(57)【要約】【課題】  真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできるハース機構及び成膜装置、並びに該ハース機構に好適に用いられるハンドリング機構を提供する。【解決手段】  ハース機構２は、成膜材料Ｍａを保持する主ハース２１と、主ハース２１を取り囲む側壁２２ｂ〜２４ｂを有しており主ハース２１の周囲に多重に配置された複数のカバー２２〜２４を有する。カバー２２〜２４は、成膜材料Ｍａの堆積物Ｄによる主ハース２１と補助陽極６との短絡を防止する。また、堆積物Ｄが溜まったカバー２２、２３を順次移動することにより、カバー２２〜２４の全てに堆積物Ｄが溜まるまで真空容器１０の真空状態を維持したまま成膜作業を行えるので、真空容器１０の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記成膜材料の一端を露出させた状態で前記成膜材料を保持する主ハースと、
前記主ハースを取り囲む側壁を有しており、前記主ハースの周囲に多重に配置された複数のカバーと
を備えることを特徴とする、ハース機構。
【請求項２】
前記複数のカバーが前記主ハースの周りを回転可能であることを特徴とする、請求項１に記載のハース機構。
【請求項３】
前記複数のカバーが、前記側壁の上端に一または複数の係合部を有することを特徴とする、請求項２に記載のハース機構。
【請求項４】
前記複数のカバーのうち少なくとも一つの前記カバーが、下方から支持力を受けるための被支持部を前記側壁に有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハース機構。
【請求項５】
前記複数のカバーのうち少なくとも二つの前記カバーが前記被支持部を有しており、前記主ハースを取り囲む前記側壁の中心軸線からの前記被支持部の距離が各カバー毎に異なることを特徴とする、請求項４に記載のハース機構。
【請求項６】
前記複数のカバーのうち少なくとも二つの前記カバーが前記被支持部を有しており、前記少なくとも二つのカバーそれぞれの前記被支持部が、前記中心軸線に沿った方向に互いに間隔をおいて配置されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のハース機構。
【請求項７】
成膜材料を保持する主ハースを取り囲む側壁を有し前記主ハースの周囲に配置されたカバーを真空容器内のカバー待避位置へ移送するためのハンドリング機構であって、
前記カバーを支持するカバー支持部と、
前記真空容器の外部に設けられ、前記カバー支持部の位置を制御するための操作部と
を有することを特徴とする、ハンドリング機構。
【請求項８】
前記真空容器の天井部分に取り付けられ、上下方向に伸縮可能に構成され、下端に前記カバー支持部が設けられたアーム部と、
前記カバーを前記主ハースの上方から前記カバー待避位置へ移送する移送手段と
を更に有することを特徴とする、請求項７に記載のハンドリング機構。
【請求項９】
前記アーム部がパンタグラフ構造を有することを特徴とする、請求項８に記載のハンドリング機構。
【請求項１０】
前記アーム部に沿って伸びる回転軸を更に有し、
前記カバー支持部が、前記回転軸の回転に応じて開閉するとともに前記カバーを下方から支持する複数の爪部を有することを特徴とする、請求項８または９に記載のハンドリング機構。
【請求項１１】
成膜材料を拡散させて被処理物に付着させることにより成膜を行う成膜装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、前記成膜材料の一端を露出させた状態で前記成膜材料を保持する主ハース、及び前記主ハースを取り囲む側壁を有しており前記主ハースの周囲に多重に配置された複数のカバーを有するハース機構と、
前記真空容器内に設けられ、前記ハース機構が保持する前記成膜材料と対向するように前記被処理物を支持する被処理物支持部と
を備えることを特徴とする、成膜装置。
【請求項１２】
前記カバーを支持するカバー支持部と、前記真空容器の外部に設けられ前記カバー支持部の位置を制御するための操作部とを有し、前記複数のカバーのうち少なくとも一つの前記カバーを前記真空容器内のカバー待避位置へ移送するハンドリング機構を更に備え、
前記真空容器が、前記カバー支持部を収容する収容室を有することを特徴とする、請求項１１に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記収容室を開閉するシャッタ機構を更に備えることを特徴とする、請求項１２に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記シャッタ機構が冷却管を有することを特徴とする、請求項１３に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハース機構、ハンドリング機構、及び成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理物の表面に成膜材料を成膜する方法として、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法がある。この方法では、蒸発した成膜材料の一部が成膜材料付近に留まり、成膜材料を保持する主ハース（主陽極）の縁や、主ハースの周囲に配置された補助陽極に堆積する。この堆積物が過度に堆積して主ハースと補助陽極とが短絡されると、主陽極及び補助陽極それぞれの機能が失われてしまう。
