(57)【要約】  本発明のＶＨＦプラズマ電極は、有利には角柱状に構成された縦長の電極体を有しており、この電極体は、電力を供給するための少なくとも２つの接続素子に接続されているかまたは接続可能である電極面を有している。少なくとも１つの第１の接続素子は、上記の電極体の第１の端面に接続されているかまたはこの第１の端面の近くに接続されており、また少なくとも１つの第２の接続素子は、電極体の第２の端面に接続されているかまたはこの第２の端面の近くに接続されており、また有利には上記の電極は、電極面を露出させかつ誘電体材料からなる複数の埋込コンポーネントのうちの１つの埋込コンポーネントに配置されており、また有利には上記の電極面を露出させるシールド素子が設けられており、このシールド素子は、上記の電極と上記の埋込コンポーネントと共に包囲する。このＶＨＦプラズマ装置の特徴は、上記の接続素子のうちの少なくとも１つの接続素子は、ＶＨＦ真空フィードスルー素子として構成されていることである。
2012507126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有利には角柱状に構成された縦長の電極体を備えたＶＨＦプラズマ電極であって、
当該の電極体は、電極面を有しており、
当該の電極面は、電力を供給するための少なくとも２つの接続素子に電気的に接続されているかまたは接続可能であり、
少なくとも１つの第１の接続素子が、前記の電極体の第１の端面に接続されているかまたは当該第１の端面の近くに接続されており、また少なくとも１つの第２の接続素子が、前記の電極体の第２の端面に接続されているかまたは当該第２の端面の近くに接続されており、
有利には前記の電極は、誘電体材料からなりかつ電極面を露出させる埋込コンポーネントに配置されており、または有利には当該の電極面を露出させるシールド素子が設けられており、
当該シールド素子により、前記の電極と、埋込コンポーネントとが共に包囲される形式のＶＨＦプラズマ電極において、
前記の複数の接続素子のうちの少なくとも１つの接続素子が、ＶＨＦ真空フィードスルー素子として構成されていることを特徴とする
ＶＨＦプラズマ電極。
【請求項２】
前記の接続素子のうちの少なくとも１つの接続素子は、前記の電極体、埋込コンポーネントおよび／または前記のシールド素子を支持する構成部材として構成されている、
請求項１に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項３】
少なくとも１つの接続素子は、同軸線路の部分または帯状線路の部分として構成されている、
請求項１または２に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項４】
前記のシールド素子は少なくとも、接続素子を構成する同軸線路の外部導線の一部に電気的に接続されているか、または
前記のシールド素子は、帯状線路の少なくとも一部分を構成している、
請求項１から３までのいずれか１項に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項５】
帯状線路の第１の極は、少なくとも１つの接続素子に接続されているかまたは接続可能であり、
前記の帯状線路の第２の極は、プラズマ電極の対向電極に接続可能であり、
前記の帯状電極は、有利には対称化素子に接続可能である、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項６】
前記の電極は、プラズマ処理のためのプロセスガスを供給する少なくとも１つのガス放出開口部を有する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項７】
前記の複数の真空フィードスルー素子の少なくとも１つの真空フィードスルー素子には、ガス分散装置の少なくとも１つのガス供給管路および／または流体媒体を供給または排出するための媒体管路が含まれる、
請求項１から６までのいずれか１項に記載のＶＨＦプラズマ電極。
【請求項８】
真空チャンバにて電極装置と対向電極との間に基板を配置することができ、
少なくとも１つのプラズマ電極装置と、対向電極との間の領域にてプラズマ放電を励起することが可能な平らな基板用のＶＨＦプラズマ処理装置において、
前記のプラズマ電極装置は、請求項１から７までのいずれか１項にしたがって構成された少なくとも１つのプラズマ電極を有することを特徴とする
ＶＨＦプラズマ処理装置。
【請求項９】
