(57)【要約】【課題】所定の電極配列を用いて、超高周波供給により発生する定在波を抑制し、膜厚の均一性に優れた薄膜を形成するためのプラズマ発生装置を提供すること。【解決手段】本発明は、二つの一字形電極棒の一端が連結棒で相互連結され、その電極棒に電力を均一に供給するための給電点が前記連結棒に形成されたくし状の一つの電極部材が設けられる。前記電極部材は、複数個設けられ、一つの電極部材と隣接した他の電極部材は、給電点が互いに異なる方向に向かって行き違うように配列される。前記電極棒の他端は、電気的に開放構造または接地構造を有する。また、前記方向が異なって配列された二つの電極部材群に対して、時間的に分離して電力が前記給電点を通じて均一に供給されるようにする。【選択図】図２
2008124028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の中心に電力を均一に供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、
前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されており、
第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの各給電点には、オーバーラップしないように所定の時間差をもって前記高周波電源が供給されることを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記電極部材は、くし状であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記一字形電極は、棒状であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記一字形電極は、アノダイジング処理されたアルミニウム、ＳＵＳ系ステンレス鋼、金属棒の周囲に絶縁物質がコートされた材質等をチューブ状に被せた構造のうち一つであることを特徴とする請求項１または３に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記絶縁物質は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、水晶、テフロン（登録商標）等であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記電極部材の両端は、電気的に開放されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記電極部材の両端は、電気的に接地されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記給電回路部は、
前記高周波電源を発生する一対の高周波電源供給部と、
前記高周波電源供給部により発生した電源と前記電極部材のインピーダンスを一致させる一対のインピーダンス整合回路部と、
前記インピーダンス整合された電源が、前記電極部材の給電点に供給されるようにする電力分配部と、
第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して交互に高周波電源が供給されるように、前記一対の高周波電源供給部を制御する制御部と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記制御部は、  第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して同時に高周波電源が供給されるように、前記一対の高周波電源供給部を制御することを特徴とする請求項８に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１０】
前記給電回路部は、
前記高周波電源を発生する高周波電源供給部と、
第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの双方に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部の動作に応じて、前記高周波電源を前記第１の電極部材ユニットまたは前記第２の電極部材ユニットのいずれか一方に供給する一対の電力分配部と、
前記高周波電源供給部と、前記スイッチ部の切り替え動作とを制御する制御部と、を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１１】
前記電力分配部は、ツリー構造の配線であることを特徴とする請求項８または１０に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１２】
前記一対の電力分配部は、電極部材を挟んで対称に配置された配線ことを特徴とする請求項８または１０に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１３】
前記高周波電源は、１３．５６ＭＨｚの無線周波数から数百ＭＨｚ以上の超高周波を含むことを特徴とする請求項８または１０に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１４】
前記高周波電源は、パルス形態であることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１５】
