JP6033703B2 - 成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、開口部がサセプタによって閉じられた処理室内での放電による材料ガスの分解によってワーク表面に重合膜を形成するための成膜装置に関するものである。

斯かる成膜装置の従来例を図４に示す（例えば、特許文献１参照）。

即ち、図４は従来の線膜装置要部の断面図であり、図示の成膜装置１’においては、密閉されたワーク搬送室２の中心部の下面にはモータ３が設置されており、該モータ３から垂直上方に延びる回転軸４は、ワーク搬送室２の底壁２Ａを貫通して該ワーク搬送室２内に臨んでいる。そして、この回転軸４の上端には水平な回転アーム５が結着されており、該回転アーム５の一端に形成された円孔５ａには、ワークＷがセットされた皿状のサセプタ６が着脱可能に嵌合保持されている。ここで、サセプタ６は、円筒状の本体６ａとその上端から水平に広がるリング状のフランジ６ｂとで構成されており、本体６ａが回転アーム５の円孔５ａに上方から嵌め込まれ、フランジ６ｂが回転アーム５の円孔５ａの周縁によって当接することによって、当該サセプタ６が回転アーム５に着脱可能に保持されている。そして、サセプタ６のフランジ６ｂの上面にはリング状のパッキン７が嵌着されている。尚、図示しないが、回転アーム５の他端にも同様のサセプタが着脱可能に嵌合保持されている。

又、前記サセプタ６の下方には、該サセプタ６を上下動させる昇降機構８が配設されている。この昇降機構８はエアシリンダ９を備えており、該エアシリンダ９から垂直上方に延びるロッド１０はワーク搬送室２の底壁２Ｂを貫通して該ワーク搬送室２の内部に臨んでおり、その上端には円柱ブロック状の押付治具１１が設けられている。

更に、ワーク搬送室２の上壁２Ａのサセプタ６の上方には円孔２ａが開口しており、上壁２Ａ上の円孔２ａの周囲には、下方が開口する処理室１２が設置されている。この処理室１２内の上方には電極１３が収容されており、この電極１３には、処理室１２外の設置された高周波電源１４が接続されている。そして、処理室１２の側壁１２Ａにはノズル１５が貫通しており、該ノズル１５の一端は処理室１２内に開口し、他端は不図示の材料ガス供給源に接続されている。尚、処理室１２とワーク搬送室２との接合面は、リング状のパッキン１６によって気密にシールされている。

而して、成膜処理に際しては、図４に示す状態からエアシリンダ９が駆動され、そのロッド１０が上方へと延びる。すると、ロッド１０の先端に設けられた押付治具１１はサセプタ６に当接して該サセプタ６をワークＷと共に上方へと移動させ、サセプタ６をワーク搬送室２の上壁２Ａに開口する円孔２ａの周縁に押し付け、そのフランジ６ｂをワーク搬送室２の上壁２Ａの内面に密着させる。この結果、処理室１２の下面の開口部はサセプタ６によって塞がれ、処理室１２内には密閉空間が形成される。

上記状態において、処理室１２内の密閉空間にノズル１５から材料ガスが供給されるとともに、高周波電源１４から電極１３に高周波電圧が印加されると密閉空間に放電が生じ、材料ガスは分解してプラズマが発生し、分解してプラズマ化した材料ガスがワークＷの表面に重合して重合膜を形成し、ワークＷの表面は重合膜によって被覆される。

特開２０００−０６４０４２号公報

しかしながら、図４に示す従来の成膜装置１’においては、材料ガスの分解によって発生したプラズマの密度が電極１３から離れるほど小さくなるため、ワークＷの上下方向に膜厚の不均一が生じる。具体的には、ワークＷの上部ニ形成された厚い重合膜の光吸収が大きくなり、又、ワークＷの下部に所定の厚さの重合膜が形成されるまでに長時間を要するという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ワークの上下における重合膜の厚さを均一化することができる成膜装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、下方が開口する処理室と、該処理室内に収容された電極と、該電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、ワークを支持するサセプタと、該サセプタを上下動させるロッドを有する昇降機構を備え、
前記昇降機構のロッドによって前記サセプタを前記ワークと共に上動させ、前記ロッドの上端に設けられた押付治具によって前記サセプタを前記処理室の開口部周縁に押圧することによって前記処理室内に密閉空間を形成し、該密閉空間内に材料ガスを供給しつつ、前記高周波電源から前記電極に高周波電圧を印加することによって前記ワークの表面に重合膜を形成する成膜装置において、
前記ロッドの押付治具の下部に磁石を設置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記磁石はＮ極を上にして設置されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記サセプタの下面に磁性体を埋設したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、サセプタを押し付けるロッドの押付治具の下部に磁石を設置したため、電極から離れたワーク下部の磁場強度が磁石によって高められ、ワーク下部でのプラズマ密度が高められる。このため、従来は厚さが薄くなっていたワーク下部の重合膜の厚さが厚くなってワークの上下における重合膜の厚さが均一化し、ワーク上部の重合膜の光吸収が大きくなったり、ワーク下部に所定の厚さの重合膜が形成されるまでに長時間を要するという問題が解消される。

請求項２記載の発明によれば、磁石はＮ極を上にして設置されるため、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線の強さがワークの下部で大きくなり、ワーク下部でのプラズマ密度が効果的に高められる。

請求項３記載の発明によれば、成膜処理が終了した後、昇降機構のロッドを下げたときにサセプタが密着して処理室側に残る可能性があるが、サセプタの下面に埋設された磁性体がロッド側の磁石の磁力によって押付治具に吸着するため、サセプタが引き剥がされてロッドと共に下動する。

