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】フロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面に、片側に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面４５ｆを有しかつ基板を冷却する冷却パネル４１が垂直にそれぞれ配設され、天井壁１５の内壁面における隣接する各基板エリアＡ間に、両側に基板Ｗから輻射熱を吸収可能な吸収面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６３が垂直に吊設され、中間冷却パネル６３がその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能になっていること。
【解決手段】フロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面に、片側に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面４５ｆを有しかつ基板を冷却する冷却パネル４１が垂直にそれぞれ配設され、天井壁１５の内壁面における隣接する各基板エリアＡ間に、両側に基板Ｗから輻射熱を吸収可能な吸収面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６３が垂直に吊設され、中間冷却パネル６３がその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能になっていること。
【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上側に設けられた天井壁を備えている。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、高周波電源から供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナ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、正面側にフロント開口部を有しかつ背面側にリア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かつ前記フロント開口部を開閉するフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられかつ前記リア開口部を開閉するリア壁、及び前記チャンバー本体の上側に設けられた天井壁、を備えてあって、内部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各アンテナ素子）に高周波電力を供給する高周波電源と、前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に垂直にそれぞれ配設され、片側（前記基板エリアに対向する側）に基板から輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する冷却パネル（第１冷却パネル）と、前記天井壁の内壁面における隣接する各基板エリア間に垂直に吊設され、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、複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能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。
【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）からの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、前記冷却パネルが前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に設けられ、複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能になっているため、前記フロント壁及び前記リア壁によって前記チャンバー本体の前記フロント開口部及び前記リア開口部を開き、かついずれかの前記中間冷却パネルをその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動させることにより、前記アンテナ素子と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を回避しつつ、前記真空チャンバーに対する複数本の前記アンテナ素子の着脱作業（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、前記アンテナ素子と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を回避しつつ、前記真空チャンバーに対する複数本の前記アンテナ素子の着脱作業を容易に行うことができるため、前記アンテナ素子の着脱作業に要する時間を短くして、前記アンテナ素子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、図１におけるIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１におけるIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図４における矢視部ＶＡの拡大断面図、図５（ｂ）は、図４における矢視部ＶＢの拡大断面図である。
【図６】図６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。
【図７】図７は、本発明の実施形態の作用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及び図２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、両側面側（左側及び右側）にサイド開口部７ｃをそれぞれ有している。更に、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。そして、チャンバー本体７の両側面側には、サイド開口部７ｃを開閉するサイド壁（ゲートバルブを含む）１３がそれぞれ設けられており、チャンバー本体７の上側には、天井壁１５が設けられている。
【００２１】
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１７が配設されている。
【００２２】
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１９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１９は、垂直状態で同一平面上に真空チャンバー３の幅方向（左右方向）へ間隔を置いて配列（配設）された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２１を備えており、各誘導結合型電極２１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１９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１９（各アレイアンテナ１９における各誘導結合型電極２１）に高周波電力を供給する高周波電源２３が配設されている。
【００２３】
