JP5811092B2 - Surface treatment apparatus and surface treatment method - Google Patents
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Description
この発明は、被処理体の表面に薄膜を成膜したり、不純物イオンを拡散する等の表面処理を施すための表面処理装置および表面処理方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method for performing a surface treatment such as forming a thin film on the surface of an object to be processed or diffusing impurity ions.
p型シリコン基板にn型不純物を拡散した球状の太陽電池が知られている。このような球状の部材の表面に不純物イオンを拡散したり、あるいは反射防止兼性能向上用の、例えばSiNx(窒化シリコン)等のパッシベーション膜を成膜する場合、通常の基板への表面処理と同様な方法では、均一な厚さに処理することが困難である。A spherical solar cell in which an n-type impurity is diffused in a p-type silicon substrate is known. When diffusing impurity ions on the surface of such a spherical member, or forming a passivation film such as SiN x (silicon nitride) for preventing reflection and improving performance, surface treatment on a normal substrate and In a similar method, it is difficult to process to a uniform thickness.
球状の被処理体の表面に、スパッタリング法あるいはプラズマCVD法により薄膜を形成する方法として、真空チャンバ内に六角筒型バレルを配置し、この六角筒型バレルを、重力に対して垂直な方向に配置された軸を中心に回転させ、六角筒型バレル内に収容された被処理体を攪拌させながら薄膜を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method of forming a thin film on the surface of a spherical object by sputtering or plasma CVD, a hexagonal barrel is placed in a vacuum chamber, and the hexagonal barrel is placed in a direction perpendicular to gravity. A method is known in which a thin film is formed while rotating an object disposed in a hexagonal barrel barrel while rotating about an arranged shaft (see, for example, Patent Document 1).
上記先行文献に記載された方法では、六角筒型バレル内に収容された被処理体は、六角筒型バレルの回転に伴って上昇し、重力の作用によって落下させながら、被処理体の表面に薄膜を形成するものである。このようにすれば、球状の被処理体は、六角筒型バレルの回転に伴って上昇し、重力の作用によって落下する動作によって回転させ、全表面に薄膜が形成される。
しかしながら、被処理体が球状の場合、特に、微小な部材である場合には、被処理体は、六角筒型バレルの回転に追随して上昇する作用が小さくなり、上昇する高さが極めて小さくなってしまう。つまり、被処理体は、六角筒型バレルの最も低い箇所の直ぐ近傍に、ほぼ直線状の厚い層状に集合し、殆ど攪拌作用が行われない状態となる。このため、被処理体に均一な厚さに成膜をすることが困難であった。In the method described in the above-mentioned prior art document, the object to be processed accommodated in the hexagonal cylinder barrel rises with the rotation of the hexagonal cylinder barrel, and drops on the surface of the object to be processed by the action of gravity. A thin film is formed. If it does in this way, a spherical to-be-processed object will raise with rotation of a hexagonal cylinder barrel, will be rotated by the operation | movement which falls by the effect | action of gravity, and a thin film will be formed in the whole surface.
However, when the object to be processed is spherical, particularly when it is a minute member, the object to be processed has a small effect of rising following the rotation of the hexagonal barrel, and the height of the object to be processed is extremely small. turn into. In other words, the objects to be processed are gathered in a substantially linear thick layer in the immediate vicinity of the lowest part of the hexagonal cylindrical barrel, so that almost no stirring action is performed. For this reason, it has been difficult to form a film with a uniform thickness on the object to be processed.
