KR100732148B1

KR100732148B1 - 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리방법

Info

Publication number: KR100732148B1
Application number: KR1020017005587A
Authority: KR
Inventors: 우에다마사시; 다카기도모코
Original assignee: 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2007-06-25
Also published as: US6719876B1; EP1130948B1; DE60045574D1; KR20020004935A; WO2001019144A1; JP4029615B2; TW574412B; US20030183169A1; EP1130948A1; EP1130948A4

Abstract

본 발명은 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 기판(17)에 대면하는 유도 결합형 전극(12)은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 형성되는 형태를 가진다. 전극(12)의 절곡되어 형성된 직선 부분에 반파장의 정재파가 일어나고, 배가 형성되도록 전극의 단부에 고주파를 공급하여 전극 주위에 플라즈마 방전을 생성한다. 전극의 직선 부분에서 정재파의 배를 적극적으로 생성시키고, 정재파를 제어하여 유효하게 활용한다. 고주파 주파수 f는 광속을 c로 하고, 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이를 L1, 전극의 주위에 생성된 플라즈마에 의한 비유전율을

_p로 할 때, f=(c/√

_p)/2L1의 식으로 결정된다. 정재파를 적극적으로 활용하여 플라즈마의 밀도 분포를 양호하게 제어하고, 전극 주위의 플라즈마 매개변수를 고려하여 전극의 구성을 실현한다.

플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법, 플라즈마 매개변수, 정재파, 배면판, 귀환부, 절곡부, 접속부.

Description

내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 {INNER-ELECTRODE PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF PLASMA PROCESSING}

본 발명은 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이며, 특히 대면적 기판 상에 태양전지나 박막 트랜지스터 등에 이용되는 비정질 실리콘 박막을 형성하는 데에 적합한 유도 결합형 전극을 사용한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.

종래에 내부 전극식 플라즈마 CVD 장치의 전극 구조에는 평행 평판형 구조와 유도 결합형 구조가 있다.

평행 평판형 전극에 의하면 성막(成膜) 속도의 상승과 막 특성의 향상을 위해 고주파의 주파수를 올리고자 하면, 방전이 불균일해진다는 문제가 생긴다. 이 원인은 전극판 상에 정재파(定在波)가 발생되어 플라즈마 밀도 분포가 불균일해지는 것, 및 어스로의 귀환 전류에 의한 전압 발생으로 원하지 않는 곳에 플라즈마가 발생하는 데에 있다. 또, 평행 평판형 구조의 경우, 기판 홀더를 어스 전극으로서 기능시키는 점에서 기판의 배면판(裏板)이 필수가 되므로, 대면적 기판을 성막하기 위한 전극판을 대형화하면, 상기 배면판과 기판 사이의 간극을 균일하게 유지하는 것이 어렵다는 문제가 제기된다. 또, 배면판의 취급이 전반적으로 어려워진다. 이상으로부터 평행 평판형 전극은 대면적 기판의 성막에는 적합하지 않다.

상기의 평행 평판형 전극에 대해 유도 결합형 전극은 상기한 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 유도 결합형 전극은 예를 들면, 내부 전극 방식 플라즈마 CVD 장치에 의한 대면적 기판의 성막에 적합하다.

면적이 큰 대형 기판에 비정질 실리콘 박막을 퇴적시켜 태양전지 등을 만드는 종래의 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 내부 전극 방식으로 유도 결합형인 플라즈마 CVD 장치로서는 예를 들면 일본국 특개평(特開平)4(1992)-236781호 공보에 개시된 장치가 공지되어 있다. 상기 플라즈마 CVD 장치에서는, 방전용 전극은 사다리 형태를 가지는 평면형 코일로 형성되고, 기판에 대하여 평행하게 설치되어 있다. 사다리형 평면형 코일은 도전성 선재로 형성되어 있다. 재료 가스의 도입은 반응 용기의 일 개소에 설치한 반응 가스 도입관에서 행해지고, 반응 용기 내의 배기는 반응 용기의 일 개소에 설치한 배기관에서 행해지고 있다. 상기 평면형 코일에 의해 전계의 강도를 높이고, 전계의 균일성을 양호하게 하고 있다. 또한, 동일한 종래의 플라즈마 CVD 장치로서는 예를 들면 일본국 특허 제2785442호 공보에 개시된 장치를 들 수 있다. 상기 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 기판에 대면하여 배치되는 전극에는 하나의 도전성 선재를 지그재그가 되도록 여러회 절곡(折曲)하여 형성된 평면 코일 전극이 사용되고 있다. 상기 형태를 가지는 전극에는 그 양 단부에 고주파 전원으로부터의 고주파 전압이 인가되고 있다.

상기 유도 결합형 전극에 대해 일본국 특개평4-236781호에 따른 사다리 형태를 가지는 평면형 코일 전극은 각 사다리 계단에 흐르는 전류가 균등해지지 않아 균일한 전자계 분포를 얻을 수 없기 때문에, 대면적 기판 상에 균일한 막을 형성할 수 없다는 문제가 제기된다.

사다리 형태를 가지는 평면형 코일 전극은 전기 회로적으로는 분포 정수 회로이다. 분포 정수 회로에서는 각 부분을 흐르는 전류를 단순히 저항이나 경로 길이로부터 구할 수 없다. 사다리형 전극의 경우, 각 사다리 계단이 다른 사다리 계단에 대해 갖는 임피던스나 각 사다리 계단과 급전점의 기하학적 관계가 각 사다리 계단에 있어서의 포인팅 벡터의 크기에 관계된다. 실험적으로는 급전점에 가까운 사다리 계단에 대부분의 전류가 흐르고 있는 현상이 관측된다.

또, 일본국 특허 제2785442호에 따른 지그재그 형상의 평면형 코일 전극은 하나의 긴 도전성 선재를 절곡하여 형성되어 있고, 그 일단으로부터 고주파를 급전하도록 구성되어 있기 때문에, 급전 상태가 불량해진다. 또한, 가능한 한 정재파가 일어나지 않도록 설계되어 있으나, 구성상 원하지 않는 곳에 정재파가 일어나는 것을 피할 수 없다. 그 결과, 성막에 지장이 생긴다. 즉, 전극 상에서 의도하지 않은 정재파가 발생하고, 상기 정재파가 플라즈마의 분포를 불량하게 하여 성막 균일성을 악화시킨다.

