(57)【要約】【課題】プラズマ生成領域へのエネルギ伝送の効率化と、電界強度分布の均一化を図ることにより、大面積で高品質な膜を均一に製膜することができる真空処理装置を提供する。【解決手段】互いに対向して配置され、間にプラズマ処理が施される基板が配置される放電用のリッジ部であるリッジ電極２１，２１を有するリッジ導波管からなる放電室２と、高周波電力を放電室２に供給する電源５と、内部導体４１および外部導体４２からなり、電源５から放電室２へ高周波電力を導く同軸線路４Ａと、リッジ部３１，３１を有するリッジ導波管からなり、放電室２が延びる方向Ｌに隣接して配置され、同軸線路４Ａから放電室２へ高周波電力を導く変換部３Ａと、が設けられ、リッジ部３１，３１の一方は、内部導体４１と電気的に接続され、リッジ部３１，３１の他方は、外部導体４２と電気的に接続されていることを特徴とする。【選択図】図１
2011035327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置され、間にプラズマ処理が施される基板が配置される放電用のリッジ部であるリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、
高周波電力を前記放電室に供給する電源と、
内部導体および外部導体からなり、前記電源から前記放電室へ前記高周波電力を導く同軸線路と、
リッジ部を有するリッジ導波管からなり、前記放電室が延びる方向に隣接して配置され、前記同軸線路から前記放電室へ前記高周波電力を導く変換部と、
が設けられ、
前記リッジ部の一方は、前記内部導体と電気的に接続され、前記リッジ部の他方は、前記外部導体と電気的に接続されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記変換部は、前記放電室が延びる方向の一方の端部および他方の端部に設けられ、
前記一方の端部に設けられた前記変換部には、前記電源と電気的に接続された前記同軸線路が電気的に接続され、
前記他方の端部に設けられた前記変換部には、当該変換部から前記放電室に向かって反射する反射電力の位相を調節する位相調整部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記変換部は、前記放電室が延びる方向の一方の端部および他方の端部に設けられ、
前記一方の端部に設けられた前記変換部には、一の電源および一の同軸線路が電気的に接続され、
前記他方の端部に設けられた前記変換部には、他の電源および他の同軸線路が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記一の電源および前記他の電源の少なくとも一方は、供給する高周波電力の位相を調節可能であることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記放電室が延びる方向の一方の端部に設けられた前記変換部には、前記電源と電気的に接続された前記同軸線路が電気的に接続され、
前記放電室が延びる方向の他方の端部には、前記放電室に向かって反射する反射電力の位相を調節する位相調整部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記同軸線路を介して前記電源と電気的に接続された前記変換部における少なくとも前記リッジ部の間には充填材が設けられ、
該充填材が設けられていない領域と比較して、前記充填材は誘電率が高いことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項７】
少なくとも、前記放電室は減圧容器の内部に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項８】
一対の前記リッジ電極が対向して配置され、
一対の前記リッジ電極の一方における内面に前記基板が配置されるとともに、前記リッジ電極の一方における外面には前記基板の温度を調節する温度調節部が設けられ、
一対の前記リッジ電極の他方における外面には、前記リッジ電極の他方に沿って、前記リッジ電極の他方の少なくとも一部を通過して前記放電室内部の気体を排気する排気部、および、プラズマの生成に用いられるガスを供給する供給部が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記基板は、前記リッジ電極の間を、前記放電室が延びる方向に対して交差する方向に移動可能とされ、
前記放電室における前記基板が移動する領域には、前記基板が前記放電室に出入りする一対の開口部が設けられていることを特徴とする請求項８記載の真空処理装置。
【請求項１０】
複数の前記放電室が設けられ、
前記放電室に対して前記基板の搬入や搬出を行うとともに、一の放電室から他の放電室へ前記基板の搬送を行う搬送部が設けられていることを特徴とする請求項８記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置に関し、特にプラズマを用いて基板（製膜済みの基板も含む）に処理を行う真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、薄膜太陽電池の生産性を向上させるためには、高品質なシリコン薄膜を、高速に、かつ、大面積で製膜することが重要である。このような高速かつ大面積な製膜を行う方法としては、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法による製膜方法が知られている。
【０００３】
プラズマＣＶＤ法による製膜を行うためには、プラズマを発生させるプラズマ生成装置が必要であり、プラズマ生成装置としては、例えば容量結合型高周波プラズマ生成装置や、誘導結合型高周波プラズマ生成装置や、マイクロ波プラズマ生成装置などが知られている。
【０００４】
容量結合型高周波プラズマ生成装置や誘導結合型高周波プラズマ生成装置（以下、単に「プラズマ生成装置」と表記する。）では、プラズマ生成装置に印加される高周波電力の周波数を数十ＭＨｚから百数十ＭＨｚまで高める超高周波化（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＶＨＦ）する方法（非特許文献１参照。）や、プラズマを生成する領域の高ガス圧（１ｋＰａよりも高圧）化や、電極と基板との間の距離を狭く（狭ギャップ化）することにより（非特許文献２参照。）、高品質なシリコン薄膜を高速で製膜できることが知られている。
【０００５】
その一方で、マイクロ波プラズマ生成装置では、ＶＨＦプラズマ生成装置と比較して低ガス圧（略１ｋＰａよりも低圧）な条件において、均一な高密度のプラズマを得られることが知られている。さらに、マイクロ波プラズマ生成装置は、ＶＨＦプラズマ生成装置と比較して大電力の取り扱いに関しても有利な面を持っていることが知られている。
【０００６】
さらに、リッジ導波管を利用したプラズマ生成装置も知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。このプラズマ生成装置は、リッジ導波管の横方向に孔（結合穴）が設けられ、この孔からマイクロ波が供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平０４−５０４６４０号公報
【特許文献２】特公昭５９−０４７４２１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．Ｃｕｒｔｉｎｓ，Ｎ．Ｗｙｒｓｃｈ，Ｍ．Ｆａｖｒｅ  ａｎｄ  Ａ．Ｖ．Ｓｈａｈ，Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｍａ，Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．３，１９８７，ｐ．２６７−２７３
【非特許文献２】Ｔ．Ｍａｔｓｕｉ，Ｍ．Ｋｏｎｄｏ  ａｎｄ  Ａ．Ｍａｔｓｕｄａ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ３ｒｄ  Ｗｏｒｌｄ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，Ｏｓａｋａ（２００３），ｐ．１５４８−１５５１
【非特許文献３】Ｌ．Ｓａｎｓｏｎｎｅｎｓ，Ａ．Ｐｌｅｔｚｅｒ，Ｄ．Ｍａｇｎｉ，Ａ．Ａ．Ｈｏｗｌｉｎｇ，Ｃｈ．Ｈｏｌｌｅｎｓｔｅｉｎ  ａｎｄ  Ｊ．Ｐ．Ｍ．Ｓｃｈｍｉｔｔ，Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  Ｓｃｉ，Ｔｅｃｈｎｏｌ，６，（１９９７），１７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＶＨＦプラズマ生成装置は高速なシリコン薄膜の製膜に適する反面、電極上に発生する定在波の影響により大面積化が困難であるという問題があった（非特許文献３参照。）。
つまり、例えばシリコン系薄膜の製膜にあたり、定在波の影響によりプラズマ電極上に電圧分布が発生するため、大面積の均一な品質を有する製膜が困難になるという問題があった。
【００１０】
定在波の影響による問題を解決する方法としては、プラズマ電極を分割する方法が考えられる。しかしながら、プラズマ電極の分割は構造が複雑となることから、薄膜製造装置のコストが高くなるという問題があった。
さらに、プラズマ電極を分割する方法では、隣接するプラズマ電極が干渉するため、プラズマ電極上の電圧分布が均一化の調整工程が煩雑で、上述の問題の解決が困難であるという問題があった。
【００１１】
その一方で、シリコン薄膜の製膜面積が大きくなると、ＶＨＦプラズマ生成装置に投入される電力も大きくなる。すると、大電力を供給する給電回路における電力損失も大きくなるため、製膜に関するエネルギ伝送効率が悪化するという問題があった。
【００１２】
マイクロ波プラズマ生成装置を用いた製膜においては、プラズマにより石英などから放出される不純物が膜中に混入（コンタミネーション）する問題があり、また製膜条件の選定範囲がシリコン系薄膜製造に対して適応しない場合があるという問題があるため、製膜された膜質の高品質化が図りにくいという問題があった。
【００１３】
さらに、従来のマイクロ波プラズマ生成装置では、プラズマを生成する領域の圧力が低圧でないと放電できないという問題があるため、薄膜を製膜するプロセスに制限が課されるという問題があった。例えば、薄膜シリコン太陽電池に用いられる結晶質シリコン薄膜は、一般に１ｋＰａ以上の高圧環境で製膜を行うが必要とされるが、このような高圧環境では、従来のマイクロ波プラズマ生成装置は放電できないという問題があった。
【００１４】