図２に示すように、各誘導結合型電極２１は、上端部が天井壁１５にコネクタ２５を介して着脱可能に連結されかつ高周波電源２３の供給側（非接地側）に電気的に接続された第１電極棒２７と、上端部が天井壁１５にコネクタ２９を介して着脱可能に連結されかつ第１電極棒２７に対して平行であってかつ高周波電源２３の接地側に電気的に接続された第２電極棒３１と、第１電極棒２７の下端部と第２電極棒３１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３３とを備えている。また、各第１電極棒２７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３１の内部は、ガス供給源１７に接続可能であって、各第２電極棒３１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電極棒の長手方向）に沿って形成されている。
【００２４】
なお、アレイアンテナ１９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２１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。
【００２５】
図１及び図２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３５が設けられており、一対のガイドレール３５には、台車３７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、台車３７が一対のガイドレール３５を介して左右方向へ移動可能に設けられている。また、台車３７は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｃ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、台車３７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３９が前後方向に間隔を置いて立設されてある。更に、台車３７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（図２に示す位置）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。
【００２６】
図１及び図３に示すように、フロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面には、基板Ｗを冷却する矩形の冷却パネル（第１冷却パネル）４１が垂直にブラケット４３を介してそれぞれ配設されている。そして、各冷却パネル４１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２７】
即ち、各冷却パネル４１は、フロント壁９の内壁面又はリア壁１１の内壁面にブラケット４３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）４５を備えており、この冷却パネル本体４５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４５は、片側（基板エリアに対向する側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面４５ｆを有してあって、冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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４５の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させるための蛇行状の循環流路（第１循環流路）４７が形成されており、冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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４５の左側上端部には、循環流路４７に冷却油を導入する導入管（第１導入管）４９が一体的に設けられており、この導入管４９は、フロント壁９の左部又はリア壁１１の左部を気密的に挿通してある。また、冷却パネル本体４５の右側上端部には、循環流路４７から冷却油を導出する導出管（第１導出管）５１が一体的に設けられており、この導出管５１は、フロント壁９の右部又はリア壁１１の右部を気密的に挿通してある。
【００２８】
図１、図４、及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、天井壁１５の内壁面の左部における各隣接する基板エリアＡ間には、容器状のレフト支持部材５３がＯリング５５を介して配設されており、各レフト支持部材５３の内側は、大気に開放されている。また、天井壁１５の内壁面の右部における各隣接する基板エリアＡ間には、容器状のライト支持部材５７がＯリング５９を介して配設されており、各ライト支持部材５７の内側は、大気に開放されている。
【００２９】
対応関係にあるレフト支持部材５３とライト支持部材５７の間には、基板Ｗを冷却する中間冷却パネル（第２冷却パネル）６１が垂直に吊設されており、換言すれば、天井壁１５の内壁面における各隣接する基板エリアＡ間には、中間冷却パネル６１がレフト支持部材５３及びライト支持部材５７を介して垂直に吊設されている。そして、各中間冷却パネル６１の具体的な構成は、次のようになる。
【００３０】
即ち、各中間冷却パネル６１は、上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能であって、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、アルミ等の金属からなるもである。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）を循環させるための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。更に、中間冷却パネル本体６３の左側上端部には、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、レフト支持部材にベアリング６９及びＯリング７１を介して気密的に軸心（中間導入管６７の軸心）周りに回転可能に支持されている。また、中間冷却パネル本体６３の右側上端部には、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）７３が中間導入管６７と同心状に一体的に設けられており、この中間導出管７３は、ライト支持部材５７にベアリング７５及びＯリング７７を介して気密的に軸心（中間導出管７３の軸心）周りに回転可能に支持されている。ここで、各中間冷却パネル６１の水平な揺動軸心Ｃは、中間導入管６７及び中間導出管７３の軸心に一致するようになっている。
【００３１】
なお、各中間冷却パネル６１を上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能にする代わりに、いずれかの中間冷却パネル６１のみを上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能にしても構わない。また、各中間冷却パネル６１は左右方向に沿って分割されてあっても構わない。
【００３２】
