(57)【要約】【課題】均一な層の厚さが実際に得られるような方法および装置を提供する。【解決手段】基板を被覆するための方法および装置において、基板と向かい合うよう、当該基板に被覆を行う少なくとも２つの熱膨張プラズマ源が設けられており、前記基板は処理室内に配置されるようになっており、この処理室内の圧力は、前記プラズマ源を介して当該処理室に導入され膨張プラズマを形成するような前記プラズマ源内におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっており、各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが選択されるようになっている。プラズマプルームを同時に発生させる複数のプラズマ源間の距離は、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されることが好ましい。
2007502362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を被覆する方法であって、
基板と向かい合うよう、当該基板に被覆を行う少なくとも２つの熱膨張プラズマ源が設けられており、
前記基板は処理室内に配置されるようになっており、この処理室内の圧力は、前記プラズマ源を介して当該処理室に導入され膨張プラズマを形成するような前記プラズマ源内におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっており、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
厚さの変化は、被覆工程の後において得られる層を有する基板の表面で測定され、その後、測定された厚さの差異を減少させるよう処理パラメータが調整されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
選択されるべき処理パラメータの一つは、プラズマプルームを同時に発生させる複数のプラズマ源間の距離であり、
この距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
基板は前記プラズマ源に対して位置固定されており、最も近くにあるプラズマ源同士は交互にスイッチが入れられることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
基板は前記プラズマ源に対して搬送方向に移動させられ、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマ源の位置は、当該搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上の３つのプラズマ源の隣り合う噴射について、これらの３つのプラズマ源のうちの一つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の噴射位置の間に位置するように設定されていることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
３つのプラズマ源は仮想三角形の各角点上に位置するよう設けられ、
２つの角点は前記搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角点は、他の２つの角点から等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、様々な熱膨張プラズマ源のアーク流であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
第３の角点に配設された前記プラズマ源のアーク流は、他の２つのプラズマ源のアーク流よりも低くなるよう選択されることを特徴とする請求項６および７記載の方法。
【請求項９】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、プラズマ源内のキャリアガスの圧力であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、各プラズマ源の相対的な位置であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、基板に対する各プラズマ源の流出角度であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記層の厚さの測定は、自動的に行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１３】
前記層の厚さの測定は、光学的測定により行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１４】
前記層の厚さの測定は、当該層の２以上の箇所間の抵抗を測定することにより行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１５】
前記層の厚さの測定は、層厚さ測定器により行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１６】
前記層の厚さの測定は、基板表面の温度を測定することにより行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の、基板を被覆するための方法を実行する装置であって、
処理室を取り囲む処理チャンバと、処理室を減圧するポンプ手段と、少なくとも２つの熱膨張プラズマ源であって、当該熱膨張プラズマ源を介して処理室内に広がる圧力よりも高い圧力下でキャリアガスが処理室に供給され、このことにより膨張プラズマが形成されるような熱膨張プラズマ源と、少なくとも１つの基板を支持する基板ホルダと、を備え、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより少なくとも１つの基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが設定自在となっていることを特徴とする装置。
【請求項１８】
基板の表面における層の厚さの変化を測定する測定器と、
前記測定器により測定された層の厚さの差異に基づいて、設定されるべき少なくとも複数の処理パラメータを自動的に設定する制御器と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
選択されるべき処理パラメータの一つは、プラズマプルームを同時に発生させる複数のプラズマ源間の距離であり、
この距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されることを特徴とする請求項１７または１８記載の装置。
【請求項２０】
基板は前記プラズマ源に対して位置固定されており、最も近くにあるプラズマ源同士は交互にスイッチが入れられることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
