專利名稱：薄膜形成裝置以及半導(dǎo)體膜制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成硅薄膜太陽電池中所使用的微晶硅薄膜等半導(dǎo)體膜的薄膜 形成裝置以及半導(dǎo)體膜制造方法。
背景技術(shù)：
作為硅薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)換層，廣泛使用著本征(i型)微晶硅薄膜。作為該 微晶硅薄膜的制造方法，一般是通過使用了硅烷(SiH4)和氫Ol2)的混合氣體的等離子體 CVD(Chemical Vapor D印osition 化學(xué)氣相沉積)方法來堆積到基板上。一般，為了通過該等離子體CVD方法來堆積微晶硅膜，廣泛使用被稱作“高壓耗 盡法”的成膜方法(例如參照專利文獻1)。具體地說，在高壓力下，通過使SiH4氣體流 量[SiH4]足夠小(換句話說，使H2氣體流量[H2]足夠大)，使SiH4流量比降低到[SiH4]/ ([SiH4]+ [H2]) = 1 5%程度為止來使等離子體中的SiH4耗盡，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微晶硅薄膜 的堆積(相反地，當(dāng)SiH4流量比大時，所堆積的膜成為非晶質(zhì))。將通過該方法所得到的微 晶硅薄膜應(yīng)用到太陽電池的光電轉(zhuǎn)換層中，試制評價了太陽電池單元的結(jié)果，得到光電轉(zhuǎn) 換效率約9%程度的實用特性。另外，作為形成微晶硅薄膜的其它方法，已知被稱作層層(layerby layer)法的成 膜方法(例如參照非專利文獻1)。在該層層法中，使用等離子體CVD裝置，交替地重復(fù)進行 多次在10 IOOs的范圍內(nèi)生成SiH4等離子體、并在100 600s的范圍內(nèi)生成H2等離子 體的處理，來進行硅薄膜的堆積，從而即使在堆積的時刻是非晶質(zhì)的薄膜，也通過連續(xù)暴露 于H2等離子體從而使薄膜晶體化。而且，最近面向硅薄膜太陽電池的真正的實用化，為了能夠以更高的生產(chǎn)率且更 低的成本來制造太陽電池，逐漸使用基板尺寸為ImXlm以上的大面積基板。在上述的微晶 硅薄膜的形成中，不僅是其堆積速度、膜質(zhì)，而且在米(m)級的大面積基板上均勻地形成薄 膜的大面積/均勻成膜技術(shù)也逐漸變得重要。[現(xiàn)有技術(shù)文獻]專利文獻1 日本特開2001-237187號公報1 :N. Layadi, P. R. Cabarrocas, B. Drevillon, I. Solomon, "Real-time spectroscopic ellipsometry study of the growthof amorphous and microcrystalline silicon thin films prepared byalternating silicon deposition and hydrogen plasma teatment，，，phys. Rev. B, vol. 52, pp. 5136-5143 (1995)

發(fā)明內(nèi)容
另外，i型微晶硅薄膜的光吸收比較小，因此需要使其膜厚至少加厚至2 μ m以上。 但是，在上述專利文獻1中記載的基于等離子體CVD方法的微晶硅薄膜的堆積方法中，由于 要通過調(diào)整SiH4流量比即[SiH4]/([SiH4]+ [H2])來控制結(jié)晶性，因此膜的結(jié)晶性和堆積速 率處于折衷的關(guān)系。即，在非晶質(zhì)的情況下容易得到大的堆積速率，但是在為了結(jié)晶化而降低SiH4流量比時，存在堆積速率大幅下降而通常成為約lnm/s程度這樣的問題。因此，在 要堆積例如2. 5 μ m的微晶硅薄膜時，需要40分鐘以上的處理時間。另外，在上述非專利文獻1所述的基于層層法的微晶硅薄膜的形成方法中，當(dāng)切 換SiH4等離子體生成時的SiH4氣體和H2等離子體生成時的H2氣體時，需要設(shè)置用于將殘 留在氣體供給管內(nèi)的相當(dāng)量的氣體進行排出的排氣時間，存在導(dǎo)致實際的成膜速率變低這 樣的問題。在非專利文獻1中，作為基于該層層法的微晶硅薄膜的堆積速率，報告了 0. 03 0. 06nm/s的值。這樣，堆積速率的值較低，因此難以提高具有微晶硅薄膜的太陽電池的制造 工序的生產(chǎn)量，妨礙低成本化。而且，在專利文獻1、非專利文獻1中所記載的微晶硅薄膜的形成方法中，沒有考 慮例如在尺寸為1. 4mX 1. Im的米級的大面積的基板上均勻地形成微晶硅薄膜的技術(shù)。本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，目的在于得到一種薄膜形成裝置以及半導(dǎo)體膜 制造方法，當(dāng)微晶硅薄膜等的半導(dǎo)體膜的堆積時，能夠維持結(jié)晶性且使堆積速率高速化。另外，目的在于得到一種薄膜形成裝置以及半導(dǎo)體膜制造方法，能夠在薄膜太陽 電池的生產(chǎn)率提高、低成本化所需的米級的大面積基板上高速地堆積均勻的微晶硅薄膜等 半導(dǎo)體膜。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的薄膜形成裝置的特征在于，具備真空容器， 具有保持基板的基板保持部件、以及與所述基板對置地設(shè)置的等離子體電極；第一氣體供 給部件，在成膜時向所述真空容器連續(xù)地供給以氫為主成分而包含的氣體；第二氣體供給 部件，在成膜時通過閥的開閉來打開/關(guān)斷向所述真空容器的至少包含硅或鍺的材料氣體 的供給；高頻電源，向所述等離子體電極施加高頻電壓；屏蔽盒，在所述真空容器的外部以 包圍所述等離子體電極的方式被接地；以及控制部件，控制所述閥的開閉使得將所述材料 氣體周期性地供給到所述真空容器，并且與所述閥的開閉同步地對施加于所述等離子體電 極的高頻電力進行調(diào)幅，其中，所述閥配置在所述屏蔽盒內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用SiH4M2的混合等離子體而使微晶硅薄膜堆積到基板上時，能 夠?qū)iH4氣體的供給、高頻電力的供給高速地進行時間調(diào)制，因此在現(xiàn)有的方法中只能得 到非晶質(zhì)硅薄膜的高SiH4流量比的條件下，也能夠形成微晶硅薄膜。其結(jié)果，具有如下效 果能夠提高將微晶硅薄膜用作光電轉(zhuǎn)換層的太陽電池的制造工藝的生產(chǎn)率。


