JP7329034B2 - コーティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、コーティング装置、特に立体サンプルに適した蒸着装置に関する。

蒸着処理装置は、特に塊状物（レンズ）上に膜（例えば、原子堆積層（ＡＬＤ））を形成するために利用される場合、幾つかの問題、例えば塊状物の裏面上に望ましくない膜が形成されるという問題に直面するのが通例である。その理由は、塊状物の非蒸着裏面が必ずしも平面ではなく、塊状物とキャリヤ表面との間に隙間が生じ、その結果、堆積ガスが隙間を通って塊状物の裏面まで流れるようになることにある。さらに、塊状物がある特定の体積を有することに起因して、必要とされる処理空所またはキャビティもまた、塊状物を収容するのに十分な空間を有する必要があり、それゆえに処理キャビティをクリーニングする能力を強化する必要がある。加うるに、処理キャビティの空間が増大するにつれ、キャビティのための温度制御、例えば温度分布の一様性および熱消散速度もまた、課題となっている。

したがって、上述の問題を解決する蒸着装置が要望されている。

本発明の目的は、コーティング装置であって、頂部分および側部分を備えた第１のシェルと、第１のシェルの頂部分から少なくとも部分的に下方に末広がりに延びる状態で第１のシェル内に収容された第２のシェルとを有することを特徴とするコーティング装置を提供する。第１のシェルと第２のシェルとの間には第１の空間が画定され、第２のシェルは、第２の空間を画定し、第１の空間は、第２の空間を包囲し、第１のシェルと第２のシェルは、互いに流体連通していないことを特徴とするコーティング装置を提供する。

特定の実施形態では、第２のシェルは、頂部分および底部分を有し、第２のシェルの頂部分は、直径を有し、第２のシェルの底部分は、直径を有し、第２のシェルの直径は、頂部分から底部分に向かう方向に増大している。

特定の実施形態では、第１のシェルの側部分は、壁マウントを有し、第２のシェルの底部分は、壁マウント上に載っている。

特定の実施形態では、第１の空間は、大気温度に維持され、第２の空間は、コーティングのために用いられる反応領域である。

特定の実施形態では、第２のシェルの頂部分は、ガスチャネルを有し、ガスチャネルの下流側は、ガスを分散させるためのガスバリヤプレートを備えている。

本発明の別の目的は、コーティングされる物体を担持するキャリヤ受座であって、キャリヤ受座は、第１のシェル内で昇降するよう構成されていることを特徴とするキャリヤ受座を提供する。キャリヤ受座は、頂部分を備えていてこの頂部分からガスを提供するよう構成された支持ポストと、支持ポストの頂部分に連結されたキャリヤプレートとを有し、キャリヤプレートは、上方に向いた表面および上方に向いた表面から上方に延びていて物体を支持する支持部分を有し、上方に向いた表面は、ガスを供給するよう構成された少なくとも１つの空気入口およびキャリヤプレートの上方に向いた表面から外側まで延びる複数のベントを有する。上方に向いた表面と支持部分と物体との間には、排気経路が画定される。ガスは、排気経路を通って空気入口から複数のベントまで流れる。

特定の実施形態では、支持部分は、ガスケットを有し、ガスケットの内側は、物体に接触する傾斜面を備えている。

特定の実施形態では、傾斜面が支持部分と上方に向いた表面との間に形成されている。

特定の実施形態では、支持部分は、プレートであり、プレートには、複数の物体を受け入れる複数の中空部が形成されている。

特定の実施形態では、支持ポストは、封止プレートを有し、第１のシェルの第１の側部分は、壁マウントを備え、封止プレートは、キャリヤ受座が封止プレートによって封止されている反応領域に入るような高さに支持ポストが配置されたときに壁マウントに接触するよう構成されている。

本発明の上記特徴および利点ならびに他の特徴および他の利点は、以下の添付の図面を参照して説明する実施形態において明らかになろう。

本発明のコーティング装置の略図である。 本発明の一実施形態に係るキャリヤ受座を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るキャリヤ受座を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るキャリヤ受座を示す図である。 本発明の一実施形態に係る反応領域を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る反応領域を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る反応領域を示す図である。

