(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、
規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、
前記基板を支持する対向電極と、
前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、
前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合器と、
前記伝送線路における前記整合器と前記放電電極の各給電点との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第１のループ回路と、
前記第１のループ回路に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第１のインピーダンス素子と、
前記伝送線路の前記接続点と前記放電電極との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第２のインピーダンス素子と、
を備えた基板処理装置。
【請求項２】
前記第１のインピーダンス素子及び前記第２のインピーダンス素子が、可変キャパシタ又は可変インダクタである請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記高周波電源により供給される高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるとき、前記高周波電源のインピーダンスと前記放電電極のインピーダンスとを略一致させるように、前記第１のインピーダンス素子及び前記第２のインピーダンス素子が調整されている請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１のインピーダンス素子が前記第１のループ回路の両端部に接続された請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、
規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、
前記基板を支持する対向電極と、
前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、
前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合器と、
前記伝送線路における前記高周波電源と前記整合器との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第２のループ回路と、
前記第２のループ回路に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第３のインピーダンス素子と、
前記伝送線路の前記接続点と前記整合器との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第４のインピーダンス素子と、
を備えた基板処理装置。
【請求項６】
前記第３のインピーダンス素子及び前記第４のインピーダンス素子が、可変キャパシタ又は可変インダクタである請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記高周波電源により供給される高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるとき、前記高周波電源のインピーダンスと前記放電電極のインピーダンスとを略一致させるように、前記第３のインピーダンス素子及び前記第４のインピーダンス素子が調整されている請求項５又は請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第３のインピーダンス素子が前記第２のループ回路の両端部に接続された請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記高周波電源と前記整合器との間に、高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出するための電流、電圧及び位相差を計測するセンサを接続した請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、
規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、
前記基板を支持する対向電極と、
前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、
前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、可変キャパシタとインダクタとを有し、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合回路と、
前記伝送線路における前記整合回路と前記放電電極の各給電点との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第３のループ回路と、
前記第３のループ回路の両端部に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第５のインピーダンス素子と、
前記伝送線路の前記接続点と前記放電電極との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第１の可変インピーダンス素子と、
前記伝送線路における各前記第１の可変インピーダンス素子の前記接続点側のそれぞれの端部間を電気的に接続する第４のループ回路と、
前記第４のループ回路に接続された第２の可変インピーダンス素子と、
前記伝送線路における各前記第１の可変インピーダンス素子の前記放電電極側のそれぞれの端部間を電気的に接続する第５のループ回路と、
前記第５のループ回路に接続された第３の可変インピーダンス素子と、
を備えた基板処理装置。
【請求項１１】
前記第５のインピーダンス素子が、可変キャパシタ又は可変インダクタである請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記高周波電源により供給される高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるとき、前記高周波電源のインピーダンスと前記放電電極のインピーダンスとを略一致させるように、前記第５のインピーダンス素子及び前記第１の可変インピーダンス素子乃至前記第３の可変インピーダンス素子が調整されている請求項１０又は請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記高周波電源と前記整合回路との間に、高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出するための電流、電圧及び位相差を計測するセンサを接続した請求項１０乃至請求項１２の何れか１項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、プラズマを用いて基板に処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池パネルに用いられるシリコン薄膜の生産効率向上の要請に伴い、高品質なシリコン薄膜を高速且つ大面積で製膜するようになってきている。このような大面積（例えば、縦１ｍ以上、横１ｍ以上の大きさ）の基板に対して、プラズマ化学蒸着（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＣＶＤ）によりシリコン薄膜を製膜する装置として、プラズマＣＶＤ装置が知られている。
【０００３】
プラズマＣＶＤ装置は、例えば、図８に示すように、プラズマガスを発生するための真空室内の対向電極９０上に設置されるガラス基板９７に対峙して配設される放電電極９４と、放電電極９４に対してガラス基板９７と反対方向に設置され、真空室内に設置されている基板９７以外のものに、放電電極９４により発生されるプラズマガスが付着するのを防止する防着板９５とを備えている。また、放電電極９４の両端部には、伝送線路（同軸直管給電）９２を介して真空室の外部に設置される高周波電源９８が接続されている。高周波電源９８は、超高周波数（３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ）の高周波電力を放電電極９４に供給するものであり、高周波電源９８と放電電極９４とを接続する各伝送線路上には、高周波電源９８と放電電極９４とのインピーダンスを整合する整合器９３が直列に配置される。さらに、整合器９３と各伝送路９２との間には、放電電極９４において反射される反射電力を進行波へ回生させるためのループ回路９５が接続されている。真空室内部には、ガスが供給され、放電電極９４に供給される高周波電力によりプラズマを発生させることでガスがプラズマ化され、プラズマ化されたガスの膜成分分子が対向電極９０側に引き付けられて基板７上に薄膜を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したプラズマＣＶＤ装置において、大面積の基板に製膜を行う場合、薄型太陽電池パネルの生産効率は向上するものの、放電電極９４に供給する高周波電力の電力量を増大させる必要が生じる。供給する高周波電力の電力量を増大させると、これに伴って放電電極９４の端部で反射される反射電力も大きくなる。特に、伝送線路の特性インピーダンスと放電電極９４のインピーダンスとの間で整合が取れないと、放電電極９４で反射された反射電力をループ回路９５によって回生させたとしても、回生できなかった反射電力が高周波電源９８に戻り、高周波電源９８を破損する虞がある。また、反射電力が大きければ大きいほど、放電電極９４に供給される高周波電力の利用効率が低下し、シリコン薄膜の製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、膜厚分布を均一化しながら、放電電極における反射電力を抑制して、設備コストの低減を図ることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
【０００８】