圖1是示意性地示出本發(fā)明的實施方式1的薄膜形成裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的 圖。圖2是示出薄膜形成過程中的吐氣體和SiH4氣體的流量以及高頻電源中的高頻 電力隨時間變化的樣子的圖。圖3是示出閥開閉信號與真空容器內(nèi)的SiH發(fā)光強度隨時間的變化的關(guān)系的一個 例子的圖。圖4是示意性地示出本發(fā)明的實施方式2的薄膜形成裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的 圖。附圖標(biāo)記說明10 真空容器；11 氣體排氣管；12 基板載置臺；13 等離子體電極；14 絕緣隔板；15 光學(xué)窗；20 屏蔽盒(Shield box) ；21a、21b 氣體供給管；22a、22b 氣體供 給 口 ；23a、23b、25a 25d、31a 31d 氣體閥；24a、24b 質(zhì)量流量控制器(mass flow controller) ；30 空氣供給管；40 高頻電源；50 發(fā)光強度觀測部；51 干涉濾波器 (interference filter) ；52:光電倍增管(photomultiplier) ；60 控制部；70 儲氣槽; 100 基板；131 側(cè)面部；132 氣體噴頭(gas showerhead) ；133 上表面部。
具體實施例方式下面參照附圖來詳細(xì)地說明與本發(fā)明有關(guān)的薄膜形成裝置以及半導(dǎo)體膜制造方 法的優(yōu)選實施方式。此外，本發(fā)明并不被這些實施方式所限定。實施方式1.圖1是示意性地示出本發(fā)明的實施方式1的薄膜形成裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的 圖。該薄膜形成裝置是以現(xiàn)有的等離子體CVD裝置為基本的裝置，在內(nèi)部形成了形成薄膜 的環(huán)境的真空容器10內(nèi)具備基板載置臺12和等離子體電極13，設(shè)置成使等離子體電極13 與基板載置臺12的對置的面為相互平行。在真空容器10中設(shè)有氣體排氣管11，通過與該 氣體排氣管11連接的未圖示的真空泵，排出真空容器10內(nèi)的氣體，將真空容器10內(nèi)設(shè)定 成規(guī)定的真空度?；遢d置臺12是在電氣上接地、且載置有用于實施成膜處理的基板100的結(jié)構(gòu)。 另外，在該基板載置臺12的內(nèi)部內(nèi)置有加熱器，在成膜處理時將基板溫度設(shè)定為規(guī)定的溫 度、例如150 250°C程度的值。此外在此，基板載置臺12設(shè)置于真空容器10的下部側(cè)。 另外，該基板載置臺12對應(yīng)于權(quán)利要求書中的基板保持部件。等離子體電極13由筒狀的側(cè)面部131、以及與筒狀結(jié)構(gòu)的一個端部的上表面部 133相反一側(cè)的底面所構(gòu)成，并在底面具有形成有多個貫通孔的氣體噴頭132。另外，等離 子體電極13固定在真空容器10內(nèi)，使得氣體噴頭132以與基板載置臺12的基板載置面平 行的方式配置在從基板載置臺12的基板載置面起規(guī)定的距離上方。在此，等離子體電極13 的筒狀的側(cè)面部131、上表面部133以通過氧化鋁、特氟綸(Teflon)(注冊商標(biāo))等絕緣隔 板14而與真空容器10電絕緣的方式固定于真空容器10。而且，等離子體電極13的筒狀的上表面部133經(jīng)由與等離子體電極13設(shè)置位置 相對應(yīng)地設(shè)置的屏蔽盒20、以及未圖示的阻抗匹配器，與高頻電源40電連接。由此，等離子 體電極13被施加高頻電壓。高頻電源40的振蕩頻率一般為13. 56MHz,27. 12MHz，但是為 了增加等離子體的密度來實現(xiàn)成膜的高速化，有時使用30 150MHz的頻率、即VHF(Very High Frequency 甚高頻)帶。這樣，等離子體電極13被施加高頻電壓，因此為了防止高 頻的放射、泄漏，在真空容器10的外部以包圍等離子體電極13的方式配置有接地的屏蔽盒 20。在等離子體電極13的上表面部133中，分開設(shè)有用于供給SiH4氣體和H2氣體的 H2氣體供給口 22a和SiH4氣體供給口 22b，它們分別連接于供給H2、SiH4氣體的H2氣體供 給管21a、SiH4氣體供給管21b。當(dāng)生成等離子體時，等離子體電極13的上表面部133同時 被施加高頻電壓以及直流的自偏壓，因此在氣體供給管21a、21b為金屬(例如SUS制)的 情況下，為了使等離子體電極13和氣體供給管21a、21b電絕緣，氣體供給口 22a、22b使用 在氧化鋁、特氟綸(注冊商標(biāo))等絕緣體塊的內(nèi)部形成有氣體流路的氣體供給口。 另外，在H2氣體供給 管21a上具備空氣驅(qū)動式或者電磁式的氣閥23a，對來自未圖示的用于供給H2 氣體的H2氣體供給部的H2氣體的流動進行打開/關(guān)斷；以及質(zhì)量流量控制器24a，控制H2 氣體的流量。此外，氣閥23a配置在屏蔽盒20的外部。在SiH4氣體供給管21b上具備空氣驅(qū)動式或者電磁式的氣閥23b，對來自未圖示 的用于供給SiH4氣體的SiH4氣體供給部的SiH4氣體的流動進行打開/關(guān)斷；質(zhì)量流量控 制器24b，控制SiH4氣體的流量；以及空氣驅(qū)動式的氣閥25，在薄膜形成過程中進行向真空 容器10的SiH4氣體的供給的打開/關(guān)斷。