WO2014103228A1 - インライン式プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

　長時間に亘って使用しても清掃などの手間をかけることなく、安定した成膜条件を維持しつつ、高い生産効率で成膜処理することが可能なプラズマＣＶＤ装置１００が提供される。プラズマＣＶＤ装置１００は、成膜室１と、成膜室１とは別のロードロック室２０、３０を備え、それらの室間を基材を搬送して基材に成膜を生成するインライン式である。成膜室１は、真空チャンバ２と、真空チャンバ２内の空気を排気する真空排気手段３と、真空チャンバ２内に原料ガスを供給するガス供給部９と、真空チャンバ２内にプラズマを発生させるプラズマ発生電源１０とを備える。成膜室１において、基材は、プラズマ発生電源１０の一方極に接続された第１の群１８と、プラズマ発生電源１０の他方極に接続される第２の群１９とに分けられて、互いに異なる極性とされた第１の群１８の基材と、第２の群１９の基材との間にプラズマが発生する。

Description

インライン式プラズマＣＶＤ装置

　本発明は、基材にＣＶＤ皮膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に関し、特に、安定した成膜条件を維持しつつ生産効率が高いインライン式プラズマＣＶＤ装置に関する。

　ピストンリングのような自動車のエンジン部品などには、良好な耐摩耗性、耐熱性、耐焼付き性等が求められる。そのため、これら機械部品には、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ－Ｃａｒｂｏｎ）のような耐摩耗性コーティングがプラズマＣＶＤ法を用いて施される。

　ところで、上述した基材にプラズマＣＶＤ法を施す際は、生産性を考えて真空チャンバ内に多数の基材を収容して一度に処理を行うのが好ましい。このように多数の基材を一度に処理する場合には、それぞれの基材に形成される皮膜の厚さや膜質を基材同士で均一にしなくてはならない。このため、従来のプラズマＣＶＤ装置では、複数の基材が同じテーブルの上に並べられ、当該テーブルの駆動により自転及び公転させられながら成膜処理される。

　あるいは、別の生産性向上の観点では、いわゆるインライン型の装置や、ロードロック室付きの装置が採用されている。これらの装置は、成膜室と、これとは別に設けられた真空排気等を専用に行う室と、を備え、それらの室同士の間で基材が搬送される。これにより、成膜室は常に真空状態に維持したままで多数の成膜サイクルが実施される。

　特開平５－２９５５５１号公報（特許文献１）には、プラズマＣＶＤ法によって被処理物（基材、基板）の表面に被膜を形成するインライン型のプラズマＣＶＤ装置の改良技術が開示されている。この特許文献１の図２には、従来技術としてインライン型プラズマＣＶＤ装置の典型的な例が開示されている。この図２およびその説明によると、このインライン型プラズマＣＶＤ装置は、互いに仕切られた複数の独立室（隔室）を備え、各室でそれぞれ、真空排気・基材の加熱、成膜処理、大気開放の成膜工程における各ステップが個別に実施される。基材は当該装置の内部で順次搬送され、これにより皮膜形成のプロセスが実行される。

　このインライン型プラズマＣＶＤ装置によると、プロセスの各段階が互いに独立した部屋で行なわれるので、高い生産性が期待できると共に、成膜室を基材挿入の度に大気開放する必要がなく、成膜室内へのガス吸着が無く、高品質の皮膜を安定的に形成できることが期待できる。なお、特許文献１は、このようなインライン型プラズマＣＶＤ装置において大気圧下で基材を予備加熱する大気加熱炉を設けて、ロード室において基材を所定の温度とするまでの昇温時間を短くする技術を開示している。

　ところで、プラズマＣＶＤ法により皮膜形成を行う装置の場合、皮膜は成膜対象の基材に成膜されるだけで無く、成膜室の壁や基材に対向する電極等にも堆積する。特に、プラズマを発生させるための電流の通り道になる場所には皮膜が形成されやすい。成膜対象の基材やそれを支持する治具は成膜処理が完了すると取外され、次に処理を行なう対象物と交換されるが、成膜室の壁や基材に対向する電極等は何回もの処理の間に亘って使用するので、成膜サイクルを重ねるにつれて厚い皮膜が堆積する。

　例えば、特許文献１に記載の成膜装置では、当該特許文献１の図２において符号３０が付された高周波電極と、符号１が付された基材カートの上に搭載された基材とが対向した状態で、前記高周波電極に高周波電力が加えられてプラズマが発生し、これにより、基材上に皮膜が形成されると同時に、高周波電極にも基材上の皮膜とほぼ同じ量の皮膜が堆積する。基材カートと基材は成膜のサイクルが完了するたびに新しいものに交換されるが、高周波電極は常に使用するため皮膜が継続的に堆積する。このように堆積して厚くなった皮膜は剥がれて飛散し易く、これが皮膜欠陥の原因となり得る。このような内部の堆積物は、定期的な清掃による除去される必要がある。

　さらに、プラズマＣＶＤ法に形成される皮膜がＤＬＣのような絶縁性の皮膜である場合はさらに別の問題も生じる。すなわち成膜が進んで膜厚が大きくなれば、絶縁性の皮膜は電力を供給するときの抵抗成分を生む。このため、同一の電力条件を設定しても、プラズマ発生の状態が変動して、皮膜の特性も変化してしまう問題が生じる。

　また、プラズマＣＶＤ装置の別の方式として、高周波電極の部分は単なるチャンバの壁とし、基材および基材カート側に電力を加える方式もある。しかしながら、この方式でも、基材に対向するチャンバ壁には基材と同じように皮膜が堆積する。結果として、厚く付着した堆積物が飛散する問題が生じる。また、形成される皮膜が絶縁性を有する場合、当該皮膜がチャンバ側にあったとしても、電力が流れる部分に存在するため、チャンバ内壁の電気的な抵抗が増大する。従って、内壁を一方の電極として発生するプラズマの生成が不安定になったり、操業条件が最適な条件からズレたりする可能性が生じる。

特開平５－２９５５５１号公報

　本発明は、インライン式プラズマＣＶＤ装置であって、基材以外の部分にＣＶＤ皮膜が堆積しにくく、長期にわたり清掃を行なわずに安定操業が可能で、かつ、生産効率の高いプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。

　本発明が提供するインライン式プラズマＣＶＤ装置は、成膜室と、前記成膜室とは別の隔室と、を備え、前記成膜室と前記隔室との間で基材が搬送される。前記成膜室は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内の空気を排気するポンプと、前記真空チャンバ内に原料ガスを供給するガス供給部と、前記真空チャンバ内に供給された原料ガスにプラズマを発生させる交流型のプラズマ発生電源と、を有する。前記成膜室において、前記基材は２群に分かれており、前記プラズマ発生電源の一方極に接続された第１の群および前記プラズマ発生電源の他方極に接続される第２の群のいずれかに属する。

本発明の第１の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示すインライン式プラズマＣＶＤ装置の平面図である。 前記プラズマＣＶＤ装置の自転テーブルへの基材の設置例を示した斜視図である。 前記プラズマＣＶＤ装置の自転テーブルへの基材の設置例を示した斜視図である。 図１に示すインライン式プラズマＣＶＤ装置の作動状態を説明するための平面図である。 図１に示すインライン式プラズマＣＶＤ装置の作動状態を説明するための側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 テーブル台車及び基材テーブルの斜視図である。 前記テーブル台車及び前記基材テーブルの側面図である。 前記テーブル台車及び前記基材テーブルの平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置に用いられる基材ホルダの斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第５の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 多層に並べられた基材の斜視図である。 多層に並べられた基材ホルダの平面図である。 本発明の第６の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第７の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第７の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第７の実施形態に係る仕切板およびテーブルの斜視図である。

