JP5517826B2 - Vacuum processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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本発明は、真空処理装置に関し、特に、プラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、スパッタリング装置に例示される真空処理装置、即ち、基板や製膜済の基板に真空または減圧雰囲気のもとで処理を実施する真空処理装置およびプラズマ処理方法に関するものである。   The present invention relates to a vacuum processing apparatus, and in particular, a vacuum processing apparatus exemplified by a plasma CVD apparatus, a dry etching apparatus, and a sputtering apparatus, that is, a substrate or a film-formed substrate is processed under a vacuum or a reduced pressure atmosphere. The present invention relates to a vacuum processing apparatus and a plasma processing method.

一般的に、薄膜太陽電池の生産性を向上させるためには、高品質なシリコン薄膜を、高速に、かつ、大面積で製膜することが重要である。このような高速かつ大面積な製膜を行う方法としては、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法による製膜方法が知られている。   Generally, in order to improve the productivity of a thin film solar cell, it is important to form a high-quality silicon thin film at a high speed and in a large area. As a method for performing such high-speed and large-area film formation, a film formation method by plasma CVD (chemical vapor deposition) is known.

プラズマＣＶＤ法による製膜を行うためには、プラズマを発生させるプラズマ生成装置（真空処理装置）が必要であり、効率良くプラズマを発生させるプラズマ生成装置として、例えば特許文献１に開示されているリッジ導波管を利用したプラズマ生成装置が知られている。この種のプラズマ生成装置は、同文献１の図１０に示されるように、高周波電源（ＲＦ電源）を強い電界に変換させる左右一対の変換器（分配室）と、これらの変換器の間に接続される放電室（有効空間）とを備えて構成されている。   In order to perform film formation by the plasma CVD method, a plasma generation apparatus (vacuum processing apparatus) that generates plasma is necessary. As a plasma generation apparatus that generates plasma efficiently, for example, a ridge disclosed in Patent Document 1 A plasma generating apparatus using a waveguide is known. As shown in FIG. 10 of the document 1, this type of plasma generation apparatus includes a pair of left and right converters (distribution chambers) that convert a high-frequency power source (RF power source) into a strong electric field, and these converters. A discharge chamber (effective space) to be connected is provided.

放電室の内部には、互いに対向する上下一対の平面状のリッジ電極が設けられており、この間にプラズマが発生する。したがって、ガラス基板等に製膜処理を施す場合には、このようなリッジ電極の間に基板を設置して製膜処理を施すことが考えられる。具体的には、上下のリッジ電極が水平になるように装置全体を設置し、上下の電極の間に基板を搬入して、この基板を下側のリッジ電極の上面に載置する。そして、放電室の内部を真空状態に近づけると同時に、プラズマの生成と薄膜の形成に必要な製膜材料ガスを含む材料ガスを供給し、リッジ電極の間にプラズマを発生させて、基板に薄膜等を形成する。   A pair of upper and lower planar ridge electrodes facing each other are provided inside the discharge chamber, and plasma is generated therebetween. Therefore, when a film forming process is performed on a glass substrate or the like, it is conceivable to perform the film forming process by installing a substrate between such ridge electrodes. Specifically, the entire apparatus is installed so that the upper and lower ridge electrodes are horizontal, a substrate is loaded between the upper and lower electrodes, and this substrate is placed on the upper surface of the lower ridge electrode. Then, the inside of the discharge chamber is brought close to a vacuum state, and at the same time, a material gas containing a film forming material gas necessary for generating a plasma and forming a thin film is supplied to generate a plasma between the ridge electrodes, so that a thin film is formed on the substrate. Etc.

従来のこのようなプラズマ生成装置では、リッジ導波管に対して、横方向からマイクロ波電力を供給する構造になっていて、リッジ導波管に沿った長手方向における電界強度分布が生じていた。即ち、リッジ導波管に沿った長手方向（伝播方向）における電界強度分布は分配室と称されるリッジ導波管に併設された部分および分配室からリッジ導波管にマイクロ波を供給するための結合穴の構成により定まる。そのため、リッジ導波管と分配室は同じ長さが必要であり、かつ分配室や結合穴における取りうる構成が制限されると、電界強度分布の均一性も制限されることからプラズマの均一化が困難になるという問題があった（特許文献１参照）。
また、このようなリッジ導波管を利用したプラズマ生成装置において、上下のリッジ電極間に発生する電界の強度は、リッジ電極の幅方向（両側のリッジ導波管の間を結ぶ方向）においては均一に分布するが、リッジ導波管に沿った長手方向（伝播方向）においては定在波の影響により電界の分布が不均一になり、これにともない製膜時における膜厚や膜質が不均一になるという課題があった。 In such a conventional plasma generating apparatus, microwave power is supplied from the lateral direction to the ridge waveguide, and an electric field strength distribution in the longitudinal direction along the ridge waveguide is generated. . In other words, the electric field intensity distribution in the longitudinal direction (propagation direction) along the ridge waveguide is for supplying microwaves to the ridge waveguide from a part of the ridge waveguide called the distribution chamber and the distribution chamber. It is determined by the structure of the connecting hole. For this reason, the ridge waveguide and the distribution chamber must have the same length, and if the possible arrangements in the distribution chamber and the coupling hole are limited, the uniformity of the electric field strength distribution is also limited, so that the plasma is uniformized. There is a problem that it becomes difficult (see Patent Document 1).
Further, in such a plasma generating apparatus using a ridge waveguide, the intensity of the electric field generated between the upper and lower ridge electrodes is in the width direction of the ridge electrode (the direction connecting the ridge waveguides on both sides). Although the distribution is uniform, the distribution of the electric field becomes non-uniform in the longitudinal direction (propagation direction) along the ridge waveguide due to the influence of standing waves, resulting in non-uniform film thickness and film quality during film formation. There was a problem of becoming.

一方、特許文献２に開示されている放電電極に高周波を供給するプラズマＣＶＤ装置のように、位相変調方式などのプラズマ制御により、放電電極の高周波伝播（長手方向）における定在波の影響を低減させた電界強度の均一化が図られてきた。このプラズマＣＶＤ装置は、複数に分割した放電電極から材料ガスを供給し、複数の放電電極へ供給する高周波電力の位相を時間的に変調させることで、電界強度分布を時間平均的に均一になるよう調整することで、プラズマ状態の均一化を図り、もって放電電極の長手方向に沿う膜厚分布の均一化に努めていた。   On the other hand, the influence of standing waves on the high-frequency propagation (longitudinal direction) of the discharge electrode is reduced by plasma control such as a phase modulation method as in the plasma CVD apparatus that supplies a high-frequency to the discharge electrode disclosed in Patent Document 2. It has been attempted to make the electric field strength uniform. This plasma CVD apparatus supplies a material gas from a plurality of divided discharge electrodes and temporally modulates the phase of the high-frequency power supplied to the plurality of discharge electrodes, thereby making the electric field strength distribution uniform on a time average basis. By adjusting in such a way, the plasma state was made uniform, and an attempt was made to make the film thickness distribution uniform along the longitudinal direction of the discharge electrode.

特表平４−５０４６４０号公報Japanese National Patent Publication No. 4-504640 特許第３３１６４９０号公報Japanese Patent No. 3316490

しかしながら、昨今の世界的な環境保全傾向に伴い、クリーンなエネルギー源である太陽電池（光電変換装置）の生産量拡大が早急な課題となっており、これまでのプラズマＣＶＤ装置では大型の基板に均一で高速に製膜を行うのに限界があった。また、製膜基板を増産するにあたり、プラズマＣＶＤ装置のような真空処理装置をより小型化して、工場敷地内に多数配置できるようにすることが望まれていた。   However, with the recent trend toward global environmental conservation, the production of solar cells (photoelectric conversion devices), which are clean energy sources, has become an urgent issue. There was a limit to uniform and high speed film formation. In addition, in order to increase the production of film-forming substrates, it has been desired to reduce the size of a vacuum processing apparatus such as a plasma CVD apparatus so that a large number can be arranged in a factory site.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、面積が１ｍ２を超える大型の基板にも安定したプラズマ処理を行えるようにし、しかも装置を小型化して工場敷地内に多数配置できるようにし、プラズマ処理基板の生産量を向上させることのできる真空処理装置およびプラズマ処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and enables stable plasma processing even on a large substrate having an area exceeding 1 m 2 , and the apparatus is miniaturized and arranged on the factory premises in large numbers. An object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus and a plasma processing method capable of improving the production amount of a plasma processing substrate.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係る真空処理装置は、平板状に形成されて互いに平行に対向配置され、その間にプラズマが生成させて該プラズマにより基板にプラズマ処理を施す一方および他方のリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、前記リッジ電極の長さ方向に沿って前記放電室の両端に隣接して配置され、互いに平行に対向配置された一対のリッジ部を有するリッジ導波管からなり、高周波電源から供給された高周波電力を方形導波管の基本伝送モードに変換して前記放電室に伝送し、前記一方および他方のリッジ電極間にプラズマを発生させる一対の変換器と、プラズマ処理前の前記基板を前記リッジ電極の所定位置に送り込み、プラズマ処理後の前記基板を前記リッジ電極の所定位置から送り出す基板搬送手段と、高周波電力を前記リッジ部に供給する電源手段と、前記基板にプラズマ処理を施すのに必要な材料ガスを前記一方および他方のリッジ電極の間に供給する材料ガス供給手段と、前記リッジ電極と前記基板との間の気体を排気する排気手段と、を有し、前記リッジ電極の幅方向の寸法を、長さ方向の寸法よりも大きく設定し、前記基板搬送手段による前記基板の搬送方向を、前記リッジ電極の幅方向に沿わせたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
In other words, the vacuum processing apparatus according to the present invention is formed in a flat plate shape and arranged oppositely in parallel with each other, and plasma is generated between them to perform plasma processing on the substrate by the plasma. A discharge chamber composed of a wave tube, and a ridge waveguide having a pair of ridge portions disposed adjacent to both ends of the discharge chamber along the length direction of the ridge electrode and arranged in parallel to each other, A pair of converters for converting high-frequency power supplied from a high-frequency power source into a fundamental transmission mode of a rectangular waveguide and transmitting the same to the discharge chamber and generating plasma between the one and the other ridge electrodes, and before plasma processing Substrate transport means for feeding the substrate to a predetermined position of the ridge electrode, and feeding the substrate after plasma processing from the predetermined position of the ridge electrode; A power supply means for supplying a wedge portion, a material gas supply means for supplying a material gas necessary for performing plasma treatment to the substrate between the one and the other ridge electrodes, and the ridge electrode and the substrate. An evacuating means for evacuating the gas between the ridge electrodes, wherein a dimension in the width direction of the ridge electrode is set to be larger than a dimension in the length direction, and the direction of transport of the substrate by the substrate transport means is set to the ridge electrode It is characterized by being along the width direction.

上記発明によれば、対向する一方および他方のリッジ電極の幅方向においては、リッジ導波管の特性として電界強度の分布が均一になるため、例えばプラズマＣＶＤ法により基板表面に製膜処理を施す場合には、リッジ電極の幅方向に沿って均一な膜質が得られる。一方、リッジ電極の長さ方向には、定在波の位相位置によって電界強度分布の偏りが生じやすい。このため、リッジ電極の幅方向の寸法を長さ方向の寸法よりも大きく設定し、基板搬送手段による基板の搬送方向をリッジ電極の幅方向に沿わせることにより、電界強度分布が不安定になりがちなリッジ電極の長さ方向には基板を大きくさせずに、リッジ電極の幅方向に拡大可能にして、面積が１ｍ２以上の大型の基板にも歩留まり良く安定したプラズマ処理を行うことができる。 According to the above invention, in the width direction of the opposing one and other ridge electrodes, the electric field strength distribution is uniform as a characteristic of the ridge waveguide. In this case, a uniform film quality can be obtained along the width direction of the ridge electrode. On the other hand, in the length direction of the ridge electrode, the electric field strength distribution tends to be biased depending on the phase position of the standing wave. For this reason, by setting the width direction dimension of the ridge electrode to be larger than the length direction dimension so that the substrate transport direction by the substrate transport means is along the width direction of the ridge electrode, the electric field strength distribution becomes unstable. It is possible to expand in the width direction of the ridge electrode without enlarging the substrate in the length direction of the ridge electrode, and to perform stable plasma processing with a high yield even on a large substrate having an area of 1 m 2 or more. .

また、本発明に係る真空処理装置は、前記一対の変換器に供給する電力の少なくとも一方の位相を時間に対して変調させたことを特徴とする。これによれば、定在波の位相位置によって電界の強度分布が不均一になやすいリッジ電極の長さ方向においても電界強度分布を均一化することができ、これによって基板のサイズをリッジ電極の長さ方向にも拡大することができ、大面積な基板へのプラズマ処理を行うことができる。   Moreover, the vacuum processing apparatus according to the present invention is characterized in that at least one phase of power supplied to the pair of converters is modulated with respect to time. According to this, the electric field strength distribution can be made uniform even in the length direction of the ridge electrode in which the electric field strength distribution is likely to be non-uniform depending on the phase position of the standing wave, thereby reducing the substrate size of the ridge electrode. It can be expanded in the length direction, and plasma treatment can be performed on a large substrate.

さらに、本発明に係る真空処理装置は、函体状の第１の真空容器内に前記放電室および変換器が気密的に収容されてプラズマ生成ユニットが構成されるとともに、函体状の第２の真空容器内に前記基板搬送手段が気密的に収容されて基板搬送ユニットが構成され、前記基板搬送ユニットは前記リッジ電極の幅方向に沿う方向で前記プラズマ生成ユニットに交差して接続され、前記排気手段により前記プラズマ生成ユニットおよび前記基板搬送ユニットの内部の気体が排気されるように構成されたことを特徴とする。   Furthermore, in the vacuum processing apparatus according to the present invention, the discharge chamber and the converter are hermetically accommodated in a box-shaped first vacuum vessel to constitute a plasma generation unit, and a box-shaped second The substrate transfer means is hermetically accommodated in the vacuum container to constitute a substrate transfer unit, and the substrate transfer unit is connected to intersect with the plasma generation unit in a direction along the width direction of the ridge electrode, It is characterized in that the gas inside the plasma generation unit and the substrate transfer unit is exhausted by the exhaust means.

上記構成によれば、放電室と変換器と基板搬送手段とを１つの共通の真空容器にまとめて収容した場合に比べて、真空処理装置全体の容積を大幅に縮小して小型化することができる。また、函体状の第２の真空容器は底浅容器状に形成できるため、元々容積が小さいので、共通の真空容器としても真空処理装置全体の容積を増加することが無い。これにより、真空処理装置を工場敷地内に多数配置できるようになり、結果的にプラズマ処理基板の生産量を向上させることができる。   According to the above configuration, the volume of the entire vacuum processing apparatus can be greatly reduced and reduced in size as compared with the case where the discharge chamber, the converter, and the substrate transfer means are collectively accommodated in one common vacuum vessel. it can. Further, since the box-shaped second vacuum vessel can be formed in a shallow bottom vessel shape, the volume is originally small, so that the volume of the entire vacuum processing apparatus does not increase even if it is a common vacuum vessel. As a result, a large number of vacuum processing apparatuses can be arranged in the factory premises, and as a result, the production amount of the plasma processing substrate can be improved.

また、本発明に係る真空処理装置は、前記基板搬送ユニットが、前記プラズマ生成ユニットと交差する部分に画成されて前記基板搬送手段により搬送されてきた前記基板が前記リッジ電極の位置に整合して前記プラズマ処理を施されるプロセス室と、前記プロセス室に対して前記基板搬送手段の搬送方向上流側に位置して前記基板に前記プラズマ処理の前工程が施されるロード室と、前記プロセス室に対して前記基板搬送手段の搬送方向下流側に位置して前記基板に前記プラズマ処理の後工程が施されるアンロード室と、前記プロセス室、ロード室、アンロード室の上下流側端部および接続部を開閉し、かつその閉鎖時には、これら各室の真空気密性を個別に維持可能なゲート弁とを備えてなることを特徴とする。   In the vacuum processing apparatus according to the present invention, the substrate transport unit is defined in a portion intersecting with the plasma generation unit, and the substrate transported by the substrate transport means is aligned with the position of the ridge electrode. A process chamber in which the plasma treatment is performed, a load chamber that is located upstream of the process chamber in the transport direction of the substrate transport means and in which the substrate is subjected to a pre-process of the plasma processing, and the process An unload chamber positioned downstream of the chamber in the transfer direction of the substrate transfer means, and the substrate is subjected to a post-process of the plasma processing; and upstream and downstream ends of the process chamber, the load chamber, and the unload chamber And a gate valve capable of individually maintaining the vacuum tightness of each of the chambers when the chamber and the connection are opened and closed.

上記構成によれば、基板搬送ユニットを構成する３つの部屋、即ちプロセス室、ロード室、アンロード室において、それぞれプラズマ処理、前工程、後工程がなされ、これら３つの部屋がゲート弁により真空気密性を維持されて区画されるため、排気手段として用いられる真空ポンプ等の容量を小型化でき、ひいては真空処理装置全体の小型化に寄与することができる。しかも、プラズマ処理が施されるプロセス室では、ゲート弁を閉鎖することにより、プロセス室の内容積を最小限に保つことができるため、真空排気にかかる時間を飛躍的に短縮することができ、これによりプラズマ処理速度、即ちプラズマ処理基板の生産量を向上させることができる。   According to the above configuration, plasma treatment, pre-process, and post-process are respectively performed in the three chambers constituting the substrate transfer unit, that is, the process chamber, the load chamber, and the unload chamber, and these three chambers are vacuum-tightened by the gate valve. Therefore, it is possible to reduce the capacity of a vacuum pump or the like used as an evacuation unit, and thus contribute to downsizing of the entire vacuum processing apparatus. Moreover, in the process chamber where the plasma treatment is performed, the internal volume of the process chamber can be kept to a minimum by closing the gate valve, so that the time required for evacuation can be dramatically reduced. Thereby, the plasma processing speed, that is, the production amount of the plasma processing substrate can be improved.

さらに、本発明に係る真空処理装置は、前記基板搬送ユニット１基に対して前記プラズマ生成ユニットが複数基、直列的に配置されたことを特徴とする。こうすれば、例えば本発明をプラズマ製膜装置に適用した場合には、複数のプラズマ生成ユニットに、それぞれ別な種類のプラズマ製膜処理を行わせて、１枚の基板に複数の種類の膜を順次重ねて形成したり、あるいは複数の基板に同時に製膜処理を施したりすることができる。このため、プラズマ処理基板の生産量を向上させることができる。   Furthermore, the vacuum processing apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of the plasma generation units are arranged in series with respect to the one substrate transfer unit. In this case, for example, when the present invention is applied to a plasma film forming apparatus, a plurality of types of films are formed on a single substrate by causing a plurality of plasma generation units to perform different types of plasma film forming processes. Can be sequentially stacked, or a plurality of substrates can be simultaneously formed. For this reason, the production amount of the plasma processing substrate can be improved.

また、本発明に係る真空処理装置は、前記プラズマ生成ユニットが設けられた前記基板搬送ユニットが複数並列に配置され、これら各々の基板搬送ユニットの前後両端が、それぞれ前記基板搬送ユニットに対して直交する方向に延びる第１の共通搬送室と第２の共通搬送室に連通し、前記第１の共通搬送室の少なくとも一端にはプラズマ処理前の基板を待機させるロード室が設けられ、前記第２の共通搬送室の少なくとも一端にはプラズマ処理後の基板を待機させるアンロード室が設けられたことを特徴とする。   In the vacuum processing apparatus according to the present invention, a plurality of the substrate transfer units provided with the plasma generation unit are arranged in parallel, and both front and rear ends of each of the substrate transfer units are orthogonal to the substrate transfer unit. A load chamber that communicates with the first common transfer chamber and the second common transfer chamber that extend in a direction to wait, and that waits for a substrate before plasma processing is provided at at least one end of the first common transfer chamber. At least one end of the common transfer chamber is provided with an unload chamber for waiting for the substrate after plasma processing.

このように構成することにより、ロード室とアンロード室とを１つずつ設けるだけで、複数のプラズマ生成ユニットにてプラズマ処理が施される基板の全てを、待機させたり、あるいは前後処理することができる。このため、プラズマ生成ユニットが複数設けられていても、ロード室とアンロード室は１つずつ設ければよく、これによって真空処理装置全体を小型化し、その分設置台数を多くしてプラズマ処理基板の生産量を向上させることができる。   With this configuration, all of the substrates subjected to plasma processing in a plurality of plasma generation units can be put on standby or subjected to front-rear processing only by providing one load chamber and one unload chamber. Can do. For this reason, even if a plurality of plasma generation units are provided, it is only necessary to provide one load chamber and one unload chamber, thereby reducing the size of the entire vacuum processing apparatus and increasing the number of installed plasma processing substrates. The production amount can be improved.

さらに、本発明に係る真空処理装置は、上記の各構成において、前記基板の面方向が鉛直方向に対して０°〜１５°の角度で搬送されて前記プラズマ処理が施されるように構成されたことを特徴とする。これにより、大面積の基板にプラズマ処理を施すべく大型に形成された放電室や変換器等が全て略鉛直方向を向くため、真空処理装置のフットプリント（平面視の投影面積）を著しく減少させ、同じ敷地面積であれば、より多くの真空処理装置を整列させることができる。このため、プラズマ処理基板の生産量を向上させることができる。   Furthermore, the vacuum processing apparatus according to the present invention is configured such that, in each of the above-described configurations, the surface of the substrate is transported at an angle of 0 ° to 15 ° with respect to the vertical direction and the plasma processing is performed. It is characterized by that. As a result, the discharge chambers and converters that are large enough to perform plasma processing on large-area substrates all face in a substantially vertical direction, so the footprint (projected area in plan view) of the vacuum processing apparatus is significantly reduced. More vacuum processing apparatuses can be arranged in the same site area. For this reason, the production amount of the plasma processing substrate can be improved.

そして、本発明に係るプラズマ処理方法は、前記各態様における真空処理装置を用いて基板にプラズマ処理を施すことを特徴とする。これにより、高品質なプラズマ処理を行うことができる。   The plasma processing method according to the present invention is characterized in that the substrate is subjected to plasma processing using the vacuum processing apparatus in each of the above aspects. Thereby, high quality plasma processing can be performed.

