JP6002522B2 - 薄膜形成装置、薄膜形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって基材上に薄膜を形成する技術に関する。

近年、化石燃料や原子力等に代わる安全かつクリーンなエネルギー源として太陽電池が大きな期待を集めている。太陽電池は、光起電力効果を利用して光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する光電変換素子である。特にシリコン系の太陽電池は、資源の環境安全性、資源の豊富さ等の利点があり、広く使用されている。また、シリコンを使用しない化合物系太陽電池も注目されている。

シリコン系の太陽電池などの製造プロセスにおいては、プラズマプロセスが大きな役割を果たしており、特に、アモルファスシリコン・微結晶シリコンなどに代表される薄膜シリコン太陽電池の製造プロセスにおいては、プラズマＣＶＤが大きな役割を果たしている。

例えば、アモルファスシリコンを成膜する方法として、水素希釈のシラン（ＳiＨ₄／Ｈ_２）を原料ガスとして、これをプラズマ放電で分解して、基材上に薄膜を形成するものが知られている。この方法においては、基材がプラズマに直接曝されると、形成途中の薄膜がプラズマによってダメージを被りやすいという問題がある。そこで、プラズマによるダメージを抑制するための技術として、例えば、プラズマが生成される空間と基材が配置される空間とを板状の部材で仕切って、基材がプラズマに直接曝されないようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。

特開平５−２１３９３号公報 特開平７−９９１５９号公報 特開平８−１６７５９６号公報 特開２００２−２８９５３０号公報 特開２００６−１９５９３号公報 特許２９９０６６８号公報

ところで、光安定のシリコン膜（すなわち、光劣化が抑制されたシリコン膜）を得るためには、原料ガスであるシラン（ＳiＨ_４）をプラズマ中で分解する際に、ＳiＨ₃ラジカル以外の粒子の発生をできるだけ抑えることが重要であることが知られている。ところが、従来の方法によると、プラズマ放電による原料ガスの分解反応の制御が難しく、ＳiＨ_４の分解が過剰に進んで、高次のシランラジカル、ＳｉＨ_２のラジカルやナノパウダーなどが生成される可能性が非常に高い。このため、十分な光安定が担保されたシリコン膜を生成することが難しかった。

つまり、良質な薄膜を得るためには、適切な種類の粒子だけを薄膜形成に寄与させることが重要であるところ、従来の技術では、これを実現することが難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、良質な薄膜を生成できる技術を提供することを目的とする。

第１の態様は、薄膜形成装置であって、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、基材を保持する基材保持部と、前記プラズマ発生部が配置されたプラズマ室と、前記基材保持部が配置された成膜室とを仕切る導電性を有する仕切り板と、前記プラズマ室内に、プラズマ原料となるガスを供給する第１ガス供給部と、前記成膜室内に、成膜原料となるガスを供給する第２ガス供給部と、前記仕切り板と前記基材保持部との間に、パルス電圧を印加するパルス電源と、前記パルス電圧のパルス波形を規定するパラメータを調整するパルスパラメータ調整部と、を備え、前記パルスパラメータ調整部は、前記パラメータを調整することにより、前記パルス電圧の電圧レベルの各絶対値を前記プラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅の１０倍以上に設定する。

第２の態様は、第１の態様に係る薄膜形成装置であって、前記パルス電圧が、両極性パルス電圧であり、前記電圧レベルとは、正電圧および負電圧の電圧レベルである。

第３の態様は、第２の態様に係る薄膜形成装置であって、前記パラメータには、負電圧レベルおよび正電圧レベルに加え、負パルスの持続時間および正パルスの持続時間のうちの少なくとも一つが含まれる。

第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記プラズマ室内に導入される前記プラズマ原料となるガスの流量と、前記成膜室に導入される前記成膜原料となるガスの流量との少なくとも一方を調整する流量パラメータ調整部、を備える。

第５の態様は、第１から第４のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記仕切り板に、複数の貫通孔が形成されており、前記複数の貫通孔の寸法が調整可能である。

第６の態様は、第１から第５のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記仕切り板の前記成膜室と対向する側の面に、複数の開口が満遍なく形成されており、前記複数の開口のそれぞれから、前記成膜原料となるガスが吐出される。

第７の態様は、第１から第６のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記プラズマ発生部が、誘導結合プラズマを発生させ、前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、５ボルト以下であり、前記電圧レベルの各絶対値は、５０ボルト以下である。

第８の態様は、第７の態様に係る薄膜形成装置であって、前記プラズマ発生部が、巻数が１回未満の誘導結合アンテナに高周波電流を流すことにより、前記誘導結合プラズマを発生させる。

第９の態様は、第１から第６のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記プラズマ発生部が、電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ、前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、１０ボルト以下である。

第１０の態様は、第１から第６のいずれかの態様に係る薄膜形成装置であって、前記プラズマ発生部が、表面波プラズマを発生させ、前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、１０ボルト以下である。

第１１の態様は、薄膜形成方法であって、ａ）プラズマ室に、プラズマ原料となるガスを供給する工程と、ｂ）基材を保持する基材保持部が配置された成膜室に、成膜原料となるガスを供給する工程と、ｃ）前記プラズマ室にプラズマを発生させる工程と、ｄ）前記プラズマ室と前記成膜室とを仕切る導電性を有する仕切り板と、前記基材保持部との間に、パルス電圧を印加する工程と、ｅ）パルス電圧のパルス波形を規定するパラメータを調整する工程と、を備え、前記ｅ）工程では、前記パラメータを調整することにより、前記パルス電圧の電圧レベルの各絶対値を前記プラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅の１０倍以上に設定する。

第１〜第１１の態様によると、プラズマ室と成膜室とが導電性を有する仕切り板によって仕切られるとともに、成膜原料となるガスが成膜室に供給される。この構成によると、膜質の劣化の要因となる粒子が生成されにくい。さらに、仕切り板にパルス電圧を印加することによって、電荷を帯びた粒子を移動させて、必要な粒子を基材に入射させることができる。つまり、この態様によると、適切な種類の粒子を薄膜形成に寄与させることが可能となり、良質な薄膜を生成できる。
また、パルス電圧の電圧レベルの各絶対値がプラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅の１０倍以上である。このため、仕切り板に印加されるパルス電圧によって、粒子の振る舞いを十分に制御できる。