本発明は、高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、前記基板を支持する対向電極と、前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、前記伝送線路に接続され、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合器と、前記伝送線路における前記整合器と前記放電電極の各給電点との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第１のループ回路と、前記第１のループ回路に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第１のインピーダンス素子と、前記伝送線路の前記接続点と前記放電電極との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第２のインピーダンス素子と、を備えたことを特徴とする基板処理装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、放電電極では、供給された高周波電力の全てをプラズマの形成に利用することができる高周波電力のうち、所定の割合の電力を反射電力として伝送線路を介して高周波電源に向けて反射する。このため、伝送線路における整合器と放電電極の各給電点との間の接続点を解して電気的に接続されたループ回路を設け、整合器により、高周波電源と放電電極とのインピーダンスを整合させる。これにより、ループ回路に反射電力が回生され、反射電力はあたかも高周波電源から出力された高周波電力であるかのように、再び放電電極へ供給され、高周波電源へ戻る反射電力を低減させることができる。ところが、これだけでは反射電力の低減が充分でないため、ループ回路に夫々第１のインピーダンス素子を接続する。さらに、伝送線路の接続点と放電電極との間に第２のインピーダンス素子を接続する。このように第１のインピーダンス素子及び第２のインピーダンス素子を接続することで、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させ、高周波電力へ戻る反射電力を低減させることができる。
【００１０】
本発明は、高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、前記基板を支持する対向電極と、前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、前記伝送線路に接続され、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合器と、前記伝送線路における前記高周波電源と前記整合器との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第２のループ回路と、前記第２のループ回路に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第３のインピーダンス素子と、前記伝送線路の前記接続点と前記整合器との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第４のインピーダンス素子と、を備えたことを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、放電電極では、供給された高周波電力の全てをプラズマの形成に利用することができる高周波電力のうち、所定の割合の電力を反射電力として伝送線路を介して高周波電源に向けて反射する。このため、伝送線路における高周波電源と整合器との間の接続点を介して電気的に接続されたループ回路を設け、整合器により、高周波電源と放電電極とのインピーダンスを整合させる。これにより、ループ回路に反射電力が回生され、反射電力はあたかも高周波電源から出力された高周波電力であるかのように、再び放電電極へ供給され、高周波電源へ戻る反射電力を低減させることができる。ところが、これだけでは反射電力の低減が充分でないため、ループ回路に第３のインピーダンス素子を接続する。さらに、伝送線路の接続点と前記整合器との間に第４のインピーダンス素子を接続する。このように第３のインピーダンス素子及び第４のインピーダンス素子を接続することで、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させ、高周波電力へ戻る反射電力を低減させることができる。
【００１２】
本発明は、高周波電力によりプラズマを形成し、該プラズマにより基板を処理する基板処理装置であって、規定の周波数を有する高周波電力を出力する高周波電源と、前記基板を支持する対向電極と、前記高周波電源からの高周波電力が供給される給電点を両端部にそれぞれ有し、該高周波電力により前記対向電極との間にプラズマを形成する放電電極と、前記放電電極と前記高周波電源とを電気的に接続し、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記放電電極の前記各給電点にそれぞれ伝送する伝送線路と、前記伝送線路に接続され、可変キャパシタとインダクタとを有し、前記高周波電源と前記放電電極とのインピーダンスを整合させる整合回路と、前記伝送線路における前記整合回路と前記放電電極の各給電点との間にそれぞれ接続点を設け、該接続点間を電気的に接続する第３のループ回路と、前記第３のループ回路の両端部に接続され、前記放電電極で反射される反射電力を回生させるように調整された第５のインピーダンス素子と、前記伝送線路の前記接続点と前記放電電極との間に接続され、前記反射電力を抑制するように調整された第１の可変インピーダンス素子と、前記伝送線路における各前記第１の可変インピーダンス素子の前記接続点側のそれぞれの端部間を電気的に接続する第４のループ回路と、前記第４のループ回路に接続された第２の可変インピーダンス素子と、前記伝送線路における各前記第１の可変インピーダンス素子の前記放電電極側のそれぞれの端部間を電気的に接続する第５のループ回路と、前記第５のループ回路に接続された第３の可変インピーダンス素子と、を備えた基板処理装置を提供する。
【００１３】
本発明によれば、放電電極では、供給された高周波電力の全てをプラズマの形成に利用することができる高周波電力のうち、所定の割合の電力を反射電力として伝送線路を介して高周波電源に向けて反射する。高周波電源と放電電極とのインピーダンスは整合回路により整合されるが、整合回路が可変キャパシタとインダクタとを有する比較的簡便なものであるため、これだけでは反射電力の低減が充分でない。このため、伝送線路における高周波電源と整合回路との間の接続点を介して電気的に接続された第３のループ回路を設け、第３のループ回路に第５のインピーダンス素子を接続する。さらに、伝送線路の接続点と放電電極との間に第１の可変インピーダンス素子を接続し、その両端部に夫々第４のループ回路及び第５のループ回路を接続する。第４のループ回路には、第２の可変インピーダンス素子を、第５のループ回路には、第３の可変インピーダンス素子を夫々接続する。これにより、第３のループ回路、第４のループ回路及び第５のループ回路に反射電力が回生され、反射電力はあたかも高周波電源から出力された高周波電力であるかのように、再び放電電極へ供給され、高周波電源へ戻る反射電力を低減させることができる。
【００１４】
上述した基板処理装置において、前記第１のインピーダンス素子乃至前記第５のインピーダンス素子が、可変キャパシタ又は可変インダクタであることが好ましい。
本発明によれば、第１のインピーダンス素子乃至第５のインピーダンス素子が可変キャパシタ又は可変インダクタであるため、高周波電源と放電電極とのインピーダンスを整合させるための調整がより簡便にできる。
【００１５】
上述した基板処理装置において、前記高周波電源により供給される高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるとき、前記高周波電源のインピーダンスと前記放電電極のインピーダンスとを略一致させるように、前記第１のインピーダンス素子乃至前記第５のインピーダンス素子及び前記第１の可変インピーダンス素子乃至前記第３の可変インピーダンス素子が調整されていることが好ましい。
【００１６】
ところで、高周波電源は、一方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を基準として、他方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を可変とすることで位相変調を行いつつ、規定の周波数を有する高周波電力を供給している。従って、高周波電源同士の位相差は時間に応じて常に変化している。高周波電源同士の位相差が０°又は１８０°のとき、電気的特性が対極の関係にあるため、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して、第１のインピーダンス素子乃至第５のインピーダンス素子を調整する必要がある。このため、高周波電源により供給される高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるとき、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させるように第１のインピーダンス素子乃至第５のインピーダンス素子を調整する。具体的には、第１のインピーダンス素子乃至第５のインピーダンス素子として、インダクタ、キャパシタ及び同軸ケーブル等所望のインピーダンス素子を適用することができる。そして、これらのうち何れを適用するか、また、これらのインピーダンス及び静電容量を適宜決定することで、高周波電力の位相差が０°又は１８０°となるときの高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させる。このように第１のインピーダンス素子乃至第５のインピーダンス素子を調整することで、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させ、高周波電力へ戻る反射電力を低減させることができる。
【００１７】
上述した基板処理装置において、前記第１のインピーダンス素子が前記第１のループ回路の両端部に、前記第３のインピーダンス素子が前記第２のループ回路の両端部に、前記第５のインピーダンス素子が前記第３のループ回路の両端部に、前記第２の可変インピーダンス素子が前記第４のループ回路に、前記第３の可変インピーダンス素子が前記第５のループ回路に夫々接続されたことが好ましい。
本発明によれば、各インピーダンス素子が各ループ回路の両端部に接続されることで、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させ、高周波電力へ戻る反射電力を低減させることができる。
【００１８】
上述した基板処理装置において、前記高周波電源と前記整合器又は前記整合回路との間に、高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出するための電流、電圧及び位相差を計測するセンサを接続することが好ましい。
