JP5659808B2 - アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置及びアレイアンテナユニット - Google Patents

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（誘導結合型）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。そして、一般的なアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の構成等について説明すると、次のようになる。

一般的な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の天井壁には、高周波電源に電気的に接続した複数の天井側コネクタが幅方向（真空チャンバーの幅方向）に間隔を置いて配設されている。また、真空チャンバーの内部には、幅方向へ延びたアレイアンテナユニットが配設されており、このアレイアンテナユニットは、鉛直状態で同一平面上に長さ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（アンテナ素子）からなるものであって、各誘導結合型電極の上端部には、対応関係にある天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられている。更に、アレイアンテナユニットの少なくとも片側には、鉛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、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ボンベ等のガス供給源が設けられている。

従って、真空チャンバーの内部を真空状態に減圧して、基板エリアに基板をセットする。また、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複数本の誘導結合型電極に高周波波電力を供給することにより、アレイアンテナユニット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基板の表面に付着させる。これにより、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。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１から特許文献３に示すものがある。

特開２００７−２６２５４１号公報 特開２００３−８６５８１号公報 特開２００３−１０９７９８号公報

ところで、誘導結合型電極の表面に皮膜等が付着し易く、通常、誘導結合型電極のメンテナンスが定期的に行われており、誘導結合型電極のメンテナンスの際には、真空チャンバー（真空チャンバー側）に対する誘導結合型電極の着脱（取付と取外し）が１本ずつ行われている。そのため、複数本の誘導結合型電極の着脱作業を含む一連の誘導結合型電極のメンテナンス作業が煩雑化して、誘導結合型電極のメンテナンス時間が長くなると共に、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の停止によるスループットの低下量が大きくなるという問題がある。

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プラズマ装置及びアレイアンテナユニット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成膜（形成）するアレイアンテナ式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置において、内部を真空状態に減圧可能であって、天井壁に高周波電源に電気的に接続した複数の天井壁側コネクタが幅方向（真空チャンバーの幅方向）に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設され、上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構（アンテナセット機構）と、前記可動支持部材に前記真空チャンバーの正面側から着脱可能にセット（支持）され、鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列（配設）されかつ上端部に対応関係にある前記天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）を備え、少なくとも片側に鉛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ユニットと、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、を具備し、前記アレイアンテナユニットは、鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列（配設）され、上端部に対応関係にある前記天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）と、前記可動支持部材に着脱可能に支持され、前記幅方向へ延びてあって、開口部が前記幅方向に沿って形成され、前記真空チャンバーに対する前記幅方向の変位が許容された梁部材と、前記梁部材に前記幅方向に沿って設けられ、前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容され、前記誘導結合型電極を前記梁部材の前記開口部を介して挿通した状態で支持する複数の支持孔（電極支持部）が前記幅方向に沿って形成されたサポート部材とを備え、前記可動支持部材に前記アレイアンテナユニットをセットした状態（支持させた状態）で、前記可動支持部材を上方向へ移動させると、各アンテナ側コネクタが対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続するようになっていることを要旨とする。

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って、「支持され」とは、直接的に支持されたことの他に、別部材を介して間接的に支持されたことを含む意である。

第１の特徴による前記誘導結合型電極の着脱（取付と取外し）に関する作用
前記真空チャンバーの外側において、前記サポート部材の各支持孔に前記誘導結合型電極を挿通させた状態で支持させることにより、複数本の前記誘導結合型電極を一括してまとめる。次に、前記アレイアンテナユニットを前記真空チャンバーの正面側から前記真空チャンバーの内部に挿入して、前記梁部材を前記可動支持部材に支持させることにより、前記アレイアンテナユニットを前記可動支持部材にセットする。そして、前記可動支持部材を上方向へ移動させることにより、前記アレイアンテナユニットを上方向へ移動させて、各アンテナ側コネクタを対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続せる。これにより、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に一括して取付けることができる。

また、前述の動作と反対の動作を行うことにより、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井側から一括して取外すことができる。

要するに、前記可動支持部材に前記梁部材が前記真空チャンバーの正面側から着脱可能に支持され、前記梁部材に前記サポート部材が前記幅方向に沿って設けられ、前記サポート部材に前記誘導結合型電極を挿通した状態で支持する複数の前記支持孔が前記幅方向に沿って形成され、前記可動支持部材に前記アレイアンテナユニットをセットした状態で、前記可動支持部材を上方向へ移動させると、各アンテナ側コネクタが対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続するようになっているため、前述のように、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に対して一括して着脱（取付と取外し）することができる。

