(57)【要約】【課題】プラズマ表面処理装置では、特に高速製膜用プラズマＣＶＤ装置では、高周波電力を電極へ供給する際に、その電極以外の場所及び部材で消費される無駄な電力消費が多大となることに加えて、真空容器内の電力供給回路部品の温度の異常上昇を引き起こし、該電力供給回路部品の劣化及び焼損することによりプラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下及び製造される製品の品質の低下を招くという問題の解決が求められている。【解決手段】真空容器の内部にトランス型平衡不平衡変換器を配置させ、該トランス型平衡不平衡変換器の温度が５０℃〜１５０℃の範囲の任意の値に設定される温度制御装置が配置されることを特徴とする。また、該トランス型平衡不平衡変換器はトロイダルコアの巻き線として複数の同軸ケーブルが用いられることを特徴とする。【選択図】図２
2009302566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項３】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記真空容器内部での電力伝送路の屈曲部分にトランス型平衡不平衡変換器を配置させることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項５】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと、該トロイダルコアに巻かれる巻き線に複数の同軸ケーブルが用いられ、それらが並列に接続されているトランス型平衡不平衡変換器が配置されることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項６】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと１本の同軸ケーブルから成るトランス型平衡不平衡変換器を複数個配置し、該複数個のトランス型平衡不平衡変換器を並列に接続するということを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記トランス型平衡不平衡変換器の構成部材の巻線の巻始め部分の線路の方向とその巻終わり部分の線路の方向が互いに略直交関係にあるという構造を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項８】
請求項５あるいは６のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記トランス型平衡不平衡変換器の構成部材の同軸ケーブルの巻始め部分の芯線の方向とその巻終わり部分の芯線の方向が互いに略直交関係にあるという構造を有することを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記トランス型平衡不平衡変換器の温度が５０℃〜１５０℃の範囲の任意の値に設定される温度制御装置が配置されることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラズマ表面処理装置において、前記トランス型平衡不平衡変換器が前記真空容器の内部に配置されるということを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項１１】
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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、平衡型インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び平衡型電流導入端子の順序に配置されることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施す表面処理装置および表面処理方法に関する。本発明は、特に、高品質で高速製膜が必要とされる薄膜シリコン太陽電池及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）製造用のプラズマＣＶＤ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いて基板の表面に各種処理を施し、各種電子デバイスを製作することは、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液晶デイスプレー）用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、アモルファスシリコン太陽電池及び微結晶シリコン太陽電池などの分野において、既に実用化されている。
【０００３】
近年、プラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法に関する重要なニーズの一つとして、薄膜シリコン太陽電池製造への応用が増加しつつある。
この薄膜シリコン太陽電池分野においては、アモルファスシリコンと微結晶シリコンを組み合わせた集積化タンデム型薄膜太陽電池が注目され、その本格的普及を目指した実用化が急速に進んでいる。
集積化タンデム型薄膜シリコン太陽電池は、光透過性の基板（例えばガラス）に、透明電極層、非晶質シリコン光電変換ユニット層、短波長の光を反射し、長波長の光を透過させる機能を持たせた中間層、結晶質シリコン光電変換ユニット層及び裏面電極層を、順次積層することにより形成される。
上記非晶質シリコン光電変換ユニット層はｐ型半導体層、ｉ型半導体層及びｎ型半導体層等で構成され、厚みはｐｉｎ層全体で、約０．３μｍ程度である。
上記結晶質シリコン光電変換ユニット層は、ｐ型微結晶半導体層、ｉ型微結晶半導体層及びｎ型微結晶半導体層等で構成され、厚みはｐｉｎ層全体で、約２．５〜５μｍである。なお、ｉ型微結晶半導体層の厚みは、約２〜４μｍである。
この集積化タンデム型薄膜太陽電池と呼ばれる非晶質シリコンと結晶質シリコンを組み合わせた太陽電池を製造する生産ラインは、光電変換効率１０〜１３％級の高効率モジュールを製造可能であると期待されている。
【０００４】
しかしながら、上記集積化タンデム型薄膜太陽電池は光電変換効率の向上が容易に可能であるというメリットが有る反面、約２〜４μｍの厚みが必要な結晶質シリコン光電変換ユニット層のｉ型微結晶半導体層の製造に多大の時間が必要である。そのため、ｉ型微結晶半導体層の製造装置を複数設置することが必要となり、生産コストが増大するというデメリットがある。
近年、このデメリットの解消のため、ｉ型微結晶半導体層の製膜速度の向上技術の開発、及び大面積で、高品質で、且つ、均一性良く製造可能なプラズマＣＶＤ装置の開発等が行われている。
また、最近、ｉ型微結晶半導体層の製膜速度の向上に関する技術として、ＶＨＦ（超高周波数帯域：３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）プラズマＣＶＤ装置を用いる方法が、製膜条件として、大量の水素で希釈されたシランガス（ＳｉＨ４）を用い、高い圧力で、大電力を供給することにより、実現できるようになった。
しかしながら、高速性膜条件でプラズマ生成を行う場合、高周波電源の出力電力、即ち、ＨＦ領域の周波数（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）あるいはＶＨＦ領域の周波数（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波電力をプラズマ生成用の一対の電極へ供給する際に、該一対の電極以外の場所あるいは部材で電力の消費が発生する。その一対の電極以外の場所あるいは部材で電力の消費は多大の電力損失を被ると同時に、不必要な場所に不必要なプラズマを発生し、プラズマ制御の面で問題になっている。その一対の電極以外での電力消費が多大であることから、供給電力の無駄使いとなり、製品コスト増大の要因の一つになっている。
更に、上記一対の電極以外での電力の消費は、真空容器内の電力供給回路部品の温度の異常上昇を引き起こし、該電力供給回路部品の劣化及び焼損の原因になっている。
その結果、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下及び製造される製品の品質の低下を招いている。
さらに、一般に生産現場で用いられている薄膜シリコン太陽電池及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）製造用のプラズマＣＶＤ装置では、その製膜室の配置の仕方がインライン型、マルチチャンバー型、あるいは並列型のいずれであっても、基板搬送装置等との兼ね合いから、プラズマ生成用の電力供給線路の配置に制約が生じることが多い。その結果、電力供給線路の構成部品の一つである同軸ケーブルの配線において、電力の伝搬方向を鋭角に変える必要が発生する。この場合、同軸ケーブル用のＬ字型コネコターが使用されるが、この場合は次の問題がある。
即ち、大気で使われるＬ字型コネコターの構造は、例えば、図９に示すように、芯線１０５と外部導体１０６と誘電体１０７からなる直線状の同軸ケーブル１００と、芯線１０８と外部導体１０９と誘電体１１０からなる直線状の同軸ケーブル１０１とがＬ字型に屈曲する部分１１１で接続される構造を有する。該Ｌ字型屈曲部１１１の芯線の近傍は空隙になっている。それ故、屈曲部分での特性インピーダンスは、同軸ケーブルの直線部分と著しく異なる。また、同軸ケーブル内部を伝搬する電力の波の速度は、該同軸ケーブルに用いられている誘電体の特性（誘電率と透磁率）で決まるので、電力伝送路で電力をＬ字型に曲げる場合、光の伝搬路に置かれたプリズムと同様の原理に基づいて曲がるように、Ｌ字部の誘電体の特性（誘電率と透磁率）に分布を持たせ、例えばプリズム状の分布をもたせることにより電力伝播に無理が無いようにすることが必要である。しかしながら、同軸ケーブルの誘電体に例えばプリズム状の分布をもたせることは困難であるので、まだ、実現されていない。
また、上記大気で使われるＬ字型コネコターの屈曲部分の芯線の近傍を誘電体で充填する構造、例えば、図１０に示すような真空用Ｌ字型コネコターの場合、その屈曲部分での特性インピーダンスは、同軸ケーブルの直線部分と著しく異なる。即ち、図１０図示の芯線１０５と外部導体１０６と誘電体１０７からなる直線状の同軸ケーブルの部分１００及び芯線１０８と外部導体１０９と誘電体１１０からなる直線状の同軸ケーブルの部分１０１の特性インピーダンスと屈曲部分１１１での特性インピーダンスは著しく異なる値になる。そして、電力伝播の形態で見ても、同軸ケーブル内部を伝播する電力の波の速度は、該同軸ケーブルに用いられている誘電体の特性（誘電率と透磁率）で決まるので、Ｌ字型に曲げる場合、光の伝搬路に置かれたプリズムと同様の原理に基づいて曲がるように、Ｌ字部の誘電体の特性（誘電率と透磁率）に分布を持たせ、例えばプリズム状の分布をもたせることにより電力伝搬に無理が無いようにすることが必要である。即ち、図１０図示のＬ字型部分での  芯線の外側を伝播する電波１１２は速度大で伝播し、その内側を伝播する電波１１３は速度小で伝播させなければ無理が生じる。しかしながら、真空用同軸ケーブルにおいても、同軸ケーブルの誘電体に、例えばプリズム状の分布をもたせることは困難であるので、まだ、実現されていない。
即ち、図９及び図１０で示されるような鋭角な屈曲部を有する同軸ケーブルを用いて電力を伝送する場合、その屈曲部においてインピーダンスの不連続的変化による強い電力反射が起こるとともに、芯線の内側と外側での電力伝播路の違いによる電気抵抗増大による多量のジュール熱が発生する。
したがって、上記プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ表面処理装置の分野における問題には、一対の電極間以外の場所及び部材における電力消費に起因する真空容器内の電力供給回路部品の劣化及び焼損という問題と、真空容器内に設置される同軸ケーブルのＬ字型コネクタ部で発生する電力損失及び焼損という問題がある。
【０００５】
非特許文献１には、平行平板電極を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤにより、集積化タンデム型薄膜太陽電池用の結晶質ｉ層膜の高品質、高速製膜に関する技術が示されている。
即ち、実験条件として、平行平板電極のサイズ：直径１０ｃｍ、原料ガス：高水素希釈ＳｉＨ４、圧力：２〜４Ｔｏｒｒ（１３３〜５３２Ｐａ）、基板温度：２５０℃、電源周波数：６０ＭＨｚ、投入電力：製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合、２．５４Ｗ／ｃｍ２、２．５ｎｍ／ｓの場合、３．４Ｗ／ｃｍ２とすることにより、高品質の微結晶Ｓｉが得られることが示されている。