그래서, 내부 전극 방식으로 유도 결합형인 플라즈마 CVD 장치 등에 있어서, 처리실 내에 설치한 전극을 따라 적극적으로 정재파를 발생시켜 전극의 주위 공간에 있어서의 플라즈마 생성에 이용하는 것이 요망된다. 전극의 주위에 생성되는 플라즈마는 정재파의 배(loop)로부터 생성용 에너지를 얻는다. 따라서, 전극을 따라 발생시킨 정재파에 대해, 배의 수나 배가 형성되는 장소를 바람직한 상태로 제 어하는 것이 요망된다. 이로써, 전극을 따라 원하는 위치에 배가 형성되도록 제어 가능한 상태에서 정재파를 적극적으로 활용하여 플라즈마의 분포를 양호하게 제어하고, 대면적 기판 상에 양호하게 성막을 행할 수 있도록 한다.

또한, 일반적인 논의로의 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치에서 정재파를 발생시키는 전극 구성을 제안하는 경우에 있어서, 당해 전극 상에 적극적으로 일으키는 정재파에 관해서는 전극에 공급하는 고주파 주파수와, 당해 고주파 전력에 따라 처리 용기 내에서 전극의 주위에 생성되는 방전 플라즈마의 관계를 무시할 수 없는 경우가 생긴다. 또, 전극 상에 발생한 정재파에 의해 전극 주위에 생성되는 방전의 조건, 구체적으로는 플라즈마의 플라즈마 매개변수 그 자체가 당해 정재파에 큰 영향을 미쳐 전극 구성의 설계 조건의 재검토가 필요해지는 경우가 있다. 상기와 같은 경우에는 전극의 구성상, 플라즈마 매개변수를 충분히 고려하는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하는 데에 있고, 정재파를 적극적으로 활용하여 플라즈마 밀도의 균일성을 양호하게 제어하고, 또한 전극 주위의 플라즈마의 플라즈마 매개변수를 고려하여 전극 구성을 실현하여 태양전지 등의 대면적 기판의 성막에 적합한 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 관한 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 상기 목적을 달성하기 위해, 다음과 같이 구성된다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는 진공의 처리 챔버 내에 배치되는 유도 결합형 전극을 구비하는 내부 전극 방식의 장치이다. 상기 전극은 그 전체 길이가 여진(勵振) 파장과 실질적으로 동일하며, 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속된다. 고주파 전원으로부터 고주파가 전극에 공급될 때 전극을 따라 일파장의 정재파가 발생하도록 되어 있다. 전극에 정재파가 발생될 때, 전극을 따라 정재파의 마디(node)가 전극의 중앙부에 형성되고, 또한 이 중심점의 양측 전극의 각 절반 부분에 정재파의 배가 형성된다.

전극의 각 절반 부분에 발생한 정재파 부분은 서로 강화되고, 전극의 주위에 전자파 에너지가 공급되어, 밀도가 균일한 플라즈마가 전극 주위의 공간에 생성된다. 처리 챔버 내에 플라즈마를 생성할 때, 전극 상에 적극적으로 정재파를 발생시켜 활용한다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 전극은 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 전극의 각 절반 부분은 직선 부분으로 되어 평행하게 배치된다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 전극의 절반의 길이는 공급되는 고주파 파장의 절반과 실질적으로 같아지도록 설정된다.

상기의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 전극은 진공 처리 챔버 내에 복수 층으로 이루어지는 층 구조로 배치되고, 복수 층의 전극 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막 실시 영역이 형성되고, 복수의 성막 실시 영역의 각각에서 기판 성막이 행해지도록 구성된다. 이 구성에 의하면, 기판의 처리 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는 진공 처리 챔버 내에 배치되는 유도 결합형 전극을 구비하는 내부 전극 방식의 장치이며, 전극은 전체 길이가 여진 파장의 절반의 자연수배로 되도록 설정되고, 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속되고, 고주파 전원으로부터 고주파가 전극에 공급될 때 전극을 따라 정재파가 발생하도록 구성되고, 또한 전극을 따라 발생하는 정재파의 마디가 전극의 중앙부에 형성되고, 중심점의 양측 전극의 각 절반 부분에 정재파의 최소한 하나의 배가 형성된다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 전극은 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 전극의 각 절반 부분은 직선 부분으로 되어 평행하게 배치되고, 정재파의 마디가 절곡점에 일치되는 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 전극은 진공 처리 챔버 내에 복수 층으로 이루어지는 층 구조로 배치되고, 복수 층의 전극 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막 실시 영역이 형성되고, 복수의 성막 실시 영역의 각각에서 기판 성막이 행해진다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는 진공 처리 챔버 내에 배치된 복수의 유도 결합형 전극을 구비하고, 복수의 전극 각각은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 절곡되어 형성된 직선 부분 각각이 평행하게 되는 동시에 하나의 평면에 포함되도록 나란히 설치되고, 또한 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속된다. 또한, 복수의 전극은 평행한 위치 관계로 급전측 직선 부분과 어스측 직선 부분이 인접하도록 배치되고, 복수의 전극 각각의 급전측 직선 부분의 단부로부터 고주파가 같은 위상으로 급전된다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 복수 전극 각각의 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이는 직선 부분에서 정재파의 배가 생성되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 하나의 평면 내에서 나란히 설치된 복수의 전극을 하나의 전극 어레이로 하여 진공 처리 챔버 내에 복수의 전극 어레이가 층 구조로 배치되고, 복수 층의 전극 어레이 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막 실시 영역이 형성되고, 복수의 성막 실시 영역의 각각에서 기판 성막이 행해진다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는 진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비하고, 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 U자형으로 형성되어 있다. 그리고, 전극의 절곡되어 형성된 직선 부분에 반파장의 정재파가 일어나도록 전극의 단부에 고주파를 공급하여 전극의 주위에 플라즈마 방전을 생성한다. 이 때, 고주파 주파수 (f)는 광속을 c로 하고, 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이를 L1으로 하고, 전극의 주위에 생성된 플라즈마에 의한 비유전율(比誘電率)을

_p로 할 때, f=(c/√

_p)/2L1으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 고주파 주파수는 전극 주위의 플라즈마 매개변수에 따라 변화된다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 진공 처리 챔버 내에서는 대면적 기판에 태양전지 기능을 가지는 막을 형성하는 플라즈마 CVD 처리가 행해지는 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 바람직하게는 전극의 길이 L1은 0.8m 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 방법은 진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비하는 플라즈마 장치에서 실시되는 처리 방법이며, 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 형성되고, 전극의 전체 길이는 여진 파장 절반의 자연수배로 되도록 설정되고, 전극의 단부로부터 고주파가 급전되고, 전극에 일어나는 정재파의 마디가 절곡점에 일치되고, 정재파로 전극 주위의 플라즈마의 밀도 분포를 균일화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 플라즈마 처리 방법은 진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비한 플라즈마 처리 장치에서 실시되는 방법이며, 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 형성되고, 전극의 절곡되어 형성된 직선 부분에 반파장의 정재파가 일어나도록 전극의 단부에 고주파를 공급하여 전극의 주위에 플라즈마 방전을 생성한다.

