JP7430961B1 - 成膜装置及びこれに用いられる材料供給装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の成膜装置1は、少なくとも成膜材料Mと被成膜物Sが設けられ、所定の成膜雰囲気に設定可能な成膜チャンバ2を備える。成膜チャンバ2には、仕切バルブ21aを介して排気装置21が設けられ、仕切バルブ21aを開いて成膜チャンバ2の内部の気体を排気することで、成膜チャンバ2の内部を、たとえば蒸着処理に適した真空雰囲気に設定することができる。成膜チャンバ2の内部の圧力が低くなると、成膜材料Mの平均自由行程が大きくなり、また成膜材料の蒸発温度も下がるので、蒸着処理が促進される。なお、排気装置21及び仕切バルブ21aは、制御器6からの指令信号により制御される。
図3Aは、本実施形態の材料供給器3の第1例を示す図、図3Bは、本実施形態の材料供給器3の第2例を示す図、図3Cは、本実施形態の材料供給器3の第3例を示す図である。また、図4Aは、ノズルに設けた分散部材を示す正面図、図4Bは図4AのIVB矢視図、図4Cは図4AのIVC矢視図である。
図5は、本実施形態の高さ測定器4を示す縦断面図である。本実施形態の高さ測定器4は、図5に示すように、カメラを内蔵したレーザ変位センサ41と、配線管43とともにレーザ変位センサ41を気密に取り囲むケーシング42と、を備える。ケーシング42の底面には、レーザ光が透過するとともにカメラの視界を確保する開口部421が形成され、ここに気密状態を保持するガラス板422が設けられている。そして、レーザ変位センサ41の配線44は、配線管43を介して成膜チャンバ2の外部へ導出されるので、成膜チャンバ2の内部を真空状態にしても、レーザ変位センサ41及びその配線44は、大気圧雰囲気で使用することができる。
制御器6は、高さ測定器4により測定された溶融面の高さhに基づいて供給すべき成膜材料の質量を演算し、当該演算された質量の成膜材料Mをハースライナ23に供給するよう材料供給器3を制御する。すなわち、レーザ変位センサ41により測定位置P2にあるハースライナ23の溶融面の高さhが算出されるので、そのハースライナ23に残った成膜材料Mの容積が算出できる。たとえば、ハースライナ23が一様な円筒形状の容器である場合は、溶融面の高さhと容積は比例するので、この関係を用いて溶融面の高さhから残った成膜材料Mの容積を算出することができる。また、たとえば、ハースライナ23が一様な形状の容器ではない場合には、予め溶融面の高さhに対する容積の関係を求めておき、この関係を用いて溶融面の高さhから残った成膜材料Mの容積を算出すればよい。そして、残りの成膜材料Mが少なくなった場合には、不足する材料の容積と材料の比重とから不足する材料の質量を求め、材料供給器3を制御することで、不足する重量の顆粒状の成膜材料Mをそのハースライナ23に供給する。
2…成膜チャンバ
21…排気装置
21a…仕切バルブ
22…ハースホルダ(hearth holder)
23…ハースライナ(hearth liner)
24…加熱源
26…ハースホルダ駆動部
27…軸
28…被成膜物ホルダ
29…ホルダ駆動部
3…材料供給器
31…ホッパ
32…ボウルフィーダ
321…ボウル
322…シュート
323…ボウルフィーダノズル
33…計測供給機構
331…基台
332…ロードセル
333…受け皿
334…仕切板
335…受け皿
336…ダンプ機構
337…リニアフィーダ
338…リニアフィーダノズル
34…ノズル
341…開口壁
342…分散部材
342A…側板
342B…背板
342C…切欠き
342D…分散体
4…高さ測定器
41…レーザ変位センサ
42…ケーシング
421…開口部
422…ガラス板
43…配線管
44…配線
6…制御器
7…ロードロックチャンバ(load lock chamber)
71…仕切バルブ
M…成膜材料
S…被成膜物
P1…蒸発位置
P2…測定位置
P3…給材位置
Claims (8)
- 少なくとも成膜材料と被成膜物が設けられ、所定の成膜雰囲気に設定可能な成膜チャンバと、
前記成膜チャンバの内部に設けられ、前記成膜材料を収容するハースライナと、
前記成膜チャンバの内部に設けられ、前記ハースライナに収容された前記成膜材料を加熱する加熱源と、