図中、１０１は第１のシェル、１０２は頂部分、１０３は側部分、１０４は底部分、１０５は開口部、１０６は入口ユニット、１０７は排気ユニット、１０８は排気ユニット、１０９は第２のシェル、１１０は頂部分、１１１は底部分、１１２，１１３は加熱ユニット、１１４はチャネル受座、１１５は底部プレート、１１６は穴、１１７は加熱ユニット、２００はキャリヤ受座、２０１は支持ポスト、２０２はキャリヤプレート、２０３は上方に向いた表面、２０４は支持部分、２０５はガスケット、２０６はベント、３００はキャリヤ受座、３０４は支持部分、４００はキャリヤ受座、４０３は上方に向いた表面、４０４は支持部分、４０５はプレート、５００は第２のシェル、５０１はガスキャリヤプレート、６００は第２のシェル、７００は第２のシェル、Ｌは物体、Ｄは直径を示している。

以下の種々の例示の実施形態の詳細な説明において、本発明の要部をなす添付の図面を参照する。理解されるべきこととして、実施形態は、例示として与えられており、これら特定の実施形態の具体化を実施例の説明に基づいて実施できる。かくして、特定の実施形態を実施するために当業者には十分な細部が与えられている。さらに、理解されるべきこととして、他の特定の実施形態を用いることができ、他の改造例を特定の実施形態の精神または範囲から逸脱することなく構成することができる。加うるに、「特定の実施形態」と言った場合、これは、同一またはかかる単一の特定の実施形態に限られる必要はない。かくして、以下の詳細な説明は、本発明の限定として解されるべきではなく、説明する特定の実施形態の範囲または本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

本願および特許請求の範囲全体を通じて、文脈上明示の指定がなければ、以下で用いられる用語は、以下に与えられる説明と関連した意味を持つ。使用にあたり、別段の明示の指定がなければ、用語「または」は、「または」を含むために用いられ、この用語は、「および／または」と同じである。文脈上、別段の明示の指定がなければ、語句「～に係る」は、非網羅的であり、かつ本明細書には記載されていない多くの他の要因との一致を可能にする。さらに、本願の原文明細書全体を通じて、“a”、“an”、および“the”は、意味上、複数形を含む。「～内（の、に）」は、意味上「～内（の、に）」および「～上（の、に）」を含む。

以下の説明は、ある特定の具体化例にとって基本的な理解を提供するよう革新的な主題、すなわち本発明の概要を提供する。与えられる概要は、包括的な概観に役立つことが見込まれていない。さらに、この発明の概要は、主要または重要な要素を識別しまたは範囲を説明しまたは絞るのに役立つようにはなってない。発明の概要の目的は、ある特定の技術的思想を概要の形式で提供し、以下のより詳細な説明の序文として働く。

図１は、本発明の実施形態に係るコーティング装置を示している。コーティング装置は、頂部分１０２、側部分１０３および底部分１０４を備えた第１のシェル１０１を有する。第１のシェル１０１の側部分１０３は、開口部１０５を備え、この開口部は、コーティングされるべき物体を受け入れまたは処理済み物体を取り出すために可動弁（図示せず）経由で通過キャビティに結合されている。化学蒸着または化学気相成長が第１のシェル１０１内で実施される。第１のシェル１０１の頂部分１０２は、第１のシェル１０１に反応性ガスまたはクリーニング用ガスを提供するために入口ユニット１０６を備えている。第１のシェル１０１の底部分１０４は、複数の排気ユニット１０７，１０８に連結され、排気ユニット１０７，１０８は、それぞれ、第１のシェル１０１内の互いに異なる空間中の空気圧を制御する。

第２のシェル１０９が第１のシェル１０１内に固定的に収容されている。第２のシェル１０９は、頂部分１１０および底部分１１１を有する。第２のシェル１０９の頂部分１１０は、第１のシェル１０１の頂部分１０２に連結され、第２のシェル１０９は、頂部分１１０から底部分１１１まで末広がりに延び、すなわち、第２のシェル１０９の頂部分１１０は、直径を有し、第２のシェル１０９の底部分１１１は、直径を有し、かくして、第２のシェル１０９の直径Ｄは、頂部分１１０から底部分１１１に向かう方向に増大している。換言すると、第２のシェル１０９は、上半分が狭くまたは細くかつ下半分が広いまたは太い形になっている。一実施形態では、第２のシェル１０９の底部分１１１は、第１のシェル１０１の側部分１０３に連結されている。第２のシェル１０９の頂部分１１０は、第１のシェル１０１の頂部分１０２を貫通したガスチャネルを有し、このガスチャネルの上流側は、入口ユニット１０６に結合されている。図示の実施形態の側部分１０３は、壁マウント１１２を備え、第２のシェル１０９の底部分１１１は、壁マウント１１２の上面に連結されている。第２のシェル１０９と第１のシェル１０１との連結部は、封止連結部である。例えば、Ｏリングが第１のシェル１０１の頂部分１０２と第２のシェル１０９の頂部分１１０との間に設けられ、別のＯリングが第１のシェル１０１の壁マウント１１２と第２のシェル１０９の底部分１１１との間に設けられている。かくして、第１のシェル１０１と第２のシェル１０９との間には第１の空間が画定され、この空間は、大気圧に維持されている。第１の空間内において、第２のシェル１０９を加熱する１つ以上の加熱ユニット１１３がこの第１の空間内に設けられるのが良い。

