(57)【要約】【課題】１つの高周波電源から高周波電力が同時に供給される複数の成膜チャンバを用いてプラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する成膜システムにおいて、各成膜チャンバに同タイミングで着火させることができる。【解決手段】電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列に接続された複数のチャンバと、前記チャンバからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる着火補助装置と、前記着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記着火補助装置を制御する着火指示装置と、を備える成膜システム。【選択図】図１
2019070184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
前記電源に接続された１台の整合器と、
前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列に接続された複数のチャンバと、
前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、
前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御する着火指示装置と、
を備える成膜システム。
【請求項２】
前記複数の着火指示装置は、
前記複数のチャンバに対する前記電源からの送電のタイミングよりも前の同タイミングで前記複数の着火補助装置にスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御する、
請求項１に記載の成膜システム。
【請求項３】
電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列接続された複数のチャンバと、前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、を備える成膜システムの制御方法であって、
前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御すること、
を含む制御方法。
【請求項４】
電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列接続された複数のチャンバと、前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、を備える成膜システムのコンピュータに、
前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御すること、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜システム、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料用などのプラスチック容器の生産工程において、プラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する場合がある。
特許文献１〜３には、関連する技術として、複数の成膜チャンバを用いてプラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３５９４５号公報
【特許文献２】特開２００４−０２７２７１号公報
【特許文献３】国際公開第２００２／０５１７０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
成膜システムにおいて、１つの高周波電源から高周波電力が同時に供給される複数の成膜チャンバを用いてプラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する場合、各成膜チャンバにおけるプラズマの発生タイミング、すなわち、各成膜チャンバにおける着火タイミングの違いにより、各成膜チャンバに供給される高周波電力が不均一になる場合がある。各成膜チャンバに供給される高周波電力が不均一になった場合、各成膜チャンバにおいてプラスチック容器の内表面に生成されるＣＶＤ膜の品質にばらつきが生じてしまう。また、各成膜チャンバに供給される高周波電力が不均一になり、高周波電力が少数の成膜チャンバに集中した場合、成膜チャンバが破損するなど成膜システムに不具合が発生する可能性がある。
そのため、１つの高周波電源から高周波電力が同時に供給される複数の成膜チャンバを用いてプラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する成膜システムにおいて、各成膜チャンバに同タイミングで着火させることのできる技術が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決することのできる成膜システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、成膜システムは、電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列に接続された複数のチャンバと、前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御する着火指示装置と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様における成膜システムにおいて、前記複数の着火指示装置は、前記複数のチャンバに対する前記電源からの送電のタイミングよりも前の同タイミングで前記複数の着火補助装置にスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御してもよい。