特に、第２の態様によると、仕切り板に、両極性パルス電圧を印加することによって、正電荷を帯びた粒子と、負電荷を帯びた粒子とを、交互に、基材に向けて移動させることが可能となる。これによって、基材の帯電を抑制することができる。

特に、第３の態様によると、仕切り板に印加されるパルス電圧のパルス波形を規定するパラメータが調整可能となる。これによって、例えば、基材に入射する電荷を帯びた粒子の、例えば、平均運動エネルギー、個数、および、種類をコントロールすることができる。

特に、第４の態様によると、プラズマ原料となるガスの導入流量と、成膜原料となるガスの導入流量との少なくとも一方が調整可能となる。例えば、各ガスの導入流量比を変えることによって、基材に形成される薄膜の状態をコントロールすることができる。

特に、第５の態様によると、仕切り板に形成される複数の貫通孔の寸法が調整可能である。仕切り板を通り抜ける粒子の個数は、当該寸法に応じて変化するところ、当該寸法を調整することによって、仕切り板を通過する粒子の個数を、コントロールすることができる。

特に、第６の態様によると、仕切り板の成膜室と対向する側の面に複数の開口が満遍なく形成されており、各開口から、成膜原料となるガスが吐出される。この構成によると、仕切り板の下面の全域から、満遍なく、成膜原料となるガスが吐出されることになり、基材保持部に保持されている基材の上面の全域に対して、満面なく成膜原料ガスが供給されることになる。その結果、基材に形成される薄膜の均一性が高まる。
特に、第７の態様によると、前記プラズマ発生部が誘導結合プラズマを発生させ、プラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅は５ボルト以下であり、電圧レベルの各絶対値は５０ボルト以下である。したがって、電圧レベルの絶対値の大きさに起因する基材へのダメージを十分に抑制しつつ、粒子の振る舞いを適切に制御できる。

薄膜形成装置の概略構成を模式的に示す図である。 仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 パルス電源が印加するパルス電圧のパルス波形を例示する図である。 収容器内における、中性の粒子の挙動を説明するための図である。 パルス電源から負極性が印加されている間の、収容器内における粒子の挙動を説明するための図である。 パルス電源から正極性が印加されている間の、収容器内における粒子の挙動を説明するための図である。 第１の変形例に係る仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 第２の変形例に係る仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 第３の変形例に係る仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 第４の変形例に係る仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 第５の変形例に係る仕切り板の概略構成を模式的に示す平面図である。 変形例に係る薄膜形成装置の概略構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

＜１．全体構成＞
実施の形態に係る薄膜形成装置１００の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、薄膜形成装置１００の概略構成を模式的に示す図である。

薄膜形成装置１００は、プラズマＣＶＤ法による薄膜形成を行う装置であり、収容器１と、収容器１の内部に互いに対向するように配置された基材保持部２およびプラズマ発生部３と、基材保持部２とプラズマ発生部３との間に設けられた導電性を有する仕切り板４とを備える。

基材保持部２は、基材１０を保持する部材であり、導電性の部材により形成される。収容器１には、例えばゲートバルブによって開閉される搬出入口（図示省略）が設けられており、この搬出入口を介して収容器１内に搬入された基材１０が、基材保持部２に保持される。

プラズマ発生部３は、プラズマを発生させる。プラズマ発生部３として、具体的には、例えば、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）、電子サイクロトロン共鳴（electron cyclotron resonance：ＥＣＲ)プラズマ、表面波プラズマ（Surface Wave Plasma：ＳＷＰ）など、プラズマ電位が比較的低いタイプのプラズマを発生するプラズマ生成源が好ましい。特に、プラズマ発生部３として、誘導結合タイプの高周波アンテナ３１が好適である。この高周波アンテナ３１は、具体的には、金属製のパイプ状導体をＵ字形状に曲げたものを石英などの誘電体で覆ったものである。高周波アンテナ３１の端の一方は、インピーダンス整合回路３２を介して高周波電源３３に接続されており、他端は接地されている。このようなＵ字形状の高周波アンテナ３１は巻数が１回未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が１回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、高周波アンテナ３１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。なお、このような誘導結合タイプの高周波アンテナ３１は、特許第３８３６６３６号公報、特許第３８３６８６６号公報、特許第４４５１３９２号公報、特許第４８５２１４０号公報に開示されている。

仕切り板４は、収容器１内の空間を、プラズマ発生部３が配置されている側の空間Ｑ１と、基材保持部２が配置されている側の空間Ｑ２とに仕切る部材である。つまり、収容器１の内部空間は、仕切り板４によって２つの空間Ｑ１，Ｑ２に区画されており、プラズマ発生部３が配置されている側の空間を、以下「プラズマ室Ｑ１」ともいい、基材保持部２が配置されている側の空間を、以下「成膜室Ｑ２」ともいう。仕切り板４は、その周囲が、収容器１の内壁との間に隙間を形成することなく当接された状態で、収容器１内に固定配置される。

仕切り板４は、具体的には、アルミニウムなどの導電性の部材により形成される薄板状の部材に、図２に示されるように、複数の貫通孔（図示の例では、丸形状の貫通孔）４１が、例えば千鳥状に設けられたパンチングメタル状の部材により構成される。仕切り板４に形成される貫通孔４１は、仕切り板４の主面の全体に、均一に分布して形成されることが好ましい。また、貫通孔４１の直径Ｄは、プラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長に応じて規定されことが好ましい。具体的には、当該直径Ｄは、当該デバイ長の０．５倍以上、かつ、３倍以下の範囲の値であることが好ましい。

この貫通孔４１を介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で、電荷を帯びない粒子（中性の粒子）が行き来できるようになっている。また、仕切り板４に電圧が印加されると、この貫通孔４１を介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で、電荷を帯びた粒子の通過量を制御できるようになっている。貫通孔４１を介してプラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間を行き来する粒子の個数は、貫通孔４１の直径Ｄが大きくなるほど、多くなる。特に、貫通孔４１を介してプラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間を行き来する電荷を帯びた粒子の個数は、貫通孔４１の直径Ｄとプラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長との比から規定される値となり、直径Ｄがデバイ長に比べて大きくなるほど、多くなる。もっとも、成膜室Ｑ２に出て行く粒子の個数は、プラズマ室Ｑ１内に存在する粒子の全体量に対して非常に小さい。つまり、プラズマ室Ｑ１に生成されるプラズマは、仕切り板４を介して微量に成膜室Ｑ２に染み出すものの、ほとんどが、プラズマ室Ｑ１内に閉じこめられた状態となっている。