本発明によれば、電流、電圧及び位相差を計測するセンサを接続することで、電流、電圧及び位相差を所望のタイミングで計測することができ、電流、電圧及び位相差に基づいて高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出することができる。電流、電圧及び位相差を計測するセンサとして、容量分圧器、抵抗分圧器、及びロゴスキーコイル等を用いた電流プローブを組み合わせた回路を適用することができ、この場合には、低コストのセンサを実現することができるため、電流、電圧及び位相差を計測する度に逐一基板処理装置に対してセンサを取り付ける必要がない。従って、電流、電圧及び位相差を計測する際に、センサに所定のケーブル等を取り付けるのみで、容易に電流、電圧及び位相差を計測することができ、これらに基づいて高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、膜厚分布を均一化しながら、放電電極における反射電力を抑制して、設備コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる薄膜製造装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる薄膜製造装置の一部を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる放電電極に対する電力の供給等を説明する概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に適用される整合器の概略構成を説明する模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる放電電極に対する電力の供給等を説明する概略図である。
【図６】本発明の第１又は第２の実施形態の変形例に適用される整合器の概略構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第３の実施形態にかかる放電電極に対する電力の供給等を説明する概略図である。
【図８】従来のＣＶＤ装置にかかる概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
基板処理装置として、アモルファス太陽電池や微結晶太陽電池や液晶ディスプレイ用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などに用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン、窒化シリコン等からなる膜の高速製膜処理を行うことが可能な薄膜製造装置、基板の表面処理を行う大気圧プラズマ装置の他、大面積のプラズマ処理が必要な表面改質装置やオゾナイザ等、真空から大気圧の広い圧力領域でのプラズマ生成装置などが挙げられる。本実施形態においては、基板処理装置の一例として、薄膜製造装置について説明する。
【００２３】
図１は、太陽電池パネルに用いられるシリコン薄膜の製膜に用いる薄膜製造装置の構成を示す概略構成図であり、図２は、薄膜製造装置１の側面から見た図である。薄膜製造装置１は、真空容器である製膜室６、導電性の板である対向電極２、対向電極２の温度分布を均一化する均熱板５、均熱板５および対向電極２を保持する均熱板保持機構１１、対向電極２との間にプラズマを発生させる放電電極３、膜が形成される範囲を制限する防着板４、防着板４を支持する支持部７、後述する高周波電源からの高周波電力を放電電極３に供給する同軸給電部１２ａ，１２ｂ、整合器１３、製膜室６内の気体を排気する高真空排気部３１、低真空排気部３５及び製膜室６を保持する台３７を備えている。なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。
【００２４】
製膜室６は、真空容器であり、その内部で基板８に微結晶シリコン膜などを製膜する。製膜室６は、台３７上で鉛直方向に対してθ＝７°〜１２°傾けて保持されている。このため、対向電極２の基板８の製膜処理面の法線が、水平方向に対して７°〜１２°上に向く。基板８を鉛直方向から僅かに傾けることは、装置の設置スペースの増加を抑えながら基板８の自重を利用して少ない手間で基板８を保持し、更に基板８と対向電極２の密着性を向上して基板８の温度分布と電位分布を均一化することが出来て好ましい。
【００２５】
対向電極２は、基板８を保持可能な保持手段（図示せず）を有する非磁性材料の導電性の板である。セルフクリーニングを行う場合は耐フッ素ラジカル性を備えることが好ましく、ニッケル合金やアルミやアルミ合金の板を使用することが望ましい。対向電極２は、放電電極３に対向する電極（例えば、接地側電極）となる。対向電極２は、一方の面が均熱板５の表面に密接し、製膜時に他方の面が基板８の表面と密接するようになっている。
【００２６】
均熱板５は、内部に温度制御された熱媒体を循環させたり、または温度制御されたヒーターを組み込むことで、自身の温度を制御して、全体を概ね均一な温度とし、接触している対向電極２の温度を所定温度に均一化する機能を有する。ここで、熱媒体は、非導電性媒体であり、水素やヘリウムなどの高熱伝導性ガス、フッ素系不活性液体、不活性オイル、及び純水等が使用でき、特に、１５０℃〜２５０℃の範囲でも圧力が上がらずに制御が容易であることから、フッ素系不活性液体（例えば商品名：ガルデン、Ｆ０５など）の使用が好適である。
【００２７】
均熱板保持機構１１は、均熱板５及び対向電極２を製膜室６の側面（図１の右側）に対して略平行となるように保持するとともに、均熱板５、対向電極２および基板８を、放電電極３に接近離間可能に保持する。また、均熱板保持機構１１は、製膜時に均熱板５等を放電電極３に接近させて、基板８を放電電極３から、例えば３ｍｍから１０ｍｍの範囲内に位置させることができる。
【００２８】
防着板４は、接地されプラズマの広がる範囲を抑えることにより、膜が製膜される範囲を制限するものであり、電極３における対向電極２と反対側の空間を覆うように支持部７で保持されている。本実施形態の場合、図１に示すように、製膜室６の内側における防着板４の後ろ側（基板８と反対の側）の壁に膜が製膜されないようにしている。
【００２９】
支持部７は、製膜室６の側面（図１における左側の側面）から内側へ垂直に延びる部材であり、支持部７は防着板４と結合され、放電電極３における対向電極２と反対側の空間を覆うように防着板４を保持している。また、支持部７は放電電極３と絶縁的に結合され、放電電極３を製膜室６の側面（図１における左側の側面）に対して略平行に保持している。
【００３０】
高真空排気部３１は、粗引き排気された製膜室６内の気体をさらに排気して、製膜室６内を高真空とする高真空排気用の真空ポンプである。弁３２は、高真空排気部３１と製膜室６との経路を開閉する弁である。
低真空排気部３５は、初めに製膜室６内の気体を排気して、製膜室６内を低真空とする粗引き排気用の真空ポンプである。弁３４は、低真空排気部３５と製膜室６との経路を開閉する。
台３７は、上面に配置された保持部３６を介して製膜室６を保持するものである。台３７の内部には低真空排気部３５が配置される領域が形成されている。
【００３１】
図２は、本発明の薄膜製造装置の構成の一部を示す部分斜視図であり、図３は、放電電極３に対する電力の供給等を説明する概略図である。図２中に矢印でＸＹＺ方向を示す。放電電極３は、二本の横電極の間に設けられた各棒状の縦電極を略平行に組み合わせて構成されている。なお、放電電極３を、更に複数の電極単位に分割構成しても良い。放電電極３を分割構成する場合は、好ましくは給電点の数に合わせて分割形成する。
【００３２】
放電電極３は、本実施の形態では、例えば、８個の放電電極３ａ〜３ｈを備えており、各放電電極３ａ〜３ｈは、互いに略平行にＹ方向へ伸びる二本の横電極と、二本の横電極２０の間に設けられ互いに略平行にＸ方向へ伸びる複数の棒状の縦電極とを備えている（図示せず）。ただし、放電電極の数は必ずしも８個ではなく、これよりも多い場合と少ない場合があり、特に限定されるものではない。放電電極３ａ〜３ｈへの電力供給を、８個を超えるまたは８個未満の整合器１３ａ、１３ｂ及び高周波給電伝送路１４ａ、１４ｂとの組みで行うことも可能である。また各々個別の高周波電源部６０から電力を供給しても良い。これらの場合、その組の数に対応するように、放電電極３ａ〜３ｈを加減して組み分けることが好ましい。また放電電極の数は、真空中およびプラズマ生成時の高周波電力の波長による定在波の影響を低減させるように各放電電極の幅を定めることが好ましく、複数の放電電極を並べて設置した状態で基板８の幅よりも少し大きくなるように配置することがプラズマの均一化に好ましい。
【００３３】
放電電極３ａの給電点（端部）５３側には、整合器１３ａｔと、高周波給電伝送路１４ａと、同軸給電部１２ａと、熱媒体供給管１５ａおよび原料ガス配管１６ａが設けられている。また、給電点（端部）５４側には、整合器１３ａｂと、高周波給電伝送路１４ｂと、同軸給電部１２ｂと、熱媒体供給管１５ｂおよび原料ガス配管１６ｂが設けられている。
【００３４】
同様に、放電電極３ｂ〜３ｈのそれぞれに対して、給電点５３側には、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔと、高周波給電伝送路１４ａと、同軸給電部１２ａと、熱媒体供給管１５ａおよび原料ガス配管１６ａがそれぞれ設けられている。また、給電点５４側には、整合器１３ａｂ〜１３ｈｂと、高周波給電伝送路１４ａと、同軸給電部１２ｂと、熱媒体供給管１５ｂおよび原料ガス配管１６ｂがそれぞれ設けられている。なお、図２においては、図を見やすくするために整合器１３ａｔ，１３ａｂ，１３ｈｔのみを表示し、他の整合器の表示を省略している。ここで、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂは、何れも出力側のインピーダンスを整合するものであり、後述する高周波電源から供給された高周波電力に対してインピーダンスを整合して、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂを介して高周波電力を放電電極３へ送電する。
【００３５】
高周波給電伝送路１４ａにおける整合器１３ａｔ〜１３ｈｔと放電電極３ａ〜３ｈとの間と、高周波給電伝送路１４ｂにおける整合器１３ａｂ〜１３ｈｂと放電電極３ａ〜３ｈとの間は電気的に接続されループ回路２０を形成している。すなわち、高周波給電伝送路１４ａにおける整合器１３ａｔ〜１３ｈｔの出口と高周波給電伝送路１４ｂにおける整合器１３ａｂ〜１３ｈｂの出口とは、図３に示すように、ループ回路２０によりそれぞれ電気的に接続されている。ループ回路２０は、高周波電源から出力される高周波電力の周波数に対して、その線路内電圧波長の整数倍の長さを有する短絡線２１と短絡線２１の両端部に接続されたインピーダンス素子としてのインダクタ２０ａ，２０ｂとを備えている。ここで、インダクタ２０ａ，２０ｂのインダクタンスは、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力をループ回路２０に効率的に回生させるように調整され、例えば、３２０ｎＨとされている。短絡線２１としては、例えば、同軸ケーブルを適用することができる。