基板は前記プラズマ源に対して搬送方向に移動自在となっており、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマ源の位置は、当該搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上の３つのプラズマ源の隣り合う噴射について、これらの３つのプラズマ源のうち一つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の間に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
３つのプラズマ源は仮想三角形の各角点上に位置するよう設けられ、
２つの角点は前記搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角点は、他の２つの角点から等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記プラズマ源は前記処理チャンバに対して摺動自在となっていることを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記基板は前記プラズマ源に対して搬送方向（Ｔ）に移動し、前記プラズマ源は前記搬送方向に対して直角方向に摺動自在となっていることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記基板に対するプラズマプルームの角度が変化するよう、前記処理チャンバにプラズマ源が傾斜して取り付けられていることを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記様々な熱膨張プラズマ源のアーク流を、好ましくは互いに独立して変化させるための制御器が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記様々な熱膨張プラズマ源におけるキャリアガスの圧力を、好ましくは互いに独立して変化させるための制御器が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記層の厚さの測定は、自動的に行われることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２９】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、光学測定器からなることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項３０】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、当該層の２以上の箇所間の抵抗を測定する抵抗測定器からなることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項３１】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、層厚さ測定器からなることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項３２】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、基板の表面の温度を測定する温度測定器からなることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を被覆するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
とりわけ、本発明は、重要となる表面を有する基板を被覆するために、複数の熱膨張プラズマ源（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅｓ）を用いた方法に関する。基板の表面は非常に大きく、一つのプラズマ源では被覆を行うことはできない。最近では、熱膨張プラズマ（ＥＴＰ）源を用いて大きな表面を有する基板の被覆を行う様々な提案が知られている。このような技術は、複数のプラズマ源が１つの処理チャンバに配設されることが記載された例えばＥＰ−Ａ−０  ２９７  ６３７により参照される。さらに、移動する基板ホルダを覆うような１つの処理室に設けられた複数の熱膨張プラズマ源を用いることが開示されたＤＥ−１９６  １０  ０１５Ａ１により参照される。また、ＵＳ−６，３９７，７７６Ｂ１には、複数の熱膨張プラズマ源を用いて大きな表面の被覆を蒸着させる装置が開示されている。しかしながら、これらの刊行物には、基板の要部の被覆の層について均一化された厚さを得ることができる方法については何ら記載されていない。例えば、ＵＳ−６，３９７，７７６Ｂ１において、複数の熱膨張プラズマ源のプラズマプルームは互いに干渉し、互いに押しやるという事実が無視されている。このような現象により、複数のプラズマ源間で干渉縞が発生してしまい、層の厚さが均一ではなくなってしまう。各々の刊行物に含まれる試験例には、重要となる層において厚さが異なることが示されている。
【０００３】
ＤＥ−１９６  １０  ０１５Ａ１の図１に明確に示すように、位置決めされたプラズマ源間の距離は、上記方法により得られる被覆跡（ｃｏａｔｉｎｇ  ｔｒａｃｋｓ）が互いに接触しないような大きさとなっている。このことにより、この構成におけるプラズマプルームは互いに干渉しないことが導かれる。
【０００４】
しかしながら、通過する基板における未だ被覆により覆われないような一部分は、第２列目のプラズマ源によって初めて完全にそして均一に被覆により覆われるという問題がある。図１に示すような方法において、第１列目のプラズマ源を通過した基板におけるある部分が完全に被覆されていない場合には、均一な層の厚さを得ることは不可能である。
【０００５】
また、基板の表面における温度の違いも、被覆が行われた層の厚さに違いを生じさせてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、均一な層の厚さが実際に得られるような方法および装置を提供することを考慮している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、基板を被覆する方法であって、
基板と向かい合うよう、当該基板に被覆を行う少なくとも２つの熱膨張プラズマ源が設けられており、
この基板は処理室内に配置されるようになっており、この処理室内の圧力は、プラズマ源を介して処理室に導入され膨張プラズマを形成するようなプラズマ源内におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっており、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが選択されるような方法を提供する。
【０００８】
この発明は、更に、本発明による方法を実行する装置であって、
処理室を囲む処理チャンバと、処理室を減圧するポンプ手段と、少なくとも２つの熱膨張プラズマ源であって、当該熱膨張プラズマ源を介して処理室内における圧力よりも高い圧力下でキャリアガスが処理室に供給され、このことにより膨張プラズマが形成されるような熱膨張プラズマ源と、少なくとも１つの基板を支持する基板ホルダと、
を備え、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより少なくとも１つの基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが設定自在となっているような装置を提供する。
