(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状に形成されて互いに平行に対向配置され、その間にプラズマが生成される一方および他方のリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、
前記放電室の両端に隣接して配置され、互いに平行に対向配置された一対のリッジ部を有する非リッジ部導波管からなり、高周波電源から供給された高周波電力を方形導波管の基本伝送モードに変換して前記放電室に伝送し、前記一方および他方のリッジ電極の間にプラズマを発生させる一対の変換器と、
前記他方のリッジ電極の外面側に間隔を空けて平行に設置されて、プラズマ処理が施される基板がセットされ、該基板の温度を制御する均熱温調器と、
前記一方のリッジ電極の外面側に設置され、該一方のリッジ電極の温度を制御する熱吸収温調ユニットと、
前記放電室および前記変換器の内部の気体を排出させる排気手段と、
前記基板にプラズマ処理を施すのに必要な母ガスを前記一方および他方のリッジ電極の間に供給する母ガス供給手段と、
を有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記熱吸収温調ユニットは前記一方のリッジ電極に対向する平面部を有し、該平面部に前記一方のリッジ電極が密着するように保持されていることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記一方および他方のリッジ電極は厚さ０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の金属板であることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記他方のリッジ電極の重量を分配して前記一方のリッジ電極に対して平行かつ平坦に支持するリッジ電極対向間隔調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記リッジ電極対向間隔調整手段は、前記他方のリッジ電極を上方から複数の吊持部材を介して吊持するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記リッジ電極対向間隔調整手段は、前記放電室の非リッジ部導波管の断面形状を変化させることなく、前記一方のリッジ電極と他方のリッジ電極との間を平行に保った状態で、該両リッジ電極間の間隔を調整可能にすることを特徴とする請求項４または５に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記一方および他方のリッジ電極の熱膨張を吸収する熱膨張吸収手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記熱膨張吸収手段は、前記一方および他方のリッジ電極に設けられて該両リッジ電極を電極保持部に締結保持するための締結部材挿通孔と、この締結部材挿通孔に挿通される締結部材とを有し、前記締結部材挿通孔は、前記電極保持部に対する前記リッジ電極の熱膨張方向に延びる長孔形状とされるとともに、前記締結部材の締結力は、前記リッジ電極が熱膨張した際に該リッジ電極と前記電極保持部との間の相対移動を許容できる強度に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記一方および他方のリッジ電極には複数の通気孔が穿設され、前記熱吸収温調ユニットは該通気孔を介して前記放電室に連通するマニホールド状に形成されるとともに、前記熱吸収温調ユニットの内部に温調媒体が流通する温調媒体流通路を有し、前記排気手段は前記熱吸収温調ユニットのヘッダー部に接続されて、該熱吸収温調ユニットのマニホールド形状を介して前記放電室および前記変換器の内部の気体を排出させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項１０】
前記一方および他方のリッジ電極における単位面積当たりの前記通気孔の開口率は、前記排気手段に対して前記母ガス供給手段に近い位置範囲に比べて、前記母ガス供給手段に遠い位置範囲の方が高いことを特徴とする請求項９に記載の真空処理装置。
【請求項１１】
前記母ガス供給手段は、前記放電室の非リッジ部導波管の内部に収容され、該導波管の内部の長手方向に沿って配設された母ガス供給管と、この母ガス供給管から前記一方および他方のリッジ電極の間に母ガスを噴き出させる複数の母ガス噴出孔とを備えてなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項１２】
前記母ガス供給手段は前記熱吸収温調ユニットの内部に収容され、前記母ガス供給手段は、該熱吸収温調ユニットの内部に張り巡らされた母ガス分配部と、この母ガス分配部から前記熱吸収温調ユニットの内部を経て前記一方および他方のリッジ電極の間に母ガスを噴き出させる複数の母ガス噴出孔とを備えてなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項１３】
前記母ガス噴出孔には、噴出した母ガスを早期に拡散させずに前記一対のリッジ電極の間の空間に供給する母ガス導入ガイド手段が備えられたことを特徴とする請求項１２に記載の真空処理装置。
【請求項１４】
前記排気手段は前記放電室の非リッジ部導波管の少なくとも１箇所に接続されたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の真空処理装置を用いて基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理方法。
【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に処理を行う真空処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
【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（真空処理装置）が必要であり、効率良くプラズマを発生させるプラズマ生成装置として、例えば特許文献１に開示されているリッジ導波管を利用したプラズマ生成装置が知られている。この種のプラズマ生成装置は、同文献１の図１０に示されるように、高周波電源（ＲＦ電源）を強い電界に変換させる左右一対の変換器（分配室）と、これらの変換器の間に接続される放電室（有効空間）とを備えて構成されている。
【０００４】
放電室の内部には、互いに対向する上下一対の平面状のリッジ電極が設けられており、この間にプラズマが発生する。したがって、ガラス基板等に製膜処理を施す場合には、このようなリッジ電極の間に基板を設置して製膜処理を施すことが考えられる。具体的には、上下のリッジ電極が水平になるように装置全体を設置し、上下の電極の間に基板を搬入して、この基板を下側のリッジ電極の上面に載置する。そして、放電室の内部を真空状態に近づけると同時に、製膜材料となるガスを供給し、リッジ電極の間にプラズマを発生させると、基板に膜等が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平４−５０４６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような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。即ち、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）。
【０００７】
さらに、リッジ導波管を利用したプラズマ生成装置において、基板に製膜処理を施す場合は、必要な膜質を得る製膜条件を整えるために、基板が載置される下側のリッジ電極を予熱する必要がある。また、プラズマ発生時には、プラズマのエネルギーによって上下のリッジ電極が加熱される。このため、基板の板厚方向に生じる熱流束により基板の表裏面に温度差が生じ、リッジ電極および基板がそれぞれ反り等の熱変形を起こしやすくなる。リッジ電極と基板のいずれか一方でも熱変形を起こせばリッジ電極同士の間隔およびリッジ電極と基板との間隔が不均等になり、均一なプラズマ特性が得られなくなって、結果として高品質で均一な製膜処理を行うことができなくなる。この問題のため、特に面積が１ｍ２以上、さらには２ｍ２級の大型基板においては、プラズマＣＶＤ法による製膜処理を施すのが困難であり、リッジ導波管による製膜処理の実用化に向けて解決が望まれていた。
【０００８】
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、リッジ導波管を利用したリッジ電極間でプラズマを発生させて基板にプラズマ処理を施す真空処理装置において、リッジ電極および基板の熱変形を抑制し、大型の基板にも安定したプラズマ処理が行える真空処理装置およびプラズマ処理方法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】
【０００９】
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。
