JP2006348334A - ハース機構及びハース交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 成膜装置において、ハースの消耗部分を容易に交換可能なハース機構及びハース交換装置を提供する。
【解決手段】 ハース機構２は、ハース２ａ、基礎部材２ｂ、及びカバー２ｃを備える。ハース２ａは、成膜材料Ｍａを挿通させるための貫通孔２１ａを有するハース基部２１と、ハース基部２１の貫通孔２１ａと連通して成膜材料Ｍａを挿通させるための貫通孔２２ａを有し、ハース基部２１上に載置されたハース先端部材２２とに分かれて構成されている。プラズマＰによる消耗はハース２ａの先端に主に発生するので、消耗したハース先端部材２２をハース基部２１から取り除き、交換用のハース先端部材２２をハース基部２１上に載置することにより、容易にハース２ａの消耗部分を交換できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハース機構及びハース交換装置に関するものである。

被処理物の表面に成膜材料を成膜する装置として、例えば、真空容器内において成膜材料にプラズマ照射を行うことによって成膜材料を蒸発させてイオン化し、被処理物の表面にイオン化した該成膜材料を付着させて成膜するイオンプレーティング装置がある。この装置では、成膜材料を保持するハースを陽極として機能させてプラズマを誘導するため、ハースの先端部分が徐々に消耗する。従って、定期的にハースを交換する必要がある。

なお、このようなイオンプレーティング装置については、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００１−０００８５４

通常、ハースは真空容器内においてボルト等により強固に固定されており、容易には取り外すことができない。従って、従来の成膜装置においては、消耗したハースを交換する際に、真空容器の真空状態を解除した上で交換作業を行っていた。このため、真空容器の真空状態を維持しながらの連続成膜作業を中断することとなり、生産効率を低下させる一因となっていた。

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、成膜装置において、ハースの消耗部分を容易に交換可能なハース機構及びハース交換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明によるハース機構は、成膜装置の真空容器内において成膜材料を保持するためのハース機構であって、成膜材料を挿通させるための貫通孔を有するハース基部と、ハース基部の貫通孔と連通して成膜材料を挿通させるための貫通孔を有し、ハース基部上に載置されたハース先端部材と、ハース先端部材をハース基部上に留める係止機構とを備えることを特徴とする。

上記したハース機構では、ハース先端部材がハース基部上に載置されている。プラズマによるハースの消耗はハースの先端部分に主に生じるので、このハース機構によれば、消耗したハース先端部材をハース基部から取り除き、交換用の新しいハース先端部材をハース基部上に載置することにより、容易にハースの消耗部分を交換できる。また、上記したハース機構では、係止機構がハース先端部材をハース基部上に留めるので、例えば成膜材料がその消費に応じて下方から順次押し出される場合等において、ハース先端部材の浮き上がりを防止できる。また、ハース先端部材を係止するだけなので、例えば真空容器の真空状態を維持しながら容易に交換できる。

また、ハース機構は、ハース先端部材の側面に凸状部分が設けられており、係止機構がハース先端部材の凸状部分を係止することを特徴としてもよい。これにより、係止機構がハース先端部材をハース基部上に確実に留めることができる。

また、ハース機構は、係止機構が、貫通孔の貫通方向と交差する軸周りに回動可能に支持されるとともに、ハース先端部材の凸状部分を係止する鉤部を有する係止部材と、真空容器外からの操作入力に応じて係止部材を回動させる伝達機構とを更に備えることを特徴としてもよい。これにより、ハース先端部材の凸状部分を好適に係止できる。

また、本発明によるハース交換装置は、上記したいずれかのハース機構におけるハース先端部材を真空容器内において交換するためのハース交換装置であって、真空容器の内部に設けられハース先端部材を把持する把持部、及び真空容器の外部に設けられ把持部の位置を制御するための操作部を有するハンドリング機構と、真空容器の内部に設けられハース先端部材を保管する保管部とを備えることを特徴とする。