キャリヤ受座１１４が第１のシェル１０１内で昇降するよう構成されている。図示のように、キャリヤ受座１１４は、最も高い位置と最も低い位置（後者は点線で示されている）との間で動くことができる。キャリヤ受座１１４は、底部プレート１１５を有し、この底部プレートは、キャリヤ受座１１４が昇降しているときに動く。キャリヤ受座１１４は、最も高い位置まで上昇し、底部プレート１１５は、壁マウント１１２の底面に密接する。Ｏリングが壁マウント１１２と底部プレート１１５との間に設けられ、その結果、壁マウント１１２と底部プレート１１５もまた、封止接触状態にある。この時点で、第２のシェル１０９と底部プレート１１５は、第２の空間を画定する。

図示のように、壁マウント１１２と底部プレート１１５との封止接触部は、第１のシェル１０１を上半部と第１の空間および第２の空間を含む下半部に分割している。下半部の空間は、物体が一時的に留まるようにするための過渡的な空間である。底部プレート１１５が壁マウント１１２と封止接触関係をなすような仕方でキャリヤ受座１１４が上昇すると、第２の空間は、底部プレート１１５の下の過渡的空間と連通関係をなさず、第２の空間と過渡的空間は、互いに独立した圧力を有する。封止状態の第２の空間は、主として、コーティングプロセスのための反応領域として用いられる。キャリヤ受座１１４が最も低い位置まで下降すると、底部プレート１１５は、壁マウント１１２を出、その結果、第２の空間は、下に位置する過渡的空間と連通関係をなすようになり、第２の空間は、この時点で、反応領域としての役目を果たす条件を満たすことはない。

図示していないが、理解されるべきこととして、他の実施形態では、上昇した底部プレート１１５は、反応領域を形成するよう第２のシェル１０９と封止接触関係をなすよう構成されているのが良い。変形例として、上昇した底部プレート１１５はまた、反応領域を形成するよう第１の領域１０１の側部分１０３と封止接触関係をなすよう構成されても良い。すなわち、適当な封止手段を用いることによって、壁マウント１１２がなくても反応領域を構成して実現することができる。

第１のシェル１０１の材料は、セラミック（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃）であっても良く、あるいは、膨張率の小さな他の材料であっても良く、その結果、第１のシェル１０１は、反応領域または加熱ユニット１１３からの高温に耐えるよう断熱層としての役目を果たすことができるようになっている。第１のシェル１０１の外側は、熱伝導率の高い材料によって被覆されるのが良く、それにより加熱ユニット１１３によって生じた熱を第２のシェル１０９に容易に伝達することができる。第１のシェル１０１と第２のシェル１０９によって画定された第１の空間は、大気圧に維持される。第２のシェル１０９と壁マウント１１２と底部プレート１１５によって画定された反応領域は、コーティングを実施するのに適した真空環境であるよう制御される。壁マウント１１２と上昇した底部プレート１１５と第１のシェル１０１の底部分１０４によって画定された過渡的空間は、コーティングされた物体の汚染を阻止するよう真空環境であるよう制御される。過渡的空間の圧力は、排気ユニット１０７によって制御され、反応領域の圧力は、別の排気ユニット１０８によって制御される。図示のように、底部プレート１１５は、穴１１６を有し、反応キャビティ内に残留ガスがあればこれは穴１１６を通って排気ユニット１０８に排出される。別の加熱ユニット１１７が反応領域の下の温度を制御するよう底部プレート１１５の上に設けられるのが良い。

本発明のコーティング装置では、第２のシェルが漏斗と同様な拡大形状になっているので、第２のシェルによって画定された反応領域の空間を相対的に狭くすることができ、これは、コーティングプロセス後におけるクリーニング効率の向上に役立つ。さらに、第１のシェルと第２のシェルとの間に画定された第１の空間が大気圧に維持されるので、この第１の空間内に収容されている加熱ユニットにより生じた熱の反応領域への伝導効率は、真空環境内における熱伝導効率よりも良好であり、これは、反応領域の温度制御を助ける。