상기 플라즈마 처리 방법에 있어서, 고주파 주파수 (f)는 광속을 c로 하고, 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이를 L1으로 하고, 전극의 주위에 생성된 플라즈마에 의한 비유전율을

_p로 할 때, f=(c/√

_p)/2L1으로 결정되고, 정재파로 전극 주위의 플라즈마의 밀도 분포를 균일화한 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 처리 방법에 있어서, 고주파 주파수는 전극 주위의 플라즈마 매개변수에 따라 변화되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치의 기본 실시예의 내부 구조를 나타낸 전극의 정면도.

도 2는 기본 실시예의 내부 측면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 내부 구조를 나타낸 전극의 정면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 내부 구조를 나타낸 전극의 정면도.

도 5는 상기 다른 실시예의 내부 측면도.

도 6은 기판을 반송하는 기구의 일례를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 내부 구조를 나타낸 측면도.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 기본적인 실시예를 설명한다. 본 실시예에 의한 플라즈마 처리 장치는 일례로서 태양전지의 기능을 가지는 박막을 기판에 퇴적시키기 위한 유도 결합형 플라즈마 CVD 장치이다.

성막 챔버(11)는 내부에 반입된 기판에 대하여 플라즈마 CVD에 의한 성막이 행해지는 반응 용기로서, 내부에 소요의 진공 상태가 형성되는 진공 처리 챔버이다. 성막 챔버(11)에 있어서 예를 들면 세로 배치 상태로 하나의 전극(12)이 배치되어 있다. 상기 전극(12)의 일단에 후술하는 바와 같이 주파수가 고주파인 전력이 공급된다. 전극(12)은 성막 챔버(11) 내로 고주파 전력을 공급하는 안테나로서 기능한다. 바람직하게는, 전극(12)은 공급되는 고주파 주파수와의 관계에 있어서, 소요의 길이 및 직경을 가지는 선형 도체(도전성 선형 부재)를 그 중앙부(절곡점)를 기준으로 하여 하나의 평면 내에 포함되도록 구부려 절곡시키고, 정면으로부터 본 형상이 실질적으로 U자형 형상이 되도록 형성되어 있다. 전극(12)은 만곡되어 이루어지는 절곡 부분과 실질적으로 평행한 두 개의 직선 부분을 가지고 있다.

본 실시예에서는 전극(12)은 예를 들면, 만곡된 절곡 부분을 상측으로 하고, 개방된 단부를 하측으로 하여 배치되어 있다. 평행한 두 직선 부분은 수직인 상태로 배치되어 있다. 그리고, 절곡 부분을 하측으로 하고, 단부를 상측으로 하여 배치하는 것도 가능하다. 전극을 지지하는 구조의 도시는 생략되어 있으나, 임의의 지지 구조를 채용할 수 있다.

선형 도체를 둘로 접음으로써 U자형 전극(12)이 형성되고, 그 절반의 길이는 중심점(12a)과 단부 사이의 길이로서 도면 중 L3로 나타내고 있다. 길이 L3 부분은 전극(12)에 있어서의 절곡되어 형성된 직선 부분(이하 「절곡 직선부」라고 함)의 길이이며, 정재파의 배를 생성시키는 부분이다.

전극(12)에서는 한쪽의 단부(12b)에 대하여 고주파 전력이 공급된다. 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(13)은 성막 챔버(11)의 외측에 설치되어 있다. 고주파 전원(13)으로부터의 급전선(14)은 성막 챔버(11)에 형성된 접속부(15)를 경유하여 성막 챔버(11)의 내부에 끌어들여져 전극(12)의 한쪽 단부(12b)에 접속된다. 이로써 전극(12)에 고주파 전력이 공급된다. 접속부(15)는 급전선이 성막 챔버(11)의 벽 부분을 관통하는 관통(feed-through) 구조를 가지고 있다. 전극(12)의 단부(12b)는 급전점으로 된다.

전극(12)의 다른쪽 단부(12c)는 성막 챔버(11)에 전기적으로 접속되어 있다. 성막 챔버(11)는 도전성 부재(금속 부재)로 형성되는 동시에 접지됨으로써 어스 전위로 유지되고 있다. 따라서, 전극(12)의 다른쪽 단부(12c)는 접지되게 된다. 고주파 전원(13)의 다른쪽 선(13a)은 접지되어 있다.

U자형 전극(12)의 양 단부 사이에 고주파 전원(13)에 의해 종래에 이용되어 왔던 통상의 고주파(예를 들면, 13.56㎒)보다도 높은 주파수의 고주파가 급전된다. 여기서 이용되는 높은 고주파는 예를 들면 60㎒나 이보다 높은 주파수를 가지는 고주파이다. 단 본 실시예의 경우, 전극(12)에 공급되는 고주파 주파수는 전극(12)의 주위에 생성되는 플라즈마 매개변수를 고려하여 후술하는 바와 같이 특정한 방법으로 결정된다.

상기 전극(12)에 대하여, 그 한쪽의 측에 당해 전극이 포함되는 평면에 평행한 상태로 예를 들면 1매의 배면판(16)이 배치된다. 이 배면판(16)에 있어서의 전극측의 면에는 예를 들면 4매의 원형 기판(17)이 배치되어 있다. 배면판(16)은 히터를 내장하는 기판 홀더로서의 기능을 가지고 있다. 또, 배면판(16)에 있어서 4매의 기판(17)은 U자형 전극(12)의 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이 본 실시예에서는, 4매의 기판(17)은 U자형 전극(12)의 2개의 직선부 사이의 공간 개소에 대응하여 존재하도록 배치되어 있다.

