平衡不平衡変換装置３３ａの２つの出力電圧の位相差を１８０°に維持して該第１及び第２の電極２、３に供給することが、異常放電防止上、きわめて重要である。
　したがって、図１０において、図示しない電圧位相差測定器を用いて平衡不平衡変換装置３３ａの２つの出力同士の電圧の位相差が１８０°であることを確認することは、極めて重要である。
　なお、電流導入端子４０の伝送回路としての特徴は次の通りである。即ち、図１０において、電流導入端子４０の大気側のフランジ６５と平衡不平衡変換装置３３ａのアースシールド箱６６を接続し、該平衡不平衡変換装置３３ａ内部の電気回路部品から放射される電力及び電流導入端子４０の第１、第２の長方形板状導体６１、６２から放射される電力をシールドする。上記フランジ６５とアースシールド箱６６のフランジ６８を接続することは、上記電力放射の防止上、極めて重要である。

　ここで、上記第１の増幅器２９ａの機能について、補足説明をする。
　第１の増幅器２９ａには、図示しない出力値（進行波）のモニター及び下流側から反射して戻ってくる反射波のモニターが付属している。また、該反射波による該第１の電力増幅器２９ａ本体の電気回路を防護するためのアイソレータが付属されている。
　第１の増幅器２９ａの出力の調整は、先ず、例えば第１の増幅器２９ａの最大出力の２０~３０％程度の出力を、第１のインピーダンス整合器３１ａ、第１の同軸ケーブル３２ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、第１の電流導入端子４０、第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第１及び第２の電極２、３に供給する。
　次に、第１の増幅器２９ａに付属した進行波Ｐｆ及び反射波Ｐｒの検出器を見ながら、第１の整合器３１ａのリアクタンス（ＬとＣ）を調整する。第１のインピーダンス整合器３１ａのリアクタンス（ＬとＣ）を調整しながら、反射波Ｐｒが最小値になる条件を選定する。そして、第１の増幅器２９ａの出力を所要の数値に設定して、その出力で、再度、第１の整合器３１ａのリアクタンス（ＬとＣ）を調整しながら、反射波Ｐｒが最小値になる条件を選ぶ。
　なお、このインピーダンす整合器の調整、即ち、反射波Ｐｒが最小値になる条件は、プラズマ生成条件を変更しない限り変化はないので、特に多くの時間を必要とはしない。

　符番２５ｂは第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器で、周波数３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯域）の任意の周波数、例えば６０ＭＨｚの正弦波信号を発生し、かつ、該正弦波信号をパルス変調し、かつ、その２つの出力端子から出力される２つのパルス変調された正弦波信号の位相差を任意に設定することが可能である。
　該２つのパルス変調された正弦波信号は、それぞれ、次のように表される。即ち、第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力端子２７ａ、２７ｂから出力される信号Ｗ₂₁、Ｗ₂₂は、角周波数をω、時間をｔ、初期位相をα₁、α₂とおくと、
　Ｗ₂₁（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ＋α₁）
　Ｗ₂₂（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ＋α₂）
　該位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力端子から出力される２つの正弦波信号の位相差及びパルス変調のパルス幅Ｈｗ及び周期Ｔ０は、該発信器２５ｂに付属の位相差調整器及びパルス変調の調整器で、それぞれ任意の値に設定できる。
　また、該第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂは、第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａから発信されるパルス変調の同期信号を、同期信号伝送ケーブル２４を介して受信し、その信号に同期した信号を発生できる。
　該第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力端子の一方の出力は、第１の結合器２８ａに、他方の出力は後述の第２の結合器２８ｂに伝送される。
　符番２８ｂは第２の結合器で、第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力端子の一方の出力信号と、第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力端子の一方の出力信号を結合して、後述の第２の増幅器２９ｂに伝送する。

　符番２９ｂは第２の増幅器で、第２の結合器２８ｂから送信された信号の電力を増幅する。符番３０ｂは同軸ケーブルで、第２の増幅器２９ｂの出力を後述の第２の整合器３１ｂに伝送する。
　符番３１ｂは第２のインピーダンス整合器で、第２の増幅器２９ｂの出力が一対の電極２、３間に生成されるプラズマに効率よく伝送されるように、第２の増幅器２９ｂの出力インピーダンスと、その負荷である一対の電極２、３間に生成されるプラズマのインピーダンスの整合調整をする。
　符番３２ｂは第２の同軸ケーブルで、平衡不平衡変換装置３３ｂ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第２の増幅器２９ｂの出力を第２及び第３の給電点２０ｂ、２１ｂに供給する。

　符番４０は電流導入端子で、ここでは、実施例２で用いた４０ｂを用いる。なお、電流導入端子４０と第１及び第２の電極に配置された電力供給点２０ｂ、２１ｂの接続には、図６図示の第１及び第２の接続用導体７２ａ、７３ａを用いる。
　電流導入端子４０は、図１０図示の電流導入端子を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）において、インピーダンス整合器３１ｂ及び平衡不平衡変換装置３３ｂを介して伝送される第２の増幅器２９ｂの出力を第１及び第２の電極２、３に供給するに際し、該平衡不平衡変換装置３３ｂと第１及び第２の電極２、３とを接続するために用いられる。その際、平衡不平衡変換装置３３ｂの２つの出力電圧の位相差を１８０°に維持して該第１及び第２の電極２、３に供給することが、異常放電防止上、きわめて重要である。
　したがって、図１０において、図示しない電圧位相差測定器を用いて平衡不平衡変換装置３３ａの２つの出力同士の電圧の位相差が１８０°であることを確認することは、極めて重要である。
　なお、電流導入端子４０の伝送回路としての特徴は次の通りである。即ち、図１０において、電流導入端子４０の大気側のフランジ６５と平衡不平衡変換装置３３ｂのアースシールド箱６６を接続し、該平衡不平衡変換装置３３ａ内部の電気回路部品から放射される電力及び電流導入端子４０の第１、第２の長方形板状導体６１、６２から放射される電力をシールドする。上記フランジ６５とアースシールド箱６６のフランジ６８を接続することは、上記電力放射の防止上、極めて重要である。

