(57)【要約】  敷地面積の確保や作業現場の設計変更、あるいは設備の複雑化に伴う設備コストの上昇を招くことがなく、設置された室内へのダストの拡散を適切に抑制して、高い生産性で成膜処理することができる成膜装置を提供する。  真空チャンバー内に収容した基材の表面に成膜処理を行う成膜装置であって、真空チャンバーに、成膜処理前の基材を真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の基材を真空チャンバーから搬出する搬出用の扉とが設けられ、搬入用の扉は互いに区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、搬出用の扉は他方の空間に配置されている成膜装置。搬出用の扉の外側に、搬出用の扉の周囲を仕切りによって取り囲むことにより形成されたブースが設けられている成膜装置。
2015092928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内に収容した基材の表面に成膜処理を行う成膜装置であって、
前記真空チャンバーに、成膜処理前の前記基材を前記真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の前記基材を前記真空チャンバーから搬出する搬出用の扉とが設けられ、
前記搬入用の扉は互いに区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、前記搬出用の扉は他方の空間に配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記成膜処理が、アーク式イオンプレーティング法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法のいずれか、またはこれらの方法の２種以上を複合して利用する成膜処理であり、
前記成膜処理中の基材が、室温より高い温度に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記搬出用の扉の外側に、前記搬出用の扉の周囲を仕切りによって取り囲むことにより形成されたブースが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記ブースに、ブース内の空気を、前記成膜装置が配置されている空間とは異なる空間に押し出すファンが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ブースに、ブース内の空気を前記ブースの外部に押し出すファンが備えられており、
前記ファンに、前記ブース内から押し出される空気に含まれるダストを吸着するダストフィルターが取り付けられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記ファンの前記ブース内の空気を押し出す風量が、５ｍ３／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項４または請求項５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、アーク式イオンプレーティング、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の成膜技術により、基材の表面に機能性の薄膜を形成する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車部品、摺動部品等の各種機械用部品、各種工具、成型金型さらには、医療用の物品や部材に対し、物品の耐摩耗性、摺動性、化学的安定性、光学的特性等の性質を改善して、これらの物品や部材に求められる性能をより向上させるために、物品や部材の表面に薄膜を形成する種々の成膜技術が広く用いられている。【０００３】
図９は、従来のアーク式イオンプレーティング成膜装置の斜視図であり、図１０はその（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。図９および図１０に示すように、この成膜装置は、基材Ｗを収納する真空チャンバー２１と、基材Ｗを保持し真空チャンバー２１内で回転する回転テーブル７と、アーク電源やバイアス電源などが収納されて装置全体の制御を行う電源・制御盤８とを備えている。【０００４】
真空チャンバー２１の４つの側壁の内、対向する２つの側壁には、成膜材料（アーク蒸発源）４が複数取り付けられている。そして、残る２つの側壁の一方には真空チャンバー２１の内部を真空排気する真空ポンプ５が接続されており、他方には基材Ｗを真空チャンバー２１に搬入、搬出する際に開け閉めされる扉２２が設けられている。【０００５】
