JP2013251423A - 発光素子の保護膜の作製方法及び装置 - Google Patents

発光素子の保護膜の作製方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】高輝度で信頼性に優れた発光素子を構成する発光素子の保護膜の作製方法及び装置を提供する。
【解決手段】発光素子の保護膜の作製装置１０において、成膜室５０での成膜を行う前に、加熱室４０Ａでサファイア基板Ｗを所定の温度以上に加熱し、サファイア基板Ｗが搬送される前に成膜室５０でプラズマを点灯しておき、所定の温度以上に加熱したサファイア基板Ｗを加熱室４０Ａから成膜室５０へ搬送し、当該サファイア基板Ｗに、プラズマ処理を施すことにより、成膜室５０で保護膜を成膜する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子の保護膜の作製方法及び装置に関する。
省エネで長寿命を実現できるＬＥＤ（Light Emitting Diode）が、新しい発光素子として期待されている。
国際公開第２００７／０９４４１６号パンフレット 特開２００８−０４７６２０号公報
ＬＥＤ素子においては、通常、素子を保護するための絶縁膜、例えば、ＳｉＯ（酸化珪素）やＳｉＮ（窒化珪素）を保護膜として形成している。図１０に、ＬＥＤ素子の断面図を図示する。図１０において、符号８１はサファイア基板、８２はｎ型ＧａＮ層、８３は発光層、８４はｐ型ＧａＮ層、８５は透明導電膜、８６はｐ電極、８７はｐ電極パッド、８８はｎ電極、８９はｎ電極パッド、９０は保護膜である。図１０に示すＬＥＤ素子においては、ｐ電極パッド８７、ｎ電極パッド８９のバンプ部分を除いて、素子の周囲を被覆するように、保護膜９０が形成されており、この保護膜９０により、素子を保護している。
一般的に、上述した保護膜の形成は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いて行われ、従来は、図１１に示すフローチャートの作製方法で実施されている。ここで、上述した保護膜が形成される前段階のＬＥＤ素子が形成された基板を、ＬＥＤ基板と呼んで、図１１の作製方法の説明を行う。
（１）ＬＥＤ基板をプラズマＣＶＤ装置の成膜室へ搬入する（ステップＳ３１）。
（２）成膜室でプラズマを点灯して保護膜の成膜を開始する（ステップＳ３２）。
（３）成膜室でプラズマを消して成膜を終了する（ステップＳ３３）。
（４）ＬＥＤ基板を成膜室から搬出する（ステップＳ３４）。
プラズマＣＶＤ装置では、プラズマ点火時において、プラズマ発生用電極のインピーダンスが高い。このため、プラズマ点火するまでは、高い電圧がプラズマ発生用電極間に印加される。この電極間に存在する電子は、高い電圧に加速されて、プラズマ点灯するまで、高エネルギー電子が発生する。高エネルギー電子は、原料ガスをイオン化し、プラズマ点火するまで、イオンも同様に加速されて、エネルギーが高いイオンが発生する。高いエネルギーを持つイオンは、ＬＥＤの特性を劣化させることが分かっており（例えば、非特許文献１参照）、このため、上述した従来の作製方法では、所謂、プラズマダメージが発生して、ＬＥＤ特性が劣化していた。
加えて、上述した保護膜を形成する際に、成膜時の基板温度が低いと、保護膜の密度が低下し、保護性能（防水性）が劣化する。保護膜の性能の劣化は、ＬＥＤの信頼性の低下に繋がるため、成膜時の基板温度を、安定性が高い密度の保護膜を形成する所定の温度以上とすることが重要である。
プラズマＣＶＤ装置では、不活性ガス等のプラズマを用いて、基板を加熱可能であり（プラズマ加熱）、成膜室において、上述した保護膜を形成する前に、当該プラズマ加熱により基板温度を所定の温度以上に加熱することが考えられる。しかしながら、上述したように、プラズマ点火時に高いエネルギーのイオンが発生して、ＬＥＤの特性を劣化させること、例えば、ＬＥＤに使用される透明導電膜の透過率が低下することが分かっており、基板の加熱手段として、成膜室でのプラズマ加熱は適していない。例えば、プラズマ加熱で２３０℃まで加熱した場合には、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）などの透明導電膜の透過率（測定波長３８０〜４８０ｎｍ）が３０〜４０％程低下した。又、成膜室で成膜と共に基板のプラズマ加熱も行うと、基板１枚当たりの処理時間が長くなり、生産性（スループット）が低下してしまうため、このことも考慮すると、プラズマ加熱は避けた方がよい。
又、成膜室において、基板裏面から伝熱加熱することも考えられる。この場合、加熱した静電チャックに基板を確実に静電吸着して、伝熱加熱することになるが、静電吸着により、基板が室温から急激に加熱されることになるため、基板の内部で温度差が生じてしまう。ＬＥＤに使用されるサファイア基板は、基板内部に１００℃以上の温度差が発生すると熱応力により破損し易くなるため、成膜室における伝熱による加熱も避けた方がよい。
このように、基板を成膜室の外で加熱した方がよく、その場合、成膜室では成膜処理に専念でき、生産性が向上するため、成膜室での基板の加熱は避けるべきである。
そこで、上述した保護膜を形成する前に、大気中で基板を加熱して、基板温度を所定の温度以上に加熱することも考えられる。例えば、大気中の搬送経路の途中に、基板を加熱するヒータなどを設けることが考えられる。しかしながら、大気中で基板を加熱すると、酸素の影響により、ＬＥＤに使用される透明導電膜の透過率が低下し、ＬＥＤの性能低下が起こる。例えば、大気中で２３０℃まで加熱した場合には、ＩＴＯなどの透明導電膜の透過率（測定波長３８０〜４８０ｎｍ）が３％程低下した。
又、大気中で基板を加熱する場合、成膜室までの基板搬送時間中の自然冷却を考慮して、上述した所定の温度より高い温度（例えば、３００℃）まで加熱する必要がある。しかしながら、ＬＥＤに使用される透明導電膜、例えば、ＩＴＯは、２３０℃を越える加熱で劣化するため、２３０℃を越えて加熱することは好ましくない。仮に、大気中で基板を２３０℃に加熱したとしても、基板の搬送時間、そして、真空排気の時間を考慮すると、成膜室に搬送するときには、基板温度が上述した所定の温度未満まで冷却してしまうため、現実的に、大気中での加熱は不可能である。
更に、上述したように、ＬＥＤに使用されるサファイア基板は、基板内部に１００℃以上の温度差が発生すると熱応力により破損し易くなる。そのため、どのような加熱手段で加熱するにしても、極力均一に基板を加熱することが必要である。
このように、ＬＥＤ素子の保護膜を成膜する際には、プラズマダメージを抑制すると共に、所定の温度以上の基板温度で保護膜の成膜を行う必要があり、これらの条件を同時に満たせないと、高輝度で信頼性に優れたＬＥＤを製造することは難しい。
