(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１給電点と第２給電点とを有する放電電極と、
前記放電電極と離間されて対面配置され、被処理基板を保持可能な保持電極と、
前記放電電極と前記保持電極とを内部に含む製膜室と、
第１高周波電力を供給する第１電源部と、
前記第１高周波電力の電圧波形の位相に対して、電圧波形の位相が時間的に相対的に変化する第２高周波電力を供給する第２電源部と、
前記第１高周波電力を前記第１給電点へ向けて出力し、前記第１給電点側のインピーダンスの整合を取る第１整合部と、
前記第２高周波電力を前記第２給電点へ向けて出力し、前記第２給電点側のインピーダンスの整合を取る第２整合部と
を具備し、
前記第１電源部と前記第１整合部とは一体として前記製膜室に結合され、
前記第２電源部と前記第２整合部とは一体として前記製膜室に結合され、
前記第１電源部は、第１高周波給電路を介して前記第１整合部に接続された第１高周波アンプを備え、
前記第２電源部は、第２高周波給電路を介して前記第２整合部に接続された第２高周波アンプを備え、
前記第１高周波アンプ及び前記第２高周波アンプは、アンプの初段部分としての一次アンプを外部に有する真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記第１電源部は、前記第１高周波アンプに接続された第１直流電源を更に備え、
前記第２電源部は、前記第２高周波アンプに接続された第２直流電源を更に備える真空処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空処理装置において、
前記第１高周波給電路の電気長は、前記第１高周波給電路の電気長で変化する前記第１高周波アンプの効率の最大値と最小値の巾を１００とした時に、当該効率が最小値＋５０以上になるように設定され、
前記第２高周波給電路の電気長は、前記第２高周波給電路の電気長で変化する前記第２高周波アンプの効率の最大値と最小値の巾を１００とした時に、当該効率が最小値＋５０以上になるように設定される真空処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
前記第１高周波給電路の電気長は、前記第１高周波アンプから見た負荷インピーダンスと前記第１高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、前記第１高周波アンプの特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力が前記放電電極へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて設定され、
前記第２高周波給電路の電気長は、前記第２高周波アンプから見た負荷インピーダンスと前記第２高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、前記第２高周波アンプの特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力が前記放電電極へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて設定される真空処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
前記第１電源部は、前記第１高周波給電路と前記第１整合部との間に第１方向性結合器を更に備え、
前記第２電源部は、前記第２高周波給電路と前記第２整合部との間に第２方向性結合器を更に備える真空処理装置。
【請求項６】
真空処理装置の調整方法であって、
ここで、前記真空処理装置は、
第１給電点と第２給電点とを有する放電電極と、
前記放電電極と離間されて対面配置され、被処理基板を保持可能な保持電極と、
前記放電電極と前記保持電極とを内部に含む製膜室と、
第１高周波電力を供給する第１電源部と、
前記第１高周波電力の電圧波形の位相に対して、電圧波形の位相が時間的に相対的に変化する第２高周波電力を供給する第２電源部と、
前記第１高周波電力を前記第１給電点へ向けて出力し、前記第１給電点側のインピーダンスの整合を取る第１整合部と、
前記第２高周波電力を前記第２給電点へ向けて出力し、前記第２給電点側のインピーダンスの整合を取る第２整合部と
を具備し、
前記第１電源部と前記第１整合部とは一体として前記製膜室に結合され、
前記第２電源部と前記第２整合部とは一体として前記製膜室に結合され、
前記第１電源部は、第１高周波給電路を介して前記第１整合部に接続された第１高周波アンプを備え、
前記第２電源部は、第２高周波給電路を介して前記第２整合部に接続された第２高周波アンプを備え、
前記第１高周波アンプ及び前記第２高周波アンプは、アンプの初段部分としての一次アンプを外部に有し、
前記真空処理装置の調整方法は、
（ａ）前記第１電源部の第１高周波アンプと前記第１整合部との間の第１高周波給電路の電気長を、前記第１高周波給電路の電気長で変化する前記第１高周波アンプの効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になるように調整するステップと、
（ｂ）前記第２電源部の第２高周波アンプと前記第２整合部との間の第２高周波給電路の電気長を、前記第２高周波給電路の電気長で変化する前記第２高周波アンプの効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になるように調整するステップと
を具備する真空処理装置の調整方法。
【請求項７】
請求項６に記載の真空処理装置の調整方法において、
（ｃ）前記第１高周波給電路の電気長を、前記第１高周波アンプから見た負荷インピーダンスと前記第１高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、前記第１高周波アンプの特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力が前記放電電極へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて調整するステップと、
（ｄ）前記第２高周波給電路の電気長を、前記第２高周波アンプから見た負荷インピーダンスと前記第２高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、前記第２高周波アンプの特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力が前記放電電極へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて調整するステップと
を更に具備する真空処理装置の調整方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の真空処理装置の調整方法において、
前記（ｃ）ステップは、
（ｃ１）前記第１高周波給電路と前記第１整合部との間の第１方向性結合器で、前記第１高周波アンプの異常発振を検知したとき、前記第１高周波給電路の電気長を所定の範囲内の長さだけ延長するステップを更に備え、
前記（ｄ）ステップは、
（ｄ１）前記第２高周波給電路と前記第２整合部との間の第２方向性結合器で、前記第２高周波アンプの異常発振を検知したとき、前記第２高周波給電路の電気長を所定の範囲内の長さだけ延長するステップを更に備える真空処理装置の調整方法。
【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処理を行う真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。そのプラズマＣＶＤ法を用いた真空処理装置は、例えば、大面積（例示：縦１ｍ以上×横１ｍ以上）を有する基板に、シランガスなどの材料ガスを導入しプラズマを発生させて薄膜を形成する場合に使用される。形成される薄膜としては、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などに用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン、窒化シリコンが例示される。そのような真空処理装置は、エッチングガスを供給してプラズマを発生させることにより、チャンバや放電電極に付着した膜をクリーニング（プラズマクリーニング）することも可能である。
【０００３】
上述のプラズマＣＶＤ装置の放電電極としては、棒状の電極をほぼ平行に並べた放電電極が用いられることが多い。このような放電電極は高高周波数（３０ＭＨｚから８００ＭＨｚ）の電源を用いて、大面積を有する基板に対して製膜を行う場合に適している。そのような放電電極を用いたプラズマＣＶＤ装置の一例が特開２００５−１１３１７８号公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献１に開示されたプラズマ化学蒸着装置は、複数の第１整合器と、放電電極と、複数の第２整合器と、対向電極とを具備する。複数の第１整合器は、第１電力を第１出力側へ出力する。ここで、前記複数の第１整合器の各々は、前記第１出力側のインピーダンスの整合をとる。放電電極は、前記第１出力側にあり、前記複数の第１整合器の各々に対応した複数の第１給電点のうちの一つに前記第１電力を供給される。複数の第２整合器は、第２電力を第２出力側へ出力する。ここで、前記複数の第２整合器の各々は、前記第２出力側のインピーダンスの整合をとる。対向電極は、前記放電電極に対向する。前記放電電極は、更に、前記第２出力側にあり、前記複数の第２整合器の各々に対応した複数の第２給電点のうちの一つに前記第２電力を供給され、前記対向電極との間に、供給されたガスの放電を形成し、前記対向電極上の基板に製膜する。このプラズマＣＶＤ装置では、第１電力及び第２電力の位相を相対的に変動させる位相変調を行うことができる。その場合、プラズマが時間的に変動して上記第１出力側及び第２出力側の負荷インピーダンスが時間的に変化する。
【０００４】
真空処理装置に係る技術として、ＷＯ２００３／０４６９５９号公報（特許文献２）にプラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装置は、被処理体を処理する処理チャンバと、前記処理チャンバに高周波電力を供給する電力供給手段と、前記処理チャンバ内を所定の減圧状態に真空排気する排気手段と、前記処理チャンバ内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段とを備える。このプラズマ処理装置は、前記供給された高周波電力により前記処理チャンバ内に高周波電界を形成して前記導入された処理ガスをプラズマ化してプラズマ処理を行う。前記電力供給手段は、前記処理チャンバに高周波電力を伝送する伝送路を介して前記処理チャンバに接続され、前記伝送路のインピーダンスを前記プラズマ化される処理ガスのインピーダンスに整合させる整合器と、前記整合器に接続された高周波アンプと、前記高周波アンプに接続された直流アンプとを備える。前記高周波アンプは、前記直流アンプと別体として、前記直流アンプから離れた位置であって前記整合器の近傍に配置されている。