本発明の表面処理装置は、球状の被処理体が収容される容器と、容器を収容する空間を有し、被処理体の表面を処理するためのガスが導入される処理室を有する表面処理ユニットと、被処理体が収容される容器を往復動作させることにより慣性力の作用で被処理体を容器の底面上で転動させる容器駆動機構とを具備する。
本発明の第2の態様による表面処理装置は、第1の態様における表面処理装置において、表面処理ユニットは、容器と対向する面が平坦な電極板を含み、容器駆動機構は、容器を、電極板にほぼ平行な面内において、容器に収容される被処理体を転動させるように構成されている。
本発明の第3の態様による表面処理装置は、第1の態様または第2の態様のいずれかの態様における表面処理装置において、容器駆動機構は、容器を重力の作用する方向に揺動動作させるように構成されている。
本発明の第4の態様による表面処理装置は、第1乃至第3の態様のいずれかの態様における表面処理装置において、容器駆動機構は、少なくとも一対のローラと、ローラを駆動する駆動ユニットを有する。
本発明の第5の態様による表面処理装置は、第1乃至第4の態様のいずれかの態様における表面処理装置において、容器駆動機構は、容器の移動を停止させるストッパを含む。
本発明の第6の態様による表面処理装置は、第1乃至第5の態様のいずれかの態様における表面処理装置において、表面処理ユニットは、球状、柱状または多面体の被処理体の表面に薄膜を成膜するためのプラズマ発生ユニットを有する。
The surface treatment apparatus of the present invention has a container for containing a spherical object to be treated, and a surface treatment having a space for accommodating the container and a treatment chamber into which a gas for treating the surface of the object to be treated is introduced. A unit and a container driving mechanism that causes the object to be processed to roll on the bottom surface of the container by the action of inertia by reciprocating the container in which the object is accommodated.
A surface treatment apparatus according to a second aspect of the present invention is the surface treatment apparatus according to the first aspect, wherein the surface treatment unit includes an electrode plate having a flat surface facing the container, and the container driving mechanism includes the container, the electrode The object to be processed contained in the container is configured to roll in a plane substantially parallel to the plate.
The surface treatment apparatus according to the third aspect of the present invention is the surface treatment apparatus according to any one of the first aspect and the second aspect, wherein the container driving mechanism swings the container in a direction in which gravity acts. It is configured as follows.
The surface treatment apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the surface treatment apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the container drive mechanism has at least a pair of rollers and a drive unit that drives the rollers. .
A surface treatment apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the surface treatment apparatus according to any one of the first to fourth aspects. The container drive mechanism includes a stopper that stops the movement of the container.
The surface treatment apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the surface treatment apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the surface treatment unit forms a thin film on the surface of a spherical, columnar or polyhedral object to be treated. It has a plasma generation unit for film formation.
本発明の第7の態様による表面処理方法は、球状の被処理体が収容される容器を収容する収容工程と、容器を往復動作させて被処理体を容器内で慣性力の作用により容器の底面上で転動させながら被処理体の表面に処理を施す処理工程とを備えている。
本発明の第8の態様による表面処理方法は、第7の態様の表面処理方法において、重力に対してほぼ垂直な面内において、容器を往復動作させる。
本発明の第9の態様による表面処理方法は、第7の態様または第8の態様における表面処理方法において、容器を、重力の作用する方向に揺動動作させる。
Surface treatment method according to the seventh aspect of the present invention, the accommodation step for accommodating a container workpiece spherical is accommodated, and the vessel was reciprocated workpiece in the container of the container by the action of the inertial force And a processing step of processing the surface of the object to be processed while rolling on the bottom surface.
A surface treatment method according to an eighth aspect of the present invention is the surface treatment method according to the seventh aspect, wherein the container is reciprocated in a plane substantially perpendicular to gravity.
A surface treatment method according to a ninth aspect of the present invention is the surface treatment method according to the seventh aspect or the eighth aspect, wherein the container is swung in the direction in which gravity acts.
この発明によれば、容器を往復動作または揺動動作させることにより、被処理体の表面を均一に処理することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the surface of the object to be processed can be uniformly processed by reciprocating or swinging the container.