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高輝度で信頼性に優れた発光素子を構成する発光素子の保護膜の作製方法及び装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第１の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
サファイア基板上に形成された発光素子を保護する保護膜を作製する発光素子の保護膜の作製装置において、
前記サファイア基板を真空中で加熱する加熱室と、
前記加熱室で加熱された前記サファイア基板に、真空中でプラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜する成膜室と、
前記加熱室及び前記成膜室へ前記サファイア基板を真空搬送する搬送ロボットと、
前記加熱室、前記成膜室及び前記搬送ロボットを制御する制御手段とを有し
前記制御手段は、
前記加熱室を用いて、前記成膜室での成膜を行う前に、前記サファイア基板を所定の温度以上に加熱し、
前記搬送ロボットを用いて、所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板を前記加熱室から前記成膜室へ搬送し、
前記成膜室を用いて、前記サファイア基板が当該成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板に、プラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜することを特徴とする。
上記課題を解決する第２の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
上記第１の発明に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面及び下面に近接して配置した２つの遠赤外線ヒータを有し、前記２つの遠赤外線ヒータからの輻射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱するものであることを特徴とする。
上記課題を解決する第３の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
上記第１の発明に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つの遠赤外線ヒータと、前記サファイア基板と前記遠赤外線ヒータの周囲を囲み、かつ、層状に複数配置した熱反射板とを有し、前記１つの遠赤外線ヒータからの輻射と当該輻射の前記熱反射板での反射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱するものであることを特徴とする。
上記課題を解決する第４の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
上記第１の発明に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つのヒータと、当該加熱室に不活性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給手段とを有し、当該加熱室に前記不活性ガス又は前記窒素ガスを供給して、分子流領域の圧力より高い圧力とすると共に、前記不活性ガス又は前記窒素ガスの対流伝熱により、前記ヒータの温度を前記サファイア基板に伝熱して加熱するものであることを特徴とする。
上記課題を解決する第５の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、最初の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、最後の前記サファイア基板への成膜が終了するまで、前記プラズマを維持しておくものであることを特徴とする。
上記課題を解決する第６の発明に係る発光素子の保護膜の作製装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、各々の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、各々の前記サファイア基板への成膜が終了するとき、前記プラズマを消灯するものであることを特徴とする。
上記課題を解決する第７の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
サファイア基板上に形成された発光素子を保護する保護膜を作製する発光素子の保護膜の作製方法において、
前記サファイア基板を真空中で加熱する加熱室と、
前記加熱室で加熱された前記サファイア基板に、真空中でプラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜する成膜室と、
前記加熱室及び前記成膜室へ前記サファイア基板を真空搬送する搬送ロボットとを用い、
前記成膜室での成膜を行う前に、前記加熱室で前記サファイア基板を所定の温度以上に加熱し、
前記搬送ロボットにより前記サファイア基板が搬送される前に、前記成膜室でプラズマを点灯しておき、
前記搬送ロボットにより所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板を前記加熱室から前記成膜室へ搬送し、当該サファイア基板に、プラズマ処理を施すことにより、前記成膜室で前記保護膜を成膜することを特徴とする。
上記課題を解決する第８の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第７の発明に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面及び下面に近接して配置した２つの遠赤外線ヒータを有し、前記２つの遠赤外線ヒータからの輻射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱することを特徴とする。
上記課題を解決する第９の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第７の発明に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つの遠赤外線ヒータと、前記サファイア基板と前記遠赤外線ヒータの周囲を囲み、かつ、層状に複数配置した熱反射板とを有し、前記１つの遠赤外線ヒータからの輻射と当該輻射の前記熱反射板での反射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱することを特徴とする。
