(57)【要約】【課題】着脱時に基板に損傷を与える虞なく、しかも成膜時には確実に基板全面を吸着保持して安定的な表面処理が可能で、且つ、簡素な構造の基板保持部を備えた磁性材料基板の成膜装置を提供する。【解決手段】透磁性材料としてのアルミ製のプレート１内にプレート面１ｆに対して正磁極２Ｎと負磁極２Ｓが均等に分布するように円柱体の永久磁石２としてのアルニコ磁石が内装され、前記プレート面１ｆに対して磁性材料基板４が搭載された透磁性のトレイ３が載置される載置状態と、前記プレート面１ｆから前記トレイ３が平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態に状態切替可能なアクチュエータ５を設けて構成され、離間状態において前記磁性材料基板４が搭載されたトレイ３を搬送する搬送機構６が設けられている。【選択図】  図１
2004346398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透磁性材料で形成されたプレート内にプレート面に対して正磁極と負磁極が均等に分布するように永久磁石が内装され、前記プレート面に対して磁性材料基板が搭載された透磁性のトレイが載置される載置状態と、前記プレート面から前記トレイが平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態に状態切替可能なアクチュエータを設けてある磁性材料基板の成膜装置。
【請求項２】
前記離間状態において前記磁性基板が搭載されたトレイを搬送する搬送機構が設けられている請求項１記載の磁性材料基板の成膜装置。
【請求項３】
前記プレートは前記磁性基板を加熱する加熱装置に固定されている請求項１または２記載の磁性材料基板の成膜装置。
【請求項４】
常圧プラズマ法による表面処理に用いられる請求項１から３の何れか１項に記載の磁性材料基板の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤなどの表面処理に使用される磁性材料基板の成膜装置に関し、特に大気圧グロー放電プラズマ法（以下、「常圧プラズマ法」と記す。）に好適な磁性材料基板の成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の成膜装置としては、処理対象となる基板を保持するトレイに静電チャック用の電極を設けて基板を静電的に吸着する基板保持部や、透磁性金属により形成された固定板の周囲に電磁コイルを巻装して電磁石を形成し、基板をメタルマスクとの間に挟持する基板保持部を備えたものが提案されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−６１３３５号公報
【特許文献２】
実開平５−７７２５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の基板保持部を備えた成膜装置によれば、その何れにおいても基板保持部の構造が複雑となり、結果として高価なものになるという問題点があった。特に特許文献２による場合には、吸着力を一定に維持するために電磁コイルへの正確な通電制御が必要とされるなど装置の稼動状態においても煩雑さが避けられないものであり、基板保持部への基板の着脱時においても、損傷を与えないように基板をメタルマスクとの間に挟持し、または離間するための治具が必要とされ、一層複雑な構成が要求される装置となっていた。
【０００５】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、着脱時に基板に損傷を与える虞なく、しかも成膜時には確実に基板全面を吸着保持して安定的な表面処理が可能で、且つ、簡素な構造の基板保持部を備えた磁性材料基板の成膜装置を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明による磁性材料基板の成膜装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、透磁性材料で形成されたプレート内にプレート面に対して正磁極と負磁極が均等に分布するように永久磁石が内装され、前記プレート面に対して磁性材料基板が搭載された透磁性のトレイが載置される載置状態と、前記プレート面から前記トレイが平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態に状態切替可能なアクチュエータを設けてある点にある。
【０００７】
