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技術 プラズマCVD装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 池尻孝
出願日 2016年9月6日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-173293
公開日 2018年3月15日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2018-040025
状態 特許登録済
技術分野 CVD
主要キーワード クリップ状 電極ユニット プラズマCVD 真空予備室 プラズマ雰囲気中 種ガス ワーク表面 接触不良
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

プラズマCVD装置において、電極支持部材との接触不良を抑制可能な技術を提供する。

解決手段

プラズマCVD装置は、水平方向に延び、一端と他端とを有し、ワークを把持するための把持部が一端と他端との間に備えられた長尺状の電極と、電極の把持部よりも一端側を、少なくとも下方から支持する第1支持部材と、電極の把持部よりも他端側を、少なくとも下方から支持する導電性の第2支持部材と、を備え、電極は、第2支持部材よりも他端側に、重り部を備える。

概要

背景

真空状態チャンバにおいて、原料ガスプラズマ化して得られる金属イオンを、ワーク表面吸着させて成膜するプラズマCVD装置が知られている(特許文献1参照)。

概要

プラズマCVD装置において、電極支持部材との接触不良を抑制可能な技術を提供する。プラズマCVD装置は、水平方向に延び、一端と他端とを有し、ワークを把持するための把持部が一端と他端との間に備えられた長尺状の電極と、電極の把持部よりも一端側を、少なくとも下方から支持する第1支持部材と、電極の把持部よりも他端側を、少なくとも下方から支持する導電性の第2支持部材と、を備え、電極は、第2支持部材よりも他端側に、重り部を備える。

目的

そのため、プラズマCVD装置に備えられた電極と支持部材との接触不良を抑制可能な技術が望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

プラズマCVD装置であって、水平方向に延び、一端と他端とを有し、ワークを把持するための把持部が前記一端と前記他端との間に備えられた長尺状の電極と、前記電極の把持部よりも一端側を、少なくとも下方から支持する第1支持部材と、前記電極の把持部よりも他端側を、少なくとも下方から支持する導電性の第2支持部材と、を備え、前記電極は、前記第2支持部材よりも前記他端側に、重り部を備える、プラズマCVD装置。

技術分野

0001

本発明は、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置に関する。

背景技術

0002

真空状態チャンバにおいて、原料ガスプラズマ化して得られる金属イオンを、ワーク表面吸着させて成膜するプラズマCVD装置が知られている(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平7−216589号公報

発明が解決しようとする課題

0004

プラズマCVD装置に備えられる電極は、プラズマ雰囲気中に曝されるため高温(約600℃以上)になり、熱膨張によってたわみ変形する場合がある。電極が変形すると電極に給電を行う支持部材と電極との接触が不十分となり、導電不良が発生する可能性がある。そのため、プラズマCVD装置に備えられた電極と支持部材との接触不良を抑制可能な技術が望まれていた。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

0006

(1)本発明の一形態によれば、プラズマCVD装置が提供される。このプラズマCVD装置は、水平方向に延び、一端と他端とを有し、ワークを把持するための把持部が前記一端と前記他端との間に備えられた長尺状の電極と;前記電極の把持部よりも一端側を、少なくとも下方から支持する第1支持部材と;前記電極の把持部よりも他端側を、少なくとも下方から支持する導電性の第2支持部材と、を備え;前記電極は、前記第2支持部材よりも前記他端側に、重り部を備える。この形態のプラズマCVD装置によれば、重り部の質量により、電極を積極的に支持部材に接触させることができる。そのため、電極と支持部材との接触不良を抑制できる。

0007

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、プラズマCVD装置に用いられる電極や、プラズマCVD装置を用いた成膜方法等の形態で実現することができる。

図面の簡単な説明

0008

プラズマCVD装置の概略構造を示す図である。
電極ユニットの概略構造を示す図である。
電極の構成を示す平面図である。
第1変形例における電極ユニットの概略構造を示す図である。