上記課題を解決する第１０の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第７の発明に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つのヒータと、当該加熱室に不活性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給手段とを有し、当該加熱室に前記不活性ガス又は前記窒素ガスを供給して、分子流領域の圧力より高い圧力とすると共に、前記不活性ガス又は前記窒素ガスの対流伝熱により、前記ヒータの温度を前記サファイア基板に伝熱して加熱することを特徴とする。
上記課題を解決する第１１の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第７〜第１０のいずれか１つの発明に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、最初の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、最後の前記サファイア基板への成膜が終了するまで、前記プラズマを維持しておくことを特徴とする。
上記課題を解決する第１２の発明に係る発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第７〜第１０のいずれか１つの発明に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、各々の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、各々の前記サファイア基板への成膜が終了するとき、前記プラズマを消灯することを特徴とする。
本発明によれば、成膜室での成膜の開始前に、加熱室でサファイア基板を所定の温度以上に加熱し、所定の温度以上に加熱したサファイア基板を、搬送ロボットで加熱室から成膜室へ搬送し、所定の温度以上に加熱したサファイア基板が成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、加熱室で加熱されたサファイア基板に、プラズマ処理を施すことにより、保護膜を成膜するので、プラズマ点火に伴うプラズマダメージを抑制すると共に、所定の温度以上の基板温度で保護膜の成膜を行うことができ、素子ダメージが低く、膜質の良い保護膜を形成することができる。その結果、高輝度で信頼性に優れた発光素子を製造することができる。
本発明に係る発光素子の保護膜の作製装置の実施形態の一例（実施例１）を示す概略図である。 図１に示した発光素子の保護膜の作製装置における加熱室を示す概略図である。 図１に示した発光素子の保護膜の作製装置における成膜室を示す概略図である。 遠赤外線ヒータの表面温度とサファイアが吸収する波長の輻射エネルギー密度との関係を示すグラフである。 基板の加熱時間と到達温度との関係を示すグラフである。 本発明に係る発光素子の保護膜の作製方法の実施形態の一例（実施例１）として、図１に示した発光素子の保護膜の作製装置における作製方法の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る発光素子の保護膜の作製方法の実施形態の他の一例（実施例２）として、図１に示した発光素子の保護膜の作製装置における作製方法の他の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る発光素子の保護膜の作製装置の実施形態の他の一例（実施例３）として、図２に示した加熱室の他の一例を示す概略図である。 本発明に係る発光素子の保護膜の作製装置の実施形態の他の一例（実施例４）として、図２に示した加熱室の他の一例を示す概略図である。 ＬＥＤ素子構造を示す断面図である。 従来の発光素子の保護膜の作製方法を示すフローチャートである。
本発明に係る発光素子の保護膜の作製方法及び装置の実施形態について、図１〜図９を参照して、その説明を行う。
（実施例１）
最初に、本実施例の発光素子の保護膜の作製装置（以降、作製装置と呼ぶ。）の装置構成について説明を行う。ここで、図１は、本実施例の作製装置を示す概略図であり、図２は、その作製装置における加熱室を示す概略図であり、図３は、その作製装置の成膜室を示す概略図である。又、図４は、図２に示した加熱室に用いる遠赤外線ヒータの表面温度とサファイアが吸収する波長の輻射エネルギー密度との関係を示すグラフであり、図５は、図４に示した特性を有する遠赤外線ヒータによる基板の加熱時間と基板の到達温度との関係を示すグラフである。
本実施例において、作製装置１０は、ロードロック２０、搬送室３０、加熱室４０Ａ、成膜室５０及び冷却室７０を有する。ロードロック２０は、ゲート弁ｄ１を介して、搬送室３０と接続されており、ゲート弁ｄ１の開閉により、ロードロック２０と搬送室３０とを連通状態にしたり、ロードロック２０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。
同様に、加熱室４０Ａも、ゲート弁ｄ２を介して、搬送室３０と接続されており、ゲート弁ｄ２の開閉により、加熱室４０Ａと搬送室３０とを連通状態にしたり、加熱室４０Ａを搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。同じく、成膜室５０も、ゲート弁ｄ３を介して、搬送室３０と接続されており、ゲート弁ｄ３の開閉により、成膜室５０と搬送室３０とを連通状態にしたり、成膜室５０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。同じく、冷却室７０も、ゲート弁ｄ４を介して、搬送室３０と接続されており、ゲート弁ｄ４の開閉により、冷却室７０と搬送室３０とを連通状態にしたり、冷却室７０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。
ロードロック２０において、カセット２１には、円形状の基板Ｗを複数収容しており、このカセット２１をロードロック２０の内部にセットしている。本実施例の場合、基板Ｗとしては、サファイアなどの透明基板が好適である。
なお、基板Ｗに代えて、基板Ｗと同じ大きさの円形状のトレイに複数の小径の基板（例えば、直径１００ｍｍ以下の基板）を載置し、当該トレイをカセット２１に複数収容し、トレイと共に小径の基板を搬送するようにしてもよい。この場合、トレイは、例えば、小径の基板を載置する座繰り（凹部）、又は、小径の基板を保持する保持部を有する貫通孔を複数設けた構造である。
以降の説明においては、基板Ｗを用いて説明を行うが、上述したように、基板Ｗに代えて、小径の基板を複数載置したトレイの場合にも適用可能であるので、その場合には、基板Ｗを小径の基板を複数載置したトレイと読み替えればよい。
