(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の製膜室を含むあるいは前記複数の製膜室とロード室とアンロード室とを含む複数の処理室と、
基板を前記複数の処理室の各々へ出し入れする基板搬送装置と、
前記基板の位置を検出する位置検出装置と、
前記位置検出装置が検出した前記基板の位置情報に基いて、前記各製膜室において前記基板が搬入されるまでの待ち時間を検出する待ち時間検出部と、
前記複数の製膜室の各々の動作を制御する複数の製膜室制御装置と、
を具備し、
前記複数の製膜室制御装置の夫々は、前記待ち時間に基いて、前記製膜室内の圧力を制御することで前記製膜室内の温度を製膜時の温度に近い温度に維持するための温度維持運転を実施するように前記製膜室の動作を制御し、
前記待ち時間検出部は、前記各製膜室について、前記基板の出し入れの順番が一つ前の前記製膜室内または前記ロード室内に前記基板が存在しない場合において、前記待ち時間が長いと判断し、
更に、前記製膜室は、前記製膜室内の圧力を測定する圧力センサ、を備え、
前記製膜室制御装置は、タイマーを備え、
前記タイマーは、前記温度維持運転の実施時において、前記圧力センサの測定結果に基いて、前記製膜室内の圧力が一定になってからの経過時間をカウントし、
前記製膜室制御装置は、前記タイマーがカウントした経過時間が所定の時間に達すると、前記製膜室内が高真空状態となるように前記製膜室の動作を制御するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプラズマＣＶＤ装置であって、
前記製膜室は、更に、前記製膜室内部の温度を測定する温度センサを備え、
前記製膜室制御装置は、前記温度センサの測定結果に基いて、前記製膜室内の温度が所定の温度より高い場合において、前記製膜室内が高真空状態となるように、前記製膜室の動作を制御するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたプラズマＣＶＤ装置であって、
前記製膜室は、
前記基板に対して製膜を行うための製膜ユニットと、
ヒータからの熱が伝熱され、前記基板を支持するためのヒータカバーと、
前記ヒータカバーの位置を調節するヒータカバー位置調節装置と、
を備え、
前記製膜室制御装置は、前記温度維持運転の実施時に、更に、前記ヒータカバーの位置が前記製膜ユニットに近づくように、前記ヒータカバー位置調節装置の動作を制御するプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載されたプラズマＣＶＤ装置にあって、前記温度センサの設置位置は前記製膜室内の製膜ユニット又はヒータカバー又はその両方であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
基板搬送装置により、複数の製膜室を含むあるいは前記複数の製膜室とロード室とアンロード室とを含む複数の処理室の各々に出し入れされる基板の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップで検出された前記基板の位置情報に基いて、前記各製膜室において前記基板が搬入されるまでの待ち時間を検出する待ち時間検出ステップと、
前記待ち時間検出ステップにより、前記待ち時間が所定の時間よりも長いと検出された場合において、前記製膜室内の温度を製膜時の温度に近い温度に維持するための温度維持運転を実施する温度維持運転ステップと、
を具備し、
前記待ち時間検出ステップでは、前記各製膜室について、前記基板の出し入れの順番が一つ前の前記製膜室内又は前記ロード室内に前記基板が存在しない場合において、前記待ち時間が前記所定の時間よりも長いと検出し、
前記温度維持運転ステップは、
前記製膜室内の圧力を調整する圧力調整ステップと、
前記製膜室内の圧力が一定になってからの経過時間をカウントする経過時間カウントステップと、
前記経過時間カウントステップでカウントされた経過時間が所定の時間に達すると、前記製膜室内が高真空排気状態となるように前記製膜室の動作を制御する高真空処理ステップと、
を備え、
前記圧力調整ステップは、前記製膜室内の圧力を測定するステップを備えるプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法であって、
前記温度維持運転ステップは、更に、
ヒータからの熱が伝熱され前記基板を支持するためのヒータカバーの位置を、前記基板に対して製膜を行うための製膜ユニットに近づけるように、前記ヒータカバーの位置を調節するヒータカバー位置調節装置の動作を制御するヒータカバー位置調整ステップ、
を備え、
前記圧力調整ステップは、前記ヒータカバー位置調整ステップの後に実施されるプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載されたプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法であって、
前記圧力調整ステップは、前記製膜室内の圧力を、５００Ｐａの間の一定の値になるように調整するステップ、を備えるプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載されたプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法であって、
前記圧力調整ステップは、
前記製膜室内の温度を測定するステップと、
