JP2014109060A

JP2014109060A - アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置

Info

Publication number: JP2014109060A
Application number: JP2012264066A
Authority: JP
Inventors: Naoya Yamamoto; 直矢山本; Tomoko Yonezawa; 朋子米澤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-12

Abstract

【課題】作業環境の維持を図りつつ、薄膜の品質を十分に向上させること。
【解決手段】
フロント壁９の内壁面及びリア壁１１の内壁面に基板Ｗを冷却する第１冷却パネル４１が垂直にそれぞれ配設され、天井壁１５の内壁面における各隣接する基板エリアＡ間に基板Ｗを冷却する第２冷却パネル５３が垂直に配設され、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ側に多孔構造からなる第１熱吸収制御プレート７７が垂直に配設されており、各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆ側に多孔構造からなる第２熱吸収制御プレート８１が垂直に配設されたこと。
【選択図】図１

Description

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。

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）の成膜に適した誘導結合型の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及び特許文献２等）。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。

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、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、及びチャンバー本体の背面側に設けられたリア壁を備えている。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。

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（配設）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。

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。

特開２００４−１４３５９２号公報特開２００７−２６２５４１号公報特開２００３−８６５８１号公報

ところで、薄膜の品質の向上を図るには、成膜処理中に基板の表面温度を上昇を抑えて、１００度以上の所定の温度範囲に保つ必要があり、その対策として、真空チャンバーの内部に垂直に配設されかつ基板エリアに対向する側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有した冷却パネルを用い、冷却パネルの内部の循環流路に冷却水を循環させることによって基板を冷却することが考えられている。また、通常、冷却パネルの吸収面の輻射率を増やして、冷却パネルの冷却作用を高めるために、冷却パネルの吸収面にはセラミックスのコーティング処理を施すことになる。

しかしながら、冷却水は冷却油に比べて揮発性が高く、通常、冷却水の温度制御範囲は６０度以下の温度範囲に限定されてしまう。そのため、冷却パネルの吸収面にセラミックスのコーティング処理を施した場合には、冷却パネルの吸収面の熱吸収率が高くなって（熱吸収率が０．８〜０．９になって）、冷却パネルによる抜熱量が過度に増大し、基板の表面温度が前記所定の温度範囲から大きく下回ってしまう。一方、冷却パネルの吸収面が金属表面のそのままの場合には、冷却パネルの吸収面の熱吸収率が低く、冷却パネルによる抜熱量を十分に確保することができず、基板の表面温度が前記所定の温度範囲を大きく越えてしまう。よって、いずれの場合も、薄膜の品質の向上を図ることは容易でないという問題がある。

なお、冷却水に代えて、揮発性の低い冷却油を冷却パネルの内部の循環流路に循環させる場合には、前述の問題は生じないものの、冷却油の漏れ等によって作業環境を害するおそれがあるという問題がある。

つまり、作業環境の維持を図りつつ、薄膜の品質を向上させることは容易でないという問題がある。

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。

本発明の第１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、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（配設）された複数本のアンテナ素子を備え、少なくとも片側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナと、前記アレイアンテナ（各アンテナ素子）に高周波電力を供給する高周波電源と、前記真空チャンバーの内部における前記基板エリアに対向する箇所に配設され、母材が金属により構成され、前記基板エリアに対向する側にセラミックスのコーティング処理が施されかつ基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、内部に冷却水（温調水）を循環させるための循環流路が形成され、基板を冷却する冷却パネルと、前記冷却パネルと前記基板エリアの間に垂直に配設され、金属により構成され、前記冷却パネルの前記吸収面の複数箇所を前記基板エリア側に解放するようになってあって、前記冷却パネルの前記吸収面の熱吸収を抑える熱吸収制御プレートと、を具備したことを要旨とする。

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。

本発明の第１の特徴によると、前記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前記アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、前記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、基板の表面に薄膜を成膜（形成）することができる。

成膜処理中において、前記冷却パネルの前記循環流路に冷却水を循環させることにより、前記冷却パネルの前記吸収面によって基板からの輻射熱を吸収して、基板の表面温度の上昇を抑える。ここで、前記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、かつ前記熱吸収制御プレートが前記冷却パネルの前記吸収面の複数箇所を前記基板エリア側に解放するようになっているため、前記冷却パネルの前記吸収面の熱吸収率を実質的に適正な範囲（０．３〜０．７）に設定して、前記冷却パネルによる抜熱量を適切かつ十分に確保することができる。これにより、冷却油を冷熱媒（熱媒）として使用しなくても、成膜処理中に、基板の表面温度を１００度以上の所定の温度範囲に保つことができる。