【００３６】
また、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける同軸給電部１２ａ，１２ｂとループ回路２０の接続点との間には、インピーダンス素子としてのキャパシタ３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続されている。ここで、キャパシタ３０ａ，３０ｂの静電容量は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を抑制するように調整され、例えば、５０ｐＦとされている。
【００３７】
ところで、後述する高周波電源１７ａと高周波電源１７ｂとは、一方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を基準として、他方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を可変とすることで位相変調を行いつつ放電電極３ａ〜３ｈへ電力を供給している。この高周波電源１７ａ，１７ｂによる電力供給時、すなわち、位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、電気的特性が対極の関係にある。従って、位相変調時に高周波電源１７ａ，１７ｂへの反射電力を低減させるためには、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと位相差が０°又は１８０°のときの放電電極側のインピーダンスとを近づけることが必要となる。そこで、高周波電源１７ａ，１７ｂから見て直列素子と並列素子の２素子を接続することで、回路定数を位相差に応じて変化させること無く、位相差０°又は１８０°のときのインピーダンスを個別に調整できるようにする。
【００３８】
上記したように、本実施形態においては、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた並列素子として、ループ回路２０の短絡線２１の両端部にインダクタ２０ａ，２０ｂを直列に接続する。ループ回路２０の短絡線２１は１波長の整数倍とされているので、位相差０°又は１８０°において、インダクタ２０ａ，２０ｂと短絡線２１の関係はそれぞれ、インダクタ＋開放（アース電位に対して高インピーダンス）、インダクタ＋短絡（アース電位）となる。そのため、位相差０°の時のインダクタは回路の電気特性に寄与しない。一方、位相差１８０°の時のインダクタは回路の電気特性に寄与するため、インダクタの調整によって位相差１８０°の電気特性のみを調整できるという特徴がある。
【００３９】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた直列素子として、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける同軸給電部１２ａ，１２ｂとループ回路２０の接続点との間に直列にキャパシタ３０ａ，３０ｂを接続する。位相差が０°のときと１８０°のときとでは、放電電極側のインピーダンスが大きく異なるので、キャパシタ３０ａ，３０ｂによるインピーダンス変化量が異なり、この差が直列素子によるインピーダンス調整代となる。
【００４０】
このように高周波電源から見て並列素子と直列素子とを接続することで、これらの組み合わせにより、位相差が０°のときと１８０°のときのインピーダンスを一致させることができ、位相変調時においても高周波電源から放電電極側のインピーダンスが変化せず、反射電力を理論上ゼロとすることができる。
【００４１】
インダクタ２０ａ，２０ｂ及びキャパシタ３０ａ，３０ｂのインピーダンス及び静電容量についても、高周波電源による位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、回路の電気的特性が対極の関係にあることから、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して決定する必要がある。
【００４２】
具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、高周波電源１７ａ，１７ｂから見て直列側、すなわち高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ上に見かけ上無限大の抵抗値の抵抗が接続されたのと等しい状態となり、すなわち、ループ回路２０に接続されたインダクタ２０ａ，２０ｂが存在しないのと等しい状態となる。このため、反射電力をループ回路に回生させるべく高周波電源１７ａ，１７ｂと放電電極３ａ〜３ｈとのインピーダンスを整合させるには、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたインピーダンス素子（キャパシタ３０ａ，３０ｂ）のみが有効となる。
【００４３】
他方、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたインピーダンス素子（キャパシタ３０ａ，３０ｂ）だけでなく、ループ回路２０に接続されたインピーダンス素子（インダクタ２０ａ，２０ｂ）も有効となる。また、一般に高周波電源１７ａ，１７ｂは、概ね５０Ωのインピーダンスを有するものが適用されている。従って、このような特性に基づいて、最も効率的に反射電力を低減させることができるように各インピーダンス素子（インダクタ２０ａ，２０ｂ及びキャパシタ３０ａ，３０ｂ）のインピーダンス及び静電容量を定めることで反射電力を低減させる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、ループ回路に接続するインピーダンス素子にインダクタを適用したが、キャパシタを適用することも可能である。同様に、高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子としてキャパシタを適用したが、インダクタを適用することも可能である。ループ回路に接続するインピーダンス素子及び高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子は、上記した特性に基づいて最も効率的に反射電力を低減させることができるものを適用する。
【００４５】
放電電極３ａ〜３ｈは、複数のショートバー２８およびアースバー２９を介して防着板４と電気的に接続され、防着板４は接地されている。対向電極２は放電電極３ａ〜３ｈに対向して設けられ、対向電極２は接地されている。放電電極３ａ〜３ｈの給電点５３には、図３に示すように、高周波電源１７ａから高周波電力が供給され、給電点５４には、高周波電源（電源部）１７ｂから高周波電力が供給されている。図１に示すように、電極３a〜３ｈと平行な位置には、基板８を乗せる対向（接地）電極２が配置され、電極３a〜３ｈと対向（接地）電極２との間には、高周波電力が給電されることによりプラズマが生成される。
【００４６】
具体的には、高周波電源１７ａから分配器（図示せず）、高周波給電伝送路１４ａ、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ、同軸給電部１２ａの順に介して放電電極３ａ〜３ｈの給電点５３にそれぞれ高周波電力が供給される。同様に、高周波電源１７ｂから分配器（図示せず）、高周波給電伝送路１４ｂ、整合器１３ａｂ〜１３ｈｂ、同軸給電部１２ｂの順に介して放電電極３ａ〜３ｈの給電点５４にそれぞれ高周波電力が供給される。
【００４７】
各放電電極３ａ〜３ｈには、同軸給電部１２ａ、１２ｂを接続する給電点５３、５４を介して後述する高周波電源からそれぞれ高周波電力が供給され、さらに、給電点５３と給電点５４の近傍に接続された原料ガス配管１６ａと１６ｂから原料ガスが供給される。そして、各放電電極３ａ〜３ｈは、図２中の矢印に示す方向（対向電極側）へ略均一に原料ガスのプラズマガスを放出することで、基板８に膜を製膜する。
【００４８】
放電電極３ａ〜３ｈの温度調節を行う場合、同軸給電部１２ａ，１２ｂは、例えば、その円管の中心部分に設けた細管を用いて熱媒体を通し、その周辺部を用いて電力を給電することが可能である。放電電極３の給電点５４側へ熱媒体を供給し、放電電極３の給電点５３側から熱媒体供給装置へ熱媒体を送出する。熱媒体の温度を熱媒体供給装置で制御することで、放電電極３の温度を所望の温度に制御して製膜室６内のヒートバランスを適切に保つことができる。これにより、基板８の表裏温度差に伴うソリ変形を抑制することができる。
【００４９】
図４は、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ｂｂ〜１３ｈｂの概略構成を説明する模式図である。（以下、全ての整合器を示すときは単に符号「１３」を付し、各整合器を示すときは符号「１３ａ」、「１３ｂ」等を付す。）整合器１３は、出力側のインピーダンスを整合可能とするものである。整合器１３には、図４に示すように、高周波電力の周波数を調整する第１コンデンサ（位相調整部）２３、コイル２４及び高周波電力の振幅を調整する第２コンデンサ（振幅調整部）２５が設けられている。
【００５０】
第１コンデンサ２３および第２コンデンサ２５は、ともに可変容量コンデンサであり、第１コンデンサ２３の容量Ｃｔおよび第２コンデンサ２５の容量Ｃｍを調節することにより、整合器１３のインピーダンスの値が調節される。
【００５１】
第１コンデンサ２３およびコイル２４は、高周波給電伝送路１４ａおよび同軸給電部１２ａの間、または、高周波給電伝送路１４ｂおよび同軸給電部１２ｂの間に直列に配置されている。また、第２コンデンサ２５の一方の端部は、高周波給電伝送路１４ａまたは高周波給電伝送路１４ｂと電気的に接続され、他方の端部は整合器１３の筐体を介して接地されている。
【００５２】
整合器１３ａｂ〜１３ｈｂには、図２に示すように、熱媒体供給装置（図示せず）から熱媒体供給管１５ｂを介して熱媒体が供給される。供給された熱媒体は同軸給電部１２ｂを介して放電電極３ａ〜３ｈへ供給される。そして、熱媒体は放電電極３ａ〜３ｈから同軸給電部１２ａを介して整合器１３ａｔ〜１３ｈｔに流入し、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔから熱媒体供給管１５ａを介して熱媒体供給装置（図示せず）へ送出される。
【００５３】