即ち、本発明に係る真空処理装置は、平板状に形成されて互いに平行に対向配置され、その間にプラズマが生成される一方および他方のリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、前記放電室の両端に隣接して配置され、互いに平行に対向配置された一対のリッジ部を有する非リッジ部導波管からなり、高周波電源から供給された高周波電力を方形導波管の基本伝送モードに変換して前記放電室に伝送し、前記一方および他方のリッジ電極の間にプラズマを発生させる一対の変換器と、前記他方のリッジ電極の外面側に間隔を空けて平行に設置されて、プラズマ処理が施される基板がセットされ、該基板の温度を制御する均熱温調器と、前記一方のリッジ電極の外面側に設置され、該一方のリッジ電極の温度を制御する熱吸収温調ユニットと、前記放電室および前記変換器の内部の気体を排出させる排気手段と、前記基板にプラズマ処理を施すのに必要な母ガスを前記一方および他方のリッジ電極の間に供給する母ガス供給手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、前記熱吸収温調ユニットと均熱温調器によって一方および他方のリッジ電極の温度を制御して、基板の板厚方向を通過する熱流束が制御されるため、基板の表裏温度差による変形（反り）を抑制して、均一で高品質なプラズマ処理を行うことができる。したがって、この真空処置装置を基板にプラズマ製膜処理を施す製膜装置として適用した場合には、高品質で均一な製膜処理を行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記熱吸収温調ユニットが前記一方のリッジ電極に対向する平面部を有し、該平面部に前記一方のリッジ電極が密着するように保持されていることを特徴とする。本構成によれば、一方のリッジ電極が、これを通過する熱流束によって変形する（反る）ことを確実に防止して均一なプラズマ特性を確保し、高品質で均一なプラズマ処理を行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記一方および他方のリッジ電極は厚さ０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の金属板であることを特徴とする。このようにリッジ電極を薄く形成することにより、リッジ電極を通過する熱流束によりリッジ電極がプラズマ分布に影響する程度に変形するような表裏温度差が生じないため、リッジ電極の反りを防止でき、均一なプラズマ特性を確保して高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記他方のリッジ電極の重量を分配して前記一方のリッジ電極に対して平行かつ平坦に支持するリッジ電極対向間隔調整手段をさらに有することを特徴とする。この構成により、他方のリッジ電極の平坦度を高めて、放電室における均一なプラズマ特性を確保し、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記リッジ電極対向間隔調整手段が、前記他方のリッジ電極を上方から複数の吊持部材を介して吊持するように構成されていることを特徴とする。本構成によれば、熱吸収温調ユニットによって他方のリッジ電極が平坦に吊持されるため、他方のリッジ電極の平坦度を高めて、放電室における均一なプラズマ特性を確保し、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記リッジ電極対向間隔調整手段が、前記放電室の非リッジ部導波管の断面形状を変化させることなく、前記一方のリッジ電極と他方のリッジ電極との間を平行に保った状態で、該両リッジ電極間の間隔を調整可能にすることを特徴とする。本構成によれば、非リッジ部導波管の伝送特性を変化させずに、リッジ電極の間隔を最適値に設定でき、これによって高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記一方および他方のリッジ電極の熱膨張を吸収する熱膨張吸収手段をさらに有することを特徴とする。これにより、一方および他方のリッジ電極が熱膨張により変形（反る）ことを確実に防止して均一なプラズマ特性を確保し、高品質で均一なプラズマ処理を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記熱膨張吸収手段が、前記一方および他方のリッジ電極に設けられて該両リッジ電極を電極保持部に締結保持するための締結部材挿通孔と、この締結部材挿通孔に挿通される締結部材とを有し、前記締結部材挿通孔は、前記電極保持部に対する前記リッジ電極の熱膨張方向に延びる長孔形状とされるとともに、前記締結部材の締結力は、前記リッジ電極が熱膨張した際に該リッジ電極と前記電極保持部との間の相対移動を許容できる強度に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、一方および他方のリッジ電極が熱膨張を起こして面方向に寸法が延びても、リッジ電極の締結部材挿通孔の位置が電極保持部に対して相対移動できるため、各リッジ電極を通過する熱流束により、各リッジ電極が反る等の変形を確実に防止して、これによって一方および他方のリッジ電極間を平行に保って均一なプラズマを発生させ、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記一方および他方のリッジ電極には複数の通気孔が穿設され、前記熱吸収温調ユニットは該通気孔を介して前記放電室に連通するマニホールド状に形成されるとともに、前記熱吸収温調ユニットの内部に温調媒体が流通する温調媒体流通路を有し、前記排気手段は前記熱吸収温調ユニットのヘッダー部に接続されて、該熱吸収温調ユニットのマニホールド形状を介して前記放電室および前記変換器の内部の気体を排出させることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、前記熱吸収温調ユニットのマニホールド形状により、前記放電室の一方のリッジ電極面の広い範囲から放電室内部の排気ができるので、放電室内部における母ガスの分布を均一化してプラズマを安定化させ、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００２１】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記一方および他方のリッジ電極における単位面積当たりの前記通気孔の開口率が、前記排気手段に対して前記母ガス供給手段に近い位置範囲に比べて、前記母ガス供給手段に遠い位置範囲の方が高いことを特徴とする。これにより、母ガスを放電室内の中央付近までに均等に行き渡らせて安定したプラズマ処理を行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記母ガス供給手段が、前記放電室の非リッジ部導波管の内部に収容され、該導波管の内部の長手方向に沿って配設された母ガス供給管と、この母ガス供給管から前記一方および他方のリッジ電極の間に母ガスを噴き出させる複数の母ガス噴出孔とを備えてなることを特徴とする。本構成によれば、非リッジ部導波管の内部スペースを有効に利用して真空処理装置のコンパクト化を図りつつ、放電室の両端にある非リッジ部導波管から母ガスを均等に放電室内部へと行き渡らせてプラズマを均一化し、高品質で安定したプラズマ処理を行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記母ガス供給手段が前記熱吸収温調ユニットの内部に収容され、前記母ガス供給手段は、該熱吸収温調ユニットの内部に張り巡らされた母ガス分配部と、この母ガス分配部から前記熱吸収温調ユニットの内部を経て前記一方および他方のリッジ電極の間に母ガスを噴き出させる複数の母ガス噴出孔とを備えてなることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、前記一方のリッジ電極の平面面積と略同じ平面面積を持つ熱吸収温調ユニットから母ガスを放電室内に供給できるため、母ガスを均一に供給することができ、これによってプラズマを均一化し、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００２５】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記母ガス噴出孔には、噴出した母ガスを早期に拡散させずに前記一対のリッジ電極の間の空間に供給する母ガス導入ガイド手段が備えられたことを特徴とする。これにより、一方および他方のリッジ電極の間に母ガスを均等に行き渡らせてプラズマを均一化し、高品質で安定したプラズマ処理を行うことができる。
【００２６】
また、本発明に係る真空処理装置は、前記排気手段が前記放電室の非リッジ部導波管の少なくとも１箇所に接続されたことを特徴とする。これにより、放電室の幅方向両端からバランスをとりながら排気を行えるので、放電室の内部で母ガスが澱みにくくなり、母ガスの分布を均一化して高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【００２７】
そして、本発明に係るプラズマ処理方法は、前記各態様における真空処理装置を用いて基板にプラズマ処理を施すことを特徴とする。これにより、高品質なプラズマ処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明に係る真空処理装置およびプラズマ処理方法によれば、リッジ電極を有するリッジ導波管を利用した放電室内でプラズマを発生させて、リッジ電極間の外側に設置した基板にプラズマ処理を施す真空処理装置において、リッジ電極および基板の熱変形を抑制して、リッジ電極間に均一なプラズマを発生させ、大型の基板にも安定した高品質なプラズマ処理が行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係るダブルリッジ型の製膜装置の概略構成を説明する模式的な斜視図である。
【図２】同じく製膜装置の放電室付近における、より詳細な概略構成を説明する模式的な分解斜視図である。
【図３】図２のIII-III矢視断面により、本発明の第１実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における製膜装置の放電室周りの分解斜視図である。
【図５】リッジ電極と母ガス供給手段を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は上側のリッジ電極を示し、（ｂ）は下側のリッジ電極を示す平面図である。
【図７】（ａ）は熱吸収温調ユニット単体の横断面図であり、（ｂ）は熱吸収温調ユニットに上側のリッジ電極が重ねられた状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態における製膜装置の放電室およびリッジ電極対向間隔調整機構周りの分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における製膜装置の放電室およびリッジ電極対向間隔調整機構周りの分解斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における製膜装置の放電室、リッジ電極対向間隔調整機構および母ガス分配部周りの分解斜視図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、本発明の第５実施形態における製膜装置の母ガス供給手段の構造例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の各実施形態について、図１〜図１５を参照して説明する。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Ｓに対して、アモルファス太陽電池や微結晶太陽電池等に用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン等の結晶質シリコン、窒化シリコン等からなる膜の製膜処理をプラズマＣＶＤ法によって行うことが可能な、ダブルリッジ型の製膜装置（真空処理装置）に適用した場合について説明する。