第１の特徴による成膜処理に関する作用
前記真空チャンバーの内部を真空状態に減圧して、前記基板エリアに基板をセットする。また、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複数本の前記誘導結合型電極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ユニット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。なお、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しても構わない。

ここで、前記梁部材は前記真空チャンバーに対する前記幅方向の変位が許容され、前記サポート部材は前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容されているため、成膜処理中に、前記梁部材及び前記サポート部材の前記幅方向の膨張を構造的に逃がすことができる。

本発明の第２の特徴は、内部を真空状態に減圧可能であってかつ天井壁に高周波電源に電気的に接続した複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設されかつ上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構（アンテナセット機構）と、を具備してなるアレイアンテナ式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置に用いられ、前記可動支持部材に前記真空チャンバーの正面側から着脱可能にセット（支持）されかつプラズマを発生させるアレイアンテナユニットであって、鉛直状態で同一平面上にアレイ方向（配列方向）に間隔を置いて配列（配設）され、上端部に前記天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）と、前記アレイ方向へ延びてあって、開口部が前記アレイ方向に沿って形成された梁部材と、前記梁部材に前記アレイ方向に沿って設けられ、前記梁部材に対する前記アレイ方向の変位が許容され、前記誘導結合型電極を前記梁部材の前記開口部を介して挿通した状態で支持可能な複数の支持孔（電極支持部）が前記幅方向に沿って形成されたサポート部材と、を備えたことを要旨とする。

第２の特徴からなる前記アレイアンテナユニットを前記アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に用いた場合に、第１の特徴からなる作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に対して一括して着脱できるため、複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業を含む一連の前記誘導結合型電極のメンテナンス作業を簡略化して、前記誘導結合型電極のメンテナンス時間を大幅に短縮すると共に、前記アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の停止によるスループットの低下量を極力小さくすることができる。

また、成膜処理中に、前記梁部材及び前記サポート部材の前記幅方向の熱膨張を構造的に逃がすことができるため、前記梁部材及び前記サポート部材に過度の応力が働くことを抑えて、前記アレイアンテナユニットの耐久性を十分に確保することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の側面断面図である。 図３は、真空チャンバーの内部からアレイアンテナユニット及び台車等を取り除いた状態を示す本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナユニットの正面図である。 図５は、図４における矢視部Vの拡大図である。 図６は、図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。 図７は、図６におけるVII-VII線に沿った断面図である。 図８は、図５におけるVIII-VIII線に沿った断面図である。 図９（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態の作用を説明する図である。 図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態の作用を説明する図である。

本発明の実施形態について図１から図１０（ａ）（ｂ）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。

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、チャンバー本体７を備えており、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（左側面側及び右側面側）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の正面部（前部）には、フロント開口部７ａを開閉可能なフロント壁９が設けられており、チャンバー本体７の背面部（後部）には、リア開口部７ｂを開閉可能なリア壁１１が設けられている。そして、チャンバー本体７の両側部（左側部及び右側部）には、サイド開口部７ｃを開閉可能なサイド壁（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の上部には、天井壁１５が設けられている。

真空チャンバー３の天井壁１５には、第１天井側コネクタ１７と第２天井側コネクタ１９が真空チャンバー３の幅方向（左右方向）に交互に配設されており、換言すれば、真空チャンバー３の天井壁１５には、複数の天井側コネクタ（複数の第１天井側コネクタ１７と複数の第２天井側コネクタ１９）が左右方向に間隔を置いて配設されている。ここで、各第１天井側コネクタ１７は、高周波電力を供給する高周波電源２１の供給側（非接地側）に電気的に接続されており、各第２天井側コネクタ１９は、高周波電源２１の接地側に電気的に接続されている。

真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左右方向の中央部には、センターガイドブッシュ２３が設けられており、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左部及び右部には、サイドガイドブッシュ２５がそれぞれ設けられている。換言すれば、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面には、複数のガイドブッシュ（センターガイドブッシュ２３と一対のサイドガイドブッシュ２５）が左右方向に間隔を置いて配設されている。

