アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置
【課題】アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めること。
【解決手段】サイド壁１３の内壁面に、片側に吸収面５１ｆを有しかつ基板Ｗを冷却する一対の冷却パネル４７が垂直に配設され、サイド壁１３の内壁面における一対の冷却パネル４７の間に、両側に吸収面６３ｆをそれぞれ有しかつ基板Ｗを冷却する複数の中間冷却パネル５９が垂直に配設され、サイド壁１３をチャンバー本体７の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネル４７が前端部側の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が各隣接する基板エリアＡ間に対して進退するようになっていること。
【解決手段】サイド壁１３の内壁面に、片側に吸収面５１ｆを有しかつ基板Ｗを冷却する一対の冷却パネル４７が垂直に配設され、サイド壁１３の内壁面における一対の冷却パネル４７の間に、両側に吸収面６３ｆをそれぞれ有しかつ基板Ｗを冷却する複数の中間冷却パネル５９が垂直に配設され、サイド壁１３をチャンバー本体７の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネル４７が前端部側の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が各隣接する基板エリアＡ間に対して進退するようになっていること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分をガラス基板等の基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を成膜するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池等に用いられるガラス基板等の基板の大面積化（大型化）に伴い、大面積基板（大型基板）の成膜に適したアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置について種々の開発がなされている（特許文献１から特許文献３参照）。そして、先行技術に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の構成等に説明すると、次のようになる。
【０００３】
先行技術に係る誘アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置は、内部を真空状態に減圧可能な真空チャンバーを具備しており、この真空チャンバーは、箱型のチャンバー本体、チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及びチャンバー本体の側面側に設けられたサイド壁を備えている。また、真空チャンバーの外側の適宜位置には、真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源が設けられている。
【０００４】
真空チャンバーの内部には、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナが奥行き方向に間隔を置いて配設されている。また、各アレイアンテナは、垂直状態で同一平面上に幅方向を置いて配列された複数本のアンテナ素子を備えており、各アレイアンテナの両側には、垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成されている。そして、真空チャンバーの外側の適宜位置には、各アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源が配設されている。
【０００５】
従って、各基板エリアに基板をセットした状態で、真空チャンバーの内部を真空状態に減圧すると共に、ガス供給源によって真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、高周波電源によって各アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板の表面に付着させる。これにより、各基板の表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４３５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２５４１号公報
【特許文献３】特開２００３−８６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させるには、高周波電源から各アレイアンテナに供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高くする必要がある。一方、各アレイアンテナ周辺のプラズマ密度を高めると、成膜処理中に真空チャンバーの内部の温度が過度に上昇して、基板の表面温度を適正な温度（温度範囲）に保つことが困難になり、非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜の品質の低下を招くことになる。
【０００８】
つまり、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることは容易でないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を形成するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、側面側にサイド開口部を有したチャンバー本体、前記チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及び前記チャンバー本体の一側面側に着脱可能に設けられかつ前記サイド開口部を開閉するサイド壁（蓋壁）を備えてあって、室内を真空状態に減圧可能な真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、前記真空チャンバーの内部に奥行き方向（前記真空チャンバーの奥行き方向）に間隔を置いて配設され、垂直状態で同一平面上に幅方向（前記真空チャンバーの幅方向）に間隔を置いて配列されかつ前記真空チャンバーに対して着脱可能な複数本のアンテナ素子を備え、両側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成され、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナと、各アレイアンテナ（各アレイアンテナにおけるアレイアンテナ素子）に高周波電力を供給する高周波電源と、前記サイド壁の内壁面に垂直に配設され、前記奥行き方向に離隔してあって、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する一対の冷却パネル（第１冷却パネル）と、前記サイド壁の内壁面における一対の前記冷却パネルの間に前記奥行き方向に間隔を置いて垂直に配設され、両側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面をそれぞれ有し、基板を冷却する複数の中間冷却パネル（第２冷却パネル）と、を具備し、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱（装着と離脱）すると、各冷却パネルが対応する前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退（進入と退出）すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する前記基板エリア間に対して進退するようになっていることを要旨とする。
【００１１】
なお、特許請求の範囲及び明細書において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意である。また、「アンテナ素子」には、誘導結合型電極、容量結合型電極が用いられる。
【００１２】
本発明の特徴によると、各基板エリアに基板をセットした状態で、前記真空チャンバーの内部を真空状態に減圧すると共に、前記ガス供給源によって前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、前記高周波電源によって各アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板の表面に付着させる。これにより、各基板の表面に薄膜を成膜（形成）することができる。