搬送室３０において、その中央部分には、搬送ロボット３１が配設されている。そして、搬送ロボット３１のアーム３１ａに設けられたロボットハンド３１ｂを用いて、１枚の基板Ｗを保持し、ロードロック２０、加熱室４０Ａ、成膜室５０及び冷却室７０に対する搬送を行っている。例えば、ゲート弁ｄ１を開け、ロードロック２０へアーム３１ａを伸ばし、基板Ｗをロボットハンド３１ｂ上に乗せて、基板Ｗをカセット２１から引き出す。その後、ゲート弁ｄ２又はゲート弁ｄ３又はゲート弁ｄ４を開け、加熱室４０Ａ又は成膜室５０又は冷却室７０へアーム３１ａを伸ばし、基板Ｗを加熱室４０Ａ又は成膜室５０又は冷却室７０の内部に搬送することになる。
本実施例の場合、ロードロック２０から成膜室５０までの真空搬送経路（太線矢印）の途中に加熱室４０Ａを配置しており、ゲート弁ｄ２を介して、搬送室３０の側面に加熱室４０Ａを別途設けている。そして、成膜室５０での成膜の前に、予め、加熱室４０Ａで基板Ｗを加熱し、その後、所定の温度以上に加熱された基板Ｗを成膜室５０へ搬送し、その基板Ｗ上に保護膜を成膜するようにしている。
加熱室４０Ａは、図２に示すように、ゲート弁ｄ２により仕切られている。加熱室４０Ａの内部は、常に高真空（≦１ｍＴｏｒｒ）に保たれており、対流熱伝導が起きない分子流領域となっている。真空状態の加熱室４０Ａの内部において、基板Ｗは、支持ピン（図示省略）により支持されている。そして、図２に示すように、基板Ｗの上面を遠赤外線により輻射加熱する遠赤外線ヒータ４１が、加熱室４０Ａの天井側に設けられ、基板Ｗの下面（裏面）を遠赤外線により輻射加熱する遠赤外線ヒータ４２が、加熱室４０Ａの底面側に設けられている。このように、遠赤外線ヒータ４１、４２は、基板Ｗの上面及び裏面に近接して、非接触に配置されており、遠赤外線ヒータ４１、４２からの遠赤外線の輻射により、基板Ｗの両面を加熱する構成である。
遠赤外線ヒータ４１、４２は、例えば、円盤型であり、被加熱対象となる円形状の基板Ｗは、遠赤外線ヒータ４１、４２の中央に配置する。なお、前述したように、基板Ｗの代わり、小径の基板を複数載置したトレイを輻射加熱するようにしてもよい。この場合、トレイは、小径の基板を保持する保持部を有する貫通孔を複数設けた構造がよく、その場合、貫通孔を通して、小径の基板の裏面を効率的に輻射加熱することができる。
加熱室４０Ａの内壁は、効率的に熱反射できるように鏡面研磨されている。又、ゲート弁ｄ２の弁体も、効率的に熱反射できるように鏡面研磨されている。このような構成により、遠赤外線ヒータ４１、４２からの輻射熱を加熱室４０Ａの内部に閉じ込めて、基板Ｗを効率的に加熱するようにしている。
前述したように、加熱室４０Ａは、基板Ｗを両面から輻射加熱する構造となっている。これは、両面から基板Ｗを加熱することにより、基板Ｗを高速（短時間）で加熱することができると共に、基板Ｗを均一に加熱することができるためである。その結果、基板Ｗの内部に温度差を発生させずに加熱することができ、熱応力による基板Ｗの変形、破損を回避することができる。特に、サファイア基板は、前述したように、基板Ｗの内部に１００℃以上の温度差が発生すると、熱応力により破損し易くなるため、上記構成により、サファイア基板の変形、破損を回避することができる。
又、サファイアは、波長５〜８、１５〜１８、３２μｍ以降に赤外光吸収特性がある。ハロゲンランプによりシリコン基板を真空中でランプ加熱する装置は従来から知られているが、このハロゲンランプの石英管は、５μｍよりも長い波長を通さないため、シリコン基板用のランプ加熱装置を用いて、サファイア基板を真空中で輻射加熱することはできない。
そこで、本実施例においては、サファイア基板を輻射加熱することを考慮して、遠赤外線（例えば、波長３μｍ以上の赤外線）を輻射する遠赤外線ヒータ４１、４２を用いている。例えば、遠赤外線ヒータ４１、４２としては、ＳＵＳ（ステンレススチール）パイプに内部に発熱コイルを設けると共に、耐熱絶縁材（例えば、ＭｇＯ；酸化マグネシウム）を充填して一体化した発熱体を形成し、その表面に遠赤外線を放出する遠赤外線被膜（例えば、カーボン系セラミクス）をコーティングしたものなどが使用可能である。このような遠赤外線ヒータを用いた場合、サファイアが吸収する波長の輻射エネルギー密度は、図４に示すように、黒体放射に近い効率である。例えば、その遠赤外線ヒータの表面温度が６００℃の場合、図４に示すように、エネルギー密度０．４〜０．５Ｗ／ｃｍ2を得ることができる。その場合、図５に示すように、室温から３００℃まで１３０秒程度でサファイア基板（直径１５０ｍｍ、厚さ１．３ｍｍ）を加熱可能であり、サファイア基板の加熱時間の短縮が可能である。
サファイア基板上のＬＥＤ素子に成膜室５０で保護膜を成膜するとき、安定性が高い密度の保護膜を形成する所定の温度としては、成膜開始時においてサファイア基板を少なくとも２００℃としておく必要がある。そのため、加熱室４０Ａにおいては、サファイア基板を２１０〜２２０℃まで加熱し、その温度で基板Ｗを取り出すようにしている。この場合、例えば、図５に示すように、９０秒程度でサファイア基板を室温から２２０℃まで加熱可能である。この加熱時間は、成膜室５０で成膜する時間より短い必要があり、加熱室４０Ａでの加熱時間を短くしたい場合には、遠赤外線ヒータ４１、４２の表面温度をより高く設定すればよい。基板Ｗを取り出すタイミングとしては、飽和温度で基板Ｗを取出すこととすると、温度管理は確実となるが、飽和温度まで待つ必要があり、時間がかかってしまう。そのため、前述した２１０〜２２０℃に加熱されたタイミングで基板Ｗを取出すことが望ましい。例えば、加熱室４０Ａにおいて、遠赤外線ヒータ４１、４２の加熱によるサファイア基板の飽和温度が、２１０〜２２０℃より高くなるように、遠赤外線ヒータ４１、４２の表面温度を設定しておけばよい。そうすると、サファイア基板が飽和温度に到達する前に、所望の温度範囲２１０〜２２０℃に加熱されて、加熱時間の短縮を図ることができる。
このような構成の加熱室４０Ａを用いて、成膜処理前に基板Ｗを予め加熱することにより、高い生産性が得られ、又、基板Ｗの温度を所定の温度以上として成膜開始するので、膜質の良い（膜密度が高く、エッチングレートの低い）保護膜が形成可能となる。例えば、２３０℃まで加熱した場合、ＩＴＯなどの透明導電膜の透過率（測定波長３８０〜４８０ｎｍ）の低下は見られなかった。
一方、成膜室５０は、公知のプラズマＣＶＤ装置でよいが、本実施例の場合、後述する作製方法を考慮すると、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma；誘導結合プラズマ）型のプラズマ発生機構を有するものがよい。