真空チャンバー３の内部には、アンテナ支持機構（アンテナセット機構）２７が配設されている。具体的には、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面には、一対のガイド支柱２９が左右方向に離隔しかつ垂下して設けられており、各ガイド支柱２９の上部には、段差部２９ａが形成されている。また、各ガイド支柱２９には、可動支持部材３１が嵌挿して設けられており、各可動支持部材は、ガイド支柱２９に対して上下方向へ移動可能かつ着脱可能である。更に、各ガイド支柱２９における可動支持部材３１の下側には、手動操作（回転操作）によって可動支持部材３１を上下方向へ移動させる操作ナット（操作部材の一例）３３が螺合して設けられており、各操作ナット３３は、ガイド支柱２９に対して着脱可能である。

アンテナ支持機構２７における一対の可動支持部材３１には、プラズマを発生させるアレイアンテナユニット３５が架け渡すようにセット（支持）されており、このアレイアンテナユニット３５は、一対の可動支持部材３１に対して真空チャンバー３の正面側からチャンバー本体７のフロント開口部７ａを介して着脱可能である。また、アレイアンテナユニット３５の前後両側（前側及び後側）には、鉛直状態の基板Ｗをセット可能な基板エリアＡがそれぞれ形成されている。

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３７が設けられており、一対のガイドレール３７には、台車３９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３９が一対のガイドレール３７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３９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３９には、鉛直状態の基板Ｗを保持する枠状の一対の基板ホルダ４１が前後に離隔して立設されてある。なお、台車３９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１に実線で示す台車３９の位置）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。

なお、本発明の実施形態にあっては、基板エリアＡに基板Ｗをセットするために台車３９等を用いているが、別のセット手段を用いて基板エリアＡに基板Ｗをセットするようにしても構わない。

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（具体的には基板エリアＡ）へ材料ガスを供給するガス供給ボンベ等のガス供給源４３が配設されている。

続いて、本発明の実施形態の要部であるアレイアンテナユニット３５の構成の詳細について説明する。

図３、図４、及び図６に示すように、アレイアンテナユニット３５は、鉛直状態で同一平面上に左右方向（真空チャンバー３の幅方向又はアレイアンテナユニット３５のアレイ方向）に間隔を置いて配列（配設）された複数本の誘導結合型電極４５を備えており、各誘導結合型電極４５は、Ｕ字形状を呈したアンテナ素子である。また、各誘導結合型電極４５は、上端部（基端部）に対応関係にある第１天井側コネクタ１７に接続可能な第１アンテナ側コネクタ４７が設けられた第１電極棒４９、第１電極棒４９に対して平行であってかつ上端部（基端部）に対応関係にある第２天井側コネクタ１９に接続可能な第２アンテナ側コネクタ５１が設けられたパイプ状の第２電極棒５３、及び第１電極棒４９の下端部（先端部）と第２電極棒５３の下端部（先端部）の間に電気的に接続するように設けられた接続金具５５を備えている。更に、各第２電極棒５３の外周面には、材料ガスを噴出する噴出孔５９が形成されている。なお、複数本の第１電極棒４９の下端部及び複数本の第２電極棒５３の下端部には、左右方向へ延びた連結棒６１が連結されている。

ここで、各第１アンテナ側コネクタ４７は、上端部側から、大径部（大形部の一例）４７ａと、この大径部４７ａに連続しかつ横断面積が大径部４７ａよりも小さい小径部（小形部の一例）４７ｂとを有してあって、同様に、各第２アンテナ側コネクタ５１は、上端部側から、大径部５１ａと、この大径部５１ａに連続しかつ横断面積が大径部５１ａよりも小さい小径部５１ｂとを有している。

図１、図４から図８に示すように、アンテナ支持機構２７における一対の可動支持部材３１には、断面コ字形状の梁部材６３が着脱可能に支持（セット）されており、梁部材６３は、左右方向へ延びてあって、梁部材６３には、スリット開口部６３ａが左右方向に沿って形成されている。また、梁部材６３の両端部（左端部及び右端部）には、対応関係にあるガイド支柱２９に上下方向へ移動可能に係合する切欠（凹部）６３ｂがそれぞれ形成されており、梁部材６３の両端部は、対応関係にあるガイド支柱２９の段差部２９ａに下方向から当接可能であって、換言すれば、一対のガイド支柱２９の段差部２９ａが梁部材６３の上方向の移動を規制するストッパとしての機能を有している。