【００３１】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における製膜装置１の概略構成を説明する模式的な斜視図であり、図２は特に製膜装置１の放電室付近における、より詳細かつ模式的な分解斜視図である。また、図３は図２のIII-III矢視断面により、本発明の第１実施形態に係る製膜装置を示す縦断面図である。
【００３２】
この製膜装置１は、放電室（プロセス室）２と、この放電室２の両端に隣接して配置された変換器３Ａ，３Ｂと、これらの変換器３Ａ，３Ｂに一端が接続される電源ラインとしての同軸ケーブル４Ａ，４Ｂと、これらの同軸ケーブル４Ａ，４Ｂの他端に接続される高周波電源５Ａ，５Ｂと、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂの中間部に接続された整合器６Ａ，６Ｂおよびサーキュレータ７Ａ，７Ｂと、放電室２に接続される排気手段９および材料ガスを含む母ガス供給手段１０を主な構成要素として備えている。排気手段９としては、公知の真空ポンプ等を用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。サーキュレータ７Ａ，７Ｂは、それぞれ高周波電源５Ａ，５Ｂから供給された高周波電力を放電室（プロセス室）２に導くとともに、高周波電源５Ａ，５Ｂ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。
【００３３】
この場合の高周波電源５Ａ，５Ｂは、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯）である。これは、１３．５６ＭＨｚより、周波数が低いとダブルリッジ導波管（後述するリッジ電極２１と非リッジ部導波管２２）のサイズが基板サイズに対して大型化するために装置設置スペースが増加し、周波数が４００ＭＨｚより高いと放電室（プロセス室）２が延びる方向（Ｌ方向）に生じる定在波の影響が増大するためである。なお、上述した排気手段９および母ガス供給手段１０は図２に示されている。
【００３４】
図１、図２および図３において、製膜装置１は図示しない真空容器に収納されるものである。図示しない真空容器は圧力差に耐え得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ＳＵＳ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、リブ材などで補強された構成を用いることができる。
【００３５】
図示しない真空容器には排気手段９が接続されている。そのため、真空容器の内部や、放電室（プロセス室）２、変換器３Ａおよび変換器３Ｂの内部は、排気手段９により真空状態とされる。この排気手段９は、本発明において特に限定されることはなく、たとえば公知の真空ポンプ、圧力調整弁と真空排気配管等を用いることができる。
【００３６】
放電室２は、アルミニウム合金材料等の、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容器状の部品であって、所謂ダブルリッジ型の導波管状に形成されたものである。放電室２および変換器３Ａ，３Ｂの内部は、排気手段９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、放電室２および変換器３Ａ，３Ｂはその内外の圧力差に耐え得る構造とされている。
【００３７】
本実施形態では、放電室２が延びる方向をＬ方向（図１における左右方向）とし、リッジ電極２１ａ，２１ｂの面に直交してプラズマ放電時に電気力線が延びる方向をＥ方向（図１における上下方向）とし、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂに沿い、かつ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。
【００３８】
図１〜図４に示すように、放電室２には、上下一対の放電用の排気側リッジ電極２１ａ（一方のリッジ電極）と、基板側リッジ電極２１ｂ（他方のリッジ電極）が設けられている。これらのリッジ電極２１ａ，２１ｂは、ダブルリッジ導波管である放電室２における主要部分となるリッジ形状を構成するものであり、互いに平行に対向配置された平板状の部分である。リッジ電極２１ａ，２１ｂは、電極板の表裏温度差によるソリ量が小さくなるように、線膨張率αが小さくて熱伝達率λの大きい特性を有し、板厚tが薄い金属の板材が望ましい。リッジ電極２１ａ，２１ｂの材質としては、具体的にはＳＵＳ３０４等が好適であるが、線膨張率が大きい反面、熱伝達率が格段に大きいアルミニウム系金属を用いてもよい。これらのリッジ電極２１ａ，２１ｂには複数の通気孔２３ａ，２３ｂが穿設されている。
【００３９】
板厚ｔは０．５ｍｍ以上で３ｍｍ以下が好ましい。０．５ｍｍ以下では素材の表面残留応力のために排気側リッジ電極２１ａおよび基板側リッジ電極２１ｂの平面度を維持することが難しくなる、また通過する熱流束と板厚の積で表裏温度差が生じるので、熱伝達率λが大きいアルミニウムやアルミニウム合金においても、一辺が１ｍを越える大型の電極サイズでは、３ｍｍ以上では略１ｍｍ以上の凸変形に至る表裏温度差が生じ易くなる。さらには、板厚tは薄いながらも構造的な取扱強度を確保するためには、１ｍｍ以上で２ｍｍ以下が更に好ましい。
【００４０】
図２に示すように、一方の排気側リッジ電極２１ａから他方の基板側リッジ電極２１ｂまでの距離がリッジ対向間隔ｄ１（ｍｍ）と定められる。このリッジ対向間隔ｄ１は、高周波電源５Ａ，５Ｂの周波数、基板Ｓの大きさやプラズマ製膜処理の種類等に応じて、凡そ３〜３０ｍｍ程度の範囲に設定される。そして、これら一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの両側に、一対の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂが設けられている。上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂと、左右の導波管２２ａ，２２ｂによって、放電室２の縦断面形状が略「Ｈ」字形状に形成されている。
【００４１】
図４に示すように、リッジ電極２１ａ，２１ｂは、それぞれ左右の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに設けられた上下一対の重ね代状の電極保持部２２ｃに、ボルト１４とナット１５等の締結部材によって分解可能に締結される。リッジ電極２１ａ，２１ｂの周部には、ボルト１４を挿通させるための少なくとも６箇所の締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆが穿設されている。これらの締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆは、電極保持部２２ｃに対するリッジ電極２１ａ，２１ｂの熱膨張方向に長孔形状が設けている。また、電極保持部２２ｃにも、締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆと同様に締結部材挿通孔２５ａ〜２５ｆが形成されている。ボルト１４、ナット１５、締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆ、締結部材挿通孔２５ａ〜２５ｆは熱膨張吸収手段を構成している。
【００４２】
ここでは、例えばリッジ電極２１ａ，２１ｂの片側の辺の中央部に設けられた締結部材挿通孔２４ａのみが位置決め孔として円孔状に形成され、他の締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆは、締結部材挿通孔２４ａから熱伸方向である放射方向に延びる長孔状に形成されている。そして、ボルト１４とナット１５の締結力は、リッジ電極２１ａ，２１ｂが熱膨張した際に、ボルト１４が長円状の締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆの長手方向に相対スライドして、リッジ電極２１ａ，２１ｂの熱伸びを許容できる強度にトルク管理される。あるいは、スプリングワッシャを介装し、このスプリングワッシャが潰れきらない程度にボルト１４とナット１５が締め込まれる。
【００４３】
このように締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆの形状を位置決め孔である締結部材挿通孔２４ａから熱伸び方向である放射方向に延びる長孔状に形成したことにより、リッジ電極２１ａ，２１ｂの熱膨張時には、締結部材挿通孔２４ａの位置におけるリッジ電極２１ａ，２１ｂと電極保持部２２ｃとの相対位置は変化しないが、他の締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆの位置ではリッジ電極２１ａ，２１ｂが電極保持部２２ｃに対して締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆの長手方向に相対移動することができ、熱膨張によるリッジ電極２１ａ，２１ｂの水平方向への拡がりがスムーズに吸収され、リッジ電極２１ａ，２１ｂの変形を拘束しないので凹凸変形や反りや歪み等の変形が抑制される。
【００４４】
なお、締結部材挿通孔２４ｂ〜２４ｆは必ずしも長孔状でなくてもよく、リッジ電極２１ａ，２１ｂと電極保持部２２ｃとの相対位置だけを変化しないようにする場合は、単にボルト１４の外径よりも十分に大きく余裕を持った内径の円孔状にしても同様な作用効果が得られる。また、電極保持部２２ｃ側の締結部材挿通孔２５ａ〜２５ｆは真円状でもよい。また、締結材であるボルト１４の頭が電極面内側（プラズマ生成側）へ突出しないよう、ボルト１４の頭を薄くして曲面を持たせるなどの工夫がされていると好ましい。さらに、長孔２４ｂ〜２４ｆは、位置決め孔である締結部材挿通孔２４ａから離れた位置にある長孔ほど長孔形状が長くなるよう拡大されると、不要な長孔設置による電極強度低下を防止できるのでさらに好ましい。
【００４５】
一方、変換器３Ａ，３Ｂは、放電室２と同様に、アルミニウム合金材料等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容器状の部品であって、放電室２と同じくダブルリッジ導波管状に形成されている。変換器３Ａ，３Ｂの内部は、放電室２と同様に排気手段９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、変換器３Ａ，３Ｂはその内外の圧力差に耐え得る構造とされている。