また、１．７〜２．５ｎｍ／ｓという高速製膜条件においても、周波数６０ＭＨｚのＶＨＦプラズマＣＶＤを用いることにより、高品質の微結晶Ｓｉが得られることが示されている。
なお、投入電力が、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合、２．５４Ｗ／ｃｍ２、２．５ｎｍ／ｓの場合、３．４Ｗ／ｃｍ２であり、非常に大きい電力が必要であるということは、例えば、基板面積が１１０ｃｍｘ１４０ｃｍ（１５４００ｃｍ２）の場合、単純に比例計算すれば、製膜速度１．７ｎｍ／ｓの場合は３９．１ＫＷ、２．５ｎｍ／ｓの場合は５２．４ＫＷが必要であることを意味している。
【０００６】
他方、非特許文献２には、平行平板電極を用いたプラズマ生成における電力消費に関する研究結果が示されている。
即ち、直径３０ｃｍの真空容器に設置された平行平板電極（サイズ：直径１５ｃｍ、電極間隔：５ｃｍ）に１３．５６ＭＨｚの電力を、インピーダンス整合器を介して投入して、Ｎ２プラズマの生成実験が行われ、投入された電力の消費量が測定されたことが示されている。
また、測定結果として、電源出力（３００Ｗ）の約５２％が平行平板電極間で消費され、残り４８％はそれ以外の場所で消費（インピーダンス整合器１２％、伝送回路２４％、電極と真空容器内壁間などでの無効プラズマ生成１２％）されることが示されている。
なお、上記のことは、平行平板電極を用いたＲＦプラズマＣＶＤ装置では、電源から投入された電力の中、目的とする電極間で消費されるのは約５２％ということを意味している。
【０００７】
特許文献１には、真空容器内部での電力供給線路において、電力伝搬方向を鋭角に曲げられた屈曲部を有するセミリジッド型の同軸ケーブルが示されている。
また、特許文献１には、筒体と、前記筒体内に格納された放電用の電極と、前記電極に対向して設置される基板と、前記電極に対して前記基板と反対側に対向して設置される防着板と、前記筒体外部に設置される高周波電源から前記筒体内に電力を供給する給電ケーブルと前記電極とを電気的に接続する電極接続用コネクタとを具備し、前記給電ケーブルと前記電極接続用コネクタとの接続点を、前記防着板に対して前記電極と反対側に設置する真空プラズマ処理装置が示されている。
【０００８】
特許文献２には、真空容器内部での電力供給線路において、冷却用の熱媒体が流れる熱媒体供給管を有し、Ｌ字型の屈曲部を有する電力供給回路が示されている。
また、特許文献２には、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し、前記第１給電伝送路の特性インピーダンスは２０Ω以上３００Ω以下である薄膜製造装置が示されている。
また、上記薄膜製造装置において、前記第１給電伝送路は、硬い管状の第１外部導体と、前記第１外部導体の内周面から離れて、前記第１外部導体の内部に管状に設けられた第１絶縁体と、前記第１絶縁体の内周面から離れて、前記第１絶縁体の内部に設けられた第１内部導体とを備え、前記第１外部導体と前記第１絶縁体との間隔、及び、前記第１絶縁体と前記第１外部導体との間隔は、いずれも０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下である薄膜製造装置が示されている。
【０００９】
特許文献３には、電力供給回路におけるインピーダンス整合器と電極上の給電点の間に平衡不平衡変換装置を設置する技術に関する装置及び方法が示されている。
即ち、特許文献３に記載の技術は、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、プラズマ生成用の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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平衡伝送回路であって、２本の長さが略等しい同軸ケーブルの外部導体同士が少なくともそれぞれの両端部で短絡され、かつ、該２本の同軸ケーブルの一方の端部のそれぞれの芯線を入力部とし、他方の端部のそれぞれの芯線を出力部とするという構成を有することを特徴とする平衡伝送回路である。
また、特許文献３に記載の技術は、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、プラズマ生成用の電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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平衡伝送回路であって、２本の長さが略等しい同軸ケーブルの外部導体同士が少なくともそれぞれの両端部で他の導体により短絡され、かつ、該２本の同軸ケーブルの一方の端部のそれぞれの芯線を入力部とし、他方の端部のそれぞれの芯線を出力部とするという構成を有することを特徴とする平衡伝送回路である。
また、特許文献３に記載の技術は、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第１及び第２の電極からなる一対の電極と、該一対の電極の電力供給点と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置から成る電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段と、上記の構成を有する平衡伝送回路を具備し、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、前記電力供給系から前記一対の電極へ電力を供給する電力供給回路の装置構成は、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、平衡不平衡変換装置、平衡伝送回路および電力供給点の順序に配置させることを特徴とするプラズマ表面処理装置である。
また、特許文献３には、従来の平行平板電極を用いたプラズマＣＶＤ装置及びラダー型電極を用いたプラズマＣＶＤ装置は、その装置に用いられている電極への給電部において、漏洩電流が発生し、異常放電あるいはアーキングが発生すること、及び一対の電極以外の場所でプラズマが発生し、均一な製膜が困難であることが指摘されている。
即ち、従来のプラズマＣＶＤ装置では、電力供給用の同軸ケーブルと電極との接続部は、互いに異なる構造の線路が接続された形になっており、その接続部では漏洩電流が発生する。なお、同軸ケーブルは内部導体（芯線）及び外部導体の内面を、それぞれ往路及び帰路とする伝送方式であり、一対の電極は２本の平行線路に相当する構造である。
【００１０】
特許文献４には、電力供給回路におけるインピーダンス整合器と電極上の給電点の間に平衡不平衡変換装置を設置する技術に関する装置及び方法が示されている。
特許文献４には、プラズマを利用して真空容器に配置される基板の表面を処理する表面処理装置において、前記真空容器内に対向配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電力を供給する同軸ケーブルと、前記一対の電極にそれぞれ設置されるとともに前記同軸ケーブルの芯線が接続されて、前記同軸ケーブルから電力が供給される給電点と、前記一対の電極の一方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体と、他方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体とを、それぞれの前記給電点近傍で連結する他の導体を有し、前記一対の電極に供給された前記電力の電圧の位相差が１８０°であることを特徴とする表面処理装置が記載されている。
また、特許文献４には、真空容器内に対向配置された一対の電極と、前記一対の電極にそれぞれ電力を供給する同軸ケーブルと、前記一対の電極にそれぞれ設置されるとともに前記同軸ケーブルの芯線が接続されて、前記同軸ケーブルから電力が供給される給電点と、前記一対の電極の一方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体と、他方の電極に電力を供給する前記同軸ケーブルの外部導体とを、それぞれの前記給電点近傍で連結する他の導体を備えた表面処理装置を用いて、前記一対の電極の間に基板を配置し、プラズマを用いて、その基板の表面を処理する表面処理方法において、前記真空容器内を排気する工程と、前記真空容器内に放電ガスを供給する工程と、前記一対の電極の双方に電力を供給する工程と、を有し、前記一対の電極に供給された前記電力の電圧の位相差が１８０°であることを特徴とする表面処理方法が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２０６９３５（第３図、第６図）
【特許文献２】特開２００６−２７８７７７（第５図）
【特許文献３】特許第３５９０９５５号（第１―８図、第１５−１７図）
【特許文献４】特許第３８１０７４８号（第１―５図）
【００１２】
【非特許文献１】Ｍ．Ｋｏｎｄｏ、Ｍ．Ｆｕｋａｗａ、Ｌ．Ｇｕｏ、Ａ．Ｍａｔｓｕｄａ：Ｈｉｇｈ  ｒａｔｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ａｔ  ｌｏｗ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ２６６−２６９（２０００）、８４−８９．
【非特許文献２】Ｊ．Ａ．Ｂａｇｇｅｒｍａｎ、Ｒ．Ｊ．Ｖｉｓｓｅｒ、ａｎｄ  Ｅ．Ｊ．Ｈ．Ｃｏｌｌａｒｔ：Ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ａ  ｌｏｗ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｎ２  ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌ．７６、Ｎｏ．２、１５  Ｊｕｌｙ  １９９４、７３８−７４６．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した２つの問題、即ち、ＨＦ領域の周波数（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）あるいはＶＨＦ領域の周波数（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波電力をプラズマ生成用の一対の電極へ供給する際に、その一対の電極以外の場所及び部材で消費される無駄な電力消費が多大となることに加えて、上記一対の電極以外での電力の消費は、真空容器内の電力供給回路部品の温度の異常上昇を引き起こし、該電力供給回路部品の劣化及び焼損の原因になることから、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下及び製造される製品の品質の低下を招くという第１の問題と、上記ＨＦ領域の周波数（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）あるいはＶＨＦ領域の周波数（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波電力をプラズマ生成用の一対の電極へ供給する際に、同軸ケーブルの配線上でＬ字型コネクタを使用する場合は、該Ｌ字型コネクタ部分で発生する電力の反射とジュール熱発生による電力消費（電力損失）及び該Ｌ字型コネクタ部分の焼損発生という第２の問題がある。この第２の問題は、特に、薄膜シリコン太陽電池の分野においては、装置の稼働率低下を招く要因の一つとして、問題視される。
即ち、生産現場でのプラズマＣＶＤ装置使用において、該装置の操作上制御不能な電力の無駄使いが発生することにより製品製造コストの低減が困難であること、また、製膜に寄与しない無効電力の異常発生及び異常昇温に起因する電力供給回路の焼損あるいは劣化が原因である該装置の稼働率の低下が避けられないという問題の解決は重要課題である。
本発明では、上記２つの問題を解決できるアイデイアの創出とそれを実現可能な手段の創出を図ることを課題とする。
即ち、本発明は、プラズマ表面処理装置に用いられる電力供給回路での電力損失を抑制可能な技術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】
【００１４】
課題を解決するための手段について、以下に説明するが、本発明者は従来技術の問題の原因がどこにあるのかに関し、鋭意検討してきた。その結果、次の事項が問題の根源であるということを見出した。即ち、次の問題を解決する手段創出が図れれば良いということを見出した。