上記したハース交換装置を用いてハース先端部材を交換する際には、まず、消耗したハース先端部材をハンドリング機構の把持部によって把持し、操作部を操作して、このハース先端部材を保管部上へ移送する。そして、保管部上に予め用意された交換用のハース先端部材を把持部によって把持し、操作部を操作して、このハース先端部材をハース基部上に載置する。

このように、上記したハース交換装置によれば、ハース基部上に載置されたハース先端部材を容易に交換できる。また、ハンドリング機構の操作部が真空容器外に設けられているので、真空容器の真空状態を維持したままハース先端部材を容易に交換できる。

本発明によるハース機構及びハース交換装置によれば、成膜装置において、ハースの消耗部分を容易に交換できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明によるハース機構及びハース交換装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明によるハース機構及びハース交換装置を備えた成膜装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態の成膜装置１は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティング装置である。なお、図１には、説明を容易にする為にＸＹＺ直交座標系も示されている。

本実施形態の成膜装置１は、ハース機構２、搬送機構３、補助陽極６、プラズマ源７、真空ポンプ８、及び真空容器１０を備える。

真空容器１０は、成膜対象である被処理物１１を搬送するための搬送室１０ａと、成膜材料Ｍａを拡散させる成膜室１０ｂと、プラズマ源７から照射されるプラズマＰを真空容器１０内へ受け入れるプラズマ口１０ｃと、真空ポンプ８が取り付けられるポンプ室１０ｄとを有する。搬送室１０ａは、所定の搬送方向（図中の矢印Ａ）に延びており、成膜室１０ｂ上に配置されている。本実施形態においては、搬送方向（矢印Ａ）はＸ軸に沿って設定されている。また、真空容器１０は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。

搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向した状態で被処理物１１を保持する被処理物保持部材３２を搬送方向（矢印Ａ）に搬送する。搬送機構３は、搬送室１０ａ内に設置された複数の搬送ローラ３１によって構成されている。搬送ローラ３１は、搬送方向（矢印Ａ）に沿って等間隔で並んでおり、被処理物保持部材３２を支持しつつ搬送方向に搬送することができる。なお、被処理物１１としては、例えばガラス基板やプラスチック基板などの板状部材が例示される。

プラズマ源７は、圧力勾配型であり、その本体部分が成膜室１０ｂの側壁（プラズマ口１０ｃ）に設けられている。プラズマ源７において生成されたプラズマＰは、プラズマ口１０ｃから成膜室１０ｂ内へ出射される。プラズマＰは、プラズマ口１０ｃに設けられた図示しないステアリングコイルによって出射方向が制御される。

ハース機構２は、成膜材料Ｍａを保持するための機構である。ハース機構２は、真空容器１０の成膜室１０ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＺ軸方向の負方向に配置されている。ハース機構２は、プラズマ源７から出射されたプラズマＰを成膜材料Ｍａへ導く主陽極であるハース（主ハース）２ａと、ハース２ａを支持する基礎部材２ｂとを有する。ハース２ａは、接地電位である真空容器１０に対して正電位に保たれており、プラズマＰを吸引する。プラズマＰが入射するハース２ａの中央部には、成膜材料Ｍａを装填するための貫通孔が形成されている。そして、成膜材料Ｍａの先端部分が、この貫通孔の一端において露出している。

補助陽極６は、プラズマＰを誘導するための電磁石である。補助陽極６は、成膜材料Ｍａを保持するハース２ａの周囲に配置されており、環状の容器、並びに該容器内に収容されたコイル６ａ及び永久磁石６ｂを有する。コイル６ａ及び永久磁石６ｂは、コイル６ａに流れる電流量に応じて、ハース２ａに入射するプラズマＰの向きを制御する。

成膜材料Ｍａとしては、ＳｉＯ_２やＳｉＯＮなどの絶縁材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、ハース２ａにプラズマＰが照射されると、プラズマＰからの電流によってハース２ａが加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発して成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。なお、成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、ハース２ａは、例えばタングステンなどの導電性金属材料からなることが好ましい。

