JP2004068124A

JP2004068124A - Nozzle cleaning device and nozzle cleaning method

Info

Publication number: JP2004068124A
Application number: JP2002232039A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hiroya; 廣谷　喜与士; Kenji Mizukawa; 水川　憲二; Atsushi Ueda; 上田　淳士; Seiji Goto; 後藤　征司; Kazunori Araki; 荒木　一則
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle cleaning device for removing deposits on an internal electrode used for the coating without stopping the operation of a vessel coating device, and continuously performing coating for a long time. <P>SOLUTION: A vessel coating device comprises an external electrode 6, an internal electrode 7-1 and a nozzle cleaning device 51. The external electrode 6 is disposed around a vessel 53. The internal electrode 7-1 is provided in an elevating/lowering manner, and inserted in the vessel 53 from a first direction. The nozzle cleaning device 51 is disposed on the first direction side of the external electrode 6, and capable of feeding the gas to the internal electrode 7-1. When the internal electrode 7-1 is drawn in the first direction side from the vessel 53 after performing the film deposition in the vessel 53 by the discharge of raw gas between the external electrode 6 and the internal electrode 7-1, the gas is ejected to the internal electrode 7-1 from delivery units 41 and 42 of the nozzle cleaning device 51. A suction unit 44-1 sucks the gas in a vicinity of the internal electrode 7-1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法に関し、特に、容器の内部を膜でコーティングする容器用コーティング装置における原料ガス供給管（ノズル）のクリーニングを行うノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペットボトルのような容器の内部に、プラズマＣＶＤ法やマイクロ波放電成膜法を用いて膜をコーティングする容器用コーティング装置が知られている。そのような装置を用いて容器の内部に膜をコーティングするコーティング方法が知られている。容器用コーティング装置は、プラズマＣＶＤ法では、外部電極としての容器保持部と内部電極としての原料ガス供給管（ノズル）とを有するチャンバーと、成膜用電源を備える。コーティング方法としては、まず、容器保持部内に容器を配置する。次に、容器の開口部から容器の内部に原料ガス供給管（ノズル）を挿入する。続いて、チャンバー内部を真空排気した後、原料ガスを原料ガス供給管（ノズル）の先端から供給する。そして、原料ガス供給管（ノズル）と容器保持部との間に、成膜用電源により高周波電力を供給し、容器内部の原料ガスを放電させる。放電により分解した原料ガスの成分が、容器内壁に付着することにより、容器内部がコーティングされる。
【０００３】
このようなプラズマＣＶＤ法による成膜では、分解した原料ガスの成分は、容器内壁に付着すると共に、原料ガス供給管にも付着する。ここで、原料ガス供給管に付着する場合、原料ガスの成分は、粉状の堆積物を形成する。原料ガス供給管上でこのような堆積物が多くなると、原料ガス供給管からはがれて容器内部へ落下し、容器内部を汚染する他、成膜を妨害する。また、放電の安定性を乱す場合もある。そのため、ある程度の回数の成膜が終了した段階で、原料ガス供給管を取り出し、洗浄（堆積物を除去）しなければならない。そのためには、容器用コーティング装置を一時的に停止するする必要がある。また、洗浄直後は、原料ガス供給管の表面の状態によって、形成される膜が所望の特性を有しない場合や、放電が安定しない場合もある。
このような原料ガス供給管上に堆積物が付着する現象は、マイクロ波放電成膜法（容器内の原料ガスへマイクロ波を導入することにより、原料ガスを放電させ、成膜する方法）を用いて膜をコーティングする場合にも起こり、容器内部に堆積物が落下し、容器内部を汚染する他の不具合が発生する。
【０００４】
容器用コーティング装置の運転を停止することなく、原料ガス供給管の堆積物を除去することが可能な技術が求められている。コーティング作業のスループットを低下させずに、原料ガス供給管の堆積物を除去することが可能な技術が望まれている。堆積物の除去後においても原料ガス供給管表面や膜特性の安定化の必要性の無い技術が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、容器用コーティング装置の運転を停止することなく、原料ガス供給管（ノズル）の堆積物を除去することが可能なノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、容器内部のコーティング作業のスループットを低下させずに、原料ガス供給管（ノズル）の堆積物を除去することが可能なノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、堆積物の除去後においても原料ガス供給管（ノズル）表面や膜特性の安定化の必要性の無いノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付で付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
従って、上記課題を解決するために、本発明のノズルクリーニング装置は、送出部（４１、４２−１〜３）と、吸引部（４４−１、１−１）とを具備する。
送出部（４１、４２−１〜３）は、容器保持部（６）の第１方向側に、原料ガス供給管（７−１）から離れて設けられ、原料ガス供給管（７−１）の外側へ気体を送出する。吸引部（４４−１、１−１）は、容器保持部（６）のその第１方向側に、原料ガス供給管（７−１）から離れて設けられ、その気体を吸引する。ただし、容器保持部（６）は、容器（５３）を囲むように設けられている。また、原料ガス供給管（７−１）は、その第１方向から容器（５３）の内部に挿入される。
そして、原料ガス供給管（７−１）は、容器（５３）の内部へ原料ガスを供給する。送出部（４１、４２−１〜３）は、容器（５３）の内部でのその原料ガスの放電による容器（５３）の内部への成膜後、原料ガス供給管（７−１）が容器（５３）からその第１方向側へ引き抜かれるとき、原料ガス供給管（７−１）へその気体を送出する。
吸引部（４４−１、１−１）は、原料ガス供給管（７−１）付近のその気体を吸引する。
ここで、原料ガスの放電による成膜方法としては、容器保持部（６）を外部電極、原料ガス供給管（７−１）を内部電極とするプラズマＣＶＤ法、外部で発生させたマイクロ波を容器（５３）の内部へ照射するマイクロ波放電成膜法が利用できる。また、放電以外の成膜方法として、容器（５３）の内部の表面温度を高くして行う熱ＣＶＤ法が利用できる。また、第１方向とは、容器保持部（６）へ容器（５３）を配置したとき、容器（５３）の開口部が向く方向である。原料ガス供給管（７−１）は、その第１方向の開口部から容器（５３）の内部へ挿入される。
【０００８】
また、本発明のノズルクリーニング装置は、送出部（４１、４２−１〜３）が、その気体を供給する気体供給部（１３）を備える。
【０００９】
また、本発明のノズルクリーニング装置は、その放電が、容器保持部（６）と原料ガス供給管（７−１）との間に電力を印加して行われる。
【００１０】
また、本発明のノズルクリーニング装置は、送出部（４１、４２−１〜３）が、原料ガス供給管（７−１）の全周囲からその気体を送出する。
【００１１】
更に、本発明のノズルクリーニング装置は、吸引部（４４−１、１−１）が、送出部（４１、４２−１〜３）からその気体が向かう原料ガス供給管（７−１）の位置を囲むように設けられている。
【００１２】
更に、本発明のノズルクリーニング装置は、吸引部（４４−１、１−１）が、原料ガス供給管（７−１）を囲む複数の位置からその気体を吸引する。
【００１３】
更に、本発明のノズルクリーニング装置は、吸引部（４４−１、１−１）が、原料ガス供給管（７−１）の全周囲からその気体を吸引する。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の容器用コーティング装置は、容器保持部（６）と、原料ガス供給管（７−１）と、ノズルクリーニング装置（５１）とを具備する。
容器保持部（６）は、容器（５３）を囲むように設けられている。原料ガス供給管（７−１）は、昇降可能に設けられ、第１方向から容器（５３）の内部に挿入される。ノズルクリーニング装置（５１）は、容器保持部（６）の第１方向側に、原料ガス供給管から離れて設けられ、上記各項のいずれか一項に記載されている。
そして、原料ガス供給管（７−１）は、容器（５３）の内部へ原料ガスを供給する。送出部（４１、４２−１〜３）は、容器（５３）の内部でのその原料ガスの放電による容器（５３）の内部への成膜後、原料ガス供給管（７−１）が容器（５３）からその第１方向側へ引き抜かれるとき、原料ガス供給管（７−１）へその気体を送出する。
吸引部（４４−１、１−１）は、原料ガス供給管（７−１）付近のその気体を吸引する。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のノズルクリーニング方法は、（ａ）容器（５３）の内部に挿入された原料ガス供給管（７−１）から容器（５３）の内部へ原料ガスを供給し、原料ガスの放電により容器（５３）の内部へ成膜した後の前記原料ガス供給管（７−１）を、容器（５３）から引き抜くステップと、（ｂ）原料ガス供給管（７−１）へ向けて気体を送出するステップと、（ｃ）原料ガス供給管（７−１）へ向けて送出されたその気体を吸引するステップとを具備する。
【００１６】
また、本発明のノズルクリーニング方法は、上記の（ａ）ステップと、（ｂ）ステップとは同時に行われる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の容器コーティング方法は、（ｄ）容器（５３）の内部に挿入された原料ガス供給管（７−１）から前記容器（５３）の内部へ原料ガスを供給し、前記原料ガスの放電により前記容器（５３）の内部へ成膜を行うステップと、（ｅ）原料ガス供給管（７−１）を容器（５３）からその第１方向側へ引き抜きながら、原料ガス供給管（７−１）をクリーニングするステップとを具備する。
【００１８】
また、本発明の容器コーティング方法は、上記の（ｅ）ステップが、（ｆ）原料ガス供給管（７−１）へ向けて気体を送出するステップと、（ｇ）原料ガス供給管（７−１）へ向けて送出されたその気体を吸引するステップとを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明であるノズルクリーニング装置及びノズルクリーニング方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いる容器用のコーティング装置に関して説明するが、マイクロ波放電成膜法に例示される他の成膜方法をを用いた容器用のコーティング装置についても同様に適用可能である。
【００２０】
まず、本発明であるノズルクリーニング装置を適用した容器用コーティング装置の実施の形態における構成について説明する。
図１は、本発明であるノズルクリーニング装置を適用した容器用コーティング装置の実施の形態における構成を示す図である。容器用コーティング装置は、ガス配給部５０、ノズルクリーニング部５１、ガス排気部５２、絶縁部３、外部電極６、内部電極部７、昇降部１６及び高周波電源部１１を具備する。そして、外部電極６内に容器５３を設置される。各部（ガス配給部５０、ノズルクリーニング部５１、ガス排気部５２、外部電極６、内部電極部７、昇降部１６及び高周波電源部１１）は、制御部（図示されず）により制御され、動作する。
【００２１】
ガス配給部５０は、内部電極保持部８を含む。
内部電極保持部８は、内部電極部７とノズルクリーニングヘッド部１との間に介設されている。筒形状を有し、内部に内部電極部７の内部電極ノズル７−１の通る空間を含む。本実施例では、内部電極保持部８は円筒形状であり、内部電極ノズル７−１が円筒の中心軸に沿うように内部電極部８が設置される。内部電極保持部８と内部電極部７とは、真空シール面９を介して配置され、成膜プロセス時には両者が接合され、内部電極ノズル７−１の洗浄プロセス時には、内部電極部７が内部電極保持部８から離れて上昇する。
【００２２】
ノズルクリーニング部５１は、洗浄ガス供給部１３、洗浄ガス流量制御弁３３、ガス吸引部１４、吸引ガス流量制御弁３４、配管２３−１〜配管２３−２、配管２４−１〜配管２４−２、ノズルクリーニングヘッド部１を備える。
洗浄ガス供給部１３は、配管２３−１の一端部に接続されている。配管２３−１を介して内部電極ノズル７−１のクリーニングに使用する洗浄ガスを供給する。洗浄ガスは、内部電極ノズル７−１や、そこに付着する堆積物と化学反応を起こさないガスが好ましい。洗浄ガスは、空気や窒素、アルゴン、二酸化炭素に例示される。
洗浄ガス流量制御弁３３は、一方を配管２３−１の他端部に、他方を配管２３−２の一端部に接続している。配管２３−１から配管２３−２へ供給される洗浄ガスの流量を制御する。
ノズルクリーニングヘッド部１は、内部電極保持部８と排気部２との間に介設されている。筒形状を有し、内部に内部電極部７の内部電極ノズル７−１の通る空間である洗浄室４４を含む。本実施例では、ノズルクリーニングヘッド部１は円筒形状であり、内部電極保持部８と同軸に設置されている。筒側面の肉厚部分には、洗浄ガスを流通させるガスの流路（ガス流路１−１やガス供給管４１等（後述））を含む。配管２３−２から洗浄ガスの供給を受け、内部電極ノズル７−１に洗浄ガスを吹き付ける。そして、使用済みの洗浄ガス（堆積物を含む）を配管２４−１へ送出する。
吸引ガス流量制御弁３４は、一方を配管２４−１の他端部に、他方を配管２４−２の一端部に接続している。配管２４−１から配管２４−２を介して、ガス吸引部１４で吸引する使用済みの洗浄ガスの流量を制御する。
ガス吸引部１４は、配管２４−２の他端部に接続されている。配管２４−２を介してノズルクリーニングヘッド部１で使用済みの洗浄ガスを吸引するポンプである。
【００２３】
ガス排気部５２は、排気ポンプ１５、排気ガス流量制御弁３５、配管２５−１〜配管２５−４、リーク弁３１及び排気部２を備える。
排気ポンプ１５は、配管２５−２の一端部に接続されている。配管２５−２を介して容器用コーティング装置内部の空間（ガス配給部５０、ノズルクリーニング部５１、ガス排気部５２、絶縁部３、外部電極６内部の各空間）の排気を行う。
排気ガス流量制御弁３５は、一方を配管２５−２の他端部に、他方を配管２５−１の一端部に接続している。配管２５−１から配管２５−２を介して排気される容器用コーティング装置内のガスの排気速度を制御する。
リーク弁３１は、一方を配管２５−３に、他方を配管２５−４に接続している。配管２５−４から配管２５−３を介して容器用コーティング装置内へ導入されるガス（空気）の流量を制御する。そして、容器用コーティング装置内を大気圧へ戻す。
排気部２は、ノズルクリーニングヘッド部１と絶縁部３との間に介設されている。箱形状を有し、内部に内部電極部７の内部電極ノズル７−１の通る空間である排気室４５を含む。本実施例では、排気部２は円筒型の箱形状であり、内部電極ノズル７−１が円筒の中心軸に沿う。容器用コーティング装置内部のガスは、内部の排気室４５を介して排気される。
【００２４】
絶縁部３は、排気部２と外部電極６との間に介設されている。環状形状を有し、内部に内部電極ノズル７−１の通る空間を有する。内部電極部７（、内部電極保持部８、ノズルクリーニングヘッド部１、排気部２）と外部電極６とを電気的に絶縁する。本実施例では、円形の環であり、内部電極ノズル７−１が環の中心軸に沿う。
【００２５】
容器保持部としての外部電極６は、上部電極４と下部電極５とを備える。
上部電極４は、絶縁部３と下部電極５との間に介設されている。筒形状を有し、内部に内部電極ノズル７−１が通り、容器５３の上部を囲むような空間である上部容器配置室４６を含む。本実施例では、上部電極４は円筒形状であり、内部電極ノズル７−１、上部容器配置室４６の中心軸、及び、内部に配置される容器５３の中心軸が円筒の中心軸に沿うように設けられている。下部電極５と共に、内部電極ノズル７−１との間に高周波電圧を印加され、容器５３内部の原料ガスを介した放電に寄与する。
下部電極５は、真空シール面１０を介して配置され、上部電極５の下部に設置されている。凹型の容器形状を有し、配置される容器５３の下部を囲むような凹型の空間である下容器配置室４８を含む。本実施例では、下部電極４は円柱型の凹型空間を有する円柱形状であり、下容器配置室４８の中心軸、及び、内部に配置される容器５３の中心軸が円柱の中心軸に沿うように設けられている。上部電極４と共に、内部電極ノズル７−１との間に高周波電圧を印加され、容器５３内部の原料ガスを介した放電に寄与する。