【０００３】
これに対し、例えば特許文献１に開示された蒸着装置においては、補助陽極への成膜材料の付着を防止するためのカバーを主ハースの周囲に設けている。図７は、この蒸着装置の主ハース付近の構成を示す側面断面図である。この蒸着装置においては、成膜材料Ｍａを保持する主ハース１０１と、その周囲に設けられた環状の補助陽極１０２との間に、カバー１０３を配置している。これにより、成膜材料の堆積物による主ハース１０１と補助陽極１０２との短絡を防いでいる。また、特許文献１には、カバー１０３の壁面に付着した堆積物に衝撃を加えて落下させることにより、真空容器の真空状態を維持したまま長時間の成膜作業を可能とする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０００８５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カバー１０３の内側に堆積物が過度に堆積されると、成膜材料の蒸発経路に影響を及ぼし、被処理物に成膜される膜の膜質や膜厚分布が変化してしまう。従って、カバー１０３の内側に堆積物が或る程度溜まると、真空容器の真空状態を解除してこの堆積物を除去しなければならない。この堆積物除去作業の頻度をより少なくできれば、真空容器の真空状態をさらに長時間維持して成膜作業を行えるので、さらに効率よく成膜できる。
【０００６】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできるハース機構及び成膜装置、並びに該ハース機構に好適に用いられるハンドリング機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、成膜材料の一端を露出させた状態で成膜材料を保持する主ハースと、主ハースを取り囲む側壁を有しており、主ハースの周囲に多重に配置された複数のカバーとを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記したハース機構では、主ハースの周囲に複数のカバーが多重に配置されている。これら複数のカバーは、主ハースを取り囲む側壁を有しているので、成膜材料の堆積物による主ハースと補助陽極との短絡を防止できる。また、成膜材料の堆積物は、複数のカバーのうち主ハースの最も近くに配置されているカバーの内側に溜まるので、このカバーを移動することにより、堆積物を除去できるとともに、このカバーの外側に位置する残りのカバーを用いて堆積物をさらに溜めることができる。このように、上記ハース機構によれば、複数のカバーの全てに堆積物が溜まるまで真空容器の真空状態を維持したまま成膜作業を行えるので、真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできる。
【０００９】
また、ハース機構は、複数のカバーが主ハースの周りを回転可能であることを特徴としてもよい。本発明者らの知見によれば、カバーに堆積する成膜材料の堆積物は、特定の方向に偏って堆積する傾向がある。このハース機構によれば、カバーを回転させることによって、カバー内側の堆積物の堆積量を方向に因らず均一化できる。従って、カバー内側により多くの堆積物を堆積させることができ、真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をさらに少なくできる。また、この場合、複数のカバーが、側壁の上端に一または複数の係合部を有することが好ましい。これにより、例えばこの係合部に係合する突起等を有する部材を用いてカバーを容易に回転させることができる。
【００１０】
また、ハース機構は、複数のカバーのうち少なくとも一つのカバーが、下方から支持力を受けるための被支持部を側壁に有することを特徴としてもよい。これにより、成膜材料の堆積物が溜まったカバーを容易に持ち上げ、移送することができる。また、複数のカバーのうち少なくとも二つのカバーが被支持部を有する場合には、主ハースを取り囲む側壁の中心軸線からの被支持部の距離が各カバー毎に異なることが好ましい。或いは、複数のカバーのうち少なくとも二つのカバーが被支持部を有しており、少なくとも二つのカバーそれぞれの被支持部が、中心軸線に沿った方向に互いに間隔をおいて配置されていることが好ましい。これらにより、成膜材料の堆積物が溜まったカバーの被支持部を支持する際に、他のカバーの被支持部による干渉を防止できる。
【００１１】
また、本発明によるハンドリング機構は、成膜材料を保持する主ハースを取り囲む側壁を有し主ハースの周囲に配置されたカバーを真空容器内のカバー待避位置へ移送するためのハンドリング機構であって、カバーを支持するカバー支持部と、真空容器の外部に設けられ、カバー支持部の位置を制御するための操作部とを有することを特徴とする。このハンドリング機構によれば、真空容器外の操作部を作業者が操作することにより、真空容器の真空状態を保ったまま、成膜材料の堆積物が溜まったカバーをカバー待避位置へ容易に移動できる。
【００１２】
また、ハンドリング機構は、真空容器の天井部分に取り付けられ、上下方向に伸縮可能に構成され、下端にカバー支持部が設けられたアーム部と、カバーを主ハースの上方からカバー待避位置へ移送する移送手段とを更に有することを特徴としてもよい。このハンドリング機構では、アーム部が下方へ延びることによってカバー支持部をカバーに近づけ、カバー支持部がカバーを支持した後にアーム部が縮むことによってカバーを上方へ持ち上げる。そして、このカバーを移送手段によってカバー待避位置へ移送する。このハンドリング機構によれば、真空容器の真空状態を保ったまま、成膜材料の堆積物が溜まったカバーをカバー待避位置へ容易に移動できる。