リッジ導波管を利用したプラズマ生成装置では、リッジ導波管に対して、横方向からマイクロ波電力を供給する構造になっていた。すなわち、リッジ導波管に沿った長手方向における電界強度分布は分配室と称されるリッジ導波管に併設された部分および分配室からリッジ導波管にマイクロ波を供給するための結合穴の構成により定まる。そのため、リッジ導波管と分配室は同じ長さが必要であり、かつ分配室や結合穴における取りうる構成が制限されると、電界強度分布の均一性も制限されることからプラズマの均一化が困難になるという問題があった（特許文献１参照。）。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、プラズマ生成領域へのエネルギ伝送の効率化と、電界強度分布の均一化を図ることにより、大面積で高品質な膜を均一に製膜することができる真空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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の真空処理装置は、互いに対向して配置され、間にプラズマ処理が施される基板が配置される放電用のリッジ部であるリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、高周波電力を前記放電室に供給する電源と、内部導体および外部導体からなり、前記電源から前記放電室へ前記高周波電力を導く同軸線路と、リッジ部を有するリッジ導波管からなり、前記放電室が延びる方向に隣接して配置され、前記同軸線路から前記放電室へ前記高周波電力を導く変換部と、が設けられ、前記リッジ部の一方は、前記内部導体と電気的に接続され、前記リッジ部の他方は、前記外部導体と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、電源から供給された高周波電力は、同軸線路および変換部を介してリッジ部の間隔狭く設けることで強い電界を発生する放電室のリッジ電極に伝送され、リッジ電極の間に電離ガスを導入することでプラズマ生成に用いられる。
このように、高周波電力は内部導体および外部導体を有する同軸線路と、リッジ導波管からなる変換部を介して、同じく、リッジ導波管からなる放電室に伝送されるため、エネルギ伝送効率の良い導波管そのものを放電室に利用するのでエネルギ伝送の効率低下が防止される。
【００１８】
その一方で、リッジ導波管の特性により、このリッジ電極に沿う方向（導波管に対する垂直断面方向）間では電界強度分布が均一になる。さらに、リッジ導波管を用いることにより、電界強度分布が均一化された領域を容易に大面積化できる。
そのため、基板に対して均一なプラズマを広い範囲に生成することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記変換部は、前記放電室が延びる方向の一方の端部および他方の端部に設けられ、前記一方の端部に設けられた前記変換部には、前記電源と電気的に接続された前記同軸線路が電気的に接続され、前記他方の端部に設けられた前記変換部には、当該変換部から前記放電室に向かって反射する反射電力の位相を調節する位相調整部が設けられていることが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、電源から供給された高周波電力は、同軸線路、一方の端部に接続された変換部、放電室の順に導かれてリッジ電極に伝送される。
その一方で、放電室に導かれた高周波電力の少なくとも一部は、他方の端部に接続された変換部および位相調節部にも導かれ、当該変換部および位相調節部において反射する。すると、放電室では、電源から供給された高周波電力と、反射した反射電力と、により放電室が延びる方向（導波管の長さ方向）に定在波が発生する。
【００２１】
反射電力の位相を位相調整部により調節することにより、放電室における定在波の位相も調節される。例えば、反射電力の位相を時間的に変動させると、放電室における定在波の位相も時間的に変動される。その結果、リッジ電極の間の電界も時間平均的に均一化される。
【００２２】
すなわち、リッジ電極では、リッジ電極に沿う方向（導波管に対し垂直断面方向）はリッジ導波管の基本特性から均一な電界強度分布になり、放電室が延びる方向（導波管の長さに対し平行断面方向）は、位相調整により時間平均的に均一化することができる。この結果リッジ電極全面において、均一なプラズマの生成が可能となる。
【００２３】
上記発明においては、前記変換部は、前記放電室が延びる方向の一方の端部および他方の端部に設けられ、前記一方の端部に設けられた前記変換部には、一の電源および一の同軸線路が電気的に接続され、前記他方の端部に設けられた前記変換部には、他の電源および他の同軸線路が電気的に接続されていることが望ましい。
さらに、前記一の電源および前記他の電源の少なくとも一方は、供給する高周波電力の位相を調節可能であることが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、放電室におけるリッジ電極に対して、一の電源および他の電源から高周波電力が供給される。そのため、放電室には、一の電源に係る高周波電力と、他の電源に係る高周波電力と、により放電室が延びる方向（導波管の長さ方向）に定在波が発生する。
一の電源に係る高周波電力の位相、および、他の電源に係る高周波電力の位相の少なくとも一方を調節することにより、放電室における定在波の位相も調節される。例えば、一の電源に係る高周波電力の位相を時間的に変動させると、放電室における定在波の位相も時間的に変動される。その結果、リッジ電極の間の電界も時間平均的に均一化される。
【００２５】
上記発明においては、前記放電室が延びる方向の一方の端部に設けられた前記変換部には、前記電源と電気的に接続された前記同軸線路が電気的に接続され、前記放電室が延びる方向の他方の端部には、前記放電室に向かって反射する反射電力の位相を調節する位相調整部が設けられていることが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、電源から供給された高周波電力は、同軸線路、一方の端部に接続された変換部、放電室の順に導かれてリッジ電極に伝送される。
その一方で、放電室に導かれた高周波電力の少なくとも一部は、他方の端部に接続された位相調節部にも導かれ、位相調節部から放電室に向って反射する。すると、放電室では、電源から供給された高周波電力と、反射した反射電力と、により放電室が延びる方向（導波管の長さ方向）に定在波が発生する。
【００２７】
反射電力の位相を位相調整部により調節することにより、放電室における定在波の位相も調節される。例えば、反射電力の位相を時間的に変動させると、放電室における定在波の位相も時間的に変動される。その結果、リッジ電極の間の電界も時間平均的に均一化される。
【００２８】
上記発明においては、前記同軸線路を介して前記電源と電気的に接続された前記変換部における少なくとも前記リッジ部の間には充填材が設けられ、該充填材が設けられていない領域と比較して、前記充填材は誘電率が高いことが望ましい。
【００２９】
本発明によれば、リッジ部の間に充填材を設けることにより、充填材が設けられていない場合と比較して、リッジ部を小型化できる。例えば、放電室が延びる方向の寸法を短くすることができる。
【００３０】
変換部はリッジ導波管であり、放電室のリッジ電極の間に均一な電界を形成するためには、リッジ部の寸法は供給される高周波電力の周波数に基づいて定まる。そのため、単純にリッジ部の寸法を変更することはできない。
そこで、上述のように、リッジ部の間の空間に誘電率が高い充填材を配置することにより、放電室のリッジ電極の間に均一な電界を形成するという目的を達成しつつ、リッジ部の小型化を図ることができる。
【００３１】
上記発明においては、少なくとも、前記放電室は減圧容器の内部に配置されていることが望ましい。
【００３２】
本発明によれば、間にプラズマを生成するリッジ電極を有する放電室は、内部が減圧された減圧容器の内部に配置されるため、放電室自体が放電室内部と外部との間の圧力差に耐える強度を備える必要がない。また、放電室自体により減圧状態となるような密閉構造にする必要もない。そのため、放電室自体が当該圧力差に耐える強度を備える場合と比較して、放電室の構成を簡素にすることができ、構成の自由度が高くなる。
【００３３】
少なくとも、プラズマが生成される放電室が減圧室の内部に配置されていればよいため、例えば、放電室および変換部の全体が減圧容器の内部に配置されていてもよい。
【００３４】
上記発明においては、一対の前記リッジ電極が対向して配置され、一対の前記リッジ電極の一方における内面に前記基板が配置されるとともに、前記リッジ電極の一方における外面には前記基板の温度を調節する温度調節部が設けられ、一対の前記リッジ電極の他方における外面には、前記リッジ電極の他方に沿って、前記リッジ電極の他方の少なくとも一部を通過して前記放電室内部の気体を排気する排気部、および、プラズマの生成に用いられるガスを供給する供給部が設けられていることが望ましい。
【００３５】
本発明によれば、温度調節部や供給部や排気部などの設置位置と、同軸線路および変換部などの設置位置が異なるため、両者が干渉することがない。
【００３６】
具体的には、温度調節部等は放電室におけるリッジ電極に隣接して配置される一方で、変換部は放電室が延びる方向に隣接して配置され、同軸線路は、変換部が延びる方向に交差する方向に延びて配置されている。そのため、配置位置に関して温度調節部等と、変換部等とが干渉することがない。
その結果、放電室等における設計の自由度が高くなる。
【００３７】
上記発明においては、前記基板は、前記リッジ電極の間を、前記放電室が延びる方向に対して交差する方向に移動可能とされ、前記放電室における前記基板が移動する領域には、前記基板が前記放電室に出入りする一対の開口部が設けられていることが望ましい。
【００３８】
本発明によれば、基板は一対の開口部の一方から放電室の内部に搬入され、リッジ電極の間に導かれる。リッジ電極の間では、基板に対してプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤなどの処理が施される。プラズマ処理が施された基板は、一対の開口部の他方から放電室の外部に搬出される。
【００３９】
さらに、基板の搬入、基板へのプラズマ処理、基板の搬出を連続して行うことができる。そのため、移動する基板に対して連続的に製膜することで、リッジ電極よりも大きな面積を有する基板に対して連続してプラズマ処理を施すことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４０】
さらに、基板の移動方向に複数の放電室を並べ、一の基板が複数の放電室に連続して搬入されるように構成してもよい。この場合、各放電室において異なるプラズマ処理を施すことができる。
【００４１】
上記発明においては、複数の前記放電室が設けられ、前記放電室に対して前記基板の搬入や搬出を行うとともに、一の放電室から他の放電室へ前記基板の搬送を行う搬送部が設けられていることが望ましい。
【００４２】
本発明によれば、一の放電室においてプラズマ処理が施された基板は、搬送部により他の放電室に搬入され、他の放電室においてさらにプラズマ処理が施される。他の放電室において施されるプラズマ処理は、一の放電室におけるプラズマ処理と同一の処理であってもよいし、異なる処理であってもよい。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の真空処理装置によれば、内部導体および外部導体を有する同軸線路と、リッジ導波管からなる変換部を介して、同じく、リッジ導波管からなる放電室に高周波電力を伝送させることにより、プラズマ生成領域へのエネルギ伝送の効率化と、電界強度分布の均一化を図ることにより、大面積で高品質な膜を均一に製膜することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
【図２】図１のプロセス室の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。
【図３】図２のプロセス室における寸法を説明する模式図である。
【図４】図１の変換器の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。
【図５】図３のプロセス室における電界強度分布を説明するグラフである。
【図６】図３のプロセス室における電気力線の分布を説明する模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
