JPH01208449A

JPH01208449A - ダブルチャンバ真空成膜装置

Info

Publication number: JPH01208449A
Application number: JP3111088A
Authority: JP
Inventors: Kouji Hanaguri; 孝次花栗
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-13
Filing date: 1988-02-13
Publication date: 1989-08-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、各種の対象物に対し真空雰囲気下で被膜をコ
ーティングする真空成膜装置において、対象物にコーテ
ィングされなかった被膜物質粒子が作業用チャンバ内面
に付着することによって生じるトラブルを解決するため
の提案に関する。

（従来の技術）アークイオンブレーティング手段、スパッタ蒸着手段、
あるいは真空蒸着手段等による真空成膜装置においては
、その作業は何れも密閉された真空雰囲気（不活性ガス
雰囲気等をも含むものとする）下のチャンバ内において
行なわれるのであり、例えば特公昭５８−３０３３号公
報に開示されたアークイオンブレーティング手段におい
ても見られる通りである。即ち第５図において示すよう
に、ビーム銃１００、陽極１０１、陰極１０２等から成
る被覆物質生成供給源（ターゲット）と、被覆物質の被
着される対象物１０３は何れもチャンバ１０４内に配設
され、アーク放電により粒子ビームを射出して、対象物
１０３の表面上にコーティングするのである。

このさい前記ターゲットからのコーテイング物質の内、
対象物に付着されなかった粒子は、真空雰囲気下の空間
を構成しているチャンバ１０４の内壁面にことごとく付
着する。このためチャンバ１０４の内壁面は定期的に清
掃する必要が生じるのである。この清掃には多大の労力
と時間とを必要とするのみならず、清掃中は運転停止と
なるので、生産性を低下する。このため最近は第６．７
図に例示するような対策が用いられている。即ち両図に
示されるように、チャンバ１０４の内壁面と平行してラ
イナー状にシールドプレート１０５の複数枚を、内壁面
の略全面をカバーするように配設し、同プレート１０５
０面上に対象物１０３を外れた被覆物質粒子を付着させ
、チャンバ１０４の内壁面に粒子が直接付着を防ぐよう
にしたものである。このさいコーティング中の発熱によ
る過熱防止、更にはコーティングプロセス終了後の対象
物１０３の冷却等のために、シールドプレート１０５自
体に鋼管等をろう付けした冷却水管１０６を設置し、矢
印で示すようにそれぞれの冷却水管にチャンバ１０４外
から冷却水を供給し、冷却することも行なわれている。

（発明が解決しようとする課題）上記したシールドプレート方式には、次の点において問
題点がある。即ちチャンバ１０４を箱形の６面体とした
場合、冷却水のフィードスルーは４個／１面×６面＝２
４個　のように多数となるため、シールドプレート１０
５の着脱に長時間を要するのみならず、設置後における
例えばシール用０リングの損傷等によって、フィードス
ルーからの冷却水リークの発生確率も高（、またかかる
シールドプレートの清掃に当っては、表面から付着物を
除去するのは、グラスビードブラスト手段等を用いるの
であり、個々に分割されたプレート体ではプレート自体
の変形や歪みを起生じ易いのである。

（課題を解決するための手段）本発明では上記問題点を解決するために、かかる真空成
膜装置における作業用チャンバをダブルチャンバ、即ち
内外二重のチャンバ方式とし、内部チャンバを外部チャ
ンバに出入可能とし、内部チャンバを作業チャンバとす
るとともに、かつこれをシールドチャンバとして兼用す
るようにしたものであり、具体的には、一面が開閉可能
な気密ドアとされかつ真空雰囲気生成可能とされた箱形
の外部チャンバと、該チャンバ内に出入可能に内装され
る箱形で真空雰囲気生成可能とされるとともに、前記気
密ドアと対面する一面に開閉自在なドア用シールド板を
有し、かつ冷却手段を具備した内部チャンバとを備え、
内部チャンバ内に、被膜付着用対象物の載置部材を設け
、載置部材の対象物に対する被膜物質の生成供給源が備
えられている点にあり、また、外部チャンバに真空吸気
口が設けられるとともに内部チャンバに同連道口が設け
られる点にあり、また、内部チャンバの冷却手段として
、内部チャンバの箱形外周面を囲繞して冷却水管が付設
され、該水管の給排両端が外部チャンバ外に出される点
にあり、また、被膜付着対象物の載置部材が縦軸心回り
で可回動に設けられる点にある。

