(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電極用熱媒体が流れる流路を有し、プラズマを放電して基板に製膜する放電電極と、
前記電極用熱媒体の温度を調節する電極温度調節装置と、
前記基板を表面で保持する基板テーブルと、
前記基板テーブルの裏面に密接して、内部に均熱板用熱媒体が流れる流路を有する均熱板と、
前記均熱板用熱媒体の温度を調節する均熱板温度調節装置と、
製膜時に前記基板の表裏の温度差が無くなるように前記電極温度調節装置及び前記均熱板温度調節装置の動作を制御する制御装置と、
を具備した
製膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載された製膜装置であって、
更に、
前記基板に対して製膜を行う際に設定される設定パラメータと、製膜時に前記基板の表裏の温度差が零となる前記電極用熱媒体の温度及び前記均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、との対応関係が予め記述されたテーブル
を具備し、
前記制御装置は、前記テーブルを参照して、前記設定パラメータの設定値に対応する前記電極用熱媒体の温度Ｔを取得して、前記電極用熱媒体の温度を取得した温度Ｔとなるように前記電極温度調節装置の動作を制御し、且つ、前記設定パラメータの設定値に対応する前記均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得して、前記均熱板用熱媒体の温度が取得した温度Ｌとなるように前記均熱板温度調節装置の動作を制御する
製膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載された製膜装置であって、
前記設定パラメータは、前記基板の表面の温度である基板表面温度及び前記放電電極に印加される放電電極印加電力及び製膜時の雰囲気圧力である製膜圧力である
製膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載された製膜装置であって、
更に、
前記電極用熱媒体を送出する電極用ポンプと、
前記均熱板用熱媒体を送出する均熱板用ポンプと、
前記放電電極の温度を測定する電極温度センサと、
前記均熱板の温度を測定する均熱板温度センサと、
を具備し、
前記制御装置は、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力の設定値が変更された場合に、前記電極温度センサによって測定された前記放電電極の温度の単位時間当たりの変化率に基いて、前記電極用ポンプが送出する前記電極用熱媒体の流量を制御し、且つ、前記均熱板温度センサによって測定された前記均熱板の温度の単位時間当たりの変化率に基いて、前記均熱板用ポンプが送出する前記均熱板用熱媒体の流量を制御する
製膜装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された製膜装置であって、
前記制御装置は、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力の設定値が変更された場合に、前記テーブルを参照して変更後の前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力に対応する電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも高い場合には、前記電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ高い温度Ｔ1＋αになるように前記電極温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１になるように動作を制御し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも低い場合には、前記電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ低い温度Ｔ1‐αになるように前記電極温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１になるように動作を制御し、且つ、前記テーブルを参照して変更後の前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力に対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも高い場合には、前記均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ高い温度Ｌ1＋βになるように前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１で動作を制御し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも低い場合には、前記均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ低い温度Ｌ1‐βになるように前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように動作を制御する
製膜装置。
【請求項６】
請求項４に記載された製膜装置であって、
前記電極用ポンプと前記均熱板用ポンプとは共通であり、
前記電極用熱媒体と前記均熱板用熱媒体は共通であり、
前記電極用熱媒体が循環する経路と前記均熱板用熱媒体が循環する経路とは共通である
製膜装置。
【請求項７】
請求項６に記載された製膜装置であって、
前記電極用熱媒体は、前記放電電極中を流れた後、前記均熱板温度調節装置によって温度を調整されて前記均熱板中を流れる
製膜装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載された製膜装置であって、
更に、
前記基板の温度を測定する基板温度センサ
を具備し、
前記テーブルは、更に、前記均熱板の温度と前記均熱板用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
前記制御装置は、前記基板が投入される前に前記基板温度センサにより計測された基板温度を取得して前記基板表面温度の設定値と比較し、投入される前の基板温度と前記基板表面温度の設定値との差が所定の差より大きい場合において、
前記テーブルを参照して、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力の設定値から前記均熱板の温度Ｐ１を取得し、更に、取得した前記均熱板の温度Ｐ1よりも所定の温度γだけ高い温度Ｐ1＋γに対応した前記均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを取得し、前記均熱板用熱媒体の温度が取得した温度Ｌ1＋γとなるように前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ1になるように動作を制御する
製膜装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかに記載された製膜装置であって、
前記テーブルは、更に、前記放電電極の温度と前記電極用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
セルフクリーニング時において、前記制御装置は、前記テーブルを参照して、設定された放電電極の温度ＤＳ、均熱板温度ＬＳ、放電電極印加電力、及びクリーニング圧力、に対応した前記電極用熱媒体の温度ＴＳと均熱板用熱媒体の温度ＰＳとを取得し、前記電極用熱媒体の温度が取得した温度ＴＳとなるように前記電極温度調節装置の動作を制御し、前記均熱板用熱媒体の温度が取得した温度ＬＳとなるように前記均熱板温度調節装置の動作を制御する製膜装置。
【請求項１０】
基板表面温度を設定するステップと、
基板表面温度と、製膜時に前記基板の表裏の温度差が零となるような、前記電極用熱媒体の温度及び前記基板を保持する基板テーブルの裏面に密接する均熱板の内部を流れる均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、の対応関係が記述されたテーブルを参照するステップと、
基板表面温度の設定値に対応する前記電極用熱媒体の温度Ｔを取得する電極用熱媒体温度取得ステップと、
前記電極用熱媒体の温度を調節する電極温度調節装置の動作を、温度Ｔになるように制御するステップと、
前記基板表面温度の設定値に対応する前記均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得する均熱板用熱媒体温度取得ステップと、
前記均熱板用熱媒体の温度を調節する均熱板温度調節装置の動作を、取得した温度Ｌになるように制御するステップと、
を具備した
製膜方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載された製膜方法であって、
更に、
前記放電電極に印加される放電電極印加電力の値を設定するステップと、
製膜時の雰囲気圧力である製膜圧力の値を設定するステップと、
を具備し、
前記テーブルには、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力に対して、製膜時に前記基板の表裏の温度差が零となるような前記電極用熱媒体の温度及び前記均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、が対応付けられて記述され、
前記電極用熱媒体温度取得ステップは、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力の設定値に対応した電極用熱媒体の温度Ｔを取得するステップを含み、
前記均熱板用熱媒体温度取得ステップは、前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力の設定値に対応した前記均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得するステップを含む、製膜方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された製膜方法であって、
更に、
前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力の設定値が変更されるステップと、
前記放電電極の温度を測定するステップと、
前記放電電極の温度の単位時間当たりの変化率である電極温度変化率を求めるステップと、
前記電極温度変化率に基いて、前記電極用熱媒体を送出する電極用ポンプの動作を制御するステップと、
前記均熱板の温度を測定するステップと、