図２は、本発明の一実施形態に係るキャリヤ受座を示している。キャリヤ受座２００は、支持ポスト２０１およびキャリヤプレート２０２を有する。支持ポスト２０１は、第１のシェル１０１の底部分１０４から垂直に延びて図１に示されているように底部プレート１１５に連結されている。支持ポスト２０１の底部分は、駆動ユニット（図示せず）に連結されている。支持ポスト２０１は、底部分と反対側の頂部分を有し、頂部分は、キャリヤプレート２０２の底部分と封止連結関係をなしている。例えば、支持ポスト２０１の頂部分は、平坦面と傾斜面の組み合わせを有するのが良い。封止連結関係を具体化するために少なくとも１つのＯリングが支持ポスト２０１の頂部分とキャリヤプレート２０２の底部分との間に設けられるのが良い。キャリヤプレート２０２は、上方に向いた表面２０３を有し、この上方に向いた表面は、実質的に平らな表面である。キャリヤプレート２０２は、コーティングされるべき物体Ｌを支持する１つ以上の支持部分２０４をさらに有し、支持部分は、上方に向いた表面２０３から上方に延びている。図面に示されているように、支持部分２０４は、支持部分２０４と上方に向いた表面２０３が凹み空間を画定するよう上方に向いた表面２０３の周囲を包囲している。他の考えられる実施形態では、キャリヤプレート２０２は、コーティングされるべき物体の形状に合致するよう互いに異なる高さを備えた複数の支持部分２０４を有するのが良い。

支持部分２０４の頂面または一平面は、ガスケット２０５を備えるのが良く、ガスケット２０５をキャリヤプレート２０２の材料と同種のまたはこれとは異種の材料、例えばセラミックで作ることができる。ガスケット２０５の内側は、物体Ｌとの接触面として役立つ傾斜面として形成されるのが良い。ガスケット２０５のサイズは、物体Ｌのコーティングされるべき上面を少なくとも遮蔽することがないよう適切に選択される。図示のように、配置された物体Ｌと支持部分２０４と上方に向いた表面２０３は、反応性ガスをすんなりとは流入させない隙間を画定する。

支持ポスト２０１の本体は、不活性ガスのための入口管を備え、この入口管は、支持ポスト２０１の頂部分に設けられたベントまで延び、その結果、支持ポスト２０１の頂部分は、不活性ガスを提供することができるようになっている。キャリヤプレート２０２は、支持ポスト２０１に対応した位置に設けられていて不活性ガスがキャリヤプレート２０２の上方に向いた表面２０３を通過して隙間中に放出されてこの隙間を満たすようにするための空気入口を備えている。キャリヤプレート２０２は、複数のベント２０６をさらに有し、ベント２０６は、上方に向いた表面２０３からキャリヤプレート２０２の外側に向かって延びまたは支持部材２０４の内側から外方に延びている。かくして、キャリヤ受座２０４を反応キャビティ内に封止すると、反応キャビティの真空環境によりキャリヤ受座２０４に提供された不活性ガスがベント２０６を通って反応領域に流れ、そして反応領域から排気ユニット１０８によってさらに放出されるようになっている。かくして、物体Ｌの下側部分は、少なくとも、上方に向いた表面２０３と支持部分２０４と物体Ｌとによって画定された排気経路を有する。実際には、コーティングプロセス中、幾分かの堆積粒子が物体Ｌと支持部分２０４との間から物体の下部に入って物体Ｌの下面上に堆積する恐れが依然としてある。排気経路は、裏面上への望ましくない堆積を阻止することができる。通過した粒子は、不活性ガスによって上方に向いた表面２０３の縁まで吹き飛ばされるのが良く、そしてベント２０６を通って反応領域に戻るのが良い。かくして、物体の裏面の清浄度を維持することができ、かかる作用効果は、レンズの生産収率を向上させるのに特に役立つ。

図３は、別の実施形態に係るキャリヤプレートを示している。キャリヤ受座３００は、特定の物体Ｌの形状を満足させるために比較的高い支持部分３０４を有する。図４は、別の実施形態に係るキャリヤプレートを示している。コーティングプロセスが複数の小さなサイズの物体Ｌに施す場合、キャリヤ受座４００の支持部分４０４の頂部分がプレート４０５を備え、このプレートは、複数の物体Ｌを配置するための複数の中空部を有する。プレート４０５の下面と上側で見た表面４０３は、排気経路を画定し、この排気経路は、望ましくない堆積粒子を吹き払うようこれら物体Ｌの下を通る。