熱媒体は上述のように、下側の整合器１３ｂｂ〜１３ｈｂから上側の整合器１３ａｔ〜１３ｈｔへ向って流されることが好ましい。このように流すことで滞留箇所や未到達の箇所が発生することなく、熱媒体を放電電極３内に行き渡らせることができるからである。
【００５４】
同軸給電部１２ａ，１２ｂは、図３に示すように、整合器１３から供給される高周波電力を放電電極３へ供給するものである。同軸給電部１２ａ，１２ｂは、一方を放電電極３ａ〜３ｈに電気的に接続され、他方を整合器１３に電気的に接続されている。
【００５５】
高周波電源１７ａ，１７ｂは高周波電力、例えばＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ）の周波数帯域の電力、より好ましくは４０ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度の周波数を有する電力を供給するものである。また、高周波電源１７ａ，１７ｂは、供給する高周波電力の周波数を変動可能に、例えば、６０ＭＨｚの高周波電源においては、周波数を５８．５ＭＨｚから５９．９ＭＨｚ、または、６０．１ＭＨｚから６１．５ＭＨｚのように変動可能に構成されている。
【００５６】
また、高周波電源１７ａと高周波電源１７ｂとは、一方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を基準として、他方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を可変とすることで位相変調を行いつつ規定の周波数を有する高周波電力を供給している。これにより、放電電極３ａ〜３ｈ上に生成される定在波が動き、高周波電力を供給している間の時間平均的に電圧を平均化させることができる。従って、放電電極３ａ〜３から放出されるプラズマガスも平均化され、製膜された膜が均一化される。
【００５７】
次に、上記の構成からなる薄膜製造装置１において、高周波電源１７ａ，１７ｂにより高周波電力を供給した場合について説明する。薄膜製造装置１が起動すると、高周波電源１７ａ，１７ｂにより所定の周波数の高周波電力が高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、整合器１３及び同軸給電部１２ａ，１２ｂを介して放電電極３ａ〜３ｈへ供給される。
本実施形態においては、整合器１３と同軸給電部１２ａ，１２ｂとの間にループ回路２０が形成されている。また、ループ回路２０には、インダクタ２０ａ，２０ｂが接続されており、このインダクタ２０ａ，２０ｂのインダクタンス値は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力をループ回路２０に効率的に回生させるように調整されていることから、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側で反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずにループ回路２０に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給する。
【００５８】
さらに、ループ回路２０に接続されたインダクタ２０ａ，２０ｂと、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたキャパシタ３０ａ，３０ｂにより、整合器１３をインピーダンスの基準とした場合に、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが一致し、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を低減することができる。
【００５９】
より具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側を含む全体が、整合器１３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。そして、キャパシタ３０ａ，３０ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。
【００６０】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、同様に、周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び放電電極３ａ〜３ｈを含む全体が、整合器１３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。その後、インダクタ２０ａ，２０ｂにより高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときと略同じと看做せる状態に調整され、最終的に、キャパシタ３０ａ，３０ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。このように、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが略一致するので、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側で反射される反射電力を低減することができる。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、放電電極３ａ〜３ｈで反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずにループ回路２０に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給するので、放電電極における反射電力を抑制することができると共に、高周波電力の利用効率を向上させ、延いては、プラズマ発生効率を向上させ、基板上における製膜速度を向上させることができる。また、高周波電源１７ａ、１７ｂの破損を防止することができる。
【００６２】
なお、本実施形態において、高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子としてキャパシタ３０ａ，３０ｂを適用したが、これに代えて、例えば、エアバリコン等のインピーダンスが可変可能なインピーダンス素子を適用することも可能である。この場合には、反射電力を低減するためのインピーダンス又は静電容量を容易に定めることができるという利点がある。また、ループ回路２０の両端部に夫々インダクタ２０ａ，２０ｂを接続する構成として説明したが、これに限られるものではなく、ループ回路２０の短絡線２１の中央部に一つのインダクタを設ける構成とすることも可能である。インダクタ２０ａ，２０ｂ等のインピーダンス素子をループ回路の両端に接続した場合と、中央部に接続した場合とでは、電気特性的には同じ効果が得られる。即ち、中央部に接続した場合にも、高周波電源のインピーダンスと高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスとを略一致させ、高周波電力へ戻る反射電力を低減させることができる。上記したように、インピーダンス素子をループ回路２０の両端部に接続した場合は、電極両端の整合器出口に各々取り付ける必要があり、インピーダンス素子の調整の際には整合器出口部にアクセスする必要がある。この場合、インピーダンス素子に隣接するチャンバに基板処理装置の駆動部があるために、基板処理装置の運転中には作業員が入れず、運転中にはインピーダンス素子の調整を行うことができない。一方、インピーダンス素子を中央部に接続する場合は、ループ回路のケーブル長を利用して、生産中でも人がアクセスできる場所にて素子を調整できるようにすることができる。
【００６３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、本実施形態は第１の実施形態と比較して、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されるインピーダンス素子及びループ回路２０が設けられる位置が異なり、整合器のインピーダンス調整方法が異なっている。以下、本実施形態においては、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されるインピーダンス素子及びループ回路２０が設けられる位置について主に説明し、その他の第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
図５は、本実施形態における放電電極３に対する電力の供給等を説明する概略図である。
高周波給電伝送路１４ａにおける高周波電源１７ａと整合器１３ａｔ〜１３ｈｔとの間と、高周波給電伝送路１４ｂにおける高周波電源１７ｂと整合器１３ａｂ〜１３ｈｂとの間は、電気的に接続されループ回路２０を形成している。すなわち、高周波給電伝送路１４ａにおける整合器１３ａｔ〜１３ｈｔの入口と高周波給電伝送路１４ｂにおける整合器１３ａｂ〜１３ｈｂの入口とは、図５に示すように、ループ回路２０によりそれぞれ電気的に接続されている。ループ回路２０は、高周波電源から出力される高周波電力の周波数に対して、その線路内電圧波長の整数倍の長さを有する短絡線２１と短絡線２１との両端部に接続されたインピーダンス素子としてのキャパシタ２２ａ，２２ｂとを備えている。ここで、キャパシタ２２ａ，２２ｂの静電容量は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力をループ回路２０に効率的に回生させるように調整され、例えば、５０ｐＦとされている。短絡線２１としては、例えば、同軸ケーブルを適用することができる。
【００６５】
また、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂとループ回路２０の接続点との間には、インピーダンス素子としての同軸ケーブル２６ａ，２６ｂがそれぞれ接続されている。ここで、同軸ケーブル２６ａ，２６ｂのインピーダンスは、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を抑制するように調整され、例えば、３２０ｎＨとされている。
【００６６】
ところで、後述する高周波電源１７ａと高周波電源１７ｂとは、一方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を基準として、他方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を可変とすることで位相変調を行いつつ放電電極３ａ〜３ｈへ電力を供給している。この高周波電源１７ａ，１７ｂによる電力供給時、すなわち、位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、電気的特性が対極の関係にある。従って、位相変調時に高周波電源１７ａ，１７ｂへの反射電力を低減させるためには、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと位相差が０°又は１８０°のときの放電電極側のインピーダンスとを近づけることが必要となる。そこで、高周波電源１７ａ，１７ｂから見て直列素子と並列素子の２素子を接続することで、回路定数を位相差に応じて変化させること無く、位相差０°又は１８０°のときのインピーダンスを個別に調整できるようにする。
