[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置。

本申请基于2009年1月9日申请的特愿2009-004023号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

一直以来，作为等离子体处理的一例，已知一种基于使用等离子体状态的工艺气体，在基板上形成薄膜的等离子体化学气相沉积(CVD)法的成膜装置(p-CVD成膜装置)。这种p-CVD成膜装置在例如在基板上形成非晶硅(a-Si)膜时被利用。

图6是示出现有的p-CVD成膜装置的一例的示意性剖视图。

在图6中，成膜装置101具有腔室102，在腔室102的下部配置有支柱125，该支柱125插通腔室102的底面，在上下方向上能够升降。在腔室102内的支柱125的端部，安装有板状的底板103。在腔室102的上部，经由绝缘法兰181安装有电极法兰104。

在腔室102与电极法兰104之间，在电极法兰104上安装有簇射极板105。在簇射极板105与电极法兰104之间形成有空间131。

在电极法兰104上连接有气体导入管107。从成膜气体提供部121通过气体导入管107，向空间131内提供工艺气体。在簇射极板103上设置有多个气体喷出口106。提供到空间131内的工艺气体从气体喷出口106向腔室102内喷出。

另外，在作为被处理体的基板115上形成膜时，在腔室102的内壁面等上也会附着成膜材料。为了去除这样的成膜材料，成膜装置101具有连接于腔室102的自由基源123、以及连接于自由基源123的氟气提供部122。从氟气提供部122提供的氟气在自由基源123中被分解，得到氟自由基，通过向腔室102内的成膜空间提供氟自由基，从而去除附着物(成膜材料)。

底板103的表面平坦地形成。在底板103的上表面载置有支撑部110。通过如此在底板103上载置支撑部110，从而使支撑部110的变形量得到抑制。

另外，支撑部110的表面与底板103同样平坦地形成。在支撑部110的上表面载置有基板115。

当配置基板115时，基板115与簇射极板105相互接近并大致平行。

当在支撑部110上配置有基板115的状态下，从气体喷出口106喷出工艺气体时，工艺气体被提供到基板115的表面上。

电极法兰104和簇射极板105由导电材料构成。电极法兰104与设置在腔室102外部的RF电源133(高频电源)连接。

为了使用上述结构的成膜装置101在基板115的表面上形成薄膜，首先使用真空泵128来对腔室102内进行减压。

在使腔室102内维持为真空状态的状态下，基板115被搬入到真空腔室102内，载置在支撑部110上。

然后，通过气体导入管107提供工艺气体，从气体喷出口106向真空腔室102内喷出工艺气体。

电极法兰104通过绝缘法兰181与腔室102电绝缘。在腔室102接地的状态下，启动高频电源133(例如RF电源)，向电极法兰104施加高频电压。据此，在簇射极板105与支撑部110之间被施加高频电压而产生放电，在簇射极板105与基板115的表面之间产生工艺气体的等离子体P。在如此产生的等离子体P内，工艺气体被分解，在基板115的表面产生气相沉积反应，从而在基板115的表面形成薄膜。

另外，当反复进行几次如上所述的成膜工序时，由于成膜材料附着于腔室102的内壁面等，因此腔室102内会定期进行清洁。在清洁工序中，从氟气提供部122提供的氟气通过自由基源123被分解，产生氟自由基，氟自由基被提供到腔室102内。通过如此向腔室102内的成膜空间提供氟自由基，从而产生化学反应，去除附着于腔室102的内壁面等的附着物。

但是，与现有的液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)制造等相比，在太阳能电池的制造，特别是在利用微晶硅(μc-Si)的太阳能电池的制造中，从生产率的观点来看需要成膜速度的高速化。

作为成膜条件，一般使用例如相对于甲硅烷(SiH₄)，氢(H₂)以较高倍率被稀释的高压工艺。作为这种高速成膜法，基于窄间隙的高压枯竭法被有效利用(例如，参考专利文献1和专利文献2)。

另外，在微晶硅的成膜法中，氢自由基会对微晶硅的膜质造成影响。氢自由基的量多时，硅膜易结晶。另外，氢自由基的量少时，易得到非晶膜。