【０００９】
円形の流出開口を有するプラズマ源において、成膜分布は概して円形の成膜ガウス分布であるが、この成膜分布により、上記被覆方法の設定を行う人に、単一のプラズマ源における層の厚みの構成に関する情報が提供される。このような成膜分布は、例えばプラズマ源内のキャリアガスの圧力、処理チャンバ内の圧力、プラズマ源内に広がるアーク流、プラズマ源自体の構成、プラズマ源から基板までの距離等のような様々な処理パラメータによって決まる。単一のプラズマ源において、様々な処理パラメータのために様々な成膜分布が測定される。複数のプラズマ源が用いられる場合には、基板に対する蒸着工程後の異なる成膜分布の参照により、基板の表面の要部において平らな分布が得られたときに、実質的に均一な層の厚さが得られる。上述のように、基板の温度の違いにより、被覆の層の厚さが異なるようになる。処理状態が異なると、層の厚さが異なることとなるが、このことは理論的に予想することは困難である。
【００１０】
本発明の更なる詳細によれば、これらの予想困難な層の厚さの違いは、被覆処理の後に得られる層を有する基板の表面上で測定を行うことができる。このことは、観測される厚さの差異を減少させるために処理パラメータが調整された後に行われる。
【００１１】
本発明の更なる詳細によれば、層の厚さの測定はインラインで自動的に行うことができ、処理パラメータの調整も自動的に行うことができる。
【００１２】
しかしながら、本発明の範囲内において、オペレータにより測定がオフラインで行われ、このオペレータにより処理パラメータが手動で調整されるようになっていてもよい。
【００１３】
測定は、層厚さ測定器により直接的に行われてもよく、オフラインまたはインラインで（自動的に）行われるようになっていてもよい。
【００１４】
更に、間接的な測定器を用いてもよい。このような装置では、層に損傷を与えるという危険性を最小とすることができるという追加の利点がある。間接的な測定器は、透過または反射に基づく光学測定器であってもよい。窓スクリーンのような実質的に透明な物体について、この物体を通過する光の透過により層の厚さに関する情報および表面の層の均一性または同質性に関する情報が得られる。さらに、適用される層の光学的特徴に関する情報が得られる。例えば太陽電池のような非透過性の物体については、電池の色により層の厚さに関する情報が得られる。特定の波長を有する光によって太陽電池の表面を走査することにより、表面の色の同質性が測定される。
【００１５】
導電可能な層について、表面における２以上の箇所間の抵抗を測定することにより、層の厚さの均一性または同質性に関する情報が得られる。
【００１６】
蒸着工程においてほとんどの場合基板は熱せられるので、基板の温度を測定することにより、層の厚さの均一性または同質性の情報が得られる。
【００１７】
本発明の更なる詳細によれば、選択されるべき処理パラメータの一つが、同時にプラズマプルームを生成するプラズマ源間の距離であって、この距離が、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択または設定されるときには、とりわけ有利となる。このことにより、同時にスイッチが入れられる複数の熱膨張プラズマ源間の距離が十分に大きくなり、膨張プラズマが互いに影響を与えることがなくなり、互いに非常に接近して設けられる複数のプラズマ源間の相互作用により発生するような上記の干渉縞が発生しなくなる。成膜分布は互いに分離された状態で残り、均一なまたは平らな成膜分布を得るために行われる理論上の参照によって実際に層の厚さが均一となる。
【００１８】
本発明の更なる詳細によれば、位置固定された基板について、最も近くにあるプラズマ源は交互にスイッチが入れられるようになっている。このことにより、プラズマ源を互いに接近するよう実際に配置することができ、最も近くにあるプラズマ源について同時にスイッチが入れられることが防止される。このことにより、最も近くにあるプラズマ源のプラズマプルームが互いに影響を与えることがなくなる。なぜならば、これらのプラズマプルームは同時に発生しないからである。当然のことながら、このようなバッチ生産を用いることにより、最初に、被覆として凹凸のあるものが形成される。その後、最初にスイッチがオフとなっていた隣りのプラズマ源のスイッチがオンとされ、最初にスイッチがオンとなっていたプラズマ源がオフとされたときに、被覆における凹部が徐々に埋められ、干渉縞が発生することのないような実質的に均一な層の厚さが得られる。
【００１９】
本発明による方法の他の更なる詳細によれば、
基板はプラズマ源に対して搬送方向に移動させられ、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、前記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマの位置は、３つのプラズマ源のうちの１つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の噴射位置の中間となるような位置となっている。
【００２０】
更なる詳細によれば、長手方向における必要とされる空間の使用を最小限とするよう、３つのプラズマ源を仮想三角形の角部に配置するような方法を用いることにより、実際の設計が得られる。この仮想三角形において、２つの角部が搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角部が他の２つの角部から等距離の箇所に配置される。
【００２１】
本発明による更なる詳細によれば、プラズマ源は処理チャンバに対して、搬送方向に対して直角方向に摺動自在に取り付けられるよう装置を特徴づけることができる。このような装置を用いることにより、複数の試みを用いることにより均一な層の厚さが容易に得られる。すなわち、基板の搬送方向に対して垂直方向に見た基板の厚さに変化が発生したときに、各プラズマ源間の距離を増加または減少させることができる。上述のように、インラインで自動的に上記試みを行い、各プラズマ源間の距離の調整はインラインで測定された層の厚さに基づいて自動的に行われるようになっていてもよい。
【００２２】
任意により、プラズマ源を傾斜させて処理チャンバに取り付けるよう装置を特徴づけることができ、このことにより、基板に対する様々なプラズマプルームの流出角度も変化する。
【００２３】
更なる詳細によれば、装置には、アーク流、様々な熱膨張プラズマ源のキャリアガスの圧力、および／または処理チャンバ内の圧力を、好ましくは互いに独立して変化させるような制御器が更に設けられている。本発明は、図面により参照される装置の典型的な実施の形態に基づいて更に明らかにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、基板を処理するための組み立て品の斜視図を示す。この組み立て品は、欧州特許出願第０３  ０７６５５４．９号に記載されており、この内容が本明細書にも盛り込まれるよう考慮すべきである。図示の組み立て品には、複数の処理チャンバ４０，４１，４２、および搬送ハウジング内を延びる搬送システムが設けられている。この搬送システムには、被覆処理されるべき基板を処理チャンバ４０，４１，４２に沿って移動させるような手段として、レール上を移動する移動器が設けられている。上述のヨーロッパ特許の出願書類に記載されるように、処理チャンバ内において、例えば熱膨張プラズマ源を用いてＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）のプロセスが行われる。上述のヨーロッパ特許の出願書類に対して、本出願における図１は、各処理チャンバに３つのＰＥＣＶＤ源、とりわけ熱膨張プラズマ（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｌａｓｍａ，ＥＴＰ）源が設けられていることを示している。