前記均熱板温度センサにより測定された前記均熱板の温度の単位時間当たりの変化率である均熱板温度変化率を求めるステップと、
前記均熱板温度変化率に基いて、前記均熱板用熱媒体を送出する均熱板用ポンプの動作を制御するステップと、
を具備した
製膜方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載された製膜方法であって、
更に、
前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、又は前記製膜圧力の設定値が変更されるステップと、
変更後の前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力の設定値に対応する電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得するステップと、
変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも高い場合には、前記電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ高い温度Ｔ1＋αになるように前記電極温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１で動作を制御し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも低い場合には、前記電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ低い温度Ｔ1‐αになるように前記電極温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１で動作を制御するステップと、
変更後の前記基板表面温度、前記放電電極印加電力、及び前記製膜圧力の設定値に対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得するステップと、
変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも高い場合には、前記均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ高い温度Ｌ1＋βになるように前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１で動作を制御し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも低い場合には、前記均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ低い温度Ｌ1‐βになるように前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように動作を制御するステップと、
を具備した
製膜方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかに記載された製膜方法であって、
前記テーブルは、更に、前記均熱板の温度と前記均熱板用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
更に、
製膜室に投入する前の前記基板の温度を測定するステップと、
投入する前の前記基板の温度と、設定された基板表面温度との差が所定の値より大きいかどうかを比較するステップと、
投入する前の前記基板の温度と、設定された基板表面温度との比較の結果、差が所定の値より大きい場合において、前記テーブルを参照して、設定された基板表面温度、放電電極印加電力及び製膜圧力に対応する前記均熱板の温度Ｐ1を取得するステップと、
取得した前記均熱板の温度Ｐ1よりも所定の温度γだけ高い温度Ｐ1＋γを求めるステップと、
求めた温度Ｐ1＋γに対応した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを取得するステップと、
前記均熱板用熱媒体の温度が、取得した温度Ｌ1＋γになるように、前記均熱板温度調節装置の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように動作を制御するステップと、
を具備した
製膜方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載された製膜方法であって、
前記テーブルは、更に、前記放電電極の温度と前記電極用熱媒体の温度との対応関係、及び前記均熱板の温度と前記均熱板用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
更に、
セルフクリーニングモードに設定するステップと、
前記放電電極温度を設定するステップと、
前記均熱板温度を設定するステップと、
放電電極印加電力を設定するステップと、
セルフクリーニング時における雰囲気圧力であるクリーニング圧力を設定するステップと、
前記テーブルを参照するステップと、
前記放電電極及び前記放電電極印加電力、及び前記クリーニング圧力の設定値に対応した前記電極用熱媒体の温度Ｔsと前記均熱板温度Ｌｓを取得するステップと、
前記電極用熱媒体の温度が取得した前記電極用熱媒体の温度Ｔsとなるように前記電極温度調整装置の動作を制御し、且つ、前記均熱板用熱媒体の温度が、取得した前記均熱板用熱媒体の温度Ｌｓとなるように、前記均熱板温度調整装置の動作を制御するステップと、
を具備した
セルフクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製膜装置に関し、特にプラズマを用いて処理を行う製膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光に反応して発電する太陽電池が知られている。その一つとして、アモルファスシリコンや微結晶シリコン等の発電層を大型の基板に製膜した薄膜シリコン系太陽電池が知られている。その中でも、ボトムセル（i層）の膜厚が厚い微結晶型太陽電池は、製膜速度を向上する生産性向上の観点から、製膜時に高圧力、高放電電極印加電力（以下、Ｒｆパワーと記載）でプラズマを発生させて高速で製膜することが望まれる。
【０００３】
図１は従来のアモルファスシリコン製膜用装置の製膜装置１０の構成を概略的に示す図である。図１に示されるアモルファスシリコン製膜用装置の製膜装置１０は、基板１１を保持する基板テーブル１２、基板テーブル１２に対向して設けられたプラズマ放電電極１３、基板テーブル１２に間接的に熱を加える棒状ヒータ１４、及び装置内部に蓄積された熱を除去するヒートシンク１５を備えている。図１１は基板を鉛直方向に設置するように記載されているが、鉛直軸に対して約１０°傾斜させて、基板１１を重力で安定に支持することとしても良い。
【０００４】
図１に示されるような装置を用いて、高圧力、高Ｒｆパワー条件下にて基板に製膜を行うと、ヒートシンク１５による吸熱が追いつかず、基板の膜面側（プラズマ放電電極側）から基板１１へのプラズマからの入熱が大きくなることがある。基板１１の膜面側においてプラズマからの入熱が大きくなると、基板の表裏の温度差が大きくなる。基板の表裏の温度差は、基板温度が低い場合のように基板１１へ基板テーブル１２からの伝熱が大きいと、図２Ａに示されるように基板の外側が基板テーブル１２から浮き上がったり、プラズマからの入熱が大きくなり基板１１の膜面側温度が高くなると、図２Ｂに示されるように基板の中央部が基板テーブル１２から浮き上がるような、基板の反り、の一因となる。大型の基板（例示：1ｍ×1ｍ以上）においては、このような反りの大きさは特に顕著である。基板の反りは、基板と電極間距離にばらつきを生じさせ、基板の面内で均一な膜厚及び膜質が得られなくなる要因となる。基板１１の面内温度分布が不均一になり辺長が１ｍを超える大型基板では略３０°以上の温度分布が発生すると、基板の反りは、平坦な基板がうねるような変形（バックリング変形）が生じて基板の面内温度分布が小さくなるまで変形が回復しない状況となり、膜の製品表面への回り込みや製膜不良の原因ともなる。これらの基板の反りにより発生する事象は、太陽電池の性能悪化や、太陽電池の製品価値を低下させるものである。前記大型基板においては、その処理する製膜室の各部の構成部品は大型で重量物であり、温度調整には非常に長時間を必要とする。このため、基板を基板テーブルに設置後や製膜開始後に、各部に発生した温度変動分を従来のＰＩＤ制御などにより温度調整を開始しても短時間で調整することはできないので、製膜処理には間に合わず、有効な制御が出来ていない状況にある。即ち、大型基板で高圧力、高Ｒｆパワーでプラズマを発生させた際に、基板を所定の温度に保ちながら、基板の反りを抑制させる技術の提供が望まれる。
【０００５】
上記と関連して、特許文献１は、基板の表面温度を製膜開始前に所定温度まで上げた後に製膜し、製膜中の温度を２３０〜２６０℃範囲内に保つ方法として、製膜後のアニーリング熱処理時の配線ダメージの原因となる膜内応力の変化（圧縮応力から引っ張り応力への変化）を生じさせる水分のない、透水性の小さい膜を、配線の熱ストレスダメージをもたらさない温度以下で形成する絶縁膜形成方法、を開示している。
【０００６】
更に、上記と関連して、特許文献２は、プラズマＣＶＤ装置の印加電極温度調節装置において、電極の温度調節液接液部を電気絶縁性材料による被覆を施してなることを特徴とする印加電極の温度調節装置、を開示している。
【０００７】
更に、上記と関連して、特許文献３は、電極部と、その電極部に熱的に接続された冷却部とを具備し、その電極部は複数の電極棒を具備し、その冷却部はその複数の電極棒のそれぞれに対応して形成されたプラズマＣＶＤ装置用電極、を開示している。
【０００８】
【特許文献１】特開平５‐２９３００号  公報
【特許文献２】特開２００２‐３３９０７３号  公報
【特許文献３】特開２００５‐１２３３３９号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、高Ｒｆパワー、高圧力条件で製膜しても、基板の反りが発生しない製膜装置及び製膜方法を提供することにある。
【００１０】
更なる本発明の目的は、高Ｒｆパワー、高圧力条件で製膜するに、早く製膜室内部の温度を事前に設定された所定温度に制御するとともに、基板の温度上昇が発生しない製膜装置及び製膜方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のほかの目的は、高Ｒｆパワー、高圧力条件下で製膜しても、均一な膜厚分布、膜質分布が得られる製膜装置及び製膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１３】
本発明に係る製膜装置（１）は、
内部に電極用熱媒体が流れる流路を有し、プラズマを放電して基板（２）に製膜する放電電極（３）と、
電極用熱媒体の温度を調節する電極温度調節装置（４）と、
