(57)【要約】プラズマを微粒子の近傍に集中させることにより、微粒子の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆できるプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ方法を提供する。本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバー１３と、前記チャンバー内に配置され、微粒子１を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、微粒子１を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材２７と、前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極２１と、前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源２３と、前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、を具備することを特徴とする。
2009098784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と、
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、第１のリング状部材と、前記第１のリング状部材に対向して配置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第１容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第１容器部材の内面とによって形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項３において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記断面の内部形状が前記多角形である第２容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の一方側に位置された第１のリング状部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の他方側に位置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第２容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第２容器部材の内面とによって形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項１又は３において、前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
請求項５において、前記対向電極に電気的に接続された第２のプラズマ電源をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
請求項１又は３において、前記容器内に収容された微粒子又は電子部品に振動を加えるために前記アース遮蔽部材に打ち付ける打ち付け部材をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記第１容器部材の一方端と前記対向電極との間に配置された複数のアース板をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】
請求項８において、前記複数のアース板の相互間隔は５ｍｍ以下であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記容器の内面に対向するように配置された対向電極と、
前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記対向電極に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項において、前記排気機構によって前記容器内から前記チャンバー外へガスが排気される経路における最小径又は隙間が５ｍｍ以下であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に電流をパルス状に供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に電磁力をパルス状に供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に極性を反転させながら電流を供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に極性を反転させながら電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石を揺動させる揺動機構と、をさらに具備し、前記電磁石を揺動させながら前記磁性体粒子に電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか一項において、前記電磁石に超音波振動を加える電源をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか一項において、前記磁性体粒子はその表面にＤＬＣ微粒子又はＤＬＣ膜が被覆されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項において、前記対向電極は、前記重力方向に対して逆側の表面が前記逆側に凸の形状を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項において、前記プラズマ電源は、５０〜５００ｋＨｚの高周波電源であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１９】
重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面をアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２０】
重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面をアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２１】
微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石に電流をパルス状に供給する電源と、
を具備し、
前記磁性体粒子に電磁力をパルス状に供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする攪拌装置。
【請求項２２】
微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石に極性を反転させながら電流を供給する電源と、
を具備し、
前記磁性体粒子に極性を反転させながら電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする攪拌装置。
【請求項２３】
微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石を揺動させる揺動機構と、
を具備し、
前記電磁石を揺動させながら前記磁性体粒子に電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを微粒子の近傍に集中させることにより、微粒子又は電子部品の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆できるプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置及びプラズマＣＶＤ方法に関するものである。また、本発明は、径の小さい微粒子又は電子部品を攪拌する攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９（Ａ）は、従来のプラズマＣＶＤ装置の概略を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図である。