【図９】図８の第１変換器および第２変換器の構成を説明する断面視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
【図１１】図１０の真空容器の他の実施例を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る製膜装置の構成を説明する概略図である。
【図１３】図１２のプロセス室における構成を説明する断面視図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る製膜装置の構成を説明する概略図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る製膜装置の構成を説明する模式図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態に係る製膜装置の構成を説明する模式図である。
【図１７】図１６の終端板が移動する状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る製膜装置ついて図１から図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。図２は、図１のプロセス室の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。図３は、図２のプロセス室における寸法を説明する模式図である。図４は、図１の変換器の構成を説明するＢ−Ｂ断面視図である。
【００４６】
本実施形態においては、本発明を、一辺が１ｍを越える大面積な基板に対して、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、微結晶シリコンなどの結晶質シリコン、窒化シリコン等からなる膜の製膜処理を行うことが可能な製膜装置（真空処理装置）１に適用して説明する。
【００４７】
製膜装置１には、図１に示すように、プロセス室（放電室）２と、第１変換器（変換部）３Ａと、第２変換器３Ｂと、第１同軸線（同軸線路）４Ａと、電源５と、整合器６と、第２同軸線４Ｂと、位相調整器（位相調整部）７と、同軸短絡部８と、排気部９と、ガス供給部１０と、が主に設けられている。
【００４８】
プロセス室２は、図１から図３に示すように、内部に配置された基板Ｓに対してプラズマ処理を施す部分である。
プロセス室２は、アルミニウムやアルミニウム合金材料などの導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。その一方で、プロセス室２の内部は、排気部９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、プロセス室２はプロセス室２内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造とされている。
【００４９】
プロセス室２には、図２および図３に示すように、一対のリッジ電極２１，２１が設けられている。
リッジ電極２１は、ダブルリッジ導波管であるプロセス室２におけるリッジ部を構成するものであって、互いに対向して配置された平板状の部分である。
【００５０】
ここで、プロセス室２が延びる方向をＬ方向（図１における左右方向）、一対のリッジ電極２１，２１に直交する方向であって、磁力線が延びる方向をＥ方向（図１における上下方向）、一対のリッジ電極２１，２１に沿う方向であって、Ｅ方向と直交する方向をＨ方向（図１における紙面に対して直交する方向）とする。
さらに、一方のリッジ電極２１から他方のリッジ電極２１までの距離であって、Ｅ方向に沿う距離をａ（ｍｍ）とし、リッジ電極２１におけるＨ方向の寸法をｂ（ｍｍ）とする。
【００５１】
すると、一対のリッジ電極２１，２１に係るサイズ（ａ，ｂ）は、基板Ｓに対して適正な膜が製膜されるように定められている。具体的には、パッシェンの法則や、適正な製膜を行うための条件などに基づいて定められている。
【００５２】
例えば、一対のリッジ電極２１，２１の間隔ａは、基板Ｓが配置された際に、基板Ｓの表面からリッジ電極２１までの隙間を１ｍｍから２５ｍｍ程度に設定するために、５ｍｍから３０ｍｍ程度に設定される例を挙げることができる。
【００５３】
その一方で、リッジ電極２１におけるＨ方向の寸法ｂは、基板Ｓを移動させつつ製膜する方法を採用した場合には、寸法ｂの影響を受けることなく、均一な膜を製膜できるため、特に規定されない。
【００５４】
図５は、図３のプロセス室における電界強度分布を説明するグラフである。図６は、図３のプロセス室における電気力線の分布を説明する模式図である。
プロセス室２における磁界強度分布は、図５に示すように、一対のリッジ電極２１，２１の間で磁界強度が強くなるとともに、磁界強度がほぼ一定となる。
さらに、プロセス室２における電気力線の分布は、図６に示すように、一対のリッジ電極２１，２１の間に集中するとともに、一対のリッジ電極２１，２１の間では、電気力線がほぼ平行に並ぶ。これらは、ダブルリッジ導波管を含むリッジ導波管の特性によって、もたらされるものである。
【００５５】
基板Ｓとしては透光性ガラス基板を例示することができ、例えば、縦横の大きさが１．４ｍ×１．１ｍであり、厚さが３．０ｍｍから４．５ｍｍのものを挙げることができる。
【００５６】
第１変換器３Ａは、図１および図４に示すように、電源５から供給された高周波電力が導入される部分であって、供給された高周波電力をプロセス室２に伝送するものである。
第１変換器３Ａは、プロセス室２におけるプロセス室２が延びる方向（Ｌ方向）の端部に電気的に接続されたアルミニウム材料などの導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。さらに第１変換器３Ａは、リッジ導波管の特性を利用して、高周波電力の伝送モードを平行平板モードに変換するものである。
【００５７】
その一方で、第１変換器３Ａの内部は、プロセス室２と同様に、排気部９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされる。そのため、第１変換器３Ａは第１変換器３Ａの内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造とされている。
【００５８】
第１変換器３Ａには、図１および図４に示すように、一対のリッジ部３１，３１が設けられている。
リッジ部３１は、ダブルリッジ導波管である第１変換器３Ａにおけるリッジ部を構成するものであって、互いに対向して配置された平板状の部分である。
【００５９】
一対のリッジ部３１，３１の一方、例えば図４における下側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ａにおける内部導体４１が電気的に接続されている。一対のリッジ部３１，３１の他方、例えば図４における上側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ａにおける外部導体４２が電気的に接続されている。
【００６０】
第２変換器３Ｂは、図１に示すように、第２同軸線４Ｂ、位相調整器７および同軸短絡部８とともに反射電力の位相調節に係るものである。
第２変換器３Ｂは、プロセス室２におけるプロセス室２が延びる方向（Ｌ方向）の端部に電気的に接続されたアルミニウム材料などの導電性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。
【００６１】
その一方で、第２変換器３Ｂの内部は、プロセス室２と同様に、排気部９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされる。そのため、第２変換器３Ｂは第２変換器３Ｂの内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造とされている。
【００６２】
第２変換器３Ｂには、図１および図４に示すように一対のリッジ部３１，３１が設けられている。
リッジ部３１は、ダブルリッジ導波管である第２変換器３Ｂにおけるリッジ部を構成するものであって、互いに対向して配置された平板状の部分である。
【００６３】
一対のリッジ部３１，３１の一方、例えば図４における下側のリッジ部３１には、第２同軸線４Ｂにおける内部導体４１が電気的に接続されている。一対のリッジ部３１，３１の他方、例えば図４における上側のリッジ部３１には、第２同軸線４Ｂにおける外部導体４２が電気的に接続されている。
【００６４】
なお、プロセス室２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂを構成するダブルリッジ導波管は、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
さらに、プロセス室２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂは、図１から図３に示すようにダブルリッジ導波管により構成されていてもよいし、シングルリッジ導波管により構成されていてもよく、特に限定するものではない。
【００６５】
第１同軸線４Ａは、図１に示すように、電源５から供給された高周波電力を第１変換器３Ａに導くものである。第１同軸線４Ａには、電源５および整合器６が電気的に接続して設けられている。
第１同軸線４Ａには、図４に示すように、内部導体４１と、外部導体４２とが設けられている。内部導体４１は、棒状または線状に延びる金属などの導電体から形成されたものである。外部導体４２は、内部に内部導体４１が配置された円筒状に形成された金属などの導電体から形成されたものである。内部導体４１と外部導体４２との間には、誘導体（図示せず）が配置されている。さらに、図４における下側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ａにおける内部導体４１が電気的に接続され、上側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ａにおける外部導体４２が電気的に接続されている。
なお、第１同軸線４Ａの構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００６６】
電源５は、図１に示すように、プロセス室２に高周波電力を供給するものである。例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯）の高周波電力を供給するものである。
従来の同軸線を用いた給電方法と比較して、１３．５６ＭＨｚではダブルリッジ導波管のサイズが大きくなるため、本発明の特徴をより活用するには３０ＭＨｚ以上が好ましい。一方、更に高い周波数になるに従い、プロセス室２が延びる方向に生じる定在波の影響が顕著になるため、４００ＭＨｚ以下が好ましい。
【００６７】
電源５は、第１同軸線４Ａと電気的に接続され、整合器６と第１同軸線４Ａを介して第１変換器３Ａに高周波電力を供給するものである。第１変換器３Ａに供給された高周波電力は、伝送モードが平行平板モードに変換された後にプロセス室２に伝送される。
なお、電源５としては、公知の高周波電源を用いることができ、特に限定するものではない。
【００６８】
第２同軸線４Ｂは、図１に示すように、第２変換器３Ｂ、位相調整器７および同軸短絡部８とともに反射電力の位相調節に係るものである。