以下、この発明の表面処理装置および表面処理方法の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示すインライン式プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置のブロック図ある。プラズマCVD装置1は、ロード室10、加熱室20、成膜室30を備えている。Hereinafter, an embodiment of a surface treatment apparatus and a surface treatment method of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram of an in-line plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus showing an embodiment of the present invention. The
ロード室10は、被処理体が収容された容器51を、カート41上に取り付けるための室である。容器51には、上面から厚さ方向に開口された収容部52が形成されている。収容部52は底面が平坦状とされ、この収容部52内には、球状、円柱状または多面体等の微小な被処理体が収容される。ロード室10には、搬送機構60Aが設けられている。搬送機構60Aは多数のローラ11を備えている。このローラ11上に、カート41が搭載される。搬送機構の詳細については、後述する。
The
加熱室20は、被処理体を予備加熱するための室である。加熱室20には、ランプヒータ22、搬送機構60Bが設けられている。搬送機構60Bは多数のローラ21を備えている。被処理体はランプヒータにより加熱される。また、ガスバルブ27および配管を介して、加熱室20内のガスを排気する真空ポンプ25が設けられている。
The
成膜室30は、被処理体の表面に処理を施すための室である。成膜室30には、搬送機構60Cが設けられている。搬送機構60Cは多数のローラ31を備えている。ローラ31上にはカート41が搭載され、このカート41の下面に、カート41を介して容器51内に収容された被処理体を加熱するシーズヒータ33が設けられている。
シーズヒータ33およびローラ31の上方には、電極板34が設けられている。電極板34にはRF電源35が接続されている。また、成膜室30内に供給される原料ガスの流量を調整するマスフローコントローラ36および導入ガスバルブが設けられている。成膜時にマスフローコントローラ36およびガス導入バルブ37を通して流れるガスを排気するための排気バルブ39及び真空ポンプ38が設けられている。The
An
図2は、図1の成膜室30内の搬送機構60Cおよびシーズヒータ33を含む領域をII―II線で切断した断面図であり、図3は、カート41、容器51および搬送機構60Cの斜視図である。但し、図3においては、図面の都合上、基台61、支持機構等は図示を省略されている。搬送機構60Aおよび60Bも搬送機構60Cと同様な構造を有する。
搬送機構60Cは、ローラ31およびローラ31を駆動する機構が左右に対称に形成されている。
各ローラ31は、図1では、二対のみが図示されているが、実際には、左右の1個ずつを一対として多数対が配置されている。図3では四対が図示されているが、これは一例であって、適宜の数量とすることができる。各ローラ31は、その回転軸77が基台61(図2参照)に回転可能に支持されている。基台61の外側にはモータ62が配置されており、モータ62の回転軸63は、傘歯車64に結合されている。傘歯車64には、傘歯車72が噛合っている。傘歯車64と傘歯車72との軸角は90度である。2 is a cross-sectional view of the region including the
In the
Although only two pairs of each
傘歯車72の中心には、軸71が設けられている。軸71には、4個の傘歯車73が設けられている。各傘歯車73は、ローラ31の回転軸77に対応する領域に配置されており、各傘歯車73に噛合う傘歯車74が各ローラ31の回転軸77に設けられている。傘歯車73と傘歯車74の軸角は90度である。
A
ローラ31上にはカート41が搭載される。このカート41は、モータ62を駆動してローラ31を回転することによりローラ31の回転方向に移動される。カート41上には、容器51が固定具(図示せず)により固定されている。従って、容器51は、カート41と一体的にローラ31によって移動される。
A
搬送機構60Cは、このように構成されており、図3に示すように、モータ62の回転軸63が→印に示すように時計方向に回転すると、傘歯車64−傘歯車72−軸71−傘歯車73−傘歯車74を介してローラ31の回転軸77を反時計方向に回転し、ローラ31上に搭載されたカート41を左側方向に搬送する。また、モータ62の回転軸63を反時計方向に回転すると、同じ伝達経路を経て、ローラ31の回転軸77を時計方向に回転し、ローラ31上に搭載されたカート41を右側方向に搬送する。
The
カート41の下面における左右のローラ31間には、シーズヒータ33が設けられている。シーズヒータ33は、金属ケース81の中に、ニクロム線等の発熱体82を保持し、両者間に無機絶縁材料が強固に充填された構造を有する。このシーズヒータ33は、カート41の下面に、カート41に接近して配置されており、カート41および容器51を介して、容器51の収容部52内に収容された被処理体を速やかに加熱する。
A sheathed
次に、このプラズマCVD装置1により被処理体の表面に薄膜を形成する方法について説明する。
先ず、ロード室10のローラ11上に搭載されたカート41に、収容部52内に被処理体が収容された容器51を取り付ける。容器51が取り付けられたカート41をローラ11上に配置して、容器51の収容部52内に被処理体を収容するようにしてもよい。
被処理体の一例として、球状のp型シリコンの表面にn型拡散層を有する太陽電池用素子を挙げることができる。太陽電池用素子は、直径が0.5〜1.0mm程度の球状体である。この例示は、本発明を限定する意味ではなく、理解を明確にすることを目的とするものである。Next, a method for forming a thin film on the surface of the object to be processed by the
First, the
As an example of a to-be-processed object, the element for solar cells which has an n type diffused layer on the surface of spherical p-type silicon can be mentioned. The element for solar cells is a spherical body having a diameter of about 0.5 to 1.0 mm. This illustration is not meant to limit the invention, but is intended to clarify.