ＶＨＦ真空フィードスルー素子として構成された複数の接続素子を用いて、前記の複数のプラズマ電極のうちの少なくとも１つのプラズマ電極を真空チャンバ壁に固定する、
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記のプラズマ電極装置は、請求項１から７までのいずれか１項に記載されかつ互いに隣接して配置されたまたは配置可能な少なくとも２つのプラズマ電極を有しており、有利には当該のプラズマ電極の電極体の互いに平行な側面と、互いに同一平面内にある複数の電極面とを備えている、
請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記の２つのプラズマ電極は、前記の２つの電極体の側面の間にギャップが生じるように互いに離隔して配置されており、有利には、１０ｍｍ以下、有利には５ｍｍ以下の最大ギャップ幅で配置されている、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記の電極体間のギャップに、有利にはポンプスリットとして構成されかつプラズマ処理のためのプロセスガスを排出するためのポンプ開口部が配置されている、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記のギャップに導電性の分離素子、有利には電気的なアースに接続されるかまたは接続可能な分離素子が配置されている、
請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
真空チャンバにて電極装置と対向電極との間に基板を配置することができかつ電極と対向電極との間の領域にプラズマ放電を励起することができる平らな基板のＶＨＦプラズマ処理装置において、
少なくとも１つの部分電極と、電力を供給するための少なくとも２つの接続素子とが接続されており、
隣接する２つの部分電極間のギャップに導電性の分離素子、有利には電気的なアースに接続されているかまたは接続可能な分離素子が配置されていることを特徴とする
ＶＨＦプラズマ処理装置。
【請求項１５】
平らな基板をＶＨＦプラズマ処理する方法であって、
当該のプラズマ処理は、析出またはエッチングまたは表面変更プロセスであり、
真空チャンバにて少なくとも１つのプラズマ電極を備えたプラズマ電極装置と、対向電極との間に前記の基板を配置し、
プラズマ電極と対向電極との間の領域にプラズマ放電を励起する形式の方法において、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の少なくとも１つのプラズマ電極によって前記のプラズマに電力を供給することを特徴とする
方法。
【請求項１６】
平らな基板をＶＨＦプラズマ処理する方法において、
請求項８から１４までのいずれか１項に記載の装置を用いることを特徴とする、
方法。
【請求項１７】
前記のギャップ幅をプラズマ放電の暗黒部間隔よりも狭く選択する、
請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記の分離素子と、前記のギャップの縁部との間隔を前記のプラズマ放電の暗黒部間隔よりも狭く選択する、
請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念にそれぞれ記載されたＶＨＦプラズマ電極と、ＶＨＦ装置と、プラズマ処理のためのＶＨＦ法とに関する。
【０００２】
DE 10 2007 022 252.3には、（例えば太陽光モジュールを作製するための）大面積の平らな基板をプラズマコーティングするシステムが記載されており、ここでは基板面積が、１ｍ2以上のサイズオーダになることがある。プラズマは、電極と対向電極との間で形成され、これらの電極の間に、処理すべき基板が入れられる。上記のシステムには、上記の電極間の相対的な間隔を変化させるための装置が含まれており、プラズマチャンバに上記の基板を装填または取り出す際の比較的大きい方の第１の間隔と、この基板を処理する際の比較的小さい方の第２の間隔とが設けられている。上記の電極に組み込まれたガスシャワーを介して、層を形成する反応ガスないしは反応ガス混合物が供給される。このガスシャワーには、多数の放出開口部を有するガスシャワー放出プレートが含まれており、また上記の放出開口部によって上記の反応ガスが均一に分散されてプロセスチャンバに導かれる。上記の反応ガスは、処理すべき基板と、活性ガス種であるガスシャワーとの間で、比較的高い電子密度を有するほぼ中性のプラズマ放電のバルクプラズマ内にあり、この活性ガス種が、上記の処理すべき基板に供給される。上記の基板コーティングの速度および品質は、多数のプロセスパラメタに依存し、例えば、反応ガスの圧力、流量および組成と、プラズマ励起の出力密度および周波数と、基板温度とに依存する。