【００２５】
通過する基板の層の厚さを均一なものとするために、被覆プロセスの後に、成膜分布の参照により基板の要部における被覆の層の厚さを実質的に均一とするよう、処理チャンバにおいて様々な処理パラメータが選択されることが重要である。ここで、処理パラメータのうちの一つは、同時にプラズマプルームを生成する複数の熱膨張プラズマ源の間の距離である。この距離は、プラズマプルームの形状が、同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されるようになっている。
【００２６】
図２は、３つのプラズマ源による成膜分布の形状を示す。プラズマ源は、円形のプラズマ流出開口を有し、このため通過する基板上において得られる成膜分布はガウス分布となる。プラズマ源の適切な配置および成膜分布の正しい形状により、基板の要部の層の厚さを均一にするような成膜分布が結果として得られることが図面より明らかであろう。ここで、成膜分布の幅は、例えば各々のプラズマ源に用いられるアーク流により影響を受ける。さらに、成膜分布の形状は、プラズマ源におけるキャリアガスの圧力および処理チャンバ内における圧力により影響を受ける。好ましくは、プラズマ源におけるキャリアガスの圧力は、プラズマ源毎に制御することができ、より具体的には各々が独立して制御することができるようになっている。プラズマ源Ｂ１およびＢ２の成膜分布間に重複部分が生じるが、この重複部分はわずかなものでありプラズマ源Ｂ１およびＢ２のプラズマプルームは互いに他を押しやることはなく、層の厚みの構成に干渉縞を発生させるような方法で互いに影響を与えることもない。プラズマ源Ｂ１およびＢ２の成膜分布間の重複部分がわずかなものであることにより、実際に、成膜分布の参照により明らかとなるように、得られる層の厚さを均一なものとすることができる。
【００２７】
図３は、プラズマ源を取り付けるためのプラズマ源プレート上に少なくとも取り付けられた３つの熱膨張プラズマ源、これらのプラズマ源の上流側にある基板およびこれらのプラズマ源の下流側にあり被覆が施された基板の構成の上面図を示す。さらに、各プラズマ源について、各々成膜分布が示されている。プラズマ源プレートが搬送方向Ｔに対して直角方向に摺動自在に設けられており、基板上の被覆の層の厚さを均一とするために様々な成膜分布間の距離を設定することができることが図面より明らかであろう。任意で、プラズマ源を傾斜して配置してもよい。上述のように、プラズマ源の下流側には、被覆の層の厚さを測定するのに適した測定器が設けられている。測定結果に基づいて、プラズマ源の位置、および任意で他の処理パラメータが自動的にまたは手動で調整される。変形例として、基板が動かないようになっていてもよく、また、基板の異なる部分における層の厚さを測定する測定器を処理チャンバ内に設置してもよいことは明らかであろう。
【００２８】
図４および図５は、とりわけ請求項４および１３に記載された用語を明確にするためのものである。両方の図面には３つのプラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の組合せ体およびプラズマ源Ｂ１−Ｂ３の下方において搬送方向Ｔに沿って移動する基板Ｓが示されている。図４に示すような典型的な実施の形態において、プラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は仮想三角形の角部に配置されている。２つの角部は、搬送方向Ｔに対して直角方向に延びる仮想線ｍ上に配置されている。プラズマ源Ｂ３が配置される第３の角部は、他の２つの角部から等距離Ａ２，Ａ３の位置に配置されている。図４および図５において、２つのプラズマ源のうちの一つ（図４ではプラズマ源Ｂ３，図５ではプラズマ源Ｂ２）は、他のプラズマ源の後方に配置される。搬送方向に対して直角方向にあるプラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の位置は、搬送方向Ｔに対して直角方向に延びる仮想線Ｌ上における３つのプラズマ源の隣り合う噴射位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、３つのプラズマ源のうちの一つの噴射位置Ｐ３が、他の２つのプラズマ源の噴射位置Ｐ１，Ｐ２の中間に位置するよう、設定されている。図５に示す実施の形態と比較した図４に示す典型的な実施の形態における利点は、各々の被覆に適用される、必要とされる搬送長さＤが最小となることである。
【００２９】
図６は、複数のプラズマ源１−４１の構成について典型的な実施の形態を示す。これらのプラズマ源は仮想格子線の各角部上に配置されている。各々の構成は、とりわけ、プラズマ源と向かい合って配置された、位置固定された基板の被覆を行うために用いられる。もし全てのプラズマ源について同時にスイッチが入れられると、これらのプラズマプルームは互いに影響を与えることとなり、被覆の層の厚みに干渉縞が形成されてしまう。最初に、偶数の参照符号が付されたプラズマ源のスイッチを入れ、次に奇数のプラズマ源のスイッチを入れたときにこれらの偶数のプラズマ源のスイッチを切ることにより、最初に、凹凸を有する被覆が形成され、この凹部は第２の蒸着工程において徐々に埋められる。このことにより、最終的には実質的に均一な厚さの層を有する被覆が得られる。言い換えると、隣り合うプラズマ源は交互にスイッチが入れられる。この用語は、２つの工程のみが行われるような、すなわち第１に奇数のプラズマ源（明瞭にするために正方形で図示されている）のスイッチが入れられ、第２の工程において偶数のプラズマ源（明瞭にするために円形で図示されている）のスイッチが入れられるとともに奇数のプラズマ源のスイッチが切られるような変形例も含んでいる。
【００３０】
本発明は上述のような典型的な実施の形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において様々な変更を行うことができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】基板を処理するための組み立て品の斜視図である。
【図２】三角形形状に配置された３つのプラズマ源の成膜分布である。
【図３】摺動自在に設けられた３つのプラズマ源の上面図である。
【図４】三角形形状に配置された３つのプラズマ源の上面図に係る線図である。
【図５】直線状に配置された３つのプラズマ源の上面図に係る線図である。
【図６】交互にスイッチが入れられるような複数のプラズマ源の上面図に係る線図である。
【図１】
2007502362.tif 000003
【図２】