第２同軸線４Ｂには、図４に示すように、内部導体４１と、外部導体４２とが設けられている。内部導体４１は、棒状または線状に延びる金属などの導電体から形成されたものである。外部導体４２は、内部に内部導体４１が配置された円筒状に形成された金属などの導電体から形成されたものである。内部導体４１と外部導体４２との間には、誘導体（図示せず）が配置されている。さらに、図４における下側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ｂにおける内部導体４１が電気的に接続され、上側のリッジ部３１には、第１同軸線４Ｂにおける外部導体４２が電気的に接続されている。
なお、第２同軸線４Ｂの構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００６９】
位相調整器７は、図１に示すように、第２変換器３Ｂ、第２同軸線４Ｂおよび同軸短絡部８とともに、第２変換器３Ｂからプロセス室２に向かう反射電力の位相調整を行うものである。
位相調整器７は第２同軸線４Ｂと電気的に接続されるとともに、第２変換器３Ｂと伝送の終端となる同軸短絡部８との間に配置されている。位相調整器７としては、位相調整周期をプラズマ処理内容により数Ｈｚから数１０ｋＨｚで位相調整できるものが好ましい。
なお、位相調整器７としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００７０】
同軸短絡部８は、図１に示すように、第２同軸線４Ｂにおける内部導体４１と、外部導体４２とを電気的に接続して短絡させるものである。
同軸短絡部８は、第２同軸線４Ｂにおける端部に配置されている。同軸短絡部８としては、終端として全反射するものが好ましい。
なお、同軸短絡部８としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００７１】
排気部９は、図１に示すように、プロセス室２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部から気体（流体）を排気することにより、真空状態にまで減圧するものである。
なお、排気部９としては、公知の真空ポンプなどを用いることができ、特に限定するものではない。
【００７２】
ガス供給部１０は、図１に示すように、プラズマの生成に用いられる基板Ｓ表面に製膜する原料ガスを含む母ガス（例えば、ＳｉＨ４ガスなど）を、一対のリッジ電極２１，２１の間に供給するものである。
【００７３】
次に、上記の構成からなる製膜装置１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。
基板Ｓは、図２に示すように、プロセス室２におけるリッジ電極２１の上に配置される。その後、図１に示すように、排気部９によりプロセス室２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部から、空気などの気体が排気される。
【００７４】
さらに、電源５から周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚの高周波電力がプロセス室２のリッジ電極２１に供給されるとともに、ガス供給部１０から一対のリッジ電極２１，２１の間に、例えばＳｉＨ４ガスなどの母ガスが供給される。
このとき、排気部９の排気量を制御して、プロセス室２等の内部、言い換えると、一対のリッジ電極２１，２１の間は、０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態に保たれている。
【００７５】
なお、ガス供給部１０と排気部９とプロセス室２の位置関係は、図１の矢印に示したような位置に特定するものではない。例えば排気部９とプロセス室２のリッジ電極２１の少なくとも一部から排気して、プロセス室２の下部方向から排気するようにしても良い。
【００７６】
電源５から供給された高周波電力は、第１同軸線４Ａによって整合器６を介して第１変換器３Ａに伝送される。整合器６では高周波電力を伝送する系統におけるインピーダンスなどの値が調節される。第１変換器３Ａでは、高周波電力の伝送モードが平行平板モードに変換される。
【００７７】
第１変換器３Ａに供給された高周波電力はプロセス室２に伝送され、一対のリッジ電極２１，２１の間に、リッジ電極に沿う方向であるＨ方向に関して、ほぼ均一な強度分布の電界が形成される（図５および図６参照。）。
【００７８】
その一方で、プロセス室２に伝送された高周波電力の一部は、第２変換器３Ｂ、第２同軸線４Ｂ、位相調整器７、および、同軸短絡部８に伝送され同軸短絡部８において反射される。プロセス室２には、電源５から供給された入力電力と、反射された反射電力とにより定在波が形成される。定在波の位置（位相）が固定されると、一対のリッジ電極２１，２１におけるＬ方向の電界強度の分布に偏りが生じる。
【００７９】
そこで、位相調整器７によって反射電力の位相を調節することにより、プロセス室２に形成される定在波の位置の調節が行われる。これにより、一対のリッジ電極２１，２１におけるプロセス室２が延びる方向であるＬ方向の電界強度の分布が時間平均的に均一化される。
【００８０】
具体的には、定在波の位置が、時間の経過に伴いＬ方向に、Ｓｉｎ波状や、三角波状や、階段（ステップ）状に移動するように反射電力の位相が調節される。
定在波が移動する範囲や、定在波を移動させる方式（Ｓｉｎ波状、三角波状、階段状等）や位相調整の周期の適正化は、電力の分布や、プラズマからの発光の分布や、プラズマ密度の分布や、製膜された膜に係る特性の分布等に基づいて行われる。膜に係る特性としては、膜厚や、膜質や、太陽電池等の半導体としての特性などを挙げることができる。
【００８１】
このような状態において一対のリッジ電極２１，２１の間で母ガスが電離され、プラズマが形成される。形成されたプラズマにより基板Ｓの上に均一な膜、例えばアモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜が形成される。
【００８２】
上記の構成によれば、電源５から供給された高周波電力は、第１同軸線４Ａおよび第１変換器３Ａを介してプロセス室２の一対のリッジ電極２１，２１に伝送され、一対のリッジ電極２１，２１の間におけるプラズマ生成に用いられる。
このように、高周波電力は内部導体４１および外部導体４２を有する第１同軸線４Ａと、リッジ導波管からなる第１変換器３Ａを介して、同じく、リッジ導波管からなるプロセス室２に伝送されるため、エネルギ伝送の効率化を図ることができる。
【００８３】
その一方で、リッジ部を形成したリッジ導波管の特性により、この一対のリッジ電極２１，２１の間ではリッジ電極に沿う方向（Ｈ方向）の電界強度分布がほぼ均一になる。さらに、リッジ導波管を用いることにより、伝送損出が小さいために電界強度分布がほぼ均一化された領域を容易に大面積化できる。
【００８４】
反射電力の位相を位相調整器７により調節することにより、プロセス室２における定在波の位相も調節される。例えば、反射電力の位相を時間的に変動させると、プロセス室２におけるプロセス室２が延びる方向（Ｌ方向）の定在波の位相も時間的に変動される。その結果、一対のリッジ電極２１，２１の間のプロセス室２が延びる方向（Ｌ方向）の電界も時間平均的に均一化することができる。
そのため、基板Ｓに対して均一なプラズマを広い範囲に生成することができ、大面積基板へ製膜するにあたり、高品質な膜を均一に製膜することができる。
【００８５】
〔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７を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、高周波電力の供給に関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いて高周波電力の供給に関する構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８６】
製膜装置１０１には、図７に示すように、プロセス室２と、第１変換器３Ａと、第２変換器（変換部）３Ｂと、第１同軸線（一の同軸線路）１０４Ａと、第１電源（一の電源）１０５Ａと、第１サーキュレータ１０７Ａと、第１整合器１０６Ａと、第２同軸線（他の同軸線路）１０４Ｂと、第２電源（他の電源）１０５Ｂと、第２サーキュレータ１０７Ｂと、第２整合器１０６Ｂと、排気部９と、ガス供給部１０と、が主に設けられている。
【００８７】
第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂは、図７に示すように、それぞれ、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力が導入される部分であって、供給された高周波電力をプロセス室２に伝送するものである。
さらに、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂは、リッジ導波管の特性を利用して、高周波電力の伝送モードを平行平板モードに変換するものである。
【００８８】
第１同軸線１０４Ａおよび第２同軸線１０４Ｂは、図７に示すように、それぞれ、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力を、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂに導くものである。
第１同軸線１０４Ａには、第１電源１０５Ａおよび第１整合器１０６Ａが電気的に接続して設けられている。その一方で、第２同軸線１０４Ｂには、第２電源１０５Ｂおよび第２整合器１０６Ｂが電気的に接続して設けられている。
【００８９】
第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂは、図７に示すように、プロセス室２に高周波電力を伝送するものである。例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚの高周波電力を供給するものであり、それぞれ、供給する高周波電力の位相を調節できるものである。
【００９０】
第１電源１０５Ａは、第１同軸線１０４Ａと電気的に接続され、第１同軸線１０４Ａを介して第１変換器３Ａに高周波電力を供給するものである。その一方で、第２電源１０５Ｂは、第２同軸線１０４Ｂと電気的に接続され、第２同軸線１０４Ｂを介して第２変換器３Ｂに高周波電力を供給するものである。
第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂに供給された高周波電力は、伝送モードが平行平板モードに変換された後にプロセス室２に伝送される。
【００９１】
第１サーキュレータ１０７Ａおよび第２サーキュレータ１０７Ｂは、それぞれ、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力をプロセス室２に導くとともに、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂに対して進行方向が違う高周波電力が入力されることを防止するものである。
【００９２】
第１サーキュレータ１０７Ａは、図７に示すように、第１同軸線１０４Ａと電気的に接続され、かつ、第１電源１０５Ａおよび第１整合器１０６Ａの間に配置されている。その一方で、第２サーキュレータ１０７Ｂは、第２同軸線１０４Ｂと電気的に接続され、かつ、第２電源１０５Ｂおよび第２整合器１０６Ｂの間に配置されている。
【００９３】
第１サーキュレータ１０７Ａは、第１変換器３Ａから第１電源１０５Ａに向って進行する高周波電力を、当該電力を吸収する吸収部（図示せず）に導くことにより、第１電源１０５Ａに高周波電力が入力されることを防止する。第２サーキュレータ１０７Ｂについても同様に、第２電源１０５Ｂに向って進行する高周波電力を吸収部（図示せず）に導くことにより、第２電源１０５Ｂに高周波電力が入力されることを防止する。