具体的には、図３に示すように、成膜室５０は、真空容器５１となる筒状容器５２と天井板５３とを有しており、円筒状の筒状容器５２の上部開口部を塞ぐように、セラミクス製の円板状の天井板５３が配設されている。筒状容器５２には、内部を真空状態にする真空装置５４が接続されており、真空容器５１の内部を高い真空度に維持可能である。
天井板５３の上方（直上）には、複数の円形リングからなる高周波アンテナ５５が配置されており、高周波アンテナ５５には整合器５６を介して高周波電源５７が接続されている。この高周波電源５７は、後述する低周波電源６７より高い発振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を高周波アンテナ５５に給電可能となっており、入射窓となる天井板５３を透過して、プラズマＰを生成するための高周波電磁波（ＲＦ）を真空容器５１内へ入射可能となっている。これは、所謂、ＩＣＰ型のプラズマ発生機構の構成である。
又、筒状容器５２の側壁部分には、天井板５３より低く、後述する載置台６２より高い位置に複数のガスノズル５８が設けられており、ガスノズル５８から真空容器５１の内部に、所望の流量の所望のガスを供給可能となっている。供給されるガスは、プロセスに応じて変更され、保護膜（例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜）のプロセスには、原料ガスとなるＳｉＨ4、Ｎ2、Ｏ2などが使用される。
又、筒状容器５２の下部には、支持台６１が設置されており、この支持台６１の上に、成膜対象である基板Ｗを載置する載置台６２が設置されている。載置台６２の内部には加熱のためのヒータ６３が設置されており、このヒータ６３は制御装置（制御手段；図示省略）により温度が調整されている。これにより、プラズマ処理中の基板Ｗを所定の温度以上に維持、制御することができる。
又、載置台６２には、電極６４が設けられており、この電極６４には、コンデンサ６５、整合器６６を介して低周波電源６７が接続されている。低周波電源６７は、高周波電源５７より低い発振周波数（例えば、４ＭＨｚ）を電極６４に印加し、基板Ｗにバイアスパワーを印加できるようになっている。
更に、上述した電極６４には、基板Ｗを静電吸着する直流の静電電源６８が接続されており、載置台６２上に基板Ｗを吸着保持可能としている。この静電電源６８は、高周波電源５７や低周波電源６７のパワーが回り込まないように、ローパスフィルター（ＬＰＦ）６９を介して接続されている。
基板Ｗは、筒状容器５２の側壁に設けたゲート弁ｄ３を用いて、載置台６２上に搬送可能となっており、載置台６２上に基板Ｗを載置することで、基板Ｗが真空容器５１に収容される。その後、ゲート弁ｄ３を閉め、制御装置により、後述する作製方法が実施される。
又、成膜室５０での成膜の後、成膜室５０からロードロック２０までの真空搬送経路（太線矢印）の途中に、カセット２１の耐熱温度以下まで基板Ｗを冷却する冷却室７０を設置してもよい。本実施例の場合、冷却室７０は、ゲート弁ｄ４を介して、搬送室３０の側面に別途設けられている。冷却室７０も、加熱室４０Ａと同様に、冷却時における基板Ｗの内部に温度差を発生させないようにするため、例えば、支持ピンにより基板Ｗを支持して、基板Ｗの両面から放射冷却できるような構造としている。なお、基板Ｗを均一に冷却できれば、他の構造でもよい。
以上説明した構成を有する作製装置１０において、制御装置を用いて実施する発光素子の保護膜の作製方法の一例を、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、以下に示す本実施例の作製方法は、後述する実施例３、４にも適用可能である。又、ここでは、基板Ｗは、一例として、ＬＥＤ基板とする。
最初に、ＬＥＤ基板（保護膜が形成される前段階のＬＥＤ素子が形成された基板）をカセット２１に複数収容し、そのカセット２１をロードロック２０にセットする（ステップＳ１）。
次に、ロードロック２０を減圧（真空引き）し、その後、ゲート弁ｄ１を開け、搬送ロボット３１を用いて、ＬＥＤ基板をカセット２１から引き出す。その後、ゲート弁ｄ２を開け、加熱室４０ＡへＬＥＤ基板を搬入する（ステップＳ２）。
次に、ゲート弁ｄ２を閉めた後、加熱室４０Ａにおいて、遠赤外線ヒータ４１、４２の輻射加熱により、ＬＥＤ基板を加熱する（ステップＳ３）。ここでは、遠赤外線ヒータ４１、４２の表面温度と加熱時間との関係からＬＥＤ基板の到達温度を予め計測しておき、成膜処理に適した所定の温度以上に加熱できる予定時間を求めておく。前述したように、加熱室４０Ａにおいて、遠赤外線ヒータ４１、４２の加熱によるＬＥＤ基板の飽和温度が、所望の温度より高くなるように、遠赤外線ヒータ４１、４２の表面温度を設定しておけば、飽和温度に到達する前に、ＬＥＤ基板が所望の温度に加熱される。そして、予め、所望の温度に加熱できる予定時間を求めておけば、適切な時間でＬＥＤ基板を取り出すことができ、加熱時間の短縮を図ることができる。
求めた予定時間を経過後に、ゲート弁ｄ２を開け、ＬＥＤ基板を加熱室４０Ａから搬出する（ステップＳ４）。加熱室４０ＡからＬＥＤ基板を引き出したとき、又は、成膜室５０へＬＥＤ基板を搬入する前に、例えば、放射温度計などを用いて、ＬＥＤ基板の温度が所望の温度範囲であるか確認するようにしてもよい。例えば、サファイア基板の場合、所定の温度が２００℃であるので、所望の温度範囲としては、２１０〜２２０℃の範囲がよい。
成膜室５０において、不活性ガスや希ガスなどを用いて、ＬＥＤ基板を搬入する前に、プラズマＰが既に点灯している状態としておく（ステップＳ５）。プラズマ点灯のタイミングとしては、最初のＬＥＤ基板が搬入される前であれば、どのタイミングで点灯してもよく、本実施例の場合、一度点灯した後は、カセット２１に収容されたＬＥＤ基板の処理が全て終了するまで、プラズマＰの点灯を維持しておく。このように、プラズマＰを維持することにより、プラズマ点灯時に発生するプラズマダメージによるＬＥＤ特性の劣化を抑制することができ、又、プラズマ点灯、消灯の制御の手間を省略することもできる。
ゲート弁ｄ３を開け、プラズマＰが点灯した状態の成膜室５０の載置台６２上へＬＥＤ基板を搬入し（ステップＳ６）、その後、ゲート弁ｄ３を閉め、原料ガスを供給して、成膜室５０で保護膜の成膜処理を実施する（ステップＳ７）。この成膜処理の際には、所定の温度以上で成膜が行われるので、成膜される膜の膜質（エッチングレート、透過率など）が安定し、デバイスの歩留まりが向上することになる。
成膜処理の終了後、プラズマＰが点灯した状態の成膜室５０からＬＥＤ基板を取り出し、その後、直接又は冷却室７０で冷却した後、ＬＥＤ基板をカセット２１へ戻す（ステップＳ８）。
このようなステップＳ２〜Ｓ８の手順が、カセット２１に収容された全てのＬＥＤ基板に対して実施され、全てのＬＥＤ基板において、成膜室５０のプラズマＰが予め点灯した状態で、所定の温度で成膜処理が開始されることになる。