氣閥23b配置在屏蔽盒20的外部，空氣驅(qū)動式 的氣閥25配置在離屏蔽盒20內(nèi)的SiH4氣體供給口 22b近的位置。氣閥25是空氣驅(qū)動式， 輸送壓縮空氣的空氣供給管30配置于該氣閥25。在該空氣供給管30中，對壓縮空氣的供 給進行打開/關(guān)斷的電磁式的氣閥31設(shè)置在屏蔽盒20的外部。通過開閉氣閥31，打開/關(guān)斷壓縮空氣向氣閥25的供給。當(dāng)氣閥31被打開而成 為開啟狀態(tài)，向氣閥25供給壓縮空氣時，氣閥25成為打開(開啟狀態(tài))，能夠?qū)⒘鬟^SiH4 氣體供給管21b的SiH4氣體供給到真空容器10內(nèi)。另外，當(dāng)氣閥31關(guān)斷而成為關(guān)閉狀態(tài)， 向氣閥25停止供給壓縮空氣時，氣閥25成為關(guān)斷(關(guān)閉狀態(tài))，流過SiH4氣體供給管21b 的SiH4氣體停止供給到真空容器10內(nèi)。這樣，氣閥25利用壓縮空氣來進行開閉動作，因此 能夠高速地打開/關(guān)斷向真空容器10內(nèi)的SiH4氣體的供給。此外，為了盡可能高速地打開 /關(guān)斷SiH4氣體的供給，顯然應(yīng)該使氣閥25與等離子體電極13之間的配管距離如10cm、 5cm、…那樣盡可能接近。另外，氣閥25的響應(yīng)速度優(yōu)選為盡可能短，例如被供給壓縮空氣 之后氣閥25從關(guān)閉狀態(tài)成為開啟狀態(tài)為止的響應(yīng)時間優(yōu)選為IOms(毫秒)以下。而且，在 閥開閉信號下從關(guān)閉狀態(tài)成為開啟狀態(tài)為止的響應(yīng)時間優(yōu)選為30ms以下，進一步優(yōu)選為 15ms以下。另外，在薄膜形成過程中處于向等離子體電極13施加高頻電壓的狀態(tài)，因此在屏 蔽盒20內(nèi)放射高頻。因此，導(dǎo)致氣閥25的金屬部也被施加高頻電壓，但由于是沒有任何電 磁動作的空氣驅(qū)動式，所以能夠抑制氣閥25的誤動作、破損。另外，該氣閥25驅(qū)動用的壓 縮空氣的供給是通過在屏蔽盒20的外部設(shè)置的電磁式的氣閥31而高速地進行的。在本實施方式1中，使用絕緣性的氣體供給口 22b來使氣閥25與等離子體電極13 電絕緣，但是這并不是必須的，即使在等離子體電極13的上表面部133直接安裝空氣驅(qū)動 式的氣閥25，其開閉動作也沒有問題，適合實現(xiàn)向真空容器10的5讓4氣體供給的打開/關(guān) 斷的高速化。但是，此時需要在SiH4氣體配管21b的中途安裝絕緣性的配管等來進行電切 斷。另外，在本實施方式1中，作為機械地進行開閉動作的氣閥的代表而說明了空氣 驅(qū)動式的閥的情況，但是當(dāng)然不限于空氣驅(qū)動式。而且，即使是電氣性地進行開閉的壓電 閥，如果閥的電磁屏蔽做得充分則也是能夠使用的。在與基板載置臺12和等離子體電極13之間的生成等離子體的空間(等離子體生 成空間)對應(yīng)的真空容器10的側(cè)面，配置有能夠觀測等離子體的狀態(tài)的光學(xué)窗15，該光學(xué) 窗15被設(shè)置有發(fā)光強度觀測部50，該發(fā)光強度觀測部50對來自所生成的等離子體中的Si 原子或者SiH分子的發(fā)光(例如Si :288nm,SiH:414nm)的強度進行觀測。在此，作為發(fā)光 強度觀測部50，具備干涉濾波器51，從等離子體的發(fā)光譜中選擇來自Si原子或者SiH分 子的發(fā)光；以及光電倍增管52，將由干涉濾波器51所選擇的Si原子或者SiH分子的光轉(zhuǎn)換為電信號。此外，在該例子中，雖然使用干涉濾波器51來選擇來自Si原子或者SiH分子 的發(fā)光，但是也可以通過分光器等來進行波長選擇。另外，也可以使用光電倍增管52以外 的光檢測器(發(fā)光二極管等)來進行光檢測。另外，該薄膜形成裝置具備控制部60，該控制部60對氣閥31的閥的開閉和高頻電 源40進行控制。該控制部60將閥開閉信號供給到氣閥31，并且向高頻電源40供給電力調(diào) 制信號以使對與SiH4氣體的供給的打開/關(guān)斷同步地提供給等離子體電極13的高頻電力 的輸出進行調(diào)幅，其中，所述閥開閉信號是以規(guī)定的周期對SiH4氣體向真空容器10 內(nèi)的導(dǎo) 入的打開/關(guān)斷進行切換的信號。此外，由發(fā)光強度觀測部50所觀測的表示來自Si原子或者SiH分子的發(fā)光強度 的發(fā)光強度信號被發(fā)送到控制部60?？刂撇?0求出從將閥開啟信號輸出到氣閥31后到 Si原子或者SiH分子的發(fā)光強度實際增加為止的延遲時間、以及將閥關(guān)閉信號輸出到氣閥 31后到Si原子或者SiH分子的發(fā)光強度實際減少為止的延遲時間，并根據(jù)添加該延遲時間 而決定的SiH4氣體的供給的打開/關(guān)斷的期間，輸出閥開閉信號和電力調(diào)制信號。接著，說明這種結(jié)構(gòu)的薄膜形成裝置中的薄膜形成方法。首先，在真空容器10內(nèi) 的基板載置臺12上設(shè)置基板100之后，通過氣體排氣管11對真空容器10內(nèi)進行真空排氣， 將真空容器10內(nèi)設(shè)為規(guī)定的真空度。另外，通過基板載置臺12的加熱器進行加熱使得基 板100成為規(guī)定的溫度。在該狀態(tài)下，打開設(shè)置在H2氣體供給管21a上的氣閥23a，以規(guī)定 的流量從H2氣體供給口 22a向真空容器10內(nèi)供給H2氣體。此時，從H2氣體供給口 22a向 真空容器10內(nèi)流入的H2氣體，在筒狀的等離子體電極13內(nèi)流過，并通過等離子體電極13 的底部的氣體噴頭132被供給到等離子體生成空間。另一方面，關(guān)于SiH4氣體，打開設(shè)置在SiH4氣體供給管21b上的氣閥23b，設(shè)為連 續(xù)打開的狀態(tài)，但是以規(guī)定的周期使屏蔽盒20內(nèi)的空氣驅(qū)動式的氣閥25重復(fù)開閉，高速地 打開/關(guān)斷向真空容器10內(nèi)的SiH4氣體的供給。