【０００３】
１３．５６ＭＨｚの高周波電圧によるプラズマ励起の場合、大きな電極面積に極めて均一に高電圧を簡単に供給することができるが、出力密度を上げると、望ましくない基板のイオン打ち込みが増大してしまうのである。ＶＨＦ（２７ＭＨｚ〜約１５０ＭＨｚ）高周波電圧によるプラズマ励起の場合、基板のイオン打ち込みは、出力密度が高い場合であっても少ない。このことは、例えば、Amanatides，MatarasおよびRapakouliasによる論文Journal of Applied Physics Volume 90, Number 11, Dezember 2001に記載されているとおりである。しかしながら大きな面積にわたり、上記のプラズマ体積体にＶＨＦ励起電圧を均一に分散させ、ひいては一様なプラズマ処理均一性を得るためには問題がある。
【０００４】
太陽光コンポーネント（ＰＶ）の作製用にシリコン層を析出するためにＶＨＦを使用する際に得られる、ＲＦの使用と比較した別の利点は、以下の通りである。すなわち、
・  電極と対向電極との間の間隔変化の影響が少ない
・  ＰＶ品質が高い
・  析出速度が高い
・  経済的である。
【０００５】
ＰＶ用にシリコン層を大きな面積で析出するためにＶＨＦを使用する際には、ＲＦを使用するのに比べ、
・  プラズマの全体積体への出力供給を均一にすること
・  適合化回路と、消費装置としてのプラズマとの間のＶＨＦ反射による構成部材の過熱および損失を回避すること
・  プラズマチャンバにポンプ出力を進入させることおよび放電チャンバの断面積にわたってポンプ出力を均一に分散させること
のような点が困難である。
【０００６】
本発明の課題は、従来技術を改善することである。
【０００７】
この課題は、独立請求項に記載した特徴的構成によって解決される。
【０００８】
本発明のＶＨＦプラズマ電極は有利には、角柱状に構成された縦長の電極体を有しており、この電極体は、電力を供給するために少なくとも２つの接続素子に電気的に接続されているかまたは接続可能である電極面を有しており、第１の接続素子は電極体の第１の端面に接続されているかまたはこの第１の端面の近くに接続されており、また第２の接続素子は電極体の第２の端面に接続されているかまたはこの第２の端面の近くに接続されており、また有利には上記の電極は、電極面を露出させかつ誘電体材料からなる複数の埋込コンポーネントのうちの１つの埋込コンポーネントに配置されており、また有利には上記の電極面を解放しかつ上記の電極と上記の埋込コンポーネントとを共に包囲するシールド素子が設けられており、上記の接続素子のうちの少なくとも１つの接続素子は、ＶＨＦ真空フィードスルー素子として構成されている。ここでプラズマ電極とは、プラズマ処理装置においてプラズマを形成するための専用の適当な電極のことである。
【０００９】
上記の接続素子を真空フィードスルー素子として構成することによって可能になるのは、極めて均一にプラズマに出力を供給することである。本発明の枠内で接続素子が端面の「近く」に接続されるとは、この接続素子が、電極体の領域に配置されており、これが、該当する端面から、２つの端面間の最小間隔の１／３以下である間隔を有する場合である。
【００１０】
本発明による平らな基板用のＶＨＦプラズマ処理装置は、真空チャンバにおいて電極装置と対向電極との間に基板を配置可能でありかつ少なくとも１つのプラズマ電極装置と対向電極との間の領域にプラズマ放電を励起することが可能であり、その特徴は、上記のプラズマ電極装置が、上記のようなプラズマ電極を有することである。
【００１１】
隣接して配置されたプラズマ電極または配置可能なプラズマ電極を以下では部分電極と称する。上記の対向電極は、１ピース形かまたは複数の部分電極から構成されるセグメント形で構成することが可能である。
【００１２】
有利には２つの部分電極間で、プラズマ放電の暗黒部間隔よりも小さいギャップ幅を選択する。
【００１３】