【００１３】
ここで、成膜処理中に、各冷却パネルを適宜に作動させることにより、前記奥行き方向の端部側（一端部側又は他端部側）の前記基板エリアにセットされた基板（端部側の基板）からの輻射熱を前記冷却パネルの前記吸収面によって吸収して、端部側の基板を冷却する。また、各中間冷却パネルを適宜に作動させることにより、前記奥行き方向の中間側の前記基板エリアにセットされた基板（中間側の基板）から輻射熱を前記中間冷却パネルの前記吸収面によって吸収して、中間側の基板を冷却する。これにより、前記高周波電源から各アレイアンテナに供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高めても、各基板の表面温度が過度に上昇することを抑えて、各基板の表面温度を適正な温度（温度範囲）に保つことができる。
【００１４】
前述の作用の他に、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネルが前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する前記基板エリア間に対して進退するようになっているため、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側から離脱させることにより、複数の前記冷却パネル及び複数の前記中間冷却パネルを前記チャンバー本体の内部から取り出すことができる。これにより、前記誘導結合型電極と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を考慮することなく、前記真空チャンバーに対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高めても、各基板の表面温度を適正な温度に保つことができるため、前記アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることができる。
【００１６】
また、前記誘導結合型電極と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を考慮することなく、前記真空チャンバーに対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業を容易に行うことができるため、前記誘導結合型電極の着脱作業に要する時間を短くして、前記誘導結合型電極の洗浄メンテナンス等のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の側面断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＶＣＤプラズマ装置の正面断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の平面断面図である。
【図４】図４は、図２におけるIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図２におけるV-V線に沿った断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の平面断面図であって、一方のサイド壁をチャンバー本体の右側に対して離脱させた状態を示している。
【図７】図７は、サーキュレータ及びその周辺の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図１から図７を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指してある。
【００１９】
図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ方式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置１は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板Ｗの表面に付着させることにより、基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜（図示省略）を成膜（形成）する装置である。
【００２０】
アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１は、箱型の真空チャンバー３を具備しており、この真空チャンバー３は、真空圧を発生させる真空ポンプ等の真空圧発生源５に接続されてあって、内部を真空状態に減圧可能である。また、真空チャンバー３は、箱型のチャンバー本体７の備えており、このチャンバー本体７は、正面側（前側）にフロント開口部７ａ、背面側（後側）にリア開口部７ｂ、一側面側（右側）にサイド開口部７ｃ、及び他側面側（左側）にサイド開口部７ｄをそれぞれ有している。
【００２１】
チャンバー本体７の正面側には、フロント開口部７ａを開閉するフロント壁９が設けられており、チャンバー本体７の背面側には、リア開口部７ｂを開閉するリア壁１１が設けられている。また、チャンバー本体７の一側面側には、サイド開口部７ｃを開閉するサイド壁１３が着脱可能設けられてあって、チャンバー本体７の他側面側には、サイド開口部７ｄを開閉するサイド壁（ゲートバルブを含む）１５が設けられてあって、チャンバー本体７の上側には、天井壁１７が設けられている。更に、真空チャンバー３の一側方（右側方）には、真空チャンバーの幅方向（左右方向）へ延びた一対のガイドレール１９が設けられており、一対のガイドレール１９には、サイド壁用台車２１が左右方向へ移動可能に設けられてあって、このサイド壁用台車２１の左部は、サイド壁１３の下部に一体的に連結されてある。換言すれば、サイド壁１３は、サイド壁用台車２１を介して左右方向へ移動可能になっている。
【００２２】
真空チャンバー３の外側の適宜位置には、真空チャンバー３の内部側へ材料ガスを供給するガス供給ポンプ等のガス供給源２３が配設されている。
【００２３】
真空チャンバー３の内部には、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナ２５が真空チャンバー３の奥行き方向（前後方向）に間隔を置いて配設されている。また、各アレイアンテナ２５は、垂直状態で同一平面上に左右方向へ間隔を置いて配列（配設）された複数本のアンテナ素子としてＵ字形状の複数本の誘導結合型電極２５を備えており、各誘導結合型電極２７は、真空チャンバー３に対して着脱可能である。更に、各アレイアンテナ２５の片側又は両側には、基板Ｗをセット可能な基板エリアＡが形成されている。そして、真空チャンバー３の外側の適宜位置には、各アレイアンテナ２５（各アレイアンテナ２５における各誘導結合型電極２７）に高周波電力を供給する高周波電源２９が配設されている。
【００２４】
図２に示すように、各誘導結合型電極２７の具体的な構成について説明すると、各誘導結合型電極２７は、上端部が天井壁１７にコネクタ３１を介して着脱可能に連結されかつ高周波電源２９の供給側（非接地側）に電気的に接続された第１電極棒３３、上端部が天井壁１７にコネクタ３５を介して着脱可能に連結されかつ第１電極棒３３に対して平行であってかつ高周波電源２９の接地側に電気的に接続された第２電極棒３７、第１電極棒３３の下端部と第２電極棒３７の下端部との間に電気的に接続するように連結された接続金具３９を備えている。また、各第１電極棒３３は、前述の特許文献１（特開２００４−１４３５９２号公報）に示すように、外側にセラミックス又は樹脂等の誘電体からなる外筒（図示省略）を有しており、各第２電極棒３７の内部は、ガス供給源２３に接続可能であって、各第２電極棒３７の外周面には、基板エリアＡに向かって材料ガスを噴出する複数の噴出孔（図示省略）が上下方向（第２電極棒３７の長手方向）に沿って形成されている。
【００２５】
なお、アレイアンテナ２５に複数本のアレイアンテナ素子としてＵ字形状の複数本の誘導結合型電極２７を用いる代わりに、棒状（Ｉ字形状）の複数本の誘導結合型電極又は複数本の容量結合型電極等を用いても構わない。
【００２６】