以上のように、本発明に係る真空処理装置およびプラズマ処理方法によれば、１ｍ２以上の大型の基板にも歩留まり良く安定したプラズマ処理を行うことができ、しかも装置を小型化することができるので工場敷地内に多数配置することができ、プラズマ製膜基板等の生産量を向上させることができる。 As described above, according to the vacuum processing apparatus and the plasma processing method according to the present invention, stable plasma processing can be performed on a large substrate of 1 m 2 or more with a high yield, and the apparatus can be downsized. Therefore, a large number can be arranged in the factory premises, and the production amount of plasma film-forming substrates can be improved.

本発明の第１実施形態に係るダブルリッジ型の製膜装置の概略構成を説明する模式的な斜視図である。1 is a schematic perspective view illustrating a schematic configuration of a double ridge type film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同じく第１実施形態に係る製膜装置の放電室付近における、より詳細な概略構成を説明する模式的な分解斜視図である。It is a typical exploded perspective view explaining the detailed detailed structure in the discharge chamber vicinity of the film forming apparatus which concerns on 1st Embodiment similarly. 図２のIII-III線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus along the III-III line of FIG. 本発明の第１実施形態に係る製膜装置の放電室と変換器と基板搬送装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the discharge chamber, converter, and board | substrate conveyance apparatus of the film forming apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る製膜装置のプラズマ生成ユニットと基板搬送ユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the plasma production unit and substrate conveyance unit of the film forming apparatus which concern on 1st Embodiment of this invention. 図５のVI-VI線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which follows the VI-VI line of FIG. 製膜装置の基板搬送装置の第１の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st structural example of the board | substrate conveyance apparatus of a film forming apparatus. 製膜装置の基板搬送装置の第２の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd structural example of the board | substrate conveyance apparatus of a film forming apparatus. 第１実施形態における第１応用例を示す製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which shows the 1st application example in 1st Embodiment. 第１実施形態における第２応用例を示す製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which shows the 2nd application example in 1st Embodiment. 第１実施形態における第３応用例を示す製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which shows the 3rd application example in 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る製膜装置の斜視図である。It is a perspective view of the film forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図１２のXIII-XIII線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus along the XIII-XIII line of FIG. 本発明の第３実施形態に係る製膜装置の斜視図である。It is a perspective view of the film forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図１４のXV-XV線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus along the XV-XV line of FIG. 本発明の第４実施形態に係る製膜装置の斜視図である。It is a perspective view of the film forming apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の各実施形態について、図１〜図１６を参照して説明する。本実施形態においては、本発明を、一辺が１ｍを越える大面積な基板Ｓに対して、アモルファス太陽電池や微結晶太陽電池等に用いられる非晶質シリコン、微結晶シリコン等の結晶質シリコン、窒化シリコン等からなる膜の製膜処理をプラズマＣＶＤ法によって行うことが可能な、リッジ型電極構造の製膜装置（真空処理装置）に適用した場合について説明する。   Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a crystalline silicon such as amorphous silicon or microcrystalline silicon used for an amorphous solar cell or a microcrystalline solar cell on a large-area substrate S having a side exceeding 1 m. A case where the film forming process of a film made of silicon nitride or the like is applied to a film forming apparatus (vacuum processing apparatus) having a ridge-type electrode structure capable of performing the plasma CVD method will be described.

〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る製膜装置１の概略構成を説明する模式的な斜視図であり、図２は特に製膜装置１の放電室付近における、より詳細かつ模式的な分解斜視図である。また、図３は図２のIII-III矢視断面による製膜装置１の縦断面図である。 [First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a schematic configuration of a film forming apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a more detailed and schematic view particularly in the vicinity of a discharge chamber of the film forming apparatus 1. FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the film forming apparatus 1 taken along the line III-III in FIG.

この製膜装置１は、放電室２と、この放電室２の両端に隣接して配置された変換器３Ａ，３Ｂと、これらの変換器３Ａ，３Ｂに一端が接続される電源ラインとしての同軸ケーブル４Ａ，４Ｂと、これらの同軸ケーブル４Ａ，４Ｂの他端に接続される高周波電源５Ａ，５Ｂ（電源手段）と、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂの中間部に接続された整合器６Ａ，６Ｂおよびサーキュレータ７Ａ，７Ｂと、放電室２に接続される排気手段９および材料ガス供給手段１０と、均熱温調器１１と、熱吸収温調ユニット１２を主な構成要素として備えている。排気手段９としては、公知の真空ポンプ等を用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。   The film forming apparatus 1 includes a discharge chamber 2, converters 3A and 3B arranged adjacent to both ends of the discharge chamber 2, and a coaxial line as a power supply line connected to one end of the converters 3A and 3B. Cables 4A, 4B, high-frequency power supplies 5A, 5B (power supply means) connected to the other ends of these coaxial cables 4A, 4B, matching units 6A, 6B connected to the middle part of the coaxial cables 4A, 4B, and a circulator 7A and 7B, an exhaust means 9 and a material gas supply means 10 connected to the discharge chamber 2, a soaking temperature controller 11, and a heat absorption temperature adjusting unit 12 are provided as main components. A known vacuum pump or the like can be used as the exhaust means 9 and is not particularly limited in the present invention.

図１〜図４において、製膜装置１は、例えば後述する製膜チャンバ３５，３９（図５、図６参照）のような函体状の真空容器に収納されるものである。これらの真空容器は、その内外の圧力差に耐え得る構造とされている。例えば、ステンレス鋼（ＪＩＳ規格におけるＳＵＳ材）や、一般構造用圧延材（ＪＩＳ規格におけるＳＳ材）などから形成され、リブ材などで補強された構成を用いることができる。上記の真空容器の内部や、放電室２、変換器３Ａおよび変換器３Ｂの内部は、排気手段９により真空状態とされる。この排気手段９は、本発明において特に限定されることはなく、たとえば公知の真空ポンプ、圧力調整弁と真空排気配管等を用いることができる。   1 to 4, the film forming apparatus 1 is housed in a box-shaped vacuum container such as film forming chambers 35 and 39 (see FIGS. 5 and 6) described later. These vacuum containers are structured to withstand the pressure difference between the inside and outside. For example, the structure formed from stainless steel (SUS material in JIS standard), the rolling material for general structures (SS material in JIS standard), etc., and reinforced with a rib material etc. can be used. The inside of the vacuum container and the inside of the discharge chamber 2, the converter 3 </ b> A, and the converter 3 </ b> B are evacuated by the exhaust means 9. The exhaust means 9 is not particularly limited in the present invention. For example, a known vacuum pump, a pressure adjusting valve, a vacuum exhaust pipe, and the like can be used.

放電室２は、アルミニウム合金材料等の、導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された容器状の部品であって、所謂ダブルリッジ型の導波管状に形成されたものである。図１〜図４に示すように、放電室２には、後述するＥ方向に重なる上下一対の放電用のリッジ電極２１ａ（一方のリッジ電極）と、リッジ電極２１ｂ（他方のリッジ電極）が設けられている。これらの一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂは、ダブルリッジ導波管である放電室２における主要部分となるリッジ形状を構成するものであり、互いに平行に対向配置された平板状の部分である。   The discharge chamber 2 is a container-like part formed of a conductive non-magnetic or weak magnetic material such as an aluminum alloy material, and is formed in a so-called double ridge type waveguide tube. is there. As shown in FIGS. 1 to 4, the discharge chamber 2 is provided with a pair of upper and lower discharge ridge electrodes 21 a (one ridge electrode) and a ridge electrode 21 b (the other ridge electrode) overlapping in the E direction, which will be described later. It has been. The pair of ridge electrodes 21a and 21b constitutes a ridge shape which is a main part in the discharge chamber 2 which is a double ridge waveguide, and are flat plate-like portions arranged to face each other in parallel.

リッジ電極２１ａ，２１ｂは、厚さ０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下の、比較的薄い金属板で形成されている。リッジ電極２１ａ，２１ｂの材質としては、線膨張率が小さく、熱伝達率が高いことが望ましい。具体的にはＳＵＳ３０４等が好適であるが、線膨張率が大きい反面熱伝達率が格段に大きいアルミニウム系金属を用いてもよい。これらのリッジ電極２１ａ，２１ｂには複数の通気孔２３ａ，２３ｂ（図３参照）が穿設されていて、ガスの通過が可能である。   The ridge electrodes 21a and 21b are formed of a relatively thin metal plate having a thickness of 0.5 mm or more and 3 mm or less. As a material of the ridge electrodes 21a and 21b, it is desirable that the linear expansion coefficient is small and the heat transfer coefficient is high. Specifically, SUS304 or the like is suitable, but an aluminum-based metal having a large linear expansion coefficient and a remarkably large heat transfer coefficient may be used. The ridge electrodes 21a and 21b are provided with a plurality of vent holes 23a and 23b (see FIG. 3), which allow gas to pass therethrough.

なお、本実施形態では、放電室２が延びる方向をＬ方向（図１における左右方向）とし、リッジ電極２１ａ，２１ｂの面に直交してプラズマ放電時に電気線が延びる方向をＥ方向（図１における上下方向）とし、リッジ電極２１ａ，２１ｂに沿い、かつＥ方向と直交する方向をＨ方向（図１における紙面に対して直交する方向）とする。   In the present embodiment, the direction in which the discharge chamber 2 extends is defined as the L direction (the left-right direction in FIG. 1), and the direction in which the electric lines extend during plasma discharge is orthogonal to the surfaces of the ridge electrodes 21a and 21b. The direction along the ridge electrodes 21a and 21b and perpendicular to the E direction is defined as the H direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1).

図２に示すように、リッジ電極２１ａ，２１ｂの幅方向の寸法(Ｈ方向寸法)は、後述するリッジ導波管の特性により電界の均一性が得られるので、定在波による電界分布が生じ易い長さ方向の寸法(Ｌ方向寸法)の寸法よりも設定の自由度が大きい。このため、リッジ電極２１ａ，２１ｂの幅方向（Ｈ方向）のサイズを長さ方向（Ｌ方向）より大きくしてもよい。また、一方のリッジ電極２１ａから他方のリッジ電極２１ｂまでの距離がリッジ対向電極間隔：ｄ１（ｍｍ）と定められる。このリッジ対向電極間隔ｄ１は、高周波電源５Ａ，５Ｂの周波数、基板Ｓの大きさやプラズマ製膜処理の種類等に応じて、凡そ３〜３０ｍｍ程度の範囲に設定される。そして、これら一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの両側に、一対の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂが設けられている。上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂと、左右の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂによって、放電室２の縦断面形状が略「Ｈ」字形状に形成されている。   As shown in FIG. 2, the ridge electrodes 21a and 21b are dimensioned in the width direction (dimension in the H direction) because electric field uniformity can be obtained due to the characteristics of the ridge waveguide described later. The degree of freedom of setting is larger than the dimension in the length direction (L direction dimension). For this reason, the size of the ridge electrodes 21a and 21b in the width direction (H direction) may be larger than the length direction (L direction). Further, the distance from one ridge electrode 21a to the other ridge electrode 21b is determined as the ridge counter electrode interval: d1 (mm). This ridge counter electrode interval d1 is set to a range of about 3 to 30 mm according to the frequency of the high frequency power supplies 5A and 5B, the size of the substrate S, the type of plasma film forming process, and the like. A pair of non-ridge waveguides 22a and 22b are provided on both sides of the pair of ridge electrodes 21a and 21b. The vertical cross-sectional shape of the discharge chamber 2 is formed in a substantially “H” shape by the upper and lower ridge electrodes 21 a and 21 b and the left and right non-ridge waveguides 22 a and 22 b.

一方、図１に示すように、変換器３Ａ，３Ｂは、放電室２（リッジ電極２１ａ，２１ｂ）の長さ方向（Ｌ方向）に沿って放電室２の両端に隣接して配置されており、放電室２と同様に、アルミニウム合金材料等の導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された容器状の部品であって、放電室２と同じくダブルリッジ導波管状に形成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the converters 3A and 3B are arranged adjacent to both ends of the discharge chamber 2 along the length direction (L direction) of the discharge chamber 2 (ridge electrodes 21a and 21b). Similar to the discharge chamber 2, it is a container-like part formed of a conductive non-magnetic or weak magnetic material such as an aluminum alloy material, and is formed in a double ridge waveguide tube like the discharge chamber 2. Has been.

変換器３Ａ，３Ｂには、図１および図４、図５に示すように、それぞれ上下一対の平板状のリッジ部３１ａ，３１ｂが設けられている。これらのリッジ部３１ａ，３１ｂは、ダブルリッジ導波管である変換器３Ａ，３Ｂにおけるリッジ形状を構成するものであり、互いに平行に対向して配置されている。ここで、一方のリッジ部３１ａから他方のリッジ部３１ｂまでの距離がリッジ対向間隔：ｄ２（ｍｍ）と定められる（図１参照）。また、これら一対のリッジ部３１ａ，３１ｂの両側に、一対の非リッジ部導波管３２ａ，３２ｂが設けられている。上下のリッジ部３１ａ，３１ｂと、左右の非リッジ部導波管３２ａ，３２ｂによって、変換器３Ａ，３Ｂの縦断面形状が放電室２と同じく略「Ｈ」字形状に形成されている。   As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B are provided with a pair of upper and lower flat ridge portions 31 a and 31 b, respectively. These ridge portions 31a and 31b form a ridge shape in the converters 3A and 3B, which are double ridge waveguides, and are arranged to face each other in parallel. Here, the distance from one ridge portion 31a to the other ridge portion 31b is defined as a ridge facing distance: d2 (mm) (see FIG. 1). A pair of non-ridge waveguides 32a and 32b are provided on both sides of the pair of ridges 31a and 31b. The vertical cross-sectional shapes of the converters 3A and 3B are formed in a substantially “H” shape like the discharge chamber 2 by the upper and lower ridge portions 31a and 31b and the left and right non-ridge portion waveguides 32a and 32b.

変換器３Ａ，３Ｂにおけるリッジ対向間隔ｄ２は、高周波電源５Ａ，５Ｂの周波数、基板Ｓの大きさやプラズマ製膜処理の種類等に応じて、凡そ５０〜２００ｍｍ程度の範囲に設定される。即ち、変換器３Ａ，３Ｂにおけるリッジ部３１ａ，３１ｂ間のリッジ対向間隔ｄ２（凡そ５０〜２００ｍｍ）よりも、放電室２におけるリッジ電極２１ａ，２１ｂ間のリッジ対向電極間隔ｄ１（凡そ３〜３０ｍｍ）の方が狭く設定されているため、リッジ部３１ａ，３１ｂとリッジ電極２１ａ，２１ｂとの境界部に数十〜百数十ミリのリッジ段差Ｄ（図１参照）が存在している。   The ridge facing distance d2 in the converters 3A and 3B is set to a range of about 50 to 200 mm in accordance with the frequency of the high frequency power supplies 5A and 5B, the size of the substrate S, the type of plasma film forming process, and the like. That is, the ridge counter electrode distance d1 (approximately 3 to 30 mm) between the ridge electrodes 21a and 21b in the discharge chamber 2 is larger than the ridge facing distance d2 (approximately 50 to 200 mm) between the ridge portions 31a and 31b in the converters 3A and 3B. Since this is set narrower, a ridge step D (see FIG. 1) of several tens to several tens of millimeters exists at the boundary between the ridges 31a and 31b and the ridge electrodes 21a and 21b.

ところで、同軸ケーブル４Ａ，４Ｂは、外部導体４１および内部導体４２を有しており、外部導体４１が変換器３Ａ，３Ｂの例えば上側のリッジ部３１ａに電気的に接続され、内部導体４２が上側のリッジ部３１ａと変換器３Ａ，３Ｂの内部空間を貫通して下側のリッジ部３１ｂに電気的に接続されている。同軸ケーブル４Ａ，４Ｂは、それぞれ、高周波電源５Ａ，５Ｂから供給された高周波電力を変換器３Ａ，３Ｂに導くものである。なお、高周波電源５Ａ，５Ｂとしては、公知のものを用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。   By the way, the coaxial cables 4A and 4B have an outer conductor 41 and an inner conductor 42. The outer conductor 41 is electrically connected to, for example, the upper ridge portion 31a of the converters 3A and 3B, and the inner conductor 42 is connected to the upper side. The ridge portion 31a and the internal spaces of the converters 3A and 3B are electrically connected to the lower ridge portion 31b. The coaxial cables 4A and 4B lead the high frequency power supplied from the high frequency power supplies 5A and 5B to the converters 3A and 3B, respectively. As the high frequency power supplies 5A and 5B, known ones can be used, and are not particularly limited in the present invention.

変換器３Ａ，３Ｂは、リッジ導波管の特性を利用して高周波電力の伝送モードを同軸伝送モードであるＴＥＭモードから方形導波管の基本伝送モードであるＴＥモードに変換して放電室２に伝送する。変換器３Ａ，３Ｂのリッジ部３１ａ，３１ｂと放電室２のリッジ電極２１ａ，２１ｂとの境界部にリッジ段差Ｄが存在しているため、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間隔を狭く設定することで強い電界を発生し、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間に材料ガスを導入することで材料ガスが電離されてプラズマが発生する。   The converters 3A and 3B use the characteristics of the ridge waveguide to convert the high-frequency power transmission mode from the TEM mode, which is the coaxial transmission mode, to the TE mode, which is the basic transmission mode of the rectangular waveguide, and thereby the discharge chamber 2 Transmit to. Since there is a ridge step D at the boundary between the ridges 31a and 31b of the converters 3A and 3B and the ridge electrodes 21a and 21b of the discharge chamber 2, it is strong by setting the gap between the ridge electrodes 21a and 21b narrow. By generating an electric field and introducing the material gas between the ridge electrodes 21a and 21b, the material gas is ionized to generate plasma.

本発明では、高周波電源５Ａ，５Ｂは、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯）である。これは、１３．５６ＭＨｚより、周波数が低いとダブルリッジ導波管（放電室２と変換器３Ａ，３Ｂ）のサイズが基板サイズに対して大型化するために装置設置スペースが増加し、周波数が４００ＭＨｚより高いと放電室２が延びる方向（Ｌ方向）に生じる定在波の影響が増大してプラズマの均一性が低下するためである。   In the present invention, the high frequency power supplies 5A and 5B have a frequency of 13.56 MHz or more, preferably 30 MHz to 400 MHz (VHF band to UHF band). This is because when the frequency is lower than 13.56 MHz, the size of the double ridge waveguide (discharge chamber 2 and converters 3A and 3B) increases with respect to the substrate size, so that the installation space for the device increases and the frequency increases. This is because if the frequency is higher than 400 MHz, the influence of the standing wave generated in the direction (L direction) in which the discharge chamber 2 extends increases, and the uniformity of the plasma decreases.

さらに、導波管の特性により、このリッジ電極２１ａ，２１ｂの間ではリッジ電極に沿う方向（Ｈ方向）の電界強度分布がほぼ均一になる。リッジ導波管を用いることにより、このリッジ電極２１ａ，２１ｂの間ではプラズマを生成可能な程度の強い電界強度を得ることができる。なお、放電室２、変換器３Ａおよび変換器３Ｂは、図１〜図６に示すようにダブルリッジ導波管により構成されていてもよいし、シングルリッジ導波管より構成されていてもよい。   Further, due to the characteristics of the waveguide, the electric field intensity distribution in the direction along the ridge electrode (H direction) is almost uniform between the ridge electrodes 21a and 21b. By using the ridge waveguide, it is possible to obtain a strong electric field strength that can generate plasma between the ridge electrodes 21a and 21b. In addition, the discharge chamber 2, the converter 3A, and the converter 3B may be configured by a double ridge waveguide as illustrated in FIGS. 1 to 6, or may be configured by a single ridge waveguide. .

その一方で、放電室２には、高周波電源５Ａから供給された高周波電力と、高周波電源５Ｂから供給された高周波電力により、定在波が形成される。このとき、電源５Ａおよび電源５Ｂから供給される高周波電力の位相が固定されていると、定在波の位置（位相）が固定され、リッジ電極２１ａ，２１ｂにおける放電室２が延びる方向であるＬ方向の電界強度の分布に偏りが生じる。そこで、高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂの少なくとも一方から供給される高周波電力の位相を調節することにより、放電室２に形成される定在波の位置の調節が行われる。これにより、リッジ電極２１ａ，２１ｂにおけるＬ方向の電界強度の分布が時間平均的に均一化される。   On the other hand, a standing wave is formed in the discharge chamber 2 by the high frequency power supplied from the high frequency power source 5A and the high frequency power supplied from the high frequency power source 5B. At this time, if the phase of the high frequency power supplied from the power source 5A and the power source 5B is fixed, the position (phase) of the standing wave is fixed, and L is the direction in which the discharge chamber 2 extends in the ridge electrodes 21a and 21b. The distribution of the electric field strength in the direction is biased. Therefore, the position of the standing wave formed in the discharge chamber 2 is adjusted by adjusting the phase of the high frequency power supplied from at least one of the high frequency power source 5A and the high frequency power source 5B. Thereby, the distribution of the electric field intensity in the L direction in the ridge electrodes 21a and 21b is made uniform on a time average basis.

具体的には、定在波の位置が、時間の経過に伴いＬ方向に、ｓｉｎ波状や、三角波状や、階段（ステップ）状に移動するように高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂから供給される高周波電力の位相が調節される。定在波が移動する範囲や、定在波を移動させる方式（ｓｉｎ波状、三角波状、階段状等）や、位相調整の周期の適正化は、電力の分布や、プラズマからの発光の分布や、プラズマ密度の分布や、製膜された膜に係る特性の分布等に基づいて行われる。膜に係る特性としては、膜厚や、膜質や、太陽電池等の半導体としての特性などを挙げることができる。   Specifically, the position of the standing wave is supplied from the high-frequency power source 5A and the high-frequency power source 5B so as to move in the sine wave shape, the triangular wave shape, or the staircase (step) shape in the L direction as time passes. The phase of the high frequency power is adjusted. The range in which the standing wave moves, the method of moving the standing wave (sin wave shape, triangular wave shape, stepped shape, etc.) and the optimization of the phase of the phase adjustment depend on the distribution of power, the distribution of light emission from plasma, It is performed based on the distribution of plasma density, the distribution of characteristics related to the formed film, and the like. Examples of characteristics relating to the film include film thickness, film quality, and characteristics as a semiconductor such as a solar cell.

