【手続補正書】
【提出日】平成19年6月26日(2007.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置に用いられる高周波プラズマ発生用電極であって、前記第１の電極に配置された第１の給電点に、前記第１のインピーダンス整合器の出力端子と、前記第３のインピーダンス整合器の出力端子が接続され、かつ、前記第１の給電点に対して高周波電力波の伝播上での対向点となる関係にある位置に配置された第２の給電点に、前記第２のインピーダンス整合器の出力端子と、前記第４のインピーダンス整合器の出力端子が接続されるという構成を有することを特徴とする高周波プラズマ発生用電極。
【請求項２】
前記第２の電極は平板型の形状を有し、前記第１の電極は、該第２の電極に平行な面内に含まれるように配置された棒状あるいは板状の形状を有することを特徴とする請求項１記載の高周波プラズマ発生用電極。
【請求項３】
前記第１の電極は複数の電極から成り、該複数の電極は前記第２の電極に平行な面内に含まれるように配置されるということを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか１項に記載の高周波プラズマ発生用電極。
【請求項４】
前記第１及び第２の高周波電源の出力の周波数は、３０ＭＨｚから３００ＭＨｚのＶＨＦ帯に属していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波プラズマ発生用電極。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の高周波電源の出力のそれぞれの周波数が異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波プラズマ発生用電極。
【請求項６】
内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置であって、前記一対の電極が請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波プラズマ発生用電極により構成されていることを特徴とする高周波プラズマ表面処理装置。
【請求項７】
内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法であって、前記一対の電極を請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波プラズマ発生用電極により構成し、プラズマ表面処理をすることを特徴とする高周波プラズマ表面処理方法。
【請求項８】
内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法であって、前記第１の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第１の工程と、前記第２の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第２の工程と、該第１及び第２の工程でそれぞれに把握された第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差と該膜厚が最大になる位置との関係より該第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差を設定することにより、該基板に目的のＳｉ系膜を製膜する第３の工程から成ることを特徴とする高周波プラズマ表面処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【非特許文献１】L.Sansonnens,  A.Pletzer，  D.Magni,  A.A.Howling，Ch.Hollenstein  and  J.P.M.Schmitt,：Ａ  voltage  uniformity  study  in  large-area  reactors  for  RF  plasma  deposition、Plasma  Source  Sci. Technol. 6 (1997),p.170-178.
【非特許文献２】J.Kuske, U.Stephan, O.Steinkeand S.Rohleck: Power feeding in large area PECVD of amorphous silicon, Mat. Res. Soc. Symp.Proc. Vol. 377(1995),p.27-32.
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の高周波プラズマ発生用電極は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置に用いられる高周波プラズマ発生用電極において、前記第１の電極に配置された第１の給電点に、前記第１のインピーダンス整合器の出力端子と前記第３のインピーダンス整合器の出力端子を接続し、かつ、前記第１の給電点に対して高周波電力波の伝播上での対向点となる関係にある位置に配置された第２の給電点に、前記第２のインピーダンス整合器の出力端子と前記第４のインピーダンス整合器の出力端子を接続するという構成を有することを特徴としているので、該一対の電極間の電力の強さの分布をＶＨＦ固有の定在波に影響されることなく、一様な分布にすることが可能である。
即ち、実施例１〜１０に具体的に示しているように、第１の高周波電源から出力される２つの電力を第１及び第２のインピーダンス整合器を介して、それぞれ第１及び第２の給電点に供給するとともに、該第１の高周波電源と独立の関係にある第２の高周波電源から出力される２つの電力を第３及び第４のインピーダンス整合器を介して、それぞれ第１及び第２の給電点に供給することが可能となる。