前記一字形電極が電極棒として形成されており、当該電極棒には、プラズマ成膜及びエッチング装置においてチェンバ内にガスを導入可能となるように、所定の吐出孔が形成されることを特徴とする請求項８または１０に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１６】
二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、
前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、におけるプラズマ発生方法であって、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップ、
を含んで構成されることを特徴とするプラズマ発生方法。
【請求項１７】
二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、
前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、におけるプラズマ発生方法であって、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源を同時に供給するステップと、
位相変調方式を用いて、前記高周波電源によって生ずる定在波の発生位置を調節してプラズマを均一に発生させるステップと、
を含んで構成されることを特徴とするプラズマ発生方法。
【請求項１８】
二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、
前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、を利用した、プラズマディスプレイ装置の製造方法であって、
チェンバの内部に設けられた基板を一定の温度に加熱するステップと、
前記チェンバの内部に、前記一字形電極が形成される電極棒の吐出孔を通じて混合ガスを供給するステップと、
前記混合ガスが供給されると、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップと、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの周辺でプラズマが交互に発生するステップと、
前記発生したプラズマにより前記基板の上部に薄膜を形成するステップと、
を含んで構成されることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１９】
二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、
前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、
前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、を利用した、プラズマディスプレイ装置の製造方法であって、
薄膜形成された基板が設けられたチェンバの内部に、前記一字形電極が形成される電極棒に形成された吐出孔を通じてエッチングガスを供給するステップと、
前記エッチングガスが供給されると、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップと、
前記高周波電源の供給で発生したプラズマにより、前記基板上に形成された薄膜をエッチングするステップと、
を含んで構成されることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記電極部材は、隣接した電極部材と電気的に開放されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２１】
一方の電極部材ユニットに対する前記高周波電源供給の際に定在波が発生すると、他方の電極部材ユニットに対する高周波電源を追加で供給し、前記発生した定在波を補償するステップをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記高周波電源の供給により、薄膜の不均一性が発生すると、両高周波電源を同時にオンさせ、所望の位置に定在波を形成し、薄膜またはエッチングの不均一性を補償するステップをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置の電極構造に関し、より詳しくは、定在波を抑制するように形成された電極配列構造を用いたプラズマ発生装置、プラズマ発生方法、及びそれを用いたプラズマディスプレイ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波プラズマ発生装置は、太陽電池、薄膜トランジスタ等に用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、窒化シリコン等の半導体膜の製造や半導体膜のエッチングに用いられる。
【０００３】
従来は、高密度プラズマを用いて成膜する場合、商用電源周波数である１３．５６ＭＨｚ無線周波数（ＲＦ）が用いられたが、成膜速度、膜の特性、及びエッチング速度等を向上させるために、２７ＭＨｚ以上の超高周波（ＶＨＦ）が用いられる。前記２７ＭＨｚ以上の超高周波（ＶＨＦ）は、波長の１／４以下の小さな電極サイズである場合、定在波による効果が得られず、基板上にプラズマを均一に成膜することができる。