　以下、本発明に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置１００（以下、単にプラズマＣＶＤ装置１００と記載）の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。ここで、インライン式とは、ロードロック室（予備排気室）を有し、この部屋を介して装置外部（大気圧）と成膜室（真空圧）との間で基材をやり取りすることにより、成膜室を基材の入れ替え時も含めて常時真空状態に保つ機構を有する装置の方式の総称であり、ロードロック式、インターバック式、マルチチャンバ式も包含する意味である。また、このプラズマＣＶＤ装置１００における成膜処理の対象は、基材Ｗである。

　＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００の全体構成を示す斜視図であり、図２はその上面図である。

　このプラズマＣＶＤ装置１００は、プラズマＣＶＤ機構を備えた成膜室１と、成膜室１の上流側に配置された別の隔室であるロードロック室２０と、成膜室１の下流側に配置された別の隔室であるロードロック室（隔室）３０と、を備える。ここでいう上流および下流は、基材Ｗの移送方向についてのものである。ロードロック室２０の入口には仕切弁４１が、ロードロック室２０の出口と成膜室１の入口との間には仕切弁４２が、成膜室１の出口とロードロック室３０の入口との間には仕切弁４３が、および、ロードロック室３０の出口には仕切弁４４が、それぞれ設置されている。図１は仕切弁４４のみを示すが、図２に示すようにこのプラズマＣＶＤ装置１００には４つの仕切弁４１～４４（言い換えれば、仕切扉４１～４４）が設けられている。

　これらの仕切弁４１～４４が閉じることにより成膜室１、ロードロック室２０およびロードロック室３０が隣室または大気と遮断される。すなわち、仕切弁を閉じることにより隣室間で雰囲気や圧力の遮断が可能である。一方、仕切弁を開くことにより、基材Ｗを単独でまたは基材テーブルに搭載された状態の基材Ｗを隣室間において移送することが可能である。図１および図２では基材Ｗを基材テーブルに搭載した状態で移送する例を示している。

　基材Ｗは、二つの群に分けられている。少なくとも成膜室１においては、後に述べる真空チャンバ２が接地され、当該真空チャンバ２から前記両群が絶縁されるとともに群同士も相互に絶縁されている。従って、各群は互いに独立した電位を有し得る。これについての詳細は後述する。

　ロードロック室２０は、基材Ｗの搬入用の扉となる仕切弁４１と真空排気機構を備える。仕切弁４１が開いて（このとき仕切弁４２は閉状態である）大気に開放された状態で基材Ｗと基材テーブルがプラズマＣＶＤ装置１００の外部からロードロック室２０内へ搬入される。その後、仕切弁４１が閉じられることにより（このとき仕切弁４２は閉状態を維持）、ロードロック室２０の内部を真空に排気することが可能である。ロードロック室２０の内部が真空状態となって加熱等の前処理が完了したら、次に、あらかじめ真空排気状態にある成膜室１との間の仕切弁４２が開かれ（このとき仕切弁４１、４３は閉状態である）、真空状態で基材Ｗと基材テーブルが成膜室１に移送される。このプラズマＣＶＤ装置１００は、前記室間での基材Ｗと基材テーブルの移送のための移送機構を備える。

　移送が完了したら、仕切り弁４２が閉じられ、ロードロック室２０に大気が導入されて当該ロードロック室２０内が大気圧にされる。これにより、次のロットの基材Ｗと基材テーブルを受入れることが可能な状態となる。

　成膜室１は、図１および図２に示すように、真空チャンバ２と、真空チャンバ２内を真空排気する真空排気手段である真空ポンプ３と、前記真空ポンプ３により真空状態にされた真空チャンバ２内に原料ガスを供給するガス供給部９と、真空チャンバ２内に供給されたプロセスガスにプラズマを発生させる交流電力供給型のプラズマ発生電源１０とを備えている。成膜室１において、２群の基材Ｗは、プラズマ発生電源１０の両極にそれぞれ接続され、２群の基材Ｗの間に印加された電圧によってグロー放電が発生し、皮膜形成が行われる。この成膜室１には、下流側のロードロック室３０が仕切弁４３を介して接続されている。

　ロードロック室３０は、基材Ｗの搬出用の扉となる仕切弁４４と、真空排気機構と、を備える。仕切弁４４を閉じてあらかじめロードロック室３０の内部を真空状態としてから仕切弁４３を開くことにより、成膜室１において真空状態で皮膜が形成された基材Ｗと基材テーブルとを当該成膜室１からロードロック室３０へ搬入することができる。その後、仕切弁４３を閉じることにより、成膜室１は再びロードロック室２０からの基材Ｗと基材テーブルの搬入を待つ状態となる。

　前記仕切弁４３が閉じた後、ロードロック室３０の内部が真空状態で冷却等の後処理が行われる。この後処理が完了したら、次に大気が導入され、ロードロック室３０の内部が大気圧となった時点で仕切弁４４が開かれる（このとき仕切弁４３は閉状態である）。これにより、大気に開放された状態で基材Ｗと基材テーブルとがロードロック室３０からプラズマＣＶＤ装置１００の外部へ搬出される。プラズマＣＶＤ装置１００は、この室間の基材Ｗと基材テーブルの移送のための移送機構を備える。

　その後、仕切り弁４４が閉じられてロードロック室３０の内部が真空に排気される。これにより、ロードロック室３０は成膜室１からのロットの基材Ｗと基材テーブルを受入れ可能な状態となる。

　第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００の上述した構成は、後述する本発明の特徴である、２群に分けた基材Ｗに交流電力を印加する点を除けば、通常のいわゆるインライン式成膜装置と同様である。従って、当該プラズマＣＶＤ装置１００は、インライン式成膜装置の一般的な長所、すなわち、成膜室が大気に晒される機会が少なく安定な被覆が可能であることや、短いタクトタイムでの処理により量産が可能であること等の優位点を有する。これに加えて、プラズマＣＶＤ装置１００は、通常のインライン式成膜装置の短所、すなわち、大気に晒される機会が少ない成膜室１の内壁面に堆積した被膜を清掃するためにロードロック室２０およびロードロック室３０に挟まれた成膜室１をわざわざ大気開放しなければならないという短所、を成膜室１の構成の工夫により克服していることを特徴とする。以下において、このプラズマＣＶＤ装置１００の成膜室１の構成について詳しく説明する。

　プラズマＣＶＤ装置１００の中の成膜室１の構成を、図１～図４Ｂを用いて説明する。

　前記真空チャンバ２は、その内部が外部に対して気密可能とされた筺体である。前記真空ポンプ３は、前記真空チャンバ２の側方に設けられ、この真空チャンバ２内にある気体を外部に排気してこの真空チャンバ２内を低圧状態にする。この真空ポンプ３は、真空チャンバ２内を真空状態まで減圧することが可能である。

　プラズマＣＶＤ装置１００は、基材テーブルをさらに備える。基材テーブルには、複数の基材Ｗが搭載されることが可能であり、かつ、その搭載された状態で真空チャンバ２の内部で当該基材Ｗが処理されることが可能である。基材テーブルは、この基材テーブル上に搭載された基材Ｗを遊星回転させる、つまり自転させながら公転させる機構を有する。具体的に、この実施の形態に係る基材テーブルは、図４Ｂに示すように、６個の自転テーブル４と、これらの自転テーブル４を搭載する公転テーブル５とを有する。

