CN117940604A - 表面处理装置以及表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及表面处理装置以及表面处理方法。表面处理装置(10)具备：收纳至少一个被处理材(W)的腔室(20)(收纳单元)；被处理材载放部(32a、32b)(载放机构)，将被处理材(W)载放为，与沿着水平方向延伸的旋转轴(31a、31b)的外周面的法线方向大致正交且朝向外侧；马达(36a、36b)(第一旋转机构)，使被处理材载放部(32a、32b)在收纳于腔室(20)的状态下围绕旋转轴(31a、31b)旋转；等离子处理装置(21)(表面处理机构)，在腔室(20)的内侧，与旋转轴(31a、31b)平行地延伸设置，通过向被处理材(W)的表面供给气体来进行表面处理；以及泵单元(140)(排气机构)，设置在腔室(20)的内侧的与等离子处理装置(21)所设置的位置不同的位置，进行腔室(20)内的压力的调整以及气体的排气。

Description

表面处理装置以及表面处理方法
技术领域
本发明涉及进行向被处理材照射等离子体等的表面处理的表面处理装置以及表面处理方法。
背景技术
以往，已知一种表面处理装置，使用利用等离子体来进行被处理材的表面的清洗、改性而形成金属催化剂层、官能团等的表面处理装置、溅射装置，在被处理材的表面上形成薄膜。
例如，在专利文献1所记载的成膜装置中，将设置于台车的多个基板输送到成膜装置的内部而进行所需要的表面处理。另外，作为表面处理的一个例子，已知有专利文献2所记载的等离子处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-231464号公报
专利文献2：国际公开第2017/159838号
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的成膜装置具有适合于进行大量被处理材的表面处理的构造，装置的规模较大，因此不适合小规模生产至中规模生产。另外，在进行被处理材的表面处理时，优选能够通过1个装置来进行溅射、专利文献2所记载的等离子处理等的不同种类的表面处理。另外，在专利文献1、2中记载了具备将腔室内充满的气体排出的排气机构的内容，但并没有公开排气机构的设置位置。当未将排气机构设置于适当位置时，难以使腔室内的气体流动均匀，因此存在被处理材的表面上生成的膜厚变得不均匀这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供表面处理装置以及表面处理方法，适合于进行从少量至中量的被处理材的表面处理，而且能够在被处理材的表面上以均匀的膜厚进行成膜。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题、实现目的，本发明的表面处理装置的特征在于，具备：收纳单元，收纳至少一个被处理材；载放机构，具备沿着水平方向延伸的旋转轴，将所述被处理材载放为，该被处理材的表面与所述旋转轴的外周面的法线方向大致正交且朝向外侧；第一旋转机构，使所述载放机构在收纳于所述收纳单元的状态下，围绕所述旋转轴以规定的旋转模式旋转；表面处理机构，在所述收纳单元的内侧，与所述旋转轴平行地延伸设置，通过向所述被处理材的表面供给气体来进行至少一种表面处理；以及排气机构，设置于所述收纳单元内侧的与所述表面处理机构所设置的位置不同的位置，进行该收纳单元内部的压力的调整以及所述收纳单元内部的气体的排气。
发明的效果
本发明的表面处理装置起到如下效果：适合于进行从少量至中量的被处理材的表面处理，而且能够在被处理材的表面上以均匀的膜厚进行成膜。
附图说明
图1是表示第一实施方式的表面处理装置的概略构成的一个例子的外观图。
图2是表示被处理材安装部以及被处理材载放部的一个例子的外观图。
图3是说明被处理材输送部的作用的图。
图4是表示第一实施方式的腔室的内部构造的一个例子的图。
图5是图4的A-A截面图。
图6是图4的B-B截面图。
图7是表示等离子处理装置的构成的一个例子的第一截面图。
图8是表示等离子处理装置的构成的一个例子的第二截面图。
图9是表示溅射装置的构成的一个例子的截面图。
图10是表示泵单元的一个例子的侧视图。
图11是图10的XZ截面图，且是表示泵单元进行腔室内的排气的状态的图。
图12是表示第一实施方式的表面处理装置对被处理材实施的表面处理的一个例子的图。
图13是表示第一实施方式的表面处理装置对被处理材实施表面处理时的腔室内的压力变化的一个例子的图。
图14是表示第一实施方式的表面处理装置对被处理材实施表面处理时进行的处理流程的一个例子的流程图。
图15是表示第二实施方式的表面处理装置所具备的等离子处理装置的概略构成的一个例子的XZ截面图。
图16是表示第二实施方式的变形例的表面处理装置所具备的等离子处理装置的概略构成的一个例子的XZ截面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的表面处理装置的实施方式进行详细说明。另外，不通过该实施方式来限定本发明。另外，下述实施方式的构成要素中包括本领域技术人员能够置换、且能够容易想到的要素，或者实质上相同的要素。
[第一实施方式]
本实施方式例如是如下的表面处理装置10的例子：通过对由树脂材料成型的被处理材W(工件)的表面照射等离子气体，由此在该被处理材W的表面上例如生成官能团，之后，在由于官能团的生成而皮膜的紧贴性提高的被处理材W的表面上，通过溅射来形成薄膜。另外，被处理材W是由塑料树脂等树脂材料成型的部件。
[1.表面处理装置的整体构成]
首先，使用图1对表面处理装置10的概略构成进行说明。图1是表示第一实施方式的表面处理装置的概略构成的一个例子的外观图。
如图1所示，表面处理装置10具备腔室20、被处理材安装部30、以及被处理材输送部40。然后，在腔室20的里侧具备排气装置50。而且，表面处理装置10具备图1所示的冷却装置51、控制装置52、电源供给装置53、气体供给装置54、以及操作盘55。
腔室20是对内部收纳的被处理材W进行表面处理的密闭的反应容器。另外，腔室20是本发明中的收纳单元的一个例子。
腔室20例如形成立方体的形状，1个壁面开口而形成开口部20f。在腔室20内侧所形成的内壁面中的上壁面20a上设置有等离子处理装置21。另外，在侧壁面20b上设置有溅射装置22，在与侧壁面20b对置的侧壁面20c上设置有溅射装置23。等离子处理装置21以及溅射装置22、23是本发明中的表面处理机构的一个例子。而且，在腔室20的与上壁面20a对置的位置即底面20d上设置有进行腔室20内部的压力调整、反应气体的排气的泵单元140(参照图10)。关于泵单元140将在之后详细叙述(参照图10)。另外，与开口部20f对置的侧壁面20e成为闭塞面。另外，开口部20f是本发明中的收纳口的一个例子。另外，腔室20的形状不限定于立方体，只要腔室20自身能够形成封闭空间，则例如也可以是由曲面覆盖的形状。
溅射装置22、23通过对收纳于腔室20的被处理材W进行溅射，由此对被处理材W进行形成镀敷加工的基底的薄膜的表面处理。