プラズマＣＶＤ装置は円筒形状のチャンバー３を有している。このチャンバー３の両端はチャンバー蓋２０によって閉じられている。チャンバー３の内部には容器１２９が配置されている。この容器１２９は、図９（Ｂ）に示すようにその断面が円形状を有している。そして、容器１２９の内部にはコーティング対象物である粉体（微粒子）１が収容されるようになっている。また、容器１２９は、電極としても機能し、プラズマ電源３１又は接地電位に接続されるようになっており、両者はスイッチ３２により切り替え可能に構成されている。図９（Ｂ）で示す断面は、重力方向に対して略平行な断面である。
容器１２９には回転機構（図示せず）が設けられている。この回転機構により容器１２９を矢印のように回転させることで該容器１２９内の粉体（微粒子）１を攪拌あるいは回転させながら被覆処理を行うものである。前記回転機構により容器１２９を回転させる際の回転軸は、略水平方向（重力方向に対して垂直方向）に平行な軸である。また、チャンバー３内の気密性は、容器１２９の回転時においても保持されている。
また、プラズマＣＶＤ装置は原料ガス導入機構及び真空排気機構を備えている。この原料ガス導入機構は筒状のガスシャワー電極２４を有している。また、プラズマＣＶＤ装置はプラズマパワー供給機構を備えている。このプラズマパワー供給機構はガスシャワー電極２４にスイッチ３３を介して接続されたプラズマ電源２５又は接地電位を有しており、両者はスイッチ３３により切り替え可能に構成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１６６６１号公報（第８３段落〜第９２段落、図７）
【発明の開示】
【０００３】
ところで、上記従来のプラズマＣＶＤ装置では、容器１２９内に収容された微粒子１の近傍に集中的にプラズマを発生させることができず、容器内における微粒子１から離れた領域にもプラズマが生じてプラズマが全体的に広がり分散してしまう。このため、コーティングされた微粒子が得られる量に対して投入した電力量が多くなり、エネルギー効率が低くなるという問題があった。
また、径の小さい微粒子は凝集するという性質を有するため、このような微粒子を十分に攪拌することは容易ではなかった。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、プラズマを微粒子又は電子部品の近傍に集中させることにより、微粒子又は電子部品の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆できるプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、径の小さい微粒子又は電子部品を十分に攪拌できる攪拌装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と、
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
尚、超微粒子とは、微粒子より粒径の小さい微粒子をいう。微粒子表面に超微粒子が被覆された状態としては、微粒子表面に超微粒子が連続的又は不連続に被覆された状態、微粒子表面に超微粒子の集合体が連続的又は不連続に被覆された状態、超微粒子と超微粒子の集合体が混在し且つ連続的又は不連続に被覆された状態を含むものである。
上記プラズマＣＶＤ装置によれば、前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の容器の表面をアース遮蔽部材によって遮蔽している。このため、前記収容面とそれに対向する対向電極との間にプラズマを発生させることができるとともに、前記収容面にプラズマ電力を集中させることができ、その結果、前記収容面上に位置された微粒子又は電子部品に集中的にプラズマ電力を供給することができる。したがって、プラズマを微粒子又は電子部品の近傍に集中させることにより、微粒子又は電子部品の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆することが可能となる。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、第１のリング状部材と、前記第１のリング状部材に対向して配置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第１容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第１容器部材の内面とによって形成されていることが好ましい。
上記プラズマＣＶＤ装置によれば、前記収容面を、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第１容器部材の内面とによって形成し、この収容面以外の容器の表面を、アース遮蔽部材によって遮蔽している。このため、前記収容面とそれに対向する対向電極との間にプラズマを発生させることができるとともに、前記収容面にプラズマ電力を集中させることができ、その結果、前記収容面に位置された微粒子又は電子部品に集中的にプラズマ電力を供給することができる。
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記断面の内部形状が前記多角形である第２容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の一方側に位置された第１のリング状部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の他方側に位置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第２容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第２容器部材の内面とによって形成されていることが好ましい。
また、プラズマＣＶＤ装置において、前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材をさらに具備することも可能である。
また、プラズマＣＶＤ装置において、前記対向電極に電気的に接続された第２のプラズマ電源をさらに具備することも可能である。
また、プラズマＣＶＤ装置において、前記容器内に収容された微粒子又は電子部品に振動を加えるために前記アース遮蔽部材に打ち付ける打ち付け部材をさらに具備することも可能である。
また、プラズマＣＶＤ装置において、前記第１容器部材の一方端と前記対向電極との間に配置された複数のアース板をさらに具備することが好ましい。これにより、アース板が対向電極となり、アース板と前記収容面との間にプラズマを発生させることができる。また、前記複数のアース板の相互間隔は、５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ以下である。
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記容器の内面に対向するように配置された対向電極と、
前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記対向電極に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