図４から図６に示すように、真空チャンバー３の外側には、各冷却パネル４１の循環流路４７及び各中間冷却パネル６１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）７９が配設されている。また、サーキュレータ７９の往き側は、各冷却パネル４１の導入管４９及び各中間冷却パネル６１の中間導入管６７に往き回路（往き配管）８１を介して接続されてあって、サーキュレータ７９の戻り側は、各冷却パネル４１の導出管５１及び各中間冷却パネル６１の中間導出管７３に戻り回路（戻り配管）８３を介して接続されている。更に、各中間冷却パネル６１の中間導入管６７は、ベアリング８７及びＯリング８９を介して往き回路８１の一部分（分岐部分）に気密的に回転可能に接続されてあって、各中間冷却パネル６１の中間導出管６９は、ベアリング９１及びＯリング９３を介して戻り回路８３に気密的に回転可能に接続されている。そして、サーキュレータ７９は、サーキュレータ７９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９５と、サーキュレータ７９の往き側に配設されかつ冷却油を加熱するヒーター９７と、熱交換器９５とヒーター９７との間に配設されかつ冷却油を圧送するポンプ９９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７９によって各冷却パネル本体４５の循環流路４７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４１及び各中間冷却パネル６１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、台車３７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１７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３１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２３によって各アレイアンテナ１９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１９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７９によって各冷却パネル本体４５の循環流路４７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からの輻射熱を冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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７９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の吸収面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２３から各アレイアンテナ１９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１９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４５の吸収面４５ｆ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４５の吸収面４５ｆ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２１の着脱に関する作用
冷却パネル４１がフロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面に設けられ、中間冷却パネル６１がその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能になっているため、図７に示すように、フロント壁９及びリア壁１１によってチャンバー本体７のフロント開口部７ａ及びリア開口部７ｂを開き、かつ中間冷却パネル６１をその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動させることにより、誘導結合型電極２１と冷却パネル４１及び中間冷却パネル６１との干渉を回避しつつ、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２１の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。
【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１９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範囲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２１と冷却パネル４１及び中間冷却パネル６１との干渉を回避しつつ、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２１の着脱作業を容易に行うことができるため、誘導結合型電極２１の着脱作業に要する時間を短くして、誘導結合型電極２１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】
更に、中間冷却パネル６１の水平な揺動軸心Ｃが中間導入管６７及び中間導出管７３の軸心に一致するようになっているため、中間導入管６７又は中間導出管７３からの冷却油の漏れを抑えつつ、中間冷却パネル６１を揺動させるための構成の簡略化を図ることができる。
【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４５の吸収面４５ｆ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、冷却水等の別の熱媒（冷熱媒）を各冷却パネル本体４５の循環流路４７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
９ フロント壁
１１ リア壁
１５ 天井壁
１７ ガス供給源
１９ アレイアンテナ
２１ 誘導結合型電極
２３ 高周波電源
２７ 第１電極棒
３１ 第２電極棒
３３ 接続金具
３５ ガイドレール
３７ 台車
３９ 基板ホルダ
４１ 冷却パネル
４３ ブラケット
４５ 冷却パネル本体
４５ｆ 冷却パネル本体の吸収面
４７ 循環流路
４９ 導入管
５１ 導出管
５３ レフト支持部材
５７ ライト支持部材
６１ 中間冷却パネル
Ｃ 中間冷却パネルの揺動軸心
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
７３ 中間導出管
７９ サーキュレータ
８１ 往き回路
８３ 戻り回路
９５ 熱交換器
９７ ヒーター
９９ 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上側に設けられた天井壁を備えている。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、高周波電源から供給される高周波電力を大きくして、各アレイアンテナ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、正面側にフロント開口部を有しかつ背面側にリア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かつ前記フロント開口部を開閉するフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられかつ前記リア開口部を開閉するリア壁、及び前記チャンバー本体の上側に設けられた天井壁、を備えてあって、内部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各アンテナ素子）に高周波電力を供給する高周波電源と、前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に垂直にそれぞれ配設され、片側（前記基板エリアに対向する側）に基板から輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する冷却パネル（第１冷却パネル）と、前記天井壁の内壁面における隣接する各基板エリア間に垂直に吊設され、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、複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能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。