2007502362.tif 000004
【図３】
2007502362.tif 000005
【図４】
2007502362.tif 000006
【図５】
2007502362.tif 000007
【図６】
2007502362.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月15日(2005.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を被覆する方法であって、
基板と向かい合うよう、当該基板に被覆を行う少なくとも２つの熱膨張プラズマ源が設けられており、
前記基板は処理室内に配置されるようになっており、この処理室内の圧力は、前記プラズマ源を介して当該処理室に導入され膨張プラズマを形成するような前記プラズマ源内におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっており、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが選択され、
選択されるべき処理パラメータの一つは、プラズマプルームを同時に発生させる複数のプラズマ源間の距離であり、
この距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
厚さの変化は、被覆工程の後において得られる層を有する基板の表面で測定され、その後、測定された厚さの差異を減少させるよう処理パラメータが調整されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
基板は前記プラズマ源に対して位置固定されており、最も近くにあるプラズマ源同士は交互にスイッチが入れられることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
基板は前記プラズマ源に対して搬送方向に移動させられ、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマ源の位置は、当該搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上の３つのプラズマ源の隣り合う噴射について、これらの３つのプラズマ源のうちの一つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の噴射位置の間に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
３つのプラズマ源は仮想三角形の各角点上に位置するよう設けられ、
２つの角点は前記搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角点は、他の２つの角点から等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、様々な熱膨張プラズマ源のアーク流であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第３の角点に配設された前記プラズマ源のアーク流は、他の２つのプラズマ源のアーク流よりも低くなるよう選択されることを特徴とする請求項５および６記載の方法。
【請求項８】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、プラズマ源内のキャリアガスの圧力であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、各プラズマ源の相対的な位置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
得られる層の厚さに影響を与えて均一化するための、選択されるべきそして他の処理パラメータにより変化させられるべき処理パラメータのうちの一つは、基板に対する各プラズマ源の流出角度であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記層の厚さの測定は、自動的に行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１２】
前記層の厚さの測定は、光学的測定により行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１３】
前記層の厚さの測定は、当該層の２以上の箇所間の抵抗を測定することにより行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１４】
前記層の厚さの測定は、層厚さ測定器により行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１５】
前記層の厚さの測定は、基板表面の温度を測定することにより行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の、基板を被覆するための方法を実行する装置であって、
処理室を取り囲む処理チャンバと、処理室を減圧するポンプ手段と、少なくとも２つの熱膨張プラズマ源であって、当該熱膨張プラズマ源を介して処理室内に広がる圧力よりも高い圧力下でキャリアガスが処理室に供給され、このことにより膨張プラズマが形成されるような熱膨張プラズマ源と、少なくとも１つの基板を支持する基板ホルダと、を備え、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより少なくとも１つの基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが設定自在となっており、
選択されるべき処理パラメータの一つは、プラズマプルームを同時に発生させる複数のプラズマ源間の距離であり、
この距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されることを特徴とする装置。
【請求項１７】
基板の表面における層の厚さの変化を測定する測定器と、
前記測定器により測定された層の厚さの差異に基づいて、設定されるべき少なくとも複数の処理パラメータを自動的に設定する制御器と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
基板は前記プラズマ源に対して位置固定されており、最も近くにあるプラズマ源同士は交互にスイッチが入れられることを特徴とする請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
基板は前記プラズマ源に対して搬送方向に移動自在となっており、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマ源の位置は、当該搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上の３つのプラズマ源の隣り合う噴射について、これらの３つのプラズマ源のうち一つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の間に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１６または１７記載の装置。
【請求項２０】