真空チャンバにおいて電極装置と対向電極との間の基板を配置することができかつ電極と対向電極との間の領域にプラズマ放電を励起することができる本発明の平らな基板をＶＨＦプラズマ処理装置の特徴は、少なくとも１つの部分電極と、電力を供給するための少なくとも２つの接続素子とが電気的に接続され、隣接する２つの部分電極間のギャップに導電性の分離素子、有利には電気的なアースに接続されているかまたは接続可能な分離素子が配置されており、これによって電極面の領域において均一に燃焼するプラズマの形成が容易に行われるようにする。
【００１４】
上記の電気的なアースに接続されておりかつ隣接する２つの部分電極間のギャップに配置される分離素子（アースランド）によって可能になるのは、プラズマ放電において電極トポロジが模写されることを回避するかまたは低減することであり、これによって上記のプラズマを２つの部分電極間のギャップトポロジとは無関係にすることができ、ひいては一層良好なプラズマ処理の均一性を得ることができる。有利にはアースランドと、隣の部分電極との間の最大間隔を、プラズマ放電が消える暗黒部遮蔽間隔（暗黒部遮蔽）よりも小さく選択する。ＶＨＦ励起時には上記の有効暗黒部遮蔽は、ＲＦ励起よりも著しく、圧力／励起振幅が大きい場合には、２ｍｍよりも小さい間隔が生じ得る。
【００１５】
暗黒部遮蔽を決定するため、公知の分析的アプローチまたは経験的な方法（Mark Lieberman, Allan J. Lichtenberg Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, John Wiley 2005）または、例えば簡単な平行プレートジオメトリにおけるコンピュータシミュレーションの結果を使用することができる。プラズマ点灯に対するスタート基準である８０ＭＨｚのプラズマ励起周波数および１平方メートル当たり１０**１６個の電荷キャリアに対し、約１２５Ｖの励起振幅において約１ｍｍの暗黒部遮蔽が得られる。
【００１６】
本発明には、上記の装置を使用する析出またはエッチングまたは表面修正プロセスも含まれており、ここでは、上記の装置が使用される。また本発明に例えば光電池における製品が含まれており、ここではその作製に上記のプロセスが使用される。平らな基板をＶＨＦプラズマ処理する方法において相応に行われるのは、本発明による少なくとも１つのプラズマ電極により、上記のプラズマに電力を供給することである。ここでこのプラズマ処理は、析出またはエッチングまたは表面変更プロセスであり、真空チャンバにおいて少なくとも１つのプラズマ電極を備えたプラズマ電極装置と、対向電極との間に基板が配置されかつプラズマ電極と対向電極との間の領域にプラズマ放電が励起される。
【００１７】
有利には側面に沿った基板面の直線的な長さは、真空における励起周波数のラムダ／８よりも長い。ただしラムダは、真空におけるプラズマ励起の波長である。
【００１８】
これについてはJP2008047938A（出願日：2007年10月17日、出願人：ムラタ）を参照されたい。その開示の内容のすべてを参照によって本発明の開示内容とする。別の形式のＶＨＦ供給、例えば本発明の上記の接続素子に供給されるＶＨＦ電圧とは別の位相関係を有するＶＨＦ供給も含まれることないしは本発明と両立可能であることは明らかである。
【００１９】
有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００２０】
以下では本発明を実施例および図面に基づいて詳しく説明する。また本発明の別の側面および利点は、これらの実施例および図面から、特許請求の範囲におけるそれらのまとめ方とは独立して得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】３つの部分電極を有する本発明のプラズマ処理装置の断面図である。
【図２】２つのポンプスリットを有しかつ隣接する２つの電極間の領域を示す図である。
【図３】図８と類似して示した図１のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図４】別のプラズマ処理装置の断面図である。
【図５】供給線路を部分電極に接続する図である。
【図６】帯状線路を用いて部分電極を接続する図である。
【図７】ポンプスリットを有しかつ隣接する部分電極間に配置されたポンプ線路を示す図である。
【図８】部分電極を有するプラズマ装置を示す図である。
【図９】図１の線Ｂ−Ｂに沿った面における電極装置の断面を示す図である。
【図１０】図１の面に平行に線Ｓ−Ｓに沿った面における電極装置の断面を示す図である。
【００２２】