前記製膜室内の温度が所定の温度より高くなった場合において、前記製膜室内の温度を下げる温度低下運転を行う温度低下ステップと、
を具備し、
前記温度低下ステップは、前記製膜室内の圧力を下げるステップ、を備えるプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載されたプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法であって、前記雰囲気ガスは水素を含むものであることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置に関し、特にプラズマを用いて基板や製膜済みの基板に処理を行うプラズマＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の製膜室と、ロード室、及びアンロード室を有するプラズマＣＶＤ装置が知られている。そのプラズマＣＶＤ装置において、被処理対象の基板は、ロード室からプラズマＣＶＤ装置に搬入される。ロード室から搬入された基板は、複数の製膜室のうちのいずれかに搬入されて、製膜処理が行われる。その製膜室での製膜処理の終了した基板は、別の製膜室へ搬入されて、別の製膜処理が行われる。このようにして、複数の製膜室のうちのいくつかに搬入されて製膜処理が終了した基板は、アンロード室からプラズマＣＶＤ装置外へ搬出される。
【０００３】
上述のようなプラズマＣＶＤ装置において、製膜室での製膜は、真空度が数Pa〜数１０００Paの粗引き真空排気状態の、室温より高い温度で行われる。基板が投入されていない製膜室では、基板が投入されるとすぐに製膜が行えるように、ヒータを稼動させて温度を維持し、且つ、１０-3〜１０-5Paの高真空排気状態で待機している。一方で、高真空排気状態で待機していた場合、製膜室内の構造物（製膜ユニット等）に対する入熱は、ヒータの輻射熱のみとなる。よって、製膜時の温度に対して、待機時の温度が下がる場合がある。基板の投入時に製膜室内の構造物の温度が製膜時と異なる場合には、温度分布が不均一なまま製膜が行われることがある。よって、膜質や膜厚分布に対して悪影響を及ぼすことがある。基板が投入されるとすぐに製膜を行うことができ、更に、膜質や膜厚に対して悪影響を及ぼさない待機方法が望まれる。
【０００４】
上記と関連して、特許文献１は、製膜室と、この製膜室内に配置されたパネルヒータと、前記製膜室内に前記パネルヒータの加熱面に向き合う位置に配置されたポジショナと、このポジショナの背後に配置された製膜ユニットと、前記製膜室を精密引きする高真空ラインと、前記高真空ラインと製膜室間に設けられ、前記製膜室内を粗引きする粗引きラインとを具備したプラズマＣＶＤ装置において、プラズマ装置内での未処理基板の待機中、製膜ユニット及びポジショナをヒータに押しつけるとともに、製膜室に反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を１〜３Torrに保持することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置における温度制御方法、を開示している。
【０００５】
更に、特許文献１では、未処理基板が１５分以上経過しても製膜室に投入されない場合に、上述のような温度制御方法が適用されることが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２は、プラズマＣＶＤ装置の起動方法において、（Ａ）プラズマＣＶＤ装置の起動時間を短縮するために、プラズマＣＶＤ装置の製膜室（３）の圧力を、５Torr以上で、かつ、１０Torr以下に昇圧し、（Ｂ）輻射伝熱のみならず、気体の伝熱効率を活用して、製膜室（３）内の被加熱部品の高速昇温を可能にすることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法、を開示している。
【０００７】
上述のような温度制御方法や、高速昇温方法においては、製膜室に基板が投入される直前では、製膜室内を高真空状態にしている必要がある。しかしながら、実際の製造ラインにおいては、ある基板が製膜室へ投入され処理が終了してから、次の基板が同じ製膜室に投入されるまでの時間は、一定ではない。よって、温度を制御する運転の開始タイミング及び終了タイミングを、適切に設定する技術の提供が望まれる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−８１５５９号  公報
【特許文献２】特開平１０−２４５６８０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、即ち、基板が投入されるとすぐに製膜を行うことができる技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、製膜室内の構造物の温度を維持した上で、基板が投入されるとすぐに製膜を行うことができる技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、基板の投入間隔に脈動がある場合においても、温度を維持する為の運転の開始タイミング及び終了タイミングを、適切に設定することができる技術を提供することにある。尚、本明細書中に置いて、脈動とは、基板投入の時間間隔が一定ではなく、ばらつきがあることを指す。