仕切弁2を開き、モータを駆動してローラ11を回転することにより、カート41および容器51を加熱室20に搬送する。仕切弁2を閉じ、真空ポンプ25により加熱室20を真空にして、ランプヒータ22により容器51の収容部52内に収容された被処理体を予備加熱する。
The
次に、仕切弁3を開き、モータを駆動してローラ21を回転することにより、カート41および予備加熱された被処理体が収容された容器51を成膜室30に搬送する。仕切弁3を閉じ、真空ポンプ38により、成膜室30内を真空にする。シーズヒータ33により、容器51の収容部52内の被処理体を加熱しながらマスフローコントローラ36により流量を調整して原材料を成膜室30内に導入する。また、RF電源35から電極板34に電力を供給する。カート41がカーボン等により形成されていると、電極板34を陰極、カート41を陽極として、プラズマが発生する。
Next, the gate valve 3 is opened, the motor is driven, and the
被処理体である球状の太陽電池用素子の表面にパッシベーション膜としてSiNxを形成する一例について説明する。この例では、原料ガスとして、SiH4(シラン)、NH3(アンモニア)、N2(窒素ガス)を供給する。この成膜工程中、モータ63を駆動してカート41および容器51を、図1において、左右方向に往復移動させ、容器51の収容部52内に収容された被処理体を収容部52内において転動させる。An example of forming SiNx as a passivation film on the surface of a spherical solar cell element to be processed will be described. In this example, SiH 4 (silane), NH 3 (ammonia), and N 2 (nitrogen gas) are supplied as source gases. During this film formation process, the
図4(A)〜(C)は、搬送機構60Cにより搬送されるカート41と容器51の移動状態を示す側面図であり、図5(A)〜(C)は、それぞれ、図4(A)〜(C)に対応する位置における容器51の収容部52内に収容された被処理体55の転動の状態を示すための図である。
図4(A)は、モータ62が回転する前の状態を示す。この状態では、カート41および容器51は静止しており、容器51の収容部52の底面はほぼ平坦とされているので、容器51の収容部52内に収容された被処理体55は、図4(A)に図示されるように、収容部52の底面の全面にほぼ一様に分散している。4 (A) to 4 (C) are side views showing the moving state of the
FIG. 4A shows a state before the
図4(A)の状態から、モータ62を駆動して回転軸63を時計方向に回転させ、傘歯車64−傘歯車72−軸71−傘歯車73−傘歯車74の伝達経路を介してローラ31を反時計方向に回転させる。これにより、同図に図示の←印(左側)方向にカート41と共に容器51が移動されて、図4(B)に示す状態となる。この位置で、モータ62を停止すると、図5(B)に示すように、容器51の収容部52内に収容されている被処理体55は、慣性力の作用で収容部52の底面を回転しながら移動し、収容部52の左側の内壁に当接する。
From the state of FIG. 4A, the
次に、モータ62の回転軸63を逆方向である反時計方向に回転させ、上述と同じ伝達経路を介して、ローラ31を時計方向に回転させる。これにより、同図に図示の→印(右側)方向にカート41と共に容器51が移動されて図4(C)に示す状態となる。カート41と容器51が図4(C)に示す位置に達したタイミングでモータ62を停止すると、図5(C)に示すように、容器51の収容部52内に収容されている被処理体55は、慣性力の作用で収容部52の底面を回転しながら移動し、収容部52の右側の内壁に当接する。
Next, the rotating