具體地說，接收來自控制部60的閥開啟 信號，首先氣閥31進行動作而成為開啟狀態(tài)，壓縮空氣被供給至氣閥25。根據(jù)該氣壓的作 用，氣閥25被打開，SiH4氣體通過等離子體電極13的氣體噴頭132而被供給到真空容器 10(等離子體生成空間)內(nèi)。另外，接收來自控制部60的閥關(guān)閉信號，首先氣閥31進行動 作而成為關(guān)閉狀態(tài)，壓縮空氣停止向氣閥25供給。根據(jù)因沒有供給該壓縮空氣而所致的氣 壓的作用，氣閥25被關(guān)閉，SiH4氣體停止向真空容器10內(nèi)供給。圖2是表示薄膜形成過程中的H2氣體和SiH4氣體的流量以及高頻電源中的高頻 電力隨時間變化的樣子的圖。如該圖所示，H2氣體不管時間如何都始終以規(guī)定的流量被供 給到真空容器10內(nèi)，但是SiH4氣體在T。n的期間中被供給到真空容器10內(nèi)，在T。ff的期間 中不被供給到真空容器10內(nèi)。另外，高頻電力是在T。n的期間中即在SiH4氣體的打開過程 中以Ρ。η的輸出而被施加到等離子體電極13，在T。ff的期間中即在SiH4氣體的關(guān)閉過程中 以P。ff ( > PJ的輸出而被施加到等離子體電極13。SiH4氣體在等離子體中通過電子沖突而容易分解，因此當(dāng)?shù)入x子體的電子密 度過高時，不僅是作為硅薄膜的前軀體的SiH3，而且通過與氣體粒子的沖突而引起質(zhì)點 (Particle)產(chǎn)生的SiH2、SiH、Si也大量生成，氣相過程中引起質(zhì)點的產(chǎn)生，導(dǎo)致形成缺陷多 的硅膜。因此，為了更有選擇性地生成優(yōu)選的SiH3分子，在將SiH4的氣體供給設(shè)為打開時， 有效的是將高頻電力設(shè)定得較低從而將等離子體密度抑制得較低。另一方面，已知H2氣體是比較難分解的氣體種類。這是因為在等離子體中通過電子沖突分解而產(chǎn)生的H原子在 氣相過程中或者真空容器10的壁、電極表面容易再結(jié)合，因此導(dǎo)致恢復(fù)為H2分子。因此， 為了提高等離子體中的H原子的密度，需要增大等離子體中的電子密度。如前所述，通過將非晶質(zhì)的硅薄膜暴露于H2等離子體，能夠使膜結(jié)晶化。另外，已 知隨著等離子體中的H原子的密度的增加，可縮短結(jié)晶化所需的時間。因而，為了使用吐等 離子體來使非晶質(zhì)的硅膜快速地結(jié)晶化，需要增加H原子的密度，只要盡可能提高生成等 離子體的高頻電力即可。因此，在將SiH4氣體的供給設(shè)為關(guān)斷，并利用H2等離子體進行膜 表面的結(jié)晶化的時間T。ff(在圖2中，T1 < t < T2，T3 < t < T4,…)中，將高頻電力設(shè)定得 較高(P。n<P。ff)。根據(jù)以上的處理，在薄膜形成過程中，如圖2所示那樣控制SiH4氣體的 流量和高頻電力的輸出。在此，在期間T。n，SiH4氣體和H2氣體被供給到真空容器10內(nèi)，通過高頻電力Ρ。η而 生成包含很多SiH3分子的、電子密度低的SiH4/H2混合等離子體，在基板載置臺12上的基 板100的表面形成非晶質(zhì)硅薄膜。并且，當(dāng)期間Τ。η結(jié)束而成為期間T。ff時，只有H2氣體被 供給到真空容器10內(nèi)，通過高頻電力P。ff ( > PJ而生成電子密度高的H2等離子體，能夠使 形成在基板100上的非晶質(zhì)硅薄膜在短時間內(nèi)結(jié)晶化。這樣，能夠交替地高速切換地進行適于硅堆積的低密度的SiH4/H2混合等離子體 和適于硅結(jié)晶化的高密度的H2等離子體的產(chǎn)生。并且，通過調(diào)整將SiH4氣體的供給設(shè)為打 開的期間Ton( = T1 = T3-T2 =…)和設(shè)為關(guān)斷的期間Toff ( = T2-T1 = T4-T3 =…)，在以往 的成膜方法中，在雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高速成膜但成為非晶質(zhì)的硅膜的成膜條件(即，高3讓4流 量比)下，也能夠堆積微晶硅薄膜。另夕卜，當(dāng)SiH4氣體供給的打開/關(guān)斷時間比較短時，例如比T。n = ls/Toff = Is還 短時，難以與它同步地對高頻電力施加調(diào)制。因此，優(yōu)選為正確地檢測從控制部60向氣閥 31發(fā)出閥開閉信號的時刻起向真空容器10內(nèi)的SiH4氣體的流入量實際增加/減少的時間 延遲，并考慮該時間延遲來決定對高頻電力進行調(diào)幅的定時(timing)。因此，如圖1所示，能夠通過發(fā)光強度觀測部50來監(jiān)視由SiH4引起的Si原子或者 SiH分子的發(fā)光強度的時間變化。圖3是表示閥開閉信號與真空容器內(nèi)的SiH發(fā)光強度隨 時間的變化的關(guān)系的一個例子的圖。在此，在閥開閉信號中，將閥開啟的定時設(shè)為t = 0，將 SiH4氣體流量設(shè)為lOOsccm，將H2氣體流量設(shè)為900sccm，將壓力設(shè)為500Pa，將SiH4氣體 的打開時間T。n設(shè)為100ms，將關(guān)斷時間T。ff設(shè)為100ms，將用于等離子體生成的高頻電力設(shè) 為在300W下恒定。H2氣體流量與SiH4氣體流量相比優(yōu)選為5倍以上，進一步優(yōu)選為如該例 子那樣為9倍以上。由于這樣連續(xù)地供給H2氣體，因此在SiH4氣體流量的打開時間T。n和 關(guān)斷時間T。ff中，壓力的變動變小，能夠進行穩(wěn)定的制膜。 可知在t = O從控制部60輸出閥開啟信號之后，從SiH發(fā)光強度開始增加的時刻 、到SiH4氣體實際流入等離子體中為止的時間延遲(=、)。相反地，可知在t = t2從控 制部60輸出閥關(guān)閉信號之后，從SiH發(fā)光強度開始減少的時刻t3到SiH4氣體地供給關(guān)斷 的時間延遲( = t3-t2)。