等离子处理装置21通过HCD(Hollow Cathode Discharge)将从外部供给的反应用气体等离子化。然后，等离子处理装置21通过使等离子化的反应用气体(等离子气体)与成膜用气体反应来生成前体。所生成的前体向被处理材W的表面喷射而进行被处理材W的表面处理。具体而言，通过等离子处理装置21进行的表面处理，在被处理材W的表面上生成官能团。由此，能够提高在后续工序中在被处理材W的表面上生成成为镀敷加工的基底的薄膜时的薄膜的紧贴性。
溅射装置22、23对被处理材W的表面例如进行形成镀层等薄膜的表面处理。
另外，在图1中示出在2个侧壁面20b、20c上设置了分别不同的溅射装置22、23的例子，但溅射装置的数量并不限定于两个。另外，表面处理机构的种类不限定于等离子处理装置以及溅射装置。
被处理材安装部30是供载放被处理材W的被处理材载放部32a、32b进行安装的部位。关于被处理材安装部30以及被处理材载放部32a、32b的详细构造将在之后详细叙述(参照图2)。
被处理材输送部40通过使载放于被处理材安装部30的被处理材W向X轴的正方向输送，由此收纳于腔室20。另外，被处理材输送部40通过使载放于被处理材安装部30的被处理材W向X轴的负方向输送，由此从腔室20搬出。另外，被处理材输送部40是本发明中的输送机构的一个例子。关于被处理材输送部40的详细构造将在之后详细叙述(参照图3)。
在腔室20的里侧(Y轴负方向侧)具备排气装置50、冷却装置51、控制装置52、电源供给装置53、以及气体供给装置54。
排气装置50将腔室20的内部进行减压而成为真空状态。另外，排气装置50通过将腔室20的内部向大气开放，由此使腔室20内的压力与大气压相等。而且，排气装置50将腔室20内部蓄积的成膜用气体、反应用气体进行排气。排气装置50例如由旋转泵、涡轮分子泵构成。
冷却装置51生成对机器、电源等进行冷却的冷却水。
控制装置52进行表面处理装置10整体的控制。
电源供给装置53收纳向表面处理装置10的各部供给的电源。
气体供给装置54向腔室20供给成膜用气体以及反应用气体。
另外，在腔室20旁边具备操作盘55。操作盘55受理对于表面处理装置10的操作指示。另外，操作盘55具备显示表面处理装置10的动作状态的功能。
[2.被处理材的载放构造]
接下来，使用图2对被处理材W的载放构造进行说明。图2是表示被处理材安装部以及被处理材载放部的一个例子的外观图。
如图2中的(a)所示，被处理材安装部30(30a、30b)分别具备沿着X轴在水平方向上延伸的旋转轴31a、31b。然后，在旋转轴31a、31b的端部安装有被处理材载放部32a、32b。在被处理材载放部32a、32b上将至少一个被处理材W载放为，该被处理材W的表面与旋转轴31a、31b的外周面的法线方向正交且朝向外侧。另外，被处理材载放部32a、32b是本发明中的载放机构的一个例子。
被处理材安装部30a以及被处理材安装部30b分别具备支承旋转轴31a、31b的底座33a、33b。底座33a、33b相互平行地设置，且支承旋转轴31a、31b。另外，在将被处理材W收纳于腔室20时，底座33a、33b将腔室20的开口部20f封闭。另外，底座33a、33b是本发明中的密闭部件的一个例子。
被处理材载放部32a、32b形成为正六棱柱状，在各侧面上能够各载放3个被处理材W。即，在被处理材载放部32a、32b上分别能够载放18个被处理材W。另外，被处理材载放部32a、32b的形状以及被处理材W的载放个数并不限定于此。
在底座33a、33b的下方设置于沿着Z轴的被处理材安装部旋转轴35。被处理材安装部旋转轴35由马达34旋转驱动，使被处理材安装部30整体围绕Z轴旋转。由此，能够将被处理材载放部32a、32b中的任一个收纳于腔室20。另外，马达34是本发明中的选择机构或者第二旋转机构的一个例子。
如图2中的(b)、(c)所示，旋转轴31a通过马达36a的旋转驱动力而旋转。更具体而言，马达36a的旋转驱动力经由齿轮37a传递到支承旋转轴31a的齿轮38a，由此旋转轴31a旋转。马达36a例如是步进马达，根据来自控制装置52的指示对旋转轴31a的旋转角度进行控制。同样，马达36b的旋转驱动力经由齿轮37b与齿轮38b而使旋转轴31b旋转。另外，马达36a、36b是本发明中的第一旋转机构的一个例子。
[3.被处理材输送部的构成]
使用图3对被处理材输送部40的构成进行说明。图3是说明被处理材输送部的作用的图。
如图3中的(a)所示，被处理材输送部40具备支承台38、以及槽部39。支承台38支承被处理材安装部30。槽部39是在使被处理材安装部30沿着X轴输送时供被处理材安装部旋转轴35通过的间隙。
图3中的(b)是表示当被处理材安装部30处于图3中的(a)的状态时，被处理材输送部40使被处理材安装部30向X轴正方向输送而将被处理材载放部32a收纳于腔室20的状态的图。此时，腔室20的开口部20f被底座33a封闭。
图3中的(c)是表示当被处理材安装部30处于图3中的(a)的状态时，在使被处理材安装部旋转轴35旋转180°之后，被处理材输送部40使被处理材安装部30向X轴正方向输送而将被处理材载放部32b收纳于腔室20的状态的图。此时，腔室20的开口部20f由底座33b封闭。
另外，当处于图3中的(b)的状态时，表面处理装置10对载放于被处理材载放部32a的被处理材W进行表面处理。此时，作业者将接下来进行表面处理的被处理材W安装于被处理材载放部32b。
另外，当处于图3中的(c)的状态时，表面处理装置10对载放于被处理材载放部32b的被处理材W进行表面处理。此时，作业者将表面处理结束的被处理材W从被处理材载放部32a取下。
[4.腔室的内部构造]
使用图4至图6对腔室20的内部构造进行说明。图4是表示第一实施方式的腔室的内部构造的一个例子的图。图5是图4的A-A截面图。图6是图4的B-B截面图。
在腔室20的内部设置于板状的闸门26a、26b、26c。闸门26a、26b、26c根据来自控制装置52的指令由未图示的马达驱动，在多个表面处理机构中的一个对被处理材W进行表面处理时，遮挡该表面处理机构以外的表面处理机构。即，闸门26a、26b、26c能够根据来自控制装置52的指令沿着X轴选择性地移动。另外，闸门26a、26b、26c是本发明中的遮挡部件的一个例子。
例如，图4表示表面处理装置10通过等离子处理装置21对载放于被处理材载放部32a的被处理材W进行表面处理的状态。此时，覆盖等离子处理装置21的电极的闸门26a向X轴正方向移动，并存放于闸门存放部25。然后，覆盖溅射装置22的电极的闸门26b、以及覆盖溅射装置23的电极的闸门26c一起向X轴负方向移动，而覆盖溅射装置22、23的电极。
如图5、图6所示，闸门存放部25以从腔室20向X轴正方向突出的形状形成。在本实施方式的例子中，在腔室20的3个面(左右侧面以及上表面)上形成有闸门存放部25。
另外，此处，说明了闸门26a、26b、26c为板状的情况，但闸门26a、26b、26c也可以由具有耐热性的纤维状的原材料形成。在该情况下，闸门26a、26b、26c具有柔软性，因此闸门存放部25能够形成为将闸门26a、26b、26c卷取为辊式来存放的方式。由此，能够减小闸门存放部25的X轴方向的突出量。