この成膜装置を用いて成膜処理（コーティング処理）を行う場合、先ず、洗浄された基材Ｗを回転テーブル７に搭載する。その後、扉２２を開け、台車６を用いて回転テーブル７を真空チャンバー２１内に搬入する。【０００６】
次に、扉２２を閉めた後、電源・制御盤８を操作して、真空チャンバー２１内の真空引き、加熱、基材Ｗの洗浄（ボンバード）、成膜処理、冷却、大気開放の各処理を自動的に順次行う。これにより、基材Ｗの表面に薄膜が形成される。【０００７】
その後は、大気開放された真空チャンバー２１の扉２２を開け、薄膜が形成された基材Ｗが搭載された回転テーブル７を、台車６を用いて真空チャンバー２１内から搬出する。これにより、一連の成膜処理が完了する。なお、連続して多くの基材Ｗに対して成膜処理を行う場合には、回転テーブル７を搬出した後、真空チャンバー２１内の清掃などのメンテナンスを必要に応じて行い、上記した一連の成膜処理を繰り返す。【０００８】
成膜処理の完了にあたり、基材Ｗや形成される薄膜の種類にもよるが、成膜処理中の真空チャンバー２１内の温度は、通常、４５０℃程度に加熱されるため、成膜処理完了後に、冷却処理が施されて、例えば１８０℃程度まで冷却されるのを待って、大気開放される必要がある。【０００９】
しかし、上記の操作で成膜処理を行った場合、以下のような問題がある。【００１０】
即ち、成膜処理後の基材Ｗと回転テーブル７の合計重量は、例えば３００ｋｇ程度と大きく、１８０℃まで冷却された後でも大きな熱量が、基材Ｗと回転テーブル７の双方に蓄えられている。【００１１】
また、これらの基材Ｗや回転テーブル７の表面には、硬度が高い膜が堆積されており、内部応力が高い膜が厚い膜厚の状態で形成されている。【００１２】
このような状況下で、真空チャンバー２１の扉２２が開けられると、外界の空気が真空チャンバー２１内に流れ込んで、基材Ｗや回転テーブル７の表面が急激に冷やされてしまい、膜が欠けてダストになる。【００１３】
一方、真空チャンバー２１内の温度は、前記したように、まだ１８０℃程度と、真空チャンバー２１内に流入した空気が加熱される充分な高温であるため、流入した空気が加熱されて上昇気流が発生する。そして、この上昇気流に乗ってダストが真空チャンバー２１の外側の空間に拡散してしまい、成膜装置が設置されている室内の環境をダストの多い環境に悪化させる。【００１４】
そして、成膜装置が設置されている室内に拡散されたダストは、成膜装置の電源・制御盤８内部に入り込んで電源の故障を招いたり、引き続いて成膜処理される基材Ｗの表面に付着して膜の表面にピンホール不良の発生を招いたりする。【００１５】
また、拡散されたダストは室内を汚すため清掃頻度を増加させ、清掃自体にも手間が掛かるという問題があり、作業効率の低下の原因にもなっていた。【００１６】
そこで、このようなダストの拡散を解決するために、従来より、以下に示すような方策が採用されている。【００１７】
例えば、真空チャンバー２１から搬出された基材Ｗと回転テーブル７を、ブースカーテン内や別の部屋等の隔離された空間に速やかに移動させることが行われている。【００１８】
しかし、この方法を採用した場合、成膜装置を設置する部屋とは別に隔離用の部屋を設ける必要等があるため敷地面積の確保や作業現場の設計変更が必要となり、工場コストが上昇する原因になる。また、基材Ｗを速やかに隔離できたとしても、扉２２を開けた瞬間に発生する上昇気流により、真空チャンバー２１から拡散するダストを低減させることは困難である。【００１９】
一方、上昇気流が発生しない室温程度まで基材Ｗや回転テーブル７が冷却されるのを待ってから基材を搬出するという方法もあるが、基材を１８０℃から室温（例えば、２５℃）まで冷却するには、長い時間が必要であり、その間は次の成膜処理を行うことができず、生産性の低下を招く。【００２０】
また、特許文献１では、複数の真空チャンバーを連結させたインライン式の成膜装置を用いる技術が示されている。図１１は、この複数の真空チャンバーを連結させたインライン式の成膜装置の一例を示す平面図である。この成膜装置は、複数の真空チャンバー３１を連結して、それぞれを、搬入室３１ａ、予備加熱室３１ｂ、成膜室３１ｃ、搬出室３１ｄとして使用し、基材を搭載した回転テーブル３７を、図の左側から右側へ一方通行で搬送することにより成膜処理を行っている。【００２１】
この場合、成膜室３１ｃで加熱された回転テーブル３７を、室温付近に冷却されるまで次の搬出室３１ｄで保持することができる。そして、この間に、次の回転テーブルを搬入して成膜室３１ｃで成膜処理を行うことができるため、生産性を低下させることなく、ダストの室内への拡散を防止することができる。【００２２】