（あ）高周波電源及び真空容器及び電極の接地に関する問題、特に、同軸ケーブルを用いた電力伝送で起こる漏洩電流に関する問題である。即ち、図１１図示の高周波電源１１５、インピーダンス整合器１１７、真空容器１２０、非接地電極１２１、接地電極１２２、同軸ケーブル１１６、１１８及び、芯線１１９ａと誘電体１１９ｂと外部導体１１９ｃから成る電流導入端子１１９を構成部材とするプラズマ表面処理装置において、電極１２１は、直流的にはアース１３０と絶縁されていたとしても、高周波的には接地の影響がある。問題であるのは、インピーダンス整合器１１７及び同軸ケーブルを介して供給される高周波電源１１５の出力は、例えば、接地線１２７、１２８、１２９の影響を強く受けることである。即ち、高周波電力伝送手段として、不平衡伝送線路である同軸ケーブル１１６、１１８が使われていることから、少なくとも、インピーダンス整合器１１７、同軸ケーブル１１８及び電流導入端子１１９は接地の影響を受ける。具体的には、インピーダンス整合器１１７の出力の電流は、同軸ケーブル１１８の芯線と、外部導体の内側と、外部導体の外側と、アース１３０を流れることになる。概念的には、図１１図示の同軸ケーブル１１８の芯線と外部導体を流れる電流Ｉと、アース１３０を介して流れる電流Ｉｘが有る。なお、電流Ｉは望ましい形態としては、差動型の電流あるいは平衡伝送方式の電流Ｉ（往路と帰路の電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なる流れ方）と呼ばれるものである。他方、図１１図示の電流Ｉｘは、漏洩電流あるいは同相電流と呼ばれるものである。この漏洩電流Ｉｘは電極１２１、１２２間以外に発生するプラズマ、例えば、図１１図示の不必要なプラズマ１２４、１２５、１２６等を発生させる原因であり、問題の根源である。
（い）大気中及び真空容器中で用いられる同軸ケーブルを、鋭角に、例えばＬ字型に曲げた形で設置すると、図９、図１０に示しているように、該同軸ケーブル中を伝播する電波がスムースに曲がらないので、Ｌ字型の屈曲部では電力の大損失が起こるという問題がある。この問題は、光学分野で用いられるプリズムと同様な、波動伝播の本質的性質を考慮したアイデイアを創出しない限り、別の手段を選択せざるを得ないという問題がある。
したがって、上記（あ）、（い）の問題解決の手段を創出することが重要である。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を提供する。
本願に係わる第１の発明のプラズマ表面処理装置、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とする。
【００１６】
本願に係わる第２の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
【００１７】
本願に係わる第３の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とする。
【００１８】
本願に係わる第４の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記真空容器内部での電力伝送路の屈曲部分にトランス型平衡不平衡変換器を配置させることを特徴とする。
【００１９】
本願に係わる第５の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと、該トロイダルコアに巻かれる巻き線に複数の同軸ケーブルが用いられ、それらが並列に接続されているトランス型平衡不平衡変換器が配置されることを特徴とする。
【００２０】
本願に係わる第６の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと１本の同軸ケーブルから成るトランス型平衡不平衡変換器を複数個配置し、該複数個のトランス型平衡不平衡変換器を並列に接続するということを特徴とする。
【００２１】
本願に係わる第７の発明のプラズマ表面処理装置は、上記本願に係わる第１〜第４のプラズマ表面処理装置のいずれかにおいて、前記トランス型平衡不平衡変換器の構成部材の巻線の巻始め部分の線路の方向とその巻終わり部分の線路の方向が互いに略直交関係にあるという構造を有することを特徴とする。
【００２２】
本願に係わる第８の発明のプラズマ表面処理装置は、上記本願に係わる第５あるいは第６のプラズマ表面処理装置において、前記トランス型平衡不平衡変換器の構成部材の同軸ケーブルの巻始め部分の芯線の方向とその巻終わり部分の芯線の方向が互いに略直交関係にあるという構造を有することを特徴とする。
【００２３】
本願に係わる第９の発明のプラズマ表面処理装置は、上記本願に係わる第１〜第８のプラズマ表面処理装置のいずれかにおいて、前記トランス型平衡不平衡変換器の温度が５０℃〜１５０℃の範囲の任意の値に設定される温度制御装置が配置されることを特徴とする。
【００２４】
本願に係わる第１０の発明のプラズマ表面処理装置は、上記本願に係わる第１〜第９のプラズマ表面処理装置のいずれかにおいて、前記トランス型平衡不平衡変換器が前記真空容器の内部に配置されるということを特徴とする。
【００２５】
本願に係わる第１１の発明のプラズマ表面処理装置は、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、平衡型インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び平衡型電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、本発明が解決しようとする課題である前記２つの問題、即ち、第１に、ＨＦ領域の周波数（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）あるいはＶＨＦ領域の周波数（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波電力をプラズマ生成用の一対の電極へ供給する際に、その一対の電極以外の場所及び部材で消費される無駄な電力消費が多大となることに加えて、上記一対の電極以外での電力の消費は、真空容器内の電力供給回路部品の温度の異常上昇を引き起こし、該電力供給回路部品の劣化及び焼損の原因になることから、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下及び製造される製品の品質の低下を招くという問題と、第２に、ＨＦ領域の周波数（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）あるいはＶＨＦ領域の周波数（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波電力をプラズマ生成用の一対の電極へ供給する際に、同軸ケーブルの配線上でＬ字型コネクタを使用する場合は、該Ｌ字型コネクタ部分で発生する電力の反射とジュール熱発生による電力の消費（電力損失）及び該Ｌ字型コネクタ部分の焼損発生という問題を、すべて解決可能である。
即ち、生産現場でのプラズマＣＶＤ装置使用において、該装置の操作上制御不能な電力の無駄使いが発生することにより製品製造コストの低減が困難であること、また、製膜に寄与しない無効電力の異常発生及び異常昇温に起因する電力供給回路の焼損あるいは劣化が原因である該装置の稼働率の低下が避けられないという問題が効果的に解決できる。
即ち、高品質膜を高速で処理可能なＨＦプラズマ及びＶＨＦプラズマの応用分野において、無駄な電力消費を抑制することが可能であることに加えて、異常放電及び電力伝送部材の焼損及び故障による製造される製品の性能品質の低下及び装置稼働率低下を大幅に改善可能である。
したがって、本発明は、例えば、集積化タンデム型薄膜太陽電池モジュールの製造及び微結晶シリコン膜を応用した各種デバイスの製造等の分野における生産ラインに用いられることにより、稼働率向上による生産性増大及び歩留まりの向上による製造コストの低減効果が著しく大きい。また、無効放電プラズマの抑制により、製品性能向上の効果は著しく大きい。また、電力使用の最小限化が図れることによる製造コストの低減効果が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、以下の説明では、プラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理法の一例として、太陽電池用のアモルファスシリコン半導体層を製作するプラズマＣＶＤ装置及び方法が記載されているが、本願の発明対象が下記の例に限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
本発明の第１の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）について、図１ないし図４を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図、図２は本発明の第１の実施形態に係わる第１のトランス型平衡不平衡変換装置の全体を示す概略図、図３は図２図示の第１のトランス型平衡不平衡変換装置の構成部材である第１の平衡不平衡変換器の構造に関する説明図、図４は図２図示の第１のトランス型平衡不平衡変換装置の基本的電気回路に関する説明図、図５は、第１のトランス型平衡不平衡変換装置の電気回路に関する説明図である。
【００３０】
先ず、本発明の第１の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の構成を説明する。
図１〜図５において、符番１は真空容器である。この真空容器１には、後述の放電ガス混合箱６、後述の放電ガスをプラズマ化する一対の電極２、３、即ち、非接地電極２と、図示しない基板ヒータを内蔵した接地電極３と、後述の第１のトランス型平衡不平衡変換装置４が配置されている。
該非接地電極２は、絶縁物支持材５ａ、５ｂ及び放電ガス混合箱６を介して真空容器１に設置されている。該接地電極３は、後述の基板の温度を調整するための基板ヒータを内蔵しており、該基板の温度を１００℃〜３５０℃の範囲で任意の値に設定できる。
放電ガス混合箱６は、整流板７とガス供給管８と非接地電極２とを組み合わせて用いられ、ガス噴出孔９から放電ガスを一対の電極２、３間に一様に噴出する。なお、ガス噴出孔９の直径は、約０．２〜１．５ｍｍ、例えば０．８ｍｍである。
符番１０ａ、１０ｂは、排気管で、真空容器１内のガスを図示しない真空ポンプで排出する。
符番１１はプラズマ処理される基板である。基板１１は、図示しないゲートバルブの開閉操作により、接地電極３上に設置される。そして、図示しない基板ヒータにより所定の温度に加熱、維持される。
【００３１】
真空容器１内の圧力は、図示しない圧力計によりモニターされ、図示しない圧力調整弁により自動的に所定の値に調整、設定される。なお、本実施例の場合は、放電ガスが流量２００ｓｃｃｍ〜１、５００ｓｃｃｍ程度の場合、圧力０．０１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ（１．３３Ｐａ〜１、３３０Ｐａ）程度に調整できる。真空容器１の真空到達圧力は２〜３Ｅ−７Ｔｏｒｒ（２．６６〜３．９９Ｅ−５Ｐａ）程度である。
【００３２】
符番２５は高周波発信器で、周波数１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ（ＨＦ帯域）あるいは３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯域）の正弦波信号、例えば６０ＭＨｚの正弦波信号を発生する。
符番２６は電力増幅器で、上流側の高周波発信器２５の出力を電力増幅する。例えば、その出力は０．５〜１０ＫＷの範囲で、任意の大きさの電力を調整し、出力する。その出力は同軸ケーブルで後述のインピーダンス整合器２７に伝送される。なお、電力増幅器２６には図示しない進行波及び反射波の電力値モニターが付属しており、該電力増幅器２６から出力される電力の進行波と反射波の電力の値を知ることができる。
符番２７はインピーダンス整合器で上流側の電力増幅器２６の出力インピーダンスと下流側の負荷のインピーダンスを整合させる。なお、電極２、３間のインピーダンスは、電極の構造及び放電ガスの種類、圧力等に依存するが、不明な点が多い。インピーダンス整合器２７の出力は、同軸ケーブル２８と、後述の第１の平衡不平衡変換装置４と、接続線３５、３６を介して電極２、３に供給される。なお、インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波と反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側に上記供給電力の反射波が極力少なくなるようにできる。しかしながら、一般的には反射波を零にすることは困難である。