　基材テーブルはさらに、テーブル台車５０を用いて移送されることが可能である。このテーブル台車５０は、基材Ｗを基材テーブルごと移送する移送機構であり、複数の車輪５１を有する。前記基材テーブルは、前記テーブル台車５０に搭載されながらプラズマＣＶＤ装置１００の内部を水平方向に移動することが可能である。この第１の実施形態に係るテーブル台車５０は、プラズマＣＶＤ装置１００の外部からロードロック室２０へ、ロードロック室２０から成膜室１へ、成膜室１からロードロック室３０へ、ロードロック室３０からプラズマＣＶＤ装置１００の外部へ、順に移動する。

　テーブル台車５０が成膜室１の中央に停止した状態で、成膜室１の下部に設けられた回転導入機構がテーブル台車５０に接続される。この回転導入機構は、図４Ｂに示される軸部１４および回転駆動部１５を有する。回転駆動部１５は、軸部１４及びこれに連結された基材テーブルの公転テーブル５を回転駆動する。基材テーブルに組み込まれた遊星回転機構は公転テーブル５上の自転テーブル４を公転させながら自転させる。

　第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００で成膜される基材Ｗは、均一な成膜を可能とするため上下に長尺な円柱状空間内に配備されるのがよい。例えば、基材Ｗが図３Ａに示すようなピストンリングである場合は、そのままでは不均一に成膜される可能性がある。図３Ａのように、積み重ねても周方向の一部が欠落して完全な円筒にならない場合は、必要に応じてカバー１１でその欠落部分の開口を塞ぐことにより、均一な成膜が可能となる。

　また、成膜しようとする基材Ｗが図３Ｂに示すような小型部材（例えば小さなピストンピン）の場合は、同図に示される設置ジグ１３が用いられるとよい。この設置ジグ１３は、上下方向に配列された複数の円板１２を含み、円柱状空間内に収まる全体形状を有する。前記基材Ｗは、前記各円板１２の上に載置されることにより、上下方向に多段にわたって積み重ねられることが可能である。

　さらに、基材Ｗが前記の形状以外の形状を有する物である場合も、その形状に応じた固定用のジグが適宜製作され、ジグと基材が円柱状空間内に収められるのがよい。

　図３Ａおよび図３Ｂに示した基材Ｗの集合体は、基材セット（ワークセット）と呼ばれる場合がある。後述するように、この基材セット毎に、プラズマ発生電源１０の一方極に接続された第１の群１８及び他方極に接続された第２の群１９のうちのいずれかの群への振り分けがなされる。

　前記自転テーブル４は、例えば水平な上面を有する円形の載置台であり、上面乃至は上方に配備された基材Ｗを回転軸回りに自転させつつ保持する。自転テーブル４は、給電されることが可能であり、供給された電圧は基材Ｗにも印加される。

　図１、図２および図４Ｂに示すプラズマＣＶＤ装置１００の基材テーブルは計６つの自転テーブル４を有する。これら６つの自転テーブル４は、平面視で一つの円の上に並ぶように公転テーブル５の上に配備されている。

　一方、図１，図２及び図４Ａ及び図４Ｂに示すように、真空チャンバ２内には、当該真空チャンバ２内に原料ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給部９が設けられている。このガス供給部９は、ＣＶＤ皮膜の形成に必要な原料ガスや、成膜をアシストするアシストガスを、ボンベ１６から所定量だけ真空チャンバ２内に供給する。

　例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン、非晶質カーボン膜）などのカーボン系のＣＶＤ皮膜を成膜する場合には、プロセスガスとして、炭化水素（アセチレン、エチレン、メタン、エタン、ベンゼン、トルエンなど）を含む原料ガスが用いられ、また必要によりアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスがアシストガスとして加えられてもよい。また、シリコン酸化物系のＣＶＤ皮膜（ＳｉＯｘ膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＣＮ膜）を成膜する場合には、シリコン系有機化合物（モノシラン、ＴＭＳ、ＴＥＯＳ、ＨＭＤＳＯなど）やシランなどシリコン含む原料ガスに酸素、窒素、アンモニアなどの反応ガスを加え、さらに必要に応じアルゴンなどの不活性ガスをアシストガスとして加えたものを用いることができる。ＣＶＤ皮膜としては、上述したもの以外にも、ＴｉＯｘ膜、ＡｌＯｘ膜、ＡｌＮ膜などを成膜することができる。

　また、主たる原料ガスに少量の添加原料ガスが混合されることもある。例えば、ＤＬＣ皮膜の形成の際に、炭化水素を主たる原料ガスとして、シリコン系有機化合物ガスを少量添加することにより、ＤＬＣ中にＳｉを含む皮膜を形成することができる。あるいは、ＤＬＣ皮膜の形成の際に、炭化水素を主たる原料ガスとして、金属を含有する原料ガス（例として、ＴＴＩＰ（チタニウムイソプロポキサイド）やＴＤＭＡＴ（テトラジメチルアミノチタン））を少量添加することで、ＤＬＣ中に金属（例ではチタン）を含む皮膜を形成することができる。

　これらの原料ガス、反応ガス及びアシストガスは、使用するガスの種類を適宜組みあわせて用いることができる。

　第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００の成膜室１の特徴的な構成である、プラズマ発生電源１０およびそのプラズマ発生電源１０から基材Ｗへの電力供給について説明する。

　プラズマ発生電源１０は、真空チャンバ２内に供給したプロセスガスにグロー放電を発生させて、プラズマを発生させるために用いるもので、交流の電力を供給する。このプラズマ発生電源１０が供給する交流の電力としては、正弦波の波形に従って電流や電圧が正負に変化する交流だけでなく、パルス状の波形に従って正負に入れ替わる矩形波の交流でも良い。この交流には、連続した同一極性のパルス群が交互に現れるものや、正弦波の交流に矩形波を重畳したものを用いることもできる。実際のプラズマ発生中の電圧波形は、プラズマ生成の影響によって歪む場合がある。また、プラズマが発生すると交流電圧のゼロレベルがシフトし、各電極の接地電位に対する電位を測定すると、マイナス側電極に印加電圧の８０～９５％が、プラス側電極に印加電圧の５～２０％が加わるのが多く観察される。

　プラズマ発生電源１０から供給される交流の周波数は１ｋＨｚ～１００ＭＨｚが好ましい。周波数が１ｋＨｚ未満では皮膜のチャージアップが起り易く、１００ＭＨｚを超えるとチャンバの内部への電気的な給電が困難になるからである。特に、基材Ｗへの電力の容易な供給やさらには電源の入手容易性等を考えると、１０ｋＨｚ～４００ｋＨｚの範囲が好ましい。また、特に、基材Ｗの自公転機構を含むような場合は、１ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数が好ましい。１ｋＨｚ未満では皮膜のチャージアップが起り易く、１ＭＨｚを超える周波数の電力を自転公転する基材Ｗに伝達する機構が難しいからである。さらに電源の入手容易性等を考慮すると、１０ｋＨｚ～４００ｋＨｚの範囲とするのがなお好ましい。プラズマ発生電源１０から供給される交流の電圧は、波高値でグロー放電の維持に必要な３００～３０００Ｖが好ましい。さらに、プラズマ発生電源１０から供給される交流の電力は、基材Ｗの表面積によって変動するが、単位面積あたりの電力で０．０５～５Ｗ／ｃｍ^２程度の電力密度であるのが好ましい。

　このような周波数、電圧、電力（電力密度）の交流電流を真空チャンバ２内に配備された一対の電極間に作用させれば、グロー放電が電極間に発生し、発生したグロー放電で真空チャンバ２内に供給されたプロセスガスが分解されてプラズマが発生する。そして、プラズマにより分解されたこれらのガス成分が電極表面に堆積することで、ＣＶＤ皮膜の成膜が行われる。つまり、一対の電極のいずれかに基材Ｗを用いれば、基材Ｗの表面にＣＶＤ皮膜を成膜することが可能となる。