【００４６】
変換器３Ａ，３Ｂには、図１に示すように、それぞれ上下一対の平板状のリッジ部３１ａ，３１ｂが設けられている。これらのリッジ部３１ａ，３１ｂは、ダブルリッジ導波管である変換器３Ａ，３Ｂにおけるリッジ形状を構成するものであり、互いに平行に対向して配置されている。また、これら一対のリッジ部３１ａ，３１ｂの両側に、一対の非リッジ部導波管３２ａ，３２ｂが設けられている。変換器３Ａ，３Ｂにおける一方のリッジ部３１ａから他方のリッジ部３１ｂまでの距離がリッジ対向間隔ｄ２（ｍｍ）と定められる（図１参照）。
【００４７】
このリッジ対向間隔ｄ２は、高周波電源５Ａ，５Ｂの周波数、基板Ｓの大きさやプラズマ製膜処理の種類等に応じて、凡そ５０〜２００ｍｍ程度の範囲に設定される。即ち、変換器３Ａ，３Ｂにおけるリッジ部３１ａ，３１ｂ間のリッジ対向間隔ｄ２（凡そ５０〜２００ｍｍ）よりも、放電室２におけるリッジ電極２１ａ，２１ｂ間のリッジ対向間隔ｄ１（凡そ３〜３０ｍｍ）の方が狭く設定されているため、リッジ部３１ａ，３１ｂとリッジ電極２１ａ，２１ｂとの境界部に数十〜百数十ミリのリッジ段差Ｄ（図１参照）が存在している。
【００４８】
高周波電源５Ａ，５Ｂから供給された高周波電力は、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂおよび変換部３Ａ，３Ｂを介して放電室２のリッジ電極２１ａ，２１ｂに伝送され、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間隔を狭く設けることで強い電界が発生し、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間に母ガスを導入することでプラズマを生成させ、母ガスの材料ガスが分解や活性化して製膜種が生成される。生成された製膜種のうち基板Ｓに向かって拡散で移動したものは、基板Ｓにて膜が形成され、製膜処理が施される。
【００４９】
ところで、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂは、外部導体４１および内部導体４２を有しており、外部導体４１が変換器３Ａ，３Ｂの例えば上側のリッジ部３１ａに電気的に接続され、内部導体４２が上側のリッジ部３１ａと変換器３Ａ，３Ｂの内部空間を貫通して下側のリッジ部３１ｂに電気的に接続されている。同軸ケーブル４Ａ，４Ｂは、それぞれ、高周波電源５Ａ，５Ｂから供給された高周波電力を変換器３Ａ，３Ｂに導くものである。なお、高周波電源５Ａ，５Ｂとしては、公知のものを用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。そして、変換器３Ａ，３Ｂは、高周波電力の伝送モードを同軸伝送モードであるＴＥＭモードから方形導波管の基本伝送モードであるＴＥモードに変換して放電室２に伝送し、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間にプラズマを発生させる。
【００５０】
導波管の特性により、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂ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、この一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間ではプラズマを生成可能な程度の強い電界強度を得ることができる。放電室２、変換器３Ａおよび変換器３Ｂは、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い。
【００５１】
その一方で、放電室２には、高周波電源５Ａから供給された高周波電力と、高周波電源５Ｂ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、電源５Ａおよび電源５Ｂ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２１ａ，２１ｂにおける放電室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。そこで、高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂ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、放電室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２１ａ，２１ｂ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。
【００５２】
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高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂから供給される高周波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。そして、リッジ部を形成したリッジ導波管の特性と、高周波電源５Ａ，Ｂから供給された高周波電力の位相変調により、基板Ｓに対してＨ方向とＬ方向のいずれの方向にも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。
【００５３】
図２、図３に示すように、基板側リッジ電極２１ｂの下方（−Ｅ方向）には均熱温調器１１が設けられている。この均熱温調器１１の上面１１ａは平坦で、基板側リッジ電極２１ｂに平行しており、基板側リッジ電極２１ｂの下面に対して数ｍｍから数十ｍｍ程度の間隔が空いている。均熱温調器１１には熱媒体流通路１１ｂが接続されている。そして、この均熱温調器１１の上面１１ａに、プラズマ製膜処理が施される基板Ｓが載置される。つまり、基板Ｓは放電室２の外部に配置され、均熱温調器１１によって均等に加熱される。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る。例えば、太陽電池パネルに用いられるものでは、縦横の大きさが１．４ｍ×１．１ｍ、厚さが３．０ｍｍから４．５ｍｍのものが挙げられる。
【００５４】
一方、母ガス供給手段１０は、放電室２の両端に設けられた非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部に収容され、その内部空間の長手方向に沿って配設された母ガス供給管１０ａと、この母ガス供給管１０ａから放電室２の内部においてリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に、基板Ｓの表面にプラズマ製膜処理を施すのに必要な原料ガスを含む母ガス（例えば、ＳｉＨ４ガス等の材料ガス）噴き出させる複数の母ガス噴出孔１０ｂとを備えている。ガス噴出孔１０ｂは、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間に母ガスを略均一に噴き出すように、ガス噴出孔１０ｂが噴出し径を適正化して複数設けられている。なお、母ガス噴出孔１０ｂから噴出した母ガスがすぐに拡散せずに、上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を奥まで進んで均等に拡散するように、母ガス供給管１０ａの側面に一列に形成された複数の母ガス供給管１０ａの上下に、庇状のガイド板１０ｃが設けられている。これら母ガス供給管１０ａおよびガス噴出孔１０ｂおよびガイド板１０ｃにより母ガス供給手段１０が構成されている。
【００５５】
例えば、各ガス噴出孔１０ａが噴出すガス流速は、音速を超えることによりチョーク現象を発生させることで均一なガス流速になるので好ましい。母ガス流量と圧力条件によるが、このような噴出し径としてφ０．３ｍｍ〜φ０．５ｍｍを用いてガス噴出孔１０ａの数量を設定することが例示される。また、庇状のガイド板１０ｃは、そのスリット状のガイド板対の間隔が０．５ｍｍから２ｍｍ程度で、ガス助走長となるガイド板１０ｃの幅（図３ではＨ方向）は、母ガス供給管１０の径の１倍から３倍程度が例示される。
【００５６】
熱吸収温調ユニット１２は、真空排気の均一化が可能なマニホールド１２ａと、熱吸収が可能な温調器１２ｂとを一体化させた構造であり、排気側リッジ電極２１ａの外面側（上部）に密着して設置され、リッジ電極２１ａの温度を制御することで、プラズマ処理が施される基板Ｓの板厚方向を通過する熱流束を制御するものであり、基板Ｓの反り変形が抑制できる。
【００５７】
熱吸収温調ユニット１２のマニホールド１２ａと温調器１２ｂは、アルミ合金の機械加工やダイキャスト製法等によって剛性のある一体構造物として形成され、その平面形状が排気側リッジ電極２１ａの平面形状と略同一の平面形状を有している。熱吸収温調ユニット１２の下面には排気側リッジ電極２１ａに対向する平坦な平面部１２ｃが形成され、この平面部１２ｃに排気側リッジ電極２１ａが強く熱的に接触されつつ保持されている。排気側リッジ電極２１ａは、熱吸収温調ユニット１２の平面部に密着して一体となり、排気側リッジ電極２１ａが変形しないよう固定される。もしくは、排気側リッジ電極２１ａは平面部１２ｃから離れないように図示しない固定部材によって保持され、その熱膨張時には平面部１２ｃに対して面方向に相対移動可能に保持され、寸法差を吸収可能にされていてもよい。
【００５８】
即ち、排気側リッジ電極２１ａと熱吸収温調ユニット１２の熱膨張率が大きく異なる場合には、排気側リッジ電極２１ａは、基板Ｓの一端辺側中央に設けた位置決め孔２４ａと、熱膨張差を吸収するように角部や周辺位置に設けた複数箇所（図示の例では５箇所）のスライド長孔２４ｂ〜２４ｆの方向を熱膨張方向に適切に設けることにより、熱膨張した排気側リッジ電極２１ａは、水平方向にスムーズに変形して凹凸を生じることはなく、高剛性の熱吸収温調ユニット１２に密着しながら変形を抑制する。
【００５９】
また、排気側リッジ電極２１ａの中央付近に熱吸収温調ユニット１２と密着させるよう、±Ｈ方向のスライド長穴２４ｇが設けられているとさらに好ましいが、締結材の頭が電極面より内側（プラズマ生成側）へ突出しないよう、締結材の頭が薄く曲面をもつ、もしくはスライド長穴２４ｇは、板厚の略半分に締結材の頭が入る段差部を設けるなどの工夫がされていると好ましい。さらに、スライド長孔２４ｂ〜２４ｆ，２４ｇは、位置決孔２４ａから離れた位置にある長孔ほど、熱膨張方向に長孔形状が長くなるよう拡大されると、不要な長穴設置による電極強度低下を防止できるのでさらに好ましい。
【００６０】