另外，等离子处理装置21进行的等离子处理，以10Pa左右的粘性流与分子流混合存在的中间流进行处理，因此被处理材W上的成膜分布受泵单元140(参照图10)的排气口的位置控制。另一方面，溅射装置22、23进行的溅射，以1Pa以下的分子流区域的真空度进行处理，因此成膜分布难以受排气口的位置控制。因此，在想要使被处理材W上的成膜分布均匀的情况下，在腔室20中，优选在与排气口的位置(底面20d)对置的位置、即腔室20的上部(上壁面20a)设置等离子处理装置21。另外，溅射装置22、23无论设置在腔室20的内壁面的何处，都没有等离子处理装置21程度的影响。因而，如图4所示，溅射装置22、23设置于腔室20的侧壁面20b、20c即可。
[5.等离子处理装置的构成]
使用图7与图8对等离子处理装置21的构成进行说明。图7是表示等离子处理装置的构成的一个例子的第一截面图。图8是表示等离子处理装置的构成的一个例子的第二截面图。
等离子处理装置21具有：气体供给管66，供给在生成等离子气体时使用的氩气等反应用气体；以及一对板状导体部60、62，通过高频电压由从气体供给管66供给的反应用气体生成等离子气体。另外，作为反应用气体，例如以单独或混合的状态使用氧气、氩气、氮气等。
气体供给管66沿着厚度方向贯通固定在腔室20的上壁面20a的支承板64，并通过气体供给管安装部件58安装于支承板64。另外，在气体供给管66的内部形成有沿着气体供给管66的延伸方向的气体流路56，经由该气体流路56从腔室20的外侧向腔室20内供给反应用气体。另外，在气体供给管66的靠支承板64外侧(腔室20外侧)的端部连接有向气体供给管66供给反应用气体的气体供给部78，在气体供给管66的另一端侧(腔室20内侧)的端部形成有将在气体流路56中流动的反应用气体向腔室20内导入的孔即气体供给孔57。经由使质量流量计具有流量控制的功能之后的质量流量控制器(MFC)76a向气体供给部78供给反应用气体。
一对板状导体部60、62均形成为平板状，通过将铝等金属板或者其他导体板平行地配置而形成。板状导体部60、62由支承板77支承。支承板77例如由玻璃、陶瓷等绝缘材料形成。支承板77以遍及支承板64侧的外周附近的整周形成有凸部的形状形成。换言之，支承板77以在腔室20的内部侧形成有沿着支承板77的外周凹陷的凹部67的板状形状形成。另外，一对板状导体部60、62是本发明中的电极的一个例子。
支承板77由支承部件59支承。支承部件59具有圆筒状的部件、以及位于该圆筒状的部件的两端的安装部件，Z轴正侧的端部安装于支承板64，Z轴负侧的端部安装于支承板77。
贯通支承板64的气体供给管66在圆筒状的支承部件59的内侧通过而延伸到支承板77的位置，并贯通支承板77。然后，形成于气体供给管66的气体供给孔57配置于支承板77的形成有凹部67的部分。
一对板状导体部60、62在支承板77中的形成有凹部67的一侧覆盖凹部67地配置。此时，一对板状导体部60、62为，在双方之间的外周附近配置有间隔件63，并隔着间隔件63重叠。然后，一对板状导体部60、62为，在间隔件63以外的部分相互分离地配置，在板状导体部60、62之间形成有空隙部61。空隙部61的间隔优选根据在等离子处理装置21中导入的反应用气体、供给的电力的频率、进一步根据电极的尺寸等来适当设定，例如为3mm～12mm左右。
一对板状导体部60、62为，在隔着间隔件63重叠的状态下，由用于保持板状导体部60、62的部件即保持部件79保持。即，保持部件79配置在板状导体部60、62中的与支承板77所位于的一侧相反的一侧，在由保持部件79与支承板77夹着板状导体部60、62的状态下安装于支承板77。
一对板状导体部60、62为，在如此覆盖支承板77中的凹部67地配置且由保持部件79保持的状态下，在支承板77的凹部67与板状导体部60、62之间形成空间。
在一对板状导体部60、62中的板状导体部62配置在支承板77侧、板状导体部60配置在保持部件79侧的情况下，该空间由支承板77的凹部67与板状导体部62划分。如此形成的空间形成为通过气体供给管66供给的反应用气体被导入的气体导入部80。气体供给管66的气体供给孔57位于气体导入部80，朝向气体导入部80开口。
另外，在一对板状导体部60、62上分别形成有多个在厚度方向上贯通的贯通孔69、70。即，在位于通过气体供给管66供给的反应用气体的流入侧的板状导体部62上，在沿着板状导体部62的厚度方向观察的情况下以矩阵状按照规定间隔形成有多个贯通孔70，在位于通过气体供给管66供给的反应用气体的流出侧的板状导体部60上，在沿着板状导体部60的厚度方向观察的情况下以矩阵状按照规定间隔形成多个贯通孔69。
板状导体部60的贯通孔69以及板状导体部62的贯通孔70分别是圆筒形状的孔，双方的贯通孔69、70配置在同轴上。即，板状导体部60的贯通孔69与板状导体部62的贯通孔70配置在各贯通孔的中心对齐的位置。其中，与反应用气体的流入侧的板状导体部62的贯通孔70相比，板状导体部60的贯通孔69的直径变小。如此，在一对板状导体部60、62上形成多个贯通孔69、70而成为空心电极构造，经由这多个贯通孔69、70所生成的等离子气体以高密度流动。
在平行平板型的板状导体部60、62之间夹设有空隙部61，但空隙部61作为具有静电电容的电容器发挥功能。然后，在支承板77以及板状导体部60、62中，通过导电性的部件形成导电部(图示省略)，且通过该导电部而支承板77接地75，板状导体部62也接地75。另外，高频电源(RF)74的一个端部接地75，高频电源74的另一个端部经由匹配盒(MB)73与板状导体部60导通，该匹配盒(MB)73用于对静电电容等进行调整而得到与等离子体的匹配性。因而，在使高频电源74运行的情况下，板状导体部60的电位例如按照13.56MHz等规定的频率摆动为正与负。
所生成的等离子气体从贯通孔70流出。然后，流出的等离子气体在贯通孔70的Z轴负侧与成膜用气体进行反应，该成膜用气体从与板状导体部60、62平行、即沿着X轴延伸的气体供给管91b上形成的多个气体供给孔92向Z轴负方向喷射。
成膜用气体经由质量流量控制器(MFC)76b从口90向腔室20内导入。成膜用气体通过沿着Z轴延伸的气体供给管91a、以及沿着X轴延伸的气体供给管91b供给。
另外，作为成膜用气体，使用与表面处理装置10进行的表面处理相应的物质。例如使用甲烷、乙炔、丁二烯、四异丙氧钛(TTIP)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、四乙氧基硅烷(TEOS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、四甲基硅烷(TMS)等。而且，通过等离子气体与成膜用气体进行反应而生成的前体，进行腔室20内的被处理材W的成膜、清洗等表面处理。
另外，如图7所示，气体供给管91b上形成的多个气体供给孔92的范围、与成为将腔室内的气体向腔室外部排出时的气体出口的升降阀153，处于X轴方向的大致相等位置。并且，气体供给管91b上形成的多个气体供给孔92的范围的长度即气体供给部长度D、与升降阀153的X轴方向的长度即排气口长度F大致相等。另外，关于升降阀153的作用将在之后详细叙述(参照图10、图11)。
