JP5659809B2 - 補助治具及びアレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アレイアンテナ式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置における真空チャンバーの天井壁に対する複数本の誘導結合型電極を着脱作業を補助する補助治具、及びアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に関する。

近年、太陽電池等に用いられるガラス基板等の基板の大面積化（大型化）に伴い、大面積基板（大型基板）の成膜に適したアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置について種々の開発がなされている。そして、一般的なアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の構成等に説明すると、次のようになる。

一般記なアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置は、内部を真空状態に減圧可能な真空チャンバーを具備しており、この真空チャンバーの天井壁には、高周波電源に電気的に接続した複数の天井側コネクタが幅方向（真空チャンバーの幅方向）に間隔を置いて配設されている。また、真空チャンバーの内部には、プラズマを発生させるアレイアンテナユニットが配設されており、このアレイアンテナは、鉛直状態で同一平面上に長さ方向に間隔を置いて配列された複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）を備えてあって、各誘導結合型電極の上端部には、対応関係にある天井側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられている。更に、アレイアンテナユニットの少なくとも片側には、鉛直状態の基板をセット可能な基板エリアが形成されている。そして、真空チャンバーの外側の適宜位置には、真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給ボンベ等のガス供給源が設けられている。

従って、真空チャンバーの内部を真空状態に減圧して、基板エリアに基板をセットする。また、ガス供給源によって真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、高周波電源によって複数本の誘導結合型電極に高周波波電力を供給することにより、アレイアンテナユニットの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させる。これにより、基板の表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。

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

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

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

そこで、本発明の発明者は、前述の問題を解決することができる新規な構成のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置を開発した上で、更に、真空チャンバーの天井壁側に対する複数本の誘導結合型電極の着脱作業の容易化を図ることができる、新規な構成のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置に用いられる新規な構成の補助治具等を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、天井壁に高周波電源に電気的に接続された複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設されてあってかつ手動操作によって上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、前記可動支持部材に着脱可能にセット（支持）されたアレイアンテナユニットと、を具備してあって、前記アレイアンテナユニットは、鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列（配列）されかつ上端部に対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）と、複数本の前記誘導結合型電極を一括して保持するホルダとを備えてなるアレイアンテナ式（誘導結合型）のプラズマＣＶＤ装置に用いられ、前記真空チャンバーの前記天井壁側に対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業を補助する補助治具において、前記真空チャンバーの前記天井壁の外壁面に設けられた支持櫓と、前記支持櫓に設けられ、上方向へ付勢された作動部材を備え、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減するバランサと、前記作動部材に連結され、前記真空チャンバーの前記天井壁に形成された通孔に挿通可能であって、上下方向へ移動可能なスライドバーと、前記スライドバーに連結され、前記ホルダを係止可能な係止部材と、を備えたことを要旨とする。

なお、特許請求の範囲及び明細書において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意である。また、「支持され」とは、直接的に支持されたことの他に、別部材を介して間接的に支持されたことを含む意であって、「連結され」とは、直接的に連結されたことの他に、別部材を介して間接的に連結されたことを含む意である。

第１の特徴によると、まず、前記アレイアンテナユニットを前記真空チャンバーの内部に挿入する。次に、前記係止部材を前記ホルダに係止させることにより、前記バランサによって前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減する。また、前記ホルダを前記可動支持部材に支持させて、前記アレイアンテナユニットを前記可動支持部材にセットする。そして、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減した状態で、手動操作によって前記可動支持部材を上方向へ移動させることにより、前記アレイアンテナユニットを上方向へ移動させて、各アンテナ側コネクタを対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続せる。これにより、前記アレイアンテナに作用する荷重を軽減しつつ、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に一括して取付けることができる。

また、前述の動作と反対の動作を行うことにより、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減しつつ、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井側から一括して取外すことができる。

要するに、前記真空チャンバーの前記天井壁の外壁面に前記支持櫓が設けられ、前記支持櫓に前記バランサが設けられ、前記バランサの前記作動部材に前記真空チャンバーの前記天井壁の前記通孔に挿通可能かつ上下方向へ移動可能な前記スライドバーが連結され、前記スライドバーに前記ホルダを係止可能な前記係止部材が連結されているため、前述のように、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減しつつ、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に対して一括して着脱（取付と取外し）することができる。

本発明の第２の特徴は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を成膜するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、内部を真空状態に減圧可能であって、天井壁に高周波電源に電気的に接続された複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設され、手動操作によって上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、前記可動支持部材に着脱可能にセット（支持）され、少なくとも片側に基板をセットする基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナユニットと、前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁に対する着脱作業を補助する補助装置と、を具備し、前記アレイアンテナユニットは、鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列（配設）され、上端部に対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極（アンテナ素子）と、前記可動支持部材に着脱可能に支持され、複数本の前記誘導結合型電極を一括して保持するホルダと、を備え、第１の特徴からなる補助治具を前記補助装置として用いたことを用いたことを要旨とする。