在該例子中，從閥關(guān)閉信號延遲約20ms，SiH4氣體供給成為打開， 相反地，從閥關(guān)閉信號延遲約40ms，SiH4氣體供給成為關(guān)斷。這樣，使用發(fā)光強度觀測部50 的監(jiān)視結(jié)果，能夠正確地檢測時間延遲。在將SiH4氣體的打開時間T。n和關(guān)斷時間T。ff設(shè)定 得比該時間延遲還短時，無法切換真空容器10內(nèi)的實際的SiH4氣體的打開和關(guān)斷，無法形成微晶硅薄膜。因此，在實際的薄膜形成中，只要根據(jù)該時間延遲來決定電力調(diào)制的定時使 得能夠形成微晶硅薄膜即可。此外，關(guān)于該時間延遲的測定，針對每個成膜條件預(yù)先求出， 并在成膜時使用與其成膜條件對應(yīng)的時間延遲來決定對高頻電力進行調(diào)幅的定時。如以上那樣，在形成了規(guī)定厚度的微晶硅薄膜之后，關(guān)閉設(shè)置在吐氣體供給管21a 上的氣閥23a、和設(shè)置在SiH4氣體供給管21b上的氣閥23b，將基板載置臺12的加熱器設(shè)為 關(guān)斷，并將真空容器10內(nèi)充分進行排氣后，恢復(fù)為大氣壓，從基板載置臺12向真空容器10 外移送基板100，并結(jié)束薄膜形成處理。最后，說明對通過這種薄膜形成方法而形成的薄膜進行了評價的結(jié)果。在此，將 SiH4氣體流量設(shè)為lOOsccm，將H2氣體流量設(shè)為900sccm (即，SiH4流量比=10 % )，將壓力 設(shè)為500Pa，將SiH4氣體的打開時間T。n設(shè)為100ms，將關(guān)斷時間T。ff設(shè)為IOOms (即，重復(fù)頻 率為5Hz，占空比為50% )，為了生成等離子體，將SiH4氣體供給為打開時的高頻電力(頻 率60MHz)P。nS* 100W，將關(guān)斷時的電力P。ff設(shè)為500W，將等離子體電極13和基板100的 距離設(shè)為10mm，將基板載置臺12的溫度設(shè)定為200°C，從而形成硅薄膜。此時，供給高頻電 力的總的成膜時間是5分鐘。當(dāng)以該條件進行硅薄膜的成膜時，得到8. lnm/s的堆積速率，能夠?qū)崿F(xiàn)實用的高 速成膜。另外，通過拉曼分光法測定的520CHT1下的結(jié)晶硅薄膜的峰值I。相對于480CHT1下 的非晶硅薄膜的峰值Ia的、峰值強度比I。/Ia為7. 2。該峰值強度比1。/\表示硅薄膜中的 結(jié)晶化的程度，在該值為5以上10以下的情況下，作為太陽電池使用時具有足夠的結(jié)晶化 率。因此，通過本實施方式1的薄膜形成方法而形成的微晶硅薄膜，具有能夠作為光電轉(zhuǎn)換 效率高的太陽電池而使用的性質(zhì)。根據(jù)本實施方式1，在基于等離子體CVD方法的膜形成過程中，向真空容器10內(nèi)以 恒定流量供給H2氣體，并以規(guī)定的周期高速地重復(fù)打開/關(guān)斷來供給SiH4氣體流量，并且 供給與SiH4氣體的打開/關(guān)斷同步地進行了調(diào)幅的高頻電力，因此在SiH4氣體的供給過程 中，非晶硅薄膜高速地形成在基板100上，在沒有供給SiH4氣體的期間，所形成的非晶硅薄 膜高速地結(jié)晶化。通過重復(fù)該過程，與現(xiàn)有的微晶硅薄膜的形成方法相比具有能夠高速地 形成優(yōu)質(zhì)的微晶硅薄膜這樣的效果。
另外，基于現(xiàn)有的等離子體CVD方法的成膜速率為約lnm/s程度，但是基于本實施 方式1的薄膜形成方法的成膜速率為8. lnm/s程度。其結(jié)果，還具有如下效果能夠提高將 微晶硅薄膜用作光電轉(zhuǎn)換層的太陽電池等的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造工序中的生產(chǎn)量。而且， 與現(xiàn)有的微晶硅薄膜的制造所耗費的時間相比，本實施方式1的微晶硅薄膜的制造所耗費 的時間約為1/8以下，因此具有能夠削減微晶硅薄膜的形成所耗費的電力、還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié) 能這樣的效果。而且，通過本實施方式1的薄膜形成方法在尺寸較小的基板(例如尺寸為 IOcmXlOcm的基板)中形成微晶硅膜的情況下，還具有如下效果能夠?qū)崿F(xiàn)基板面內(nèi)的膜 厚的均勻性為士 10%以內(nèi)這樣的均勻的成膜。此外，在上述的例子中，雖然固定了氣體流量、壓力、電力等參數(shù)，但是微晶硅膜的 成膜條件不限于這些值。另外，雖然將3讓4氣體的打開時間T。n設(shè)為100ms，將關(guān)斷時間T。ff 設(shè)為100ms，但是改變T。n、T。ff而進行了同樣的實驗的結(jié)果，可知優(yōu)選為開始3讓4氣體的供 給，在基板上形成了約幾層程度的原子的硅層的時刻，停止供給氣體。具體的T。n、Toff的時間設(shè)定取決于成膜速率，但是在高速成膜時，能夠在氣體供給時間為10ms<T。n< Is、關(guān)斷 時間IOms ( Toff ( Is的寬范圍的條件下得到與上述的例子相同的效果。在本實施方式1中，敘述了作為結(jié)晶化促進氣體使用H2、作為材料氣體使用SiH4W 微晶硅膜的制造方法，但是也可以向H2氣體中添加He、Ne、Ar等惰性氣體等。在該氣體中， H2為主成分，例如優(yōu)先為包含50%以上的體積比，進一步優(yōu)先為包含80%以上。另外，作為 材料氣體不限于SiH4,也可以是包含Si的其它氣體、例如Si2H6等四族氫化物，另外也可以 添加以乙硼烷(B2H6)、磷化氧(PH3)、砷化氫(AsH3)為代表的摻雜氣體。另外，除了微晶硅以外在微晶硅鍺(SixGe1J的成膜中也具有相同的效果，能夠維 持高的結(jié)晶性并且實現(xiàn)高速成膜。在這種情況下，作為材料氣體使用SiH4和GeH4的混合氣 體即可。另外，在發(fā)光強度觀測部50中，只要觀測來自等離子體內(nèi)的Si或SiH、或者Ge或 GeH的發(fā)光即可。實施方式2.