図１にはＶＨＦプラズマ電極装置を有する本発明の（図８に類似した）装置の断面図が示されており、このＶＨＦプラズマ電極装置は、図８における１つの電極１２５の代わりに、真空チャンバ壁１９，１９ａの領域に３つのプラズマ電極（部分電極）１ａ，１ｂ，１ｃを備えている。
【００２３】
各部分電極１ａ，１ｂ，１ｃには電極体が含まれており、この電極体は、有利には縦長の角柱として構成されており、また金属、有利にはアルミニウムなどのプラズマ耐性金属からなる。縦長の角柱とは、側面が最大の断面直径よりも大きな角柱のことである。ここでは平行６面体状の電極体が有利である。電極１ａ〜１ｃの電極体はそれぞれ、有利には電極の長手方向軸に対して垂直な面Ｓに対して鏡面対称である。
【００２４】
各部分電極１ａ〜１ｃは、電力を供給するための少なくとも２つの接続素子に電気的に接続されている。ここでは第１の接続素子３ａ〜３ｃがそれぞれ第１の端面５０ａ〜５０ｃに接続されており、また図１に示していない第２の接続素子が、有利には上記の第１の接続素子とは鏡面対称に上記の電極体の第２の端面に接続されている。明らかであるのは、１つの部分電極の反対側の面に１つ以上の接続端子を取り付けられることである。接続素子３ａ〜３ｃは同軸線路として構成されている。有利には接続素子３ａ〜３ｃは、金属シリンダとして構成されている。この金属シリンダは、その１つずつの端面によって電極体１ａ〜１ｃの端面に導電的に接続されており、例えば溶接されている。
【００２５】
これらの部分電極１ａ〜１ｃには有利にはＶＨＦ出力が供給される。１実施形態では、各部分電極１ａ〜１ｃは、別々のＶＨＦ発生器に電気的に接続されている。別の１実施形態では、各部分電極１ａ〜１ｃは有利には、共通のＶＨＦ発生器に並列接続で電気的に接続されている。
【００２６】
部分電極１ａ〜１ｃはそれぞれ誘電体の埋込コンポーネント７に配置されている。これらの埋込コンポーネントの部分は、空気によって構成することも可能である。上記の電極体の前面は、面積の大きな電極面を有しており、これらの電極面は、埋込コンポーネント７から露出しており、上記の装置の動作時には、処理すべき基板に向かって配置されており、またふつうはプラズマと接触する。
【００２７】
さらに電極面を露出させるシールド素子２が設けられており、このシールド素子２により、上記の少なくとも２つの部分電極１ａ〜１ｃのうちの１つまたは複数の部分電極と、埋込コンポーネント７とが一緒に包囲される。
【００２８】
本発明の別の側面は、以下の点に関する。
以下のうちの複数から構成されるアレイ、すなわち、
・  幅よりも縦に長く形成され、
・  部分電極１，１ａ，１ｂ，１ｃは、側面に対して平行に配置され、
・  ２つの細い端部においてそれぞれ給電され、
・  真空でも使用可能な誘電体７、有利にはアルミニウム酸化物セラミックまたはＫＥＲ２１，ＫＥＲ３３９などに埋め込まれており、
・  上記の２つは導電性シールド６によって一緒に包囲されており、
・  基板１２を保持する可動の対向電極１１を有しており、またシールド素子２，６を備えており、
・  対向電極１１が運動することにより、この対向電極と、シールド素子２，６とは、コンタクト１３を介して導電的に接続することができ、
・  電極１にはガス分散部１４，１５が含まれており、この分散部にはガス供給部１５ａおよび／または
・  媒体線管路１６，１６ａまたは
・  水冷部１８を有しており、
・  隣接する個別電極１ａ，１ｂの間には細い、約１ｍｍ幅の細いポンプスリット２０，２０ａが設けられており、これらのスリットは、誘電体７および外部シールド６において続いており、図示しないポンプは、真空受容器１９に接続されており、
・  プラズマチャンバ１００側を向いた誘電体７の面は、金属プレート９によって覆われており、ねじまたは類似のもの９ａによって留められており、
・  複数の増幅器、発振器および結合器などからなりかつ真空受容器の外部にあるＶＨＦ回路間の適合化回路。
【００２９】
図２には、隣接する２つの部分電極１ａおよび１ｂ間のギャップにポンプスリット１０を有する領域が示されており、ここでは誘電体７のカバー９にポンプスリット２０，２０ａが構成されている。
【００３０】
図３に示した本発明の有利な１実施形態では、上記の電極面は、ガス分散装置のガス放出プレート１５として構成されており、ガス放出プレート１５は、ガス放出開口部１５ａを有しており、この開口部を通して、真空チャンバないしは上記の電極と対向電極との間の領域にプロセスガスおよび／または反応ガスを入れることができる。
【００３１】