第２の特徴によると、前記真空チャンバーの内部を真空状態に減圧して、前記基板エリアに基板をセットする。また、前記ガス供給源によって前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給する。そして、前記高周波電源によって複数本の誘導結合型電極に高周波波電力を供給することにより、前記アレイアンテナユニットの周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させる。これにより、基板の表面に薄膜を成膜（形成）することができる。なお、前記基板エリアに基板をセットした状態で、前記真空チャンバーの内部を真空状態に減圧しても構わない。

また、第２の特徴によると、前述の作用の他に、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減しつつ、複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁側に対して一括して着脱できるため、前記真空チャンバーの前記天井壁側に対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業の容易化をより一層図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る補助治具を真空チャンバーの天井壁に取付けた状態を示すアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の正断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る補助治具を真空チャンバーの天井壁に取付けた状態を示すアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の側断面図である。 図３（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態の作用を説明する図である。 図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態の作用を説明する図である。 図５は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の側面断面図である。 図７は、真空チャンバーの内部からアレイアンテナユニット及び台車等を取り除いた状態を示す本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の正面断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係るアレイアンテナユニットの正面図である。 図９は、図８における矢視部IXの拡大図であって、図９中にガイド支柱、係止部材等を仮想線で示している。 図１０は、図９におけるX-X線に沿った断面図である。 図１１は、図１０におけるXI-XI線に沿った断面図である。 図１２は、図９におけるXII-XII線に沿った断面図である。

本発明の実施形態に係るアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置の構成、本発明の実施形態に係る補助治具の構成等について図１から図１２を参照して順次説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指してある。

図５から図７に示すように、本発明の実施形態に係るアレイアンテナ方式（誘導結合型）のＣＶＤプラズマ装置１は、真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板Ｗの表面に付着させることにより、基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜（図示省略）を成膜（形成）する装置である。

アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置１は、箱型の真空チャンバー３を具備しており、この真空チャンバー３は、真空圧を発生させる真空ポンプ等の真空圧発生源５に接続されてあって、内部を真空状態に減圧可能である。また、真空チャンバー３は、チャンバー本体７の備えており、このチャンバー本体７は、正面側（前側）にフロント開口部７ａ、背面側（後側）にリア開口部７ｂ、両側面側（左側面側及び右側面側）にサイド開口部７ｃをそれぞれ有している。更に、チャンバー本体７の正面部（前部）には、フロント開口部７ａを開閉可能なフロント壁９が設けられており、チャンバー本体７の背面部（後部）には、リア開口部７ｂを開閉可能なリア壁１１が設けられている。そして、チャンバー本体７の両側部（左側部及び右側部）には、サイド開口部７ｃを開閉可能なサイド壁（ゲートバルブを含む）１３がそれぞれ設けられており、チャンバー本体７の上部には、天井壁１５が設けられてあって、天井壁１５の左右両端部（左端部及び右端部）には、一対の通孔１７がそれぞれ形成されている。

真空チャンバー３の天井壁１５には、第１天井側コネクタ１９と第２天井側コネクタ２１が真空チャンバー３の幅方向（左右方向）に交互に配設されており、換言すれば、真空チャンバー３の天井壁１５には、複数の天井側コネクタ（複数の第１天井側コネクタ１９と複数の第２天井側コネクタ２１）が左右方向に間隔を置いて配設されている。ここで、各第１天井側コネクタ１９は、高周波電力を供給する高周波電源２３の供給側（非接地側）に電気的に接続されており、各第２天井側コネクタ２１は、高周波電源２３の接地側に電気的に接続されている。

真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左右方向の中央部には、センターガイドブッシュ２５が設けられており、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面における左部及び右部には、サイドガイドブッシュ２７がそれぞれ設けられている。換言すれば、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面には、複数のガイドブッシュ（センターガイドブッシュ２５と一対のサイドガイドブッシュ２７）が左右方向に間隔を置いて配設されている。

真空チャンバー３の内部には、アンテナ支持機構（アンテナセット機構）２９が配設されている。具体的には、真空チャンバー３の天井壁１５の内壁面には、一対のガイド支柱３１が左右方向に離隔しかつ垂下して設けられており、各ガイド支柱３１の上部には、段差部３１ａが形成されている。また、各ガイド支柱３１には、可動支持部材３３が嵌挿して設けられており、各可動支持部材３３は、対応関係にあるガイド支柱３１に対して上下方向へ移動可能かつ着脱可能である。更に、各ガイド支柱３１における可動支持部材３３の下側には、手動操作（回転操作）によって可動支持部材３３を上下方向へ移動させる操作ナット（操作部材の一例）３５が螺合して設けられており、各操作ナット３５は、ガイド支柱３１に対して着脱可能である。