図１から図３に示すように、真空チャンバー３の内部の床面には、左右方向へ延びた一対のガイドレール４１が設けられており、一対のガイドレール４１には、ホルダ用台車４３が左右方向へ移動可能に設けられている。換言すれば、真空チャンバー３の内部の床面には、ホルダ用台車４３が一対のガイドレール４１を介して左右方向へ移動可能に設けられている。また、ホルダ用台車４３は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｄを介して真空チャンバー３の内部に送り出し及び引き出し可能である。そして、ホルダ用台車４３には、垂直状態の１枚又は２枚の基板Ｗを保持する枠状の複数の基板ホルダ４５が前後方向に間隔を置いて立設されてある。更に、ホルダ用台車４３を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置に送り出すことによって、各基板エリアＡに基板Ｗがセットされるようになっている。
【００２７】
図１、図３、及び図４に示すように、サイド壁１５の内壁面には、基板Ｗを冷却する矩形の一対の冷却パネル（第１冷却パネル）４７が垂直にブラケット４９を介して配設されおり、一対の冷却パネル４７は、左右方向に離隔してある。そして、各冷却パネル４７の具体的な構成は、次のようになる。
【００２８】
各冷却パネル４７は、サイド壁１５の内壁面にブラケット４９を介して設けられた矩形の冷却パネル本体（第１冷却パネル本体）５１を備えており、この冷却パネル本体５１は、アルミ等の金属により構成されている。また、冷却パネル本体５１は、片側（基板エリアＡに対向する側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面５１ｆを有してあって、冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆには、アルミナ等のセラミックスのコーティング処理が施されている（図中において、コーティング処理を施した部位には、グレー着色を施してある）。更に、冷却パネル本体５１の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させる蛇行状の循環流路（第１循環流路）５３が形成されており、冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆは、冷却油の循環により温度制御可能になっている。そして、冷却パネル本体５１の右側上部には、循環流路５３に冷却油を導入する導入管（第１導入管）５５が一体的に設けられており、この導入管５５は、サイド壁１５の上部を気密的に挿通してある。また、冷却パネル本体５１の右側下部には、循環流路５３から冷却油を導出する導出管（第１導出管）５７が設けられており、この導出管５７は、サイド壁１５の下部を気密的に挿通してある。
【００２９】
図１、図３、及び図５に示すように、一方のサイド壁１５の内壁面における一対の冷却パネル４７の間には、基板Ｗを冷却する矩形の複数の中間冷却パネル（第２冷却パネル）５９が前後方向に間隔を置いて垂直にブラケット６１を介して配設されている。そして、各中間冷却パネル５９の具体的な構成は、次のようになる。
【００３０】
各中間冷却パネル５９は、一方のサイド壁１５の内壁面にブラケット６１を介して設けられた矩形の中間冷却パネル本体（第２冷却パネル本体）６３を備えており、この中間冷却パネル本体６３は、アルミ等の金属により構成されている。また、中間冷却パネル本体６３は、両側（前側及び後側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面６３ｆをそれぞれ有してあって、中間冷却パネル本体６３の各吸収面６３ｆには、アルミナ等のセラミックスのコーティング処理が施されている（図中において、コーティング処理を施した部位には、グレー着色を施してある）。更に、中間冷却パネル本体６３の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させる蛇行状の中間循環流路（第２循環流路）６５が形成されており、中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆは、冷却油の循環により温度制御可能になっている。そして、中間冷却パネル本体６３の右側上部には、中間循環流路６５に冷却油を導入する中間導入管（第２導入管）６７が一体的に設けられており、この中間導入管６７は、サイド壁１５の上部を気密的に挿通してある。更に、中間冷却パネル本体６３の右側下部には、中間循環流路６５から冷却油を導出する中間導出管（第２導出管）６９が一体的に設けられており、この中間導出管６９は、天井壁１７の下部を気密的に挿通してある。
【００３１】
そして、図３及び図６に示すように、一方のサイド壁１５をチャンバー本体７の一側面側（右側）に着脱（装着と離脱）すると、各冷却パネルが前端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の一端部側）の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の他端部側）の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が隣接する各基板エリアＡ間に対して進退するようになっている。
【００３２】
図１及び図７に示すように、サイド壁用台車２１には、各冷却パネル４７の循環流路５３及び各中間冷却パネル５９の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させるサーキュレータ（循環ユニット）７１が配設されている。そして、サーキュレータ７１の往き側は、各冷却パネル４７の導入管５５及び各中間冷却パネル５９の中間導入管６７に往き回路（往き配管）７３を介して接続されてあって、サーキュレータ７１の戻り側は、各冷却パネル４７の導出管５７及び各中間冷却パネル５９の中間導出管６９に戻り回路（戻り配管）７５を介して接続されている。また、サーキュレータ７１は、サーキュレータ７１の戻り側に配設されかつ冷却油と外気等とを熱交換する熱交換器７７と、サーキュレータ７１の往き側に配設されかつ冷却油を加熱するヒーター７９と、熱交換器７７とヒーター７９との間に配設されかつ冷却油を圧送するポンプ８１とを備えている。
【００３３】
本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３４】
(i) 成膜処理に関する作用
まず、サーキュレータ７１によって各冷却パネル本体５１の循環流路５３及び各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させる（換言すれば、各冷却パネル４７及び各中間冷却パネル５９を適宜に作動させる）ことにより、真空チャンバー３の内部の温度を所定の温度（本発明の実施形態にあっては、例えば１００〜３００℃）まで昇温させる。次に、ホルダ用台車４３を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置に送り出すことにより、各基板Ｗを対応する基板エリアＡにセットする。続いて、真空圧発生源５によって真空チャンバー３の内部へ真空状態に減圧する。また、ガス供給源２３によって真空チャンバー３の内部側へ材料ガスを供給することにより、各第２電極棒３７の各噴出孔から基板エリアＡに向かって材料ガスを噴射する。そして、高周波電源２９によって各アレイアンテナ２５に高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナ２５の周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板Ｗの表面に付着させる。これにより、各基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。
【００３５】
ここで、成膜処理中に、サーキュレータ７１によって各冷却パネル本体５１の循環流路５３に温調した冷却油を循環させることにより、前端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の一端部側）及び後端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の他端部側）の基板エリアＡにセットされた基板（端部側の基板）Ｗからの輻射熱を各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆによって吸収して、端部側の基板Ｗを冷却する。また、サーキュレータ７１によって各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させることにより、中間側（真空チャンバー３の奥行き方向の中間側）の基板エリアＡにセットされた基板（中間側の基板）Ｗからの輻射熱を中間冷却パネル本体６３の吸入面６３ｆによって吸収して、中間側の基板Ｗを冷却する。これにより、高周波電源２９から各アレイアンテナ２５に供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナ２５の周辺のプラズマ密度を高めても、各基板Ｗの表面温度が過度に上昇することを抑えて、各基板Ｗの表面温度を適正な温度範囲（本発明の実施形態にあっては、例えば１５０〜３００℃）に保つことができる。
