(57)【要約】【課題】  多数のセッタを一列に並べて搬送しながら順次プラズマ処理する装置であって、被処理物の温度低下を確実に防止できる装置を提供する。【解決手段】  プラズマ処理装置Ｍ１は、ガラス基材Ｗを載せた複数のセッタを一列に連ねて搬送する。この搬送ライン１に沿って、基材Ｗを所定温度まで加熱する加熱部２と、処理部３と、基材Ｗを冷却する冷却部４が順次配置されている。処理部３には、プラズマ処理のためのガスを吹出す処理ユニット１０が設けられている。この処理ユニットの前段側と後段側には、基材Ｗを再加熱する補助ヒータ２０がそれぞれ配置されている。【選択図】  図１
2005116898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を載せた複数のセッタを一列に連ねて搬送しながら処理部にてプラズマ処理する装置であって、被処理物を所定温度まで加熱する加熱部と、前記処理部と、被処理物を冷却する冷却部とが、搬送ラインに沿って前段側から順次配置されており、前記処理部には、プラズマ処理のためのガスを吹出す処理ユニットと、この処理ユニットの前段側と後段側にそれぞれ配置されて被処理物を再加熱する補助ヒータとが備えられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記処理部には、前記処理ユニットが前記搬送ラインに沿って複数並んで設けられ、隣り合う処理ユニットの間と、先頭の処理ユニットの前段側と末尾の処理ユニットの後段側に、それぞれ前記補助ヒータが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記補助ヒータが、熱源と、被処理物に対向すべき面とを有し、この面が、前記熱源の熱を受けて遠赤外線を輻射する遠赤外線輻射材にて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記補助ヒータが、前記熱源を収容したハウジングを有し、このハウジングの被処理物に対向すべき板部に、前記遠赤外線輻射材が被膜されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記補助ヒータが、前記熱源を収容したハウジングを有し、このハウジングの少なくとも被処理物に対向すべき板部が、前記遠赤外線輻射材にて構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ハウジングの被処理物に対向すべき板部の内面に前記熱源が設けられ、この熱源より背部側のハウジング内部には断熱材が装填されていることを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記処理ユニットが、プラズマ生成のための複数の電極と、これら電極間の空間に連なる吹出し口が開口されるとともに被処理物に対向すべき面とを有し、この面が、被処理物からの輻射熱を反射する輻射熱反射材にて構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記処理ユニットにおける被処理物に対向すべき構成部材に、前記輻射熱反射材が被膜されていることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ処理装置に関し、特にガラス基材等の保熱性の小さい被処理物に対しプラズマＣＶＤ（成膜）等の処理を施すのに適した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理ガスを一対の電極間でプラズマ化して被処理物に吹付け、プラズマＣＶＤ等の処理を行なう装置は、公知である（特許文献１等）。
【０００３】
熱ＣＶＤでは、被処理物としてシリコンウェハーを載せた多数のセッタを一列に並べてコンベアで搬送しながら処理を行なうものが知られている（特許文献２）。コンベアの下方には均熱板とヒータを設け、搬送中ひいては処理中のセッタをコンベア越しに加熱するようになっている。
【０００４】
特許文献３に記載の装置は、ガラス基材を被処理物とし、これを１枚ずつ１台の往復キャリアで搬送するようになっている。この往復キャリアの往路方向に沿って予備加熱部と処理部と冷却部が順次並べて配置されている。往路の始点でキャリアに載せられたガラス基材は、加熱部で予備加熱され、処理部で所定温度まで加熱されるとともに処理され、冷却部で冷却される。この文献３の装置は、１枚のガラス基材の処理を終えた後に、往復キャリアを戻して、次のガラス基材の処理を開始するものであるので、多くの枚数を処理するのに時間がかかる。１枚の処理時間が長ければ長いほど、全体の処理に膨大な時間を要する。その点で、文献２の装置のように、多数のセッタをコンベアに一列に並べて連続的に処理するほうが効率的である。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９２４９３号公報（第１頁）
【特許文献２】特開昭６１−１９１１７号公報（第１頁）
【特許文献３】特開平６−１０１０５０号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、プラズマ処理において、被処理物は、反応の促進等のために所定の温度まで加熱されたうえで処理に付される。しかし、加熱部から処理部への移動中や処理中に冷めてしまうことがある。特に、ガラスは、保熱性が低く簡単に冷めてしまい温度維持が容易でない。上掲の熱ＣＶＤの文献２、３では、処理中もそれと同時併行して加熱する構成になっているが、加熱手段が搬送手段で遮られたり（文献２）、それを回避するために構成が煩雑（文献３）になったりしている。
【０００７】