본 실시예에 의한 플라즈마 CVD 장치는 유도 결합형 전극이기 때문에, 평행 평판형 전극과는 상이하게 상기의 배면판이 반드시 필요하지는 않다. 단, 기판 온도의 균일성 향상이나 히터에 대한 전자계의 차단을 위해 배면판을 사용하는 것은 바람직하다. 그리고, 도 1과 도 2에 나타낸 플라즈마 CVD 장치에서는 설명의 편의상, 재료 가스 공급 기구, 진공 배기 기구(진공 펌프), 기판 홀더, 기판 가열 기구의 상세한 구조, 기판 냉각 기구 등의 도시가 생략되어 있다.

전극(12)에 사용되는 선형 도체는 예를 들면 둥근 봉형으로 재질적으로는 스테인레스나 알루미늄 등의 금속 재료가 사용된다. 전극(12)이 둥근 봉형인 경우, 직경은 예를 들면 5㎜ 이상이다. 도 1에서는 둘로 절곡시킴으로써 얻어지는 직선 부분의 길이 L1과 두 직선 부분 사이의 폭 L2의 관계에 대해, 설명의 편의상 길이 L2가 과장되어 실제보다 크게 그려져 있으나, 실제로 바람직한 실시예로서는 L1은 예를 들면 75㎝∼2.0m, L2는 예를 들면 약 8㎝이다. 따라서, 전극(12) 상측의 절곡 부분의 만곡 정도도 실제 전극에서는 도시된 정도로 크지는 않다. 도 1에서는 전극의 절곡 직선부의 길이로서, 직선 부분의 길이 L1과 절곡 부분의 절반을 포함한 길이 L3를 나타내고 있으나, 절곡 부분은 직선 부분의 길이와 비교하여 상당히 작은 것이므로, 길이 L1과 길이 L3는 실제로는 실질적으로 동일하다고 생각할 수 있다.

길이 L1에 대해서는 실제로 성막할 기판의 크기에 따라 결정되는 동시에, 정재파를 제어된 상태에서 발생시키기 위해 필요한 길이로 설정되기 때문에, 공급되는 고주파 주파수와의 관계로 결정된다. 예를 들면 주파수가 120㎒일 때 길이 L1은 1.25m로 된다.

원칙적으로 전극(12)에 있어서의 절곡 직선부의 길이 L1(또는 길이 L3)은 공급되는 고주파 주파수가 f, 광속을 c, 파장을

라고 할 때, L1=c/2f=

/2(또는 f=c/2L1)…(1)의 관계식에서 구할 수 있다. 상기 관계식에 의하면, 전극의 크기(치수 등)가 기판(건재인 유리 등)과의 관계로 결정되면, 전극에 공급되는 고주파 주파수가 결정되고, 반대로 고주파 주파수가 결정되면, 전극의 길이 등이 결정되게 된다.

상기의 관계식 (1)에 따르면, L1은 고주파 파장의 절반과 실질적으로 같아지고, 또 전극(12)의 전체 길이 L0(=2L1)는 실질적으로

으로 된다.

주파수 120㎒보다도 작아지면, 길이 L1은 1.25m보다도 커져 성막 챔버(11)의 내부에 설치할 수 없는 경우도 생긴다. 이와 같은 경우에는, 예를 들면 동축케이블 구조를 전극(12)의 단부에 부가하여 전자파에 관한 서파 구조를 형성하고, 이로써 L1의 길이를 작게 하는 것이 가능해진다. 상기와 같이 하여 전술한 바와 같이 L1은 바람직하게는 75㎝∼1.25m의 범위로 설정된다. L1, L2의 길이는 목적에 따라 임의로 변경하는 것이 가능하다.

상기와 같은 형상을 가지는 전극(12)에 의하면, 고주파 전원(13)으로부터 고주파를 급전하면, 절곡되어 형성된 직선 부분, 즉 길이 L1을 가지는 2개의 직선 부분에서 반파장분의 정재파를 발생시키는 것이 가능해진다. 2개의 직선 부분 각각의 중앙부에서는 정재파의 배를 생성시키고, 절곡점인 중앙점(12a)에서 마디를 발생시키도록 전극(12)에서 발생되는 정재파를 제어하고 있다.

바꾸어 말하면, 바람직하게는 전극(12)에 있어서의 2개의 평행한 직선 부분 각각에서 예를 들면 하나의 배가 생성되는 바와 같이 적극적으로 정재파를 일으키도록, 전극(12)의 형상 및 치수가 설계되는 동시에 전극(12)에 공급되는 고주파 주 파수가 결정되어 있다. 또한, 고주파 전원(13)으로부터 U자형 전극(12)으로 고주파를 급전함에 있어서, 급전점을 한쪽 단부(12b)로 하고, 다른쪽 단부(12c)를 어스에 접속하도록 하였다. 이로써, 전극(12)에는 1파장분의 정재파가 발생하고, 또한 전극(12)에 있어서의 2개의 직선 부분에서 제어된 정재파가 형성된다. U자형 전극(12)의 2개의 직선 부분에서 발생하는 반파장에 상당하는 정재파는 각각의 배의 위치가 일치하는 동시에 직선 부분 사이의 영역에서 정재파가 서로 강화되는 관계로 유지된다. 그 결과, 전극(12)의 2개의 직선 부분 사이의 영역 및 그 주위의 영역에 있어서 밀도가 균일한 플라즈마가 생성된다.

상기와 같은 전극(12)을 구비한 성막 챔버(11)에 의하면, 성막 챔버(11)의 내부가 진공 펌프에 의해 소요의 진공 상태로 배기되고, 재료 가스 등이 도입되고, 또한 전극(12)에 단부(12b)로부터 예를 들면 100㎒의 고주파가 급전되면, 2개의 직선부에 제어된 정재파가 일어나고, U자형 전극(12)의 주위 공간에는 균일한 밀도의 플라즈마(18)가 생성된다, 배면판(16) 상에 설치된 4매의 환형의 기판(17)에는 플라즈마 CVD의 작용에 의해 성막이 행해진다. U자형 전극(12)에는 전극(12)의 중앙에 위치하는 급전점(12a)을 기준으로 하여 각 절반 부분, 즉 전술한 2개의 절곡 직선부 각각에 제어된 정재파가 발생하고, 이 정재파는 플라즈마 분포가 양호해지도록 플라즈마(18)를 제어한다. 특히 전술한 바와 같이, 전극(12)에 있어서의 2개의 직선 부분에 발생하는 반파장분의 정재파가 서로 강화되도록 설정되어 있기 때문에, 전극(12)의 주위 공간에 생성되는 플라즈마(18)의 밀도가 저하되지 않고, 플라즈마(18)는 원하는 밀도 분포 상태로 제어된다.