梁部材６３の上面における左右方向の中央部には、センターガイドブッシュ２３に下方向から係合するセンター位置決めピン６５が設けられており、梁部材６３の上面における左部及び右部には、対応関係にあるサイドガイドブッシュ２５に下方向から係合するサイド位置決めピン６７がそれぞれ設けられている。換言すれば、梁部材６３の上面には、複数の位置決めピン（センター位置決めピン６５と一対のサイド位置決めピン６７）が左右方向に間隔を置いて配設されている。ここで、センター位置決めピン６５は、係合状態にあるセンターガイドブッシュ２３に対して左右方向に移動不能であって、センターガイドブッシュ２３に対する前後方向の変位が許容されている。また、サイド位置決めピン６７は、係合状態にあるサイドガイドブッシュ２５に対して前後方向に移動不能であって、係合状態にあるサイドガイドブッシュ２５に対する左右方向の変位が許容されるようになっている。換言すれば、梁部材６３は、真空チャンバー３の天井壁１５に対して左右方向の変位が許容されるようになっている。

梁部材６３の下面には、断面コ字形状のサポート部材６９が取付ボルト７１を介して左右方向に沿って設けられており、このサポート部材６９は、左右方向に沿って分割された複数の分割サポート部材６９Ｓからなり、各分割サポート部材６９Ｓは、長穴７３を介して梁部材６３に対する左右方向の変位が許容されるようになっている。また、各分割サポート部材６９Ｓには、第１電極棒４９（第１アンテナ側コネクタ４７）を梁部材６３のスリット開口部６３ａを介して挿通した状態で支持する第１支持孔（第１電極支持部）７５、及び第２電極棒５３（第２アンテナ側コネクタ５１）を梁部材６３のスリット開口部６３ａを介して挿通した状態で支持する第２支持孔（第２電極支持部）７７が交互に形成されている。換言すれば、サポート部材６９には、複数の支持孔（複数の第１支持孔７５及び複数の第２支持孔７７）が左右方向に沿って形成されている。更に、各第２支持孔７７は、第２電極棒５３の複数の噴出孔５９が基板エリアＡ側を指向するように位置決めピン等によって第２電極棒５３（第２アンテナ側コネクタ５１）を軸心周りに位置決め可能になっている。

そして、アンテナ支持機構２７における一対の可動支持部材３１にアレイアンテナユニット３５をセットした状態（支持させた状態）で、一対の可動支持部材３１を上方向へ移動させると、各第１アンテナ側コネクタ４７が対応関係にある第１天井側コネクタ１７に接続しかつ各第２アンテナ側コネクタ５１が対応関係にある第２天井側コネクタ１９に接続するようになっている。

梁部材６３の上面には、複数の第１アンテナ側コネクタ４７及び複数の第２アンテナ側コネクタ５１を整列する整列プレート７９が一対のガイド部材（ガイドボルト）８１を介して上下方向へ移動可能に設けられており、この整列プレート７９は、左右方向へ延びてある。また、整列プレート７９には、第１アンテナ側コネクタ４７の大径部４７ａに嵌合可能な第１嵌合孔８３及び第２アンテナ側コネクタ５１の大径部５１ａに嵌合可能な第２嵌合孔８５が交互に形成されており、換言すれば、整列プレート７９には、複数の嵌合孔（複数の第１嵌合孔８３及び複数の第２嵌合孔８５）が左右方向に沿って形成されている。更に、整列プレート７９は、センターガイドブッシュ２３の端面及びサイドガイドブッシュ２５の端面（真空チャンバー３の天井壁１５の一部）に当接可能であって、各ガイド部材８１の外周側に弾装されたスプリング８７によって上方向へ付勢されている。

そして、整列プレート７９は、センターガイドブッシュ２３の端面及びサイドガイドブッシュ２５の端面に当接した状態でスプリング８７の付勢力に抗しつつ梁部材６３に対して相対的に下方向へ移動すると、嵌合状態から解除状態に切り替わるようになっている。ここで、嵌合状態とは、図６及び図８に実線で示されるように、各第１嵌合孔８３が対応関係にある第１アンテナ側コネクタ４７の大径部４７ａに嵌合しかつ各第２嵌合孔８５が対応関係にある第２アンテナ側コネクタ５１の大径部５１ａに嵌合した状態のことをいい、解除状態とは、図８に仮想線で示されるように、嵌合状態を解除した状態であって、各第１嵌合孔８３が対応関係にある第１アンテナ側コネクタ４７の小径部４７ｂに遊嵌しかつ各第２嵌合孔８５が対応関係にある第２アンテナ側コネクタ５１の小径部５１ｂに遊嵌した状態のことをいう。

なお、整列プレート７９に対する各位置決めピン６５（６７）の相対位置を決定するため、整列プレート７９には、各位置決めピン６５（６７）を挿通可能な長穴７９ｈ（図５及び図６に１つのみ図示）がそれぞれ形成されている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