薄膜形成装置１００は、さらに、プラズマ室Ｑ１内にプラズマ原料となるガス（以下「プラズマ原料ガス」ともいう）を供給するプラズマ原料ガス供給部５と、プラズマ室Ｑ１からガスを排気する排気部６とを備える。

プラズマ原料ガス供給部５は、具体的には、例えば、ガス供給源５１と、導入配管５２と、供給バルブ５３とを備える。ガス供給源５１は、プラズマ原料ガスの供給源である。導入配管５２は、その先端側がプラズマ室Ｑ１に連通接続され、基端側がガス供給源５１に接続されている。また、供給バルブ５３は、導入配管５２の経路途中に設けられる。供給バルブ５３は、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成され、導入配管５２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、供給バルブ５３が開放されると、ガス供給源５１からプラズマ室Ｑ１に、プラズマ原料ガスが導入されることになる。プラズマ原料ガスとして、例えば、水素（Ｈ_２）ガス、酸素（Ｏ_２）ガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、窒素（Ｎ_２）ガスなどを用いることができる。

排気部６は、具体的には、例えば、真空ポンプ６１と、排気配管６２と、排気バルブ６３と備える。排気配管６２は、その先端側がプラズマ室Ｑ１に連通接続され、基端側が真空ポンプ６１に接続される。また、排気バルブ６３は、排気配管６２の経路途中に設けられる。排気バルブ６３は、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成され、排気配管６２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプ６１が作動された状態で、排気バルブ６３が開放されると、プラズマ室Ｑ１が排気されることになる。

薄膜形成装置１００は、さらに、成膜室Ｑ２内に成膜原料となるガス（以下「成膜原料ガス」ともいう）を供給する成膜原料ガス供給部７と、成膜室Ｑ２からガスを排気する排気部８とを備える。

成膜原料ガス供給部７は、具体的には、例えば、ガス供給源７１と、導入配管７２と、供給バルブ７３とを備える。ガス供給源７１は、成膜原料ガスの供給源である。導入配管７２は、その先端側が成膜室Ｑ２に連通接続され、基端側がガス供給源７１に接続されている。また、供給バルブ７３は、導入配管７２の経路途中に設けられる。供給バルブ７３は、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成され、導入配管７２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、供給バルブ７３が開放されると、ガス供給源７１から成膜室Ｑ２に、成膜原料ガスが導入されることになる。成膜原料ガスとして、例えば、シラン（ＳiＨ₄）ガス、ゲルマン（ＧeＨ_４）ガス、カーボン系のガス（例えば、メタン（ＣＨ_４）ガス、トルエン（Ｃ_６Ｈ_５ＣＨ_３）ガス）などを用いることができる。

排気部８は、具体的には、例えば、真空ポンプ８１と、排気配管８２と、排気バルブ８３と備える。排気配管８２は、その先端側が成膜室Ｑ２に連通接続され、基端側が真空ポンプ８１に接続される。また、排気バルブ８３は、排気配管８２の経路途中に設けられる。排気バルブ８３は、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成され、排気配管８２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプ８１が作動された状態で、排気バルブ８３が開放されると、成膜室Ｑ２が排気されることになる。

供給バルブ５３、排気バルブ６３、供給バルブ７３、および、排気バルブ８３のそれぞれは、流量パラメータ調整部１０１と電気的に接続されている。流量パラメータ調整部１０１は、例えばオペレータからの入力値に基づいて、ガス流量に関するパラメータ（具体的には、プラズマ室Ｑ１に導入するプラズマ原料ガスの流量、成膜室Ｑ２に導入する成膜原料ガスの流量、プラズマ室Ｑ１から排気するガスの流量、および、成膜室Ｑ２から排気するガスの流量の各値）を調整する。各バルブ５３，６３，７３，８３は、各配管５２，６２，７２，８３を流れるガスの流量を、流量パラメータ調整部１０１から指定された流量とする。これによって、プラズマ室Ｑ１内が、オペレータが所望する圧力に調整されるとともに、成膜室Ｑ２内が、オペレータが所望する圧力に調整される。

薄膜形成装置１００は、さらに、仕切り板４と基材保持部２との間に、パルス電圧（例えば、ＤＣパルス電圧）を印加するパルス電源９を備える。

パルス電源９は、例えば、ＤＣ電源を含んで構成され、基材保持部２と仕切り板４との間に、図３に示されるように、正極性と負極性とが交互に繰り返されるパルス電圧（すなわち、両極性パルス電圧）を印加する。パルス電源９から負極性が印加されている間、基材保持部２およびこれに保持されている基材１０の電圧が、仕切り板４の電圧よりも、低い状態となる。また、パルス電源９から正極性が印加されている間、基材保持部２およびこれに保持されている基材１０の電圧が、仕切り板４の電圧よりも、高い状態となる。

パルス電源９が印加するパルス電圧のパルス波形は、具体的には、負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２の各パラメータから規定される波形である。

パルス電源９は、パルスパラメータ調整部１０２と電気的に接続されている。パルスパラメータ調整部１０２は、例えばオペレータからの入力値に基づいて、パルス電源９が印加するパルス電圧のパルス波形を規定するパラメータ（具体的には、負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２の各値）を調整する。パルス電源９は、パルスパラメータ調整部１０２から指定されたパルス波形のパルス電圧を印加する。これによって、基材保持部２と仕切り板４との間に、オペレータが所望するパルス電圧が印加される。このパルス電圧は、両方の極性について非対称であってもよい。すなわち、負電圧レベルＶ１と正電圧レベルＶ２とは異なる値とされてもよく、負パルスの持続時間Ｔ１と正パルスの持続時間Ｔ２とは、異なる値とされてもよい。

＜２．処理の流れ＞
続いて、薄膜形成装置１００における。薄膜形成処理について、引き続き図１を参照しながら説明する。

まず、流量パラメータ調整部１０１が、オペレータから受け付けた入力情報に基づいて、ガス流量に関するパラメータ（具体的には、プラズマ室Ｑ１に導入するプラズマ原料ガスの流量、プラズマ室Ｑ１から排気するガスの流量、成膜室Ｑ２に導入する成膜原料ガスの流量、および、成膜室Ｑ２から排気するガスの流量の各値）を設定する。

また、パルスパラメータ調整部１０２が、オペレータから受け付けた入力情報に基づいて、パルス電源９が印加するパルス電圧を規定するパラメータ（具体的には、当該パルス電圧の負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２の各値）を設定する。