（作　　用）本発明の上記した技術的手段によれば、作業用チャンバ
を外部チャンバと内部チャンバとの両者によって構成し
、内部チャンバを外部チャンバにおける開閉可能な気密
ドアを介して出入可能とするとともに、内部チャンバ内
に真空成膜を行なうために必要な被膜物質、の生成供給
源（ターゲット）と、被膜付着用の対象物を載置部材を
介して配設可能としたことにより、内部チャンバ内でコ
ーティング作業が可能であるとともに、そのさい対象物
に被着されない被膜粒子は内部チャンバの内壁面に付着
される。従ってコーティング終了後、外部チャンバの気
密ドアおよび内部チャンバのドア用シールド板を開くこ
とにより、対象物の取出し後に、内部チャンバ全体を外
部チャンバ外に引出し、新しい内部チャンバを外部チャ
ンバ内に新規に装入し、対象物を載置部材にセットし、
気密ドアおよびドア用シールド板を閉鎖することにより
、次のコーティング作業を即時再開できるのであり、こ
の間に先に取出した被膜粒子が付着している内部チャン
バを清掃工程に回すことによって、連続生産が可能であ
る。このさい内外チャンバの真空雰囲気（特定ガス雰囲
気を包含する）の形成に当っては、外部チャンバに設け
た真空吸気口および内部チャンバに設けた連通口によっ
て、容易に処理できるのである。

また内部チャンバの箱形外周面に冷却水管を囲繞させ、
同水管の給排両端を外部チャンバ外に出すことにより、
単一の冷却水管によって容易に有効な冷却作用が得られ
る。また、載置部材を縦軸回りに回動可能に設けること
によって、これに載置された立体的な対象物の全体に対
する被膜コーティングも容易に行なえるばかりでなく、
回収した内部チャンバも箱形の構成体であるため、剛性
大で、清掃作業において用いるグラスビードブラスト手
段の実施に当っても、歪みや変形を生じることなく、内
部チャンバ内面の付着物の充分な除去ができるし、内部
チャンバの耐用性の向上が得られるのである。

・（実施例）第１図および第２図について、本発明装置の第１実施例
を詳述する。両図に示す第１実施例において、外部チャ
ンバ１は６面体である箱形のものとされ、その一面がシ
ール用０リング１２を介して開閉可能に取付けられる気
密ドア３とされる。また外部チャンバ１の反ドア側の一
面には真空吸気口（不活性ガス等の特定ガス雰囲気の場
合はガス置換口である）１４とされ、同吸気口１４は真
空ポンプ乃至ガス置換装置側と連結される（図示省略）
。内部チャンバ２は第１図および第２図に例示するよう
に、同じく６面体の箱形とされるとともに、外部チャン
バ１内に出入可能であるように全体サイズを小さくし、
かつ６面体の一面側は第１図で示すように、前記気密ド
ア３と平行なプレート体でかつ本実施例では支持具３Ａ
を介して気密ドア３に保持されて同行開閉可能なドア用
シールド板４とされるのである。内部チャンバ２の反シ
ールド板側の一面には前記吸気口１４と対応する連通孔
１５が開設されることによって、両チャンバ１．２の同
一雰囲気生成は容易に得られる。