【００９４】
なお、第１サーキュレータ１０７Ａおよび第２サーキュレータ１０７Ｂとしては、公知のサーキュレータを用いることができ、特に限定するものではない。
【００９５】
次に、上記の構成からなる製膜装置１０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。
プロセス室２に基板Ｓが配置され、プロセス室２の内部から空気などの気体が排気されると、図７に示すように、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから高周波電力がプロセス室２に供給されるとともに、ガス供給部１０から例えばＳｉＨ４ガスなどの基板Ｓ表面に製膜する原料ガスを含む母ガスが供給される。
【００９６】
第１電源１０５Ａから供給された高周波電力は、第１同軸線１０４Ａによって第１サーキュレータ１０７Ａおよび第１整合器１０６Ａを介して第１変換器３Ａに伝送される。第１整合器１０６Ａでは高周波電力を伝送する系統におけるインピーダンスなどの値が調節される。第１変換器３Ａでは、高周波電力の伝送モードが平行平板モードに変換される。
第１変換器３Ａに供給された高周波電力はプロセス室２に伝送され、一対のリッジ電極２１，２１の間に、リッジ電極に沿う方向であるＨ方向に関して、ほぼ均一な強度分布の電界が形成される。
【００９７】
その後、第１電源１０５Ａから供給された高周波電力は、第２変換器３Ｂから第２同軸線１０４Ｂに進行し、第２整合器１０６Ｂを介して第２サーキュレータ１０７Ｂに入力される。当該高周波電力は、第２サーキュレータ１０７Ｂによって吸収部に導かれ、吸収部に吸収され熱などに変換される。
【００９８】
第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力は、第１電源１０５Ａから供給された高周波電力と同様に、第２変換器３Ｂに伝送されて、伝送モードが平行平板モードに変換される。第２変換器３Ｂに供給された高周波電力はプロセス室２に伝送されて、一対のリッジ電極２１，２１の間に電界を形成する。
【００９９】
その後、第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力は、第１変換器３Ａから第１同軸線１０４Ａに進行し、第１整合器１０６Ａを介して第１サーキュレータ１０７Ａに入力される。当該高周波電力は、第１サーキュレータ１０７Ａによって吸収部に導かれ、吸収部に吸収され熱などに変換される。
【０１００】
その一方で、プロセス室２には、第１電源１０５Ａから供給された高周波電力と、第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力により、定在波が形成される。このとき、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給される高周波電力の位相が固定されていると、定在波の位置（位相）が固定され、一対のリッジ電極２１，２１におけるプロセス室２が延びる方向であるＬ方向の電界強度の分布に偏りが生じる。
【０１０１】
そこで、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂの少なくとも一方から供給される高周波電力の位相を調節することにより、プロセス室２に形成される定在波の位置の調節が行われる。これにより、一対のリッジ電極２１，２１におけるＬ方向の電界強度の分布が時間平均的に均一化される。
定在波の位置の調節は、第１の実施形態と同一の方法により行われる。
【０１０２】
このような状態において一対のリッジ電極２１，２１の間で母ガスが電離され、プラズマが形成される。形成されたプラズマにより基板Ｓの上に均一な膜、例えばアモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜が形成される。
【０１０３】
上記の構成によれば、プロセス室２における一対のリッジ電極２１，２１に対して、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから高周波電力が供給される。そのため、プロセス室２には、第１電源１０５Ａに係る高周波電力と、第２電源１０５Ｂに係る高周波電力と、により定在波が発生する。
第１電源１０５Ａに係る高周波電力の位相、および、第２電源１０５Ｂに係る高周波電力の位相の少なくとも一方を調節することにより、プロセス室２における定在波の位相も調節される。例えば、第１電源１０５Ａに係る高周波電力の位相を時間的に変動させると、プロセス室２における定在波の位相も時間的に変動される。その結果、一対のリッジ電極２１，２１の間の電界も時間平均的に均一化される。
【０１０４】
〔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８および図９を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、第１変換器および第２変換器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８および図９を用いて第１変換器および第２変換器の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図８は、本実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０５】
製膜装置２０１には、図８に示すように、プロセス室２と、第１変換器（変換部）２０３Ａと、第２変換器（変換部）２０３Ｂと、第１同軸線１０４Ａと、第１電源１０５Ａと、第１サーキュレータ１０７Ａと、第１整合器１０６Ａと、第２同軸線１０４Ｂと、第２電源１０５Ｂと、第２サーキュレータ１０７Ｂと、第２整合器１０６Ｂと、排気部９と、ガス供給部１０と、が主に設けられている。
【０１０６】
第１変換器２０３Ａおよび第２変換器２０３Ｂは、図８に示すように、それぞれ、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力が導入される部分であって、供給された高周波電力をプロセス室２に伝送するものである。
さらに、第１変換器２０３Ａおよび第２変換器２０３Ｂは、リッジ導波管の特性を利用して、高周波電力の伝送モードを平行平板モードに変換するものである。
【０１０７】
図９は、図８の第１変換器および第２変換器の構成を説明する断面視図である。
第１変換器２０３Ａおよび第２変換器２０３Ｂには、図９に示すように、一対のリッジ部３１，３１と、充填材２０４と、が設けられている。充填材２０４は、少なくとも一対のリッジ部３１，３１の間に配置されるものであって、充填材２０４が設けられていない領域と比較して誘電率が高いものである。
【０１０８】
本実施形態では、誘電率εが９．４のアルミナ（酸化アルミニウム）を充填材２０４として用いる例に適用して説明する。さらに、一対のリッジ部３１，３１における、第１同軸線１０４Ａや、第２同軸線１０４Ｂが接続された領域の近傍に、充填材２０４が配置されている例に適用して説明する。
【０１０９】
上記の構成からなる製膜装置２０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理は、第２の実施形態における製膜処理と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１０】
上記の構成によれば、一対のリッジ部３１，３１の間に充填材２０４を設けることにより、充填材２０４が設けられていない場合と比較して、一対のリッジ部３１，３１を小型化できる。本実施例の場合では、Ｌ方向の寸法を半分程度に短くすることができる。
【０１１１】
第１変換器２０３Ａおよび第２変換器２０３Ｂはリッジ導波管であり、プロセス室２の一対のリッジ電極２１，２１の間に均一な電界を形成するためには、リッジ部３１の寸法は供給される高周波電力の周波数に基づいて定まる。そのため、単純にリッジ部３１の寸法を変更することはできない。
そこで、上述のように、一対のリッジ電極２１，２１の間に誘電率が高い充填材２０４を配置することにより、プロセス室２の一対のリッジ電極２１，２１の間に均一な電界を形成するという目的を達成しつつ、リッジ部３１の小型化を図ることができる。
【０１１２】
例えば、本実施形態のように、高周波電力の周波数が６０ＭＨｚ程度であって、誘電率εが９．４の充填材２０４を用いた場合には、リッジ部３１におけるＬ方向の寸法を半分程度（約２５００ｍｍから約１１００ｍｍ）に短縮することができる。これにより、製膜装置２０１のコンパクト化を図ることができる。
【０１１３】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１０および図１１を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、プロセス室、第１変換器および第２変換器の内部における真空状態を保つ構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１０および図１１を用いて真空状態を保つ構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１０は、本実施形態に係る製膜装置の概略構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１４】
製膜装置３０１には、図１０に示すように、プロセス室（放電室）３０２と、第１変換器（変換部）３０３Ａと、第２変換器（変換部）３０３Ｂと、真空容器（減圧容器）３０４と、第１同軸線１０４Ａと、第１電源１０５Ａと、第１サーキュレータ１０７Ａと、第１整合器１０６Ａと、第２同軸線１０４Ｂと、第２電源１０５Ｂと、第２サーキュレータ１０７Ｂと、第２整合器１０６Ｂと、排気部９と、ガス供給部１０と、が主に設けられている。
【０１１５】
プロセス室３０２は、図１０に示すように、内部に配置された基板Ｓに対してプラズマ処理を施す部分である。
プロセス室３０２は、アルミニウム材料などの導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。プロセス室３０２には、図１０に示すように、一対のリッジ電極２１，２１が設けられている。
【０１１６】
第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂは、図１０に示すように、それぞれ、第１電源１０５Ａおよび第２電源１０５Ｂから供給された高周波電力が導入される部分であって、供給された高周波電力をプロセス室３０２に伝送するものである。
【０１１７】
第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂは、プロセス室２におけるプロセス室２が延びる方向（Ｌ方向）の端部に電気的に接続されたアルミニウム材料などの導電性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。さらに第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂは、リッジ導波管の特性を利用して、高周波電力の伝送モードを平行平板モードに変換するものである。
【０１１８】