続いて、基材１０が、搬出入口を介して収容器１内に搬入されて、基材保持部２に保持された状態とされる。

続いて、プラズマ原料ガス供給部５が、プラズマ室Ｑ１にプラズマ原料ガス（ここでは、水素ガスであるとする）を導入開始する。一方で、排気部６からのガスの排気が適宜開始される。また、成膜原料ガス供給部７が、成膜室Ｑ２に成膜原料ガス（ここでは、シランガスであるとする）を導入開始する。一方で、排気部８からのガスの排気が適宜開始される。ただし、各バルブ５３，６３，７３，８３のそれぞれは、各配管５２，６２，７２，８２を流れるガスの流量を、流量パラメータ調整部１０１から指定された流量に調整し、これによって、プラズマ室Ｑ１内の圧力が、所期の圧力に調整されるとともに、成膜室Ｑ２内の圧力が、所期の圧力に調整される。

続いて、高周波アンテナ３１に、高周波電流（具体的には、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電流）が流される。その一方で、仕切り板４と基材保持部２との間に、パルス電源９から、パルス電圧（具体的には、パルスパラメータ調整部１０２から指定されたパラメータによって規定されるパルス波形の電圧）が印加される。すると、収容器１内で、以下に説明する反応が進み、基材保持部２に保持された基材１０上に、シリコンの薄膜が形成される。

収容器１内で進行する反応について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４は、収容器１内における、中性の粒子の挙動を説明するための図である。図５は、パルス電源９から負極性が印加されている間の、収容器１内における粒子の挙動を説明するための図である。図６は、パルス電源９から正極性が印加されている間の、収容器１内における粒子の挙動を説明するための図である。なお、図４〜図６においては、説明に関係のある粒子のみが模式的に示されている。

高周波アンテナ３１に高周波電流が流されると、高周波アンテナ３１の周囲の高周波誘導電界により、プラズマ（高周波誘導プラズマ）が発生する。発生したプラズマは、仕切り板４を介して微量に成膜室Ｑ２に染み出すものの、ほとんどが、プラズマ室Ｑ１内に閉じこめられた状態とされる。したがって、基材１０は、プラズマに直接には曝されない状態となっている。また、プラズマ室Ｑ１内に生成されるこのプラズマの濃度は、プラズマ室Ｑ１内の全体で均一ではなく、プラズマ発生部３に近いほど、濃度が高くなる。したがって、仕切り板４の付近は、比較的低濃度のプラズマで満たされることになる。

ここで、収容器１内の中性の粒子は、仕切り板４の貫通孔４１を介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間を行き来できるようになっており、図４に示されるように、成膜室Ｑ２に供給されたＳiＨ₄（シラン）の一部（図中、白い丸）は、仕切り板４の貫通孔４１を介して、プラズマ室Ｑ１内に拡散する。プラズマ室Ｑ１内において、このＳiＨ₄の一部がプラズマによって分解されて、ＳiＨ_３ ^＊（シリルラジカル）（図中、黒い丸）、ＳiＨ_３ ^＋（図中、白い四角）などが生成される。

上記の反応は、主として、プラズマ室Ｑ１における成膜室Ｑ２寄りの領域（すなわち、プラズマ発生部３から比較的遠い領域）において進行する。つまり、ＳiＨ₄は、比較的低濃度のプラズマによって分解される。このため、電子による過剰乖離が抑制され、ＳiＨ_２ ^＊などが生成されにくい。また、プラズマ室Ｑ１に成膜原料ガスが直接導入される場合と比べて、プラズマ室Ｑ１における成膜原料ガスの濃度が低く抑えられた状態で、上記の反応が進行する。このため、ＳiＨ_４とＨとの二次反応が抑制され、高次シランのＳi_３Ｈ_８などが生成されにくい。つまり、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２とが仕切り板４で仕切られるとともに、成膜室Ｑ２に成膜原料ガスが導入されるという構成によって、膜質の劣化の要因となる粒子（具体的には、高次のシランラジカル、ＳiＨ_２ ^＊、ナノパウダーなど）の生成が抑制される。

プラズマ室Ｑ１内で生成されたＳiＨ_３ ^＊の一部は、仕切り板４を介して成膜室Ｑ２に拡散し、さらにその一部が、基材１０上に堆積する。その一方で、プラズマ室Ｑ１内のＨ（水素原子）の一部、および、Ｈ^＊（水素ラジカル）の一部も、仕切り板４を介して成膜室Ｑ２に拡散し、さらにその一部が、基材１０上に入射する。ＳiＨ_３ ^＊が堆積している基材１０に、Ｈ（あるいは、Ｈ^＊）が入射すると、これがＳiＨ_３ ^＊のＨを１個奪ってＨ_２（水素分子）となる反応が進行し、これによって、基材１０上に、シリコンの薄膜が形成される。

上記の一連の反応が進行するのと並行して、仕切り板４と基材保持部２との間には、パルス電源９からパルス電圧が印加される。

パルス電源９から負極性が印加されている間、基材保持部２およびこれに保持されている基材１０の電圧が、仕切り板４の電圧よりも、低い状態となる。すると、正の電荷を帯びた粒子が、基材１０に向かう方向に加速され、負の電荷を帯びた粒子が、基材１０から離れる方向に加速される。

その結果、図５に示されるように、プラズマ室Ｑ１内の、Ｈ^＋（水素イオン）の一部（図中、黒い四角）が、仕切り板４を介して成膜室Ｑ２に引き込まれ、さらにその一部が、基材１０上に入射する。ＳiＨ_３ ^＊が堆積している基材１０にＨ^＋が入射すると、基材１０にＨ、Ｈ^＊が入射した場合と同様、これがＳiＨ_３ ^＊のＨを１個奪ってＨ_２となる反応が進行する。

また、図５に示されるように、プラズマ室Ｑ１内の、比較的質量の大きな正イオン（ここでは、例えば、ＳiＨ_３ ^＋）の一部が、仕切り板４を介して成膜室Ｑ２に引き込まれ、さらにその一部が、基材１０上に入射する。つまり、基材１０に形成されつつあるシリコンの薄膜の上に、ＳiＨ_３ ^＋が叩きつけられる。シリコンの薄膜の上に、比較的質量の大きな正イオンであるＳiＨ_３ ^＋が叩きつけられることによって、当該薄膜がより強固なものとされる（イオンボンバードメント）。