【０００４】
しかしながら、大面積基板を用いる場合、例えば、１ｍ×１ｍ以上の大面積を有する基板である場合は、電極から定在波が発生するようになり、プラズマが均一に形成されない。すなわち、電極が大きくなれば、その表面に定在波が発生し、これにより、プラズマが不均一に形成されることである。
【０００５】
これを解決するために、梯子型の電極構造を用いてプラズマを発生させる技術が提案されている。
【０００６】
図１には、このような梯子型の電極構造を用いてプラズマを形成するための装置構成図が示されている。
【０００７】
図１を参照すると、所定の基板（図示せず）と対向する複数個の電極棒１が一対の連結棒２、２’により連結されて梯子型に備えられる梯子型電極１０が設けられる。前記梯子型電極１０は、放電電極の機能を有する。前記電極棒１に電源を供給するための給電回路が設けられる。
【０００８】
前記給電回路には、超高周波を発振する高周波発振器２１と、前記高周波発振器２１により発振された超高周波を分配する分配器２２とが設けられる。前記分配器２２により分配された超高周波が、異なる経路を通じて伝送されて増幅されるように、一対の増幅器２４、２４’が設けられる。前記増幅された超高周波が、それぞれ整合部２５、２５’を介して前記電極棒１に供給されるように給電ライン２６、２６’が設けられる。前記給電ライン２６、２６’は、前記電極棒１を連結する連結棒２、２’に連結される。前記連結棒２、２’には、それぞれ二つの給電点（ａ、ｂ）（ｃ、ｄ）が存在する。また、前記分配器２２から分配され、超高周波が伝達される経路のいずれか一つの経路には、位相シフター２３が設けられている。前記位相シフター２３は、分配器２２から分配された超高周波が、他の超高周波と異なる位相を有するように位相変調を行う。これは、前記超高周波による定在波の発生を防止するためである。
【０００９】
また、前記増幅器２４、２４’の前段には、図示されていないが、前記分配器２２により分配され、いずれか一方の経路を通じて印加される超高周波が、他方の経路に逆流して供給されるときに発生する損失を防止するためのアイソレーターが設けられる。
【００１０】
このような構成を有する梯子型電極１０に、前記分配器２２から分配された二つの超高周波電源を同時に供給し、前記位相シフター２３により、超高周波の位相差を時間に応じて変化させると、前記基板の前面に同一の厚さを有するプラズマを形成することができる。言い換えれば、梯子型電極１０構造は、前記位相シフター２３の位相変化により、定在波の位置を調節することができ、プラズマの密度を均一に処理することができる。
【００１１】
しかしながら、前記梯子型の電極構造では、以下のような問題点があった。
【００１２】
先ず、前記梯子型電極１０の一側面において、二つの給電点（ａ、ｂ）（ｃ、ｄ）に電源が供給されると、その給電点から供給された電源が、各電極棒１に伝えられる前に、電極棒１と垂直に位置された連結棒２、２’に沿って伝播され、各電極棒に伝達される電力の損失が給電点から電極棒の距離により異なって発生する。これにより、各電極棒での電力が異なって供給されることがあり、位相の場合も、各電極棒毎に同一の位相で供給しないことにより、不均一な定在波が発生し、膜不均一性が発生するようになった。
【００１３】
また、前記定在波の位置を調節し、プラズマを均一に形成しているが、前記定在波の位置を調節する工程が敏感であり、かつ、複雑な構造からなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、所定の電極配列を用いて、超高周波供給により発生する定在波を抑制し、膜厚の均一性に優れた薄膜を形成するためのプラズマ発生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、前記電極配列構造を用いてプラズマを発生するための方法を提供することを他の目的とする。
【００１６】
また、プラズマ発生装置を用いて薄膜蒸着と薄膜エッチングを行うことをまた他の目的とする。
【００１７】
また、プラズマを用いた薄膜蒸着及びエッチング法を用いて、ディスプレイ装置を製造する方法を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明の特徴によるプラズマ発生装置は、二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の中心に電力を均一に供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されており、第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの各給電点には、オーバーラップしないように所定の時間差をもって前記高周波電源が供給されることを特徴とする。
【００１９】
前記電極部材はくし状であり、前記一字形電極は棒状になっている。また、前記一字形電極は、アノダイジング処理されたアルミニウム、ＳＵＳ系ステンレス鋼、金属棒の周囲に絶縁物質がコートされた材質等をチューブ状に被せた構造であり、ここで、前記絶縁物質は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、水晶、テフロン（登録商標）等である。