しかし、このようなインライン式の成膜装置は、高価な真空チャンバーを複数連結させた複雑な構造をしているため、設備コストも大幅に上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００１−２５４１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上記では、成膜装置としてアーク式イオンプレーティング成膜装置を例に挙げて、従来の成膜装置における問題点を説明したが、このような問題は、スパッタリング成膜装置やプラズマＣＶＤ成膜装置など、真空を利用し基材の表面に成膜を行う成膜装置全般における問題でもあった。【００２５】
そこで、本発明は、敷地面積の確保や作業現場の設計変更や設備コストの上昇を招くことがなく、また、生産性を低下させることもなく、設置された室内へのダストの拡散を適切に抑制して成膜処理することができる成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明者は、真空チャンバー開放時のダストの拡散という問題に対して、上述したような一長一短ある解決方法に替わる抜本的な解決方法について鋭意検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。【００２７】
即ち、請求項１に記載の発明は、
真空チャンバー内に収容した基材の表面に成膜処理を行う成膜装置であって、
前記真空チャンバーに、成膜処理前の前記基材を前記真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の前記基材を前記真空チャンバーから搬出する搬出用の扉とが設けられ、
前記搬入用の扉は互いに区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、前記搬出用の扉は他方の空間に配置されている
ことを特徴とする成膜装置である。【００２８】
従来の成膜装置の真空チャンバーでは、上記のとおり、１つの扉が搬入用と搬出用の扉を兼ねるように構成されていた。【００２９】
これに対して、本請求項の発明においては、成膜処理前の基材を真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の基材を真空チャンバーから搬出する搬出用の扉とが、別個に設けられている。そして、これらの扉は、互いに壁やパーティションなどで区切られた２つの空間にそれぞれ配置されている。【００３０】
このような成膜装置を用いて成膜処理を行うにあたって、搬出用の扉から基材の搬出を行う際に搬入用の扉を閉めたままにしておくと、基材の搬出時、従来と同様に、膜が欠けたダストが生じ、真空チャンバー内に流入した空気により上昇気流が発生したとしても、ダストの拡散の大部分を搬出用の扉側の空間に留めることができる。そして、搬入用の扉を開けた場合でも、搬出用の扉を閉じていれば、搬出用の扉側の空間に拡散されたダストが、搬入用の扉側の空間に逆流して拡散されることがない。【００３１】
そして、搬入用の扉側の空間と、搬出用の扉側の空間とは、前記したように、互いに壁やパーティションなどで区切られた２つの空間であるため、ダストの拡散の大部分を搬出用の扉側の空間に留めて、搬入用の扉側の空間を清浄な状態に保つことができる。【００３２】
この結果、ダストの拡散が防止された搬入用の扉側の空間に電源・制御盤や成膜前の基材を配置することにより、ダストが機器の電源・制御盤内部に進入することによる故障や、成膜前の基材に付着することによるピンホール不良の発生を適切に防止することができる。【００３３】
また、主に汚れるのは、搬出用の扉側の１つの空間だけであるため、清掃頻度の低減や清掃の簡素化による作業効率の向上を図ることができる。【００３４】
また、本請求項の発明においては、装置から離れた位置に別途隔離室を設ける必要がなく、従来のような複数の真空チャンバーを連結する複雑で高額な設備を導入する必要もないため、ダストの拡散を低コストで抑制することができる。【００３５】
そして、これらの扉は、使用に際して、搬入用、搬出用のいずれかに固定される必要がなく、必要に応じて搬入用、搬出用を切り替えることができ、また、成膜装置が配置される２つの空間の大きさを自由に設定することができるため、適宜これらの設定を変更することにより、装置のレイアウトの自由度を拡げることができる。【００３６】