成膜室１０ｂ内の下方で蒸発した成膜材料粒子Ｍｂは、プラズマＰによりイオン化されて拡散し、成膜室１０ｂの上方（Ｚ軸正方向）へ移動し、搬送室１０ａ内において被処理物１１の表面に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、所定長さの略円柱状の固体に成形されており、一度に複数の成膜材料Ｍａがハース機構２にセットされる。そして、最上部の成膜材料Ｍａの先端部分がハース２ａの上端との所定の位置関係を保つように、成膜材料Ｍａの消費に応じて、成膜材料Ｍａがハース機構２の下方から順次押し出される。

また、ハース機構２は、ハース２ａの周囲に配置されたカバー２ｃを更に有する。このカバー２ｃは、成膜材料Ｍａが成膜時にハース２ａの周囲に堆積することによるハース２ａと補助陽極６との短絡を防止するために設けられる。

次に、図１を参照しながら、成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。まず、ハース２ａへ成膜材料Ｍａを装着するとともに、被処理物１１を保持した被処理物保持部材３２を搬送機構３に複数セットする。そして、真空容器１０内を真空状態にする。

続いて、接地電位にある真空容器１０を挟んで、負電圧をプラズマ源７に、正電圧をハース２ａに印加して放電を生じさせ、プラズマＰを生成する。プラズマＰは、補助陽極６に案内されてハース２ａへ照射される。本方法では、被処理物保持部材３２を搬送方向（矢印Ａ）に搬送しつつ、このようにプラズマＰをハース２ａへ照射する。プラズマＰに曝されたハース２ａは徐々に加熱され、この熱によりハース２ａに保持された成膜材料Ｍａも同時に加熱される。成膜材料Ｍａが十分に加熱されると、成膜材料Ｍａが昇華してイオン化され、成膜材料粒子Ｍｂとなって成膜室１０ｂ内に拡散する。成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂ内をＺ軸方向の正方向に上昇し、被処理物１１に向けて飛翔する。

他方、被処理物１１は、搬送機構３によって搬送されて成膜室１０ｂの上方に達し、成膜室１０ｂ内を拡散している成膜材料粒子Ｍｂに曝される。そして、ハース２ａと対向する被処理物１１の成膜面に、成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂのイオン化粒子が膜状に付着する。被処理物１１が一定速度で搬送されながら成膜材料粒子Ｍｂに所定時間曝されることにより、被処理物１１の表面に所定の厚さの膜が形成される。こうして、被処理物１１の表面に所望の膜が形成される。

図２は、ハース２ａ及びその付近の構造を詳細に示す側面断面図である。図２を参照すると、ハース２ａは、基礎部材２ｂ上に固定されたハース基部２１と、ハース基部２１上に載置されたハース先端部材２２とを有する。

ハース基部２１は、軸線Ｃ_１を中心軸とする円筒状の部材である。ハース基部２１は、成膜材料Ｍａを挿通するための貫通孔２１ａを有する。また、基礎部材２ｂには、成膜材料Ｍａを挿通するための貫通孔２０ａが形成されており、ハース基部２１は、貫通孔２１ａと貫通孔２０ａとが連通するように、基礎部材２ｂの主面２０ｂ上に載置され、図示しないボルトによって基礎部材２ｂに固定されている。また、ハース基部２１の上端面における貫通孔２１ａの開口部には、凹状の嵌合部２１ｂが形成されている。

ハース先端部材２２は、軸線Ｃ_１を中心軸とする円筒状の部材である。ハース先端部材２２は、成膜材料Ｍａを挿通するための貫通孔２２ａを有する。ハース先端部材２２は、その貫通孔２２ａとハース基部２１の貫通孔２１ａとが互いに連通するように、ハース基部２１の上端面上に載置されている。また、ハース先端部材２２の外径は、ハース基部２１の外径よりも小さい。