【００２０】
前記電極部材の両端は、電気的に開放され、または、電気的に接地されている。
【００２１】
また、前記給電回路部は、前記高周波電源を発生する一対の高周波電源供給部と、前記高周波電源供給部により発生した電源と前記電極部材のインピーダンスを一致させる一対のインピーダンス整合回路部と、前記インピーダンス整合された電源が、前記電極部材の給電点に供給されるようにする電力分配部と、第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して交互に高周波電源が供給されるように、前記一対の高周波電源供給部を制御する制御部と、を備えて構成される。
【００２２】
ここで、前記制御部は、第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して同時に高周波電源が供給されるように、前記一対の高周波電源供給部を制御することができる。
【００２３】
また、前記給電回路部は、前記高周波電源を発生する高周波電源供給部と、第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの双方に接続されるスイッチ部と、前記スイッチ部の動作に応じて、前記高周波電源を前記第１の電極部材ユニットまたは前記第２の電極部材ユニットのいずれか一方に供給する一対の電力分配部と、前記高周波電源供給部と、前記スイッチ部の切り替え動作とを制御する制御部と、を備えて構成されてもよい。
【００２４】
前記給電回路部での前記電力分配部は、ツリー構造の配線であり、電極部材を挟んで対称構造である。
【００２５】
前記高周波電源は、１３．５６ＭＨｚの無線周波数から数百ＭＨｚ以上の超高周波を含み、パルス形態である。
【００２６】
前記一字形電極が電極棒として形成されており、当該電極棒には、プラズマ成膜及びエッチング装置においてチェンバ内にガスを導入可能となるように、所定の吐出孔が形成される。
【００２７】
本発明の他の特徴によるプラズマ発生方法は、二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、におけるプラズマ発生方法であって、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップ、を含んで構成される。
【００２８】
本発明の他の特徴によるプラズマ発生方法は、二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、におけるプラズマ発生方法であって、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源を同時に供給するステップと、位相変調方式を用いて、前記高周波電源によって生ずる定在波の発生位置を調節してプラズマを均一に発生させるステップと、を含んで構成される。
【００２９】
本発明の他の特徴によるプラズマディスプレイ装置の製造方法は、二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、を利用した、プラズマディスプレイ装置の製造方法であって、チェンバの内部に設けられた基板を一定の温度に加熱するステップと、前記チェンバの内部に、前記一字形電極が形成される電極棒の吐出孔を通じて混合ガスを供給するステップと、前記混合ガスが供給されると、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップと、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットの周辺でプラズマが交互に発生するステップと、前記発生したプラズマにより前記基板の上部に薄膜を形成するステップと、を含んで構成される。
【００３０】
本発明の他の特徴によるプラズマディスプレイ装置の製造方法は、二つの一字形電極が、所定の長さを有する連結棒により一端が相互連結され、その連結棒の略中心に高周波電源を供給するための給電点が形成される電極部材、がそれぞれ複数個並列に配置される第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットと、前記電極部材に高周波電源を供給する給電回路部とを備え、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに対して互いに反対方向から前記高周波電源が供給されるように各ユニットの給電点が対向して配列され、かつ、各ユニットの前記一字形電極が交互に配置され、全体として、互いに隣接した一字形電極が一定間隔離隔して配置されているプラズマ発生装置、を利用した、プラズマディスプレイ装置の製造方法であって、薄膜形成された基板が設けられたチェンバの内部に、前記一字形電極が形成される電極棒に形成された吐出孔を通じてエッチングガスを供給するステップと、前記エッチングガスが供給されると、前記第１の電極部材ユニットおよび第２の電極部材ユニットに高周波電源をオーバーラップしないように所定の時間差をもって交互に供給するステップと、前記高周波電源の供給で発生したプラズマにより、前記基板上に形成された薄膜をエッチングするステップと、を含んで構成される。
【００３１】