그리고, 전극(12)의 2개의 절곡 직선부 각각에 있어서의 배의 수는 하나로 한정시킬 필요는 없다. 예를 들면, 전술한 치수를 가지는 전극(12)에 있어서, 100㎒보다도 높은 주파수의 고주파를 급전함으로써 예를 들면 복수의 배가 생성되도록 정재파를 일으킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 전극(12)의 전체 길이와 여진용으로 공급되는 고주파 파장의 관계에서는 전극의 전체 길이가 여진 파장 절반의 자연수배가 되고, 또한 U자형 전극(12)의 절곡점에는 정재파의 마디가 발생하도록 관계가 유지되고 있다.

전극의 전체 길이와 급전되는 고주파 파장의 관계에 대해서는, 전술한 바와 같이 전극(12)의 절곡 직선부에서 정재파가 형성되는 파장을 선택함으로써 안테나로서의 전극 주위에 강한 전자계 강도를 만들어 낼 수 있다. 방전 주파수가 어긋나면, 전극의 급전점으로부터 진행되는 진행파와 어스점으로부터 되돌아오는 반사파가 서로 전극 상에서 상쇄되어 결과적으로 전극 주변에 유효한 전자계를 생성할 수 없게 된다. 이 점은 실험적으로 전극의 길이(안테나 길이)와 여진 고주파의 파장 사이에 전술한 바와 같은 특정한 관계를 부여하지 않으면, 방전이 발생되지 않는다고 하는 현상으로 관측된다.

특히, 전극 전체의 길이로서 일파장의 길이와 일치하면, 급전점이나 절곡점, 어스점에서 마디가 되고, 그 외 나머지 부분에서 0이 아닌 강도의 전자계가 발생한다. 따라서, 상기 0이 아닌 전자계를 이용하여 플라즈마를 형성함으로써 전극의 직선 부분의 중앙 부근에서 균일한 성막을 행할 수 있다.

또한, 상기 구성에서 U자형 전극(12)의 절곡 부분은 엄밀하게는 만곡시킬 필 요는 없고, 예각으로 절곡하거나 각을 두어 절곡하도록 해도 된다. 또, 전극(12)의 2개의 절곡 직선부는 엄밀하게 평행할 필요는 없다. 전극의 형상은 U자형이 아니라 예를 들면 V자형인 것이어도 된다.

또한, 2개의 직선형 도체를 평행하게 배치하고, 그들의 일단측을 다른 연결 도체로 연결하여 전체적으로 U자형과 비슷하게 전극을 형성하는 것도 가능하다. 즉, 몇 개의 도체를 조합하여 U자 형상을 만들어 전극(12)에 상당하는 전극을 형성할 수도 있다.

또, 상기 구조에서는 전극(12)을 수직 방향으로 세로로 배치하였으나, 전극(12)을 수평의 가로 배치로 할 수도 있다. 이 경우, 배면판이나 기판도 수평의 가로 상태로 배치된다.

상기 실시예에 의하면, 유도 결합형 전극을 사용하기 때문에, 용량 결합형 전극에 비해 플라즈마 밀도를 상승시키기 쉽다는 이점을 갖는다. 또한, 전극의 형상을 바람직하게는 U자형으로 하고, 급전점을 전극의 한쪽 단부로 함으로써 2개의 절곡 직선부 각각에 발생하는 정재파의 상호 작용에 의해 플라즈마가 서로 강화되어 플라즈마 밀도의 불균일성이 잘 생기지 않는다.

또, 상기 실시예에 의하면, 평행 평판 전극에 비해 저가에 제작할 수 있어 보다 대면적인 기판의 성막에 적합하다.

예를 들면, 100㎒의 고주파를 사용하면, 고주파의 파장

는 3m이다. 그러므로, 전극(12)의 크기는 150㎝(길이)×12㎝(폭) 정도로 되고, 성막에 유효한 면적은 120㎝×10㎝ 정도로 된다. 도 1 등에서는 성막 대상으로서 환형 기판을 도시하 였으나, 본 실시예에 의한 플라즈마 CVD 장치에 의하면, 직사각형 기판을 성막하는 것이 보다 적합하다. 또, 정지 대향된 성막뿐 아니라 대면적 기판의 통과 성막에도 적합하다. 상기와 같은 고주파를 이용한 내부 전극 방식의 플라즈마 CVD 장치에 의하면, 성막 중인 막에 대한 이온 충격이 감소되고, 양호한 막 특성을 얻을 수 있어 대면적에서 고품질의 성막을 행하는 것이 가능해진다.

다음에, 전술한 원칙적인 내부 전극의 설계 방법에 있어서, 추가로 실제 조건을 고려한다.

실제 조건을 고려한 전극 설계(안테나 설계)에서는 다음과 같은 변형적인 실시예를 생각할 수 있다. 고주파 전원(13)으로부터 전극(12)에 대해 고주파를 부여하면, 성막 챔버(11) 내에 있어서 방전 가스의 도입이나 소요의 감압 상태 등의 조건하에서 전극(12)의 주위에 방전이 발생하여 플라즈마가 생성된다. 전극(12)의 주위에 플라즈마가 생성되면, 최초의 원칙적인 전극 설계(자유 공간에서 비유전율

_p가 1임)에 의한 주위 공간의 비유전율의 값이 상이한 값으로 된다. 그 결과, 원칙적인 전극 설계에서는 전극의 길이와의 관계에서 전극의 절반 길이 부분에 반파장의 정재파가 일어나도록 하였으나, 상기 설계가 성립되지 않게 된다. 그래서, 전극(12)의 길이에 대한 조건이 부여되어 있을 때에, 고주파 급전 후에 전극(12)의 주위에 방전이 일어나는 것을 상정하고, 플라즈마 매개변수를 상정하여 고주파 주파수를 결정하는 것이 요구된다.