　ここで、上記第２の増幅器２９ｂの機能について、補足説明をする。
　第２の増幅器２９ｂには、第１の増幅器２９ａと同様に、図示しない出力値（進行波）のモニター及び下流側から反射して戻ってくる反射波のモニターが付属している。また、該反射波による第２の電力増幅器２９ｂ本体の電気回路を防護するためのアイソレータが付属されている。
　また、出力値（進行波）のモニター及び下流側から反射して戻ってくる反射波のモニターは、第１の増幅器２９ａの場合と同様である。
　また、第２の増幅器２９ｂの出力の調整の方法は、第１の増幅器２９ａの場合と同様である。
　なお、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂは、上記第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａと、それぞれに電力伝播方向において対向する位置に設置される。即ち、一対の電極２、３の対向する２つの辺の一方の辺に、第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａが設置され、他方の辺に第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂが設置される。

　ここで、説明の便宜上、上記第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の一方、即ち出力端子２６ａの出力信号が、第１の結合器２８ａ、第１の増幅器２９ａ、同軸ケーブル３０ａ、第１のインピーダンス整合器３１ａ、第１の同軸ケーブル３２ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第１の給電点２０ａと第３の給電点２１ａに伝送される電力を、第１の電力と呼ぶ。
　また、同様に、第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の一方、即ち出力端子２６ｂの出力信号が、第２の結合器２８ｂ、第２の増幅器２９ｂ、同軸ケーブル３０ｂ、第２のインピーダンス整合器３１ｂ、第２の同軸ケーブル３２ｂ、平衡不平衡変換装置３３ｂ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第２の給電点２０ｂと第４の給電点２１ｂに伝送される電力を、第２の電力と呼ぶ。
　また、第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の一方、即ち出力端子２７ａの出力信号が、第１の結合器２８ａ、第１の増幅器２９ａ、同軸ケーブル３０ａ、第１のインピーダンス整合器３１ａ、第１の同軸ケーブル３２ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、を介して、第１の給電点２０ａと第３の給電点２１ａに伝送される電力を、第３の電力と呼ぶ。
　また、第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の一方、即ち出力端子２７ｂの出力信号が、第２の結合器２８ｂ、第２の増幅器２９ｂ、同軸ケーブル３０ｂ、第２のインピーダンス整合器３１ｂ、第２の同軸ケーブル３２ｂ、平衡不平衡変換装置３３ｂ、電流導入端子４０、接続用導体７２ａ、７３ａを介して、第２の給電点２０ｂと第４の給電点２１ｂに伝送される電力を、第４の電力と呼ぶ。

　また、ここで、上記第１、第２、第３及び第４の電力の時間的な関係を明らかにする為に、その概念を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は横軸が時間ｔで、縦軸が電力を示す。図１２は横軸が時間ｔで、縦軸が電圧を示す。
　第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａ間に供給されるパルス変調された第１の電力と、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂ間に供給されるパルス変調された第２の電力の典型例を、図１１及び図１２に、それぞれＷ１１（ｔ）、Ｗ１２（ｔ）で示している。この２つの電力は、パルス幅Ｈｗ、周期Ｔ０でパルス変調された正弦波である。
　第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａ間に供給されるパルス変調された第３の電力と、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂ間に供給されるパルス変調された第４の電力の典型例を、図１１及び図１２に、それぞれＷ２１（ｔ）、Ｗ２２（ｔ）で示している。この２つの電力波は、パルス幅Ｈｗ、周期Ｔ０で、かつ、前記Ｗ１１（ｔ）及びＷ１２（ｔ）のパルス変調のパルス立ち上がり時間より半周期、即ちＴ０／２遅れた時刻に立ち上がるパルス変調された正弦波である。

　次に、上記構成の高周波プラズマ発生装置と該高周波プラズマ発生装置により構成のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、ａ－Ｓｉ太陽電池用アモルファスＳｉを製膜する方法を説明する。
　なお、本発明の実施あるいは応用では、手順として、第１及び第２の予備製膜工程と本製膜工程が必要である。第１の予備製膜工程は、前記第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の位相差の設定値を把握するために、第２の予備製膜工程は、前記第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の位相差の設定値を把握するために、本製膜工程は目的とするアモルファスＳｉの製造のために実施される。