前記異なる方向に配列された電極部材に、時間間隔を置いて交互に高周波電源を供給して定在波の発生を防止する。前記電極部材は、隣接した電極部材と電気的に開放される。
【００３２】
一方の電極部材ユニットに対する前記高周波電源供給の際に定在波が発生すると、他方の電極部材ユニットに対する高周波電源を追加で供給し、前記発生した定在波を補償するようにする。
【００３３】
前記高周波電源の供給により、薄膜の不均一性が発生すると、両高周波電源を同時にオンさせ、所望の位置に定在波を形成し、薄膜またはエッチングの不均一性を補償するステップをさらに含んで構成される。
【００３４】
一方、このようなプラズマ発生方法を用いてディスプレイ装置を製造することができるが、この場合、表示性能が向上したディスプレイ装置を生産することができる。
【００３５】
このような構成を有する本発明によると、プラズマの均一性を改善して、優れた薄膜を形成することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によると、超高周波を交互に供給して定在波を抑制することにより、膜厚の均一性に優れた薄膜を形成するという効果がある。
【００３７】
特に、１ｍ×１ｍ以上の大面積を有する基板である場合も、プラズマを均一に形成することができる。
【００３８】
また、本発明は、超高周波をパルス形態で供給して、気相反応によるパーティクルを形成するものと知られたＳｉ−Ｈ及びＳｉ−Ｈ２の形成を抑制するという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００４０】
図２には、本発明の好適な実施例に係るプラズマ均一性のための電極配列構造を含む装置構成図が示されている。
【００４１】
図面を参照すると、二つの一字形電極１０１が所定の長さを有する連結棒１０２により一端が相互連結され、その連結棒１０２の中心に電力を均一に供給するための給電点１４２が形成されるくし状の電極部材１０５が設けられている。
【００４２】
前記一字形電極１０１は、棒状である（よって、以下「電極棒」という）。前記各電極棒１０１の一端は、給電点１４２を通じて電源が供給され、電極棒１０１の他端は、電気的に開放状態であり、または接地された状態を有する。
【００４３】
また、前記電極棒１０１は、アノダイジング処理されたアルミニウム、金属棒の周囲に絶縁物質がコートされた材質、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、水晶またはテフロン（登録商標）等のその他の絶縁物質等をチューブ状に被せた構造からなる。このような前記電極棒１０１は、本実施例のプラズマ発生装置において、チェンバの内部にガスを供給するための役割を果たすこともある。ここで、前記ガス供給のために、前記電極棒１０１には、一つ以上のガス吐出孔（図示せず）が形成される。前記ガス吐出孔は、個数及び直径がプラズマが成膜される基板のサイズに応じて可変する。
【００４４】
前記電極棒１０１が連結棒１０２で組み合わせられて構成される電極部材１０５は、多数個設けられる。前記電極棒１０１のそれぞれは、隣接した電極棒とそれぞれ一定の間隔離隔した状態となるように配列される。また、前記電極部材１０５は、隣接した電極部材と給電点１４２が互いに異なる方向に向かって行き違うように配列される。よって、前記電極部材１０５のそれぞれは、隣接した電極部材とは互いに反対方向において交互に超高周波を供給されるようになる。
【００４５】
このように、前記電極部材１０５が互いに反対方向に行き違って配列され、本実施例のプラズマ発生装置に設けられる電極配列構造１００をなす。
【００４６】
本発明の説明を容易にするために、配列方向に応じて電極部材を第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに分けて説明する。図２を参照すると、前記第１の電極部材ユニットは、前記給電点１４２が上端に位置しているものをいい、第２の電極部材ユニットは、前記給電点１４２が下端に位置しているものをいう。
【００４７】
前記第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに設けられるそれぞれの電極棒１０１に、同一の位相を有する電力が供給されるように、電極分配構造がそれぞれ設けられる。
【００４８】
前記電極分配構造は、前記第１の電極部材ユニット及び第２の電極部材ユニットに超高周波を供給する給電回路部１１０、１２０、１３０、１４０である。前記給電回路部１１０、１２０、１３０、１４０は、前記第１の電極部材ユニットと前記第２の電極部材ユニットにそれぞれ超高周波を供給するための構成を有する。
【００４９】
具体的には、前記第１の電極部材ユニットに超高周波を印加するために超高周波を発生する第１の超高周波電源供給部１２０と、前記第２の電極部材ユニットに超高周波を印加するために超高周波を発生する第２の超高周波電源供給部１２０’とが設けられる。前記第１及び第２の超高周波電源供給部１２０、１２０’は、制御部１１０により交互に駆動されて超高周波を発生させ、この際、超高周波はパルス形態で供給される。ここで、前記超高周波電源供給部１２０、１２０’は、超高周波（ＶＨＦ）領域に限定しているが、１３．５６ＭＨｚの無線周波数から数百ＭＨｚ以上の超高周波領域までを含むことができることに留意すべきである。すなわち、多様な高周波電力を供給し、基板の上面にプラズマを形成する。