また内部チャンバ２の底面には出入操作を容易とするた
めの車輪１１が適宜軸架機構を介して装設されると共に
、内部チャンバ２の冷却を行なうために単一の冷却水管
５を用いる。同水管５は第２図に例示するようにドア用
シールド板４を除くチャンバ２の外周面を囲繞して周回
状にかつろう付は等により固定され、その給水端５ａお
よび排水端５ｂは共に外部チャンバ１外にシール機構１
３，１３を介して出され、図示省略するが給水端５ａお
よび排水端５ｂは適宜給、排水元管、ポンプ等の冷却水
給排機構に、着脱可能なジヨイント構造を介して接続さ
れることになる。

また前記外部チャンバ１における気密ドア３および内部
チャンバ２におけるドア用シールド板４に亘ってシール
機構１３および支持軸１６等を介して、例えばアークイ
オンブレーティング手段、スパッタ手段、真空蒸着手段
における被膜物質の生成供給源６が取付は保持され、か
つ同供給源（ターゲット）６はドア用シールド板４を介
して内部チャンバ２内の所定位置に配設されるようにす
るのである。また、被膜物質の生成供給源（ターゲット
）６と対応して外部チャンバ１側には、軸受シール機構
９を介して、実施例では回転駆動源１０によって可回動
かつ昇降可能な駆動保持軸１７が内部チャンバ２内に挿
出され、同支持軸１７の上端にテーブル状の載置部材８
が縦軸心回りに可回動でしかも、着脱可能に設けられる
ことによって、被膜付着用の目的対象物７がセットされ
るようにしたものである。

この第１実施例によれば、第１図はコーティング作業状
態を示しているが、外部チャンバ１および内部チャンバ
２は、吸気口１４および連通口１５によって全体が真空
雰囲気に維持され、載置部材８上の対象物７に対し、生
成供給源６からの被膜物質のコーティングが行なわれ、
また内部チャンバ２は冷却水管５によって適切に冷却さ
れることになり、載置部材８を回転駆動源１０および駆
動支持軸１７を介して回動させれば、対象物７の全表に
対しコーティングが可能である。コーティング終了後は
、雰囲気解除、冷却停止の後、気密ドア３を開くことに
より、ドア用シールド板４も同行して内部チャンバ２も
開放される。従って対象物７を取出し、載置部材８を取
外し、駆動支持軸１７を下降させることによって、その
内壁面に前記対象物７に付着されなかった物質粒子が被
着した内部チャンバ２を車輪１１を介して引出し、同チ
ャンバ２を直ちに清掃工程に回すとともに、予じめ準備
し°てあった新しい内部チャンバ２を外部チャンバ１内
に装入し、内部チャンバ２の冷却水管５を外部チャンバ
１外に挿出させて、給排元管側に連結し、駆動支持軸１
７を所定位置に上昇させて！！！置装材８を取付けてこ
れに新しい対象物７をセットし、しかる後気密ドア３、
ドア用シールド板４を閉鎖し、外部チャンバ１、内部チ
ャンバ２を真空雰囲気とすることにより、被膜物質の生
成供給源６によって次のコーティング作業を直ちに施行
できることになるのである。また清掃工程に回った内部
チャンバ２は一端開口の箱形であるため、その剛性も高
く、内壁面に付着した被膜物質をグラスビードブラスト
等で除去するに際しても歪み、変形を生じるおそれなく
、強力な清掃手段にもよ（耐えることになり、反復使用
が可能となる。従って一台の外部チャンバ１に対し、最
低２個の内部チャンバ２を準備することによって、連続
的な被膜コーティング作業が高能率下に実施することが
可能となる。

第３図および第４図は、本発明の第２実施例を示し、前
述した第１実施例（第１図、第２図）と基本的には同じ
構成と作用をし、従って、共通部分は共通符号で示し、
以下相違する点のみを説明する。

第３図、第４図において、被膜物質の生成供給源６は内
部チャンバ２の外部でかつ外部チャンバ１の内部に配置
されており、該生成供給源６と対応して内部チャンバ２
には通孔２Ａが形成され、ここに、通孔２Ａを介して載
置部材Ｂ上の対象物７に被膜物質をコーティング可能と
している。