上記プラズマＣＶＤ装置によれば、前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面をアース遮蔽部材によって遮蔽している。このため、前記対向面とそれに対向する前記容器の内面との間にプラズマを発生させることができるとともに、前記対向面にプラズマ電力を集中させることができ、その結果、前記容器内に収容された微粒子又は電子部品に集中的にプラズマ電力を供給することができる。したがって、プラズマを微粒子又は電子部品の近傍に集中させることにより、微粒子又は電子部品の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆することが可能となる。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記排気機構によって前記容器内から前記チャンバー外へガスが排気される経路における最小径又は隙間が５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ以下である。これにより、プラズマが分散するのを抑制でき、異常放電も抑制することができる。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に電流をパルス状に供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に電磁力をパルス状に供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することも可能である。
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記容器の内面に対向するように配置された対向電極と、
前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記対向電極に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子の表面に該微粒子より粒径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記容器の内面に対向するように配置された対向電極と、
前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記対向電極に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該電子部品の表面に該電子部品より径の小さい微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に極性を反転させながら電流を供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に極性を反転させながら電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することも可能である。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石を揺動させる揺動機構と、をさらに具備し、前記電磁石を揺動させながら前記磁性体粒子に電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することも可能である。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記電磁石に超音波振動を加える電源をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記磁性体粒子はその表面にＤＬＣ微粒子又はＤＬＣ膜が被覆されていることが好ましい。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記対向電極は、前記重力方向に対して逆側の表面が前記逆側に凸の形状を有することが好ましい。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ電源は、５０〜５００ｋＨｚの高周波電源であることが好ましい。
本発明に係るプラズマＣＶＤ方法は、重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面をアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
本発明に係るプラズマＣＶＤ方法は、重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面をアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とする。
本発明に係る攪拌装置は、微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石に電流をパルス状に供給する電源と、
を具備し、
前記磁性体粒子に電磁力をパルス状に供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする。
本発明に係る攪拌装置は、微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石に極性を反転させながら電流を供給する電源と、
を具備し、
前記磁性体粒子に極性を反転させながら電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする。
本発明に係る攪拌装置は、微粒子又は電子部品を収容する容器と、
前記容器内に収容された磁性体粒子と、
前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、
前記電磁石を揺動させる揺動機構と、
を具備し、
前記電磁石を揺動させながら前記磁性体粒子に電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とする。
以上説明したように本発明によれば、プラズマを微粒子の近傍に集中させることにより、微粒子又は電子部品の表面に薄膜又は超微粒子を効率良く被覆できるプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ方法を提供することができる。
また、他の本発明によれば、径の小さい微粒子又は電子部品を十分に攪拌できる攪拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明に係る実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置示す断面図である。
図２は、図１に示す２−２線に沿った断面図である。
図３は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第１変形例を示す断面図である。
図４は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第２変形例を示す断面図である。
図５は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第３変形例を示す断面図である。
図６は、典型的なＤＬＣ膜をラマン分光分析法によって分析した結果を示すチャートである。
図７は、ＰＭＭＡの微粒子の表面に被覆されたＤＬＣをラマン分光分析法によって分析した結果を示すチャートである。
図８は、図７の成膜条件で作製された、表面にＤＬＣが被覆されたＰＭＭＡ微粒子を光学顕微鏡によって撮影した写真である。
図９（Ａ）は、従来のプラズマＣＶＤ装置の概略を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【０００５】
１…粉体（微粒子）、１ａ…磁性体粒子、３，１３…チャンバー、１１…重力方向、１２…電磁石、１２ａ…パルス制御可能な電源、１２ｂ…超音波振動制御可能な電極、１２ｃ…極性反転制御可能な電源、１２ｄ…揺動機構、１４…アース棒、１５…アースシールド部材、１６〜１８…、アース板、１９…排気口、２０，２１ａ，２１ｂ…チャンバー蓋、２０ａ…原料ガス発生源、２１，２４…ガスシャワー電極、２２…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、２３，２５，３１…プラズマ電源、２６…真空バルブ、２７，２７ａ…アース遮蔽部材、２８…アース遮蔽体、２９…第１容器部材、２９ａ…第２容器部材、２９ｂ…第１のリング状部材、２９ｃ…第２のリング状部材、２９ｄ…延出部、３０…容器、３１…金属部材、３２，３３…スイッチ、１２９…容器、１２９ａ…第２容器部材における多角形を構成する内面、１２９ｂ…第１のリング状部材の面、１２９ｃ…第２のリング状部材の面