作業者による誘導結合型電極４５の着脱（取付と取外し）に関する作用
真空チャンバー３の外側において、整列プレート７９の第１嵌合孔８３を第１アンテナ側コネクタ４７の大径部４７ａを嵌合させつつ、各分割サポート部材６９Ｓの各第１支持孔７５に第１電極棒４９（第１アンテナ側コネクタ４７）を挿通した状態で支持させる。同様に、整列プレート７９の第２嵌合孔８５を第２アンテナ側コネクタ５１の大径部５１ａを嵌合させつつ、各分割サポート部材６９Ｓの各第２支持孔７７に第２電極棒５３（第２アンテナ側コネクタ５１）を挿通した状態で支持させる。これにより、図３に示すように、複数本の誘導結合型電極４５を一括してまとめて、アレイアンテナユニット３５を形成することできる。

複数本の誘導結合型電極４５を一括してまとめた後に、図９（ａ）に示すように、真空チャンバー３の正面側からアレイアンテナユニット３５を真空チャンバー３の内部に挿入して、ガイド支柱２９の下側に位置させる。次に、図９（ｂ）に示すように、アレイアンテナユニット３５を上方向へ移動させることにより、梁部材６３の各切欠６３ｂを対応関係にあるガイド支柱２９に下方向から係合させると共に、各位置決めピン６５（６７）を対応関係にあるガイドブッシュ２３（２５）に下方向から係合させる。そして、各ガイド支柱２９に可動支持部材３１を下方向から嵌挿させて、各ガイド支柱２９における可動支持部材３１の下側に操作ナット３３を螺合させる（締め付ける）ことにより、一対の可動支持部材３１に梁部材６３の両端部を支持させる。これにより、アレイアンテナユニット３５を真空チャンバー３の正面側から一対の可動支持部材３１にセットすることができる。なお、一対の可動支持部材３１に梁部材６３の両端部を支持させた後に、各位置決めピン６５（６７）を対応関係にあるガイドブッシュ２３（２５）に下方向から係合させても構わない。

アレイアンテナユニット３５を一対の可動支持部材３１にセットした後に、図１０（ａ）に示すように、操作ナット３３の回転操作によって一対の可動支持部材３１を上方向へ移動させることにより、アレイアンテナユニット３５を上方向へ移動させて、整列プレート７９をセンターガイドブッシュ２３の端面及び一対のサイドガイドブッシュ２５の端面に当接させる。更に、操作ナット３３の回転操作によって一対の可動支持部材３１を上方向へ移動させることにより、梁部材６３を上方向へ移動させて、梁部材６３の両端部を対応関係にあるガイド支柱２９の段差部２９ａに下方向から当接させる。これにより、複数の第１アンテナ側コネクタ４７及び複数の第２アンテナ側コネクタ５１の整列状態を保ちつつ、各第１アンテナ側コネクタ４７を対応関係にある第１天井側コネクタ１７に接続させかつ各第２アンテナ側コネクタ５１を対応関係にある第２天井側コネクタ１９に接続させることができる。併せて、整列プレート７９をスプリング８７の付勢力に抗しつつ梁部材６３に対して相対的に下方向へ移動させて、各第１アンテナ側コネクタ４７及び各第２アンテナ側コネクタ５１の接続完了と略同時に、嵌合状態から解除状態に切り替えることができる。

以上により、複数本の誘導結合型電極４５を真空チャンバー３の天井壁１５側に一括して取付けることができる。また、前述の動作と反対の動作を行うことにより、複数本の誘導結合型電極４５を真空チャンバー３の天井壁１５側から一括して取外して、真空チャンバー３から取り出すことができる。

要するに、一対の可動支持部材３１に梁部材６３の両端部が着脱可能に支持され、梁部材６３にサポート部材６９（複数の分割サポート部材６９Ｓ）が左右方向に沿って設けられ、分割サポート部材６９Ｓに第１電極棒４９を挿通した状態で支持する複数の第１支持孔７５及び第２電極棒５３を挿通した状態で支持する複数の第２支持孔７７が左右方向に沿って形成され、一対の可動支持部材３１にアレイアンテナユニット３５をセットした状態で、一対の可動支持部材３１を上方向へ移動させると、各第１アンテナ側コネクタ４７が対応関係にある第１天井側コネクタ１７に接続しかつ各第２アンテナ側コネクタ５１が対応関係にある第２天井側コネクタ１９に接続するようになっているため、前述のように、複数本の誘導結合型電極４５を真空チャンバー３の天井壁１５側に対して一括して着脱（取付と取外し）することができる。