　先ず、第１の第１の予備製膜工程であるが、図１０において、予め、基板１１を第２の電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば２５０ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。
　次に、前記第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａ、第１の電力増幅器２９ａ、第１のインピーダンス整合器３１ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７０ａ、７１ａから成る第１の電力供給系を用いて、一対の電極２、３の第１及び第２の給電点２０ａ、２１ａに高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚ、パルス幅Ｈｗ＝４００μ秒、パルス周期Ｔ０＝１ｍ秒の電力、例えば合計で２００Ｗを供給する。
　即ち、該第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の位相差を、例えば零に、パルス幅Ｈｗ＝４００μ秒、パルス周期Ｔ０＝１ｍ秒に設定し、第１の電力増幅器２９ａの出力を１００Ｗに設定して、その出力を第１のインピーダンス整合器３１ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７０ａ、７１ａを介して、第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａに供給するとともに、第２の電力増幅器２９ｂの出力を１００Ｗに設定して、その出力を第２のインピーダンス整合器３１ｂ、平衡不平衡変換装置３３ｂ、電流導入端子４０、接続用導体７０ａ、７１ａを介して、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂに供給する。
　この場合、前記第１のインピーダンス整合器３１ａ及び第２のインピーダンス整合器３１ｂを調整することにより、それぞれのインピーダンス整合器３１ａ、３１ｂの上流側に上記供給電力の反射波がほとんど戻らないようにすることができる。

　第１及び第２の電極２、３の両端の給電点２０ａ、２１ａ及び給電点２０ｂ、２１ｂに電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、給電点２０ａ、２１ａ及び給電点２０ｂ、２１ｂのそれぞれに電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点の近傍での異常放電は完全に抑制される。また、生成されるプラズマは一対の電極２、３間のみである。
　プラズマが一対の電極２、３間のみに生成されることから、該プラズマは安定して生成され、且つ、該一対の電極２、３間以外での電力消費をほぼ完全に抑制可能となる。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０、２１の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　その結果、一対の電極２、３間に、異常放電のないＳｉＨ４ガスのプラズマが生成され、基板１１に例えばアモルファスＳｉが堆積する。

　前記要領で、製膜時間を例えば１０～２０分間にして、前記基板１１にアモルファスＳｉ膜を形成させる。製膜後、真空容器１から前記基板１１を取り出して、該アモルファスＳｉ膜の膜厚み分布を評価する。基板１１に堆積された例えばアモルファスＳｉの膜厚分布は、前述のＶＨＦプラズマ固有の現象である定在波の発生により、正弦的な分布となる。このような、製膜試験を第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の位相差をパラメータに繰り返し実施する。そして、第１の電極２の長さ方向において、基板１１の中央点から正弦的な膜厚分布の最大厚みの位置までの距離と前記第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の位相差の関係をデータとして把握する。
　例えば、基板１１の中央点から第１の給電点２１の方向へ波長λの八分の一、即ちλ／８だけ離れた位置に設定するための位相差は、例えばΔθ１であるいうことが把握される。
　なお、ここで実施する正弦的な厚み分布の最大の位置と第１の位相可変２出力の発信器２５ａの出力電圧の位相差との関係の把握の方法は、上記膜の厚み分布の測定を応用する方法に限定されず、例えば、生成されるプラズマの発光強度の電磁波伝播方向における空間的分布を光センサーで測定し、その最大強度の位置と該位相差の関係として把握する方法を用いても良い。
　ただし、その波長λは、真空中での電磁波の波長ではなく、上記製膜条件での波長λであり、真空中での電磁波の波長λ₀に比べて短くなる。一般的にはＳｉＨ４ガスのプラズマでは、プラズマ中での波長λと真空中での波長λ₀との比λ／λ₀は０．５～０．７程度である。
　また、シランガスのプラズマの場合、波長λと波長λ₀との比、即ち、λ／λ₀は、圧力が約４０～５３０Ｐａ（０．３～４Ｔｏｒｒ）で、プラズマ密度が約４～６ｘ１０⁹／ｃｍ³であり、λ／λ₀＝約０．６である。圧力が５３０～１３３３Ｐａ（４～１０Ｔｏｒｒ）の場合、プラズマ密度が約６～１０ｘ１０⁹／ｃｍ³であり、λ／λ₀＝約０．５～０．５５である。

　ところで、上記第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａからパルス状に供給される電力の電圧波、及び上記第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂからパルス状に供給される電力の電圧波は、同一電源から供給され、互いに電極間を伝播していく。すなわち、基板１１の表面の法線方向と同じ方向の電界を有する２つの電磁波が、第１の電極２と第２の電極３の間に生成され、両者は互いに向かい合った方向から伝播しあって重なり合うので、干渉現象が発生する。即ち、定在波が発生する。
　ここでは、上記第１の電力と第２の電力で生成される定在波を、第１の定在波と呼ぶ。

　以下に、第１の定在波の制御方法について説明する。
　図１０において、第１の給電点２０ａから第２の給電点２０ｂの方向の距離をｘとし、ｘの正方向へ伝播する電圧波をＷ１１（ｘ、ｔ）、ｘの負方向へ伝播する電圧波、即ち第２の給電点２０ｂから第１の給電点２０ａの方向へ伝播する電圧波をＷ２１（ｘ、ｔ）とすると、次のように表現される。
　　　Ｗ１１（ｘ、ｔ）＝Ｖ１・ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ）
　　　Ｗ１２（ｘ、ｔ）＝Ｖ１・ｓｉｎ｛ωｔ－２π（ｘ－Ｌ０）／λ＋Δθ｝
ただし、Ｖ１は電圧波の振幅、ωは電圧の角周波数、λは電圧波の波長、ｔは時間、Ｌ０は第１及び第２の給電点の間隔、Δθは第１の給電点２０ａから供給される電力の電圧波と第２の給電点２０ｂから供給される電力の電圧波の位相差である。この２つの電圧波の合成波Ｗ１（ｘ、ｔ）は次式のようになる。
　　　Ｗ１（ｘ、ｔ）＝Ｗ１１（ｘ、ｔ）＋Ｗ１２（ｘ、ｔ）
＝２・Ｖ１ｃｏｓ｛２π（ｘ－Ｌ０／２）／λ－Δθ／２｝・ｓｉｎ｛ωｔ＋（πＬ０／λ＋Δθ／２）
　なお、ここでは、前記第１及び第２の電力の電力供給系を用いて、前記第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａ間及び第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂ間に供給される電力の電圧波を、それぞれ、Ｗ１１（ｘ、ｔ）及びＷ１２（ｘ、ｔ）と呼ぶ。また、その２つの電圧波の合成波を第１の定在波Ｗ１（ｘ、ｔ）と呼ぶ。