３つのプラズマ源は仮想三角形の各角点上に位置するよう設けられ、
２つの角点は前記搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角点は、他の２つの角点から等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記プラズマ源は前記処理チャンバに対して摺動自在となっていることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記基板は前記プラズマ源に対して搬送方向（Ｔ）に移動し、前記プラズマ源は前記搬送方向に対して直角方向に摺動自在となっていることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記基板に対するプラズマプルームの角度が変化するよう、前記処理チャンバにプラズマ源が傾斜して取り付けられていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記様々な熱膨張プラズマ源のアーク流を、好ましくは互いに独立して変化させるための制御器が設けられていることを特徴とする請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記様々な熱膨張プラズマ源におけるキャリアガスの圧力を、好ましくは互いに独立して変化させるための制御器が設けられていることを特徴とする請求項１６乃至２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記層の厚さの測定は、自動的に行われることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２７】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、光学測定器からなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２８】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、当該層の２以上の箇所間の抵抗を測定する抵抗測定器からなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２９】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、層厚さ測定器からなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項３０】
基板の表面で層の厚さの差異を測定するための前記測定器は、基板の表面の温度を測定する温度測定器からなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を被覆するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
とりわけ、本発明は、重要となる表面を有する基板を被覆するために、複数の熱膨張プラズマ源（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅｓ）を用いた方法に関する。基板の表面は非常に大きく、一つのプラズマ源では被覆を行うことはできない。最近では、熱膨張プラズマ（ＥＴＰ）源を用いて大きな表面を有する基板の被覆を行う様々な提案が知られている。このような技術は、複数のプラズマ源が１つの処理チャンバに配設されることが記載された例えばＥＰ−Ａ−０  ２９７  ６３７により参照される。さらに、移動する基板ホルダを覆うような１つの処理室に設けられた複数の熱膨張プラズマ源を用いることが開示されたＤＥ−１９６  １０  ０１５Ａ１により参照される。また、ＵＳ−６，３９７，７７６Ｂ１には、複数の熱膨張プラズマ源を用いて大きな表面の被覆を蒸着させる装置が開示されている。しかしながら、これらの刊行物には、基板の要部の被覆の層について均一化された厚さを得ることができる方法については何ら記載されていない。例えば、ＵＳ−６，３９７，７７６Ｂ１において、複数の熱膨張プラズマ源のプラズマプルームは互いに干渉し、互いに押しやるという事実が無視されている。このような現象により、複数のプラズマ源間で干渉縞が発生してしまい、層の厚さが均一ではなくなってしまう。各々の刊行物に含まれる試験例には、重要となる層において厚さが異なることが示されている。
【０００３】
ＤＥ−１９６  １０  ０１５Ａ１の図１に明確に示すように、位置決めされたプラズマ源間の距離は、上記方法により得られる被覆跡（ｃｏａｔｉｎｇ  ｔｒａｃｋｓ）が互いに接触しないような大きさとなっている。このことにより、この構成におけるプラズマプルームは互いに干渉しないことが導かれる。
【０００４】
しかしながら、通過する基板における未だ被覆により覆われないような一部分は、第２列目のプラズマ源によって初めて完全にそして均一に被覆により覆われるという問題がある。図１に示すような方法において、第１列目のプラズマ源を通過した基板におけるある部分が完全に被覆されていない場合には、均一な層の厚さを得ることは不可能である。
【０００５】
また、基板の表面における温度の違いも、被覆が行われた層の厚さに違いを生じさせてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、均一な層の厚さが実際に得られるような方法および装置を提供することを考慮している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、基板を被覆する方法であって、
基板と向かい合うよう、当該基板に被覆を行う少なくとも２つの熱膨張プラズマ源が設けられており、
この基板は処理室内に配置されるようになっており、この処理室内の圧力は、プラズマ源を介して処理室に導入され膨張プラズマを形成するようなプラズマ源内におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっており、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが選択され、
選択されるべき処理パラメータの一つが、同時にプラズマプルームを生成するプラズマ源間の距離であって、
この距離が、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択または設定されるような方法を提供する。
【０００８】
この発明は、更に、本発明による方法を実行する装置であって、
処理室を囲む処理チャンバと、処理室を減圧するポンプ手段と、少なくとも２つの熱膨張プラズマ源であって、当該熱膨張プラズマ源を介して処理室内における圧力よりも高い圧力下でキャリアガスが処理室に供給され、このことにより膨張プラズマが形成されるような熱膨張プラズマ源と、少なくとも１つの基板を支持する基板ホルダと、
を備え、
各プラズマ源により行われる被覆は、特定の成膜分布、例えば成膜ガウス分布に基づく層の厚さを有しており、
被覆処理の後において成膜分布の参照を行うことにより少なくとも１つの基板の要部の被覆の層の厚さが実質的に均一となるよう、様々な処理パラメータが設定自在となっており、
選択されるべき処理パラメータの一つが、同時にプラズマプルームを生成するプラズマ源間の距離であって、