　ところで、図１、図２および図４Ａに示すように、第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００においては、複数の自転テーブル４の半数が、プラズマ発生電源１０の一方極に接続された第１の群１８に属する。併せて、複数の自転テーブル４の残り半数が、プラズマ発生電源１０の他方極に接続された第２の群１９に属する。互いに異なる極性とされた第１の群１８の自転テーブル４に保持された基材Ｗと、第２の群１９の自転テーブル４に保持された基材Ｗとの間にプラズマが発生することが可能である。

　詳しくは、公転テーブル５に自転テーブル４が全部で６つ配備されている状態においては、自転テーブル４のうち、第１の群１８には図２の「Ａ」で示される３つの自転テーブル４が属し、第２の群１９には図２の「Ｂ」で示される３つの自転テーブル４が属する。つまり、第１の群１８に属する自転テーブル４の数と第２の群１９に属する自転テーブル４の数は同じである。

　これらの自転テーブル４について、第１の群１８に属する自転テーブル４の両隣に第２の群１９に属する自転テーブル４が設けられ、これら第２の群１９に属する自転テーブル４のさらに隣に別の第１の群１８に属する自転テーブル４が設けられている。つまり、第１の群１８に属する自転テーブル４と第２の群１９に属する自転テーブル４とは、公転テーブル５の公転軸Ｑ回りに１つずつ交番に（交互に）並ぶように配備されている。

　プラズマ発生電源１０は一対の電極を有する。第１の群１８に属する３つの自転テーブル４はいずれもプラズマ発生電源１０の一方の電極に接続されている。第２の群１９に属する３つの自転テーブル４はいずれもプラズマ発生電源１０の他方の電極に接続されている。つまり、電圧印加中は、第１の群１８に属する自転テーブル４と、第２の群１９に属する自転テーブル４は、常に互いに逆の極性を有している。

　前記各自転テーブル４に上述した極性を与えるには、例えば、公転軸Ｑならびに自転軸Ｐにそれぞれ図略のブラシ機構を設けてこのブラシ機構を通じてそれぞれの極性の電圧を印加するとよい。公転軸Ｑ及び自転軸Ｐはベアリング機構を介して回転時自在に保持されているが、このベアリング機構を通じて電圧を印加するようにしてもよい。

　次に、図１および図２に示す如く、公転テーブル５上に６個の自転テーブル４が公転軸Ｑを中心として６０°間隔で並べられたプラズマＣＶＤ装置１００を用いてＣＶＤ皮膜を実際に成膜する場合の作動状態について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。なお、図４ＡはプラズマＣＶＤ装置１００の平面図、図４ＢはプラズマＣＶＤ装置１００の側面図である。

　（第１工程：基材Ｗの準備）
　まず、基材Ｗが自転テーブル４に設置される。基材Ｗは、自転テーブル４の上に直接固定されてもよいし、設置ジグ１３を介して自転テーブル４の上に載置されてもよい。自転テーブル４は公転テーブル５とともに基材テーブルを構成する。さらに、基材テーブルはテーブル台車５０に搭載されながらプラズマＣＶＤ装置１００の中を移動可能である。

　（第２工程：ロードロック室２０への搬入および前処理）
　このようにして基材Ｗが用意されたら、まず、ロードロック室２０の入口扉である仕切弁４１が開かれ、基材Ｗを搭載したテーブル台車５０がロードロック室２０に進入する。次に、ロードロック室２０の入口扉である仕切弁４１が閉じられ、真空排気手段である真空ポンプ３がロードロック室２０内を排気する。この後、ロードロック室２０内で加熱ヒータにより基材Ｗが加熱されても良い。この工程において仕切弁４２は閉状態を維持している。図４に示される例では、このロードロック室２０内においても成膜室１と同様にロードロック室２０の底面にある基材テーブルの回転機構が上昇してテーブル台車５０上にある基材テーブルと結合し、これにより、基材テーブルを回転させることが可能になっている。基材テーブルの回転が不要であれば、ロードロック室２０には基材テーブルの回転機構は不要である。

　（第３工程：成膜室１での処理）
　次に、ロードロック室２０とあらかじめ真空に排気された状態の成膜室１との間の仕切弁４２が開かれ、基材Ｗを搭載したテーブル台車５０が成膜室１まで移動する。成膜室１へのテーブル台車５０の移動が完了したら仕切弁４２が閉じられ、成膜室１内の真空排気が行われる。加えて、第１の実施形態では、成膜室１の底部にある基材テーブルの回転機構が上昇してテーブル台車５０上にある基材テーブルと結合し、基材テーブルを回転させることが可能な状態になると共に、前記基材テーブルをプラズマ発生電源１０と電気的に接続する。

　次に、必要に応じて、ガス供給部９がＡｒ等の不活性ガスやＨ_２やＯ_２などのガスを真空チャンバ２内に供給し、プラズマ発生電源１０が電力を供給して基材Ｗ間に表面清化のためのグロー放電を発生させる（イオンボンバード処理）。

　この後、ガス供給部９がプロセスガスを真空チャンバ２内に供給し、これにより、真空チャンバ２内の圧力を成膜に適した０．１～１０００Ｐａの圧力に保持する。

　成膜にあたっては、プラズマ発生電源１０が各群１８，１９に属する自転テーブル４に交流の電力を供給して第１の群１８に属する自転テーブル４の基材Ｗと第２の群１９に属する自転テーブル４の基材Ｗとの間にグロー放電を発生させ、これにより、基材Ｗ間に成膜に必要なプラズマを発生させる。

　成膜時の圧力の好適な値は、成膜しようとするＣＶＤ皮膜（プロセスガスや反応性ガス）の種類によって異なるが、一般には０．１Ｐａ～１０００Ｐａ程度の圧力が好ましい。上述したように０．１Ｐａ～１０００Ｐａ程度の圧力は安定したグロー放電の発生を可能にし、良好な成膜速度で成膜を行うことを可能にする。さらに、気体中での反応に伴うパウダー生成を抑制する観点では成膜時の圧力は１００Ｐａ以下が好ましい。

　プラズマ発生電源１０から供給される交流の電圧は、グロー放電の維持に必要な３００Ｖ～３０００Ｖの間（両極間の電圧の波高値）であるのが、好ましい。さらに、プラズマ発生電源１０から供給される交流の出力電力は、単位面積あたりの電力に換算すると０．０５～５Ｗ／ｃｍ^２程度が好ましい。

　このようにプラズマ発生電源１０から供給される交流の電圧及び電力を調整した上で基材を自転テーブル４ごと自転及び公転させることで、周方向に隣り合う基材Ｗ（近接する基材Ｗ）の間に安定したグロー放電が発生し、基材Ｗの表面に膜厚が均一なＣＶＤ皮膜を形成することが可能となる。これらの工程において仕切弁４２および仕切弁４３は閉状態を維持している。

　（第４工程：ロードロック室３０への搬入および後処理）
　成膜処理が終了したら、プラズマ発生電源１０からの出力およびプロセスガスの導入が停止される。その後、成膜室１とあらかじめ真空に排気されている下流側のロードロック室３０の間の仕切弁４３を開かれ、基材Ｗが基材テーブルに搭載された状態でテーブル台車５０の移動によりロードロック室３０まで移送され、仕切弁４３が閉じられる。その後、ロードロック室３０内で、必要に応じて基材Ｗの温度が低下するのを待つ。なお、この工程において仕切弁４４は閉状態を維持している。