図３に示すように、マニホールド１２ａの内部には水平方向に拡がる広い共通空間１２ｄが形成されている。そして、マニホールド１２ａの上面中央部に、マニホールド１２ａのヘッダー部となる排気管１２ｅが立設され、この排気管１２ｅに排気手段９、即ち図示しない真空ポンプ等が接続される。さらに、図７（ａ），（ｂ）にも示すように、マニホールド１２ａの下面（平面部１２ｃ）には複数の吸引口１２ｆが開口形成されている。これらの吸引口１２ｆは共通空間１２ｄを介して排気管１２ｅに連通する。なお、図７（ａ）は熱吸収温調ユニット１２単体の横断面図であり、図７（ｂ）は熱吸収温調ユニット１２に排気側リッジ電極２１ａが重ねられた状態を示す平面図である。
【００６１】
熱吸収温調ユニット１２の共通空間１２ｄは、吸引口１２ｆと、排気側リッジ電極２１ａに設けられた多数の通気孔２３ａを経て放電室２に連通している。さらに、熱吸収温調ユニット１２の内部には、温調器１２ｂの主要部となる熱媒（温調媒体）が流通する温調媒体流通路（熱媒流路）１２ｇが配設されている。この温調媒体流通路１２ｇは、図７に示すように、平面視で熱吸収温調ユニット１２の一端部の中央付近に設けた熱媒流路入口より導入され、熱吸収温調ユニット１２の外周側から内側に延びて各吸引口１２ｆの周囲を取り巻き、再び外周側に出るようにレイアウトされ、その内部には純水やフッ素系オイル等の熱媒が循環する。このため、平面部１２ｂに密着して設けられた排気側リッジ電極２１ａの温度の均一化が図られる。
【００６２】
この場合の熱媒は、熱吸収温調ユニット１２の温調器１２ｂの外周側から内側へと通過させて熱媒流路出口から流出させることにより、周囲構造との伝熱影響を受け易い外周側から所定温度に制御された熱媒導入し、これを内側へと導くことで全面にわたって排気マニホールド１２ａの温度を均一化している。この場合、熱媒流路１２ｇは全体をより均一な温度にするために、２系統に分割され、各熱媒流路１２ｇは排気口１２ｆを避けて設けられているが、これに限定されることはない。なお、温調媒体流通路（熱媒流路）１２ｇに供給される熱媒は、図示しない加熱装置および冷却装置を製膜装置１と離れた図示しない熱媒循環流路中に用いることにより、所定の温度に昇温または降温したものである。
【００６３】
さらに、熱吸収温調ユニット１２は、セルフクリーニング時の反応（Ｓｉ（膜や粉）＋４Ｆ→ＳｉＦ４（ガス）＋１４３９kcal／mol）による発熱を吸収するので、構造物の温度が高温化して構成材料がセルフクリーニング時にＦ系ラジカルで腐食が加速されないためにも有効である。熱吸収温調ユニット１２は、放電室２内のヒートバランスを考慮して所定の温度に制御した熱媒を所定の流量で循環することなどによる熱吸収や加熱を行うことで、排気側リッジ電極２１ａの温調が可能となっている。従って、熱吸収温調ユニット１２は、高周波電源５Ａ，５Ｂから供給されプラズマで発生するエネルギーを適切に吸収するとともに、リッジ電極２１ａ，２１ｂのプラズマから基板Ｓを設置する均熱温調器１１への通過熱量や、均熱温調器１１から基板Ｓを通過して熱吸収温調ユニット１２へ通過する熱量に伴って基板Ｓの表裏に生じる温度差の発生を低減するので、基板Ｓが凹や凸に熱変形することの抑制に有効である。
【００６４】
ところで、図５、図６に示すように、排気側リッジ電極２１ａに形成された通気孔２３ａの内径は、基板側リッジ電極２１ｂに形成された通気孔２３ｂの内径よりも大きく設定されている。排気側リッジ電極２１ａの通気孔２３ａの内径は、均一な排気ができることと、排気抵抗が大きくならないことを考慮して、例えばφ２〜５ｍｍの範囲に設定される。また、基板側リッジ電極２１ｂの通気孔２３ｂの内径は、φ１〜３ｍｍの範囲に設定され、かつ２３ａの内径＞２３ｂの内径とされている。
【００６５】
そして、排気側リッジ電極２１ａの貫通孔２３ａは、均一な排気ができることを考慮し、基板側リッジ電極２１ｂの通気孔２３ｂは、均一な製膜ができることを考慮する。各リッジ電極２１ａ，２１ｂにおける単位面積当たりの通気孔２３ａ，２３ｂの開口率は、各リッジ電極２１ａ，２１ｂの平面の中央部が密でかつ周囲部が粗いピッチとする。このようにすれば、材料ガスの供給が排気側リッジ電極２１ａの周辺方向から、即ち、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂ内の母ガス供給管１０ａから基板側リッジ電極２１ｂの面中央部に向うように材料ガスの供給が行われるとともに、基板側リッジ電極２１ｂから製膜種の拡散を得る基板Ｓの面中央部にも製膜種が行き届き、基板Ｓの面内で均一に製膜種が拡散されるようにするための工夫である。
【００６６】
従って、排気側リッジ電極２１ａから排気手段９により母ガスが真空排気されるにあたり、少なくとも排気側リッジ電極２１ａにおける貫通孔２３ａ、もしくは基板側リッジ電極２１ｂにおける通気孔２３ｂにおいて、その単位面積当たりの開口率は、排気手段９に対して、母ガス供給管１０ａに近い位置範囲に比べて、排気手段９に近い位置範囲（母ガス供給管１０ａから遠い位置範囲）の方が高くなっている。即ち、具体的にはリッジ電極２１ａ，２１ｂの縦横の辺の３０％〜５０％となる中央付近の範囲では通気孔２３ａ，２３ｂのピッチ間隔が１０〜３０ｍｍ程度と密に設定され、その周囲の範囲ではピッチ間隔が３０〜１００ｍｍ程度と粗く設定される。あるいは、通気孔２３ａ，２３ｂのピッチ間隔を全域に亘って等間隔に設定し、通気孔２３ａ，２３ｂの内径を中央付近の範囲で大きく、その周囲の範囲で小さくすることによって単位面積当たりの開口率を変化させてもよい。少なくとも排気側リッジ電極２１ａにおける貫通孔２３ａ、もしくは基板側リッジ電極２１ｂにおける通気孔２３ｂにおいて、リッジ電極面内に有効な孔サイズとピッチに分布を設けて、排気コンダクタンスに分布を設けることで、排気抵抗が大きくならずに、母ガスが放電室２内に均等に行き渡り、安定した製膜を行うことができる。
【００６７】
図７（ｂ）に示すように、熱吸収温調ユニット１２の吸引口１２ｆと、上側のリッジ電極２１ａに設けられた通気孔２３ａは、必ずしも整合するように形成しなくてもよいが、各吸引口１２ｆに整合する通気孔２３ａの数がほぼ均等になるように通気孔２３ａを形成する必要がある。
【００６８】
先述のように、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂは厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍの薄い金属板である。排気側リッジ電極２１ａは熱吸収温調ユニット１２の下面（平面部１２ｃ）に密着保持されているため、この排気側リッジ電極２１ａが撓んだり、反ったりする懸念は少ない。しかし、基板側リッジ電極２１ｂは、その両面が何にも接していないため、そのままでは特に中央部が自重により下方に撓んでしまう。このため、熱吸収温調ユニット１２から下方に垂下させた複数の索状吊持部材２７により、下側のリッジ電極２１ｂを吊持する構成となっている。吊持部材２７の材質は、放電室２内における電界を乱さないように、セラミックス等の誘電体か、金属棒の周囲を誘電体で覆った径の細いものにするのが望ましい。吊持部材２７は、リッジ電極２１ｂの周囲および中央部を含む複数の点を保持し、各々の長さを調整できるようになっている。このため、基板側リッジ電極２１ｂが排気側リッジ電極２１ａに対して平行かつ平坦に支持されている。
【００６９】
図３に示すように、基板側リッジ電極２１ｂと、均熱温調器１１とを下方（−Ｅ方向から＋Ｅ方向へ）から囲む形状の防着板２９が設けられている。この防着板２９は均熱温調器１１の下面から延びる支持柱３０に対して軸方向（±Ｅ方向）に摺動可能に設けられるとともに、支持柱３０の中間部に形成された鍔状のストッパ３０ａ，３０ｂ間に介装された防着板押圧部材３１との間に弾装されたスプリング３３によってリッジ電極２１ｂ側に常時付勢されている。なお、支持柱３０は、均熱温調器１１を支持し基板Ｓの搬送時などにおいて±Ｅ方向へ移動させるとともに、均熱温調器１１へ熱媒など循環供給するための配管を内部に設置することが可能である。
【００７０】
この防着板２９を設けることにより、均熱温調器１１の上面１１ａに載置された基板Ｓへの製膜時に拡散する製膜ラジカルや粉類が付着や蓄積される場所を限定し、製膜装置１の製膜に関与しない領域への製膜材料の付着が抑制される。防着板２９は、スプリング３３の付勢力に抗して下方（−Ｅ方向へ）スライドして押し下げることで、基板搬送時など必要に応じて均熱温調器１１との位置関係を変更ができ、これによって防着板２９と下側のリッジ電極２１ｂとの間に間隔が空くので、均熱温調器１１の上面１１ａに載置する基板Ｓの搬入・搬出を容易にすることができる。
【００７１】
なお、上述した均熱温調器１１は、所定温度と所定流量の熱媒の循環により温度を制御された均熱板と基板テーブルとにより構成される従来構造を採用してもよい。また、均熱温調器１１を一定の温度に加熱維持し、吸熱が不要な製膜条件で運用する製膜装置には、熱媒循環ではなく電気ヒータを保有した均熱板であってもよく、コスト削減と制御の簡易化が可能となる。
【００７２】
以上のように構成された製膜装置１において、放電室２の内部に設置された基板Ｓには、以下の手順によりプラズマ製膜処理が施される。
【００７３】
まず、排気手段９により放電室２、変換器３Ａ，３Ｂの内部から空気が排出される。この時には、放電室２、変換器３Ａ，３Ｂ、および防着板２９の内部の空気が、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂに穿設された通気孔２３ａ，２３ｂを経て熱吸収温調ユニット１２（マニホールド１２ａ）の吸引孔１２ｆに吸引され、さらに共通空間１２ｄと排気管１２ｅを通り、図示しない圧力調整弁と真空ポンプを経て外部に排気される。次に、防着板２９が下方（−Ｅ方向）に押し下げられて、基板Ｓが均熱温調器１１の上面１１ａに載置される（図３）。
【００７４】
さらに、高周波電源５Ａ，５Ｂから、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚの高周波電力がサーキュレータ７Ａ，７Ｂおよび整合器６Ａ，６Ｂおよび同軸ケーブル４Ａ，４Ｂおよび整合器６Ａ，６Ｂを経て放電室２のリッジ電極２１ａ，２１ｂに供給されるとともに、母ガス供給手段１０からリッジ電極２１ａ，２１ｂ間に、例えばＳｉＨ４ガス等の母ガスが供給される。この時、排気手段９の排気量が制御されて、放電室２等の内部、即ちリッジ電極２１ａ，２１ｂの間の圧力が０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態に保たれる。
【００７５】