前記ハースライナに前記成膜材料を供給する材料供給器と、
前記ハースライナに収容された前記成膜材料の溶融面の高さを測定する高さ測定器と、
前記高さ測定器により測定された溶融面の高さに基づいて供給すべき前記成膜材料の質量を演算し、当該演算された質量の前記成膜材料を前記ハースライナに供給するよう前記材料供給器を制御する制御器と、を備え、
前記材料供給器は、前記成膜材料を収容するホッパと、前記ホッパに収容された前記成膜材料を前記ハースライナに搬送する搬送機構と、搬送途中の前記成膜材料の質量を測定するロードセルとを含み、
前記制御器は、前記ロードセルにより測定された質量が前記演算された質量に達したか否かを判断し、前記ロードセルにより測定された質量が前記演算された質量に達したときに前記成膜材料を前記ハースライナに供給する成膜装置。 - 少なくとも成膜材料と被成膜物が設けられ、所定の成膜雰囲気に設定可能な成膜チャンバと、
前記成膜チャンバの内部に設けられ、前記成膜材料を収容するハースライナと、
前記成膜チャンバの内部に設けられ、前記ハースライナに収容された前記成膜材料を加熱する加熱源と、
前記ハースライナに前記成膜材料を供給する材料供給器と、
前記ハースライナに収容された前記成膜材料の溶融面の高さを測定する高さ測定器と、
前記高さ測定器により測定された溶融面の高さに基づいて供給すべき前記成膜材料の質量を演算し、当該演算された質量の前記成膜材料を前記ハースライナに供給するよう前記材料供給器を制御する制御器と、を備え、
前記材料供給器は、顆粒状の前記成膜材料に振動を印加して搬送するボウルフィーダと、前記ボウルフィーダから前記ハースライナへ搬送される途中の前記成膜材料の質量を逐次測定するロードセルと、を含み、
前記制御器は、前記ロードセルにより測定された質量が前記演算された質量に達するまで、前記ボウルフィーダを制御して顆粒状の前記成膜材料に振動を印加する成膜装置。 - 前記材料供給器及び/又は前記高さ測定器は、前記成膜チャンバの内部に設けられている請求項1又は2に記載の成膜装置。
- 前記成膜チャンバの内部において回転可能に設けられ、複数の前記ハースライナを同心円上に支持するハースホルダを備え、
複数の前記ハースライナのうち蒸発位置にある前記ハースライナに対し、前記加熱源により前記成膜材料を加熱し、
複数の前記ハースライナのうち前記蒸発位置とは異なる測定位置にある前記ハースライナに対し、前記高さ測定器により前記成膜材料の溶融面の高さを測定し、
複数の前記ハースライナのうち前記蒸発位置及び前記測定位置とは異なる給材位置にある前記ハースライナに対し、前記材料供給器により前記成膜材料を供給する請求項1又は2に記載の成膜装置。 - 前記材料供給器は、前記成膜材料を前記ハースライナに案内するノズルを含み、
前記ノズルは、鉛直方向に延在する円筒状のノズル本体と、当該ノズル本体の内部に設けられ、前記ノズル本体の上方から自然落下してきた顆粒状の前記成膜材料を分散させる分散部材と、を含む請求項1又は2に記載の成膜装置。 - 成膜装置に用いられる材料供給装置において、
成膜材料を収容するホッパと、
前記ホッパに収容された前記成膜材料を前記成膜装置のハースライナに搬送する搬送機構と、
搬送途中の前記成膜材料の質量を測定するロードセルと、
制御器と、を含み、
前記制御器は、前記ロードセルにより測定された質量が所定の質量に達したか否かを判断し、前記ロードセルにより測定された質量が前記所定の質量に達したときに前記成膜材料を前記ハースライナに供給する材料供給装置。 - 顆粒状の前記成膜材料に振動を印加して搬送するボウルフィーダを含み、
前記ロードセルは、前記ボウルフィーダから搬送される前記成膜材料の質量を逐次測定し、
前記制御器は、前記ロードセルにより測定された質量が前記所定の質量に達するまで、前記ボウルフィーダを制御して顆粒状の前記成膜材料に振動を印加する請求項6に記載の材料供給装置。 - 前記成膜材料を前記ハースライナに案内するノズルを含み、
前記ノズルは、
鉛直方向に延在する円筒状のノズル本体と、
当該ノズル本体の内部に設けられ、前記ノズル本体の上方から自然落下してきた顆粒状の前記成膜材料を分散させる分散部材と、を含む請求項6又は7に記載の材料供給装置。
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