然后，载放了被处理材W的被处理材载放部32a位于多个气体供给孔92的范围内。另外，被处理材载放部32a的X轴方向长度即安装部件长度E成为气体供给部长度D或者排气口长度F的90％以下。由此，能够减少腔室内的气体流动的紊流。
图8是以切断线C-C将图7切断的截面图。如图8所示，由一对板状导体部60、62形成的电极沿着Y轴的长度、即图8所示的电极长度G，相对于将被处理材载放部32a向电极进行投影而得到的长度即投影长度H成为10～50％左右。另外，投影长度H根据被处理材载放部32a的旋转角度而变化，因此投影长度H也可以是将被处理材载放部32a向电极进行投影而得到的最大值、最小值、或者平均值的任一个。
即，载放于被处理材载放部32a的被处理材W围绕沿着X轴的旋转轴31a(参照图2)旋转，因此与对不旋转的被处理材W进行成膜的情况相比，能够缩短电极长度G。当缩短电极长度G时，电极的放电空间体积减少，因此到放电空间的压力成为恒定为止的时间缩短。然后，到产生的等离子体稳定为止的时间变短。另外，即使电极长度G变短，当电极上形成的贯通孔69、70的数量增加时，每单位面积的放电电力量也变大，因此只要对电极施加的电力量相同，则成膜速度不会变化。因而，能够在短时间内对被处理材W的表面进行成膜。
另外，在表面处理装置10所具备的等离子处理装置21中，使等离子化后的反应用气体与成膜用气体反应而生成的前体，在被向被处理材W的表面喷射之后，通过泵单元140(参照图10)的动作从设置在隔着被处理材载放部32a而与电极对置的位置的升降阀153排出。因而，通过使气体的流入方向与流出方向一致、并且使被处理材载放部32a的旋转方向的电极长度G缩短，由此能够使被处理材W的表面上的气体流速大致恒定，因此能够在被处理材W的表面上以均匀的膜厚进行成膜。
[6.溅射装置的构成]
使用图9对溅射装置22的构成进行说明。图9是表示溅射装置的构成的一个例子的截面图。另外，溅射装置22、23具有相同构成，因此在此处仅对溅射装置22进行说明。
溅射装置22具有：流动冷却水的冷却水管81；产生磁场的磁体84；靶87，在由磁体84产生的磁场内部，使从气体供给装置54(参照图1)供给并从未图示的气体流入部流入的非活性气体(例如氩气)离子化而碰撞，由此激出用于成膜的原子；对靶87进行冷却的冷却套85；以及对磁体84、靶87以及冷却套85进行支承的支承板83。冷却水管81贯通固定于腔室20的侧壁面20b的支承板83。另外，靶87例如是铜板，从靶87激出的铜原子紧贴于被处理材W的表面，由此在被处理材W的表面上形成铜的薄膜。
在冷却水管81的内部形成有沿着冷却水管81的延伸方向的冷却水路82。另外，虽然在图9中未示出，但冷却水路82具备从腔室20外部向冷却套85供给用于冷却的冷却水的水路、以及从冷却套85向腔室20外部排出冷却使用后的冷却水的水路。如此，冷却水管81使冷却水在腔室20的外侧、与配置在腔室20内的冷却套85之间循环。另外，在冷却水管81的腔室20外侧的端部，连接有在图8中未图示的冷却水的流入路以及排出路。另一方面，冷却水管81的另一端侧(腔室20内侧)的端部与冷却套85连接。在冷却套85的内部形成有冷却水的流路，并流动冷却水。由此，冷却水在腔室20的外侧与冷却套85之间循环。另外，从上述冷却装置51(参照图1)供给冷却水。
支承板83将磁体84、冷却套85以及靶87以重叠的状态进行支承。具体而言，支承板83、磁体84、冷却套85、靶87均以板状的形状形成，与磁体84、冷却套85、靶87相比支承板83在俯视时的形状更大。因此，磁体84、冷却套85以及靶87以从支承板83侧起按照磁体84、冷却套85、靶87的顺序重叠的状态，通过保持部件88支承靶87的外周而由支承板83保持。
此时，在支承板83与磁体84之间配置有绝缘材86，绝缘材86也配置在磁体84的俯视时的外周部分。即，绝缘材86配置在支承板83与磁体84之间、以及磁体84与保持部件88之间。因此，磁体84经由绝缘材86而由支承板83与保持部件88保持。
溅射装置22进行在被处理材W的表面上形成薄膜的所谓溅射。在溅射装置22进行溅射时，在通过排气装置50(参照图1)将腔室20的内部减压之后，使用于溅射的气体从气体供给装置54(参照图1)向腔室20内部流入。然后，通过溅射装置22的磁体84产生的磁场，使腔室20内的气体离子化，使离子与靶87碰撞。由此，从靶87的表面激出靶87的原子。
例如，在靶87使用铝的情况下，当在靶87的附近离子化的气体的离子与靶87碰撞时，靶87激出铝的原子。从靶87激出的铝的原子朝向Y轴正方向。被处理材W位于腔室20内的与靶87的表面对置的位置，因此从靶87激出的铝的原子朝向被处理材W移动而紧贴于被处理材W，并堆积于被处理材W的表面。由此，在被处理材W的表面上形成与形成靶87的物质相应的薄膜。
[7.泵单元的构成]
使用图10、图11对泵单元140的构成进行说明。图10是表示泵单元的一个例子的侧视图。图11是图10的XZ截面图，且是表示泵单元正在进行腔室内的排气的状态的图。
泵单元140安装于腔室20的底面20D、即与设置有等离子处理装置21、溅射装置23的位置不同的位置。泵单元140进行腔室20内的压力的调整、以及通过等离子处理装置21、溅射装置22、23的动作向腔室20内充满的气体的排气。另外，泵单元140是本发明中的排气机构的一个例子。
泵单元140具备图10所示的流量调整阀150、以及涡轮分子泵170。
如图11所示，流量调整阀150具备流动流体的流路部151、对形成在流路部151的一端的开口部152进行开闭的升降阀153、以及使升降阀153进行开闭动作的伺服促动器160。另外，涡轮分子泵170是对在流量调整阀150所具有的流路部151中流动的流体进行吸引的泵。泵单元140利用流量调整阀150对由涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整，由此将腔室20内的压力减压为所希望的压力。
泵单元140通过形成在涡轮分子泵170的上端的泵凸缘171被安装到设置在腔室20的底面20d上的安装凸缘141，由此设置于腔室20的底部。在安装凸缘141安装于腔室20的底部的状态下，流路部151的开口部152相对于腔室20内开口，流路部151与腔室20内连通。
流量调整阀150具有配置在腔室20内的升降阀153、以及使升降阀153在腔室20内沿着Z轴方向移动的驱动机构即伺服促动器160。升降阀153通过在腔室20内沿着Z轴方向移动，由此对由涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整。另外，升降阀153为，安装于该升降阀153的引导卡合部166沿着阀引导件165上下移动而引导开闭动作。伺服促动器160配置于安装凸缘141中的安装有涡轮分子泵170的面侧，由驱动机构支承部143支承。
另外，流量调整阀150具有：升降轴162，经由连结部件163连结升降阀153；以及蜗杆千斤顶161，将由伺服促动器160产生的动力传递至升降轴162，使升降轴162沿着Z轴方向移动。另外，在腔室20安装有未图示的真空计，通过真空计计测腔室20内的压力。伺服促动器160基于真空计的计测值来进行工作，由此使升降阀153沿着Z轴方向移动而对由涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整。