アンテナ支持機構２９における一対の可動支持部材３３には、プラズマを発生させるアレイアンテナユニット３７が架け渡すようにセット（支持）されており、このアレイアンテナユニット３７は、一対の可動支持部材３３に対して真空チャンバー３の正面側又は側面側からチャンバー本体７のフロント開口部７ａ又はサイド開口部７ｃを介して着脱可能である。また、アレイアンテナユニット３７の前後両側（前側及び後側）には、鉛直状態の基板Ｗをセット可能な基板エリアＡがそれぞれ形成されている。

真空チャンバー３の内部の床面には、左右方向へ延びた一対のガイドレール３９が設けられており、一対のガイドレール３９には、台車４１が左右方向へ移動可能に支持されている。換言すれば、真空チャンバー３の内部の床面には、台車４１が一対のガイドレール３９を介して左右方向へ移動可能に設けられている。また、台車４１は、チャンバー本体７のサイド開口部７ｃを介して真空チャンバー３の内部に送り出し及び引き入れ可能である。そして、台車４１には、鉛直状態の基板Ｗを保持する枠状の一対の基板ホルダ４３が前後に離隔して立設されてある。なお、台車４１を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置（図５に実線で示す台車４１の位置）に送り出すことによって２枚の基板Ｗが対応関係にある基板エリアＡにセットされるようになっている。

なお、本発明の実施形態にあっては、基板エリアＡに基板Ｗをセットするために台車４１等を用いているが、別のセット手段を用いて基板エリアＡに基板Ｗをセットするようにしても構わない。

真空チャンバー３の外側の適宜位置には、真空チャンバー３の内部（具体的には基板エリアＡ）へ材料ガスを供給するガス供給ボンベ等のガス供給源４５が配設されている。

続いて、本発明の実施形態の要部であるアレイアンテナユニット３７の構成の詳細について説明する。

図７、図８、及び図１０に示すように、アレイアンテナユニット３７は、鉛直状態で同一平面上に左右方向（真空チャンバー３の幅方向又はアレイアンテナユニット３７のアレイ方向）に間隔を置いて配列（配設）された複数本の誘導結合型電極４７を備えており、各誘導結合型電極４７は、Ｕ字形状を呈したアンテナ素子である。また、各誘導結合型電極４７は、上端部（基端部）に対応関係にある第１天井側コネクタ１９に接続可能な第１アンテナ側コネクタ４９が設けられた第１電極棒５１、第１電極棒５１に対して平行であってかつ上端部（基端部）に対応関係にある第２天井側コネクタ２１に接続可能な第２アンテナ側コネクタ５３が設けられたパイプ状の第２電極棒５５、及び第１電極棒５１の下端部（先端部）と第２電極棒５５の下端部（先端部）の間に電気的に接続するように設けられた接続金具５７を備えている。更に、各第２電極棒５５の外周面には、材料ガスを噴出する噴出孔６１が形成されている。なお、複数本の第１電極棒５１の下端部及び複数本の第２電極棒５５の下端部には、左右方向へ延びた連結棒６３が連結されている。

ここで、各第１アンテナ側コネクタ４９は、上端部側から、大径部（大形部の一例）４９ａと、この大径部４９ａに連続しかつ横断面積が大径部４９ａよりも小さい小径部（小形部の一例）４９ｂとを有してあって、同様に、各第２アンテナ側コネクタ５３は、上端側から、大径部５３ａと、この大径部５３ａに連続しかつ横断面積が大径部５３ａよりも小さい小径部５３ｂとを有している。

図５、図８から図１２に示すように、アンテナ支持機構２９における一対の可動支持部材３３には、複数本の誘導結合型電極４７を一括して保持するホルダ６５が着脱可能に支持されており、このホルダ６５の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、ホルダ６５は、アンテナ支持機構２９における一対の可動支持部材３３に着脱可能に支持された断面コ字形状の梁部材６７を備えており、この梁部材６７は、左右方向へ延びている。また、梁部材６７には、スリット開口部６７ａが左右方向に沿って形成されており、梁部材６７の両端部（左端部及び右端部）には、対応関係にあるガイド支柱３１に上下方向へ移動可能に係合する切欠（凹部）６７ｂがそれぞれ形成されている。ここで、梁部材６７の両端部は、対応関係にあるガイド支柱３１の段差部３１ａに下方向から当接可能であって、換言すれば、一対のガイド支柱３１の段差部３１ａが梁部材６７の上方向の移動を規制するストッパとしての機能を有している。