【００１３】
また、ハンドリング機構は、アーム部がパンタグラフ構造を有することを特徴としてもよい。これにより、伸縮可能なアーム部を簡易に構成できる。
【００１４】
また、ハンドリング機構は、アーム部に沿って伸びる回転軸を更に有し、カバー支持部が、回転軸の回転に応じて開閉するとともにカバーを下方から支持する複数の爪部を有することを特徴としてもよい。このハンドリング機構によれば、カバー支持部をカバーの上方から近接させた際に、カバー支持部の爪部を開閉することにより、爪部によって該カバーを下方から容易に支持できる。
【００１５】
また、本発明による成膜装置は、成膜材料を拡散させて被処理物に付着させることにより成膜を行う成膜装置であって、真空容器と、真空容器内に設けられ、成膜材料の一端を露出させた状態で成膜材料を保持する主ハース、及び主ハースを取り囲む側壁を有しており主ハースの周囲に多重に配置された複数のカバーを有するハース機構と、真空容器内に設けられ、ハース機構が保持する成膜材料と対向するように被処理物を支持する被処理物支持部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この成膜装置によれば、上述したハース機構と同様に、複数のカバーの全てに堆積物が溜まるまで真空容器の真空状態を維持したまま被処理物に対して成膜作業を行えるので、真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできる。
【００１７】
また、成膜装置は、カバーを支持するカバー支持部と、真空容器の外部に設けられカバー支持部の位置を制御するための操作部とを有し、複数のカバーのうち少なくとも一つのカバーを真空容器内のカバー待避位置へ移送するハンドリング機構を更に備え、真空容器が、カバー支持部を収容する収容室を有することを特徴としてもよい。この成膜装置によれば、ハンドリング機構の操作部を作業者が操作することにより、真空容器の真空状態を保ったまま、成膜材料の堆積物が溜まったカバーをカバー待避位置へ容易に移動できる。また、この成膜装置によれば、成膜中には使用されないハンドリング機構を真空容器内に好適に収容できる。
【００１８】
また、成膜装置は、収容室を開閉するシャッタ機構を更に備えることを特徴としてもよい。これにより、成膜中に成膜材料がカバー支持部に付着することを防止できる。この場合、シャッタ機構は、成膜による過熱を防止するために冷却管を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるハース機構及び成膜装置によれば、真空容器の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできる。また、本発明によるハンドリング機構によれば、真空容器の真空状態を保ったまま、ハース機構を容易に取り扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるハース機構、ハンドリング機構、及び成膜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。
【００２１】
図１は、本発明による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。
【００２２】
本実施形態の成膜装置１は、ハース機構２、搬送機構３、ハンドリング機構４、補助陽極６、プラズマ源７、真空容器１０、及びシャッタ機構１３を備える。
【００２３】
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を蒸発させる成膜室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、後述するカバー２２及び２３を待避しておくためのカバー待避室１０ｄと、後述するカバー支持部４３を収容しておくための収容室１０ｆ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。
【００２４】
搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向するように被処理物１１を支持する被処理物支持部である。本実施形態における搬送機構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）に搬送する構成となっている。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。或いは、該板状部材の上に有機ＥＬ層などの機能素子層が形成された基板生産物を被処理物１１としてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
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へ導く主ハース２１を有する。主ハース２１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。このプラズマＰが入射する主ハース２１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。
【００２７】