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置を示す断面図である。図２は、図１に示す２−２線に沿った断面図である。このプラズマＣＶＤ装置は、微粒子（又は粉体）の表面に、該微粒子より粒径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆させるための装置である。
尚、本実施の形態では、微粒子に超微粒子又は薄膜を被覆させるプラズマＣＶＤ装置について説明しているが、本実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置は、微粒子に代えて径が１ｍｍ以下の電子部品の表面に該電子部品より径の小さい微粒子又は薄膜を被覆させる装置として用いることも可能である。
また、本実施の形態では、内部断面形状が多角形である容器に微粒子を収容し、この微粒子に超微粒子又は薄膜を被覆させるプラズマＣＶＤ装置について説明しているが、容器の内部断面形状は多角形に限られず、容器の内部断面形状を円形又は楕円形にすることも可能である。内部断面形状が多角形の容器と円形又は楕円形の容器との違いは、円形又は楕円形の容器に比べて多角形の容器の方が粒径の小さい微粒子に超微粒子又は薄膜を被覆できる点である。
図１及び図２に示すように、プラズマＣＶＤ装置は円筒形状のチャンバー１３を有している。このチャンバー１３の一方端はチャンバー蓋２１ａによって閉じられており、チャンバー１３の他方端はチャンバー蓋２１ｂによって閉じられている。チャンバー１３及びチャンバー蓋２１ａ，２１ｂそれぞれはアース（接地電位）に接続されている。
チャンバー１３の内部には円筒形状のアース遮蔽体２８が配置されている。このアース遮蔽体２８の一方端は閉じられており、アース遮蔽体２８の他方端は開口されている。アース遮蔽体２８は接地電位に接続されている。
アース遮蔽体２８の内部には微粒子１を収容する導電性の容器が配置されている。この容器は、第１容器部材２９と、第２容器部材２９ａと、第１のリング状部材２９ｂと、第２のリング状部材２９ｃとを有している。第１容器部材２９、第２容器部材２９ａ、第１及び第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃそれぞれは導電性を有している。
アース遮蔽体２８の内部には円筒形状の第１容器部材２９が配置されている。第１容器部材２９の一方端は閉じられており、第１容器部材２９の一方端側にはアース遮蔽体２８及びチャンバー１３の外側に延出した延出部２９ｄが形成されている。第１容器部材２９の他方端は開口されている。前記延出部２９ｄはプラズマ電源２３に電気的に接続されている。プラズマ電源２３は、高周波電力（ＲＦ出力）を供給する高周波電源、マイクロ波用電源、ＤＣ放電用電源、及びそれぞれパルス変調された高周波電源、マイクロ波用電源、ＤＣ放電用電源のいずれかであればよい。
第１容器部材２９の内部には第２容器部材２９ａが配置されており、第２容器部材２９ａは、図２に示すようにその断面が六角形のバレル形状を有しており、図２で示す断面は重力方向１１に対して略平行な断面である。なお、本実施の形態では、六角形のバレル形状の第２容器部材２９ａを用いているが、これに限定されるものではなく、六角形以外の多角形のバレル形状の第２容器部材を用いることも可能である。
第２容器部材２９ａの一方端は第１のリング状部材２９ｂによって第１容器部材２９の内部に取り付けられており、第２容器部材２９ａの他方端は第２のリング状部材２９ｃによって第１容器部材２９の内部に取り付けられている。言い換えると、第１のリング状部材２９ｂは第２容器部材２９ａの一方側に位置しており、第２のリング状部材２９ｃは第２容器部材２９ａの他方側に位置している。第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は第１容器部材２９の内面に繋げられており、第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は第２容器部材２９ａの内面よりガスシャワー電極（対向電極）２１側に位置されている。また、第１容器部材２９、第２容器部材２９ａ、第１及び第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃによって囲まれた領域は金属部材３１によって埋められている。
第１のリング状部材２９ｂと第２のリング状部材２９ｃとの距離（即ち第２容器部材２９ａの一方端と他方端との距離）は、第１容器部材２９の一方端と他方端との距離に比べて小さい。また、第１及び第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃそれぞれは第１容器部材２９の内側に配置されている。そして、第２容器部材２９ａの内面と第１及び第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃによって囲まれたスペースにはコーティング対象物としての粉体（微粒子）１が収容されるようになっている。言い換えると、第２容器部材２９ａにおける多角形を構成する内面１２９ａとこの内面１２９ａを囲む第１及び第２のリング状部材それぞれの面１２９ｂ，１２９ｃ（第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面）とによって収容面が構成され、この収容面上に微粒子１が位置されている。
また、第２容器部材２９ａには、プラズマ電源２３によって高周波電力が第１容器部材２９、金属部材３１及び第１、第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃを介して供給されるようになっている。それにより、第２容器部材２９ａは、電極としても機能し、前記容器内面に収容された粉体１に高周波電力を供給することができる。
第２容器部材２９ａにおける多角形を構成する内面１２９ａとこの内面１２９ａを囲む第１及び第２のリング状部材それぞれの面１２９ｂ，１２９ｃからなる収容面以外の容器の表面は、アース遮蔽部材２７によって覆われている。第１容器部材２９、第１及び第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃそれぞれとアース遮蔽部材２７とは５ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以下）の間隔を有している。アース遮蔽部材２７は接地電位に接続されている。このように高周波電力が供給される第１容器部材２９をアース遮蔽部材２７で覆うことにより、第２容器部材２９ａの内側に高周波出力を集中させることができ、その結果、容器内に収容された粉体１に集中的に高周波電力を供給することができるようになる。言い換えると、本実施の形態では、前記収容面のようなプラズマを発生させるプラズマ源の面積を従来のプラズマＣＶＤ装置に比べて１／３程度まで小さくすることができるため、高周波電力量を従来のプラズマＣＶＤ装置に比べて１／３程度まで小さくすることができる。
また、プラズマＣＶＤ装置は、チャンバー１３内に原料ガスを導入する原料ガス導入機構を備えている。この原料ガス導入機構は筒状のガスシャワー電極（対向電極）２１を有している。このガスシャワー電極２１は第２容器部材２９ａ内に配置されている。即ち、第２容器部材２９ａの他方側には開口が形成されており、この開口からガスシャワー電極２１が挿入されている。ガスシャワー電極２１はアースに接続されている。
前記容器内に収容されている微粒子１と対向する対向面以外のガスシャワー電極（対向電極）２１の表面はアース遮蔽部材２７ａによって遮蔽されている。このアース遮蔽部材２７ａとガスシャワー電極２１とは５ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以下）の間隔を有している。