この距離が、上記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択または設定されるような装置を提供する。
【０００９】
円形の流出開口を有するプラズマ源において、成膜分布は概して円形の成膜ガウス分布であるが、この成膜分布により、上記被覆方法の設定を行う人に、単一のプラズマ源における層の厚みの構成に関する情報が提供される。このような成膜分布は、例えばプラズマ源内のキャリアガスの圧力、処理チャンバ内の圧力、プラズマ源内に広がるアーク流、プラズマ源自体の構成、プラズマ源から基板までの距離等のような様々な処理パラメータによって決まる。単一のプラズマ源において、様々な処理パラメータのために様々な成膜分布が測定される。複数のプラズマ源が用いられる場合には、基板に対する蒸着工程後の異なる成膜分布の参照により、基板の表面の要部において平らな分布が得られたときに、実質的に均一な層の厚さが得られる。上述のように、基板の温度の違いにより、被覆の層の厚さが異なるようになる。処理状態が異なると、層の厚さが異なることとなるが、このことは理論的に予想することは困難である。上記の事実により、同時にスイッチが入れられる複数の熱膨張プラズマ源間の距離が十分に大きくなり、膨張プラズマが互いに影響を与えることがなくなり、互いに非常に接近して設けられる複数のプラズマ源間の相互作用により発生するような上記の干渉縞が発生しなくなる。成膜分布は互いに分離された状態で残り、均一なまたは平らな成膜分布を得るために行われる理論上の参照によって実際に層の厚さが均一となる。
【００１０】
本発明の更なる詳細によれば、これらの予想困難な層の厚さの違いは、被覆処理の後に得られる層を有する基板の表面上で測定を行うことができる。このことは、観測される厚さの差異を減少させるために処理パラメータが調整された後に行われる。
【００１１】
本発明の更なる詳細によれば、層の厚さの測定はインラインで自動的に行うことができ、処理パラメータの調整も自動的に行うことができる。
【００１２】
しかしながら、本発明の範囲内において、オペレータにより測定がオフラインで行われ、このオペレータにより処理パラメータが手動で調整されるようになっていてもよい。
【００１３】
測定は、層厚さ測定器により直接的に行われてもよく、オフラインまたはインラインで（自動的に）行われるようになっていてもよい。
【００１４】
更に、間接的な測定器を用いてもよい。このような装置では、層に損傷を与えるという危険性を最小とすることができるという追加の利点がある。間接的な測定器は、透過または反射に基づく光学測定器であってもよい。窓スクリーンのような実質的に透明な物体について、この物体を通過する光の透過により層の厚さに関する情報および表面の層の均一性または同質性に関する情報が得られる。さらに、適用される層の光学的特徴に関する情報が得られる。例えば太陽電池のような非透過性の物体については、電池の色により層の厚さに関する情報が得られる。特定の波長を有する光によって太陽電池の表面を走査することにより、表面の色の同質性が測定される。
【００１５】
導電可能な層について、表面における２以上の箇所間の抵抗を測定することにより、層の厚さの均一性または同質性に関する情報が得られる。
【００１６】
蒸着工程においてほとんどの場合基板は熱せられるので、基板の温度を測定することにより、層の厚さの均一性または同質性の情報が得られる。
【００１７】
本発明の更なる詳細によれば、位置固定された基板について、最も近くにあるプラズマ源は交互にスイッチが入れられるようになっている。このことにより、プラズマ源を互いに接近するよう実際に配置することができ、最も近くにあるプラズマ源について同時にスイッチが入れられることが防止される。このことにより、最も近くにあるプラズマ源のプラズマプルームが互いに影響を与えることがなくなる。なぜならば、これらのプラズマプルームは同時に発生しないからである。当然のことながら、このようなバッチ生産を用いることにより、最初に、被覆として凹凸のあるものが形成される。その後、最初にスイッチがオフとなっていた隣りのプラズマ源のスイッチがオンとされ、最初にスイッチがオンとなっていたプラズマ源がオフとされたときに、被覆における凹部が徐々に埋められ、干渉縞が発生することのないような実質的に均一な層の厚さが得られる。
【００１８】
本発明による方法の他の更なる詳細によれば、
基板はプラズマ源に対して搬送方向に移動させられ、
全てのプラズマ源は同時にスイッチが入れられ、
隣り合うプラズマ源間の相対的な距離は、前記プラズマプルームの形状が同一の処理チャンバ内での単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう選択され、
前記搬送方向に見てプラズマ源のうちの少なくとも１つは他のプラズマ源の後方または前方に設けられており、
前記搬送方向に対して直角方向におけるプラズマの位置は、３つのプラズマ源のうちの１つの噴射位置が他の２つのプラズマ源の噴射位置の中間となるような位置となっている。
【００１９】
更なる詳細によれば、長手方向における必要とされる空間の使用を最小限とするよう、３つのプラズマ源を仮想三角形の角部に配置するような方法を用いることにより、実際の設計が得られる。この仮想三角形において、２つの角部が搬送方向に対して直角方向に延びる仮想線上に配置され、第３の角部が他の２つの角部から等距離の箇所に配置される。
【００２０】
本発明による更なる詳細によれば、プラズマ源は処理チャンバに対して、搬送方向に対して直角方向に摺動自在に取り付けられるよう装置を特徴づけることができる。このような装置を用いることにより、複数の試みを用いることにより均一な層の厚さが容易に得られる。すなわち、基板の搬送方向に対して垂直方向に見た基板の厚さに変化が発生したときに、各プラズマ源間の距離を増加または減少させることができる。上述のように、インラインで自動的に上記試みを行い、各プラズマ源間の距離の調整はインラインで測定された層の厚さに基づいて自動的に行われるようになっていてもよい。
【００２１】
任意により、プラズマ源を傾斜させて処理チャンバに取り付けるよう装置を特徴づけることができ、このことにより、基板に対する様々なプラズマプルームの流出角度も変化する。
【００２２】
更なる詳細によれば、装置には、アーク流、様々な熱膨張プラズマ源のキャリアガスの圧力、および／または処理チャンバ内の圧力を、好ましくは互いに独立して変化させるような制御器が更に設けられている。本発明は、図面により参照される装置の典型的な実施の形態に基づいて更に明らかにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、基板を処理するための組み立て品の斜視図を示す。この組み立て品は、欧州特許出願第０３  ０７６５５４．９号に記載されており、この内容が本明細書にも盛り込まれるよう考慮すべきである。図示の組み立て品には、複数の処理チャンバ４０，４１，４２、および搬送ハウジング内を延びる搬送システムが設けられている。この搬送システムには、被覆処理されるべき基板を処理チャンバ４０，４１，４２に沿って移動させるような手段として、レール上を移動する移動器が設けられている。上述のヨーロッパ特許の出願書類に記載されるように、処理チャンバ内において、例えば熱膨張プラズマ源を用いてＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）のプロセスが行われる。上述のヨーロッパ特許の出願書類に対して、本出願における図１は、各処理チャンバに３つのＰＥＣＶＤ源、とりわけ熱膨張プラズマ（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｌａｓｍａ，ＥＴＰ）源が設けられていることを示している。