このようにして、成膜室５０のプラズマＰを予め点灯した状態としており、従来のように、ＬＥＤ基板を成膜室５０に設置した後、プラズマ点火をすることはないので、特性劣化を防止することができる。その結果、プラズマダメージによるＬＥＤ特性の劣化を抑制することができる。
例えば、１０００〜１７００ＶのＥＳＤ（Electrostatic Discharge）耐性を有する保護膜を形成し、この保護膜に対して、従来の作製方法（図１１参照）と同じように、成膜室内に基板を設置した後にプラズマを点灯した場合と、本実施例の作製方法と同じように、成膜室で予めプラズマを点灯した後に成膜室内に基板を設置した場合について、ＥＳＤ耐性の変化を比較した。なお、このＥＳＤ耐性は、静電気試験（ＪＩＳ Ｃ ６１３４０−３−１：日本工業標準調査会 審議、「静電気−第３−１部：静電気の影響をシミュレーションする方法−人体モデル（ＨＢＭ）の静電気放電試験波形」、日本規格協会、平成２２年２月２２日改正）を用いて評価した。従来の作製方法による保護膜のＥＳＤ耐性が、０〜６００Ｖ程度まで低下するのに対して、本実施例の作製方法による保護膜のＥＳＤ耐性は、１０００〜１７００Ｖであり、これは、当初の状態と変わらなかった。
（実施例２）
図７は、実施例１で説明した作製装置１０において、制御装置を用いて実施する発光素子の保護膜の作製方法の他の一例を示すフローチャートである。なお、以下に示す本実施例の作製方法は、後述する実施例３、４にも適用可能である。又、ここでも、基板Ｗは、一例として、ＬＥＤ基板とする。
最初に、ＬＥＤ基板をカセット２１に複数収容し、そのカセット２１をロードロック２０にセットする（ステップＳ１１）。
次に、ロードロック２０を減圧（真空引き）し、その後、ゲート弁ｄ１を開け、搬送ロボット３１を用いて、ＬＥＤ基板をカセット２１から引き出す。その後、ゲート弁ｄ２を開け、加熱室４０ＡへＬＥＤ基板を搬入する（ステップＳ１２）。
次に、ゲート弁ｄ２を閉めた後、加熱室４０Ａにおいて、遠赤外線ヒータ４１、４２の輻射加熱により、ＬＥＤ基板を加熱する（ステップＳ１３）。ここでは、実施例１と同様に、成膜処理に適した所定の温度以上に加熱できる予定時間を求めておく。
求めた予定時間を経過後に、ゲート弁ｄ２を開け、ＬＥＤ基板を加熱室４０Ａから搬出する（ステップＳ１４）。このとき、実施例１と同様に、ＬＥＤ基板の温度を所望の温度範囲であるか確認するようにしてもよい。
成膜室５０において、不活性ガスや希ガスなどを用いて、ＬＥＤ基板を搬入する前に、プラズマＰが既に点灯している状態としておく（ステップＳ１５）。実施例１では、プラズマＰを一度点灯した後は、カセット２１に収容されたＬＥＤ基板の処理が全て終了するまで、プラズマＰの点灯を維持していた。一方、本実施例では、後述するように、１枚のＬＥＤ基板に対する成膜処理が終了すると、プラズマＰを消灯するので、各々のＬＥＤ基板を搬入する前に、成膜室５０において、プラズマＰが既に点灯している状態としておく。プラズマ点灯のタイミングとしては、前のＬＥＤ基板を成膜室５０から搬出した後であり、次のＬＥＤ基板が搬入される前であれば、どのタイミングで点灯してもよいが、ＬＥＤ基板を搬入する直前とすると、プラズマ照射時間をより短くすることができ、電力消費量をより低減することができる。
ゲート弁ｄ３を開け、プラズマＰが点灯した状態の成膜室５０の載置台６２上へＬＥＤ基板を搬入し（ステップＳ１６）、その後、ゲート弁ｄ３を閉め、原料ガスを供給し、成膜室５０で保護膜の成膜処理を実施する（ステップＳ１７）。この成膜処理の際には、所定の温度以上で成膜が行われるので、成膜される膜の膜質（エッチングレート、透過率など）が安定し、デバイスの歩留まりが向上することになる。
成膜処理の終了後、プラズマを消し（ステップＳ１８）、プラズマが消えた状態の成膜室５０からＬＥＤ基板を取り出し、その後、直接又は冷却室７０で冷却した後、ＬＥＤ基板をカセット２１へ戻す（ステップＳ１９）。
このようなステップＳ１２〜Ｓ１９の手順が、カセット２１に収容された全てのＬＥＤ基板に対して実施され、全てのＬＥＤ基板において、成膜室５０のプラズマＰが予め点灯した状態で、所定の温度で成膜処理が開始されることになる。
このようにして、成膜室５０のプラズマＰを予め点灯した状態としており、従来のように、ＬＥＤ基板を成膜室５０に設置した後、プラズマ点火をすることはないので、特性劣化を防止することができる。その結果、プラズマダメージによるＬＥＤ特性の劣化を抑制することができる。
（実施例３）
図８は、実施例１で説明した作製装置１０における加熱室の他の一例を示す概略図である。なお、本実施例において、図２に示した実施例１の加熱室４０Ａと同等の構成には同じ符号を付して説明を行う。
本実施例の場合も、ロードロック２０から成膜室５０までの真空搬送経路の途中に加熱室４０Ｂを配置する。具体的には、実施例１と同様に、ゲート弁ｄ２を介して、搬送室３０の側面に加熱室４０Ｂを別途設けている。そして、成膜室５０での成膜の前に、予め、加熱室４０Ｂで基板Ｗを加熱し、その後、所定の温度以上に加熱された基板Ｗを成膜室５０へ搬送し、その基板Ｗ上に保護膜を成膜するようにしている。
加熱室４０Ｂも、ゲート弁ｄ２により仕切られており、その内部は、常に高真空（≦１ｍＴｏｒｒ）に保たれており、対流熱伝導が起きない分子流領域となっている。真空状態の加熱室４０Ｂの内部において、基板Ｗは、支持ピン（図示省略）により支持されている。そして、図８に示すように、基板Ｗの上面を遠赤外線により輻射加熱する遠赤外線ヒータ４１が、加熱室４０Ｂの天井側に設けられており、この遠赤外線ヒータ４１が、基板Ｗの上面に近接して、非接触に配置されている。一方、加熱室４０Ｂの底面側には、実施例１と異なり、基板Ｗの裏面を輻射加熱するヒータは設けられていないが、代わりに、基板Ｗ及び遠赤外線ヒータ４１の周囲を囲むように、熱反射板４３が複数の層状に配置されている。
この熱反射板４３は、薄く鏡面研磨された金属（例えば、０．１ｍｍ厚でバフ研磨したＳＵＳ３０４シート）からなり、層状の熱反射板４３の層方向には熱伝導せず、輻射率の低い表面を持つものである。このような熱反射板４３を配置することにより、１つの遠赤外線ヒータ４１からの輻射熱を反射して熱反射板４３の内側に閉じ込める構造としている。なお、基板Ｗの搬送経路（点線矢印参照）上に熱反射板４３を設けることはできないため、この搬送経路の部分のみ開口して、熱反射板４３を設置できない範囲を最小限にすることが望ましい。このように、１つの遠赤外線ヒータ４１と基板Ｗ及び遠赤外線ヒータ４１を囲む熱反射板４３により、遠赤外線ヒータ４１からの遠赤外線の輻射を用いて、基板Ｗの両面を加熱する構成である。