在實施方式1的薄膜形成裝置及其方法中，在比較小的基板100(例如尺寸為 IOcmXlOcm的基板)上形成微晶硅薄膜的情況下，如圖1所示那樣，通過使用對向真空容 器內(nèi)10的SiH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的空氣驅(qū)動式的一個氣閥25，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的 (基板面內(nèi)的膜厚的均勻性為士 10%以內(nèi)的)成膜，另外SiH4氣體的流量也為lOOsccm，能 夠?qū)崿F(xiàn)成膜速率為8. lnm/s的高速成膜。但是，利用該裝置結(jié)構(gòu)在例如具有1.4mXl. Im尺寸的米級的大面積基板上進行 成膜時，基板面內(nèi)的膜厚、結(jié)晶性的均勻性惡化至士40%。認(rèn)為這是因為在設(shè)置有用于供 給SiH4氣體的氣閥25的中央附近，雖然微晶硅薄膜的膜厚大，但是隨著朝向基板的周邊， 膜厚大幅減少，因此等離子體電極13與基板載置臺12之間的向等離子體生成空間的SiH4 氣體的供給在空間上變得不均勻。因此，在本實施方式2中，說明在米級的大面積基板上也能夠高速且均勻地形成 微晶硅薄膜的薄膜形成裝置以及薄膜形成方法。圖4是示意性地表示本發(fā)明的實施方式2的薄膜形成裝置的5讓4氣體供給部附近 的結(jié)構(gòu)的圖。此外，在本實施方式2中，僅有向等離子體電極13的SiH4氣體的供給方法與 實施方式1不同，因此只圖示SiH4氣體的供給方法。此外，關(guān)于H2氣體供給管21a等的H2 氣體的供給/導(dǎo)入部、高頻電源40等高頻電力的產(chǎn)生/供電部、以及發(fā)光強度觀測部50，具 有與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)，因此省略其圖示以及說明。在等離子體電極13的上表面部133分開設(shè)有用于供給H2氣體和SiH4氣體的一 個吐氣體供給口(未圖示)、和與形成薄膜的基板的大小相應(yīng)的多個(在此為四個)SiH4 氣體供給口 22b。SiH4氣體供給口 22b的各自被配接用于供給SiH4氣體的SiH4氣體供給 管21b，在SiH4氣體供給管21b上，在屏蔽盒20的外部設(shè)有對來自未圖示的用于供給SiH4 氣體的SiH4氣體供給部的SiH4氣體的流量進行控制的質(zhì)量流量控制器24b、和打開/關(guān)斷 SiH4氣體的流通的空氣驅(qū)動式或電磁式的氣閥23b。另一方面，在屏蔽盒20的內(nèi)部，SiH4氣體供給管21b連接于能夠儲存規(guī)定量的 SiH4氣體的儲氣槽70，從該儲氣槽70分支為四根的SiH4氣體供給管21b的各個經(jīng)由對向 等離子體電極13的SiH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的空氣驅(qū)動式的氣閥25a 25d，與 SiH4氣體供給口 22b連接。在此，儲氣槽70具有至少能夠?qū)忾y25a 25d從打開到成為關(guān)斷為止的每一次所供給的SiH4氣體的量進行保持的程度的空間。另外，儲氣槽70與對向 等離子體電極13的SiH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的氣閥25a 25d之間的SiH4氣體供 給管21b的長度調(diào)整為全部相同。另外，對SiH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的氣閥25a 25b的目的在于盡可能快速地進行SiH4氣體的切換，因此直接連接于SiH4氣體供給口 22b。 而且，四個部位的SiH4氣體供給口 22b均等地配置在等離子體電極13的面內(nèi)。氣閥25a 25d是空氣驅(qū)動式，這些氣閥25a 25d被配置有用于傳輸壓縮空氣 的四根空氣供給管30。在這些空氣供給管30中，在屏蔽盒20的外部設(shè)有對壓縮空氣的供 給進行打開/關(guān)斷的電磁式的氣閥31a 31d?？刂撇?0對提供給氣閥31a 31d的閥開閉信號的定時進行調(diào)整，使得在進行各 SiH4氣體供給管21b的氣閥25a 25d的打開/關(guān)斷之后，向等離子體電極13的SiH4氣體 的供給量的增減在哪個SiH4氣體供給管21b中都相同。通過這樣調(diào)整閥開閉信號的定時， 減小從各SiH4氣體供給管21b供給的SiH4氣體的量的時間偏差，減少成膜時的面內(nèi)分布的 不均勻性。另外，控制部60與向真空容器10內(nèi)的SiH4氣體的增加/減少同步地對施加于 等離子體電極13的高頻電力進行調(diào)幅。
接著，說明這種薄膜形成裝置中的SiH4氣體的供給方法。在供給SiH4氣體時，開 啟設(shè)在SiH4氣體供給管21b上的氣閥23b，設(shè)為連續(xù)打開的狀態(tài)，但以規(guī)定的周期，重復(fù)開 閉屏蔽盒20內(nèi)的四個氣閥25a 25d，從而高速地打開/關(guān)斷向真空容器10內(nèi)的SiH4氣 體的供給。具體地說，接收來自控制部60的信號，首先通過分別開閉空氣供給管30上的氣 閥31a 31d，打開/關(guān)斷向氣閥25a 25d的壓縮空氣的供給。例如，從控制部60輸出閥開啟信號，使氣閥31a 3Id打開而成為開啟狀態(tài)時，壓 縮空氣被提供給對SiH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的氣閥25a 25d，氣閥25a 25d成 為打開(開啟狀態(tài))。然后，能夠?qū)Υ嬖趦獠?0中的SiH4氣體通過SiH4氣體供給管 21b和SiH4氣體供給口 22b而供給到等離子體電極13內(nèi)，并進一步通過氣體噴頭132供 給到等離子體生成空間。此外，由于在各氣閥25a 25d的響應(yīng)速度、動作速度中有個體差 異，因此從氣閥25a 25d成為打開之后到SiH4氣體到達氣體供給口 22b為止的時間一般 不同。因此，控制部60使向各個氣閥31a 31d發(fā)送的閥開啟信號的定時不同，使得由全 部的SiH4氣體供給口 22b同時供給SiH4氣體。另一方面，從控制部60輸出閥關(guān)閉信號，使氣體供給管30上的氣閥31a 31d關(guān) 斷而成為關(guān)閉狀態(tài)時，停止向?qū)iH4氣體的供給進行打開/關(guān)斷的氣閥25a 25d的供給 壓縮空氣，根據(jù)氣壓的作用，氣閥25a 25d成為關(guān)斷(關(guān)閉狀態(tài))。然后，從儲氣槽70通 過SiH4氣體供給管21b的SiH4氣體向等離子體電極13內(nèi)的供給停止。