更具体而言，升降轴162、连结部件163以及升降阀153成为一体地沿着Z轴方向移动，使其与开口部152之间的Z轴方向的距离d(参照图11)变化，由此对开口部152进行开闭。即，升降阀153向Z轴负方向移动而覆盖开口部152的整个区域，由此将开口部152封闭。另一方面，升降阀153向Z轴正方向移动而使开口部152开放。
[8.具体的表面处理的说明]
使用图12、图13对本实施方式的表面处理装置10进行的表面处理的具体例进行说明。图12是表示表面处理装置对被处理材实施的表面处理的一个例子的图。图13是表示表面处理装置对被处理材实施表面处理时的腔室内的压力变化的一个例子的图。
在本实施方式中，表面处理装置10在被处理材W的单面上例如生成作为光学部件的一个例子的镜子98。镜子98例如遍及可见光区域(400～800nm)的整个区域具有大致恒定的反射率。
首先，表面处理装置10通过使溅射装置22动作，由此在被处理材W的表面上生成铝(Al)的薄膜即Al层98a。此时，溅射装置22的靶87使用铝。然后，如图13所示，腔室20的内部在时刻t0从减压到压力P0(例如10-2至10-3Pa)状态起，在通过使气体流入而加压到压力P1的状态下进行铝的溅射。压力P1例如为20Pa。溅射完成后，腔室20内在时刻t1再次被加压到压力P0。另外，在图13中，纵轴表示压力P，但示出了越靠下方则越被减压的状态。
在进行溅射的期间，表面处理装置10使旋转轴31a旋转，由此在载放于被处理材载放部32a的被处理材W的表面上生成均匀的Al层98a。另外，旋转轴31a的旋转速度根据被处理材W的种类、Al层98a的生成条件等来设定。
接下来，表面处理装置10通过使等离子处理装置21动作，由此在被处理材W的Al层89a的表面上生成SiO2层98b。此时，腔室20的内部在时刻t1从被减压到压力P0的状态起，在通过使气体流入而加压到压力P2的状态下生成SiO2层98b(重合膜)。另外，压力P2被设定为比压力P1高的压力。压力P2例如为30Pa。在SiO2层98b的生成后，腔室20内在时刻t2再次被减压到压力P0。
在进行SiO2层98b的生成的期间，表面处理装置10通过使旋转轴31a旋转，由此在载放于被处理材载放部32a的被处理材W的表面上生成均匀的SiO2层98b。另外，旋转轴31a的旋转速度根据被处理材W的种类、SiO2层98b的生成条件等来设定。另外，为了生成SiO2层98b，作为成膜用气体，例如向腔室20内流入水蒸气与硅烷系气体。
接下来，表面处理装置10通过使溅射装置23动作，由此在被处理材W的SiO2层98b的表面上生成氧化铌(Nb2OX)的薄膜即Nb2OX层98c。此时，溅射装置23的靶87使用氧化铌。然后，腔室20的内部在时刻t2从被减压到压力P0的状态起，在通过使气体流入而加压到压力P1的状态下进行Nb2OX的溅射。在溅射完成后，腔室20内在时刻t3再次被减压到压力P0。
在进行溅射的期间，表面处理装置10通过使旋转轴31a旋转，由此在载放于被处理材载放部32a的被处理材W的表面上生成均匀的Nb2OX层89c。另外，旋转轴31a的旋转速度根据被处理材W的种类、Nb2OX层98c的生成条件等来设定。
另外，在被处理材W的表面处理的开始前以及表面处理的完成后，腔室20开放而使腔室20内的压力与大气压相等。
表面处理装置10生成的Al层98a、SiO2层98b、Nb2OX层98c的顺序并不限定于上述例子。即，也可以在被处理材W的表面上生成SiO2层98b之后，在SiO2层98b的表面上生成Al层98a，并在Al层98a的表面上生成Nb2OX层98c。另外，也可以在生成了Al层98a、SiO2层98b、Nb2OX层98c之后，在Nb2OX层98c之上进一步生成SiO2层98b与Nb2OX层98c。
[9.表面处理装置进行的处理的流程]
使用图14对本实施方式的表面处理装置10进行的处理流程进行说明。图14是表示表面处理装置在对被处理材实施表面处理实施时进行的处理的流程的一个例子的流程图。
首先，将被处理材W安装于被处理材载放部32a(步骤S11)。
被处理材输送部40将被处理材载放部32a收纳于腔室20(步骤S12)。另外，在步骤S12完成之后，在表面处理装置10进行表面处理的期间，也可以在处于腔室20外部的被处理材载放部32b上安装接下来进行表面处理的被处理材W。
根据来自操作盘55的操作指示，将覆盖溅射装置22的表面的闸门26b存放于闸门存放部25，将覆盖溅射装置23的表面的闸门26c、覆盖等离子处理装置21的表面的闸门26a从闸门存放部25拉出，遮挡溅射装置22以外的表面处理机构的电极(步骤S13)。
排气装置50将腔室20内减压到压力P0(步骤S14)。
气体供给装置54向腔室20内供给气体而加压到压力P1(步骤S15)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a旋转。由此，被处理材W旋转(步骤S16)。
溅射装置22在被处理材W的表面上生成Al层89a(步骤S17)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a的旋转停止。由此，被处理材W停止(步骤S18)。
排气装置50将腔室20内减压到压力P0(步骤S19)。
通过操作盘55的操作，将覆盖等离子处理装置21的表面的闸门26a存放于闸门存放部25，将覆盖溅射装置22的表面的闸门26b、覆盖溅射装置23的表面的闸门26c从闸门存放部25拉出，遮挡等离子处理装置21以外的表面处理机构的电极(步骤S20)。
气体供给装置54向腔室20内供给气体而加压到压力P2(步骤S21)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a旋转。由此，被处理材W旋转(步骤S22)。
等离子处理装置21在Al层98a的表面上生成SiO2层98b(步骤S23)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a的旋转停止。由此，被处理材W停止(步骤S24)。
排气装置50将腔室20内减压到压力P0(步骤S25)。
根据来自操作盘55的操作指示，将覆盖溅射装置23的表面的闸门26c存放于闸门存放部25，将覆盖溅射装置22的表面的闸门26b、覆盖等离子处理装置21的表面的闸门26a从闸门存放部25拉出，遮挡溅射装置23以外的表面处理机构的电极(步骤S26)。
气体供给装置54向腔室内供给气体而加压到压力P1(步骤S27)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a旋转。由此，被处理材W旋转(步骤S28)。
溅射装置23在SiO2层98b的表面上生成Nb2OX层98c(步骤S29)。
根据来自操作盘55的操作指示，使被处理材载放部32a的旋转停止。由此，被处理材W停止(步骤S30)。
排气装置50将腔室20内减压到压力P0(步骤S31)。