そして、本請求項の発明においては、成膜処理の終了後に基材が室温に冷却されるまで、真空チャンバー内に基材を置く必要がないため、高い生産性を維持することができる。【００３７】
請求項２に記載の発明は、
前記成膜処理が、アーク式イオンプレーティング法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法のいずれか、またはこれらの方法の２種以上を複合して利用する成膜処理であり、
前記成膜処理中の基材が、室温より高い温度に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置である。【００３８】
上記した各成膜方法を用いて成膜処理を行った場合、成膜された膜は内部応力が比較的大きく、真空チャンバー内が高温になり、上昇気流によるダストの拡散が生じやすい。このため、これらの成膜方法に本発明を適用することにより、顕著な効果を得ることができる。【００３９】
請求項３に記載の発明は、
前記搬出用の扉の外側に、前記搬出用の扉の周囲を仕切りによって取り囲むことにより形成されたブースが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜装置である。【００４０】
搬出用の扉の周囲を仕切りによって取り囲むことにより、搬出用の扉から拡散するダストをこのブース内に留めて、広い空間への拡散を確実に抑制することができる。また、ダストの清掃はブース内だけでよいため、清掃の簡素化が可能となり、生産性の低下を抑制することができる。【００４１】
請求項４に記載の発明は、
前記ブースに、ブース内の空気を、前記成膜装置が配置されている空間とは異なる空間に押し出すファンが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置である。【００４２】
上記したように、ブースは、拡散するダストをブース内に留めるという役割を有しており、内部にダストが溜まりやすい。ダストが溜まったブースに作業者が出入りすると、その際に、ブース内に溜まったダストが、清浄な状態に保つことが求められる搬入用の扉側の空間、即ち成膜装置が配置された空間に拡散される恐れがある。【００４３】
しかし、本請求項の発明においては、ブース内の空気を成膜装置が配置された空間とは異なる空間（例えば、工場外の大気空間など）に押し出すファンが設けられているため、ブース内部にダストが必要以上に溜まることが防止され、作業者がブースに出入りしても、ダストが搬入用の扉側の空間に拡散する可能性を低減させることができる。【００４４】
請求項５に記載の発明は、
前記ブースに、ブース内の空気を前記ブースの外部に押し出すファンが備えられており、
前記ファンに、前記ブース内から押し出される空気に含まれるダストを吸着するダストフィルターが取り付けられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の成膜装置である。【００４５】
ファンにダストフィルターを取り付けることにより、ブース内の空気に含まれたダストをダストフィルターに吸着させて、清浄な状態の空気をブースの外部に押し出すことができる。このため、清浄であることが求められる成膜装置が配置された空間に、ブース内の空気を押し出すことも可能になり、装置レイアウトの自由度をさらに広げることができる。【００４６】
請求項６に記載の発明は、
前記ファンの前記ブース内の空気を押し出す風量が、５ｍ３／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の成膜装置である。【００４７】
ブース内の空気を外部に押し出すために必要なファンの風量は、ブースの大きさに応じて適宜設定されるが、一般に、５ｍ３／ｍｉｎ以上であれば、ブース内に拡散されるダスト量に対して風量を充分に大きくすることができる。これにより、ブース内に拡散されたダストを短時間で除去することができる。また、風量が５ｍ３／ｍｉｎ以上の場合、ファンに向かう気流を適切に形成することができ、ブースの出入口や隙間などからダストが搬入用の扉側の空間に拡散することを充分に抑制することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、敷地面積の確保や作業現場の設計変更や設備コストの上昇を招くことがなく、また、生産性を低下させることもなく、設置された室内へのダストの拡散を適切に抑制して成膜処理することができる成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を説明する斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置を説明する図ある。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る成膜装置を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る成膜装置を説明する図である。
