JP5993114B2 - アレイアンテナ式プラズマcvd装置 - Google Patents
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Description
まず、図1〜図4を用いて、本実施形態のアレイアンテナ式(誘導結合型)プラズマCVD装置の真空チャンバの構造について説明する。図1は、真空チャンバの正面側を示す斜視図、図2は、真空チャンバの背面側を示す斜視図である。
次に、図5〜図8を用いてアレイアンテナユニットの構成について説明する。図5は、アレイアンテナユニット30の斜視図であり、図6は、図5の部分拡大図である。これらの図に示すように、アレイアンテナユニット30は、アンテナ支持部材31を備えており、このアンテナ支持部材31に複数本の誘導結合型電極50が支持されている。
図11は基板搬送体60の斜視図、図12は基板搬送体60の上面図、図13は基板搬送体60の右側面図である。これらの図に示すように、基板搬送体60は、基台61を備えており、この基台61の幅方向(図中z方向)両端に車輪62が複数設けられている。この車輪62は、基板搬送体60が図中x方向に一直線上に移動可能となるように設けられており、真空チャンバ1内において、上記したガイドレール17上を転動することにより、基板搬送体60の真空チャンバ1内での移動を可能としている。
まず、真空チャンバ1の内部空間10を密閉するとともに、真空ポンプ16を駆動して内部空間10を真空状態に減圧する。この状態で、ゲートバルブを介して真空チャンバ1に接続され、内部が真空状態に維持された基板搬送チャンバから真空チャンバ1内に基板搬送体60を搬入する。そして、ガス供給源15から第2電極棒52に材料ガスを供給して、噴出孔52bから真空チャンバ1内に材料ガスを噴出させる。この状態で、高周波電源12によって誘導結合型電極50に高周波電力を供給すると、アレイアンテナユニット30の周辺にプラズマが発生し、このプラズマによって分解された材料ガスの成分が基板Wの表面に付着する。このようにして、基板Wの表面に、非結晶シリコン膜または微結晶シリコン膜などの薄膜が成膜されることとなる。
図15は、基板搬送体60を真空チャンバ1内に搬入する際の搬入過程を説明する図である。この図に示すように、基板搬送体60は、真空チャンバ1と同様に内部を真空状態に減圧可能な基板搬送チャンバ100に収容された状態で、基板搬送チャンバ100とともに真空チャンバ1まで搬送される。この基板搬送チャンバ100は、真空チャンバ1の左開口部9に接続可能な接続開口部101を備えている。また、真空チャンバ1の左開口部9にはゲートバルブ110が設けられており、このゲートバルブ110によって、基板搬送チャンバ100と真空チャンバ1とが、真空状態を維持したまま接続されるようになっている。
図17は、両駆動モータ20、104の駆動を制御する制御手段の構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施形態のプラズマCVD装置は、各種センサや操作部などからの信号が入力される制御手段201を備えている。この制御手段201には、基板搬送体60の位置を検出するフォトセンサからなる第1センサ25、第2センサ26、第3センサ27、第4センサ28から検出信号が入力されるようになっている。制御手段201は、各センサ25〜28から信号が入力されることにより、CPUがROMに記憶されたプログラムを読み出して種々の処理を実行して、両駆動モータ20、104の駆動を制御することとなる。なお、ここでは、各センサ25〜28をフォトセンサとしたが、基板搬送体60の位置を検出することができればセンサの種類は特に問わない。
制御手段201は、図18(a)に示すように、基板搬送チャンバ100と真空チャンバ1とが接続された状態で、基板搬送体60の搬入開始を示す信号が入力されるのを待機している。そして、搬入開始を示す信号が入力されると、CPUはステップS2に処理を移す。
搬入開始を示す信号が入力されると、CPUは、搬送チャンバ側駆動モータ104を所定の出力トルクで駆動する。これにより、基板搬送体60は、基板搬送チャンバ100側から真空チャンバ1側に移動する。
次に、CPUは、第1センサ25から検出信号が入力されるのを待機する。そして、図18(b)に示すように、基板搬送体60が真空チャンバ1内に進入して第1センサ25から検出信号が入力されると、CPUはステップS4に処理を移す。