なお、ここでは、インピーダンス整合器２７としては、製造コスト及び応用上での使いやすさの観点から不平衡型のインピーダンス整合器を用いているが、電気回路的には平衡型のインピーダンス整合器を用いてもよい。
符番３１は平衡伝送方式の電流導入端子である。平衡伝送方式の電流導入端子３１とは、管状の導電体に誘電体を介して２本あるいは２枚の導電体が取り付けられている電流導入端子である。例えば、特開２００８−２９４４６５に記載の電流導入端子では電力を平衡方式で伝送可能である。電流導入端子３１の入力側には後述の第１の平衡不平衡変換装置４の出力が接続され、その出力側には接続線３５、３６が接続される。
【００３３】
符番４は第１のトランス型平衡不平衡変換装置で、上流側より同軸ケーブル２８を介して伝送された電力を後述の第１のトランス型平衡不平衡変換器３３と、第１の電流導入端子３１、接続線３５、３６を介して電極２、３に供給する。第１の平衡不平衡変換装置４は、筒体４ａと、蓋４ｂと、同軸ケーブル２８と、第１の平衡不平衡変換器３３と、電流導入端子３１で構成される。
符番３３は第１のトランス型平衡不平衡変換器で、同軸ケーブル２８と、後述の同軸ケーブルの巻始め部分２９ａと、トロイダルコア３０と、同軸ケーブル２８の一部である巻き付け部２９と、後述の同軸ケーブルの巻終わり部分２９ｂとで構成される。なお、トロイダルコア３０の温度をキューリ温度以下に制御する図示しないトロイダルコア温度制御装置により、温度が５０℃〜１５０℃の範囲の任意の値に、例えば８０度に設定される。
トロイダルコア３０の材料は、例えば、透磁率１０以下のカーボニル鉄（Ｆｅ（Ｃｏ）５）系、あるいはマンガン・亜鉛（Ｍｎ―Ｚｎ）系、あるいはニッケル・亜鉛（Ｎｉ−Ｚｎ）系である。
【００３４】
図２及び図３において、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の同軸ケーブル２８の一部である巻始め部分２９ａの芯線と、同軸ケーブル２８の一部である巻き終わり部分２９ｂの芯線は、それら芯線の方向が約９０度になる関係を持たせて設定される。この意味は、上記巻始め部分２９ａの芯線と巻き終わり部分２９ｂの芯線の間は約９０度の角度に設定されるということである。トロイダルコア３０の上に巻く同軸ケーブルの巻き方は図３に示すように、巻き数１〜６巻き程度で巻く。図３図示の同軸ケーブルの巻き方を、ここではバイファイラー巻きと呼ぶ。
なお、無線工学分野で周知であるトリファイラー巻きで巻いても良いが、巻き方が複雑であるので、ここでは説明を省く。
【００３５】
ただし、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の製作において、その最適なインダクタンス及び相互インダクタンスを予測することが困難であるので、その巻き数は、１〜６巻きとし、予め１〜６巻きのものと、長さを変えたものとを用意しておく。
【００３６】
ここでは、例えば、長さが異なる１巻のものを１個ずつ、例えば１１５ｃｍと８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、長さが異なる２巻のものを１個ずつ、例えば１１５ｃｍと８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、長さが異なる３巻のものを１個ずつ、例えば１１５ｃｍと８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、長さが異なる４巻のものを１個ずつ、例えば１１５ｃｍと８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、長さが異なる５巻のものを１個ずつ、例えば１１５ｃｍと８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、長さが異なる６巻のものを１個ずつ、例えば約１１５ｃｍと約８８ｃｍ（波長の四分の一に等しい長さ）のものを１個ずつ、用意しておく。
そして、後述するように、それらを用いて実際にプラズマを生成して、その結果を比較することによりその中から最適のものを選定する。
【００３７】
上記１〜６巻で作られる第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の仕様は、概略次の通りとする。該第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の概念は図３図示の通りである。
同軸ケーブルの巻数１回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数１回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍ。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００３８】
同軸ケーブルの巻数２回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数２回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍ。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００３９】
同軸ケーブルの巻数３回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数３回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍである。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００４０】
同軸ケーブルの巻数４回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数４回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍである。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００４１】
同軸ケーブルの巻数５回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数５回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍである。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００４２】
同軸ケーブルの巻数６回で同軸ケーブル長さが１１４ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは任意の値で例えば１１４ｃｍ。巻き方は線材を同軸ケーブルに用いたバイファイラー巻きである。
同軸ケーブルの巻数６回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６−ａと呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８、２９は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、長さは８７．５ｃｍである。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方はバイファイラー巻きである。
【００４３】
図１図示の第１の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）に、図２図示の第１の平衡不平衡変換装置４を用いると、図４及び図５に示すように、インピーダンス整合器２７の出力、即ち、インピーダンス整合器２７及び同軸ケーブル２８を介して電極２、３に供給される高周波電源（高周波発信器２５及び電力増幅器２６）の出力は、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の構成部品である同軸ケーブル２８の一部である巻き付け部２９の芯線２９ｃ及び外部導体２９ｄからなる線路を通り、その出力側の芯線２９ｅ、外部導体２９ｆ、接続線３５及び接続線３６を介して電極２、３に供給される。
【００４４】
第１のトランス型平衡不平衡変換器３３は、アイソレーショントランスの機能を有していることから、図４及び図５図示のアースを介して流れる電流Ｉｘを遮断し、差動型電流の形態で流れる電流Ｉを通過させるという作用を発揮できる。なお、差動型電流とは、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。ここでは、アースを介して流れる電流Ｉｘを同相電流Ｉｘあるいは漏洩電流と呼ぶ。
図４及び図５において、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の入力部分の同軸ケーブル２８の芯線２８ａと、外部導体２８ｂを流れる電流Ｉは、差動型電流の形態で流れる。同様に、該第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の出力部分の同軸ケーブル２８の芯線２９ｅと、外部導体２９ｆを流れる電流Ｉは、差動型電流の形態で流れる。電極２、３へ電力供給する接続線３５、３６には、上記同軸ケーブル２８の芯線２９ｅと、外部導体２９ｆを流れる電流Ｉが流れる。
このことは、接地電極３に接続される真空容器１の部材を介して流れる同相電流Ｉｘ（図４及び図５にＩｘという記号で図示）は、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３により遮断されて流れないということを意味する。即ち、インピーダンス整合器２７と第１のトランス型平衡不平衡変換器３３を介して供給される電極２、３への電力は、図４及び図５図示の差動型電流の形態の電流Ｉ以外はないということを意味する。
【００４５】
したがって、従来技術で問題を起こす原因である図４及び図５図示の同相電流Ｉｘ即ち漏洩電流を抑制することができる。これは、一対の電極２、３間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生を抑制可能であることを意味している。
【００４６】
次に、上記構成のプラズマ表面処理装置を用いたａ−Ｓｉ太陽電池用のアモルファスＳｉを製膜するに際し、予め実施する第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）について説明する。
ここでは、具体的には、次に示す１２個の第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１、３３−１−ａ、３３−２、３３−２−ａ、３３−３、３３−３−ａ、３３−４、３３−４−ａ、３３−５、３３−５−ａ、３３−６、３３−６−ａの中から次に示しているアモルファスＳｉの製膜条件に適しているものを選定する。
アモルファスＳｉの製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、Ｈ２（ＳｉＨ４／Ｈ２＝１．３）
●流量：ＳｉＨ４：２００ｓｃｃｍ、Ｈ２：１５４ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：４０ｃｍｘ２０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：３００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。
【００４７】
アモルファスＳｉの製膜条件に適合した第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）であるが、先ず、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波１７０Ｗ、反射波１３０Ｗというデータが得られる。
【００４８】
次に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−１−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波１９０Ｗ、反射１１０Ｗというデータが得られる。
【００４９】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波２２０Ｗ、反射波８０Ｗというデータが得られる。
【００５０】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波２４０Ｗ、反射波６０Ｗというデータが得られる。