【００６７】
上記したように、本実施形態においては、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた並列素子として、ループ回路２０の短絡線２１の両端部に直列にキャパシタ２２ａ，２２ｂを接続する。ループ回路２０の短絡線２１は１波長の整数倍とされているので、位相差０°又は１８０°において、キャパシタ２２ａ，２２ｂと短絡線２１の関係はそれぞれ、キャパシタ＋開放（アース電位に対して高インピーダンス）、キャパシタ＋短絡（アース電位）となる。そのため、位相差０°の時のキャパシタは回路の電気特性に寄与しない。一方、位相差１８０°の時のキャパシタは回路の電気特性に寄与するため、キャパシタの調整によって位相差１８０°の電気特性のみを調整できるという特徴がある。
【００６８】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた直列素子として、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける同軸給電部１２ａ，１２ｂとループ回路２０の接続点との間に直列に同軸ケーブル２６ａ，２６ｂを接続する。位相差が０°のときと１８０°のときとでは、放電電極側のインピーダンスが大きく異なるので、同軸ケーブル２６ａ，２６ｂによるインピーダンス変化量が異なり、この差が直列素子によるインピーダンス調整代となる。
【００６９】
このように高周波電源から見て並列素子と直列素子とを接続することで、これらの組み合わせにより、位相差が０°のときと１８０°のときのインピーダンスを一致させることができ、位相変調時においても高周波電源から放電電極側のインピーダンスが変化せず、反射電力が理論上ゼロとすることができる。
【００７０】
キャパシタ２２ａ，２２ｂ及び同軸ケーブル２６ａ，２６ｂの静電容量及びインピーダンスについても、高周波電源による位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、回路の電気的特性が対極の関係にあることから、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して決定する必要がある。
【００７１】
具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、直列側、すなわち高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ上に見かけ上無限大の抵抗値の抵抗が接続されたのと等しい状態となり、すなわち、ループ回路２０に接続されたキャパシタ２２ａ，２２ｂが存在しないのと等しい状態となる。このため、反射電力をループ回路に回生させるべく高周波電源１７ａ，１７ｂと放電電極３ａ〜３ｈとのインピーダンスを整合させるには、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたインピーダンス素子（同軸ケーブル２６ａ，２６ｂ）のみが有効となる。
【００７２】
他方、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたインピーダンス素子（同軸ケーブル２６ａ，２６ｂ）だけでなく、ループ回路２０に接続されたインピーダンス素子（キャパシタ２２ａ，２２ｂ）も有効となる。また、一般に高周波電源１７ａ，１７ｂは、概ね５０Ωのインピーダンスを有するものが適用されている。従って、このような特性に基づいて、最も効率的に反射電力を低減させることができるように各インピーダンス素子（キャパシタ２２ａ，２２ｂ及び同軸ケーブル２６ａ，２６ｂ）の値を定めることで反射電力を低減させる。なお、位相差０°のインピーダンスを整合器で５０Ωに調整する場合には、位相差０°のインピーダンスは同軸ケーブル（特性インピーダンス５０Ω）の長さに依存しないため、同軸ケーブルの長さを変えることで位相差０°と独立して位相差１８０°のインピーダンスを調整することができる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、ループ回路に接続するインピーダンス素子にキャパシタを適用したが、インダクタを適用することも可能である。同様に、高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子として同軸ケーブルを適用したが、インダクタを適用することも可能である。ループ回路に接続するインピーダンス素子及び高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子は、上記した特性に基づいて最も効率的に反射電力を低減させることができるものを適用する。
【００７４】
次に、上記の構成からなる薄膜製造装置１において、高周波電源１７ａ，１７ｂにより高周波電力を供給した場合について説明する。薄膜製造装置１が起動すると、高周波電源１７ａ，１７ｂにより所定の周波数の高周波電力が高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、整合器１３及び同軸給電部１２ａ，１２ｂを介して放電電極３ａ〜３ｈへ供給される。
【００７５】
本実施形態においては、高周波電源１７ａ、１７ｂと整合器１３との間にループ回路２０が形成されている。また、ループ回路２０には、キャパシタ２２ａ，２２ｂが接続されており、このキャパシタ２２ａ，２２ｂの静電容量は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力をループ回路２０に効率的に回生させるように調整されていることから、放電電極３ａ〜３ｈで反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずにループ回路２０に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給する。
【００７６】
さらに、ループ回路２０に接続されたキャパシタ２２ａ，２２ｂと、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続された同軸ケーブル２６ａ，２６ｂにより、整合器１３をインピーダンスの基準とした場合に、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが一致し、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を低減することができる。
【００７７】
より具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側を含む全体が、整合器１３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。そして、同軸ケーブル２６ａ，２６ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。
【００７８】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、同様に、周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び放電電極３ａ〜３ｈを含む全体が、整合器１３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。その後、キャパシタ２２ａ，２２ｂにより高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときと略同じと看做せる状態に調整され、最終的に、同軸ケーブル２６ａ，２６ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。このように、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが略一致するので、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側で反射される反射電力を低減することができる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、放電電極３ａ〜３ｈで反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずにループ回路２０に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給するので、放電電極における反射電力を抑制することができると共に、高周波電力の利用効率を向上させ、延いては、プラズマ発生効率を向上させ、基板上における製膜速度を向上させることができる。また、高周波電源１７ａ、１７ｂの破損を防止することができる。
【００８０】
なお、本実施形態において、ループ回路２０に接続するインピーダンス素子としてキャパシタ２２ａ，２２ｂを適用したが、これに代えて、例えば、エアバリコン等のインピーダンスが可変可能なインピーダンス素子を適用することも可能である。この場合には、反射電力を低減するためのインピーダンス又は静電容量を容易に定めることができるという利点がある。また、キャパシタ２２ａ，２２ｂを、ループ回路２０の両端部に接続する構成として説明したが、これに限られるものではなく、ループ回路２０の短絡線２１の中央部に一つのキャパシタを設ける構成とすることも可能である。
【００８１】
〔第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例〕
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態にかかる薄膜製造装置においては、高周波電力の周波数を調整する第１コンデンサ（位相調整部）２３、コイル２４及び高周波電力の振幅を調整する第２コンデンサ（振幅調整部）２５を備えた、バリコンと称される整合器を適用した。
【００８２】
ところで、上述した実施形態では、ループ回路２０及び高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにそれぞれインピーダンス素子を接続することで、これらのインピーダンス素子により高周波電源１７ａ，１７ｂと放電電極３ａ〜３ｈのインピーダンスを略一致するように調整できることから、整合器としては、上述した整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂに代えて、より簡素かつ安価な整合器を適用することができる。