【図７】実施例において、成膜装置が設置された部屋内のパーティクル数を測定した結果を示す図である。
【図８】比較例において、成膜装置が設置された部屋内のパーティクル数を測定した結果を示す図である。
【図９】従来の一般的な成膜装置を説明する斜視図である。
【図１０】従来の一般的な成膜装置を説明する図である。
【図１１】インライン式の成膜装置の一例を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００５１】
１．第１の実施の形態
図１は本実施の形態の成膜装置を説明する斜視図であり、図２は本実施の形態の成膜装置を説明する（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。なお、図１、図２において、Ｗは基材である。そして、１は真空チャンバーであり、４はアーク蒸発源やスパッタ源などの成膜材料であり、５は真空ポンプであり、６は台車であり、７は基材Ｗが搭載されて基材ホルダーとなる回転テ−ブルであり、８は電源・制御盤である。そして、これらの構成は、基本的に、従来の成膜装置と同じである。
【００５２】
しかし、真空チャンバーに設けられた扉が、従来は、機構部分を簡素化するために１枚扉であったのに対して、本実施の形態に係る成膜装置においては、図１および図２に示すように、真空チャンバー１に、成膜処理前の基材Ｗを真空チャンバー１に搬入する搬入用の扉２と、成膜処理後の基材Ｗを真空チャンバー１から搬出する搬出用の扉３とが設けられており、搬入用の扉２は互いに壁やパーティションなどで区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、搬出用の扉３は他方の空間に配置されている点で従来の成膜装置と異なる。なお、図１および図２においては、成膜装置の全体像を示すために、この２つの空間の仕切の表示は省略している。
【００５３】
この成膜装置の場合、成膜処理後に搬入用の扉２が閉じられた状態のまま、搬出用の扉３を開いて成膜後の基材Ｗを真空チャンバー１内から搬出することにより、拡散するダストを搬出用の扉３側の空間に留めて、搬入用の扉２側の空間を清浄な状態に保つことができる。
【００５４】
この結果、ダストの拡散が防止された搬入用の扉２側の空間に電源・制御盤８や成膜前の基材Ｗを配置することにより、ダストが機器の電源・制御盤８内部に進入することによる故障や、成膜前の基材Ｗに付着することによるピンホール不良の発生を適切に防止することができる。また、ダストの拡散を搬出用の扉３側の空間に留めているため、清掃頻度の低減や清掃の簡素化を図ることができ、作業効率を向上させることができる。
【００５５】
また、上記の扉２、３は、使用に際して、搬入用、搬出用のいずれかに固定される必要がなく、必要に応じて搬入用、搬出用を切り替えることができ、また、成膜装置が配置される２つの空間の大きさを自由に設定することができるため、適宜これらの設定を変更することにより、装置のレイアウトの自由度を拡げることができる。
【００５６】
２．第２の実施の形態
本実施の形態に係る成膜装置は、第１の実施の形態に係る成膜装置を基本構成にしているが、搬出用の扉の外側に、搬出用の扉の周囲を仕切りによって取り囲むことにより形成されたブースが設けられている点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と異なる。
【００５７】
図３は本実施の形態の成膜装置を説明する斜視図であり、図４は本実施の形態の成膜装置を説明する（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。なお、図３、４において１１はブースであり、１２は仕切りであり、１３はブースへの出入口である。
【００５８】
本実施の形態において、成膜装置の搬出用の扉３の外側には、周囲を仕切り１２によって取り囲むことにより形成されたブース１１が設けられている。このように、搬出用の扉３の周囲を仕切り１２によって取り囲むことにより、搬出用の扉３から拡散するダストをこのブース１１内に留めて、広い空間への拡散を防止することができる。なお、図３および図４（ａ）では、ブース１１内部を図示するためにブース１１の天井となる仕切り１２を省略している。
【００５９】