梁部材６７の上面における左右方向の中央部には、センターガイドブッシュ２５に下方向から係合するセンター位置決めピン６９が設けられており、梁部材６７の上面における左部及び右部には、対応関係にあるサイドガイドブッシュ２７に下方向から係合するサイド位置決めピン７１がそれぞれ設けられている。換言すれば、梁部材６７の上面には、複数の位置決めピン（センター位置決めピン６９と一対のサイド位置決めピン７１）が左右方向に間隔を置いて配設されている。ここで、センター位置決めピン６９は、係合状態にあるセンターガイドブッシュ２５に対して左右方向に移動不能であって、センターガイドブッシュ２５に対する前後方向の変位が許容されている。また、サイド位置決めピン７１は、係合状態にあるサイドガイドブッシュ２７に対して前後方向に移動不能であって、ガイドブッシュ２７に対する左右方向の変位が許容されるようになっている。換言すれば、梁部材６７は、真空チャンバー３の天井壁１５に対して左右方向の変位が許容されるようになっている。

梁部材６７の下面には、断面コ字形状のサポート部材７３が取付ボルト７５を介して左右方向に沿って設けられており、このサポート部材７３は、左右方向に沿って分割された複数の分割サポート部材７３Ｓからなり、各分割サポート部材７３Ｓは、長穴７７を介して梁部材６７に対する左右方向の変位が許容されるようになっている。また、各分割サポート部材７３Ｓには、第１電極棒５１（第１アンテナ側コネクタ４９）を梁部材６７のスリット開口部６７ａを介して挿通した状態で支持する第１支持孔（第１電極支持部）７９、及び第２電極棒５５（第２アンテナ側コネクタ５３）を梁部材６７のスリット開口部６７ａを介して挿通した状態で支持する第２支持孔（第２電極支持部）８１が交互に形成されている。換言すれば、サポート部材７３には、複数の支持孔（複数の第１支持孔７９及び複数の第２支持孔８１）が左右方向に沿って形成されている。更に、各第２支持孔８１は、第２電極棒５５の噴出孔６１が指定の向きを指向するように位置決めピン等によって第２電極棒５５（第２アンテナ側コネクタ５３）を軸心周りに位置決め可能になっている。

そして、アンテナ支持機構２９における一対の可動支持部材３３にアレイアンテナユニット３７をセットした状態（支持させた状態）で、一対の可動支持部材３３を上方向へ移動させると、各第１アンテナ側コネクタ４９が対応関係にある第１天井側コネクタ１９に接続しかつ各第２アンテナ側コネクタ５３が対応関係にある第２天井側コネクタ２１に接続するようになっている。

梁部材６７の上面には、複数の第１アンテナ側コネクタ４９及び複数の第２アンテナ側コネクタ５３を整列する整列プレート８３が一対のガイド部材（ガイドボルト）８５を介して上下方向へ移動可能に設けられており、この整列プレート８３は、左右方向へ延びてある。また、整列プレート８３には、第１アンテナ側コネクタ４９の大径部４９ａに嵌合可能な第１嵌合孔８７及び第２アンテナ側コネクタ５３の大径部５３ａに嵌合可能な第２嵌合孔８９が交互に形成されており、換言すれば、整列プレート８３には、複数の嵌合孔（複数の第１嵌合孔８７及び複数の第２嵌合孔８９）が左右方向に沿って形成されている。更に、整列プレート８３は、センターガイドブッシュ２５の端面及びサイドガイドブッシュ２７の端面（真空チャンバー３の天井壁１５の一部）に当接可能であって、各ガイド部材８５の外周側に弾装されたスプリング９１によって上方向へ付勢されている。

そして、整列プレート８３は、センターガイドブッシュ２５の端面及びサイドガイドブッシュ２７の端面に当接した状態でスプリング９１の付勢力に抗しつつ梁部材６７に対して相対的に下方向へ移動すると、嵌合状態から解除状態に切り替わるようになっている。ここで、嵌合状態とは、図１０及び図１２に実線で示されるように、各第１アンテナ側コネクタ４９の大径部４９ａと対応関係にある第１嵌合孔８７が嵌合しかつ各第２アンテナ側コネクタ５３の大径部５３ａと対応関係にある第２嵌合孔８９が嵌合した状態のことをいい、解除状態とは、図１２に仮想線で示すように、嵌合状態を解除した状態であって、各第１アンテナ側コネクタ４９の小径部４９ｂと対応関係にある第１嵌合孔８７が遊嵌しかつ各第２アンテナ側コネクタ５３の小径部５３ｂと対応関係にある第２嵌合孔８９が遊嵌した状態のことをいう。