　（第５工程：ロードロック室３０からの搬出）
　次に、大気あるいは不活性ガスなどがロードロック室３０に導入される。これによりロードロック室３０内の圧力が大気圧となったらロードロック室３０の出口扉である仕切弁４４が開かれ、基材Ｗを搭載したテーブル台車５０がロードロック室３０から退出する。

　（成膜工程における作動状態）
　成膜室１においては、上述したように、互いが逆極性とされた第１の群１８の自転テーブル４と第２の群１９の自転テーブル４との周方向の交番（交互）配置により、周方向に隣り合う自転テーブル４にそれぞれ保持される基材Ｗ同士の間に電位差が生じ、両者の間に確実にグロー放電が発生する。そして、プラズマ発生電源１０の両電極の正負が入れ替われば、周方向に隣り合う自転テーブル４の極性も入れ替わり、引き続き両者間にグロー放電が発生する。それ故、多数の基材Ｗに対して一度に且つ均一に成膜を行うことが可能となる。

　すなわち、第１の群１８に属する自転テーブル４の基材Ｗが作用極として働いてこの基材Ｗ側にＣＶＤ皮膜が成膜されているときには、第２の群１９に属する自転テーブル４の基材Ｗが対極（反対極）となる。そして、プラズマ発生電源１０の正負が入れ替われば、第２の群１９に属する自転テーブル４の基材Ｗが作用極となり、第１の群１８に属する自転テーブル４の基材Ｗが対極となる。

　つまり、上述の構成であれば、基材Ｗは対極となっても、公転テーブル５や真空チャンバ２の筐体が対極になることはない。これらの部材は放電発生電極として作用していないため、原料ガスを分解するプラズマに直接的にはさらされず、従来技術に比べてこれらの部材には皮膜が堆積しにくい。その結果、皮膜の厚い堆積が原因となるフレークの飛散も起りにくく、皮膜欠陥も発生しにくい。また、これらの部材はプラズマ生成のためのグロー放電発生用電極としては作用せず、仮に絶縁皮膜が長時間の運転で厚く堆積したとしても、プラズマの不安定化が発生しない。従って、膜質や厚みにバラツキのないＣＶＤ皮膜を安定的に生産することも可能となる。

　特に、インライン式のプラズマＣＶＤ装置に係る成膜室１は大気開放されることなく多数の基材の処理を行うことが求められるため、真空チャンバ２の筐体に皮膜が厚く堆積することのない、第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００の構成は非常に有効である。

　以上、大気状態で搬入→真空排気→加熱→プラズマＣＶＤによる成膜→冷却→大気状態で取り出しという、最小限の成膜プロセスについて説明したが、必要に応じて、プラズマＣＶＤ装置１００の部屋数を増加させる等の方法で、より複雑な成膜プロセスを実現することも可能である。例えば、プラズマＣＶＤ装置１００は、それぞれが異なる工程を実行する次のような多数の隔室を具備することも可能である。

　１）ロードロック室：真空排気
　２）加熱室：基材Ｗの予備加熱
　３）前処理室：基材Ｗのエッチング等の密着性向上処理
　４）中間層成膜室：スパッタリング法などにより密着性向上のための中間層形成
　５）成膜室：基材を２群に分けたプラズマＣＶＤによる成膜
　６）冷却室：冷却
　７）ロードロック室：大気開放

　この場合においても、「５）成膜室」において、第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００の構成を採用することにより、成膜室での安定的な成膜と低いメンテナンス頻度とを実現することができる。

　＜第２の実施形態＞
　以下、図５Ａ～図５Ｄに示される本発明の第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２００について説明する。第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２００は、上述した第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００と基材テーブル上の基材Ｗの配置において相違する。それ以外は、第１の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図５Ａは、第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２００を示す。この図５Ａは図４Ａに対応する。

　図５Ａに示すように、このプラズマＣＶＤ装置２００は、プラズマＣＶＤ機構を備えた成膜室２０１であって真空チャンバ２０２を有するものと、その上流側に配置されたロードロック室２２０と、その下流側に配置されたロードロック室２３０と、を備える。このプラズマＣＶＤ装置２００においては、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、テーブル台車の上に一対の回転する基材テーブル４が設けられており、これらの基材テーブル４上にそれぞれ基材Ｗが搭載されている。

　前記一対の基材テーブルは、相互に絶縁され、また真空チャンバ２０２からも絶縁されており、各テーブル上の基材Ｗは群を構成している。成膜室２０１、ロードロック室２２０およびロードロック室２３０は、これらの基材テーブルを収納することができる大きさを備える。成膜室２０１においては、前記各基材テーブル上の基材Ｗの群間にプラズマが生成され、基材Ｗが成膜される。

　前記基材テーブルは、図５Ｄに示すように各基材Ｗを遊星回転させる機構を有しても良い。

　＜第３の実施形態＞
　以下、図６Ａに示される本発明の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００について説明する。このプラズマＣＶＤ装置３００は、上述した第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００と基材Ｗの配置において異なる。それ以外は、第１の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図６Ａは、第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００を示す。この図６Ａは図４Ａに対応した、インライン式プラズマＣＶＤ装置の作動状態を説明するための平面図である。

　図６Ａに示すように、プラズマＣＶＤ装置３００は、プラズマＣＶＤ機構を備えた成膜室３０１であって真空チャンバ３０２を有するものと、その上流側に配置されたロードロック室３２０と、その下流側に配置されたロードロック室３３０と、を備える。このプラズマＣＶＤ装置３００においては、一対の基材ホルダ３１３にそれぞれ少なくとも一つの基材Ｗが搭載される。前記各基材ホルダ３１３は図６Ｂに示されるように平板状をなし、これにより１または複数の基材Ｗが固定される。図６Ｂに示される基材ホルダ３１３には９個の基材Ｗが搭載される。１つの基材ホルダに搭載された基材Ｗは、１つの群を形成する。

　一対の基材ホルダ３１３は、少なくとも成膜室３０１においては、相互に絶縁されるとともに真空チャンバ３０２からも絶縁され、互いに独立した電位を有し得る。ロードロック室３２０内、成膜室３０１内およびロードロック室３３０内において、一対の基材ホルダ３１３は、互いに対向するように配置される。詳しくは、各基材ホルダ３１３のそれぞれの両面のうち基材Ｗが搭載される面が互いに向かい合うように配置される。

　このように配置されかつ基材Ｗを搭載した一対の基材ホルダ３１３は、ロードロック室３２０に搬入され、その後に当該ロードロック室３２０内が真空状態まで排気される。ロードロック室３２０内は、必要に応じて、当該ロードロック室３２０内に設置された加熱ヒータによりあらかじめ加熱される。

　所定の真空排気、あるいは加熱が完了したら、ロードロック３２０室と成膜室３０１との間の仕切弁４２が開かれ、基材Ｗを搭載した一対の基材ホルダ３１３が成膜室１に搬入され、その後に仕切弁４２が閉じられる。この後、ロードロック室３２０は、再び大気に開放されて、次の処理物の受入れの準備を行う。

　成膜室３０１に搬入された基材Ｗの成膜は次のように進展する。真空排気された成膜室３０１の基材ホルダ３１３間の空間にプロセスガス（成膜原料ガス、反応ガス、補助ガス）が供給され、これにより当該成膜室３０１内が所定の圧力に維持される。この状態で、一対の基材ホルダ３１３に対して、交流のプラズマ発生電源１０が高周波の交流電力を供給する。この結果、それぞれの基材ホルダ３１３に固定された基材群の間に交流電圧が印加され、２群の基材同士の間すなわち一対の基材ホルダ３１３同士の間にグロー放電が発生し、基材Ｗ上に皮膜が形成される。