本発明は、多数のセッタを一列に並べて搬送しながら順次プラズマ処理するものであって、構成の複雑化を招くことなく、被処理物の温度低下を確実に防止できるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ガラス基材やシリコンウェハーなどの被処理物を載せた複数のセッタを一列に連ねて搬送しながら処理部にてプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理を行なう装置であって、被処理物を所定温度まで加熱する加熱部と、前記処理部と、被処理物を冷却する冷却部とが、搬送ラインに沿って前段側から順次配置されており、前記処理部には、プラズマ処理のためのガスを吹出す処理ユニットと、この処理ユニットの前段側と後段側にそれぞれ配置されて被処理物を再加熱する補助ヒータとが備えられていることを特徴とする。これによって、加熱部で加熱した被処理物が温度低下しようとしても前段の補助ヒータで再加熱でき、処理ユニットにより良好な処理を施すことができる。しかも、後段の補助ヒータで再加熱されることにより、温度低下を一層確実に防止でき、一層良好な処理を施すことができる。また、多数の基材を連続的に処理でき、時間短縮を図ることができる。さらに、処理ユニットと補助ヒータは搬送ラインに沿ってずらして配置すればよく、搬送ラインの同一位置に干渉を回避する工夫をして配置する必要がなく、配置構成の簡素化を図ることができる。
本発明は、ガラス基材等の保熱性の低いものを被処理物とする場合に特に効果的である。被処理物がガラス基材である場合、前記セッタは、アルミナ製であることが好ましい。
【０００９】
前記処理部には、前記処理ユニットが前記搬送ラインに沿って複数並んで設けられ、隣り合う処理ユニットの間と、先頭（最前段）の処理ユニットの前段側と末尾（最後段）の処理ユニットの後段側に、それぞれ前記補助ヒータが配置されていることが望ましい。これによって、プラズマ処理を複数段階にわたって実行できるとともに、各処理段階で被処理物の温度低下を確実に防止できる。
【００１０】
前記補助ヒータが、熱源と、被処理物に対向すべき面とを有し、この面が、前記熱源の熱を受けて遠赤外線を輻射する遠赤外線輻射材にて構成されていることが望ましい。これによって、被処理物およびセッタを内部まで十分に加熱でき、被処理物の温度低下を確実に抑えることができる。遠赤外線輻射材としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｏＯ等の金属酸化物が挙げられる。遠赤外線輻射材からなる面は、輻射効率の向上のために粗面であることが好ましい。熱源の構成は、特に限定がなく、一般的な形式のヒータを用いることができ、例えば、抵抗加熱方式のラバーヒータやステンレスヒータやセラミックヒータ等を用いることができる。
【００１１】
ここで、前記補助ヒータが、前記熱源を収容したハウジングを有し、このハウジングの被処理物に対向すべき板部に、前記遠赤外線輻射材が被膜されていてもよい。この遠赤外線輻射材の膜は、例えば、前記金属酸化物等からなる粉末をバインダ（結合剤）と混合してハウジングに塗布し、焼結させることにより、形成することができる。ハウジング２１は、好ましくは良熱伝導性の金属（Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等）にて構成されているが、これに限定されるものではなく、ステンレス等で構成されていてもよい。
【００１２】
あるいは、前記補助ヒータが、前記熱源を収容したハウジングを有し、このハウジングの少なくとも被処理物に対向すべき板部が、前記遠赤外線輻射材にて構成されていてもよい。この場合、遠赤外線輻射材の被膜は、勿論不要である。
【００１３】
前記ハウジングの被処理物に対向すべき板部の内面に前記熱源が設けられ、この熱源より背部側のハウジング内部には断熱材が装填されていることが望ましい。これによって、熱源の熱が、被処理物とは逆側に放散されるのを防止できる。
【００１４】
さらに、前記処理ユニットが、プラズマ生成のための複数の電極と、これら電極間の空間に連なるプラズマ吹出し口が開口されるとともに被処理物に対向すべき面とを有し、この面が、被処理物からの輻射熱を反射する輻射熱反射材にて構成されていることが望ましい。これによって、被処理物やセッタから処理ユニットに輻射された熱を反射でき、処理ユニットに熱が奪われるのを防止できる。輻射熱反射材としては、Ａｌが挙げられる。
【００１５】
前記処理ユニットにおける被処理物に対向すべき構成部材に、前記輻射熱反射材が被膜されていることが望ましい。これによって、構成部材については、セラミックやステンレスなどの適切な材質を用いることができ、その一方で、輻射熱反射作用を確保できる。
【００１６】
本発明は、略常圧（大気圧近傍の圧力）の環境でのプラズマ処理に好適である。本発明における略常圧とは、１．３３３×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａの範囲を言う。中でも、９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａの範囲は、圧力調整が容易で装置構成が簡便になり、好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱部で加熱した被処理物が温度低下しようとしても前段の補助ヒータで再加熱でき、処理ユニットにより良好な処理を施すことができる。しかも、後段の補助ヒータで再加熱されることにより、温度低下を一層確実に防止でき、一層良好な処理を施すことができる。処理ユニットと補助ヒータは搬送ラインに沿ってずらして配置すればよく、搬送ラインの同一位置に干渉を回避する工夫をして配置する必要がなく、配置構成の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る連続式常圧プラズマＣＶＤ装置Ｍ１を示したものである。プラズマＣＶＤ装置Ｍ１は、ローラコンベア１と、加熱ユニット２（加熱部）と、処理部３と、冷却ユニット４（冷却部）を備えている。
【００１９】