このように、リッジ部を形成したリッジ導波管の特性と、高周波電源５Ａ，Ｂから供給された高周波電力の位相変調により、基板Ｓに対してＨ方向とＬ方向のいずれの方向にも均一なプラズマを広い範囲に生成することができ、大面積基板へ製膜するにあたり、高品質な膜を均一に製膜することができる。   As described above, the characteristics of the ridge waveguide having the ridge portion and the phase modulation of the high-frequency power supplied from the high-frequency power supplies 5A and B are uniform with respect to the substrate S in both the H and L directions. Plasma can be generated in a wide range, and a high quality film can be uniformly formed when forming a film on a large area substrate.

図２〜図４および図６に示すように、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂは、上側（＋Ｅ方向）が排気側リッジ電極２１ａであり、下側（−Ｅ方向）が基板側リッジ電極２１ｂとして構成されている。また、均熱温調器１１が基板側リッジ電極２１ｂの下方（−Ｅ方向）に設けられている。この均熱温調器１１は、その上面１１ａが平坦で基板側リッジ電極２１ｂに平行しており、熱媒体流通路１１ｂが接続されて内部に純水やフッ素系オイル等の熱媒が循環する。そして、この均熱温調器１１の上面１１ａに、プラズマ製膜処理が施される基板Ｓが載置される。つまり、基板Ｓは放電室２の外部に配置され、均熱温調器１１によって所定温度に均等に加熱されながらプラズマ製膜処理を受ける。均熱温調器１１は図示しないアクチュエータの駆動力により±Ｅ方向である上下に昇降することができ、基板Ｓのプラズマ製膜処理時には、その上面１１ａが基板側リッジ電極２１ｂの下面に対して数ｍｍから数十ｍｍ程度の間隔となる高さまで上昇する。   As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the pair of ridge electrodes 21 a and 21 b has the upper side (+ E direction) as the exhaust side ridge electrode 21 a and the lower side (−E direction) as the substrate side ridge electrode 21 b. It is configured. A soaking temperature controller 11 is provided below (−E direction) the substrate side ridge electrode 21b. The soaking temperature controller 11 has a flat upper surface 11a parallel to the substrate-side ridge electrode 21b, and a heat medium flow passage 11b is connected to circulate a heat medium such as pure water or fluorinated oil. . Then, the substrate S on which the plasma film forming process is performed is placed on the upper surface 11 a of the soaking temperature controller 11. That is, the substrate S is disposed outside the discharge chamber 2 and is subjected to a plasma film forming process while being uniformly heated to a predetermined temperature by the soaking temperature controller 11. The soaking temperature controller 11 can be moved up and down in the ± E direction by the driving force of an actuator (not shown), and the upper surface 11a of the substrate S with respect to the lower surface of the substrate-side ridge electrode 21b at the time of plasma film formation processing. The height rises to a height of several millimeters to several tens of millimeters.

基板Ｓとしては透光性ガラス基板を例示することができる。例えば、太陽電池パネルに用いられるものでは、縦横の大きさが１．４ｍ×１．１ｍ、厚さが３．０ｍｍから４．５ｍｍのものが挙げられる。   As the substrate S, a translucent glass substrate can be exemplified. For example, what is used for a solar cell panel has a vertical and horizontal size of 1.4 m × 1.1 m and a thickness of 3.0 mm to 4.5 mm.

一方、熱吸収温調ユニット１２は、真空排気の均一化が可能な多岐管状のマニホールド１２ａと、熱吸収が可能な温調器１２ｂとが一体化された構造であり、排気側リッジ電極２１ａの外面側（上部）に密着して設置され、排気側リッジ電極２１ａの温度を制御することで、プラズマ処理が施される基板Ｓの板厚方向を通過する熱流束を制御するものであり、基板Ｓの反り変形を抑制することができる。   On the other hand, the heat absorption temperature control unit 12 has a structure in which a manifold manifold 12a capable of uniforming vacuum exhaust and a temperature controller 12b capable of heat absorption are integrated, and the exhaust side ridge electrode 21a is integrated. The heat flux that is installed in close contact with the outer surface side (upper part) and controls the temperature of the exhaust-side ridge electrode 21a controls the heat flux passing through the thickness direction of the substrate S to be subjected to plasma treatment. Warpage deformation of S can be suppressed.

熱吸収温調ユニット１２のマニホールド１２ａと温調器１２ｂは、アルミ合金の機械加工やアルミダイキャスト製法等によって剛性のある一体構造物として形成され、その平面形状が排気側リッジ電極２１ａの平面形状と略同一の平面形状を有している。熱吸収温調ユニット１２の下面には排気側リッジ電極２１ａに対向する平坦な平面部１２ｃが形成され、この平面部１２ｃに排気側リッジ電極２１ａが強く熱的に接触されつつ保持される。排気側リッジ電極２１ａは、熱吸収温調ユニット１２の平面部１２ｃに密着して一体となり、排気側リッジ電極２１ａが変形しないよう固定される。もしくは、排気側リッジ電極２１ａは平面部１２ｃから離れないように図示しない固定部材によって保持され、その熱膨張時には平面部１２ｃに対して面方向に相対移動可能に保持され、寸法差を吸収可能にされてもよい。   The manifold 12a and the temperature controller 12b of the heat absorption temperature control unit 12 are formed as a rigid integrated structure by machining an aluminum alloy or an aluminum die casting method, and the planar shape thereof is the planar shape of the exhaust-side ridge electrode 21a. And substantially the same planar shape. A flat flat surface portion 12c facing the exhaust side ridge electrode 21a is formed on the lower surface of the heat absorption temperature control unit 12, and the exhaust side ridge electrode 21a is held in a strong and thermal contact with the flat surface portion 12c. The exhaust-side ridge electrode 21a is in close contact with and integrated with the flat surface portion 12c of the heat absorption temperature control unit 12, and is fixed so that the exhaust-side ridge electrode 21a is not deformed. Alternatively, the exhaust-side ridge electrode 21a is held by a fixing member (not shown) so as not to be separated from the plane portion 12c, and is held so as to be relatively movable in the plane direction with respect to the plane portion 12c at the time of thermal expansion, thereby absorbing a dimensional difference. May be.

図３に示すように、マニホルド１２ａの内部には水平方向に拡がる広い共通空間１２ｄが形成されている。そして、マニホルド１２ａの上面中央部に、マニホルド１２ａのヘッダー部となる排気管１２ｅが立設され、この排気管１２ｅに排気手段９、即ち図示しない真空ポンプ等が接続される。さらに、マニホルド１２ａの下面（平面部１２ｃ）には複数の吸引口１２ｆが開口形成されている（図２も参照）。これらの吸引口１２ｆは共通空間１２ｄを介して排気管１２ｅに連通する。   As shown in FIG. 3, a wide common space 12d extending in the horizontal direction is formed inside the manifold 12a. An exhaust pipe 12e serving as a header part of the manifold 12a is erected at the center of the upper surface of the manifold 12a, and an exhaust means 9, that is, a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust pipe 12e. Furthermore, a plurality of suction ports 12f are formed in the lower surface (planar portion 12c) of the manifold 12a (see also FIG. 2). These suction ports 12f communicate with the exhaust pipe 12e through a common space 12d.

熱吸収温調ユニット１２の共通空間１２ｄは、吸引口１２ｆと、排気側リッジ電極２１ａに設けられた多数の通気孔２３ａとを経て放電室２に連通している。さらに、熱吸収温調ユニット１２の内部には、温調器１２ｂの主要部となる熱媒（温調媒体）が流通する温調媒体流通路１２ｇが配設されている（図２、図３参照）。この温調媒体流通路１２ｇは、一端部の中央付近に設けた熱媒流路入口より導入され、マニホールド１２ａの内部において各吸引口１２ｆの周囲を取り巻き、再び外周側に出るようにレイアウトされ、その内部には純水やフッ素系オイル等の熱媒が循環する。このため、平面部１２ｂに密着して設けられた排気側リッジ電極２１ａの温度の均一化が図られる。   The common space 12d of the heat absorption temperature control unit 12 communicates with the discharge chamber 2 through the suction port 12f and a large number of vent holes 23a provided in the exhaust ridge electrode 21a. Furthermore, inside the heat absorption temperature control unit 12, a temperature control medium flow passage 12g through which a heat medium (temperature control medium) that is a main part of the temperature controller 12b flows is disposed (FIGS. 2 and 3). reference). This temperature control medium flow passage 12g is introduced from a heat medium flow path inlet provided in the vicinity of the center of one end, and is laid out so as to surround each suction port 12f inside the manifold 12a and to return to the outer peripheral side again. A heat medium such as pure water or fluorinated oil circulates in the interior. For this reason, the temperature of the exhaust-side ridge electrode 21a provided in close contact with the flat portion 12b can be made uniform.

さらに、熱吸収温調ユニット１２は、セルフクリーニング時の反応（Ｓｉ（膜や粉）＋４Ｆ→ＳｉＦ４（ガス）＋１４３９kcal／mol）による発熱を吸収するので、構造物の温度が高温化して構成材料がセルフクリーニング時にＦ系ラジカルで腐食が加速されないためにも有効である。熱吸収温調ユニット１２は、放電室２内のヒートバランスを考慮して所定の温度に制御した熱媒を所定の流量で循環すること等による熱吸収や加熱を行うことで、排気側リッジ電極２１ａの温調が可能となっている。従って、熱吸収温調ユニット１２は、高周波電源５Ａ，５Ｂから供給されプラズマで発生するエネルギーを適切に吸収するとともに、リッジ電極２１ａ，２１ｂのプラズマから基板Ｓを設置する均熱温調器１１への通過熱量や、均熱温調器１１から基板Ｓを通過して熱吸収温調ユニット１２へ通過する熱量に伴って基板Ｓの表裏に生じる温度差の発生を低減するので、基板Ｓが凹や凸に熱変形することの抑制に有効である。 Further, the heat absorption temperature control unit 12 absorbs heat generated by the reaction (Si (film or powder) + 4F → SiF 4 (gas) +1439 kcal / mol) at the time of self-cleaning. However, this is also effective because corrosion is not accelerated by F-based radicals during self-cleaning. The heat absorption temperature adjustment unit 12 performs heat absorption and heating by circulating a heat medium controlled at a predetermined temperature in consideration of the heat balance in the discharge chamber 2 at a predetermined flow rate, and the like, thereby providing an exhaust-side ridge electrode. Temperature control of 21a is possible. Accordingly, the heat absorption temperature adjustment unit 12 appropriately absorbs energy generated by the plasma supplied from the high frequency power supplies 5A and 5B, and from the plasma of the ridge electrodes 21a and 21b to the soaking temperature controller 11 where the substrate S is installed. Generation of temperature difference between the front and back of the substrate S due to the amount of heat passing through the substrate S and the amount of heat passing through the substrate S from the soaking temperature controller 11 to the heat absorption temperature adjusting unit 12 is reduced. It is effective for suppressing heat deformation in a convex manner.

他方、材料ガス供給手段１０は、例えば放電室２の両端に設けられた非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部に収容され、その内部空間の長手方向に沿って配設された材料ガス供給管１０ａと、この材料ガス供給管１０ａから放電室２の内部においてリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に、基板Ｓの表面にプラズマ製膜処理を施すのに必要な原料ガスを含む材料ガス（例えば、ＳｉＨ４ガス等の材料ガス）を噴き出させる複数の材料ガス噴出孔１０ｂとを備えている。ガス噴出孔１０ｂは、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間に材料ガスを略均一に噴き出せるように、その孔径が適正化されて複数設けられている。なお、材料ガス噴出孔１０ｂから噴出した材料ガスがすぐに拡散せずに、上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を奥まで進んで均等に拡散するように、材料ガス供給管１０ａの側面に一列に形成された複数の材料ガス供給管１０ａの上下に庇状のガイド板１０ｃが設けられている。 On the other hand, the material gas supply means 10 is accommodated in, for example, the non-ridge waveguides 22a and 22b provided at both ends of the discharge chamber 2, and is provided along the longitudinal direction of the internal space. A material gas (for example, a material gas containing a source gas necessary for performing plasma film formation on the surface of the substrate S between the tube 10a and the material gas supply tube 10a and the ridge electrodes 21a and 21b in the discharge chamber 2 inside the discharge chamber 2) And a plurality of material gas ejection holes 10b for ejecting material gas such as SiH 4 gas. A plurality of gas ejection holes 10b are provided with their hole diameters optimized so that the material gas can be ejected substantially uniformly between the ridge electrodes 21a and 21b. Note that the material gas ejected from the material gas ejection hole 10b does not immediately diffuse, but travels deeply between the upper and lower ridge electrodes 21a and 21b to be evenly diffused in a row on the side surface of the material gas supply pipe 10a. A bowl-shaped guide plate 10c is provided above and below the plurality of material gas supply pipes 10a.

例えば、各ガス噴出孔１０ａが噴出すガス流速は、音速を超えることによりチョーク現象を発生させることで均一なガス流速になるので好ましい。材料ガス流量と圧力条件によるが、このような噴出し径としてφ０．３ｍｍ〜φ０．５ｍｍを用いてガス噴出孔１０ａの数量を設定することが例示される。また、庇状のガイド板１０ｃは、そのスリット状のガイド板対の間隔が０．５ｍｍから２ｍｍ程度で、ガス助走長となるガイド板１０ｃの幅（図３ではＨ方向）は、材料ガス供給管１０の径の１倍から３倍程度が例示される。   For example, the gas flow velocity ejected from each gas ejection hole 10a is preferable because it generates a choke phenomenon by exceeding the speed of sound, resulting in a uniform gas flow velocity. Although depending on the material gas flow rate and the pressure condition, it is exemplified that the number of gas ejection holes 10a is set using φ0.3 mm to φ0.5 mm as the ejection diameter. Further, the saddle-shaped guide plate 10c has a gap between the slit-shaped guide plate pairs of about 0.5 mm to 2 mm, and the width (in the H direction in FIG. 3) of the guide plate 10c serving as the gas running length is a material gas supply. The diameter is about 1 to 3 times the diameter of the tube 10.

先述のように、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂは厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍの薄い金属板である。排気側リッジ電極２１ａは熱吸収温調ユニット１２の下面（平面部１２ｃ）に密着保持されているため、この排気側リッジ電極２１ａが撓んだり、反ったりする懸念はない。しかし、基板側リッジ電極２１ｂは、その両面が何にも接していないため、そのままでは特に中央部が自重により下方に撓んでしまう。このため、図３に示すように、熱吸収温調ユニット１２から下方に垂下させた複数の索状吊持部材２７により、基板側リッジ電極２１ｂを全面に亘って吊持する構成となっている。吊持部材２７の材質は、放電室２内における電界を乱さないように、セラミックス等の誘電体か、金属棒の周囲を誘電体で覆った径の細いものにするのが望ましい。吊持部材２７は、基板側リッジ電極２１ｂの周囲および中央部を含む複数の点を保持し、各々の長さを調整できるようになっている。このため、基板側リッジ電極２１ｂが排気側リッジ電極２１ａに対して平行かつ平坦に支持されている。   As described above, the pair of ridge electrodes 21a and 21b are thin metal plates having a thickness of 0.5 mm to 3 mm. Since the exhaust-side ridge electrode 21a is held in close contact with the lower surface (planar portion 12c) of the heat absorption temperature control unit 12, there is no concern that the exhaust-side ridge electrode 21a bends or warps. However, since both surfaces of the substrate-side ridge electrode 21b are not in contact with each other, the center portion of the substrate-side ridge electrode 21b is bent downward due to its own weight. Therefore, as shown in FIG. 3, the substrate-side ridge electrode 21 b is suspended over the entire surface by a plurality of cord-like suspension members 27 suspended downward from the heat absorption temperature control unit 12. . The material of the suspension member 27 is preferably a dielectric material such as ceramics or a thin material having a metal rod covered with a dielectric material so as not to disturb the electric field in the discharge chamber 2. The suspension member 27 holds a plurality of points including the periphery and the center of the substrate-side ridge electrode 21b, and can adjust the length of each. For this reason, the substrate side ridge electrode 21b is supported in parallel and flat with respect to the exhaust side ridge electrode 21a.

また、図３に示すように、基板側リッジ電極２１ｂのＨ方向の両辺部が、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの電極固定部２２ｃに締結固定されている。電極固定部２２ｃの位置は、スライド調整部１４７と、ボルト、ナット等の締結部材１４８によって、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに対して上下（±Ｅ方向）にスライドさせて固定することができる。このように基板側リッジ電極２１ｂのＥ方向の高さを可変させることにより、リッジ電極２１ａ，２１ｂ間のリッジ対向電極間隔ｄ１を調整することができる。その際、電極固定部２２ｃの位置をスライドさせても、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂのＬ方向断面形状が変化しないため、その導波管特性が維持され、伝送特性は変化しないので好ましい。   As shown in FIG. 3, both sides in the H direction of the substrate-side ridge electrode 21b are fastened and fixed to the electrode fixing portions 22c of the non-ridge portion waveguides 22a and 22b. The position of the electrode fixing portion 22c can be fixed by sliding it up and down (± E direction) with respect to the non-ridge portion waveguides 22a and 22b by a slide adjusting portion 147 and a fastening member 148 such as a bolt or a nut. it can. Thus, by varying the height in the E direction of the substrate-side ridge electrode 21b, the ridge counter electrode distance d1 between the ridge electrodes 21a and 21b can be adjusted. At this time, even if the position of the electrode fixing portion 22c is slid, the L-direction cross-sectional shape of the non-ridge portion waveguides 22a and 22b does not change, so that the waveguide characteristics are maintained and the transmission characteristics do not change. .

上記構成によれば、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間を平行に保ちながらリッジ電極対向間隔ｄ１を最適値に設定できる。また、基板側リッジ電極２１ｂが複数の吊持部材２７によって水平かつ平面度を維持した状態で、電極面方向で拘束することなく吊持されるため、基板側リッジ電極２１ｂの厚みが薄くても、自重による湾曲や反り等の変形が起こらず、これによって基板側リッジ電極２１ｂを薄板化させて熱伝達率を高め、表裏温度差や熱膨張による変形を抑制することができる。さらに、リッジ電極２１ｂの表裏面には細い吊下部材２７を除いて構造物がないため、放電室２内でプラズマを発生させ、製膜種を基板Ｓへと拡散させるのに影響がない。これらのため、放電室２内において均一なプラズマを発生させ、基板Ｓに高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。   According to the above configuration, the ridge electrode facing distance d1 can be set to an optimum value while keeping the pair of ridge electrodes 21a and 21b parallel. In addition, since the substrate-side ridge electrode 21b is suspended by the plurality of suspension members 27 without being constrained in the electrode surface direction while being kept horizontal and flat, even if the substrate-side ridge electrode 21b is thin. In addition, deformation such as bending and warping due to its own weight does not occur, whereby the substrate-side ridge electrode 21b can be thinned to increase the heat transfer rate, and deformation due to front-back temperature difference and thermal expansion can be suppressed. Furthermore, since there is no structure on the front and back surfaces of the ridge electrode 21b except for the thin suspension member 27, there is no influence on the generation of plasma in the discharge chamber 2 and the diffusion of the film forming species into the substrate S. For these reasons, a uniform plasma can be generated in the discharge chamber 2 and a high-quality plasma film forming process can be performed on the substrate S.

さらに、図３に示すように、基板側リッジ電極２１ｂと、均熱温調器１１とを下方から（−Ｅ方向から＋Ｅ方向へ）囲む形状の防着板２９が設けられている。この防着板２９は均熱温調器１１の下面から延びる支持柱３０に対して軸方向（±Ｅ方向）に摺動可能に設けられるとともに、支持柱３０の中間部に形成された鍔状のストッパ３０ａ，３０ｂ間に介装された防着板押圧部材３１との間に弾装されたスプリング３３によって基板側リッジ電極２１ｂ側に常時付勢されている。なお、支持柱３０は、均熱温調器１１を支持しつつ、後述する製膜チャンバ３５の外側の大気側からＯリングシールなどで真空シールを維持されながら、±Ｅ方向である上下に昇降することができ、基板Ｓの搬送時などにおいて均熱温調器１１を±Ｅ方向へ移動させるとともに、均熱温調器１１へ熱媒など循環供給するための配管を内部に設置することが可能である。   Further, as shown in FIG. 3, an adhesion preventing plate 29 having a shape surrounding the substrate-side ridge electrode 21 b and the soaking temperature controller 11 from below (from the −E direction to the + E direction) is provided. The deposition preventing plate 29 is provided so as to be slidable in the axial direction (± E direction) with respect to the support column 30 extending from the lower surface of the soaking temperature controller 11, and has a bowl shape formed in the intermediate portion of the support column 30. Are constantly urged toward the substrate-side ridge electrode 21b by a spring 33 elastically mounted between the stoppers 30a and 30b. The support column 30 moves up and down in the ± E direction while supporting the soaking temperature controller 11 and maintaining a vacuum seal with an O-ring seal or the like from the air side outside the film forming chamber 35 described later. It is possible to move the soaking temperature controller 11 in the ± E direction at the time of transporting the substrate S and install a pipe for circulating and supplying a heating medium or the like to the soaking temperature controller 11 inside. Is possible.

この防着板２９を設けることにより、均熱温調器１１の上面１１ａに載置された基板Ｓへの製膜時に拡散する製膜ラジカルおよび粉類が付着したり蓄積される場所を限定し、製膜装置１の製膜に関与しない領域への製膜材料の付着が抑制される。防着板２９は、スプリング３３の付勢力に抗して下方（−Ｅ方向へ）スライドして押し下げることで、基板搬送時など必要に応じて均熱温調器１１との位置関係を変更ができ、これによって防着板２９と下側のリッジ電極２１ｂとの間に間隔が空くので、均熱温調器１１の上面１１ａに載置する基板Ｓの搬入、搬出を容易にすることができる。なお、上述した均熱温調器１１は、所定温度と所定流量の熱媒の循環により温度を制御された均熱板と基板テーブルとにより構成される従来構造を採用してもよい。また、均熱温調器１１を一定の温度に加熱維持し、吸熱が不要な製膜条件で運用する製膜装置には、熱媒循環ではなく電気ヒータを保有した均熱板であってもよく、コスト削減と制御の簡易化が可能となる。   By providing this deposition preventing plate 29, the place where film-forming radicals and powders that diffuse during film-forming on the substrate S placed on the upper surface 11a of the soaking temperature controller 11 adhere or accumulate is limited. Thus, adhesion of the film forming material to the region not involved in film formation of the film forming apparatus 1 is suppressed. The adhesion preventing plate 29 slides downward (in the −E direction) against the urging force of the spring 33 and pushes it down, so that the positional relationship with the soaking temperature controller 11 can be changed as necessary, such as during substrate transport. As a result, there is a gap between the deposition preventing plate 29 and the lower ridge electrode 21b, so that the substrate S placed on the upper surface 11a of the soaking temperature controller 11 can be easily carried in and out. . The above-described soaking temperature controller 11 may adopt a conventional structure constituted by a soaking plate and a substrate table whose temperature is controlled by circulation of a heating medium having a predetermined temperature and a predetermined flow rate. In addition, the film forming apparatus that maintains the soaking temperature controller 11 at a constant temperature and operates under film forming conditions that do not require heat absorption may be a soaking plate having an electric heater instead of a heat medium circulation. Well, it is possible to reduce cost and simplify control.