図4(B)〜図4(C)に図示される駆動を、繰り返し行い、その間、被処理体55への成膜を続けることにより、各被処理体55の全表面に均一に薄膜を形成することができる。例えば、被処理体55が上述した太陽電池用素子の場合、原料ガスとして、SiH4(シラン)、NH3(アンモニア)、N2(窒素ガス)を供給することにより、太陽電池用素子の全表面にSiNxが均一な膜厚に成膜される。The driving shown in FIGS. 4B to 4C is repeatedly performed, and during this time, the film formation on the
上述した実施形態では、容器51を往復動作させることにより、球状の被処理体55を収容部52の底面を転動させながら被処理体55の表面に薄膜を形成するので、被処理体55の全表面に形成される薄膜を均一な厚さにすることができる。また、被処理体55を底面がほぼ平坦状の収容部52内に収容するので、被処理体55は収容部52の底面に広く分散され、転動する領域が広くなるので、被処理体の転動が確実となり、また、収容部52内に収容できる被処理体の量を多くすることができる。
なお、容器51に対しては往復動作に変えて他の動作をさせてもよい。以下にその変形例を示す。In the above-described embodiment, the
Note that other operations may be performed on the
(容器動作の変形例1)
図6(A)〜(C)は、容器51を揺動動作させる方法を説明するための図である。
搬送機構60は、基台61の中心に、基台61の揺動の中心となる支軸67を有する。図6(A)は、基台61が重力に対してほぼ垂直な方向(水平方向)に静止している状態を示す。この状態から、図示の↑印の如く、基台61を支軸67を中心に時計方向に回転すると、図6(B)に図示されているように、カート41と共に容器51が右下がりに傾斜する。このため、容器51の収容部52内に収容された被処理体は、被処理体55が収容部52の底面を回転しながら、右側下方に移動する。(
6A to 6C are diagrams for explaining a method of swinging the
The
次に、図示の↓印の如く、基台61を、支軸67を中心に反時計方向に回転すると、図6(C)に図示されているように、カート41と共に容器51が右上がりに傾斜する。このため、容器51の収容部52内に収容された被処理体は、被処理体55が収容部52の底面を回転しながら、左側下方に移動する。図6(B)〜図6(C)に図示された動作を繰り返し行いながら、その間、被処理体の表面に薄膜を形成する。
このようの被処理体が収容された容器を揺動動作させることによっても、被処理体の表面に均一な厚さの薄膜を形成することができる。
なお、基台61を駆動する構造として、基台61の端部に、往復動作するシリンダのロッドを連結する、またはモータにより回転される偏心カムを連結する等、適宜な駆動機構を採用することができる。Next, when the
A thin film having a uniform thickness can also be formed on the surface of the object to be processed by swinging the container in which the object to be processed is accommodated.
As a structure for driving the
(容器動作の変形例2)
図7(A)〜(H)は、容器に、往復動作と揺動動作の複合的な動作をさせる方法を説明するための図である。
図7(A)は、基台61を、重力に対して、垂直な状態(水平状態)に静止している状態を示す。
この状態で、モータ62を駆動し、ローラ31を回転させて、←印に示すようにカート41と容器51を左側方向に移動させると共に、↑印に示すように基台61を、支軸67を中心に時計方向に回転させると、図7(B)に図示するように容器51は少し右下がりの状態となる。(
FIGS. 7A to 7H are views for explaining a method for causing a container to perform a combined operation of a reciprocating operation and a swinging operation.