ローラコンベア１は、水平な一方向に沿って延在され、「搬送ライン」を構成している。ローラコンベア１上には、多数のセッタ５が隙間なく一列に並べられる。セッタ５は、アルミナにて構成され、四角形の板状をなしている。図２に示すように、セッタ５の上面には、浅い四角形の凹部５ａが形成されている。各セッタ５の凹部５ａに、被処理物としてガラス基材Ｗが、それぞれ収容載置されている。ローラコンベア１は、一列をなすセッタ５ひいてはガラス基材Ｗを連続的に搬送する。ローラコンベア１の前端部（図１において左端）には、新たなガラス基材Ｗを載せたセッタ５が順次継ぎ足される。ローラコンベア１の後端部（図１において右端）では、処理済みのガラス基材Ｗを載せたセッタ５が順次取り出される。
【００２０】
図１に示すように、ローラコンベア１の上方には、前記加熱ユニット２と、処理部３と、冷却ユニット４が、前段側から順次配置されている。
【００２１】
詳細な図示は省略するが、最前段の加熱ユニット２は、ローラコンベア１ひいては搬送中のセッタ上に被さるフード２ａと、このフード２ａ内とセッタとの間に循環風を形成する風循環手段と、この循環風を加熱する加熱手段とを有している。フード２ａ内の加熱された循環風により、搬送中のセッタ５およびガラス基材Ｗを成膜に適した所定温度まで加熱するようになっている。なお、この所定温度は、２００〜５００℃程度が好ましい。この温度範囲でないと、成膜がなされず、成膜されたとしても良好な膜質を得ることができない。所定温度は、３５０℃付近がより好ましい。
【００２２】
また、最後段の冷却ユニット４は、ローラコンベア１ひいては搬送中のセッタ上に被さるフード４ａと、このフード４ａ内とセッタとの間に循環風を形成する風循環手段とを有している。フード４ａ内の常温循環風により、セッタ５およびガラス基材Ｗを冷却するようになっている。
【００２３】
加熱ユニット２と冷却ユニット４との間の処理部３には、２つ（複数）の成膜ユニット１０（処理ユニット）と、３つ（複数）の補助ヒータ２０と、６つ（複数）の通気ダクト３０が設けられている。
【００２４】
２つの成膜ユニット１０は、ローラコンベア１に沿って前後に離間されている。
【００２５】
補助ヒータ２０は、前側（先頭）の成膜ユニット１０の更に前段側と、前後の成膜ユニット１０の間と、後側（末尾）の成膜ユニット１０の更に後段側に、それぞれ配置されている。
【００２６】
通気ダクト３０は、成膜ユニット１０と補助ヒータ２０の間にそれぞれ介在されている。更に、加熱ユニット２と前側補助ヒータ２０の間（加熱ユニット２と処理部３の境）と、後側補助ヒータ２０と冷却ユニット４との間（処理部３と冷却ユニット４の境）にもそれぞれ介在されている。（通気ダクト３０は、各成膜ユニット１０を前後から挟むように設けられると共に、各補助ヒータ２０を前後から挟むように設けられている。）
【００２７】
加熱ユニット２のフード２ａと処理部３の各構成要素１０，２０，３０と冷却ユニット４のフード４ａは、前後に隣接するものどうしがぴったりとくっついて一列をなしている。また、処理部３の各構成要素１０，２０，３０の下面（セッタ５およびガラス基材Ｗと対向すべき面）どうしは、互いに面一をなしている。この処理部３の下面とローラコンベア１上のセッタ５の列との間に、前後細長の薄厚空間１００が形成されるようになっている。空間１００の上下厚さは、いわゆるワーキングディスタンス（後記吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒとガラス基材Ｗとの距離）に相当するものであり、非常に薄く、例えば４ｍｍである。なお、空間１００の左右幅方向の両側は、チャンバー壁９（図４）でほぼ塞がれている。
【００２８】
処理部３の各構成体１０，２０，３０の具体構造を詳述する。
図２に示すように、各成膜ユニット１０は、上側のガス均一導入部１２と、下側の電極部１３と、これらを囲む外筐１１とを有している。
【００２９】
図２および図４に示すように、外筐１１は、平面視長方形状の外枠１４と、この外枠１４の前後の長片部に一体に設けられた一対の排気ダクト１５（吸気口）とを有している。これら外枠１４と排気ダクト１５は、ステンレスなどの金属によって構成されている。
【００３０】
排気ダクト１５は、下方に開口するとともに左右（搬送ラインと直交する方向、図２において紙面と直交する方向）に延びている。排気ダクト１５の上端部は、吸引管７ａを介して排気ポンプ７に接続されている。
【００３１】
排気ダクト１５より前後外側の外枠１４には、カーテンガス吹出し路１４ａが形成されている。カーテンガス吹出し路１４ａは、スリット状をなして左右に延び、外枠１４の下端面に開口している。なお、カーテンンガス吹出し孔は、左右に並べられた多数の小孔であってもよい。カーテンガス吹出し路１４ａの上端部は、カーテンガス供給管６ｆを介してカーテンガス供給源６Ｃに接続されている。カーテンガス供給源６Ｃには、カーテンガスとして例えばＮ２が貯えられている。
【００３２】
図２に示すように、ガス均一導入部１２には、３つのガス均一化路１２ｆ，１２ｍ，１２ｒが前後に並んで形成されている。詳細な図示は省略するが、ガス均一導入部１２は、アルミニウムなどの金属からなる複数の平板を上下に積層することによって構成されている。各金属板には、左右に分散配置された多数の小孔や左右に延びるスリット状チャンバー等が前後に３列ずつ並んで形成されている。上下に重ねられた金属板どうしにおいて、各列の小孔やチャンバー等が互いに連なり、これにより、ガス均一化路１２ｆ，１２ｍ，１２ｒが構成されている。
【００３３】
中央のガス均一化路１２ｍの上端部には、ソースガス供給源６Ａからのソースガス供給管６ｄが接続されている。前後両側のガス均一化路１２ｆ，１２ｒには、被プラズマガス供給源６Ｂからの被プラズマガス供給管６ｅが分岐して接続されている。
【００３４】