そして、図５および図６に示すように、ステンレス（ＳＵＳ材）や、アルミニウム合金、または一般構造用圧延材（ＳＳ材）等の金属板で矩形の函体状に形成された圧力容器である製膜チャンバ３５（第１の真空容器）の中に、放電室２、変換器３Ａ，３Ｂ、材料ガス供給手段１０、均熱温調器１１、熱吸収温調ユニット１２等がまとめて気密的に収容されてプラズマ生成ユニット３６が構成されている。製膜チャンバ３５の内部は、排気手段９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、製膜チャンバ３５はその内外の圧力差に耐え得る構造とされ、リブ材などで補強された構成を用いることができる。   And as shown in FIG. 5 and FIG. 6, it is a pressure vessel formed in a rectangular box shape with a metal plate such as stainless steel (SUS material), aluminum alloy, or general structural rolling material (SS material). In the film forming chamber 35 (first vacuum vessel), the discharge chamber 2, the converters 3A and 3B, the material gas supply means 10, the soaking temperature controller 11, the heat absorption temperature adjusting unit 12, and the like are collectively airtight. A plasma generation unit 36 is configured. Since the inside of the film forming chamber 35 is brought into a vacuum state of about 0.1 kPa to 10 kPa by the exhaust means 9, the film forming chamber 35 has a structure capable of withstanding the pressure difference between the inside and the outside, and is reinforced with a rib material or the like. A configuration can be used.

熱吸収温調ユニット１２の排気管１２ｅは、製膜チャンバ３５の上面を気密的に貫通して外部に突出し、その先に前述の通り真空ポンプ等の排気手段９が接続される。このため、排気手段が作動すると、プラズマ生成ユニット３６（製膜チャンバ３５）の内部全体の気体が排気され、これにより、放電室２および変換器３Ａ，３Ｂの内部と、防着板２９の内部（放電室２の下側のリッジ電極２１ｂと、均熱温調器１１および基板Ｓとの間）の気体も排気されて真空化され、基板Ｓへのプラズマ製膜処理が可能になる。   The exhaust pipe 12e of the heat absorption temperature control unit 12 penetrates the upper surface of the film forming chamber 35 in an airtight manner and protrudes to the outside. The exhaust means 9 such as a vacuum pump is connected to the tip of the exhaust pipe 12e. For this reason, when the exhaust means is activated, the gas inside the plasma generation unit 36 (film forming chamber 35) is exhausted, whereby the inside of the discharge chamber 2 and the converters 3A and 3B and the inside of the deposition preventing plate 29 are exhausted. The gas (between the ridge electrode 21b on the lower side of the discharge chamber 2 and the soaking temperature controller 11 and the substrate S) is also exhausted and evacuated, and a plasma film forming process on the substrate S becomes possible.

プラズマ生成ユニット３６の下部には、基板搬送ユニット３８が設けられている。この基板搬送ユニット３８は、プラズマ生成ユニット３６の製膜チャンバ３５と同様に、ステンレスやアルミニウム合金等の金属板により矩形で浅底の函体状に形成された圧力容器である搬送チャンバ３９（第２の真空容器）の中に、基板搬送装置４４（基板搬送手段）が気密的に収容されて構成されたユニットである。この搬送チャンバ３９の内部は、製膜チャンバ３５と同じように、別途に設けた真空ポンプを経て外部へと排気する排気手段９により０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度の真空状態とされるため、搬送チャンバ３９はその内外の圧力差に耐え得る構造である必要がある。   A substrate transfer unit 38 is provided below the plasma generation unit 36. Similar to the film forming chamber 35 of the plasma generation unit 36, the substrate transfer unit 38 is a transfer chamber 39 (first container) that is a rectangular pressure vessel formed of a metal plate such as stainless steel or aluminum alloy in a shallow box shape. 2 is a unit in which the substrate transfer device 44 (substrate transfer means) is housed in an airtight manner. The inside of the transfer chamber 39 is brought into a vacuum state of about 0.1 kPa to 10 kPa by the exhaust means 9 that exhausts to the outside through a separately provided vacuum pump, like the film forming chamber 35. 39 must have a structure that can withstand the pressure difference between the inside and outside.

基板搬送装置４４は、プラズマ処理前の基板Ｓを、基板側リッジ電極２１ｂの下方（−Ｅ方向）の位置に順次送り込み、ここで製膜などのプラズマ処理がなされた後の基板Ｓを、基板側リッジ電極２１ｂの下方から送り出すコンベアラインであり、その搬送方向Ｃ（図４〜図６参照）がリッジ電極２１ａ，２１ｂの幅方向（Ｈ方向）に沿うように設置されている。このため、基板搬送ユニット３８はリッジ電極２１ａ，２１ｂ（放電室２）の幅方向（Ｈ方向）に沿う方向でプラズマ生成ユニット３６の下面に重なるように接続され、平面視でプラズマ生成ユニット３６と基板搬送ユニット３８とが十字状に交差している。   The substrate transfer device 44 sequentially feeds the substrate S before plasma processing to a position below the substrate-side ridge electrode 21b (in the −E direction), where the substrate S after plasma processing such as film formation is performed on the substrate S It is a conveyor line sent from the lower side of the side ridge electrode 21b, and is installed so that the conveyance direction C (see FIGS. 4 to 6) is along the width direction (H direction) of the ridge electrodes 21a and 21b. For this reason, the substrate transport unit 38 is connected so as to overlap the lower surface of the plasma generation unit 36 in the direction along the width direction (H direction) of the ridge electrodes 21a and 21b (discharge chamber 2). The substrate transport unit 38 crosses in a cross shape.

図６に示すように、基板搬送ユニット３８は、プラズマ生成ユニット３６と交差する部分、つまり放電室２の直下に画成されたプロセス室４６と、このプロセス室４６に対し基板搬送装置４４の搬送方向Ｃの上流側に繋がるロード室４７と、プロセス室４６に対し搬送方向Ｃの下流側に繋がるアンロード室４８の３室に区画されている。これら各室４６，４７，４８の搬送方向Ｃの上下流側端部および接続部にはそれぞれゲート弁４９，５０，５１，５２が設けられており、これらのゲート弁４９，５０，５１，５２の閉鎖時には、各室４６，４７，４８の相互間の真空気密性が個別に維持されるようになっている。   As shown in FIG. 6, the substrate transfer unit 38 includes a process chamber 46 that intersects with the plasma generation unit 36, that is, a process chamber 46 defined immediately below the discharge chamber 2, and the transfer of the substrate transfer device 44 to the process chamber 46. The chamber is divided into three chambers: a load chamber 47 connected to the upstream side in the direction C and an unload chamber 48 connected to the process chamber 46 on the downstream side in the transfer direction C. Gate valves 49, 50, 51, 52 are respectively provided at the upstream and downstream ends and connection portions of the chambers 46, 47, 48 in the conveying direction C, and these gate valves 49, 50, 51, 52 are provided. When closed, the vacuum tightness between the chambers 46, 47, 48 is individually maintained.

プロセス室４６は浅底で容積の小さい真空容器であり、プラズマ生成ユニット３６（製膜チャンバ３５）に連通しているため、製膜チャンバ３５に設けられた排気管１２ｅから内気が排気されることによりプロセス室４６の内部も排気されて真空化される。また、ロード室４７とアンロード室４８には、それぞれその下面に排気管４７ａ，４８ａが設けられており、これらの排気管４７ａ，４８ａから排気手段によりロード室４７とアンロード室４８の内部が真空化される。このため、基板搬送ユニット３８の内部全体が排気されて真空になる。   Since the process chamber 46 is a shallow vacuum container with a small volume and communicates with the plasma generation unit 36 (film forming chamber 35), the inside air is exhausted from the exhaust pipe 12e provided in the film forming chamber 35. As a result, the inside of the process chamber 46 is also evacuated and evacuated. The load chamber 47 and the unload chamber 48 are respectively provided with exhaust pipes 47a and 48a on the lower surfaces thereof, and the inside of the load chamber 47 and the unload chamber 48 is exhausted from these exhaust pipes 47a and 48a by exhaust means. It is evacuated. For this reason, the entire inside of the substrate transport unit 38 is evacuated to become a vacuum.

プロセス室４６は、後述するように基板搬送装置４４により搬送されてきた基板Ｓが、リッジ電極２１ａ，２１ｂの位置に整合し、均熱温調器１１の上面で温調されながらプラズマ処理を施される部屋である。一方、ロード室４７は、基板Ｓにプラズマ処理の前工程が施される部屋であり、例えばその内部に基板予熱器５４が設置され、基板搬送装置４４により搬送されてきた基板Ｓが基板予熱器５４の上でプロセス室４６への搬入可能なタイミングまで待機しながら適温になるまで予熱される。他方、アンロード室４８は、基板Ｓにプラズマ処理の後工程が施される部屋であり、例えばその内部に基板温調器５５が設置され、プラズマ処理を終えて高温になった基板Ｓが基板温調器５５の上で所定の温度に降下するまで徐冷されてから外部に搬出され、外部搬出時における急激な冷却による熱割れが防止されるようになっている。   As will be described later, the process chamber 46 performs plasma processing while the substrate S transported by the substrate transport device 44 is aligned with the positions of the ridge electrodes 21a and 21b and the temperature is controlled on the upper surface of the soaking temperature controller 11. It is a room to be played. On the other hand, the load chamber 47 is a room in which the substrate S is subjected to a pre-process of plasma processing. For example, the substrate preheater 54 is installed in the substrate S, and the substrate S transferred by the substrate transfer device 44 is transferred to the substrate preheater. It is preheated until it reaches an appropriate temperature while waiting until the timing when it can be carried into the process chamber 46 above 54. On the other hand, the unload chamber 48 is a chamber in which a post-process of plasma processing is performed on the substrate S. For example, the substrate temperature controller 55 is installed in the substrate S, and the substrate S that has reached a high temperature after the plasma processing is completed. It is gradually cooled on the temperature controller 55 until it falls to a predetermined temperature, and then is carried out to the outside, so that thermal cracking due to rapid cooling at the time of external carrying out is prevented.

ロード室４７の内部に設けた基板予熱器５４と、アンロード室４８の内部に設けた基板温調器５５は、図示しないアクチュエータの駆動力により、搬送チャンバ３９の外側の大気側からＯリングシールなどで真空シールを維持されながら、±Ｅ方向である上下に昇降することができ、基板Ｓに対して加熱や冷却の温度処理を可能としている。   The substrate preheater 54 provided inside the load chamber 47 and the substrate temperature controller 55 provided inside the unload chamber 48 are O-ring seals from the outside of the transfer chamber 39 by the driving force of an actuator (not shown). While the vacuum seal is maintained, the substrate S can be moved up and down in the ± E direction, and the substrate S can be heated or cooled.

基板搬送装置４４の基本構成は、図４〜図７に示すように、放電室２の幅方向（Ｈ方向＝基板搬送ユニット３８の長手方向）に沿って延びる２本の搬送レール５７が設けられ、この搬送レール５７の対向する内面に多数の搬送ローラ５８が軸支され、搬送ローラ５８が同期して回転することで、これらの搬送ローラ５８の上を基板Ｓが走行するようになっている。しかし、均熱温調器１１に基板Ｓを載設するにあたり、複数の基板Ｓを自動的に搬送するために、図７に示すように、２本の搬送レール５７の間に挟まるようにして四角い枠状の搬送体５９が移動自在に設けられている。この搬送体５９は、２本の搬送レール５７の内側に設けられた直動レール６０に、リニヤベアリングを内蔵した直動ガイド６１を掛止させて±Ｈ方向へスムーズに走行でき、この搬送体５９の上面に多数の支持ローラ６２を介して基板Ｓが載置される。   As shown in FIGS. 4 to 7, the basic configuration of the substrate transfer device 44 is provided with two transfer rails 57 extending along the width direction of the discharge chamber 2 (H direction = longitudinal direction of the substrate transfer unit 38). A large number of transport rollers 58 are pivotally supported on the inner surfaces of the transport rail 57 facing each other, and the transport rollers 58 rotate in synchronism so that the substrate S travels on these transport rollers 58. . However, in order to automatically transport a plurality of substrates S when placing the substrates S on the soaking temperature controller 11, as shown in FIG. 7, the substrates S are sandwiched between two transport rails 57. A rectangular frame-shaped conveyance body 59 is provided so as to be movable. The transport body 59 can smoothly travel in the ± H direction by hooking a linear motion guide 61 incorporating a linear bearing on a linear motion rail 60 provided inside the two transport rails 57. A substrate S is placed on the upper surface of 59 via a number of support rollers 62.

搬送体５９は、駆動部６３に駆動されて搬送レール５７沿いに移動し、ロード室４７とプロセス室４６の間と、プロセス室４６とアンロード室４８の間を移動する。図７では便宜上、ロード室４７とプロセス室４６の間の搬送体５９の移動について記載してあるが、プロセス室４６とアンロード室４８の間は搬送体５９の記載を省略しており、同様である。駆動部６３としては、例えば搬送体５９の側面に固定された長い水平ラックレール６４と、この水平ラックレール６４に歯車噛合する鉛直ピニオン軸６５と、鉛直ピニオン軸６５を回転させる図示しないアクチュエータとからなる。鉛直ピニオン軸６５は、搬送チャンバ３９の外側の大気側からＯリングシールなどで真空シールを維持されながら回転することができる。なお、搬送体５９の幅は基板Ｓの幅よりも狭くなっており、基板Ｓの両端が搬送体５９の外周輪郭から突出する。   The transfer body 59 is driven by the drive unit 63 and moves along the transfer rail 57, and moves between the load chamber 47 and the process chamber 46 and between the process chamber 46 and the unload chamber 48. In FIG. 7, for the sake of convenience, the movement of the transfer body 59 between the load chamber 47 and the process chamber 46 is described, but the description of the transfer body 59 is omitted between the process chamber 46 and the unload chamber 48. It is. The drive unit 63 includes, for example, a long horizontal rack rail 64 fixed to the side surface of the transport body 59, a vertical pinion shaft 65 that meshes with the horizontal rack rail 64, and an actuator (not shown) that rotates the vertical pinion shaft 65. Become. The vertical pinion shaft 65 can rotate from the atmosphere side outside the transfer chamber 39 while maintaining a vacuum seal with an O-ring seal or the like. Note that the width of the transport body 59 is narrower than the width of the substrate S, and both ends of the substrate S protrude from the outer peripheral contour of the transport body 59.

また、基板搬送装置４４の一部として、プロセス室４６内に基板昇降機構６７が設けられている。この基板昇降機構６７は、搬送方向Ｃ（Ｈ方向）への基板Ｓの搬送に支障がないように均熱温調器１１の±Ｌ方向の両側に位置して直動ガイド６８により鉛直方向（Ｅ方向）に昇降自在な一対の基板支持板保持プレート６９と、これら一対の基板支持板保持プレート６９の内面に固定された複数の逆Ｌ字形ブラケット７０および基板支持板７１と、基板支持板保持プレート６９を昇降させる昇降部７２とを有して構成されている。   A substrate lifting mechanism 67 is provided in the process chamber 46 as a part of the substrate transfer device 44. The substrate lifting mechanism 67 is positioned on both sides in the ± L direction of the soaking temperature controller 11 so as not to hinder the transport of the substrate S in the transport direction C (H direction) by the linear motion guide 68 in the vertical direction ( E) and a pair of substrate support plate holding plates 69, a plurality of inverted L-shaped brackets 70 and substrate support plates 71 fixed to the inner surfaces of the pair of substrate support plate holding plates 69, and substrate support plate holding. The plate 69 is configured to have a lifting unit 72 that lifts and lowers the plate 69.

昇降部７２は、例えば基板支持板保持プレート６９の内面に固定された鉛直ラックレール７３と、この鉛直ラックレール７３に噛合する２本の水平ピニオン軸７４と、これら２本の水平ピニオン軸７４を同時に逆回転させる逆回転駆動部７５を備えている。逆回転駆動部７５は、図示しないアクチュエータの回転を、搬送チャンバ３９の外側の大気側からＯリングシールなどで真空シールを維持しながら導入し、一対の傘歯車７６を介して２本の水平ピニオン軸７４に伝達し、２本の水平ピニオン軸７４を逆方向に回転駆動する構成である。これにより、一対の基板支持板保持プレート６９が同時に鉛直方向（±Ｅ方向）に昇降し、逆Ｌ字形ブラケット７０および基板支持板７１も昇降する。   The elevating unit 72 includes, for example, a vertical rack rail 73 fixed to the inner surface of the substrate support plate holding plate 69, two horizontal pinion shafts 74 that mesh with the vertical rack rail 73, and these two horizontal pinion shafts 74. A reverse rotation drive unit 75 that reversely rotates simultaneously is provided. The reverse rotation drive unit 75 introduces rotation of an actuator (not shown) from the atmosphere side outside the transfer chamber 39 while maintaining a vacuum seal with an O-ring seal or the like, and two horizontal pinions via a pair of bevel gears 76. This configuration is transmitted to the shaft 74 and rotationally drives the two horizontal pinion shafts 74 in the opposite directions. As a result, the pair of substrate support plate holding plates 69 moves up and down simultaneously in the vertical direction (± E direction), and the inverted L-shaped bracket 70 and the substrate support plate 71 also move up and down.

このように構成された基板昇降機構６７において、基板Ｓは搬送体５９上に載置されて搬送方向Ｃ（＋Ｈ方向）に移動し、プロセス室４６に搬入されて、均熱温調器１１の上面側、且つ複数の基板支持板７１よりも鉛直方向（＋Ｅ方向）に高い位置に停止する。基板Ｓは必ずしも1枚だけではなく、例えば２枚が隙間を小さくして並んでいてもよく、限定されるものではない。この時、均熱温調器１１の鉛直方向（Ｅ方向）の高さは搬送レール５７よりも低い位置にあって基板Ｓの搬入を妨げない。均熱温調器１１は基板Ｓの定位置停止後に上昇する。搬送体５９上に載置された基板Ｓは、一対の基板支持板保持プレート６９の内面に固定された複数の逆Ｌ字形ブラケット７０の先端にある基板支持板７１で支持されると、搬送体５９は搬送方向Ｃと逆方向（−Ｈ方向）に戻り移動する。   In the substrate lifting mechanism 67 configured as described above, the substrate S is placed on the transport body 59 and moved in the transport direction C (+ H direction), and is transported into the process chamber 46, where the soaking temperature controller 11 It stops at a position higher in the vertical direction (+ E direction) than the upper surface side and the plurality of substrate support plates 71. The number of the substrates S is not necessarily limited to one, and for example, two substrates may be arranged with a small gap, and is not limited. At this time, the height of the soaking temperature controller 11 in the vertical direction (E direction) is lower than the transport rail 57 and does not hinder the loading of the substrate S. The soaking temperature controller 11 rises after the fixed position of the substrate S is stopped. When the substrate S placed on the transport body 59 is supported by the substrate support plate 71 at the tips of the plurality of inverted L-shaped brackets 70 fixed to the inner surfaces of the pair of substrate support plate holding plates 69, the transport body. 59 moves back in the opposite direction (-H direction) to the transport direction C.

均熱温調器１１の上面１１ａには基板支持板７１が没入する図示しない複数の溝が刻設されているため、一対の基板支持板保持プレート６９と複数の逆Ｌ字形ブラケット７０と基板支持板７１が鉛直下方向（−Ｅ方向）に下降することで、上面１１ａは基板Ｓの下面に密着でき、基板Ｓの温調を行うことができる。均熱温調器１１は、基板Ｓのプラズマ製膜処理時に、その上面１１ａが基板側リッジ電極２１ｂの下面に対して数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の所定の間隔となる高さまで上昇し、基板Ｓへの製膜などプラズマ処理が可能となる。基板Ｓへの製膜等のプラズマ処理が終了した後は、上述の逆動作を行い、基板Ｓを搬送体５９上に戻すことができるが、搬送体５９はプロセス室４６とアンロード室４８の間のものを用いる。   Since a plurality of grooves (not shown) into which the substrate support plate 71 is inserted are formed on the upper surface 11a of the soaking temperature controller 11, a pair of substrate support plate holding plates 69, a plurality of inverted L-shaped brackets 70, and a substrate support are provided. When the plate 71 descends vertically downward (−E direction), the upper surface 11 a can be in close contact with the lower surface of the substrate S, and the temperature of the substrate S can be adjusted. The soaking temperature controller 11 rises to a height at which the upper surface 11a becomes a predetermined interval of several mm to several tens mm with respect to the lower surface of the substrate-side ridge electrode 21b during the plasma film forming process of the substrate S. Plasma processing such as film formation on S becomes possible. After the plasma processing such as film formation on the substrate S is completed, the reverse operation described above is performed, and the substrate S can be returned onto the transport body 59. The transport body 59 is provided in the process chamber 46 and the unload chamber 48. Use something in between.

また、基板昇降機構６７に加えて、搬送体５９自体にも昇降機能を持たせたい場合には、図８に示すように、例えば搬送体５９を、搬送レール５７に沿って移動する下部搬送体５９ａと、その上に位置して上下に昇降できる上部搬送体５９ｂとを有するように構成してもよい。例えば下部搬送体５９ａは、図７の搬送体５９と同様に、２本の直動レール７９に、リニヤベアリングを内蔵した直動ガイド８０を掛止させて長手方向（Ｈ方向）にスムーズに移動でき、その外側面に固定された長い水平ラックレール８１と、この水平ラックレール８１に歯車噛合する鉛直ピニオン軸８２によって搬送レール５７沿いに駆動される。   In addition to the substrate lifting mechanism 67, when it is desired to provide the lifting / lowering function to the transport body 59 itself, for example, the lower transport body that moves the transport body 59 along the transport rail 57 as shown in FIG. You may comprise so that it may have 59a and the upper conveyance body 59b which can be moved up and down located on it. For example, the lower conveyance body 59a is smoothly moved in the longitudinal direction (H direction) by hooking a linear motion guide 80 incorporating a linear bearing on two linear motion rails 79, similarly to the conveyance body 59 of FIG. It is driven along the transport rail 57 by a long horizontal rack rail 81 fixed to the outer surface thereof and a vertical pinion shaft 82 meshing with the horizontal rack rail 81.