【００５１】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波２１０Ｗ、反射波９０Ｗというデータが得られる。
【００５２】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波２３０Ｗ、反射波７０Ｗというデータが得られる。
【００５３】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波１８０Ｗ、反射波１２０Ｗというデータが得られる。
【００５４】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−４−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波１９０Ｗ、反射波１１０Ｗというデータが得られる。
【００５５】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を  用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波８０Ｗ、反射波２２０Ｗというデータが得られる。
【００５６】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を  用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−５−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波９０Ｗ、反射波２１０Ｗというデータが得られる。
【００５７】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６を図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波４０Ｗ、反射波２６０Ｗというデータが得られる。
【００５８】
同様に、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６−ａを図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−６−ａを用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗの場合で、進行波５０Ｗ、反射波２５０Ｗというデータが得られる。
【００５９】
上記選定工程において、上記１２個の第１のトランス型平衡不平衡変換器３３、即ち、３３−１、３３−１−ａ、３３−２、３３−２−ａ、３３−３、３３−３−ａ、３３−４、３３−４−ａ、３３−５、３３−５−ａ、３３−６、３３−６−ａの中で、インピーダンス整合器２７の出力を電極２、３に最も多量に供給できるのは第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａを用いた場合であるので、該第１のトランス型平衡不平衡変換器３３として該第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａが最適であると判断される。なお、その場合、高周波電源の出力が６０ＭＨｚ、３００Ｗで、進行波２４０Ｗ、反射波６０Ｗとである。
また、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−３−ａを用いた場合、高周波電源の出力が６０ＭＨｚ、３００Ｗで、進行波２３０Ｗ、反射波７０Ｗとであり、これも第１のトランス型平衡不平衡変換器３３として次善の第１のトランス型平衡不平衡変換器３３候補であると判断される。
したがって、上記のような結果を得ることにより、第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の仕様を選定することができる。
【００６０】
次に、上記第１のトランス型平衡不平衡変換器３３の選定工程の結果を受けて、製膜工程に進む。上記の場合、第１のトランス型平衡不平衡変換装置４には第１のトランス型平衡不平衡変換器３３−２−ａを内蔵させる。
予め、基板１１を電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば２００ｓｃｃｍ、Ｈ２を１５４ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば３００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０〜３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。
【００６１】
即ち、図１〜図３において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで３００Ｗとし、インピーダンス整合器２７、同軸ケーブル２８、第１のトランス型平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
しかしながら、インピーダンス整合器２７側から見て、後流側にある第１の平衡不平衡変換装置４と上記アモルファスＳｉの製膜条件にある電極２、３間に生成されるプラズマからなる負荷とのインピーダンス整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。ここでは、上記のように、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力３００Ｗに対して、反射波は６０Ｗ、即ち２０％程度である。
【００６２】
上記製膜工程において、ＳｉＨ４ガスがプラズマ化されると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ３、ＳｉＨ２、ＳｉＨ等のラジカルが拡散現象により拡散し、基板１１表面に吸着されることにより、ａ−Ｓｉ膜が堆積する。
なお、微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉ等は、製膜条件の中のＳｉＨ４，Ｈ２の流量比、圧力および電力を適正化することで製膜できることは公知の技術である。
【００６３】
ここでは、サイズ４０ｃｍｘ２０ｃｍ（厚み３ｍｍ）のガラス基板１１に、製膜速度１〜２ｎｍ／ｓのａ−Ｓｉを製膜することを実施する。製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、Ｈ２（ＳｉＨ４／Ｈ２＝１．３）
●流量：ＳｉＨ４：２００ｓｃｃｍ、Ｈ２：１５４ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：４０ｃｍｘ２０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：５００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。
【００６４】
上記製膜条件でプラズマを生成すると、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力はインピーダンス整合器２７及び同軸ケーブル２８を介して第１の平衡不平衡変換装置４に伝送され、その伝送された電力は同相電流を抑制して差動型電流の形態で接続線を介して電極２、３に供給されるので、一対の電極間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生が抑制される。
したがって、生成されるプラズマへの有効電力が増大し、従来に比べて、電力損失の少ない電力供給が実現できる。その結果、製膜されるａ−Ｓｉの製膜速度は、従来に比べて早くなる。数値的にはａ−Ｓｉ膜を製膜速度１〜２ｎｍ／ｓで、製膜可能となる。
【００６５】
なお、差動型電流とは、図４に示しているように、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。
また、本実施例で用いている上記第１のトランス型平衡不平衡変換器３３は透磁率４０程度のトロイダルコアで、安価に入手できることに加えて、巻き線の線材として同軸ケーブルを用いることにより、巻き方が容易であるという特徴を有する。
【００６６】
また、本実施例は、装置の構成上、次に示す特徴があると言える。
第１に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とする。
第２に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
第３に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とする。
第４に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記真空容器内部での電力伝送路の屈曲部分にトランス型平衡不平衡変換器を配置させることを特徴とする。
第５に、前記トランス型平衡不平衡変換器が前記真空容器の内部に配置されるということを特徴とする。
【００６７】
また、本実施例では、電極２、３への給電において、給電点を電極の一端に１点（一対）としているので、基板サイズは上記４０ｘ２０ｃｍ程度に制約されるが、給電点数を増加すればサイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
また、一対の電極を複数個設置し、その個数に応じて、上述した電力供給系を複数個配置すれば、基板サイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
【００６８】
ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造では、製膜速度は１ｎｍ／ｓ以上であれば、製造製品の低コスト化を目指す上で問題はない。上記実施例では、６０ＭＨｚの電源周波数を用いているが、１３．５６ＭＨｚを用いることも、当然ながら可能である。
このことは、ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造分野での生産性向上および低コスト化に係わる工業的価値が著しく大きいことを意味している。
【００６９】
（実施例２）
本発明の第２の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）について、図１、図２及び図６を参照して説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第２のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図である。ただし、図２図示の第１の平衡不平衡変換装置４の構成部材である筒体４ａ及び蓋４ｂと同様の筒体５１ａ及び蓋５１ｂが必要であるが、図６には示していない。
【００７０】
図６において、符番５２は第２のトランス型平衡不平衡変換器である。第２のトランス型平衡不平衡変換器５２は、インピーダンス整合器２７の出力に接続された２本の同軸ケーブル２８−１、２８−２の一部分をトロイダルコア３０に巻き付け、その端部を電流導入端子３１に接続するという構造を有する。
なお、ここでは、インピーダンス整合器２７としては、製造コスト及び応用上での使いやすさの観点から不平衡型のインピーダンス整合器を用いているが、電気回路的には平衡型のインピーダンス整合器を用いてもよい。
図６において、インピーダンス整合器２７は、例えば、コイル４０と、該コイル４０の両端に接続された容量可変型コンデンサー４１、４２により構成される。インピーダンス整合器２７の入力側において、上流側から電力を伝送する同軸ケーブルの芯線とコイル４０の一方の端子及び容量可変型コンデンサー４１の一方の端子が接続され、該同軸ケーブルの外部導体と該容量可変型コンデンサー４１の他方の端子が接続線４５で接続される。そして、該同軸ケーブルの外部導体は接地される。
また、該インピーダンス整合器２７の出力側において、容量可変型コンデンサー４２の端子と同軸ケーブル２８−１、２８−２の芯線が接続される。同軸ケーブル２８−１、２８−２の外部導体は接続線４４で接地される。
第２の平衡不平衡変換器５２は、図示しない筒体５１ａと、蓋５１ｂと、２本の同軸ケーブル２８―１、２８−２と、トロイダルコア３０と、２本の同軸ケーブル２８−１、２８−２の一部である巻き始め部２８−１−ａ、２８−２−ａと、巻き付け部２９−１、２９−２と、巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２と、巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２の芯線２９ｆ−１、２９ｆ−２と、電流導入端子３１で構成される。