ここで、２種類の処理ガス供給源６Ａ，６Ｂのうち、ソースガス供給源６Ａは、シリコンソースとドーパンソースとキャリアガスを別々に貯えるとともに所定の流量比で混合してソースガスを生成し、ガス供給管６ｄへ送出するようになっている。元の状態が液体のソースは、気化器を用いて気化させる。独立に気化させた後混合してもよく、液体のまま混合したのち気化させてもよい。
【００３５】
シリコンソースとしては、例えばＴＭＯＳ、ＴＥＯＳ、ＭＴＭＯＳなどのアルコキシ化合物、ＨＭＤＳＯ、ＴＭＣＴＳなどのシロキサン化合物などが用いられる。
【００３６】
ドーパンソースとしては、例えばＴＥＯＰ、ＴＭＯＰなどのリン酸エステル、ＴＭＰ、ＴＥＰなどの亜リン酸エステル、ＴＥＢ、ＴＭＢなどのアルキルボレート、ＴＭＧｅ、ＴＥＧｅなどのアルコキシゲルマニウムなどが用いられる。
【００３７】
キャリアガスとしては、例えばＯ２、Ｎ２、Ｎ２Ｏが用いられる。なお、キャリアガスと前記カーテンガスが同一物質の場合には、それらのガスタンクを共有させてもよい。
【００３８】
もう一種類の処理ガス供給源である被プラズマガス供給源６Ｂには、電界印加によりプラズマ化される被プラズマガスが貯えられている。
被プラズマガスとしては、例えばＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＮＯ、Ｈ２Ｏ、Ｏ３の何れか１つ、またはこれらの中から複数選んで混合したものが用いられる。
【００３９】
各処理ガス供給源６Ａ，６Ｂから供給管６ｄ，６ｅを経てガス均一導入部１２のガス均一化路１２ｆ，１２ｍ，１２ｒへ導かれた処理ガス（ソースガスおよび被プラズマガス）は、これら路１２ｆ，１２ｍ，１２ｒを構成する上記小孔やチャンバー等を順次流通する過程でそれぞれ左右方向に均一化されるようになっている。
【００４０】
さらに、ガス均一導入部１２には、図示しないヒータ（温度調節手段）が付設されている。これにより、ガス均一導入部１２は、例えば５０〜２００℃程度の範囲で加温（温度調節）されるようになっている。５０℃未満では、気化させたシリコンソースやドーパンソースが再液化するおそれがあり、２００℃を超えると熱反応を起こすおそれがある。
【００４１】
次に、成膜ユニット１０の電極部１３について説明する。
図２および図３に示すように、電極部１３は、４つ（複数）の電極１８Ｈ，１８Ｅと、これら電極１８Ｈ，１８Ｅを絶縁しつつ収容保持するホルダ１６と、このホルダ１６を収容保持するケーシング１７を有している。
【００４２】
ケーシング１７は、ステンレス等の剛性金属によって構成され、上下両側に開口する左右細長の箱状をなしている。ケーシング１７の上端部に、ガス均一導入部１２がボルト（図示せず）などによって固定されている。ケーシング１７の下端外周には、全周にわたって段差１７ａが形成されており、この段差１７ａが、前記外筐１１の内フランジ１９に引っ掛けられている。これによって、電極部１３およびガス均一導入部１２が、外筐１１に支持されている。
【００４３】
各電極１８Ｈ，１８Ｅは、幅方向を上下に向けた左右に細長い板状をなしている。電極１８Ｈ，１８Ｅの材質としては、例えばステンレスが用いられているが、これに限定されるものではなく、アルミニウムなどの他の導電金属を用いてもよい。
【００４４】
４つの電極１８Ｈ，１８Ｅは、前後に間隔を置いて並べられている。隣り合う電極１８Ｈ，１８Ｅ間に、左右細長状の空間１８ｆ，１８ｍ，１８ｒが形成されている。これら電極間空間１８ｆ，１８ｍ，１８ｒの厚さ（電極１８Ｈ，１８Ｅ間の距離）は、０．１〜５０ｍｍが好ましく、５ｍｍ以下がより好ましい。
【００４５】
図３に示すように、パルス電源８（電界印加手段）から給電線８ｈが延び、中央の２つの電極１８Ｈの一端部に接続されている。これによって、中央の２つの電極１８Ｈは、電界印加電極となっている。したがって、中央の電極間空間１８ｍには、電界が印加されないようになっている。
【００４６】
ここで、パルス電源８は、パルス状の電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び／又は立下り時間は、１０μｓ以下、パルス継続時間は、２００μｓ以下、電界強度は１〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【００４７】
前後両側の２つの電極１８Ｅの他端部には、接地線８ｅが接続されている。この接地線８ｅが接地されることにより、両側の電極１８Ｅは、接地電極となっている。これによって、両側の電極間空間１８ｆ，１８ｒは、電源８からの電圧供給で電界が印加され、プラズマ化空間となるようになっている。
【００４８】
詳細な図示は省略するが、各電極１８Ｈ，１８Ｅのプラズマ化空間１８ｆ，１８ｒ形成面並びに上面及び下面には、固体誘電体層が例えば溶射にて被膜されている。この固体誘電体の誘電率は、２以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。固体誘電体の材質としては、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂、Ａｌ２Ｏ３などの金属酸化物、ＢａＴｉＯ３などの複酸化物が用いられる。固体誘電体層は、単層でもよく、複数の層の積層構造でもよい。例えば、電極１８Ｈ，１８Ｅを構成する金属面の側にＢａＴｉＯ３の層を被膜し、その外側にＡｌ２Ｏ３の層を被膜すると、誘電率を確実に１０以上にすることができ、好ましい。
【００４９】
図示は省略するが、各電極１８Ｈ，１８Ｅには、温調用の冷媒路が形成されており、これに冷媒を通すことにより例えば５０〜２００℃程度の範囲で電極１８Ｈ，１８Ｅの加熱（温度調節）ができるようになっている。５０℃未満では、気化させたシリコンソースやドーパンソースが再液化するおそれがある。上限の２００℃は、電極１８Ｈ，１８Ｅを構成するステンレスと固体誘電体層との熱膨張差を考慮したものである。
【００５０】