つまり、プレートに内装された永久磁石はプレート面に対して正磁極と負磁極が均等に分布するように配置されているので、プレート面の近傍では正磁極から負磁極に向かう磁力線が密に形成されることとなり、トレイ上の磁性基板に対して強力な吸着力が作用するのである。そして、永久磁石は正磁極と負磁極が均等に分布するように配置されているので、トレイ面上に搭載された基板全体として局部的な応力による変形が発生することが無いのである。その結果、磁性基板に対して均質な表面処理が実現できるようになった。
【０００８】
さらに、アクチュエータにより、前記プレート面に対して磁性基板が搭載された透磁性のトレイが載置される載置状態と、前記プレート面から前記トレイが平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態との間で状態切替可能に構成されているので、表面処理プロセスの前後の基板の移動の際に格別の配慮をしなくとも基板に損傷を与えるような不測の応力が作用することが無いのである。
【０００９】
同第二の特徴構成は、同欄請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記離間状態において前記磁性基板が搭載されたトレイを搬送する搬送機構が設けられている点にある。
【００１０】
前記プレート面から前記トレイが平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態においては、永久磁石による基板への吸引力は殆ど作用することが無いので、搬送機構により、基板はトレイに安定して搭載された状態、つまり何ら外力による作用を受けない状態で前のプロセスから搬入され、後のプロセスに向けて搬出されることが可能となるのである。
【００１１】
同第三の特徴構成は、同欄請求項３に記載した通り、上述の第一又は第二特徴構成に加えて、前記プレートは前記磁性基板を加熱する加熱装置に固定されている点にある。
【００１２】
前記プレートは加熱装置に固定されているので、前記アクチュエータによりトレイが離間状態に切替えられる際に、永久磁石が内装されたプレート自体がトレイ上の磁性材料基板に吸着して供に移動するような事態が確実に回避されるのである。
【００１３】
同第四の特徴構成は、同欄請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、常圧プラズマ法による表面処理に用いられる点にある。
【００１４】
一般に永久磁石はキュリー温度に達すると脱磁するが、常圧プラズマ法による表面処理技術においてはプロセス温度が比較的低温のため、キュリー温度より十分低い余裕のある温度条件で使用でき、安定した吸着力で基板を吸着保持できることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による磁性材料基板の成膜装置の実施の形態を説明する。図１及び図２に示すように、磁性材料基板の成膜装置は、透磁性材料としてのアルミ製のプレート１内にプレート面１ｆに対して正磁極２Ｎと負磁極２Ｓが均等に分布するように円柱体の永久磁石２としてのアルニコ磁石が内装され、前記プレート面１ｆに対して磁性材料基板４が搭載された透磁性のトレイ３が載置される載置状態と、前記プレート面１ｆから前記トレイ３が平行姿勢を保持した状態で離間する離間状態に状態切替可能なアクチュエータ５を設けて構成され、離間状態において前記磁性材料基板４が搭載されたトレイ３を搬送する搬送機構６が設けられている。
【００１６】
前記プレート１は、凹部が均等に分布するように切削形成された厚さ６ｍｍの下プレート１ｂと、その下プレート１ｂに対して上方から覆い固着された厚さ１ｍｍの上プレート１ａで構成され、前記凹部にφ２５ｍｍ、厚さ５ｍｍの１３個の永久磁石が正磁極２Ｎと負磁極２Ｓをプレート面１ｆに対して均等に分布させるように交互に収容されるとともに、前記プレート１には、前記アクチュエータ５の一部を構成する３本の昇降ピン５ａが貫通する貫通孔１ｃが形成されている。
【００１７】
前記アクチュエータ５は、図１及び図３に示すように、電動モータ（図示せず）と、前記昇降ピン５ａと、その電動モータの正転駆動により前記昇降ピン５ａが上昇駆動され、逆転駆動により下降駆動される駆動連結機構（図示せず）とで構成され、前記昇降ピン５ａの上端部に支持されたアルミ製の方形のトレイ３が前記昇降ピン５ａの昇降動作により前記載置状態と前記離間状態との間で状態が切替可能に構成されている。
【００１８】
前記搬送機構６は、前記離間状態において前記トレイ３と前記プレート１との間に出退自在なフォーク状の搬送アーム６ａと、前記トレイ３と前記プレート１との間に進出させた状態で前記搬送アーム６ａを上昇させて前記トレイ３を支持する搬出動作と、前記トレイ３が前記搬送アーム６ａに支持された状態で前記昇降ピン５ａの上方から下降して前記トレイ３を前記昇降ピン５ａに支持させ、さらに下降した後に前記トレイ３と前記プレート１との間から前記搬送アーム６ａを退避させる搬入動作を司る搬送アーム駆動機構（図示せず）とで構成される。