上部搬送体５９ｂは四角い枠状に形成され、下部搬送体５９ａに立設された直動レール８３に、リニヤベアリングを内蔵した直動ガイド８４を掛止させて鉛直方向（±Ｅ方向）にスムーズに移動でき、その上面に支持ローラ８５を介して基板Ｓが載置される。この上部搬送体５９ｂは昇降部８６により鉛直上下方向（±Ｅ方向）に駆動される。昇降部８６は、例えば上部搬送体５９ｂの外側面に固定された鉛直ラックレール８７と、この鉛直ラックレール８７に噛合する水平ピニオン軸８８と、図示しないアクチュエータの回転を、搬送チャンバ３９の外側の大気側からＯリングシールなどで真空シールを維持しながら導入し、傘歯車８９を介して水平ピニオン軸８８に伝達する回転駆動軸９０を備えている。水平ピニオン軸８８は、スプライン軸８８ａと、このスプライン軸８８ａの軸方向に摺動自在で、且つスプライン軸８８ａと一体に回転するピニオンギヤ８８ｂとから構成されている。   The upper conveyance body 59b is formed in a square frame shape, and a linear motion guide 84 incorporating a linear bearing is hooked on a linear motion rail 83 erected on the lower conveyance body 59a to smoothly move in the vertical direction (± E direction). The substrate S is placed on the upper surface of the substrate S via the support roller 85. The upper conveyance body 59b is driven in the vertical vertical direction (± E direction) by the elevating unit 86. For example, the elevating unit 86 includes a vertical rack rail 87 fixed to the outer surface of the upper transport body 59b, a horizontal pinion shaft 88 meshing with the vertical rack rail 87, and rotation of an actuator (not shown) on the outside of the transport chamber 39. A rotary drive shaft 90 is provided which is introduced from the atmosphere side while maintaining a vacuum seal with an O-ring seal or the like and is transmitted to the horizontal pinion shaft 88 via the bevel gear 89. The horizontal pinion shaft 88 includes a spline shaft 88a and a pinion gear 88b that is slidable in the axial direction of the spline shaft 88a and rotates integrally with the spline shaft 88a.

上記構成において、回転駆動軸９０が回転すると、水平ピニオン軸８８のスプライン軸８８ａとピニオンギヤ８８ｂとが一体に回転して鉛直ラックレール８７を鉛直方向に駆動し、これによって上部搬送体５９ｂが基板Ｓを載置したまま上下に昇降する。このため、例えば搬送レール５７の鉛直方向高さに対して放電室２（基板側リッジ電極２１ｂ）の鉛直方向高さが高い場合や、基板昇降機構６７を省略する場合等に、基板Ｓを基板側リッジ電極２１ｂの直下の高さまで上昇させることができる。また、均熱温調器１１の上下方向（±Ｅ方向）の移動ストロークを小さくすることが可能となり、装置全体の小型化に貢献できる。なお、前述の鉛直ピニオン軸６５、逆回転駆動部７５の入力回転軸、鉛直ピニオン軸８２、回転駆動軸９０が、基板搬送ユニット３８（搬送チャンバ３９）の外部から挿通される場合には、これらの回転軸が搬送チャンバ３９を貫通する部分に磁性流体シールやＯ−リングシール等を介装することにより、回転アクチュエータ（サーボモータなど）を大気側に設置可能でその取り扱いが容易となり、搬送チャンバ３９内部の真空状態が維持される。   In the above configuration, when the rotation drive shaft 90 rotates, the spline shaft 88a of the horizontal pinion shaft 88 and the pinion gear 88b rotate integrally to drive the vertical rack rail 87 in the vertical direction, whereby the upper transport body 59b is moved to the substrate S. Ascending and descending with the Therefore, for example, when the vertical height of the discharge chamber 2 (substrate-side ridge electrode 21b) is higher than the vertical height of the transport rail 57, or when the substrate lifting mechanism 67 is omitted, the substrate S is mounted on the substrate S. It can be raised to a height just below the side ridge electrode 21b. Further, it is possible to reduce the movement stroke of the soaking temperature controller 11 in the vertical direction (± E direction), which can contribute to downsizing of the entire apparatus. When the above-described vertical pinion shaft 65, the input rotation shaft of the reverse rotation drive unit 75, the vertical pinion shaft 82, and the rotation drive shaft 90 are inserted from the outside of the substrate transfer unit 38 (transfer chamber 39), these By inserting a magnetic fluid seal, O-ring seal or the like in the portion where the rotation shaft of the shaft passes through the transfer chamber 39, a rotary actuator (servo motor, etc.) can be installed on the atmosphere side, and the handling becomes easy. The vacuum state inside 39 is maintained.

以上のように構成された製膜装置１において、基板Ｓにプラズマ製膜処理が施される順序を説明する。ロード室４７はゲート弁４９，５０を閉じた状態で大気圧にベントされ、ゲート弁４９のみが開放される。まず、基板Ｓが１枚もしくは複数枚、隙間少なく並べられ、搬送レール５７の搬送ローラ５８により、ゲート弁４９を通過して基板搬送ユニット３８のロード室４７に搬送された後、ゲート弁４９が閉じられ、排気管４７ａから排気手段により真空排気される。ここで、基板Ｓは基板予熱器５４により前工程である予熱処理が施される。この予熱処理を短時間で高速に行うにはＩＲランプヒータを利用するが、タクトタイムに余裕がある場合は、基板予熱器５４を均熱温調器１１に類する平板状のヒータとし、これに基板Ｓを密着もしくは近接させることにより温度分布を均一化させてもよい。   In the film forming apparatus 1 configured as described above, the order in which the plasma film forming process is performed on the substrate S will be described. The load chamber 47 is vented to atmospheric pressure with the gate valves 49 and 50 closed, and only the gate valve 49 is opened. First, one or a plurality of substrates S are arranged with a small gap, and are transferred to the load chamber 47 of the substrate transfer unit 38 by the transfer roller 58 of the transfer rail 57 and then transferred to the load chamber 47 of the substrate transfer unit 38. It is closed and evacuated from the exhaust pipe 47a by the exhaust means. Here, the substrate S is pre-heated by the substrate preheater 54 as a pre-process. An IR lamp heater is used to perform this pre-heat treatment in a short time and at a high speed. However, if the tact time is sufficient, the substrate pre-heater 54 is replaced with a flat plate heater similar to the soaking temperature controller 11. The temperature distribution may be made uniform by bringing the substrate S into close contact or close proximity.

次に、ゲート弁５０が開かれ、基板Ｓが搬送ローラ５８によりロード室４７からゲート弁５０を通過してプロセス室４６に搬送され、搬送体５９へと搬送される。この時には前述したように防着板２９が鉛直下方側に下がり、均熱温調器１１と基板側リッジ電極２１ｂの間に基板Ｓが搬送され易いようにする。そして、基板Ｓは搬送体５９から、基板昇降機構６７の基板支持板保持プレート６９に設置された基板支持板７１へと移載され、基板支持板７１により基板Ｓが保持されて基板側リッジ電極２１ｂの近傍まで鉛直上方向(＋Ｅ方向)に上昇する。同時に、均熱温調器１１も上昇することで均熱温調器１１の上面１１ａに基板Ｓが密着して、基板Ｓがプラズマ処理の所定位置に設置される。その後、再び防着板２９が上昇して基板側リッジ電極２１ｂに鉛直下方から当接し、基板Ｓと均熱温調器１１とが防着板２９に覆われる（図３の状態となる）。   Next, the gate valve 50 is opened, and the substrate S is transferred from the load chamber 47 through the gate valve 50 to the process chamber 46 by the transfer roller 58 and transferred to the transfer body 59. At this time, as described above, the deposition preventing plate 29 is lowered vertically so that the substrate S is easily transported between the soaking temperature controller 11 and the substrate side ridge electrode 21b. Then, the substrate S is transferred from the transport body 59 to the substrate support plate 71 installed on the substrate support plate holding plate 69 of the substrate lifting mechanism 67, and the substrate S is held by the substrate support plate 71 and the substrate side ridge electrode is transferred. It rises vertically upward (+ E direction) to the vicinity of 21b. At the same time, the soaking temperature controller 11 is also raised, so that the substrate S comes into close contact with the upper surface 11a of the soaking temperature controller 11, and the substrate S is placed at a predetermined position for plasma processing. Thereafter, the deposition preventing plate 29 rises again and comes into contact with the substrate-side ridge electrode 21b from vertically below, so that the substrate S and the soaking temperature controller 11 are covered with the deposition preventing plate 29 (the state shown in FIG. 3).

ここで、基板Ｓがプロセス室４６に搬送される前に、排気手段９により放電室２、変換器３Ａ，３Ｂ、およびプロセス室４６の空気は排気されていて、真空状態になっている。排気される空気は一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂに穿設された通気口２３ａ，２３ｂから熱吸収温調ユニット１２（マニホールド１２ａ）の吸引口１２ｆを経由し、その後、共通空間１２ｄと排気管１２ｅを通り、図示しない圧力調整弁と真空ポンプを経て外部に排気される。   Here, before the substrate S is transferred to the process chamber 46, the air in the discharge chamber 2, the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B, and the process chamber 46 is exhausted by the exhaust unit 9 and is in a vacuum state. The exhausted air passes through the suction ports 12f of the heat absorption temperature control unit 12 (manifold 12a) from the vent holes 23a and 23b formed in the pair of ridge electrodes 21a and 21b, and then the common space 12d and the exhaust pipe 12e. Through the pressure control valve and the vacuum pump (not shown).

次に、材料ガス供給手段１０から一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂ間に、例えばＳｉＨ４ガス等の材料ガスが供給される。この材料ガスが放電室２（プロセス室４６）内に行き渡るとともに、排気手段９で排気量が制御されて放電室２等の内部が所定の圧力（０．１ｋＰａから１０ｋＰａ程度）に保たれていて、高周波電源５Ａ，５Ｂからは高周波電力が変換器３Ａ，３Ｂに供給される。高周波電源５Ａ，５Ｂは、周波数が１３．５６ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚから４００ＭＨｚの高周波電力をサーキュレータ７Ａ，７Ｂおよび整合器６Ａ，６Ｂおよび同軸ケーブル４Ａ，４Ｂを介して変換器３Ａ，３Ｂに供給し、ここで高周波電力の伝送モードが同軸伝送モードであるＴＥＭモードから方形導波管の基本伝送モードであるＴＥモードに変換されて放電室２に伝送され、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂに供給される。 Next, a material gas such as SiH 4 gas is supplied from the material gas supply means 10 between the pair of ridge electrodes 21a and 21b. The material gas spreads into the discharge chamber 2 (process chamber 46), and the exhaust amount is controlled by the exhaust means 9, so that the inside of the discharge chamber 2 and the like is maintained at a predetermined pressure (about 0.1 kPa to 10 kPa). From the high frequency power supplies 5A and 5B, high frequency power is supplied to the converters 3A and 3B. The high frequency power supplies 5A and 5B supply high frequency power having a frequency of 13.56 MHz or more, preferably 30 to 400 MHz to the converters 3A and 3B via the circulators 7A and 7B, the matching units 6A and 6B, and the coaxial cables 4A and 4B. Here, the transmission mode of the high frequency power is converted from the TEM mode which is the coaxial transmission mode to the TE mode which is the basic transmission mode of the rectangular waveguide, is transmitted to the discharge chamber 2, and is supplied to the pair of ridge electrodes 21a and 21b. The

ここで、高周波電源５Ａ，５Ｂから変換器３Ａ，３Ｂに供給される電力は、少なくとも一方から供給される高周波電力の位相が時間的に変調され、これによって放電室２に形成される定在波の位置を変化させ、定在波の位相位置により電界の強度分布が不均一になやすいリッジ電極２１ａ，２１ｂの長さ方向（Ｌ方向）における電界強度の時間的分布が均一化される。その際、整合器６Ａ，６Ｂでは高周波電力を伝送する系統におけるインピーダンス等の値が調節される。そして、変換器３Ａ，３Ｂにおいて同軸伝送モードであるＴＥＭモードから方形導波管の基本伝送モードであるＴＥモードに変換されてからリッジ電極２１ａ，２１ｂに伝達される。   Here, the power supplied from the high frequency power supplies 5A and 5B to the converters 3A and 3B is a standing wave formed in the discharge chamber 2 by temporally modulating the phase of the high frequency power supplied from at least one of them. Thus, the temporal distribution of the electric field strength in the length direction (L direction) of the ridge electrodes 21a and 21b, where the electric field strength distribution is likely to be non-uniform, is made uniform by the phase position of the standing wave. At that time, the matching units 6A and 6B adjust values such as impedance in a system that transmits high-frequency power. Then, in the converters 3A and 3B, the TEM mode that is the coaxial transmission mode is converted to the TE mode that is the basic transmission mode of the rectangular waveguide, and then transmitted to the ridge electrodes 21a and 21b.

このような状態において、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間に材料ガスが導入されて材料ガスが電離（分解）されてプラズマが発生する。このプラズマにより材料ガスが分解または活性化して製膜種が生成され、基板側リッジ電極２１ｂの鉛直下側に設置した基板Ｓの上に均一な膜、例えばアモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜が均一に形成される。この時、長寿命ラジカル（ＳｉＨ３等）は基板側リッジ電極２１ｂに設けられた通気孔２３ｂを拡散で通過して、基板Ｓの表面に到達して製膜が行われる。一方、製膜に寄与しなかったガス成分は、ナノクラスタなど高次シランガスとともに排気側リッジ電極２１ａの通気孔２３ａを通過して排気管１２ｅから真空排気される。 In such a state, a material gas is introduced between the ridge electrodes 21a and 21b, and the material gas is ionized (decomposed) to generate plasma. A material gas is decomposed or activated by this plasma to generate a film-forming species, and a uniform film, such as an amorphous silicon film or a crystalline silicon film, is uniformly formed on the substrate S placed vertically below the substrate-side ridge electrode 21b. Formed. At this time, long-life radicals (SiH 3 or the like) pass through the air holes 23b provided in the substrate-side ridge electrode 21b by diffusion and reach the surface of the substrate S to form a film. On the other hand, gas components that have not contributed to the film formation are evacuated from the exhaust pipe 12e through the vent hole 23a of the exhaust-side ridge electrode 21a together with higher-order silane gas such as nanoclusters.

なお、排気側リッジ電極２１ａの鉛直上部に熱吸収温調ユニット１２が設置され、この熱吸収温調ユニット１２によって一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの温度を制御することで、基板Ｓの板厚方向（Ｅ方向）を通過する熱流束が制御されるため、基板Ｓの表裏温度差による変形（反り）が抑制される。また、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂも、固定方向や支持方法を熱膨張による拘束がない構造にするとともに、薄い金属板として表裏温度差の発生を防止し、変形（反り）を抑制する。これにより、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂ間の均一なプラズマ特性を確保し、高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。   The heat absorption temperature adjustment unit 12 is installed vertically above the exhaust-side ridge electrode 21a, and the temperature of the pair of ridge electrodes 21a and 21b is controlled by the heat absorption temperature adjustment unit 12 so that the thickness direction of the substrate S is increased. Since the heat flux passing through (E direction) is controlled, deformation (warpage) due to the front and back temperature difference of the substrate S is suppressed. The pair of ridge electrodes 21a and 21b also have a structure in which the fixing direction and the support method are not restricted by thermal expansion, prevent the occurrence of a front-back temperature difference as a thin metal plate, and suppress deformation (warpage). As a result, uniform plasma characteristics between the pair of ridge electrodes 21a and 21b can be secured, and high-quality plasma film formation processing can be performed.

また、基板Ｓの製膜時においては、基板Ｓと均熱温調器１１とが防着板２９に覆われるため、拡散してきた製膜ラジカルや粉類等の製膜材料が防着板２９によって遮蔽され、これらの製膜材料が製膜に関与しない領域に付着、蓄積して基板Ｓの搬送に支障が生じること等を防止できる。   Further, when the substrate S is formed, since the substrate S and the soaking temperature controller 11 are covered with the deposition preventive plate 29, the film deposition material such as the deposited film forming radicals and powders is diffused. Therefore, it is possible to prevent the film-forming material from adhering to and accumulating in a region not involved in the film formation and causing trouble in transporting the substrate S.

プラズマ製膜処理の終了後、排気手段９で放電室２（プロセス室４６）の内部が高真空へと排気される。また、基板Ｓと基板支持板７１と均熱温調器１１とが一体となって鉛直下方向(−Ｅ方向)へ下降し、所定位置で基板支持板７１のみにより基板Ｓが支持され、均熱温調器１１はさらに下降する。同時に防着板２９も下降して基板側リッジ電極２１ｂから離間し、基板側リッジ電極２１ｂと均熱温調器１１の間から基板Ｓが搬出され易いようにする。そして、ゲート弁５１が開放され、基板Ｓの下にアンロード室４８側より搬送体５９が挿入され、基板支持板７１が基板Ｓを搬送体５９の上に載置する。基板Ｓを受け取った搬送体５９はゲート弁５１を通過して基板Ｓをアンロード室４８に搬送し、ゲート弁５１は閉鎖される。   After the plasma film forming process is completed, the inside of the discharge chamber 2 (process chamber 46) is evacuated to a high vacuum by the exhaust means 9. Further, the substrate S, the substrate support plate 71, and the soaking temperature controller 11 are integrally lowered in the vertical downward direction (−E direction), and the substrate S is supported only by the substrate support plate 71 at a predetermined position, so that the soaking is performed. The thermal temperature controller 11 is further lowered. At the same time, the deposition preventing plate 29 is also lowered and separated from the substrate side ridge electrode 21b, so that the substrate S is easily carried out between the substrate side ridge electrode 21b and the soaking temperature controller 11. Then, the gate valve 51 is opened, the transport body 59 is inserted under the substrate S from the unload chamber 48 side, and the substrate support plate 71 places the substrate S on the transport body 59. The transfer body 59 that has received the substrate S passes through the gate valve 51 to transfer the substrate S to the unload chamber 48, and the gate valve 51 is closed.

アンロード室４８では、ベントにより大気圧へと戻されながら、基板Ｓを搬出するタイミングが図られるとともに、基板温調器５５により、後工程である基板冷却処理（徐冷処理）または基板温調処理が施される。基板Ｓを冷却する場合は、例えば冷却水循環による輻射冷却と、ベントＮ２ガス噴き付けにより基板Ｓの冷却を行い、基板Ｓの搬出時における急速な冷却による温度分布で基板Ｓが熱割れしないよう１００℃以下へ冷却することが望ましい。なお、タクトタイムに余裕がある場合は、基板温調器５５を均熱温調器１１に類する平板状の冷却器とし、これに基板Ｓを密着もしくは近接させることで、基板Ｓ全体の温度を目標温度へ均一に分布とさせてもよい。   In the unload chamber 48, while returning to atmospheric pressure by venting, the timing for carrying out the substrate S is achieved, and the substrate temperature controller 55 performs substrate cooling processing (slow cooling processing) or substrate temperature control as a subsequent process. Processing is performed. In the case of cooling the substrate S, for example, the substrate S is cooled by radiant cooling by circulating cooling water and the vent N2 gas injection, so that the substrate S is not thermally cracked by the temperature distribution due to rapid cooling when the substrate S is unloaded. It is desirable to cool to below ℃. If the tact time is sufficient, the substrate temperature controller 55 is a flat plate-like cooler similar to the soaking temperature controller 11, and the substrate S is brought into close contact with or close to the substrate S to adjust the temperature of the entire substrate S. It may be distributed uniformly to the target temperature.

アンロード室４８における後工程が完了したら、ゲート弁５２を開放して、基板Ｓは搬送レール５７の搬送ローラ５８により、ゲート弁５２を通過して所定の保管区画に搬送される。なお、プロセス室４６とロード室４７とアンロード室４８の上下流側端部および接続部に設けられたゲート弁４９〜５２により、各室４６，４７，４８の真空気密性が個別に維持されるようになっているため、基板Ｓの搬入／搬出の連続処理においてプロセス室４６およびプラズマ生成ユニット３６内部を常に真空状態に維持することができ、排気手段９の負荷を低減させることができる。   When the post-process in the unload chamber 48 is completed, the gate valve 52 is opened, and the substrate S is transferred to a predetermined storage section through the gate valve 52 by the transfer roller 58 of the transfer rail 57. In addition, the vacuum airtightness of each chamber 46, 47, 48 is maintained individually by the gate valves 49 to 52 provided at the upstream and downstream ends of the process chamber 46, the load chamber 47, and the unload chamber 48 and the connection portions. Therefore, the inside of the process chamber 46 and the plasma generation unit 36 can always be maintained in a vacuum state in the continuous processing of loading / unloading the substrate S, and the load on the exhaust unit 9 can be reduced.

以上のように構成された製膜装置１は、その放電室２が、リッジ部（リッジ電極２１ａ，２１ｂ）を形成したリッジ導波管であるため、その特性により、リッジ電極２１ａ，２１ｂの間では幅方向(Ｈ方向、且つ基板Ｓの搬送方向Ｃ)の電界強度分布がほぼ均一になる。また、高周波電源５Ａおよび高周波電源５Ｂの少なくとも一方から供給される高周波電力の位相を時間的に変調することにより、放電室２に形成される定在波の位置を変化させ、リッジ電極２１ａ，２１ｂにおけるＬ方向の電界強度の分布が時間平均的に均一化される。さらに、リッジ導波管を用いることにより、伝送損出が小さい効果も加わり、Ｈ方向とＬ方向ともに電界強度分布がほぼ均一化された領域を容易に大面積化できる。   In the film forming apparatus 1 configured as described above, the discharge chamber 2 is a ridge waveguide in which ridge portions (ridge electrodes 21a and 21b) are formed. Then, the electric field intensity distribution in the width direction (H direction and the transport direction C of the substrate S) becomes substantially uniform. Further, by temporally modulating the phase of the high frequency power supplied from at least one of the high frequency power source 5A and the high frequency power source 5B, the position of the standing wave formed in the discharge chamber 2 is changed, and the ridge electrodes 21a and 21b are changed. The distribution of the electric field strength in the L direction at is uniformed in time average. Further, by using the ridge waveguide, an effect of low transmission loss is added, and the area where the electric field intensity distribution is almost uniform in both the H direction and the L direction can be easily enlarged.