図２〜図４に示すように、電極部１３のホルダ１６は、４つの電極１８Ｈ，１８Ｅの上側の面間に跨るアッパープレート１６Ａと、下側の面間に跨るロアプレート１６Ｂと、前後両側に配置されたサイドプレート１６Ｃと、左右両側に配置されたエンドキャップ１６Ｄとを有している。
【００５１】
図３に示すように、絶縁樹脂からなる左右のエンドキャップ１６Ｄには、３つの板状スペーサ１６Ｅが設けられている。このスペーサ１６Ｅが、隣り合う電極１８Ｈ，１８Ｅ間の隙間に挿入されることにより、それら電極１８Ｈ，１８Ｅ間の間隔が維持されている。
【００５２】
ホルダ１６の上下前後の各プレート１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、アルミナ等のセラミック（絶縁材料）にて構成されている。これによって、電極１８Ｈ，１８Ｅが絶縁されている。なお、セラミックの材質に特に限定はないが、誘電率は、２０以下が好ましく、１０以下がより好ましい。誘電率が２０を超えると、周辺の金属部材に局部的に電流がリークするおそれがある。
【００５３】
ホルダ１６のアッパープレート１６Ａは、左右細長の板状をなしている。図２に示すように、アッパープレート１６Ａは、ガス均一導入部１２と電極１８Ｈ，１８Ｅとによって上下から挟持されている。アッパープレート１６Ａには、３つのガス導入路１３ｆ，１３ｍ，１３ｒが形成されている。これら導入路１３ｆ，１３ｍ，１３ｒは、図２の紙面と直交する左右方向に延びるとともに、互いに前後に離れて配置されている。前側の導入路１３ｆは、ガス均一導入部１２の前側のガス均一化路１２ｆに連なるとともに下に向かって後方へ傾き、前側の電極間空間１８ｆに連なっている。中央の導入路１３ｍは、ガス均一導入部１２の中央のガス均一化路１２ｍに連なるとともに真下へ延び、中央の電極間空間１８ｍに連なっている。後側の導入路１３ｒは、ガス均一導入部１２の後側のガス均一化路１２ｒに連なるとともに下に向かって前方へ傾き、後側の電極間空間１８ｒに連なっている。
【００５４】
ホルダ１６のセラミック製ロアプレート１６Ｂ（吹出し口構成部材）は、左右細長の板状をなしている。ロアプレート１６Ｂの上面には、浅い凹部１６ｇが形成されている。この凹部１６ｇに、電極１８Ｈ，１８Ｅの下端部が収容、載置されている。（電極１８Ｈ，１８Ｅの下端面（被処理物側の面）にロアプレート１６Ｂが宛がわれている。）ロアプレート１６Ｂの周縁部には、段差が形成され、この段差がケーシング１７の下端の内周面の段差に引っ掛けられている。これによって、ロアプレート１６Ｂが、ケーシング１７に支持されている。
【００５５】
図２および図４に示すように、ロアプレート１６Ｂには、上下厚さ方向に貫通する３つの吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒが形成されている。これら吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒは、スリット状をなして左右に延びるとともに、互いに前後に離れて配置されている。前側の被プラズマガス吹出し口１０ｆは、前側の電極間空間１８ｆに連なっている。中央のソースガス吹出し口１０ｍは、中央の電極間空間１８ｍに連なっている。後側の被プラズマガス吹出し口１０ｒは、後側の電極間空間１８ｒに連なっている。吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒは、成膜ユニット１０の下面に開口している。
なお、ロアプレート１６Ｂに、中央の電極間空間１８ｍからのソースガスと両側の電極間空間１８ｆ，１８ｒからの被プラズマガスを合流させる合流路を設け、この合流路に連なる単一の吹出し口をロアプレート１６Ｂの下面に開口させてもよい。
【００５６】
成膜ユニット１０の下面（ガラス基材Ｗと対向すべき面）は、セッタ５やガラス基材Ｗからの輻射熱を反射する輻射熱反射材にて構成されている。
【００５７】
詳述すると、図２および図４に示すように、成膜ユニット１０におけるガラス基材Ｗと対向すべき構成部材、すなわちロアプレート１６Ｂとケーシング１７と外筐１１の各々の下面には、輻射熱反射膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９がそれぞれ被膜されている。
【００５８】
ロアプレート１６Ｂの輻射熱反射膜Ａ１６は、該プレート１６Ｂの下面の全域に隈なく及んでいる。勿論、吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒの部分には設けられていない。
【００５９】
ケーシング１７の輻射熱反射膜Ａ１７は、該ケーシング１７の下端露出部分の全域に隈なく及んでいる。内フランジ１９に引っ掛けられる段差１７ａには、被膜されていないが、被膜してもよい。
【００６０】
外筐１１の輻射熱反射膜Ａ１４，Ａ１９は、該外筐１１の下端面の全域に隈なく及んでいる。すなわち、外枠１４の下端面の全域に膜Ａ１４が被膜され、内フランジ１９の下端面の全域に膜Ａ１９が被膜されている。勿論、外枠１４の膜Ａ１４は、カーテンガス吹出し路１４ａの部分には設けられていない。外枠１４の外側面やダクト１５の内周面にも被膜を及ぼすことにしてもよい。
これによって、輻射熱反射膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９が、成膜ユニット１０の下面の全域に隈なく及んでいる。
【００６１】
これら輻射熱反射膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９は、良好な輻射熱反射材であるアルミニウムにて構成されている。膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９は、蒸着、溶射、接着等の貼付け手段で各基板対向部材１６Ｂ，１７，１１に被膜されている。膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９の表面（下面）は、滑らかな鏡面になっている。なお、輻射熱反射材として、シリカやセラミックの粉末を用い、この粉末をバインダで混合して各基板対向部材１６Ｂ，１７，１１に塗布し、焼結することにより、輻射熱反射膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９を構成してもよい。