図４には本発明の別の１実施形態が示されており、ここでは接続素子３は、端面５０の領域において部分電極１の電極体の裏面４０に配置されている。接続素子３は、真空フィードスルーおよび同軸線路として構成されており、またシーリング素子８により、真空チャンバ壁１９のセラミック７ａに固定されている。部分電極１は、シールド素子６に包囲されており、このシールド素子は、同軸線路３の外側管路の一部に電気的に接続されている。
【００３２】
図６では、帯状線路２４として構成された第１の接続素子が、電極の電極体１の端面５０の近くで電極体の裏面４０に配置されている。帯状線路として構成された第２の接続素子（図示省略）は、第２の端面の近くで電極体の裏面に接続されている。
【００３３】
さらに帯状線路の第１の極を少なくとも１つの接続素子に接続し、またこの帯状線路の第２の極を上記の部分電極の対向電極に接続することができる。ここでこの帯状線路は、対称化素子に接続されており、この対称化素子により、ＶＨＦ発生器に接続される同軸線路と、２線帯状線路とを接続することができる。
【００３４】
例えば上記の真空フィードスルーは、２線対称帯状線路として実施することも可能である。一方の極は、上記の電極に接続されており、他方の極は、上記の基板を支持する対向電極に接続されている。上記の真空フィードスルーの近くでは大気側に上記の対称化素子（バランとも称される）が挿入されており、この対称化素子により、上記の２線帯状線路が同軸線路に接続されている。
【００３５】
これにより、ＶＨＦ出力を伝送するために可能な限り短い距離が得られるため、コモンモードノイズを低減することができる。このような構成を使用しない場合にはこのようなノイズが容易に形成される。それは、平行プレート反応器は、コモンモードが形成され得る縮退した２線帯状線路だからである。コモンモードノイズは、アース（装置のアース）に至る接続部と共に電流路を形成する。すなわち、装置アース  −  ２つの電極  −  これらの電極との２つの接続素子  −  アース  整合ボックス／発生器  −  装置アースに戻るのである。このような電流路により、ＶＨＦ出力が伝送され、このＶＨＦ出力は、寄生プラズマになることがあり、この寄生プラズマは、上記の電極間の空間の外側にある上記の真空受容器内で、極めて望ましくない燃焼を発生させるのである。
【００３６】
図８には簡略化した図で、平らな基板１０３を処理するためのプラズマ装置（反応器１００）が示されている。反応器１００は、例えばＰＥＣＶＤ反応器として設計することが可能である。ＲＦ電圧用に設計した類似の装置は、DE 10 2007 022 252.3に記載されている。ここではこの明細書の内容を完全に参照によって取り込むものとする。
【００３７】
しかしながら本発明による平らな基板用のＶＨＦプラズマ処理装置は、DE 10 2007 022 252.3から公知の装置に比べてつぎのような点で優れている。すなわち、このプラズマ電極装置は、少なくとも１つのプラズマ電極を有しており、上記の複数の接続素子の少なくとも１つの接続素子は、ＶＨＦ真空フィードスルー素子として構成されている点で優れているのである。
【００３８】
反応器１００には電極１０５と、アースされた対向電極１０７とを有するプロセスチャンバ１０９が含まれており、これらは、１つまたは複数の平らな基板１０３の処理すべき表面を処理するプラズマを形成するために設計されている。電極１０５は、プロセスチャンバ１０９に電場を形成するために、詳しく示していないＲＦ電圧源に接続することができるかまたは接続されている。基板１０３は、アースされた対向電極１０７のすぐ前にあるが、明らかであるのは、上記の電極の別の接続を行うことも可能である。電極１０５，１０７は有利には、高効率の薄膜太陽モジュールを作製する際の処理ステップまたは加工ステップとして、少なくとも１ｍ2の面積を有する基板を処理するために設計されており、例えば、アモルフォスまたは微結晶シリコン−薄膜−太陽セル用の基板を処理するために設計されている。
【００３９】
電極１０５，１０７はプロセスチャンバ１０９の対向する２つの壁を構成している。プロセスチャンバ１０９は、真空チャンバ１１１内にあり、この真空チャンバは、装填および取り出し開口部１４９を有しており、この開口部は、密閉装置１３５によって閉じることが可能である。この密閉装置はオプションである。真空チャンバ１１１は、反応器１００のケーシング１１３によって構成されている。周囲環境から密閉するため、シーリング１１５が設けられている。