高周波電源５Ａ，５Ｂから供給された高周波電力は、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂと整合器６Ａ，６Ｂを介して変換器３Ａ，３Ｂに伝送される。整合器６Ａ，６Ｂ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等の値が調節される。そして、変換器３Ａ，３Ｂにおいて高周波電力の伝送モードが同軸伝送モードであるＴＥＭモードから方形導波管の基本伝送モードであるＴＥモードに変換される。
【００７６】
このような状態において、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間で母ガスが電離されてプラズマが発生する。このプラズマにより生成された製膜種が拡散により、基板側リッジ電極２１ｂに穿設された通気孔２３ｂを経て基板Ｓの上に到達して、基板Ｓ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。
【００７７】
放電室２は、リッジ部（リッジ電極２１ａ，２１ｂ）を形成したリッジ導波管であるため、その特性により、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間ではＨ方向の電界強度分布がほぼ均一になる。さらに、高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂの少なくとも一方から供給される高周波電力の位相を時間的に変調することにより、放電室２に形成される定在波の位置を変化させ、リッジ電極２１ａ，２１ｂ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。リッジ導波管を用いることにより、伝送損出が小さい効果も加わり、Ｈ方向とＬ方向とも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。
【００７８】
本実施形態における真空処理装置１では、放電室２における排気側リッジ電極２１ａの上部に熱吸収温調ユニット１２を設置し、この熱吸収温調ユニット１２によって排気側リッジ電極２１ａの温度および基板Ｓの板厚方向を通過する熱流束を制御するようにしたため、排気側リッジ電極２１ａと基板Ｓの熱膨張による変形（反り）を抑制して均一なプラズマ特性を確保し、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００７９】
即ち、熱吸収温調ユニット１２は、放電室２内のヒートバランスを考慮して所定の温度に制御した熱媒を所定の流量で循環することなどによる熱吸収や加熱を行い、排気側リッジ電極２１ａの温調を可能にしている。従って、熱吸収温調ユニット１２は、高周波電源５Ａ，５Ｂから供給されプラズマで発生するエネルギーを適切に吸収するとともに、リッジ電極２１ａ，２１ｂのプラズマから基板Ｓを設置する均熱温調器１１への通過熱量や、均熱温調器１１から基板Ｓを通過して熱吸収温調ユニット１２へ通過する熱量に伴って基板Ｓの表裏に生じる温度差の発生を低減するので、基板Ｓが凹や凸に熱変形することの抑制に有効である。
【００８０】
また、熱吸収温調ユニット１２（マニホールド１２ａ）が剛体として形成されており、この熱吸収温調ユニット１２の下面に形成された平面部１２ｃに排気側リッジ電極２１ａが密着するように保持されているため、排気側リッジ電極２１ａが熱膨張による変形する（反る）ことをさらに確実に防止して均一なプラズマ特性を確保し、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８１】
さらに、基板側リッジ電極２１ｂを、熱吸収温調ユニット１２から複数の吊持部材２７を介して吊持し、この基板側リッジ電極２１ｂを排気側リッジ電極２１ａに対して平行かつ平坦に支持したため、剛体として形成された熱吸収温調ユニット１２によって基板側リッジ電極２１ｂが平坦に吊持されており、これによって基板側リッジ電極２１ｂの平坦度を高めるとともに、排気側リッジ電極２１ａに対する平行精度を高め、放電室２における均一なプラズマ特性を確保して高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８２】
また、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂを、厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍの薄い金属板で形成したため、リッジ電極２１ａ，２１ｂの温度が制御される時に、その通過熱流束により生じる表裏温度が少なく、また素早く均一になる。したがって、リッジ電極２１ａ，２１ｂの反りを防止でき、均一なプラズマ特性を確保して高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８３】
その上、放電室２および変換器３Ａ，３Ｂの内部の気体を排出させる排気手段９と、基板Ｓにプラズマ処理を施すのに必要な母ガスを一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に供給する母ガス供給手段１０とを設けたため、常に材料ガス流量が制御された母ガスを放電室２内に略均一に供給するとともに、プラズマ発生時に発生するＳｉナノクラスターなど膜質低下要素を排気側リッジ電極２１ｂから排気手段９により素早く外部に排出して、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８４】
さらに、リッジ電極２１ａ，２１ｂに複数の通気孔２３ａ，２３ｂが穿設され、熱吸収温調ユニット１２がこれらの通気孔２３ａ，２３ｂを介して放電室２に連通するマニホールド状に形成されるとともに、その内部に温調媒体が流通する温調媒体流通路１２ｇが形成され、排気手段９は熱吸収温調ユニット１２のヘッダー部である排気管１２ｅに接続されて、この熱吸収温調ユニット１２のマニホールド形状を介して放電室２および変換器３Ａ，３Ｂの内部の気体を排出するように構成されているため、熱吸収温調ユニット１２のマニホールド形状により、リッジ電極２１ａ，２１ｂの広い範囲で放電室２内部の排気ができる。したがって、放電室２内部における母ガスの分布を均一化してプラズマを安定化させ、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８５】
また、リッジ電極２１ａ，２１ｂにおける単位面積当たりの通気孔２３ａ，２３ｂの開口率が、排気手段９に対して母ガス供給手段１０（母ガス供給管１０ａ）に近い範囲位置に比べて、排気手段９（排気管１２ｅ）に近い範囲位置の方が高くされているため、母ガスを放電室２内に均等に行き渡らせて、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間で母ガスからプラズマにより生成された製膜種が、拡散により基板側リッジ電極２１ｂの通気孔２３ｂを経て基板Ｓの上に到達して、基板Ｓに安定したプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８６】
さらに、母ガス供給手段１０が、放電室２の両端に設けられる非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部に収容されて長手方向に延びる母ガス供給管１０ａと、この母ガス供給管１０ａから上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に母ガスを噴き出させる複数の母ガス噴出孔１０ｂと庇状のガイド板１０ｃを備えてなるため、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部スペースを有効に利用して真空処理装置１のコンパクト化を図りつつ、放電室２の両端にある非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂから母ガスを均等に放電室２の内部に行き渡らせてプラズマを均一化し、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８７】
また、リッジ電極２１ａ，２１ｂを非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの電極保持部に２２ｃにボルト１４とナット１５で締結するための締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆが、締結部材挿通孔２４ａを位置決め点として、電極保持部２２ｃに対するリッジ電極２１ａ，２１ｂの熱膨張方向に沿って長孔に形状が拡大されるとともに、ボルト１４とナット１５の締結力が、リッジ電極２１ａ，２１ｂの熱膨張時に、その伸びを許容できる強度に設定されているため、各リッジ電極２１ａ，２１ｂが熱膨張を起こして面方向に寸法が延びても、電極保持部２２ｃに対するリッジ電極２１ａ，２１ｂの締結部材挿通孔２４ａ〜２４ｆの位置が相対位置を管理しながら相対移動できるため、リッジ電極２１ａ，２１ｂに拘束する応力が加わらず、反り等の変形を起こさなくなり、これによって上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を平行に保って均一なプラズマを発生させ、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００８８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図８、図９に基づいて説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係る製膜装置４１を示す縦断面図であり、図９は製膜装置４１の放電室２およびリッジ電極対向間隔調整機構４２周りの分解斜視図である。なお、この図８および図９において、図３および図４に示す第１実施形態の製膜装置１と同様な構成の部分には、符号を付さない、または同じ符号を付して説明を省略する。
【００８９】
この製膜装置４１では、放電室２における一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を平行に保った状態で、これら両方のリッジ電極２１ａ，２１ｂ間の間隔（リッジ対向間隔ｄ１）を調整可能にするリッジ電極対向間隔調整機構４２（リッジ電極対向間隔調整手段）が設けられている。このリッジ電極対向間隔調整機構４２は、基板側リッジ電極２１ｂを、上方から複数の吊持部材４３により吊持して排気側リッジ電極２１ａに対し平行に支持し、基板側リッジ電極２１ｂを排気側リッジ電極２１ａに対し平行に移動させる構成となっている。
【００９０】