【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】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）は、
複数の製膜室（２）、ロード室（３）、及びアンロード室（４）を備える複数の処理室（５）と、
基板（６）を複数の処理室（５）の各々へ出し入れする基板搬送装置（７）と、
基板（６）の位置を検出する位置検出装置（８）と、
位置検出装置（８）が検出した基板（６）の位置情報に基いて、各製膜室（２）において基板（６）が搬入されるまでの待ち時間が長いか否かを判断する待ち時間検出部（９）と、
複数の製膜室（２）の各々の動作を制御する複数の製膜室制御装置（１０）と、
を備え、
複数の製膜室制御装置（１０）の各々は、待ち時間検出部（９）がその待ち時間が長いと検出した場合において、製膜室（２）内の温度を製膜時の温度に近い温度に維持するための温度維持運転を実施するように製膜室（２）の動作を制御する。
位置検出装置（８）が基板（６）の位置を検出していることにより、各製膜室（２）における基板（６）の待ち時間を基板（２）が投入される前に把握することが可能である。待ち時間に基いて、温度維持運転を実施するか否かが決定されるので、温度維持運転の開始タイミング及び終了タイミングを、適切に設定することができる。
【００１４】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
基板搬送装置（７）は、基板（６）をロード室（３）を介して装置（１）内に搬入し、複数の製膜室（２）のうちのいくつかに予め定められた順番で出し入れした後にアンロード室（４）より装置（１）外へ搬出し、
待ち時間検出部（９）は、各製膜室（２）について、基板（６）の出し入れの順番が一つ前の処理室（５）内に基板（６）が存在しない場合において、その待ち時間が長いと判断する。
基板（６）の位置を把握することで、次の処理を行う製膜室（２）に何分後に基板（６）が搬入されるかが容易に把握可能となる。尚、何分後に基板が搬入されるかは、予め各製膜室（２）での製膜時間を把握していることで容易に求めることができる。
【００１５】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室制御装置（１０）は、その温度維持運転の実施時に、製膜室（２）内の圧力を制御することで、製膜室（２）内の温度を調整する。
図７は、ガスの圧力と、そのガスの熱伝導率との関係を示すグラフである。図７に示される様に、ガスの圧力が高くなるほど、熱伝導率も高くなる。よって、製膜室（２）内の圧力を調整することにより、熱源からの伝熱が制御され、間接的に製膜室（２）内の温度を調整することができる。
【００１６】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室制御装置（１０）は、製膜室（２）内の圧力が一定になるように制御することが好ましい。
【００１７】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室（２）は、更に、製膜室（２）内の圧力を測定する圧力センサ（１１）、を備え、
製膜室制御装置（１０）は、タイマー（１２）を備え、
タイマー（１２）は、その温度維持運転の実施時において、圧力センサ（１１）の測定結果に基いて、製膜室（２）内の圧力が一定になってからの経過時間をカウントし、
製膜室制御装置（１０）は、タイマー（１２）がカウントした経過時間が所定の時間に達すると、製膜室（２）内が高真空状態となるように製膜室（２）の動作を制御する。
製膜室（２）内の圧力が一定になってから、所定の時間が経過してから、基板投入のスタンバイ状態である高真空状態へ戻すことで、温度維持運転の１サイクルの時間を規定することができる。これにより、温度維持運転の開始タイミング及び終了タイミングを、より正確に設定することができる。
【００１８】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
その圧力は、５００Pa以上の一定の値になるように調整される。
５００Pa以下で温度維持運転を行った場合には、熱源からの伝熱が不十分となり、温度維持が有効に行われない。よって、温度維持運転時においては、圧力を５００Pa以上で調整することが好ましい。
【００１９】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室（２）は、
更に、
製膜室（２）内から排気されるガスの量を制御する排気量調整装置（１３）と、
製膜室（２）内に導入するガスの量を制御する導入ガス調整装置（１４）と、
を備え、
製膜室制御装置（１０）は、温度維持運転の実施時において、排気量調整装置（１３）と、導入ガス調整装置（１４）の動作を制御することにより、製膜室（２）内の圧力を調整することが好ましい。
【００２０】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室（２）は、更に、製膜室（２）内部の温度を測定する温度センサ（１５）を備え、
製膜室制御装置（１０）は、温度センサ（１５）の測定結果に基いて、製膜室（２）内の温度が所定の温度より高い場合において、製膜室（２）内が高真空状態となるように、製膜室（２）の動作を制御する。
【００２１】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）において、
製膜室（２）は、
基板（６）に対して製膜を行うための製膜ユニット（１６）と、