本発明の第２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、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配設され、垂直状態で同一平面上に奥行き方向に間隔を置いて配列（配設）された複数本のアンテナ素子を備え、少なくとも片側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナと、前記アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記真空チャンバーの内部における前記基板エリアに対向する箇所に配設され、母材が金属により構成され、前記基板エリアに対向する側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、内部に冷却水を循環させるための循環流路が形成され、基板を冷却する冷却パネルと、を具備し、前記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を施した部位と金属を露出させた部位（セラミックスのコーティング処理を施していない部位）が満遍なく分散するようになっていることを要旨とする。

本発明の第２の特徴によると、前記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前記アレイアンテナに高周波波電力を供給することにより、前記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、基板の表面に薄膜を成膜することができる。

成膜処理中において、前記冷却パネルの前記循環流路に冷却水を循環させることにより、前記冷却パネルの前記吸収面によって基板からの輻射熱を吸収して、基板の表面温度の上昇を抑える。ここで、前記冷却パネルの前記吸収面に前記セラミックスのコーティング処理を施した部位と金属を露出させた部位が満遍なく分散するようになっているため、前記冷却パネルの前記吸収面の熱吸収率を適正な範囲（０．３〜０．７）に設定して、前記冷却パネルによる抜熱量を適切かつ十分に確保することができる。これにより、冷却油を冷熱媒として使用しなくても、成膜処理中に、基板の表面温度を１００度以上の所定の温度範囲に保つことができる。

本発明によれば、冷却油を冷熱媒として使用しなくても、成膜処理中に、基板の表面温度の上昇を抑えて、基板Ｗの表面温度を１００度以上の所定の温度範囲に保つことができるため、作業環境の維持を図りつつ、薄膜の品質を十分に向上させることができる。

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は、図１におけるIII-III線に沿った断面図である。図４は、図１におけるIV-IV線に沿った断面図である。図５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６は、本発明の実施形態の変形例を説明する図であって、図３に対応した図である。図７は、本発明の実施形態の変形例を説明する図であって、図４に対応した図である。

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。

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（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。

アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１は、矩形の真空チャンバー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、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。

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。

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。

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３１の長手方向）に沿って形成されている。

なお、アレイアンテナ１９に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。

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。

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（真空チャンバー３の内部における基板エリアＡに対向する箇所の一例）には、基板Ｗを冷却する矩形の第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、各第１冷却パネル４１の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、各第１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第１冷却パネル本体４５を具備しており、この第１冷却パネル本体４５の母材は、アルミ等の金属により構成されている。また、第１冷却パネル本体４５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４５ｆを有してあって、第１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、第１冷却パネル本体４５の内部には、冷却水を循環させるための蛇行状の第１循環流路４７が形成されており、第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆは、冷却水の循環により温度制御可能になっている。そして、第１冷却パネル本体４５の左側上部には、第１循環流路４７に冷却水を導入する第１導入管４９が一体的に設けられており、この第１導入管４９は、フロント壁９の左部及びリア壁１１の左部を気密的に挿通してある。更に、第１冷却パネル本体４５の右側上部には、第１循環流路４７から冷却水を導出する第１導出管５１が一体的に設けられており、この第１導出管５１は、フロント壁９の右部及びリア壁１１の右部を気密的に挿通してある。

図１及び図４に示すように、天井壁１５の内壁面における各隣接する基板エリアＡ間（真空チャンバー３の内部における基板エリアＡに対向する箇所の一例）には、基板Ｗを冷却する矩形の第２冷却パネル５３が垂直にブラケット５５を介して配設されている。そして、各第２冷却パネル５３の具体的な構成は、次のようになる。

各第２冷却パネル５３は、天井壁１５の内壁面にブラケット５５を介して設けられた矩形の第２冷却パネル本体５７を備えており、この第２冷却パネル本体５７の母材は、アルミ等の金属により構成されている。また、第２冷却パネル本体５７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５７ｆをそれぞれ有してあって、第２冷却パネル本体５７の各吸収面５７ｆ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、第２冷却パネル本体５７の内部には、冷却水を循環させる蛇行状の第２循環流路５９が形成されており、第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆは、冷却水の循環により温度制御可能になっている。そして、第２冷却パネル本体５７の左側上端部には、第２循環流路５９に冷却水を導入する第２導入管６１が一体的に設けられており、この第２導入管６１は、天井壁１５の上部を気密的に挿通してある。また、第２冷却パネル本体５７の右側上端部には、第２循環流路５９から冷却水を導出する第２導出管６３が一体的に設けられており、この第２導出管６３は、天井壁１５の下部を気密的に挿通してある。