【００６２】
次に、補助ヒータ２０について、その具体構造を説明する。
図５に示すように、補助ヒータ２０は、ハウジング２１と、このハウジング２１に収容された熱源２２を有している。ハウジング２１は、平面視四角形の扁平容器状をなしている。図４に示すように、ハウジング２１の左右長さは、成膜ユニット１０の左右長さと同寸法になっている。図１に示すように、ハウジンング２１の前後長さは、成膜ユニット１０の前後長さ程度かそれよりやや小さくなっている。なお、前側補助ヒータ２０のハウジング２１の前後長さは、中央及び後側の補助ヒータ２０より大きくなっているが、これに限定されるものではない。ハウジング２１は、良好な熱伝導性金属であるアルミニウムにて構成されているが、これに限定されるものではなく、ＣｕやＡｕ等の他の良熱伝導性金属にて構成してもよく、或いは、ステンレスにて構成していてもよい。
【００６３】
図５に示すように、補助ヒータ２０の熱源２２は、パネル状をなし、ハウジング２１の底板の上面（ガラス基材Ｗに対向すべき板部の内面）に添えられている。熱源２２としては、例えばラバーヒータが用いられているが、これに限定されるものではなく、ステンレスヒータやセラミックヒータ等の他の抵抗加熱方式のヒータを用いてもよく、その他の方式のヒータを用いてもよい。
【００６４】
熱源２２より上側（背部側）のハウジング２１の内部は、間仕切り板２３によって上下２つの室２１ａ，２１ｂに分けられている。各室２１ａ，２１ｂには、断熱材２４が装填されている。断熱材２４は、発塵が少なく耐熱性の高い材料であることが好ましく、そのような材料として例えばグラスウールにて構成されているが、これに限定されるものでない。間仕切り板２３は、熱反射率の高い材料にて構成され、熱源２２の熱が上側へ逃げるのを防止している。
【００６５】
図２に示すように、この補助ヒータ２０の下面は、熱源２２の熱を受けて遠赤外線を輻射する遠赤外線輻射材にて構成されている。詳述すると、図４および図５に示すように、ハウジング２１の底板の下面には、遠赤外線輻射膜Ｂ２１が被膜されている。遠赤外線輻射膜Ｂ２１は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｏＯ等の金属酸化物からなる粉末をバインダと混合してハウジング２１に塗布し、焼結させることにより、形成されている。この遠赤外線輻射膜Ｂ２１の表面（下面）は、輻射効率の向上のために粗面になっている。
【００６６】
次に、通気ダクト３０の具体構造を説明する。
図４および図６に示すように、通気ダクト３０は、長手方向を左右に向け、幅方向を上下に向けた細長容器状をなすダクト本体３１を有している。ダクト本体３１の左右長さは、成膜ユニット１０と同寸法になっている。ダクト本体３１の前後厚さは、極めて薄く、例えば２０ｍｍ程度である。ダクト本体３１の上側部には、外部連通部材３２が前後に突出するようにして設けられている。外部連通部材３２は、ダクト本体３１の全長にわたって左右（図６の紙面と直交する方向）に延びている。外部連通部材３２の突出端面は、全面開口され、通気ダクト３０内を処理部３の上側の外部空間に連ねる外部連通口３２ａとなっている。外部連通部材３２の内端部には、左右全長にわたって延びるスリット状の絞り部３２ｃが形成されている。この絞り部３２ｃを介して、外部連通部材３２の内部（通気室３２ｂ）と、ダクト本体３１の上側部の内部（通気室３１ａ）が連なっている。
【００６７】
ダクト本体３１の下側部には、縦長幅細の略Ｕ字状断面をなして左右に延びる整流板３３が収容されている。整流板３３の一対の板部とダクト本体３１の前後の側壁との間に、それぞれ縦細をなして左右に延びる通気室３０ｂが形成されている。整流板３３の一対の板部の上端部は、それぞれ前後に折曲されている。これら上端折曲部とダクト本体３１の前後の側壁との間に、左右に延びるスリット状の絞り部３０ａがそれぞれ形成されている。この絞り部３０ａを介して上下の通気室３１ａ，３０ｂどうしが連なっている。
【００６８】
ダクト本体３１の底部は開口され、そこに整流板３３の底部が臨んでいる。これにより、通気ダクト３０の左右に延びる２条のスリット状の絞り部３０ｃが形成されている。各絞り部３０ｃは、通気室３０ｂにそれぞれ連なるとともに薄厚空間１００に連なり、通気ダクト３０の薄厚空間１００への連通口となっている。
したがって、薄厚空間１００は、通気ダクト３０の絞り部３０ｃ、通気室３０ｂ、絞り部３０ａ、通気室３１ａ、絞り部３２ｃ、通気室３２ｂ、連通口３２ａを順次経て、処理部３の上側の外部空間に連なっている。
【００６９】
通気ダクト３０の下面（ガラス基材に対向すべき面）は、成膜ユニット１０および補助ヒータ２０の下面と同一水平面上に位置している。この通気ダクト３０の下面にも、成膜ユニット１０と同様に輻射熱反射膜Ａ３０が被膜されている。
【００７０】
上記構成の連続式常圧プラズマＣＶＤ装置Ｍ１の動作を説明する。
処理すべきガラス基材Ｗを載せた新たなセッタ５がローラコンベア１上のセッタ列の最前部に継ぎ足される。このセッタ５は、先ず加熱ユニット２に通される。これにより、セッタ５とその上のガラス基材Ｗを、所定温度まで温風加熱できる。
【００７１】
次に、セッタ５は、前側補助ヒータ２０の下方に通され、再加熱される。これによって、保熱性の低いガラス基材Ｗが温度低下しようとしても、これを阻止することができる。しかも、補助ヒータ２０の膜Ｂ２０から遠赤外線が輻射されるので、ガラス基材Ｗを内部まで十分に加熱でき、温度低下を確実に防止できる。また、セッタ５をも内部まで十分に加熱できるので、セッタ５からガラス基材Ｗに熱供給することができ、ガラス基材Ｗの温度低下を一層確実に防止できる。