【００２６】
内部電極部７は、原料ガス供給管としての内部電極ノズル７−１、上部フランジ７−２、保持部７−３、ガス流路７−４、原料ガス供給部１２、原料ガス流量制御弁３２、配管２１−１、可動配管２１−２を備える。
内部電極ノズル７−１は、細長筒状の導体である。内部を原料ガスが流通する。一端部は、上部フランジ部７−２のガス流路７−４に接続し、原料ガスを供給される。そして、他端部の開口部７−５から原料ガスを送出する。電気的にアースに接続され、外部電極６との間に高周波電圧を印加され、容器５３内部の原料ガスを介した放電に寄与する。
上部フランジ７−２は、内部電極保持部８上に真空シール面９を介して設置され、ガス配給部５０、ノズルクリーニング部５１、ガス排気部５２、絶縁部３及び外部電極６で形成する空間を外部から遮蔽して密閉空間とする。成膜プロセス時には上部フランジ７−２と内部電極保持部８とが接合され、洗浄プロセス時には上部フランジ７−２を含む内部電極部７が内部電極保持部８から離れて上昇する。内部に原料ガスを流通するガス流路７−４を含む。下部の中心近傍に内部電極ノズル７−１の一端部が接続されている。ガス流路７−４は、一端部が内部電極ノズル７−１に接続している。他端部は、上部フランジ７−２の側面に接続された可動配管２１−２に接続している。成膜プロセス時には、可動配管２１−２から供給され原料ガスをガス流路７−４経由で内部電極ノズル７−１へ供給する。
保持部７−３は、上部フランジ部７−２の上部に接続している。柱形状を有し、内部電極部７を昇降させる際、昇降部１６により保持され、昇降部１６により昇降される。この昇降により、内部電極ノズル７−１が、上部電極４における内部電極部７側の方向（第１方向：外部電極６に保持された容器５３の開口部の方向）から容器５３内部へ挿入される。
【００２７】
原料ガス供給部１２は、配管２１−１の一端部に接続されている。配管２１−１を介して容器５３内部をコーティングする膜の原料となる原料ガスを成膜プロセス時に供給する。容器５３内部に成膜する膜がＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ）、又は、シリコン含有のＤＬＣ膜の場合、従来知られた所定の性状の炭化水素系ガスを供給する。
原料ガス流量制御弁３２は、一方を配管２１−１の他端部に、他方を可動配管２１−２の一端部に接続している。配管２１−１から可動配管２１−２へ供給される原料ガスの流量を制御する。
【００２８】
昇降部１６は、保持部７−３と接続している。そして、昇降装置（図示されず）により昇降されることにより、保持部７−３を昇降する。それにより、一体化している内部電極部７全体が昇降する。
【００２９】
高周波電源部１１は、マッチング部１１−１及び高周波電源１１−２を備える。
高周波電源１１−２は、マッチング部１１−１を介して外部電極６（の上部電極４）へ高周波電力を供給する。マッチング部１１−１は、高周波電源１１−２が外部電極６へ供給する電力が、反射を生ずることなく効率よく外部電極６と内部電極ノズル７−１の放電系へ供給されるようにインピーダンスの整合を取る。
【００３０】
次に、ノズルクリーニング部５１のノズルクリーニングヘッド部１について更に説明する。
図２は、ノズルクリーニング部５１のノズルクリーニングヘッド部１の断面を示す図である。
ノズルクリーニング部１は、筒形状を有し、筒内部の洗浄室４４内に筒の中心軸に沿って配置される内部電極ノズル７−１に対して、洗浄ガスを供給する（吹き付ける）。そして、内部電極ノズル７−１上の堆積物を吹き飛ばし除去する。筒側面の肉厚部分に、ガス供給管４１、ガス分配流路４２−１、ガス送出流路４２−２、ガス噴出流路４２−３、ガス受け室４４−１、ガス流路１−１を備える。
【００３１】
ガス供給管４１は、一端部を配管２３−２を接続し、他端部をガス分配路４２−１に接続している。配管２３−２から洗浄ガスを供給され、ガス分配流路４２−１へ洗浄ガスを送出する。
ガス分配流路４２−１は、ノズルクリーニング部１の筒側面の肉厚部分内に、筒の中心軸を中心とする環状に設けられている。環状の流路の一部にガス供給管４１の一端部を接続し、洗浄ガスの供給を受ける。そして、環状の流路に沿って、洗浄ガスを流通させる。それと共に、環状の流路の内周側全体にわたって形成されているガス送出路４２−２へ、洗浄ガスを供給する。
ガス送出流路４２−２は、環状のガス分配路４２−１の内周側の全体に、ノズルクリーニング部１の中心軸に対して垂直な方向に、形成された平坦な環状の流路である。そして、概ねノズルクリーニング部１の中心軸方向（内部電極ノズル７−１の軸方向）に向かって洗浄ガスを流通させる。
ガス噴出流路４２−３は、環状のガス送出流路４２−２の内周側の全体に、ノズルクリーニング部１の中心軸に対して所定の角度を有する方向に、形成された平坦な環状の流路である。そして、概ねノズルクリーニング部１の中心軸方向（内部電極ノズル７−１の軸方向）に向かって洗浄ガスを流通させ、その内側先端部から吹き出させる（噴出させる）。
【００３２】
洗浄室４４は、ノズルクリーニング部１の筒内部の空間である。そこにおいて、挿入された内部電極ノズル７−１に、ガス噴出流路４２−３から噴出された洗浄ガスが衝突し、表面の堆積物を吹き飛ばして除去する。
ガス受け室４４−１は、ノズルクリーニング部１の洗浄室４４の軸方向の中間部分において、ノズルクリーニング部１の側面肉厚部分に食い込んだ領域である。洗浄室４４の外側の全周にわたって形成されている。その周状の領域の一部に、ガス流路１−１が接続されている。ガス受け室４４−１には、洗浄室４４で吹き飛ばされた堆積物が進入する。そして、その堆積物はガス流路１−１を介してノズルクリーニング部１の外部へ向かって吸引され、送出される。
ガス流路１−１は、ノズルクリーニング部１の肉厚部分に形成されている。一端部は、ガス受け室４４−１の外側に他端部を配管２４−１に接続している。ガス受け室４４−１へ進入した堆積物を配管２３−２へ送出する。
【００３３】
次に、ガス分配流路４２−１、ガス送出流路４２−２及びその周辺について更に説明する。
図３は、図２のＸ−Ｘ’断面を示す図である。
ガス分配流路４２−１は、ノズルクリーニング部１の筒の周に沿って、洗浄室４４を囲むように環状に設けられており、ガス分配管４１に接続している。また、ガス送出流路４２−２は、ガス分配流路４２−１の内側全体に洗浄室４４を囲むように環状に設けられている。ガス噴出流路４２−３（図３中明示されず）は、ガス分配流路４２−１の内側全体に洗浄室４４を囲むように環状に設けられ、一端部は、洗浄室４４に開放されている。
ガス分配管４１から供給され、ガス分配流路４２−１内を流路に沿って流れる（図３中のＡで例示）洗浄ガスは、その一部がガス送出流路４２−２内へ入り、ノズルクリーニング部１の筒の中心部へ向かって流れる（図３中のＢで例示）。そして、ガス噴出流路４２−３に入り（図３中のＣで例示）、その端部から内部電極ノズル７−１へ向かって吹き出す（図３中のＤで例示）。
【００３４】
なお、ここでは、ガス分配路（４２−１）、ガス送出流路（４２−２）及びガス噴出流路（４２−３）の組を１つ設けているが、本発明はこの数に制限されるものではない。例えば、ガス分配路、ガス送出流路及びガス噴出流路を、ガス受け室４４−１を挟んで、ガス分配路４２−１、ガス送出流路４２−２及びガス噴出流路４２−３の反対側にもう１組み設けても良い。すなわち、内部電極ノズル７−１上の堆積物の状態に応じた１つ以上の組が設置されていれば良い。
【００３５】
また、２組以上設ける場合、それぞれの組が内部電極ノズル７−１上の概ね同じ位置に洗浄ガスを吹き付けても良い。それぞれの組が、異なる位置に洗浄ガスを吹き付けても良い。
【００３６】
更に、ここでは、ガス送出流路（４２−２）及びガス噴出流路（４２−３）は、環状で、ガス分配路（４２−１）の内周側の全体に設けられているが、本発明はこの形状に制限されるものではない。例えば、ガス分配路（４２−１）から分岐した内部電極ノズル７−１方向に向かう（複数の）管状のガス流路により、同様の機能を持たせることが出来る。
【００３７】
次に、本発明であるノズルクリーニング方法を適用した容器のコーティング方法の実施の形態について説明する。
図４は、本発明であるノズルクリーニング方法を適用した容器のコーティング方法の実施の形態におけるタイミングチャートを示すグラフである。
図４（ａ）は、下部電極５の上下動のタイムスケジュールである。縦軸は下部電極５の上下方向の位置であり、横軸は時間である。図４（ｂ）は、内部電極ノズル７−１の上下動のタイムスケジュールである。縦軸は内部電極ノズル７−１の上下方向の位置であり、横軸は時間である。
【００３８】
（１）ステップＳ０１（時間ｔ０）
下部電極５は、下方の定位置である下定点Ａ１にある。下定点Ａ１では、下部電極５は上部電極４と離れている。また、この段階では、下部電極５上に容器５３は載せられていない。
内部電極ノズル７−１は、上方の定位置である上定点Ｂ２にある。上定点Ｂ２では、内部電極部７は、昇降部１６により上方に上がっており、内部電極保持部８と離れている。そして、内部電極ノズル７−１の開口部７−５がガス配給部５０内にある。
リーク弁３１、原料ガス流量制御弁３２、洗浄ガス流量制御弁３３、吸引ガス流量制御弁３４及び排気ガス流量制御弁３５は、閉止している。
【００３９】
（２）ステップＳ０２（時間ｔ０〜ｔ１）
下部電極５は、下方の定位置である下定点Ａ１にある。そして、所定の時間経過後、容器５３を載せられた後、下定点Ａ１から上部電極４方向へ上昇し始める。時間ｔ１で、下定点Ａ１よりも少し高い位置Ａ３に達する。
内部電極ノズル７−１を含む内部電極部７の状況は、ステップＳ０１と同様である。
【００４０】
（３）ステップＳ０３（時間ｔ１〜ｔ２）
下部電極５は、位置Ａ３を経由して更に上昇する。そして、時間ｔ２で、上方の定位置である上定点Ａ２に達する。この時点で、下部電極５の上部と上部電極４の下部とが重なり接合部１０を形成し、下部電極５と上部電極４とが一体の外部電極６となる。外部電極６の内部には、容器５３が配置されている。
内部電極ノズル７−１を含む内部電極部７は、上方の定位置である上定点Ｂ２から下降する。そして、時間ｔ２で、下方の定位置である下定点Ｂ１に達する。この時点で、内部電極部７の上部フランジ７−２の下部（内部電極ノズル７−１側）と内部電極保持部８の上部とが重なり接合部９を形成する。そして、ガス配給部５０、ノズルクリーニング部５１、ガス排気部５２、絶縁部３及び外部電極６で形成する空間が上部フランジ７−２により外部から遮蔽されて、密閉空間となる。すなわち、容器用コーティング装置は、内部を密閉された状態となる。その際、内部電極ノズル７−１は、その概ね下半分が外部電極６内の容器５３内部に挿入される。
【００４１】
（４）ステップＳ０４（時間ｔ２〜ｔ４）
アイドル時間（時間ｔ２〜ｔ３）の後、容器用コーティング装置内の真空引きを行う。
時間ｔ３〜ｔ４において、排気ガス流量制御弁３５を所定の速度で開放し、排気ポンプ１５により、容器用コーティング装置内の真空引きを行う。そして、時間ｔ４において、所望の真空度以下となる。
【００４２】
（５）ステップＳ０５（時間ｔ４〜ｔ７）
原料ガスを容器用コーティング装置内に導入し、容器５３内のコーティング（成膜）を行う。
時間ｔ４〜ｔ５において、成膜用の原料ガスを導入する。まず、所定の流量の原料ガスが流れるように、原料ガス流量制御弁３２を開く。そして、原料ガス供給部１２から、配管２１−１−原料ガス流量制御弁３２−可動配管２１−２−内部電極部７のガス流路７−４−内部電極ノズル７−１を経由して、開口部７−５より容器５３内部へ原料ガスを供給する。
その後、時間ｔ５〜ｔ６において、成膜を行う。すなわち、高周波電源部１１により、内部電極ノズル７−１と外部電極６との間に高周波電力が投入される。それにより、放電が発生し、原料がプラズマ化されて容器５３内壁に膜がコーティングされる。成膜時間（ｔ５〜ｔ６）は、所定の厚みを有する膜が成膜される時間の長さに設定される。この際、内部電極ノズル７−１にも、容器５３内壁の膜とほぼ同成分の堆積物が付着する。
時間ｔ６〜ｔ７において、容器用コーティング装置内の原料ガスを排気する。すなわち、原料ガス流量制御弁３２を閉止して、原料ガス供給部１２の原料ガスの供給を停止し、高周波電力の投入も停止する。
【００４３】
（６）ステップＳ０６（時間ｔ７〜ｔ８）
時間ｔ７〜ｔ８において、容器用コーティング装置内を大気圧に戻す。すなわち、排気ガス流量制御弁３５を閉止する。そして、リーク弁３１を開き、大気を容器用コーティング装置内へ導入する。時間ｔ８において、容器用コーティング装置内は大気圧となる。
【００４４】
（７）ステップＳ０７（時間ｔ８〜ｔ９）
時間ｔ８〜ｔ９において、下部電極５は、上定点Ａ２から下降する。それに伴い、下部電極５と上部電極４とが分離する。そして、時間ｔ９で、下部電極５は、下定点Ａ１に達する。
【００４５】
（８）ステップＳ０８（時間ｔ９〜ｔ１０）
内部電極部７は、昇降部１６の上昇により、下定点Ｂ１から上昇する。それに伴い、内部電極部７と内部電極保持部８とが分離する。そして、時間ｔ１０で、内部電極部７は、上定点Ｂ２に達する。
内部電極部７が上昇する際、所定の流量の洗浄ガスが流れるように洗浄ガス流量制御弁３３及び吸引ガス流量制御弁３４が開く。そして、洗浄ガス供給部１３から、配管２３−１−洗浄ガス流量制御弁３３−配管２３−２−ガス供給管４１−ガス分配流路４２−１−ガス送出流路４２−２−ガス噴出流路４２−３を経由して、洗浄室４４中心部の内部電極ノズル７−１に洗浄ガスを供給する（吹き付ける）。
内部電極ノズル７−１の開口部７−５がガス配給部５０付近へ上昇する間に連続的に洗浄ガスを吹き付けるので、ガス噴出流路４２−３の位置が固定されていても、堆積物が存在している内部電極ノズル７−１の全ての洗浄（洗浄ガスの吹き付けによる堆積物の除去）を行うことが出来る。そして、洗浄ガスの供給の勢いにより、内部電極ノズル７−１に付着した堆積物が除去される。除去された堆積物は、ガス吸引部１４の吸引の効果により使用済みの洗浄ガスと共にガス受け室４４−１へ入る。そして、ガス流路１−１−配管２４−１−吸引ガス流量制御弁３４−配管２４−２を介して、ガス吸引部１４へ吸引される。時間ｔ１０の時点で、内部電極ノズル７−１は、堆積物を除去された清浄な電極となる。
上記ステップＳ０１からステップＳ０８が連続して繰り返される。すなわち、時間ｔ１０を時間ｔ０に置き換えて、ステップＳ０１へ戻る。
【００４６】
本発明では、ノズルクリーニング部５１を搭載することにより、容器用コーティング装置の運転を停止することなく、内部電極ノズルの堆積物を除去することが可能となる。そして、洗浄のために容器用コーティング装置を停止する必要が無く、運転効率を向上させることが出来る。
【００４７】
また、容器５３内部のコーティング作業のサイクル中に、堆積物除去作業が含まれているので、容器５３内部のコーティング作業のスループットを低下させずに、内部電極の堆積物を除去することが可能となる。
【００４８】
更に、堆積物の生成直後に洗浄ガスで吹き飛ばすので、除去を極めて容易に行なうことが出来る。また、堆積物を洗浄ガスで物理的に除去するだけなので、内部電極ノズル７−１の表面に不要なものが付着せず、堆積物の除去後においても電極表面や膜特性は安定する。
【００４９】
また、容器５３を載せた下部電極５が上部電極４へ向けて移動する際、内部電極ノズル７−１が上部電極４内に固定的に存在せず、下部電極５が上昇し始めてから上部電極４内に挿入される。そのため、下部電極５の上昇の際、容器５３が上部電極４の内壁へ案内され、位置決めされた後に、内部電極ノズル７−１を容器５３へ挿入することが出来、容器５３が内部電極ノズル７−１にぶつかる「付きビン」現象を避けることが可能となる。
【００５０】
上記ステップＳ０５の時間ｔ５〜ｔ６において行う成膜は、外部にマイクロ波の発生装置を用意し、原料ガスを供給された外部電極６内の容器５３の内部へマクロ波を導入することによっても、行うことが可能である。その場合も、上記実施例と同様に内部電極ノズル７−１に付着する堆積物を除去することが出来る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明により、容器用コーティング装置の運転を停止することなく、内部電極の堆積物を除去し、非常に長期間にわたり連続的にコーティングを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明であるノズルクリーニング装置を適用した容器用コーティング装置の実施の形態における構成を示す図である。
【図２】ノズルクリーニングヘッド部の断面を示す図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ’断面を示す図である。
【図４】本発明であるノズルクリーニング方法を適用した容器のコーティング方法の実施の形態におけるタイミングチャートを示すグラフである。
【符号の説明】
１　　ノズルクリーニングヘッド部
１−１　　ガス流路
２　　排気部
３　　絶縁部
４　　上部電極
５　　下部電極
６　　外部電極
７　　内部電極部
７−１　　内部電極ノズル
７−２　　上部フランジ
７−３　　保持部
７−４　　ガス流路
７−５　　開口部
８　　内部電極保持部
９　　接合部
１０　　接合部
１１　　高周波電源部
１１−１　　マッチング部
１１−２　　高周波電源
１２　　原料ガス供給部
１３　　洗浄ガス供給部
１４　　ガス吸引部
１５　　排気ポンプ
１６　　昇降部
２１−１〜２１−２、２３−１〜２３−２、２４−１〜２４−２、２５−１〜２５−４　　配管
３１　　リーク弁
３２　　原料ガス流量制御弁
３３　　洗浄ガス流量制御弁
３４　　吸引ガス流量制御弁
３５　　排気ガス流量制御弁
４１　　ガス供給管
４２−１　　ガス分配流路
４２−２　　ガス送出流路
４２−３　　ガス噴出流路
４４　　洗浄室
４４−１　　ガス受け室
４５　　排気室
４６　　上部容器配置室
４８　　下部容器配置室
５０　　ガス配給部
５１　　ノズルクリーニング部
５２　　ガス排気部