また、ブース１１には、開閉可能な出入口１３が設けられており、作業者がメンテナンスや基材Ｗの搬出、冷却された基材Ｗの出入り口１３からの取り出しなどでブース１１内に出入りする機会を除いて、ブース１１内の空間と、成膜前の基材Ｗや電源・制御盤８が配置された搬入用の扉２側の空間との間で空気の流通は生じない。
【００６０】
本実施の形態に係る成膜装置を用いる場合、搬入用の扉２を閉めた状態で、出入口１３を開けて作業者がブース１１内に入り、出入口１３を閉めた後に真空チャンバー１の搬出用の扉３を開いて基材Ｗを搬出する。このように、搬出用の扉３側の空間（ブース１１内）と搬入用の扉２側の空間との間で空気が流通しないようにして、搬出用の扉３を開けて真空チャンバー１から基材Ｗを搬出することにより、搬出用の扉３から拡散するダストをブース１１内に留めることができ、搬入用の扉２側の広い空間にダストが拡散することを適切に防止することができる。
【００６１】
なお、ブース１１の大きさは、特に限定されないが、連続した成膜処理を行う場合であっても、成膜処理された基材Ｗを真空チャンバー内から搬出して冷却させることができる程度のスペースが確保できればよい。
【００６２】
なお、搬入用の扉および搬出用の扉が設けられた成膜装置を導入した後に、上述のブース１１を設けた場合でも、ダストの拡散を適切に抑制することができるが、設備コストの低下や利便性の向上の観点から、ブース１１を設けることを念頭に周囲の構造を設計することがより好ましい。
【００６３】
３．第３の実施の形態
本実施の形態に係る成膜装置は、第２の実施の形態に係る成膜装置を基本構成にしているが、ブースに、ブース内の空気をブースの外部に押し出すファンが設けられている点で、第２の実施の形態に係る成膜装置と異なる。
【００６４】
図５は本実施の形態の成膜装置を説明する斜視図であり、図６は本実施の形態の成膜装置を説明する（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【００６５】
本実施の形態に係る成膜装置は、ファン１５がブース１１の天井部分に設置されている。このファン１５は、ブ−ス１１内の空気を成膜装置が配置されている空間とは異なる空間に押し出す。このとき、ファン１５の吸気口に、ＨＥＰＡフィルター（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）などのダストフィルターが取り付けられていると、ファン１５により、ブース１１内から押し出される空気に含まれるダストをダストフィルターに吸着させることができ、図５および図６に示すように、成膜装置が配置された搬入用の扉２側の空間に対しても、空気を押し出すことが可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る成膜装置では、ブース１１を形成する仕切り１２や出入口１３の下部に適切な大きさの隙間が設けられていることが好ましい。これにより、下部の隙間を通って外部から空気がブース１１内に流入し、天井に設置されたファン１５に向かう気流が形成される。この気流により、ブース１１内に拡散したダストを適切にファン１５に送り込むことができる。
【００６７】
本実施の形態によれば、ブース１１内のダストをダストフィルターに吸着させることにより、ブース１１内部にダストが必要以上に溜まることを防止することができる。このため、作業者がブース１１に出入りする際に、出入口１３からダストが拡散することを抑制することができる。また、ブース１１内に溜まるダストの量が少なくなるため、ブース１１内の清掃の頻度を低減することができる。
【００６８】
ファン１５の風量は、ブース１１の大きさに応じて適宜設定されるが、一般に、風量５ｍ３／ｍｉｎ以上の排気能力を有するファンが、ブース１１内に拡散されるダスト量に対して風量を充分に大きくすることができるという観点から好ましく用いられる。これにより、短時間でより確実にブース１１内に拡散されたダストを除去することができる。また、このような風量のファン１５を設けることにより、ファン１５に向かう気流を適切に形成することができ、ブース１１の出入口１３や隙間などからダストが搬入用の扉２側の空間に拡散することを抑制することができる。
【００６９】