【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）からの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、前記冷却パネルが前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に設けられ、複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能になっているため、前記フロント壁及び前記リア壁によって前記チャンバー本体の前記フロント開口部及び前記リア開口部を開き、かついずれかの前記中間冷却パネルをその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動させることにより、前記アンテナ素子と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を回避しつつ、前記真空チャンバーに対する複数本の前記アンテナ素子の着脱作業（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、前記アンテナ素子と前記冷却パネル及び前記中間冷却パネルとの干渉を回避しつつ、前記真空チャンバーに対する複数本の前記アンテナ素子の着脱作業を容易に行うことができるため、前記アンテナ素子の着脱作業に要する時間を短くして、前記アンテナ素子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、図１におけるIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１におけるIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図４における矢視部ＶＡの拡大断面図、図５（ｂ）は、図４における矢視部ＶＢの拡大断面図である。
【図６】図６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。
【図７】図７は、本発明の実施形態の作用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及び図２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、両側面側（左側及び右側）にサイド開口部７ｃをそれぞれ有している。更に、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。そして、チャンバー本体７の両側面側には、サイド開口部７ｃを開閉するサイド壁（ゲートバルブを含む）１３がそれぞれ設けられており、チャンバー本体７の上側には、天井壁１５が設けられている。
【００２１】
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１７が配設されている。
【００２２】
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１９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１９は、垂直状態で同一平面上に真空チャンバー３の幅方向（左右方向）へ間隔を置いて配列（配設）された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２１を備えており、各誘導結合型電極２１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１９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１９（各アレイアンテナ１９における各誘導結合型電極２１）に高周波電力を供給する高周波電源２３が配設されている。
【００２３】
図２に示すように、各誘導結合型電極２１は、上端部が天井壁１５にコネクタ２５を介して着脱可能に連結されかつ高周波電源２３の供給側（非接地側）に電気的に接続された第１電極棒２７と、上端部が天井壁１５にコネクタ２９を介して着脱可能に連結されかつ第１電極棒２７に対して平行であってかつ高周波電源２３の接地側に電気的に接続された第２電極棒３１と、第１電極棒２７の下端部と第２電極棒３１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３３とを備えている。また、各第１電極棒２７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３１の内部は、ガス供給源１７に接続可能であって、各第２電極棒３１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電極棒の長手方向）に沿って形成されている。
【００２４】
なお、アレイアンテナ１９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２１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。
【００２５】
図１及び図２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３５が設けられており、一対のガイドレール３５には、台車３７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、台車３７が一対のガイドレール３５を介して左右方向へ移動可能に設けられている。また、台車３７は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｃ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、台車３７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３９が前後方向に間隔を置いて立設されてある。更に、台車３７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（図２に示す位置）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。
【００２６】
図１及び図３に示すように、フロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面には、基板Ｗを冷却する矩形の冷却パネル（第１冷却パネル）４１が垂直にブラケット４３を介してそれぞれ配設されている。そして、各冷却パネル４１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２７】
即ち、各冷却パネル４１は、フロント壁９の内壁面又はリア壁１１の内壁面にブラケット４３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）４５を備えており、この冷却パネル本体４５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４５は、片側（基板エリアに対向する側）に基板Ｗからの輻射熱を吸収可能な吸収面４５ｆを有してあって、冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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４５の内部には、冷却油（冷熱媒の一例）を循環させるための蛇行状の循環流路（第１循環流路）４７が形成されており、冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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４５の左側上端部には、循環流路４７に冷却油を導入する導入管（第１導入管）４９が一体的に設けられており、この導入管４９は、フロント壁９の左部又はリア壁１１の左部を気密的に挿通してある。また、冷却パネル本体４５の右側上端部には、循環流路４７から冷却油を導出する導出管（第１導出管）５１が一体的に設けられており、この導出管５１は、フロント壁９の右部又はリア壁１１の右部を気密的に挿通してある。