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、制御方法は、電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列接続された複数のチャンバと、前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、を備える成膜システムの制御方法であって、前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御すること、を含む。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、プログラムは、電源と、前記電源に接続された１台の整合器と、前記１台の整合器により電源との間のインピーダンスを整合され、互いに電気的に並列接続された複数のチャンバと、前記複数のチャンバそれぞれからのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる複数の着火補助装置と、を備える成膜システムのコンピュータに、前記複数の着火補助装置に同タイミングでスパークを発生させるように前記複数の着火補助装置を制御すること、を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態による成膜システムによれば、１つの高周波電源から高周波電力が同時に供給される複数の成膜チャンバを用いてプラスチック容器の内表面にＣＶＤ膜を生成する成膜システムにおいて、各成膜チャンバに同タイミングで着火させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による成膜システムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による成膜チャンバの構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による成膜システムの処理フローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による成膜システムの構成について説明する。
本発明の一実施形態による成膜システム１は、図１に示すように、成膜装置１０、高周波電源２０、自動整合器３０ａ、着火指示装置４０、を備える。
【００１３】
成膜装置１０は、プラスチック容器の内表面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）膜を生成する装置である。ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）膜は、例えば、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜である。成膜装置１０は、成膜チャンバ１００ａ１、１００ａ２、１００ａ３を備える。  成膜チャンバ１００ａ１、１００ａ２、１００ａ３のそれぞれは、電気的に並列に接続されている。以下、成膜チャンバ１００ａ１、１００ａ２、１００ａ３を総称して、成膜チャンバ１００ａと呼ぶ。
【００１４】
成膜チャンバ１００ａのそれぞれは、図２に示すように、筐体１０１ａと、外部電極１０２ａと、真空室１０３ａと、内部電極１０４ａと、排気管１０５ａと、原料ガス供給管１０６ａと、着火補助装置１０８ａと、を備える。
【００１５】
筐体１０１ａは、上部１０１ａａと、下部１０１ａｂと、を備える。筐体１０１ａは、成膜チャンバ１００ａの外周を形成し、内部からの電磁波を外部に漏出するのを防ぐ。
【００１６】
外部電極１０２ａは、上部１０２ａａと、下部１０２ａｂと、を備える。
下部１０２ａｂは、プラスチック容器Ｂを収納する。
下部１０２ａｂは、下部１０２ａｂにプラスチック容器Ｂが出し入れされるときに、下方に移動する。
上部１０２ａａと下部１０２ａｂは、外部電極１０２ａの内側に形成された真空室１０３ａでプラズマ放電を行うように構成されている。
【００１７】
真空室１０３ａは、上部１０２ａａにプラスチック容器Ｂが収納され真空室１０３ａが密閉された後に、図示しない真空ポンプが排気管１０５ａから空気を排出させることにより、真空状態となる。
【００１８】
内部電極１０４ａは、真空状態となった真空室１０３ａ内に原料ガス供給管１０６ａから供給される原料ガスを噴出して均一に拡散させる。原料ガスが真空室１０３ａ内に均一に拡散した後に外部電極１０２ａに自動整合器３０ａを介して高周波電源２０から高周波電力ＰＷが供給されると、アースされた内部電極１０４ａと外部電極１０２ａとの間にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、プラスチック容器Ｂの内表面にＣＶＤ膜が生成される。
【００１９】
排気管１０５ａは、真空室１０３ａ内の空気を外部に排気させるための管である。
原料ガス供給管１０６ａは、内部電極１０４ａを介してプラスチック容器Ｂの内部に原料ガスを拡散させるための管である。
着火補助装置１０８ａは、想定されるプラズマの拡散する範囲に設けられ原料ガスをプラズマ化させるためのスパークを発生させる。例えば、着火補助装置１０８ａは、図２に示すように、排気管１０５ａの位置に設けられ、排気管１０５ａでスパークを発生させる。
【００２０】
なお、図２には示されていないが、真空室１０３ａは、プラスチック容器Ｂの外形に沿ってほぼ相似形に形成され、かつ、内部電極１０４ａの外形は、プラスチック容器Ｂの内表面に沿ってほぼ相似形に形成されることが望ましい。
このようにした場合、プラスチック容器Ｂの内表面に均一なＣＶＤ膜を形成することができる。
【００２１】