【００３６】
特に、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆ及び各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆにセラミックスのコーティング処理が施されているため、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆ及び各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆの熱吸収率を高めて、各基板Ｗの表面温度が過度に上昇することを十分かつ確実に抑えることができる。
【００３７】
(ii) 誘導結合型電極２７の着脱作業に関する作用
一方のサイド壁１３をチャンバー本体７の右側に対して着脱すると、各冷却パネル４７が前端部側の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が各隣接する基板エリアＡ間に対して進退するようになっているため、一方のサイド壁１３をチャンバー本体７の右側から離脱させることにより、複数の冷却パネル４７及び複数の中間冷却パネル５９をチャンバー本体７の内部から取り出すことができる。これにより、誘導結合型電極２７と冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９との干渉を考慮することなく、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。特に、冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９の個数を増やした場合でも、複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業の容易性を維持することができる。
【００３８】
(iii) 本発明の実施形態の効果
本発明の実施形態によれば、各アレイアンテナ２５の周辺のプラズマ密度を高めても、各基板Ｗの表面温度を適正な温度に保つことができるため、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることができる。
【００３９】
また、誘導結合型電極２７と冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９との干渉を考慮することなく、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２７のを着脱を容易に行うことができるため、誘導結合型電極２７の着脱作業に要する時間を短くして、誘導結合型電極２７の洗浄メンテナンス等のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【００４０】
特に、冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９の個数を増やした場合でも、複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業の容易性を維持できるため、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置による基板Ｗの処理枚数を増やして、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の生産性を更に向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、次のように種々の態様で実施可能である。
【００４２】
即ち、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆが冷却油の循環より温度制御可能にする代わりに、熱源（冷熱源）からの熱伝達又はヒートパイプによる熱伝達により温度制御可能にしても構わない。同様に、各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆを冷却油の循環により温度制御可能にする代わりに、熱源からの熱伝達又はヒートパイプによる熱伝達により温度制御可能にしても構わない。また、冷却油の代わりに、冷却水等の別の冷熱媒（熱媒）を各冷却パネル本体５１の循環流路５３及び各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に循環させるようにしても構わない。
【００４３】
また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ 基板エリア
Ｗ 基板
１ アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置
３ 真空チャンバー
５ 真空圧発生源
７ チャンバー本体
７ａ チャンバー本体のフロント開口部
７ｂ チャンバー本体のリア開口部
７ｃ チャンバー本体のサイド開口部
７ｄ チャンバー本体のサイド開口部
９ フロント壁
１１ リア壁
１３ サイド壁
１５ サイド壁
１７ 天井壁
１９ ガイドレール
２１ サイド壁用台車
２３ ガス供給源
２５ アレイアンテナ
２７ 誘導結合型電極
２９ 高周波電源
３３ 第１電極棒
３７ 第２電極棒
３９ 接続金具
４１ ガイドレール
４３ ホルダ用台車
４５ 基板ホルダ
４７ 冷却パネル
４９ ブラケット
５１ 冷却パネル本体
５１ｆ 冷却パネル本体の吸収面
５３ 循環流路
５５ 導入管
５７ 導出管
５９ 中間冷却パネル
６１ ブラケット
６３ 中間冷却パネル本体
６３ｆ 中間冷却パネル本体の吸収面
６５ 中間循環流路
６７ 中間導入管
６９ 中間導出管
７１ サーキュレータ
７３ 往き回路
７５ 戻り回路
７７ 熱交換器
７９ ヒーター
８１ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分をガラス基板等の基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を成膜するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池等に用いられるガラス基板等の基板の大面積化（大型化）に伴い、大面積基板（大型基板）の成膜に適したアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置について種々の開発がなされている（特許文献１から特許文献３参照）。そして、先行技術に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の構成等に説明すると、次のようになる。
【０００３】
先行技術に係る誘アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置は、内部を真空状態に減圧可能な真空チャンバーを具備しており、この真空チャンバーは、箱型のチャンバー本体、チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及びチャンバー本体の側面側に設けられたサイド壁を備えている。また、真空チャンバーの外側の適宜位置には、真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源が設けられている。
【０００４】
真空チャンバーの内部には、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナが奥行き方向に間隔を置いて配設されている。また、各アレイアンテナは、垂直状態で同一平面上に幅方向を置いて配列された複数本のアンテナ素子を備えており、各アレイアンテナの両側には、垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成されている。そして、真空チャンバーの外側の適宜位置には、各アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源が配設されている。