また、ハース基部２１と接する側のハース先端部材２２の端面（下端面）における貫通孔２２ａの開口部には、凸状の嵌合部２２ｂが形成されている。この凸状の嵌合部２２ｂは、ハース先端部材２２がハース基部２１上に載置される際に、ハース基部２１に対する位置合わせのためにハース基部２１の凹状の嵌合部２１ｂと嵌合される。なお、本実施形態では嵌合部２１ｂ及び２２ｂはそれぞれ貫通孔２１ａ及び２２ａの開口部に形成されているが、ハース基部２１とハース先端部材２２との位置合わせのための嵌合部は、ハース基部２１とハース先端部材２２とが接触する端面であれば様々な位置に形成できる。また、本実施形態ではハース基部２１側の嵌合部２１ｂが凹状に、ハース先端部材２２側の嵌合部２２ｂが凸状にそれぞれ形成されているが、ハース基部側の嵌合部が凸状に、ハース先端部材側の嵌合部が凹状にそれぞれ形成されてもよい。

また、ハース先端部材２２の外側面には、側方へ向けて突出した凸状部分２２ｃが設けられている。本実施形態では、凸状部分２２ｃがハース先端部材２２の全周にわたって設けられており、凸状部分２２ｃにおける外径が、ハース先端部材２２の他の部分における外径よりも大きくなっている。

ハース機構２は、図２に示すように係止機構２ｄを更に有する。係止機構２ｄは、ハース先端部材２２の凸状部分２２ｃを係止してハース先端部材２２をハース基部２１上に留めるための機構である。係止機構２ｄは、係止部材２３、支持棒２４、移動部材２５、並びに回転軸２６及び２７を含んで構成されている。

ここで、図３は、図２に示すハース機構２のIII−III線に沿った断面を示す平面断面図である。図２及び図３に示すように、支持棒２４は、円柱状に形成されており、その中心軸線Ｃ_３（図３）の方向がハース先端部材２２の中心軸線Ｃ_１（図２）の方向（すなわち貫通孔２１ａ及び２２ａの貫通方向）と交差するように、ハース基部２１の内部に形成された空洞内に配置されている。また、係止機構２ｄは支持棒２４を４本有しており、各支持棒２４は、図３に示すように貫通孔２１ａの周囲に等間隔に配置されている。そして、対向する支持棒２４の中心軸線Ｃ_３同士は互いに平行になっており、隣り合う支持棒２４の中心軸線Ｃ_３同士は互いに直交している。

また、図３に示すように、係止機構２ｄは係止部材２３を４つ有する。各係止部材２３は、ハース基部２１の内部に形成された空洞内に配置されている。各係止部材２３は、支持棒２４が挿通される孔を有し、それぞれ対応する支持棒２４によって中心軸線Ｃ_３周りに回動可能に支持されている。また、図２に示すように、係止部材２３は、中心軸線Ｃ_１に沿って上下方向に延びており、その上端付近（支持棒２４よりも上方）に鉤部２３ａを、その下端付近（支持棒２４よりも下方）に突起２３ｂ及び２３ｃを有する。

鉤部２３ａは、ハース先端部材２２の凸状部分２２ｃを係止（係合）するための部分である。また、突起２３ｂ及び２３ｃは、後述する移動部材２５によって回動力を受けるための部分である。鉤部２３ａはハース先端部材２２の凸状部分２２ｃに係合する位置で、中心軸線Ｃ_１へ向けて突出して設けられている。突起２３ｂ及び２３ｃは、後述する移動部材２５の凸状部分２５ｂを挟む位置で、それぞれ中心軸線Ｃ_１へ向けて突出して設けられている。

移動部材２５、回転軸２６及び２７は、真空容器１０（図１）の外部からの操作入力に応じて係止部材２３を回動させるための伝達機構を構成している。このうち、移動部材２５は、ハース基部２１の内部に形成された空洞内に配置されており、貫通孔２１ａを構成するハース基部２１の内壁２１ｃの周囲を囲む円筒状に形成されている。また、円筒状の移動部材２５の内面とハース基部２１の内壁２１ｃの外面とは互いに螺合されており、中心軸線Ｃ_１周りに移動部材２５が回転すると、移動部材２５がハース基部２１に対して上下方向に移動するしくみになっている。