【０００５】
特表２００２−５３０８５６号公報（ＷＯ００／３０１４８）（特許文献３）に、プラズマ処理システム用統合電源モジュールが開示されている。この電力供給システムは、基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給する。この電力供給システムは、入力ポートと、第一の出力ポートと、第二の出力ポートと、第三の出力ポートとを有する金属製の格納容器と、 前記格納容器内に設けられた第一のＡＣ入力ポートからＡＣ電力の供給を受けるとともに、前記第一の出力ポートを介して該格納容器の外部のＡＣ負荷にＡＣ電力を供給する配電ボックスと、 前記金属製の格納容器内に設けられ、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力の供給を受けて、該格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第二の出力ポートを介してＤＣ電力を供給するＤＣ電源と、 前記金属製の格納容器内に設けられ、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力の供給を受けるとともに、前記ＤＣ電源から前記ＤＣ電力の供給を受ける第一の高周波発生器と、 前記第一の高周波発生器から受け取った高周波エネルギを、インピーダンスを整合した第一の高周波エネルギとして、前記プラズマ処理室の第一の電極に前記第三の出力ポートから供給するとともに、該プラズマ処理室に接続された全ての高周波発生器を格納する前記金属製の格納容器内に設けられている第一のインピーダンス整合器と、を備える。
【０００６】
特開２００６−２７８７７７号公報（特許文献４）に、薄膜製造装置及び薄膜製造方法が開示されている。この薄膜製造装置は、出力側のインピーダンスを整合可能で、供給された第１電力を送電する第１整合器と、一端を前記第１整合器に接続され、前記第１電力の送電を媒介する第１給電伝送路と、前記第１給電伝送路の他端に接続され、前記第１電力を受電する放電電極と、前記放電電極に対向する対向電極とを具備する。前記第１給電伝送路の特性インピーダンスは２０Ω以上３００Ω以下である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１３１７８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００３／０４６９５９号公報
【特許文献３】特表２００２−５３０８５６号公報
【特許文献４】特開２００６−２７８７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、相対的に位相が変動する複数の電力が一つの放電電極に供給され、負荷インピーダンスが時間的に変化するプラズマ化学蒸着装置に関して記載されている。しかし、そのような装置は、一つの電力が一つの放電電極に供給される装置と比較して、電源にかかわる機器が増加し、装置が複雑になるので、その電源コストや設置スペースが増加する。電源コストを低減し、設置スペースを減少させることが可能な技術が望まれる。
【０００９】
また、特許文献１の装置では、電力を供給するＲＦ電源の高周波アンプの発振効率は、負荷のインピーダンスにより大きく変動する。例えば、その負荷インピーダンスが発振効率の極めて悪い負荷インピーダンスとなった場合、発振素子（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が異常加熱するので、装置が安定して運転できなくなる。更に、高周波アンプには、特性上、異常発振を起こす負荷インピーダンスの領域（以下、異常発振領域ともいう）が存在する。すなわち、正常に動作しない負荷インピーダンスが存在する。このように、高周波アンプでは、効率の高い安定した電源動作を行うか否かは負荷インピーダンスによって変化する。異常発振を回避し、効率を最大化することが可能な技術が望まれる。
【００１０】
特許文献２では、同軸ケーブルの配線長の低減により、コスト及び電力の損失を低減することが記載されている。しかし、この特許文献２は、一つの電力供給装置が一つのプロセスチャンバに設けられたプラズマ処理装置、すなわち、一つの電力が一つの放電電極に供給されるプラズマ処理装置に関して言及しているのみである。そして、特許文献１に記載されるような相対的に位相が変動する複数の電力が一つの放電電極に供給され、インピーダンスが時間的に変化する装置に関しては何ら記載がない。
【００１１】
特許文献３では、重複して設けられている構成要素を取り除くことで、電力供給システムの設置面積を減少させることが記載されている。しかし、この特許文献３も、一つの電力供給装置が一つのプロセスチャンバに設けられたプラズマ処理システム、すなわち、一つの電力が一つの放電電極に供給されるプラズマ処理システムに関して言及しているのみである。そして、特許文献１に記載されるような相対的に位相が変動する複数の電力が一つの放電電極に供給され、インピーダンスが時間的に変化する装置に関しては何ら記載がない。
【００１２】
特許文献４では、相対的に位相が変動する複数の電力が一つの放電電極に供給され、負荷インピーダンスが時間的に変化するプラズマ化学蒸着装置に関して記載されている。しかし、電源コストの低減、設置スペースの低減、異常発振の回避、効率最大化などに関し、記載はない。
【００１３】
上記したように、特許文献１から特許文献４に各種改善対策が提案されているが、高出力の高周波電源の実用に当たっては不十分にあり、異常発信を回避して高効率の状態で運用するとともに、電源コストを低減して設置スペースを減少させるという高周波電源としての本質的な高性能化が必要とされている。更には複数の電力を1つの放電電極に供給し、インピーダンスが時間的に変化する大面積におけるプラズマ均一化を行う装置へ適用する技術が必要とされている。
【００１４】
本発明の目的は、高周波電力を放電電極へ供給するとき、効率の高い安定した電源動作を行うことが可能な真空処理装置、真空処理装置の製造方法、及び真空処理装置の調整方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、初期コストや設置スペースを抑制することが可能な真空処理装置、真空処理装置の製造方法、及び真空処理装置の調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１７】
本発明の真空処理装置は、放電電極（３）と、保持電極（２）と、製膜室（６）と、第１電源部（２１ａ）と、第２電源部（２１ｂ）と、第１整合器（１３ａ）と、第２整合器（１３ｂ）とを具備する。放電電極（３）は、第１給電点（４３）と第２給電点（４４）とを有する。保持電極（２）は、放電電極（３）と離間されて対面配置され、被処理基板（８）を保持可能である。製膜室（６）は、放電電極（３）と保持電極（２）とを内部に含む。第１電源部（２１ａ）は、第１高周波電力を供給する。第２電源部（２１ｂ）は、第１高周波電力の電圧波形の位相に対して、電圧波形の位相が時間的に相対的に変化する第２高周波電力を供給する。第１整合器（１３ａ）は、第１高周波電力を第１給電点（４３）へ向けて出力し、第１給電点（４３）側のインピーダンスの整合を取る。第２整合器（１３ｂ）は、第２高周波電力を第２給電点（４４）へ向けて出力し、第２給電点（４４）側のインピーダンスの整合を取る。第１電源部（２１ａ）と第１整合部（１３ａ）とは一体として製膜室（６）に結合される。第２電源部（２１ｂ）と第２整合部（１３ｂ）とは一体として製膜室（６）に結合される。
本発明では、従来は制御機器の設置される場所に配置されていた第１電源部（２１ａ）及び第２電源部（２１ｂ）を、それぞれ第１整合部（１３ａ）及び第２整合部（１３ｂ）に一体化して製膜室（６）に結合している。加えて、一体化により筐体、冷却機構等が共通化できるので、従来のように別体で構成するよりも大幅に小型化できる。それらのため、制御機器側の設置スペースを大幅に削減することが出来る。特に、複数の給電点を有する放電電極を用い、複数の給電点の各々に対して別々の電源部を設けている場合、その設置スペース削減効果は極めて大きい。また、第１電源部（２１ａ）及び第２電源部（２１ｂ）は、それぞれ第１整合部（１３ａ）及び第２整合部（１３ｂ）と実質的に一体化され、同一の筐体に収まるので、従来両者を接続していた同軸ケーブルが不要となり、頑丈な銅板、銅線等を用いることが出来る。その結果、同軸ケーブルによる電力損失を低減することができる。更に、同軸ケーブルが不要となるので、電力系のコネクタ数が大幅に少なくなり、コネクタ部分でのトラブルを著しく抑制することが出来る。特に、複数の給電点の各々に対して別々の電源部を設けている場合、及び、高周波電力に対して位相変調を行うような特殊な給電方法を用いる場合、安定した給電を実現するという観点で同軸ケーブル及びコネクタ部分の削減効果は極めて大きい。
【００１８】
上記の真空処理装置において、第１電源部（２１ａ）は、第１高周波給電路（２５）を介して第１整合部（１３ａ）に接続された第１高周波アンプ（２３、２３ａ）を備えていても良い。第２電源部（２１ｂ）は、第２高周波給電路（２５）を介して第２整合部（１３ｂ）に接続された第２高周波アンプ（２３、２３ａ）を備えていても良い。
本発明では、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）に接続された第１高周波給電路（２５）や、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）に接続された第２高周波給電路（２５）が、従来のような同軸ケーブルを用いる必要が無く、頑丈な銅板、銅線等を用いることが出来る。その結果、同軸ケーブルによる電力損失を低減することができる。更に、同軸ケーブルが不要となるので、電力系のコネクタ数が大幅に少なくなり、コネクタ部分でのトラブルを著しく抑制することが出来る。
【００１９】
上記の真空処理装置において、第１高周波アンプ（２３ａ）及び第２高周波アンプ（２３ａ）は、アンプの初段部分としての一次アンプ（２３ｂ）を外部に有していても良い。
本発明では、第１高周波アンプ（２３ａ）及び第２高周波アンプ（２３ａ）に本来含まれるはずの一次アンプ（２３ｂ）（例示：ドライブアンプ（２３ｂ））を、例えば設置スペースの増加なしに制御装置（３０）に組み込むことが出来る。それにより、第１高周波アンプ（２３ａ）及び第２高周波アンプ（２３ａ）を小型化することが出来る。