真空容器３０４の内部に配置されるプロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂは、第１の実施形態のプロセス室２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂと比較して、プロセス室３０２の内部と外部との間の圧力差に耐える構成を必要としない。例えば、プロセス室２等の壁面厚さに関して、第１の実施形態では２００ｍｍ以上の壁面厚さが必要、リブ材で補強する工夫をした構造としても略５０ｍｍ以上の壁面厚さが必要なのに対して、本実施形態におけるプロセス室３０２等の壁面厚さは、自重による変形に耐えうる程度に薄くなっている。
【０１１９】
真空容器３０４は、図１０に示すように、内部にプロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂが収納されるものである。
そのため、真空容器３０４は圧力差に耐えうる構造とされている。例えば、ステンレス鋼（ＪＩＳ規格におけるＳＵＳ３０４材）や、一般構造用圧延材（ＪＩＳ規格におけるＳＳ材）などから形成されたものや、リブ材などで補強された構成を用いることができる。
【０１２０】
真空容器３０４には排気部９が接続されている。そのため、真空容器３０４の内部や、プロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂの内部は、排気部９の排気量を制御することにより０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされる。
【０１２１】
なお、ガス供給部１０と排気部９とプロセス室３０２の位置関係は、図１０の矢印に示したような位置に特定するものではない。例えば排気部９とプロセス室２のリッジ電極２１の少なくとも一部から排気して、真空容器３０４の上部方向から排気するようにしても良い。
【０１２２】
上記の構成からなる製膜装置２０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理は、第２の実施形態における製膜処理と同様であるため、その説明を省略する。
【０１２３】
上記の構成によれば、プロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂは、内部が真空状態にされた真空容器３０４の内部に配置されるため、プロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂ自体が自重による変形に耐える強度を保持し、内部と外部との間の圧力差に耐える強度を備える必要がない。そのため、プロセス室３０２自体が当該圧力差に耐える強度を備える場合と比較して、プロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂの構成を簡素にすることができ、これらの構成の自由度を高くできる。
【０１２４】
図１１は、図１０の真空容器の他の実施例を説明する模式図である。
なお、真空容器３０４は、図１０に示すように、プロセス室３０２、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂを内部に収納するものであってもよいし、図１１に示すように、プロセス室３０２のみを内部に収納するものであってもよく、特に限定するものではない。
【０１２５】
この場合、プロセス室３０２と第１変換器３０３Ａとの間、プロセス室３０２と第２変換器３０３Ｂとの間には、プロセス室３０２の内部における真空状態を保つ真空窓（窓部）３０５が設けられている。
【０１２６】
真空窓３０５は、真空容器３０４の真空状態を維持しながら、第１変換器３０３Ａおよび第２変換器３０３Ｂからの高周波電力の伝送を可能とするものである。
真空窓３０５を形成する材料としては石英ガラスなど、真空窓として一般的に用いられる材料から形成されたものを用いることができ、特に限定するものではない。
【０１２７】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、排気部およびガス供給部に関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２および図１３を用いて排気部およびガス供給部に関する構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係る製膜装置の構成を説明する概略図である。図１３は、図１２のプロセス室における構成を説明する断面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２８】
製膜装置４０１には、図１２に示すように、プロセス室（放電室）４０２と、第１変換器３Ａと、第２変換器３Ｂと、第１同軸線４Ａと、電源５と、整合器６と、第２同軸線４Ｂと、位相調整器７と、同軸短絡部８と、排気部４０９と、ガス供給部４１０と、が主に設けられている。
【０１２９】
プロセス室４０２は、図１２および図１３に示すように、内部に配置された基板Ｓに対してプラズマＰによる処理を施す部分である。
プロセス室４０２は、アルミニウム材料などの導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。その一方で、プロセス室４０２の内部は、排気部９により排気量を制御して０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、プロセス室４０２はプロセス室４０２の内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造とされている。
【０１３０】
プロセス室４０２には、図１３に示すように、一対のリッジ電極２１，４２１と、真空容器壁４０２Ａとが設けられている。
【０１３１】
リッジ電極４２１は、ダブルリッジ導波管であるプロセス室４０２におけるリッジ部を構成するものであって、リッジ電極２１と対向して配置されたものである。さらに、リッジ電極４２１には、メッシュやパンチングメタルのように複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、リッジ電極４２１の全面に設けられていてもよいし、少なくとも後述する真空排気管４０９Ｂおよびガス供給管４１０Ｂが配置されている領域の近傍に形成されていればよく、特に限定するものではない。
【０１３２】
なお、貫通孔の開口面積は、供給される高周波電力の波長に対して十分に小さいことが望ましい。このようにすることで、プロセス室４０２の内部の電界に影響を与えることがない。
【０１３３】
その一方で、平板状に形成されたリッジ電極２１には、リッジ電極４２１と対向する面に基板Ｓが配置される。さらに、リッジ電極２１の外面には、基板Ｓの温度および温度分布を調節する温度調節部４１１が設けられている。
【０１３４】
温度調節部４１１は、内部に温度制御された熱媒体を循環したり、または温度制御されたヒータを組み込んだりすることで、自身の温度を制御して、全体が概ね均一な温度を有し、接触しているリッジ電極２１を経由して基板Ｓの温度を所定の温度に均一化する機能を有する。
上述の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、及び純水等が熱媒体として使用できる。中でも１５０℃から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。
【０１３５】
なお、温度調節部４１１は、リッジ電極２１の外面のみに設けられていてもよいし、リッジ電極２１およびリッジ電極４２１の外面に設けられていてもよく、特に限定するものではない。
【０１３６】
真空容器壁４０２Ａは、リッジ電極４２１との間にプロセス室４０２と連通する空間を形成する壁面であって、プロセス室４０２と同様に内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造を有するものである。
リッジ電極４２１と真空容器壁４０２Ａとの間には、図１３に示すように、排気部４０９の真空排気管４０９Ｂと、ガス供給部４１０のガス供給管４１０Ｂと、が設けられている。
【０１３７】
真空排気管４０９Ｂの吸引孔とガス供給管４１０Ｂの噴出し孔は、リッジ電極２１に沿う方向（Ｈ方向）、ならびにプロセス室４０２に延びる方向（Ｌ方向）に各々が略均一な間隔で設けられていると、基板Ｓへの製膜の膜質分布を確保するために好ましい。
【０１３８】
排気部４０９は、図１２および図１３に示すように、プロセス室４０２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部から気体を排気することにより、真空状態にまで減圧するものである。
排気部４０９には、真空ポンプ部４０９Ａと、真空排気管（排気部）４０９Ｂと、が主に設けられている。
【０１３９】
真空ポンプ部４０９Ａはプロセス室４０２等から離れた位置に配置され、真空排気管４０９Ｂを介してプロセス室４０２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部を真空状態にまで減圧するものである。
真空排気管４０９Ｂは、真空ポンプ部４０９Ａと接続されているとともに、真空容器壁４０２Ａとリッジ電極４２１との間の空間に配置されたものである。さらに、真空排気管４０９Ｂは、リッジ電極４２１の貫通孔を介して、プロセス室４０２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部から気体を排気するものである。
【０１４０】
ガス供給部４１０は、図１２および図１３に示すように、プラズマの生成に用いられる母ガス（例えば、ＳｉＨ４ガスなど）を、一対のリッジ電極２１，４２１の間に供給するものである。
ガス供給部４１０には、ガス供給源４１０Ａと、ガス供給管（供給部）４１０Ｂと、が主に設けられている。
【０１４１】
ガス供給源４１０Ａはプロセス室４０２等から離れた位置に配置され、ガス供給管４１０Ｂを介して一対のリッジ電極２１，４２１の間に母ガスを供給するものである。
ガス供給管４１０Ｂは、ガス供給源４１０Ａと接続されているとともに、真空容器壁４０２Ａとリッジ電極４２１との間の空間に配置されたものである。さらに、ガス供給管４１０Ｂは、リッジ電極４２１の貫通孔を介して、一対のリッジ電極２１，４２１の間に母ガスを供給するものである。
【０１４２】
次に、上記の構成からなる製膜装置４０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。
プロセス室４０２に基板Ｓが配置され、プロセス室４０２の内部から空気などの気体が排気されると、図１２に示すように、電源５から高周波電力がプロセス室４０２に供給されるとともに、ガス供給部４１０から例えばＳｉＨ４ガスなどの基板Ｓ表面に製膜する原料ガスを含む母ガスが供給される。
さらに、温度調節部４１１により基板Ｓの温度および温度分布が調節される。
【０１４３】
具体的には、排気部４０９の真空ポンプ部４０９Ａが駆動されると、真空排気管４０９Ｂを介して真空容器壁４０２Ａとリッジ電極４２１との間の空間から気体が排気される。これと同時に、リッジ電極４２１に形成された貫通孔を介して、プロセス室４０２、第１変換器３Ａおよび第２変換器３Ｂの内部から気体が排気される。
【０１４４】
その一方で、ガス供給源４１０Ａから供給された母ガスは、ガス供給管４１０Ｂを介して真空容器壁４０２Ａとリッジ電極４２１との間の空間に供給される。これと同時に、リッジ電極４２１に形成された貫通孔を介して、一対のリッジ電極２１，４２１の間に母ガスが供給される。
【０１４５】
電源５から第１変換器３Ａを介してプロセス室４０２高周波電力が供給されると、リッジ電極４２１の貫通孔は高周波電力の波長に対して十分に小さいため、一対のリッジ電極２１，４２１の間にリッジ電極に沿う方向（Ｈ方向）にほぼ均一な強度分布の電界が形成される。