ヒータ（１７）からの熱が伝熱され、基板（６）を支持するためのヒータカバー（１８）と、
ヒータカバー（１８）の位置を調節するヒータカバー位置調節装置（１９）と、
を備え、
製膜室制御装置（１０）は、その温度維持運転の実施時に、更に、ヒータカバー（１８）の位置が製膜ユニット（１６）に近づくように、ヒータカバー位置調節装置（１９）の動作を制御する。
ヒータカバー（１８）の位置を製膜ユニット（１６）に近づけることで、ヒータ（１７）からヒータカバー（１８）を介して製膜ユニット（１６）へ伝わる伝熱が促進される。よって、より効果的に製膜室（２）内の構造物である製膜ユニット（１６）の温度が維持される。
【００２２】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法は、
基板搬送装置（７）により、複数の製膜室（２）、ロード室（３）、及びアンロード室（４）を備える複数の処理室（５）の各々に出し入れされる基板（６）の位置を検出する位置検出ステップ（ステップＳ１０）と、
位置検出ステップ（Ｓ１０）で検出された基板（６）の位置情報に基いて、各製膜室（２）において基板（６）が搬入されるまでの待ち時間が、所定の時間よりも長いか否かを判断する待ち時間検出ステップ（ステップＳ２０）と、
待ち時間検出ステップ（Ｓ２０）により、その待ち時間が所定の時間よりも長いと判断した場合において、製膜室（２）内の温度を製膜時の温度に近い温度に維持するための温度維持運転を実施する温度維持運転ステップ（ステップＳ３０）と、
を備える。
【００２３】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
基板搬送装置（７）は、基板（６）をロード室（３）を介して装置（１）内に搬入し、各製膜室（２）に予め定められた順番で出し入れした後にアンロード室（４）より装置外へ搬出し、
待ち時間検出ステップ（Ｓ２０）では、各製膜室（２）について、基板（６）の出し入れの順番が一つ前の製膜室（２）内又はロード室（３）内に基板（６）が存在しない場合において、その待ち時間が所定の時間よりも長いと判断する。
【００２４】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
温度維持運転ステップ（Ｓ３０）は、製膜室（２）内の圧力を調整する圧力調整ステップ（ステップＳ６０）を備える。
【００２５】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
温度維持運転ステップ（Ｓ３０）は、更に、
製膜室（２）内の状態を、真空度の高い高真空排気状態から、その高真空排気状態よりも真空度が低い粗引き状態に切り替えるステップ（ステップＳ４０）と、
その粗引き状態にて、雰囲気ガスを前記製膜室内に導入する雰囲気ガス導入ステップ（ステップＳ５０）と、を備え、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、雰囲気ガス導入ステップ（Ｓ５０）の後に実施されることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
温度維持運転ステップ（Ｓ３０）は、更に、
ヒータ（１７）からの熱が伝熱され基板（６）を支持するためのヒータカバー（１８）の位置を、基板（６）に対して製膜を行うための製膜ユニット（１６）に近づけるように、ヒータカバー（１８）の位置を調節するヒータカバー位置調節装置（１９）の動作を制御するヒータカバー位置調整ステップ（ステップＳ９０）、
を備え、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、ヒータカバー位置調整ステップ（Ｓ９０）の後に実施される。
【００２７】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、製膜室（２）内の圧力を一定に保つように調整するステップ、を備えることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、製膜室（２）内の圧力を測定するステップ（ステップＳ６３）を備え、
温度維持運転ステップ（３０）は、更に、
製膜室（２）内の圧力が一定になってからの経過時間をカウントする経過時間カウントステップ（ステップＳ７０）と、
経過時間カウントステップ（Ｓ７０）でカウントされた経過時間が所定の時間に達すると、製膜室（２）内が高真空排気状態となるように製膜室（２）の動作を制御する高真空処理ステップ（ステップＳ８０）と、
を備える。
【００２９】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、製膜室（２）内の圧力を、５００Pa以上の一定の値になるように調整するステップ、を備える。
【００３０】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）では、製膜室（２）から排気される気体の量と、製膜室（２）へ導入されるガスの量と、を制御することにより、製膜室（２）内の圧力を調整することが好ましい。
【００３１】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
圧力調整ステップ（Ｓ６０）は、
製膜室（２）内の温度を測定するステップ（Ｓ６３）と、
製膜室（２）内の温度が所定の温度より高くなった場合において、製膜室（２）内の温度を下げる温度低下運転を行う温度低下ステップ（ステップＳ６５）と、