　ところで、一対の電極間の電力の強さは、電圧の第１の定在波Ｗ１（ｘ、ｔ）の振幅値の二乗に比例する。即ち、電力の強さＩ１（ｘ、ｔ）は、
　　Ｉ１（ｘ、ｔ）∝ｃｏｓ²｛２π（ｘ－Ｌ０／２）／λ－Δθ／２｝
と表される。
　上式は、ｘ方向に波長の二分の一の周期をもつ定在波が生成されることを意味している。ここでは、これを第１の定在波と呼ぶ。そして、図１３に、その強さの分布を概念的に、実線で示している。
　なお、図１３は、ＶＨＦプラズマの生成において、給電点からの進行波と給電点の対向端からの反射波との干渉により発生する定在波により、一対の電極間でのプラズマは一様にはならないという困難性の理由を示している。例えば、プラズマの一様性は電力の強さＩ１（ｘ,ｔ）が０．９～１．０の範囲であるすると、電力伝播方向の距離で、－０．０５～＋０．０５λの範囲（即ち、膜厚が均一な範囲は長さ０．１λ）に限られるということを示している。
　ただし、その波長λは、真空中での電磁波の波長ではなく、上記製膜条件での波長λであり、真空中での電磁波の波長λ₀に比べて短くなる。一般的にはＳｉＨ４ガスのプラズマでは、プラズマ中での波長λと真空中での波長λ₀との比λ／λ₀は０．５～０．９程度である。

　次に、第２の予備製膜工程であるが、図１０において、予め、基板１１を第２の電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば２５０ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。
　そして、前記第３及び第４の電力を、それぞれ、第１及び第３の電力供給点
２０ａ、２１ａ、及び第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂから、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚ、パルス幅Ｈｗ＝４００μ秒、パルス周期Ｔ０＝１ｍ秒の電力例えば合計で２００Ｗを供給する。
　即ち、該第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の位相差を、例えば零に、パルス幅Ｈｗ＝４００μ秒、パルス周期Ｔ０＝１ｍ秒に設定し、第１の電力増幅器２９ａの出力を１００Ｗに設定して、その出力を第１のインピーダンス整合器３１ａ、平衡不平衡変換装置３３ａ、電流導入端子４０、接続用導体７０ａ、７１ａを介して、第１及び第２の給電点２０ａ、２１ａに供給するとともに、第２の電力増幅器２９ｂの出力を１００Ｗに設定して、その出力を第２のインピーダンス整合器３１ｂ、平衡不平衡変換装置３３ｂ、電流導入端子４０、接続用導体７０ａ、７１ａを介して、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂに供給する。
　この場合、前記第１のインピーダンス整合器３１ａ及び第２のインピーダンス整合器３１ｂを調整することにより、それぞれのインピーダンス整合器３１ａ、３１ｂの上流側に上記供給電力の反射波が戻らないようにできる。

　第１及び第２の電極２、３の両端から該電極２、３に電力が供給されると、一対の電極２、３間にＳｉＨ４ガスのプラズマが生成される。このプラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、第１及び第２の電極２、３の両端の給電点２０ａ、２１ａ及び給電点２０ｂ、２１ｂに、それぞれにおいて電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点の近傍での異常放電は完全に抑制される。また、生成されるプラズマは一対の電極２、３間のみである。
　プラズマが一対の電極２、３間のみに生成されることから、該プラズマは安定して生成され、且つ、該一対の電極２、３間以外での電力消費をほぼ完全に抑制可能となる。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点の近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　その結果、一対の電極２、３間に、異常放電のないＳｉＨ４ガスのプラズマが生成され、基板１１に例えばアモルファスＳｉが堆積する。