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を保持する主ハース２１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、主ハース２１に入射するプラズマＰの向きを制御する。
【００２８】
成膜材料Ｍａとしては、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電材料や、ＳｉＯＮなどの絶縁封止材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース２１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主ハース２１が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース２１にプラズマＰが照射されると、プラズマＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発し、プラズマＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室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の先端部分が主ハース２１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。
【００２９】
また、ハース機構２は、主ハース２１の周囲に多重に配置された複数のカバー２２〜２４を更に有する。この複数のカバー２２〜２４は、例えば銅などの材質からなり、成膜材料Ｍａが成膜時に主ハース２１の周囲に堆積することによる主ハース２１と補助陽極６との短絡を防止するために設けられる。また、後に詳述するように、複数のカバー２２〜２４は互いに積み重なって配置されており、個別に移動されることが可能となっている。従って、カバー２２に或る程度の堆積物が溜まるとカバー２２を主ハース２１から待避させ、その後にカバー２３に堆積物が溜まるとカバー２３を主ハース２１から待避させる。これにより、カバー２２〜２４の全てに堆積物が溜まるまで、真空容器１０の真空状態を解除することなく成膜を行うことができる。
【００３０】
図２は、ハース機構２及びその周辺構造を詳細に示す側面断面図である。図２を参照すると、ハース機構２が有するカバー２２〜２４は、円筒状の有底容器であり、主ハース２１を多重に取り囲むように配置された側壁２２ｂ〜２４ｂを有する。また、カバー２２〜２４の底部には、主ハース２１が挿通される円形の開口２２ａ〜２４ａが形成されている。そして、カバー２２〜２４は、主ハース２１の周囲に互いに積み重ねられて配置されており、これらの開口２２ａ〜２４ａに主ハース２１が下方から挿通されている。なお、カバー２２〜２４の側壁２２ｂ〜２４ｂの中心軸線Ｃ１は、環状の補助陽極６の中心軸線とほぼ一致している。これに対し、主ハース２１の中心軸線Ｃ２は、中心軸線Ｃ１に対してプラズマ源７（図１参照）の方向に偏っている。
【００３１】
また、カバー２２〜２４は、互いに固定されていないため、主ハース２１の周りを回転可能となっている。但し、カバー２２〜２４の円形の開口２２ａ〜２４ａの中心軸線が中心軸線Ｃ１と一致しているため、開口２２ａ〜２４ａと主ハース２１との間には隙間が生じる。この隙間を無くし、中心軸線Ｃ１を中心としてカバー２２〜２４を回転させるために、主ハース２１の周囲にスペーサ２５が配置されている。スペーサ２５は、円板状に形成されており、主ハース２１と嵌合する貫通孔２５ａと、外周面２５ｂとを有する。外周面２５ｂは、カバー２２〜２４のうち最も外方（下方）に位置するカバー２４の開口２４ａと隙間嵌合している。
【００３２】
ここで、図３は、カバー２２の形状を示す斜視図である。図３に示すように、
カバー２２の側壁２２ｂの上部は、カバー２２の側方へ向けて徐々に反っている。そして、側壁２２ｂの上端付近の外側面は、中心軸線Ｃ１に対してほぼ垂直に拡がる平坦面、すなわち下方から支持力を受けるための被支持部２２ｄとなっている。また、側壁２２ｂの上端付近の外側面には、係合部２２ｃが形成されている。本実施形態においては、係合部２２ｃは、中心軸線Ｃ１に沿った方向に形成された貫通孔からなる。
【００３３】
複数の係合部２２ｃは、カバー２２の周方向に沿って等間隔に形成されている。そして、例えば係合部２２ｃと係合する突起１２ａを有する棒状の部材１２を用い、この突起１２ａを係合部２２ｃに引っ掛けて周方向に力を加えることにより、カバー２２を回転させることができる。なお、係合部２２ｃは、本実施形態のようにカバー２２の周方向に沿って複数形成されていることが好ましいが、側壁２２ｂの上端付近に一つだけ形成されていてもよい。
【００３４】
再び図２を参照する。カバー２３は、上述したカバー２２（図３）と同様の形状を有する。すなわち、カバー２３の側壁２３ｂの上部は、カバー２３の側方へ向けて徐々に反っている。そして、側壁２３ｂの上端付近の外側面は、中心軸線Ｃ１に対してほぼ垂直に拡がっており、下方から支持力を受けるための被支持部２３ｄとなっている。
【００３５】
但し、カバー２３の被支持部２３ｄは、その中心軸線Ｃ１からの距離が、カバー２２の被支持部２２ｄとは異なっている。具体的には、カバー２３の外縁部の直径がカバー２２の外縁部の直径よりも小さくなっているため、側壁２３ｂの上端付近に形成された被支持部２３ｄと中心軸線Ｃ１との距離は、側壁２２ｂの上端付近に形成された被支持部２２ｄと中心軸線Ｃ１との距離よりも短くなっている。或いは、カバー２２の被支持部２２ｄとカバー２３の被支持部２３ｄとは、例えば被支持部２３ｄとカバー２４との間隔のように中心軸線Ｃ１に沿った方向に互いに間隔をおいて配置されてもよい。