したがって、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂのＨ方向、Ｌ方向、共に電界強度の分布を均一化し、基板Ｓが面積１ｍ２を超える大型なものであっても、安定したプラズマ製膜処理を行うことができる。本実施形態では、特にＨ方向への電界均一性を活用して、リッジ電極２１ａ，２１ｂのＨ方向の寸法をＬ方向の寸法に比較して制限無く大きく設定するとともに、基板Ｓの搬送方向をＨ方向に沿わせたため、基板ＳのサイズをＨ方向へ大幅に拡大可能、もしくは複数枚の基板を同時処理可能にし、歩留まり良く安定したプラズマ処理を行って、基板Ｓの生産性を向上させることができる。 Accordingly, the distribution of the electric field strength is made uniform in both the H direction and the L direction of the pair of ridge electrodes 21a and 21b, and even if the substrate S has a large size exceeding an area of 1 m 2 , a stable plasma film forming process is performed. Can do. In the present embodiment, particularly by utilizing the electric field uniformity in the H direction, the dimension in the H direction of the ridge electrodes 21a and 21b is set larger than the dimension in the L direction without limitation, and the transport direction of the substrate S is set. Since the substrate S is aligned in the H direction, the size of the substrate S can be greatly increased in the H direction, or a plurality of substrates can be processed simultaneously, and stable plasma processing with a high yield is performed to improve the productivity of the substrate S. Can do.

上述の効果によれば、電極２１ａ，２１ｂのＨ方向の寸法をＬ方向の寸法より大きく設定することができる。一例として、基板ＳのＨ方向のサイズをＬ方向のサイズの１〜３倍程度、例えばＬ方向の長さを１１００ｍｍ、Ｈ方向の長さを１４００ｍｍに設定し、この基板ＳをＨ方向に搬送させてプラズマ製膜処理を実施することにより、基板Ｓの全面に亘って均一な製膜を行うことができる。さらに大面積な基板としては、例えばＬ方向の長さを１４００ｍｍ、Ｈ方向の長さを１１００ｍｍ×２＝２２００ｍｍに設定し、この基板ＳをＨ方向に搬送させてプラズマ製膜処理を実施してもよい。また、このようにＨ方向に基板Ｓを複数枚並べて、同時に製膜処理を施すようにしてもよい。これにより、基板Ｓの生産性を格段に向上させることができる。   According to the above-described effect, the dimension in the H direction of the electrodes 21a and 21b can be set larger than the dimension in the L direction. As an example, the size of the substrate S in the H direction is set to about 1 to 3 times the size in the L direction, for example, the length in the L direction is set to 1100 mm, and the length in the H direction is set to 1400 mm. By performing the plasma film forming process, uniform film formation can be performed over the entire surface of the substrate S. For a larger area substrate, for example, the length in the L direction is set to 1400 mm, the length in the H direction is set to 1100 mm × 2 = 2200 mm, and the substrate S is transported in the H direction to perform plasma film formation processing. Also good. In addition, a plurality of substrates S may be arranged in the H direction as described above, and the film forming process may be performed simultaneously. Thereby, the productivity of the substrate S can be significantly improved.

また、この製膜装置１では、函体状の製膜チャンバ３５（第１の真空容器）の内部に放電室２および変換器３Ａ，３Ｂが気密的に収容されてプラズマ生成ユニット３６が構成されるとともに、同じく函体状で浅底に形成された搬送チャンバ３９（第２の真空容器）の内部に基板搬送装置４４が気密的に収容されて基板搬送ユニット３８が構成され、この基板搬送ユニット３８が、リッジ電極２１ａ，２１ｂの幅方向（Ｈ方向）に沿う方向でプラズマ生成ユニット３６の下部に交差して接続され、排気手段９によりプラズマ生成ユニット３６および基板搬送ユニット３８の内部の気体がそれぞれ排気されるように構成されている。   Further, in the film forming apparatus 1, the discharge chamber 2 and the converters 3A and 3B are hermetically accommodated in a box-shaped film forming chamber 35 (first vacuum vessel), and the plasma generation unit 36 is configured. In addition, a substrate transfer device 44 is hermetically accommodated inside a transfer chamber 39 (second vacuum vessel) which is also formed in a box shape and shallow, and a substrate transfer unit 38 is configured. 38 is connected across the lower part of the plasma generation unit 36 in the direction along the width direction (H direction) of the ridge electrodes 21a and 21b, and the gas inside the plasma generation unit 36 and the substrate transport unit 38 is evacuated by the exhaust means 9. Each is configured to be exhausted.

このため、仮に放電室２と変換器３Ａ，３Ｂと基板搬送装置４４とを１つの共通の真空容器にまとめて収容した場合に比べて、製膜装置１全体の容積を大幅に縮小して小型化することができる。また、プラズマ処理をする基板ＳはＨ方向に比べてＬ方向を短く選定することができるので、ゲート弁４９〜５２の開口幅を狭くして小型化が計れる。したがい、全体に無駄となる容積を削減して、真空ポンプ等の排気手段の大型化を抑制でき、真空排気時間を短縮することができる。これらにより、製膜装置１を工場敷地内に多数配置できるとともに、基板Ｓの生産量を向上させることができる。   For this reason, compared with the case where the discharge chamber 2, the converters 3A and 3B, and the substrate transfer device 44 are collectively accommodated in one common vacuum vessel, the volume of the entire film forming apparatus 1 is greatly reduced and the size is reduced. Can be Further, since the substrate S to be plasma-processed can be selected to have a shorter L direction than the H direction, the opening width of the gate valves 49 to 52 can be narrowed to reduce the size. Therefore, the volume that is wasted as a whole can be reduced, the increase in the size of the exhaust means such as a vacuum pump can be suppressed, and the vacuum exhaust time can be shortened. As a result, a large number of film forming apparatuses 1 can be arranged in the factory premises, and the production amount of the substrate S can be improved.

さらに、この製膜装置１では、基板搬送ユニット３８が、プラズマ生成ユニット３６との交差部に位置して基板Ｓにプラズマ製膜処理を施すプロセス室４６と、このプロセス室４６の搬送方向上流側に位置する前工程用のロード室４７と、プロセス室４６の搬送方向下流側に位置する後工程用のアンロード室４８と、これら各室４６，４７，４８の上下流側端部および接続部を開閉してこれら各室４６，４７，４８の真空気密性を個別に維持可能なゲート弁４９〜５２とを備えて構成されている。   Further, in the film forming apparatus 1, the substrate transfer unit 38 is located at the intersection with the plasma generation unit 36, the process chamber 46 for performing the plasma film forming process on the substrate S, and the upstream side of the process chamber 46 in the transfer direction. A pre-process load chamber 47 located in the process chamber 46, a post-process unload chamber 48 located downstream in the transport direction of the process chamber 46, and upstream and downstream end portions and connection portions of the chambers 46, 47, 48. And gate valves 49 to 52 that can individually maintain the vacuum tightness of the chambers 46, 47, and 48.

このように、基板搬送ユニット３８が小さな容積の３つの部屋４６，４７，４８に区画され、これら各部屋４６，４７，４８がそれぞれゲート弁４９〜５２により真空気密性を維持されるため、排気手段９として用いられる真空ポンプ等の負荷を低減させてその容量を小型化でき、ひいては製膜装置１全体の小型化にも寄与することができる。特に、大気圧と真空を繰り返すロード室４７とアンロード室４８には、その容積の縮小により真空排気時間が短縮され、タクトタイムを短縮させる効果が大きい。しかも、プラズマ製膜処理が施されるプロセス室４６では、ゲート弁５０，５１を閉鎖することによってプロセス室４６の内容積を最小限に保つことができるので、プロセス室４６の真空排気にかかる時間を飛躍的に短縮することができ、放電室２での未利用材料ガスの効率的な排気をも助長でき、膜質の向上効果もある。これによりプラズマ製膜処理速度を高め、もって基板Ｓの生産量を向上させることができる。   In this way, the substrate transfer unit 38 is partitioned into three chambers 46, 47, and 48 having a small volume, and these chambers 46, 47, and 48 are maintained in vacuum tightness by the gate valves 49 to 52, respectively. The capacity of the vacuum pump or the like used as the means 9 can be reduced and the capacity thereof can be reduced, thereby contributing to the downsizing of the film forming apparatus 1 as a whole. In particular, the load chamber 47 and the unload chamber 48 that repeat the atmospheric pressure and the vacuum have a great effect of shortening the tact time because the evacuation time is shortened by reducing the volume. In addition, in the process chamber 46 where the plasma film forming process is performed, the internal volume of the process chamber 46 can be kept to a minimum by closing the gate valves 50 and 51, so that the time required for evacuating the process chamber 46 is reduced. Can be drastically shortened, and efficient exhaust of unused material gas in the discharge chamber 2 can be facilitated, and the film quality can be improved. As a result, the plasma deposition rate can be increased, and the production amount of the substrate S can be improved.

（第１応用例）
図９は、第１実施形態における製膜装置１の基本構造を応用し、その放電室２における基板側リッジ電極２１ｂの支持方法が異なる製膜装置１０１を示す縦断面図である。この製膜装置１０１では、基板側リッジ電極２１ｂを下方（−Ｅ方向）から支える電極支持部材１５３が設けられており、この電極支持部材１５３は、例えば外枠部１５３ａと、この外枠部１５３ａの内側にて十字状に架設された桟部１５３ｂとを有して、平面視で略「田」の字形に形成され、その上面の平面度が正確に出されている。 (First application example)
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a film forming apparatus 101 that applies the basic structure of the film forming apparatus 1 in the first embodiment and differs in the method for supporting the substrate-side ridge electrode 21b in the discharge chamber 2. In the film forming apparatus 101, an electrode support member 153 that supports the substrate-side ridge electrode 21b from below (−E direction) is provided. The electrode support member 153 includes, for example, an outer frame portion 153a and the outer frame portion 153a. And a crosspiece 153b laid in a cross shape on the inner side, and is formed into a substantially “rice” shape in plan view, and the flatness of the upper surface thereof is accurately obtained.

この電極支持部材１５３の上面に、基板側リッジ電極２１ｂが載置され、複数のスライドピン１５４によって電極支持部材１５３に保持されている。基板側リッジ電極２１ｂにはスライドピン１５４を挿通させる複数のピン孔１５５が穿設されており、これらのピン孔１５５は、１箇所の円孔状の位置決めピン孔と、位置決めピン孔から熱伸方向である放射方向に延びる長孔状に形成されており、リッジ電極２１ｂは電極支持部材１５３上に相対位置を保ちながら密着するように平面度を維持して保持された状態で、熱膨張を起こしても拘束されないので、反りや歪を生じることがない。なお、またスライドピン１５４の頭が電極面内側（プラズマ生成側）へ突出しないよう、スライドピン１５４の頭が薄く曲面を持つなどの工夫がされ、桟部１５３ｂは、スライドピン１５４を固定できる範囲で幅が狭いことが好ましい。 The substrate-side ridge electrode 21 b is placed on the upper surface of the electrode support member 153, and is held on the electrode support member 153 by a plurality of slide pins 154. A plurality of pin holes 155 through which the slide pins 154 are inserted are formed in the substrate-side ridge electrode 21b. These pin holes 155 are formed into one circular hole-shaped positioning pin hole and a hot extension from the positioning pin hole. The ridge electrode 21b is formed in the shape of a long hole extending in the radial direction, and the thermal expansion of the ridge electrode 21b is maintained while maintaining the flatness so as to be in close contact with the electrode support member 153 while maintaining the relative position. Even if it is raised, it is not restrained, so there is no warping or distortion. Note also that the head of the slide pin 154 does not protrude to the electrode surface inside (plasma generation side), the head of the slide pin 154 is a contrivance such as with thin curved crosspieces 153b can fix the slide pin 1 54 The width is preferably narrow in the range.

以上のように構成された製膜装置１０１によれば、基板側リッジ電極２１ｂが排気側リッジ電極２１ａに対して平行かつ平坦に支持され、しかも基板側リッジ電極２１ｂの表裏面がプラズマ処理に差し支えない程度に露出しているため、薄い金属板でなる基板側リッジ電極２１ｂが自重により撓むことを防止して平面度を高い精度で保ちながら、放電室２内において均一なプラズマを発生させ、基板Ｓに高品質なプラズマ製膜処理を行うことができる。   According to the film forming apparatus 101 configured as described above, the substrate-side ridge electrode 21b is supported parallel and flat to the exhaust-side ridge electrode 21a, and the front and back surfaces of the substrate-side ridge electrode 21b can be used for plasma processing. Since the substrate side ridge electrode 21b made of a thin metal plate is prevented from being bent by its own weight and the flatness is maintained with high accuracy, a uniform plasma is generated in the discharge chamber 2, A high-quality plasma film forming process can be performed on the substrate S.

一方、基板側リッジ電極２１ｂのＨ方向の両辺部は、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの電極固定部２２ｃに締結固定され、電極固定部２２ｃの位置を非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂに対して上下（±Ｅ方向）にスライドさせるスライド調整部１４７が設けられ、締結部材１４８に締結されることによりその高さが固定される。このため、電極固定部２２ｃの位置をスライドさせ、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂのＬ方向断面形状を変化させることがなく、導波管特性を維持して伝送特性は変化せずに、基板側リッジ電極２１ｂの高さを調整することで、リッジ電極対向間隔が所定の間隔：ｄ１となる。   On the other hand, both sides of the substrate side ridge electrode 21b in the H direction are fastened and fixed to the electrode fixing portions 22c of the non-ridge portion waveguides 22a and 22b, and the positions of the electrode fixing portions 22c are set to the non-ridge portion waveguides 22a and 22b. A slide adjusting portion 147 that slides up and down (± E direction) is provided, and the height thereof is fixed by being fastened to the fastening member 148. For this reason, the position of the electrode fixing portion 22c is slid, the L-direction cross-sectional shape of the non-ridge portion waveguides 22a and 22b is not changed, the waveguide characteristics are maintained, and the transmission characteristics are not changed. By adjusting the height of the substrate-side ridge electrode 21b, the ridge electrode facing interval becomes a predetermined interval: d1.

他方、材料ガス供給手段としては、図３に示すように非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの内部に材料ガス供給管１０ａを収容して構成する代わりに、熱吸収温調ユニット１２の内部の共通空間１２ｄ内に材料ガス分配部１６３として設けてもよい。材料ガス分配部１６３は、共通空間１２ｄ内にてリッジ電極２１ａの面方向に沿って複数本平行に張り巡らされた材料ガス供給管１６３ａと、これら各材料ガス供給管１６３ａの両端部が集合するヘッダー管１６３ｂと、各材料ガス供給管１６３ａの下面に穿設された複数の材料ガス噴出孔１６３ｃと、両ヘッダー管１６３ｂにそれぞれ接続される材料ガス導入管１６３ｄとを備えて構成されている。複数の材料ガス供給管１６３ａと一対のヘッダー部１６３ｂはラダー状に組み立てられている。   On the other hand, as the material gas supply means, instead of the material gas supply pipe 10a accommodated in the non-ridge waveguides 22a and 22b as shown in FIG. The material gas distribution unit 163 may be provided in the common space 12d. In the material gas distribution unit 163, a plurality of material gas supply pipes 163a extending in parallel along the surface direction of the ridge electrode 21a in the common space 12d, and both ends of each of the material gas supply pipes 163a are gathered. A header pipe 163b, a plurality of material gas ejection holes 163c drilled in the lower surface of each material gas supply pipe 163a, and a material gas introduction pipe 163d connected to both header pipes 163b, respectively. The plurality of material gas supply pipes 163a and the pair of header portions 163b are assembled in a ladder shape.

材料ガス導入管１６３ｄは図示しない主配管から分岐して均一に材料ガスが供給され、この材料ガスが材料ガス噴出孔１６３ｃから熱吸収温調ユニット１２の内部を経て上下のリッジ電極２１ａ，２１ｂの間に均一に噴き出される。各材料ガス噴出孔１６３ｃには、排気側リッジ電極２１ａまで材料ガスを逆流させずに導通させるように、熱吸収温調ユニット１２の吸引口１２ｆを通って下方に延びるガイドパイプ１６３ｅが設けられ、材料ガス噴出孔１６３ｃから噴き出す材料ガスが、真空排気ガスが通過する吸引孔１２ｆや排気側リッジ電極２１ａの通気孔２３ａにおいても、拡散しないでリッジ電極２１ａと２１ｂとの間の空間に入るようにされ、これによって均一なプラズマ分布と均一な製膜種の形成が行なわれる。   The material gas introduction pipe 163d branches from a main pipe (not shown) and is uniformly supplied with the material gas. This material gas passes through the inside of the heat absorption temperature control unit 12 from the material gas ejection hole 163c and is connected to the upper and lower ridge electrodes 21a and 21b. It is ejected uniformly in between. Each material gas ejection hole 163c is provided with a guide pipe 163e extending downward through the suction port 12f of the heat absorption temperature control unit 12 so that the material gas is conducted to the exhaust-side ridge electrode 21a without backflow. The material gas ejected from the material gas ejection hole 163c does not diffuse into the space between the ridge electrodes 21a and 21b in the suction hole 12f through which the vacuum exhaust gas passes and the vent hole 23a of the exhaust ridge electrode 21a. As a result, uniform plasma distribution and uniform film-forming species are formed.

本構成によれば、プラズマ生成時にリッジ電極２１ａ，２１ｂの間で生成されるＳｉナノクラスター等の高次シランガス成分を、その流れ方向をそのままＵターンさせて素早く製膜雰囲気から排出できるため、ＳｉＨ３ラジカル拡散主体とした高性能、高品質製膜を得ることができる。しかもこの場合、各材料ガス噴出孔１６３ｃから噴出した材料ガスは、排気側リッジ電極２１ａよりも上方から、一旦排気側リッジ電極２１ａ下方の略全面の広い面積に略均一に排出された後に、通気孔２３ａから吸引孔１２ｆを経由して排気口１２eより排気手段９により真空排気されるので、基板Ｓの全面にわたり製膜条件を維持し管理できるので、さらに好ましい。 According to this configuration, since higher-order silane gas components such as Si nanoclusters generated between the ridge electrodes 21a and 21b at the time of plasma generation can be quickly discharged from the film-forming atmosphere by making a U-turn in the flow direction as they are. High-performance and high-quality film formation mainly consisting of three radicals can be obtained. In addition, in this case, the material gas ejected from each material gas ejection hole 163c is once discharged substantially uniformly from a position above the exhaust side ridge electrode 21a to a large area on a substantially entire surface below the exhaust side ridge electrode 21a, and then passed through. It is more preferable that the film forming conditions can be maintained and managed over the entire surface of the substrate S because the air is exhausted from the air holes 23a through the suction holes 12f through the exhaust port 12e by the exhaust means 9.

（第２応用例）
図１０は、第１実施形態における製膜装置１の基本構造を応用し、その放電室２における基板側リッジ電極２１ｂの支持方法が異なる製膜装置２０１を示す縦断面図である。この製膜装置２０１では、プラズマ製膜処理を施す基板Ｓが排気側リッジ電極２１ａと基板側リッジ電極２１ｂとの間に挟まれるように設置され、基板側リッジ電極２１ｂの上に載置される。これにより、プラズマと基板Ｓとの距離が短くなるので、プラズマ処理の迅速化（製膜速度の向上）および安定化を図り、高品質な製膜をより高速で施すことができる。基板側リッジ電極２１ｂは、均熱温調器１１の上面１１ａと一体となるように形成することで、剛体構造化により変形がないものとしてもよい。または、基板側リッジ電極２１ｂは、図９で示した第１応用例と同様に、スライドピン１５４と長孔状に形成された複数のピン孔１５５により、熱膨張差を許容できるように保持されても良い。 (Second application example)
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a film forming apparatus 201 to which the basic structure of the film forming apparatus 1 in the first embodiment is applied and the method for supporting the substrate-side ridge electrode 21b in the discharge chamber 2 is different. In this film forming apparatus 201, the substrate S on which the plasma film forming process is to be performed is installed so as to be sandwiched between the exhaust side ridge electrode 21a and the substrate side ridge electrode 21b, and is placed on the substrate side ridge electrode 21b. . Thereby, since the distance between the plasma and the substrate S is shortened, plasma processing can be accelerated (improved film formation speed) and stabilized, and high-quality film formation can be performed at higher speed. The substrate-side ridge electrode 21b may be formed so as to be integrated with the upper surface 11a of the soaking temperature controller 11 so that the substrate-side ridge electrode 21b is not deformed due to the rigid structure. Or, the substrate-side ridge electrode 21b, as in the first application example shown in FIG. 9, a plurality of pin holes 1 55 that the slide pin 1 54 is formed in a long hole shape, so that it can tolerate thermal expansion difference It may be held.

また、基板搬送時には、基板側リッジ電極２１ｂを降下させて排気側リッジ電極２１ａと基板側リッジ電極２１ｂとの間隔を広げ、両リッジ電極２１ａ，２１ｂに干渉することなく基板Ｓの搬入・搬出を容易に実施できる。この時、両端部分の矩形状の非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂは、例えばオーバーラップ構造を採用することにより、固定側の上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’に対して下部非リッジ導波管２２ａ”，２２ｂ”が下方向(−Ｅ方向)へ分離・移動するので、基板Ｓの搬送に支障が生じることはない。なお、非リッジ部導波管２２ａ，２２ｂの上下分離部分には、電位均一性のため、金属ウールや薄板によるシールド材を設けてプラズマ発生時には上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’対して下部導波管２２ａ”，２２ｂ”の電気的接触特性を維持しても良い。   When the substrate is transported, the substrate-side ridge electrode 21b is lowered to widen the space between the exhaust-side ridge electrode 21a and the substrate-side ridge electrode 21b, and the substrate S can be loaded and unloaded without interfering with the ridge electrodes 21a and 21b. Easy to implement. At this time, the rectangular non-ridge waveguides 22a and 22b at both ends are, for example, an overlap structure, so that the lower non-ridge waveguides 22a ′ and 22b ′ are lower than the upper non-ridge waveguides 22a ′ and 22b ′ on the fixed side. Since the ridge waveguides 22a ″ and 22b ″ are separated and moved in the downward direction (−E direction), there is no problem in transporting the substrate S. In addition, for the potential uniformity, a shield material made of metal wool or a thin plate is provided at the upper and lower separation portions of the non-ridge waveguides 22a and 22b, and the plasma is generated with respect to the upper non-ridge waveguides 22a 'and 22b'. Thus, the electrical contact characteristics of the lower waveguides 22a "and 22b" may be maintained.