　このとき、プラズマは主として基材ホルダ３１３間の空間に形成されるため、形成される皮膜は当該空間に面する部分に偏在する。このため、成膜室３０１の内面には殆ど皮膜は形成されない。皮膜形成が完了すると、プラズマ発生電源１０の出力は停止され、プロセスガスの導入も停止される。これにより成膜工程が完了する。

　次に、ロードロック室３３０と成膜室３０１との間の仕切弁４３が開かれ、基材ホルダ３１３と共に基材Ｗが成膜室３０１からロードロック室３３０へ移送される。移送が完了したら、両室３０１，３３０間の仕切弁４３が閉じられ、成膜室３０１は、再び、ロードロック室２０からの基材Ｗの搬入を待つ状態となる。

　ロードロック室３３０内は、基材Ｗの所定の冷却時間を経た後、大気又は不活性ガスの導入を受けて大気圧状態となる。そして、仕切弁４４が開かれて基材Ｗが基材ホルダ３１３と共にロードロック室３３０から搬出される。これにより成膜の処理は完了する。仕切弁４４を閉じた後、ロードロック室３３０は再び排気され、成膜室３０１からの次のロットの移送を待つ状態となる。

　第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００によれば、皮膜形成は基材および基材ホルダには発生するが、成膜室の壁面等には殆ど発生しない。基材および基材ホルダは１ロット毎に搬出されるため、成膜室への皮膜形成は最小限に維持できる。結果として、多数のロットに対する成膜を行なっても、成膜室は汚染されず、欠陥の原因となる皮膜フレークの飛散や、絶縁皮膜の形成に伴うプロセスの変動は発生しない。

　＜第４の実施形態＞
　以下、図７に示される本発明の第４の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置４００について説明する。なお、第４の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置４００は、上述した第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００における下流側のロードロック室３３０を備えない、いわゆるインターバック式の装置である。それ以外は、第３の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図７は第４の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置４００を示す。この図７は図６Ａに対応する。このプラズマＣＶＤ装置４００は、プラズマＣＶＤ機構を備えた成膜室４０１（真空チャンバ４０２）とその上流側に配置されたロードロック室３２０とを備えるが、成膜装置４０１の下流側にロードロック室は設けられない。このため、成膜室４０１（真空チャンバ４０２）は下流側の開口部を有しない。

　このプラズマＣＶＤ装置４００においては、図７に示すように、成膜室４０１における成膜処理が完了したら、基材Ｗおよび基材ホルダ３１３は、上流側のロードロック室３２０へ逆送され、さらに大気状態でプラズマＣＶＤ装置４００から搬出される。

　このプラズマＣＶＤ装置４００においては、第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００と比べると、隔室数が少なく、設備コストが抑制可能である。

　＜第５の実施形態＞
　以下、図８Ａに示される本発明の第５の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置５００について説明する。なお、第５の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置５００は、上述した第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００と基材Ｗの配置が異なる。それ以外は、第１の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図８Ａは第５の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置５００を示す。この図８Ａは図４Ａに対応する。このプラズマＣＶＤ装置５００は、プラズマＣＶＤ機構を備えた成膜室５０１であって真空チャンバ５０２を有するものと、その上流側に配置されたロードロック室５２０と、その下流側に配置されたロードロック室５３０と、を備える。このプラズマＣＶＤ装置５００においては、図８Ｂに示すような平板状または略平板状の複数の基材Ｗが処理される。これらの基材Ｗは、間隔をおいて多層に配置される。これらの基材Ｗは、ひとつおきに、別の群に分類される。言い換えると、多層に並べられた基材Ｗは、ひとつ置きに同一電位になるように電気的に接続されると共に、別の群および真空チャンバとは、少なくとも成膜室５０１においては絶縁される。

　変形例として図８Ｃに示すように、平板状の基材ホルダ５１３が間隔をおいて多層に配置され、各基材ホルダ５１３の両面に基材Ｗが取り付けられることも可能である。

　このように、多層に間隔をおいて重ねられた基材Ｗ、または、基材Ｗがセットされた基材ホルダ５１３が、プラズマＣＶＤ装置５００に搬入する。

　成膜室５０１に搬入された基材Ｗの成膜は次のように進展する。真空排気された成膜室５０１の基材Ｗ同士の間または基材ホルダ５１３同士の間の空間にプロセスガス（成膜原料ガス、反応ガス、補助ガス）が供給され、これにより当該空間の圧力が所定の圧力に維持される。この状態で、多層に配置された基材Ｗまたは基材ホルダ５１３に対して、交流のプラズマ発生電源１０が高周波の交流電力を供給する。この結果、Ａ群またはＢ群の基材Ｗ（または基材ホルダ５１３に固定された基材Ｗ）の間に交流電圧が印加され、２群の基材Ｗ同士の間（または２群の基材ホルダ５１３間）にグロー放電が発生し、基材Ｗ上に皮膜が形成される。この場合、プラズマは多層に積層された基材Ｗ間（または基材ホルダ５１３間）の空間に発生する。これにより、基材Ｗの両面または基材ホルダ５１３の両面に皮膜形成を行うことが可能である。

　＜第６の実施形態＞
　以下、図９に示される本発明の第６の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置６００について説明する。なお、第６の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置６００は、上述した実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置とは隔室の配置および基材テーブルの動作が異なる。それ以外は、上述した他の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図９は第６の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置６００の平面図である。この図９は、図２に対応する。このプラズマＣＶＤ装置６００は、上方から見て中央の位置に配置されるトランスファーチャンバ６１０と、その周囲に配置される複数の室、すなわち、図の左側であって上流側に配置されるロードロック室２０、上側に配置されて中間層を成膜する中間層成膜室４０、下側に配置される成膜室１であって真空チャンバ２を有するもの、図の右側であって下流側に配置されるロードロック室３０と、を備える。ロードロック室２０には、基材Ｗの搬入用の扉である仕切弁６５が設けられ、ロードロック室３０には基材Ｗの搬出用の扉である仕切弁６６が設けられている。

　トランスファ－チャンバ６１０とその周囲の各室との間にはそれぞれ仕切り弁が配置されている。詳しくは、トランスファ－チャンバ６１０とロードロック室２０との間には仕切弁６１が、トランスファ－チャンバ６１０と成膜室１との間には仕切弁６２が、トランスファ－チャンバ６１０と中間層成膜室４０との間には仕切弁６３が、トランスファ－チャンバ６１０とロードロック室３０との間には仕切弁６４が、それぞれ開閉自在に設けられている。これらの仕切弁は、トランスファーチャンバ６１０、成膜室１および中間層成膜室４０がプラズマＣＶＤ装置６００の稼働中に真空状態に排気された状態を維持することを可能にする。

　図９に示すように、基材Ｗは、第１の実施形態と同じく、６個の自転テーブル４が配置された公転テーブル５に搭載されている。基材Ｗは公転テーブル５に搭載された状態のままでこのプラズマＣＶＤ装置６００の外部から上流側のロードロック室２０へ搬入され、トランスファーチャンバ６１０を経由して、中間層成膜室４０、成膜室１の真空チャンバ２、下流側のロードロック室３０へ順次移送され、下流側のロードロック室３０からこのプラズマＣＶＤ装置６００の外部へ搬出される。この公転テーブル５の移送の順序を、図９に白抜き矢示で示す。

　公転テーブル５の移送機構については、第１の実施形態に示したテーブル台車５０と同じ、または、それに類するものが用いられる。図９に示される例では、基材Ｗは第１の実施形態と同じく６個の自転テーブル４が配置された公転テーブル５に搭載されているが、テーブルの形態および基材Ｗの搭載形態は、上述した他の実施形態に示した形態であっても構わない。