このことは、一対の電極間に、互いに独立の関係にある２つの定在波を生成することが可能となることに加えて、該２出力の高周波電源の出力電圧の位相差を調整することにより該２つの定在波の腹の位置を互いに独立して調整することが可能になるということを意味している。
その結果、従来のＶＨＦプラズマ表面処理装置及び方法では不可能視される波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした応用において、均一で高品質のプラズマ処理が可能となる。
また、本発明高周波プラズマ発生用電極は、前記第２の電極を平板型の形状とし、前記第１の電極を該第２の電極に平行な面内に含まれるように配置された棒状あるいは板状の形状を有することを特徴としているので、実施例１及び３に示しているように、前記基板が大型化した場合においても応用が可能である。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第１の電極を１本の棒状導体を前記第２の電極に平行な面内に含まれるように折り返して形成されるＵ字型あるいはＷ字型の形状を有することを特徴とするので、実施例６〜９に示しているように、前記基板が大型化した場合においても応用が可能である。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第２の電極を円筒型の形状とし、前記第１の電極を、該第２の電極を外套状に取り囲む円筒の面内に含まれるように配置された棒状あるいはＵ字型形状あるいははＷ字型あるいは方形型の形状を有することを特徴とするので、前記基板の形状が円筒形の場合においても応用が可能である。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第１の電極を複数の電極とし、該複数の電極を前記第２の電極に平行な面内に含まれるように配置されるということを特徴とするので、基板の面積が１ｍｘ１ｍを超える大面積基板の場合にも対応可能である。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第１の電極の一部あるいは全部の表面が誘電体で覆われているという構成有することを特徴とするので、該第１の電極がＵ字型あるいはＷ字型の場合における電極の曲がり部分での電力損失を抑制可能である。その結果、一対の電極の一つの側面側からのＶＨＦ電力の供給が可能である。このことは、インライン型やマルチチャンバー形やロール・ツー・ロール型のプラズマ表面処理装置の高生産性化のためのプラズマ発生装置の改善において求められている従来技術では不可能な装置断面での１側面からのＶＨＦ電力の供給を可能とし、応用価値は著しく高いものがある。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記給電点と前記インピーダンス整合器の接続部に平衡不平衡変換装置が挿入されることを特徴とするので、前記電力供給系の構成部材の同軸ケーブル端部の芯線と給電点の接合部近傍で発生の漏洩電流による電力損失及び異常放電の抑制が可能である。このことは、製品の低コスト化を担う量産装置としてのプラズマ表面処理装置への応用において、その効果は著しく大きい。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第１及び第２の高周波電源の出力の周波数が３０ＭＨｚから３００ＭＨｚのＶＨＦ帯に属していることを特徴とするので、ＶＨＦプラズマの長所であるプラズマの高密度化が容易に実現可能である。
また、本発明の高周波プラズマ発生用電極は、前記第１及び前記第２の高周波電源の出力のそれぞれの周波数が異なるので、実施例１〜４に示しているように、それぞれのインピーダンス整合器の調整が容易にすることが可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明の高周波プラズマ発生方法は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置に用いられる高周波プラズマ発生法において、上記した本発明のいずれかの高周波プラズマ発生用電極を用いて、該一対の電極間にプラズマを発生させるようにしたので、該一対の電極間の電力の強さの分布をＶＨＦ固有の定在波に影響されることなく、一様な分布にすることが可能である。
即ち、実施例１〜１０に具体的に示しているように、第１の高周波電源から出力される２つの電力を第１及び第２のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給するとともに、該第１の高周波電源と独立の関係にある第２の高周波電源から出力される２つの電力を第３及び第４のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給することが可能となる。
このことは、一対の電極間に、互いに独立の関係にある２つの定在波を生成することが可能となることに加えて、該２出力の高周波電源の出力電圧の位相差を調整することにより該２つの定在波の腹の位置を互いに独立して調整することが可能になるということを意味している。
その結果、従来のＶＨＦプラズマ表面処理装置及び方法では不可能視される波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした場合において、均一で高品質のプラズマ処理への応用が可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明の高周波プラズマ表面処理装置は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理装置において、前記一対の電極が上記した本発明のいずれかの高周波プラズマ発生用電極により構成されているので、該一対の電極間の電力の強さの分布をＶＨＦ固有の定在波に影響されることなく、一様な分布にすることが可能である。