図５は、一実施形態に係る反応領域を示している。反応領域を画定している第２のシェル５００の頂端部に設けられたガスチャネルの下流側は、ガスを分散させるとともに堆積ガスの流れ方向を定める１枚以上のガスバリヤプレート５０１を備えている。一実施形態では、ガスバリヤプレート５０１に代えて多孔シャワーヘッド形プレートを用いることができる。図６は、別の実施形態に係る反応領域を示している。反応領域を画定する第２のシェル６００が湾曲した物体Ｌの形状に合致する湾曲構造体として構成されている。図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る反応領域を示している。反応領域を画定している第２のシェル７００が物体Ｌのアレイに合致する平らな頂部分を有するよう構成され、これは、物体Ｌの体積を最小限に抑えるのを助けまたは一様な堆積を生じさせるのを助ける。

上述の開示は、特定の実施形態の組み合わせの製作および使用に関する包括的な説明を提供している。種々の他の実施形態を上述の開示内容の精神および範囲から逸脱することなく構成することができ、したがって、これら実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれる。

１０１ 第１のシェル
１０２ 頂部分
１０３ 側部分
１０４ 底
１０５ 開口部
１０６ 入口ユニット
１０７ 排気ユニット
１０８ 排気ユニット
１０９ 第２のシェル
１１０ 頂部分
１１１ 底部分
１１２，１１３ 加熱ユニット
１１４ チャネル受座
１１５ 底部プレート
１１６ 穴
１１７ 加熱ユニット
２００ キャリヤ受座
２０１ 支持ポスト
２０２ キャリヤプレート
２０３ 上方に向いた表面
２０４ 支持部分
２０５ ガスケット
２０６ ベント
３００ キャリヤ受座
３０４ 支持部分
４００ キャリヤ受座
４０３ 上方に向いた表面
４０４ 支持部分
４０５ プレート
５００ 第２のシェル
５０１ ガスキャリヤプレート
６００ 第２のシェル
７００ 第２のシェル
Ｌ 物体
Ｄ 直径

Claims (9)

1. コーティング装置であって、
   頂部分および側部分を備えた第１のシェルであって、前記頂部分は入口ユニットに結合している第１のシェルと、
   前記第１のシェルの前記頂部分から少なくとも部分的に下方に末広がりに延びる状態で前記第１のシェル内に収容された第２のシェルと、
   コーティングされる物体を担持するキャリヤ受座であって、前記第１のシェル内で最も高い位置と最も低い位置との間で動くよう構成されたキャリヤ受座と、を有し、前記キャリヤ受座は、
   頂部分を備えていて該頂部分からガスを提供するよう構成された支持ポストと、
   前記支持ポストの前記頂部分に連結されたキャリヤプレートであって、上方に向いた表面および前記上方に向いた表面から上方に延びていて前記物体を支持するための支持部分を有するキャリヤプレートと、
   底部プレートと、を有し、
   前記第１のシェルと前記第２のシェルとの間には第１の空間が画定され、前記キャリヤ受座が前記最も高い位置に移動すると、前記第２のシェルおよび前記底部プレートは、コーティングプロセスのための反応領域として第２の空間を画定し、前記第１の空間は、前記第２の空間を包囲し、前記第１のシェルと前記第２のシェルは、互いに流体連通していない、コーティング装置。
2. 前記第２のシェルは、頂部分および底部分を有し、前記第２のシェルの前記頂部分は、直径を有し、前記第２のシェルの前記底部分は、直径を有し、前記第２のシェルの直径は、前記頂部分から前記底部分に向かう方向に増大している、請求項１記載のコーティング装置。
3. 前記第１のシェルの前記側部分は、壁マウントを有し、前記第２のシェルの前記底部分は、前記壁マウント上に載っている、請求項２記載のコーティング装置。
4. 前記第１の空間は、大気圧に維持される、請求項１記載のコーティング装置。
5. 前記第２のシェルの前記頂部分は、ガスチャネルを有し、前記ガスチャネルの下流側は、ガスを分散させるためのガスバリヤプレートを備えている、請求項１記載のコーティング装置。
6. 前記上方に向いた表面は、前記ガスを供給するよう構成された少なくとも１つの空気入口および前記キャリヤプレートの前記上方に向いた表面から外側まで延びる複数のベントを有し、
   前記支持部分と前記物体との間には、排気経路が画定され、前記ガスは、前記排気経路を通って前記空気入口から前記複数のベントまで流れる、請求項１記載のコーティング装置。
7. 前記支持部分は、ガスケットを有し、前記ガスケットの内側は、前記物体に接触する傾斜面を備えている、請求項１記載のコーティング装置。
8. 傾斜面が前記支持部分と前記上方に向いた表面との間に形成されている、請求項１記載のコーティング装置。
9. 前記支持部分は、プレートであり、前記プレートには、複数の物体を受け入れる複数の中空部が形成されている、請求項１記載のコーティング装置。