FIG. 7A shows a state where the
In this state, the
図7(B)の状態から、さらに、モータ62を同方向に駆動し、ローラ31を回転させて、←印に示すようにカート41と容器51をさらに左側方向に移動させると共に、↑印に示すように基台61を、支軸67を中心にさらに時計方向に回転させると、図7(C)に図示するように容器51はさらに右下がりの状態となる。
From the state of FIG. 7B, the
図7(C)の状態で、モータ62を逆方向に回転させて、ローラ31を逆方向に回転し、→印に示すようにカート41と容器51を右側方向に移動させると共に、↓印に示すように基台61を、支軸67を中心に反時計方向に回転させると、図7(D)に図示するように容器51は少し右下がりの状態となる。
図7(D)の状態から、さらに、モータ62を同方向に駆動し、ローラ31を回転させて、→印に示すようにカート41と容器51をさらに右側方向に移動させると共に、↓印に示すように基台61を、支軸67を中心にさらに反時計方向に回転させると、図7(E)に図示するように、カート41と容器51は水平状態となる。In the state of FIG. 7C, the
From the state of FIG. 7D, the
図7(E)の状態から、さらに、モータ62を同方向に駆動し、ローラ31を回転させて、→印に示すようにカート41と容器51をさらに右側方向に移動させると共に、↓印に示すように基台61を、支軸67を中心にさらに反時計方向に回転させると、図6(F)に図示するように容器51は少し右上がりの状態となる。
図7(F)の状態から、さらに、モータ62を同方向に駆動し、ローラ31を回転させて、→印に示すようにカート41と容器51をさらに右側方向に移動させると共に、↓印に示すように基台61を、支軸67を中心にさらに反時計方向に回転させると、図7(G)に図示するように容器51はさらに右上がりの状態となる。From the state of FIG. 7E, the
From the state of FIG. 7F, the
図7(G)の状態から、モータ62を逆方向に駆動し、ローラ31を回転させて、←印に示すようにカート41と容器51を左側方向に移動させると共に、↑印に示すように基台61を、支軸67を中心に時計方向に回転させると、図7(H)に図示するように容器51は少し右下がりの状態となる。
図7(H)の状態から、モータ62を同方向に駆動し、ローラ31を回転させて、←印に示すようにカート41と容器51をさらに左側方向に移動させると共に、↑印に示すように基台61を、支軸67を中心にさらに時計方向に回転させると、図7(A)に図示するように容器51は水平状態となる。 From the state of FIG. 7G, the
From the state of FIG. 7H, the
図7(A)〜図7(H)に図示される駆動を、繰り返し行い、その間、被処理体55への成膜を続けることにより、各被処理体55の全表面に均一に薄膜を形成することができる。
この容器動作の変形例2では、容器51を水平方向に往復動作させながら、且つ、重力の作用する方向に揺動動作させるので、容器51の収容部52内に収容された被処理体には、水平方向の慣性力と重力とが作用する。このため、被処理体の転動をさらに確実にすることができる。The driving shown in FIGS. 7A to 7H is repeatedly performed, and during this time, the film formation on the
In the second variation of the container operation, the
(容器動作の変形例3)
図8(A)〜(C)は、被処理体に作用する慣性力を一層大きくすることができる例を示す。
この実施例の搬送機構60には、基台61の両端にストッパ68が設けられている。ストッパ68の間隔は、カート41の長さより大きくされ、ストッパ68間でカート41が往復動作可能な長さとなっている。また、容器51の両側の外側面は、カート41に植立されたストップピン56に当接され、長さ方向への移動が規制されている。(Variation 3 of container operation)
8A to 8C show examples in which the inertial force acting on the object to be processed can be further increased.