【００８３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、整合器５０は、高周波電力と直列に接続されるインダクタ４０と、インダクタ４０の両端にインダクタ４０に対してそれぞれ並列に接続される同軸ケーブルからなるコンデンサ４１，４２を備えている。コンデンサ４１，４２はそれぞれ接地されており、整合器５０は、所謂π型の整合器となっている。
【００８４】
また、図６（ｂ）に示すように、整合器５１は、高周波電力と直列に接続されるインダクタ４０及び同軸ケーブルからなるコンデンサ４２と、インダクタ４０の高周波電源側にインダクタ４０に対して並列に接続される同軸ケーブルからなるコンデンサ４１を備えている。コンデンサ４１は接地され、所謂逆Ｌ型の整合器となっている。
【００８５】
図６（ａ）、（ｂ）に示すπ型整合器及び逆Ｌ型整合器においては、コンデンサ４１，４２として何れも同軸ケーブルが適用されていることから、コンデンサ４１，４２は同軸ケーブルの長さを適宜変更することでその静電容量を調整することができる。従って、π型の整合器５０及び逆Ｌ型の整合器５１は何れも簡易且つ安価な構成となり、このような整合器を適用することで、放電電極における反射電力を抑制しつつ、薄膜製造装置の設備コストを低減することができる。
【００８６】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の薄膜製造装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるため、異なる構成についてのみ説明し、その他第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図７は、本実施形態における放電電極３に対する電力の供給等を説明する概略図である。
本実施形態は第１の実施形態における整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂに代えて、整合器１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂよりも構成が簡素であり低コストの整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔ，４３ａｂ〜４３ｈｂが設けられている。具体的には、整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔ，４３ａｂ〜４３ｈｂは、可変キャパシタとしてのエアバリコン４５ａｔ〜４５ｈｔ，４５ａｂ〜４５ｈｂ及びインダクタ４４ａｔ〜４４ｈｔ，４４ａｂ〜４４ｈｂを備えている。
【００８７】
高周波給電伝送路１４ａにおける整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔと放電電極３ａ〜３ｈとの間と、高周波給電伝送路１４ｂにおける整合回路４３ａｂ〜４３ｈｂと放電電極３ａ〜３ｈとの間は、電気的に接続され第１ループ回路４０を形成している。すなわち、高周波給電伝送路１４ａにおける整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔの出口と高周波給電伝送路１４ｂにおける整合回路４３ａｂ〜４３ｈｂの出口とは、図７に示すように、第１ループ回路４０によりそれぞれ電気的に接続されている。第１ループ回路４０は、高周波電源から出力される高周波電力の周波数に対して、その線路内電圧波長の整数倍の長さを有する短絡線２１と短絡線２１との両端部に接続されたインピーダンス素子としてのインダクタ２０ａ，２０ｂとを備えている。ここで、インダクタ２０ａ，２０ｂのインダクタンスは、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力をループ回路２０に効率的に回生させるように調整され、例えば、３２０ｎＨとされている。短絡線２１としては、例えば、同軸ケーブルを適用することができる。
【００８８】
また、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔ，４３ａｂ〜４３ｈｂとループ回路２０の接続点との間には、インピーダンス素子としてのエアバリコン３２ａ，３２ｂがそれぞれ接続されている。ここで、エアバリコン３２ａ，３２ｂの静電容量は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を抑制するように調整されている。
【００８９】
更に、エアバリコン３２ａ，３２ｂの両端に、第２ループ回路４１及び第３ループ回路が夫々接続されている。即ち、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたエアバリコン３２ａ，３２ｂの接続点側の各端部が第２ループ回路４１により電気的に接続されている。第２ループ回路４１は、高周波電源から出力される高周波電力の周波数に対して、その線路内電圧波長の整数倍の長さを有する２つの短絡線４６と、短絡線４６の間に接続された可変インピーダンス素子としてのエアバリコン４７とを備えている。同様に、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたエアバリコン３２ａ，３２ｂの放電電極３ａ〜３ｈ側の各端部が第３ループ回路４２により電気的に接続されている。第３ループ回路４２は、高周波電源から出力される高周波電力の周波数に対して、その線路内電圧波長の整数倍の長さを有する２つの短絡線４８と、短絡線４８の間に接続された可変インピーダンス素子としてのエアバリコン４９とを備えている。
【００９０】
ところで、後述する高周波電源１７ａと高周波電源１７ｂとは、一方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を基準として、他方の高周波電源から供給する高周波電力の位相を可変とすることで位相変調を行いつつ放電電極３ａ〜３ｈへ電力を供給している。この高周波電源１７ａ，１７ｂによる電力供給時、すなわち、位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、電気的特性が対極の関係にある。従って、位相変調時に高周波電源１７ａ，１７ｂへの反射電力を低減させるためには、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと位相差が０°又は１８０°のときの放電電極側のインピーダンスとを近づけることが必要となる。そこで、高周波電源１７ａ，１７ｂから見て直列素子と並列素子の２素子を接続することで、回路定数を位相差に応じて変化させること無く、位相差０°又は１８０°のときのインピーダンスを個別に調整できるようにする。
【００９１】
上記したように、本実施形態においては、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた並列素子として、第１ループ回路４０の短絡線２１の両端部に直列にインダクタ２０ａ，２０ｂを接続する。第１ループ回路４０の短絡線２１は１波長の整数倍とされているので、位相差０°又は１８０°において、インダクタ２０ａ，２０ｂと短絡線２１の関係はそれぞれ、インダクタ２０ａ，２０ｂ＋開放（アース電位に対して高インピーダンス）、インダクタ２０ａ，２０ｂ＋短絡（アース電位）となる。そのため、位相差０°の時のインダクタ２０ａ，２０ｂは回路の電気特性に寄与しない。一方、位相差１８０°の時のキャパシタは回路の電気特性に寄与するため、キャパシタの調整によって位相差１８０°の電気特性のみを調整できるという特徴がある。
【００９２】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた直列素子として、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂにおける同軸給電部１２ａ，１２ｂとループ回路２０の接続点との間に直列にエアバリコン３２ａ，３２ｂを接続する。位相差が０°のときと１８０°のときとでは、放電電極側のインピーダンスが大きく異なるので、エアバリコン３２ａ，３２ｂによるインピーダンス変化量が異なり、この差が直列素子によるインピーダンス調整代となる。
【００９３】
さらに、高周波電源１７ａ，１７ｂからみた並列素子として、第２ループ回路４１の短絡線４６，４６の間にエアバリコン４７を、同様に並列素子として第３ループ回路４２の短絡線４８，４８の間にエアバリコン４９を接続している。短絡線４６及び短絡線４８は、それぞれ１波長の整数倍とされているので、位相差０°又は１８０°において、エアバリコン４７，４９と短絡線４６，４８の関係はそれぞれ、エアバリコン４７，４９＋開放（アース電位に対して高インピーダンス）、エアバリコン４７，４９＋短絡（アース電位）となる。そのため、位相差０°の時のエアバリコン４７，４９は回路の電気特性に寄与しない。一方、位相差１８０°の時のエアバリコン３２ａ，３２ｂは回路の電気特性に寄与するため、エアバリコン３２ａ，３２の調整によって位相差１８０°の電気特性のみを調整できるという特徴がある。
【００９４】
このように高周波電源から見た並列素子と直列素子とを接続することで、これらの組み合わせにより、位相差が０°のときと１８０°のときのインピーダンスを一致させることができ、位相変調時においても高周波電源から放電電極側のインピーダンスが変化せず、反射電力が理論上ゼロとすることができる。
【００９５】
整合回路４３ａｔ〜４３ｈｔ，４３ａｂ〜４３ｈｂのエアバリコン４５ａｔ〜４５ｈｔ，４５ａｂ〜４５ｈｂ及びインダクタ４４ａｔ〜４４ｈｔ，４４ａｂ〜４４ｈｂはもちろん、インダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン３２ａ，３２ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９の静電容量及びインピーダンスについても、高周波電源による位相変調時における位相差が０°又は１８０°のとき、回路の電気的特性が対極の関係にあることから、位相差が０°又は１８０°となるときの特性に着目して決定する必要がある。
【００９６】