전극(12)의 주위에서 방전이 생겨 플라즈마가 생성되어 있으면, 전극(12) 주 위 공간의 비유전율은 1이 아니다. 그래서, 전극(12)에 공급되는 고주파 주파수는 전극(12) 주위의 방전 조건을 고려하여 결정된다. 즉, 전극(12) 주위의 플라즈마 비유전율을

_p로 하여 주파수 f는 (c/√

_p)/2L1…(2)로 결정된다. 그리고, 플라즈마 비유전율

_p는

_p=1-

_p ²/

(

-j

)…(3)의 식에서 부여된다. 여기서,

_p는 전자 밀도로 결정되는 플라즈마 주파수이며,

는 방전 주파수이며,

는 방전 압력으로 결정되는 충돌 단면적이다. 상기 (2) 식의

_p는 (2) 식의 실수부(實數部)의 값이며, 반드시 1이상이라고는 한정되지 않는다.

플라즈마의 비유전율은 방전 조건에 따라 상이하기 때문에, 주파수의 결정은 매우 어렵다. 그래서, 실제로는 실험에 의해 최적의 방전 주파수를 결정한다.

다음에, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 도 3은 전술한 도 1과 동일한 도면이다. 도 3에 있어서, 도 1에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 실시예에서는 보다 대형의 직사각형 기판(21)에 대하여 성막을 행하는 데에 적합한 구성을 가지는 전극을 구비한, 내부 전극 방식으로 유도 결합형인 플라즈마 CVD 처리 장치를 나타내고 있다. 직사각형 기판(21)은 큰 면적을 가지고, 바람직하게는 태양전지에 이용되는 비정질 규소 막이 형성되는 유리 기판이다. 대면적의 대형 직사각형 기판(21)의 성막면에 대응하도록 플라즈마 생성 영역도 광역으로 설정되고, 그 때문에 전극에 관한 구성 부분은 전술한 U자형 전극(12)과 동일한 전극을 5개 구비하여 구성되어 있다. 5개 의 전극(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)은 직사각형 기판(21)의 성막면에 평행한 예를 들면 수직인 하나의 평면 내에 포함되도록 배치되고, 또한 각각의 직선부가 서로 평행하면서 바람직하게는 동일 간격이 되도록 평행하게 나란히 형성되어 있다. 전극(22A∼22E)에 의해 구성되는 전극 어레이에 있어서, 각 전극은 절곡부를 상측으로 하고, 단부를 하측으로 하고 있다. 전극(22A∼22E)의 각각은 성막 챔버(11)의 하벽에 고정되어 있다. 각 전극의 한쪽 단부에는 접속부(15)가 형성되고, 다른쪽 단부는 성막 챔버(11)에 접속되어 접지되어 있다. 또, 도 3에 나타낸 성막 챔버(11)는 도 1에 나타낸 성막 챔버와 비교하여 직사각형 기판(21)의 대형화에 따라 대형으로 되도록 형성되어 있다. 그리고, 성막 챔버(11)는 전술한 바와 같이 접지되어 있다.

도 3에서 나타낸 구성에서는, 5개의 전극(22A∼22E)은 성막 챔버(11)에 각각 설치되어 있으나, 전극 어레이로서 각 전극의 2개의 평행한 직선 부분에 전술한 바와 같은 정재파가 발생하도록 구성되어 있다.

5개의 전극(22A∼22E) 각각에는 성막 챔버(11)의 외측에 설치된 단일의 고주파 전원(13)으로부터 소정의 주파수를 가지는 고주파가 각 접속부(15)를 통하여 동일한 위상 관계를 유지하여 공급된다. 공급되는 고주파 주파수의 결정 방법은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같으며, 방전 조건을 고려하여 주파수가 결정된다. 고주파 전원(13)으로부터 전극(22A∼22E)의 각각에 공급되는 고주파는 각 전극의 직선 부분에서 제어된 정재파가 발생하도록 설정되어 있다.

전극(22A∼22E) 각각에 있어서의 직선부에 발생하는 정재파는 전술한 바와 같이, 전극 주위의 공간의 플라즈마 밀도가 균일해지도록 제어된다.

상기한 기술 사항을 구체적으로 설명한다. 도 3에 있어서, 중앙에 위치하는 전극(22C)에 주목한다. 전극 어레이에 있어서, 전극(22C)의 급전측 직선부는 좌측에 인접한 전극(22B)의 어스측 직선부와 인접해 있다. 전극(22C)의 어스측 직선부는 우측에 인접한 전극(22D)의 급전측 직선부와 인접해 있다. 전극(22C)만 보면, 급전측 직선부와 어스측 직선부 사이에서는 전자계의 벡터 방향으로는 역의 위상으로 되어 있다. 전극(22C)의 급전측 직선부와 어스측 직선부 사이의 영역에서는 전자계는 서로 강화된다. 전극(22C)에 있어서의 급전측 직선부의 외측과 어스측 직선부의 외측에 대해서는 인접하는 전극(22B, 22D)과의 관계에 있어서, 전극(22B, 22D)에도 전극(22C)와 동일한 위상의 고주파를 공급함으로써 전극(22C)의 급전측 직선부와 전극(22B)의 어스측 직선부 사이의 영역, 전극(22C)의 어스측 직선부와 전극(22D)의 급전측 직선부 사이의 영역에서도 동일한 전자계가 서로 강화되는 관계가 형성된다. 이로써, 상기 영역에서 밀도가 균일한 플라즈마가 생성된다. 이상의 특성은 전극(22A∼22E) 중 어느 것에 착안해도 성립된다.

따라서, 직사각형 기판(21)의 성막면의 전면(前面) 공간에서는 전자계의 강약의 불균일이 발생하지 않아 밀도 분포가 균일한 플라즈마가 생성되고, 대면적의 직사각형 기판(21)에 균일한 두께의 막이 형성된다. 전극(22A∼22E) 각각에서 발생하는 정재파를 상기한 바와 같이 바람직한 상태로 제어함으로써 막 두께의 균일성이 향상된다.

상기의 실시예에서 전극의 개수는 성막 대상인 기판의 크기에 따라 임의로 결정할 수 있다. 또, 사용하는 고주파 전원의 개수는 하나가 바람직하지만, 복수로 하는 것도 가능하다.