【００３６】
カバー２３の側壁２３ｂの上端付近の外側面には、係合部２３ｃが形成されている。係合部２３ｃは、中心軸線Ｃ１に沿った方向に形成された貫通孔からなる。カバー２３の係合部２３ｃは、カバー２３の周方向に沿って等間隔に形成されている。
【００３７】
カバー２４は、上述したカバー２２（図３）と同様に、カバー２３の周方向に沿って等間隔に形成された係合部２４ｃを有する。
【００３８】
再び図１を参照する。ハンドリング機構４は、上述した複数のカバー２２〜２４のうち、最も外側に配置されたカバー２４を除く残りのカバー２２及び２３を、真空容器１０のカバー待避室１０ｄ内に設定されたカバー待避位置１０ｅへ移送するための機構である。ハンドリング機構４は、カバー２２及び２３を支持して持ち上げるためのカバー支持部４３を有する。また、ハンドリング機構４は、アーム部４１を有する。アーム部４１は、真空容器１０における搬送室１０ａ上の天井部分に取り付けられ、且つ上下方向に伸縮可能に構成されており、その下端にカバー支持部４３が固定されている。また、ハンドリング機構４は、カバー支持部４３によって持ち上げられたカバー２２及び２３をカバー待避位置１０ｅへ移送するためのテーブル４８を有する。
【００３９】
収容室１０ｆは、搬送室１０ａ上に設けられており、ハンドリング機構４が使用されない時には、アーム部４１及びカバー支持部４３が収容室１０ｆに収容される。収容室１０ｆは、カバー支持部４３が成膜室１０ｂ内へ出て行くために天板１０ｈに形成された開口１０ｇを有しており、該開口１０ｇはシャッタ機構１３によって開閉される。
【００４０】
図４は、ハンドリング機構４の詳細な構成を示す側面図である。図４を参照すると、ハンドリング機構４のアーム部４１は、一対のリンク４１ａが互いに中心同士でピン結合されてなる単位構造が、複数段にわたって結合されたパンタグラフ構造を有する。アーム部４１は、この構造によって上下方向に伸縮可能となっている。このアーム部４１の一端（下端）にはカバー支持部４３が取り付けられている。また、アーム部４１の他端（上端）におけるリンク４１ａの先端にはボールねじ用の一対のナット４４ａ及び４４ｂが取り付けられており、ねじ軸４６ａの回転に応じて一対のナット４４ａ及び４４ｂの距離が変化する構成となっている。ねじ軸４６ａの先端には操作部としてハンドル４６ｂが取り付けられており、ハンドル４６ｂを作業者が操作することによってアーム部４１を伸縮させることができる。すなわち、このハンドリング機構４においては、ハンドル４６ｂを作業者が操作することにより、カバー支持部４３の上下方向位置を制御できる。
【００４１】
カバー支持部４３は、アーム部４１によって支持された基板４３ａと、基板４３ａの縁部に設けられた３個以上のフィンガ部４３ｂと、基板４３ａの下面に設けられた突起４３ｄと、基板４３ａに対して上下方向に移動可能に設けられた移動板４３ｅとを有する。フィンガ部４３ｂの一端は、基板４３ａの上面に沿って延びており、基板４３ａにピン結合されるとともに、移動板４３ｅの端部に係合する凹部を有している。また、フィンガ部４３ｂの他端は、基板４３ａの側面に沿って下方へ延びており、その先端に爪部４３ｃが形成されている。この構成により、移動板４３ｅの上下移動によって複数のフィンガ部４３ｂそれぞれの爪部４３ｃが互いに開閉する。
【００４２】
移動板４３ｅは、アーム部４１に沿って設けられた回転軸４２の回転によって上下方向に移動する。具体的には、移動板４３ｅにはボールねじ用のナットが組み込まれており、回転軸４２の下端に形成されたねじ軸の回転に応じて該ナットが上下方向に移動するように構成されている。回転軸４２は、例えばテレスコピック構造を有しており、アーム部４１の伸縮に応じて（すなわち、カバー支持部４３の上下方向の位置変化に応じて）長さを変化できる。回転軸４２の上端は、かさ歯車４５を介して軸４７ａと連結されている。そして、軸４７ａの先端にはハンドル４７ｂが取り付けられており、作業者がハンドル４７ｂを操作することによって、回転軸４２を回転させ、爪部４３ｃの開閉を制御できる仕組みになっている。
【００４３】
カバー２２（または２３）を移送する際、作業者は、シャッタ機構１３を開き、ハンドル４６ｂを回すことによってアーム部４１を伸張させ、カバー支持部４３を天板１０ｈの開口１０ｇから成膜室１０ｂ内へ送る。そして、基板４３ａの突起４３ｄがカバー２２（２３）に突き当たることによって、カバー支持部４３が位置決めされる。カバー支持部４３がカバー２２（２３）に到達すると、作業者は、ハンドル４７ｂを回すことによって爪部４３ｃを開閉し、カバー２２（２３）の被支持部２２ｄ（２３ｄ）の下方に爪部４３ｃを送り込む。その後、ハンドル４６ｂを逆方向に回してアーム部４１を収縮させることにより、カバー２２（２３）を上方へ持ち上げることができる。上方へ持ち上げられたカバー２２（２３）は、カバー２２（２３）の下方に差し出されたテーブル４８上に載置される。
【００４４】