基板（２）を表面で保持する基板テーブル（５）と、
基板テーブル（５）の裏面に密接して、内部に均熱板用熱媒体が流れる流路を有する均熱板（６）と、
その均熱板用熱媒体の温度を調節する均熱板温度調節装置（７）と、
製膜時に基板（２）の表裏の温度差が無くなるように電極温度調節装置（４）及び均熱板温度調節装置（７）の動作を制御する制御装置（９）と、
を備える。
【００１４】
上述の構成に依れば、製膜時において制御装置（９）が基板（２）の表裏の温度差が零となるように均熱板温度調節装置（７）と電極温度調節装置（４）の動作を制御する。均熱板温度調節装置（７）及び電極温度調節装置（４）の双方が制御されるので、均熱板（６）及び放電電極（３）の双方の温度も制御される。均熱板（６）及び放電電極（３）の温度を製膜時を想定して事前に準備した最適な温度になるように制御するので、製膜時において基板（２）の表裏の温度差が抑制される。よって、製膜時における基板（２）の反りが抑制される。
【００１５】
図３は、図１に示される従来の製膜装置（１０）における、基板(１１)に対する熱収支を説明する図である。基板(１１)への入熱する熱流束の総量Ｑinは、棒状ヒータ（１４）から基板テーブル（１２）を経由して基板(１１)へ向かう熱流束Ｑｈ、発熱した放電電極（１３）から基板(２)へ向かう熱流束Ｑｅ、及びプラズマから基板(１１)へ向かう熱流束Ｑｐ、を用いて、「Ｑin=Ｑｈ+Ｑe+Ｑｐ」という式により表現される。基板(１１)から放電電極(１３)やヒートシンク(１５)等を経由して製膜室３０より外部へ搬出される熱流束ＱoutよりもＱinが大きい場合には、基板温度は上昇して基板表面温度が基板裏面温度よりも高くなる。即ち、基板表裏温度に差が生じ、基板の反りの原因となる。よって、ＱinはＱoutよりも大きくならないように制御する必要があるが、ヒートシンク(１５)では熱を取りきれない場合がある。特に、高Ｒｆパワー、高圧力条件下においては、ＱｅとＱｐが大きくなるので、Ｑinが大きくなりやすい。本発明の構成に依れば、ヒートシンク(１５)で熱を取るのではなく、放電電極(３)内部を流れる電極用熱媒体と、均熱板（６）内部を流れる均熱用熱媒体と、によって放電電極(３)及び均熱板(６)の温度が制御される。いずれも、内部を流れる熱媒体によって温度が制御されるので、放電電極(３)及び均熱板(６)の温度はより確実に制御されるとともに、熱媒体の熱の授受容量が大きく、基板搬入搬出などによる外乱要因に対して温度が安定する。放電電極(３)及び均熱板(６)の温度がより確実に制御されるので、基板(２)への入熱（出熱）もより確実に制御される。
【００１６】
本発明に係る製膜装置（１）は、
更に、
基板（２）に対して製膜を行う際に設定される設定パラメータと、製膜時に基板（２）の表裏の温度差が零となるその電極用熱媒体の温度及びその均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、との対応関係が予め記述されたテーブル（８）
を備え、
制御装置（９）は、テーブル（８）を参照して、その設定パラメータの設定値に対応する電極用熱媒体の温度Ｔを取得して、その電極用熱媒体の温度を取得した温度Ｔとなるように電極温度調節装置（４）の動作を制御し、且つ、その設定パラメータの設定値に対応するその均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得して、その均熱板用熱媒体の温度が取得した温度Ｌとなるように均熱板温度調節装置（７）の動作を制御する。
【００１７】
製膜時における基板２への入出熱は、製膜条件に大きく影響を受ける。上述のように、予め、製膜条件の設定値である設定パラメータと、製膜中において基板表裏の温度差が零となる電極用熱媒体の温度及びその均熱板用熱媒体の温度の組み合わせと、が対応付けられていることにより、様々な製膜条件下においても制御装置（９）が製膜時の熱バランスを予想して事前に準備した最適な温度の組み合わせを取得することができる。制御装置(９)より指示を受けた電極温度調節装置(４)及び均熱板温度調節装置(７)は、結果として、基板(２)の表裏の温度差が零となるように電極用熱媒体の温度と均熱板用熱媒体の温度を調節する。よって、製膜時における基板(２)の反りが様々な条件下（高Ｒｆパワー、高圧力条件下においても）抑制される。また、設定パラメータの設定値から製膜室内部の温度条件（放電電極の温度及び均熱板の温度）を制御するにあたり、テーブル（８）を使用することで、制御を簡易に、且つ、確実に行うことができる。
【００１８】
本発明に係る製膜装置(１)において、
その設定パラメータは、基板(２)の製膜時における表面の温度である基板表面温度、放電電極(３)に印加される放電電極印加電力（Ｒｆパワー）、及び製膜時の雰囲気圧力である製膜圧力である。
【００１９】
基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力は、製膜時の基板（２）に対する入出熱の大きさに対する影響が顕著である。設定パラメータとして、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力を用いることで、より確実に基板表裏温度差が抑制される。
【００２０】
本発明に係る製膜装置(１)は、
更に、
その電極用熱媒体を送出する電極用ポンプ(２１)と、
その均熱板用熱媒体を送出する均熱板用ポンプ(２２)と、
放電電極(３)の温度を測定する電極温度センサ(２３)と、
均熱板(６)の温度を測定する均熱板温度センサ（２４）と、
を備え、
制御装置(９)は、その基板表面温度又はそのＲｆパワーの設定値が変更された場合に、電極温度センサ(２３)によって測定された放電電極(３)の温度の単位時間当たりの変化率に基いて、電極用ポンプ(２１)が送出するその電極用熱媒体の流量を制御し、且つ、均熱板温度センサ(２４)によって測定された均熱板(６)の温度の単位時間当たりの変化率に基いて、均熱板用ポンプ(２２)が送出するその均熱板用熱媒体の流量を制御する。
【００２１】
基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値は、製膜の状況に応じて変更される場合がある。また、製膜室（３０）の各部の構成部品は大型で重量物であり、温度調整には非常に長時間を必要とするため、基板を基板テーブルに設置後や製膜開始後に温度調整を開始しても各部の適正な温度に到達することができず、製膜処理には間に合わない。よって、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値が変更された場合、放電電極(３)や均熱板(６)の温度はいち早く安定することが好ましい。上述の構成に依れば、制御装置(９)が、放電電極(３)及び均熱板（６）の温度の変化率に基いて、電極用ポンプ(２１)及び均熱板用ポンプ(２２)が送出する流量を制御する。即ち、放電電極(３)や均熱板(６)の温度の変化率を大きくする必要があり、短時間で安定した状況とする場合には、送出する流量を所定の時間において増やして温度が安定化するまでの時間を短縮することができる。
【００２２】
本発明に係る製膜装置(１)において、
制御装置(９)は、その基板表面温度又はそのＲｆパワーの設定値が変更された場合に、テーブル(８)を参照して変更後のその基板表面温度及びそのＲｆパワーに対応する電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも高い場合には、その電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ高い温度Ｔ1＋αになるように電極温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ1になるように動作を制御し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも低い場合には、その電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ低い温度Ｔ1‐αになるように電極温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１になるように動作を制御し、且つ、変更後のその基板表面温度及び前記Ｒｆパワーに対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも高い場合には、その均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ高い温度Ｌ1＋βになるように均熱板温度調節装置(７)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように制御し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも低い場合には、その均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ低い温度Ｌ1‐βになるように均熱板温度調節装置(７)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように動作を制御する。
ここで、前記の所定の時間とは、後述の第１の実施形態で記載するように、放電電極（３）や均熱板（６）の温度を計測しながら設定温度に実際の温度が近づいた時点で所定時間として制御装置（９）に通知してもよい。また、所定の時間をシミュレーション計算により予め算出しておき、テーブル（８）からの受け取り情報に織り込んでおいてもよい。
【００２３】
本発明に係る製膜装置(１)において、
電極用ポンプ(２１)と均熱板用ポンプ(２２)とは共通であり、
その電極用熱媒体とその均熱板用熱媒体は共通であり、
その電極用熱媒体が循環する経路(３１)とその均熱板用熱媒体が循環する経路(３２)とは共通である。
上述のように、電極用熱媒体が循環する経路と均熱板用熱媒体が循環する経路を共通とすることにより、システムが簡素化する。また、電極用熱媒体と均熱板用熱媒体を共通とすることで、熱媒体量が低減するのでコストが低減される。さらに、電極用ポンプ(２１)と均熱板用ポンプ(２２)も共通化できるために、ポンプは一つでよく、設置コストが更に低減される。
【００２４】
本発明に係る製膜装置(１)において、
その電極用熱媒体は、放電電極(３)中を流れた後、均熱板温度調節装置(７)によって温度を調整されて均熱板(６)中を流れる。
放電電極(３)と均熱板(６)とでは、放電電極(３)のほうが温度が低い傾向にある。よって、熱媒体は、温度の低い放電電極(３)へ先に流れることで、放電電極（３）から熱量を受け取る。温度が若干上昇した熱媒体は均熱板温度調整装置（７）で設定温度にまで追加加熱され、均熱板（６）へ送出される。均熱板用熱媒体のみを循環する循環系を持つ場合に比べて、均熱板(６)へ流れる前に均熱板温度調節装置(７)が熱媒体に加える熱量は少なくて済む。均熱板（６）中を流れた熱媒体は、電極温度調節装置（４）において冷却されて、再び放電電極（３）へ送出される。よって電極温度調節装置（４）は冷却機能のみを、均熱板温度調節装置（７）は加熱機能のみを有していればよく、各温度調節装置で加熱と冷却の機能を分担できるのでコストが低減される。