【００４０】
真空チャンバ１１１は、任意のチャンバ形状、例えば、円形または多角形、例えば四角形の断面を有するチャンバ形状を有することができる。プロセスチャンバ１０９は、例えば平らな平行六面体として構成される。別の実施形態では真空チャンバ１１１そのものがプロセスチャンバ１０９である。
【００４１】
電極１０５は、真空チャンバ１１１の支持構造体１３１に配置されており、この支持構造体は、ケーシングの後ろの壁１３３によって構成されている。電極１０５は支持構造体１３１の凹部に取り付けられており、また誘電体によって真空チャンバ壁から離されている。ポンプ管路１２９は、支持構造体１３１におけるノッチ状の第２の凹部によって構成されている。
【００４２】
基板１０３は、対向電極１０７より、その電極１０５を向いている表側の面において支持部１３４によって持ち上げられている。
【００４３】
ガス状の材料を導入および除去するために公知の手段が設けられており、ここでこのガス状の材料は、例えばアルゴン（Ａｒ）および／または水素（Ｈ2）とすることが可能である。殊に上記のガス状の材料は、活性のガス種（反応ガス）の集まりとすることも可能である。ガス種として有利には前駆体ガスを使用し、この前駆体ガスは、プラズマにおいて層を形成するラジカルを構成する。この前駆体ガスとして有利であるのはシラン（ＳｉＨ4）であり、これはプラズマにおいて電子の衝突により、層前駆体ＳｉＨ3を構成する。別の１実施形態では、活性ガス種としてクリーニングガス、例えばＮＦ3を使用する。上記のガス状の材料の導入および除去は、順次に行うことも、並列に行うことも共に可能である。
【００４４】
ガス状の材料を導入するための手段として、管路１２３を有するコーティング材料源１１９が設けられており、これは、ガス分散装置に接続されている。このガス分散装置は、電極１０５に組み込まれているが、他の実施形態では上記の電極とは別個に形成することも可能である。この実施形態においてこのガス分散装置は、ガス放出プレート１２５を有しており、このプレートには、プロセスチャンバ１０９に通じている多数の開口部が含まれており、これらの開口部を通してガス状の材料をプロセスチャンバ１０９に入れることができる。このガス分散装置は有利には、基板１０３にガス種を均一に供給できるように設計されている。この多数の放出開口部は有利にはガス放出プレート１２５に一様に分散されているため、ガス状の材料は、均一に分散されてプロセスチャンバ１０９に導かれる。
【００４５】
ガス状の材料を導入するための上記の手段は、図８に示したものとは異なって構成することも可能であり、またガス分散装置１２５もまた同様である。
【００４６】
反応器１００には、上記の電極間の相対的な間隔を変化させるための装置が含まれており、この装置は、図８の実施形態では、押しボルト１４１として構成されており、この押しボルトは、取り付けプレート１４３により、真空チャンバ１１１において直線運動を行うことができる。この押しボルト１４１は、電極１０５とは反対側を向いた対向電極１０７の面に接続されている。押しボルト１４１に対応付けられた駆動部は図示していない。
【００４７】
図８において、プラズマ処理の実行中、対向電極１０７によって上記の凹部が覆われる。この対向電極は有利には、上記の支持構造体の対応するコンタクト素子１３７に対して、コンタクト素子１３８を有しているため、この対向電極は、プラズマ処理実行中、真空チャンバ１１１の電位を有する。
【００４８】
本発明の別の１実施形態では、対向電極１０７は、平らな基板を収容するための図８に図示していない装置を有しており、この装置はつぎのように構成されている。すなわち、処理すべきまたは処理される表面を少なくとも処理する間に上記の１つまたは複数の基板が、垂直方向に対して０°〜９０°の間の角度αで下方に向かって配向されるように構成されているのである。基板をこのように配置すると、基板の処理すべき表面、殊にコーティングすべき表面またはコーティングされる表面の汚れを回避するかまたは少なくとも低減することができる。それは、関連する粒子が重力場において下方に向かって、ひいては危険にさらされる表面から遠ざかるからである。本発明の別の実施形態において上記の処理すべき表面を上側に向かって配向できることは明らかである。
【００４９】
プロセスチャンバ１０９に基板１０３を装填または取り出す際には、電極１０５と対向電極１０７との間に比較的大きな間隔が空けられ、また基板１０３を処理する際には第２の比較的小さい間隔が空けられる。