５３　　容器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a nozzle cleaning device and a nozzle cleaning method, and more particularly to a nozzle cleaning device and a nozzle cleaning method for cleaning a source gas supply pipe (nozzle) in a container coating device that coats the inside of a container with a film.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art There is known a container coating apparatus that coats a film such as a PET bottle inside a container using a plasma CVD method or a microwave discharge film forming method. A coating method for coating a film on the inside of a container using such an apparatus is known. In the plasma CVD method, the container coating apparatus includes a chamber having a container holding unit as an external electrode and a source gas supply pipe (nozzle) as an internal electrode, and a power supply for film formation. As a coating method, first, a container is arranged in the container holding unit. Next, a source gas supply pipe (nozzle) is inserted into the container from the opening of the container. Subsequently, after evacuating the inside of the chamber, the source gas is supplied from the tip of the source gas supply pipe (nozzle). Then, a high-frequency power is supplied between the source gas supply pipe (nozzle) and the container holding part by a power source for film formation to discharge the source gas inside the container. The components of the raw material gas decomposed by the discharge adhere to the inner wall of the container, thereby coating the inside of the container.
[0003]
In such film formation by the plasma CVD method, the components of the decomposed raw material gas adhere to the inner wall of the container and also adhere to the raw material gas supply pipe. Here, when it adheres to the source gas supply pipe, the component of the source gas forms a powdery deposit. If such deposits increase on the source gas supply pipe, they will fall off the source gas supply pipe and fall into the container, contaminate the inside of the container, and hinder film formation. Further, the stability of discharge may be disturbed. Therefore, at the stage where the film formation has been completed a certain number of times, the source gas supply pipe must be taken out and cleaned (to remove deposits). For that purpose, it is necessary to temporarily stop the container coating apparatus. Immediately after the cleaning, depending on the state of the surface of the source gas supply pipe, the formed film may not have the desired characteristics or the discharge may not be stable.
Such a phenomenon that deposits are deposited on the source gas supply pipe is achieved by a microwave discharge film forming method (a method of discharging a source gas by introducing microwaves into a source gas in a container to form a film). This also occurs in the case of coating a film by using it, and the sediment falls into the inside of the container, causing other problems that pollute the inside of the container.
[0004]
There is a need for a technique capable of removing deposits from a raw material gas supply pipe without stopping the operation of the container coating apparatus. There is a demand for a technique capable of removing deposits in a source gas supply pipe without reducing the throughput of a coating operation. There is a demand for a technique that does not require stabilization of the surface of the source gas supply pipe and the film characteristics even after the removal of the deposit.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a nozzle cleaning device and a nozzle cleaning method capable of removing deposits on a source gas supply pipe (nozzle) without stopping operation of a container coating device. .
Another object of the present invention is to provide a nozzle cleaning apparatus and a nozzle cleaning method capable of removing deposits on a raw material gas supply pipe (nozzle) without lowering the throughput of a coating operation inside a container. That is.
Still another object of the present invention is to provide a nozzle cleaning apparatus and a nozzle cleaning method which do not require stabilization of the surface of a raw material gas supply pipe (nozzle) and film characteristics even after removing a deposit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the problem will be described below using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added in parentheses to clarify the correspondence between the description in the claims and the embodiment of the invention. However, those numbers and symbols must not be used for interpreting the technical scope of the invention described in [Claims].
[0007]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the nozzle cleaning device of the present invention includes a sending unit (41, 42-1 to 3) and a suction unit (44-1, 1-1).
The sending section (41, 42-1 to 3) is provided on the first direction side of the container holding section (6) and away from the source gas supply pipe (7-1), and is connected to the source gas supply pipe (7-1). The gas out of the chamber. The suction section (44-1, 1-1) is provided on the first direction side of the container holding section (6), away from the source gas supply pipe (7-1), and sucks the gas. However, the container holder (6) is provided so as to surround the container (53). The source gas supply pipe (7-1) is inserted into the container (53) from the first direction.
And the raw material gas supply pipe (7-1) supplies the raw material gas to the inside of the container (53). After the feed section (41, 42-1 to 3) forms a film on the inside of the container (53) by discharging the source gas inside the container (53), the source gas supply pipe (7-1) is connected to the container. When the gas is withdrawn from (53) in the first direction, the gas is delivered to the source gas supply pipe (7-1).
The suction section (44-1, 1-1) sucks the gas near the source gas supply pipe (7-1).
Here, as a film forming method by discharging the source gas, a plasma CVD method using the container holding part (6) as an external electrode and the source gas supply pipe (7-1) as an internal electrode, and a microwave generated externally are used. A microwave discharge film forming method of irradiating the inside of the container (53) can be used. Further, as a film forming method other than the discharge, a thermal CVD method performed by increasing the surface temperature inside the container (53) can be used. In addition, the first direction is a direction in which the opening of the container (53) faces when the container (53) is placed on the container holding portion (6). The source gas supply pipe (7-1) is inserted into the container (53) from the opening in the first direction.
[0008]
Further, in the nozzle cleaning device of the present invention, the delivery units (41, 42-1 to 3) include a gas supply unit (13) for supplying the gas.
[0009]
In the nozzle cleaning device of the present invention, the discharge is performed by applying electric power between the container holding section (6) and the source gas supply pipe (7-1).
[0010]
In the nozzle cleaning device of the present invention, the delivery units (41, 42-1 to 3) deliver the gas from all around the source gas supply pipe (7-1).
[0011]
Further, in the nozzle cleaning device of the present invention, the suction section (44-1, 1-1) is provided at the position of the source gas supply pipe (7-1) to which the gas is directed from the delivery section (41, 42-1-3). Is provided so as to surround the.
[0012]
Further, in the nozzle cleaning device of the present invention, the suction sections (44-1, 1-1) suction the gas from a plurality of positions surrounding the source gas supply pipe (7-1).
[0013]
Further, in the nozzle cleaning device of the present invention, the suction section (44-1, 1-1) sucks the gas from all around the source gas supply pipe (7-1).
[0014]
In order to solve the above problems, a container coating apparatus of the present invention includes a container holding section (6), a raw material gas supply pipe (7-1), and a nozzle cleaning apparatus (51).