ガスシャワー電極２１の一方側の前記対向面には、単数又は複数の原料ガスをシャワー状に吹き出すガス吹き出し口が複数形成されている。このガス吹き出し口は、ガスシャワー電極２１の底部（前記対向面）に配置され、第２容器部材２９ａに収容された粉体１と対向するように配置されている。即ち、ガス吹き出し口は第２容器部材２９ａの内面に対向するように配置されている。また、図２に示すように、ガスシャワー電極２１は、重力方向１１に対して逆側の表面が前記逆側に凸の形状を有している。言い換えると、ガスシャワー電極２１の断面形状は、底部以外が円形又は楕円形となっている。これにより、第２容器部材２９ａを回転させているときに円形又は楕円形とされた部分（凸形状の部分）に粉体１が乗っても、その粉体１をガスシャワー電極２１から落下させることができる。
ガスシャワー電極２１の他方側は真空バルブ２６を介してマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２の一方側に接続されている。マスフローコントローラ２２の他方側は図示せぬ真空バルブ及びフィルターなどを介して原料ガス発生源２０ａに接続されている。この原料ガス発生源２０ａは、粉体１に被覆する薄膜によって発生させる原料ガスの種類が異なるが、例えばＳｉＯ２膜を成膜する場合はＳｉＨ４ガス等を発生させるものとする。
また、ガスシャワー電極２１の他方側は真空バルブ（図示せず）を介して図示せぬマスフローコントローラ（ＭＦＣ）の一方側に接続されている。このマスフローコントローラの他方側はアルゴンガスボンベ（図示せず）に接続されている。
第１容器部材２９には回転機構（図示せず）が設けられており、この回転機構によりガスシャワー電極２１を回転中心として第１容器部材２９及び第２容器部材２９ａを図２に示す矢印のように回転又は振り子動作させることで第２容器部材２９ａ内の粉体（微粒子）１を攪拌あるいは回転させながら被覆処理を行うものである。前記回転機構により第１容器部材２９及び第２容器部材２９ａを回転させる際の回転軸は、略水平方向（重力方向１１に対して垂直方向）に平行な軸である。また、チャンバー１３内の気密性は、第１容器部材２９の回転時においても保持されている。
また、プラズマＣＶＤ装置は、チャンバー１３内を真空排気する真空排気機構を備えている。例えば、チャンバー１３には排気口１９が複数設けられており、排気口１９は真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
アース遮蔽体２８の他方端とチャンバー１３との間にはアースシールド部材１５が設けられている。アースシールド部材１５は、チャンバー１３の内面に取り付けられるとともに、アース遮蔽体２８の他方端との間隙が５ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以下）とされている。言い換えると、真空排気機構によって第１容器部材２９内からチャンバー１３外へガスが排気される経路における最小径又は隙間が５ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以下）とされている。ガスシャワー電極２１から第２容器部材２９ａ内に導入された原料ガスは、前記間隙を通って排気口１９から排気されるようになっている。このとき、前記間隙、前記最小径又は隙間を５ｍｍ以下とすることにより、第２容器部材２９ａ内に収容された粉体１の近傍にプラズマを閉じ込めることを妨げないようにすることができる。つまり、前記間隙、前記最小径又は隙間を５ｍｍより大きくすると、プラズマが分散してしまったり、異常放電を起こすおそれがある。言い換えると、前記間隙、前記最小径又は隙間を５ｍｍ以下とすることにより、排気口１９側にＣＶＤ膜が成膜されてしまうことを抑制できる。
また、ガスシャワー電極２１はヒーター（図示せず）を有している。ガスシャワー電極２１と第１容器部材２９の一方端との間には３枚のアース板１６〜１８が配置されている。これにより、第２容器部材２９ａ内面とアース板１６〜１８との間で放電させることができる。つまり、本装置を長時間作動させることでガスシャワー電極２１の表面に絶縁体のＣＶＤ膜が成膜されてしまい、その結果、ガスシャワー電極２１と第２容器部材２９ａとの間で放電が起こらなくなった場合に、ガスシャワー電極２１の代わりにアース板１６〜１８が対向電極となり、アース板１６〜１８と第２容器部材２９ａ内面との間で放電を起こすことができる。従って、アース板１６〜１８を設けることにより、本装置を長時間連続して作動させることができるようになる。
また、アース板１６〜１８の相互間隔は５ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以下）が好ましい。これにより、アース板１６〜１８の相互間の隙間にＣＶＤ膜が成膜されることを抑制できる。その結果、本装置をより長時間連続して作動させることが可能となる。
また、プラズマＣＶＤ装置は、第２容器部材２９ａの内面に収容された粉体１に振動を加えるための打ち付け部材としてのアース棒１４を有している。つまり、アース棒１４は、その先端を、駆動機構（図示せず）によってチャンバー１３及びアース遮蔽体２８それぞれに設けられた開口を通してアース遮蔽部材２７に打ち付けることができるようになっている。第１容器部材２９とともに回転しているアース遮蔽部材２７にアース棒１４を連続的に打ち付けることにより、第２容器部材２９ａ内に収容された粉体１に振動を加えることが可能となる。これにより、粉体１が凝集するのを防ぎ、粉体１の攪拌及び混合を促進することができる。尚、アース遮蔽部材２７と第１容器部材２９とは図示せぬ絶縁部材によって繋げられており、アース遮蔽部材２７からの振動が前記絶縁部材を通して第１容器部材２９に伝えられるようになっている。
また、プラズマ電源２３は、５０〜５００ｋＨｚの高周波電源を用いることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｋＨｚの高周波電源を用いることである。このように周波数の低い電源を用いることにより、５００ｋＨｚより高い周波数の電源を用いた場合に比べて、ガスシャワー電極２１と第２容器部材２９ａとの間、又はアース板１６〜１８と第２容器部材２９ａとの間より外側にプラズマが分散するのを抑制することができる。言い換えると、ガスシャワー電極２１と第２容器部材２９ａとの間、又はアース板１６〜１８と第２容器部材２９ａとの間にプラズマを閉じ込めることができる。５０〜５００ｋＨｚのＲＦプラズマを用いると、このような閉じられたプラズマ空間内、すなわちバレル（第２容器部材２９ａ）内で誘導加熱が起こりづらく、かつ成膜時に十分なＶＤＣが基板にかかるので、後述する実施例の成膜条件及び成膜結果に示すように硬質ＤＬＣ膜が容易に形成しやすい。逆に１３．５６ＭＨｚのようなＲＦプラズマを用いると、閉じられたプラズマ空間では、後述する実施例に対する比較例の成膜条件及び成膜結果に示すように基板にＶＤＣがかかりづらいので硬質ＤＬＣ膜が形成しにくい。
また、プラズマＣＶＤ装置は、電磁石１２によって粉体１を攪拌又は混合する電磁石攪拌機構を有している。この電磁石攪拌機構は、容器内に収容された磁性体粒子１ａと、この磁性体粒子１ａに電磁力を供給する電磁石１２と、この電磁石１２に電流をパルス状に供給するパルス制御可能な電源１２ａとを有している。そして、磁性体粒子１ａに電磁力をパルス状に供給することにより磁性体粒子１ａを攪拌することができる。つまり、電磁石１２への電力供給のオンとオフを繰り返すこと、即ちパルス入力により、粉体１に混合された磁性体粒子１ａを揺動又は振動させることができ、それにより粉体１を攪拌又は混合することが可能となる。また、磁性体粒子１ａは、その表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）が被覆されたものであっても良い。その場合、被覆されたＤＬＣ膜の厚さは、磁性体粒子の粒径の１０％程度が好ましい。ＤＬＣを被覆することによって磁性体粒子表面の摩擦係数を０．２以下と小さくすることができ、攪拌効率を高めることができると考えられる。ＤＬＣは接触角が８０°程度で高い濡れ性を有しているため、微粒子１に吸着されずに微粒子１を混合できると考えられる。また、磁性体粒子は、磁性体ではない微粒子の表面に磁性体薄膜を被覆させたものであっても良い。ただし、コーティング対象である粉体自体が磁性体を有するものであれば、コーティング対象の粉体以外に磁性体粒子を混合させなくても、電磁石攪拌機構によって粉体を攪拌又は混合することが可能である。また、磁性体粒子は、コーティング対象の微粒子１より粒径が大きくても小さくても良い。