【００２８】
図１、図４、及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、天井壁１５の内壁面の左部における各隣接する基板エリアＡ間には、容器状のレフト支持部材５３がＯリング５５を介して配設されており、各レフト支持部材５３の内側は、大気に開放されている。また、天井壁１５の内壁面の右部における各隣接する基板エリアＡ間には、容器状のライト支持部材５７がＯリング５９を介して配設されており、各ライト支持部材５７の内側は、大気に開放されている。
【００２９】
対応関係にあるレフト支持部材５３とライト支持部材５７の間には、基板Ｗを冷却する中間冷却パネル（第２冷却パネル）６１が垂直に吊設されており、換言すれば、天井壁１５の内壁面における各隣接する基板エリアＡ間には、中間冷却パネル６１がレフト支持部材５３及びライト支持部材５７を介して垂直に吊設されている。そして、各中間冷却パネル６１の具体的な構成は、次のようになる。
【００３０】
即ち、各中間冷却パネル６１は、上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能であって、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、アルミ等の金属からなるもである。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）を循環させるための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。更に、中間冷却パネル本体６３の左側上端部には、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、レフト支持部材にベアリング６９及びＯリング７１を介して気密的に軸心（中間導入管６７の軸心）周りに回転可能に支持されている。また、中間冷却パネル本体６３の右側上端部には、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）７３が中間導入管６７と同心状に一体的に設けられており、この中間導出管７３は、ライト支持部材５７にベアリング７５及びＯリング７７を介して気密的に軸心（中間導出管７３の軸心）周りに回転可能に支持されている。ここで、各中間冷却パネル６１の水平な揺動軸心Ｃは、中間導入管６７及び中間導出管７３の軸心に一致するようになっている。
【００３１】
なお、各中間冷却パネル６１を上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能にする代わりに、いずれかの中間冷却パネル６１のみを上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能にしても構わない。また、各中間冷却パネル６１は左右方向に沿って分割されてあっても構わない。
【００３２】
図４から図６に示すように、真空チャンバー３の外側には、各冷却パネル４１の循環流路４７及び各中間冷却パネル６１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）７９が配設されている。また、サーキュレータ７９の往き側は、各冷却パネル４１の導入管４９及び各中間冷却パネル６１の中間導入管６７に往き回路（往き配管）８１を介して接続されてあって、サーキュレータ７９の戻り側は、各冷却パネル４１の導出管５１及び各中間冷却パネル６１の中間導出管７３に戻り回路（戻り配管）８３を介して接続されている。更に、各中間冷却パネル６１の中間導入管６７は、ベアリング８７及びＯリング８９を介して往き回路８１の一部分（分岐部分）に気密的に回転可能に接続されてあって、各中間冷却パネル６１の中間導出管６９は、ベアリング９１及びＯリング９３を介して戻り回路８３に気密的に回転可能に接続されている。そして、サーキュレータ７９は、サーキュレータ７９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９５と、サーキュレータ７９の往き側に配設されかつ冷却油を加熱するヒーター９７と、熱交換器９５とヒーター９７との間に配設されかつ冷却油を圧送するポンプ９９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７９によって各冷却パネル本体４５の循環流路４７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４１及び各中間冷却パネル６１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、台車３７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１７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３１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２３によって各アレイアンテナ１９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１９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７９によって各冷却パネル本体４５の循環流路４７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からの輻射熱を冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ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７９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の吸収面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２３から各アレイアンテナ１９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１９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４５の吸収面４５ｆ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４５の吸収面４５ｆ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２１の着脱に関する作用
冷却パネル４１がフロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面に設けられ、中間冷却パネル６１がその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動可能になっているため、図７に示すように、フロント壁９及びリア壁１１によってチャンバー本体７のフロント開口部７ａ及びリア開口部７ｂを開き、かつ中間冷却パネル６１をその上端側の水平な揺動軸心Ｃ周りに揺動させることにより、誘導結合型電極２１と冷却パネル４１及び中間冷却パネル６１との干渉を回避しつつ、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２１の着脱作業（取付と取外し）を容易に行うことができる。