図５は、テーブル４８付近のハンドリング機構４の構成を示す平面図である。なお、図５は、図１に示した成膜装置１のＩ−Ｉ線に沿った断面を示している。図５を参照すると、ハンドリング機構４は、既に説明したアーム部４１及びカバー支持部４３に加えて、更にテーブル４８及び水平移送機構４９を有する。これらテーブル４８及び水平移送機構４９は、カバー２２及び２３を主ハース２１の上方からカバー待避位置１０ｅへ移送するための本実施形態における移送手段である。なお、カバー待避位置１０ｅは、移送されるカバーの個数（本実施形態では２個）に応じた広さに設定されるとよい。また、カバー待避位置１０ｅは、待避されたカバー２２（２３）に付着した堆積物が成膜過程へ及ぼす影響を抑えるために、成膜室１０ｂから遠い位置に設定されることが好ましい。
【００４５】
テーブル４８は、水平面（本実施形態ではＸＹ平面）に沿った上面を有する板状の部材であり、水平方向（本実施形態ではＸ軸方向）に移動可能に設けられている。テーブル４８は、不使用時には、カバー待避室１０ｄ内に収容されている。テーブル４８は、カバー支持部４３によって持ち上げられたカバー２２（または２３）が載置される載置部４８ａと、載置部４８ａに対して成膜室１０ｂの反対側に設けられ、載置部４８ａ上のカバー２２及び２３を待避するための待避部４８ｂとを有する。
【００４６】
水平移送機構４９は、リンク４９ａ及びカバー受け部４９ｂを有する。リンク４９ａの一端はカバー待避室１０ｄの底壁面にピン支持されており、リンク４９ａはＸＹ平面内において該一端を軸として回動可能となっている。また、カバー受け部４９ｂの一端は、リンク４９ａの他端に回動可能にピン支持されている。カバー受け部４９ｂの他端（先端）は、Ｙ字状に成形されており、テーブル４８の載置部４８ａに載置されたカバー２２（または２３）の側方に差し込まれることができる。
【００４７】
カバー２２（または２３）をカバー待避位置１０ｅへ移送する際、テーブル４８は、載置部４８ａが主ハース２１の上方に達するように、作業者によってＸ軸の負方向へ平行移動される（このときのテーブル４８の位置を、図中に仮想線で示す）。そして、アーム部４１及びカバー支持部４３を用いて載置部４８ａにカバー２２（２３）が載置されると、テーブル４８はカバー待避室１０ｄへ戻される。ここで、カバー２２（２３）は、テーブル４８がカバー待避室１０ｄへ戻される途中に、水平移送機構４９によって載置部４８ａ上から待避部４８ｂ上に移される。
【００４８】
すなわち、テーブル４８の載置部４８ａにカバー２２（２３）が載置された状態でテーブル４８がカバー待避室１０ｄへ戻される際に、作業者が水平移送機構４９を操作することにより、カバー受け部４９ｂの先端がカバー２２（または２３）に差し込まれる。そして、作業者がカバー受け部４９ｂの先端をテーブル４８の待避部４８ｂ上へ移動させることにより、カバー２２（２３）が待避部４８ｂ上に移される。その後、テーブル４８がカバー待避室１０ｄ内の所定位置に戻されることにより、待避部４８ｂ上のカバー２２（２３）がカバー待避位置１０ｅに移送される。
【００４９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、シャッタ機構１３の構成を詳細に示す平面図である。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）は図１に示した成膜装置１のII−II線に沿った断面を示しており、図６（ａ）はシャッタ機構１３が閉じた状態、図６（ｂ）はシャッタ機構１３が開いた状態をそれぞれ示している。
【００５０】
図６を参照すると、シャッタ機構１３は、真空容器１０の天板１０ｈの開口１０ｇを閉じるシャッタ板１３ａと、シャッタ板１３ａを冷却するための冷却管１３ｂと、シャッタ板１３ａを回転して開閉するための軸１３ｃとを有する。シャッタ板１３ａは、開口１０ｇと同様の形状を有しており、開口１０ｇよりも若干大きく形成されている。
【００５１】
冷却管１３ｂは、シャッタ板１３ａにおける収容室１０ｆ側（図１参照）の面上において、なるべく長く配設されるように幾重にも折れ曲がって配設されている。冷却管１３ｂの内部には水などの冷却液が導入され、成膜時におけるシャッタ板１３ａの過熱を防止する。なお、図示しないが、天板１０ｈ上にも同様の冷却管が配設されている。また、冷却管１３ｂの両端は、軸１３ｃを介して、冷却液を冷却するための図示しない冷却装置（チラーユニット）に接続されている。冷却管１３ｂは、例えば銅やアルミニウムといった熱伝導性に優れた金属材料からなることが好ましい。
【００５２】
軸１３ｃは、シャッタ板１３ａの端部付近に取り付けられており、シャッタ板１３ａを収容室１０ｆ側（図１参照）から支持している。そして、軸１３ｃが回転することによりシャッタ板１３ａが軸１３ｃを中心として回転し、開口１０ｇが開く仕組みになっている。なお、本実施形態ではシャッタ板１３ａに冷却管１３ｂが設けられているため、シャッタ板１３ａを開く際に、軸１３ｃ及びシャッタ板１３ａを下方へ移動させた状態で軸１３ｃを回転させることが好ましい。これにより、冷却管１３ｂと天板１０ｈとの干渉を回避できる。
【００５３】
次に、図１を参照しながら、成膜装置１を用いた本実施形態による成膜方法について説明する。まず、主ハース２１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。また、複数のカバー２２〜２４を主ハース２１の周囲に積み重ねる。そして、真空容器１０内を真空状態にする。
【００５４】
