(57)【要約】【課題】真空装置内でのワーク把持にアクチュエータを用いることによって生じる複雑な機構や配線配管を排除することが可能な真空処理装置及び方法を提供すること。【解決手段】一定内圧のバルーン２０４を下部に設けたステージ２０３とステージ２０３の動きを案内するガイド２０５を、真空容器２０１内に配置する。この状態のステージ２０３上にワーク２０２を設置し、真空容器２０１内を排気ポンプ等にて真空引きし減圧すると、真空容器２０１内でバルーン２０４の内圧と外圧の間に生じる圧力差によってバルーン２０４の体積が膨張し、その体積変化でステージ２０３を押し上げることによってワークを規正することができる。【選択図】図１
2007157972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、前記真空容器に配置されワークを保持するステージと、前記ステージの上下動作を規制するガイドと、前記ステージに対向して設けられたプラズマ源と、前記プラズマ源に高周波電力を印加する電源とで構成される真空処理装置において、
前記ステージの下方に配置され、前記ステージと前記ガイドで形成される空間に弾性体が設けられ、前記弾性体は前記真空容器内の気圧変化により生じる体積を変化させることで、前記ステージを上下動作させること
を特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記弾性体はバルーンであることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記ガイドのうち、ワークの表面と接触する面はバネにてフローティングされていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記ガイドのエッジ部が、面取りされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の真空処理装置。
【請求項５】
バルーンはドーナツ状であることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の真空処理装置。
【請求項６】
真空容器内にガスを供給しつつ排気し、真空容器内に配置されワークを保持するステージに対向して設けられたプラズマ源に高周波電力を印加することで、真空容器内にプラズマを発生させ、前記ステージの上下動作をガイドで規制した状態でワークを処理するプラズマ処理方法において、
前記ステージの下方に配置され、前記ステージと前記ガイドで形成される空間に弾性体が設けられ、前記弾性体は前記真空容器内の気圧変化により生じる体積を変化させることで、前記ステージを上下動作させること
を特徴とする真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置及び処理方法に関するものであり、特にワークを保持するアクチュエータに特徴があるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のワーク保持方法は、大気中にてシリンダなどのアクチュエータを用いたメカチャック、静電気を用いた静電吸着及びエアの吸引を利用した真空吸着などが知られている。このうち、図８を参照しながら、「メカチャック」を用いてワークを保持する技術を以下に説明する。
【０００３】
図８において、ステージ１０１上に設置されたワーク１０４を把持するためにシリンダ１０２を駆動させて、規正ブロック（爪）１０３でワークを把持する。シリンダ１０２は他のアクチュエータとしてモータや同様のシリンダ等を用いてリンク機構を用いたものもあるが、基本的な構造としてはワーク把持のための規正ブロックをアクチュエータで動作させるという構造である。その他にも、静電吸着を用いてワークを把持する技術（特許文献１参照）などがある。
【特許文献１】特開平４−３５０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の技術を真空雰囲気下で適用する場合には、下記のような問題を抱えていることになる。メカチャックは、真空装置内のエアの漏れがないよう配慮する必要があるため、真空容器外から駆動力を与える場合には、駆動部の摺動部分にメカシール等を取付けなければならなくなり、装置全体の機構が非常に複雑となる。また、真空吸着は、真空雰囲気下では、使用圧力によっては圧力差を発生させることが難しいという課題を抱え、静電吸着は、ステージ１０１とワーク１０４との間に電位差を作るためにステージ１０１に絶縁処理が必要であり、またワークが静電破壊を生じやすいという問題点がある。
【０００５】
また、何れも機構を用いた場合においても、把持機構を駆動させるための動力伝達、駆動用流体配管、駆動用電力供給用配線などを真空装置外から供給する必要があり、特に、真空装置内でワーク等を回転させる必要がある場合、室外に通じる回転軸内にこれらの機構を収める設計の工夫や、配線・配管の断線への対策を必要とするため、更に構造が複雑となるのが現状である。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、真空装置内でのワーク把持にアクチュエータを用いることによって生じる複雑な機構や配線配管を排除することが可能な真空処理装置及び処理方法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】
本発明の真空処理装置は、真空容器と、前記真空容器に配置されワークを保持するステージと、前記ステージの上下動作を規制するガイドと、前記ステージに対向して設けられたプラズマ源と、前記プラズマ源に高周波電力を印加する電源とで構成される真空処理装置において、前記ステージの下方に配置され、前記ステージと前記ガイドで形成される空間に弾性体が設けられ、前記弾性体は前記真空容器内の気圧変化により生じる体積の変化させることで、前記ステージを上下動作させることでワークを処理する点に特徴があり、その結果、複雑な機構や配線配管を配置することなく真空処理装置を提供することができる。
【０００８】
このとき、弾性体はバルーンであると好適である。
【０００９】
また、ガイドのうち、ワークの表面と接触する面はバネにてフローティングされていても良い。また、ガイドのエッジ部が、面取りされていても好適である。更に、バルーンはドーナツ状であると好適である。
【００１０】
また、本発明の真空処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、真空容器内に配置されワークを保持するステージに対向して設けられたプラズマ源に高周波電力を印加することで、真空容器内にプラズマを発生させ、前記ステージの上下動作をガイドで規制した状態でワークを処理するプラズマ処理方法でおいて、前記ステージの下方に配置され、前記ステージと前記ガイドで形成される空間に弾性体が設けられ、前記弾性体は前記真空容器内の気圧変化により生じる体積の変化させることで、前記ステージを上下動作させる点に特徴があり、その結果、複雑な機構や配線配管を配置することなく真空処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
配線や配管が無いために真空容器内での回転体におけるワークを容易に把持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空装置の構成を示す断面図である。
【００１３】