なお、２本の同軸ケーブル２８−１、２８−２の上流側の端部の芯線はインピーダンス整合器２７の出力線４３に接続され、該２本の同軸ケーブル２８−１、２８−２の上流側の端部の外部導体は接続線４４によりインピーダンス整合器２７の接地部分に接続される。
また、第２の平トランス型衡不平衡変換器５２の同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの芯線２９ｆ−１、２９ｆ−２は電流導入端子３１の導体３２ａに接続され、該同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの外部導体は導体４６で接続されて接続線２９ｅを介して該電流導入端子３１の導体３２ｂに接続される。
【００７１】
また、図６において、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の同軸ケーブル２８−１、２８−２のトロイダル３０部分の巻始め部分２８−１−ａ、２８−２−ａの芯線と、その巻き終わり部分２９ｂ−１、２９ｂ−２の芯線の位置関係は、それら芯線の方向が約９０度になるように設定される。この意味は、上記巻き始め部分２８−１−ａ、２８−２−ａの芯線と巻き終わり部分２９ｂ−１、２９ｂ−２の芯線の間が約９０度の角度にあるということである。
また、実施例１の場合と同様に、トロイダルコア３０の温度をキューリ温度以下に制御する図示しないトロイダルコア温度制御装置により、温度が５０℃〜１５０℃の範囲の任意の値に、例えば８０度に設定される。
上記トロイダルコア３０の材料は、例えば、透磁率１０以下のカーボニル鉄（Ｆｅ（Ｃｏ）５）系、あるいはマンガン・亜鉛（Ｍｎ―Ｚｎ）系、あるいはニッケル・亜鉛（Ｎｉ−Ｚｎ）系である。
【００７２】
ただし、ここでは、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の製作において、コイルの最適なインダクタンス及び相互インダクタンスを予測することが困難であるので、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の同軸ケーブルの本数は２〜５本とし、その長さは、使用する電力の波長の四分の一に等しい長さのものを、予め用意しておく。
【００７３】
即ち、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の仕様は、概略次の通りとする。同軸ケーブルの本数２本で、巻数２回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−２並列、と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８−１、２８−２、２９−１、２９−２は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、その長さは８７．５ｃｍ。なお、該長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方は図６図示のように巻く。
【００７４】
同軸ケーブルの本数３本で、巻数２回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−３並列、と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８−１、２８−２、２９−１、２９−２は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、その長さは８７．５ｃｍ。なお、該長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方は図６図示のように巻く。
【００７５】
同軸ケーブルの本数４本で、巻数２回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−４並列、と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８−１、２８−２、２９−１、２９−２は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、その長さは８７．５ｃｍ。なお、該長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方は図６図示のように巻く。
【００７６】
同軸ケーブルの本数５本で、巻数２回で同軸ケーブル長さが８７．５ｃｍのもの（ここでは、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列、と呼ぶ）・・・トロイダルコア３０は、例えばアミドン社製ＦＴ―２４０（透磁率４０、外径６１．０ｍｍｘ内径３５．６ｍｍｘ高さ１２．７ｍｍ）、同軸ケーブル２８−１、２８−２、２９−１、２９−２は、例えば同軸ケーブルＲＧ−１８８Ａ／Ｕで、その長さは８７．５ｃｍ。なお、長さ８７．５ｃｍは、使用する電源周波数６０ＭＨｚの電波の同軸ケーブル内を伝搬する際（波長短縮率：７０％）の波長の四分の一に等しい。巻き方は図６図示のように巻く。
【００７７】
次に、実施例１の場合と同様に、上記第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−２並列、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−３並列、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−４並列、及び第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列の選定試験（選定工程と呼ぶ）を行う。選定試験時のプラズマ生成条件は次の通りである。
（プラズマ生成条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、Ｈ２（ＳｉＨ４／Ｈ２＝１．３）
●流量：ＳｉＨ４：５００ｓｃｃｍ、Ｈ２：３８４ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：４０ｃｍｘ２０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：９００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。
【００７８】
アモルファスＳｉの製膜条件に適合した第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の特性の選定試験（選定工程と呼ぶ）であるが、先ず、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−２並列を、図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１のトランス型平衡不平衡変換装置４に組み入れる。ただし、インピーダンス整合器２７と第２のトランス型平衡不平衡変換器５２接続は、図６図示の配置に従う。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１、図２及び図６において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２を内蔵する第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−２並列を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗの場合で、進行波８００Ｗ、反射波１００Ｗというデータが得られる。
【００７９】
次に、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−３並列を、図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。ただし、インピーダンス整合器２７と第２のトランス型平衡不平衡変換器５２接続は、図６図示の配置に従う。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１、図２及び図６において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２を内蔵する第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−３並列を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗの場合で、進行波８２０Ｗ、反射波８０Ｗというデータが得られる。
【００８０】
同様に、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−４並列を、図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。ただし、インピーダンス整合器２７と第２のトランス型平衡不平衡変換器５２接続は、図６図示の配置に従う。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１、図２及び図６において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２を内蔵する第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−４並列を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗの場合で、進行波８４０Ｗ、反射波６０Ｗというデータが得られる。
【００８１】
次に、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列を、図１図示のプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の第１の平衡不平衡変換装置４に組み入れる。ただし、インピーダンス整合器２７と第２のトランス型平衡不平衡変換器５２接続は、図６図示の配置に従う。そして、該プラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）を用いて、プラズマ生成試験を行う。
図１、図２及び図６において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗとし、その出力をインピーダンス整合器２７、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２を内蔵する第１の平衡不平衡変換装置４及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
なお、上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
この第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列を用いた場合は、例えば、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚで９００Ｗの場合で、進行波８５０Ｗ、反射波５０Ｗというデータが得られる。
【００８２】
上記のような結果が得られることにより、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の仕様を選定することができる。即ち、上記選定工程で上記データが得られると、４個の第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の中で最適な仕様は第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列であると判断される。即ち、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列を用いた場合、高周波電源の出力が６０ＭＨｚ、９００Ｗで、進行波８５０Ｗ、反射波５０Ｗとであり、上記４個の第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の中で反射波が最も少ないので、電極２、３へ最も多く電力を供給可能である。したがって、該第２のトランス型平衡不平衡変換器５２として該第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列が最適であると判断される。