また、梁部材６３の上面に整列プレート７９が上下方向へ移動可能に設けられ、整列プレート７９に第１アンテナ側コネクタ４７の大径部４７ａに嵌合可能な第１嵌合孔８３及び第２アンテナ側コネクタ５１の大径部５１ａに嵌合可能な第２嵌合孔８５が左右方向に沿って形成されているため、前述のように、複数の第１アンテナ側コネクタ４７及び複数の第２アンテナ側コネクタ５１の整列状態を保ちつつ、第１アンテナ側コネクタ４７と第１天井側コネクタ１７との接続及び第２アンテナ側コネクタ５１と第２天井側コネクタ１９との接続を確実に行うことができる。

成膜処理に関する作用
まず、真空圧発生源５によって真空チャンバー３の内部を真空状態に減圧する。次に、台車３９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、各基板エリアＡに基板Ｗをセットする。また、ガス供給源４３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５３の噴出孔５９から材料ガスを噴射する。そして、高周波電源２１によって複数本の誘導結合型電極４５に高周波波電力を供給することにより、アレイアンテナユニット３５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２枚の基板Ｗの表面に付着させる。これにより、２枚の基板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。

ここで、梁部材６３は真空チャンバー３に対する左右方向の変位が許容され、各分割サポート部材６９Ｓ（サポート部材６９）は梁部材６３に対する左右方向の変位が許容され、整列プレート７９が嵌合状態から解除状態に切り替わっているため、成膜処理中に、梁部材６３、各分割サポート部材６９Ｓ、及び整列プレート７９の左右方向の熱膨張を構造的に逃がすことができる。

本発明の実施形態の効果
複数本の誘導結合型電極４５を真空チャンバー３の天井壁１５側に対して一括して着脱できるため、複数本の誘導結合型電極４５の着脱作業を含む一連の誘導結合型電極４５のメンテナンス作業を簡略化して、誘導結合型電極４５のメンテナンス時間を大幅に短縮すると共に、アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１の停止によるスループットの低下量を極力小さくすることができる。特に、複数の第１アンテナ側コネクタ４７及び複数の第２アンテナ側コネクタ５１の整列状態を保ちつつ、第１アンテナ側コネクタ４７と第１天井側コネクタ１７との接続及び第２アンテナ側コネクタ５１と第２天井側コネクタ１９との接続を確実に行うことができるため、複数本の誘導結合型電極４５の取付作業の繁雑化を抑えて、前述の効果をより高めることができる。

また、成膜処理中に、梁部材６３、各分割サポート部材６９Ｓ、及び整列プレート７９の左右方向の熱膨張を構造的に逃がすことができるため、梁部材６３、分割サポート部材６９Ｓ、及び整列プレート７９に過度の応力が働くことを抑えて、アレイアンテナユニット３５の耐久性を十分に確保することができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、例えば、アレイアンテナユニット３７にＵ字形状の複数本の誘導結合型電極４７を用いる代わりに、Ｉ字形状の複数本の誘導結合型電極を用いる等、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
１５ 天井壁
１７ 第１天井側コネクタ
１９ 第２天井側コネクタ
２１ 高周波電源
２３ センターガイドブッシュ
２５ サイドガイドブッシュ
２７ アンテナ支持機構（アンテナセット機構）
２９ ガイド支柱
２９ａ 段差部
３１ 可動支持部材
３３ 操作ナット
３５ アレイアンテナユニット
３９ 台車
４１ 基板ホルダ
４３ ガス供給源
４５ 誘導結合型電極
４７ 第１アンテナ側コネクタ
４７ａ 第１アンテナ側コネクタの大径部
４７ｂ 第１アンテナ側コネクタの小径部
４９ 第１電極棒
５１ 第２アンテナ側コネクタ
５１ａ 第２アンテナ側コネクタの大径部
５１ｂ 第２アンテナ側コネクタの小径部
５３ 第２電極棒
５５ 接続金具
５９ 噴出孔
６３ 梁部材
６３ａ 梁部材のスリット開口部
６３ｂ 梁部材の切欠
６５ センター位置決めピン
６７ サイド位置決めピン
６９ サポート部材
６９Ｓ 分割サポート部材
７５ 第１支持孔
７７ 第２支持孔
７９ 整列プレート
８１ ガイド部材
８３ 第１嵌合孔
８５ 第２嵌合孔
８７ スプリング