また、放電電極（３）の温度が高く、高Ｒｆパワーで長時間実施されるセルフクリーニング実施時を考えると、均熱板温度調節装置（７）にも若干の冷却機能を設けて、放電電極（３）を出てきた熱媒体を冷却することが必要になる場合がある。しかしながら、この場合も均熱板温度調節装置（７）が冷却すべき熱量は若干であり、必ずしも十分な冷却機能を有する必要はない。同様に、電極温度調節装置（４）は若干の加熱機能が必要となる場合があるが、加熱すべき熱量は若干であるので、必ずしも十分な加熱機能を有する必要はない。よって、各温度調節装置（４、７）は単独で十分な加熱、冷却機能の双方を保有する必要はなく、コストが低減される。
【００２５】
本発明に係る製膜装置（１）において、
更に、
基板（２）の温度を測定する基板温度センサ（２５）
を備え、
テーブル（８）は、更に、均熱板（６）の温度とその均熱板用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
制御装置（９）は、基板（２）が投入される前に基板温度センサ（２５）により計測された基板温度を取得してその基板表面温度の設定値と比較し、投入される前の基板温度と基板表面温度の設定値との差が所定の差より大きい場合において、
テーブル（８）を参照して、基板表面温度、放電電極印加電力、及びその製膜圧力の設定値から均熱板（６）の温度Ｐ１を取得し、更に、取得したその均熱板の温度Ｐ1よりも所定の温度γだけ高い温度Ｐ1＋γに対応した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを取得し、その均熱板用熱媒体の温度が取得した温度Ｌ1＋γとなるように均熱板温度調節装置（７）の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ1になるように動作を制御する。
【００２６】
装置内に基板(２)を投入する際には、投入前の基板の温度が製膜時の基板温度よりも低いことがある。この場合、基板の投入直後には基板に対する入熱が発生して、
均熱板(６)の温度が低くなることがある。上述の構成に依れば、投入前の基板(２)の温度と製膜時の設定温度との間に大きな差がある場合には、均熱板用熱媒体の温度をより高くして調節することにより、基板投入時の均熱板(６)の温度低下を抑制することができる。
【００２７】
本発明に係る製膜装置(１)において、
テーブル(８)は、更に、放電電極(３)の温度とその電極用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
セルフクリーニング時において、制御装置(９)は、テーブル(８)を参照して、設定された放電電極(３)の温度Ｄｓに対応したその電極用熱媒体の温度Ｔｓを取得し、その電極用熱媒体の温度が、取得した温度Ｔｓとなるように、電極温度調節装置(４)の動作を制御する。
これによりセルフクリーニング時において、Ｓｉ系膜や粉にフッ素ラジカルを反応させてＳｉＦ４を生成して除去する際に発生する発熱量を、熱媒体に有効に吸収させて除去できるので、製膜室（３０）の温度変化を抑制することができる。
このためセルフクリーニング終了後は製膜室（３０）の温度が製膜可能な状況になるまで待機する無駄時間を省き、すみやかに製膜処理準備を開始することが出来て、生産量向上に寄与する効果がある。
【００２８】
本発明に係る製膜方法は、
プラズマを放電して基板(２)に製膜する際の基板表面温度を設定するステップ（ステップＳ１０）と、
基板表面温度と、製膜時に基板(２)の表裏の温度差が零となるような、その電極用熱媒体の温度及び基板(２)を保持する基板テーブル(５)の裏面に密接する均熱板(６)の内部を流れる均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、との対応関係が記述されたテーブル(８)を参照するステップ（ステップＳ２０）と、
基板表面温度の設定値に対応するその電極用熱媒体の温度Ｔを取得する電極用熱媒体温度取得ステップ（ステップＳ３０）と、
その電極用熱媒体の温度を調節する電極温度調節装置(４)の動作を、温度Ｔになるように制御するステップ（ステップＳ４０）と、
その基板表面温度の設定値に対応するその均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得する均熱板用熱媒体温度取得ステップ（ステップＳ５０）と、
その均熱板用熱媒体の温度を調節する均熱板温度調節装置(７)の動作を、取得した温度Ｌになるように制御するステップ（ステップＳ６０）と、
を備える。
【００２９】
本発明に係る製膜方法は、
更に、
放電電極（３）に印加されるＲｆパワーの値を設定するステップ（ステップＳ１１）と
を備え、
テーブル(８)には、その基板表面温度、そのＲｆパワー、及びその製膜圧力に対して、製膜時に前記基板の表裏の温度差が零となるようなその電極用熱媒体の温度及びその均熱板用熱媒体の温度の組み合わせ、が対応付けられて記述され、
電極用熱媒体温度取得ステップ（ステップＳ３０）において、基板表面温度、そのＲｆパワー、及びその製膜圧力の設定値に対応したその電極用熱媒体の温度Ｔを取得し、
均熱板用熱媒体温度取得ステップ(ステップＳ５０)において、基板表面温度、そのＲｆパワー、及びその製膜圧力の設定値に対応したその均熱板用熱媒体の温度Ｌを取得する。
【００３０】
本発明に係る製膜方法は、
更に、
その基板表面温度、そのＲｆパワー、又はその製膜圧力の設定値が変更されるステップ（ステップＳ７０）と、
放電電極(３)の温度を測定するステップ(ステップＳ１４０)と、
放電電極(３)の温度の単位時間当たりの変化率である電極温度変化率を求めるステップ（ステップＳ１５０）と、
その電極温度変化率に基いて、その電極用熱媒体を送出する電極用ポンプ(２１)の動作を制御するステップ（ステップＳ１６０）と、
均熱板(６)の温度を測定するステップ（ステップＳ１７０）と、
均熱板温度センサ(２４)により測定された均熱板(６)の温度の単位時間当たりの変化率である均熱板温度変化率を求めるステップ（ステップＳ１７１）と、
その均熱板温度変化率に基いて、その均熱板用熱媒体を送出する均熱板用ポンプ（２２）の動作を制御するステップ（ステップＳ１７２）と、
を備える。
【００３１】
本発明に係る製膜方法は、
更に、
その基板表面温度又はＲｆパワーの設定値が変更されるステップ（ステップＳ７０）と、
テーブル(８)を参照して、変更後の基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値に対応する電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得するステップ(ステップＳ８０)と、
変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも高い場合には、取得した温度Ｔ1よりも所定の温度αだけ高い温度Ｔ1＋αになるように電極温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｔ１になるように制御し、変更後に取得したＴ1が変更前の電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも低い場合には、電極用熱媒体の温度がＴ1よりも所定の温度αだけ低い温度Ｔ1‐αになるように電極温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は所得した温度Ｔ１になるように制御するステップ（ステップＳ９０）と、
テーブル(８)を参照して、変更後の基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値に対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得するステップ(ステップＳ１１０)と、
変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも高い場合には、取得した温度Ｌ1よりも所定の温度βだけ高い温度Ｌ1＋βになるように均熱板温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように制御し、変更後に取得したＬ1が変更前の均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも低い場合には、均熱板用熱媒体の温度がＬ1よりも所定の温度βだけ低い温度Ｌ1‐βになるように電極温度調節装置(４)の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように制御するステップ（ステップＳ１２０）と、
を備える。
【００３２】
本発明に係る製膜方法において、
テーブル(８)は、更に、均熱板(６)の温度とその均熱板用熱媒体の温度との対応関係を記述し、
更に、
製膜室に投入する前の基板（２）の温度を測定するステップ（ステップＳ１７５）と、
投入する前の基板（２）の温度と、設定された基板表面温度との差が所定の値より大きいかどうかを比較するステップ（ステップＳ１７６）と、
投入する前の基板（２）の温度と、設定された基板表面温度との比較の結果、差が所定の値より大きい場合において、テーブル（８）を参照して、設定された基板表面温度、放電電極印加電力及び製膜圧力に対応する均熱板（６）の温度Ｐ1を取得するステップ（ステップＳ１８０）と、
取得した均熱板（６）の温度Ｐ1よりも所定の温度γだけ高い温度Ｐ1＋γを求めるステップ（ステップＳ１９０）と、
求めた温度Ｐ1＋γに対応した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを取得するステップ（ステップＳ２００）と、
その均熱板用熱媒体の温度が、取得した温度Ｌ1＋γになるように、均熱板温度調節装置（７）の動作を所定の時間において制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように動作を制御するステップ（ステップＳ２１０）と、
を備える。
【００３３】
本発明に係る製膜方法において、
テーブル(８)は、更に、放電電極(３)の温度とその電極用熱媒体の温度との対応関係、及び均熱板（６）と均熱板用熱媒体の温度との対応関係、を記述し、
更に、
セルフクリーニングモードに設定するステップ（ステップＳ２２０）と、
放電電極(３)の温度Ｄｓを設定するステップ（ステップＳ２３０）と、
均熱板（６）の温度Ｌｓを設定するステップ（ステップＳ２３５）と、
前記放電電極に印可する放電電極印加電力（Ｒｆパワー）を設定するステップ（ステップＳ２４０）と、