移動部材２５の下端付近の外側面には、中心軸線Ｃ_１を回転中心とする平歯車２５ａが設けられている。また、移動部材２５の上端付近の外側面には、側方へ向けて突出した凸状部分２５ｂが設けられている。凸状部分２５ｂは、移動部材２５の全周にわたって設けられており、凸状部分２５ｂにおける外径が、移動部材２５の他の部分における外径よりも大きくなっている。

移動部材２５が、中心軸線Ｃ_１周りに回転することによって上昇すると、凸状部分２５ｂは係止部材２３の突起２３ｂを上方へ押し上げる。これにより、係止部材２３が回動してハース先端部材２２の凸状部分２２ｃから鉤部２３ａが離れ、ハース先端部材２２に対する係止状態が解除される。また、移動部材２５が、中心軸線Ｃ_１周りに逆回転することによって下降すると、凸状部分２５ｂは係止部材２３の突起２３ｃを下方へ押し下げる。これにより、係止部材２３が逆向きに回動して凸状部分２２ｃに鉤部２３ａが係合し、ハース先端部材２２が係止される。

回転軸２６は、その中心軸線Ｃ_２が中心軸線Ｃ_１と平行な状態で、移動部材２５の近傍に配置されている。また、回転軸２６は、基礎部材２ｂに形成された貫通孔２０ｃに挿通されており、この貫通孔２０ｃに固定されたベアリング２０ｄによって中心軸線Ｃ_２周りに回転可能に取り付けられている。回転軸２６は、貫通孔２０ｃよりも上方に平歯車２６ａを有する。平歯車２６ａは、回転軸２６において移動部材２５の平歯車２５ａと噛み合う位置に設けられている。また、回転軸２６は、貫通孔２０ｃよりも下方（本実施形態では下端）に傘歯車２６ｂを有する。また、回転軸２６の上端部は、耐熱ブッシュ２１ｄにより回転可能に支持されている。耐熱ブッシュ２１ｄは、回転軸２６の平歯車駆動反力を受ける。

回転軸２７は、回転軸２６の中心軸線Ｃ_２と直交する軸周りに回転可能に取り付けられている。回転軸２７の一端には、回転軸２６の傘歯車２６ｂと噛み合う傘歯車２７ａが設けられている。また、回転軸２７の他端は、真空容器１０（図１）の外部に設けられた図示しないハンドルへ機械的に連結されており、作業者がハンドルを操作することによって、真空容器１０の真空状態を維持したまま双方向に回転できるしくみになっている。

以上の構成を有する係止機構２ｄは、次のように動作する。ハース先端部材２２をハース基部２１に係止させる際には、作業者がハンドルを操作することによって回転軸２７を一方向に回転させると、傘歯車２６ｂ及び２７ａによって回転動作が回転軸２６へ伝達される。そして、回転軸２６が回転すると、歯車２５ａ及び２６ａによって回転動作が移動部材２５へ伝達される。移動部材２５はハース基部２１の内壁２１ｃの外側面と螺合しているので、移動部材２５が回転すると、移動部材２５が内壁２１ｃの外側面に沿って上昇する。これにより、移動部材２５の凸状部分２５ｂが係止部材２３の突起２３ｂを押し上げ、係止部材２３が支持棒２４周りに回動して鉤部２３ａがハース先端部材２２の凸状部分２２ｃに係合する。こうして、ハース先端部材２２がハース基部２１に係止される。

また、ハース先端部材２２の係止状態を解除する際には、作業者がハンドルを操作することによって回転軸２７を逆方向に回転させると、回転軸２６も逆回転し、移動部材２５が内壁２１ｃの外側面に沿って下降する。これにより、移動部材２５の凸状部分２５ｂが係止部材２３の突起２３ｃを押し下げ、係止部材２３が支持棒２４周りに逆向きに回動して鉤部２３ａがハース先端部材２２の凸状部分２２ｃから離れる。こうして、ハース先端部材２２の係止状態が解除される。