【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１９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範囲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２１と冷却パネル４１及び中間冷却パネル６１との干渉を回避しつつ、真空チャンバー３に対する複数本の誘導結合型電極２１の着脱作業を容易に行うことができるため、誘導結合型電極２１の着脱作業に要する時間を短くして、誘導結合型電極２１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】
更に、中間冷却パネル６１の水平な揺動軸心Ｃが中間導入管６７及び中間導出管７３の軸心に一致するようになっているため、中間導入管６７又は中間導出管７３からの冷却油の漏れを抑えつつ、中間冷却パネル６１を揺動させるための構成の簡略化を図ることができる。
【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４５の吸収面４５ｆ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、冷却水等の別の熱媒（冷熱媒）を各冷却パネル本体４５の循環流路４７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
９ フロント壁
１１ リア壁
１５ 天井壁
１７ ガス供給源
１９ アレイアンテナ
２１ 誘導結合型電極
２３ 高周波電源
２７ 第１電極棒
３１ 第２電極棒
３３ 接続金具
３５ ガイドレール
３７ 台車
３９ 基板ホルダ
４１ 冷却パネル
４３ ブラケット
４５ 冷却パネル本体
４５ｆ 冷却パネル本体の吸収面
４７ 循環流路
４９ 導入管
５１ 導出管
５３ レフト支持部材
５７ ライト支持部材
６１ 中間冷却パネル
Ｃ 中間冷却パネルの揺動軸心
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
７３ 中間導出管
７９ サーキュレータ
８１ 往き回路
８３ 戻り回路
９５ 熱交換器
９７ ヒーター
９９ 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、
正面側にフロント開口部を有しかつ背面側にリア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かつ前記フロント開口部を開閉するフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられかつ前記リア開口部を開閉するリア壁、及び前記チャンバー本体の上側に設けられた天井壁を備えてあって、内部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、
前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に垂直にそれぞれ配設され、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する冷却パネルと、
前記天井壁の内壁面における隣接する各基板エリア間に垂直に吊設され、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と、を具備し、
複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能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】
各冷却パネルは、片側に前記吸収面を有しかつ内部に熱媒を循環させるための循環流路が形成された冷却パネル本体、前記冷却パネル本体に設けられかつ前記循環流路に冷熱媒を導入する導入管、及び前記冷却パネル本体に設けられかつ前記循環流路から冷熱媒を導出する導出管を備え、
各中間冷却パネルは、両側に前記吸収面をそれぞれ有しかつ内部に熱媒を循環させるための中間循環流路が形成された中間冷却パネル本体、前記中間冷却パネル本体に設けられかつ前記中間循環流路に冷熱媒を導入する中間導入管、及び前記中間冷却パネル本体に設けられかつ前記中間循環流路から冷熱媒を導出する中間導出管を備え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】
前記いずれかの前記中間冷却パネルの揺動軸心が前記中間導入管及び前記中間導出管の軸心と一致していることを特徴とする請求項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】
各冷却パネルの前記吸収面及び各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５】
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４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、
正面側にフロント開口部を有しかつ背面側にリア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かつ前記フロント開口部を開閉するフロント壁、前記チャンバー本体の背面側に設けられかつ前記リア開口部を開閉するリア壁、及び前記チャンバー本体の上側に設けられた天井壁を備えてあって、内部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、
前記フロント壁の内壁面及び前記リア壁の内壁面に垂直にそれぞれ配設され、片側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、基板を冷却する冷却パネルと、
前記天井壁の内壁面における隣接する各基板エリア間に垂直に吊設され、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と、を具備し、
複数の前記中間冷却パネルのうちのいずれかの前記中間冷却パネルがその上端側の水平な揺動軸心周りに揺動可能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】
各冷却パネルは、片側に前記吸収面を有しかつ内部に熱媒を循環させるための循環流路が形成された冷却パネル本体、前記冷却パネル本体に設けられかつ前記循環流路に冷熱媒を導入する導入管、及び前記冷却パネル本体に設けられかつ前記循環流路から冷熱媒を導出する導出管を備え、
各中間冷却パネルは、両側に前記吸収面をそれぞれ有しかつ内部に熱媒を循環させるための中間循環流路が形成された中間冷却パネル本体、前記中間冷却パネル本体に設けられかつ前記中間循環流路に冷熱媒を導入する中間導入管、及び前記中間冷却パネル本体に設けられかつ前記中間循環流路から冷熱媒を導出する中間導出管を備え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】
前記いずれかの前記中間冷却パネルの揺動軸心が前記中間導入管及び前記中間導出管の軸心と一致していることを特徴とする請求項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】
各冷却パネルの前記吸収面及び各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５】
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４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２０１３−８７２９３（Ｐ２０１３−８７２９３Ａ）
【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２０１１−２２５６００（Ｐ２０１１−２２５６００）
【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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