圧力を設定するステップ（ステップＳ２４５）と、
テーブル(８)を参照するステップ（ステップＳ２５０）と、
設定された放電電極(３)の温度Ｄｓ、均熱板（６）の温度Ｌｓ、圧力、及びＲｆパワー、に対応した電極用熱媒体の温度Ｔｓ及び均熱板用熱媒体の温度Ｐｓを取得するステップ（ステップＳ２６０）と、
その電極用熱媒体の温度が、取得した電極用熱媒体の温度Ｔｓとなるように、電極温度調整装置(４)の動作を制御し、且つ、均熱板用熱媒体の温度が、取得した均熱板用熱媒体の温度Ｐｓとなるように、均熱板温度調節装置（７）の動作を制御するステップ（ステップＳ２７０）と、
を備える。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に依れば、高Ｒｆパワー、高圧力条件で製膜しても、基板の反りが発生しない製膜装置及び製膜方法が提供される。
【００３５】
また、本発明に依れば、高Ｒｆパワー、高圧力条件で製膜するに、早く製膜室内部の温度を所定温度に制御するとともに、基板の温度上昇が発生しない製膜装置及び製膜方法が提供される。
【００３６】
更に、本発明に依れば、高Ｒｆパワー、高圧力条件下で製膜しても、均一な膜厚分布、膜質分布が得られる製膜装置及び製膜方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１の実施形態）
図４Ａは本発明の第１の実施形態に係る製膜装置１の構成の概略を示すブロック図である。本発明に係る製膜装置１としては、プラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置などが挙げられる。ここでは、ガラス基板のような透光性基板上に太陽電池として、微結晶シリコンi層を製膜する例について説明する。微結晶シリコンi層は、微結晶化させる製膜条件の一つとして高Ｒｆパワーを放電電極に印加することに加えて、膜厚がアモルファスシリコンi層の５から１０倍と厚い為に、生産性向上のために高圧力、高Ｒｆパワーでの高速製膜が適している。製膜装置１は、製膜室３０、電極温度調節装置４、均熱板温度調節装置７、制御装置９、及び記憶装置（図示せず）に格納されたテーブル８を備えている。制御装置９は、テーブル８、均熱板温度調節装置７、及び電極温度調節装置４にアクセス可能である。
【００３８】
図５は製膜室３０内部の断面を概略的に示す図である。製膜室３０内部には、放電電極３、基板２を保持する基板テーブル５、基板テーブル５の裏面に密接する均熱板６が設けられている。放電電極３には図示されない高周波電源として例えば６０ＭＨｚ高周波電力が図示されない整合器を経由して印加されるようになっており、対向する基板２と放電電極３間でプラズマが発生して基板２に製膜される。放電電極３の裏側（基板テーブル５の反対側）には、防着板１６が設けられており、製膜範囲を限定することで製膜室３０の壁面に対する製膜が防止される。
【００３９】
放電電極３及び均熱板６の内部には流路が設けられている。図４Ｂは、放電電極３の構造を示す図である。放電電極３は複数の縦方向電極棒３０a、一対の横方向電極棒３０b、複数のジャケット３６、及び一対のヘッダー５５を備えている。一対の横方向電極棒３５bは、複数の縦方向電極棒３５aを挟みこむように配置されて梯子状となっている。また、一対のヘッダー３７は複数のジャケット３６を挟みこむように配置されて梯子状となっている。さらに、複数の縦方向電極棒３５aと複数のジャケット３６は、夫々が対応して一体に形成されている。即ち、各縦方向電極棒３５aの被処理基板の反対側（図中、矢印Ｓ側の反対側）に、各ジャケット３６が一体に形成されている。尚、図４Ｂにおいては、一対のうちの横方向電極棒３５ｂの片方と、複数の縦方向電極棒３５bとの接続部分における構成を示している。
【００４０】
被処理体である基板２に対向するように、複数のガス噴出し孔３８が各縦方向電極棒３５bに形成されている。横方向電極棒３５ｂの内部は空洞となっており、各縦方向電極棒３５ｂの内部にはガス通路３９が設けられている。製膜時の材料ガスは、ガス管４０を介して片方の横方向電極棒３５ｂ内部に導入される。導入された材料ガスは、各縦方向電極棒３５ｂのガス通路３９に略均一に分配され、ガス通路３９に接続した複数のガス噴出孔３８から基板側（図４Ｂ中のＳ方向）へ略均一に放出される。
【００４１】
一方、ヘッダー３７内部も空洞となっている。更に、各ジャケット３６内部には電極用熱媒体が流れる熱媒体通路４２が形成されており、ヘッダー３７内部の空洞に接続している。電極用熱媒体は、媒体管４２を介して片方のヘッダー３７内部へ導入される。導入された電極用熱媒体は、各ジャケット３６へ分岐して供給され、他方のヘッダー３７内部で合流したのち、他方のヘッダー３７に接続された媒体管を介して放電電極３の外部へ排出される。このように、梯子状に形成された横方向電極棒３５ｂ及び縦方向電極棒３５aの片面に、梯子状に形成されたジャケット３６及びヘッダー５５が一体にまたは密着して形成されていることは、放電電極３の温度が均一に調整される観点から好ましい。
【００４２】
図４Ｃは、図４Ｂ中の線Ｂ−Ｂにおける放電電極３の断面図を示す。図４Ｃに示されるように、縦方向電極棒３５aとジャケット３６は一体に形成されている。放電電極３の材料としては、放電電極３の温度分布が極力均一になるような非磁性材料が望ましい。その材料として、ＳＵＳ３０４、インコネル６００が使用可能であるが、更に熱伝導性に優れたアルミニウムやアルミニウム合金などが好適に使用される。尚、図４Ｃにおいて、長方形の断面を有する放電電極が示されている。しかし、放電電極の断面は、長方形に限られるものではない。その断面は、正方形や円形や楕円系、角が丸くなった長方形や多角形などであってもよい。
【００４３】
図４Ｄは、均熱板６内部に設けられた流路を説明する図である。均熱板６の流路４３は、四つの側面のうちの一つから均熱板６内部に入り、均熱板６の外周側から内側へ向かい、四つの側面のうちの一つから均熱板６を出るように設けられている。その流路は、ここでは、複数の流路４３a及び４３bに分けられている。いずれの流路も一筆書き的に枝分かれなく設けられている。流路４３a及び４３bの入り口には、配管４４a及び４４bが接続され、出口には配管４５a及び４５bが接続されている。即ち、均熱板用熱媒体は、配管４４a及び４４bに分岐して流路４３a及び４３bに導入され、配管４５a及び４５bから均熱板６の外部に排出される。排出された均熱板用熱媒体は、再び合流して、循環する。
【００４４】
電極用熱媒体及び均熱板用熱媒体としては、非導電性媒体であり、水素やヘリウムなどの高熱伝導性ガス、フッ素系不活性液体、不活性オイル、及び純水等が使用できる。これらの中でも、１５０℃〜２５０℃の範囲でも圧力が上がらずに、制御が容易であることから、フッ素系不活性液体（例えば商品名：ガルデン、Ｆ０５など）の使用が好適である。
尚、図５は基板を鉛直方向に設置するように記載されているが、鉛直軸に対して約１０°傾斜させて、基板２を重力で安定に支持する事としてもよい。
【００４５】
放電電極３には温度を測定する電極温度センサ２３が備えられている。電極温度センサ２３は基板２側へのプラズマ放電に影響を与えて製膜への影響が出ないように、プラズマ発生の少ない放電電極３の防着板１６側の面に取り付けることで、放電電極３の温度として監視が可能である。同様に、均熱板６にも温度を測定する均熱板温度センサ２４が備えられている。電極温度センサ２３及び均熱板温度センサ２４としては、熱電対が好ましい。電極温度センサ２３及び均熱板温度センサ２４は、制御装置９と接続しており、測定した温度は制御装置９に通知される。
【００４６】
図４Ａに戻り、電極用熱媒体及び均熱板用熱媒体の循環経路について説明する。電極用熱媒体は電極用ポンプ２１によって送出されて電極温度調節装置４にて温度を所定の温度に調節され、放電電極３内部を流れる。放電電極３を流れた電極用熱媒体は再び電極用ポンプ２１に戻されて、循環経路３１を循環する。同様に、均熱板用熱媒体も均熱板用ポンプ２４によって送出され、均熱板温度調節装置７にて温度を所定の温度に調節されて、均熱板６内部を流れる。均熱板６を流れた均熱板用熱媒体は再び均熱板用ポンプ２４に戻されて、循環経路３２を循環する。
【００４７】
制御装置９は電極温度調節装置４、均熱板温度調節装置７と接続しており、電極温度調節装置４及び均熱板温度調節装置７の動作を制御する。制御装置９は、更に、テーブル８にアクセス可能であり、テーブル８を参照して、電極温度調節装置４や均熱板温度調節装置７が調節する熱媒体の温度を決定、指示する機能を実現する。
【００４８】
図６はテーブル８の内容を示す概念図である。図６Ａに示されるように、テーブル８は、複数の基板表面温度のそれぞれについて、放電電極３に印加されるＲｆパワーを横軸、放電電極３の温度を縦軸としたグラフを、圧力毎に記憶している。また、図６Ｂに示されるように、テーブル８は、複数の基板表面温度のそれぞれについて、放電電極に印加されるＲｆパワーを横軸として、均熱板６の温度を縦軸としたグラフを、圧力毎に記憶している。即ち、ある基板表面温度、Ｒｆパワー、及び圧力が与えられると、図６Ａのグラフから放電電極３の温度が、図６Ｂのグラフから均熱板６の温度が決定される。ここで、決定された放電電極３の温度と均熱板６の温度とは、基板２の表裏の温度差が零となるような温度の組み合わせである。このような温度の組み合わせは、予め、各Ｒｆパワーの各製膜圧力条件下において、放電電極３及び均熱板６の温度を変化させて、基板表面温度及び基板裏面温度の変化の挙動を測定することにより求めることができる。尚、このような温度の組み合わせは、予め、各基板表面温度の各Ｒｆパワー条件下において、製膜室３０内部の構成部材である均熱板６、放電電極３、及び防着板１６等の温度を事前に測定しておき、シミュレーション計算により製膜室３０内の熱バランスを計算しておくことで、基板２の通過熱流束が零になる時に基板２の表裏温度差が零になるので、このときの温度の組み合わせとして求めることもできる。
【００４９】
図６Ａに示されるグラフにおいては、更に、放電電極３の温度が電極用熱媒体の温度と対応付けられている。即ち、ある放電電極３の温度が与えられると、与えれた放電電極３の温度にするために必要な電極用熱媒体の温度が決定される。同様に、図６Ｂに示されるグラフにおいて、更に、均熱板６の温度が均熱板用熱媒体の温度と対応付けられている。即ち、ある均熱板６の温度が与えられると、均熱板６を与えられた温度にする為に必要な均熱板用熱媒体の温度が決定される。放電電極３の温度と電極用熱媒体の温度との対応関係、及び均熱板６の温度と均熱板用熱媒体の温度との対応関係は、いずれも事前の測定や、測定値にもとづくシミュレーション計算により求めることができる。
【００５０】
電極温度調節装置４は電極用熱媒体に対して保温、加温、冷却機能を備えており、電極用熱媒体の温度を、制御装置９から指示された温度に調節する機能を有する。均熱板温度調節装置７も、均熱板用熱媒体に対して、保温、加温、冷却機能を備えており、均熱板用熱媒体の温度を制御装置９から指示された温度に調節する機能を有する。