高周波電源２０は、交流商用電源から生成した高周波電力ＰＷを生成する。高周波電源２０は、自動整合器３０ａを介して、高周波電力ＰＷを分配して成膜チャンバ１００ａのそれぞれに電力を送電する。
【００２２】
自動整合器３０ａは、自身でインピーダンスの調整値を調整して、高周波電源２０と成膜チャンバ１００ａ１との間のインピーダンスを整合させる。また、自動整合器３０ａは、同様に自身でインピーダンスの調整値を調整して、高周波電源２０と成膜チャンバ１００ａ２との間のインピーダンス、高周波電源２０と成膜チャンバ１００ａ３との間のインピーダンスを整合させる。自動整合器３０ａが高周波電源２０と成膜チャンバ１００ａ１、成膜チャンバ１００ａ２、成膜チャンバ１００ａ３の間のインピーダンスを一括して整合させることにより、高い効率で安定した高周波電力ＰＷ１が成膜チャンバ１００ａ１に、高い効率で安定した高周波電力ＰＷ２が成膜チャンバ１００ａ２に、高い効率で安定した高周波電力ＰＷ３が成膜チャンバ１００ａ３に送電される。
【００２３】
着火指示装置４０は、着火補助装置１０８ａのそれぞれに同タイミングでスパークを発生させるように制御する。なお、着火指示装置４０が着火補助装置１０８ａのそれぞれにスパークを発生させるように制御するタイミングは、高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａのそれぞれに高周波電力ＰＷが分配されて電力が送電されるタイミングよりも前のタイミングである。
【００２４】
着火補助装置１０８ａのそれぞれが同タイミングでスパークを発生させた場合、各成膜チャンバ１００ａにおいてプラズマが発生する。成膜チャンバ１００ａにおけるインピーダンスは、プラズマの発生状態で大きく異なる。そのため、同タイミングでスパークを発生させた後に送電する場合、同タイミングでプラズマが発生する為、成膜チャンバ１００ａ１、成膜チャンバ１００ａ２、成膜チャンバ１００ａ３それぞれにおけるインピーダンスは、ほぼ同一の値となる。これにより、高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ１に供給される高周波電力ＰＷ１、高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ２に供給される高周波電力ＰＷ２、高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ３に供給される高周波電力ＰＷ３は、ほぼ同一の値となる。その結果、各成膜チャンバ１００ａにおける外部電極に電力を均等に供給することができ、コーティング膜厚がほぼ均一なＣＶＤ膜でコーティングされたプラスチック容器Ｂを生成することができる。
本発明の一実施形態による成膜システム１は、各成膜チャンバ１００ａにおいて同タイミングでスパークが発生せるように制御を行うことにより、各成膜チャンバ１００ａにおけるインピーダンスを全タイミングで均一にすることができ、コーティング膜厚がほぼ均一なＣＶＤ膜でコーティングされたプラスチック容器Ｂを生成することができる装置である。
【００２５】
次に、本発明の一実施形態による成膜システム１の処理について説明する。
ここでは、図３に示す本発明の一実施形態による成膜システム１の処理フローについて説明する。
なお、初期状態では、高周波電源２０は、成膜装置１０に高周波電力ＰＷを供給していないものとする。
【００２６】
図２で示したように、プラスチック容器Ｂが成膜チャンバ１００ａのそれぞれに入れられる。真空ポンプは、真空室１０３ａ内の空気を外部に排気させ、真空室１０３ａを真空状態にする。内部電極１０４ａは、真空状態となった真空室１０３ａ内に原料ガス供給管１０６ａから供給される原料ガスを噴出する。
【００２７】
着火指示装置４０は、成膜チャンバ１００ａのそれぞれに対する高周波電力ＰＷの送電のタイミングよりも前の同タイミングで着火補助装置１０８ａのそれぞれにスパークを発生させるように制御する（ステップＳ１）。
具体的には、着火指示装置４０は、着火補助装置１０８ａのそれぞれに同一のタイミングでスパークを発生させるためのスパーク制御信号を送信する。
【００２８】
着火補助装置１０８ａのそれぞれは、着火指示装置４０からスパーク制御信号をほぼ同一のタイミングで受信する。これにより、着火補助装置１０８ａのそれぞれは、ほぼ同一のタイミングでスパークを発生させる（ステップＳ２）。着火補助装置１０８ａのそれぞれによるステップＳ２の処理によって、各成膜チャンバ１００ａにおけるプラズマの発生の開始が同タイミングになる。
【００２９】
高周波電源２０は、成膜チャンバ１００ａ１に高周波電力ＰＷ１を供給し、成膜チャンバ１００ａ２に高周波電力ＰＷ２を供給し、成膜チャンバ１００ａ３に高周波電力ＰＷ３を供給する（ステップＳ３）。
なお、高周波電源２０が成膜チャンバ１００ａ１に高周波電力ＰＷ１を、成膜チャンバ１００ａ２に高周波電力ＰＷ２を、成膜チャンバ１００ａ３に高周波電力ＰＷ３を供給している間、自動整合器３０ａは、自身でインピーダンスの調整値を調整して高周波電源２０と各成膜チャンバ１００ａとの間のインピーダンスを整合させている。着火補助装置１０８ａのそれぞれは、同タイミングでスパークを発生させ、各成膜チャンバ１００ａにおいてプラズマが発生する。そのため、成膜チャンバ１００ａにおけるインピーダンスは、ほぼ同一の値となり、各成膜チャンバ１００ａにおけるインピーダンスは、全タイミングで均一になる。このことにより、高周波電源２０から各成膜チャンバ１００ａに供給される高周波電力ＰＷ１〜ＰＷ３は、ほぼ同一の値となる。
【００３０】
高周波電力ＰＷ１が高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ１に供給されると、外部電極１０２ａ１に高周波電力ＰＷ１が供給され、アースされた内部電極１０４ａ１と外部電極１０２ａ１との間にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、プラスチック容器Ｂ１の内表面にＣＶＤ膜が生成される。