なお、ハース機構２は、上記したハース２ａ、基礎部材２ｂ、カバー２ｃ、及び係止機構２ｄの他に、材料固定機構２８及び保護部材２９を更に有する。材料固定機構２８は、成膜材料Ｍａが下方へ落ちないように成膜材料Ｍａを貫通孔２０ａ〜２１ａ内に固定するための機構である。材料固定機構２８は、固定用部材２８ａを有する。固定用部材２８ａの一端２８ｂは、回動可能にピン支持されるとともにばね等によって付勢されており、また、固定用部材２８ａの他端２８ｃは、貫通孔２０ａの側壁に設けられた孔２０ｅを通って成膜材料Ｍａと接している。

また、保護部材２９は、カバー２ｃの内側に堆積する成膜材料Ｍａの堆積物が係止機構２ｄに侵入するのを防ぐための部材である。保護部材２９は、ハース先端部材２２の周囲を囲むようにハース基部２１上に載置されており、係止機構２ｄを覆っている。

以上の構成を有する本実施形態のハース機構２により得られる効果について説明する。成膜装置１を用いた成膜工程においては、既述したように、複数の被処理物１１（図１）を搬送しながらこれらの被処理物１１に対して成膜する。また、ハース２ａには複数の成膜材料Ｍａを装着することが可能となっている。従って、真空容器１０の真空状態を維持したまま長時間にわたって成膜作業を行うことができるが、長時間の成膜作業の結果、ハース２ａの先端部分が徐々に消耗する。すなわち、ハース２ａにプラズマＰが入射することにより、微量ではあるが、成膜材料Ｍａと同様にハース２ａの先端部分が昇華してしまう。従って、長時間の成膜作業によってハース２ａの先端部分が消耗し、陽極としての機能や成膜材料Ｍａを保持する機能が損なわれてしまう。

従来の成膜装置においては、ハースは真空容器内においてボルト等により強固に固定されており、容易には取り外すことができないものであった。従って、消耗したハースを交換する際に、真空容器の真空状態を解除した上で交換作業を行っていた。このため、真空容器の真空状態を維持しながらの連続成膜作業を中断することとなり、生産効率を低下させる一因となっていた。

これに対し、本実施形態のハース機構２では、ハース２ａがハース基部２１とハース先端部材２２とに分かれており、ハース先端部材２２がハース基部２１上に載置されている。プラズマＰによる消耗はハース２ａの先端部分に主に生じるので、消耗したハース先端部材２２をハース基部２１から取り除き、交換用のハース先端部材２２をハース基部２１上に載置することにより、容易にハース２ａの消耗部分を交換できる。また、例えば後述するハンドリング機構等を用いることにより、真空容器１０の外部からの操作によってハース先端部材２２を交換することも容易なので、真空容器１０の真空状態を維持したままハース２ａの消耗部分を容易に交換できる。

また、本実施形態のように、ハース機構２は、ハース先端部材２２の凸状部分２２ｃを係止してハース先端部材２２をハース基部２１上に留める係止機構２ｄを備えることが好ましい。ハース先端部材２２の貫通孔２２ａに挿通された成膜材料Ｍａは、その消費に応じて下方から徐々に押し上げられるが、プラズマ放電の熱により成膜材料Ｍａの表面が溶融すると、成膜材料Ｍａと貫通孔２２ａとの間の摩擦力が増大し、ハース先端部材２２に加わる下方からの突き上げ力も増大する。これに対し、ハース機構２が係止機構２ｄを備えることにより、成膜材料Ｍａと貫通孔２２ａとの間の摩擦力が増大した場合でも、ハース先端部材２２の浮き上がりを好適に防止できる。

また、本実施形態のように、ハース先端部材２２の側面に凸状部分２２ｃが設けられていることにより、係止機構２ｄがハース先端部材２２をハース基部２１上に確実に留めることができる。