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、正電圧を主ハース２１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に案内されて主ハース２１へ照射される。プラズマＰによって昇華し、活性化された成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂ内をＺ軸方向の正方向に上昇、すなわち被処理物１１に向けて飛翔する。
【００５５】
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、主ハース２１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。
【００５６】
以上の成膜工程においては、複数の被処理物１１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、主ハース２１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、カバー２２の側壁の内側に成膜材料Ｍａの堆積物Ｄ（図２参照）が堆積する。この堆積物Ｄは、蒸発した成膜材料粒子Ｍｂが上昇せずに主ハース２１の周囲に留まることにより次第に大きく形成される。
【００５７】
また、堆積物Ｄは、主ハース２１から見て特定の方向、例えば主ハース２１から見てプラズマ源７とは反対側の方向に偏って堆積する傾向がある。従って、成膜作業の経過時間に応じて、図３に示したように、カバー２２の係合部２２ｃに部材１２の突起１２ａを引っ掛けてカバー２２を回転させる。これにより、カバー２２の側壁２２ｂの全周にわたって堆積物Ｄの堆積量を均一化できるので、より多量の堆積物Ｄを溜めることができる。また、例えば部材１２を用い、側壁２２ｂに堆積した堆積物を底部へ掻き落とすことにより、更に多量の堆積物Ｄをカバー２２に溜めることができる。
【００５８】
このような作業を繰り返しながら成膜作業を続け、カバー２２の側壁２２ｂの全周にわたって堆積物Ｄが堆積した後、ハンドリング機構４を用いてカバー２２を持ち上げ、カバー待避位置１０ｅへカバー２２を移送する（図４及び図５参照）。続いて、カバー２３においてもカバー２２と同様に堆積物Ｄが堆積するので、カバー２３を回転させつつ多量の堆積物Ｄをカバー２３に溜める。そして、カバー２３の側壁２３ｂの全周にわたって堆積物Ｄが堆積した後、ハンドリング機構４を用いてカバー２３を持ち上げ、カバー待避位置１０ｅへカバー２３を移送する。その後、カバー２４においてもカバー２２、２３と同様に堆積物Ｄが堆積するので、カバー２４を回転させつつ多量の堆積物Ｄをカバー２４に溜める。こうして、複数のカバー２２〜２４の全てに堆積物Ｄが溜まった後、真空容器１０の真空状態を解除してカバー２２〜２４を取り出し、堆積物Ｄを除去する。
【００５９】
以上に説明した本実施形態の成膜装置１及びハース機構２により得られる効果は次のとおりである。すなわち、本実施形態の成膜装置１及びハース機構２においては、上述したように、主ハース２１の周囲に複数のカバー２２〜２４が多重に配置されている。カバー２２〜２４は、主ハース２１を取り囲む側壁２２ｂ〜２４ｂを有しているので、堆積物Ｄによる主ハース２１と補助陽極６との短絡を防止できる。
【００６０】
また、堆積物Ｄは、カバー２２〜２４のうち主ハース２１の最も近くに配置されているカバーの内側に溜まるので、カバー２２、２３を順次移動することにより、該カバー２２、２３に溜まった堆積物Ｄを除去できるとともに、残りのカバー２３、２４を用いて堆積物Ｄをさらに溜めることができる。このように、本実施形態の成膜装置１及びハース機構２によれば、複数のカバー２２〜２４の全てに堆積物Ｄが溜まるまで真空容器１０の真空状態を維持したまま成膜作業を行えるので、真空容器１０の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をより少なくできる。
【００６１】
また、本実施形態のように、複数のカバー２２〜２４は、主ハース２１の周りを回転可能であることが好ましい。上述したように、カバー２２〜２４に堆積する堆積物Ｄは、特定の方向に偏って堆積する傾向がある。これに対し、カバー２２〜２４を回転させることによって、カバー２２〜２４の内側の堆積物Ｄの堆積量を方向に因らず均一化できるので、カバー２２〜２４により多くの堆積物Ｄを堆積させることができ、真空容器１０の真空状態を解除して行う堆積物除去作業の頻度をさらに少なくできる。また、カバー２２〜２４が側壁２２ｂ〜２４ｂの上端に係合部２２ｃ〜２４ｃを有することにより、図３に示したような突起１２ａを有する部材１２などを用いてカバー２２〜２４を容易に回転させることができる。
【００６２】
また、本実施形態のように、カバー２２及び２３は、カバー支持部４３による下方からの支持力を受けるための被支持部２２ｄ及び２３ｄを有することが好ましい。これにより、堆積物Ｄが溜まったカバー２２及び２３を容易に持ち上げ、移送することができる。この場合、本実施形態のように、被支持部２２ｄ及び２３ｄが、中心軸線Ｃ１に沿った方向に互いに間隔をおいて配置されることが好ましい。また、中心軸線Ｃ１からの被支持部２２ｄ及び２３ｄの距離が、互いに異なっていてもよい。これらにより、堆積物Ｄが溜まったカバー２２の被支持部２２ｄをカバー支持部４３によって支持する際に、カバー２３の被支持部２３ｄによる干渉を防止できる。なお、本実施形態とは異なり、成膜装置がカバーをｎ個（ｎ≧４）備える場合には、移送対象となるｎ−１個のカバーそれぞれの被支持部が互いに間隔をあけて配置されるとよい。また、該ｎ−１個のカバーにおける中心軸線Ｃ１からの被支持部の距離が、各カバー毎に異なっているとよい。