【００５０】
プラズマ処理の際には高周波電圧によってプラズマ（図８には示していない）が、電極１０５と対向電極１０７との間の領域に、詳しくいうとガス放出プレート１２５と、対向電極１０５に保持された基板１０３との間に励起される。プラズマ処理を行うため、有利にはさらに付加的にガス放出プレート１２５を介して上記のプラズマに反応ガスを均一に分散させる。上記の反応ガスは活性ガス種として、処理すべき基板と、ガス放出プレート１２５との間の比較的高い電子密度を有するほぼ中性のプラズマ放電のバルクプラズマ内にあり、この活性ガス種が、上記の基板１０３の処理すべき表面に供給される。
【００５１】
図９に示されているのは、円筒形−対称に形成された同軸端子３ａ〜３ｄを縦長の角柱形アセンブリに固定することである。
【００５２】
図１０に示した実施形態では、隣接する２つの部分電極１ａ，１ｂの間に金属製の分離素子１５０、例えばアルミニウム板が配置されており、この板は、有利にはシールド素子２および／またはアース（アースランド）に電気的に接続されている。分離素子１５０の端面１５１は有利には、電極面に対してずらされて配置されるため、分離素子は、この面を越えて突き出ることはなく、これの面に対して下がっている。有利にはこの長さのずれは、隣の部分電極との間隔の幅に等しい。
【００５３】
このように上記のギャップにおいて部分電極間に配置されかつ導電性材料からなる分離素子（アースランド）によって可能になるのは、部分電極間の一層安定した位相関係である。殊にプラズマ励起のために電極に加わる電波ないしは電磁波間の有害な干渉を低減し、ひいては均一なプラズマを構成することが可能になる。別の１実施形態では、上記の分離素子（アースランド）の少なくとも１つに開口部が設けられ、この開口部により、流体材料が良好に通過することができる。この場合に分離素子（アースランド）は、穴の開いた板またはワイヤ格子として構成される。これらの分離素子（アースランド）に通過開口部が設けられる場合、均一なプラズマの形成を容易にすることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  部分電極、  ２  シールド素子、外部導体、  ３  接続素子、  ４  受容器側シールプレート、  ５  整合回路側シールプレート、  ６  外部導体、  ７  誘電体、埋込コンポーネント、  ７ａ，７ｂ，７ｃ  誘電体、  ８  シーリング素子、  ９  誘電体のカバー、  ９ａ  固定素子、  １０  カバー９に対応するポンプスリット、  １１  対向電極、  １２  基板、  １３  コンタクトばね、  １４  ガス分散チャンバ、  １５  電極体前面のガス放出プレート、  １５ａ  ガス放出開口部、  １６，１６ａ  媒体管路、  １７  ガス供給部、  １８  媒体管路、  １９  真空チャンバ壁、  １９ａ  真空チャンバ壁、  １９ｂ  補強部、  ２０，２０ａ  ポンプスリット、  ２２  柱状部、  ２３  皿ばね、  ２４  銅板、  ２５  ダイヤフラム、  ２９  カバー、  ３０  ポンプ管路、  ３５  突起部、  ４０  裏面、  ５０  端面、  １００  プラズマ、  １０１  プラズマ装置、反応器、  １０３  基板、  １０５  第１電極、  １０７  第２電極、対向電極、  １０９  プロセスチャンバ、  １１１  真空チャンバ、  １１３  ケーシング、  １１５  シーリング、  １１８  真空管路、  １１９  コーティング材料源、  １２１  表面、  １２３  管路、  １２５  ガス放出プレート、  １２７  密閉装置、  １２９  ポンプ管路、  １３１  分離壁、  １３３  ケーシング裏面壁、  １３４  支持部、  １３５  密閉装置、  １３７  コンタクト個所、  １３８  コンタクト個所、  １３９  両向き矢印、  １４１  押しボルト、  １４３  取り付けプレート、  １４５  ケーシング壁、  １４７  両向き矢印、  １４９  開口部、  １５０  分離素子、  １５１  分離素子の端面
【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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【国際調査報告】
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