（第３応用例）
図１１は、第１実施形態における製膜装置１の基本構造を応用し、その放電室２における基板側リッジ電極２１ｂの支持方法が異なる製膜装置３０１を示す縦断面図である。この製膜装置３０１では、基板側リッジ電極２１ｂが均熱温調器１１Ａで支持され、この基板側リッジ電極２１ｂの上にプラズマ製膜処理を施す基板Ｓが載置されるとともに、リッジ電極２１ａ，２１ｂの両端部分が繋がる矩形状の非リッジ部導波管がシングルリッジ型に形成されて上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’とされ、均熱温調器１１Ａの両端が上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’の部分まで拡大されている。 (Third application example)
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a film forming apparatus 301 to which the basic structure of the film forming apparatus 1 in the first embodiment is applied and in which the substrate side ridge electrode 21 b is supported in the discharge chamber 2. In this film forming apparatus 301, the substrate side ridge electrode 21b is supported by the soaking temperature controller 11A, and the substrate S on which the plasma film forming process is performed is placed on the substrate side ridge electrode 21b, and the ridge electrode 21a. , 21b are rectangular non-ridge waveguides connected to both ends of the single ridge to form upper non-ridge waveguides 22a 'and 22b'. The ridge portion waveguides 22a ′ and 22b ′ are enlarged.

この場合、基板Ｓの搬送時には、均熱温調器１１Ａが±Ｅ方向へ上下動するように構成されており、基板Ｓの搬入・搬出時においては、均熱温調器１１Ａが降下して上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’から分離することで、排気側リッジ電極２１ａと基板側リッジ電極２１ｂとの間隔を広げ、基板Ｓの搬入・搬出を容易に実施できる。このような均熱温調器１１Ａの上下動に伴い、均熱温調器１１Ａの両端が上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’から分離する部分は、均熱温調器１１Ａの表面（上面）になるので、図１０に示す第２応用例のオーバーラップ構造と比較して簡易な構造とすることができる。   In this case, the soaking temperature controller 11A is configured to move up and down in the ± E direction when the substrate S is transported, and the soaking temperature controller 11A is lowered when the substrate S is loaded and unloaded. By separating from the upper non-ridge portion waveguides 22a ′ and 22b ′, the interval between the exhaust-side ridge electrode 21a and the substrate-side ridge electrode 21b can be widened, and the substrate S can be easily carried in and out. As the soaking temperature controller 11A moves up and down, the part where both ends of the soaking temperature controller 11A are separated from the upper non-ridge portion waveguides 22a ′ and 22b ′ is the surface of the soaking temperature controller 11A. Since it becomes (upper surface), it can be set as a simple structure compared with the overlap structure of the 2nd application example shown in FIG.

また、均熱温調器１１Ａは剛性が高く変形が少ないので、両端の上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’を閉動作した状態では、電気的接触安定性が向上し、上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’内の電位分布を低減し、プラズマの均一化に好ましい。さらに、上部非リッジ部導波管２２ａ’，２２ｂ’の、均熱温調器１１Ａの表面（上面）との接触部分は、電位均一性のため、金属ウールや薄板によるシールド材を設けてプラズマ発生時には均熱温調器１１Ａとの電気的接触特性を向上させても良い。なお、基板側リッジ電極２１ｂは、剛体構造の均熱温調器１１Ａと一体の構造としても良いし、図９に示す第１応用例と同様に、スライドピン１５４と長孔状に形成された複数のピン孔１５５により、熱膨張差を許容できるように保持させても良い。 Further, the soaking temperature controller 11A has high rigidity and little deformation. Therefore, when the upper non-ridge waveguides 22a ′ and 22b ′ at both ends are closed, the electrical contact stability is improved and the upper non-ridge is improved. The potential distribution in the partial waveguides 22a ′ and 22b ′ is reduced, which is preferable for uniforming the plasma. Further, the contact portions of the upper non-ridge waveguides 22a 'and 22b' with the surface (upper surface) of the soaking temperature controller 11A are provided with a shield material made of metal wool or a thin plate for the purpose of potential uniformity. At the time of occurrence, the electrical contact characteristics with the soaking temperature controller 11A may be improved. The substrate-side ridge electrode 21b is may be used as the structure of the soaking temperature controller 11A integral with the rigid structure, similar to the first application example shown in FIG. 9, the slide pin 1 54 is formed in a long hole shape a plurality of pin holes 1 55 may be held so that it can tolerate thermal expansion difference.

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図１２に基づいて説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係る製膜装置４０１の斜視図であり、図１３は図１２のXIII-XIII線に沿う製膜装置の縦断面図である。この製膜装置４０１において、図５および図６に示す第１実施形態の製膜装置１と異なるのは、製膜装置１が１基の基板搬送ユニット３８に対して１基のプラズマ生成ユニット３６が設置されていたのに対し、この製膜装置４０１では、１基の基板搬送ユニット３８に対して複数基、例えば３基のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが直列的（インライン）に配置されている点である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective view of a film forming apparatus 401 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the film forming apparatus along the line XIII-XIII in FIG. The film forming apparatus 401 is different from the film forming apparatus 1 of the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6 in that the film forming apparatus 1 has one plasma generation unit 36 for one substrate transport unit 38. In this film forming apparatus 401, a plurality of, for example, three plasma generation units 36A, 36B, 36C are arranged in series (in-line) with respect to one substrate transport unit 38. It is a point.

各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと、基板搬送ユニット３８の構成は、第１実施形態の製膜装置１とほぼ同様であるため、同一部分には符号を付さない、または同一符号を付して説明を省略する。各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃは、各々の上面に設けられた各々の排気管１２ｅから各々の排気手段９により真空排気がなされる。また、プラズマ製膜処理を施される基板Ｓの搬送方向Ｃは、第１実施形態の製膜装置１と同じく、一対のリッジ電極２１ａ，２１ｂの幅方向（Ｈ方向）に沿っている。   Since the configurations of the plasma generation units 36A, 36B, and 36C and the substrate transport unit 38 are substantially the same as those of the film forming apparatus 1 of the first embodiment, the same parts are not denoted by the same reference numerals or are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted. Each plasma generation unit 36A, 36B, 36C is evacuated by each exhaust means 9 from each exhaust pipe 12e provided on each upper surface. Further, the transport direction C of the substrate S subjected to the plasma film forming process is along the width direction (H direction) of the pair of ridge electrodes 21a and 21b, as in the film forming apparatus 1 of the first embodiment.

基板搬送ユニット３８は、浅底で容積の小さい真空容器である搬送チャンバ３９（第２の真空容器）の中に、基板搬送装置４４が気密的に収容されて構成されたユニットであり、プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと交差する部分、即ち３つの放電室２の直下にそれぞれ画成された３室のプロセス室４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃと、プロセス室４６Ａに対して基板搬送装置４４の搬送方向Ｃの上流側に繋がるロード室４７と、プロセス室４６Ｃに対し搬送方向Ｃの下流側に繋がるアンロード室４８に区画されている。そして、図１３に示すように、これら各室４７，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４８の上下流側端部および接続部にはそれぞれゲート弁４９，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５１，５２が設けられ、これらのゲート弁４９，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５１，５２が閉鎖すると各室４７，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４８の真空気密性が個別に維持されるようになっている。   The substrate transfer unit 38 is a unit in which a substrate transfer device 44 is hermetically accommodated in a transfer chamber 39 (second vacuum vessel) that is a vacuum vessel having a shallow bottom and a small volume, and generates plasma. The parts crossing the units 36A, 36B, 36C, that is, the three process chambers 46A, 46B, 46C respectively defined immediately below the three discharge chambers 2, and the transfer direction of the substrate transfer device 44 with respect to the process chamber 46A The chamber is divided into a load chamber 47 connected to the upstream side of C and an unload chamber 48 connected to the downstream side in the transfer direction C with respect to the process chamber 46C. As shown in FIG. 13, gate valves 49, 50A, 50B, 50C, 51, 52 are provided at the upstream and downstream ends and the connecting portions of these chambers 47, 46A, 46B, 46C, 48, When these gate valves 49, 50A, 50B, 50C, 51, 52 are closed, the vacuum tightness of the respective chambers 47, 46A, 46B, 46C, 48 is individually maintained.

基板搬送ユニット３８は、搬送チャンバ３９（第２の真空容器）の中に、基板搬送装置４４が気密的に収容されて構成されたユニットであり、プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと交差する部分、即ち３つの放電室２の直下にそれぞれ画成された３室のプロセス室４６と、このプロセス室４６に対し基板搬送装置４４の搬送方向Ｃの上流側に繋がるロード室４７と、プロセス室４６に対し搬送方向Ｃの下流側に繋がるアンロード室４８に区画されている。そして、これら各室４６，４７，４８の上下流側端部および接続部にはそれぞれゲート弁４９…が設けられ、これらのゲート弁４９…が閉鎖すると各室４６，４７，４８の真空気密性が個別に維持されるようになっている。   The substrate transfer unit 38 is a unit configured such that the substrate transfer device 44 is hermetically accommodated in the transfer chamber 39 (second vacuum container), and is a portion that intersects with the plasma generation units 36A, 36B, and 36C. That is, three process chambers 46 defined immediately below the three discharge chambers 2, a load chamber 47 connected to the upstream side of the substrate transfer device 44 in the transfer direction C with respect to the process chamber 46, and the process chamber 46 On the other hand, an unload chamber 48 connected to the downstream side in the transport direction C is defined. Further, gate valves 49 are provided at upstream and downstream ends and connecting portions of the chambers 46, 47, 48, respectively, and when these gate valves 49 are closed, the vacuum tightness of the chambers 46, 47, 48 is achieved. Are now maintained individually.

このように、１基の基板搬送ユニット３８に対して複数基のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを直列的に配置したレイアウトとした場合、例えばこの製膜装置４０１によって太陽電池（光電変換パネル）の基板光電変換層を製膜する時には、まずプラズマ生成ユニット３６Ａにおいて基板光電変換層のｐ層を製膜し、次に基板Ｓを搬送してプラズマ生成ユニット３６Ｂにおいてi層を製膜し、さらに基板Ｓを搬送して最後にプラズマ生成ユニット３６Ｃにおいてｎ層を製膜するというように、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにおいて異なる種類のプラズマ製膜処理を行い、積層膜を形成することができる。あるいは、複数の基板Ｓを各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃに配置して同時にプラズマ製膜処理を施すこと等ができる。このため、プラズマ製膜処理基板の生産量を向上させることができる。しかも、第１実施形態の製膜装置１と同じく、基板Ｓの搬送方向であるＨ方向に電界強度が均一に確保できているので、順次連続した基板処理においても、歩留まり高く安定性の高い生産を行うことができる。   Thus, when it is set as the layout which has arrange | positioned several plasma production unit 36A, 36B, 36C in series with respect to the one board | substrate conveyance unit 38, this solar cell (photoelectric conversion panel) is formed by this film forming apparatus 401, for example. When the substrate photoelectric conversion layer is formed, first the p layer of the substrate photoelectric conversion layer is formed in the plasma generation unit 36A, then the substrate S is transported and the i layer is formed in the plasma generation unit 36B. It is possible to form a laminated film by carrying out different types of plasma film forming processes in each of the plasma generating units 36A, 36B, 36C, such as transporting the substrate S and finally forming an n layer in the plasma generating unit 36C. it can. Alternatively, a plurality of substrates S can be arranged in each plasma generation unit 36A, 36B, 36C and subjected to plasma film formation at the same time. For this reason, the production amount of the plasma film-forming substrate can be improved. In addition, as with the film forming apparatus 1 of the first embodiment, since the electric field strength is uniformly ensured in the H direction, which is the transfer direction of the substrate S, the production with high yield and high stability can be achieved even in sequential substrate processing. It can be performed.

その上、基板搬送ユニット３８の長さは延びるものの、基板搬送ユニット３８におけるロード室４７およびアンロード室４８の数と、排気管４７ａ，４８ａからの各々の排気手段９の数が第１実施形態と同様な数量と仕様で足りるため、少ない部品点数と、比較的狭い敷地面積で、複数の複雑なプラズマ製膜処理を行うことができ、製膜装置４０１自体およびその製品としての基板Ｓの価格を低減させることができる。   In addition, although the length of the substrate transfer unit 38 extends, the number of load chambers 47 and unload chambers 48 in the substrate transfer unit 38 and the number of exhaust means 9 from the exhaust pipes 47a and 48a are the first embodiment. Therefore, a plurality of complicated plasma film forming processes can be performed with a small number of parts and a relatively small site area, and the film forming apparatus 401 itself and the price of the substrate S as a product thereof are sufficient. Can be reduced.

なお、上述したように光電変換パネルの基板光電変換層を製膜する時には、メンテナンス頻度が高いi層を製膜するプラズマ生成ユニットを複数設けておき、製膜対応室と休止（基板スルー搬送）室を区分けすることで、製膜装置４０１の稼働率を維持することができる。 As described above, when the substrate photoelectric conversion layer of the photoelectric conversion panel is formed, a plurality of plasma generation units for forming the i layer having a high maintenance frequency are provided, and the film formation corresponding room and the rest (substrate through transfer) are provided. By dividing the chamber, the operation rate of the film forming apparatus 401 can be maintained.

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図１４、図１５に基づいて説明する。図１４は本発明の第３実施形態に係る製膜装置５０１の斜視図であり、図１５は図１４のXV-XV線に沿う製膜装置５０１の縦断面図である。これらの図において、図５および図６に示す第１実施形態の製膜装置１と同様な構成の部分には、符号を付さない、または同一符号を付して説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a perspective view of a film forming apparatus 501 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the film forming apparatus 501 along the line XV-XV in FIG. In these drawings, parts having the same configurations as those of the film forming apparatus 1 of the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6 are not denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この製膜装置５０１は、それぞれ１基ずつプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが設けられた基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが３列、並列に配置され、これら各々の基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの前後両端が、それぞれ基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃに対して直交する方向に延びる共通搬送室１１２（第１の共通搬送室）と共通搬送室１１３（第２の共通搬送室）に連通している。また、共通搬送室１１２の一端にはプラズマ処理前の基板を待機させるロード室１１４が設けられ、共通搬送室１１３の一端にはプラズマ処理後の基板を待機させるアンロード室１１５が設けられている。プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃおよび基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの構成は、第１実施形態の製膜装置１のものと同様である。   The film forming apparatus 501 includes three substrate transfer units 38A, 38B, and 38C each having one plasma generation unit 36A, 36B, and 36C arranged in parallel, and each of these substrate transfer units 38A, 38B, Both front and rear ends of 38C communicate with a common transfer chamber 112 (first common transfer chamber) and a common transfer chamber 113 (second common transfer chamber) extending in directions orthogonal to the substrate transfer units 38A, 38B, and 38C, respectively. doing. In addition, a load chamber 114 that waits for a substrate before plasma processing is provided at one end of the common transfer chamber 112, and an unload chamber 115 that waits for a substrate after plasma processing is provided at one end of the common transfer chamber 113. . The configurations of the plasma generation units 36A, 36B, and 36C and the substrate transfer units 38A, 38B, and 38C are the same as those of the film forming apparatus 1 of the first embodiment.

各基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの両端は、それぞれゲート弁１１７，１１８を介して共通搬送室１１２，１１３に連通している。共通搬送室１１２，１１３の内部には、一対の搬送レール１２０と、その上を走行する基板搬送台１２１からなる基板搬送システム１２２が内蔵されていて、ロード室１１４とアンロード室１１５と各基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃとの間で基板Ｓを１枚毎、または複数枚単位で搬送する。また、ロード室１１４とアンロード室１１５は、それぞれゲート弁１２４，１２５を介して共通搬送室１１２，１１３に連通している。   Both ends of each substrate transfer unit 38A, 38B, 38C communicate with the common transfer chambers 112, 113 via gate valves 117, 118, respectively. Inside the common transfer chambers 112 and 113, a substrate transfer system 122 including a pair of transfer rails 120 and a substrate transfer table 121 running on the pair of transfer rails 120 is built in. The load chamber 114, the unload chamber 115, and each substrate The substrate S is transported between the transport units 38A, 38B, and 38C one by one or in units of a plurality of sheets. Further, the load chamber 114 and the unload chamber 115 communicate with the common transfer chambers 112 and 113 through gate valves 124 and 125, respectively.

ロード室１１４とアンロード室１１５には、それぞれ外部に通じるゲート弁１２６，１２７が設けられるとともに、多数の基板Ｓをストックできる基板カセット１２８，１２９が内蔵されていて、基板カセット単位で基板製膜装置５０１へ搬入・搬出ができる。さらに、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃは、その上面に設けられた各々の排気管１２ｅから排気手段９により真空排気がなされ、共通搬送室１１２，１１３とロード室１１４とアンロード室１１５は、その各々の下面に設けられた排気管１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ，１１５ａから排気手段９により真空排気がなされる。   The load chamber 114 and the unload chamber 115 are respectively provided with gate valves 126 and 127 communicating with the outside, and substrate cassettes 128 and 129 capable of stocking a large number of substrates S are built in, and substrate deposition is performed in units of substrate cassettes. Carrying in and out of the device 501 is possible. Further, each plasma generation unit 36A, 36B, 36C is evacuated by the exhaust means 9 from each exhaust pipe 12e provided on the upper surface thereof, and the common transfer chambers 112, 113, the load chamber 114, and the unload chamber 115 are Then, vacuum exhaust is performed by the exhaust means 9 from the exhaust pipes 112a, 113a, 114a, 115a provided on the lower surfaces thereof.

図１５に示すように、各基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃにおいて、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの直下にあたる位置にはプロセス室１３０が設けられている。プロセス室１３０には、第１、第２実施形態のものと同様な均熱温調器１１が設けられている。また、このプロセス室１３０の前後には、基板Ｓの予熱領域１３１と温調領域１３２が設けられている。予熱領域１３１には基板予熱器１３３が設置され、温調領域１３２には基板温調器１３４が設置されている。共通搬送室１１２と予熱領域１３１との間がゲート弁１１７で仕切られ、共通搬送室１１３と温調領域１３２との間がゲート弁１１８で仕切られる。   As shown in FIG. 15, in each substrate transport unit 38A, 38B, 38C, a process chamber 130 is provided at a position immediately below each plasma generation unit 36A, 36B, 36C. The process chamber 130 is provided with a soaking temperature controller 11 similar to that of the first and second embodiments. Further, a preheating region 131 and a temperature control region 132 for the substrate S are provided before and after the process chamber 130. A substrate preheater 133 is installed in the preheating region 131, and a substrate temperature controller 134 is installed in the temperature adjustment region 132. The common transfer chamber 112 and the preheating region 131 are partitioned by a gate valve 117, and the common transfer chamber 113 and the temperature control region 132 are partitioned by a gate valve 118.

ここでは、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃとプロセス室１３０の前後の予熱領域１３１と温調領域１３２とに対して、排気手段９に通じる排気管１２ｅが設けられている。即ち、プラズマ製膜処理と基板予熱と基板温調が同じ圧力雰囲気にて行なわれている。一般にプラズマ製膜処理は数１０Ｐａ〜数１０００Ｐａの間で処理され、高真空状態より高い圧力雰囲気であるため、基板予熱と基板温調においても熱伝導率を向上できる圧力雰囲気となり、温度調整の時間短縮ができる。プラズマ製膜処理時間に対して、基板予熱時間と基板温調時間を短く達成できるようシステム設計することで、プラズマ製膜処理工程時間を短縮してタクトタイムを短縮することができる。さらに、予熱領域１３１とプロセス室１３０の間、およびプロセス室１３０と温調領域１３２の間にゲート弁を設けたり、予熱領域１３１と温調領域１３２に個別に排気手段９を設置したりすることを省略できるので、コストダウンと、構造簡素化による信頼性向上に効果的である。   Here, an exhaust pipe 12 e communicating with the exhaust means 9 is provided for each of the plasma generation units 36 </ b> A, 36 </ b> B, 36 </ b> C and the preheating region 131 and the temperature control region 132 before and after the process chamber 130. That is, the plasma film forming process, the substrate preheating, and the substrate temperature control are performed in the same pressure atmosphere. In general, the plasma film forming process is performed between several tens of Pa to several thousand Pa and is a pressure atmosphere higher than a high vacuum state. Therefore, a pressure atmosphere that can improve the thermal conductivity even in the substrate preheating and the substrate temperature control, and the time for temperature adjustment Can be shortened. By designing the system so that the substrate preheating time and the substrate temperature adjustment time can be shortened with respect to the plasma film forming process time, the plasma film forming process time can be shortened and the tact time can be shortened. Further, a gate valve is provided between the preheating region 131 and the process chamber 130 and between the process chamber 130 and the temperature control region 132, or the exhaust means 9 is individually installed in the preheating region 131 and the temperature control region 132. This is effective in reducing costs and improving reliability by simplifying the structure.

このように構成された製膜装置５０１において、プラズマ製膜処理を施される基板Ｓは、基板カセット単位、または複数枚まとめて基板カセット１２８に格納され、ゲート弁１２６からロード室１１４に搬入される。そして、基板搬送システム１２２により、１枚ずつ、もしくは複数枚ずつゲート弁１２４を通って共通搬送室１１２に送られ、さらにゲート弁１１７を通って目的とする基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃの何れかに搬送され、そのプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃによって所定のプラズマ製膜処理を施された後、共通搬送室１１３を経てアンロード室１１５に搬送されて基板カセット１２９にストックされ、複数枚まとめてゲート弁１２７から基板カセット単位、または複数枚まとめて外部に搬出される。   In the film forming apparatus 501 configured as described above, the substrate S to be subjected to the plasma film forming process is stored in a substrate cassette unit or a plurality of substrates in the substrate cassette 128 and is carried into the load chamber 114 from the gate valve 126. The Then, the substrate transfer system 122 passes the gate valve 124 to the common transfer chamber 112 one by one or a plurality of sheets, and further passes through the gate valve 117 to any of the target substrate transfer units 38A, 38B, 38C. And is subjected to a predetermined plasma film forming process by the plasma generation units 36A, 36B, and 36C, and then transferred to the unload chamber 115 through the common transfer chamber 113 and stocked in the substrate cassette 129. Collectively, a substrate cassette unit or a plurality of sheets are conveyed from the gate valve 127 to the outside.