第1センサ25から検出信号が入力されると、CPUは、搬送チャンバ側駆動モータ104を減速するように制御する。
また、CPUは、真空チャンバ側駆動モータ20を制御し、駆動ピニオン21の位相合わせを行う。本実施形態の真空チャンバ側駆動モータ20は、ダイレクトドライブ式のモータであるため、回転量や回転角度を高精度に制御可能となっており、また、減速機を介さないことからも、駆動ピニオン21を所定角度に高精度に停止させることができる。そこで、制御手段201は、図20に示すように、駆動ピニオン21の噛み合わせ面が、ラック64の噛み合わせ面に接触する角度、つまり、駆動ピニオン21がラック64に円滑に噛み合う角度になるように、真空チャンバ側駆動モータ20を制御して位相合わせを行う。
上記ステップS5において位相合わせを行ったら、CPUは、真空チャンバ側駆動モータ20の出力トルクを最小にする。このように、ラック64と駆動ピニオン21とが噛み合う際に、両者の噛み合わせ面が最適な角度に維持され、しかも、駆動ピニオン21の出力トルクが最小となることから、両者が円滑に噛合することができ、基板搬送体60の搬入時における衝撃を最小限に低減することができる。
次に、CPUは、第2センサ26から検出信号が入力されるのを待機する。そして、図18(c)に示すように、ラック64と駆動ピニオン21とが噛合した直後の位置まで基板搬送体60が移動し、第2センサ26から検出信号が入力されると、CPUはステップS8に処理を移す。
第2センサ26から検出信号が入力されると、CPUは、真空チャンバ側駆動モータ20を所定の出力トルクで駆動する。
また、CPUは、搬送チャンバ側駆動モータ104の出力トルクが最小となるように制御する。これにより、基板搬送体60は、真空チャンバ側駆動モータ20の駆動力によって、真空チャンバ1内を移動することとなる。また、このとき、搬送チャンバ側駆動モータ104の出力トルクが最小となるように制御されるので、搬送チャンバ100の駆動ピニオン103が抵抗となることもなく、基板搬送体60の円滑な移動が実現可能となる。
次に、CPUは、第3センサ27から検出信号が入力されるのを待機する。そして、図18(d)に示すように、基板搬送体60が、成膜処理を行う際に停止すべき位置の直前まで搬入されたことを第3センサ27が検出すると、CPUはステップS11に処理を移す。
第3センサ27から検出信号が入力されると、CPUは、真空チャンバ側駆動モータ20および搬送チャンバ側駆動モータ104の駆動を停止させ、モータの駆動処理を終了する。
20 駆動モータ
21 駆動ピニオン
60 基板搬送体
64 ラック
150 駆動モータ
152 出力軸
155 位相合わせ用ギヤ
157 シリンダ
158 回転停止部材
201 制御手段
Claims (3)
- 第1の駆動モータの出力軸に設けられた第1のピニオンを真空チャンバ内に備え、前記第1のピニオンを、基板搬送体に設けられたラックに噛合させて回転させることにより、前記基板搬送体を前記真空チャンバ内で移動させるアレイアンテナ式プラズマCVD装置において、
前記第1のピニオンよりも搬送方向上流側に設けられ、前記基板搬送体の前記ラックに噛合する第2のピニオンと、
前記第2のピニオンを回転させる第2の駆動モータと、
前記第2のピニオンを前記基板搬送体のラックに噛合させて該基板搬送体を移動させ該ラックを該第2のピニオンから前記第1のピニオンに乗り移らせる際の該ラックと該第1のピニオンとが噛み合う前の所定の時期に、前記第2の駆動モータを減速し、前記第1の駆動モータの出力トルクをゼロにして、該第1のピニオンを所定の位相に停止させる制御手段と、を備え、
前記第1の駆動モータは、ダイレクトドライブモータであることを特徴とするアレイアンテナ式プラズマCVD装置。 - 前記制御手段は、
前記第1のピニオンの位相を直接または間接的に検出する位相検出手段と、
前記位相検出手段の検出信号に基づいて、前記第1のピニオンを所定の位相まで回転させ、前記第1の駆動モータの出力トルクをゼロにするモータ制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1記載のアレイアンテナ式プラズマCVD装置。 - 前記第1の駆動モータは、出力軸が、水平方向に延在し、
前記ラックは前記第1のピニオンの上に載置されることを特徴とする請求項1または2に記載のアレイアンテナ式プラズマCVD装置。
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