実施例

0009

A.実施形態:
図1は、本発明の一実施形態におけるプラズマCVD装置100の概略構造を示す図である。プラズマCVD装置100は、プラズマCVD法によりワークWの表面に薄膜を形成する。プラズマCVD装置100は、成膜室110と、真空予備室120と、電極ユニット130と、ロッド140と、制御部150とを備える。

0010

成膜室110には、給電部111と真空ポンプ(図示せず)とが設けられている。この成膜室110では、室内が真空ポンプによって真空状態にされた上で原料およびプロセスガスが導入され、プラズマCVD法による成膜処理が実行される。給電部111は、電極ユニット130に備えられた電極20に所定の電力を給電する。本実施形態では、給電部111は、例えば3000Vの電圧を電極20に給電する。本実施形態では、成膜室110は導電性の材料により形成されており、電気的に接地されている。なお、給電部111は成膜室110に対して絶縁されている。

0011

真空予備室120には、真空ポンプ(図示せず)が接続されている。真空予備室120では、ワークWの導入および取り出しが行われ、また、真空ポンプによって室内が真空状態に保持され、ワークWに付着している水分の除去が行われる。

0012

電極ユニット130は、ロッド140の下端に取り付けられている。電極ユニット130は、ワークWに電力を供給するための機構である。電極ユニット130の詳細な構成については後述する。

0013

ロッド140は、上下方向に延びている。ロッド140は、制御部150からの制御信号に応じて上下方向に進退し、下端に設けられた電極ユニット130を、真空予備室120と成膜室110との間で移動させる。

0014

制御部150は、CPUとメモリとを備えるコンピュータとして構成されている。CPUは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、ロッド140の動作や、給電部111による電力の供給、真空ポンプの動作、各種ガスの導入等を制御する。

0015

図2は、電極ユニット130の概略構造を示す図である。図2は、成膜室110に下降した電極ユニット130を示す。電極ユニット130は、第1支持部材10aと、第2支持部材10bと、電極20と、弁体30と、接点部40とを備える。

0016

電極20は、水平方向に延び、一端20aと他端20bとを有する長尺状の電極である。電極20の一端20aと他端20bとの間には、後述する把持部25が備えられている。電極20は、断面が円形状を有している。本実施形態では、電極20の直径は、10〜15mm程度である。電極20は、熱容量がある程度大きい材料により形成されている。本実施形態では、電極20は、チタン(Ti)により形成されているが、チタンに代えて、ステンレス鋼(SUS)など、熱容量がある程度大きい任意の材料により形成してもよい。

0017

第1支持部材10aは、電極20の把持部25よりも一端20a側を少なくとも下方から支持する。本実施形態では、上下方向から支持する。第2支持部材10bは、電極20の把持部25よりも他端20b側を少なくとも下方から支持する。本実施形態では、上下方向から支持する。第1支持部材10aは、カラー11aとボルト12aとを備えており、ボルト12aによって電極20をカラー11aに向けて押さえつけることによって電極20を上下方向から固定している。第2支持部材10bは、カラー11bとボルト12bとを備えており、ボルト12bによって電極20をカラー11bに向けて押さえつけることによって電極20を上下方向から固定している。

0018

本実施形態では、以下、第1支持部材10aと第2支持部材10bとをまとめて支持部材10という。支持部材10は、上下方向に延びる棒状の外観形状を有し、導電性を有するステンレス鋼(SUS)により形成されている。支持部材10は、絶縁部材31を介して弁体30に固定されている。

0019

弁体30は、ワークWが真空予備室120から成膜室110へ搬送された際に、成膜室110と真空予備室120を仕切ることで成膜室110を閉塞する。弁体30は、導電性の金属材料によって形成されている。

0020

接点部40は、第1支持部材10aを介して電極20に電気的に接続されている。接点部40は、ワークWが成膜室110内に移動すると給電部111に接触する。これにより、ワークWは電極20を通じて給電部111と同電位になり、ワークWと、接地された成膜室110との間、および、ワークWと弁体30との間で放電が可能になる。