　前記要領で、製膜時間を例えば１０～２０分間にして、前記基板１１にアモルファスＳｉ膜を形成させる。製膜後、真空容器１から前記基板１１を取り出して、該アモルファスＳｉ膜の膜厚み分布を評価する。該基板１１に堆積された例えばアモルファスＳｉの膜厚分布には、前述のＶＨＦプラズマ固有の現象である定在波の発生により、正弦的な分布となる。このような、製膜試験を第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の位相差をパラメータに繰り返し実施する。そして、第１の電極２の長さ方向において、基板の中央点から正弦的な膜厚分布の最大厚みの位置までの距離と前記第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の位相差の関係をデータとして把握する。
　この場合も、前記第１の予備製膜工程と同様に、第３及び第４の電力供給系を用いた場合において、基板の中央点から正弦的な膜厚分布の最大厚みの位置までの距離と前記第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の位相差の関係を示すデータにより、膜厚分布の最大厚みの位置を例えば、基板の中央点から第２の給電点２７の方向へ波長λの八分の一、即ちλ／８だけ離れた位置に設定するための位相差は例えばΔθ２であるということが把握される。
　なお、ここで実施する正弦的な厚み分布の最大の位置と第１の位相可変２出力の発信器２５ａの出力電圧の位相差との関係の把握の方法は、上記膜の厚み分布の測定を応用する方法に限定されず、例えば、生成されるプラズマの発光強度の電磁波伝播方向における空間的分布を光センサーで測定し、その最大強度の位置と該位相差の関係として把握する方法を用いても良い。
　ただし、その波長λは、真空中での電磁波の波長ではなく、上記製膜条件での波長λであり、真空中での電磁波の波長λ₀に比べて短くなる。一般的にはＳｉＨ４ガスのプラズマでは、プラズマ中での波長λと真空中での波長λ₀との比λ／λ₀は０．５～０．９程度である。
　また、シランガスのプラズマの場合、波長λと波長λ₀との比、即ち、λ／λ₀は、圧力が約４０～５３０Ｐａ（０．３～４Ｔｏｒｒ）で、プラズマ密度が約４～６ｘ１０⁹／ｃｍ³であり、λ／λ₀＝約０．６である。圧力が５３０～１３３３Ｐａ（４～１０Ｔｏｒｒ）の場合、プラズマ密度が約６～１０ｘ１０⁹／ｃｍ³であり、λ／λ₀＝約０．５～０．５５である。

　第２の予備製膜工程において、上記第１及び第２の給電点２０ａ、２１ａ、第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂから供給される２つの電力の電圧波は、同一電源から発振され、互いに電極間を伝播していく。すなわち、基板１１の表面の法線方向と同じ方向の電界を有する２つの電磁波が、第１の電極２と第２の電極３の間に生成され、両者は互いに向かい合った方向から伝播しあって重なり合うので、干渉現象が発生する。即ち、定在波が生成される。ここでは、これを第２の定在波と呼ぶ。
　図１０において、第１の給電点２０ａから第２の給電点２０ｂの方向の距離をｘとし、ｘの正方向へ伝播する電圧波をＷ２１（ｘ、ｔ）、ｘの負方向へ伝播する電圧波、即ち第２の給電点２０ｂから第１の給電点２０ａの方向へ伝播する電圧波をＷ２２（ｘ、ｔ）とすると、次のように表現される。
　　　Ｗ２１（ｘ、ｔ）＝Ｖ２・ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ）
　　　Ｗ２２（ｘ、ｔ）＝Ｖ２・ｓｉｎ｛ωｔ－２π（ｘ－Ｌ０）／λ＋Δθ｝
ただし、Ｖ２は電圧波の振幅、ωは電圧の角周波数、λは電圧波の波長、ｔは時間、Ｌ０は第１及び第２の給電点の間隔、Δθは第１の給電点２０ａから供給される電力の電圧波と第２の給電点２０ｂから供給される電力の電圧波の位相差である。電圧の合成波Ｗ２（ｘ、ｔ）は次式のようになる。
　　　Ｗ２（ｘ、ｔ）＝Ｗ２１（ｘ、ｔ）＋Ｗ２２（ｘ、ｔ）
＝２・Ｖ２ｃｏｓ｛２π（ｘ－Ｌ０／２）／λ－Δθ／２｝・ｓｉｎ｛ωｔ＋（πＬ０／λ＋Δθ／２）
　なお、ここでは、前記第３及び第４の電力の電力供給系を用いて、前記第１及び第３の給電点２０ａ、２１ａ間及び第２及び第４の給電点２０ｂ、２１ｂ間に供給される電力の電圧波を、それぞれ、Ｗ２１（ｘ、ｔ）及びＷ２２（ｘ、ｔ）と呼ぶ。また、その２つの電圧波の合成波を第２の定在波Ｗ２（ｘ、ｔ）と呼ぶ。

　ところで、一対の電極間の電力の強さは、電圧の合成波Ｗ２（ｘ、ｔ）の振幅値の二乗に比例する。即ち、電力の強さＩ２（ｘ、ｔ）は、
　　Ｉ２（ｘ、ｔ）∝ｃｏｓ²｛２π（ｘ－Ｌ０／２）／λ－Δθ／２｝
と表される。
　上式は、ｘ方向に波長の二分の一の周期をもつ定在波が生成されることを意味している。ここでは、これを第２の定在波と呼ぶ。

　さて、前記第１および第２の予備製膜工程の結果を受けて、本製膜工程に入る。先ず、図１０において、予め、基板１１を第２の電極４の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば３００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、基板温度は８０～３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。
　次に、前記第１及び第２の電力の電力供給系の構成部材の第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａの２つの出力の電圧の位相差を第１の予備製膜工程のデータとして把握したΔθ１に設定し、そのパルス変調を図１３に示すＷ１１（ｔ）及びＷ１２（ｔ）におけるパルス幅Ｈｗ及び周期Ｔ０を例えばＨｗ＝４００μ秒及びＴ０＝１ｍ秒に設定し、第１及び第２の電極の両端にある給電点間に、それぞれ例えば電力５００Ｗを供給するともとに、前記第３及び第４の電力の電力供給系の構成部材の第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂの２つの出力の電圧の位相差を第２の予備製膜工程のデータとして把握したΔθ２に設定し、かつ、そのパルス変調を図１３に示すＷ２１（ｔ）及びＷ２２（ｔ）におけるパルス幅Ｈｗ及び周期Ｔ０を例えばＨｗ＝４００μ秒及びＴ０＝１ｍ秒で、かつ、前記Ｗ１１（ｔ）及びＷ１２（ｔ）のパルス変調のパルス立ち上がり時間より半周期、即ちＴ０／２遅れた時刻に立ち上がるように設定し、第１及び第２の電極の両端の給電点間に、それぞれ例えば電力５００Ｗを供給する。
　即ち、前記第１及び第２の電極の両端の給電点に、前記電圧波Ｗ１１（ｘ、ｔ）、Ｗ１２（ｘ、ｔ）、Ｗ２１（ｘ、ｔ）及びＷ２２（ｘ、ｔ）が供給される。
　ここで、第１の予備製膜工程及び第２の予備製膜工程でそれぞれ設定した第１のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ａ及び第２のパルス変調方式位相可変２出力の発信器２５ｂのパルス幅Ｈｗと周期Ｔ０の値を、例えば、Ｈｗ＝４００μ秒を１ｍ秒などへ、Ｔ０＝１ｍ秒を５ｍ秒などへ変更して、いくつかの製膜データを比較することができる。