を備える。
【００３２】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
温度低下ステップ（ステップＳ６５）は、製膜室（２）内の圧力を下げるステップ、を備える。
【００３３】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法において、
その雰囲気ガスは水素を含むものであることを特徴とする。
【００３４】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）は、
温度センサ（１１）の設置位置は製膜室（２）内の製膜ユニット（１６）又はヒータカバー（１８）又はその両方であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、即ち、基板が投入されるとすぐに製膜を行うことができる技術を提供される。
【００３６】
更に、本発明によれば、基板が投入されるとすぐに製膜を行うことができ、更に、膜質や膜厚に対して悪影響を及ぼさず待機できる技術が提供される。
【００３７】
更に、本発明に依れば、基板の投入間隔に脈動がある場合においても、温度を維持する為の運転の開始タイミング及び終了タイミングを、適切に設定することができる技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（実施の形態）
（構成）
図１Ａは、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置１の概略構成図を示している。本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置１は、複数の処理室５、複数の製膜室制御装置１０、複数の位置検出装置８、被処理対象である基板６を搬送する基板搬送装置７、及び上位制御装置２０を備えている。
【００３９】
複数の処理室５は、ロード室３、複数の製膜室２、及びアンロード室４を備えている。本実施の形態では、複数の製膜室２は、二つの第１製膜室２１、二つの第２製膜室２２、及び一の第３製膜室２３からなる場合について説明する。このような複数の製膜室２の構成は、薄膜太陽電池の半導体層の製膜工程において、ｐ、i、n層を順次積層させる場合に用いられることがある。薄膜太陽電池の半導体層の製膜工程のように、複数の製膜室２を用いて、基板６に対して複数の異なる工程の処理を行う場合には、ある製膜室２において次に基板６が投入されるまでの待ち時間がランダムとなり易い。よって、待ち時間における有効な温度維持方法の提供がより望まれている。
【００４０】
被処理対象である基板６は、図１Ｂ中の矢印の順序に従って装置内を移動する。即ち、基板６は、基板搬送装置７に支持された状態で、ロード室３からプラズマＣＶＤ装置１の内部へ搬入される。ロード室３から搬入された基板６は、まず二つの第１製膜室２１のうちのいずれか（第１製膜室２１Ａ又は第１製膜室２１Ｂ）に投入されて、ｐ層が製膜される。ｐ層の製膜が終了した基板６は、続いて、二つの第２製膜室２２のいずれか（第２製膜室２２Ａ又は第１製膜室２２Ｂ）に投入されてi層が製膜される。i層が製膜された基板６は、更に、第３製膜室２３に投入されてn層が製膜される。これにより、基板６に対して、薄膜太陽電池の半導体層であるpin層が形成される。基板６の搬送順序は、予め定められており、ロード室３から第１製膜室２１Ａに搬入された基板６は、第１製膜室２１Ａ→第２製膜室２２Ａ→第３製膜室２３→アンロード室２４の順（図1Ｂ中、実線矢印）に搬送され、第１製膜室２１Ｂに搬入された基板６は、第１製膜室２１Ｂ→第２製膜室２２Ｂ→第３製膜室２３→アンロード室２４（図1Ｃ中、点線矢印）の順に搬送される。最後に、基板６は、アンロード室４から、プラズマＣＶＤ装置１の外へ搬出される。
【００４１】
一方、複数設けられた製膜室のうちの何れかがメンテナンスなどにより休止している場合には、適宜搬送順序が変更される。図１Ｃは、第２製膜室２２Ｂがメンテナンスなどで休止した場合の搬送順序を示している。図１Ｃ中、実線で示される第１製膜室２１Ａからの搬送順序は図１Ｂと同様であるが、点線で示される第１製膜室２１Ｂからの搬送順序は、第１製膜室２１Ｂ→第２製膜室２２Ａ→第３製膜室２３→アンロード室２４と、図１Ｂで示される搬送順序から変更されている。この場合、第２製膜室２２Ａは、第１製膜室２１Ａ又は第１製膜室２１Ｂのいずれかから、基板６が搬入されてくる可能性がある。
【００４２】
基板６の、ロード室３から各製膜室２への出し入れ、及びアンロード室４から外部への搬出は、基板搬送装置７に支持されることで行われる。尚、基板搬送装置７は基板６を２枚支持しており、一つの製膜室２への投入は、基板６が２枚一組として投入される。また、基板搬送装置７は複数使用されることもある。また、基板６の搬送順序は、上位制御装置２０が決定している。搬送順序の変更なども上位制御装置２０が行い、上位制御装置２０が決定した搬送順序に従って、基板搬送装置７が基板６を支持して移動する。
【００４３】
各製膜室２及びロード室３は、位置検出装置８を備えている。位置検出装置８は、各製膜室２及びロード室３内に、基板６が投入されているか否かを検出する。位置検出装置８は、上位制御装置２０と接続しており、上位接続装置２０に対して各製膜室２に基板が投入されているか否かを通知する。
【００４４】