なお、３基のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃによって、１枚の基板Ｓに異なる３種類のプラズマ製膜処理を順次行い積層膜を得る場合は、ロード室１１４→共通搬送室１１２→基板搬送ユニット３８Ａ（プラズマ生成ユニット３６Ａ）→共通搬送室１１３→基板搬送ユニット３８Ｂ（プラズマ生成ユニット３６Ｂ）→共通搬送室１１２→基板搬送ユニット３８Ｃ（プラズマ生成ユニット３６Ｃ）→共通搬送室１１３→アンロード室１１５の順に基板Ｓが搬送される。なお、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの前後に設けられた予熱領域１３１および温調領域１３２に基板Ｓを待機させることで、基板搬送システム１２２における基板搬送の待ち時間を吸収し、製膜装置５０１全体のタクトタイムを大幅に短縮することができる。   Note that when three plasma generation units 36A, 36B, and 36C sequentially perform three different types of plasma film forming processes on a single substrate S to obtain a laminated film, the load chamber 114 → the common transfer chamber 112 → the substrate transfer Unit 38A (plasma generation unit 36A) → common transfer chamber 113 → substrate transfer unit 38B (plasma generation unit 36B) → common transfer chamber 112 → substrate transfer unit 38C (plasma generation unit 36C) → common transfer chamber 113 → unload chamber 115 The substrates S are transported in this order. In addition, by waiting the substrate S in the preheating region 131 and the temperature control region 132 provided before and after each of the plasma generation units 36A, 36B, and 36C, the waiting time for substrate transport in the substrate transport system 122 is absorbed, and film formation is performed. The tact time of the entire apparatus 501 can be greatly reduced.

ここで、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにおける処理時間と、基板搬送システム１２２における基板搬送の時間とのバランスは、図１５に示す予熱領域１３１とプロセス室１３０の間、およびプロセス室１３０と温調領域１３２の間にゲート弁を追加設置し、予熱領域１３１と温調領域１３２に排気手段９を追加設置することで、さらにタクトタイム短縮への待ち時間を吸収した調整が可能となる。   Here, the balance between the processing time in each of the plasma generation units 36A, 36B, and 36C and the time for transporting the substrate in the substrate transport system 122 is between the preheating region 131 and the process chamber 130 shown in FIG. By additionally installing a gate valve between the temperature control regions 132 and additionally installing the exhaust means 9 in the preheating region 131 and the temperature control region 132, it is possible to make an adjustment that absorbs the waiting time for shortening the tact time.

この製膜装置５０１によれば、ロード室１１４とアンロード室１１５とを１つずつ設けるだけで、複数のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃにてプラズマ製膜処理が施される基板Ｓの全てを、待機させたり、あるいは前後処理することができる。このため、複数のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが設けられていても、ロード室１１４およびアンロード室１１５と、その排気手段９は１つずつ設ければよく、これによって製膜装置５０１全体を小型化し、その分設置台数を多くしてプラズマ製膜処理を施す基板Ｓの生産量を向上させることができる。   According to the film forming apparatus 501, all of the substrates S on which the plasma film forming process is performed in the plurality of plasma generation units 36A, 36B, and 36C are performed by providing only one load chamber 114 and one unload chamber 115. Can be made to wait or be processed before and after. Therefore, even if a plurality of plasma generation units 36A, 36B, and 36C are provided, the load chamber 114, the unload chamber 115, and the exhaust means 9 may be provided one by one, thereby the entire film forming apparatus 501. Can be reduced in size, and the number of installed units can be increased correspondingly to increase the production amount of the substrate S on which the plasma film forming process is performed.

共通搬送室１１２，１１３は、その各々に設けた排気管１１２ａ，１１３ａから排気手段９により真空排気がなされるが、元々浅底で容積の小さい真空容器なので、各プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃや、ロード室１１４，アンロード室１１５と一緒に真空排気をするようにしてもよい。また、共通搬送室１１２，１１３とロード室１１４とアンロード室１１５を個別に真空排気して、各基板搬送と各製膜工程での並列処理を可能とし、生産性を向上させることもできる。さらに、各基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが並列に配置されたパラレル構造であるため、例えば基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂのプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂでプラズマ製膜処理を行いながら、基板搬送ユニット３８Ｃのプラズマ生成ユニット３６Ｃでセルフクリーニングなどのメンテナンスを行うことも可能となり、製膜装置５０１の稼働率を向上させることができる。   The common transfer chambers 112 and 113 are evacuated by the evacuation means 9 from the exhaust pipes 112a and 113a provided in the common transfer chambers 112 and 113, respectively. Alternatively, vacuum evacuation may be performed together with the load chamber 114 and the unload chamber 115. Further, the common transfer chambers 112 and 113, the load chamber 114, and the unload chamber 115 are individually evacuated to enable parallel processing in each substrate transfer and each film forming process, thereby improving productivity. Furthermore, since the substrate transfer units 38A, 38B, and 38C are arranged in parallel, the substrate transfer unit 38C is used while performing the plasma film forming process in the plasma generation units 36A and 36B of the substrate transfer units 38A and 38B, for example. Maintenance such as self-cleaning can be performed by the plasma generation unit 36 </ b> C, and the operating rate of the film forming apparatus 501 can be improved.

なお、各基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃにはプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが１基ずつ設けられているが、図１２，図１３に示すように複数のプラズマ生成ユニットが直列に設けられ、複数のプラズマ生成ユニットに対応する複数のプロセス室の各間にゲート弁を追加した基板搬送ユニットにしてもよい。この場合、１基の基板搬送ユニット３８の中で基板Ｓに積層膜の形成を対応できるとともに、稼働するプラズマ生成ユニットと休止するプラズマ生成ユニット（基板Ｓがスルー搬送されるユニット）を区分けすることで、特定のプラズマ生成ユニットのメンテナンス時等における製膜装置の稼働率が低下することを防止できる。   Each of the substrate transport units 38A, 38B, and 38C is provided with one plasma generation unit 36A, 36B, and 36C. However, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of plasma generation units are provided in series. A substrate transfer unit in which a gate valve is added between each of a plurality of process chambers corresponding to a plurality of plasma generation units may be used. In this case, it is possible to deal with the formation of the laminated film on the substrate S in one substrate transport unit 38, and to separate the active plasma generation unit and the resting plasma generation unit (unit through which the substrate S is transported through). Thus, it is possible to prevent the operating rate of the film forming apparatus from being lowered during maintenance of a specific plasma generation unit.

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図１６に基づいて説明する。図１６は本発明の第４実施形態に係る製膜装置６０１の斜視図である。この製膜装置６０１の構成部品および基本レイアウト、ならびに基板Ｓへのプラズマ製膜処理の順序や、基板Ｓの搬送ルート等は、第３実施形態の製膜装置５０１と同様であるが、製膜装置５０１と異なる点は、それぞれ１基のプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが設けられた基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが、製膜装置５０１のように水平ではなく、ほぼ鉛直方向に起立した縦型配置となっている点である。つまり、プラズマ製膜処理を施される基板Ｓの面方向は水平ではなく、そのＬ方向が鉛直方向に対して傾斜角度θだけ傾斜している。それ以外の構成は製膜装置５０１と同様であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。傾斜角度θは、鉛直方向に対して０°〜１５°の角度に設定するのが望ましいが、鉛直方向に対して７°〜１５°の角度がより好ましい。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a perspective view of a film forming apparatus 601 according to the fourth embodiment of the present invention. The components and basic layout of the film forming apparatus 601, the order of the plasma film forming process on the substrate S, the transport route of the substrate S, and the like are the same as those of the film forming apparatus 501 of the third embodiment. The difference from the apparatus 501 is that the substrate transfer units 38A, 38B, and 38C each provided with one plasma generation unit 36A, 36B, and 36C are not horizontal as in the film forming apparatus 501, but stand substantially vertically. This is a vertical arrangement. That is, the surface direction of the substrate S subjected to the plasma film forming process is not horizontal, and the L direction is inclined by the inclination angle θ with respect to the vertical direction. Since the other configuration is the same as that of the film forming apparatus 501, the same reference numerals are given to the respective parts and the description thereof is omitted. The inclination angle θ is desirably set to an angle of 0 ° to 15 ° with respect to the vertical direction, but an angle of 7 ° to 15 ° with respect to the vertical direction is more preferable.

このようにプラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃおよび基板搬送ユニット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃがほぼ起立した状態で配置されているため、プラズマ生成ユニット３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ内において、基板Ｓは、その自重のｓｉｎθ成分で均熱温調器１１の基板載置面に安定して支持されながらプラズマ製膜処理される。リッジ電極２１ａ，２１ｂや基板Ｓにとっては、(自重×ｓｉｎθ)が自重変形に影響する成分となるので、その傾斜角度θを１５°以下に設定することにより、リッジ電極２１ａ，２１ｂおよび基板Ｓの自重変形量を大幅に減らすことができ、各構造部の適正化を図る上で好ましい。しかも、基板搬送時においても、基板Ｓをほぼ鉛直方向に起立させた縦型搬送となるため、基板Ｓの自重変形が少なくなるとともに、自重のｓｉｎθ成分で安定して支持されるので搬送が容易である。なお、放電室２での基板支持は、図７に示した基板支持板７１に基板Ｓの下端面部を支持する突起を設けることで、容易に対応が可能である。   Since the plasma generation units 36A, 36B, and 36C and the substrate transfer units 38A, 38B, and 38C are arranged substantially upright as described above, the substrate S has its own weight in the plasma generation units 36A, 36B, and 36C. Plasma film formation is performed while being stably supported by the substrate mounting surface of the soaking temperature controller 11 with the sin θ component. For the ridge electrodes 21a and 21b and the substrate S, (self-weight × sin θ) is a component that affects the self-weight deformation. Therefore, by setting the inclination angle θ to 15 ° or less, the ridge electrodes 21a and 21b and the substrate S The amount of deformation due to its own weight can be greatly reduced, which is preferable in optimizing each structural part. Moreover, since the vertical transfer with the substrate S erected in the substantially vertical direction during the substrate transfer, the substrate S is less deformed by its own weight and is supported stably by its own weight sin θ component, so that the transfer is easy. It is. The substrate support in the discharge chamber 2 can be easily handled by providing the substrate support plate 71 shown in FIG. 7 with a protrusion that supports the lower end surface portion of the substrate S.

さらに、大面積の基板Ｓにプラズマ処理を施すべく大型に形成された放電室２や変換器３Ａ，３Ｂ等が全て略鉛直方向を向くため、高さ方向の空間を有効に利用して、製膜装置６０１のフットプリント（平面視の投影面積）を著しく減少させ、同じ敷地面積であればより多くの製膜装置６０１を整列させることができる。このため、プラズマ製膜処理基板の生産量を向上させることができる。   Further, since the discharge chamber 2 and the converters 3A, 3B, etc., which are formed in a large size so as to perform the plasma treatment on the substrate S having a large area, all face the substantially vertical direction, the space in the height direction is effectively used to manufacture the substrate. The footprint (projected area in plan view) of the film apparatus 601 can be significantly reduced, and more film forming apparatuses 601 can be aligned with the same site area. For this reason, the production amount of the plasma film-forming substrate can be improved.

上述したように、基板Ｓの傾斜角度θは、０°〜１５°の範囲が適切であり、１５°を越えると装置のフットプリントが増大し、縦型配置である効果が低減する。基板Ｓの搬送時における安定性を考慮するとθは７°以上が好ましいが、基板Ｓの鉛直上下部の基板面をローラ等で支持して基板Ｓの傾斜角度θを維持できるようにすればθ＝０°でも可能である。図１６における基板搬送システム１２２は、一例として、複数枚の基板Ｓを同時に搬送できる基板搬送台１２１を用いることで、基板搬送時間の待ち時間縮小を図っている。なお、ロード室１１４とアンロード室１１５からは、複数枚の基板Ｓを同時にセットして搬入・搬出するようにすれば、大気／真空を繰り返す時間を有効に活用できる。   As described above, the inclination angle θ of the substrate S is suitably in the range of 0 ° to 15 °, and if it exceeds 15 °, the footprint of the apparatus increases and the effect of the vertical arrangement is reduced. In consideration of stability during transport of the substrate S, θ is preferably 7 ° or more. However, if the substrate surface of the vertical upper and lower portions of the substrate S is supported by a roller or the like so that the inclination angle θ of the substrate S can be maintained, θ = 0 ° is also possible. As an example, the substrate transfer system 122 in FIG. 16 uses a substrate transfer table 121 that can transfer a plurality of substrates S simultaneously, thereby reducing the waiting time of the substrate transfer time. If a plurality of substrates S are simultaneously set and loaded / unloaded from the load chamber 114 and the unload chamber 115, the time for repeating the atmosphere / vacuum can be used effectively.

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明はダブルリッジ導波管状の製膜装置のみには限定されず、シングルリッジ導波管状の製膜装置にも適用することができる。また、導波管断面は正方形でも長方形でも、またシングルリッジ型でも良い。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention is not limited to a double ridge waveguide tubular film forming apparatus, but can also be applied to a single ridge waveguide tubular film forming apparatus. The cross section of the waveguide may be square, rectangular, or single ridge type.

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１ 製膜装置（真空処理装置）
２ 放電室
３Ａ，３Ｂ 変換器
５Ａ，５Ｂ 高周波電源（電源手段）
９ 排気手段
１０ 材料ガス供給手段
１１ 均熱温調器
１２ 熱吸収温調ユニット
２１ａ，２１ｂ リッジ電極
２２ａ，２２ｂ 非リッジ部導波管
３１ａ，３１ｂ リッジ部
３５ 製膜チャンバ（第１の真空容器）
３６ プラズマ生成ユニット
３８ 基板搬送ユニット
３９ 搬送チャンバ（第２の真空容器）
４４ 基板搬送装置（基板搬送手段）
４６，１３０ プロセス室
４７，１１４ ロード室
４８，１１５ アンロード室
４９，５０，５１，５２ ゲート弁
１１２ 共通搬送室（第１の共通搬送室）
１１３ 共通搬送室（第２の共通搬送室）
Ｃ 基板の搬送方向
Ｅ リッジ電極の厚さ方向
Ｈ リッジ電極の幅方向
Ｌ リッジ電極の長さ方向
Ｓ 基板
θ 基板の鉛直方向からの傾斜角度 1, 101, 201, 301, 401, 501, 601 Film forming apparatus (vacuum processing apparatus)
2 Discharge chamber 3A, 3B Converter 5A, 5B High frequency power supply (power supply means)
9 Exhaust means 10 Material gas supply means 11 Soaking temperature controller 12 Heat absorption temperature control units 21a, 21b Ridge electrodes 22a, 22b Non-ridge part waveguides 31a, 31b Ridge part 35 Film forming chamber (first vacuum container)
36 Plasma generation unit 38 Substrate transfer unit 39 Transfer chamber (second vacuum vessel)
44 Substrate transfer device (substrate transfer means)
46, 130 Process chamber 47, 114 Load chamber 48, 115 Unload chamber 49, 50, 51, 52 Gate valve 112 Common transfer chamber (first common transfer chamber)
113 Common transfer chamber (second common transfer chamber)
C Substrate transport direction E Ridge electrode thickness direction H Ridge electrode width direction L Ridge electrode length direction S Substrate θ Inclination angle of substrate from vertical direction

Claims (8)

平板状に形成されて互いに平行に対向配置され、その間にプラズマが生成させて該プラズマにより基板にプラズマ処理を施す一方および他方のリッジ電極を有するリッジ導波管からなる放電室と、
前記リッジ電極の長さ方向に沿って前記放電室の両端に隣接して配置され、互いに平行に対向配置された一対のリッジ部を有するリッジ導波管からなり、高周波電源から供給された高周波電力を方形導波管の基本伝送モードに変換して前記放電室に伝送し、前記一方および他方のリッジ電極間にプラズマを発生させる一対の変換器と、
プラズマ処理前の前記基板を前記リッジ電極の所定位置に送り込み、プラズマ処理後の前記基板を前記リッジ電極の所定位置から送り出す基板搬送手段と、
高周波電力を前記リッジ部に供給する電源手段と、
前記基板にプラズマ処理を施すのに必要な材料ガスを前記一方および他方のリッジ電極の間に供給する材料ガス供給手段と、
前記リッジ電極と前記基板との間の気体を排気する排気手段と、を有し、
前記リッジ電極の幅方向の寸法を、長さ方向の寸法よりも大きく設定し、
前記基板搬送手段による前記基板の搬送方向を、前記リッジ電極の幅方向に沿わせたことを特徴とする真空処理装置。 A discharge chamber formed of a ridge waveguide having one and the other ridge electrodes, which are formed in a flat plate shape and arranged opposite to each other in parallel, and plasma is generated between them to perform plasma processing on the substrate by the plasma;
A high-frequency power supplied from a high-frequency power source, comprising a ridge waveguide having a pair of ridge portions arranged adjacent to both ends of the discharge chamber along the length direction of the ridge electrode and arranged in parallel to each other. A pair of transducers for converting the fundamental transmission mode of the rectangular waveguide to the discharge chamber and generating plasma between the one and the other ridge electrodes;
Substrate transport means for sending the substrate before plasma processing to a predetermined position of the ridge electrode, and sending the substrate after plasma processing from a predetermined position of the ridge electrode;
Power supply means for supplying high-frequency power to the ridge portion;
A material gas supply means for supplying a material gas necessary for performing plasma treatment on the substrate between the one and the other ridge electrodes;
An exhaust means for exhausting a gas between the ridge electrode and the substrate,
The dimension in the width direction of the ridge electrode is set larger than the dimension in the length direction,
The vacuum processing apparatus characterized in that the substrate transport direction by the substrate transport means is aligned with the width direction of the ridge electrode. 前記一対の変換器に供給する電力の少なくとも一方の位相を時間に対して変調させたことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。   The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein a phase of at least one of electric power supplied to the pair of converters is modulated with respect to time. 函体状の第１の真空容器内に前記放電室および変換器が気密的に収容されてプラズマ生成ユニットが構成されるとともに、
函体状の第２の真空容器内に前記基板搬送手段が気密的に収容されて基板搬送ユニットが構成され、
前記基板搬送ユニットは前記リッジ電極の幅方向に沿う方向で前記プラズマ生成ユニットに交差して接続され、
前記排気手段により前記プラズマ生成ユニットおよび前記基板搬送ユニットの内部の気体が排気されるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。 The discharge chamber and the converter are hermetically accommodated in a box-shaped first vacuum vessel to constitute a plasma generation unit,
The substrate transfer means is hermetically accommodated in a box-shaped second vacuum container to constitute a substrate transfer unit,
The substrate transport unit is connected across the plasma generation unit in a direction along the width direction of the ridge electrode,
The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the gas inside the plasma generation unit and the substrate transfer unit is exhausted by the exhaust unit. 前記基板搬送ユニットは、
前記プラズマ生成ユニットと交差する部分に画成されて前記基板搬送手段により搬送されてきた前記基板が前記リッジ電極の位置に整合して前記プラズマ処理を施されるプロセス室と、
前記プロセス室に対して前記基板搬送手段の搬送方向上流側に位置して前記基板に前記プラズマ処理の前工程が施されるロード室と、
前記プロセス室に対して前記基板搬送手段の搬送方向下流側に位置して前記基板に前記プラズマ処理の後工程が施されるアンロード室と、
前記プロセス室、ロード室、アンロード室の上下流側端部および接続部を開閉し、かつその閉鎖時には、これら各室の真空気密性を個別に維持可能なゲート弁と、を備えてなることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。 The substrate transport unit is
A process chamber in which the substrate, which is defined in a portion intersecting with the plasma generation unit and transported by the substrate transport means, is subjected to the plasma processing in alignment with the position of the ridge electrode;
A load chamber that is located upstream of the process chamber in the transfer direction of the substrate transfer means and that is subjected to a pre-process of the plasma treatment on the substrate;
An unload chamber that is located downstream of the process chamber in the transfer direction of the substrate transfer means and that is subjected to a post-process of the plasma treatment on the substrate;
A gate valve capable of opening and closing the upstream and downstream ends and the connecting portion of the process chamber, the load chamber, and the unload chamber, and maintaining the vacuum hermeticity of each chamber individually when closed. The vacuum processing apparatus according to claim 3. 前記基板搬送ユニット１基に対して前記プラズマ生成ユニットが複数基、直列的に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。   The vacuum processing apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the plasma generation units are arranged in series with respect to the one substrate transfer unit. 前記プラズマ生成ユニットが設けられた前記基板搬送ユニットが複数並列に配置され、
これら各々の基板搬送ユニットの前後両端が、それぞれ前記基板搬送ユニットに対して直交する方向に延びる第１の共通搬送室と第２の共通搬送室に連通し、
前記第１の共通搬送室の少なくとも一端にはプラズマ処理前の基板を待機させるロード室が設けられ、
前記第２の共通搬送室の少なくとも一端にはプラズマ処理後の基板を待機させるアンロード室が設けられたことを特徴とする請求項３または５に記載の真空処理装置。 A plurality of the substrate transport units provided with the plasma generation unit are arranged in parallel,
Both front and rear ends of each of the substrate transfer units communicate with a first common transfer chamber and a second common transfer chamber that extend in a direction perpendicular to the substrate transfer unit, respectively.
At least one end of the first common transfer chamber is provided with a load chamber for waiting the substrate before plasma processing,
6. The vacuum processing apparatus according to claim 3, wherein an unload chamber is provided in at least one end of the second common transfer chamber to wait for a substrate after plasma processing. 前記基板の面方向が鉛直方向に対して０°〜１５°の角度で搬送されて前記プラズマ処理が施されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の真空処理装置。   The surface direction of the substrate is transported at an angle of 0 ° to 15 ° with respect to a vertical direction, and the plasma treatment is performed. Vacuum processing equipment. 請求項１〜７のいずれかに記載の真空処理装置を用いて基板にプラズマ処理を施すことを特徴とするプラズマ処理方法。   A plasma processing method comprising performing plasma processing on a substrate using the vacuum processing apparatus according to claim 1.
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