　このプラズマＣＶＤ装置６００における基材Ｗの成膜処理の手順について説明する。

　このプラズマＣＶＤ装置６００における成膜プロセスでは、真空排気を経て中間層成膜が行われた後、プラズマＣＶＤによる成膜、冷却、及び大気への基材Ｗの取り出しが順に行われる。公転テーブル５に搭載された基材Ｗは以下のように処理される。なお、初期状態においては、仕切弁６１～６６は閉状態であって、トランスファーチャンバ６１０、成膜室１および中間層成膜室４０は真空状態であるとする。

　仕切弁６５が開かれ、基材Ｗが搭載された公転テーブル５がロードロック室２０へ搬入される。その後、仕切弁６５が閉じられ、ロードロック室２０が真空状態になるまで排気される。

　ロードロック室２０内の排気が完了したら、仕切弁６１および仕切弁６２が開かれ、基材Ｗを搭載した公転テーブル５がトランスファーチャンバ６１０を経由して中間層成膜室４０へ移動する。移動が完了すると仕切弁６１が閉じられる。

　ロードロック室２０は、仕切弁６１が閉じた後に大気に開放され、仕切弁６５が開かれることにより次に搬入される基材Ｗを待つ状態となる。中間層成膜室４０においては、皮膜供給源（スパッタ蒸発源）６が作動してＣＶＤ層の下地となる中間層を基材Ｗの表面に形成する。

　中間層成膜室４０での中間層の成膜が完了したら、仕切弁６２および仕切弁６３が開かれ、基材Ｗを搭載した公転テーブル５がトランスファーチャンバ６１０を経由して成膜室１に移動する。中間層成膜室４０は、ロードロック室２０から次に移送される基材Ｗを待つ状態となる。

　成膜室１においては、仕切弁６３が閉じた後、公転テーブル５に搭載された２群の基材Ｗがプラズマ発生電源１０の両極に接続されて、プロセスガスが導入されながらの成膜が行なわれる。

　成膜室１でのＣＶＤ層の成膜が完了したら、仕切弁６３および仕切弁６４が開かれ、基材Ｗを搭載した公転テーブル５がトランスファーチャンバ６１０を経由してロードロック室３０へ移動する。成膜室１は、中間層成膜室４０から次に移送される基材Ｗを待つ状態となる。

　ロードロック室３０においては、仕切弁６４が閉じられた後、公転テーブル５に搭載された２群の基材Ｗが適当な温度に冷却されるのを待つ。基材Ｗが適当な温度に冷却された後に、ロードロック室３０内に大気が導入され、仕切弁６６が開かれ、基材Ｗが搭載された公転テーブル５がロードロック室３０から搬出される。

　以上のように、このプラズマＣＶＤ装置６００によると、ＣＶＤ皮膜は基材Ｗおよび公転テーブル５には形成されるが、成膜室１の壁面等には殆ど形成されない。基材Ｗおよび基材ホルダは１ロット毎にこのプラズマＣＶＤ装置６００の外部へ搬出されるため、成膜室１への皮膜形成を最小限に維持できる。その結果、多数のロットに対する成膜を行なっても、成膜室１は汚染されず、欠陥の原因となる皮膜フレークの飛散や、絶縁皮膜の形成に伴うプロセスの変動は発生しない。特に、このプラズマＣＶＤ装置６００では、成膜室１を真空状態に維持して連続成膜処理を行うことが可能であり、これにより多数のロットの効率的処理が可能であるから、成膜室１の汚染を抑制することができることは、このプラズマＣＶＤ装置６００を長時間に亘り安定的に稼働させるための非常に有効な方策となる。

　＜第７の実施形態＞
　以下、図１０Ａ及び図１０Ｂに示される本発明の第７の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置７００について説明する。第７の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置７００は、上述した実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置とは隔室の配置および基材テーブルの動作が異なる。それ以外は、上述した他の実施形態と同じであるので、上述した説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。

　図１０Ａ及び図１０Ｂは第７の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置７００を示す。図１０Ａは後述する回転移送機構７１０のアーム７１２を伸ばして隔室で処理を行っている状態を示す平面図であって、図１０Ｂはアーム７１２を縮めて隔室から隔室へ基材Ｗを回転移送している状態を示す平面図である。図１０Ｃはアーム７１２の先端に取り付けられた仕切板７２０およびテーブル７３０を示す斜視図である。

　図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、このプラズマＣＶＤ装置７００においては、第６の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置６００と同様に、中央に配置されたトランスファーチャンバ６１０と、その周囲に配置される複数の隔室と、を備える。詳しくは、プラズマＣＶＤ装置７００の上方から見て、中央にトランスファーチャンバ６１０が配置され、その周囲において、図の右側すなわち上流側に加熱室２１が配置され、上側に中間層を成膜する中間層成膜室４０が配置され、左側すなわち下流側に成膜室１の真空チャンバ２が配置され、下側にロードロック室３０が配置される。ロードロック室３０には、基材Ｗの搬入および搬出用の扉である仕切弁６５が設けられている。この隔室の配置等は、プラズマＣＶＤ装置７００とプラズマＣＶＤ装置６００と異なる。さらに、以下の構成が異なる。

　トランスファーチャンバ６１０には、プラズマＣＶＤ装置６００とは異なり、回転移送機構７１０が配置されている。この回転移送機構７１０は、回転可能な中心軸７１１と、その周囲に９０°間隔で配置される、伸縮可能な４つのアーム７１２と、を有し、このアーム７１２の先端に仕切板７２０が取り付けられている。図１０Ａに示すように、各アーム７１２が伸びることにより、各仕切板７２０は４つの隔室の開口部のそれぞれを閉鎖することができて、４つの各隔室を独立の雰囲気とすることが可能である。さらに、仕切板７２０には基材Ｗを搭載可能なテーブル７３０が設けられている。また、図１０Ｂに示すように、アーム７１２が縮んだ状態では、４つの仕切板７２０およびテーブル７３０は、中心軸７１１回りに回転移動（図１０では反時計回り方向の回転移動）することができる。

　図１０Ｃに示すように、基材Ｗは、２個の自転テーブル４が配置されたテーブル７３０に搭載されている。基材Ｗは、テーブル７３０の上の自転テーブル４に搭載されてこのプラズマＣＶＤ装置６００の外部からロードロック室３０へ搬入される。基材Ｗは、トランスファーチャンバ６１０に設けられた回転移送機構７１０により、加熱室２１、中間層成膜室４０、成膜室１（真空チャンバ２）、元のロードロック室３０へ順次移送され、ロードロック室３０からこのプラズマＣＶＤ装置７００の外部へ搬出される。この公転テーブル５の移送の順序を、図１０Ａに白抜き矢示で示す。

　この実施の形態では、テーブル７３０に２個の自転テーブル４が配置され、各自転テーブル４に基材Ｗが搭載されるが、テーブルの形態および基材Ｗの搭載形態は、上述した他の実施形態に示した形態であっても構わない。

　このプラズマＣＶＤ装置７００における基材Ｗの成膜処理の手順について説明する。このプラズマＣＶＤ装置７００における成膜プロセスは、プラズマＣＶＤ装置６００と同様に、真空排気→加熱→中間層成膜→プラズマＣＶＤによる成膜→冷却→大気取り出し、である。テーブル７３０に搭載された基材Ｗは以下のように処理される。図１０Ａは初期状態を示す。この初期状態において、仕切弁６５は閉状態であって、ロードロック室３０には、成膜処理が終了した基材Ｗが存在しているとする。