The container holder (6) is provided so as to surround the container (53). The source gas supply pipe (7-1) is provided so as to be able to move up and down, and is inserted into the container (53) from the first direction. The nozzle cleaning device (51) is provided on the first direction side of the container holding portion (6) and separated from the source gas supply pipe, and is described in any one of the above items.
And the raw material gas supply pipe (7-1) supplies the raw material gas to the inside of the container (53). After the feed section (41, 42-1 to 3) forms a film on the inside of the container (53) by discharging the source gas inside the container (53), the source gas supply pipe (7-1) is connected to the container. When the gas is withdrawn from (53) in the first direction, the gas is delivered to the source gas supply pipe (7-1).
The suction section (44-1, 1-1) sucks the gas near the source gas supply pipe (7-1).
[0015]
In order to solve the above problems, the nozzle cleaning method of the present invention comprises the steps of: (a) supplying a raw material gas from a raw gas supply pipe (7-1) inserted into a container (53) to the inside of a container (53); Extracting the source gas supply pipe (7-1) from the container (53) after forming a film inside the container (53) by discharging the source gas; and (b) extracting the source gas supply pipe (7- The method includes a step of sending gas toward 1) and a step of (c) sucking the gas sent toward the source gas supply pipe (7-1).
[0016]
Further, in the nozzle cleaning method of the present invention, the steps (a) and (b) are performed simultaneously.
[0017]
In order to solve the above-mentioned problem, the container coating method of the present invention comprises: (d) supplying a raw material gas from a raw gas supply pipe (7-1) inserted into a container (53) to the inside of the container (53); Supplying and forming a film inside the container (53) by discharging the source gas; and (e) pulling the source gas supply pipe (7-1) from the container (53) in the first direction side. Cleaning the source gas supply pipe (7-1).
[0018]
In the container coating method of the present invention, the step (e) may include the step (f) of sending a gas toward the source gas supply pipe (7-1), and the step (g) of supplying the source gas supply pipe (7-). Aspirating the gas delivered toward 1).
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a nozzle cleaning device and a nozzle cleaning method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Note that, in this embodiment, a coating apparatus for a container using a plasma CVD method will be described. However, the same applies to a coating apparatus for a container using another film formation method exemplified by a microwave discharge film formation method. Applicable to
[0020]
First, a configuration of an embodiment of a container coating apparatus to which a nozzle cleaning apparatus according to the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a container coating apparatus to which a nozzle cleaning apparatus according to the present invention is applied. The container coating apparatus includes a gas distribution unit 50, a nozzle cleaning unit 51, a gas exhaust unit 52, an insulating unit 3, an external electrode 6, an internal electrode unit 7, an elevating unit 16, and a high-frequency power supply unit 11. Then, the container 53 is set in the external electrode 6. Each unit (gas distribution unit 50, nozzle cleaning unit 51, gas exhaust unit 52, external electrode 6, internal electrode unit 7, lifting unit 16 and high-frequency power supply unit 11) is controlled and operated by a control unit (not shown). .
[0021]
The gas distribution unit 50 includes the internal electrode holding unit 8.
The internal electrode holding section 8 is provided between the internal electrode section 7 and the nozzle cleaning head section 1. It has a cylindrical shape, and includes a space through which the internal electrode nozzle 7-1 of the internal electrode section 7 passes. In the present embodiment, the internal electrode holding section 8 has a cylindrical shape, and the internal electrode section 8 is installed so that the internal electrode nozzle 7-1 is along the central axis of the cylinder. The internal electrode holding section 8 and the internal electrode section 7 are arranged via a vacuum sealing surface 9 and are joined together during a film forming process. During the cleaning process of the internal electrode nozzle 7-1, the internal electrode section 7 is connected to the internal electrode section. It rises away from the holding part 8.
[0022]
The nozzle cleaning unit 51 includes a cleaning gas supply unit 13, a cleaning gas flow control valve 33, a gas suction unit 14, a suction gas flow control valve 34, pipes 23-1 to 23-2, and pipes 24-1 to 24-2. And a nozzle cleaning head unit 1.
The cleaning gas supply unit 13 is connected to one end of the pipe 23-1. A cleaning gas used for cleaning the internal electrode nozzle 7-1 is supplied via the pipe 23-1. The cleaning gas is preferably a gas that does not cause a chemical reaction with the internal electrode nozzle 7-1 and the deposit attached thereto. The cleaning gas is exemplified by air, nitrogen, argon, and carbon dioxide.
One of the cleaning gas flow control valves 33 is connected to the other end of the pipe 23-1 and the other is connected to one end of the pipe 23-2. The flow rate of the cleaning gas supplied from the pipe 23-1 to the pipe 23-2 is controlled.
The nozzle cleaning head unit 1 is interposed between the internal electrode holding unit 8 and the exhaust unit 2. It has a cylindrical shape and includes a cleaning chamber 44 which is a space through which the internal electrode nozzle 7-1 of the internal electrode section 7 passes. In this embodiment, the nozzle cleaning head unit 1 has a cylindrical shape and is installed coaxially with the internal electrode holding unit 8. The thick portion on the side of the cylinder includes a gas flow path (gas flow path 1-1, gas supply pipe 41, and the like (described later)) through which the cleaning gas flows. The cleaning gas is supplied from the pipe 23-2, and the cleaning gas is blown to the internal electrode nozzle 7-1. Then, the used cleaning gas (including the deposit) is sent to the pipe 24-1.
One of the suction gas flow control valves 34 is connected to the other end of the pipe 24-1 and the other is connected to one end of the pipe 24-2. The flow rate of the used cleaning gas sucked by the gas suction unit 14 from the pipe 24-1 through the pipe 24-2 is controlled.
The gas suction unit 14 is connected to the other end of the pipe 24-2. This is a pump for sucking the used cleaning gas in the nozzle cleaning head unit 1 through the pipe 24-2.
[0023]
The gas exhaust unit 52 includes an exhaust pump 15, an exhaust gas flow control valve 35, pipes 25-1 to 25-4, a leak valve 31, and an exhaust unit 2.
The exhaust pump 15 is connected to one end of the pipe 25-2. The space inside the container coating apparatus (the gas distribution unit 50, the nozzle cleaning unit 51, the gas exhaust unit 52, the insulating unit 3, and the space inside the external electrode 6) is exhausted through the pipe 25-2.
One of the exhaust gas flow control valves 35 is connected to the other end of the pipe 25-2, and the other is connected to one end of the pipe 25-1. The exhaust speed of the gas in the container coating apparatus exhausted from the pipe 25-1 via the pipe 25-2 is controlled.
The leak valve 31 has one connected to the pipe 25-3 and the other connected to the pipe 25-4. The flow rate of gas (air) introduced from the pipe 25-4 into the container coating apparatus via the pipe 25-3 is controlled. Then, the inside of the container coating apparatus is returned to the atmospheric pressure.