各製膜室２には、図３に示される様に、温度センサ１５、圧力センサ１１、導入ガス調整装置１４、及び排気量調整装置１３が備えられている。また、図２に示される様に、各製膜室２の内部には、基板６に対して製膜を行う為の製膜ユニット１６、製膜時に基板６を支持するためのヒータカバー１８、ヒータ１７、及びヒータカバー位置調節装置１９が備えられている。
【００４５】
温度センサ１５は製膜室２内の構造物の温度を随時測定している。温度センサ１５は、製膜室制御装置１０と接続しており、測定した温度データを製膜室制御装置１０に通知する。製膜ユニット１６の温度は製膜時の製膜状態に対して多大な影響を与える。よって、温度センサ１５は、製膜室２内の構造物として、ヒータカバー１８の温度を測定することが好ましい。よって、温度センサ１５が、製膜室２内の構造物としてヒータカバー１８の温度を測定するとして説明をする。
【００４６】
圧力センサ１１は、製膜室２内部の圧力を随時測定している。圧力センサ１１は、製膜室制御装置１０と接続しており、測定した圧力データを製膜室制御装置１０に通知する。
【００４７】
導入ガス調整装置１４は、製膜室２に対する導入ガスラインに設けられており、製膜室２に導入する雰囲気ガスの導入量を調節する。導入ガス調整装置１４としては、マスフローコントローラが例示される。導入ガス調整装置１４は、製膜室制御装置１０に接続している。導入される雰囲気ガスとしては、製膜時に主成分として用いられるＨ２ガスを使用することができる。また、Ｈ２ガス以外のガスとして、Ｎ２ガス、Ａｒガス、及びＳｉＨ４／Ｈ２混合ガスも使用することができる。Ｎ２ガスは、安価であり、経済的に有利である。Ａｒガスは、Ｈ２ガスと同様な熱伝導率が得られ、更に不活性ガスであるために安全性が高い。ＳｉＨ４／Ｈ２混合ガスは、製膜時の成分に近いために、ガスが製膜時に残留した場合の製膜への影響が少なくなる。尚、本発明において用いられる雰囲気ガスは、上述のものに限られるものではなく、適宜選定して最良のガスを用いることができる。
【００４８】
排気量調整装置１３は、真空ポンプ２４と、排気管２６、及び排気量制御弁２５を備えている。製膜室２に接続した排気管２６は、真空ポンプ２４に接続しており、排気管２６の途中に排気量制御弁２５が設けられている。真空ポンプ２４を稼動させることにより、製膜室２中に存在するガスが排気される。その排気量は、排気量制御弁２５により調整される。排気量制御弁２５は、製膜室制御装置１０と接続している。又、排気量調整装置１３はドライポンプ、ブースターポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等の真空ポンプから排気ラインを構成され、製膜室２内を高真空排気及び粗引き真空排気、圧力調整が実施できる構成であればどのような構成でもよい。
【００４９】
ヒータカバー１８は、ヒータ１７近傍のヒータ１７側位置と、製膜ユニット１６側位置の２つの位置にヒータカバー位置調節装置１９によって配置される。基板６に対する製膜時においては、ヒータカバー１８は、製膜ユニット１６側位置に配置される。また、基板６が製膜室２内に搬入される際には、ヒータ１７側位置に配置されている。
【００５０】
各製膜室制御装置１０は各製膜室２と接続している。各製膜室制御装置１０は、各製膜室２に備えられた排気量調整装置１３、導入ガス調整装置１４、及びヒータカバー位置調節装置１９の動作を制御する。また、製膜室制御装置１０は、タイマー１２を備えており、タイマー１２は、製膜室制御装置１０の指示に従って、時間をカウントする。また、各製膜室制御装置１０は、上位制御装置２０と接続しており、各製膜室２が温度維持運転を行っているか否かを上位制御装置２０に対して通知する。
【００５１】
上位制御装置２０は、コンピュータで構成されている。上位制御装置２０には、コンピュータプログラムとして、待ち時間検出部９がインストールされている。待ち時間検出部９は、位置検出装置８から通知された基板６の位置情報に基いて、各製膜室２の基板投入までの待ち時間が「長い」かどうかを判断する機能を実現する。待ち時間が「長い」か否かの判断基準は、温度維持運転の実行に要する時間を予め把握しておくことにより可能である。本実施の形態においては、ある製膜室２に投入される基板６が、その製膜室２に投入される一つ前に投入されるべき処理室５においても未だ処理されていない場合には、製膜室２に基板６が投入されるまでの待ち時間が、温度維持運転の実行に要する時間よりも長くなる場合について説明する。但し、位置検出装置８が基板６の位置を各処理室５以外の場所で把握し、上位制御装置２０が製膜室の待ち時間を時間単位で計算し、温度維持運転の実行に要する時間と比較することで待ち時間が「長い」か否かを判断してもよい。
【００５２】
待ち時間検出部９は、基板投入までの待ち時間が長いと判断した製膜室２に対しては、対応する製膜室制御装置１０に対して、温度維持運転を実行させるように指示を与える。また、上位制御装置２０は、基板６の搬送順序を決定しており、基板搬送装置７を搬送順序に従って移動させる機能を実現している。また、上位制御装置２０は、格納部（図示せず）を備えており、格納部には基板６の搬送順序や、各製膜室の設定温度、温度維持運転の実行に要する時間、などの各種情報が格納されている。
【００５３】
（動作）
上述の構成を有するプラズマＣＶＤ装置１は、以下に示すように動作して、基板が投入されるまでの各製膜室２内の温度を維持する。図４は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法のフローチャートを示している。
【００５４】
（ステップＳ１０）