【０００５】
従って、各基板エリアに基板をセットした状態で、真空チャンバーの内部を真空状態に減圧すると共に、ガス供給源によって真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、高周波電源によって各アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板の表面に付着させる。これにより、各基板の表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４３５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２５４１号公報
【特許文献３】特開２００３−８６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させるには、高周波電源から各アレイアンテナに供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高くする必要がある。一方、各アレイアンテナ周辺のプラズマ密度を高めると、成膜処理中に真空チャンバーの内部の温度が過度に上昇して、基板の表面温度を適正な温度（温度範囲）に保つことが困難になり、非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜の品質の低下を招くことになる。
【０００８】
つまり、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることは容易でないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を形成するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、側面側にサイド開口部を有したチャンバー本体、前記チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及び前記チャンバー本体の一側面側に着脱可能に設けられかつ前記サイド開口部を開閉するサイド壁（蓋壁）を備えてあって、室内を真空状態に減圧可能な真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、前記真空チャンバーの内部に奥行き方向（前記真空チャンバーの奥行き方向）に間隔を置いて配設され、垂直状態で同一平面上に幅方向（前記真空チャンバーの幅方向）に間隔を置いて配列されかつ前記真空チャンバーに対して着脱可能な複数本のアンテナ素子を備え、両側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成され、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナと、各アレイアンテナ（各アレイアンテナにおけるアレイアンテナ素子）に高周波電力を供給する高周波電源と、前記サイド壁の内壁面に垂直に配設され、前記奥行き方向に離隔してあって、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する一対の冷却パネル（第１冷却パネル）と、前記サイド壁の内壁面における一対の前記冷却パネルの間に前記奥行き方向に間隔を置いて垂直に配設され、両側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面をそれぞれ有し、基板を冷却する複数の中間冷却パネル（第２冷却パネル）と、を具備し、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱（装着と離脱）すると、各冷却パネルが対応する前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退（進入と退出）すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する前記基板エリア間に対して進退するようになっていることを要旨とする。
【００１１】
なお、特許請求の範囲及び明細書において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意である。また、「アンテナ素子」には、誘導結合型電極、容量結合型電極が用いられる。
【００１２】
本発明の特徴によると、各基板エリアに基板をセットした状態で、前記真空チャンバーの内部を真空状態に減圧すると共に、前記ガス供給源によって前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、前記高周波電源によって各アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板の表面に付着させる。これにより、各基板の表面に薄膜を成膜（形成）することができる。
【００１３】
ここで、成膜処理中に、各冷却パネルを適宜に作動させることにより、前記奥行き方向の端部側（一端部側又は他端部側）の前記基板エリアにセットされた基板（端部側の基板）からの輻射熱を前記冷却パネルの前記吸収面によって吸収して、端部側の基板を冷却する。また、各中間冷却パネルを適宜に作動させることにより、前記奥行き方向の中間側の前記基板エリアにセットされた基板（中間側の基板）から輻射熱を前記中間冷却パネルの前記吸収面によって吸収して、中間側の基板を冷却する。これにより、前記高周波電源から各アレイアンテナに供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高めても、各基板の表面温度が過度に上昇することを抑えて、各基板の表面温度を適正な温度（温度範囲）に保つことができる。
【００１４】
前述の作用の他に、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネルが前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する前記基板エリア間に対して進退するようになっているため、前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側から離脱させることにより、複数の前記冷却パネル及び複数の前記中間冷却パネルを前記チャンバー本体の内部から取り出すことができる。これにより、前記誘導結合型電極と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を考慮することなく、前記真空チャンバーに対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各アレイアンテナの周辺のプラズマ密度を高めても、各基板の表面温度を適正な温度に保つことができるため、前記アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることができる。
【００１６】
また、前記誘導結合型電極と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を考慮することなく、前記真空チャンバーに対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業を容易に行うことができるため、前記誘導結合型電極の着脱作業に要する時間を短くして、前記誘導結合型電極の洗浄メンテナンス等のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の側面断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＶＣＤプラズマ装置の正面断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の平面断面図である。
【図４】図４は、図２におけるIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図２におけるV-V線に沿った断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の平面断面図であって、一方のサイド壁をチャンバー本体の右側に対して離脱させた状態を示している。
【図７】図７は、サーキュレータ及びその周辺の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図１から図７を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指してある。