【００５０】
前記制御部１１０は、前記第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’において、超高周波が所定の時間差を持って発生するように制御する機能を有する。前記制御部１１０は、本発明の他の実施例で説明するが、前記第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’を同時に駆動させるように制御することもできる。また、超高周波電源供給部を一つだけ設計し、前記制御部１１０の制御動作に応じて、前記超高周波電源供給部から発生する超高周波を切り替えて、第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに供給するようにしてもよい。
【００５１】
前記第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’で発生した超高周波電源が、前記電極棒１０１に効率的に供給されるように、インピーダンスを調整する第１及び第２の整合部１３０、１３０’が設けられる。
【００５２】
前記第１及び第２の整合部１３０、１３０’を介して供給された超高周波が、前記電極部材の給電点１４２を通じて電極棒１０１に同一の位相でそれぞれ印加されるように電力分配ライン１４０、１４０’が設けられる。前記電極分配ライン１４０、１４０’は、前記第１及び第２の超高周波電源供給部１２０、１２０’から供給された超高周波を、前記電極棒１０１に均一に供給されるように、ツリー構造形態で形成される。
【００５３】
以下、上述した構成を有する本発明による電極配列構造が設けられたプラズマ発生装置を用いたプラズマ発生方法について、図４を参照して詳述する。
【００５４】
先ず、図４のステップＳ１００において、図２の制御部１１０は、第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’の駆動を制御する。
【００５５】
これは、第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’が、相違した時間の間駆動され、超高周波が互いにオーバーラップされずに供給するためである。すなわち、いずれか一方の超高周波電源供給部が、先に駆動されてから中止した時間の間、他方の超高周波電源供給部が駆動されるようにし、両超高周波相互間の干渉による定在波が形成されないようにする。前記設定された駆動時間に応じて、第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’が交互に駆動されると、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、時間の流れにより、パルス形態の超高周波が交互に発生する。
【００５６】
ステップＳ１０２において、前記制御部１１０により第１の超高周波電源供給部１２０がオンすると、パルス形態の超高周波が発生し、その発生した超高周波は、第１の整合部１３０を介して電力分配ライン１４０に印加される。この際、ステップＳ１０４において、前記第１の整合部１３０は、第１の超高周波電源供給部１２０と電力分配ライン１４０との間のインピーダンスを一致させる。
【００５７】
ステップＳ１０６において、前記電力分配ライン１４０は、前記電極棒１０１を連結する連結棒１０２の中央に位置した給電点１４２に、前記印加された超高周波が供給されるので、各電極棒１０１に均一に超高周波が分配されて供給される。
【００５８】
前記超高周波が発生すると、ステップＳ１０８において、前記第１の電極部材ユニットの電極棒の周辺にプラズマが発生される。この際、前記第２の超高周波電源供給部１２０’は、オフ状態であるので、超高周波が発生されない。
【００５９】
次に、ステップＳ１１２において、前記制御部１１０は、第１の超高周波電源供給部１２０をオフさせ、第２の超高周波電源供給部１２０’をオン駆動する。
【００６０】
すると、第２の超高周波電源供給部１２０’では、前記第１の超高周波電源供給部１２０と同様に、パルス形態の超高周波が発生し、その発生した超高周波は、第２の整合部１３０’を介して電力分配ライン１４０’に印加される。この際、ステップＳ１１４において、前記第２の整合部１３０’は、第２の超高周波電源供給部１２０’と電力分配ライン１４０’との間のインピーダンスを一致させる。
【００６１】
ステップＳ１１６において、前記電力分配ライン１４０’により超高周波を均一に分配し、第２の電極部材ユニットの電極部材１０５のそれぞれと連結された給電点１４２を通じて超高周波をそれぞれの電極棒１０１に供給する。
【００６２】
ステップＳ１１８においては、前記第２の電極部材ユニットの電極棒の周辺にプラズマが発生する。この際、前記第１の超高周波電源供給部１２０は、駆動オフ状態であるので、超高周波が発生されない。
【００６３】
このように、前記第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’が、互いに異なる時間によりオン駆動され、超高周波を発生させるので、定在波の発生を抑制可能になる。また、前記超高周波が電極部材１０５に供給されるとき、電力が対称して供給される。また、従来、梯子型の電極棒に位相差により発生する干渉現象を防止することもできる。
【００６４】