なお、各第２冷却パネル５３が天井壁１５の内壁面に垂直に配設される代わりに、一方のサイド壁１３の内壁面に垂直に配設されるようにしても構わない。

図３及び図５に示すように、真空チャンバー３の外側には、各第１冷却パネル４１の第１循環流路４７及び各第２冷却パネル５３の第２循環流路５９に温調した冷却水を循環させるサーキュレータ（循環ユニット）６５が配設されている。そして、サーキュレータ６５の往き側は、各第１冷却パネル４１の第１導入管４９及び各第２冷却パネル５３の第２導入管６１に往き回路６７を介して接続されてあって、サーキュレータ６５の戻り側は、各第１冷却パネル４１の第１導出管５１及び各第２冷却パネル５３の第２導出管６３に戻り回路６９を介して接続されている。また、サーキュレータ６５は、サーキュレータ６５の戻り側に配設されかつ冷却水と外気等とを熱交換する熱交換器７１と、サーキュレータ６５の往き側に配設されかつ冷却水を加熱するヒーター７３と、熱交換器７１とヒーター７３との間に配設されかつ冷却水を圧送するポンプ７５とを備えている。

各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ側には、第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆの熱吸収を抑える第１熱吸収制御プレート７７が垂直にブラケット７９を介して配設されており、換言すれば、各隣接する第１冷却パネル４１と基板エリアＡとの間には、第１熱吸収制御プレート７７が垂直に配設されている。また、各第１熱吸収制御プレート７７は、アルミ等の金属により構成され、１枚のパンチメタルからなっており、換言すれば、第１冷却パネル４１の吸収面４５ｆの多数箇所を基板エリアＡ側に解放（開口）するように多孔構造になっている。ここで、各第１熱吸収制御プレート７７の開口率は、３０〜７０％に設定されている。なお、各第１熱吸収制御プレート７７が１枚のパンチメタルからなる代わりに、重ね合わせた複数枚のパンチメタルからなるようにしても構わなく、丸形状を多数の穴が貫通形成されたパンチメタルの代わりに、多数のスリットが貫通形成された金属板を用いても構わない。

同様に、各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆ側には、第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆの熱吸収を抑える第２熱吸収制御プレート８１が垂直にブラケット８３を介して配設されており、換言すれば、各隣接する第２冷却パネル５３と基板エリアＡとの間には、第２熱吸収制御プレート８１が垂直に配設されている。また、各第２熱吸収制御プレート８１は、アルミ等の金属により構成され、１枚のパンチメタルからなっており、換言すれば、第２冷却パネル５７の吸収面５７ｆの多数箇所を基板エリアＡ側に解放するように多孔構造になっている。ここで、各第２熱吸収制御プレート８１の開口率は、３０〜７０％に設定されている。なお、各第２熱吸収制御プレート８１が１枚のパンチメタルからなる代わりに、重ね合わせた複数枚のパンチメタルからなるようにしても構わなく、丸形状を多数の穴が貫通形成されたパンチメタルの代わりに、多数のスリットが貫通形成された金属板を用いても構わない。

本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

まず、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。

成膜処理中において、サーキュレータ６５によって各第１冷却パネル本体４５の第１循環流路４７及び各第２冷却パネル本体５７の第２循環流路５９に冷却水を循環させることにより、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ及び各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆによって各基板Ｗからの輻射熱を吸収して、各基板Ｗの表面温度の上昇を抑える。ここで、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ及び各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆにセラミックスのコーティング処理が施され、かつ各第１熱吸収制御プレート７７が第１冷却パネル４１の吸収面４５ｆの多数箇所を基板エリアＡ側に解放するように多孔構造になってあって、各第２熱吸収制御プレート８１が第２冷却パネル５７の吸収面５７ｆの多数箇所を基板エリアＡ側に解放するように多孔構造になっているため、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆの熱吸収率及び各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆの熱吸収率を実質的に適正な範囲（０．３〜０．７）に設定して、各第１冷却パネル４１及び各第２冷却パネル５３による抜熱量を適切かつ十分に確保することができる。これにより、冷却油を冷熱媒（熱媒）として使用しなくても、成膜処理中に、基板Ｗの表面温度を１００度以上の所定の温度範囲（本発明の実施形態にあっては、１５０〜３００℃）に保つことができる。

従って、本発明の実施形態によれば、冷却油を冷熱媒として使用しなくても、成膜処理中に、基板Ｗの表面温度の上昇を抑えて、基板Ｗの表面温度を１００度以上の所定の温度範囲に保つことができるため、作業環境の維持を図りつつ、薄膜の品質を十分に向上させることができる。

（変形例）
図３に示すように、各隣接する第１冷却パネル４１と基板エリアＡとの間に第１熱吸収制御プレート７７が垂直に配設される代わりに、図６に示すように、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆにアルミナ等のセラミックスのコーティング処理を施した部位（図中においてグレー着色を施した部位）と金属を露出させた部位（セラミックスのコーティング処理を施していない部位）が満遍なく分散するようにしても構わない。