なお、整列プレート８３に対する各位置決めピン６９（７１）の相対位置を決定するため、整列プレート８３には、各位置決めピン６９（７１）を挿通可能な長穴８３ｈ（図９及び図１０に１つのみ図示）がそれぞれ形成されている。

続いて、本発明の実施形態に係る補助治具９３について説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る補助治具９３は、アレイアンテナ式のプラズマＣＶＤ装置１に用いられる付属品であって、真空チャンバー３の天井壁１５側に対する複数本の誘導結合型電極４７の着脱作業を補助するものである。そして、補助治具９３の具体的な構成は、次のようになる。

真空チャンバー３の天井壁１５の外壁面（上面）には、一対の門型の支持櫓９５が着脱可能かつ左右方向に離隔して設けられている。また、各支持櫓９５は、前後に対向した一対の支柱９７と、一対の支柱９７の上部の間に連結するように設けられた上部プレート９９とを備えている。

各支持櫓９５における上部プレート９９には、スプリング（図示省略）の弾発力（付勢力）を利用してアレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減するスプリングバランサ１０１が吊すように着脱可能に設けられており、このスプリングバランサ１０１は、長穴等を介して上部プレート９９に対して前後方向へ位置調節可能である。また、各スプリングバランサ１０１は、公知の構成からなり、円筒状のバランサケース（バランサ本体）１０３と、バランサケース１０３の上部に設けられかつ上部プレート９９に着脱可能なロープ状の取付部材１０５と、バランサケース１０３内に回転可能に設けられかつ前記スプリングを内蔵した回転ドラム（図示省略）と、この回転ドラムに巻回されかつバランサケース１０３に送り出し及び引き入れ可能なワイヤ状の作動部材１０７とを備えている。ここで、作動部材１０７は、前記スプリングによって上方向（換言すれば、引き入れ方向又は巻回方向）へ付勢されている。

各スプリングバランサ１０１における作動部材１０７の先端部（下端部）には、連結部材１０９が着脱可能に連結されており、この連結部材１０９は、真空チャンバー３の外側に位置している。また、連結部材１０９には、上下方向へ延びた一対のスライドバー１１１の上端部が取付ナット１１３を介して着脱可能に連結されている。換言すれば、各スプリングバランサ１０１における作動部材１０７の先端部には、一対のスライドバー１１１の上端部が連結部材１０９等を介して着脱可能に連結されている。そして、各スライドバー１１１は、天井壁１５に対して上下方向へ移動可能であって、真空チャンバー３の天井壁１５の通孔１７に挿通してある。更に、各一対のスライドバー１１１の下端部には、ホルダ６５（梁部材６７）の端部（左端部又は右端部）を下方向から係止可能な係止部材１１５が取付ナット１１７を介して着脱可能に設けられており（図９参照）、この係止部材１１５は、真空チャンバー３の内部（内側）に位置している。

なお、補助治具９３は、前記スプリングの弾発力を利用してアレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減するスプリングバランサ１０１の代わりに、エアの圧力（付勢力）を利用してアレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減するエアバランサ等の別のバランサを用いても構わない。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

作業者による誘導結合型電極４７の着脱（取付と取外し）に関する作用
真空チャンバー３の外側において、整列プレート８３の第１嵌合孔８７を第１アンテナ側コネクタ４９の大径部４９ａを嵌合させつつ、各分割サポート部材７３Ｓの各第１支持孔７９に第１電極棒５１（第１アンテナ側コネクタ４９）を挿通した状態で支持させる。同様に、整列プレート８３の第２嵌合孔８９を第２アンテナ側コネクタ５３の大径部５３ａを嵌合させつつ、各分割サポート部材７３Ｓの各第２支持孔８１に第２電極棒５５（第２アンテナ側コネクタ５３）を挿通した状態で支持させる。これにより、図８に示すように、複数本の誘導結合型電極４７を一括してまとめて、アレイアンテナユニット３７を形成することできる。

複数本の誘導結合型電極４７を一括してまとめた後に、図３（ａ）に示すように、真空チャンバー３の正面側又は側面側からアレイアンテナユニット３７を真空チャンバー３の内部に挿入して、ガイド支柱３１の下側に位置させる。次に、図３（ｂ）に示すように、各一対のスライドバー１１１の下端部に係止部材１１５を連結させ、かつ各係止部材１１５をホルダ６５（梁部材６７）の端部に下方向から係止させることにより、スプリングバランサ１０１の弾発力によってアレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減する。更に、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減した状態で、アレイアンテナユニット３７を上方向へ移動させることにより、梁部材６７の各切欠６７ｂを対応関係にあるガイド支柱３１に下方向から係合させると共に、各位置決めピン６９（７１）を対応関係にあるガイドブッシュ２５（２７）に下方向から係合させる。そして、各ガイド支柱３１に可動支持部材３３を下方向から嵌挿させて、各ガイド支柱３１における可動支持部材３３の下側に操作ナット３５を螺合させる（締め付ける）ことにより、一対の可動支持部材３３にホルダ６５（梁部材６７）の両端部を支持させる。これにより、アレイアンテナユニット３７を真空チャンバー３の正面側又は側面側から一対の可動支持部材３３にセットすることができる。なお、梁部材６７の各切欠６７ｂを対応関係にあるガイド支柱３１に下方向から係合させた後に、各係止部材１１５をホルダ６５の端部に下方向から係止させたり、一対の可動支持部材３３にホルダ６５の両端部を支持させた後に、各位置決めピン６９（７１）を対応関係にあるガイドブッシュ２５（２７）に下方向から係合させたりしても構わない。