【００２０】
上記の真空処理装置において、第１電源部（２１ａ）は、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）に接続された第１直流電源（２４）を更に備えていても良い。第２電源部（２１ｂ）は、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）に接続された第２直流電源（２４）を更に備えていても良い。
本発明では、従来は制御機器の設置される場所に配置されていた第１直流電源（２４）及び第２直流電源（２４）を、それぞれ第１整合部（１３ａ）及び第２整合部（１３ｂ）に一体化された第１電源部（２１ａ）や第２電源部（２１ｂ）に備えている。従って、制御機器側の設置スペースを更に大幅に削減することが出来る。
【００２１】
上記の真空処理装置において、第１高周波給電路（２５）の電気長は、第１高周波給電路（２５）の電気長で変化する第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の効率の最大値と最小値の巾を１００とした時に、当該効率が最小値＋５０以上になるように設定されていても良い。第２高周波給電路（２５）の電気長は、第２高周波給電路（２５）の電気長で変化する第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の効率の最大値と最小値の巾を１００とした時に、当該効率が最小値＋５０以上になるように設定されていても良い。ここで、「電気長」は、給電路を伝播する高周波の波長に対する給電路の電気的長さである。例えば、６０ＭＨｚでは真空中（比誘電率：２．１）の１波長は５ｍ、絶縁物がテフロン（登録商標）（比誘電率：２．１）の同軸ケーブルでは１波長は５ｍ／√（２．１）＝３．４５ｍとなり、これが基準になる。
本発明では、第１高周波給電路（２５）及び第２高周波給電路（２５）の電気長が、アンプ効率が高くなる負荷インピーダンスとなるように設定されているので、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）や第２高周波アンプ（２３、２３ａ）を高効率で運転することが出来る。
【００２２】
上記の真空処理装置において、第１高周波給電路（２５）の電気長は、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）から見た負荷インピーダンスと第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、第１高周波電力及び第２高周波電力が放電電極（３）へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて設定されていても良い。第２高周波給電路（２５）の電気長は、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）から見た負荷インピーダンスと第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、第１高周波電力及び第２高周波電力が放電電極（３）へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて設定されていても良い。
本発明では、第１高周波給電路（２５）及び第２高周波給電路（２５）の電気長が、異常発振しない負荷インピーダンスとなるように設定されているので、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）や第２高周波アンプ（２３、２３ａ）を安定的に運転することが出来る。
【００２３】
上記の真空処理装置において、第１電源部（２１ａ）は、第１高周波給電路（２５）と第１整合部（１３ａ）との間に第１方向性結合器（２２）を更に備えていても良い。第２電源部（２１ｂ）は、第２高周波給電路（２５）と第２整合部（１３ｂ）との間に第２方向性結合器（２２）を更に備えていても良い。
本発明では、第１高周波給電路（２５）及び第２高周波給電路（２５）が短く且つ同軸ケーブルを用いていないこと、同軸ケーブルが少ないのでコネクタ部分も少ないこと等の理由から、第１高周波給電路（２５）及び第２高周波給電路（２５）がノイズの影響をほとんど受けることがない。そのため、この位置に配置された方向性結合器（２２）は、高周波電力における進行電力及び反射電力を正確に計測することが出来る。それにより、異常振動を発生した場合、直ちに把握することが出来る。
【００２４】
本発明は、真空処理装置の調整方法である。ここで、真空処理装置は、放電電極（３）と、保持電極（２）と、製膜室（６）と、第１電源部（２１ａ）と、第２電源部（２１ｂ）と、第１整合部（１３ａ）と、第２整合部（１３ｂ）とを具備する。放電電極（３）は、第１給電点（４３）と第２給電点（４４）とを有する。保持電極（２）は、放電電極（３）と離間されて対面配置され、被処理基板（８）を保持可能である。製膜室（６）は、放電電極（３）と保持電極（２）とを内部に含む。第１電源部（２１ａ）は、第１高周波電力を供給する。第２電源部（２１ｂ）は、第１高周波電力の電圧波形の位相に対して、電圧波形の位相が時間的に相対的に変化する第２高周波電力を供給する。第１整合部（１３ａ）は、第１高周波電力を第１給電点（４３）へ向けて出力し、第１給電点（４３）側のインピーダンスの整合を取る。第２整合部（１３ｂ）は、第２高周波電力を第２給電点（４４）へ向けて出力し、第２給電点（４４）側のインピーダンスの整合を取る。第１電源部（２１ａ）と第１整合部（１３ａ）とは一体として製膜室（６）に結合される。第２電源部（２１ｂ）と第２整合部（１３ｂ）とは一体として製膜室（６）に結合される。真空処理装置の調整方法は、（ａ）第１電源部（２１ａ）の第１高周波アンプ（２３、２３ａ）と第１整合部（１３ａ）との間の第１高周波給電路（２５）の電気長を、第１高周波給電路（２５）の電気長で変化する第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になるように調整するステップと、（ｂ）第２電源部（２１ｂ）の第２高周波アンプ（２３、２３ａ）と第２整合部（１３ｂ）との間の第２高周波給電路（２５）の電気長を、第２高周波給電路（２５）の電気長で変化する第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になるように調整するステップとを具備する。
なお、真空処理装置において、第１電源部（２１ａ）は、第１高周波給電路（２５）を介して第１整合部（１３ａ）に接続された第１高周波アンプ（２３、２３ａ）を備えていても良い。第２電源部（２１ｂ）は、第２高周波給電路（２５）を介して第２整合部（１３ｂ）に接続された第２高周波アンプ（２３、２３ａ）を備え、第１高周波アンプ（２３ａ）及び第２高周波アンプ（２３ａ）は、アンプの初段部分としての一次アンプ（２３ｂ）を外部に有する。
【００２５】
上記の真空処理装置の調整方法において、（ｃ）第１高周波給電路（２５）の電気長を、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）から見た負荷インピーダンスと第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、第１高周波電力及び第２高周波電力が放電電極（３）へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて調整するステップと、（ｄ）第２高周波給電路（２５）の電気長を、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）から見た負荷インピーダンスと第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性との関係を示すスミスチャートに基づいて、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の特性上発生する異常発振領域を回避するように該負荷インピーダンスが設定された後、第１高周波電力及び第２高周波電力が放電電極（３）へ向けて供給されて、測定された出力電流の電流値が最小となる点に基づいて調整するステップとを更に具備していても良い。
【００２６】
上記の真空処理装置の調整方法において、（ｃ）ステップは、（ｃ１）第１高周波給電路（２５）と第１整合部（１３ａ）との間の第１方向性結合部（２２）で、第１高周波アンプ（２３、２３ａ）の異常発振を検知したとき、第１高周波給電路（２５）の電気長を所定の範囲内の長さだけ延長するステップを更に備えていても良い。（ｄ）ステップは、（ｄ１）第２高周波給電路（２５）と第２整合部（１３ｂ）との間の第２方向性結合部（２２）で、第２高周波アンプ（２３、２３ａ）の異常発振を検知したとき、第２高周波給電路（２５）の電気長を所定の範囲内の長さだけ延長するステップを更に備えていても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の真空処理装置を用いることにより、高周波電力を放電電極へ供給するとき、効率の高い安定した電源動作を行うことが可能となる。また、本発明の真空処理装置を用いることにより、初期コストや設置スペースを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の真空処理装置、及び真空処理装置の調整方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。ここでは、本発明の真空処理装置として、製膜条件として高圧狭ギャップ条件により、高速製膜を行うことが可能な薄膜製造装置について説明する。
【００２９】
ここで、本発明の薄膜製造装置（真空処理装置）において、製膜室（６）の放電電極（３）に高周波電力を供給するシステムは、以下に示すとおりである。
（１）商用電源を用いて制御部（３０）で発生させた高周波と第１直流電源（２４）を用いて、第１電源部（２１ａ）で高出力な高周波電力を供給する。
（２）第１電源部（２１ａ）は、第１高周波アンプ（２３）または一次アンプ（２３ｂ）＋第１高周波アンプ（２３ａ）と、第１高周波給電路（２５）と、第１方向性結合器（２２）で構成される。
（３）第１高周波アンプ（２３）または一次アンプ（２３ｂ）＋第１高周波アンプ（２３ａ）において、出力を増加させる。
（４）第１高周波給電路（２５）を介して送電する。
（５）第１方向性結合器（２２）により、高周波電力における進行電力及び反射電力を正確に計測する。