同様に、図４に示すように、各隣接する第２冷却パネル５３と基板エリアＡとの間に第２熱吸収制御プレート８１が垂直に配設される代わりに、図７に示すように、各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆにアルミナ等のセラミックスのコーティング処理を施した部位（図中においてグレー着色を施した部位）と金属を露出させた部位（セラミックスのコーティング処理を施していない部位）が満遍なく分散するようにしても構わない。

なお、セラミックスのコーティング処理を施した部位の配置状態が千鳥配置状態になっているが、その他の配置状態を適宜に選択可能である。

そして、本発明の実施形態の変形例においても、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆ及び各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆにセラミックスのコーティング処理を施した部位と金属を露出させた部位が満遍なく分散するようになっているため、各第１冷却パネル本体４５の吸収面４５ｆの熱吸収率及び各第２冷却パネル本体５７の吸収面５７ｆの熱吸収率を実質的に適正な範囲（０．３〜０．７）に設定して、各第１冷却パネル４１及び各第２冷却パネル５３による抜熱量を適切かつ十分に確保することができ、前述の作用及び効果と同様の作用及び効果を奏するものである。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、種々の態様で実施可能である。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。

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
１３サイド壁
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第１冷却パネル
４３ブラケット
４５第１冷却パネル本体
４５ｆ第１冷却パネル本体の吸収面
４７第１循環流路
４９第１導入管
５１第１導出管
５３第２冷却パネル
５５ブラケット
５７第２冷却パネル本体
５７ｆ第２冷却パネル本体の吸収面
５９第２循環流路
６１第２導入管
６３第２導出管
６５サーキュレータ
６７往き回路
６９戻り回路
７１熱交換器
７３ヒーター
７５ポンプ
７７第１輻射制御プレート
７９ブラケット
８１第２輻射制御プレート
８３ブラケット

Claims

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、
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た複数本の誘導結合型電極を備え、少なくとも片側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナと、
前記アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記真空チャンバーの内部における前記基板エリアに対向する箇所に配設され、母材が金属により構成され、前記基板エリアに対向する側にセラミックスのコーティング処理が施されかつ基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、内部に冷却水を循環させるための循環流路が形成され、基板を冷却する冷却パネルと、
前記冷却パネルと前記基板エリアの間に垂直に配設され、金属により構成され、前記冷却パネルの前記吸収面の複数箇所を前記基板エリア側に解放するようになって、前記冷却パネルの前記吸収面の熱吸収を抑える熱吸収制御プレートと、を具備したことを特徴とするアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
前記熱吸収制御プレートが多孔構造になっ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。
前記真空チャンバーは、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、及び前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁を備え、
前記アレイアンテナの個数が複数であって、複数の前記アレイアンテナが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、各アレイアンテナの両側に前記基板エリアがそれぞれ形成され、
前記冷却パネルの個数が複数であって、複数の前記冷却パネルは、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との間及び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垂直にそれぞれ配設されかつ片側に前記吸収面を有した第１冷却パネルと、隣接する前記基板エリア間に垂直に配設されかつ両側に前記吸収面をそれぞれ有した第２冷却パネルとからなり、
前記輻射制御プレートの個数が複数であって、複数の前記輻射制御プレートは、各隣接する前記第１冷却パネルと前記基板エリアとの間に垂直に配設された第１熱吸収制御プレートと、各隣接する前記第２冷却パネルと前記基板エリアとの間に垂直に配設された第２熱吸収制御プレートとからな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。
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、
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配設され、垂直状態で同一平面上に奥行き方向に間隔を置いて配列された複数本のアンテナ素子を備え、少なくとも片側に垂直状態の基板をセット可能な基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナと、
前記アレイアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記真空チャンバーの内部における前記基板エリアに対向する箇所に配設され、母材が金属により構成され、前記基板エリアに対向する側に基板からの輻射熱を吸収可能な吸収面を有し、内部に冷却水を循環させるための循環流路が形成され、基板を冷却する冷却パネルと、を具備し、
前記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を施した部位と金属を露出させた部位が満遍なく分散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。
前記真空チャンバーは、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、及び前記チャンバー本体の背面側に設けられたリア壁を備え、
前記アレイアンテナの個数が複数であって、複数の前記アレイアンテナが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、各アレイアンテナの両側に前記基板エリアがそれぞれ形成され、
前記冷却パネルの個数が複数であって、複数の前記冷却パネルは、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との間及び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垂直にそれぞれ配設されかつ片側に前記吸収面を有した第１冷却パネルと、隣接する前記基板エリア間に垂直に配設されかつ両側に前記吸収面をそれぞれ有した第２冷却パネルとからなることを特徴とする請求項４に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
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５のうちのいずれかの一項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。