다음에, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 이들 도면에 있어서, 전술한 실시예에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 실시예에서는 3개의 전극(32A, 32B, 32C)이 설치되고, 상기 3개의 전극을 한 세트의 전극 어레이로서 3층의 전극 어레이(33, 34, 35)가 소정 간격을 두고 층 구조로 형성되어 있다. 전극(32A∼32C) 각각의 구성은 전술한 기본 실시예에서 설명한 전극(12)과 동일하다. 3층의 전극 어레이(33∼35) 각각에 있어서, 전극(32A∼32C)은 수직인 동일 평면 내에 포함되면서 동일한 간격이 되도록 배치되어 있다. 또한, 3층의 전극 어레이(33∼35)는 각각이 형성하는 평면이 평행해지도록 배치되어 있다. 전극 어레이(33∼35) 각각의 양측에는 직사각형 기판(31)이 각 전극 어레이가 형성하는 평면에 대해 그 성막면이 평행해지도록 배치되어 있다. 직사각형 기판(31)은 유리 기판이다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 성막 챔버(11) 내에 있어서, 가장 바깥쪽 직사각형 기판의 외측에는 히터(36)가 배치되어 있다. 히터(36)는 직사각형 기판(31)을 소정 온도로 유지한다. 성막 챔버(11)는 접지되어 있다.

상기에 있어서, 전극 어레이(33∼35)에 있어서의 전극(32A∼32C) 각각에는 단일의 고주파 전원으로부터 접속부(15)를 경유하여 고주파가 공급된다. 각 전극에 공급되는 고주파 주파수는 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 전극의 주위에 생성되는 플라즈마 매개변수를 고려하여 결정된다. 전술한 바와 같이, 전극 어레 이(33∼35)의 전극(32A∼32C) 각각에는 제어된 정재파가 발생한다. 전극 어레이(33∼35)의 전극(32A∼32C) 각각의 양측에는 성막 챔버(11) 내가 소요의 진공 상태로 유지되고, 재료 가스 등이 도입된다는 조건하에서 균일한 플라즈마가 생성된다. 6매의 직사각형 기판(31)의 각 성막면에는 고주파(예를 들면, RF)를 이용하는 플라즈마 CVD의 작용에 따라 성막이 행해진다. 또, 실시예의 구성에서는 전극이 유도 결합형이기 때문에, 직사각형 기판(31)을 어스 전위로 유지하기 위한 배면판이 필요하지 않게 된다. 이 점은 도 3에서 나타낸 구성의 실시예의 경우와 동일하다. 도 4와 도 5에서는 기판(31)만이 도시되어 있으나, 실제로는 기판(31)은 지지 프레임으로 지지되어 있다. 지지 프레임은 새시(창틀) 형태를 가지고 있다.

도 6에 2매의 기판(31)을 세트로 지지하는 새시형 지지 프레임(37)을 나타낸다. 지지 프레임(37)의 하부에는 기판 반송 기구(38)를 설치하고, 안내 궤도상을 이동시키도록 구성되어 있다. 기판(31)은 도 5나 도 6에 있어서 지면(紙面)에 수직인 방향으로 반송된다.

U자형 전극에서는 전력 공급 단부와 어스 단부가 동일면 내에 위치하는 형상을 가지고, 복수의 U자형 전극을 배열하는 경우에도 동일한 평면 내에 배치할 수 있기 때문에, 도 5에 나타낸 바와 같이 소정 간격을 둔 층 구조를 이용함으로써 다 영역 성막 장치를 용이하게 실현할 수 있다. 상기와 같이 다영역의 성막을 가능하게 함으로써 다수의 기판을 동시에 성막할 수 있고, 성막의 처리율을 향상시킬 수 있다. 또한, 층 구조를 이용하면, 성막 챔버의 표면적에 대한 직사각형 기판의 성막면의 표면적 비율이 커지기 때문에, 열의 손실을 억제할 수 있어 소비 전력을 억 제할 수 있다.

또한 상기 실시예에 의하면, 성막 대상인 기판의 배면판을 생략할 수 있기 때문에, 종래에는 필요했던 배면판의 온도 상승에 소비되는 전력의 비용, 배면판의 냉각에 필요한 냉각수의 비용, 배면판의 취급에 필요한 운전 비용, 반송 기구에 대한 부하에 따른 장치 비용 등을 저감할 수 있다. 또, 배면판이 설치된 종래의 경우에는 배면판·기판간 밀착 정도의 불균일이나 재현성에 기인하여 막 두께의 불균일이나 막 특성의 불량이라는 문제가 있었으나, 이들을 해소할 수 있다.

도 7에 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 캐리어 반송식 플라즈마 CVD 장치에 대해 본 발명에 관한 U자형 전극을 설치한 구조를 나타내고 있다. U자형 전극에 관한 구조는 거의 도 5에 나타낸 구조와 동일하다. 따라서, 도 7에 있어서, 도 5에서 나타낸 요소와 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 실시예에서는 성막 챔버(11)의 하부에 캐리어식 기판 지지 기구(41)를 구비한 기판 반송 기구(42)를 설치하고 있다. 그러므로, 전술한 3층의 층 구조를 가진 전극 어레이(33∼35)는 성막 챔버(11)의 상벽에 부착되고, 성막 챔버(11) 내에서 수직으로 수하(垂下)되도록 배치되어 있다. 그 외의 구조는 도 5에서 설명한 구조와 동일하다. 기판 지지 기구(41)에 의해 지지된 복수의 기판(31)은 예를 들면 성막이 종료된 후에, 기판 반송 기구(42)에 의해 도 7 내에 있어서 지면에 수직인 방향으로 반송된다.

본 실시예에 있어서도, 성막 다영역에 의해 다수의 기판을 동시에 성막할 수 있고, 또한 성막 대상인 기판에 배면판을 설치할 필요가 없고, 상기 실시예에서 설 명된 전술한 각 효과가 발휘된다.

전술한 각 실시예에 있어서, 전극의 절곡부와 단부에 유전체(절연체)로 형성된 커버를 설치하여 각 부분을 피복할 수도 있다. 이 커버는 전극으로부터의 전자계를 차단하는 전자 차단부로서 기능한다. 상기 커버는 전극에 있어서의 임피던스를 조정하기 위한 요소로서의 기능을 갖게 할 수도 있다. 상기의 커버로서는 예를 들면 동축케이블 구조가 있다.