根据来自操作盘55的操作指示，将流量调整阀150的升降阀153打开，将腔室20周围的空气取入到腔室20内，将腔室内向大气开放(步骤S32)。
被处理材输送部40将被处理材载放部32a从腔室20排出(步骤S33)。
从被处理材载放部32a取出表面处理完成的被处理材W(步骤S34)。
另外，在图14的流程图中未记载，但是也可以在之后使被处理材安装部旋转轴35旋转，使被处理材载放部32b朝向腔室20的方向，重复进行上述各处理。
另外，上述一系列处理也可以基于操作者的指示来执行，也可以按照预先制作的序列自动地执行。
如以上说明的那样，本实施方式的表面处理装置10具备：腔室20(收纳单元)，收纳至少一个被处理材W；被处理材载放部32a、32b(载放机构)，具备沿着水平方向延伸的旋转轴31a，将被处理材W载放为，该被处理材W的表面与旋转轴31a、31b的外周面的法线方向大致正交且朝向外侧；马达36a、36b(第一旋转机构)，在将被处理材载放部32a、32b收纳于腔室20的状态下，围绕旋转轴31a、31b以规定的旋转模式旋转；等离子处理装置21(表面处理机构)，在腔室20的内侧，与旋转轴31a、31b平行地延伸设置，通过向被处理材W的表面供给气体，由此进行至少一种表面处理；以及泵单元140(排气机构)，设置于腔室20内侧的与设置有等离子处理装置21的位置不同的位置，进行腔室20内部的压力的调整、以及腔室20内部的气体的排气。因而，能够提供适合于进行少量至中量的材料的表面处理的表面处理装置。而且，由于气体的流入方向与流出方向一致，因此能够使被处理材W的表面上的气体的流速大致恒定。由此，能够在被处理材W的表面上以均匀的膜厚进行成膜。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，泵单元140(排气机构)水平地设置在腔室20(收纳单元)的下部、即底面20d。因而，能够使向被处理材W的表面喷射的反应用气体的流入方向、与反应用气体的排出方向一致。由此，能够使被处理材W的表面上的气体的流速大致恒定。因而，在泵单元140进行腔室20内的排气时，被处理材W的表面从排气的气体受到的影响变得均匀，因此能够保持被处理材W的表面上所生成的膜的均匀性。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，被处理材载放部32a、32b(载放机构)具备在将该被处理材载放部32a、32b收纳于腔室20时将腔室20密闭的底座33a、33b(密闭部件)。因而，能够通过一系列操作连续执行向腔室20内部的被处理材W的收纳、腔室20的密闭动作。
另外，本实施方式的表面处理装置10为，具备多个载放机构(被处理材载放部32a、32b)，该表面处理装置10还具备从多个被处理材载放部32a、32b之中选择一个收纳于腔室20的载放机构的被处理材安装部旋转轴35(选择机构)。因而，在进行被处理材W的表面处理的过程中，能够对放置在腔室20外部的被处理材载放部安装接下来进行处理的被处理材W。因此，能够有效地利用时间。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，被处理材安装部旋转轴35(选择机构)具备使多个被处理材载放部32a、32b中的任一个旋转到面向腔室20的开口部20f(收纳口)的位置的马达34(第二旋转机构)。因而，能够容易地进行被处理材载放部32a与被处理材载放部32b的更换。
另外，本实施方式的表面处理装置10还具备被处理材输送部40(输送机构)，该被处理材输送部40(输送机构)将载放于被处理材载放部32a、32b(载放机构)的被处理材W沿着旋转轴31a的轴向输送，由此向腔室20(收纳单元)收纳或者从腔室20搬出。因而，能够使被处理材W向腔室20的收纳以及从腔室20的取出自动化。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，表面处理机构是如下的等离子处理装置21：在腔室20(收纳单元)的内侧，对与被处理材载放部32a(载放机构)所具备的旋转轴31a平行地延伸设置、且被施加高频电力的一对板状导体部60、62(电极)供给反应用气体，由此使反应用气体等离子化，将使等离子化的反应用气体与成膜用气体反应而生成的前体向被处理材W喷射，由此进行被处理材W的表面处理。因而，例如，通过在被处理材W的表面生成官能团，能够提高在后续工序中形成的薄膜的紧贴性。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，等离子处理装置21设置于被处理材载放部32a(载放机构)的上壁面20a(上部的内壁面)。因而，成膜气体从上壁面20a朝向设置有排气口的底面20d均匀地流动，因此能够在被处理材W上均匀地成膜。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，一对板状导体部60、62(电极)的沿着被处理材载放部32a、32b(载放机构)的旋转方向的方向的长度(电极长度G)，为将被处理材载放部32a、32b向板状导体部60、62的方向进行投影而得到的投影长度H的10～50％。因而，能够使被处理材W的表面上的气体的流速大致恒定，因此能够在被处理材W的表面上以均匀的膜厚进行成膜。
另外，在本实施方式的表面处理装置10中，表面处理机构是对被处理材W进行溅射的溅射装置22。因而，能够在被处理材W的表面上形成所希望的薄膜。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的表面处理装置10a代替在第一实施方式中说明的表面处理装置10所具备的等离子处理装置21而具备等离子处理装置21a。表面处理装置10a的其他构成与表面处理装置10相同，因此以下仅对等离子处理装置21a的构成进行说明。
[10.等离子处理装置的构成]
使用图15对等离子处理装置21a的构成进行说明。图15是表示第二实施方式的表面处理装置所具备的等离子处理装置的概略构成的一个例子的XZ截面图。
等离子处理装置21a对于在形成被处理材载放部32a的正六棱柱的各侧面上载放的3个被处理材W(Wa、Wb、Wc)的各自，进行不同的等离子处理。
等离子处理装置21a代替在图7中说明的供给成膜用气体的气体供给管91a、91b，而具备多个(3根)气体供给管。具体而言，等离子处理装置21a具备图15所示的气体供给管91c、91d、气体供给管91e、91f、以及气体供给管91g、91h。
气体供给管91c、91d设置在一对板状导体部60、62、与被处理材Wa之间。经由口90a向气体供给管91c、91d供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器76c控制。
如图8所示的情况相同，气体供给管91c对于一对板状导体部60、62从Y轴正侧的位置沿着Z轴导入到腔室20的内部。然后，气体供给管91c向Y轴负侧使朝向改变90度，向一对板状导体部60、62的方向延伸设置。而且，气体供给管91c在一对板状导体部60、62的Y轴方向大致中央部，向X轴正侧使朝向改变90度，作为气体供给管91d以与一对板状导体部60、62大致平行的状态延伸设置。