なお、ファン１５がブース１１内の空気を押し出す先の空間が、成膜装置が配置されている空間とは異なる空間（工場の外部など）の場合には、ダストフィルターを取り付けなくてもよいが、押し出す先の空間が限定されず、装置レイアウトの自由度をさらに広くするという観点から、上記したように、ファン１５にはダストフィルターを取り付ける方が好ましい。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態に係る成膜装置について説明したが、上記の各実施の形態に係る成膜装置は、アーク式イオンプレーティング法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法のいずれか、またはこれらの方法の２種以上を複合して行う成膜処理に好ましく用いることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。【００７２】
１．成膜処理
（実施例）
（１）成膜装置
図５および図６に示した成膜装置を使用し、アーク式イオンプレーティング法により成膜処理を実施した。なお、ブース１１の天井に設置するファン１５としては０〜３０ｍ３／ｍｉｎの範囲で風量可変のインバータ式ファンを用い、風量を２０ｍ３／ｍｉｎに設定した。【００７３】
さらに、ファン１５の吸気口には、徐々に目の細かくなるようにダストフィルターを３段に取り付けた。具体的には１段目のダストフィルターには、粒径１０〜２０μｍ規模のダスト捕獲用のプレフィルターを用い、２段目には２μｍ規模のダスト捕獲用フィルター、３段目には０．３μｍ規模の粒径のダスト捕獲用のＨＥＰＡフィルターを用いた。【００７４】
（２）成膜
基材Ｗとして直径１０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのＳＫＨ５１製のドリル３００本を準備した。基材Ｗを洗浄して回転テーブル７に搭載した後、搬入用の扉２を開け、台車６を用いて回転テーブル７を真空チャンバー１内に搬入した。その後、搬入用の扉２を閉めて自動成膜処理を開始させた。【００７５】
自動成膜処理では、先ず、各部に電気的な異常やトリガに動作不良がないか自動自己診断を行った。次に、真空チャンバー１内の気圧が１×１０−２Ｐａになるまで真空引きを行った後、主排気バルブを閉めて１分間待機し、過度の圧力上昇を調べるリークチェック診断を行った。異常がないことを確認した後、加熱ヒーターに通電し、基材Ｗを４５０℃になるまで加熱した。その後、真空チャンバー１内にアルゴンガスを導入して、圧力を０．２Ｐａに調整し、別途設置されたフィラメントに通電して熱電子を放出させた。そして、基材Ｗを含む回転テーブル７に−５００Ｖのバイアス電圧を掛けて、４５分間基材洗浄（ボンバード）処理を自動で実施した。【００７６】
その後、窒素ガスを導入して、真空チャンバー１内の圧力を３Ｐａに調整し、またそれぞれＴｉＡｌ（３０：７０ａｔｍ％）のカソードを取り付けた６台のアーク蒸発源４を動作させて、６０分間ＴｉＡｌＮの成膜処理を行った。その後、自動で基材Ｗが１８０℃まで冷却されるのを待ってプロセスを終了した。【００７７】
その後、搬出用の扉３を開ける前にファン１５を動作させて、ブース１１内に入り、ブース１１の出入口１３の扉１４を閉めた後、真空チャンバー１を大気開放して真空チャンバー１内の圧力を大気圧まで戻した。次に、搬出用の扉３を開け、台車６を使って回転テーブル７ごと成膜された基材Ｗを真空チャンバー１内から搬出し、ブース１１内で自然冷却させた。【００７８】
次に、搬出用の扉３が開いた状態のままで、真空チャンバー１内に、次の成膜処理のために必要なメンテナンス（主として、掃除機による真空チャンバー１内の清掃や、真空シール用のＯリングの清掃等）を施し、その後、搬出用の扉３を閉め、ブース１１の外に出た。なお、その際、ブース１１の出入口１３の扉１４の開閉はできるだけ速やかに行った。【００７９】
その後、搬入用の扉２を開け、次の成膜処理のために準備された別の基材Ｗを真空チャンバー１内に搬入して、上記の自動成膜処理を開始させた。【００８０】
（比較例）
成膜装置として図９、１０に示した従来の成膜装置を使用し、プロセス終了後、真空チャンバー１を大気開放して内部の圧力を大気圧まで戻し、真空チャンバー２１の前面の扉２２を開けて成膜後の基材Ｗを搬出したこと以外は実施例と同じ手順で成膜処理を行った。【００８１】
２．評価
（１）評価方法
上記成膜処理の一連の動作中のダスト発生量（成膜装置が設置された空間に拡散したダスト量）を成膜装置の搬入用の扉から５ｍ離れた位置に設置されたパーティクルカウンターを使って計測した。具体的には、サイズが異なる５種類のダスト（０．３μｍ、０．５μｍ、１．０μｍ、３．０μｍ、５．０μｍ）の量をそれぞれ計測した。なお、パーティクルカウンターにはＫＡＮＯＭＡＸ  ＭＯＤＥＬ−３８８６を使用し、１分毎の値を測定した。【００８２】
（２）評価結果
実施例と比較例のプロセス終了に際して、基材Ｗを搬出するために真空チャンバー１の搬出用の扉を開けた前後の計測結果をそれぞれ図７と図８に示す。【００８３】