具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、直列側、すなわち高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ上に見かけ上無限大の抵抗値の抵抗が接続されたのと等しい状態となり、すなわち、第１ループ回路４０に接続されたインダクタ２０ａ，２０ｂ、第２ループ回路４１に接続されたエアバリコン４７及び第３ループ回路に接続されたエアバリコン４９が存在しないのと等しい状態となる。このため、反射電力を第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路４２に回生させるべく高周波電源１７ａ，１７ｂと放電電極３ａ〜３ｈとのインピーダンスを整合させるには、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたインピーダンス素子である、エアバリコン３２ａ，３２ｂのみが有効となる。
【００９７】
他方、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたエアバリコン３２ａ，３２ｂだけでなく、第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路に接続されたインピーダンス素子（インダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９）も有効となる。また、一般に高周波電源１７ａ，１７ｂは、概ね５０Ωのインピーダンスを有するものが適用されている。従って、このような特性に基づいて、最も効率的に反射電力を低減させることができるように各インピーダンス素子（インダクタ２０ａ，２０ｂ及びエアバリコン３２ａ，３２ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９）の値を定めることで反射電力を低減させる。なお、位相差０°のインピーダンスを整合器で５０Ωに調整する場合には、位相差０°のインピーダンスは同軸ケーブル（特性インピーダンス５０Ω）の長さに依存しないため、同軸ケーブルの長さを変えることで位相差０°と独立して位相差１８０°のインピーダンスを調整することができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、ループ回路に接続するインピーダンス素子にインダクタ又はエアバリコンを適用したが、他のインピーダンス素子を適用することも可能である。同様に、高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子として同軸ケーブルを適用したが、インダクタを適用することも可能である。ループ回路に接続するインピーダンス素子及び高周波給電伝送部１４ａ，１４ｂに接続するインピーダンス素子は、上記した特性に基づいて最も効率的に反射電力を低減させることができるものを適用する。
【００９９】
次に、上記の構成からなる薄膜製造装置１において、高周波電源１７ａ，１７ｂにより高周波電力を供給した場合について説明する。薄膜製造装置１が起動すると、高周波電源１７ａ，１７ｂにより所定の周波数の高周波電力が高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、整合器１３及び同軸給電部１２ａ，１２ｂを介して放電電極３ａ〜３ｈへ供給される。
【０１００】
本実施形態においては、整合器１３と同軸給電部１２ａ，１２ｂとの間に第１ループ回路４０が形成されている。また、第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路には、夫々インダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９が接続されており、このインダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９のインピーダンス又は静電容量は、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路４２に効率的に回生させるように調整されていることから、放電電極３ａ〜３ｈで反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずに第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路４２に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給する。
【０１０１】
さらに、第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路に接続されたインダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９と、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂに接続されたエアバリコン３２ａ，３２ｂにより、整合回路４３をインピーダンスの基準とした場合に、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが一致し、放電電極３ａ〜３ｈで反射される反射電力を低減することができる。
【０１０２】
より具体的には、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときは、高周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側を含む全体が、整合器１３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。そして、同軸ケーブル２６ａ，２６ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。
【０１０３】
また、高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が１８０°のときは、同様に、周波給電伝送路１４ａ，１４ｂ、同軸給電部１２ａ，１２ｂ及び放電電極３ａ〜３ｈを含む全体が、整合回路４３により、高周波電源１７ａ，１７ｂのインピーダンスと同等の５０Ωに近づくように調整される。その後、ンダクタ２０ａ，２０ｂ、エアバリコン４７及びエアバリコン４９により高周波電源１７ａ，１７ｂの位相差が０°のときと略同じと看做せる状態に調整され、最終的に、エアバリコン３２ａ，３２ｂによって、高周波電源１７ａ，１７ｂと高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側のインピーダンスが略一致するように調整される。このように、高周波電源１７ａからの高周波電力と高周波電源１７ｂからの高周波電力との位相差が０°または１８０°のとき、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側と高周波電源１７ａ，１７ｂとのインピーダンスが略一致するので、高周波電源から見た放電電極３ａ〜３ｈ側で反射される反射電力を低減することができる。
【０１０４】
このように、本実施形態によれば、放電電極３ａ〜３ｈで反射された反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂに戻さずに第１ループ回路４０、第２ループ回路４１及び第３ループ回路に回生させることで、この反射電力を高周波電源１７ａ、１７ｂから供給された進行波としての高周波電力と同様に放電電極３ａ〜３ｈに供給するので、放電電極における反射電力を抑制することができると共に、高周波電力の利用効率を向上させ、延いては、プラズマ発生効率を向上させ、基板上における製膜速度を向上させることができる。また、高周波電源１７ａ、１７ｂの破損を防止することができる。
【０１０５】
また、本実施形態の整合回路４３は、インダクタ４４とエアバリコン４５とから構成されるものであるため、簡易かつ低コストの回路を実現することができる。さらに、第２ループ回路及び第３ループ回路にはインピーダンス素子として、エアバリコン４７、エアバリコン４９を適用しているため、静電容量の調整を容易に行うことができる。特に、第２ループ回路及び第３ループ回路を、例えば制膜室６の外部に設けるなどして、作業員の操作が可能な場所に設置することでより一層、静電容量の調整を容易に行うことができる。
【０１０６】
また、上述した全ての実施形態において、高周波電源と整合器または整合回路との間に、高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出するための電流、電圧及び位相差を計測するセンサを設けることができる。この場合には、電流、電圧及び位相差を所望のタイミングで計測することができ、電流、電圧及び位相差に基づいて高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出することができる。特に、このような電流、電圧及び位相差を計測するセンサとして、容量分圧器、適用する基板処理装置に応じて抵抗分圧器、及びロゴスキーコイル等を用いた電流プローブを組み合わせた回路を適用することができる。そして、このような回路によって計測された電流、電圧及び位相差に基づき、例えば、汎用の表計算ソフトウェアなどを用いてインピーダンスを算出する。
【０１０７】
このような回路によれば、低コストのセンサを実現することができるため、電流、電圧及び位相差を計測する度に逐一基板処理装置に対してセンサを取り付ける必要がなく、基板処理装置に電流、電圧及び位相差を計測するセンサを常設することが可能となる。従って、電流、電圧及び位相差を計測する際に、センサに所定のケーブル等を取り付けるのみで、容易に電流、電圧及び位相差を計測することができ、これらに基づいて高周波電源から見た放電電極側のインピーダンスを算出することができる。各インピーダンス素子のインピーダンス又は静電容量を、算出されたインピーダンスに基づいて調整することができるので、インピーダンス調整に要するコスト及び時間を大幅に低減することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
２  対向電極
３ａ〜３ｈ  放電電極
１２ａ，１２ｂ  同軸給電部
１３ａｔ〜１３ｈｔ，１３ａｂ〜１３ｈｂ  整合器
１４ａ，１４ｂ  高周波給電伝送路
１７ａ，１７ｂ  高周波電源
２０  ループ回路
２０ａ，２０ｂ  インダクタ
２１  短絡線
２２ａ，２２ｂ  キャパシタ
２６ａ，２６ｂ  同軸ケーブル
３０ａ，３０ｂ  キャパシタ
４０  第１ループ回路
４１  第２ループ回路
４２  第３ループ回路
４３ａｔ〜４３ｈｔ，４３ａｂ〜４３ｈｂ  整合回路
４４ａｔ〜４４ｈｔ，４４ａｂ〜４４ｈｂ  インダクタ
４５ａｔ〜４５ｈｔ，４５ａｂ〜４５ｈｂ  エアバリコン
４６  短絡線
４７  エアバリコン
４８  短絡線
４９  エアバリコン
【図１】
0005419666.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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