したがって、ステップＳ１２０におけるように、基板上にプラズマを均一に形成させることができる。
【００６５】
一方、前記それぞれの電極棒１０１の一端は、他の電極棒に対して開放された状態である。すなわち、いずれか一方の電極部材ユニットに含まれた電極棒は、他方の電極部材ユニットに含まれた電極棒と電気的に分離される。したがって、電極部材ユニット相互間が、電源により損傷することが防止される。よって、他の電極部材に超高周波が印加されて発生する損失を防止するようになり、従来の構造におけるアイソレーターを除去することができる。
【００６６】
また、前記電極棒１０１の一端が接地された構造であってもよい。若し、電極棒１０１のそれぞれが接地された場合であれば、前記分極棒１０１に電流が誘導されるので、周囲の磁場を形成し、誘導結合プラズマを形成するようになり、プラズマ密度を高めることができる。
【００６７】
一方、表皮効果及び電極棒１０１を通ることによる電力の損失により、電極棒１０１に沿って電力が減衰する現象が生じ得るが、これを補償するために、追加で前記超高周波を同時に供給し、定在波を適切な位置に形成して補償することができる。
【００６８】
このように薄膜の不均一性を改善するための追加工程として、これは、図５を参照して説明する。
【００６９】
図５は、本発明の実施例による電極配列構造において電力減衰現象が発生する場合、これを補償してプラズマを均一に生成するためのプラズマ発生方法の流れ図である。
【００７０】
図５のステップＳ１３０において、第１、第２の超高周波電源供給部１２０、１２０’を同時に駆動する。すると、第１、第２の電極部材ユニットの電極棒に超高周波が供給される。
【００７１】
この場合、第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットの電極棒１０１から発生する超高周波により定在波が発生する（Ｓ１３２）。
【００７２】
しかしながら、前記定在波が発生しても、その定在波の発生位置を位相変調方法を用いて適切に調節すると、プラズマを均一に形成することもできる（Ｓ１３４、Ｓ１３６）。
【００７３】
言い換えれば、定在波の発生を防止するようになると、薄膜の不均一性が解消されるが、定在波が発生しても、定在波の発生位置により、プラズマ均一性を改善することができることである。この際、定在波の発生位置は、繰り返し実験を通じて得られる値として提供される。
【００７４】
次に、図６には、本発明の他の実施例による電極構造を含む薄膜形成装置の変形された構成図が示されている。図６の実施例構成は、図２の実施例構成と類似するので、同一の構成要素については同一の符号を付けている。
【００７５】
図６の構成は、超高周波電源供給部１２０が一つだけ設けられ、前記制御部１１０が、超高周波電源供給部１２０の後端に位置したスイッチ部１５０を切り替え操作し、前記超高周波電源供給部１２０から発生した超高周波を、第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに供給する構造である。
【００７６】
これを説明すると、前記制御部１１０は、前記超高周波電源供給部１２０をオン駆動して超高周波を発生させる。この際、前記制御部１１０は、決まった時間の間スイッチ部１５０を交互に切り替え動作させ、前記超高周波が、前記第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに相違した時間の間供給されるようにする。
【００７７】
したがって、上述した実施例のように、第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットの電極部材には、超高周波が交互に供給され、定在波を抑制するとともに、均一性が改善されたプラズマを生成することができる。
【００７８】
このように前記実施例に説明されている本発明は、一端が開放または接地状態を有する電極棒が連結棒により連結されたくし状の電極部材が、隣接した電極部材とはそれぞれ互いに反対方向を有して、同一平面上に多数個配列された状態で、同一方向に配列された電極部材と異なる方向に配列された電極部材に時間差を置いて、超高周波を交互に供給することにより、均一性が改善されたプラズマを発生することができる。
【００７９】
一方、本発明のプラズマ発生装置が適用され、プラズマを用いた薄膜蒸着工程及び薄膜エッチング工程を行って薄膜を均一に形成することができるところ、これを図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８を説明するにあたって、図２に示したプラズマ発生装置の構成を参照して説明する。
【００８０】
先ず、図７には、本発明のプラズマ発生装置を用いて薄膜蒸着を行うための流れ図が示されている。
【００８１】
図７の薄膜蒸着工程は、シリコン太陽電池用シリコン薄膜を形成することを示す流れ図である。
【００８２】
これを参照すると、シリコン薄膜形成のために、ステップＳ２００において、ガラスまたは金属やプラスチック類の基板の温度を１００〜２５０℃に加熱する。
【００８３】
ステップＳ２０２において、電極棒１０１の吐出孔（図示せず）を通じて、ＳｉＨ４／Ｈ２の混合ガスをチェンバ内に供給する。
【００８４】