上記結果は、トランス型平衡不平衡変換器の構造が、インピーダンス整合器２７の後流側に位置する電極２、３及び電流導入端子３１等から成る負荷と上流側の高周波電源の出力インピーダンスの整合に大きく影響することを示している。なお、実施例１の場合のトランス型平衡不平衡変換器と実施例２の場合のトランス型平衡不平衡変換器の構造を比べた場合に大きく違う点は、トロイダルコアに巻きつける同軸ケーブルの本数が実施例１の場合１本であるの対して実施例２の場合、複数になっていることである。
また、電気回路的には複数の同軸ケーブルが並列に配置されることから、伝送電力の容量増大が図られることに加えて、同軸ケーブルのインピーダンスを小さくすることが可能であることを示している。即ち、インピーダンス整合器２７と電極２、３間の電力伝送線路のインピーダンスが小さくなり、電極２、３及び電流導入端子から成る電気的負荷に対する高周波電源の出力インピーダンスの整合性が良好になっていることが考えられる。
また、上記結果から、インピーダンス整合器２７と電極の間に用いられる例えば特性インピーダンス５０Ωの同軸ケーブルの場合に比べて、例えば５本の同軸ケーブルが複数並列に配置される場合の特性インピーダンスは、略１／５に比例すると考えられる。即ち、インピーダンス整合器２７と電流導入端子の間に配置される同軸ケーブルの特性インピーダンスは５０Ω以下であるのが良いと考えられる。
なお、従来の実際の薄膜太陽電池の生産工場では、プラズマ生成用の電力供給には特性インピーダンス５０Ωの同軸ケーブルを単数で用いられており、一般的には複数の同軸ケーブルを並列に配置するアイデイアは無いようである。
【００８３】
次に、上記第２のトランス型平衡不平衡変換器５２の選定工程の結果を受けて、製膜工程に進む。上記の場合、第１のトランス型平衡不平衡変換装置４には第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−５並列を内蔵させる。ただし、インピーダンス整合器２７と第２のトランス型平衡不平衡変換器５２接続は、図６図示の配置に従う。
予め、基板１１を電極３の上に設置し、図示しない真空ポンプを稼動させ、真空容器１内の不純物ガス等を除去した後、放電ガス供給管８からＳｉＨ４ガスを、例えば５００ｓｃｃｍ、圧力０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）で供給しつつ、一対の電極２、３に高周波電力を、例えば周波数６０ＭＨｚの電力例えば９００Ｗを供給する。なお、基板温度は８０〜３５０℃の範囲、例えば１８０℃に保持する。
【００８４】
即ち、図１、図２及び図６において、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力を例えば６０ＭＨｚ９００Ｗとし、インピーダンス整合器２７、第２の平衡不平衡変換器５２、電流導入端子３１及び接続線３５、３６を介して、電極２、３に供給する。
上記インピーダンス整合器２７のＬＣの調整器と電力増幅器２６に付属の進行波及び反射波の電力値モニターを組み合わせて用いることにより、インピーダンス整合器２７の上流側には上記供給電力の反射波が少なくなるようにできる。
しかしながら、高周波電源の出力インピーダンスと、インピーダンス整合器２７の後流側にある第２のトランス型平衡不平衡変換器５２及び電極２、３間に生成されるプラズマからなる負荷とのインピーダンスの整合性が良くない場合には、ある程度の反射波が戻ってくる。ここでは、上記のように、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力９００Ｗに対して、反射波は５０Ｗ、即ち６％程度である。
【００８５】
上記製膜工程において、ＳｉＨ４ガスがプラズマ化されると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ３、ＳｉＨ２、ＳｉＨ等のラジカルが拡散現象により拡散し、基板１１表面に吸着されることにより、ａ−Ｓｉ膜が堆積する。
なお、微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉ等は、製膜条件の中のＳｉＨ４，Ｈ２の流量比、圧力および電力を適正化することで製膜できることは公知の技術である。
【００８６】
ここでは、サイズ４０ｃｍｘ２０ｃｍ（厚み３ｍｍ）のガラス基板１１に、製膜速度１〜２ｎｍ／ｓのａ−Ｓｉを製膜することを実施する。製膜条件は次の通りである。
（製膜条件）
●放電ガス：ＳｉＨ４、Ｈ２（ＳｉＨ４／Ｈ２＝１．３）
●流量：ＳｉＨ４：５００ｓｃｃｍ、Ｈ２：３８４ｓｃｃｍ、
●圧力：０．５Ｔｏｒｒ（６６．５Ｐａ）、
●電極サイズ：４０ｃｍｘ２０ｃｍ、
●電極間隔：２．５ｃｍ、
●電源周波数：６０ＭＨｚ、
●電力：９００Ｗ、
●基板の温度：１８０℃。
【００８７】
上記製膜条件でプラズマを生成すると、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力はインピーダンス整合器２７及び第２のトランス型平衡不平衡変換器５２−３並列を内蔵した第１のトランス型平衡不平衡変換装置４を介して、図４図示の差動型電流の形態を有する電力が、電流導入端子３１及び接続線３５、３６を介して電極２、３に供給される。電極２、３に供給される電力は同相電流を抑制された差動型電流の形態であるので、一対の電極間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生が抑制される。
したがって、生成されるプラズマへの有効電力が増大し、従来に比べて、電力損失の少ない電力供給が実現できる。その結果、製膜されるａ−Ｓｉの製膜速度は、従来に比べて早くなる。数値的にはａ−Ｓｉ膜を製膜速度２〜４ｎｍ／ｓで製膜可能となる。
【００８８】
なお、上記差動型電流とは、図４及び図５に示しているように、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。
また、本実施例で用いている上記第２のトランス型平衡不平衡変換器５２は透磁率４０程度のトロイダルコアで、安価に入手できることに加えて、巻き線の線材として同軸ケーブルを用いることにより、巻き方が容易であるという特徴を有する。
また、第２のトランス型平衡不平衡変換器５２では複数の同軸ケーブルが用いられることから、トロイダルコアに巻き付けることが容易な細い同軸ケーブルを用いる場合においても、その本数を増加させることにより、伝送可能な電力の容量を容易に増大可能である。
したがって、生成されるプラズマへの有効電力が増大し、かつ供給電力の容量を増大できるので従来技術に比べて、電力損失の少ない電力供給が実現できる。
【００８９】
また、本実施例は、装置の構成上、次に示す特徴があると言える。
第１に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とする。
第２に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
第３に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とする。
第４に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記真空容器内部での電力伝送路の屈曲部分にトランス型平衡不平衡変換器を配置させることを特徴とする。
第５に、前記トランス型平衡不平衡変換器が前記真空容器の内部に配置されるということを特徴とする。
第６に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと、該トロイダルコアに巻かれる巻き線に複数の同軸ケーブルが用いられ、それらが並列に接続されているトランス型平衡不平衡変換器が配置されることを特徴とする。
【００９０】
また、本実施例では、電極２、３への給電において、給電点を電極の一端に１点（一対）としているので、基板サイズは上記４０ｘ２０ｃｍ程度に制約されるが、給電点数を増加すればサイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
また、一対の電極を複数個設置し、その個数に応じて、上述した電力供給系を複数個配置すれば、基板サイズの幅は拡大可能であることは当然のことである。
【００９１】
ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造では、製膜速度は１ｎｍ／ｓ以上であれば、製造製品の低コスト化を目指す上で問題はない。なお、上記製膜速度２〜４ｎｍ／ｓは、従来技術では実際の生産工場では未達成の製膜速度である。
上記実施例では、６０ＭＨｚの電源周波数を用いているが、１３．５６ＭＨｚを用いることも、当然ながら可能である。
このことは、ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジスタおよび感光ドラム等の製造分野での生産性向上および低コスト化に係わる工業的価値が著しく大きいことを意味している。
【００９２】
（実施例３）
本発明の第３の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）について、図１及び図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第３のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図である。
図７図示の第３のトランス型平衡不平衡変換装置は、図１図示のトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の構成部材のインピーダンス整合器２７及び第１のトランス型平衡不平衡変換装置４に代えて用いるものである。即ち、インピーダンス整合器２７と第１のトランス型平衡不平衡変換装置が一体化された装置であり、実用性の向上が図られる。
また、第３のトランス型平衡不平衡変換装置のプラズマＣＶＤ装置への取り付け位置を電極２、３の長さ方向に面する真空容器１の壁であることを想定している。
なお、ここでは、インピーダンス整合器２７の部分には、製造コスト及び応用上での使いやすさの観点から不平衡型のインピーダンス整合器を用いているが、電気回路的には平衡型のインピーダンス整合器を用いてもよい。
【００９３】
図７において、符番７３は第３のトランス型平衡不平衡変換装置の筒体である。筒体７３には、インピーダンス整合器２７と同じ構成部材を配置するとともに、実施例１及び実施例２で用いたトランス型平衡不平衡変換装置と同様の第３のトランス型平衡不平衡変換器７４が配置されている。
同図において、インピーダンス整合器２７の部分は、例えば、図７図示のように、コイル４０と、該コイル４０の両端に接続された容量可変型コンデンサー４１、４２により構成される。該インピーダンス整合器２７の部分の入力側において、上流側から電力を伝送する同軸ケーブルの芯線とコイル４０の一方の端子及び容量可変型コンデンサー４１の一方の端子が接続され、該同軸ケーブルの外部導体と該容量可変型コンデンサー４１の他方の端子が接続線４５で接続される。そして、該同軸ケーブルの外部導体は筒体７３を介して接地される。
第３のトランス型平衡不平衡変換器７４の部分は、該インピーダンス整合器２７の部分の出力に接続された２本の同軸ケーブル２８−１、２８−２の一部分をトロイダルコア３０に巻き付け、その出力側を電流導入端子３１に接続するという構造を有する。
なお、該トランス型衡不平衡変換器の同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの芯線２９ｆ−１、２９ｆ−２は電流導入端子３１の導体３２ａに接続され、該同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの外部導体は導体４６で接続されて接続線２９ｅを介して該電流導入端子３１の導体３２ｂに接続される。
【００９４】
図７図示の第３のトランス型平衡不平衡変換装置はインピーダンス整合器２７とトランス型平衡不平衡変換装置が一体化された装置であるが、該装置の構成部材の第３のトランス型平衡不平衡変換器７４は、アイソレーショントランスの機能を有していることから、実施例１の場合と同様に、アースを介して流れる漏洩電流Ｉｘを遮断し、差動型電流の形態で流れる電流Ｉを通過させるという作用を発揮できる。なお、差動型電流とは、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。したがって、従来技術で問題を起こす原因である漏洩電流Ｉｘを抑制することができる。即ち、一対の電極２、３間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生を抑制可能であることを意味している。
【００９５】