　一対の電極２、３の両端から４つの電圧波が供給されると、Ｗ１１（ｘ、ｔ）とＷ１２（ｘ、ｔ）は干渉して第１の定在波Ｗ１（ｘ、ｔ）を形成し、Ｗ２１（ｘ、ｔ）とＷ２２（ｘ、ｔ）は干渉して第２の定在波Ｗ２（ｘ、ｔ）を形成する。
　ただし、Ｗ１１（ｘ、ｔ）は、Ｗ２１（ｘ、ｔ）及びＷ２２（ｘ、ｔ）とは、時間的に分離されているので干渉しない。また、同様に、Ｗ１２（ｘ、ｔ）は、Ｗ２１（ｘ、ｔ）及びＷ２２（ｘ、ｔ）と干渉しない。
　したがって、上記パルス変調の周期Ｔ０より大幅に長い数秒以上の一般的な製膜時間で考えれば、一対の電極２、３間に生成される電力の強さの分布は、第１の定在波Ｗ１（ｘ、ｔ）の強さの分布Ｉ１（ｘ、ｔ）と第２の定在波Ｗ２（ｘ、ｔ）の強さの分布Ｉ２（ｘ、ｔ）が重畳した形となる。その様子を、概念的に、第１の定在波を実線で、第２の定在波を点線で図１３に示している。
　ここで、基板の中央点をｘ軸の原点とし、該原点から第１の給電点２１を向いた方向を正の方向とすると、第１の定在波Ｗ１（ｘ、ｔ）の強さの分布Ｉ１（ｘ、ｔ）は、
　　　Ｉ１（ｘ、ｔ）∝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋２π（λ／８）／λ｝
　　　　　　　　　　＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋π／４｝
第２の定在波Ｗ２（ｘ、ｔ）の強さの分布Ｉ２（ｘ、ｔ）は、
　　　Ｉ２（ｘ、ｔ）∝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ－２π（λ／８）／λ｝
　　　　　　　　　　＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ－π／４｝
一対の電極２、４間に生成される電力の強さの分布Ｉ（ｘ、ｔ）は、
　　Ｉ（ｘ、ｔ）
　　＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ＋π／４｝＋ｃｏｓ²｛２πｘ／λ－π／４｝
　　＝１
即ち、次のように書き換えられる。
　　Ｉ（ｘ）
　　＝ｃｏｓ²｛２πｘ／λ｝＋ｓｉｎ²｛２πｘ／λ｝
　　＝１
　一般的な表現としては次のようになる。
　Ｉ（ｘ）＝ｃｏｓ²（２πｘ／λ＋Δθ／２）＋ｓｉｎ²（２πｘ／λ＋Δθ／２）
ただし、ｘは供給電力の伝播方向での距離、λは使用電力のプラズマ内伝播時の波長、Δθは一対の電極の両端に配置の２つの給電点における電圧の初期位相差である。
　上記事項は、一対の電極間の電力の強さの分布は使用する電力の波長λに依存しないで一様になるということを意味する。即ち、一対の電極間の電力の強さとそのプラズマの強さが比例関係にあるプラズマの表面処理への応用分野では、該一対の電極間に一様なプラズマの生成が可能であるということを意味する。

　その結果、一対の電極２、３間に一様なＳｉＨ４プラズマが生成され、基板１１に例えば、アモルファスＳｉが堆積する。なお、一般に、プラズマ表面処理の分野に用いられる一対の電極間に生成のプラズマの強さは、該一対の電極間の電力の強さに比例することは公知である。
　この場合、上記一対の電極２、３間の電力分布が一様であることに加えて、上記プラズマ生成において、一対の電極２、３は、その面積がほぼ同じで、非接地であるという条件で、かつ、該電極の両端の給電点にそれぞれに電圧の位相差が１８０°異なる電力、即ち、往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる電力が供給されることから、該給電点の近傍での異常放電は完全に抑制される。また、生成されるプラズマは一対の電極２、３間のみである。
　なお、一対の電極２、３間以外にプラズマが生成される原因は、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　また、給電点２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの近傍での異常放電の主たる原因も、電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流と、一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流である。
　その結果、給電点近傍の異常放電が抑制され、かつ、一様な電力分布に従った均一な強さのプラズマが生成される。