ただし、このときに、基材１０に入射する正イオンの個数が少なすぎると、あるいは、当該正イオンの平均運動エネルギーが小さすぎると、あるいは、当該正イオンの質量が小さすぎると、十分なボンバードメントの効果が得られない。逆に、基材１０に入射する正イオンの個数が多すぎると、あるいは、当該正イオンの平均運動エネルギーが大きすぎると、あるいは、当該正イオンの質量が大きすぎると、基材１０に形成されつつある薄膜が損傷されてしまう虞がある。基材１０に入射する正イオンの個数、その平均運動エネルギー、および、その平均質量は、パルス電源９のパラメータ（具体的には、負電圧レベルＶ１、および、負パルスの持続時間Ｔ１）、仕切り板４の貫通孔４１の寸法（具体的には、貫通孔４１の直径Ｄとプラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長との比）などから規定される。具体的には、仕切り板４の貫通孔４１の直径Ｄが、プラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長に比べて大きくなるほど、仕切り板４を通り抜ける正イオンの個数が多くなり、ひいては、基材１０に入射する正イオンの個数も多くなる。また、負電圧レベルＶ１の絶対値が大きくなるほど、また、負パルスの持続時間Ｔ１が長くなるほど、基材１０に入射する正イオンの個数が多くなるとともに、基材１０に入射する正イオンの平均運動エネルギーも大きくなる。さらに、基材１０に入射する正イオンの平均質量も大きくなる。したがって、貫通孔４１の直径Ｄとプラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長との比を考慮して、パルス電源９のパラメータ（具体的には、負電圧レベルＶ１、および、負パルスの持続時間Ｔ１など）を調整することによって、基材１０に入射する正イオンの個数と、その平均運動エネルギーと、その平均質量とをコントロールすることができる。

一方、パルス電源９から正極性が印加されている間、基材保持部２およびこれに保持されている基材１０の電圧が、仕切り板４の電圧よりも、高い状態となる。すると、負の電荷を帯びた粒子（電子）が、基材１０に向かう方向に加速され、正の電荷を帯びた粒子が、基材１０から離れる方向に加速される。

その結果、図６に示されるように、プラズマ室Ｑ１内の電子の一部（図中、黒い三角）が、仕切り板４を介して、成膜室Ｑ２に引き込まれ、さらにその一部が、基材１０上に入射する。基材１０は、負極性の印加時に正イオンの入射を受けており、これによって基材１０は正に帯電している。この基材１０上に電子が入射することによって、基材１０が中和（ディスチャージ）される。

また、図６に示されるように、仕切り板４を介して成膜室Ｑ２に引き込まれた電子の一部は、成膜室Ｑ２において、基材１０に向かう方向に加速されつつ、途中で、成膜室Ｑ２内に浮遊しているＳiＨ₄に衝突する。これによってＳiＨ₄が分解され、ＳiＨ_３ ^＊、あるいは、ＳiＨ_３ ^＋が生成される。成膜室Ｑ２で生成されたＳiＨ_３ ^＊の一部は、基材１０上に堆積して、上述したとおり、シリコンの薄膜の形成に寄与する。また、成膜室Ｑ２で生成されたＳiＨ_３ ^＋の一部は、負極性の印加時間に基材１０上に入射して、上述したとおり、シリコンの薄膜の形成に寄与する。

ただし、このときの、基材１０に入射する電子の個数が、負極性の印加時に基材１０が受けた帯電量と比べて少なすぎる、あるいは、多すぎると、基材１０が適切に中和されない。また、成膜室Ｑ２内での電子の平均運動エネルギーが小さすぎると、ＳiＨ₄を分解することができない。逆に、当該平均運動エネルギーが大きすぎると、過分解が生じて、ＳiＨ_３ ^＊、ＳiＨ_３ ^＋以外の粒子が生成されてしまう可能性が高くなる。基材１０に入射する電子の個数、および、成膜室Ｑ２での電子の平均運動エネルギーは、パルス電源９のパラメータ（具体的には、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２）、仕切り板４の貫通孔４１の寸法（具体的には、貫通孔４１の直径Ｄとプラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長との比）などから規定される。具体的には、仕切り板４の貫通孔４１の直径Ｄが、プラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長に比べて大きくなるほど、仕切り板４を通り抜ける電子の個数が多くなり、ひいては、基材１０に入射する電子の個数も多くなる。また、正電圧レベルＶ２の絶対値が大きくなるほど、また、正パルスの持続時間Ｔ２が長くなるほど、基材１０に入射する電子の個数が多くなるとともに、成膜室Ｑ２内での電子の平均運動エネルギーも大きくなる。したがって、貫通孔４１の直径Ｄとプラズマ室Ｑ１で生成されるプラズマのデバイ長との比を考慮して、パルス電源９のパラメータ（具体的には、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２など）を調整することによって、基材１０に入射する電子の個数と、成膜室Ｑ２内での電子の平均運動エネルギーとをコントロールすることができる。

なお、パルス電源９から正極性が印加されている間、成膜室Ｑ２内のＨ^＋、ＳiＨ_３ ^＋などは、基材１０から離れる方向に加速され、その一部が、成膜室Ｑ２からプラズマ室Ｑ１に押し出される。これによって、成膜室Ｑ２における、ＳiＨ_３ ^＋濃度の増加が抑制される。また、プラズマ室Ｑ１における、Ｈ^＋濃度の低下が抑制される。

以上の反応が、収容器１内で進行することによって、基材１０上にシリコン膜が形成される。ただし、このシリコン膜がアモルファスシリコン膜となるか、結晶シリコン膜となるかは、基材１０上に入射するＨの個数などによって決まってくる。したがって、例えば、成膜室Ｑ２へのシランガスの供給量とプラズマ室Ｑ１への水素ガスの供給量との比を、流量パラメータ調整部１０１を介して調整することによって、基材１０に形成される薄膜の状態（具体的には、例えば、当該薄膜を、アモルファス状態とするか、あるいは、結晶状態とするか）をコントロールすることができる。

＜３．効果＞
上記の実施の形態によると、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２とが仕切り板４によって仕切られるとともに、成膜原料ガスが成膜室Ｑ２に供給される。この構成によると、膜質の劣化の要因となる粒子が生成されにくい。さらに、仕切り板４にパルス電圧を印加することによって、電荷を帯びた粒子を移動させて、必要な粒子（上記の例では、Ｈ^＋、ＳiＨ_３ ^＋、および、電子）を基材１０に入射させることができる。つまり、この態様によると、適切な種類の粒子を薄膜形成に寄与させることが可能となり、良質な薄膜を生成できる。