【００１９】
図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ方式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置１は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板Ｗの表面に付着させることにより、基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜（図示省略）を成膜（形成）する装置である。
【００２０】
アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１は、箱型の真空チャンバー３を具備しており、この真空チャンバー３は、真空圧を発生させる真空ポンプ等の真空圧発生源５に接続されてあって、内部を真空状態に減圧可能である。また、真空チャンバー３は、箱型のチャンバー本体７の備えており、このチャンバー本体７は、正面側（前側）にフロント開口部７ａ、背面側（後側）にリア開口部７ｂ、一側面側（右側）にサイド開口部７ｃ、及び他側面側（左側）にサイド開口部７ｄをそれぞれ有している。
【００２１】
チャンバー本体７の正面側には、フロント開口部７ａを開閉するフロント壁９が設けられており、チャンバー本体７の背面側には、リア開口部７ｂを開閉するリア壁１１が設けられている。また、チャンバー本体７の一側面側には、サイド開口部７ｃを開閉するサイド壁１３が着脱可能設けられてあって、チャンバー本体７の他側面側には、サイド開口部７ｄを開閉するサイド壁（ゲートバルブを含む）１５が設けられてあって、チャンバー本体７の上側には、天井壁１７が設けられている。更に、真空チャンバー３の一側方（右側方）には、真空チャンバーの幅方向（左右方向）へ延びた一対のガイドレール１９が設けられており、一対のガイドレール１９には、サイド壁用台車２１が左右方向へ移動可能に設けられてあって、このサイド壁用台車２１の左部は、サイド壁１３の下部に一体的に連結されてある。換言すれば、サイド壁１３は、サイド壁用台車２１を介して左右方向へ移動可能になっている。
【００２２】
真空チャンバー３の外側の適宜位置には、真空チャンバー３の内部側へ材料ガスを供給するガス供給ポンプ等のガス供給源２３が配設されている。
【００２３】
真空チャンバー３の内部には、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナ２５が真空チャンバー３の奥行き方向（前後方向）に間隔を置いて配設されている。また、各アレイアンテナ２５は、垂直状態で同一平面上に左右方向へ間隔を置いて配列（配設）された複数本のアンテナ素子としてＵ字形状の複数本の誘導結合型電極２５を備えており、各誘導結合型電極２７は、真空チャンバー３に対して着脱可能である。更に、各アレイアンテナ２５の片側又は両側には、基板Ｗをセット可能な基板エリアＡが形成されている。そして、真空チャンバー３の外側の適宜位置には、各アレイアンテナ２５（各アレイアンテナ２５における各誘導結合型電極２７）に高周波電力を供給する高周波電源２９が配設されている。
【００２４】
図２に示すように、各誘導結合型電極２７の具体的な構成について説明すると、各誘導結合型電極２７は、上端部が天井壁１７にコネクタ３１を介して着脱可能に連結されかつ高周波電源２９の供給側（非接地側）に電気的に接続された第１電極棒３３、上端部が天井壁１７にコネクタ３５を介して着脱可能に連結されかつ第１電極棒３３に対して平行であってかつ高周波電源２９の接地側に電気的に接続された第２電極棒３７、第１電極棒３３の下端部と第２電極棒３７の下端部との間に電気的に接続するように連結された接続金具３９を備えている。また、各第１電極棒３３は、前述の特許文献１（特開２００４−１４３５９２号公報）に示すように、外側にセラミックス又は樹脂等の誘電体からなる外筒（図示省略）を有しており、各第２電極棒３７の内部は、ガス供給源２３に接続可能であって、各第２電極棒３７の外周面には、基板エリアＡに向かって材料ガスを噴出する複数の噴出孔（図示省略）が上下方向（第２電極棒３７の長手方向）に沿って形成されている。
【００２５】
なお、アレイアンテナ２５に複数本のアレイアンテナ素子としてＵ字形状の複数本の誘導結合型電極２７を用いる代わりに、棒状（Ｉ字形状）の複数本の誘導結合型電極又は複数本の容量結合型電極等を用いても構わない。
【００２６】
図１から図３に示すように、真空チャンバー３の内部の床面には、左右方向へ延びた一対のガイドレール４１が設けられており、一対のガイドレール４１には、ホルダ用台車４３が左右方向へ移動可能に設けられている。換言すれば、真空チャンバー３の内部の床面には、ホルダ用台車４３が一対のガイドレール４１を介して左右方向へ移動可能に設けられている。また、ホルダ用台車４３は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｄを介して真空チャンバー３の内部に送り出し及び引き出し可能である。そして、ホルダ用台車４３には、垂直状態の１枚又は２枚の基板Ｗを保持する枠状の複数の基板ホルダ４５が前後方向に間隔を置いて立設されてある。更に、ホルダ用台車４３を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置に送り出すことによって、各基板エリアＡに基板Ｗがセットされるようになっている。
【００２７】
図１、図３、及び図４に示すように、サイド壁１５の内壁面には、基板Ｗを冷却する矩形の一対の冷却パネル（第１冷却パネル）４７が垂直にブラケット４９を介して配設されおり、一対の冷却パネル４７は、左右方向に離隔してある。そして、各冷却パネル４７の具体的な構成は、次のようになる。
【００２８】
各冷却パネル４７は、サイド壁１５の内壁面にブラケット４９を介して設けられた矩形の冷却パネル本体（第１冷却パネル本体）５１を備えており、この冷却パネル本体５１は、アルミ等の金属により構成されている。また、冷却パネル本体５１は、片側（基板エリアＡに対向する側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面５１ｆを有してあって、冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆには、アルミナ等のセラミックスのコーティング処理が施されている（図中において、コーティング処理を施した部位には、グレー着色を施してある）。更に、冷却パネル本体５１の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させる蛇行状の循環流路（第１循環流路）５３が形成されており、冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆは、冷却油の循環により温度制御可能になっている。そして、冷却パネル本体５１の右側上部には、循環流路５３に冷却油を導入する導入管（第１導入管）５５が一体的に設けられており、この導入管５５は、サイド壁１５の上部を気密的に挿通してある。また、冷却パネル本体５１の右側下部には、循環流路５３から冷却油を導出する導出管（第１導出管）５７が設けられており、この導出管５７は、サイド壁１５の下部を気密的に挿通してある。
【００２９】
図１、図３、及び図５に示すように、一方のサイド壁１５の内壁面における一対の冷却パネル４７の間には、基板Ｗを冷却する矩形の複数の中間冷却パネル（第２冷却パネル）５９が前後方向に間隔を置いて垂直にブラケット６１を介して配設されている。そして、各中間冷却パネル５９の具体的な構成は、次のようになる。
【００３０】
各中間冷却パネル５９は、一方のサイド壁１５の内壁面にブラケット６１を介して設けられた矩形の中間冷却パネル本体（第２冷却パネル本体）６３を備えており、この中間冷却パネル本体６３は、アルミ等の金属により構成されている。また、中間冷却パネル本体６３は、両側（前側及び後側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面６３ｆをそれぞれ有してあって、中間冷却パネル本体６３の各吸収面６３ｆには、アルミナ等のセラミックスのコーティング処理が施されている（図中において、コーティング処理を施した部位には、グレー着色を施してある）。更に、中間冷却パネル本体６３の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させる蛇行状の中間循環流路（第２循環流路）６５が形成されており、中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆは、冷却油の循環により温度制御可能になっている。そして、中間冷却パネル本体６３の右側上部には、中間循環流路６５に冷却油を導入する中間導入管（第２導入管）６７が一体的に設けられており、この中間導入管６７は、サイド壁１５の上部を気密的に挿通してある。更に、中間冷却パネル本体６３の右側下部には、中間循環流路６５から冷却油を導出する中間導出管（第２導出管）６９が一体的に設けられており、この中間導出管６９は、天井壁１７の下部を気密的に挿通してある。