　ロードロック室３０が仕切板７２０により他の隔室から独立された状態で当該ロードロック室３０に大気が導入される。その後、仕切弁６５が開かれてロードロック室３０内が大気に一旦開放され、成膜処理が終了した基材Ｗがテーブル７３０から取り外される。次の基材Ｗがテーブル７３０に搭載されてロードロック室３０へ搬入される。その後、仕切弁６５が閉じられ、ロードロック室３０が真空状態になるまで排気される。

　ロードロック室３０内の排気が完了したら、回転移送機構７１０のアーム７１２が縮んだ状態で中心軸７１１が反時計回りに９０°回転する。回転終了後、回転移送機構７１０のアーム７１２が伸びてテーブル７３０を加熱室２１へ移送する。このとき、仕切板７２０は加熱室２１を他の隔室から独立した状態（４つの隔室全てが独立した状態）にする。この後、自転テーブル４が回転しながら加熱室２１内に設置された加熱ヒータ１７が昇温し、基材Ｗを加熱する。

　加熱室２１での基材Ｗの加熱が完了したら、回転移送機構７１０のアーム７１２が縮んだ状態で中心軸７１１が反時計回りに９０°回転する。回転終了後に、回転移送機構７１０のアーム７１２が伸びてテーブル７３０を中間層成膜室４０へ移送する。このとき、仕切板７２０が中間層成膜室４０を他の隔室から独立した状態にする。この後、自転テーブル４が回転しながら皮膜供給源（スパッタ蒸発源）６が作動してＣＶＤ層の下地となる中間層を基材Ｗの表面に形成する。

　中間層成膜室４０での中間層の成膜が完了したら、回転移送機構７１０のアーム７１２が縮んだ状態で中心軸７１１が反時計回りに９０°回転する。回転終了後に、回転移送機構７１０のアーム７１２が伸びてテーブル７３０を成膜室１へ移送する。このとき、仕切板７２０が成膜室１を他の隔室から独立した状態にする。この後、自転テーブル４が回転しながら２群の基材Ｗがプラズマ発生電源１０の両極にそれぞれ接続されて、プロセスガスを導入しながらの成膜が行なわれる。

　成膜室１でのＣＶＤ層の成膜が完了したら、回転移送機構７１０のアーム７１２が縮んで中心軸７１１を反時計回りに９０°回転させる。回転終了後に、回転移送機構７１０のアーム７１２が伸びてテーブル７３０をロードロック室３０へ移送する。このとき、仕切板７２０がロードロック室３０を他の隔室から独立した状態にする。この後、２群の基材Ｗが適当な温度に冷却されるのを待つ。基材Ｗが適当な温度に冷却された後に、ロードロック室３０に大気を導入し、仕切弁６５が開いて基材Ｗはロードロック室３０から搬出される。

　このように仕切弁６５が閉じた状態で行われる成膜処理（真空排気→加熱→中間層成膜→プラズマＣＶＤによるＣＶＤ層成膜→冷却）は、４つの隔室がいずれも真空にある状態で行われる。この状態で、アーム７１２が縮むと、４つの仕切板７２０はトランスファーチャンバ６１０の中央付近に、テーブル７３０に基材Ｗを搭載した状態で引き寄せられ、この状態で、中心軸７１１が反時計周りに９０°回転することができる。この後に、アーム７１２が伸びると、各基材Ｗは、成膜プロセスの次の処理が行われる隔室に移送されることができる。

　このような成膜処理は、４つの隔室のそれぞれに基材Ｗが格納されて同時進行で行われることもできる。このようにすると、処理効率が大幅に向上する。

　以上のように、このプラズマＣＶＤ装置７００によると、プラズマＣＶＤ装置６００と同様に、ＣＶＤ皮膜は成膜室１の壁面等には殆ど形成されないため、成膜室１への皮膜形成を最小限に維持できる。その結果、多数のロットに対する成膜を行なっても、成膜室１は汚染されず、欠陥の原因となる皮膜フレークの飛散や、絶縁皮膜の形成に伴うプロセスの変動は発生しない。このように成膜室１の汚染を抑制することができることは、このプラズマＣＶＤ装置７００を長時間に亘り安定的かつ高効率で稼働させるための非常に有効な方策となる。

　なお、処理工程の数により配置される隔室の数が変更され、回転移送機構７１０における１回あたりの回転角度も変更される。

　ところで、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。また、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

　以上のように、本発明によれば、インライン式プラズマＣＶＤ装置であって、基材以外の部分にＣＶＤ皮膜が堆積しにくく、長期にわたり清掃を行なわずに安定操業が可能で、かつ、生産効率の高いプラズマＣＶＤ装置が提供される。このインライン式プラズマＣＶＤ装置は、成膜室と、前記成膜室とは別の隔室と、を備え、前記成膜室と前記隔室との間で基材が搬送される。前記成膜室は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内の空気を排気するポンプと、前記真空チャンバ内に原料ガスを供給するガス供給部と、前記真空チャンバ内に供給された原料ガスにプラズマを発生させる交流型のプラズマ発生電源と、を有する。前記成膜室において、前記基材は２群に分かれており、前記プラズマ発生電源の一方極に接続された第１の群および前記プラズマ発生電源の他方極に接続される第２の群のいずれかに属する。

　本発明において、好ましくは、前記２群の基材は、対向配置された平板状の基材であるように構成することができる。

　さらに好ましくは、前記２群の基材は、交互に間隔をおいて配置されたホルダ上に固定された平板状の基材、または、交互に間隔をおいて配置された平板状の基材であって、前記２群の基材または基材ホルダは、交互に異なる群に属するように構成することができる。

　さらに好ましくは、前記２群の基材は、成膜中にそれぞれ回転する基材ホルダに搭載されているように構成することができる。

　さらに好ましくは、前記２群の基材は、成膜中にそれぞれ自公転する基材ホルダに搭載されているように構成することができる。

　さらに好ましくは、前記２群の基材は、自公転する基材ホルダに搭載され、第１の群に属する自転テーブルと第２の群に属する自転テーブルとは、互いに同数とされており、前記公転軸回りに１つずつ交互に並んで配備されているように構成することができる。

Claims (6)

1. 　成膜室と、前記成膜室とは別の隔室と、を備え、前記成膜室と別の隔室との間で基材が搬送されて前記基材に成膜されるインライン式プラズマＣＶＤ装置であって、
   　前記成膜室は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内の空気を排気するポンプと、前記真空チャンバ内に原料ガスを供給するガス供給部と、前記真空チャンバ内に供給された原料ガスにプラズマを発生させる交流型のプラズマ発生電源とを備え、
   　前記成膜室において、前記基材は、２群に分かれており、前記プラズマ発生電源の一方極に接続された第１の群および前記プラズマ発生電源の他方極に接続される第２の群のいずれかに属する、プラズマＣＶＤ装置。
2. 　前記２群の基材は、対向配置された平板状の基材である、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
3. 　前記２群の基材は、交互に間隔をおいて配置されたホルダ上に固定された平板状の基材、または、交互に間隔をおいて配置された平板状の基材であって、
   　前記２群の基材または基材ホルダは、交互に異なる群に属する、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
4. 　前記２群の基材は、成膜中にそれぞれ回転する基材ホルダに搭載されている、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
5. 　前記２群の基材は、成膜中にそれぞれ自公転する基材ホルダに搭載されている、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
6. 　前記２群の基材は、自公転する基材ホルダに搭載され、第１の群に属する自転テーブルの数と第２の群に属する自転テーブルは、互いに同数で、かつ、前記公転軸回りに１つずつ交互に並んで配備されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。

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