図７図示の第３のトランス型平衡不平衡変換装置の具体的応用についてであるが、実施例１及び実施例２に示したように、個々の応用毎に、第３のトランス型平衡不平衡変換装置の具体的仕様を選定する選定工程が必要である。そして、該選定工程の結果を踏まえて、製膜試験への応用を行うのである。しかしながら、ここでは、実施例１および実施例２と同様であることから説明を省略する。
【００９６】
図７図示の第３のトランス型平衡不平衡変換装置を用いてプラズマを生成すると、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力はインピーダンス整合器２７及び第３のトランス型平衡不平衡変換器７４を内蔵した第３のトランス型平衡不平衡変換装置を介して、図４図示の差動型電流の形態を有する電力が、電流導入端子３１及び接続線３５、３６を介して電極２、３に供給される。電極２、３に供給される電力は漏洩電流が抑制された差動型電流の形態であるので、一対の電極間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生が抑制される。
また、第３のトランス型平衡不平衡変換器７４の巻線にトロイダルコアに巻き付けることが容易な細い同軸ケーブルを複数用いていることから、その本数を増加させることにより、伝送可能な電力の容量を容易に増大可能である。
したがって、生成されるプラズマへの有効電力が増大し、かつ供給電力の容量を増大できるので従来技術に比べて、電力損失の少ない電力供給が実現できる。その結果、製膜されるａ−Ｓｉの製膜速度は、従来技術に比べて早くなる。数値的にはａ−Ｓｉ膜を製膜速度２〜４ｎｍ／ｓで製膜可能となる。
【００９７】
なお、上記差動型電流とは、図４及び図５に示しているように、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。
また、本実施例で用いている上記第２のトランス型平衡不平衡変換器５２は透磁率４０程度のトロイダルコアで、安価に入手できることに加えて、巻き線の線材として同軸ケーブルを用いることにより、巻き方が容易であるという特徴を有する。
【００９８】
また、本実施例は、装置の構成上、次に示す特徴があると言える。
第１に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とする。
第２に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
第３に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とする。
【００９９】
（実施例４）
本発明の第４の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）について、図１及び図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第４のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図である。
図８図示の第４のトランス型平衡不平衡変換装置は、図１図示のトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の構成部材のインピーダンス整合器２７及び第１のトランス型平衡不平衡変換装置４に代えて用いるものである。即ち、インピーダンス整合器２７とトランス型平衡不平衡変換装置部分が一体化された装置であり、実用性の向上が図られるものである。
また、第４のトランス型平衡不平衡変換装置のプラズマＣＶＤ装置への取り付け位置を電極２、３の長さ方向に面する真空容器１の壁であることを想定している。
なお、ここでは、インピーダンス整合器２７としては、製造コスト及び応用上での使いやすさの観点から不平衡型のインピーダンス整合器を用いているが、電気回路的には平衡型のインピーダンス整合器を用いてもよい。
【０１００】
図８において、符番７３は第４のトランス型平衡不平衡変換装置の筒体である。筒体７３には、インピーダンス整合器２７と同じ構成部材を配置するとともに、実施例１及び実施例２で用いたトランス型平衡不平衡変換装置と同様の第４のトランス型平衡不平衡変換器７５が配置されている。
同図において、インピーダンス整合器２７の部分は、例えば、図８図示のように、コイル４０と、該コイル４０の両端に接続された容量可変型コンデンサー４１、４２により構成される。該インピーダンス整合器２７の部分の入力側において、上流側から電力を伝送する同軸ケーブルの芯線とコイル４０の一方の端子及び容量可変型コンデンサー４１の一方の端子が接続され、該同軸ケーブルの外部導体と該容量可変型コンデンサー４１の他方の端子が接続線４５で接続される。そして、該同軸ケーブルの外部導体は筒体７３を介して接地される。
第４のトランス型平衡不平衡変換器７５の部分は、該インピーダンス整合器２７の部分の出力に接続された、例えば、２本の同軸ケーブルの一部分を、２個のトロイダルコア３０―１、３０−２に別々に巻き付け、その出力側を電流導入端子３１に接続するという構造を有する。
なお、該トランス型衡不平衡変換器の同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの芯線２９ｆ−１、２９ｆ−２は電流導入端子３１の導体３２ａに接続され、該同軸ケーブルの巻き終わり部２９ｂ−１、２９ｂ−２のそれぞれの外部導体は導体４６で接続されて接続線２９ｅを介して該電流導入端子３１の導体３２ｂに接続される。
【０１０１】
図８図示の第４のトランス型平衡不平衡変換装置はインピーダンス整合器２７とトランス型平衡不平衡変換装置が一体化された装置であるが、該装置の構成部材の第４のトランス型平衡不平衡変換器７５は、アイソレーショントランスの機能を有していることから、実施例１の場合と同様に、アースを介して流れる漏洩電流Ｉｘを遮断し、差動型電流の形態で流れる電流Ｉを通過させるという作用を発揮できる。なお、差動型電流とは、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。したがって、従来技術で問題を起こす原因である漏洩電流Ｉｘを抑制することができる。即ち、一対の電極２、３間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生を抑制可能であることを意味している。
【０１０２】
図８図示の第４のトランス型平衡不平衡変換装置の具体的応用についてであるが、実施例１および実施例２に示したように、個々の応用毎に、トランス型平衡不平衡変換器７５の具体的仕様を選定する選定工程が必要である。そして、該選定工程の結果を踏まえて、製膜試験への応用を行うのである。しかしながら、ここでは、実施例１および実施例２と同様であることから説明を省略する。
【０１０３】
図８図示の第４のトランス型平衡不平衡変換装置を用いてプラズマを生成すると、高周波発信器２５と電力増幅器２６から成る高周波電源の出力はインピーダンス整合器２７及び第４のトランス型平衡不平衡変換器７５を内蔵した第４のトランス型平衡不平衡変換装置を介して、図４図示の差動型電流の形態を有する電力が、電流導入端子３１及び接続線３５、３６を介して電極２、３に供給される。電極２、３に供給される電力は漏洩電流が抑制された差動型電流の形態であるので、一対の電極間以外でのプラズマ発生の要因である漏洩電流の発生が抑制される。
また、第４のトランス型平衡不平衡変換器７４では複数のトロイダルコアと複数の同軸ケーブルが用いられることから、トロイダルコアに巻き付けることが容易な細い同軸ケーブルを用いる場合においても、その本数を増加させることにより、伝送可能な電力の容量を容易に増大可能である。
したがって、生成されるプラズマへの有効電力が増大し、かつ供給電力の容量を増大できるので従来技術に比べて、電力損失の少ない電力供給が実現できる。その結果、製膜されるａ−Ｓｉの製膜速度は、従来技術に比べて早くなる。数値的にはａ−Ｓｉ膜を製膜速度２〜４ｎｍ／ｓで製膜可能となる。
【０１０４】
なお、上記差動型電流とは、図４及び図５に示しているように、２本の導体から成る電力伝送回路において、両線を往路と帰路として流れる電流の振幅が等しく、位相が１８０°異なるような伝送形態のことである。
また、本実施例で用いている上記第２のトランス型平衡不平衡変換器５２は透磁率４０程度のトロイダルコアで、安価に入手できることに加えて、巻き線の線材として同軸ケーブルを用いることにより、巻き方が容易であるという特徴を有する。
【０１０５】
また、本実施例は、装置の構成上、次に示す特徴があると言える。
第１に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置としてトランス型平衡不平衡変換器を配置したことを特徴とする。
第２に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記電力供給系の装置構成が、電力の流れの上流側から下流側に沿って、高周波電源、インピーダンス整合器、トランス型平衡不平衡変換器及び非接地の２つの導体を電力線路とする電流導入端子の順序に配置されることを特徴とする。
第３に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、巻き線に同軸ケーブルが用いられるトランス型平衡不平衡変換器を有すること特徴とする。
第４に、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電極と、高周波電源とインピーダンス整合器と平衡不平衡変換装置からなる電力供給系と、プラズマ処理すべき基板を配置する基板保持手段とを具備し、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、前記平衡不平衡変換装置として、１個のトロイダルコアと１本の同軸ケーブルから成るトランス型平衡不平衡変換器を複数個配置し、該複数個のトランス型平衡不平衡変換器を並列に接続するということを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の全体を示す概略図。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係わる第１のトランス型平衡不平衡変換装置の全体を示す概略図。
【図３】図３は図２図示の第１のトランス型平衡不平衡変換装置の構成部材である第１の平衡不平衡変換器の構造に関する説明図。
【図４】図４は図２図示の第１のトランス型平衡不平衡変換装置の基本的電気回路に関する説明図。
【図５】図５は第１のトランス型平衡不平衡変換装置の電気回路に関する説明図。
【図６】図６は本発明の第２の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第２のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第３のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図。
【図８】図８は本発明の第４の実施形態に係わるトランス型平衡不平衡変換装置を備えたプラズマ表面処理装置（プラズマＣＶＤ装置）及びプラズマ表面処理方法（プラズマＣＶＤ法）に用いられる第４のトランス型平衡不平衡変換装置の説明図。
【図９】図９はＬ字型の屈曲部を有する大気用同軸ケーブルの構造の概念図。
【図１０】図１０はＬ字型の屈曲部を有する真空用同軸ケーブルの構造の概念図。
【図１１】図１１は従来のプラズマ表面処理装置で発生する漏洩電流の概念を示す説明図。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・真空容器、
２・・・非接地電極、
３・・・接地電極、
４・・・トランス型平衡不平衡変換装置、
５ａ、５ｂ・・・絶縁物支持材、
６・・・放電ガス混合箱、
７・・・整流板、
８・・・ガス供給管、
９・・・ガス噴出孔、
１０ａ、１０ｂ・・・排気管、
１１・・・基板、
２５・・・発信器、
２６・・・電力増幅器、
２７・・・インピーダンス整合器、
２８・・・同軸ケーブル、
３０・・・トリダルコア
３１・・・電流導入端子、
３３・・・第１のトランス型平衡不平衡変換器。
【図１】
2009302566.tif 000003
【図２】
2009302566.tif 000004
【図３】
2009302566.tif 000005
【図４】
2009302566.tif 000006
【図５】
2009302566.tif 000007
【図６】
2009302566.tif 000008
【図７】
2009302566.tif 000009
【図８】
2009302566.tif 000010
【図９】
2009302566.tif 000011
【図１０】
2009302566.tif 000012
【図１１】
2009302566.tif 000013