The exhaust unit 2 is provided between the nozzle cleaning head unit 1 and the insulating unit 3. It has a box shape and includes an exhaust chamber 45 which is a space through which the internal electrode nozzle 7-1 of the internal electrode section 7 passes. In the present embodiment, the exhaust unit 2 has a cylindrical box shape, and the internal electrode nozzle 7-1 is along the central axis of the cylinder. The gas inside the container coating apparatus is exhausted through the exhaust chamber 45 inside.
[0024]
The insulating part 3 is provided between the exhaust part 2 and the external electrode 6. It has an annular shape, and has a space in which the internal electrode nozzle 7-1 passes. The internal electrode section 7 (the internal electrode holding section 8, the nozzle cleaning head section 1, and the exhaust section 2) and the external electrode 6 are electrically insulated. In this embodiment, the ring is a circular ring, and the internal electrode nozzle 7-1 is along the center axis of the ring.
[0025]
The external electrode 6 as a container holding part includes an upper electrode 4 and a lower electrode 5.
The upper electrode 4 is provided between the insulating part 3 and the lower electrode 5. An upper container disposition chamber 46 having a cylindrical shape, through which the internal electrode nozzle 7-1 passes, and which surrounds the upper part of the container 53, is included. In the present embodiment, the upper electrode 4 has a cylindrical shape, and the central axis of the internal electrode nozzle 7-1, the central axis of the upper container arrangement chamber 46, and the central axis of the container 53 arranged inside are along the central axis of the cylinder. It is provided in. A high-frequency voltage is applied between the lower electrode 5 and the internal electrode nozzle 7-1, and contributes to discharge via the source gas inside the container 53.
The lower electrode 5 is arranged via the vacuum sealing surface 10 and is installed below the upper electrode 5. It has a concave container shape and includes a lower container arrangement chamber 48 which is a concave space surrounding the lower part of the container 53 to be arranged. In the present embodiment, the lower electrode 4 has a cylindrical shape having a cylindrical concave space, and the central axis of the lower container arrangement chamber 48 and the central axis of the container 53 arranged inside are aligned with the central axis of the cylinder. It is provided in. A high-frequency voltage is applied between the upper electrode 4 and the internal electrode nozzle 7-1, and contributes to the discharge through the source gas inside the container 53.
[0026]
The internal electrode unit 7 includes an internal electrode nozzle 7-1 as a source gas supply pipe, an upper flange 7-2, a holding unit 7-3, a gas flow path 7-4, a source gas supply unit 12, a source gas flow control valve 32. , A pipe 21-1, and a movable pipe 21-2.
The internal electrode nozzle 7-1 is an elongated tubular conductor. The source gas flows inside. One end is connected to the gas flow path 7-4 of the upper flange 7-2, and is supplied with a raw material gas. Then, the raw material gas is delivered from the opening 7-5 at the other end. High frequency voltage is applied between the electrode and the external electrode 6 and is electrically connected to the ground, and contributes to the discharge through the raw material gas inside the container 53.
The upper flange 7-2 is provided on the internal electrode holding unit 8 via the vacuum sealing surface 9, and is formed by a gas distribution unit 50, a nozzle cleaning unit 51, a gas exhaust unit 52, an insulating unit 3, and the external electrode 6. Is shielded from the outside to form a closed space. During the film forming process, the upper flange 7-2 and the internal electrode holding portion 8 are joined, and during the cleaning process, the internal electrode portion 7 including the upper flange 7-2 moves away from the internal electrode holding portion 8 and rises. A gas flow path 7-4 for circulating the source gas is included therein. One end of the internal electrode nozzle 7-1 is connected near the lower center. One end of the gas flow path 7-4 is connected to the internal electrode nozzle 7-1. The other end is connected to a movable pipe 21-2 connected to a side surface of the upper flange 7-2. During the film forming process, the source gas supplied from the movable pipe 21-2 is supplied to the internal electrode nozzle 7-1 via the gas flow path 7-4.
The holding part 7-3 is connected to the upper part of the upper flange part 7-2. It has a columnar shape and is held by the elevating unit 16 when the internal electrode unit 7 is moved up and down, and is moved up and down by the elevating unit 16. By this elevation, the internal electrode nozzle 7-1 is inserted into the container 53 from the direction of the upper electrode 4 on the side of the internal electrode portion 7 (first direction: the direction of the opening of the container 53 held by the external electrode 6). You.
[0027]
The source gas supply unit 12 is connected to one end of the pipe 21-1. A raw material gas serving as a raw material of a film for coating the inside of the container 53 is supplied via a pipe 21-1 during a film forming process. When the film formed inside the container 53 is a DLC (Diamond Like Carbon) or a DLC film containing silicon, a conventionally known hydrocarbon-based gas having a predetermined property is supplied.
One of the source gas flow control valves 32 is connected to the other end of the pipe 21-1 and the other is connected to one end of the movable pipe 21-2. The flow rate of the source gas supplied from the pipe 21-1 to the movable pipe 21-2 is controlled.
[0028]
The elevating unit 16 is connected to the holding unit 7-3. Then, the holding unit 7-3 is moved up and down by being moved up and down by a lifting device (not shown). Thereby, the whole integrated internal electrode portion 7 is moved up and down.
[0029]
The high frequency power supply unit 11 includes a matching unit 11-1 and a high frequency power supply 11-2.
The high-frequency power supply 11-2 supplies high-frequency power to (the upper electrode 4 of) the external electrode 6 via the matching unit 11-1. The matching unit 11-1 is provided with an impedance so that the power supplied from the high-frequency power supply 11-2 to the external electrode 6 is efficiently supplied to the discharge system of the external electrode 6 and the internal electrode nozzle 7-1 without causing reflection. Take alignment.
[0030]
Next, the nozzle cleaning head unit 1 of the nozzle cleaning unit 51 will be further described.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of the nozzle cleaning head unit 1 of the nozzle cleaning unit 51.
The nozzle cleaning unit 1 has a cylindrical shape, and supplies (sprays) a cleaning gas to the internal electrode nozzle 7-1 disposed along the central axis of the cylinder in the cleaning chamber 44 inside the cylinder. Then, the deposit on the internal electrode nozzle 7-1 is blown off and removed. A gas supply pipe 41, a gas distribution channel 42-1, a gas delivery channel 42-2, a gas ejection channel 42-3, a gas receiving chamber 44-1, and a gas channel 1-1 are provided in a thick portion on the side of the cylinder. Is provided.
[0031]
One end of the gas supply pipe 41 is connected to the pipe 23-2, and the other end is connected to the gas distribution path 42-1. The cleaning gas is supplied from the pipe 23-2 and is sent out to the gas distribution channel 42-1.
The gas distribution channel 42-1 is provided in a thick portion on the side surface of the cylinder of the nozzle cleaning unit 1 in an annular shape about the center axis of the cylinder. One end of the gas supply pipe 41 is connected to a part of the annular flow path to receive supply of the cleaning gas. Then, the cleaning gas is circulated along the annular flow path. At the same time, the cleaning gas is supplied to the gas delivery path 42-2 formed over the entire inner peripheral side of the annular flow path.