（６）第１電源部（２１ａ）から送電された高周波電力は、第１整合部（１３ａ）により、高周波電力を放電電極（３）にある第１給電点（４３）へ向けて出力し、第１給電点（４３）側のインピーダンスの整合を取る。
以下詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の真空処理装置としての薄膜製造装置の実施の形態の構成を示す概略図である。図中に矢印でＸＹＺ方向を示す。薄膜製造装置１の側面から見た図である。薄膜製造装置１は、製膜室６、対向電極２、均熱板５、均熱板保持機構１１、放電電極３、防着板４、支持部７、高周波給電伝送路１２ａ、１２ｂ、整合器１３ａ、１３ｂ、高周波電源２１ａ、２１ｂ、高真空排気部３１、低真空排気部３５、及び台３７を具備する。なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。
【００３１】
製膜室６は真空容器であり、その内部で基板８に微結晶シリコンｉ層などが製膜される。製膜室６は、台３７上で支持部３６によりｚ方向（鉛直方向）に対してθ＝７°〜１２°傾けて保持されている。接地されている。このため、対向電極２の基板８の製膜処理面が、ｚ方向に対して７°〜１２°上に向く。基板８を鉛直方向から僅かに傾けることは、装置の設置スペースの増加を抑えながら基板８の自重を利用して少ない手間で基板８を保持し、更に基板８と対向電極２の密着性を向上して基板８の温度分布と電位分布を均一化することが出来て好ましい。
【００３２】
対向電極２は、基板８を保持可能な保持手段（図示されず）を有する非磁性材料の導電性の板である。大面積基板（例示：縦１ｍ以上×横１ｍ以上）を保持可能である。プラズマクリーニングを行う場合は耐フッ素ラジカル性からニッケル合金やアルミやアルミ合金の使用が望ましい。対向電極２は、放電電極３に対向する電極（例示：接地側）となる。対向電極２は、一方の面を均熱板５の表面に密接し、製膜時に他方の面を基板８の表面と密接する。
【００３３】
均熱板５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ーを組み込むことで、自身の温度を制御して、全体が概ね均一な温度を有し、接触している対向電極２の温度を均一化する機能を有する。熱媒体は、非導電性媒体であり、水素やヘリウムなどの高熱伝導性ガス、フッ素系不活性液体、不活性オイル、及び純水等が使用でき、中でも１５０℃〜２５０℃の範囲でも圧力が上がらずに制御が容易であることから、フッ素系不活性液体の使用が好適である。
【００３４】
均熱板保持機構１１は、均熱板５及び対向電極２を製膜室６の側面（図１の右側）に対して略平行となるように保持する。製膜時は、均熱板５、対向電極２及び基板８を、放電電極３へ近づける。それにより、基板８と放電電極３との距離ｄは、例えば、３ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。
【００３５】
放電電極３は、各棒状の縦電極を略平行に組み合わせて構成され、更に複数の電極単位に分割構成しても良い。放電電極３を分割構成する場合は、好ましくは給電点の数に合わせて分割形成する。高周波給電伝送路１２ａ、１２ｂを接続する給電点４３、４４とから、それぞれ高周波電力を供給され、放電電極３と対向電極２との間に原料ガスのプラズマを発生させ基板８に膜を製膜する。なお、放電電極３は、平板であっても良い。
【００３６】
防着板４は、接地されプラズマの広がる範囲を抑えることにより、膜が製膜される範囲を制限する。本実施の形態の場合、製膜室６の内側における防着板４の後ろ側（基板８と反対の側）の壁に膜が製膜されないようにしている。
【００３７】
支持部７は、製膜室６の側面（図１における左側の側面）から内側へ垂直に延びている部材である。支持部７は防着板４と結合され、放電電極３における対向電極２と反対側の空間を覆うように防着板４を保持している。それと共に、支持部７は放電電極３と絶縁的に結合され、放電電極３を製膜室６の側面（図１における左側の側面）に対して略平行に保持している。
【００３８】
高周波電源２１ａ、２１ｂ（以下、区別する必要がない場合には、単に高周波電源２１とも記す）は、それぞれ整合器１３ａ、１３ｂに一体に設けられている。所定の大きさ、周波数及び位相を有する高周波電力を生成し、それぞれ整合器１３ａ，１３ｂへ出力する。例えば、高周波電源２１ｂの高周波電力の電圧波形の位相は、高周波電源２１ａの高周波電力の電圧波形の位相に対して、時間的に相対的に変化する。その詳細は後述される。
【００３９】
整合器１３ａ、１３ｂ（以下、区別する必要がない場合には、単に整合器１３とも記す）は、出力側のインピーダンスを整合する。そして、高周波電源２１ａ、２１ｂから供給される高周波電力を、それぞれ高周波給電伝送路１２ａ、１２ｂを介して放電電極３の給電点４３、４４へ送電する。高周波電源２１ａと整合部１３ａとは一体として製膜室６に結合され、高周波電源２１ｂと整合部１３ｂとは一体として製膜室６に結合されている。
【００４０】
低真空排気部３５は、初めに製膜室６内の気体を排気して、製膜室６内を低真空とする粗引き排気用の真空ポンプである。弁３４は、低真空排気部３５と製膜室６との経路を開閉する。高真空排気部３１は、粗引き排気された製膜室６内の気体をさらに排気して、製膜室６内を高真空とする高真空排気用の真空ポンプである。弁３２は、高真空排気部３１と製膜室６との経路を開閉する弁である。台３７は、上面に配置された保持部３６を介して製膜室６を保持するものである。台３７の内部には低真空排気部３５が配置される領域が形成されている。
【００４１】
放電電極３の温度調節を行う場合、高周波給電伝送路１２は、例えば、その円管の中心部分に設けた細管を用いて熱媒体を通し、その円管の周辺部を用いて電力を給電することが可能である。熱媒体は、熱媒体供給管１５ｂ及び高周波給電伝送路１２ｂを介して放電電極３の給電点４４側に供給され、放電電極３内部を通り、給電点４３側から高周波給電伝送路１２ａ及び熱媒体供給管１５ａを介して熱媒体供給装置（図示されず）へ送出される。熱媒体の温度を熱媒体供給装置で制御することで、放電電極３の温度を所望の温度に制御して製膜室６内のヒートバランスを適切に保つことができる。これにより、基板８の表裏温度差にともなうソリ変形を抑制することができる。
【００４２】
図２は、図１の薄膜製造装置の構成の一部を示す部分斜視図である。図中に矢印でＸＹＺ方向を示す。本実施の形態においては、一例として、１つの製膜室６について８個の放電電極３を備えた薄膜製造装置１について説明する。ただし、放電電極３の数は８個よりも多くてもよいし、少なくてもよく、基板サイズによって変わるものであり、特に限定されるものではない。
【００４３】
製膜室６には、防着板４に後部を覆われた放電電極３として８個の放電電極３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ（以下、放電電極３ａ〜３ｈとも表記する。区別する必要がない場合には、単に放電電極３とも記す）が備えられている。放電電極３ａ〜３ｈの各々は、互いに略平行にＹ方向へ伸びる二本の横電極と、二本の横電極の間に設けられ互いに略平行にＺ方向へ伸びる複数の棒状の縦電極とを備える。なお、放電電極３ａ〜３ｈは、一体であっても良いし、それぞれ平板であっても良い。また、放電電極３ａ〜３ｈは、一体の平板であっても良い。
【００４４】
放電電極３ａ〜３ｈの各々に対応して、整合器１３ａとして、整合器１３ａａ、１３ｂａ、１３ｃａ、１３ｄａ、１３ｅａ、１３ｆａ、１３ｇａ、１３ｈａ（以下、整合器１３ａａ〜１３ｈａとも表記する。区別する必要がない場合には、単に整合器１３ａとも記す）が設けられている。更に、高周波電源２１ａとして、高周波電源２１ａａ、２１ｂａ、２１ｃａ、２１ｄａ、２１ｅａ、２１ｆａ、２１ｇａ、２１ｈａ（以下、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａとも表記する。区別する必要がない場合には、単に高周波電源２１ａとも記す）が設けられている。整合器１３ａａ〜１３ｈａの各々は、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａの内の対応するものと一体に設けられている。
【００４５】
同様に、放電電極３ａ〜３ｈの各々に対応して、整合器１３ｂとして、整合器１３ａｂ、１３ｂｂ、１３ｃｂ、１３ｄｂ、１３ｅｂ、１３ｆｂ、１３ｇｂ、１３ｈｂ（以下、整合器１３ａｂ〜１３ｈｂとも表記する。区別する必要がない場合には、単に整合器１３ｂとも記す）が設けられている。更に、高周波電源２１ｂとして、高周波電源２１ａｂ、２１ｂｂ、２１ｃｂ、２１ｄｂ、２１ｅｂ、２１ｆｂ、２１ｇｂ、２１ｈｂ（以下、高周波電源２１ａｂ〜２１ｈｂとも表記する。区別する必要がない場合には、単に高周波電源２１ｂとも記す）が設けられている。整合器１３ａｂ〜１３ｈｂの各々は、高周波電源２１ａｂ〜２１ｈｂの内の対応するものと一体に設けられている。
【００４６】
放電電極３ａの給電点（端部）４３側には、高周波給電伝送路１２ａ、整合器１３ａａ、高周波電源２１ａａ、熱媒体供給管１５ａ、及び原料ガス配管１６ａが設けられている。また、給電点（端部）４４側には、高周波給電伝送路１２ｂ、整合器１３ａｂ、高周波電源２１ａｂ、熱媒体供給管１５ｂ、及び原料ガス配管１６ｂが設けられている。
【００４７】
同様に、放電電極３ｂ〜３ｈの各々に対して、給電点４３側には、高周波給電伝送路１２ａ、整合器１３ｂａ〜１３ｈａの内の対応するもの、高周波電源２１ｂａ〜２１ｈａの内の対応するもの、熱媒体供給管１５ａ、及び原料ガス配管１６ａがそれぞれ設けられている。また、給電点４４側には、高周波給電伝送路１２ｂ、整合器１３ｂｂ〜１３ｈｂの内の対応するもの、高周波電源２１ｂｂ〜２１ｈｂの内の対応するもの、熱媒体供給管１５ｂ、及び原料ガス配管１６ｂがそれぞれ設けられている。なお、図２においては、図を見易くために整合器１３ａａ、１３ａｂ、１３ｈａのみ、及び高周波電源２１ａａ、２１ａｂ、２１ｈａのみを表示し、他の整合器及び他の高周波電源の表示を省略している。
【００４８】
放電電極３ａ〜３ｈの給電点４３の近傍には、原料ガス配管１６ａが接続されている。同様に、放電電極３ａ〜３ｈの給電点４４の近傍には、原料ガス配管１６ｂが接続されている。原料ガス配管１６ａ、１６ｂからは、放電電極３ａ〜３ｈに原料ガスが供給され、放電電極３ａ〜３ｈは、この原料ガスを対向電極２側（図２中の右側）へ略均一に放出している。
【００４９】
ただし、放電電極３ａ〜３ｈへの電力供給を、８個を超えるまたは８個未満の整合器１３ａ、１３ｂ及び高周波給電伝送路１２ａ、１２ｂとの組みで行うことも可能である。また各々個別の高周波電源から電力を供給しても良い。これら場合、その組の数に対応するように、放電電極３ａ〜３ｈを加減して組み分けが好ましい。
【００５０】
図３は、図２の複数の放電電極に対する電力供給に関わる構成を示す概略図である。