【００１９】
前記下プレート１ｂは、その下部に配置され、前記磁性材料基板４を加熱する加熱装置７に固着されており、以って、前記離間状態において永久磁石２が内装されたプレート１自体がトレイ３上の磁性材料基板４に吸着して供に上昇移動するような事態を回避するように構成されている。
【００２０】
上述した成膜装置によれば、表面処理プロセスが実行される載置状態においては、前記磁性材料基板４が前記永久磁石２に吸着されて前記トレイ３に密着した平坦姿勢に保持され、前記永久磁石２による吸引力が作用しない離間状態においては、前記磁性材料基板４が前記トレイ３に搭載された状態で、前記磁性材料基板４が前記永久磁石２に引き寄せられて、変形することなしに搬入または搬出が可能となるので、表面処理により形成された膜や前記基板４に応力を与えず、従って前記磁性材料基板が損傷するような不都合も回避されるのである。
【００２１】
上述の実施形態では、透磁性材料としてアルミを使用したものを説明したが、透磁性材料としてはこれに限定されるものではなく、セラミックなど適宜材料を選択することが可能である。
【００２２】
上述の実施形態では、永久磁石としてキュリー温度が高く且つ安価なアルニコ磁石が好適なものとして使用された装置を説明したが、永久磁石としてはこれに限定されるものではなく、装置が使用されるプロセス温度等に応じて適宜選択可能であり、また、その大きさ、収容数、配置間隔なども適宜設定可能である。
【００２３】
上述した実施形態は一例に過ぎず各構成部位の材料、寸法、形状などは上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏する範囲において適宜変更することが可能であることは言うまでもない。例えば、プレートは薄い平板状のものに限らず厚いものであってもよいし、プレートに加熱装置が組み込まれてもよい。
【００２４】
【実施例】
上述の磁性材料基板の成膜装置を用いて、前記プレート１に永久磁石２を内装した本発明装置と、前記プレート１に凹部が形成されず永久磁石も内装されていない比較装置の二つの装置で、常圧プラズマ法を用いて成膜し、成膜の結果を、基材をカットして顕微鏡観察により評価する実験例を以下に説明する。図４に示すように、成膜装置に保持された磁性材料基板４に対して、大気圧近傍の圧力下で対向面に固体誘電体８が配置された一対の対向電極９間に原料ガス、キャリアガスを供給しながらパルス状の電界を印加することでプラズマを発生させ、基材の厚さが２μｍとなるように成膜した。ここに、磁性材料基板４として表１に示すステンレス鋼板に対して、表２に示すプラズマ条件でＳｉＯ２薄膜を成膜した。
【００２５】
【表１】
2004346398.tif 000003
【００２６】
【表２】
2004346398.tif 000004
【００２７】
実験の結果、比較装置による場合には、磁性材料基板のコーナー部がトレイから５ｍｍ程度反り上がり、生成された膜は基材の中心から直径１０ｍｍ程度の円内では膜厚が２μｍ程度であったが、その外側には殆ど成膜されていなかったのに対して、本発明装置による場合には、磁性材料基板は何れの部位も反り上がるような変形は見られず、生成された膜厚は全面にわたり１．９μｍ〜２．１μｍと、安定した成膜が可能であることが判明した。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、着脱時に基板に損傷を与える虞なく、しかも成膜時には確実に基板全面を吸着保持して安定的な表面処理が可能で、且つ、簡素な構造の基板保持部を備えた磁性材料基板の成膜装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁性材料基板の成膜装置の斜視図
【図２】本発明による磁性材料基板の成膜装置の要部断面図
【図３】本発明による磁性材料基板の成膜装置の要部断面図
【図４】本発明による磁性材料基板の成膜装置を用いた実験の説明図
【符号の説明】
１：プレート
１ｆ：プレート面
２：永久磁石
３：トレイ
４：磁性材料基板
５：アクチュエータ
６：搬送機構
７：加熱装置
８：誘電体
９：電極
【図１】
2004346398.tif 000005
【図２】
2004346398.tif 000006
【図３】
2004346398.tif 000007
【図４】
2004346398.tif 000008