气体供给管91e、91f以与上述气体供给管91c、91d相同的布局设置在一对板状导体部60、62、与被处理材Wb之间。经由口90b向气体供给管91e、91f供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器76d控制。
气体供给管91g、91h以与上述气体供给管91c、91d相同的布局设置在一对板状导体部60、62、与被处理材Wc之间。经由口90c向气体供给管91g、91h供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器76e控制。
另外，与在第一实施方式中说明的情况相同，由一对板状导体部60、62形成的电极的沿着Y轴的长度(电极长度G(参照图8))，相对于将被处理材载放部32a向电极进行投影而得到的长度即投影长度H(参照图8)为10～50％左右。另外，在被处理材载放部32a的各侧面不一定必须载放3个被处理材W。表面处理装置10a根据来自操作盘55(参照图1)的操作指示，从与未载放被处理材W的场所对应的气体供给管不供给成膜用气体。
等离子处理装置21a独立地设定从气体供给管91c、91d、气体供给管91e、91f、以及气体供给管91g、91h供给的成膜用气体的量。由此，在被处理材Wa、Wb、Wc的表面上进行不同膜厚的成膜。而且，等离子处理装置21a为，即使在各被处理材Wa、Wb、Wc上生成的膜厚不相等的情况下，也使各膜厚均匀。另外，从各气体供给管供给的成膜气体的量根据来自操作盘55(参照图1)的操作指示来设定。
如以上说明那样，在第二实施方式的表面处理装置10a中，等离子处理装置21a具备多个成膜用气体的气体供给管，针对沿着旋转轴31a的延伸方向载放的多个被处理材Wa、Wb、Wc，独立地设定成膜用气体的供给量。因而，对于载放于被处理材载放部32a的被处理材Wa、Wb、Wc，能够分别进行不同膜厚的成膜。然后，能够使在各被处理材Wa、Wb、Wc上生成的膜厚均匀。
另外，关于溅射装置22、23也可以为，在与被处理材Wa、Wb、Wc分别对应的位置上设置磁体84、靶87以及冷却套85的组，针对每个被处理材Wa、Wb、Wc独立地进行溅射。
[第二实施方式的变形例]
接下来，对本发明的第二实施方式的变形例进行说明。第二实施方式的变形例的表面处理装置10b(未图示)代替在第一实施方式中说明的表面处理装置10所具备的等离子处理装置21而具备等离子处理装置21b。表面处理装置10b的其他构成与表面处理装置10相同，因此以下仅对等离子处理装置21b的构成进行说明。
[11.等离子处理装置的构成]
使用图16对等离子处理装置21b的构成进行说明。图16是表示第二实施方式的变形例的表面处理装置所具备的等离子处理装置的概略构成的一个例子的XZ截面图。
等离子处理装置21b对于在形成被处理材载放部32a的正六棱柱的各侧面上载放的3个被处理材W(Wa、Wb、Wc)的各自，进行不同的等离子处理。
等离子处理装置21b代替在图7中说明的供给成膜用气体的气体供给管91a、91b，具备多个(3根)气体供给管。具体而言，等离子处理装置21a具备图16所示的气体供给管91c、91d、气体供给管91e、91f、以及气体供给管91g、91h。另外，各气体供给管的截面图根据图15所记载的形态省略地描绘。
而且，等离子处理装置21b代替在图7中说明的一对板状导体部60、62(电极)而具备多个(3组)电极。具体而言，等离子处理装置21b具备图16所示的一对板状导体部60a、62a、一对板状导体部60b、62b、以及一对板状导体部60c、62c。
气体供给管91c、91d设置在一对板状导体部60a、62a、与被处理材Wa之间。经由口(图示省略)向气体供给管91c、91d供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
另外，通过气体供给管66a向一对板状导体部60a、62a供给反应用气体。反应用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
气体供给管91e、91f设置在一对板状导体部60b、62b、与被处理材Wb之间。经由口(图示省略)向气体供给管91e、91f供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
另外，通过气体供给管66b向一对板状导体部60b、62b供给反应用气体。反应用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
气体供给管91g、91h设置在一对板状导体部60c、62c、与被处理材Wc之间。经由口(图示省略)向气体供给管91g、91h供给成膜用气体。另外，成膜用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
另外，通过气体供给管66c向一对板状导体部60c、62c供给反应用气体。反应用气体的供给量由质量流量控制器(图示省略)控制。
对一对板状导体部60a、62a、一对板状导体部60b、62b、以及一对板状导体部60c、62c分别独立地供给高频电力。然后，向各板状导体部供给的高频电力与向各板状导体部供给的反应用气体反应，生成状态不同的等离子气体、例如荷电粒子的量不同的等离子气体。
另外，与在第一实施方式中说明的情况相同，一对板状导体部60a、62a、一对板状导体部60b、62b、以及一对板状导体部60c、62c分别形成的电极的沿着Y轴的长度(电极长度G(参照图8))，相对于将被处理材载放部32a向电极进行投影而得到的长度即投影长度H(参照图8)为10～50％左右。另外，在被处理材载放部32a的各侧面不一定必须载放3个被处理材W。表面处理装置10b根据来自操作盘55(参照图1)的操作指示，从与未载放被处理材W的场所对应的气体供给管不供给成膜用气体以及反应用气体。
等离子处理装置21b独立地设定从气体供给管91c、91d、气体供给管91e、91f、以及气体供给管91g、91h供给的成膜用气体的量，并且独立地设定向一对板状导体部60a、62a、一对板状导体部60b、62b、以及一对板状导体部60c、62c供给的高频电力。由此，在被处理材Wa、Wb、Wc的表面上进行不同膜厚的成膜。然后，即使在被处理材Wa、Wb、Wc的表面上生成的膜厚不相等的情况下，也使各膜厚均匀。另外，向各电极供给的高频电力根据来自操作盘55(参照图1)的操作指示来设定。
如以上说明的那样，在本实施方式的表面处理装置10b中，等离子处理装置21b具备与沿着旋转轴31a的延伸方向载放的多个被处理材Wa、Wb、Wc分别对应的多个电极，并独立地设定向多个电极供给的高频电力。因而，对于载放于被处理材载放部32a的被处理材Wa、Wb、Wc能够分别进行不同膜厚的成膜。然后，能够使在各被处理材Wa、Wb、Wc上生成的膜厚均匀。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是例示，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于请求范围记载的发明和其等同的范围。