高周波電源２１ａａ〜２１ｈａ、２１ａｂ〜２１ｈｂは、放電電極３ａ〜３ｈに対応して設けられている。それぞれ高周波給電伝送路１２ａ、１２ｂを含む各機器を介して、放電電極３ａ〜３ｈの給電点４３、４４へ高周波電力を供給する。その高周波電力は、高高周波（ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を有し、１０〜８００ＭＨｚが好ましく、より好ましくは３０〜８００ＭＨｚであり、後述の位相変調の特性が発揮できる６０ＭＨｚが最も好ましい。この理由として周波数が増加すると電極を伝播する高周波電力の減衰が大きくなり、電圧定在波の形が位相変調に適しない形になってしまうためである。このような高周波にすると、プラズマの電子温度が下がり、膜質が向上する。加えて、プラズマの密度が増加するので、製膜速度を向上させることができる。
【００５１】
高周波電源２１ａａ〜２１ｈａは、制御部３０の制御信号に基づいて、所望の大きさ、周波数及び位相を有する高周波電力を、高周波給電路（図示されず）を介して、それぞれ整合器１３ａａ〜１３ｈａへ出力する。同様に、高周波電源２１ａｂ〜２１ｈｂは、制御部３０の制御信号に基づいて、所望の大きさ、周波数及び位相を有する高周波電力を、高周波給電路（図示されず）を介して、それぞれ整合器１３ａｂ〜１３ｈｂへ出力する。
【００５２】
ただし、高周波電源２１ａｂ〜２１ｈｂから出力される高周波電力は、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａから出力される高周波電力と比較して、電力の大きさは同じであるが、その位相が相対的に時間的に変化する位相変調が施されている。上記位相変調により負荷インピーダンスが変化するため、整合器１３ａａ〜１３ｈａ、１３ａｂ〜１３ｈｂは、高周波電源への反射電力を最小にするように放電電極３でプラズマ発生中にインピーダンス調整を行う。
【００５３】
給電点４３に供給される高周波電力の位相に対して、給電点４４に供給される高周波電力の位相は、相対的に位相を変調されている。それにより、放電電極３ａ〜３ｈ上に発生する電圧の定在波を揺動させて、プラズマを均一化させることができる。その結果、形成される膜の膜厚及び膜質をより均一にすることができる。その際、特開２００１−２５７０９８号公報や、特開２００２−３２２５６３号公報や、特開２００４−１２８１５９号公報の技術を用いることが出来る。
【００５４】
制御部（コントローラ）３０は、パーソナルコンピュータに例示される情報処理装置である。制御信号Ｓ１ａａ〜Ｓ１ｈａ、Ｓ１ａｂ〜Ｓ１ｈｂ（区別する必要がない場合には、単に制御信号Ｓ１とも記す）により、所望の大きさ、周波数及び位相を有する高周波電力を出力するように、所定の出力に増幅するように高周波電源２１ａａ〜２１ｈａ、２１ａｂ〜２１ｈｂを制御する。また、そのとき、制御信号により、高周波電源２１ａｂ〜２１ｈｂからの高周波電力が、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａからの高周波電力に対して、電力の大きさは同じであるが、その位相が相対的に時間的に変化する位相変調が施されるように、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａ、２１ａｂ〜２１ｈｂを制御する。
【００５５】
更に、制御部３０は、整合器１３ａａ〜１３ｈａの出力特性を高周波給電伝送路１２ａで検知して、出力の反射波ができるだけ少なくなるように整合器１３ａａ〜１３ｈａを制御する。同様に、整合器１３ａｂ〜１３ｈｂの出力特性を高周波給電伝送路１２ｂで検知して、出力の反射波ができるだけ少なくなるように整合器１３ａｂ〜１３ｈｂを制御する。
【００５６】
ここで、整合器１３ａａ〜１３ｈａは、反射波ができるだけ少なくなるように、整合器配列の上下左右のインピーダンス対称性を保持した状態で制御される。例えば、全電源の反射電力の平均値が最小になるように全整合器のインピーダンス設定を同一とし、整合器のインピーダンスの上下左右対称性を保持する。
【００５７】
図４は、図３の高周波電源の構成を示すブロック図である。高周波電源２１ａａ〜２１ｈａ、２１ａｂ〜２１ｈｂは全て同じ構成を有しているので、そのうちの一つを高周波電源２１として説明する。
高周波電源２１は、ＤＣ電源２４、高周波アンプ２３、及び方向性結合器（進行／反射電力計）２２を備える。ＤＣ電源２４は、商用電力を直流（ＤＣ）電力に変換して、電源配線２６を介して高周波アンプ２３へ出力する。高周波アンプ２３は、１次アンプと２次アンプとを含む。１次アンプは、例えば、アンプにおける初段部分であり、低パワー（例示：０〜５Ｗ）であるが、パワー調整が可能である。ドライブアンプに例示される。２次アンプは、例えば、アンプにおける初段に続く部分であり、ゲインは概ね固定（例示：１００倍）されているが、高パワーを出力することが可能である。ファイナルアンプに例示される。高周波アンプ２３は、ＤＣ電源２４の直流電力出力が電力源となり、１次アンプの高周波を２次アンプで増幅して、所望の高周波電力に変換する。そして、その高周波電力を高周波給電路２５を介して整合器１３へ出力する。方向性結合器２２は、高周波給電路２５と整合器１３との間にあり、高周波給電路２５を通る高周波電力の進行電力及び反射電力を計測する。計測された値は、その進行電力及び反射電力を表示するメータに表示される。制御部３０は、高周波電源２１の高周波アンプ２３を制御信号Ｓ１で制御する。
【００５８】
本実施の形態では、高周波アンプ２３と方向性結合器２２との距離が短い、すなわち高周波給電路２５が短いので、高周波給電路２５がノイズの影響をほとんど受けることがない。そのため、この位置に配置された方向性結合器２２は、正確に高周波電力における進行電力及び反射電力を計測することができる。
【００５９】
図５は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムの構成を示す概略図である。ここでは、高周波電源２１ａａ〜２１ｈａ、２１ａｂ〜２１ｈｂは全て同じ構成を有しているので、そのうちの一つを高周波電源２１として説明する。同様に、整合器１３ａａ〜１３ｈａ、１３ａｂ〜１３ｈｂは全て同じ構成を有しているので、そのうちの一つを整合器１３として説明する。ただし、破線の右側が製膜室６の近傍を示し、破線の左側が制御機器側を示している。制御機器は製膜室６から離れたところに設けられている。給電システムは、制御機器側に設けられ制御部３０と、製膜室６側に設けられた高周波電源２１及び整合器１３とで構成される。この給電システムは、給電点毎に設けられている。以上は図６〜図７において同様である。
【００６０】
制御部３０は商用電源により動作し、制御信号Ｓ１を高周波アンプ２３へ出力する。高周波電源２１は、図５に示されたものである。商用電源から電力を供給されたＤＣ電源２４は、その商用電力を直流電力に変換して、電源配線２６を介して高周波アンプ２３へ出力する。高周波アンプ２３は、ＤＣ電源２４の直流電力出力を所望の高周波電力に変換して、高周波給電路２５及び方向性結合器２２を介して整合器１３へ出力する。
【００６１】
本実施の形態では、設置スペースをできるだけ小さくするために、製膜室６側に整合器１３及び高周波電源２１（ＤＣ電源２４、高周波アンプ２３、方向性結合器２２）を一体化して取り付ける。ここで一体化とは、放電電極３の給電点４３、４４から電気長で１／２λ以下の位置に整合器１３（整合器の出口部分）を設けることをいう。このとき、製膜室６に整合器１３の筐体及び高周波電源２１の筐体が結合され、一体化されていることが好ましい。
【００６２】
製膜室６の周辺は、空間に余裕があるので、各放電電極３ごとの整合器１３及び高周波電源２１を製膜室６に取り付けても、追加の設置スペースを設ける必要がない。しかし、制御部３０の側では、機器を設置するために、機器ごとの設置スペースが必要である。従って、高周波アンプ２３、ＤＣ電源２４を製膜室６側へ移設することで、制御部３０の側では、その機器ごとの設置スペースを大きく削減することが出来る。ただし、制御部３０は、操作の関係で、製膜室６から離れて設置する必要があるので移設されることはない。
【００６３】
図１〜図３の構成を有する薄膜製造装置１の場合、放電電極３ａ〜３ｈの各々について、給電点４３と給電点４４とに対応して高周波電源２１が設けられている。従って、放電電極８個×給電点２個＝１６個の高周波電源２１が必要となる。薄膜製造装置１が、例えば８ｋＷシステム（５００Ｗ／ｃｈ（個）×１６ｃｈ（個））の場合、高周波電源２１（高周波アンプ２３、ＤＣ電源２４（ただし、方向性結合器２２は小さいので無視して考える））は１６個必要となる。しかし、本発明の図５の構成にすると、それらを製膜室６と一体化させるので、制御機器側の設置スペースを著しく低減することができる。
なお、この場合、後述の図７のように高周波アンプ２３の１次アンプを制御部３０に含ませても良い。１次アンプは、制御部３０に設置スペース（容積）のほとんど増加なしに組み込むことが出来る。
【００６４】
図９は、高周波電源が制御機器側にある真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムを示す概略図である。ただし、破線の右側が製膜室１０６の近傍を示し、破線の左側が制御機器側を示している。制御機器は製膜室１０６から離れたところに設けられている。給電システムは、制御部１３０、高周波電源１２１及び整合器１１３で構成され、高周波電源１２１は高周波給電伝送路１１４を介して整合器１１３に接続されている。ここで、制御部１３０、高周波電源１２１、ＤＣ電源１２４、電源配線１２６、高周波アンプ１２３、高周波給電路１２５、方向性結合器１２２、整合器１１３は、制御部３０、高周波電源２１、ＤＣ電源２４、電源配線２６、高周波アンプ２３、高周波給電路２５、方向性結合器２２、整合器１３に対応する。
【００６５】
図９の８ｋＷシステムの場合、高周波電源１２１（高周波アンプ１２３、ＤＣ電源１２４（ただし、方向性結合器は小さいので無視して考える））のサイズは、例えばＷ５００ｍｍ×Ｈ２５０ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ×８個（（５００Ｗ／ｃｈ×２ｃｈ）×８個）であった。この場合、全体の高さは、Ｈ２５０ｍｍ×８台＝Ｈ２０００ｍｍ（２ｍ）となる。従って、本発明の図５の構成では、制御機器側で、従来の場合と比較して、この領域（Ｗ５００ｍｍ×Ｈ２０００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ）の省スペース化を行うことが出来る。
【００６６】
ここで、プラズマ発生用の給電システムは、上記例に限定されるものではなく、以下のような構成を有していても良い。