次に、真空容器１０の内部においてハース先端部材２２を交換するためのハース交換装置について説明する。図４は、図１に示した成膜装置１のＩ−Ｉ線に沿った断面を示す側面断面図である。また、図５は、図１及び図４に示した成膜装置１のII−II線に沿った断面を示す平面断面図である。図４及び図５を参照すると、成膜装置１は、ハンドリング機構４及び先端部材保管機構５を更に備える。ハンドリング機構４及び先端部材保管機構５は、共に本実施形態におけるハース交換装置を構成している。なお、ハンドリング機構４は、成膜中は成膜室１０ｂの側面に設けられた収容箱に収容されている。

ハンドリング機構４は、把持部４ａ、操作部４ｂ、及び連結部４ｃを有する。把持部４ａは、真空容器１０の内部に設けられ、ハース先端部材２２を把持するための部分である。把持部４ａは、一対のロッド４３及び４４を含んで構成されている。ロッド４３及び４４は、互いに開閉可能なように連結部４ｃの一端に連結されており、先端が閉じることによってハース先端部材２２を把持できる。

連結部４ｃは、真空容器１０の内外にわたって延びており、真空容器１０の側壁１０ｆに設けられた孔に挿通されている。連結部４ｃは、ベローズ等の屈曲部材によって側壁１０ｆに固定されており、側壁１０ｆに対する角度を変化させることができる。また、連結部４ｃは、２本のシャフト４２ａ及び４２ｂを含んで構成されている。シャフト４２ａは円筒状に形成されており、その内部にシャフト４２ｂが回動可能な状態で収容されている。更に、連結部４ｃは、シャフト４２ｂの回動量に応じてロッド４３及び４４を開閉させる機構（不図示）を有している。

操作部４ｂは、把持部４ａの位置を制御するための部分であり、ハンドル４１ａ及び４１ｂを含んで構成されている。ハンドル４１ａ及び４１ｂは、それぞれシャフト４２ａ及び４２ｂの他端（真空容器１０の外部）に取り付けられている。作業者がハンドル４１ａ及び４１ｂを操作してシャフト４２ｂをシャフト４２ａに対して回動させることにより、図５に示すように、ロッド４３及び４４が閉じてハース先端部材２２を把持できる。

先端部材保管機構５は、真空容器１０の内部においてハース先端部材２２を保管するための機構である。先端部材保管機構５は、ハース先端部材２２を保管する保管部５ａと、保管部５ａの位置を制御するための操作部であるハンドル５ｃと、保管部５ａとハンドル５ｃとを互いに連結するリンク５ｂとを有する。

保管部５ａは、ハース先端部材２２を載置するための載置面を有する板状の部材であり、真空容器１０の内部に設けられている。保管部５ａの一端は、リンク５ｂの一端に回動可能な状態で支持されている。また、リンク５ｂの他端はポンプ室１０ｄの底壁面に回動可能な状態で支持されている。これらの構成により、保管部５ａはＸＹ平面内において移動可能となっている。また、ハンドル５ｃは、保管部５ａ及びリンク５ｂと機械的に連結されており、保管部５ａの位置を制御することができる。

以上の構成を有するハース交換装置を用いてハース先端部材２２を交換する際には、上述した係止機構２ｄによる係止状態を解除した後、ハンドリング機構４の把持部４ａを閉じて、消耗したハース先端部材２２を把持する。そして、操作部４ｂを下方へ押し下げ、消耗したハース先端部材２２を持ち上げる。続いて、先端部材保管機構５のハンドル５ｃを操作し、保管部５ａを把持部４ａの下に移動させる。その後、把持部４ａを開いて、消耗したハース先端部材２２を保管部５ａ上に載置する。

次に、保管部５ａ上に予め用意された交換用のハース先端部材２２を把持部４ａによって把持して持ち上げた後、保管部５ａをポンプ室１０ｄ内へ待避させ、交換用のハース先端部材２２をハース基部２１上に載置する。そして、ハース先端部材２２を係止機構２ｄによってハース基部２１に係止するとともに、ハンドリング機構４を所定の収容箱内に待避させる。こうして、真空容器１０の真空状態を維持したまま、消耗したハース先端部材２２が交換される。