本発明に係る成膜装置の成膜処理前の状態を示す要部断面図である。 本発明に係る成膜装置の成膜処理中の状態を示す要部断面図である。 本発明に係る成膜装置の成膜処理終了後の状態を示す要部断面図である。 従来の成膜装置要部の断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る成膜装置の成膜処理前の状態を示す要部断面図、図２は同成膜装置の成膜処理中の状態を示す要部断面図、図３は同成膜装置の成膜処理終了後の状態を示す要部断面図である。

本発明に係る成膜装置１の基本構成は図４に示した従来の成膜装置１’のそれと同じであるため、図１〜図３においては、図４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明を省略し、本発明の特徴的な構成についてのみ説明する。

本発明に係る成膜装置１においては、エアシリンダ９のロッド１０の押付治具１１の下部に円筒状の磁石（永久磁石）１７が設置されている。ここで、磁石１７は、Ｎ極を上、Ｓ極を下にして設置されている。又、サセプタ６の下面には、金属等の磁性体１８が埋設されている。

而して、成膜処理に際しては、モータ３が駆動されてその回転軸４が所定角度だけ簡欠的に回転することによって、ワークＷがセットされたサセプタ６が図１に示すように処理室１２の下方に位置決めされている。この状態から昇降機構８のエアシリンダ９が駆動され、そのロッド１０が上方へと移動すると、該ロッド１０の先端に設けられた押付治具１１がサセプタ６に当接して該サセプタ６を回転アーム５の円孔５ａから取り出してワークＷと共に上方へと移動させる。そして、図２に示すように、ロッド１０の上端に設けられた押付治具１１は、サセプタ６をワーク搬送室２の上壁２Ａに開口する円孔２ａの周縁に押し付け、そのフランジ６ｂをワーク搬送室２の上壁２Ａの内面に密着させる。この結果、処理室１２の下面の開口部はサセプタ６によって塞がれ、処理室１２内には密閉空間Ｓが形成される。

上記状態において、処理室１２内の密閉空間Ｓにノズル１５から材料ガスが供給されるとともに、高周波電源１４から電極１３に高周波電圧が印加されると密閉空間Ｓに放電が生じ、材料ガスは分解してプラズマが発生し、分解してプラズマ化した材料ガスがワークＷの表面に重合して重合膜を形成する。

而して、本実施の形態では、サセプタ６を押し付けるロッド１０の押付治具１１の下部に磁石１７を設置したため、電極１３から離れたワークＷの下部の磁場強度が磁石１７によって高められ、ワークＷの下部でのプラズマ密度が高められる。このため、従来は重合膜の厚さが薄くなっていたワークＷの下部の重合膜の厚さが厚くなってワークＷの上下における重合膜の厚さが均一化し、ワークＷの上部の重合膜の光吸収が大きくなったり、ワークＷの下部に所定の厚さの重合膜が形成されるまでに長時間を要するという問題が解消される。この場合、本実施の形態では、磁石１７はＮ極を上にして設置されるため、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線の強さがワークＷの下部で大きくなり、ワークＷの下部でのプラズマ密度が効果的に高められる。

以上のようにしてワークＷに対する成膜処理が終了し、ワークＷの表面が重合膜によって被覆されると、エアシリンダ９が再び駆動されてロッド１０が図３に示すように下げられ、サセプタ６がワークＷと共に下動するが、サセプタ６がワーク搬送室２の上壁２Ａに密着してその場に残る可能性がある。然るに、本実施の形態では、サセプタ６の下面に磁性体１８を埋設したため、この磁性体１８がロッド１０側の磁石１７の磁力によって押付治具１１に吸着し、サセプタ６がワーク搬送室２の上壁２Ａから引き剥がされて図３に示すようにロッド１０と共に下動する。そして、サセプタ６は回転アーム５の円孔５ａに再び嵌め込まれて保持され、モータ３が駆動されて回転アーム５が所定角度だけ間欠的に回転することによってサセプタ６とこれにセットされたワークＷが次の工程へと搬送され、回転アーム５の他端に保持された不図示のサセプタとこれにセットされたワークが図１に示すように処理室１２の下方へと搬送され、以上と同様の処理によって次のワークに対して成膜処理が施され、以後は同様の作業が繰り返される。

１ 成膜装置
２ ワーク搬送室
２Ａ ワーク搬送室の上壁
２Ｂ ワーク搬送室の底壁
２ａ ワーク搬送室の円孔
３ モータ
４ 回転軸
５ 回転アーム
５ａ 回転アームの円孔
６ サセプタ
６ａ サセプタの本体
６ｂ サセプタのフランジ
７ パッキン
８ 昇降機構
９ エアシリンダ
１０ ロッド
１１ 押付治具
１２ 処理室
１２Ａ 処理室の側壁
１３ 電極
１４ 高周波電源
１５ ノズル
１６ パッキン
１７ 磁石
１８ 磁性体
Ｓ 密閉空間
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 下方が開口する処理室と、該処理室内に収容された電極と、該電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、ワークを支持するサセプタと、該サセプタを上下動させるロッドを有する昇降機構を備え、
   前記昇降機構のロッドによって前記サセプタを前記ワークと共に上動させ、前記ロッドの上端に設けられた押付治具によって前記サセプタを前記処理室の開口部周縁に押圧することによって前記処理室内に密閉空間を形成し、該密閉空間内に材料ガスを供給しつつ、前記高周波電源から前記電極に高周波電圧を印加することによって前記ワークの表面に重合膜を形成する成膜装置において、
   前記ロッドの押付治具の下部に磁石を設置したことを特徴とする成膜装置。
2. 前記磁石はＮ極を上にして設置されることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 前記サセプタの下面に磁性体を埋設したことを特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
   

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