尚、本実施の形態では、容器内に収容された磁性体粒子１ａと、この磁性体粒子１ａに電磁力を供給する電磁石１２と、この電磁石１２に電流をパルス状に供給するパルス制御可能な電源１２ａとを有する電磁石攪拌機構を用いているが、これに限定されるものではなく、次のように変更して実施することも可能である。
図３は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第１変形例を示す断面図であり、図２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図３に示すように、電磁石１２には、パルス制御可能な電源１２ａに加えて、超音波振動制御可能な電極１２ｂが接続されている。これにより、電磁石１２に超音波振動を加えることが可能となり、図２に示す電磁石攪拌機構に比べてより攪拌性能を高めることができる。
上記第１変形例においても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
図４は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第２変形例を示す断面図であり、図２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図４に示すように、電磁石１２には極性反転制御可能な電源１２ｃが接続されており、この電源１２ｃは電磁石１２に極性を反転させながら電流を供給するものである。これにより、磁性体粒子１ａに極性を反転させながら電磁力を供給することができる。
上記第２変形例においても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
尚、上記第２変形例において超音波振動制御可能な電極を電磁石１２にさらに接続することも可能である。
図５は、本発明の実施の形態による電磁石攪拌機構の第３変形例を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
図５に示すように、電磁石１２には、その電磁石１２を揺動させる揺動機構１２ｄが取り付けられている。これにより、電磁石１２を揺動させながら磁性体粒子１ａに電磁力を供給することができ、その結果、磁性体粒子１ａを攪拌することができる。
上記第３変形例においても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
尚、上記第３変形例において超音波振動制御可能な電極を電磁石１２にさらに接続することも可能である。
また、上述した電磁石攪拌機構は、攪拌装置としても把握することができる。つまり、攪拌装置は、微粒子を収容する容器と、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記容器外に配置され、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に電流を供給する電源と、を具備するものである。この攪拌装置においても上述した第１〜第３変形例を採用することも可能である。
次に、上記プラズマＣＶＤ装置を用いて粉体に超微粒子又は薄膜を被覆するプラズマＣＶＤ方法について説明する。ここでは、コーティング対象の微粒子１としてＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を用い、そのＰＭＭＡの微粒子にＤＬＣを被覆するものを例にとり説明する。
まず、複数の微粒子からなる粉体（ＰＭＭＡ）１を第２容器部材２９ａ内に収容する。粉体１の平均粒径は５０μｍ程度である。なお、ここでは、粉体１としてＰＭＭＡの微粒子を用いているが、他の粉体を用いることが可能である。また、この粉体１には磁性体粒子１ａが混合されており、この磁性体粒子の表面にはＤＬＣ膜が被覆されている。磁性体粒子１ａを用いる際は微粒子１の粒径が１μｍ以下であるときが好ましい。つまり、微粒子１の粒径が１μｍ以下である場合は、微粒子の凝集を防ぎながら攪拌することが難しいため、磁性体粒子１ａによっても攪拌することが好ましい。言い換えると、１μｍより大きい粒径の微粒子１の場合は、磁性体粒子１ａを使用しても良いし、使用しなくても良い。
この後、真空ポンプを作動させることによりチャンバー１３内を所定の圧力（例えば５×１０−５Ｔｏｒｒ程度）まで減圧する。これと共に、回転機構により第１容器部材２９及び第２容器部材２９ａを回転させることで、第２容器部材２９ａの内部に収容された粉末（微粒子）１が容器内面において攪拌又は回転される。なお、ここでは、第１容器部材２９及び第２容器部材２９ａを回転させているが、第１容器部材２９及び第２容器部材２９ａを回転機構によって振り子動作させることも可能である。
次いで、原料ガス発生源２０ａにおいて原料ガスとして例えばトルエン（Ｃ７Ｈ８）を発生させ、マスフローコントローラ２２によってトルエンを７ｃｃ／分の流量に制御し、アルゴンガスボンベから供給されたアルゴンガスを５ｃｃ／分の流量に制御し、これら流量制御されたトルエン及びアルゴンガスをガスシャワー電極２１の内側に導入する。そして、ガスシャワー電極２１のガス吹き出し口からトルエン及びアルゴンガスを吹き出させる。これにより、第２容器部材２９ａ内を攪拌又は回転しながら動いている微粒子１にトルエン及びアルゴンガスが吹き付けられ、制御されたガス流量と排気能力のバランスによって、ＣＶＤ法による成膜に適した圧力に保たれる。
また、第１容器部材２９とともに回転しているアース遮蔽部材２７に駆動機構によってアース棒１４を連続的に打ち付ける。これにより、第２容器部材２９ａ内に収容された粉体１に振動を加え、粉体１が凝集するのを防ぎ、粉体１の攪拌及び混合を促進させることができる。
また、パルス入力により電磁石１２へ電力を供給することによって、粉体１に混合された磁性体粒子１ａを揺動又は振動させ、それにより粉体１の攪拌及び混合を促進させる。
この後、第１容器部材２９にプラズマ電源２３の一例である高周波電源（ＲＦ電源）から１５０Ｗで２５０ｋＨｚのＲＦ出力が供給される。これにより、第１容器部材２９及び第１、第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃを通して第２容器部材２９ａと粉体１にＲＦ出力が供給される。この際、ガスシャワー電極２１は接地電位に接続されている。これにより、ガスシャワー電極２１と第２容器部材２９ａとの間にプラズマが着火され、第２容器部材２９ａ内にプラズマが発生され、ＤＬＣからなる超微粒子又は薄膜がＰＭＭＡの微粒子１の表面に被覆される。つまり、第２容器部材２９ａを回転させることによって微粒子１を攪拌し、回転させているため、微粒子１の表面全体に薄膜を均一に被覆することが容易にできる。
図６は、比較例としてのチャートであって、平行平板型のプラズマ装置によってＳｉウエハ上に成膜したＤＬＣ膜をラマン分光分析により分析したチャートである。図６に示すチャートの分析対象であるＤＬＣ膜は、次のような成膜条件で成膜されたものである。
（成膜条件）
プラズマ装置  ：  平行平板型
出力  ：  ９００Ｗ
ＲＦ周波数  ：  １３．５６ＭＨｚ
原料ガス  ：  トルエン
原料ガス流量  ：  １０ｃｃ／分
ＤＬＣ膜の膜厚  ：  １００ｎｍ
図７は、本実施の形態による粒径５０μｍのＰＭＭＡの微粒子の表面に被覆されたＤＬＣからなる超微粒子又は薄膜をラマン分光分析法によって分析した結果を示すチャートである。図７は、典型的なＤＬＣ膜をラマン分光分析法によって分析した結果を示すチャートである。
（成膜条件）
プラズマ装置  ：  図１の多角バレル型装置
出力  ：  １５０Ｗ
ＲＦ周波数  ：  ２５０ｋＨｚ
原料ガス  ：  トルエン
トルエン流量  ：  ７ｃｃ／分
Ａｒ流量  ：  ５ｃｃ／分