　上記の結果は、発振周波数がＶＨＦ帯域に属する高周波電源の出力の電力を用いて生成されたプラズマを利用して真空容器に配置された基板の表面を処理する表面処理装置に用いられる高周波プラズマ発生装置において、前記基板の表面の法線方向と同じ方向の電界を有する電磁波の定在波の腹の位置が異なる第１の定在波と第２の定在波を発生させ、かつ、該第１及び第２の定在波を重畳させる手段を備えることにより、プラズマの一様化に不可欠な電極間の電力の強さの分布の制御が可能であるとの意味がある。
　さらに、上記第１及び第２の定在波のそれぞれの腹の位置の間の距離が、使用する電磁波のプラズマ中の波長λの０．２５倍、即ち０．２５λであれば、一対の電極２、４間に生成される電力の強さの分布Ｉ（ｘ、ｔ）は、電力の伝播方向の位置に依存しないで一定の値であり、均一であるということを示している。
　また、上記実施例では、上記給電点２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの近傍での異常放電の主たる原因である電極に供給される電力の伝送回路が不平衡伝送回路に起因する漏洩電流が、
上記電流導入端子４０及び平衡不平衡変換装置３３ａ、３３ｂによりほぼ完全に抑制できる。そして、上記実施例では、該一対の電極が非接地で面積が略等しく、且つ、上記電流導入端子４０及び平衡不平衡変換装置３３ａ、３３ｂによる平衡伝送路で電力供給していることから、該一対の電極のいずれかが接地されることにより発生する漏洩電流がほぼ完全に抑制される。
　このことは、ＶＨＦプラズマあるいはＵＨＦプラズマの応用分野においての重要課題である大面積・均一のプラズマ処理化を実現可能な装置の提供ができるという意味で画期的発見であるということを意味している。
　また、上記第１及び第２の定在波のそれぞれの腹の位置の間の距離が、使用する電磁波のプラズマ中の波長λの０．２２～０．２８倍、即ち０．２２～０．２８λであれば、一対の電極２、４間に生成される電力の強さの分布Ｉ（ｘ、ｔ）は、±２０％以下であることを示している。
　また、上記第１及び第２の定在波のそれぞれの腹の位置の間の距離が、使用する電磁波のプラズマ中の波長λの０．２３８～０．２６３倍、即ち０．２３８～０．２６３λであれば、一対の電極２、４間に生成される電力の強さの分布Ｉ（ｘ、ｔ）は、±１０％以下であることを示している。

　上記工程において、ＳｉＨ４ガスがプラズマ化されると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ３、ＳｉＨ２、ＳｉＨ等のラジカルが拡散現象により拡散し、基板１１の表面に吸着されることによりａ－Ｓｉ膜が堆積するが、一対の電極２、４間の電力の分布が、上述の通り、時間平均的に一様であるので、その堆積膜は一様になる。
　このことは、本発明の装置及び方法では、波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした場合においても、一様な膜厚分布の形成が可能であることを示している。即ち、従来のＶＨＦプラズマ表面処理装置及び方法では不可能視されている波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした場合でも、本発明は一様な膜厚分布の形成が実現可能であるということを意味している。
　したがって、上記のことはＶＨＦプラズマの応用分野においては画期的な発見であり、その実用価値は著しく大きいものがある。
　なお、微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉ等は、製膜条件の中のＳｉＨ４，Ｈ２の流量比、圧力および電力を適正化することで製膜できることは公知の技術である。
　また、エッチングへの応用では、放電ガスとして、ＮＦ３、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３及びＣ４Ｆ４等を用いることで、可能であることは公知の技術である。

　本実施例では、一対の電極２、３のサイズが１８００ｍｍｘ３００ｍであるので、基板サイズは上記１８００ｍｍｘ３００ｍｍ程度に制約されるが、一対の電極を複数個設置し、その個数に応じて、上述した電力供給系を複数個配置すれば、基板サイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。

　また、ａ－Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造では、膜厚分布として±１０％以内であれば性能上問題はない。上記実施例によれば、６０ＭＨｚの電源周波数を用いても、従来の装置および方法では不可能であった
該一対の電極２、３間の電力の強さの分布Ｉ（ｘ、ｔ）の均一化が可能である。即ち、膜厚分布として±１０％以内を実現可能である。
　このことは、ａ－Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造分野での生産性向上および低コスト化に係わる抜本的改善の手段として、ＶＨＦ帯域の周波数を用いたプラズマ表面処理装置を提供できることを意味している。この効果の工業的価値は著しく大きい。

　本発明は、薄膜シリコン太陽電池の他、液晶デイスプレイ用薄膜トランジスター、各種半導体電子デバイス及び各種ナノ粒子等の製造にも適用できる。

１・・・真空容器、
２、３・・・第１及び第２の非接地電極、
４・・・基板ヒータ、
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ・・・絶縁物支持材、
６・・・放電ガス混合箱、
７・・・整流板、
８・・・ガス供給管、
９・・・ガス噴出孔、
１０ａ、１０ｂ・・・排気管、
１１・・・基板、
２０、２１・・・第１及び第２の給電点、
２５・・・高周波電源、
３０・・・同軸ケーブル、
３１・・・インピーダンス整合器、
３２・・・同軸ケーブル、
３３・・・平衡不平衡変換装置、
４０・・・電流導入端子、
６０・・・管状導体、
６１、６２・・・第１及び第２の長方形板状導体、
６３、６４・・・第１及び第２の誘電体、
６５・・・フランジ、
６６・・・平衡不平衡変換装置３３のアースシールド箱、
６８・・・アースシールド箱６６のフランジ。