전술한 각 실시예에서는, U자형 전극에 있어서 전극의 전체 길이가 여진 파장(

)의 1배가 되도록 설정되지만, 동일한 작용 및 효과는 일반적으로 절곡된 U자형 형상이나 이와 유사한 형상을 가지는 전극으로서, 전극의 전체 길이를 공급되는 고주파 여진 파장의 절반의 배수로 하고, 또한 상기 경우에 있어서, 전극의 일단부로부터 고주파를 급전하는 동시에 타단부를 접지시키고, 전극에 일어나는 정재파의 마디가 절곡점에 일치하는 동시에 직선부에 배를 형성함으로써 발생시킬 수 있다.

이상에 있어서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 임의의 실시예에 적용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 내부 전극 방식 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 대면적 기판의 성막에 적합하고, 예를 들면 대형 기판에 비정질 실리콘 박막을 퇴적시켜 태양전지 등을 만드는 데에 유용하다.

Claims

진공 처리 챔버 내에 배치되는 유도 결합형 전극을 구비하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치에 있어서,

상기 전극은 전체 길이가 여진(勵振) 파장과 실질적으로 같고, 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속되고, 상기 고주파 전원으로부터 고주파가 상기 전극에 공급될 때 상기 전극을 따라 일파장의 정재파(定在波)가 발생하도록 구성되고,

상기 전극을 따라 발생하는 정재파의 마디(node)가 상기 전극의 중앙부에 형성되고, 상기 중심점 양측의 상기 전극의 각 절반 부분에 상기 정재파의 배(loop)가 형성되는

것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 전극은 상기 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 상기 전극의 상기 각 절반 부분은 직선 부분으로 되어 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 전극의 상기 절반의 길이는 상기 고주파 파장의 절반과 실질적으로 같 은 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 전극은 상기 진공 처리 챔버 내에 복수 층으로 이루어지는 층 구조로 배치되고, 복수 층 전극 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막(成膜) 실시 영역이 형성되고, 상기 복수의 성막 실시 영역의 각각에 있어서 기판 성막이 행해지는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
진공 처리 챔버 내에 배치되는 유도 결합형 전극을 구비하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치에 있어서,

상기 전극은 전체 길이가 여진 파장의 절반의 자연수배가 되도록 설정되고, 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속되고, 상기 고주파 전원으로부터 고주파가 상기 전극에 공급될 때 상기 전극을 따라 정재파가 발생하도록 구성되고,

상기 전극을 따라 발생하는 정재파의 마디가 상기 전극의 중앙부에 형성되고, 상기 중심점 양측의 상기 전극의 각 절반 부분에 상기 정재파의 배가 최소한 하나 형성되는

것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 전극은 상기 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 상기 전극 의 각 절반 부분은 직선 부분으로 되어 평행하게 배치되고, 상기 정재파의 상기 마디가 절곡점에 일치하는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 전극은 상기 진공 처리 챔버 내에 복수 층으로 이루어지는 층 구조로 배치되고, 복수 층 전극 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막 실시 영역이 형성되고, 상기 복수의 성막 실시 영역의 각각에 있어서 기판 성막이 행해지는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 복수의 전극을 구비하고,

복수의 상기 전극 각각은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 U자형 형상으로 형성되고, 상기 절곡되어 형성된 직선 부분 각각이 평행으로 되는 동시에 하나의 평면에 포함되도록 나란히 설치되고, 또한 일단은 접지되면서 타단은 고주파 전원에 접속되고,

복수의 상기 전극은 평행한 위치 관계로, 급전측 직선 부분과 어스측 직선 부분이 인접하도록 배치되고,

복수의 상기 전극 각각의 상기 급전측 직선 부분의 단부로부터 고주파가 동일한 위상으로 급전되는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
복수의 전극 각각의 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이는 상기 직선 부분에서 정재파의 배가 생성되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제9항에 있어서,

하나의 평면 내에서 나란히 설치된 복수의 상기 전극을 하나의 전극 어레이로 하여 상기 진공 처리 챔버 내에 복수의 상기 전극 어레이가 층 구조로 배치되고, 복수 층의 상기 전극 어레이 사이의 공간을 이용하여 복수의 성막 실시 영역이 형성되고, 상기 복수의 성막 실시 영역 각각에 있어서 기판 성막이 행해지는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
진공 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비하고,

상기 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 U자형으로 형성되고,

상기 전극의 절곡되어 형성된 직선 부분에 반파장의 정재파가 일어나도록 상기 전극의 단부에 고주파를 공급하여 상기 전극의 주위에 플라즈마 방전을 생성하고, 이 때 상기 고주파 주파수 (f)는 광속을 c로 하고, 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이를 L1으로 하고, 상기 전극의 주위에 생성된 플라즈마에 의한 비유전율(比誘電率)을
_p로 할 때,

f=(c/√
_p)/2L1

으로 결정되는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 고주파 주파수는 상기 전극 주위의 플라즈마 매개변수에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 진공 처리 챔버 내에서는 대면적 기판에 태양전지 기능을 가지는 막을 형성하는 플라즈마 CVD 처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 전극에 있어서의 상기 길이 L1은 0.8m 이상인 것을 특징으로 하는 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치.
진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,

상기 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 형성되고, 상기 전극의 전체 길 이는 여진 파장의 절반의 자연수배가 되도록 설정되고, 상기 전극의 단부로부터 고주파가 급전되고, 상기 전극에 일어나는 정재파의 마디가 절곡점에 일치하면서 상기 전극의 각 절반 부분에 상기 정재파의 배를 생성시키고, 상기 정재파로 상기 전극 주위의 플라즈마의 밀도 분포를 균일화하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
제15항에 있어서,

상기 전극의 전체 길이는 여진 파장의 절반의 2배가 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
진공 처리 챔버 내에 배치된 유도 결합형 전극을 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,

상기 전극은 도체가 그 중앙부에서 절곡되어 형성되고,

상기 전극의 절곡되어 형성된 직선 부분에 반파장의 정재파가 일어나도록 상기 전극의 단부에 고주파를 공급하여 상기 전극의 주위에 플라즈마 방전을 생성하고, 이 때 상기 고주파 주파수 (f)는 광속을 c로 하고, 절곡되어 형성된 직선 부분의 길이를 L1으로 하고, 상기 전극의 주위에 생성된 플라즈마에 의한 비유전율을
_p로 할 때,

f=(c/√
_p)/2L1

으로 결정하고,

상기 정재파로 상기 전극 주위의 플라즈마의 밀도 분포를 균일화하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
제17항에 있어서,

상기 고주파 주파수는 상기 전극 주위의 플라즈마 매개변수에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.