符号的说明
10、10a、10b：表面处理装置，20：腔室(收纳单元)，20a：上壁面，20b、20c、20e：侧壁面，20d：底面，20f：开口部(收纳口)，21、21a、21b：等离子处理装置(表面处理机构)，22、23：溅射装置(表面处理机构)，25：闸门存放部，26a、26b、26c：闸门(遮挡部件)，30、30a、30b：被处理材安装部，31a、31b：旋转轴，32a、32b：被处理材载放部(载放机构)，33a、33b：底座(密闭部件)，34：马达(第二旋转机构)，35：被处理材安装部旋转轴(选择机构)，36a、36b：马达(第一旋转机构)，37a、37b、38a、38b：齿轮，39：槽部，40：被处理材输送部(输送机构)，50：排气装置，51：冷却装置，52：控制装置，53：电源供给装置，54：气体供给装置，55：操作盘，56：气体流路，57、92：气体供给孔，58：气体供给管安装部件，59：支承部件，60、60a、60b、60c、62、62a、62b、62c：板状导体部(电极)，61：空隙部，63：间隔件，64、77、83：支承板，66、66a、66b、66c、91a、91b、91c、91c、91e、91f、91g、91h：气体供给管，67：凹部，69、70：贯通孔，73：匹配盒(MB)，74：高频电源(RF)，75：接地，76a、76b、76c、76D、76e：质量流量控制器(MFC)，79：保持部件，78：气体供给部，80：气体导入部，81：冷却水管，82：冷却水路，84：磁体，85：冷却套，86：绝缘材，87：靶，88：保持部件，90、90a、90b、90c：口，98：镜子，98a：Al层，98b：SiO2层，98c：Nb2OX层，140：泵单元(排气机构)，141：安装凸缘，143：驱动机构支承部，150：流量调整阀，151：流路部，152：开口部，153：升降阀，160：伺服促动器，161：蜗杆千斤顶，162：升降轴，163：连结部件，165：阀引导件，166：引导卡合部，170：涡轮分子泵，171：泵凸缘，D：气体供给部长度，E：安装部件长度，F：排气口长度，G：电极长度，H：投影长度，P0、P1、P2：压力，t0、t1、t2、t3：时刻，W、Wa、Wb、Wc：被处理材

Claims (13)

1.一种表面处理装置，具备：
收纳单元，收纳至少一个被处理材；
载放机构，具备沿着水平方向延伸的旋转轴，将所述被处理材载放为，该被处理材的表面与所述旋转轴的外周面的法线方向大致正交并朝向外侧；
第一旋转机构，使所述载放机构在收纳于所述收纳单元的状态下，围绕所述旋转轴以规定的旋转模式旋转；
表面处理机构，在所述收纳单元的内侧，与所述旋转轴平行地延伸设置，通过向所述被处理材的表面供给气体来进行至少一种表面处理；以及
排气机构，设置于所述收纳单元内侧的与所述表面处理机构所设置的位置不同的位置，进行该收纳单元内部的压力的调整以及所述收纳单元内部的气体的排气。
2.如权利要求1所述的表面处理装置，其中，
所述排气机构水平地设置在所述收纳单元的下部。
3.如权利要求1或2所述的表面处理装置，其中，
所述载放机构具备密闭部件，在将该载放机构收纳于所述收纳单元时该密闭部件将该收纳单元进行密闭。
4.如权利要求1至3任一项所述的表面处理装置，其中，
所述表面处理装置具备多个所述载放机构，
还具备选择机构，该选择机构从多个所述载放机构之中选择一个收纳于所述收纳单元的载放机构。
5.如权利要求4所述的表面处理装置，其中，
所述选择机构具备第二旋转机构，该第二旋转机构使多个所述载放机构中的任一个旋转到面向所述收纳单元的收纳口的位置。
6.如权利要求1至5任一项所述的表面处理装置，其中，
还具备输送机构，该输送机构使载放于所述载放机构的被处理材沿着所述旋转轴的轴向输送，由此收纳于所述收纳单元或者从所述收纳单元搬出。
7.如权利要求1至6任一项所述的表面处理装置，其中，
所述表面处理机构是如下的等离子处理装置：
在所述收纳单元的内侧，向与所述载放机构所具备的所述旋转轴平行地延伸设置且被施加高频电力的电极供给反应用气体，由此使所述反应用气体等离子化，将使等离子化的反应用气体与成膜用气体反应而生成的前体向所述被处理材喷射，由此进行该被处理材的表面处理。
8.如权利要求7所述的表面处理装置，其中，
所述等离子处理装置设置于所述载放机构的上部的内壁面。
9.如权利要求7或8所述的表面处理装置，其中，
所述等离子处理装置为，
具备多个成膜用气体的供给管，
按照沿着所述旋转轴的延伸方向载放的多个所述被处理材的每个，独立地设定所述成膜用气体的供给量。
10.如权利要求7至9任一项所述的表面处理装置，其中，
所述等离子处理装置为，
具备与沿着所述旋转轴的延伸方向载放的多个所述被处理材分别对应的多个电极，
独立地设定向所述多个电极供给的高频电力。
11.如权利要求7至10任一项所述的表面处理装置，其中，
所述电极的沿着所述载放机构的旋转方向的方向的长度，为将所述载放机构向所述电极的方向投影了的投影长度的10～50％。
12.如权利要求1至6任一项所述的表面处理装置，其中，
所述表面处理机构是对所述被处理材进行溅射的溅射装置。
13.一种表面处理方法，其中，
将至少一个被处理材载放为，该被处理材的表面与沿着水平方向延伸的旋转轴的外周面的法线方向大致正交并朝向外侧，
使所述被处理材在收纳于收纳单元的状态下，围绕所述旋转轴以规定的旋转模式旋转，由此在所述收纳单元的内侧，从沿着与所述旋转轴平行的方向延伸设置的表面处理机构向所述被处理材的表面供给气体，由此进行至少一种表面处理，
通过设置在所述收纳单元的内侧的与所述表面处理机构所设置的位置不同的位置的排气机构，进行所述收纳单元内部的压力的调整、以及所述收纳单元内部的气体的排气。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04231464A (ja) 1990-12-27 1992-08-20 Shimadzu Corp インライン式成膜装置の搬送装置
TW200532043A (en) * 2004-02-10 2005-10-01 Ulvac Inc Thin film forming apparatus
JP2014003147A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Ulvac Japan Ltd ドライエッチング装置
KR20180122350A (ko) 2016-03-17 2018-11-12 가부시끼가이샤 제이씨유 플라즈마 생성 장치
KR101816861B1 (ko) * 2016-10-21 2018-01-10 (주)제이하라 플라즈마 표면 처리장치
WO2019230862A1 (ja) * 2018-05-31 2019-12-05 国立大学法人大阪大学 接合体及びその製造方法
JP2022029738A (ja) * 2020-08-05 2022-02-18 芝浦機械株式会社 表面処理装置および表面処理方法

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