In the
図8(A)は、モータ62が駆動されず、停止した状態である。この状態から、モータ62を駆動して、ローラ31により、カート41と容器51を同図の←印に示された左側方向に移動する。モータ62を駆動し続けると、図8(B)に図示されるように、左側のストッパ68にカート41の左端が衝突する。この衝突による衝撃により、容器51の収容部52内に収容されている被処理物は、確実に転動する。
FIG. 8A shows a state where the
図8(B)の状態になったら、モータ62の駆動を停止し、直後に、逆方向に回転させる。そして、→印に示されるようにカート41と容器51を右側方向に移動させ、今度は、図8(C)に図示されるように、カート41の右端を右側のストッパ68に衝突させる。この後は、モータ62の駆動を停止し、直後に、逆回転をさせる。これにより、図8(A)に示す状態を経て、図8(B)の状態となる。このように、図8(A)〜図8(C)に図示された動作を繰り返し行い、その間、被処理体55への成膜を続けることにより、各被処理体55の全表面に均一に薄膜を形成することができる。
If it will be in the state of FIG. 8 (B), the drive of the
この実施形態では、カート41をストッパ68に衝突させ、その際の衝撃力で容器51の収容部52に収容された被処理物55を転動させる方法であり、カート41がストッパ68に衝突する際の衝撃は、モータ62を急に停止するより大きいので、収容部52内の被処理体の転動を確実にする。また、容器51の搬送速度を調整することにより、衝撃力を任意の大きさに設定することが可能である。
In this embodiment, the
また、容器51の収容部52の形状も、種々、変形することが可能であり、以下に、その変形例を示す。
(収容部形状の変形例1)
図9は、容器51の収容部52の変形例の断面図を示す。この変形例では、収容部52の底面52aの両側縁に緩やかな傾斜部52bが形成されている。また、緩やかな傾斜部52bに引き続いて急な傾斜部52cが形成されている。緩やかな傾斜部52bは、微小な被処理体が底面と側面との境界部である垂直な角部に挟まって、転動が規制されるのを防止する。また、急な傾斜部52cは、被処理体が緩やかな傾斜部52bから、収容部52の外部に飛び出すのを防止する。Moreover, the shape of the
(
FIG. 9 shows a cross-sectional view of a modified example of the
(収容部形状の変形例2)
図10は、容器51の別の変形例の断面図を示す。この変形例においては、収容部52の底面52dが円弧状となっている。収容部52の側面は、端部にRがついた直線状の急傾斜面52eとなっている。また、急傾斜面52eの上部には、オーバーハング部52fが形成されている。オーバーハング部52fは、被処理体が収容部52から飛び出すのを防止する。また、オーバーハング部52fは、それでも、収容部52から飛び出した被処理体を、再び、収容部52内に落下させる。(
FIG. 10 shows a cross-sectional view of another modified example of the
収容部52の底面の粗さも被処理体の転動動作に影響を与える。被処理体が球状であれば、収容部52の底面は鏡面であってもよい。また、被処理体と収容部の底面に多少の摩擦力を付与するために、収容部52の底面に微細な凹凸を形成してもよい。被処理体が多面体の場合は、収容部52の底面が鏡面であると、被処理体の一面が、収容部52の底面上を滑ってしまい、転動しにくくなる。このような場合には、収容部52の底面に微細な凹凸を形成することが推奨される。但し、収容部52の底面に形成される微細な凹凸が、深すぎたり、凹凸のピッチが多面体の各表面サイズより大きいと多面体は凹部内に停留するようになってしまうので留意する必要がある。
The roughness of the bottom surface of the
以上の通り、本発明は、容器51を、往復動作または揺動動作の少なくとも一つの動作をさせることにより、被処理体55を収容部52の底面を転動させながら被処理体55の表面に薄膜を形成するので、被処理体55の全表面に形成される薄膜を均一な厚さにすることができる。また、被処理体55を底面がほぼ平坦状の収容部52内に収容するので、被処理体55は収容部52の底面に広く分散され、転動する領域が広くなり、被処理体の転動動作を一層確実とすることができ、また、収容部52内に収容できる被処理体の量を多くして生産性を向上することができる。
As described above, according to the present invention, at least one of the reciprocating operation and the swinging operation is performed on the
なお、上記実施形態では被処理体上に薄膜を形成する場合を例として説明したが、被処理体に不純物イオンを拡散したり、イオンビーム等を照射して、物理的あるいは化学的変化を与えたりする場合等を含め、各種の処理を行う場合に適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the case where a thin film is formed on the object to be processed has been described as an example. However, the object to be processed is diffused or irradiated with an ion beam or the like to cause physical or chemical changes. The present invention can be applied to various types of processing including the case where the process is performed.