The gas delivery channel 42-2 is a flat annular channel formed on the entire inner peripheral side of the annular gas distribution channel 42-1 in a direction perpendicular to the central axis of the nozzle cleaning unit 1. is there. Then, the cleaning gas is circulated substantially in the central axis direction of the nozzle cleaning unit 1 (the axial direction of the internal electrode nozzle 7-1).
The gas ejection channel 42-3 is formed in a flat annular shape formed in a direction having a predetermined angle with respect to the central axis of the nozzle cleaning unit 1 on the entire inner peripheral side of the annular gas delivery channel 42-2. It is a flow path. Then, the cleaning gas is circulated substantially in the direction of the central axis of the nozzle cleaning unit 1 (the axial direction of the internal electrode nozzle 7-1), and is blown out (spouted) from the inner front end.
[0032]
The cleaning chamber 44 is a space inside the cylinder of the nozzle cleaning unit 1. There, the cleaning gas ejected from the gas ejection channel 42-3 collides with the inserted internal electrode nozzle 7-1 to blow off and remove deposits on the surface.
The gas receiving chamber 44-1 is an area in which the side wall thick portion of the nozzle cleaning unit 1 is cut in the axially intermediate portion of the cleaning chamber 44 of the nozzle cleaning unit 1. It is formed over the entire outer periphery of the cleaning chamber 44. The gas flow path 1-1 is connected to a part of the circumferential area. The deposit blown off in the cleaning chamber 44 enters the gas receiving chamber 44-1. Then, the deposit is sucked toward the outside of the nozzle cleaning unit 1 through the gas passage 1-1 and is sent out.
The gas passage 1-1 is formed in a thick portion of the nozzle cleaning unit 1. One end has the other end connected to the pipe 24-1 outside the gas receiving chamber 44-1. The deposit that has entered the gas receiving chamber 44-1 is sent out to the pipe 23-2.
[0033]
Next, the gas distribution channel 42-1, the gas delivery channel 42-2, and the periphery thereof will be further described.
FIG. 3 is a diagram showing a section taken along line XX ′ of FIG.
The gas distribution channel 42-1 is provided in an annular shape around the cylinder of the nozzle cleaning unit 1 so as to surround the cleaning chamber 44, and is connected to the gas distribution pipe 41. Further, the gas delivery channel 42-2 is provided in an annular shape so as to surround the cleaning chamber 44 entirely inside the gas distribution channel 42-1. The gas ejection channel 42-3 (not explicitly shown in FIG. 3) is provided in an annular shape around the entire inside of the gas distribution channel 42-1 so as to surround the cleaning chamber 44, and one end is opened to the cleaning chamber 44. ing.
A part of the cleaning gas supplied from the gas distribution pipe 41 and flowing along the flow path in the gas distribution flow path 42-1 (exemplified by A in FIG. 3) enters the gas delivery flow path 42-2. Flows toward the center of the cylinder of the nozzle cleaning unit 1 (exemplified by B in FIG. 3). Then, the gas enters the gas ejection flow path 42-3 (exemplified by C in FIG. 3) and blows out from the end toward the internal electrode nozzle 7-1 (exemplified by D in FIG. 3).
[0034]
Here, one set of the gas distribution channel (42-1), the gas delivery channel (42-2), and the gas ejection channel (42-3) is provided, but the present invention is limited to this number. It is not done. For example, the gas distribution channel, the gas delivery channel, and the gas ejection channel are divided by the gas distribution channel 42-1, the gas delivery channel 42-2, and the gas ejection channel 42-3 with the gas receiving chamber 44-1 interposed therebetween. Another pair may be provided on the opposite side. That is, at least one set according to the state of the deposit on the internal electrode nozzle 7-1 may be provided.
[0035]
When two or more sets are provided, each set may spray a cleaning gas on substantially the same position on the internal electrode nozzle 7-1. Each set may blow a cleaning gas to a different position.
[0036]
Further, here, the gas delivery channel (42-2) and the gas ejection channel (42-3) are annular and provided on the entire inner peripheral side of the gas distribution channel (42-1). The present invention is not limited to this shape. For example, a similar function can be provided by a (plural) tubular gas flow path directed to the internal electrode nozzle 7-1 branched from the gas distribution path (42-1).
[0037]
Next, an embodiment of a container coating method to which the nozzle cleaning method according to the present invention is applied will be described.
FIG. 4 is a graph showing a timing chart in the embodiment of the container coating method to which the nozzle cleaning method according to the present invention is applied.
FIG. 4A is a time schedule of the vertical movement of the lower electrode 5. The vertical axis indicates the vertical position of the lower electrode 5, and the horizontal axis indicates time. FIG. 4B is a time schedule of the vertical movement of the internal electrode nozzle 7-1. The vertical axis indicates the vertical position of the internal electrode nozzle 7-1, and the horizontal axis indicates time.
[0038]
(1) Step S01 (time t0)
The lower electrode 5 is at a lower fixed point A1, which is a lower fixed position. At the lower fixed point A1, the lower electrode 5 is separated from the upper electrode 4. At this stage, the container 53 is not placed on the lower electrode 5.
The internal electrode nozzle 7-1 is at an upper fixed point B2 which is an upper fixed position. At the upper fixed point B <b> 2, the internal electrode unit 7 is raised upward by the elevating unit 16 and is separated from the internal electrode holding unit 8. The opening 7-5 of the internal electrode nozzle 7-1 is located inside the gas distribution unit 50.
The leak valve 31, the source gas flow control valve 32, the cleaning gas flow control valve 33, the suction gas flow control valve 34, and the exhaust gas flow control valve 35 are closed.
[0039]
(2) Step S02 (time t0 to t1)
The lower electrode 5 is at a lower fixed point A1, which is a lower fixed position. Then, after a predetermined time has elapsed, after the container 53 is placed, the container 53 starts to move upward from the lower fixed point A1 toward the upper electrode 4. At time t1, it reaches a position A3 slightly higher than the lower fixed point A1.
The state of the internal electrode unit 7 including the internal electrode nozzle 7-1 is the same as that in step S01.
[0040]
(3) Step S03 (time t1 to t2)
The lower electrode 5 further rises via the position A3. Then, at time t2, it reaches the upper fixed point A2, which is the upper fixed position. At this point, the upper part of the lower electrode 5 and the lower part of the upper electrode 4 overlap to form a joint 10, and the lower electrode 5 and the upper electrode 4 become the integral external electrode 6. Inside the external electrode 6, a container 53 is arranged.
The internal electrode section 7 including the internal electrode nozzle 7-1 descends from an upper fixed point B2, which is an upper fixed position. Then, at time t2, it reaches the lower fixed point B1, which is the lower fixed position. At this point, the lower part of the upper flange 7-2 of the internal electrode part 7 (on the side of the internal electrode nozzle 7-1) and the upper part of the internal electrode holding part 8 overlap to form the joint part 9. Then, a space formed by the gas supply unit 50, the nozzle cleaning unit 51, the gas exhaust unit 52, the insulating unit 3, and the external electrode 6 is shielded from the outside by the upper flange 7-2, and becomes a closed space. That is, the container coating device is in a state where the inside is sealed. At this time, the lower half of the internal electrode nozzle 7-1 is inserted into the container 53 inside the external electrode 6.
[0041]
(4) Step S04 (time t2 to t4)
After the idle time (time t2 to t3), the inside of the container coating apparatus is evacuated.