アレイアンテナユニット３７を一対の可動支持部材３３にセットした後に、図４（ａ）に示すように、操作ナット３５の回転操作によって一対の可動支持部材３３を上方向へ移動させることにより、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減した状態で、アレイアンテナユニット３７を上方向へ移動させて、整列プレート８３をセンターガイドブッシュ２５の端面及び一対のサイドガイドブッシュ２７の端面に当接させる。更に、図４（ｂ）に示すように、操作ナット３５の回転操作によって一対の可動支持部材３３を上方向へ移動させることにより、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減した状態で、ホルダ６５（梁部材６７）を上方向へ移動させて、梁部材６７の両端部を対応関係にあるガイド支柱３１の段差部３１ａに下方向から当接させる。これにより、複数の第１アンテナ側コネクタ４９及び複数の第２アンテナ側コネクタ５３の整列状態を保ちつつ、各第１アンテナ側コネクタ４９を対応関係にある第１天井側コネクタ１９に接続させかつ各第２アンテナ側コネクタ５３を対応関係にある第２天井側コネクタ２１に接続させることができる。併せて、整列プレート８３をスプリング９１の付勢力に抗しつつホルダ６５（梁部材６７）に対して相対的に下方向へ移動させて、各第１アンテナ側コネクタ４９及び各第２アンテナ側コネクタ５３の接続完了と略同時に、嵌合状態から解除状態に切り替えることができる。

以上により、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減しつつ、複数本の誘導結合型電極４７を真空チャンバー３の天井壁１５側に一括して取付けることができる。また、前述の動作と反対の動作を行うことにより、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減しつつ、複数本の誘導結合型電極４７を真空チャンバー３の天井壁１５側から一括して取外して、真空チャンバー３から取り出すことができる。

なお、複数本の誘導結合型電極４７の着脱作業の終了後に、補助治具９３を真空チャンバー３の天井壁１５側から取外しておくと共に、真空チャンバー３の天井壁１５の各通孔１７を気密に塞いでおく。

要するに、真空チャンバー３の天井壁１５の外壁面に一対の支持櫓９５が着脱可能に設けられ、各支持櫓９５にスプリングバランサ１０１が吊すように設けられ、各スプリングバランサ１０１の作動部材１０７の先端部に真空チャンバー３の天井壁１５の通孔１７に挿通可能かつ上下方向へ移動可能な一対のスライドバー１１１が連結され、各一対のスライドバー１１１の下端部にホルダ６５を係止可能な係止部材１１５が連結されているため、前述のように、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減しつつ、複数本の誘導結合型電極４７を真空チャンバー３の天井壁１５側に対して一括して着脱（取付と取外し）することができる。

成膜処理に関する作用
まず、真空圧発生源５によって真空チャンバー３の内部へ真空状態に減圧する。次に、台車４１を真空チャンバー３の内部における基準の台車送り出し位置に送り出すことにより、各基板エリアＡに基板Ｗをセットする。また、ガス供給源４５によって真空チャンバー３の内部側へ材料ガスを供給することにより、各第２電極棒５５の各噴出孔６１から基板エリアＡに向かって材料ガスを噴射する。そして、高周波電源２３によって複数本の誘導結合型電極４７に高周波波電力を供給することにより、アレイアンテナユニット３７の周辺にプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を２枚の基板Ｗの表面に付着させる。これにより、２枚の基板Ｗの表面に非結晶シリコン膜又は微結晶シリコン膜等の薄膜を成膜（形成）することができる。

ここで、梁部材６７は真空チャンバー３に対する左右方向の変位が許容され、各分割サポート部材７３Ｓ（サポート部材７３）は梁部材６７に対する左右方向の変位が許容され、整列プレート８３が嵌合状態から解除状態に切り替わっているため、成膜処理中に、梁部材６７、各分割サポート部材７３Ｓ、及び整列プレート８３の左右方向の熱膨張を構造的に逃がすことができる。