図１において、真空容器２０１内にガス供給装置２１５よりプロセスガスを供給し、真空容器２０１内を排気装置２１７より排気し、調圧弁２１８により真空容器２０１内を所定の圧力に制御し、プラズマ源２１３に高周波電源２１２より電力を供給することにより発生したプラズマ２１６により、ターゲット２１４よりスパッタリング粒子が飛来し、ステージ２０３上のワーク２０２に成膜させた。
【００１４】
一方、ワークを把持するための構成として、一定内圧のバルーン２０４を下部に設けたステージ２０３とステージ２０３の動きを案内する規正ガイド２０５を、真空容器２０１内に設置している。規正ガイド２０５は、ワークと接触時の速度でワークに割れなどの損傷を与えないようにするため、バネにてフローティングし、エッジ部には面取り加工を施している。
【００１５】
この状態のステージ２０３上にワーク２０２を設置し、前述のプラズマ生成プロセスで真空容器２０１内を排気装置にて真空引きし減圧すると、真空容器２０１内でバルーン２０４の内圧と外圧の間に生じる圧力差によってバルーン２０４の体積が膨張し、その体積変化でステージ２０３を押し上げることによってワーク２０２を規正することができる。
【００１６】
今回、スパッタリング装置を例として説明したが、この規正のメカニズムはバルーン２０４の内外に圧力差があれば成立し、バルーンの内側及び外側の絶対圧は問わないため、ドライエッチング装置，ＣＶＤ処理装置などの真空装置においても効果が得られる。また、今回はバルーンとしてＮＢＲ（ニトリルゴム）を材料としたベローズを用いたが、気体を保持でき、圧力変化によって形状が変化できる弾性体であれば、この限りではない。
【００１７】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００１８】
図２において、バルーン２０４によって押されるブロック２０６の案内を直線方向にガイドする構成とすることによって、真空容器２０１内を排気ポンプ等にて真空引きし、減圧することでブロック２０６を直線運動することができる。
【００１９】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００２０】
図３において、バルーン２０４によって押される規正ブロック２０８の案内を法線方向にガイドする構成とすることによって、真空容器２０１内を排気ポンプなどにて真空引きし、減圧することで規正ブロック２０８を円弧運動することができる。使用の用途としては、リング状の物体を内径把持することに使用することができる。
【００２１】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００２２】
図４において、バルーン２０４の内圧を調整するための管を真空容器外へ引き出し、その管路にバルブ２０９を設ける。本発明はバルーン内外の圧力差によってワークを把持する構造であるため、バルブ２０９を開けてバルーン内の圧力を調整することによって、把持力を調整することが可能となる。
【００２３】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００２４】
図５は、真空容器内のワーク２０２を回転させる必要がある場合の図を示したものである。一般に、真空装置内のステージ２０３を回転させる場合、真空容器２０１外からモータ２１１などのアクチュエータを介して回転させており、シャフト２１０にはオイルシール等を用いてエアリークが生じないように構成しなければならない。
【００２５】
しかも、ワークを規正するための手段が従来のメカチャックや静電吸着などであると、その駆動源を供給するエア配管や配線の断線に対する対策及びエアリークに対する対策等が必要となり、構造が非常に複雑となる。
【００２６】
しかしながら、図５に示す本発明の場合、配線／配管等が不要となるため、真空容器２０１内でステージ２０３を回転させるためだけの設計考慮でよく、機構的に簡素な構成で実現することが可能である。
【００２７】
また、図５の構成においても、本発明のメカニズムは、バルーン内外の圧力に差を生じた場合に成立するものであり、圧力そのものは問わない構成となる。また、回転ステージ上でのバルーンの使用形態は、前述までに図示説明してきた構成であっても使用できるため、回転ステージ上での直線動作、円弧動作も実現可能であり、また、バルブの取り付けによって把持力も調整可能である。
【００２８】
（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００２９】
図６は、真空装置内のステージが真空容器外からの動力によって駆動される装置を表したものである。前述の装置においてもステージ上に無配線・無配管のバルーン２０４と規正ブロックを用いることによって、真空容器内の圧力を減圧することによってステージ上でワークを押さえることができる装置である。
【００３０】
（実施の形態７）
図７は、本発明の実施の形態７におけるワーク把持装置の構成を示す模式図である。
【００３１】
図７はバルーン２０４の形状をドーナツ状とし、真空容器内の圧力をバルーンの内圧より減圧することによって、バルーン２０４が膨張し、回転ステージ２０３上のワーク２０２の外周を把持することができる装置である。この装置の構成においても、ステージ上のワーク把持にバルーンの体積膨張を利用し、配線／配管が不要のため、装置構成を複雑としない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ワークを一度保持すると圧力が元に戻らない限り、その保持状態が継続されるため、回転体だけでなく、各位置毎に成膜処理を変えるような移動距離の長い構成においても、従来のようなケーブルベア等を利用せず、実現可能であり、真空装置であれば、その形態は問わない。
【００３３】
以上のことから、ドライエッチング装置、スパッタリング装置、蒸着装置にも適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態２におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態３におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態４におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態５におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態６におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態７におけるワーク把持装置の構成を示す模式図
【図８】従来例におけるメカ式ワーク把持構成を示す模式図
【符号の説明】
【００３５】
２０１  真空容器
２０２  ワーク
２０３  ステージ
２０４  バルーン
２０５  規正ガイド
２１２  高周波電源
２１３  プラズマ源
２１４  ターゲット
２１５  供給装置
２１６  プラズマ
２１７  排気装置
２１８  調圧弁
【図１】
2007157972.tif 000003
【図２】
2007157972.tif 000004
【図３】
2007157972.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007157972.tif 000007
【図６】
2007157972.tif 000008
【図７】
2007157972.tif 000009
【図８】
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