【００５１】
図７は、本実施の形態に係る製膜装置１の動作の流れを示すフローチャートである。上述の構成を有する製膜装置１は、製膜中において以下に説明するように動作する。
【００５２】
ステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２
まず、基板２の製膜にあたり基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の値が制御装置９に設定される。基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力は、ユーザによって図示しない入力装置を介して制御装置９に通知されることで設定されてもよいし、予め記憶装置に記憶されていた値を読み込むことで設定されてもよい。
【００５３】
ステップＳ２０、Ｓ３０
続いて、制御装置９がテーブル８にアクセスして、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値から、対応する放電電極３の温度Ｄ1を取得する。更に、制御装置９は、取得した放電電極３の温度Ｄ1に対応する電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得する。放電電極３の温度Ｄ１と電極用熱媒体の温度Ｔ１が違うのは、放電電極３と電極用熱媒体との間で熱抵抗のために温度差が生じるためである。
【００５４】
ステップＳ４０
電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得した制御装置９は、電極温度調節装置４に対して取得した電極用熱媒体の温度Ｔ1を通知する。通知を受けた電極温度調節装置４は、電極用熱媒体の温度が、通知された温度Ｔ1となるように調節する。
【００５５】
ステップＳ５０
制御装置９は、放電電極３の温度Ｄ1を取得すると同時に、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値から、対応する均熱板６の温度Ｐ1を取得する。均熱板６の温度Ｐ1を取得した制御装置９は、更に、対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得する。
【００５６】
ステップＳ６０
均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得した制御装置９は、均熱板温度調節装置７に対して取得した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を通知する。通知を受けた均熱板温度調節装置７は、均熱板用熱媒体の温度を、通知された温度Ｌ1となるように調節する。
【００５７】
上述のステップＳ１０〜Ｓ６０までの動作により、電極用熱媒体及び均熱板用熱媒体の温度が制御されるので、放電電極３及び均熱板６の温度も制御される。これにより、製膜中の基板２は、基板表面温度の設定値となる。予めテーブル８に格納された、基板の表裏の温度差が零である電極用熱媒及び均熱板用熱媒の組み合わせを用いて、製膜状態における熱バランスを事前に考慮して放電電極３及び均熱板６の温度を制御するので、高Ｒｆパワー、高圧力条件下において製膜しても、基板２の反りが抑制される。
【００５８】
本実施の形態に依れば、予め、製膜時の条件に対して、基板の表裏の温度差が零となる電極用熱媒温度及び均熱板用熱媒温度の組み合わせ、が対応付けられているので、どのような製膜条件下においても放電電極３及び均熱板６の温度を基板の表裏の温度差を零にする上で最適な温度に制御することができる。どのような製膜条件下においても最適な放電電極３及び均熱板６の温度の組みあわせが与えられるので、例え高Ｒｆパワー、高圧力条件下において製膜したとしても、製膜時に基板２の表裏の温度差を抑制することができる。更に、製膜時の条件として、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力を用いることによって、より精度よく、基板の表裏の温度差の発生を抑制することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
（構成）
図８は本発明の第２の実施形態に係る製膜装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る製膜装置１は、第１の実施形態に対して、放電電極３の温度を測定する電極温度センサ２３、均熱板の温度を測定する均熱板温度センサ２４、電極用ポンプ２１、及び均熱板用ポンプ２２の構成が変更されている。電極温度センサ２３及び均熱板温度センサ２４は、制御装置９に接続されており、測定した温度データは制御装置９に通知される。また電極用ポンプ２１及び均熱板用ポンプ２２はそれぞれ、送出する熱媒体の流量を調節する機能を有している。電極用ポンプ２１及び均熱板用ポンプ２２は制御装置９と接続しており、これらのポンプが送出する熱媒体の流量は制御装置９からの指示によって決定される。
電極用ポンプ２１及び均熱板用ポンプ２２から送出される熱媒体の流量の値は、初期値を基板表面温度とＲｆパワーと製膜圧力とから、テーブル８から取得してもよい。熱媒体の流量はＰＩ制御などを用いて、短時間に目標温度になるように適切に制御される。
【００６０】
尚、上述の構成以外の点については、本実施の形態の構成は第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００６１】
（動作）
本実施の形態に係る製膜装置１においては、基板表面温度、Ｒｆパワー、又は製膜圧力の設定値が変更された場合について、以下のように動作する。図９は、第２の実施の形態に係る製膜装置１において、基板表面温度、Ｒｆパワー、又は製膜圧力の設定値が変更された場合の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
ステップＳ７０、８０
基板表面温度、Ｒｆパワー、又は製膜圧力の設定値が変更される（ステップＳ７０）と、制御装置９はテーブル８を参照して、変更後の基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値に対応した放電電極３の温度Ｄ1を取得する。制御装置９は、更に、取得した放電電極３の温度Ｄ1に対応した電極用熱媒体の温度Ｔ1を取得する（ステップＳ８０）。
【００６３】
ステップＳ９０
続いて、制御装置９は、取得した電極用熱媒体の温度Ｔ１を所定の温度だけ変化させる。この時、基板表面温度、Ｒｆパワー又は製膜圧力の設定値の変更により、変更前に設定されていた電極用熱媒体の温度Ｔ0よりも、変更後に取得した電極用熱媒体の温度Ｔ1の方が高い場合（Ｔ1 ＞Ｔ0）には、制御装置９は、電極用熱媒体の温度Ｔを、取得した電極用熱媒体の温度Ｔ1よりも所定の温度αだけ高い温度（Ｔ1+α）に設定する。一方、Ｔ1＜Ｔ0である場合には、制御装置９は、Ｔを所定の温度だけ低い温度（Ｔ1‐α）に設定する。
【００６４】
ステップＳ１００
制御装置９は、新しく設定した温度（Ｔ１+α）又は（Ｔ１‐α）を電極温度調節装置４に通知する。電極温度調節装置４は、制御装置９より通知された温度（Ｔ1+α）又は（Ｔ1‐α）になるように、電極用熱媒体の温度を調節する。電極用熱媒体の温度の変更により、放電電極３の温度は、時間の経過とともに（Ｔ1＋α）又は（Ｔ１‐α）に対応する温度（Ｄ１＋α）又は（Ｄ１‐α）に近づいていく。
【００６５】
ステップＳ１０１
放電電極３の温度は、（Ｄ１＋α）又は（Ｄ１‐α）に到達する前に、Ｄ1へ近づく。所定の時間t1が経過して、放電電極３の温度がＤ１に近づくと、制御装置９は電極温度調節装置４に対して、電極用熱媒体の温度をＴ1にするように指示する。電極温度調節装置４は、所定の時間t1が経過した後は、電極用熱媒体の温度ＴがＴ1になるように動作する。
ここで所定の時間t1とは、放電電極３の温度を計測しながら、設定値に近づいた時点で所定時間として制御装置９に通知してもよい。また、所定時間をシミュレーション計算により予め算出しておき、テーブル８からの受け取り情報に織り込んでおいてもよい。したがって、電極用熱媒体の温度は、所定の時間t1までは（Ｔ1＋α）又は（Ｔ１−α）になるように制御され、所定の時間ｔ1が経過した後は取得した温度Ｔ１になるように制御される。
【００６６】
図１０は、上述のステップＳ８０〜１０１の動作において、時間ｔに対する電極用熱媒体の実際の温度、放電電極３の温度、及び設定された電極用熱媒体の温度Ｔの挙動を、Ｔ1＞Ｔ0の場合について説明する図である。図１０に示されるように、時刻ｔ0において、電極用熱媒体の温度ＴがＴ1＋αに設定される。これにより実際の電極用熱媒体の温度もＴ１＋αまで上昇する。それに伴ない時刻ｔ0〜ｔ1までは実際の放電電極３の温度Ｄは、Ｔ１＋αに対応する温度Ｄ１＋αへ向かって上昇する。放電電極３の温度Ｄが、Ｄ１に近づいた時刻ｔ1において、電極用熱媒体の温度がＴ1＋αからＴ1に変更される。実際の電極用熱媒体の温度もＴ１まで下降する。よって、時刻ｔ１以降は、実際の放電電極３の温度はＴ１に対応する温度Ｄ１に近づき、温度Ｄ1となるとこれを維持する。電極用熱媒体の温度Ｔが変更されても、放電電極３の温度が対応する温度Ｄに到達するまでには時間を要する。本実施の形態によれば、時刻ｔ0〜ｔ1の区間において、電極用熱媒体の温度が、Ｔ1よりも更に高いＴ１＋αに設定されるので、放電電極３の温度の上昇率を上げることができる。即ち、放電電極３の温度ＤがＤ１まで上昇するまでの時間を短縮させることができる。尚、Ｔ1＜Ｔ0の場合も同様に、放電電極３の温度がＤ１まで下降するまでの時間を短縮させることができる。
【００６７】
ステップＳ１１０
再び図９に戻り、ステップＳ８０〜ステップＳ１０１の処理と平行して、制御装置９はテーブル８を参照して、変更後の基板表面温度及びＲｆパワーの設定値に対応した均熱板６の温度Ｐ1を取得する。制御装置９は、更に、取得した均熱板６の温度Ｐ1に対応した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1を取得する。
【００６８】
ステップＳ１２０
続いて、制御装置９は、取得した均熱板用熱媒体の温度Ｌ１を所定の温度βだけ変化させる。この時、基板表面温度及びＲｆパワーの設定値の変更により、変更前に設定されていた均熱板用熱媒体の温度Ｌ0よりも、変更後に取得した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1の方が高い場合（Ｌ1 ＞Ｌ0）には、制御装置９は、均熱板用熱媒体の温度Ｌを、取得した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1よりも所定の温度βだけ高い温度（Ｌ1+β）に設定する。一方、Ｌ1＜Ｌ0である場合には、制御装置９は、Ｌを所定の温度βだけ低い温度（Ｌ1‐β）に設定する。