此外，此時由于在 各氣閥25a 25d的響應(yīng)速度、動作速度中存在個體差異，因此在氣閥25a 25d成為關(guān)斷 后到來自SiH4氣體供給口 22b的SiH4氣體減少為止所需的時間一般不同。因此，控制部 60使向各個氣閥31a 31d發(fā)送的閥開啟信號的定時不同，以使由全部的SiH4氣體供給口 22b同時減少SiH4氣體。這樣，在本實施方式2中，經(jīng)由多個SiH4氣體供給管21b和氣閥25a 25d進行 向噴頭132的SiH4氣體的供給，因此即使使用米級的大面積基板的成膜時所使用的大型的 噴頭132，也能夠向等離子體生成空間均勻地供給SiH4氣體。另外，在本實施方式2中，在SiH4氣體供給管21b的中途設(shè)有儲氣槽70，因此在氣閥25a 25d成為關(guān)斷的期間，能夠?qū)⒋罅康腟iH4氣體儲存到儲氣槽70中。因此，在將氣 閥25a 25d設(shè)為打開之后，能夠?qū)⒋罅康腟iH4氣體供給到噴頭132。在米級的大面積基 板上高速地進行成膜 的情況下、即供給大量的SiH4氣體的情況下，根據(jù)設(shè)置了儲氣槽70的 效果，能夠重復(fù)進行大量的SiH4氣體供給。另夕卜，當(dāng)SiH4氣體供給的打開/關(guān)斷時間比較短時，例如比T。n = ls/Toff = Is還 短時，難以使不同的多個點中的SiH4氣體的供給的定時一致。因此，在本實施方式2(氣 體供給點為四個部位的情況)中，優(yōu)選為正確地檢測從控制部60同時向壓縮空氣的氣閥 31a 31d發(fā)出閥開閉信號的時刻到SiH4氣體供給管21b上的氣閥25a 25d成為打開或 者關(guān)斷而使SiH4氣體實際從各個氣閥25a 25d向真空容器10內(nèi)的流入量增加/減少的 時間延遲的偏差，考慮該定時偏差來決定對壓縮空氣的氣閥31a 31d進行打開/關(guān)斷的 定時。因此，如圖1所示，能夠由發(fā)光強度觀測部50來監(jiān)視SiH4引起的Si原子或者SiH 分子的發(fā)光強度的時間變化。在此，說明該監(jiān)視方法。例如，進行控制，使得以規(guī)定的恒定流量向真空容器10內(nèi)供給H2氣體而使壓力成 為規(guī)定的值。接著，以規(guī)定的電力供給高頻電力而產(chǎn)生H2等離子體。在該狀態(tài)下，從控制 部60產(chǎn)生閥開啟信號，打開壓縮空氣的氣閥31a，僅打開SiH4氣體供給管21b的氣閥25a。 在H2等離子體中流入SiH4氣體時，立即出現(xiàn)Si原子、SiH分子的發(fā)光，因此測定并記錄從 發(fā)出閥開啟信號的時刻到Si、SiH的發(fā)光強度上升的時刻時間差。相反地，還測定并記錄從 控制部60發(fā)出閥關(guān)閉信號后到等離子體中的Si、SiH的發(fā)光強度下降為止的時間差。接著，測定并記錄從控制部60產(chǎn)生壓縮空氣的閥開啟信號(或者閥關(guān)閉信號)來 打開(或者關(guān)斷)壓縮空氣的氣閥31b、即SiH4氣體供給管21b的氣閥25b后到Si、SiH的 發(fā)光強度上升(或下降)為止的時間差。這樣，關(guān)于設(shè)置于SiH4氣體供給管21b的所有的 氣閥25a 25d，以同樣的方法來記錄時間差。然后，針對壓縮空氣的氣閥31a 31d的各 個，從控制部60產(chǎn)生閥開閉信號，使得對這些時間差的偏差進行校正而始終以相同的定時 將SiH4氣體供給(或者停止供給)到等離子體中。另外，進行控制使得從各SiH4氣體供給 管21b向真空容器10內(nèi)導(dǎo)入的SiH4氣體的增加/減少的定時一致，因此控制部60能夠與 向真空容器10內(nèi)的SiH4氣體的增加/減少同步地對施加于等離子體電極13的高頻電力 進行調(diào)幅。最后，敘述利用這種方法在1. 4mX 1. Im的大面積玻璃基板上形成微晶硅薄膜并 進行評價的一個例子。在此，將SiH4氣體的全流量設(shè)為5slm，將H2氣體流量設(shè)為95slm (即， SiH4氣體流量比=5% )，將壓力設(shè)為1，OOOPaJf SiH4氣體的打開時間T。n設(shè)為20ms，將關(guān) 斷時間T。ff設(shè)為80ms ( S卩，重復(fù)頻率為IOHz，占空比為20 ，為了生成等離子體，將SiH4氣 體供給打開時的高頻電力(頻率27. 12MHz)P。nS* lkW，將關(guān)斷時的電力P。ff設(shè)為30kW，將 等離子體電極13與基板的距離設(shè)為5mm，將基板載置臺12的溫度設(shè)定為200°C，形成硅薄 膜。此時，供給高頻電力的總的成膜時間為5分鐘。當(dāng)以該條件進行硅薄膜的成膜時，得到4. 2nm/s的堆積速率，1. 4mX 1. Im的基板 上的面內(nèi)均勻性為士8%，對于米級的大面積基板也能夠?qū)崿F(xiàn)實用的高速/均勻成膜。另 夕卜，關(guān)于通過拉曼分光法求出的結(jié)晶化率、即結(jié)晶硅薄膜的520CHT1中的峰值I。相對于非晶 硅薄膜的480CHT1中的峰值Ia的峰值強度比I。/Ia的值，在基板面內(nèi)的多個點進行了測定的結(jié)果為7. 9 8. 3，能夠均勻地形成可作為太陽電池使用的優(yōu)質(zhì)的微晶硅薄膜。根據(jù)本實施方式 2，構(gòu)成為在等離子體電極13的面內(nèi)均等地配置向噴頭供給 SiH4氣體的多個SiH4氣體供給口 22b，在SiH4氣體供給口 22b與SiH4氣體供給部之間設(shè)置 儲存SiH4氣體的儲氣槽70，通過SiH4氣體供給管21a連接儲氣槽70與各SiH4氣體供給口 22b，并且在離儲氣槽70的距離相等的各SiH4氣體供給管21a上的位置處設(shè)置空氣驅(qū)動式 的氣閥25a 25d。另外，根據(jù)從氣閥25a 25d打開/關(guān)斷后SiH4氣體實際向真空容器 10內(nèi)的流入量增加/減少的時間延遲的偏差，控制部60輸出對氣閥25a 25d的打開/關(guān) 斷進行控制的信號。由此，具有如下效果即使在現(xiàn)有的方法中只能得到非晶質(zhì)的硅薄膜的 高SiH4流量比的條件下，在具有米級的尺寸的大面積的基板上也能夠高速地形成抑制了基 板面內(nèi)的膜厚偏差的微晶硅薄膜。其結(jié)果，還具有如下效果能夠?qū)崿F(xiàn)將微晶硅薄膜用作光 電轉(zhuǎn)換層的太陽電池的制造的生產(chǎn)率的進一步提高、低成本化。產(chǎn)業(yè)上的可利用件如以上那樣，與本發(fā)明有關(guān)的薄膜形成方法適用于在光電轉(zhuǎn)換層中具有微晶硅薄 膜的太陽電池的制造。另外，與本發(fā)明有關(guān)的薄膜形成方法還適用于利用使用了米級的大 面積基板的微晶硅薄膜的太陽電池的制造。
權(quán)利要求