前記チェンバ内に混合ガスが供給されると、ステップＳ２０４において、制御部１１０の制御動作により、第１の電極部材ユニットと第２の電極部材ユニットに交互に超高周波を供給する。すなわち、制御部１１０は、第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’が交互に駆動されるように制御すると、パルス形態の超高周波が交互に発生する。また、前記発生した超高周波は、第１の整合部１３０及び第２の整合部１３０’でインピーダンスが整合され、以降、電力分配ライン１４０、１４０’に印加され、電極棒１０１に超高周波が均一に分配され供給されるようになる。
【００８５】
すると、前記第１の電極部材ユニットの電極棒と第２の電極部材ユニットの電極棒でプラズマが交互に発生する。
【００８６】
よって、薄膜の不均一性を引き起こす定在波を抑制することができ、ステップＳ２０６では、前記基板上に薄膜を均一に蒸着することができるようになる。
【００８７】
次に、図８には、本発明のプラズマ発生装置を用いて薄膜エッチングを行うための流れ図が示されている。
【００８８】
図８の薄膜エッチング工程は、シリコン酸化膜のエッチング工程を示す実施例の流れ図である。
【００８９】
これを参照すると、先ず、ステップＳ２１０において、チェンバ内の圧力を調節し、ステップＳ２１２において、エッチングガスとしてＣＦ４ガスとＡｒガスを混合し、前記電極部１０１の吐出孔を通じてチェンバ内に供給する。
【００９０】
前記チェンバ内にエッチングガスである前記混合ガスが供給されると、ステップＳ２１４において、制御部１１０の制御動作により、第１の電極部材ユニット第２の電極部材ユニットに交互に超高周波を供給する。すなわち、制御部１１０は、第１の超高周波電源供給部１２０及び第２の超高周波電源供給部１２０’が交互に駆動されるように制御すると、パルス形態の超高周波が交互に発生する。また、前記発生した超高周波は、第１の整合部１３０及び第２の整合部１３０’でインピーダンスが整合され、以降、電力分配ライン１４０、１４０’に印加され、電極棒１０１に超高周波が均一に分配されて供給されるようになる。
【００９１】
すると、ステップＳ２１６では、前記エッチングガスにより、前記基板上に形成された薄膜が均一にエッチングされるようになる。
【００９２】
一方、上述した薄膜蒸着工程と薄膜エッチング工程を用いて、ディスプレイ装置を製造することができる。
【００９３】
すなわち、図２の電極配列構造を用いて、基板の前面にプラズマを用いた薄膜蒸着及びエッチング工程を行って製造されたディスプレイ装置は、全体的に薄膜の膜厚が均一になり、表示性能が向上する。
【００９４】
以上のように、本発明の図示された実施例を参考して説明されたが、これは、例示のためのみであって、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨及び範囲を逸脱しない範囲内で、様々な変形、変更及び均等な他の実施例が可能であることが明らかに理解されるだろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付の請求の範囲の技術的思想により定められなければならない。
【００９５】
例えば、本発明は、超高周波を用いてプラズマを所定の厚さに形成する実施例について説明しているが、太陽電池の微結晶シリコン膜の形成にも適用可能であり、特に、大面積であり、または高周波数である場合にも、効果的にプラズマを成膜することができる。また、超高周波電源を用いるドライエッチング等の大面積プラズマを用いるシステムと、プラズマを用いた蒸着装備、大面積エッチング装備、クリーニング装備、表面処理装備等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】梯子型の電極配列構造を用いてプラズマを発生するための従来の装置構成図である。
【図２】本発明の好適な実施例に係るプラズマ均一性のための電極配列構造を含むプラズマ発生装置の構成図である。
【図３】図２に示した電極配列構造に超高周波電源を時間の流れにより供給するパターン例示図である。
【図４】本発明の好適な実施例によるプラズマ発生方法の流れ図である。
【図５】本発明の実施例による電極配列構造において電力減衰現象が発生する場合、これを補償してプラズマを均一に生成するためのプラズマ発生方法の流れ図である。
【図６】本発明の他の実施例による電極構造を含むプラズマ発生装置の構成図である。
【図７】本発明の実施例によるプラズマ発生装置が用いられた膜形成工程流れ図である。
【図８】本発明の実施例によるプラズマ発生装置が用いられた膜エッチング工程流れ図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  電極部材配列構造
１０１  一字形電極棒
１０２  連結棒
１０５  電極部材
１１０  制御部
１２０  超高周波電源供給部
１３０  整合部
１４０  電力分配ライン
１４２  給電点
【図１】
2008124028.tif 000003
【図２】
2008124028.tif 000004
【図３】
2008124028.tif 000005
【図４】
2008124028.tif 000006
【図５】
2008124028.tif 000007
【図６】
2008124028.tif 000008
【図７】
2008124028.tif 000009
【図８】
2008124028.tif 000010