【００７２】
次に、セッタ５は、前側成膜ユニット１０の下方に通される。これによって、ガラス基材Ｗにプラズマ成膜が施される。
詳述すると、供給源６Ｂからの被プラズマガスが、管６ｅを経て、前側成膜ユニット１０の前後のガス均一化路１２ｆ，１２ｒにて左右に均一化された後、導入路１３ｆ，１３ｒを通り、前後の電極間空間１８ｆ，１８ｒに導入される。また、パルス電源８からのパルス電圧が、電極１８Ｈ，１８Ｅ間に印加される。これによって、前後の異極電極１８Ｈ，１８Ｅどうし間の空間１８ｆ，１８ｒにパルス電界が発生してグロー放電が起き、被プラズマガスがプラズマ化（励起、活性化）される。プラズマ化した被プラズマガスは、前後の吹出し口１０ｆ，１０ｒから略閉鎖空間１００へ吹出される。被プラズマガスは、膜の原料を含んでいないので、プラズマ化しても電極１８Ｈ，１８Ｅの電極間空間１８ｆ，１８ｒ形成面に付着することはない。
【００７３】
被プラズマガスの流通と同時併行して、供給源６Ａからのソースガスが、管６ｄを経て、前側成膜ユニット１０の中央のガス均一化路１２ｍにて左右に均一化された後、導入路１３ｍを通り、中央の同極電極間空間１８ｍに導入される。この電極間空間１８ｍでは電界が印加されないため、ソースガスは、プラズマ化されることなくそのまま通過する。したがって、電極１８Ｈの空間１８ｍ形成面に膜が付着することはない。
【００７４】
中央の電極間空間１８ｍを通過したソースガスは、中央の吹出し口１０ｍから略閉鎖空間１００へ吹出され、前後２手に分流し、吹出し口１０ｆ，１０ｒからのプラズマ化された被プラズマガスと接触する（図２の矢印線参照）。これにより、ソースガスの反応が起き、ガラス基材Ｗの上面（表側面）にアモルファスシリコン等の膜を形成することができる。
【００７５】
また、供給源６Ｃからのカーテンガスが、管６ｆを経て、前側成膜ユニット１０の外筐１１のカーテンガス吹出し路１４ａから吹出される。これにより、ユニット１０の前後の縁部とガラス基材Ｗとの間にガスカーテンを形成でき、処理ガスの漏れを防止できる。
処理済みのガスや反応副生成物は、排気ダクト１５に吸込まれ、排気ポンプ７にて排気される。
【００７６】
前述したように、この前側成膜ユニット１０での成膜工程に付されるガラス基材Ｗは、前側補助ヒータ２０にて所定温度に維持されながら送られて来るので、成膜の効率を高めることができ、膜質を良好にすることができる。しかも、前側成膜ユニット２０の後段には、中央補助ヒータ２０が有るので、成膜中のガラス基材Ｗから熱が後方に逃げるのを防止でき、成膜効率を一層確実に高めることができ、一層良好な膜質を得ることができる。
【００７７】
一方、前側成膜ユニット１０での成膜中、所定温度に加熱されたガラス基材Ｗからユニット１０へ向けて輻射熱が放射される。この輻射熱は、成膜ユニット１０の下面のアルミニウム膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９によってガラス基材Ｗへ反射することができる。したがって、ガラス基材Ｗの熱が成膜ユニット１０に奪われるのを防止できる。これにより、成膜効率を確実に高めることができ、膜質を一層良好にすることができる。なお、通気ダクト３０の下面被膜Ａ３０の作用も同様である。
【００７８】
前側成膜ユニット１０を通過後のセッタは、中央補助ヒータ２０の下方に通され、再加熱される。これによって、後側成膜ユニット１０へ移動中のガラス基材２０の温度低下を阻止でき、所定温度に維持できる。また、たとえ前側成膜ユニット１０での成膜中にガラス基材Ｗの温度が低下しても所定温度まで戻すことができる。前側補助ヒータ２０と同様に、遠赤外線によりガラス基材Ｗやセッタ５の内部まで十分に加熱できることは言うまでもない。
【００７９】
次に、セッタ５は、後側成膜ユニット１０の下方に通される。これによって、ガラス基材Ｗへの成膜を重ねて行なうことができる。中央補助ヒータ２０を経て送られて来たものであり、しかも後段には後側補助ヒータ２０が有り、更に輻射熱が膜Ａ１６，Ａ１７，Ａ１４，Ａ１９，Ａ３０によって反射されるので、温度低下を確実に防止でき、良好な膜質を得られることは、前段での成膜時と同様である。
【００８０】
その後、セッタ５は、後側補助ヒータ２０の下方を経て、冷却ユニット４に通される。これによって、成膜処理済みのガラス基材Ｗとセッタ５をハンドリング可能な温度まで通風冷却できる。
【００８１】
常圧プラズマＣＶＤ装置Ｍ１では、多数のガラス基材Ｗをコンベア１で順次送りながら連続的に成膜処理でき、全体の処理時間の短縮を図ることができる。
成膜ユニット１０の前段と後段で再加熱することにより、成膜中の加熱を不要にすることができる。成膜ユニット１０と再加熱用の補助ヒータ２０は、搬送ラインに沿って前後にずらして配置すればよく、搬送ラインの同一位置に干渉を回避する工夫をして配置する必要がなく、配置構成の簡素化を図ることができる。
【００８２】
成膜ユニット１０の基材対向部材であるロアプレート１６Ｂ自体については、アルミニウム（輻射熱反射材）ではなくアルミナ等のセラミックにて構成することにより、電極１８Ｈ，１８Ｅを確実に絶縁でき、ガラス基材Ｗにアークが落ちるのを防止できる一方、該プレート１６Ｂの下面にアルミニウムを被膜することによって上記輻射熱の反射作用を確保することができる。また、ケーシング１７や外筐１１自体については、それぞれステンレスにて構成することによって、剛性を確保し撓みを防止する一方、それらの下面にアルミニウムを被膜することによって上記輻射熱の反射作用を確保することができる。
【００８３】