また、プラズマ室Ｑ１と、基材保持部２が配置される成膜室Ｑ２とが、仕切り板４によって仕切られるので、基材１０がプラズマに直接曝されることがない。したがって、形成途中の薄膜がプラズマダメージを被りにくい。

また、プラズマ室Ｑ１と、成膜原料ガスが供給される成膜室Ｑ２とが、仕切り板４によって仕切られるので、プラズマ発生部３が成膜原料ガスに直接曝されることがない。したがって、成膜原料ガスによるプラズマ発生部３の汚染を抑制することができる。

特に、上記の実施の形態によると、仕切り板４に、両極性パルス電圧を印加することによって、正電荷を帯びた粒子と、負電荷を帯びた粒子とを、交互に、基材１０に向けて移動させることが可能となる。これによって、基材１０の帯電を抑制することができる。

また、上記の実施の形態によると、仕切り板４に印加されるパルス電圧のパルス波形を規定するパラメータ（具体的には、負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２）が調整可能である。これらパラメータの少なくとも一つを調整することによって、例えば、基材１０に入射する電荷を帯びた粒子の、例えば、平均運動エネルギー、個数、および、種類をコントロールすることができる。

また、上記の実施の形態によると、ガス流量に関するパラメータ（具体的には、プラズマ室Ｑ１に導入するプラズマ原料ガスの流量、成膜室Ｑ２に導入する成膜原料ガスの流量、プラズマ室Ｑ１から排気するガスの流量、および、成膜室Ｑ２から排気するガスの流量の各値）が調整可能である。例えば、プラズマ原料ガスの導入流量と、成膜原料ガスの導入流量との少なくとも一方を調整して、プラズマ原料ガスと成膜ガとの導入流量比を変えることによって、基材に形成される薄膜の状態をコントロールすることができる。

また、上記の実施の形態において、仕切り板４に印加されるパルス電圧によって、粒子の振る舞いを十分に制御するためには、パルス電圧の電圧レベルＶ１，Ｖ２の各絶対値は、プラズマ室Ｑ１におけるプラズマ電位の変動に対して十分大きい値であることが好ましく、特に、当該プラズマ電位の変動振幅の１０倍以上であることが好ましい。つまり、プラズマ電位の変動幅が比較的大きい場合、粒子の振る舞いを適切に制御するためにパルス電圧の電圧レベルを比較的大きくしなければなない。ところが、例えば負電圧レベルＶ１の絶対値が大きくなると、基材１０に入射する正イオンによって薄膜が被るダメージが大きくなってしまう。このダメージを十分に抑制するためには、電圧レベルＶ１，Ｖ２の絶対値は、５０ボルト以下であることが好ましい。ここで、プラズマ発生部３として、例えば、誘導結合プラズマ、電子サイクロトロン共鳴プラズマ、あるいは、表面波プラズマを用いた場合、プラズマ室Ｑ１におけるプラズマ電位の変動を、±１０ボルト以下に抑えることが可能である。特に、プラズマ発生部３として、誘導結合タイプの高周波アンテナ３１を用いた場合、プラズマ室Ｑ１におけるプラズマ電位の変動を、±５ボルト以下に抑えることが可能である。したがって、これらのプラズマ発生部３を用いた場合、電圧レベルＶ１，Ｖ２の絶対値を、５０ボルト以下としつつ、粒子の振る舞いを適切に制御できる。したがって、基材１０のダメージを十分に抑制しつつ、粒子の振る舞いを適切に制御して、良質なシリコン膜を形成することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

＜４−１．仕切り板に関する変形例＞
例えば、上記の実施の形態に係る仕切り板４は、必ずしも上記に例示したものに限らない。図７には、第１の変形例に係る仕切り板４ａが示されている。この仕切り板４ａは、アルミニウムなどの導電性のワイヤを格子状に編んで、平面状に形成したワイヤメッシュである。この仕切り板４ａは、矩形状の貫通孔４１ａが、複数個、マトリクス状に並べられたものとみることができ、この貫通孔４１ａを通って、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で、粒子が行き来できるようになっている。ここで、仕切り板４ａを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する粒子の個数は、この貫通孔４１ａの最小幅（具体的には、短辺の長さ）Ｄａが大きくなるほど、多くなる。特に、仕切り板４ａを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する電荷を帯びた粒子の個数は、最小幅Ｄａとプラズマ室Ｑ１で発生されるプラズマのデバイ長との比などに応じて規定される。当該直径Ｄａは、当該デバイ長の０．５倍以上、かつ、３倍以下の範囲の値であることが好ましい。

また、図８には、第２の変形例に係る仕切り板４ｂが示されている。この仕切り板４ｂは、アルミニウムなどの導電性のワイヤを、間隔をあけて平行に並べて、平面状に形成したものである。この仕切り板４ｂは、長尺矩形状の貫通孔４１ｂが、その短尺辺の延在方向に沿って、複数個並べられたものとみることができ、この貫通孔４１ｂを通って、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で、粒子が行き来できるようになっている。ここで、仕切り板４ｂを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する粒子の個数は、この貫通孔４１ｂの最小幅（具体的には、ワイヤの離間幅）Ｄｂが大きくなるほど、多くなる。特に、仕切り板４ｂを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する電荷を帯びた粒子の個数は、最小幅Ｄｂとプラズマ室Ｑ１で発生されるプラズマのデバイ長との比などに応じて規定される。当該直径Ｄｂは、当該デバイ長の０．５倍以上、かつ、３倍以下の範囲の値であることが好ましい。