図６にはＤＬＣ膜の典型的な波形が示されている。この図６に示す波形を、本実施の形態によりＰＭＭＡの微粒子１に被覆された超微粒子又は薄膜に対する図７に示す波形と比較すると、ほぼ同じ波形となっていることから、本実施の形態により被覆された超微粒子又は薄膜はＤＬＣであるということができる。したがって、本実施の形態によるプラズマＣＶＤ方法においても膜質の良いＤＬＣを微粒子に被覆できることが確認された。
また、図８は、図７の成膜条件で作製された、表面にＤＬＣが被覆されたＰＭＭＡ微粒子を光学顕微鏡によって撮影した写真である。
ＰＭＭＡ微粒子は白色であるが、図８の写真には白色の微粒子が一つもないため、全てのＰＭＭＡ微粒子の表面にＤＬＣが被覆されていることが分かる。
また、図８の写真では、全ての微粒子の中央が白っぽくなっており、微粒子の中央から外周に向けて茶色が濃くなっている。これは、全ての微粒子において光が均一に反射されていることを示している。このように光の反射が均一であるなら、ＤＬＣは透明であるため、全てのＰＭＭＡ微粒子の表面にＤＬＣが極めて均一に被覆されているといえる。
上記実施の形態によれば、六角形のバレル形状の第２容器部材２９ａ自体を回転させることで粉体１自体を回転させ攪拌でき、更にバレルを六角形とすることにより、粉体１を重力により定期的に落下させることができる。このため、攪拌効率を飛躍的に向上させることができ、粉体を扱う時にしばしば問題となる水分や静電気力による粉体の凝集を防ぐことができる。つまり回転により、攪拌と、凝集した粉体１の粉砕を同時かつ効果的に行うことができる。したがって、粒径の非常に小さい微粒子１に該微粒子より粒径が更に小さい超微粒子又は薄膜を被覆することが可能となる。具体的には、粒径が５０μｍ以下の微粒子（特に５μｍ以下の微粒子）に超微粒子又は薄膜を被覆することが可能となる。
また、本実施の形態では、第１容器部材２９の内側であって第２容器部材２９ａと第１、第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃが配置された部分以外の部分と、第１容器部材２９の外側と、リング状部材における粉体１が収容されるスペースの反対側と（即ち、微粒子１を収容する収容面以外の容器の表面）をアース遮蔽部材２７によって覆っている。つまり、第２容器部材２９ａにおける多角形を構成する内面１２９ａとこの内面１２９ａを囲む第１及び第２のリング状部材それぞれの面１２９ｂ，１２９ｃからなる微粒子が収容される収容面以外の容器の表面を、アース遮蔽部材２７によって覆っている。このため、第２容器部材２９ａの内面とそれに対向するガスシャワー電極２１との間にプラズマを発生させることができる。つまり、第２容器部材２９ａの内側に高周波出力を集中させることができ、その結果、第２容器部材２９ａの内面に収容された粉体１（即ち前記収容面上に位置された粉体１）に集中的に高周波電力を供給することができ、高周波電力を効果的に粉体１に供給することができる。したがって、第２容器部材２９ａの内面と第１、第２のリング状部材２９ｂ，２９ｃとで囲まれた粉体１を収容するスペース以外の部分（前記収容面以外の容器の表面）にＤＬＣ膜が付着するのを抑制することができる。また、高周波電力量を従来のプラズマＣＶＤ装置に比べて小さくすることができる。
また、本実施の形態では、アース遮蔽部材２７にアース棒１４を連続的に打ち付けることにより、第２容器部材２９ａ内に収容された粉体１の攪拌及び混合を促進させることができる。また、電磁石１２によって粉体１の攪拌及び混合を促進させることができる。したがって、より小さい粒径を有する微粒子１に対しても均一性良くＤＬＣからなる超微粒子又は薄膜を被覆することが可能となる。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、微粒子に薄膜を成膜する成膜条件を適宜変更することも可能である。
また、上記実施の形態では、コーティング対象の微粒子１としてＰＭＭＡを用い、そのＰＭＭＡの微粒子１にＤＬＣを被覆するプラズマＣＶＤ方法について説明しているが、ＰＭＭＡ以外の微粒子にＤＬＣ以外の材料からなる超微粒子又は薄膜を被覆することに対して本実施の形態によるプラズマＣＶＤ方法を用いることも可能である。
また、上記実施の形態において容器の内部断面形状を円形にする場合は、例えば、図１及び図２に示すプラズマＣＶＤ装置から第２容器部材２９ａと金属部材３１を無くした装置に変更することにより実施することが可能となる。
また、上記実施の形態において容器の内部断面形状を楕円形にする場合は、例えば、図１及び図２に示すプラズマＣＶＤ装置から第２容器部材２９ａと金属部材３１を無くし、さらに第１容器部材２９の内部断面形状を楕円形にした装置に変更することにより実施することが可能となる。
また、上記実施の形態では、第１容器部材２９にプラズマ電源２３を接続し、ガスシャワー電極２１に接地電位を接続する構成としているが、これに限定されるものではなく、次のように変更して実施することも可能である。例えば、第１容器部材２９にプラズマ電源２３を接続し、ガスシャワー電極２１に第２のプラズマ電源を接続する構成とすることも可能である。また、第１容器部材２９に接地電位を接続し、ガスシャワー電極２１にプラズマ電源を接続する構成とすることも可能であり、この場合はアース遮蔽部材２７を有さないプラズマＣＶＤ装置としても良い。この場合、容器内に収容されている微粒子１と対向する対向面以外のガスシャワー電極（対向電極）２１の表面をアース遮蔽部材２７ａによって遮蔽しているため、前記対向面に高周波出力を集中させることができ、その結果、第２容器部材２９ａの内面に収容された粉体１（即ち前記収容面上に位置された粉体１）に集中的に高周波電力を供給することができ、高周波電力を効果的に粉体１に供給することができる。
【実施例】
【０００７】
［比較例］
（成膜条件）
図１のプラズマＣＶＤ装置
ＲＦ電源の周波数  ：  １３．５６ＭＨｚ
ガラス試料  ：  ２５×７５×１ｍｍ
Ｃ７Ｈ８流量  ：  ７ｃｃ／ｍｉｎ
Ａｒ流量  ：  ３ｃｃ／ｍｉｎ
反応圧力  ：  ９．８Ｐａ
ＲＦ出力  ：  １５０Ｗ
膜時間（回転なし）  ：  ３０ｍｉｎ
（成膜結果）
膜厚  ：  １．３２５μｍ
ヌープ硬度（５ｇ）  ：  ６０３
［実施例］
（成膜条件）
図１のプラズマＣＶＤ装置
ＲＦ電源の周波数  ：  ２５０ｋＨｚ
ガラス試料  ：  ２５×７５×１ｍｍ
Ｃ７Ｈ８流量  ：  ７ｃｃ／ｍｉｎ
Ａｒ流量  ：  ３ｃｃ／ｍｉｎ
反応圧力  ：  ９．５Ｐａ
ＲＦ出力  ：  １５０Ｗ
膜時間（回転なし）  ：  ３０ｍｉｎ
（成膜結果）
膜厚  ：  １．１５３μｍ
ヌープ硬度（５ｇ）  ：  ２０７２
実施例では、非常に硬いＤＬＣ膜が成膜された。このような硬いＤＬＣ膜は耐摩耗性に優れている。
【図１】
2009098784.tif 000003
【図２】
2009098784.tif 000004
【図３】
2009098784.tif 000005
【図４】
2009098784.tif 000006
【図５】
2009098784.tif 000007
【図６】
2009098784.tif 000008
【図７】
2009098784.tif 000009
【図９】
2009098784.tif 000010
【図８】
2009098784.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記チャンバー内に配置され、前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と、
前記容器内に配置され、前記アース遮蔽部材の内側に配置され、前記容器の一方端と前記対向電極との間に配置された複数のアース板と、
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記複数のアース板の相互間隔は５ｍｍ以下であり、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、第１のリング状部材と、前記第１のリング状部材に対向して配置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第１容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第１容器部材の内面とによって形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形である容器と、