以後の製膜処理については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１４６】
上記の構成によれば、温度調節部４１１やガス供給管４１０Ｂや真空排気管４０９Ｂなどの設置位置と、第１同軸線４Ａおよび第１変換器３Ａなどの設置位置が異なるため、両者が干渉することがない。言い換えると、温度調節部４１１やガス供給管４１０Ｂや真空排気管４０９Ｂなどの設置に対して、第１同軸線４Ａおよび第１変換器３Ａなどによる制約が無い為，自由度の高い設計が可能となる。
【０１４７】
具体的には、温度調節部４１１等はプロセス室４０２におけるリッジ電極２１，４２１に隣接して配置される一方で、第１変換器３Ａはプロセス室４０２に対してＬ方向に隣接して配置され、第１同軸線４Ａは第１変換器３ＡからＥ方向に延びて配置されている。そのため、配置位置に関して温度調節部４１１等と、第１変換器３Ａ等とが干渉することがない。
【０１４８】
ここで、従来のプラズマＣＶＤ装置において、母ガスはプラズマ放電電極の周辺やアンテナ電極の周辺から供給されることが一般的であった。さらに、温度調節部はプラズマ放電電極やアンテナ電極に対向して基板を保持する対向電極に組み込まれることが一般的であった。しかしながら、この構成では、プラズマ放電電極に電力を供給する構成と、母ガスを供給する構成および温度調節部とが干渉する、言い換えると、母ガスを供給する構成および温度調節部には、電力を供給する構成により配置位置の制約があった。
【０１４９】
本実施形態の構成では、プラズマ放電電極であるリッジ電極２１，４２１への高周波電力の供給は、リッジ導波管である第１変換器３Ａおよびプロセス室４０２内での高周波電力の伝播により実施される。その一方で、温度調節部４１１等はプロセス室４０２の外側に配置されるため、上述の干渉の問題が発生せず、自由度の高い設計が可能となる。
【０１５０】
なお、ここでは製膜装置４０１の全体構成を、図１２に示すように、第１の実施形態の製膜装置１の全体構成（図１参照。）と類似する構成に適用して説明したが、これにかぎられることなく、第２の実施形態の製膜装置１０１の全体構成（図７参照。）と類似する構成に適用してもよい。
第２の実施形態の製膜装置１０１の全体構成と類似する構成に適用しても、第１の実施形態の製膜装置１の全体構成と類似する構成に適用した場合と、同様の効果をえることができる。
【０１５１】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１４を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、基板の搬入搬出に関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１４を用いて基板の搬入搬出に関する構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１４は、本実施形態に係る製膜装置の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１５２】
製膜装置５０１のプロセス室（放電室）５０２は、図１４に示すように、内部に配置された基板Ｓに対してプラズマＰによる処理を施す部分である。
プロセス室５０２は、アルミニウム材料などの導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された部品であって、いわゆるダブルリッジ導波管状に形成されたものである。その一方で、プロセス室４０２の内部は、排気部９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、プロセス室５０２は内部と外部との間の圧力差に耐えうる構造とされている。
【０１５３】
さらに、プロセス室５０２の壁面であって、基板Ｓが延びる方向（Ｈ方向）と交差する部分には、基板Ｓがプロセス室５０２に搬入、または、プロセス室５０２から搬出される一対のスリット（開口部）５０３，５０３が設けられている。
【０１５４】
一対のスリット５０３，５０３は、プロセス室５０２の壁面に略長方形状に形成された貫通孔であって、基板Ｓが搬入または搬出される孔で、開閉が可能なことが好ましい。さらに一対のスリット５０３は、一対のリッジ電極２１，２１の間に形成される電界に影響を与えない位置、つまり、プロセス室５０２の側壁に形成されている。
【０１５５】
さらに、図１４に示すように、プロセス室５０２における基板Ｓが何裕される側（図１４の左側）にはロード室５２０が隣接して設けられ、プロセス室５０２における基板Ｓが搬出される側（図１４の右側）にはアンロード室５２１が隣接して設けられている。
【０１５６】
ロード室５２０にはゲートバルブ５３０が設けられ、アンロード室５２１にはゲートバルブ５３１が設けられている。ロード室５２０およびアンロード室５２１には、図示しない真空排気装置およびベント装置が接続されている。真空排気装置およびベント装置により、ロード室５２０とアンロード室５２１内を真空状態と大気圧状態とにすることができる。
【０１５７】
本実施形態では、第１の実施形態と同様な基板Ｓや、さらにリッジ電極２１よりも長尺に形成された基板Ｓを用いることができる。
さらに、基板Ｓの材料として透光性ガラス基板の他に、巻き取りが可能な柔軟性を有する材料を用いることができる。この場合には、本実施形態の製膜装置５０１を用いてロール・ツー・ロール方式で代表される連続的な基板供給による製膜処理を行うことができる。
【０１５８】
次に、上記の構成からなる製膜装置５０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。
まず、図１４に示すように、ロード室５２０を大気圧状態として、ゲートバルブ５３０を開にして、図示しない基板搬送装置（回転ローラーなど）により基板Ｓを搬入する。その後、ゲートバルブ５３０を閉にして真空排気しロード室５２０を真空状態とする。
【０１５９】
プロセス室５０２の内部は真空状態が維持されていて、ロード室５２０側のスリット５０３が開かれ、スリット５０３から、一対のリッジ電極２１，２１の間に基板Ｓが搬入される。そして、図１４に示すように、高周波電力がプロセス室５０２に供給されるとともに、一対のリッジ電極２１，２１の間にＳｉＨ４ガスなどの母ガスが供給される。
【０１６０】
すると、一対のリッジ電極２１，２１の間にプラズマＰが形成され、基板Ｓに対してプラズマ処理である製膜処理が施される。
このとき、基板Ｓは一方のスリット５０３からプロセス室５０２の内部に搬入され、製膜処理が施された基板Ｓは、他方のスリット５０３を開にしてプロセス室５０２に隣接して設けられたアンロード室５２１に搬出される。アンロード室５２１へ基板Ｓが搬出されると、他方のスリット５０３を閉にして、アンロード室５２１を大気圧状態にベントする。そして、ゲートバルブ５３１を開にして、プラズマ処理が完了した基板Ｓをアンロード室５２１から搬出する。
このようにすることで、基板Ｓを次々にプロセス室５０２へ搬送して、基板Ｓに対する製膜処理を連続して行うことができる。
【０１６１】
さらに、基板Ｓはリッジ電極２１よりも長尺であっても、プロセス室５０２へ基板Ｓを搬送する間、スリット５０３を開としておくことで、基板Ｓに製膜処理を行うことができる。つまり、基板Ｓをリッジ電極２１，２１の間に搬送しながら基板Ｓに製膜処理できるので、更に大面積基板への製膜処理を行うことができる。
【０１６２】
上記の構成によれば、基板Ｓは一対のスリット５０３，５０３の一方からプロセス室５０２の内部に搬入され、一対のリッジ電極２１，２１の間に導かれる。リッジ電極２１，２１の間では、基板Ｓに対して、例えばプラズマＣＶＤなどのプラズマ処理が施される。プラズマ処理が施された基板Ｓは、一対のスリット５０３，５０３の他方からプロセス室５０２の外部に搬出される。そのため、基板Ｓに対する製膜処理を連続して行うことができる。
【０１６３】
さらに、基板Ｓの搬入、基板Ｓへのプラズマ処理、基板Ｓの搬出を連続して行うことができるため、一対のリッジ電極２１，２１よりも大きな面積を有する基板Ｓに対して連続してプラズマ処理を施すことができる。そのため、アモルファスシリコン太陽電池や結晶質シリコン太陽電池などの生産性向上を図ることができる。
【０１６４】
さらに、基板Ｓの移動方向に複数のプロセス室５０２を並べ、一の基板Ｓが複数のプロセス室５０２に連続して搬入されるように構成してもよい。この場合、各放電室において異なるプラズマ処理、アモルファスシリコン太陽電池や結晶質シリコン太陽電池などのp層、i層およびn層の各製膜処理を行うことにより、基板Ｓに対して、p層、i層およびn層の各製膜処理を連続して行うことができる。
【０１６５】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１５を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、複数のプロセス室が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５を用いて複数のプロセス室が設けられている点のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１５は、本実施形態に係る製膜装置の構成を説明する模式図である。
なお、第５の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６６】
製膜装置６０１には、図１５に示すように、プロセス室４０２ｐと、プロセス室４０２ｉと、プロセス室４０２ｎと、基板搬送部（搬送部）６０２と、が主に設けられている。
【０１６７】
プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎは、図１５に示すように、内部に配置された基板Ｓに対してプラズマＰによる処理を施す部分である。具体的には、プロセス室４０２ｐは、基板Ｓに対してアモルファスや結晶質シリコン太陽電池などのp層を製膜するものであり、プロセス室４０２ｉは、基板Ｓに対してアモルファスや結晶質シリコン太陽電池などのi層を製膜するものであり、プロセス室４０２ｎは、基板Ｓに対してn層を製膜するものである。
【０１６８】
その一方で、プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎは、Ｅ方向に順に並んで配置され、Ｈ方向には基板搬送部６０２が隣接して配置されている。
さらに、プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎのそれぞれには、基板搬送部６０２と隣接する位置にゲートバルブ６０３が設けられている。
【０１６９】
ゲートバルブ６０３は、プロセス室４０２ｐ等に形成された開口を開閉するものである。ゲートバルブ６０３が開かれることにより形成された開口を介して、プロセス室４０２ｐ等と基板搬送部６０２との間で基板Ｓの搬入や搬出が行われる。
【０１７０】
基板搬送部６０２は、プロセス室４０２ｐ等との間で基板Ｓの搬入や搬出を行うとともに、プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎの間で基板Ｓの入れ替えを行うものである。
【０１７１】
また、基板搬送部６０２は、少なくともゲートバルブ６０３を開閉するときには、図示しない真空排気装置により、真空状態に保たれている。このためプロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎの内部を常に真空状態に維持できるとともに、各プロセス室間のクロスリークによるガスコンタミの発生を抑制することが出来る。