【００６９】
ステップＳ１３０
制御装置９は、新しく設定した温度（Ｌ１+β）又は（Ｌ１‐β）を均熱板温度調節装置７に通知する。均熱板温度調節装置７は、制御装置９より通知された温度（Ｌ1+β）又は（Ｌ1‐β）になるように、均熱板用熱媒体の温度Ｌを調節する。均熱板用熱媒体の温度の変更により、均熱板６の温度は、時間の経過とともに（Ｌ1＋β）又は（Ｌ１‐β）に対応する温度（Ｐ１＋β）又は（Ｐ１‐β）に近づいていく。
【００７０】
ステップＳ１３１
均熱板６の温度は、（Ｐ１＋β）又は（Ｐ１‐β）に到達する前に、Ｐ1へ近づく。均熱板６の温度がＰ１に近づいた時刻t2において、制御装置９は均熱板温度調節装置７に対して、均熱板用熱媒体の温度をＬ1に調整するように指示する。均熱板温度調節装置４は、時刻t2以降、均熱板用熱媒体の温度がＬ1になるように動作する。
ここで所定の時間t2とは、均熱板６の温度を計測しながら目標温度に近づいた時点で所定時間として制御装置９に通知してもいい。また、所定時間をシミュレーション計算により予め算出しておき、テーブル８からの受け取り情報に織り込んでおいてもいい。
したがって、均熱板用熱媒体の温度は、所定の時間t2までは（Ｌ１＋β）又は（Ｌ１−β）で制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１になるように制御される。
【００７１】
図１１は、上述のステップＳ１１０〜１３１の動作における時間ｔに対する均熱板用熱媒体の実際の温度、均熱板６の温度、及び設定された均熱板用熱媒体の温度Ｌの挙動を、Ｌ1＞Ｌ0の場合について説明する図である。図１１に示されるように、時刻ｔ0において、均熱板用熱媒体の温度ＬがＬ1＋βに設定される。これにより実際の均熱板用熱媒体の温度もＬ１＋βまで上昇する。それに伴ない時刻ｔ0〜ｔ2までは実際の均熱板６の温度Ｐは、Ｌ１＋βに対応する温度Ｐ１＋βへ向かって上昇する。均熱板６の温度Ｐが、Ｐ１に近づいた時刻ｔ2において、均熱板用熱媒体の設定温度がＬ1＋βからＬ1に変更される。実際の均熱板用熱媒体の温度もＬ１まで下降する。よって、時刻ｔ２以降は、実際の均熱板６の温度はＬ１に対応する温度Ｐ１に近づき、温度Ｐ1となるとこれを維持する。均熱板用熱媒体の温度が変更されても、実際の均熱板６の温度が対応する温度に到達するまでには時間を要する。本実施の形態によれば、時刻ｔ0〜ｔ2の区間において、均熱板用熱媒体の温度が、Ｌ1よりも更に高いＬ１＋βに設定されるので、均熱板６の温度の上昇率を上げることができる。即ち、均熱板６の温度ＰがＰ１まで上昇するまでの時間を短縮させることができる。尚、Ｌ1＜Ｌ0の場合も同様に、均熱板６の温度がＰ１まで下降するまでの時間を短縮させることができる。
【００７２】
ステップＳ１４０
再び、図９に戻って動作を説明する。ステップＳ８０〜Ｓ１０１及びステップＳ１１０〜Ｓ１３１の処理と平行して、電極温度センサ２３が放電電極３の温度を測定する。測定は放電電極３の温度の経時変化が求められるように、一定の間隔を置いて複数回行われる。電極温度センサ２３は、測定した温度の結果を制御装置９に通知する。
【００７３】
ステップＳ１５０
電極温度センサ２３から測定結果を取得した制御装置９は、放電電極３の温度の単位時間当たりの変化率を計算する。
【００７４】
ステップＳ１６０
制御装置９は、計算した単位時間当たりの放電電極３の温度の変化率が、所定の値を超えている場合には、電極用ポンプ２１が送出する電極用熱媒体の流量の増量を決定し、電極用ポンプ２１へ通知する。放電電極３の温度の変化率が、所定の値以下となると、制御装置９は、電極用ポンプ２１に対して、流量を元に戻すように指示する。
【００７５】
図１２は、Ｔ1＞Ｔ0の場合についてのステップＳ７０〜Ｓ９０までの処理における、電極用ポンプ２１の流量、電極用熱媒体温度、及び放電電極３の温度の挙動を説明する図である。時刻ｔ0において、電極用熱媒体の温度の設定がＴ0からＴ１に変更される。電極用熱媒体の温度はｔ0以降にＴ1へ近づいていく。電極用熱媒体の温度が上昇するに伴ない、放電電極３の温度もＴ1に対応するＤ1へ近づいていく。但し、電極用熱媒体の温度が変化してから、実際に放電電極３の温度が変化し始めるまでには、時間を要する。放電電極３の温度の上昇率が所定の値を超えた時刻ｔ3において、制御装置９が電極用ポンプ２１の流量の増量を指示する。これにより、電極用ポンプ２１の流量が、Ｒ0からＲ1に変更される。電極用ポンプ２１の流量が増えることで、放電電極３内部を流れる電極用熱媒体から放電電極への熱伝導が加速される。これは、放電電極３と電極用熱媒体との間の熱伝導率が上昇することに加えて、熱が奪われる前の温度Ｔ１の電極用熱媒体が次々と放電電極へ供給されることによる。よって、放電電極３の温度が、Ｄ0からＤ1に達するまでの時間が短縮される。放電電極３の温度がＤ1に近づき、放電電極３の温度の上昇率が所定の値以下となる時刻t4において、電極用ポンプ２１の流量は元の流量Ｒ0に戻される。時刻t4以降は、放電電極３の温度はＤ1を維持する。尚、Ｔ1＜Ｔ0の場合においても同様に、放電電極３の温度がＤ1となるまでの時間が短縮される。
電極用ポンプ２１及び均熱板用ポンプ２２から送出する熱媒体の流量の値は、初期値Ｒ０を基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値に基いて、テーブル８を参照して取得してもいい。熱媒体の流量Ｒ１はＰＩ制御などを用いて、短時間に目標温度になるように適切に制御される。また事前検証によりＲ１をテーブル８から取得してもいい。また事前検証により所定の時刻t0から時刻t3、時刻t4までの時間を設定しておき、所定の時間ｔ３から所定の時間ｔ４になるまでの熱媒体流量をＲ１へ制御し、所定の時間経過後は初期流量値Ｒ0としてもいい。
【００７６】
ステップＳ１７０
再び図９に戻り説明を行う。ステップＳ８０〜１０１、ステップＳ１１０〜Ｓ１３１、及びステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理と平行して、均熱板温度センサ２４が均熱板６の温度を測定する。測定は均熱板６の温度の経時変化が求められるように、一定の間隔を置いて複数回行われる。均熱板温度センサ２４は、測定した温度の結果を制御装置９に通知する。
【００７７】
ステップＳ１７１
均熱板温度センサ２４から測定結果を取得した制御装置９は、均熱板６の温度の単位時間当たりの変化率を計算する。
【００７８】
ステップＳ１７２
制御装置９は、計算した単位時間当たりの均熱板６の温度の変化率が、所定の値を超えている場合には、均熱板用ポンプ２２が送出する均熱板用熱媒体の流量の増量を決定し、均熱板用ポンプ２２へ通知する。均熱板６の温度の変化率が、所定の値以下となると、制御装置９は、均熱板用ポンプ２２に対して、流量を元に戻すように指示する。
【００７９】
図１３は、Ｌ1＞Ｌ0の場合についてのステップＳ１００〜Ｓ１２０までの処理における、均熱板用ポンプ２１の流量、均熱板用熱媒体温度、及び均熱板６の温度の挙動を説明する図である。時刻ｔ0において、均熱板用熱媒体の温度の設定がＬ0からＬ１に変更される。均熱板用熱媒体の温度はｔ0以降にＬ1へ近づいていく。均熱板用熱媒体の温度が上昇するに伴ない、均熱板６の温度もＰ1へ近づいていく。但し、均熱板用熱媒体の温度が変化してから、実際に均熱板６の温度が変化し始めるまでには、時間を要する。均熱板６の温度の上昇率が所定の値を超えた時刻ｔ5において、制御装置９が均熱板用ポンプ２２の流量の増量を指示する。これにより、均熱板用ポンプ２２の流量Ｍが、初期の流量Ｍ0からＭ1に変更される。均熱板用ポンプ２２の流量が増えることで、均熱板６内部を流れる均熱板用熱媒体から均熱板６に対する熱伝導が加速される。よって、均熱板６の温度が、Ｐ0からＰ1に達するまでの時間が短縮される。均熱板６の温度がＬ1に近づき、均熱板６の温度の上昇率が所定の値以下となる時刻ｔ6において、均熱板用ポンプ２２の流量は元の流量Ｍ0に戻される。時刻ｔ4以降は、均熱板６の温度はＰ1を維持する。尚、Ｌ1＜Ｌ0の場合においても同様に、均熱板６の温度がＰ1となるまでの時間が短縮される。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図１４は本発明の第３の実施の形態に係る製膜装置１の構成を概略的に示す図である。本実施の形態に係る製膜装置１においては、第１の実施の形態に係る構成において、電極用ポンプ２１と均熱板用ポンプ２２とが共通であり、ポンプ２０として追加されている。電極温度調節装置４により電極用熱媒体の温度が調節されたのち、ポンプ２０から電極用熱媒体が送出される。送出された電極用熱媒体は放電電極３内を流れ、放電電極３を出た電極用熱媒体は均熱板温度調節装置７によって温度を調節される。均熱板温度調節装置７により温度が調節された電極用熱媒体は、均熱板用熱媒体として均熱板６内部を流れる。即ち、電極用熱媒体と均熱板用熱媒体は共通である。均熱板６の内部を流れた均熱板用熱媒体は、電極温度調節装置４により温度を調節される。電極温度調節装置４により温度を調節された均熱板用熱媒体は、再び電極用熱媒体として、ポンプ２０へ循環する。即ち、電極用熱媒体と均熱板用熱媒体の循環経路は共通である。その他の部分の構成は、第１の実施の形態に係る製膜装置１の構成と同じである。
【００８１】
本実施の形態に係る製膜装置１の動作方法は、第１の実施の形態における動作方法と同様であるので、説明を省略する。本実施の形態に依れば、電極用熱媒体が循環する経路と均熱板用熱媒体が循環する経路を共通とすることにより、システムが簡素化する。また、電極用熱媒体と均熱板用熱媒体を共通とすることで、熱媒体量が低減するのでコストが低減される。更に、電極用ポンプ２１と均熱板用ポンプ２２もポンプ２０として共通化できるためにポンプは一つでよく、設置コストが更に低減される。
基板表面温度を２００℃として製膜する際は、放電電極３と均熱板６とでは、放電電極３の温度が均熱板温度より３０℃から６０℃低い傾向にある。よって、温度の低い放電電極３へ先に熱媒体が流れることで、放電電極３から熱量を受け取り、温度が若干上昇した熱媒体を均熱板温度調整装置７で目標温度の２００℃に追加加熱して、均熱板６へ送出する。均熱板用熱媒体がある第１の実施形態と比較して、均熱板６へ流れる前に均熱板温度調節装置７によって熱媒体の熱量を奪い去る必要がない。均熱板温度調節装置７が奪う熱量がなく熱媒体の加熱を行い、製膜室３０で放熱が必要な熱量は電極温度調節装置４でまとめて奪い取ることができる。各温度調節装置の加熱と冷却の機能を分担できることで、コストが低減される。
また、セルフクリーニング実施時を考えると、放電電極３における発熱量の熱吸収量が多くなる場合がある。このときは均熱板温度調整装置７では熱媒体の過熱ではなく若干の熱量を奪い去る機能を設けて、放電電極３を出てきた熱媒体を若干冷却することが必要になる場合がある。しかしながら各温度調節装置の加熱と冷却の機能を単独で十分に保有する必要はなく、コストが低減される。