また、リッジ電極対向間隔調整機構４２は、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂのＬ方向断面形状を変化させることなく導波管特性を維持をすることで、伝送特性を変化しないよう保持しながら、排気側リッジ電極２１ａに対して基板側リッジ電極２１ｂを平行に保った状態で移動させ、両方のリッジ電極２１ａ，２１ｂ間の対向間隔を調整可能にしている。
【００９１】
例えば熱吸収温調ユニット１２の上部には、枠状に形成された吊持枠材４４が設けられており、この吊持枠材４４は図示しない上下スライド機構によって上下（±Ｅ方向）にスライドするようになっている。そして、この吊持枠材４４に、例えば総数８本の吊持部材４３の上端部が接続され、これらの吊持部材４３は吊持枠材４４から下方（−Ｅ方向）に延びて、熱吸収温調ユニット１２と排気側リッジ電極２１ａと放電室２の内部空間を貫通して、その下端部が基板側リッジ電極２１ｂの、少なくとも中央部付近を、好ましくは中央付近と周囲部付近を含む８箇所以上に接続さている。吊持部材４３の数は、基板側リッジ電極２１ｂが自重に対して平面度が確保できるよう適宜増減させてもよい。吊持部材４３は実施形態１における吊持部材２７と同様である。
【００９２】
吊持部材４３の材質は、放電室２内における電界を乱さないように、セラミックス等の誘電体、もしくは金属棒の周囲を誘電体で覆い径が細いものが望ましい。たとえば、吊持部材４３はφ０．３〜φ１ｍｍのＳＵＳ３０４線材の表面にアルミナセラミックスの誘電体で覆ったものが利用可能である。こうして、基板側リッジ電極２１ｂが複数の細い吊持部材４３で保持されているので、基板側リッジ電極２１ｂが熱膨張で熱伸びをしても、リッジ電極面方向で拘束する応力が生じないため、湾曲や反り等の変形が起こらないので、好ましい。
【００９３】
吊持部材４３が熱吸収温調ユニット１２を貫通する部分には、熱吸収温調ユニット１２の内部の排気手段９に通じるマニホールド形状との気密を保ちつつ、吊持部材４３を軸方向にスライド自在に保持するシール支持部材４５が設けられていてもよい。また、排気側リッジ電極２１ａには吊持部材４３を貫通させるための貫通孔４６（図９参照）が穿設されているが、この貫通孔４６の内径は、放電室２内における電界を乱さないように、吊持部材４３が無干渉で通れるだけの最小限の大きさにすることが望ましい。また排気側リッジ電極２１ａに穿設された複数の通気孔２３ａを用いて、吊持部材４３を通してもよい。
【００９４】
一方、基板側リッジ電極２１ｂのＨ方向の両辺部は、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの電極保持部２２ｃに締結固定されるが、基板側リッジ電極２１ｂを上下移動可能にするため、図８に示すように、電極保持部２２ｃの位置を非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに対して上下（±Ｅ方向）にスライドさせるスライド調整部４７が設けられている。このスライド調整部４７もリッジ電極対向間隔調整機構４２の構成要素である。
【００９５】
このスライド調整部４７は、電極保持部２２ｃを非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂとは別体として非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに重ね合わせてＥ方向にスライド可能にし、締結部材４８で締結してその高さを固定するようにしたものである。このため、電極保持部２２ｃの位置をスライドさせても、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂのＬ方向断面形状を変化させることがなく、導波管特性を維持するので伝送特性は変化しない。締結部材４８は頭が非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内面側へ突出しないよう、締結部材４８の頭が薄く曲面をもつものが好ましい。このように、電極保持部２２ｃおよびスライド調整部４７および締結部材４８もリッジ電極対向間隔調整機構４２を構成している。
【００９６】
以上のように構成された製膜装置４１において、基板側リッジ電極２１ｂの高さを調整してリッジ電極対向間隔を調整する場合には、締結部材４８を緩めてリッジ電極２１ｂと電極固定部２２ｃの高さを移動できるようにした後、図示しない上下スライド機構により吊持枠材４４を上下に移動させて、リッジ電極２１ｂの高さを変化させ、所定の高さに基板側リッジ電極２１ｂが到達したら締結部材４８で締結して固定する。これによりリッジ電極対向間隔が所定の間隔：ｄ１となる。
【００９７】
このように、この製膜装置４１によれば、リッジ電極支持機構４２により、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を平行に保ちながら基板側リッジ電極２１ｂを上下に位置調整してリッジ対向間隔ｄ１を最適値に設定できる。また、下基板側リッジ電極２１ｂが８本の吊持部材４３によって水平かつ平面度を維持した状態で吊持されるため、基板側リッジ電極２１ｂの厚みが薄くても、自重による湾曲や反り等の変形が起こらず、これによって基板側リッジ電極２１ｂを薄板化させて熱伝達率を高め、表裏温度差や熱膨張による変形を抑制することができる。さらに、基板側リッジ電極２１ｂの表裏面には細い吊持部材４３を除いて構造物がないため、放電室２内でプラズマを発生させ、製膜種を基板Ｓへと拡散させるのに影響がない。これらのため、放電室２内において均一なプラズマを発生させ、基板Ｓに高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【００９８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図１０、図１１に基づいて説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る製膜装置５１を示す縦断面図であり、図１１は製膜装置５１の放電室２およびリッジ電極対向間隔調整機構５２周りの分解斜視図である。なお、この図１０および図１１において、図８および図９に示す第２実施形態の製膜装置４１と同様な構成の部分には、同じ符号を付して説明を省略する。
【００９９】
この製膜装置５１にも、放電室２における一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を平行に保った状態で、これら両方のリッジ電極２１ａ，２１ｂ間の間隔（リッジ対向間隔ｄ１）を調整可能にするリッジ電極対向間隔調整機構５２が設けられている。このリッジ電極対向間隔調整機構５２は、基板側リッジ電極２１ｂを下方（−Ｅ方向）から支える電極支持部材５３を有している。この電極支持部材５３は、例えば外枠部５３ａと、この外枠部５３ａの内側にて十字状に架設された桟部５３ｂとを有して、平面視で略「田」の字形に形成されており、その上面の平面度が正確に出されている。
【０１００】
そして、この電極支持部材５３の上面に、基板側リッジ電極２１ｂが載置され、複数のスライドピン５４によって電極支持部材５３に保持されている。基板側リッジ電極２１ｂにはスライドピン５４を挿通させる複数のピン孔５５が穿設されており、このピン孔５５は、電極支持部材５３上における基板側リッジ電極２１ｂの熱膨張を許容するべく長孔状に形成されている。複数のピン孔５５は、基板側リッジ電極２１ｂの片側の辺の中央部に設けられたピン孔のみが位置決めピン孔として円孔状に形成され、他のピン孔５５は、位置決めピン孔から熱伸方向である放射方向に延びる長孔状に形成されている。このため、リッジ電極２１ｂは電極支持部材５３上に相対位置を保ちながら密着するように平面度を維持して保持された状態で熱膨張を起こしても拘束されないので、反ったり、歪んだりすることがない。なお、スライドピン５４の頭が電極面内側（プラズマ生成側）へ突出しないよう、スライドピン５４の頭が薄く曲面をもつなどの工夫がされていると好ましい。桟部５３ｂは、スライドピン５４を固定できる範囲で幅が狭いことが好ましい。
【０１０１】
平面視で略「田」の字形に形成された電極支持部材５３により、基板側リッジ電極２１ｂの下面の、周囲部分と中央部分の重量が支持される。このため、基板側リッジ電極２１ｂは、その自重により下方に撓むことが阻止され平面度を維持される。また、基板側リッジ電極２１ｂの上面は全面的に露出しており、下面も、少なくとも基板Ｓのプラズマ処理（製膜処理）に差し支えない程度に露出している。電極支持部材５３の平面形状は必ずしも「田」の字形でなくてもよいが、基板側リッジ電極２１ｂの少なくとも周囲部分と中央部分の重量を支持でき、かつ基板側リッジ電極２１ｂの下面を過剰に覆って放電室２内における電界を乱すことのない形状であり、製膜種が基板側リッジ電極２１ｂに設けられた多数の通気孔２３ｂを通過して基板Ｓに到達する拡散を妨げることのない形状にする必要がある。
【０１０２】
電極支持部材５３のＨ方向の両辺部は、第２実施形態の製膜装置４１と同じく、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに設けられた電極固定部２２ｃに締結固定され、電極固定部２２ｃはスライド調整部４７によって±Ｅ方向にスライド可能に保持されていて、電極支持部材５３と基板側リッジ電極２１ｂは、製膜装置４１と同様に上下（±Ｅ方向）に位置調整することができる。
【０１０３】
以上のように構成された製膜装置５１によれば、基板側リッジ電極２１ｂが排気側リッジ電極２１ａに対して平行かつ平坦に支持され、しかも基板側リッジ電極２１ｂの表裏面がプラズマ処理に差し支えない程度に露出しているため、薄い金属板でなる基板側リッジ電極２１ｂが自重により撓むことを防止して平面度を高い精度で保ち、放電室２内において均一なプラズマを発生させ、基板Ｓに高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。
【０１０４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図１２、図１３に基づいて説明する。図１２は、本発明の第４実施形態に係る製膜装置６１を示す縦断面図であり、図１３は製膜装置６１の放電室２、リッジ電極対向間隔調整機構６２および母ガス供給手段としての母ガス分配部６３周りの分解斜視図である。なお、この図１２および図１３において、図３および図４に示す第１実施形態の製膜装置１と同様な構成の部分には、符号を付さない、または同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