このようにして、加熱室４０Ｂは、遠赤外線ヒータ４１からの輻射と当該輻射の熱反射板４３での反射により、基板Ｗを両面から輻射加熱する構造となっている。そして、実施例１と同様に、両面から基板Ｗを加熱することにより、基板Ｗを高速（短時間）で加熱することができると共に、基板Ｗを均一に加熱することができる。その結果、基板Ｗの内部に温度差を発生させずに加熱することができ、熱応力による基板Ｗの変形、破損を回避することができる。
又、このような構成の加熱室４０Ｂを用いて、成膜処理前に基板Ｗを予め加熱することにより、高い生産性が得られ、又、基板Ｗの温度を所定の温度以上として成膜開始するので、膜質の良い（膜密度が高く、エッチングレートの低い）保護膜が形成可能となる。
本実施例の場合、基板Ｗの上面を輻射加熱する遠赤外線ヒータ４１を１つ設けた構成としているが、代わりに、基板Ｗの裏面を輻射加熱する遠赤外線ヒータ４２を１つ設けた構成としてもよい。いずれの場合でも、遠赤外線ヒータ４１又は遠赤外線ヒータ４２の反対側の面には、熱反射板４３が設置されているため、基板Ｗを十分に加熱することができる。又、１つのヒータでよいため、実施例１に示した加熱室４０Ａより低コスト、簡易、軽量な構成とすることができる。
特に、小径の基板を載置する座繰り（凹部）を複数設けた構造のトレイを用いる場合、基板の裏面はトレイに面するので、実施例１の加熱室４０Ａのように両面から加熱する必要はなく、片面からの加熱、特に上面から加熱で十分であり、この場合、トレイを不用意に加熱することもなくなる。
（実施例４）
図９は、実施例１で説明した作製装置１０における加熱室の更なる他の一例を示す概略図である。なお、本実施例において、図２に示した実施例１の加熱室４０Ａと同等の構成には同じ符号を付して説明を行う。
本実施例の場合も、ロードロック２０から成膜室５０までの真空搬送経路の途中に加熱室４０Ｃを配置する。具体的には、実施例１と同様に、ゲート弁ｄ２を介して、搬送室３０の側面に加熱室４０Ｃを別途設けている。そして、成膜室５０での成膜の前に、予め、加熱室４０Ｃで基板Ｗを加熱し、その後、所定の温度以上に加熱された基板Ｗを成膜室５０へ搬送し、その基板Ｗ上に保護膜を成膜するようにしている。
加熱室４０Ｃも、ゲート弁ｄ２により仕切られている。加熱室４０Ｃの内部は、真空（＜１Ｐａ）に排気可能であるが、本実施例の場合、加熱室４０Ｃにガスノズル４４（ガス供給手段）を設け、このガスノズル４４を用いて、不活性ガス又はＮ2を加熱室４０Ｃの内部に供給し、その真空度を、分子流領域の圧力より高い圧力、つまり、対流熱伝導が可能な圧力（例えば、対流がある１ｍＴｏｒｒ以上の圧力）としている。
このような不活性ガス又はＮ2雰囲気の加熱室４０Ｃの内部において、基板Ｗは、支持ピン（図示省略）により支持されている。そして、図９に示すように、加熱室４０Ｃの底面側にヒータ４５が設けられており、このヒータ４５が、基板Ｗの裏面に近接して、非接触に配置されている。このヒータ４５は、実施例１と同様に、遠赤外線により輻射加熱するものでもよいが、本実施例の場合、雰囲気による対流熱伝導を利用しているので、ヒータ４５が３００℃程度の温度になるものであれば、どのようなヒータでもよい。又、実施例１の加熱室４０Ａのように、内壁を鏡面研磨したり、実施例２の加熱室４０Ｂのように、熱反射板４３を配置したりする必要もない。
このようにして、加熱室４０Ｃは、基板Ｗを周囲から対流伝熱加熱する構造となっている。そして、周囲から基板Ｗを加熱することにより、基板Ｗを高速（短時間）で加熱することができると共に、基板Ｗを均一に加熱することができる。その結果、基板Ｗの内部に温度差を発生させずに加熱することができ、熱応力による基板Ｗの変形、破損を回避することができる。例えば、Ｎ2雰囲気、圧力１Ｔｏｒｒで加熱した場合、９０秒程度で２３０℃まで加熱することができた。又、このとき、ＩＴＯなどの透明導電膜の透過率（測定波長３８０〜４８０ｎｍ）の低下も見られなかった。
又、このような構成の加熱室４０Ｃを用いて、成膜処理前に基板Ｗを予め加熱することにより、高い生産性が得られ、又、基板Ｗの温度を所定の温度以上として成膜開始するので、膜質の良い（膜密度が高く、エッチングレートの低い）保護膜が形成可能となる。
本実施例の場合、加熱室４０Ｃの底面側にヒータ４５を１つ設けているが、加熱室４０Ｃの天井側にヒータを１つ設けてもよい。いずれの場合でも、基板Ｗを周囲から対流伝熱加熱するので、基板Ｗを十分に加熱することができる。又、１つのヒータでよいため、実施例１に示した加熱室４０Ａより低コスト、簡易、軽量な構成とすることができる。
特に、小径の基板を載置する座繰り（凹部）を複数設けた構造のトレイを用いる場合、基板の裏面はトレイに面するので、実施例１の加熱室４０Ａのように両面から加熱する必要はなく、片面からの加熱、特に上面から加熱で十分であり、この場合、トレイを不用意に加熱することもなくなる。
又、小径の基板を保持する保持部を有する貫通孔を複数設けた構造のトレイを用いる場合、基板の裏面側に貫通孔があり、基板の裏面に対流熱伝導に利用する雰囲気が直接触れるので、小径の基板の裏面を効率的に対流伝熱加熱することができる。この場合も、実施例１の加熱室４０Ａのように両面から加熱する必要はなく、片面からの加熱、特に裏面から加熱でも十分である。
本発明は、発光素子の保護膜の作製方法及び装置として好適なものである。
３１ 搬送ロボット
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 加熱室
４１、４２ 遠赤外線ヒータ
４３ 熱反射板
４４ ガスノズル
４５ ヒータ
５０ 成膜室

Claims (12)

  1. サファイア基板上に形成された発光素子を保護する保護膜を作製する発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記サファイア基板を真空中で加熱する加熱室と、
    前記加熱室で加熱された前記サファイア基板に、真空中でプラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜する成膜室と、
    前記加熱室及び前記成膜室へ前記サファイア基板を真空搬送する搬送ロボットと、
    前記加熱室、前記成膜室及び前記搬送ロボットを制御する制御手段とを有し
    前記制御手段は、
    前記加熱室を用いて、前記成膜室での成膜を行う前に、前記サファイア基板を所定の温度以上に加熱し、
    前記搬送ロボットを用いて、所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板を前記加熱室から前記成膜室へ搬送し、