前記チャンバー内に配置され、前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記収容面に対向するように配置された対向電極と、
前記容器内に配置され、前記アース遮蔽部材の内側に配置され、前記容器の一方端と前記対向電極との間に配置された複数のアース板と、
前記容器に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記複数のアース板の相互間隔は５ｍｍ以下であり、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項３において、前記容器は、前記断面の内部形状が円形状である第１容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記断面の内部形状が前記多角形である第２容器部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の一方側に位置された第１のリング状部材と、前記第１容器部材内に配置され、前記第２容器部材の他方側に位置された第２のリング状部材とを有し、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの外周は前記第１容器部材の内面に繋げられ、
前記第１及び第２のリング状部材それぞれの内周は前記第２容器部材の内面より前記対向電極側に位置され、
前記収容面は、前記第１及び第２のリング状部材が互いに対向する面と前記第２容器部材の内面とによって形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項１又は３において、前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
請求項５において、前記対向電極に電気的に接続された第２のプラズマ電源をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
請求項１又は３において、前記容器内に収容された微粒子又は電子部品に振動を加えるために前記アース遮蔽部材に打ち付ける打ち付け部材をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、微粒子又は電子部品を収容する容器であって重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形である容器と、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させる回転機構と、
前記容器内に配置され、前記容器の内面に対向するように配置された対向電極と、
前記チャンバー内に配置され、前記回転機構によって前記容器を回転又は振り子動作させた際に前記容器内に収容されている前記微粒子又は前記電子部品と対向する対向面以外の前記対向電極の表面を遮蔽するアース遮蔽部材と、
前記容器内に配置され、前記対向電極の一方端側の表面を遮蔽する前記アース遮蔽部材と前記容器の一方端との間に配置された複数のアース板と、
前記対向電極に電気的に接続されたプラズマ電源と、
前記容器内に原料ガスを導入するガス導入機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
を具備し、
前記複数のアース板の相互間隔は５ｍｍ以下であり、
前記回転機構を用いて前記容器を回転又は振り子動作させることにより該容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法を用いることで、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至７、１０のいずれか一項において、前記排気機構によって前記容器内から前記チャンバー外へガスが排気される経路における最小径又は隙間が５ｍｍ以下であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至７、１０、１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に電流をパルス状に供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に電磁力をパルス状に供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至７、１０、１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石に極性を反転させながら電流を供給する電源と、をさらに具備し、前記磁性体粒子に極性を反転させながら電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至７、１０、１１のいずれか一項において、前記容器内に収容された磁性体粒子と、前記磁性体粒子に電磁力を供給する電磁石と、前記電磁石を揺動させる揺動機構と、をさらに具備し、前記電磁石を揺動させながら前記磁性体粒子に電磁力を供給することにより前記磁性体粒子を攪拌することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか一項において、前記電磁石に超音波振動を加える電源をさらに具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか一項において、前記磁性体粒子はその表面にＤＬＣ微粒子又はＤＬＣ膜が被覆されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１７】
請求項１乃至７、１０乃至１６のいずれか一項において、前記対向電極は、前記重力方向に対して逆側の表面が前記逆側に凸の形状を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１８】
請求項１乃至７、１０乃至１７のいずれか一項において、前記プラズマ電源は、５０〜５００ｋＨｚの高周波電源であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１９】
重力方向に対して略平行な断面の内部形状が円形であり、且つチャンバー内に配置された容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を、前記チャンバー内に配置されたアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内に且つ前記アース遮蔽部材の内側に且つ前記容器の一方端と前記対向電極との間に複数のアース板を配置し、
前記複数のアース板の相互間隔を５ｍｍ以下とし、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２０】
重力方向に対して略平行な断面の内部形状が多角形であり、且つチャンバー内に配置された容器内に微粒子又は電子部品を収容し、
前記微粒子又は前記電子部品を収容する収容面以外の前記容器の表面を、前記チャンバー内に配置されたアース遮蔽部材で遮蔽し、
前記収容面に対向させた対向電極を前記容器内に配置し、
前記容器内に且つ前記アース遮蔽部材の内側に且つ前記容器の一方端と前記対向電極との間に複数のアース板を配置し、
前記複数のアース板の相互間隔を５ｍｍ以下とし、
前記容器内を真空排気し、
前記断面に対して略垂直方向を回転軸として前記容器を回転又は振り子動作させ、
前記容器内に原料ガスを導入し、
前記容器にプラズマパワーを供給することにより、前記容器内の微粒子又は電子部品を攪拌あるいは回転させながらプラズマＣＶＤ法により、該微粒子又は該電子部品の表面に該微粒子又は該電子部品より径の小さい超微粒子又は薄膜を被覆することを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【国際調査報告】
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