まず、ロード室３及び各製膜室２に設けられた位置検出装置８が、基板６の位置を検出する。基板６の位置の検出は、各処理室５内に基板６が投入されているか否かで判断される。位置検出装置８は、各処理室５内について、基板６が投入されているか否かの情報（位置情報）を上位制御装置２０に通知する。
【００５５】
（ステップＳ２０）
上位制御装置２０は、待ち時間検出部９によって、位置検出装置８から通知された基板６の位置情報から、基板６の搬送順序の情報に基いて、各製膜室２における基板６が投入されるまでの待ち時間を検出する。例えば、図１Ｂにおいて、第１製膜室２１Ａ中に基板６が投入されているとすると、次に基板６は第２製膜室２２Ａに投入されるので、第２製膜室２２Ａの待ち時間を「長くない」と検出する。一方、第１製膜室２１Ｂ中には基板が搬入されていない場合、第２製膜室２２Ｂへ基板６が投入されるのは、少なくとも第１製膜室２１Ｂに基板６が投入されて製膜処理が実施された後になる。よって、待ち時間検出部９は、第２製膜室２２Ｂの待ち時間を「長い」と検出する。
【００５６】
尚、基板６の搬送順序が図１Ｃに示されるような経路であった場合について説明する。図１Ｃにおいて、第２製膜室２２Ａへ投入される基板６は、第１製膜室２１Ａ又は第１製膜室２１Ｂにおいて製膜が終了された基板６である。よって、待ち時間検出部９は、第１製膜室２１Ａ及び第１製膜室２１Ｂのどちらにも基板６が投入されていない場合にのみ、第２製膜室２２Ａの待ち時間は「長い」と検出する。
【００５７】
（ステップＳ３０）
ステップＳ２０において、待ち時間が「長い」と検出された製膜室２に対しては、製膜室２の動作を制御する製膜室制御装置１０に対して、上位制御装置２０から温度維持運転を実行するように指示が与えられる。上位制御装置２０から、温度維持運転を実行するように指示を受けた製膜室制御装置１０は、温度維持運転を実行するように、製膜室２の動作を制御する。以下に、温度維持運転の各ステップについて詳述する。図５は温度維持運転の動作の流れを示すフローチャートである。
【００５８】
（ステップＳ４０）
基板６の投入待ちをしている製膜室２は、通常、真空度の高い高真空排気状態で待機している。温度維持運転の開始にあたり、製膜室制御装置１０は、製膜室の状態を高真空排気状態よりも圧力の高い粗引き状態に変更する。即ち、製膜室制御装置１０は、排気量制御弁２５を操作して、製膜室２内の排気状態を粗引き状態に変更する。
【００５９】
（ステップＳ９０）
製膜室２内を粗引き状態に変更する一方で、製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の位置を調整する。ヒータカバー１８は、通常、ヒータ１７の近傍の位置（待機位置）で待機しており、製膜時には、基板６を支持して製膜ユニット１６の近傍（製膜位置）へ移動する。製膜室制御装置１０は、温度維持運転の指示を受けると、ヒータカバー位置調節装置１９を操作して、ヒータカバー１８を待機位置から製膜位置に移動させる。
【００６０】
（ステップＳ５０）
ステップＳ４０の処理に続いて、製膜室２内に雰囲気ガスの導入が行われる。即ち、製膜室制御装置１０は、導入ガス調整装置１４を操作して、雰囲気ガスを所定の流量で製膜室２内へ供給させる。
【００６１】
（ステップＳ６０）
ステップＳ５０で雰囲気ガスが導入されると、製膜室制御装置１０は、製膜室２内の圧力を５００ＰａＰａ以上の値で一定に保つように製膜室２を動作させる（圧力調整ステップ；ステップＳ６０）。本実施の形態では、５００Ｐａで一定に保つ場合について、詳細を以下に説明する（ステップＳ６１〜Ｓ６６）。図６は、圧力調整ステップ（Ｓ６０）の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
（ステップＳ６１、６２）
まず、圧力センサ１１が製膜室２内の圧力を測定する。圧力センサ１１は、製膜室２内の圧力を随時測定しており、測定結果を製膜室制御装置１０に通知する（ステップＳ６１）。圧力センサ１１からの測定結果を取得した製膜室制御装置１０は、製膜室内の圧力が、５００Ｐａで一定となったかどうかの判断を行う（ステップＳ６２）。製膜室制御装置１０が、製膜室２内の圧力が一定となったと判断した場合は、ステップＳ７０へ進む。
【００６３】
（ステップＳ６３、６４）
圧力センサ１１が圧力を測定する一方で、温度センサ１５は、ヒータカバー１８の温度を随時測定している。温度センサ１５は、製膜室制御装置１０に測定結果を通知する（ステップＳ６３）。温度センサ１５より通知を受けた製膜室制御装置１０は、ヒーターカバー１８の温度が、予め定められた設定温度Ａよりも所定の温度Ｂだけ高いか否かを判断する（ステップＳ６４）。製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の温度が高いと判断した場合には、温度低下ステップ（ステップＳ６５）へと進む。
【００６４】
（ステップＳ６５、Ｓ６６）
製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の温度が高いと判断すると、排気量制御弁２５を操作して、製膜室２内を高真空排気状態とする。これにより、ヒータ１７からヒータカバー１８への伝熱は抑制され、ヒータカバー１８の温度は低下する（温度低下ステップ；ステップＳ６５）。製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の温度が所定の温度Ｃだけ下がったか否かを判断する。製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の温度が所定の温度Ｃだけ下がってはいない場合は、高真空排気状態を継続させる。一方、製膜室制御装置１０は、ヒータカバー１８の温度が所定の温度Ｃだけ下がったと判断すると、再び排気量制御弁２５を操作して製膜室２内を粗引き状態に戻す。