1.一種薄膜形成裝置，其特征在于，具備真空容器，具有保持基板的基板保持部件、以及與所述基板對置地設(shè)置的等離子體電極；第一氣體供給部件，在成膜時向所述真空容器連續(xù)地供給以氫為主成分而包含的氣體；第二氣體供給部件，在成膜時通過閥的開閉來打開/關(guān)斷向所述真空容器的至少包含 硅或鍺的材料氣體的供給；高頻電源，向所述等離子體電極施加高頻電壓；屏蔽盒，在所述真空容器的外部以包圍所述等離子體電極的方式被接地；以及 控制部件，控制所述閥的開閉使得將所述材料氣體周期性地供給到所述真空容器，并 且與所述閥的開閉同步地對施加于所述等離子體電極的高頻電力進行調(diào)幅， 其中，所述閥配置在所述屏蔽盒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述閥是通過壓縮空氣來進行開閉的空氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于，所述控制部件進行控制，以使將所述材料氣體的供給設(shè)為打開時的所述高頻電力小于 將所述材料氣體的供給設(shè)為關(guān)斷時的所述高頻電力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于，還具備發(fā)光強度觀測部件，該發(fā)光強度觀測部件觀測來自在所述基板保持部件與所述 等離子體電極之間的空間所生成的等離子體內(nèi)的Si或SiH、或者Ge或GeH的發(fā)光，所述控制部件從所述發(fā)光強度觀測部件的觀測結(jié)果，預(yù)先求出從該控制部件對所述閥 的開閉的指示到對實際向所述真空容器內(nèi)的所述材料氣體的供給進行打開/關(guān)斷的定時 的偏差，基于附加所述偏差而設(shè)定的所述閥的開閉的周期，進行針對所述閥以及所述高頻 電源的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述控制部件將所述閥設(shè)為開啟的時間是IOms以上Is以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述第二氣體供給部件具有與所述真空容器的多個部位連接的多個材料氣體供給管；以及 設(shè)置于各個所述材料氣體供給管的多個所述閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜形成裝置，其特征在于，所述第二氣體供給部件還具有儲氣槽，該儲氣槽儲存來自材料氣體供給源的材料氣體，所述材料氣體供給管在多個部位連接所述儲氣槽與所述真空容器之間， 所述閥設(shè)置在所述儲氣槽與所述真空容器之間的所述材料氣體供給管上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜形成裝置，其特征在于，還具備發(fā)光強度觀測部件，該發(fā)光強度觀測部件觀測來自在所述基板保持部件與所述 等離子體電極之間的空間所生成的等離子體內(nèi)的Si或SiH、或者Ge或GeH的發(fā)光，所述控制部件從所述發(fā)光強度觀測部件的觀測結(jié)果，針對各所述材料氣體供給管，取得從設(shè)置于各個所述材料氣體供給管的所述閥的開閉到所述材料氣體的供給的打開/關(guān) 斷為止的響應(yīng)時間，控制多個所述閥的開閉的定時以對每個所述材料氣體供給管的所述響 應(yīng)時間的差異進行校正。
9.一種半導(dǎo)體膜制造方法，其特征在于，包括基板保持工序，在具備真空容器和屏蔽盒的薄膜形成裝置的所述真空容器內(nèi)，保持基 板使得與等離子體電極對置，其中，所述真空容器具有所述等離子體電極，所述屏蔽盒在所 述真空容器的外部以包圍所述等離子體電極的方式被接地；以及微晶半導(dǎo)體膜形成工序，向所述真空容器一邊連續(xù)地供給以氫為主成分而包含的氣 體，一邊間歇地供給至少包含硅或鍺的材料氣體，并且，在供給所述材料氣體的期間和沒有 供給所述材料氣體的期間，將不同的高頻電力施加到所述等離子體電極，在所述等離子體 電極與所述基板之間的等離子體生成空間生成等離子體而形成微晶半導(dǎo)體膜，其中，在所述微晶半導(dǎo)體膜形成工序中，通過周期性地開閉設(shè)置在所述屏蔽盒內(nèi)的閥， 從與所述基板對置設(shè)置的噴頭供給所述材料氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體膜制造方法，其特征在于，在所述微晶半導(dǎo)體膜形成工序中，間歇地向所述等離子體生成空間供給所述材料氣體 的時間為IOms以上Is以內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體膜制造方法，其特征在于，在所述微晶半導(dǎo)體膜形成工序之前還包括偏差檢測工序，在該偏差檢測工序中，求出 所述閥的開閉指示的定時和對向所述等離子體生成空間的所述材料氣體的供給進行打開/ 關(guān)斷的定時的偏差，在所述微晶半導(dǎo)體膜形成工序中，根據(jù)所述偏差，對施加于所述等離子體電極的高頻 電力的強度調(diào)制的定時和所述閥的開閉指示的定時，設(shè)定時間偏差。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體膜制造方法，其特征在于，在所述屏蔽盒內(nèi)的所述真空容器的多個部位連接有經(jīng)由閥的材料氣體供給路徑，在所述微晶半導(dǎo)體膜形成工序中，根據(jù)在所述偏差檢測工序中預(yù)先求出的所述各材料 氣體供給路徑的所述偏差，相對施加于所述等離子體電極的高頻電力的強度調(diào)制的定時， 分別獨立地調(diào)整所述各材料氣體供給路徑的閥開閉的定時。
全文摘要
具備真空容器(10)，具有保持基板(100)的基板載置臺(12)以及與基板(100)對置地設(shè)置的等離子體電極(13)；H2氣體供給部件，在成膜時以恒定流量向真空容器(10)供給H2氣體；SiH4氣體供給部件，在成膜時通過氣閥(25)的開閉來打開/關(guān)斷向真空容器(10)的SiH4氣體的供給；高頻電源(40)，向等離子體電極(13)施加高頻電壓；屏蔽盒(20)，在真空容器(10)的外部以包圍等離子體電極(13)的方式被接地；以及控制部(60)，控制閥(25)的開閉使得將SiH4氣體周期性地供給到真空容器(10)，并且與氣閥(25)的開閉同步地對施加于等離子體電極(13)的高頻電力進行調(diào)幅，其中，氣閥(25)配置在屏蔽盒(20)內(nèi)。
文檔編號H01L21/205GK102047385SQ200980119459
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者瀧正和, 津田睦 申請人:三菱電機株式會社