補助ヒータ２０のハウジング２１自体についてはアルミニウムにて構成することによって、熱伝導性を確保できる一方、その下面に遠赤外線輻射膜Ｂ２１を被膜することにより、ガラス基材Ｗの再加熱作用を十分に確保することができる。また、ハウジング２１全体を遠赤外線輻射材で構成するよりも、材料コストを大幅に削減することができる。
【００８４】
連続式常圧プラズマＣＶＤ装置Ｍ１における処理部３とセッタ５の列との間の薄厚空間１００には、成膜ユニット１０の吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒからガスが吹出されるだけでなく、それと同時に排気ダクト１５では吸気がなされ、吹出し路１４ａからはカーテンガスの吹出しがなされる。更には、前端部の加熱ユニット２や後端部の冷却ユニット４から循環風が流れ込んだりする。一方、処理部３には、薄厚空間１００と外部を連ねる通気ダクト３０が設けられている。これにより、各吹出し口１０ｆ，１０ｍ，１０ｒからの吹出し流が、前記吸気等の他のガス流の影響を受けるのを緩和することができる。この結果、各成膜ユニット１０の直下で成膜される膜厚の均一性を確保することができる。
【００８５】
また、補助ヒータ２０の熱源２２の熱は、ハウジング２１の底板から側板に伝わり通気ダクト３０に伝達される。これによって、通気ダクト３０の内部を加温することができる。したがって、外気が通気ダクト３０に取り込まれた場合、通気ダクト３０内で加温されたうえで薄厚空間１００に流れ込むようにすることができる。しかも、通気ダクト３０には、狭い絞り部３０ｃ，３０ａ，３２ｃを出入口とする通気室３２ｂ，３１ａ，３０ｂが設けられているため、入って来た外気の流れを抑制して通気室３２ｂ，３１ａ，３０ｂ内に長く留まるようにすることができ、この滞留の間に十分に加温したうえで薄厚空間１００に流れ込むようにすることができる。この結果、ガラス基材Ｗの温度低下を一層確実に防止でき、膜厚の均一性を確実に確保でき、成膜特性を確実に安定化させることができる。
【００８６】
連続式常圧プラズマＣＶＤ装置Ｍ１では、ガラス基材Ｗを再加熱するための補助ヒータ３０が通気ダクト２０の加熱手段を兼ねており、通気ダクト３０にそれ専用の加熱手段を設ける必要がないので、構成の合理化を図ることができ、コストの削減を図ることができる。
【００８７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
例えば、処理部３の成膜ユニット１０は、搬送ラインに沿って３つ以上並設してもよく、１つだけにしてもよい。勿論、３つ以上の場合は、隣り合う前後の成膜ユニット１０の間に補助ヒータ２０をそれぞれ設け、各補助ヒータ２０とその前後の成膜ユニット１０の間に通気ダクト３０を設けるとよい。
【００８８】
成膜ユニット１０の輻射熱反射材や補助ヒータ２０の遠赤外線輻射材は、一定の厚さを有する板状をなしていてもよい。ケーシング１７や外筐１１等の処理ヘッド下端構成部材自体を、ステンレス等の輻射熱吸収材に代えて、アルミニウム等の輻射熱反射材で構成してもよい。
補助ヒータ２０のハウジング２１自体を、遠赤外線輻射材にて構成してもよい。ハウジング２１全体ではなく、少なくともガラス基材Ｗに対向すべき底板部だけでも遠赤外線輻射材にて構成することにしてもよい。
【００８９】
補助ヒータ２０や通気ダクト３０等は、上記に限定されるものではなく、種々の形態を採用可能である。
通気ダクト３０の加熱手段として、補助ヒータ２０を兼用するのではなく、専用のものを設けることにしてもよい。
【００９０】
本発明は、グロー放電に限らず、コロナ放電や沿面放電によるプラズマ処理にも適用でき、略常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ処理にも適用でき、プラズマＣＶＤ（成膜）に限らず、洗浄、表面改質、エッチング、アッシングなどの種々のプラズマ処理にあまねく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続式常圧プラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図２】前記装置の処理部の成膜ユニットを中心とする断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う前記成膜ユニットの電極部の平面断面図である。
【図４】前記処理部の成膜ユニットを中心とする底面図である。
【図５】前記処理部の補助ヒータの断面図である。
【図６】前記処理部の通気ダクトの断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
Ｗ  ガラス基材（被処理物）
Ｍ１  連続式常圧プラズマＣＶＤ装置（プラズマ処理装置）
１  ローラコンベア（搬送ライン）
２  加熱ユニット（加熱部）
２ａ  フード
３  処理部
４  冷却ユニット（冷却部）
４ａ  フード
５  セッタ
１０  成膜ユニット（処理ユニット）
１０ｆ，１０ｍ，１０ｒ  処理ガス吹出し口
１１  外筐（被処理物と対向すべき構成部材）
１４ａ  カーテンガス吹出し路（カーテンガス吹出し口）
１５  排気ダクト（吸気口）
１６Ｂ  ロアプレート（被処理物と対向すべき構成部材、吹出し口構成部材）
１７  ケーシング（被処理物と対向すべき構成部材）
１８Ｈ，１８Ｅ  電極
１８ｆ，１８ｍ，１８ｒ  電極間空間
２０  補助ヒータ
２１  ハウジング
２２  熱源
２４  断熱材
３０  通気ダクト
３０ｂ，３１ａ，３２ｂ  通気室
３０ａ，３０ｃ，３２ｃ  絞り部
Ａ１４，Ａ１６，Ａ１７，Ａ１９，Ａ３０  輻射熱反射膜
Ｂ２０  遠赤外線輻射膜
【図１】
2005116898.tif 000003
【図２】
2005116898.tif 000004
【図３】
2005116898.tif 000005
【図４】
2005116898.tif 000006
【図５】
2005116898.tif 000007
【図６】
2005116898.tif 000008