なお基板搬送部６０２の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【０１７２】
次に、上記の構成からなる製膜装置６０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。ここでは、基板Ｓにp層、i層およびn層の順に製膜が行われる場合に適用して説明する。
なお、プロセス室４０２ｐ等における製膜処理については、第５の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１７３】
基板Ｓは、基板搬送部６０２からプロセス室４０２ｐの内部に搬入される。このとき、プロセス室４０２ｐのゲートバルブ６０３は開かれている。プロセス室４０２ｐに基板Ｓが搬入されると、ゲートバルブ６０３が閉じられて、基板Ｓに対してp層の製膜処理が行われる。
【０１７４】
基板Ｓに対するp層の製膜処理が終了すると、ゲートバルブ６０３が開かれ、プロセス室４０２ｐから基板搬送部６０２に基板Ｓが搬出される。搬出された基板Ｓは、次に、プロセス室４０２ｉに搬入される。このとき、プロセス室４０２ｉのゲートバルブ６０３は開かれている。プロセス室４０２ｉに基板Ｓが搬入されると、ゲートバルブ６０３が閉じられて、基板Ｓのp層の上にi層が製膜される。
【０１７５】
基板Ｓに対するｉ層の製膜処理が終了すると、ゲートバルブ６０３が開かれ、プロセス室４０２ｉから基板搬送部６０２に基板Ｓが搬出される。搬出された基板Ｓは、次に、プロセス室４０２ｎに搬入される。このとき、プロセス室４０２ｎのゲートバルブ６０３は開かれている。プロセス室４０２ｎに基板Ｓが搬入されると、ゲートバルブ６０３が閉じられて、基板Ｓのi層の上にｎ層が製膜される。
これにより、基板Ｓの上にp層、i層およびn層がこの順に製膜されることになる。
【０１７６】
上記の構成によれば、プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎは、Ｅ方向に並んで配置することにより、プロセス室４０２ｐなどを設置するスペースの省スペース化を図ることができる。そのため、製膜装置６０１を備える工場における単位面積あたりの生産性向上を図ることができる。
【０１７７】
一般に、リッジ導波管の伝送方向における縦横比は、ＥＩＡＪ規格では１：２と定められ，ＷＭＩ規格では１：４と定められ、ＷＦＩ規格では１：８．３３と定められている。いずれの規格においてもリッジ導波管は横長な形状となる。そのため、多数のリッジ導波管を平置きにすると多大な設置スペースが必要となる。
しかしながら、プロセス室４０２ｐ、プロセス室４０２ｉ、および、プロセス室４０２ｎをＥ方向に並んで配置することにより、設置スペースの問題を解消することができる。
【０１７８】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１６および図１７を参照して説明する。
本実施形態の製膜装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、第２変換器の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１６および図１７を用いて第２変換器の周辺構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１６は、本実施形態に係る製膜装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１７９】
製膜装置（真空処理装置）７０１には、図１６に示すように、プロセス室２と、変換器（変換部）７０３Ａと、テーパ管７０４と、終端調整器（位相調整部）７０５と、第１同軸線４Ａと、電源５と、整合器６と、排気部９と、ガス供給部１０と、が主に設けられている。
【０１８０】
変換器７０３Ａは、高周波電力の伝送経路を第１同軸線４Ａから導波管に変換するものである。さらに、変換器７０３Ａは、筒状に形成されるとともに一方の端部（図１６の左側の端部）は閉じられたものである。
【０１８１】
変換器７０３Ａには、図１６に示すように、第１同軸線４Ａと、テーパ管７０４とが接続されている。
具体的には、第１同軸線４Ａは変換器７０３Ａの側面に電気的に接続されるとともに、変換器７０３Ａの内部に突出して配置されている。その一方で、テーパ管７０４は、変換器７０３Ａの他方の端部（右側の端部）に電気的に接続されている。
【０１８２】
変換器７０３Ａとテーパ管７０４との間には、真空窓７０６が設けられている。
真空窓７０６は、テーパ管７０４およびプロセス室２の内部の真空状態を維持するとともに、変換器７０３Ａからテーパ管７０４およびプロセス室２への高周波電力の伝送を可能にするものである。
真空窓７０６を形成する材料としては、石英ガラスなどを例示することができる。
【０１８３】
テーパ管７０４は、導波管モードから平行平板モードに変換するものである。
テーパ管７０４における変換器７０３Ａと接続される端部は、変換器７０３Ａと同一の断面形状に形成され、プロセス室２と接続される端部は、プロセス室２と同一のダブルリッジ導波管の断面形状に形成されている。さらに、テーパ管７０４の断面形状は、変換器７０３Ａと接続される端部から、プロセス室２と接続される端部に向って滑らかに変化している。
【０１８４】
終端調整器７０５は、プロセス室２に向って反射する反射電力の位相を調節するものである。終端調整器７０５は、テーパ管７０４とともにプロセス室２を間に挟む位置に配置され、プロセス室２と電気的に接続されている。さらに、終端調整器７０５は、プロセス室２と同一の断面形状に形成されている。
【０１８５】
図１７は、図１６の終端板が移動する状態を説明する模式図である。
終端調整器７０５には、図１６に示すように、終端板７０５Ａが設けられている。
終端板７０５Ａは、終端調整器７０５において高周波電力が反射される部分であって、金属などの導電体から形成された板状の部材である。さらに、終端板７０５Ａは、図１７に示すように、Ｌ方向に移動可能とされている。
【０１８６】
次に、上記の構成からなる製膜装置７０１における基板Ｓに対するプラズマ処理である製膜処理について説明する。
基板Ｓは、図１６に示すように、プロセス室２におけるリッジ電極２１の上に配置される。ここで、プロセス室２、テーパ管７０４および終端調整器７０５は、排気部９により、その内部から空気などの気体が排気された常時真空状態にある。そのため、第６の実施形態に係る製膜装置５０１や、第７の実施形態に係る製膜装置６０１のように、ロード室などが併設されていることが好ましい。
【０１８７】
さらに、電源５から周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚの高周波電力がプロセス室２のリッジ電極２１に供給されるとともに、ガス供給部１０から一対のリッジ電極２１，２１の間に、例えばＳｉＨ４ガスなどの母ガスが供給される。
このとき、プロセス室２等の内部、言い換えると、一対のリッジ電極２１，２１の間は、０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態に保たれている。
【０１８８】
電源５から供給された高周波電力は、第１同軸線４Ａによって整合器６を介して変換器７０３Ａに伝送される。整合器６では高周波電力を伝送する系統におけるインピーダンスなどの値が調節される。
高周波電力は、変換器７０３Ａからテーパ管７０４に伝送され、テーパ管７０４において伝送モードが導波管モードから平行平板モードに変換に変換される。
【０１８９】
その後、高周波電力は、テーパ管７０４からプロセス室２に伝送され、一対のリッジ電極２１，２１の間に電界が形成される。
【０１９０】
その一方で、プロセス室２に伝送された高周波電力の一部は、終端調整器７０５の終端板７０５Ａにおいて反射される。プロセス室２には、電源５から供給された入力電力と、反射された反射電力とにより定在波ＳＷが形成される。定在波の位置（位相）が固定されると、一対のリッジ電極２１，２１におけるプロセス室２が延びる方向であるＬ方向の電界強度の分布に偏りが生じる。
【０１９１】
そこで、終端調整器７０５によって反射電力の位相を調節することにより、プロセス室２に形成される定在波ＳＷの位置の調節が行われる。これにより、一対のリッジ電極２１，２１におけるＬ方向の電界分布、言い換えると電位分布ＥＰが時間平均的に均一化される。
【０１９２】
具体的には、図１７に示すように、終端板７０５Ａの配置位置を時間の経過に伴いＬ方向に、Ｓｉｎ波状や、三角波状や、階段（ステップ）状に移動させることにより反射電力の位相が調節される。これにより、定在波ＳＷの位置も調節され、Ｌ方向の電位分布ＥＰの分布が時間平均的に均一化される。
【０１９３】
定在波が移動する範囲や、定在波を移動させる方式（Ｓｉｎ波状、三角波状、階段状等）や位相の調節周期の適正化は、電力の分布や、プラズマからの発光の分布や、プラズマ密度の分布や、製膜された膜に係る特性の分布等に基づいて行われる。膜に係る特性としては、膜厚や、膜質や、太陽電池等の半導体としての特性などを挙げることができる。
【０１９４】
このような状態において一対のリッジ電極２１，２１の間で母ガスが電離され、プラズマが形成される。形成されたプラズマにより基板Ｓの上に均一な膜、例えばアモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜が形成される。
【０１９５】
上記の構成によれば、反射電力の位相を終端調整器７０５により調節することにより、プロセス室２における定在波ＳＷの位相も調節される。本実施形態では、反射電力の位相を時間的に変動させることにより、プロセス室２における定在波ＳＷの位相も時間的に変動される。その結果、一対のリッジ電極２１，２１の間の電界を時間平均的に均一化することができる。
【０１９６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をプラズマＣＶＤ法による製膜装置に適用して説明したが、この発明は製膜装置に限られることなく、プラズマエッチングなどのプラズマ処理を行う装置など、その他各種の装置に適用できるものである。
【符号の説明】
【０１９７】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１  製膜装置（真空処理装置）
２，３０２，４０２，５０２  プロセス室（放電室）
３Ａ，２０３Ａ，３０３Ａ  第１変換器（変換部）
３Ｂ，２０３Ｂ，３０３Ｂ  第２変換器（変換部）
４Ａ  第１同軸線（同軸線路）
５  電源
７  位相調整器（位相調整部）
２１，４２１  リッジ電極
３１  リッジ部
４１  内部導体
４２  外部導体
１０４Ａ  第１同軸線（一の同軸線路）
１０５Ａ  第１電源（一の電源）
１０４Ｂ  第２同軸線（他の同軸線路）
１０５Ｂ  第２電源（他の電源）
３０４  真空容器（減圧容器）
３０５  真空窓（窓部）
４０９  排気部
４１１  温度調節部
４０９Ｂ  真空排気管（排気部）
４１０Ｂ  ガス供給管（供給部）
５０３  一対のスリット（開口部）
６０２  基板搬送部（搬送部）
７０３Ａ  変換器（変換部）
７０５  終端調整器（位相調整部）
Ｓ  基板
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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