本発明の実施形態の効果
以上の如く、本発明の実施形態によれば、アレイアンテナユニット３７に作用する荷重を軽減しつつ、複数本の誘導結合型電極４７を真空チャンバー３の天井壁１５側に対して一括して着脱できるため、真空チャンバー３の天井壁１５側に対する複数本の誘導結合型電極４７の着脱作業の容易化をより一層図ることができる。

本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、例えば、次のように種々の態様で実施可能である。即ち、アレイアンテナユニット３７にＵ字形状の複数本の誘導結合型電極４７を用いる代わりに、Ｉ字形状の複数本の誘導結合型電極を用いても構わない。また、補助治具９３を真空チャンバー３の天井壁１５に対して着脱可能な付属品として用いる代わりに、アレイアンテナユニット３７の一部を構成する補助装置として用いても構わない。なお、補助治具９３をアレイアンテナユニット３７の一部を構成する補助装置として用いた場合には、各スライドバー１１１を真空チャンバー３の天井壁１５の通孔１７に気密に挿通させておく。

そして、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

Ａ 基板エリア
Ｗ 基板
１ アレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置
３ 真空チャンバー
５ 真空圧発生源
１５ 天井壁
１７ 通孔
１９ 第１天井側コネクタ
２１ 第２天井側コネクタ
２３ 高周波電源
２５ センターガイドブッシュ
２７ サイドガイドブッシュ
２９ アンテナ支持機構（アンテナセット機構）
３１ ガイド支柱
３１ａ ガイド支柱の段差部
３３ 可動支持部材
３５ 操作ナット
３７ アレイアンテナユニット
４１ 台車
４３ 基板ホルダ
４５ ガス供給源
４７ 誘導結合型電極
４９ 第１アンテナ側コネクタ
４９ａ 第１アンテナ側コネクタの大径部
４９ｂ 第１アンテナ側コネクタの小径部
５１ 第１電極棒
５３ 第２アンテナ側コネクタ
５３ａ 第２アンテナ側コネクタの大径部
５３ｂ 第２アンテナ側コネクタの小径部
５５ 第２電極棒
５７ 接続金具
６１ 噴出孔
６５ ホルダ
６７ 梁部材
６７ａ 梁部材のスリット開口部
６７ｂ 梁部材の切欠
６９ センター位置決めピン
７１ サイド位置決めピン
７３ サポート部材
７３Ｓ 分割サポート部材
７９ 第１支持孔
８１ 第２支持孔
８３ 整列プレート
８７ 第１嵌合孔
８９ 第２嵌合孔
９１ スプリング
９３ 補助治具
９５ 支持櫓
９７ 支柱
９９ 上部プレート
１０１ スプリングバランサ
１０３ バランサケース
１０５ 取付部材
１０７ 作動部材
１０９ 連結部材
１１１ スライドバー
１１５ 係止部材

Claims (11)