被処理体の処理を行う装置についても、プラズマCVD装置に限らず、スパッタ装置等他の装置にも適用が可能である。水平状態において、容器を往復動作させる例で説明したが、水平状態においても、容器を揺動動作させる等、一次元的でなく、二次元的な動作をさせるようにしてもよい。また、容器の動作として、これらの動作と重力方向での揺動動作とを組み合わせた動作とすることもできる。 An apparatus for processing an object to be processed is not limited to a plasma CVD apparatus but can be applied to other apparatuses such as a sputtering apparatus. Although the example in which the container is reciprocated in the horizontal state has been described, the container may be moved in a two-dimensional manner instead of a one-dimensional manner, such as by swinging the container in the horizontal state. Further, the operation of the container may be a combination of these operations and the swinging operation in the direction of gravity.
被処理体55は、カート41とは別の容器51に収容する実施形態で説明したが、カート41に被処理体の収容部を設けて、被処理体55を直接カート41の収容部に収容する形態とすることもできる。
The
その他、本発明の表面処理装置は、種々、変形して構成することが可能であり、要は、被処理体が収容される容器と、容器を収容する空間を有し、被処理体の表面を処理するためのガスが導入される処理室を有する表面処理ユニットと、被処理体が収容される容器を、往復動作または揺動動作の少なくとも一つの動作をさせる容器駆動機構とを具備するものであればよい。 In addition, the surface treatment apparatus of the present invention can be variously modified and configured. In short, the surface treatment apparatus has a container in which the object to be processed is accommodated and a space for accommodating the container, A surface processing unit having a processing chamber into which a gas for processing the gas is introduced, and a container driving mechanism for causing the container in which the object to be processed is stored to perform at least one of a reciprocating operation and a swinging operation. If it is.
また、本発明は、被処理体が収容される容器を収容する収容工程と、容器を往復動作あるいは揺動動作の少なくとも一方の動作をさせて被処理体を容器内で転動させながら被処理体の表面に処理を施す処理工程とを備える表面処理方法のいずれにも適用される。 In addition, the present invention provides an accommodating process for accommodating a container that accommodates an object to be processed, and an object to be processed while rolling the object to be processed in the container by performing at least one of a reciprocating operation and a swinging operation of the container. The present invention is applied to any of the surface treatment methods including a treatment process for treating the surface of the body.
以上では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願2010年第175176号(2010年8月4日出願)
The disclosure of the following priority application is hereby incorporated by reference.
Japanese Patent Application 2010 No. 175176 (filed on Aug. 4, 2010)
Claims (9)
前記容器を収容する空間を有し、前記被処理体の表面を処理するためのガスが導入される処理室を有する表面処理ユニットと、
被処理体が収容される前記容器を往復動作させることにより慣性力の作用で前記被処理体を前記容器の底面上で転動させる容器駆動機構と
を具備する表面処理装置。 A container for storing a spherical object to be processed;
A surface treatment unit having a space for accommodating the container and having a treatment chamber into which a gas for treating the surface of the object to be treated is introduced;
A surface treatment apparatus comprising: a container driving mechanism that causes the object to be processed to roll on the bottom surface of the container by the action of inertia force by reciprocating the container in which the object is accommodated.
前記容器を往復動作させて前記被処理体を前記容器内で慣性力の作用により前記容器の底面上で転動させながら前記被処理体の表面に処理を施す処理工程とを備える表面処理方法。 An accommodating step for accommodating a container in which a spherical object is accommodated;
A surface treatment method comprising: treating the surface of the object to be treated while reciprocating the container to roll the object to be treated on the bottom surface of the container by the action of inertia force in the container .
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