図７より実施例の場合は、上記した５種類のサイズのダストのいずれについても、搬出用の扉を開ける前後の計測結果に一切変化が見られず、搬出用の扉側の空間と搬出用の扉側の空間との間で空気が流通しないようにすることにより、搬出用の扉側の空間にダストが拡散することを適切に防止できることが確認された。また、ブース内の空気を外部に押し出しているにも拘わらず、ブース外の搬入用の扉側の空間でダストが計測されなかったことから、３段で設置してあるフィルターが有効にダストを捕獲していることが確認された。【００８４】
一方、図８より比較例の場合は、扉を開けた直後から急激にパーティクル数が増加しており、扉を開けることによって短時間にダストが部屋内に拡散したことが確認された。また、扉を開けた約５分後にはパーティクル数が扉を開ける前の水準に戻っていることから、粒径が比較的大きいダストは床などに落下し、また部屋内は工場の換気設備によって換気されていると推測される。【００８５】
また、上記とは別に、ファンによって吸い出される風量を５ｍ３／ｍｉｎ未満に調整したこと以外は実施例と同じ手順で成膜を行い、同じ方法でダストの発生量を計測した。この結果、ブースの出入口を開ける前と開けた後との間でダスト量に若干の変化が見られた。この結果より、ファンの風量は、５ｍ３／ｍｉｎ以上が好ましいことが分かった。【００８６】
以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１、２１、３１    真空チャンバー
２                搬入用の扉
３                搬出用の扉
４                成膜材料（アーク蒸発源）
５                真空ポンプ
６                台車
７、３７          回転テーブル
８                電源・制御盤
１１              ブース
１２              仕切り
１３              出入口
１４              出入口の扉
１５              ファン
２２              扉
３１ａ            搬入室
３１ｂ            予備加熱室
３１ｃ            成膜室
３１ｄ            搬出室
Ｗ                基材
【図１】
2015092928.tif 000003
【図２】
2015092928.tif 000004
【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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【図８】
2015092928.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015092928.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年5月27日(2016.5.27)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
独立した１台の真空チャンバーを用いて前記真空チャンバー内に収容した基材の表面に成膜処理を行う成膜装置であって、
前記真空チャンバーに、成膜処理前の前記基材を前記真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の前記基材を前記真空チャンバーから搬出する搬出用の扉が設けられ、
前記搬入用の扉は互いに区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、前記搬出用の扉は他方の空間に配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
即ち、請求項１に記載の発明は、
独立した１台の真空チャンバーを用いて前記真空チャンバー内に収容した基材の表面に成膜処理を行う成膜装置であって、
前記真空チャンバーに、成膜処理前の前記基材を前記真空チャンバーに搬入する搬入用の扉と、成膜処理後の前記基材を前記真空チャンバーから搬出する搬出用の扉が設けられ、
前記搬入用の扉は互いに区切られた２つの空間の一方の空間に配置されており、前記搬出用の扉は他方の空間に配置されている
ことを特徴とする成膜装置である。
【国際調査報告】
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