【００６３】
また、本実施形態のハンドリング機構４により得られる効果は、次のとおりである。すなわち、本実施形態のハンドリング機構４は、上述したように、カバー２２及び２３を支持するカバー支持部４３と、真空容器１０の外部に設けられ、カバー支持部４３の位置を制御するためのハンドル４６ｂ（図４参照）とを有する。このハンドリング機構４によれば、真空容器１０外のハンドル４６ｂを作業者が操作することにより、真空容器１０の真空状態を保ったまま、堆積物Ｄが溜まったカバー２２及び２３を真空容器１０内部のカバー待避位置１０ｅへ容易に移動できる。
【００６４】
また、本実施形態のように、ハンドリング機構４は、アーム部４１と、テーブル４８及び水平移送機構４９といった移送手段とを有することが好ましい。これにより、真空容器１０の真空状態を保ったまま、堆積物Ｄが溜まったカバー２２及び２３を真空容器１０内部のカバー待避位置１０ｅへ容易に移動できる。また、この場合、アーム部４１が本実施形態のようなパンタグラフ構造を有することにより、アーム部４１を簡易な構成によって伸縮可能にできる。
【００６５】
また、本実施形態のように、ハンドリング機構４が回転軸４２（図４参照）を有し、カバー支持部４３が、回転軸４２の回転に応じて開閉するとともにカバー２２（または２３）を下方から支持する複数（好ましくは３個以上）のフィンガ部４３ｂ（爪部４３ｃ）を有するとよい。また、本実施形態のように、回転軸４２は、カバー支持部４３の位置変化に応じて伸縮可能なテレスコピック構造を有することが好ましい。これらの構成により、カバー支持部４３をカバー２２（２３）の上方から近接させた際に、カバー支持部４３の爪部４３ｃを開閉することにより、爪部４３ｃによってカバー２２（２３）を下方から容易に支持できる。また、爪部４３ｃを開閉させるための回転軸４２を伸縮可能に構成することにより、上下方向に移動するカバー支持部４３の爪部４３ｃを好適に開閉できる。
【００６６】
また、本実施形態のように、成膜装置１がハンドリング機構４を備える場合、真空容器１０が、カバー支持部４３を収容する収容室１０ｆを有することが好ましい。これにより、成膜時には使用されないハンドリング機構４を真空容器１０の内部に好適に収容できる。また、この場合、成膜装置１は、成膜室１０ｆを開閉するシャッタ機構１３を備えることが好ましい。これにより、成膜材料粒子Ｍｂがカバー支持部４３に付着することを防止できる。また、更に好適には、本実施形態のように、シャッタ機構１３が冷却管１３ｂを有するとよい。
【００６７】
本発明によるハース機構、ハンドリング機構、及び成膜装置は、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の構成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例えば真空蒸着装置やスパッタ装置などの様々な物理蒸着装置に適用できる。
【００６８】
また、上記実施形態では被処理物支持部が搬送機構によって構成され、被処理物を搬送しながら成膜を行っている。被処理物支持部はこれ以外にも、例えばチャック等によって被処理物を固定するような構造であってもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、ハンドリング機構が、カバー支持部の位置を制御するための操作部としてハンドルを有しており、ハンドルとカバー支持部とがアーム部を介して機械的に連結されている。ハンドリング機構は、これ以外にも例えば操作部としてスイッチを有し、このスイッチの操作を電気的にアーム部へ伝え、アクチュエータ等によってアーム部を駆動することによりカバー支持部の位置を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による成膜装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である。
【図２】ハース機構及びその周辺構造を詳細に示す側面断面図である。
【図３】カバーの形状を示す斜視図である。
【図４】ハンドリング機構の詳細な構成を示す側面図である。
【図５】テーブル付近のハンドリング機構の構成を示す平面図である。
【図６】（ａ）シャッタ機構が閉じた状態でのシャッタ機構の構成を詳細に示す平面図である。（ｂ）シャッタ機構が開いた状態でのシャッタ機構の構成を詳細に示す平面図である。
【図７】従来の蒸着装置の主ハース付近の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…成膜装置、２…ハース機構、３…搬送機構、４…ハンドリング機構、６…補助陽極、７…プラズマ源、１０…真空容器、１０ａ…搬送室、１０ｂ…成膜室、１０ｄ…カバー待避室、１０ｅ…カバー待避位置、１０ｆ…収容室、１０ｈ…天板、１１…被処理物、１３…シャッタ機構、２１…主ハース、２２〜２４…カバー、２２ａ〜２４ａ…開口、２２ｂ〜２４ｂ…側壁、２２ｃ〜２４ｃ…係合部、２２ｄ，２３ｄ…被支持部、２５…スペーサ、３１…搬送ローラ、３２…被処理物保持部材、４１…アーム部、４２…回転軸、４３…カバー支持部、４８…テーブル、４９…水平移送機構、Ｄ…堆積物、Ｍａ…成膜材料、Ｍｂ…成膜材料粒子、Ｐ…プラズマ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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