図６は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムの他の構成を示す概略図である。給電システムは、制御機器側に設けられた制御部３０及びＤＣ電源２４と、製膜室６側に設けられた高周波電源２１Ａ及び整合器１３とで構成される。この給電システムは、給電点毎に設けられている。
【００６７】
制御部３０は商用電源により動作し、制御信号Ｓ１を高周波アンプ２３へ出力する。高周波電源２１Ａは、図５に示されたものからＤＣ電源２４を外部へ取り出したものである。商用電源から電力を供給されたＤＣ電源２４は、その商用電力を直流電力に変換して、電源配線２６を介して高周波アンプ２３へ出力する。高周波アンプ２３は、ＤＣ電源２４の直流電力出力を所望の高周波電力に変換して、高周波給電路２５及び方向性結合器２２を介して整合器１３へ出力する。
【００６８】
本実施の形態では、設置スペースをできるだけ小さくするために、製膜室６側に整合器１３及び高周波電源２１Ａ（高周波アンプ２３、方向性結合器２２）を一体化して取り付ける。このとき、製膜室６に整合器１３の筐体及び高周波電源２１Ａの筐体が一体化されていることが好ましい。ただし、この例では、高周波電源２１ＡはＤＣ電源２４を含まず、ＤＣ電源２４は制御機器側に配置されている。この場合にも、高周波アンプ２３の分だけ制御機器側の設置スペースを削減することが出来る。
【００６９】
８ｋＷシステムのＤＣ電源２４の全体分のサイズは、例えばＷ５００ｍｍ×Ｈ５００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍである。従って、従来の８ｋＷシステムの場合（Ｗ５００ｍｍ×Ｈ２０００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ）と比較すると、制御機器側の給電システム（制御部３０を除く）の容積を１／４にすることが出来る。従って、本発明の図６の構成では、制御機器側で、従来の場合と比較して３／４の省スペース化を行うことが出来る。
【００７０】
更に、プラズマ発生用の給電システムは、以下のような構成を有していても良い。図７は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムの更に他の構成を示す概略図である。給電システムは、制御機器側に設けられた制御部３０及びＤＣ電源２４及び１次アンプ２３ｂと、製膜室６側に設けられた高周波電源２１Ｂ及び整合器１３とで構成される。この給電システムは、給電点毎に設けられている。１次アンプ２３ｂは、制御部３０に設置スペース（容積）のほとんど増加なしに組み込むことが出来る。
【００７１】
制御部３０は商用電源により動作し、制御信号Ｓ１を内部に取り込んだ１次アンプ２３ｂへ出力する。高周波電源２１Ｂは、図５に示されたものからＤＣ電源２４及び高周波アンプの１次アンプ２３ｂを外部へ取り出したものである。商用電源から電力を供給されたＤＣ電源２４は、その商用電力を直流電力に変換して、電源配線２６を介して高周波アンプ２３ａへ出力する。高周波アンプ２３ａ（２次アンプ）は、ＤＣ電源２４の直流電力出力を所望の高周波電力に変換して、高周波給電路２５及び方向性結合器２２を介して整合器１３へ出力する。
【００７２】
本実施の形態では、設置スペースをできるだけ小さくするために、製膜室６側に整合器１３及び高周波電源２１Ｂ（１次アンプ２３ｂを含まない高周波アンプ２３ａ、方向性結合器２２）を一体化して取り付ける。このとき、製膜室６に整合器１３の筐体及び高周波電源２１Ｂの筐体が一体化されていることが好ましい。ただし、この例では、高周波電源２１ＢはＤＣ電源２４及びドライブアンプ２３ｂを含まず、ＤＣ電源２４及びドライブアンプ２３ｂは制御機器側に配置されている。この場合にも、高周波アンプ２３ｂの分だけ制御機器側の設置スペースを削減することが出来る。
【００７３】
８ｋＷシステムのＤＣ電源２４の全体分のサイズは、例えばＷ５００ｍｍ×Ｈ５００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍである。従って、従来の８ｋＷシステムの場合（Ｗ５００ｍｍ×Ｈ２０００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ）と比較すると、制御機器側の給電システム（制御部３０を除く）の容積を１／４にすることが出来る。従って、本発明の図７の構成では、制御機器側で、従来の場合と比較して３／４の省スペース化を行うことが出来る。
【００７４】
図８は、上記図５〜図７の各ケースについて効果をまとめた表である。比較例の真空処理装置（図９）では製膜室側に整合器１１３のみが設けられ、制御機器側に高周波アンプ１２３及びＤＣ電源１２４が設けられていた。しかし、ケース１（図５）では製膜室側に整合器１３の他に、制御機器側から高周波アンプ２３及びＤＣ電源２４が移設され設置されている。この場合、従来と比較した場合の制御機器側の設置スペース比は０とすることが出来る。ケース２（図６）では製膜室側に整合器１３及び高周波アンプ２３が設けられ、制御機器側にＤＣ電源２４が設置されている。この場合、従来と比較した場合の制御機器側の設置スペース比は１／４とすることが出来る。ケース３（図７）では製膜室側に整合器１３及び高周波アンプ２３ａが設けられ、制御機器側にＤＣ電源２４が設置されている。この場合、従来と比較した場合の制御機器側の設置スペース比は１／４とすることが出来る。
【００７５】
上記ケース１（図５）、ケース２（図６）及びケース３（図７）の各構成では、高周波アンプ２３（２３ａ）と整合器１３とが実質的に一体化され、同一の筐体に収めることが出来る。そのため、従来必要であった高周波給電路１２４用の高周波給電ケーブル（同軸ケーブル）が不要となる。高周波給電路２５としては、被覆なしの短い銅板や銅線、銅管を用いることが出来る。高周波給電ケーブルによる給電損失は約０．５％／ｍであるので、給電損失が大幅に低減され（２０ｍで約１０％の損失低減）、電力効率を向上させることが出来る。それにより、ランニングコストを大幅に低減することが出来る。
【００７６】
また、従来必要であった高周波電源と整合器間をつなぐ高周波給電ケーブル（同軸ケーブル）が不要となるので、高周波給電ケーブルに関わる電力系のコネクタ数が大幅に少なくなり、コネクタ部分でのトラブル（接触不良）を著しく抑制することが出来る。また従来必要であった高周波給電ケーブル（同軸ケーブル）は何ｍもの長い距離を伝送し、損失や個体差が大きかったが、これらの損失を著しく抑制することが出来る。それにより、真空処理装置としての安定性を増すことが出来る。加えて、高周波給電ケーブル及びコネクタ部分のコストを更に削減することが出来る。
【００７７】
更に、上記各構成では、高周波アンプ２３（２３ａ）と整合器１３とが実質的に一体化され、同一の筐体に収めることが出来る。その場合、筐体、冷却機構等が共通化できるので、従来のように別体で構成するよりも大幅に小型化でき、単に近接して配置するよりも更に小型化することが可能となる。加えて、筐体及び冷却機構等の共通化によりコストを更に削減することが出来る。
【００７８】
本実施の形態では、高周波アンプと放電電極の距離が従来の回路構成と比べて短いため、高周波給電路がノイズの影響をほとんど受けることがない。そのため、この位置に配置された方向性結合器２２は、高周波電力における進行電力及び反射電力を正確に計測することが出来る。それにより、負荷インピーダンスが異常振動領域の値になり、異常振動が発生した場合、方向性結合器２２の進行電力及び反射電力を表示するメータの表示から容易にその事実を容易に知ることが出来る。その結果、高周波アンプ２３（２３ａ）が破損する前に、対処することが可能となる。
【００７９】
次に、本発明の真空処理装置の調整方法の実施の形態について説明する。ここでは、高周波アンプ２３（２３ａ）を効率的に用いる高周波電源の調整方法について説明する。
【００８０】
まず、上記図５〜図７の各ケースについて真空処理装置を効率的且つ安定的に用いるためには、高周波アンプ２３（２３ａ）に関わる構成について、以下の点に注意する必要がある。
【００８１】
図１０は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートである。中心点はインピーダンス５０Ωを示し、曲線Ａは等ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）＝３（反射２５％）を示す。高周波アンプ２３（２３ａ）の発振特性は、高周波アンプ２３（２３ａ）から見た負荷（高周波給電路２５−整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３）のインピーダンスにより大きく変動する。例えば、高周波アンプ２３（２３ａ）には、特性上、異常発振を起こす負荷インピーダンスの領域（異常発振領域）が存在する。図１０の例では、領域Ｂがその異常発振領域に対応する。負荷インピーダンスがその領域にあると、高周波アンプ２３（２３ａ）は正常に動作することができない。従って、その領域を避けるように負荷インピーダンスを決定することが好ましい。
【００８２】
図１１は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの他の特性との関係を示すスミスチャートである。中心点及び曲線Ａは図１０と同じである。高周波アンプ２３（２３ａ）の発振効率は、高周波アンプ２３（２３ａ）から見た負荷（高周波給電路２５−整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３）のインピーダンスにより大きく変動する。例えば、高周波アンプ２３（２３ａ）には、特性上、発振効率が高くなる、中位になる、低くなる負荷インピーダンスの領域が存在する。図１０の例では、「高」と記載した位置を含むその周辺領域が、発振効率が高くなる負荷インピーダンスの領域である。同様に、「中」と記載した位置を含むその周辺領域が、発振効率が中位になる負荷インピーダンスの領域である。「低」と記載した位置を含むその周辺領域が、発振効率が低くなる負荷インピーダンスの領域である。負荷インピーダンスがその「低」の領域にあると、発振効率が低いため発振素子（ＦＥＴ）が異常加熱してしまう。そうなると、発振素子の動作が不安定となり、最悪の場合には発振素子が破損するなど、真空処理装置が安定して運転できなくなる。また、たとえ破損まで至らなくても、効率が悪い分だけアンプ容量を大きくしなければならない。従って、その領域を避けるように負荷インピーダンスを決定することが好ましい。
【００８３】