また、連通口１５には内部チャンバ２側に、ステー１５
Ａを介してカバー１５Ｂが取付けられ吸気口１４を介し
ての真空ポンプ等の故障発生をおさえるようにされてい
る。なおりバー１５Ｂと内部チャンバ２との間にはステ
ー１５Ａを介しての連通部を有し、カバー１５Ｂを設け
ても内部チャンバ２の真空雰囲気生成は保証されている
。

更に、外部チャンバ１の底内面には、レール１１Ａを有
し、このレールＩＩＡを介して内部チャンバ２が外部チ
ャンバ１に対して出入可能とされている。

なお、上述した第１．２実施例では、載置部材８は支持
軸１７を介して外部チャンバ１に支持しているが、載置
部材８は内部チャンバ２に支持させることもできる。ま
た、ドア用シールド板４はドア３に支持するのが最も有
効であるものの、内部チャンバ２又は外部チャンバ１に
支持させてもよい。

（発明の効果）本発明の真空成膜装置によれば、外部チャンバに対し、
出入可能な内部チャンバを用い、同チャンバを作業用チ
ャンバおよびシールド用チャンバとして機能させること
により、従来の単一チャンバ方式に対し、きわめて高能
率のコーティングプロセスが可能であり、運転休止、被
膜物質の生成供給源の搬出入等を不用とし、作業全般を
簡単かつ容易化できる。またチャンバ内に多数のかつ個
々に冷却手段を施したシールドプレートを配設するもの
に対し、内部チャンバの出入によって、その作業内容は
著しく短縮かつ省力化されるのみならず、冷却水管も単
一体で足りるため、冷却水のフィードスルーもきわめて
少なく、冷却水リーク発生確率も大幅に低減でき、かつ
内部チャンバは剛性の高い箱形の一体物であるため、反
復する清掃作業にもよく耐え、その耐用性も著しく向上
できる点において優れ、この種真空成膜装置において、
対象物に被着されない被膜物質が大量を占め、その後処
理に対して著大な時間と労力を消費することを考えれば
、これを合理的に解決できるものとして利点大である。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明装置第１実施例の縦断正面図、第２図は
同内部チャンバの斜面図、第３図は第２実施例の縦断正
面図、第４図は第３図Ｂ−Ｂ断面図、第５図は従来の真
空成膜装置１例の縦断正面図、第６図は同シールドプレ
ート方式例の縦断正面図、第７図は同第６図Ａ−Ａ線矢
視図である。１・・・外部チャンバ、２・・・内部チャンバ、３・・
・気密ドア、４・・・ドア用シールド板、５・・・冷却
水管、６・・・被膜物質の生成供給源、７・・・対象物
、８・・・載置部材、９・・・軸受シール機構、ＩＯ・
・・回転駆動源、１１・・・車輪、１２・・・シール用
Ｏリング、１３・・・シール機構、１７・・・駆動支持
軸。特　許　出　願　人　　株式会社神戸！！鋼所第１図第５図第６図　　　　　第７図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一面が開閉可能な気密ドアとされかつ真空雰囲気
生成可能とされた箱形の外部チャンバと、該チャンバ内
に出入可能に内装される箱形で真空雰囲気生成可能とさ
れるとともに、前記気密ドアと対面する一面に開閉可能
なドア用シールド板を有し、かつ冷却手段を具備した内
部チャンバとを備え、内部チャンバ内に被膜付着用対象
物の載置部材を設け、載置部材の対象物に対する被膜物
質の生成供給源が備えられていることを特徴とするダブ
ルチャンバ真空成膜装置。
（２）外部チャンバに真空吸気口が設けられるとともに
内部チャンバに同連通口が設けられる請求項１記載のダ
ブルチャンバ真空成膜装置。
（３）冷却手段として、内部チャンバの箱形外周面を囲
繞して冷却水管が付設され、該水管の給排両端が外部チ
ャンバ外に出される請求項１、２記載のダブルチャンバ
真空成膜装置。
（４）被膜付着対象物の載置部材が縦軸心回りで可回動
に設けられている請求項１、２、３記載のダブルチャン
バ真空成膜装置。