【００２４】
通過する基板の層の厚さを均一なものとするために、被覆プロセスの後に、成膜分布の参照により基板の要部における被覆の層の厚さを実質的に均一とするよう、処理チャンバにおいて様々な処理パラメータが選択されることが重要である。ここで、処理パラメータのうちの一つは、同時にプラズマプルームを生成する複数の熱膨張プラズマ源の間の距離である。この距離は、プラズマプルームの形状が、同一の処理チャンバ内での同一の処理条件下における単一のプラズマプルームの形状と実質的に一致するという意味で、複数の膨張プラズマが実質的に互いに影響を与えないよう、選択および／または設定されるようになっている。
【００２５】
図２は、３つのプラズマ源による成膜分布の形状を示す。プラズマ源は、円形のプラズマ流出開口を有し、このため通過する基板上において得られる成膜分布はガウス分布となる。プラズマ源の適切な配置および成膜分布の正しい形状により、基板の要部の層の厚さを均一にするような成膜分布が結果として得られることが図面より明らかであろう。ここで、成膜分布の幅は、例えば各々のプラズマ源に用いられるアーク流により影響を受ける。さらに、成膜分布の形状は、プラズマ源におけるキャリアガスの圧力および処理チャンバ内における圧力により影響を受ける。好ましくは、プラズマ源におけるキャリアガスの圧力は、プラズマ源毎に制御することができ、より具体的には各々が独立して制御することができるようになっている。プラズマ源Ｂ１およびＢ２の成膜分布間に重複部分が生じるが、この重複部分はわずかなものでありプラズマ源Ｂ１およびＢ２のプラズマプルームは互いに他を押しやることはなく、層の厚みの構成に干渉縞を発生させるような方法で互いに影響を与えることもない。プラズマ源Ｂ１およびＢ２の成膜分布間の重複部分がわずかなものであることにより、実際に、成膜分布の参照により明らかとなるように、得られる層の厚さを均一なものとすることができる。
【００２６】
図３は、プラズマ源を取り付けるためのプラズマ源プレート上に少なくとも取り付けられた３つの熱膨張プラズマ源、これらのプラズマ源の上流側にある基板およびこれらのプラズマ源の下流側にあり被覆が施された基板の構成の上面図を示す。さらに、各プラズマ源について、各々成膜分布が示されている。プラズマ源プレートが搬送方向Ｔに対して直角方向に摺動自在に設けられており、基板上の被覆の層の厚さを均一とするために様々な成膜分布間の距離を設定することができることが図面より明らかであろう。任意で、プラズマ源を傾斜して配置してもよい。上述のように、プラズマ源の下流側には、被覆の層の厚さを測定するのに適した測定器が設けられている。測定結果に基づいて、プラズマ源の位置、および任意で他の処理パラメータが自動的にまたは手動で調整される。変形例として、基板が動かないようになっていてもよく、また、基板の異なる部分における層の厚さを測定する測定器を処理チャンバ内に設置してもよいことは明らかであろう。
【００２７】
図４および図５は、とりわけ請求項４および１３に記載された用語を明確にするためのものである。両方の図面には３つのプラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の組合せ体およびプラズマ源Ｂ１−Ｂ３の下方において搬送方向Ｔに沿って移動する基板Ｓが示されている。図４に示すような典型的な実施の形態において、プラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は仮想三角形の角部に配置されている。２つの角部は、搬送方向Ｔに対して直角方向に延びる仮想線ｍ上に配置されている。プラズマ源Ｂ３が配置される第３の角部は、他の２つの角部から等距離Ａ２，Ａ３の位置に配置されている。図４および図５において、２つのプラズマ源のうちの一つ（図４ではプラズマ源Ｂ３，図５ではプラズマ源Ｂ２）は、他のプラズマ源の後方に配置される。搬送方向に対して直角方向にあるプラズマ源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の位置は、搬送方向Ｔに対して直角方向に延びる仮想線Ｌ上における３つのプラズマ源の隣り合う噴射位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について、３つのプラズマ源のうちの一つの噴射位置Ｐ３が、他の２つのプラズマ源の噴射位置Ｐ１，Ｐ２の中間に位置するよう、設定されている。図５に示す実施の形態と比較した図４に示す典型的な実施の形態における利点は、各々の被覆に適用される、必要とされる搬送長さＤが最小となることである。
【００２８】
図６は、複数のプラズマ源１−４１の構成について典型的な実施の形態を示す。これらのプラズマ源は仮想格子線の各角部上に配置されている。各々の構成は、とりわけ、プラズマ源と向かい合って配置された、位置固定された基板の被覆を行うために用いられる。もし全てのプラズマ源について同時にスイッチが入れられると、これらのプラズマプルームは互いに影響を与えることとなり、被覆の層の厚みに干渉縞が形成されてしまう。最初に、偶数の参照符号が付されたプラズマ源のスイッチを入れ、次に奇数のプラズマ源のスイッチを入れたときにこれらの偶数のプラズマ源のスイッチを切ることにより、最初に、凹凸を有する被覆が形成され、この凹部は第２の蒸着工程において徐々に埋められる。このことにより、最終的には実質的に均一な厚さの層を有する被覆が得られる。言い換えると、隣り合うプラズマ源は交互にスイッチが入れられる。この用語は、２つの工程のみが行われるような、すなわち第１に奇数のプラズマ源（明瞭にするために正方形で図示されている）のスイッチが入れられ、第２の工程において偶数のプラズマ源（明瞭にするために円形で図示されている）のスイッチが入れられるとともに奇数のプラズマ源のスイッチが切られるような変形例も含んでいる。
【００２９】
本発明は上述のような典型的な実施の形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において様々な変更を行うことができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】基板を処理するための組み立て品の斜視図である。
【図２】三角形形状に配置された３つのプラズマ源の成膜分布である。
【図３】摺動自在に設けられた３つのプラズマ源の上面図である。
【図４】三角形形状に配置された３つのプラズマ源の上面図に係る線図である。
【図５】直線状に配置された３つのプラズマ源の上面図に係る線図である。
【図６】交互にスイッチが入れられるような複数のプラズマ源の上面図に係る線図である。
【国際調査報告】
2007502362.tif 000009
2007502362.tif 000010
2007502362.tif 000011