図１２は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの更に他の特性との関係を示すスミスチャートである。中心点及び曲線Ａは図１０と同じである。高周波アンプ２３（２３ａ）への反射電力は、高周波アンプ２３（２３ａ）から見た負荷（高周波給電路２５−整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３）のインピーダンスにより大きく変動する。例えば、中心点に近いほど反射電力は低くなり、中心点から遠ざかるほど反射電力は大きくなる。従って、できるだけ中心点に近くなるように負荷インピーダンスを決定することが好ましい。
【００８４】
上記の点を考慮して、高周波アンプ２３（２３ａ）に関わる構成について、以下のような調整を実施することが好ましい。図１３は、本発明の真空処理装置の調整方法の実施の形態としての高周波電源の調整方法を示すフローチャートである。
【００８５】
ここでは、高周波アンプ２３（２３ａ）から見た負荷（高周波給電路２５−整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３）のインピーダンスにおいて、整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３がすでに設定されている場合を考える。その場合、高周波アンプ２３（２３ａ）の発振効率を向上させるために、高周波位相（物理的には高周波アンプ２３（２３ａ）と整合器の入口までの高周波給電路２５のケーブル長（電気長））を調整する。
【００８６】
（１）ステップＳ０１
まず、高周波アンプ２３（２３ａ）の製作又は改造後、その高周波アンプ２３（２３ａ）の特性として異常発振領域（図１０に対応）及び発振効率（図１１に対応）を計測する。それにより、例えば、図１４のようなスミスチャートが得られる。図１４は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートである。中心点、曲線Ａ、領域Ｂ、「高」、「中」、「低」は、図１０及び図１１と同じである。得られたスミスチャートを参照して、異常発振がなく且つ効率が良い負荷インピーダンスを選定する。すなわち、スミスチャート上で、異常発振領域に入らず、効率が中程度以上（又は設定された基準値以上）から最高値までの範囲で、反射電力の小さい負荷インピーダンスになるように設定する。図１４の例では、領域Ｂに入らず、「中」近傍から「高」近傍までの範囲で、中心点に近い範囲において設定する。例えば、図中の領域Ｃである。高周波アンプ２３（２３ａ）の回路構成の相違によってこの特性は変化する。そのため、新規に設計した高周波アンプに対してはその都度計測が必要である。
【００８７】
ただし、負荷インピーダンスの選定の条件は上記のものに限定されず、他の条件を用いてもよい。例えば、効率を最優先にして異常発振領域に近い負荷インピーダンスでもかまわないとする条件や、効率をやや犠牲にしつつ異常発振領域から遠い負荷インピーダンスにする条件や、その折衷案的な中間の条件などが考えられる。
【００８８】
（２）ステップＳ０２
次に、製作された高周波アンプ２３（２３ａ）を、高周波電源２１ａａ〜ｈａ、２１ａｂ〜ｈｂの高周波アンプとして、図５〜図７のいずれかの形態で、実際に製膜室６に取り付ける。そして、製膜室６内には製膜時と同様の原料ガスを導入した上で、高周波電力を、位相変調を行いながら負荷（高周波給電路２５−整合器１３−高周波給電伝送路１２−放電電極３）に供給して、ＤＣ電源２４の出力電流（ＤＣ電流）を計測する。このとき、位相変調を行っているので、負荷のインピーダンスは変動して、スミスチャート上のある経路を周期的に動くことになる。ＤＣ電源２４の出力電流は、その経路上の各点で測定される。さらに、高周波位相（物理的には高周波給電路２５のケーブル長（電気長））を変えた上で、同様に、ＤＣ電源２４の出力電流の大きさを計測する。それにより、例えば、図１５のようなグラフが得られる。図１５は、高周波給電路２５のケーブル長とＤＣ電源の出力電流との関係を示すグラフである。縦軸はＤＣ電源２４の出力電流の電流値、横軸は高周波給電路２５のケーブル長である。この図から、出力電流の電流値が最小となる点を探索する。電流値が最小となる点が効率最大点となる。そして、高周波給電路２５の電気長が、高周波給電路２５の電気長で変化する高周波アンプ２３（２３ａ）の効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になるように設定する。より好ましくは当該効率が８０％以上となる電気長であり、更に好ましくは効率最大となる点の電気長である。
【００８９】
図１５の場合、上記効率の最大値及び最小値に対応するＤＣ電源の電流値の最小値及び最大値は、それぞれ約１３ｍＡ及び約２６ｍＡである。したがって、上記効率５０％以上に対応する電流値は、１９．５ｍＡ以下となる。よって、対応する高周波給電路２５のケーブル長は、０ｍ（０λ）より大きく０．５ｍ（０．１４λ）以下、及び、１．５ｍ（０．４３λ）以上２．２ｍ（０．６３λ）以下となる。すなわち、高周波給電路２５の電気長は、上記効率の最大値と最小値の巾を１００％とした時に、当該効率が５０％以上になる０ｍより大きく０．５ｍ以下、又は、１．５ｍ以上２．２ｍ以下である。同様にすれば、効率８０％の場合、０ｍより大きく０．２ｍ以下、又は、１．７ｍ以上２．０ｍ以下である。なお、ＤＣ電源２４の出力電圧は約５０Ｖ一定であり、出力電力は５０Ｖ×出力電流（ＤＣ電流）値となる。
【００９０】
（３）ステップＳ０３
続いて、ステップＳ０２で算出した高周波給電路２５の電気長の範囲から、例えば、出力電流の電流値が最小となる最小点の高周波位相を選定し、全高周波電源２１ａａ〜ｈａ、２１ａｂ〜ｈｂに反映させる。図１５の場合、ステップＳ０２で算出した高周波給電路２５の電気長の範囲である０ｍより大きく０．５ｍ以下、又は、１．５ｍ以上２．２ｍ以下から、出力電流の電流値が最小となる最小点の高周波位相として、ケーブル長０．２ｍ（０．０５６λ）を選定する。そして、そのケーブル長０．２ｍ（０．０５６λ）を全高周波電源２１ａａ〜ｈａ、２１ａｂ〜ｈｂに設定する。
【００９１】
（４）ステップＳ０４
高周波位相が確実に設定・固定できるように高周波電源２１（高周波アンプ２３（２３ａ））と整合器１３とは一体化（１つの金属箱の中に収める）し、負荷インピーダンスが変化しないように製膜室６の放電電極３に対して位置決めし、固定する。
以上により、高周波電源の調整方法が終了する。
【００９２】
但し、製膜する膜の種類によって製膜ガスが異なるため、負荷インピーダンスが変わる。従って、製膜に用いるガスごとに高周波位相（高周波給電路２５のケーブル長（電気長））の選定が必要である。例えば、太陽電池用の薄膜を製造する場合、アモルファス薄膜と微結晶薄膜との間の相違、ｐ層とｉ層とｎ層との間の相違があり、それぞれの薄膜に応じた各層の製膜室６ごとに選定を行うことが好ましい。
【００９３】
図１６は、ＤＣ電流と高周波給電路の追加ケーブル長との関係の一例を示すグラフである。縦軸はＤＣ電流を示し、横軸は基準の長さのケーブル（追加ケーブル長＝０ｍ）に対する追加すべきケーブルの長さを示す。上記の調整により、追加ケーブル長が−０．１ｍの場合、ＤＣ電流が非常に大きく（効率が悪く）、ＦＥＴが破損する可能性がある。一方、追加ケーブル長が０．２ｍの場合、ＤＣ電流が最小（効率が最大）となり、高周波給電路２５のケーブル長の変更により、ＤＣ電流の大きさを制御することができ、高周波アンプの効率を向上させることが出来る。
【００９４】
製膜室６と整合器１３、整合器１３と高周波アンプ２３（２３ａ）間を同軸ケーブルで接続すると物理長（高周波位相）が変化（個体差、人為的なミスによる長さ違い）する可能性が高く、装置不安定性が助長される。しかし、本実施の形態では、整合器１３と高周波アンプ２３（２３ａ）との間は、同軸ケーブルでない高周波給電路２５で接続されているので、安定的な装置とすることができる。
【００９５】
上記の高周波電源の調整方法は、真空処理装置の改造時やメンテンナンス時に、真空処理装置の調整方法の一部として実行することが出来る。それにより、高周波電源２１の確実な立ち上げが可能となる。すなわち、高周波電源２１の改造やメンテナンス後に製膜室６に取り付け後、プラズマを発生させて初めて効率が悪い、ＦＥＴが破損するというような事象が無くなる。
【００９６】
上記の高周波電源の調整方法は、真空処理装置の製造時に、高周波アンプ２３や高周波給電路２５を製造し製膜室６に取り付ける工程で、真空処理装置の製造方法の一部として実施することが出来る。それにより、高周波電源２１の確実な立ち上げが可能となる。すなわち、高周波電源２１を製膜室６に取り付け後、プラズマを発生させて初めて効率が悪い、ＦＥＴが破損するというような事象が無くなる。
【００９７】
また、効率が高くなることで、初期コストが高くなること及びランニングコストが高くなることを避けることが出来る。例えば、効率が悪い場合、効率が良い場合と比較して、ＤＣ電源の容量が最大で約２倍必要となり、初期コストが増大してしまう。また、効率が悪い場合、効率が良い場合と比較して、電気代が最大で約２倍必要となり、ランニングコストが増大してしまう。効率が高くなることで、それらの高コスト要因を排除することが出来る。
【００９８】
上記ステップＳ０１において、効率を最優先にして異常発振領域に近い負荷インピーダンスとした場合、位相変調による負荷インピーダンスの変動により実際に異常発振が発生（方向性結合器２２で検知可能）する場合が考えられる。その場合には、例えば、高周波給電路２５のケーブル長を１／１６λ以上１／４λ以下分だけ付加する。スミスチャート上では、１／１６λは４５度の回転に相当し、１／４λは１８０度の回転に相当する。図１０や図１３の例では、１／１６λ以上１／４λ以下分だけ長さを変えることで、負荷インピーダンスを異常発振領域（領域Ｂ）からほぼ確実に外れるようにすることが出来る。１／４λ以下としたのは、ケーブル長の追加を最小とするためである。
【００９９】
次に、本発明の真空処理装置（薄膜製造装置１）を用いて製造される光電変換装置の構成について説明する。図１７は、本発明の真空処理装置を用いて製造される光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置９０は、シリコン系太陽電池であり、基板５１、透明電極層５２、太陽電池光電変換層５３、及び裏面電極層５４を具備する。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系という場合、アモルファスシリコン系すなわち非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコン系も含まれる。
【０１００】