Claims

　排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極と、該一対の電極に互いに独立の関係にある第１及び第２の定在波を重畳して発生させ、該第１の定在波の腹の位置と該第２の定在波の腹の位置の距離を該一対の電極間に生成のプラズマ内部を伝播する電磁波の波長λの０．２２～０．２８倍、即ち０．２２～０．２８λに設定する高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置と電流導入端子から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記電流導入端子及び一対の電極のそれぞれの電力伝送回路としての特性を平衡伝送回路に略等しい特性にすることにより、該一対の電極間内でのプラズマ生成を安定させ、且つ該一対の電極間以外での電力消費を抑制させることを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置と電流導入端子から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記電流導入端子及び一対の電極のそれぞれの電力伝送回路としての特性を平衡伝送回路に略等しい特性にすることにより、該一対の電極間内でのプラズマ生成を安定させ、且つ該一対の電極間以外での電力消費を抑制させることを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項１あるいは２に記載のプラズマ表面処理方法において、前記一対の電極と前記真空容器とを絶縁体で電気的に絶縁し、該一対の電極の対向する面の面積を略等しくすることにより、該一対の電極の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項１あるいは２に記載のプラズマ表面処理方法において、管状導体を前記真空容器の壁を貫通して設置し、互いに誘電体で絶縁された２枚の長方形板状導体、即ち、第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体を該管状導体の内部に誘電体を介して設置し、且つ、該第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の長さ方向における一方の端部を真空容器の内部に、即ち真空側に配置し、他方の端部を真空容器の外に、即ち大気側に配置するとともに、該管状導体の大気側に位置する端部と前記平衡不平衡変換装置を包み囲う導電体のアースシールド箱を密着させ、該第１及び第２の長方形板状導体の大気側の端部を入力部とし、該第１及び第２の長方形板状導体の真空側の端部を出力部とするという構成を有する電流導入端子を用いることにより、該電流導入端子の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項４に記載のプラズマ表面処理方法において、前記管状導体と前記第１の長方形板状導体及び第２の長方形板状導体のそれぞれとを誘電体により電気的に絶縁することにより、該電流導入端子の電力伝送路としての特性が平衡伝送回路に略等しい特性になるということを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項４に記載のプラズマ表面処理方法において、前記第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の間に介在する誘電体の形状を楔形にすることにより、該第１及び第２の長方形板状導体の長さ方向の特性インピーダンスの分布を傾斜型とし、前記平衡不平衡変換装置から前記一対の電極への電力供給の際の電力損失を抑制させることを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項１～６のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理方法において、前記平衡不平衡変換装置の２つの出力の電圧の位相差が１８０°に設定されることを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　請求項１～７のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理方法において、前記基板の表面にアモルファスシリコン系材料、微結晶シリコン系材料及び多結晶シリコン系材料のいずれかを製造するようにしたことを特徴とするプラズマ表面処理方法。
　排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極から成る一対の電極と、該一対の電極に互いに独立の関係にある第１及び第２の定在波を重畳して発生させ、該第１の定在波の腹の位置と該第２の定在波の腹の位置の距離を該一対の電極間に生成のプラズマ内部を伝播する電磁波の波長λの０．２２～０．２８倍、即ち０．２２～０．２８λに設定する高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置と電流導入端子から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、前記高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、電流導入端子及び一対の電極に設置の電力供給点の順序に配置されるとともに、該電流導入端子として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する電流導入端子が配置され、且つ、該一対の電極として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する一対の電極が配置されるという構成を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する第１及び第２の電極からなる一対の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置と電流導入端子から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、前記高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、電流導入端子及び一対の電極に設置の電力供給点の順序に配置されるとともに、該電流導入端子として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する電流導入端子が配置され、且つ、該一対の電極として、平衡伝送回路に略等しい特性を有する一対の電極が配置されるという構成を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項９あるいは１０に記載のプラズマ表面処理装置において、前記一対の電極と前記真空容器とを絶縁体で電気的に絶縁し、該一対の電極の対向する面の面積を略等しくするという構成を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項９あるいは１０に記載のプラズマ表面処理装置において、管状導体を前記真空容器の壁を貫通して設置し、互いに誘電体で絶縁された２枚の長方形板状導体、即ち、第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体を該管状導体の内部に誘電体を介して設置し、且つ、該第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の長さ方向における一方の端部を真空容器の内部に、即ち真空側に配置し、他方の端部を真空容器の外に、即ち大気側に配置するとともに、該管状導体の一方の端部と前記平衡不平衡変換装置を包み囲う導電体のアースシールド箱を密着させるとともに、該第１及び第２の長方形板状導体の大気側の端部を入力部とし、該第１及び第２の長方形板状導体の真空側の端部を出力部とするという構成を有する電流導入端子を備えたことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項１２に記載のプラズマ表面処理装置において、前記第１及び第２の長方形板状導体間の誘電体の比誘電率が３以上である電流導入端子を備えたことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項１２に記載のプラズマ表面処理方法装置において、前記管状導体と前記第１の長方形板状導体及び第２の長方形板状導体のそれぞれとを誘電体により電気的に絶縁するという構造を有する電流導入端子を備えたことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項１２に記載のプラズマ表面処理装置において、前記第１の長方形板状導体と第２の長方形板状導体の間に介在する誘電体の形状が楔形である電流導入端子を備えたことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項９～１５のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記平衡不平衡変換装置の２つの出力の電圧の位相差が１８０°に設定されることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
　請求項９～１６のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記電流導入端子と一対の電極に設置の電力供給点が導体板で接続されるという構造を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。