【００６５】
（ステップＳ７０、８０）
再び図５を参照する。ステップＳ６２にて、製膜室制御装置１０が圧力が一定となったと判断すると、製膜室制御装置１０はタイマー１２に時間のカウントを開始させる。製膜室制御装置１０は、タイマーがカウントした経過時間が所定の時間となると、導入ガス調整装置１４及び排気量制御弁２５を操作して、製膜室２内を高真空排気状態へ戻す。また、ヒータカバー位置調節装置１９を操作して、ヒータカバー１８の位置をヒータ１７側の待機位置へ戻す。
【００６６】
以上で、温度維持運転の一連のステップが終了する。製膜室制御装置１０は、温度維持運転が終了を、上位制御装置２０に対して通知する。上位制御装置２０は、再び製膜室２の待ち時間が長いかどうかを検出し、「長い」と検出した場合には、再び温度維持運転を実行させる。一方、「長くない」と検出した場合には、製膜室２を基板６の投入までそのままの状態で待機させる。以上で、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の温度維持方法の一連の動作が終了する。
【００６７】
（作用・効果）
図８は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置１の、製膜室内の圧力及びヒータカバー１８の温度と時間との関係を示すグラフである。図８中、点線は温度維持運転を実行した場合の挙動であり、実線は温度維持運転を実行しない場合の挙動である。ヒータカバー１８の温度は、製膜時（プラズマＯＮ時）には、雰囲気ガスを供給する為に圧力が上昇して、ヒータ１７からの熱伝導率が上昇するとともに、プラズマからの入熱もあるために、製膜温度α近辺で保たれる。しかしながら、待ち時間中は圧力は高真空排気状態であり、ヒータ１７からの熱伝導率は低下し、更にプラズマからの入熱もない。よって、ヒータカバー１８の温度は低下していく。長時間待機してヒータカバー１８の温度が低下した後に、基板６が投入されて製膜が実施されると、ヒータカバー１８の温度は製膜温度αまで上昇しないうちに製膜が行われることになる。よって、製膜は望みの条件で行われず、膜質等に悪影響が与えられる。
【００６８】
一方で、本実施の形態に依れば、予め位置検出装置８により待ち時間を把握し、待ち時間長くなる場合には、温度維持運転が実施される。これにより、製膜ユニット１６の温度は、製膜温度α近辺に維持される。また、温度維持運転は、基板が投入される前には終了しているようにタイミングを計算して実行されるので、基板６が製膜室２に投入される際には、高真空排気状態で待機している。よって、製膜室２に基板６が投入されるとただちに、製膜を開始することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図１Ｂ】基板の搬送順序を説明する図である。
【図１Ｃ】基板の搬送順序を説明する図である。
【図２】製膜室の内部の構成を示す概略構成図である。
【図３】製膜室の構成を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る温度維持方法のフローチャートである。
【図５】温度維持運転の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】圧力調整ステップの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】気体の圧力と熱伝導率との関係を示すグラフである。
【図８】ヒータカバーの温度の時間変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１      プラズマＣＶＤ装置
２      製膜室
３      ロード室
４      アンロード室
５      処理室
６      基板
７      基板搬送装置
８      位置検出装置
９      待ち時間検出部
１０    製膜室制御装置
１１    圧力センサ
１２    タイマー
１３    排気量調整装置
１４    導入ガス調整装置
１５    温度センサ
１６    製膜ユニット
１７    ヒータ
１８    ヒータカバー
１９    ヒータカバー位置調節装置
２０    上位制御装置
２１    第１製膜室
２１Ａ  第１製膜室
２１Ｂ  第１製膜室
２２    第２製膜室
２２Ａ  第２製膜室
２２Ｂ  第２製膜室
２３    第３製膜室
２４    真空ポンプ
２５    排気量制御弁
２６    排気管
【図１Ａ】
0004718964.tif 000002
【図１Ｂ】
0004718964.tif 000003
【図１Ｃ】
0004718964.tif 000004
【図２】
0004718964.tif 000005
【図３】
0004718964.tif 000006
【図４】
0004718964.tif 000007
【図５】
0004718964.tif 000008
【図６】
0004718964.tif 000009
【図７】
0004718964.tif 000010
【図８】
0004718964.tif 000011