    前記成膜室を用いて、前記サファイア基板が当該成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板に、プラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜することを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  2. 請求項１に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面及び下面に近接して配置した２つの遠赤外線ヒータを有し、前記２つの遠赤外線ヒータからの輻射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱するものであることを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  3. 請求項１に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つの遠赤外線ヒータと、前記サファイア基板と前記遠赤外線ヒータの周囲を囲み、かつ、層状に複数配置した熱反射板とを有し、前記１つの遠赤外線ヒータからの輻射と当該輻射の前記熱反射板での反射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱するものであることを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  4. 請求項１に記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つのヒータと、当該加熱室に不活性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給手段とを有し、当該加熱室に前記不活性ガス又は前記窒素ガスを供給して、分子流領域の圧力より高い圧力とすると共に、前記不活性ガス又は前記窒素ガスの対流伝熱により、前記ヒータの温度を前記サファイア基板に伝熱して加熱するものであることを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、最初の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、最後の前記サファイア基板への成膜が終了するまで、前記プラズマを維持しておくものであることを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  6. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の発光素子の保護膜の作製装置において、
    前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、各々の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、各々の前記サファイア基板への成膜が終了するとき、前記プラズマを消灯するものであることを特徴とする発光素子の保護膜の作製装置。
  7. サファイア基板上に形成された発光素子を保護する保護膜を作製する発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記サファイア基板を真空中で加熱する加熱室と、
    前記加熱室で加熱された前記サファイア基板に、真空中でプラズマ処理を施すことにより、前記保護膜を成膜する成膜室と、
    前記加熱室及び前記成膜室へ前記サファイア基板を真空搬送する搬送ロボットとを用い、
    前記成膜室での成膜を行う前に、前記加熱室で前記サファイア基板を所定の温度以上に加熱し、
    前記搬送ロボットにより前記サファイア基板が搬送される前に、前記成膜室でプラズマを点灯しておき、
    前記搬送ロボットにより所定の温度以上に加熱した前記サファイア基板を前記加熱室から前記成膜室へ搬送し、当該サファイア基板に、プラズマ処理を施すことにより、前記成膜室で前記保護膜を成膜することを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
  8. 請求項７に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面及び下面に近接して配置した２つの遠赤外線ヒータを有し、前記２つの遠赤外線ヒータからの輻射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱することを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
  9. 請求項７に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つの遠赤外線ヒータと、前記サファイア基板と前記遠赤外線ヒータの周囲を囲み、かつ、層状に複数配置した熱反射板とを有し、前記１つの遠赤外線ヒータからの輻射と当該輻射の前記熱反射板での反射により、前記サファイア基板の上面及び下面を真空中で加熱することを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
  10. 請求項７に記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記加熱室は、前記サファイア基板の上面又は下面の一方に近接して配置した１つのヒータと、当該加熱室に不活性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給手段とを有し、当該加熱室に前記不活性ガス又は前記窒素ガスを供給して、分子流領域の圧力より高い圧力とすると共に、前記不活性ガス又は前記窒素ガスの対流伝熱により、前記ヒータの温度を前記サファイア基板に伝熱して加熱することを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
  11. 請求項７から請求項１０のいずれか１つに記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、最初の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、最後の前記サファイア基板への成膜が終了するまで、前記プラズマを維持しておくことを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
  12. 請求項７から請求項１０のいずれか１つに記載の発光素子の保護膜の作製方法において、
    前記成膜室は、複数枚の前記サファイア基板に連続的に成膜を行う場合、各々の前記サファイア基板が前記成膜室へ搬送される前にプラズマを点灯しておき、各々の前記サファイア基板への成膜が終了するとき、前記プラズマを消灯することを特徴とする発光素子の保護膜の作製方法。
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