【００３１】
そして、図３及び図６に示すように、一方のサイド壁１５をチャンバー本体７の一側面側（右側）に着脱（装着と離脱）すると、各冷却パネルが前端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の一端部側）の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の他端部側）の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が隣接する各基板エリアＡ間に対して進退するようになっている。
【００３２】
図１及び図７に示すように、サイド壁用台車２１には、各冷却パネル４７の循環流路５３及び各中間冷却パネル５９の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させるサーキュレータ（循環ユニット）７１が配設されている。そして、サーキュレータ７１の往き側は、各冷却パネル４７の導入管５５及び各中間冷却パネル５９の中間導入管６７に往き回路（往き配管）７３を介して接続されてあって、サーキュレータ７１の戻り側は、各冷却パネル４７の導出管５７及び各中間冷却パネル５９の中間導出管６９に戻り回路（戻り配管）７５を介して接続されている。また、サーキュレータ７１は、サーキュレータ７１の戻り側に配設されかつ冷却油と外気等とを熱交換する熱交換器７７と、サーキュレータ７１の往き側に配設されかつ冷却油を加熱するヒーター７９と、熱交換器７７とヒーター７９との間に配設されかつ冷却油を圧送するポンプ８１とを備えている。
【００３３】
本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３４】
(i) 成膜処理に関する作用
まず、サーキュレータ７１によって各冷却パネル本体５１の循環流路５３及び各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させる（換言すれば、各冷却パネル４７及び各中間冷却パネル５９を適宜に作動させる）ことにより、真空チャンバー３の内部の温度を所定の温度（本発明の実施形態にあっては、例えば１００〜３００℃）まで昇温させる。次に、ホルダ用台車４３を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置に送り出すことにより、各基板Ｗを対応する基板エリアＡにセットする。続いて、真空圧発生源５によって真空チャンバー３の内部へ真空状態に減圧する。また、ガス供給源２３によって真空チャンバー３の内部側へ材料ガスを供給することにより、各第２電極棒３７の各噴出孔から基板エリアＡに向かって材料ガスを噴射する。そして、高周波電源２９によって各アレイアンテナ２５に高周波波電力を供給することにより、各アレイアンテナ２５の周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を各基板Ｗの表面に付着させる。これにより、各基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。
【００３５】
ここで、成膜処理中に、サーキュレータ７１によって各冷却パネル本体５１の循環流路５３に温調した冷却油を循環させることにより、前端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の一端部側）及び後端部側（真空チャンバー３の奥行き方向の他端部側）の基板エリアＡにセットされた基板（端部側の基板）Ｗからの輻射熱を各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆによって吸収して、端部側の基板Ｗを冷却する。また、サーキュレータ７１によって各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に温調した冷却油を循環させることにより、中間側（真空チャンバー３の奥行き方向の中間側）の基板エリアＡにセットされた基板（中間側の基板）Ｗからの輻射熱を中間冷却パネル本体６３の吸入面６３ｆによって吸収して、中間側の基板Ｗを冷却する。これにより、高周波電源２９から各アレイアンテナ２５に供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナ２５の周辺のプラズマ密度を高めても、各基板Ｗの表面温度が過度に上昇することを抑えて、各基板Ｗの表面温度を適正な温度範囲（本発明の実施形態にあっては、例えば１５０〜３００℃）に保つことができる。
【００３６】
特に、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆ及び各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆにセラミックスのコーティング処理が施されているため、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆ及び各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆの熱吸収率を高めて、各基板Ｗの表面温度が過度に上昇することを十分かつ確実に抑えることができる。
【００３７】
(ii) 誘導結合型電極２７の着脱作業に関する作用
一方のサイド壁１３をチャンバー本体７の右側に対して着脱すると、各冷却パネル４７が前端部側の基板エリアＡとフロント壁９又は後端部側の基板エリアＡとリア壁１１との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネル５９が各隣接する基板エリアＡ間に対して進退するようになっているため、一方のサイド壁１３をチャンバー本体７の右側から離脱させることにより、複数の冷却パネル４７及び複数の中間冷却パネル５９をチャンバー本体７の内部から取り出すことができる。これにより、誘導結合型電極２７と冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９との干渉を考慮することなく、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。特に、冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９の個数を増やした場合でも、複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業の容易性を維持することができる。
【００３８】
(iii) 本発明の実施形態の効果
本発明の実施形態によれば、各アレイアンテナ２５の周辺のプラズマ密度を高めても、各基板Ｗの表面温度を適正な温度に保つことができるため、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の生産性を高いレベルまで向上させつつ、薄膜の品質を高めることができる。
【００３９】
また、誘導結合型電極２７と冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９との干渉を考慮することなく、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２７のを着脱を容易に行うことができるため、誘導結合型電極２７の着脱作業に要する時間を短くして、誘導結合型電極２７の洗浄メンテナンス等のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【００４０】