高周波電力ＰＷ２が高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ２に供給されると、外部電極１０２ａ２に高周波電力ＰＷ２が供給され、アースされた内部電極１０４ａ２と外部電極１０２ａ２との間にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、プラスチック容器Ｂ２の内表面にＣＶＤ膜が生成される。
高周波電力ＰＷ３が高周波電源２０から成膜チャンバ１００ａ３に供給されると、外部電極１０２ａ３に高周波電力ＰＷ３が供給され、アースされた内部電極１０４ａ３と外部電極１０２ａ３との間にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、プラスチック容器Ｂ３の内表面にＣＶＤ膜が生成される。
なお、各成膜チャンバ１００ａにおける外部電極１０２ａに高周波電力が均等に供給されるため、成膜システム１は、各成膜チャンバ１００ａにおいて、コーティング膜厚がほぼ均一なＣＶＤ膜をプラスチック容器Ｂの内表面に生成することができる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態による成膜システム１について説明した。
本発明の一実施形態による成膜システム１は、成膜装置１０、高周波電源２０、自動整合器３０ａ、着火指示装置４０を備える。成膜装置１０が備える成膜チャンバ１００ａのそれぞれは、電気的に並列に接続される。自動整合器３０ａは、高周波電源２０と各成膜チャンバ１００ａとの間のインピーダンスを整合する。成膜装置１０が備える着火補助装置１０８ａ１は、成膜チャンバ１００ａ１からのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる。成膜装置１０が備える着火補助装置１０８ａ３は、成膜チャンバ１００ａ２からのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる。成膜装置１０が備える着火補助装置１０８ａ３は、成膜チャンバ１００ａ２からのプラズマの拡散範囲内においてスパークを発生させる。着火指示装置４０は、各着火補助装置１０８ａに同タイミングでスパークを発生させるように各着火補助装置１０８ａを制御する。
このようにすれば、本発明の一実施形態による成膜システム１は、高周波電源２０から高周波電力が同時に供給される成膜チャンバ１００ａのそれぞれを用いてプラスチック容器Ｂの内表面にＣＶＤ膜を生成する成膜システム１において、各成膜チャンバ１００ａに同タイミングで着火させることができる。
【００３２】
なお、本発明の一実施形態による成膜システム１は、１つの自動整合器３０ａを備え、その自動整合器３０ａが高周波電源２０と各成膜チャンバ１００ａの間のインピーダンスを一括して整合するものとして説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態による成膜システム１は、２つ以上の任意の複数の自動整合器３０ａを備え、高周波電源２０から複数の自動整合器３０ａのうちの１つに接続を切り替えて、その切り替えによって高周波電源２０に接続された自動整合器３０ａが高周波電源２０と各成膜チャンバ１００ａの間のインピーダンスを一括して整合するものであってもよい。高周波電源２０と接続される１つの自動整合器３０aのほか、同じ高周波電源２０に別の整合器を備え、高周波電源２０の電力の供給先を自動整合器３０aと別の整合器との間で切り替えてもよい。
【００３３】
なお、本発明の一実施形態による成膜システム１は、自動整合器３０ａを備えるものとして説明した。しかしながら、本発明の一実施形態による成膜システム１は、必ずしも自動整合器３０ａを備える必要はない。
本発明の他の実施形態による成膜システム１が備える成膜チャンバ１００ａは、例えば、すべて固定整合器に接続されるものであってよい。この場合、成膜システム１とは別に、成膜システム１が備える成膜チャンバ１００ａと同様のチャンバに自動整合器３０ａを接続して、プラスチック容器Ｂの内表面が正常に成膜されたときに、高周波電力ＰＷが成膜チャンバ１００ａに供給された間の自動整合器３０ａのインピーダンスの調整値を固定整合器それぞれのインピーダンスの調整値として設定すればよい。
【００３４】
なお、本発明の一実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【００３５】
記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【００３６】
本発明の実施形態について説明したが、上述の高周波電源２０、自動整合器３０ａ、着火指示装置４０、成膜システム１における装置のそれぞれは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがそのプログラムを実行するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・成膜システム
１０・・・成膜装置
２０・・・高周波電源
３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３・・・自動整合器
４０・・・着火指示装置
１００ａ、１００ａ１、１００ａ２、１００ａ３・・・成膜チャンバ
１０１ａ・・・筐体
１０２ａ・・・外部電極
１０３ａ・・・真空室
１０４ａ・・・内部電極
１０５ａ・・・排気管
１０６ａ・・・原料ガス供給管
１０７ａ・・・蓋体
１０８ａ・・・着火補助装置
【図１】
2019070184.tif 000003
【図２】
2019070184.tif 000004
【図３】
2019070184.tif 000005