ここで、アモリファス太陽電池の場合、太陽電池光電変換層５３は、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層膜／ｉ層膜／ｎ層膜を有する第１セル層９１である。多接合型（タンデム型）太陽電池の場合、太陽電池光電変換層５３は、上記第1セル層９１、及び微結晶シリコン薄膜からなる微結晶ｐ層膜／微結晶ｉ層膜／微結晶ｎ層膜を有する第２セル層９２を積層した構造である。図１７は、多接合型（タンデム型）太陽電池の例を示している。
なお、第１セル層９１と第２セル層９２との間に、透明電極層（中間コンタクト層）９３を設けてもよい。透明電極層９３を設けた場合、透明電極層９３で基板側からの入射光の一部が反射され、第１セル層９１での光吸収率が向上し、発電電流を増加させることができる。
【０１０１】
次に、上記光電変換装置の製造方法について説明する。ここでは、光電変換装置９０として、基板５１としてのガラス基板上に太陽電池光電変換層５３として多接合型（タンデム型）太陽電池を用いた例について説明する。
【０１０２】
基板５１としてソーダフロートガラス基板（１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：４ｍｍ）を使用する。基板端面は破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【０１０３】
透明導電層５２として酸化錫膜（ＳｎＯ２）を主成分とする透明電極膜を約５００ｎｍ〜８００ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。この際、透明電極膜の表面は適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明導電層５２として、透明電極膜に加えて、基板５１と透明電極膜５２との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。
【０１０４】
本実施の形態の薄膜製造装置１を使用して、減圧雰囲気：３０〜１０００Ｐａ、基板温度：約２００℃にて、光電変換層５３の第1セル層９１としてのアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層膜／ｉ層膜／ｎ層膜を順次製膜する。第1セル層９１は、ＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとを主原料に、透明導電層５２の上に製膜される。太陽光の入射する側からｐ層、ｉ層、ｎ層がこの順で積層される。第1セル層９１は本実施の形態では、ｐ層：ＢドープしたアモルファスＳｉＣを主とし膜厚１０ｎｍ〜３０ｎｍ、ｉ層：アモルファスＳｉを主とし膜厚２００ｎｍ〜３５０ｎｍ、ｎ層：ｐドープした微結晶Ｓｉを主とし膜厚３０ｎｍ〜５０ｎｍである。また、ｐ層膜とｉ層膜の間には界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。なお、単層アモルファスシリコン薄膜太陽電池の場合、以上により、光電変換層５３の製造は終了する。
【０１０５】
多接合型（タンデム型）太陽電池の場合、更に以下の工程を行い、光電変換層５３を完成させる。すなわち、次に、第1セル層９１の上に、本実施の形態の薄膜製造装置１を使用して、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚにて、第２セル層９２としての微結晶シリコン薄膜からなる微結晶ｐ層膜／微結晶ｉ層膜／微結晶ｎ層膜を順次製膜する。第２セル層９２は本実施の形態では、微結晶ｐ層：Ｂドープした微結晶ＳｉＣを主とし膜厚１０ｎｍ〜５０ｎｍ、微結晶ｉ層：微結晶Ｓｉを主とし膜厚１．２μｍ〜３．０μｍ、微結晶ｎ層：ｐドープした微結晶Ｓｉを主とし膜厚２０ｎｍ〜５０ｎｍである。
【０１０６】
微結晶シリコン薄膜、特に微結晶ｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、放電電極３と基板５１の表面との距離ｄは、３ｍｍ〜１０ｍｍにすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【０１０７】
第1セル層９１と第２セル層９２の間に電流整合性を取るための半反射膜となることを目的に、中間コンタクト層９３としてＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を膜厚：２０ｎｍ〜１００ｎｍ、スパッタリング装置により製膜して設けても良い。また、中間コンタクト層９３を設けない場合もある。多接合型（タンデム型）太陽電池の場合、以上により、光電変換層５３の製造は終了する。
【０１０８】
裏面電極層５４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜をスパッタリング装置により減圧雰囲気、約１５０℃にて順次製膜する。裏面電極層５４は本実施の形態では、Ａｇ膜：２００〜５００ｎｍ、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０〜２０ｎｍをこの順に積層する。ｎ層と裏面電極層５４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層５３と裏面電極層４との間にＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を膜厚：５０〜１００ｎｍ、スパッタリング装置により製膜して設けても良い。
【０１０９】
本実施の形態の薄膜製造装置１を使用して光電変換装置を製造した場合、放電が安定しているので、形成される光電変換層５３の膜厚分布及び膜特性の均一性がより高くなっている。そのため、形成される光電変換装置９０としての太陽電池の特性をより向上させることが可能となる。
【０１１０】
上記実施の形態では光電変換装置９０としての太陽電池として、単層アモルファスシリコン太陽電池、又は、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池とを積層した多接合型（タンデム型）太陽電池を用いたものについて説明した。しかし、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、太陽電池として微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコン太陽電池や、シリコンゲルマニウム太陽電池、また、これら太陽電池を各１〜複数層に積層させた多接合型（タンデム型）太陽電池のような他の種類の薄膜太陽電池にも同様に適用可能である。更に本発明は、金属基板などのような非透光性基板上に製造された、基板とは反対の側から光が入射するタイプの太陽電池にも同様に適用可能である。
【０１１１】
本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１は、本発明の真空処理装置としての薄膜製造装置の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の薄膜製造装置の実施の形態の構成の一部を示す部分斜視図である。
【図３】図３は、本発明の薄膜製造装置の実施の形態の構成における複数の放電電極に対する電力供給に関わる構成を示す概略図である。
【図４】図４は、図３の高周波電源の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムを示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムの他の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムの更に他の構成を示す概略図である。
【図８】図８は、上記図５〜図７の各ケースについて効果をまとめた表である。
【図９】図９は、高周波電源が制御機器側にある真空処理装置のプラズマ発生用の給電システムを示す概略図である。
【図１０】図１０は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートである。
【図１１】図１１は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの他の特性との関係を示すスミスチャートである。
【図１２】図１２は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの更に他の特性との関係を示すスミスチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の真空処理装置の調整方法の実施の形態としての高周波電源の調整方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、高周波アンプから見た負荷インピーダンスと高周波アンプの特性との関係を示すスミスチャートである。
【図１５】図１５は、高周波給電路のケーブル長とＤＣ電源の出力電流との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、ＤＣ電流と高周波給電路の追加ケーブル長との関係の一例を示すグラフである。
【図１７】図１７は、本発明の真空処理装置を用いて製造される光電変換装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  薄膜製造装置（真空処理装置）
２  対向電極
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ  放電電極
４  防着板
５  均熱板
６、１０６  製膜室
７  支持部
８  基板
１１    均熱板保持機構
１２ａ、１２ｂ  高周波給電伝送路
１３ａ、１３ａａ、１３ｂａ、１３ｃａ、１３ｄａ、１３ｅａ、１３ｆａ、１３ｇａ、１３ｈａ、１３ｂ、１３ａｂ、１３ｂｂ、１３ｃｂ、１３ｄｂ、１３ｅｂ、１３ｆｂ、１３ｇｂ、１３ｈｂ、１１３  整合器
１４ａ、１４ｂ、１１４  高周波給電伝送路
１５ａ、１５ｂ  熱媒体供給管
１６ａ、１６ｂ  原料ガス配管
２１ａ、２１ａａ、２１ｂａ、２１ｃａ、２１ｄａ、２１ｅａ、２１ｆａ、２１ｇａ、２１ｈａ、２１ｂ、２１ａｂ、２１ｂｂ、２１ｃｂ、２１ｄｂ、２１ｅｂ、２１ｆｂ、２１ｇｂ、２１ｈｂ、２１Ａ、２１Ｂ、１２１  高周波電源
２２、１２２  方向性結合器（進行／反射電力計）
２３、２３ａ、１２３  高周波アンプ
２３ｂ  １次アンプ
２４、１２４  ＤＣ電源
２５、１２５  高周波給電路
２６  電源配線
３０、１３０  制御部
３１  高真空排気部
３２、３４  弁
３５  低真空排気部
３６  支持部
３７  台
４３、４４  給電点（端部）
【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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