また、図９には、第３の変形例に係る仕切り板４ｃが示されている。この仕切り板４ｃは、第１の変形例に係る仕切り板４ａを、２枚重ね合わせたものである。また、仕切り板４ｃにおいては、一方の仕切り板４ａが水平面内に移動可能に構成されている。いま、一方の仕切り板４ａの１個の貫通孔４１ａに着目し、当該仕切り板４ａに対して他方の仕切り板４ａをずらす（ワイヤの延在方向の少なくとも一方と直交する方向にずらす）と、当該貫通孔４１ａは、他方の仕切り板４ａのワイヤによって、４個の矩形孔に分割される。ここで、当該４個の矩形孔のうちの最大の矩形孔の短辺の長さを、仕切り板４ｃの最小幅Ｄｃとすると、この最小幅Ｄｃは、仕切り板４ａをずらす量に応じて変化する。つまり、仕切り板４ｃにおいては、その最小幅Ｄｃを、定められた範囲内（具体的には、仕切り板４ａの最小幅Ｄａ以下であり、最小幅Ｄａの半分以上の範囲）で変化させることができる。ここで、仕切り板４ｃを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する粒子の個数は、この最小幅Ｄｃが大きくなるほど、多くなる。特に、仕切り板４ｃを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する電荷を帯びた粒子の個数は、最小幅Ｄｃとプラズマ室Ｑ１で発生されるプラズマのデバイ長との比などに応じて規定される。したがって、最小幅Ｄｃを調整可能とすることによって、仕切り板４ｃを通過する粒子の個数を、コントロールすることができる。

また、図１０には、第４の変形例に係る仕切り板４ｄが示されている。この仕切り板４ｄは、第２の変形例に係る仕切り板４ｂを、ワイヤの延在方向が互いに平行となるように、２枚重ね合わせたものである。また、仕切り板４ｄにおいても、一方の仕切り板４ｂが水平面内に移動可能に構成されている。いま、一方の仕切り板４ｂの１個の貫通孔４１ｂに着目し、当該仕切り板４ｂに対して他方の仕切り板４ｂをずらす（ワイヤの延在方向と直交する方向にずらす）と、当該貫通孔４１ｂは、他方の仕切り板４ｂのワイヤによって、２個の矩形孔に分割される。当該２個の矩形孔のうちの最大の矩形孔の短辺の長さを、仕切り板４ｄの最小幅Ｄｄとすると、この最小幅Ｄｄは、仕切り板４ｂをずらす量に応じて変化する。つまり、仕切り板４ｄにおいては、その最小幅Ｄｄを、定められた範囲内（具体的には、仕切り板４ｂの最小幅Ｄｂ以下であり、最小幅Ｄｂの半分以上の範囲）で変化させることができる。ここで、仕切り板４ｄを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する粒子の個数は、この最小幅Ｄｄが大きくなるほど、多くなる。特に、仕切り板４ｃを介して、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で行き来する電荷を帯びた粒子の個数は、最小幅Ｄｃとプラズマ室Ｑ１で発生されるプラズマのデバイ長との比などに応じて規定される。したがって、最小幅Ｄｃを調整可能とすることによって、仕切り板４ｃを通過する粒子の個数を、コントロールすることができる。

図１１には、第５の変形例に係る仕切り板４ｅが示されている。この仕切り板４ｅは、アルミニウムなどの導電性の部材により形成される薄板状の部材に、複数の孔（例えば、丸孔）４１ｅを設けたパンチングメタル状の部材であり、上記の実施の形態に係る仕切り板４と同様、この貫通孔４１ｅを通って、プラズマ室Ｑ１と成膜室Ｑ２との間で、粒子が行き来できるようになっている（ＡＲ１０）。

仕切り板４ｅの内部は、中空状に形成されており、この中空部４０ｅに、成膜原料ガス供給部７の導入配管７２（図１参照）が連通接続されている。また、仕切り板４ｅにおける成膜室Ｑ２と対向される側の壁部には、中空部４０ｅに連通する複数の開口（供給口）４２ｅが形成されている。供給口４２ｅは、仕切り板４ｅの一方の主面の全体に満遍なく（具体的には、単位領域あたりの供給口４２ｅの形成個数が、当該主面の全体に亘ってほぼ均一となるように）形成されている。ただし、上述した貫通孔４１ｅは、この中空部４０ｅとは非連通状態で形成される。つまり、中空部４０ｅは、成膜室Ｑ２に対してのみ開口し、プラズマ室Ｑ１に対しては閉鎖されている。

この構成において、供給バルブ７３が開放されると、ガス供給源７１から、仕切り板４ｅの中空部に成膜原料ガスが導入され（ＡＲ１）、当該成膜原料ガスが、複数の供給口４２ｅのそれぞれから吐出され（ＡＲ２）、成膜室Ｑ２内に供給されることになる。この構成によると、成膜原料ガスが、仕切り板４ｅの下面の全域から、満遍なく吐出されることになり、基材保持部２に保持されている基材１０の上面の全域に対して、満面なく成膜原料ガスが供給されることになる。その結果、基材１０に形成される薄膜の均一性が高まる。

＜４−２．その他の変形例＞
上記の実施の形態において、基材１０の帯電を適切に抑制するには、上述したとおり、正極性の印加時に基材１０に入射する電子の個数は、負極性の印加時に基材１０が受けた帯電量と一致する（あるいは、定められた比となっている）ことが好ましい。そこで、正パルス時の電流値と、負パルス時の電流値とが略一致するように、パルス電源９が印加するパルス電圧のパルス波形に関するパラメータを自動に調整する構成としてもよい。具体的には、例えば、図１２に示されるように、パルス電源９と基材保持部２との間に、電流計２０１を設け、電流計２０１とパルスパラメータ調整部１０２とを電気的に接続し、パルスパラメータ調整部１０２が、電流計２０１からの入力値に応じてパラメータを調整する（例えば、正パルス時の電流値と負パルス時の電流値とが略一致するように、負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２のうちの少なくとも一つを調整する）構成とすればよい。

また、上記の実施の形態において、パルスパラメータ調整部１０２は、負電圧レベルＶ１、負パルスの持続時間Ｔ１、正電圧レベルＶ２、および、正パルスの持続時間Ｔ２の各値を調整する構成としたが、パルスパラメータ調整部１０２が調整対象とするパラメータには、例えば、デューティ比などが含まれてもよい。また、パルスパラメータ調整部１０２は、必ずしも上記の各値Ｖ１，Ｔ１，Ｖ２，Ｔ２の全てを調整対象とする必要はなく、上記の各値Ｖ１，Ｔ１，Ｖ２，Ｔ２およびデューティ比のうちの少なくとも一つを調整対象としてもよい。

また、上記の実施の形態において、流量パラメータ調整部１０１は、プラズマ室Ｑ１に導入するプラズマ原料ガスの流量、プラズマ室Ｑ１から排気するガスの流量、成膜室Ｑ２に導入する成膜原料ガスの流量、および、成膜室Ｑ２から排気するガスの流量の各値を調整する構成としたが、流量パラメータ調整部１０１が調整対象とするパラメータには、例えば、成膜原料ガスの導入量とプラズマ原料ガスの導入量との比（導入流量比）などが含まれてもよい。また、流量パラメータ調整部１０１は、必ずしも上記の各値の全てを調整対象とする必要はなく、上記の各値および導入流量比のうちの少なくとも一つを調整対象としてもよい。