この製膜装置６１では、母ガス分配部６３が熱吸収温調ユニット１２の内部の共通空間１２ｄ内に収容されている。この母ガス分配部６３は、共通空間１２ｄ内にてリッジ電極２１ａの面方向に沿って複数本平行に張り巡らされた母ガス供給管６３ａと、これら各母ガス供給管６３ａの両端部が集合するヘッダー管６３ｂと、各母ガス供給管６３ａの下面に穿設された複数の母ガス噴出孔６３ｃと、両ヘッダー管６３ｂにそれぞれ接続される母ガス導入管６３ｄとを備えて構成されている。複数の母ガス供給管６３ａと一対のヘッダー部６３ｂはラダー状に組み立てられている。母ガス導入管６３ｄは図示しない主配管から分岐して均一に母ガスが供給され、この母ガスが母ガス噴出孔６３ｃから熱吸収温調ユニット１２の内部を経て上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に噴き出される。
【０１０６】
母ガス噴出孔６３ｂは放電室２の内部の排気側リッジ電極２１ａの背面に略均等に配置可能となるので、放電室２の内部に母ガスを均等に行きわたらせることができる。ヘッダー管６３ｂと、これから分岐している各母ガス供給管６３ａの間にはオリフィスを設置するなど適切な分配処理がなされて、各母ガス供給管６３ａへ均等に母ガスが分配されることが好ましい。また、複数の母ガス噴出孔６３ｃは、先述の第１実施形態と同様に、噴出すガス流速は音速を超えることにより、チョーク現象を発生させることで均一なガス流速になるので好ましい。母ガス流量と圧力条件によるが、このような噴出し径としてφ０．３ｍｍ〜φ０．５ｍｍを用いて母ガス噴出孔６３ｂの数量を設定することが例示される。なお、母ガス分配部６３は、複数の母ガス供給管６３ａとヘッダー管６３ｂとを有するラダー状に限定されるものでなく、同様の機能を有する構造であれば良い。
【０１０７】
また、この第４実施形態では、排気手段が放電室２の両端に設けられる非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに接続されている。具体的には、各々の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの上面に排気管６４ａ，６４ｂが設けられ、ここに図示しない真空ポンプ等の排気手段９が接続されている。この場合、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂは、その供給する高周波周波数と伝送モードから適切なサイズが決定されるので、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部に所定の容量に仕切る導波管区画用のメッシュ６５ａ，６５ｂを設ける。このメッシュ６５ａ，６５ｂは導電性のある金属製であり、ガスの排気を妨げることなく、電位場を区画することが可能である。メッシュ６５ａ、６５ｂより下部方向（−Ｅ方向）にある下部分は、適切な伝送用サイズを確保する。また、メッシュ６５ａ，６５ｂより上部方向（＋Ｅ方向）にある上部分は均一な真空排気に必要な空間としてサイズや形状を自由に選定することができる。メッシュ６５ａ，６５ｂの開口部の大きさは３〜２０ｍｍ程度が望ましい。
【０１０８】
さらに、排気手段９の排気管６４は各非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂへの接続において、１箇所でもよいが、複数箇所に存在すると更に好ましい。放電室２の両端にある非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの上面には、複数の排気管６４ａ，６４ｂが設けられ、ここに図示しない真空ポンプ等の排気手段９が接続されている。図１３では、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの上面には、Ｌ方向の両端付近に各２個の排気管６４ａ，６４ｂが設けられている。この場合、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに接続した各排気管６４ａ，６４ｂの排気能力を、各排気配管途中に設けたコントロール弁によりバランスを変更することができる。製膜種は基板Ｓへの拡散によるので、複数の排気管６４の排気流のバランスを調整することで、基板Ｓ付近の製膜種の±Ｈ方向と±Ｌ方向のガス拡散を制御して、より均一な製膜処理をすることができる。
【０１０９】
なお、リッジ電極対向間隔調整機構６２は、第２実施形態のリッジ電極対向間隔調整機構４２と同様であり、基板側リッジ電極２１ｂを吊持する複数の吊持部材４３と、これらの吊持部材４３を上方から保持する吊持枠材４４と、吊持枠材４４を上下動させる図示しない上下スライド機構とを備えて構成されている。また、基板側リッジ電極２１ｂを上下移動可能にするためのスライド調整部４７の構成も同様である。
【０１１０】
この製膜装置６１では、排気手段９の真空ポンプの作動により、放電室２の内部の気体が、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を通り、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部を抜けて、導波管区画用のメッシュ６５ａ，６５ｂを通過して、排気管６４ａ，６４ｂから排気される。同時に、母ガス供給管６３ａの母ガス噴出孔６３ｂから母ガスが一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に供給される。
【０１１１】
本構成によれば、放電室２の上部の排気側リッジ電極２１ａの略全面の広い面積から母ガスが均一に供給されるため、プラズマを均一化することに適する。また、放電室２の両側（±Ｈ方向）から排気がなされるため、放電室２の内部で母ガスを澱みにくくし、母ガスの分布を均一化して高品質なプラズマ処理を行うとともに、複数の排気管６４ａ，６４ｂから真空ポンプ等の排気手段に至る排気経路の一部にコントロール弁（絞り機構）を設けて±Ｈ方向と±Ｌ方向の全面にわたり排気量のバランスを取ることにより、基板Ｓへの膜厚分布を最適に調整することができる。したがって、大面積な基板Ｓに適した高品質な製膜処理を施すことができる。
【０１１２】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態を図１４、図１５に基づいて説明する。図１４は、本発明の第５実施形態に係る製膜装置７１を示す縦断面図であり、図１５は製膜装置７１における母ガス供給手段としての母ガス分配部６３の構造例を示す斜視図である。なお、この図１４において、図１２および図１３に示す第４実施形態の製膜装置６１と同様な構成の部分には、符号を付さない、または同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１３】
この製膜装置７１では、第４実施形態の製膜装置６１と同様に、母ガス分配手段６３が熱吸収温調ユニット１２の内部の、共通空間１２ｄ内に収容されている。但し、各母ガス噴出孔６３ｃには、図１５（ａ）に示すように、排気側リッジ電極２１ａまで母ガスを逆流させずに導通させる母ガス導入ガイド手段がある。母ガス導入ガイド手段は、具体的には、それぞれ熱吸収温調ユニット１２の吸引口１２ｆを通って下方に延びるガイドパイプ６３ｅか、図１５（ｂ）に示すように、複数の母ガス噴出孔６３ｃをまとめて囲うスリットガイド板６３ｆが設けられている。このため、母ガス噴出孔６３ｃから噴出する母ガスが、真空排気ガスが通過する吸引孔１２ｆや排気側リッジ電極２１ａの通気孔２３ａにおいても、拡散しないでリッジ電極２１ａと２１ｂとの間の空間に入ることができ、均一なプラズマ分布と均一な製膜種の形成が行なわれる。一方、排気手段は、第１〜第３実施形態の製膜装置１，４１，５１と同様に、熱吸収温調ユニット１２の上部に設けられた排気管１２ｅから行われる。
【０１１４】
本構成によれば、プラズマ生成時にリッジ電極２１ａ，２１ｂの間で生成されるＳｉナノクラスター等の高次シランガス成分を、その流れ方向をそのままＵターンさせて素早く製膜雰囲気から排出できるため、ＳｉＨ３ラジカル拡散主体とした高性能、高品質製膜を得ることができる。ここで、排気側リッジ電極２１ａでは、母ガスを各ガス噴出孔６３ｃから略均等に噴出す孔部分と、排気手段９による真空排気を行なう通気孔２３ａとは、必ずしも同一である必要はない。各孔は、基板Ｓに対して均一な製膜が行なえるよう各孔ピッチをずらして設けても良い。この場合、各ガス噴出孔６３ｃから噴出した母ガスは、一端に排気側リッジ電極２１ａより確実に排出された後に、通気孔２３ａから吸引孔１２ｆを経由し排気口１２eより排気手段９による真空排気が行なえるので、基板Ｓの全面にわたり製膜条件を維持し管理できるので、さらに好ましい。
【０１１５】
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、上記各実施形態においては、放電室（プロセス室）２が水平に設置された製膜装置１，４１，５１，６１，７１に本発明を適用した例について説明したが、プロセス室が鉛直上下方向へ傾斜させて設置する縦型の製膜装置にも本発明を適用することができる。傾斜させて設置する場合は、基板Ｓは鉛直方向からθ＝７°〜１２°傾斜させることで、基板自重のｓｉｎ(θ)成分により基板を安定して支持させるとともに、基板搬送時のゲート弁通過幅や製膜装置の設置床面積を少なく出来るので、好ましい。また、本発明はダブルリッジ導波管状の製膜装置のみには限定されず、シングルリッジ導波管状の製膜装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，４１，５１，６１，７１  製膜装置（真空処理装置）
２  放電室
３Ａ，３Ｂ  変換器
９  排気手段
１０  母ガス供給手段
１０ａ  母ガス供給管
１０ｂ  母ガス噴出孔
１０ｃ  ガイド板
１１  均熱温調器
１２  熱吸収温調ユニット
１２ｃ  平面部
１２ｅ  排気管（ヘッダー部）
１２ｇ  温調媒体流通路
１４  ボルト（熱膨張吸収手段）
１５  ナット（熱膨張吸収手段）
２１ａ，２１ｂ  リッジ電極
２２ａ，２２ｂ  非リッジ部導波管
２３ａ，２３ｂ  通気孔
２４ａ〜２４ｆ  締結部材挿通孔（熱膨張吸収手段）
２５ａ〜２５ｆ  締結部材挿通孔（熱膨張吸収手段）
２７  吊持部材
３１ａ，３１ｂ  リッジ部
３２ａ，３２ｂ  非リッジ部導波管
４２，５２，６２  リッジ電極対向間隔調整機構（リッジ電極対向間隔調整手段）
６３ｅ  ガイドパイプ（母ガス導入ガイド手段）
６３ｆ  スリットガイド板
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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