Claims (14)

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成膜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であって、天井壁に高周波電源に電気的に接続した複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、
   前記真空チャンバーの内部に配設され、上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、
   前記可動支持部材に前記真空チャンバーの正面側から着脱可能にセットされ、少なくとも片側に鉛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ユニットと、
   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、を具備し、
   前記アレイアンテナユニットは、
   鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列され、上端部に対応関係にある前記天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極と、
   前記可動支持部材に着脱可能に支持され、前記幅方向へ延びてあって、開口部が前記幅方向に沿って形成され、前記真空チャンバーに対する前記幅方向の変位が許容された梁部材と、
   前記梁部材に前記幅方向に沿って設けられ、前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容され、前記誘導結合型電極を前記梁部材の前記開口部を介して挿通した状態で支持する複数の支持孔が前記幅方向に沿って形成されたサポート部材とを備え、
   前記可動支持部材に前記アレイアンテナユニットをセットした状態で、前記可動支持部材を上方向へ移動させると、各アンテナ側コネクタが対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続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。
2. 前記サポート部材は、前記幅方向に沿って分割されかつ前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容された複数の分割サポート部材からな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。
3. 各アンテナ側コネクタは、上端部側から、大形部と、前記大形部に連続しかつ横断面積が前記大形部よりも小さい小形部とを有してあって、
   前記アレイアンテナユニットは、
   前記梁部材に上下方向へ移動可能に設けられ、前記幅方向へ延びてあって、前記アンテナ側コネクタの前記大形部に嵌合可能な複数の嵌合孔が前記幅方向に沿って形成され、前記真空チャンバーの前記天井壁の一部に当接可能であって、付勢部材の付勢力によって上方向へ付勢され、複数の前記アンテナ側コネクタを整列する整列プレートと、を備え、
   前記整列プレートは、前記天井壁の一部に当接した状態で前記付勢部材の付勢力に抗しつつ前記梁部材に対して相対的に下方向へ移動すると、各嵌合孔が対応関係にある前記アンテナ側コネクタの前記大形部と嵌合した嵌合状態から、前記嵌合状態を解除した解除状態に切り替わるようになっ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。
4. 前記アンテナ支持機構は、前記真空チャンバーの前記天井壁の内壁に前記幅方向に離隔しかつ垂下して設けられた一対のガイド支柱、各ガイド支柱に上下方向へ移動可能かつ着脱可能に設けられた前記可動支持部材、及び各ガイド支柱における前記可動支持部材の下側に着脱可能に螺合して設けられかつ手動操作によって前記可動支持部材を上下方向へ移動させる操作部材を備え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。
5. 前記梁部材の両端部に対応関係にある前記ガイド支柱に上下方向へ移動可能に係合する切欠がそれぞれ形成されてい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。
6. 前記真空チャンバーの前記天井壁に複数のガイドブッシュが前記幅方向に間隔を置いて配設され、
   前記梁部材の上面に対応関係にある前記ガイドブッシュに係合する複数の位置決めピンが前記幅方向に間隔を置いて配設され、複数の前記位置決めピンのうちいずれかの前記位置決めピンは、係合状態にある前記ガイドブッシュに対して前記幅方向に移動不能であって、残りの前記位置決めピンは、係合状態にある前記ガイドブッシュに対する前記幅方向の変位が許容されるようになってい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請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
7. 前記真空チャンバーの内部に前記梁部材の上方向の移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６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。
8. 複数の前記天井側コネクタは、前記高周波電源の供給側に電気的に接続された複数の第１天井側コネクタと、前記高周波電源の接地側に電気的に接続された複数の第２天井側コネクタとからなり、前記第１天井側コネクタと前記第２天井側コネクタが前記幅方向に沿って交互に配設されてあって、