また、上記の実施の形態に係る薄膜形成装置１００において、薄膜の形成に用いられるプラズマ原料ガスは、必ずしも水素ガスである必要はなく、上述したとおり、酸素ガス、アンモニアガス、窒素ガス、あるいは、これらの混合ガスなどであってもよい。また、成膜原料ガスは、必ずしもシランガスである必要はなく、上述したとおり、ゲルマンガス、カーボン系のガスなどであってもよい。また、必要に応じて、ドーピングの原料となるガス（ドーピングガス）を成膜室Ｑ２に供給する構成としてもよい。

また、上記の実施の形態においては、流量パラメータ調整部１０１、および、パルスパラメータ調整部１０２は、オペレータから受け付けた入力情報に基づいてパラメータの設定を行う構成であるとしたが、必ずしもオペレータからの入力を受け付ける必要はなく、例えば、処理条件を記述したレシピ等を読み込んで、当該レシピにて指定された値に基づいてパラメータの設定を行ってもよい。

また、上記の実施の形態において、成膜室Ｑ２に対する成膜原料ガスの導入口が、収容器１の側壁に複数個設けられてもよい。この場合、当該導入口は、収容器１の周囲に沿って略等間隔で配置されることも好ましい。この構成によると、成膜原料ガスが、基材保持部２に保持されている基材１０の周囲から、満遍なく吐出されることになり、基材１０の上面の全域に対して、満面なく成膜原料ガスが供給されることになる。その結果、基材１０に形成される薄膜の均一性が高まる。

また、上記の実施の形態において、仕切り板４を上下に昇降移動させる機構を設けてもよい。当該機構を設けておけば、仕切り板４と基材保持部２との離間距離と、仕切り板４とプラズマ発生部３との離間距離との比を調整することができる。

また、上記の実施の形態において、基材保持部２を上下に昇降移動させる機構を設けてもよい。当該機構を設けておけば、仕切り板４と基材保持部２との離間距離を調整することができる。

また、上記の実施の形態において、高周波アンテナ３１を複数個配置してもよい。例えば、基材１０の面積が比較的大きい場合、高周波アンテナ３１の個数も比較的多くすることも好ましい。つまり、高周波アンテナ３１の個数は、基材１０の面積に応じたものとされることも好ましい。

また、上記の実施の形態において、パルス電源は、低周波数の交流電源であってもよい。

１ 収容器
２ 基材保持部
３ プラズマ発生部
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 仕切り板
５ プラズマ原料ガス供給部
６ 排気部
７ 成膜原料ガス供給部
８ 排気部
９ パルス電源
１０１ 流量パラメータ調整部
１０２ パルスパラメータ調整部
１０ 基材
Ｑ１ プラズマ室
Ｑ２ 成膜室

Claims (11)

1. プラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   基材を保持する基材保持部と、
   前記プラズマ発生部が配置されたプラズマ室と、前記基材保持部が配置された成膜室とを仕切る導電性を有する仕切り板と、
   前記プラズマ室内に、プラズマ原料となるガスを供給する第１ガス供給部と、
   前記成膜室内に、成膜原料となるガスを供給する第２ガス供給部と、
   前記仕切り板と前記基材保持部との間に、パルス電圧を印加するパルス電源と、
   前記パルス電圧のパルス波形を規定するパラメータを調整するパルスパラメータ調整部と、
   を備え、
   前記パルスパラメータ調整部は、前記パラメータを調整することにより、前記パルス電圧の電圧レベルの各絶対値を前記プラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅の１０倍以上に設定する、
   薄膜形成装置。
2. 請求項１に記載の薄膜形成装置であって、
   前記パルス電圧が、両極性パルス電圧であり、
   前記電圧レベルとは、正電圧および負電圧の電圧レベルである、
   薄膜形成装置。
3. 請求項２に記載の薄膜形成装置であって、
   前記パラメータには、
   負電圧レベルおよび正電圧レベルに加え、負パルスの持続時間および正パルスの持続時間のうちの少なくとも一つが含まれる、
   薄膜形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
   前記プラズマ室内に導入される前記プラズマ原料となるガスの流量と、前記成膜室に導入される前記成膜原料となるガスの流量との少なくとも一方を調整する流量パラメータ調整部、
   を備える、薄膜形成装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
   前記仕切り板に、複数の貫通孔が形成されており、
   前記複数の貫通孔の寸法が調整可能である、薄膜形成装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
   前記仕切り板の前記成膜室と対向する側の面に、複数の開口が満遍なく形成されており、
   前記複数の開口のそれぞれから、前記成膜原料となるガスが吐出される、
   薄膜形成装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
   前記プラズマ発生部が、誘導結合プラズマを発生させ、
   前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、５ボルト以下であり、
   前記電圧レベルの各絶対値は、５０ボルト以下である、
   薄膜形成装置。
8. 請求項７に記載の薄膜形成装置であって、
   前記プラズマ発生部が、
   巻数が１回未満の誘導結合アンテナに高周波電流を流すことにより、前記誘導結合プラズマを発生させる、
   薄膜形成装置。
9. 請求項１から６のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
   前記プラズマ発生部が、電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ、
   前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、１０ボルト以下である、
   薄膜形成装置。
10. 請求項１から６のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
    前記プラズマ発生部が、表面波プラズマを発生させ、
    前記プラズマ室における前記プラズマ電位の前記変動振幅は、１０ボルト以下である、
    薄膜形成装置。
11. ａ）プラズマ室に、プラズマ原料となるガスを供給する工程と、
    ｂ）基材を保持する基材保持部が配置された成膜室に、成膜原料となるガスを供給する工程と、
    ｃ）前記プラズマ室にプラズマを発生させる工程と、
    ｄ）前記プラズマ室と前記成膜室とを仕切る導電性を有する仕切り板と、前記基材保持部との間に、パルス電圧を印加する工程と、
    ｅ）パルス電圧のパルス波形を規定するパラメータを調整する工程と、
    を備え、
    前記ｅ）工程では、前記パラメータを調整することにより、前記パルス電圧の電圧レベルの各絶対値を前記プラズマ室におけるプラズマ電位の変動振幅の１０倍以上に設定する、
    薄膜形成方法。

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