1. 天井壁に高周波電源に電気的に接続された複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部に配設されてあってかつ手動操作によって上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、前記可動支持部材に着脱可能にセットされたアレイアンテナユニットと、を具備してあって、前記アレイアンテナユニットは、鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列されかつ上端部に対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極と、複数本の前記誘導結合型電極を一括して保持するホルダとを備えてなるアレイアンテナ式のプラズマＣＶＤ装置に用いられ、
   前記真空チャンバーの前記天井壁側に対する複数本の前記誘導結合型電極の着脱作業を補助する補助治具において、
   前記真空チャンバーの前記天井壁の外壁面に設けられた支持櫓と、
   前記支持櫓に設けられ、上方向へ付勢された作動部材を備え、前記アレイアンテナユニットに作用する荷重を軽減するバランサと、
   前記作動部材に連結され、前記真空チャンバーの前記天井壁に形成された通孔に挿通可能であって、上下方向へ移動可能なスライドバーと、
   前記スライドバーに連結され、前記ホルダを係止可能な係止部材と、を備えたことを特徴とする補助治具。
2. 前記支持櫓の個数が複数であって、複数の前記支持櫓が前記真空チャンバーの前記天井壁の外周面に前記幅方向に離隔して設けられ、各支持櫓に前記バランサが設けられ、各作動部材に前記スライドバーが連結され、各スライドバーに前記係止部材が連結されていることを特徴とする請求項１に記載の補助治具。
3. 前記バランサは、スプリングの弾発力を利用したスプリングバランサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補助治具。
4. 真空雰囲気中でプラズマを発生させつつ、プラズマによって分解された材料ガスの成分を基板の表面に付着させることにより、基板の表面に薄膜を成膜するアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置において、
   内部を真空状態に減圧可能であって、天井壁に高周波電源に電気的に接続された複数の天井壁側コネクタが幅方向に間隔を置いて配設された真空チャンバーと、
   前記真空チャンバーの内部に配設され、手動操作によって上下方向へ移動可能な可動支持部材を備えたアンテナ支持機構と、
   前記可動支持部材に着脱可能にセットされ、少なくとも片側に基板をセットする基板エリアが形成され、プラズマを発生させるアレイアンテナユニットと、
   前記真空チャンバーの内部側へ材料ガスを供給するガス供給源と、
   複数本の前記誘導結合型電極を前記真空チャンバーの前記天井壁に対する着脱作業を補助する補助装置と、を具備し、
   前記アレイアンテナユニットは、
   鉛直状態で同一平面上に前記幅方向に間隔を置いて配列され、上端部に対応関係にある前記天井壁側コネクタに接続可能なアンテナ側コネクタが設けられた複数本の誘導結合型電極と、
   前記可動支持部材に着脱可能に支持され、複数本の前記誘導結合型電極を一括して保持するホルダと、を備え、
   請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の補助治具を前記補助装置として用いたことを特徴とするアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
5. 前記ホルダは、
   前記可動支持部材に着脱可能に支持され、前記幅方向へ延びてあって、開口部が前記幅方向に沿って形成され、前記真空チャンバーに対する前記幅方向の変位が許容された梁部材と、
   前記梁部材に前記幅方向に沿って設けられ、前記誘導結合型電極を前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容され、前記誘導結合型電極を前記梁部材の前記開口部を介して挿通した状態で支持する複数の支持孔が前記幅方向に沿って形成されたサポート部材と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
6. 前記サポート部材は、前記幅方向に沿って分割されかつ前記梁部材に対する前記幅方向の変位が許容された複数の分割サポート部材からなることを特徴とする請求項５に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
7. 前記アンテナ支持機構は、前記真空チャンバーの前記天井壁の内壁に前記幅方向に離隔しかつ垂下して設けられた一対のガイド支柱、各カイド支柱に着脱可能かつ上下方向へ移動可能に設けられた前記可動支持部材、及び各ガイド支柱における前記可動支持部材の下側に着脱可能に螺合して設けられかつ手動操作によって前記可動支持部材を上下方向へ移動させる操作部材を備えていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
8. 前記真空チャンバーの前記天井壁に複数のガイドブッシュが前記幅方向に間隔を置いて配設され、
   前記ホルダの上面に対応関係にある前記ガイドブッシュに係合する複数の位置決めピンが前記幅方向に間隔を置いて配設され、複数の前記位置決めピンのうちいずれかの前記位置決めピンは、係合状態にある前記ガイドブッシュに対して前記幅方向に移動不能であって、残りの前記位置決めピンは、係合状態にある前記ガイドブッシュに対する前記幅方向の変位が許容されていることを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
9. 前記真空チャンバーの内部に前記ホルダの上方向の移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とする請求項４から請求項８のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
10. 複数の前記天井側コネクタは、前記高周波電源の供給側に電気的に接続された複数の第１天井側コネクタと、前記高周波電源の接地側に電気的に接続された複数の第２天井側コネクタとからなり、複数の前記第１天井側コネクタと複数の前記第２天井側コネクタが前記幅方向に沿って交互に配設されてあって、
    各誘導結合型電極は、
    上端部に前記第１天井側コネクタに接続可能な第１アンテナ側コネクタが設けられた第１電極棒、前記第１電極棒に対して平行であってかつ上端部に前記第２天井側コネクタに接続可能な第２アンテナ側コネクタが設けられた第２電極棒、及び前記第１電極棒の下端部と前記第２電極棒の下端部の間に電気的に接続するように設けられた接続金具を備え、
    複数の前記挿通孔は、複数の第１挿通孔と複数の第２挿通孔からなり、前記サポート部材に前記第１挿通孔及び前記第２挿通孔が前記幅方向に沿って交互に形成され、各第１支持孔は前記第１電極棒を挿通した状態で支持可能であって、各第２支持孔は前記第２電極棒を挿通した状態で支持可能であって、
    前記可動支持部材に前記ホルダをセットした状態で、前記可動支持部材を上方向へ移動させると、各第１アンテナ側コネクタが対応関係にある前記第１天井側コネクタに接続しかつ各第２アンテナ側コネクタが対応関係にある前記第２天井側コネクタに接続するようになっていることを特徴とする請求項４から請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
11. 各第２電極棒がパイプ状を呈しており、各第２電極棒の内部が前記ガス供給源に接続されてあって、外周面に材料ガスを噴出する噴出孔が形成されてあって、
    前記第２支持孔は、前記噴出孔が指定の向きを指向するように前記第２電極棒を回転位置決め可能になっていることを特徴とする請求項１０に記載のアレイアンテナ式のＣＶＤプラズマ装置。
    

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