   各誘導結合型電極は、上端部に対応関係にある前記第１天井側コネクタに接続可能な第１アンテナ側コネクタが設けられた第１電極棒、前記第１電極棒に対して平行であってかつ上端部に対応関係にある前記第２天井側コネクタに接続可能な第２アンテナ側コネクタが設けられた第２電極棒、及び前記第１電極棒の下端部と前記第２電極棒の下端部の間に電気的に接続するように設けられた接続金具を備え、
   複数の前記支持孔は、複数の第１支持孔と複数の第２支持孔からなり、前記サポート部材に前記第１支持孔及び前記第２支持孔が前記幅方向に沿って交互に形成され、各第１支持孔は前記第１電極棒を挿通した状態で支持可能であって、各第２支持孔は前記第２電極棒を挿通した状態で支持可能であって、
   前記可動支持部材に前記アレイアンテナユニットをセットした状態で、前記可動支持部材を上方向へ移動させると、各第１アンテナ側コネクタが対応関係にある前記第１天井側コネクタに接続しかつ各第２アンテナ側コネクタが対応関係にある前記第２天井側コネクタに接続するようになっていることを特徴とする請求項１から請求項７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。
9. 各第２電極棒がパイプ状を呈しており、各第２電極棒の内部が前記ガス供給源に接続されあって、外周面に材料ガスを噴出する複数の噴出孔が上下方向に沿って形成されてあって、
   各第２支持孔は、複数の前記噴出孔が前記基板エリア側に指向するように前記第２電極棒を回転位置決め可能になっていることを特徴とする請求項８に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
10. 内部を真空状態に減圧可能であってかつ天井壁に高周波電源に電気的に接続した複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設されかつ上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、を具備してなるアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に用いられ、前記可動支持部材に前記真空チャンバーの正面側から着脱可能にセットされかつプラズマを発生させるアレイアンテナユニットであって、
    鉛直状態で同一平面上にアレイ方向に間隔を置いて配列され、上端部に前記天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極と、
    前記アレイ方向へ延びてあって、開口部が前記アレイ方向に沿って形成された梁部材と、
    前記梁部材に前記アレイ方向に沿って設けられ、前記梁部材に対する前記アレイ方向の変位が許容され、前記誘導結合型電極を前記梁部材の前記開口部を介して挿通した状態で支持する複数の支持孔が前記幅方向に沿って形成されたサポート部材と、を備えたことを特徴とするアレイアンテナユニット。
11. 前記サポート部材は、前記アレイ方向に沿って分割されかつ前記梁部材に対する前記アレイ方向の変位が許容された複数の分割サポート部材からなることを特徴とする請求項１０に記載のアレイアンテナユニット。
12. 各アンテナ側コネクタは、上端部側から、大形部と、前記大形部に連続しかつ横断面積が前記大形部よりも小さい小形部とを有してあって、
    前記梁部材に上下方向へ移動可能に設けられ、前記幅方向へ延びてあって、前記アンテナ側コネクタの前記大形部に嵌合可能な複数の嵌合孔が前記幅方向に沿って形成され、複数の前記アンテナ側コネクタを整列する整列プレートと、を具備し、
    前記整列プレートは、前記梁部材に対して相対的に下方向へ移動すると、各嵌合孔が対応関係にある前記アンテナ側コネクタの前記大形部と嵌合した嵌合状態から、前記嵌合状態を解除した解除状態に切り替わるようになっていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のアレイアンテナユニット。
13. 複数の前記天井側コネクタは、前記高周波電源の供給側に電気的に接続された複数の第１天井側コネクタと、前記高周波電源の接地側に電気的に接続された複数の第２天井側コネクタとからなり、複数の前記第１天井側コネクタと複数の前記第２天井側コネクタが前記幅方向に沿って交互に配設されてあって、
    各誘導結合型電極は、上端部に前記第１天井側コネクタに接続可能な第１アンテナ側コネクタが設けられた第１電極棒、前記第１電極棒に対して平行であってかつ上端部に前記第２天井側コネクタに接続可能な第２アンテナ側コネクタが設けられた第２電極棒、及び前記第１電極棒の下端部と前記第２電極棒の下端部の間に電気的に接続するように設けられた接続金具を備え、
    複数の前記支持孔は、複数の第１支持孔と複数の第２支持孔からなり、前記サポート部材に前記第１支持孔及び前記第２支持孔が前記アレイ方向に沿って交互に形成され、各第１支持孔は前記第１電極棒を挿通した状態で支持可能であって、各第２支持孔は前記第２電極棒を挿通した状態で支持可能であることを特徴とする請求項１０から請求項１２のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナユニット。
14. 各第２電極棒がパイプ状を呈しており、各第２電極棒の内部が材料ガスを供給するガス供給源に接続可能であって、外周面に材料ガスを噴出する噴出孔が形成されてあって、
    各第２支持孔は、前記噴出孔が指定の向きを指向するように前記第２電極棒を回転位置決め可能になっていることを特徴とする請求項１３に記載のアレイアンテナユニット。
    

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