特に、冷却パネル４７及び中間冷却パネル５９の個数を増やした場合でも、複数本の誘導結合型電極２７の着脱作業の容易性を維持できるため、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置による基板Ｗの処理枚数を増やして、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の生産性を更に向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、次のように種々の態様で実施可能である。
【００４２】
即ち、各冷却パネル本体５１の吸収面５１ｆが冷却油の循環より温度制御可能にする代わりに、熱源（冷熱源）からの熱伝達又はヒートパイプによる熱伝達により温度制御可能にしても構わない。同様に、各中間冷却パネル本体６３の吸収面６３ｆを冷却油の循環により温度制御可能にする代わりに、熱源からの熱伝達又はヒートパイプによる熱伝達により温度制御可能にしても構わない。また、冷却油の代わりに、冷却水等の別の冷熱媒（熱媒）を各冷却パネル本体５１の循環流路５３及び各中間冷却パネル本体６３の中間循環流路６５に循環させるようにしても構わない。
【００４３】
また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ 基板エリア
Ｗ 基板
１ アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置
３ 真空チャンバー
５ 真空圧発生源
７ チャンバー本体
７ａ チャンバー本体のフロント開口部
７ｂ チャンバー本体のリア開口部
７ｃ チャンバー本体のサイド開口部
７ｄ チャンバー本体のサイド開口部
９ フロント壁
１１ リア壁
１３ サイド壁
１５ サイド壁
１７ 天井壁
１９ ガイドレール
２１ サイド壁用台車
２３ ガス供給源
２５ アレイアンテナ
２７ 誘導結合型電極
２９ 高周波電源
３３ 第１電極棒
３７ 第２電極棒
３９ 接続金具
４１ ガイドレール
４３ ホルダ用台車
４５ 基板ホルダ
４７ 冷却パネル
４９ ブラケット
５１ 冷却パネル本体
５１ｆ 冷却パネル本体の吸収面
５３ 循環流路
５５ 導入管
５７ 導出管
５９ 中間冷却パネル
６１ ブラケット
６３ 中間冷却パネル本体
６３ｆ 中間冷却パネル本体の吸収面
６５ 中間循環流路
６７ 中間導入管
６９ 中間導出管
７１ サーキュレータ
７３ 往き回路
７５ 戻り回路
７７ 熱交換器
７９ ヒーター
８１ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を形成するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、
一側面側にサイド開口部を有したチャンバー本体、前記チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及び前記チャンバー本体の側面側に着脱可能に設けられかつ前記サイド開口部を開閉するサイド壁を備えてあって、室内を真空状態に減圧可能な真空チャンバーと、
前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、
前記真空チャンバーの内部に奥行き方向に間隔を置いて配設され、垂直状態で同一平面上に幅方向に間隔を置いて配列されかつ前記真空チャンバーに対して着脱可能な複数本のアンテナ素子を備え、両側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成され、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナと、
各アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記サイド壁の内壁面に垂直に配設され、前記奥行き方向に離隔してあって、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する一対の冷却パネルと、
前記サイド壁の内壁面における一対の前記冷却パネルの間に前記奥行き方向に間隔を置いて垂直に配設され、両側に基板から輻射熱を吸収可能な吸収面をそれぞれ有し、基板を冷却する複数の中間冷却パネルと、を具備し、
前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネルが前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する基板エリア間に対して進退するようになっていることを特徴とするアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項２】
各冷却パネルの内部に冷熱媒を循環させるための循環流路が形成され、前記中間冷却パネルの内部に冷熱媒を循環させるための中間循環流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項３】
各冷却パネルの前記吸収面及び前記中間冷却パネルの前記吸収面にセラミックスのコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項４】
各アレイアンテナにおける各アンテナ素子は、Ｕ字形状又は棒形状の誘導結合型電極であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項１】
真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を形成するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、
一側面側にサイド開口部を有したチャンバー本体、前記チャンバー本体の正面側に設けられたフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁、及び前記チャンバー本体の側面側に着脱可能に設けられかつ前記サイド開口部を開閉するサイド壁を備えてあって、室内を真空状態に減圧可能な真空チャンバーと、
前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、
前記真空チャンバーの内部に奥行き方向に間隔を置いて配設され、垂直状態で同一平面上に幅方向に間隔を置いて配列されかつ前記真空チャンバーに対して着脱可能な複数本のアンテナ素子を備え、両側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアがそれぞれ形成され、プラズマを発生させる複数のアレイアンテナと、
各アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記サイド壁の内壁面に垂直に配設され、前記奥行き方向に離隔してあって、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する一対の冷却パネルと、
前記サイド壁の内壁面における一対の前記冷却パネルの間に前記奥行き方向に間隔を置いて垂直に配設され、両側に基板から輻射熱を吸収可能な吸収面をそれぞれ有し、基板を冷却する複数の中間冷却パネルと、を具備し、
前記サイド壁を前記チャンバー本体の一側面側に対して着脱すると、各冷却パネルが前記奥行き方向の一端部側の前記基板エリアと前記フロント壁又は前記奥行き方向の他端部側の前記基板エリアと前記リア壁との間に対して進退すると共に、各中間冷却パネルが各隣接する基板エリア間に対して進退するようになっていることを特徴とするアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項２】
各冷却パネルの内部に冷熱媒を循環させるための循環流路が形成され、前記中間冷却パネルの内部に冷熱媒を循環させるための中間循環流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項３】
各冷却パネルの前記吸収面及び前記中間冷却パネルの前記吸収面にセラミックスのコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【請求項４】
各アレイアンテナにおける各アンテナ素子は、Ｕ字形状又は棒形状の誘導結合型電極であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８７２９２（Ｐ２０１３−８７２９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５５９９（Ｐ２０１１−２２５５９９）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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