即ち、実施例１〜１０に具体的に示しているように、第１の高周波電源から出力される２つの電力を第１及び第２のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給するとともに、該第１の高周波電源と独立の関係にある第２の高周波電源から出力される２つの電力を第３及び第４のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給することが可能となる。
このことは、一対の電極間に、互いに独立の関係にある２つの定在波を生成することが可能となることに加えて、該２出力の高周波電源の出力電圧の位相差を調整することにより該２つの定在波の腹の位置を互いに独立して調整することが可能になるということを意味している。
その結果、従来のＶＨＦプラズマ表面処理装置では不可能視される波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした応用において、均一で高品質のプラズマ処理が可能である。
また、本発明の高周波プラズマ表面処理装置は、上記した本発明の高周波プラズマ表面処理装置を用いて、前記基板の表面にアモルファスＳｉ系材料、微結晶Ｓｉ系材料、多結晶Ｓｉ系材料及び結晶Ｓｉ系材料のいずれかを形成するようにしたので、大面積基板にアモルファスＳｉ系材料、微結晶Ｓｉ系材料、多結晶Ｓｉ系材料及び結晶Ｓｉ系材料を均一に、しかも高速に製膜が可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明の高周波プラズマ表面処理方法は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記一対の電極が上記した本発明のいずれかの高周波プラズマ発生用電極により構成されていることを特徴としているので、該一対の電極間の電力の強さの分布をＶＨＦ固有の定在波に影響されることなく、一様な分布にすることが可能である。
即ち、実施例１〜１０に具体的に示しているように、第１の高周波電源から出力される２つの電力を第１及び第２のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給するとともに、該第１の高周波電源と独立の関係にある第２の高周波電源から出力される２つの電力を第３及び第４のインピーダンス整合器を介して第１及び第２の給電点に供給することが可能となる。
このことは、一対の電極間に、互いに独立の関係にある２つの定在波を生成することが可能となることに加えて、該２出力の高周波電源の出力電圧の位相差を調整することにより該２つの定在波の腹の位置を互いに独立して調整することが可能になるということを意味している。
その結果、従来のＶＨＦプラズマ表面処理方法では不可能視される波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした応用において、均一で高品質のプラズマ処理が可能である。
また、本発明の高周波プラズマ表面処理方法は、内部に基板がセットされる、排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に放電用ガスを供給する放電用ガス供給系と、プラズマを生成する非接地の第１の電極及び接地された第２の電極から成る一対の電極と、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第１の高周波電源と該第１の高周波電源の２つの出力端子に接続された第１及び第２のインピーダンス整合器及び該第１の高周波電源と独立し、かつ、２出力でかつ該２出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第２の高周波電源と該第２の高周波電源の２つの出力端子に接続された第３及び第４のインピーダンス整合器から成る電力供給系とを具備し、生成したプラズマを利用して基板の表面を処理するプラズマ表面処理方法において、前記第１の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第１の工程と、前記第２の高周波電源の２つの出力の位相差と前記基板表面に製膜される正弦的膜厚分布を有するＳｉ系膜の膜厚が最大になる位置との関係を把握する第２の工程と、該第１及び第２の工程でそれぞれに把握された第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差と該膜厚が最大になる位置との関係より該第１及び第２の高周波電源の２つの出力の位相差を設定することにより、該基板に目的のＳｉ系膜を製膜する第３の工程から成ることを特徴としているので、該一対の電極間の電力の強さの分布をＶＨＦ固有の定在波に影響されることなく、確実に一様な分布にすることが可能である。
即ち、実施例１〜６及び実施例１０に示すように、前記第１の工程と第２の工程において、前記第１及び第２の定在波の腹の位置がそれぞれに的確に把握できるので、該２つの定在波を的確に重畳させることが容易に実現可能である。
その結果、従来のＶＨＦプラズマ表面処理方法では不可能視される波長λの二分の一を越えるサイズの基板を対象にした応用において、均一で高品質の確実なプラズマ処理が可能である。
以上の効果は、太陽電池及びＴＦＴ業界のみならず、ＬＳＩ及び複写機用感光体の産業における生産性向上および製品コストの低減に関し、貢献度が著しく大きい。