【００８２】
（第４の実施の形態）
本実施の形態に係る製膜装置１の構成は、第２の実施形態に係る製膜装置１に対して、製膜室３０に投入される前の基板２の温度を測定する基板温度センサ２５（図示せず）が追加される。基板温度センサ２５は、投入される前の基板２の温度を測定すると、測定結果を制御装置９に通知する機能を有している。基板温度センサ２５以外の構成に付いては、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略される。
【００８３】
本実施の形態に係る製膜装置１は、第２の実施の形態に係る製膜装置１の動作方法に対して、製膜を行う前に以下のように動作する点が追加される。図１５は、本実施の形態に係る製膜装置１の、製膜が開始される前までの動作の流れを示すフローチャートである。
【００８４】
ステップＳ１７５
製膜室３０内に基板２が搬入される前に、基板温度センサ２５が基板２の温度を測定する。基板温度センサ２５は、測定の結果を制御装置９に通知する。
【００８５】
ステップＳ１７６
続いて、制御装置９は、基板２の製膜をする際の基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力を設定値として読み込む。制御装置９は、基板表面温度の設定値と、基板温度センサ２５から取得した基板２の温度と、を比較して、その差が予め設定された所定の値より大きいか否かを判断する。その差が所定の値よりも大きい場合にはステップＳ１８０へと進む。一方、所定の値よりも小さい場合には図７のステップＳ２０へ進み、以下は第１の実施の形態と同様の動作を行う。
【００８６】
ステップＳ１８０
続いて、制御装置９は、テーブル８を参照して、基板表面温度、Ｒｆパワー、及び製膜圧力の設定値に対応した均熱板の温度Ｐ1を取得する。ここで制御装置９は、更に、均熱板の温度Ｐ1に対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1も取得する。
【００８７】
ステップＳ１９０
続いて、制御装置９は取得した温度Ｐ1に対して所定の温度γを加算し、均熱板温度をＰ1＋γに設定する。
【００８８】
ステップＳ２００
次に、制御装置９は再びテーブル８を参照して、設定した温度Ｐ1＋γに対応する均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを取得する。制御装置９は、取得した均熱板用熱媒体の温度Ｌ1＋γを、均熱板温度制御装置７に通知する。
【００８９】
ステップＳ２１０
均熱板温度調節装置７は、通知された温度Ｌ1＋γとなるように、均熱板用熱媒体の温度を調節する。
【００９０】
ステップＳ２１１、Ｓ２１２
続いて、基板２が製膜室３０内に搬入される。制御装置９は、製膜開始前の所定の時間になると、均熱板調整装置７に対して、調整する均熱板用熱媒体の温度をＬ1＋γからＬ1に変更するように指示する。均熱板調整装置７は、均熱板用熱媒体の温度をＬ１に調整する。その後、放電電極３に電圧が印加され、基板２に対する製膜が行われる。
ここで所定の時間とは、均熱板６の温度を計測しながら目標温度に近づいた時点で所定時間として制御装置９に通知してもいい。また、所定時間をシミュレーション計算により予め計算しておき、テーブル８からの受け取り情報に織り込んでおいてもよい。したがって、均熱板用熱媒体の温度は、所定の時間まではＬ１＋γで制御し、所定の時間経過後は取得した温度Ｌ１で動作を制御する。
【００９１】
製膜室３０内に搬入された直後の基板２は、製膜時の温度よりも約数１０℃低い場合がある。従って、基板２が搬入されると、均熱板６から基板テーブル５を介して基板２へ熱が移動する。均熱板６の温度は、投入前の基板温度にも依るが熱の移動により、設定されている温度よりも数℃から数１０℃低くなる。本実施の形態に依れば、基板搬入時において、均熱板６の温度が、製膜時の設定温度であるＰ1よりも高いＰ1＋γに設定されるので、このような熱の移動による均熱板６の温度の低下を抑制することができる。
【００９２】
（第５の実施の形態）
本実施の形態に係る製膜装置１の構成は、第２の実施形態に係る製膜装置１と同様であるので、説明は省略する。本実施の形態に係る製膜装置１は、第２の実施の形態に係る製膜装置１の動作方法に対して、セルフクリーニングを行う際に、以下のように動作する点が追加される。図１６は、本実施の形態に係る製膜装置１の、セルフクリーニング時の動作の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
ステップＳ２２０、２３０、２３５、２４０、２４５
まず、制御装置９がセルフクリーニングモードに設定される。セルフクリーニングモードでは、セルフクリーニング時における放電電極３の温度と、均熱板６の温度、圧力、及びＲｆパワーの値が設定される。これらの設定は、ユーザによって図示しない入力装置を介して制御装置９に通知されることで設定されてもよいし、予め記憶装置に記憶されていた値を読み込むことで設定されてもよい。
【００９４】
ステップＳ２５０、２６０
続いて、制御装置９はテーブル８を参照して、設定された放電電極３の温度、Ｒｆパワー、及び圧力に基いて、電極用熱媒体の温度ＴＳを取得する。更に、設定された均熱板６の温度、Ｒｆパワー、及び圧力に基いて均熱板用熱媒体の温度ＰＳを取得する。制御装置９は、取得した電極用熱媒体の温度ＴＳ及び均熱板用熱媒体の温度ＰＳを、電極温度調節装置４及び均熱板温度調節装置７に通知する。
【００９５】
ステップＳ２７０
電極用熱媒体の温度Ｔ１の通知を受けた電極温度調節装置４は、電極用熱媒体の温度がＴＳとなるように動作する。また、均熱板用熱媒体の温度Ｐ１の通知を受けた均熱板温度調節装置７は、均熱板用熱媒体の温度がＰＳとなるように動作する。これと同時に、設定されたＰｆパワー、及び圧力下において、セルフクリーニングが実行される。
【００９６】
セルフクリーニングは、ＮＦ３などのフッ素系ガスをプラズマで分解してフッ素ラジカルを発生させて、製膜処理時に製膜室３０の内部、特に放電電極３や基板テーブル周辺に付着した膜や粉類を除去する。
Ｓｉ＋４×Ｆラジカル→ＳｉＦ４＋１４３９ｋＪ/mol
セルフクリーニングは、製膜時より放電電極３の温度が高温（例示：１６０℃）に設定されるとともに、高Ｒｆパワーで長時間のクリーニングプラズマを発生することが実施される。製膜時より高温、且つ、高Ｒｆパワーで長時間のプラズマを発生させることによる熱量に加えて、セルフクリーニング時のエッチング反応として発生する熱量があり、製膜室３０内における熱が蓄積が大きくなる。製膜室３０内における熱の蓄積は、放電電極３の温度を上昇させやすい。放電電極３の温度が過度に上昇すると、放電電極３を構成する部材が焼損したりフッ素系ガスによる腐食が増加するする恐れがある。一方で、放電電極３の温度が低いと、エッチング速度が遅くなり、クリーニングが効率よく行われない。よって、放電電極３の温度は設定された温度に精度よく維持されることが望まれる。本実施の形態に依れば、電極用熱媒体の温度を調節することにより、間接的に放電電極３の温度を調節するので、放電電極３の温度を精度よくコントロールすることができる。また均熱板６の温度制御も同様にコントロールすることができる。
【００９７】
なお、第１の実施形態から第４の実施形態は各々組み合わせて実施して、更に運用性の高い放電電極３の温度と均熱板６の温度の制御を実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の製膜装置の構成の示す例図である。
【図２Ａ】基板の反りを説明する図である。
【図２Ｂ】基板の反りを説明する図である。
【図３】基板への入出熱を説明する図である。
【図４Ａ】第１の実施形態に係る製膜装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ｂ】放電電極の構造を示す図である。
【図４Ｃ】図４ＢにおけるＢ-Ｂ断面を示す図である。
【図４Ｄ】均熱板内部の流路の構造を示す図である。
【図５】製膜室３０の断面を示す図である。
【図６Ａ】テーブル８に格納されたデータを示す概念図である。
【図６Ｂ】テーブル８に格納されたデータを示す概念図である。
【図７】第１の実施の形態に係る製膜装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態に係る製膜装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る製膜装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態において、電極用熱媒体の実際の温度、放電電極３の温度、及び設定された電極用熱媒体の温度Ｔの挙動をＴ1＞Ｔ0の場合について説明する図である。
【図１１】第２の実施形態において、均熱板用熱媒体の実際の温度、均熱板６の温度、及び設定された均熱板用熱媒体の温度Ｌの挙動を、Ｌ1＞Ｌ0の場合について説明する図である。
【図１２】第２の実施形態において、電極用ポンプ２１の流量、電極用熱媒体温度、及び放電電極３の温度の挙動を説明する図である。
【図１３】第２の実施形態において、均熱板用ポンプ２１の流量、均熱板用熱媒体温度、及び均熱板６の温度の挙動を説明する図である
【図１４】第３の実施の形態に係る製膜装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る製膜装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第５の実施の形態に係る製膜装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１      製膜装置
２      基板
３      放電電極
４      電極温度調節装置
５      基板テーブル
６      均熱板
７      均熱板温度調節装置
８      テーブル
９      制御装置
１０    製膜装置
１１    基板
１２    基板テーブル
１３    放電電極
１４    棒状ヒータ
１５    ヒートシンク
１６    防着板
２０    ポンプ
２１    電極用ポンプ
２２    均熱板用ポンプ
２３    電極温度センサ
２４    均熱板温度センサ
２５    基板温度センサ
３０    製膜室
３１    循環経路
３２    循環経路
３３    循環経路
３５    縦方向電極棒
３６    横方向電極棒
３７    ヘッダー
３８    ガス噴出し孔
３９    ガス通路
４０    ガス管
４１    熱媒体通路
４２    媒体管
４３    流路
４４    配管
４５    配管
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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