During the time t3 to t4, the exhaust gas flow control valve 35 is opened at a predetermined speed, and the exhaust pump 15 evacuates the inside of the container coating apparatus. Then, at time t4, the degree of vacuum becomes lower than the desired degree of vacuum.
[0042]
(5) Step S05 (time t4 to t7)
The raw material gas is introduced into the container coating apparatus, and coating (film formation) inside the container 53 is performed.
During a time t4 to t5, a source gas for film formation is introduced. First, the source gas flow control valve 32 is opened so that a predetermined flow rate of the source gas flows. Then, from the source gas supply unit 12, via a pipe 21-1-a source gas flow control valve 32-a movable pipe 21-2-a gas flow path 7-4 of the internal electrode unit 7-an internal electrode nozzle 7-1, The raw material gas is supplied into the container 53 through the opening 7-5.
After that, a film is formed at times t5 to t6. That is, high frequency power is supplied between the internal electrode nozzle 7-1 and the external electrode 6 by the high frequency power supply unit 11. As a result, discharge occurs, the raw material is turned into plasma, and the inner wall of the container 53 is coated with a film. The film formation time (t5 to t6) is set to the length of time during which a film having a predetermined thickness is formed. At this time, a deposit having substantially the same component as the film on the inner wall of the container 53 also adheres to the internal electrode nozzle 7-1.
From time t6 to t7, the raw material gas in the container coating apparatus is exhausted. That is, the source gas flow control valve 32 is closed, the supply of the source gas from the source gas supply unit 12 is stopped, and the supply of the high-frequency power is also stopped.
[0043]
(6) Step S06 (time t7 to t8)
During the period from time t7 to t8, the inside of the container coating apparatus is returned to the atmospheric pressure. That is, the exhaust gas flow control valve 35 is closed. Then, the leak valve 31 is opened, and the atmosphere is introduced into the container coating apparatus. At time t8, the inside of the container coating apparatus becomes atmospheric pressure.
[0044]
(7) Step S07 (time t8 to t9)
During time t8 to t9, the lower electrode 5 falls from the upper fixed point A2. Accordingly, the lower electrode 5 and the upper electrode 4 are separated. Then, at time t9, the lower electrode 5 reaches the lower fixed point A1.
[0045]
(8) Step S08 (time t9 to t10)
The internal electrode section 7 rises from the lower fixed point B1 due to the rise of the lifting section 16. Accordingly, the internal electrode section 7 and the internal electrode holding section 8 are separated. Then, at time t10, the internal electrode unit 7 reaches the upper fixed point B2.
When the internal electrode unit 7 moves upward, the cleaning gas flow control valve 33 and the suction gas flow control valve 34 are opened so that a predetermined flow of the cleaning gas flows. Then, from the cleaning gas supply unit 13, a pipe 23-1, a cleaning gas flow control valve 33, a pipe 23-2, a gas supply pipe 41, a gas distribution channel 42-1, a gas delivery channel 42-2, and a gas ejection flow. The cleaning gas is supplied (sprayed) to the internal electrode nozzle 7-1 in the center of the cleaning chamber 44 via the passage 42-3.
Since the cleaning gas is continuously blown while the opening 7-5 of the internal electrode nozzle 7-1 rises to the vicinity of the gas distribution unit 50, even if the position of the gas ejection channel 42-3 is fixed, the deposit Can be performed (removal of deposits by spraying a cleaning gas) on the internal electrode nozzle 7-1 in which the nozzles exist. The deposit attached to the internal electrode nozzle 7-1 is removed by the supply of the cleaning gas. The removed deposits enter the gas receiving chamber 44-1 together with the used cleaning gas by the effect of the suction of the gas suction unit 14. Then, the gas is sucked into the gas suction unit 14 via the gas flow path 1-1-the pipe 24-1-the suction gas flow control valve 34-the pipe 24-2. At time t10, the internal electrode nozzle 7-1 becomes a clean electrode from which deposits have been removed.
Steps S01 to S08 are continuously repeated. That is, time t10 is replaced with time t0, and the process returns to step S01.
[0046]
In the present invention, by mounting the nozzle cleaning unit 51, it is possible to remove deposits on the internal electrode nozzle without stopping the operation of the container coating apparatus. Further, there is no need to stop the container coating apparatus for cleaning, and the operation efficiency can be improved.
[0047]
Further, since the deposit removing operation is included in the cycle of the coating operation inside the container 53, it is possible to remove the deposits on the internal electrodes without lowering the throughput of the coating operation inside the container 53. Become.
[0048]
Furthermore, since the cleaning gas is blown off immediately after the generation of the deposit, the removal can be performed very easily. In addition, since the deposit is only physically removed with the cleaning gas, unnecessary substances do not adhere to the surface of the internal electrode nozzle 7-1, and the electrode surface and film characteristics are stabilized even after the deposit is removed.
[0049]
Further, when the lower electrode 5 on which the container 53 is placed moves toward the upper electrode 4, the internal electrode nozzle 7-1 is not fixedly present in the upper electrode 4, and the upper electrode 5 starts to move upward. 4 is inserted. Therefore, when the lower electrode 5 is lifted, the inner electrode nozzle 7-1 can be inserted into the container 53 after the container 53 is guided to the inner wall of the upper electrode 4 and positioned. This makes it possible to avoid the "sticking bin" phenomenon that hits -1.
[0050]
The film formation performed at times t5 to t6 in step S05 may be performed by preparing a microwave generator outside and introducing a macrowave into the container 53 in the external electrode 6 supplied with the raw material gas. It is possible to do. Also in this case, the deposit attached to the internal electrode nozzle 7-1 can be removed as in the above embodiment.
[0051]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to remove the deposit of an internal electrode and to perform coating continuously for a very long time, without stopping the operation of the coating apparatus for containers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a configuration of an embodiment of a container coating apparatus to which a nozzle cleaning apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of a nozzle cleaning head unit.
FIG. 3 is a view showing a section taken along line XX ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing a timing chart in an embodiment of a container coating method to which the nozzle cleaning method according to the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Nozzle cleaning head
1-1 Gas flow path
2 Exhaust section
3 insulation
4 Upper electrode
5 Lower electrode
6 External electrodes
7 Internal electrode
7-1 Internal electrode nozzle
7-2 Upper flange
7-3 Holder
7-4 Gas flow path
7-5 Opening
8 Internal electrode holder
9 Joints
10 Joint
11 High frequency power supply
11-1 Matching section
11-2 High frequency power supply
12 Source gas supply section
13 Cleaning gas supply unit
14 Gas suction unit
15 Exhaust pump
16 lifting section
21-1 to 21-2, 23-1 to 23-2, 24-1 to 24-2, 25-1 to 25-4 Piping
31 Leak valve
32 Source gas flow control valve
33 Cleaning gas flow control valve
34 Suction gas flow control valve
35 Exhaust gas flow control valve
41 Gas supply pipe
42-1 Gas distribution channel
42-2 Gas delivery channel
42-3 Gas ejection channel
44 Cleaning room
44-1 Gas receiving room
45 Exhaust chamber
46 Upper Container Placement Room
48 Lower Container Placement Room
50 Gas distribution department
51 Nozzle cleaning unit
52 Gas exhaust unit
53 containers