なお、本実施形態では、先端部材保管機構５の保管部５ａ及びリンク５ｂがポンプ室１０ｄ内に配置されているが、これらは真空容器１０内部における他の好適な場所に配置されてもよい。また、保管部５ａ及びリンク５ｂがポンプ室１０ｄ内に配置される場合には、真空ポンプ８が取り付けられる開口１０ｅを避けて配置されることが好ましい。また、保管部５ａは、成膜材料粒子Ｍｂからハース先端部材２２を保護するための保護カバー（不図示）を有すればより好ましい。

上述したハース交換装置（ハンドリング機構４及び先端部材保管機構５）によれば、ハース基部２１上に載置されたハース先端部材２２を容易に交換できる。また、ハンドリング機構４の操作部４ｂ及び先端部材保管機構５のハンドル５ｃが真空容器１０の外部に設けられているので、真空容器１０の真空状態を維持したままハース先端部材２２を好適に交換できる。

本発明によるハース機構及びハース交換装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では本発明によるハース機構及びハース交換装置をイオンプレーティング装置に適用しているが、本発明の構成はこれ以外にも、ハース機構を備える様々な成膜装置（蒸着装置）に適用できる。

本発明によるハース機構及びハース交換装置を備えた成膜装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である。 ハース及びその付近の構造を詳細に示す側面断面図である。 図２に示すハース機構のIII−III線に沿った断面を示す平面断面図である。 図１に示した成膜装置のＩ−Ｉ線に沿った断面を示す側面断面図である。 図１及び図４に示した成膜装置１のII−II線に沿った断面を示す平面断面図である。

符号の説明

１…成膜装置、２…ハース機構、２ａ…ハース、２ｂ…基礎部材、２ｃ…カバー、２ｄ…係止機構、３…搬送機構、４…ハンドリング機構、４ａ…把持部、４ｂ…操作部、５…先端部材保管機構、５ａ…保管部、６…補助陽極、７…プラズマ源、８…真空ポンプ、１０…真空容器、１０ａ…搬送室、１０ｂ…成膜室、１０ｄ…ポンプ室、１１…被処理物、２１…ハース基部、２２…ハース先端部材、２１ａ，２２ａ…貫通孔、２３…係止部材、２４…支持棒、２５…移動部材、２６，２７…回転軸、３１…搬送ローラ、３２…被処理物保持部材、Ｍａ…成膜材料、Ｍｂ…成膜材料粒子、Ｐ…プラズマ。

Claims (4)

1. 成膜装置の真空容器内において成膜材料を保持するためのハース機構であって、
   前記成膜材料を挿通させるための貫通孔を有するハース基部と、
   前記ハース基部の前記貫通孔と連通して前記成膜材料を挿通させるための貫通孔を有し、前記ハース基部上に載置されたハース先端部材と、
   前記ハース先端部材を前記ハース基部上に留める係止機構と
   を備えることを特徴とする、ハース機構。
2. 前記ハース先端部材の側面に凸状部分が設けられており、
   前記係止機構が前記ハース先端部材の前記凸状部分を係止することを特徴とする、請求項１に記載のハース機構。
3. 前記係止機構が、
   前記貫通孔の貫通方向と交差する軸周りに回動可能に支持されるとともに、前記ハース先端部材の前記凸状部分を係止するための鉤部を有する係止部材と、
   前記真空容器外からの操作入力に応じて前記係止部材を回動させる伝達機構と
   を更に備えることを特徴とする、請求項２に記載のハース機構。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のハース機構における前記ハース先端部材を前記真空容器内において交換するためのハース交換装置であって、
   前記真空容器の内部に設けられ前記ハース先端部材を把持する把持部、及び前記真空容器の外部に設けられ前記把持部の位置を制御するための操作部を有するハンドリング機構と、
   前記真空容器の内部に設けられ前記ハース先端部材を保管する保管部と
   を備えることを特徴とする、ハース交換装置。

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