Claims

A delivery unit provided on the first direction side of the container holding unit, away from the source gas supply pipe, and sending out gas to the outside of the source gas supply pipe;
The container holding portion is provided to surround the container,
The source gas supply pipe is inserted into the container from the first direction,
A suction unit that is provided on the first direction side of the container holding unit, away from the source gas supply pipe, and suctions the gas;
With
The source gas supply pipe supplies a source gas to the inside of the container,
After the film is formed on the inside of the container by discharging the source gas inside the container, when the source gas supply pipe is withdrawn from the container in the first direction, the sending unit may supply the source gas. Delivering said gas to a tube,
The suction unit suctions the gas near the source gas supply pipe,
Nozzle cleaning device.

The sending unit includes a gas supply unit that supplies the gas,
The nozzle cleaning device according to claim 1.

The discharge is performed by applying power between the container holding unit and the source gas supply pipe,
The nozzle cleaning device according to claim 1.

The sending unit sends the gas from all around the source gas supply pipe,
The nozzle cleaning device according to claim 1.

The suction unit is provided so as to surround a position of the source gas supply pipe to which the gas is directed from the delivery unit.
The nozzle cleaning device according to claim 1.

The suction unit sucks the gas from a plurality of positions surrounding the source gas supply pipe,
The nozzle cleaning device according to claim 5.

The suction unit suctions the gas from all around the source gas supply pipe,
The nozzle cleaning device according to claim 5.

A container holding portion provided to surround the container,
A source gas supply pipe that is provided so as to be vertically movable and that is inserted into the container from a first direction;
The nozzle cleaning device according to any one of claims 1 to 7, wherein the nozzle cleaning device is provided on a first direction side of the container holding portion, away from a source gas supply pipe.
With
The source gas supply pipe supplies a source gas to the inside of the container,
When the source gas supply pipe is withdrawn from the container in the first direction after the film formation on the inside of the container due to the discharge of the source gas inside the container, Sending the gas to the source gas supply pipe,
The suction unit of the nozzle cleaning device suctions the gas near the source gas supply pipe,
Container coating equipment.

(A) supplying a source gas to the inside of the container from a source gas supply pipe inserted into the container, and forming the source gas supply pipe after forming a film inside the container by discharging the source gas; Withdrawing from the container;
(B) sending a gas toward the source gas supply pipe;
(C) sucking the gas delivered toward the source gas supply pipe;
Comprising,
Nozzle cleaning method.

The step (a) and the step (b) are performed simultaneously;
The nozzle cleaning method according to claim 9.

(D) supplying a source gas to the inside of the container from a source gas supply pipe inserted into the container, and forming a film on the inside of the container by discharging the source gas;
(E) cleaning the source gas supply pipe while pulling out the source gas supply pipe from the container in the first direction;
Comprising,
Container coating method.

The step (e) includes:
(F) sending a gas toward the source gas supply pipe;
(G) sucking the gas delivered toward the source gas supply pipe;
Comprising,
A method for coating a container according to claim 11.