0021

本実施形態において、電極20は、重り部21と、平坦部22と、把持部25とを有する。重り部21は、本実施形態では、電極20の第2支持部材10bよりも他端20b側に設けられている。重り部21は予め定められた質量を有する。この質量は、例えば、把持部25とワークWの合計の質量よりも重い質量に設定されている。平坦部22は、電極20の厚さ方向(X軸方向)と垂直な方向が平坦となっている。平坦部22は、本実施形態では、カラー11bと、ボルト12bとで挟持されており、第2支持部材10bと、カラー11bと、ボルト12bとの接触面積を確保できる。把持部25は、導電性の材料によって形成されており、ワークWを把持する。本実施形態では、把持部25はクリップ状に形成されているが、クリップ状に限らず、例えば、フック状に形成されてもよい。

0022

図3は、電極20の構成を示す平面図である。図3では、図2に示す電極20を、弁体30側から見た図を表している。図3に示すように、電極20の両端近傍には、それぞれ第1穴部23と第2穴部24とが形成されている。本実施形態では、第2穴部24は、平坦部22に形成されている。第1穴部23は、円形状を有する。第2穴部24は、電極20の長手方向に延伸した形状を有する。本実施形態では、第1穴部23と第2穴部24とは、電極20を厚さ方向(X軸方向)に貫く貫通孔として形成されている。

0023

第1穴部23には、第1支持部材10aが配置(挿入)されており、第2穴部24の長手方向の中央部には、第2支持部材10bが配置されている。本実施形態では、支持部材10の断面形状は円形である。第1穴部23の直径および第2穴部24の短手方向(Z軸方向)の長さは、支持部材10の直径とほぼ等しい。従って、第1穴部23に第1支持部材10a、第2穴部24に第2支持部材10bが挿入されることにより、電極20の上下方向(X軸方向)および水平方向(Y、Z軸方向)への位置ずれが抑制される。

0024

第2穴部24の長手方向(Y軸方向)の長さは、第2支持部材10bの直径よりも長い。そのため、第2穴部24に第2支持部材10bが挿入された状態において、第2穴部24には、電極20における水平方向(Y軸方向)に、第2支持部材10bと隣接して、第1穴部23に形成される空隙よりも大きな空隙26が形成される。従って、成膜処理時に電極20が昇温して膨張する際に、かかる空隙26を利用して膨張した体積の少なくとも一部を吸収できる。このため、電極20の水平方向への膨張が支持部材10によって規制されることを抑制できる。なお、本実施形態において、第2穴部24に形成されている空隙26のY軸方向の長さは、熱膨張に伴う電極20の外周近傍におけるY軸方向の寸法変化分よりも大きい。

0025

本実施形態のプラズマCVD装置100によれば、重り部21の質量により、ワークWによる第2支持部材10bにかかる重みとの均衡がとれるため、電極20を積極的に第2支持部材10b、より具体的には、ボルト12bの上面に接触させることができる。そのため、電極20と支持部材10との接触不良を抑制できる。

0026

また、本実施形態によれば、電極20は断面が円形状であるため、成膜処理に伴って発生した成膜カスが、電極20の上面に堆積することを抑制できる。また、電極20に成膜カスが付着したとしても、断面が円形状のため、付着した成膜カスに応力がかかりにくくなる。そのため、成膜カスが電極20から剥がれ落ち、接触不良の要因になることを抑制できる。また、電極20の熱容量がある程度大きいため、電極20がプラズマ雰囲気中に曝されて高温になっても、熱膨張による変形が発生しづらい。そのため、電極20と支持部材10との接触不良をより効果的に抑制できる。

0027

B.変形例:
<第1変形例>
図4は、第1変形例における電極ユニット130Aの概略構造を示す図である。上記実施形態では、電極20の断面が円形状であり、その一部に平坦部22が設けられている。これに対して、本変形例では、平坦部22を有さず、電極20A全体が平坦に形成されている。そして、電極20Aの第2支持部材10bよりも他端20b側には、重り部21Aが備えられている。

0028

<第2変形例>
上記実施形態および変形例において、重り部は第2支持部材10bよりも他端20b側にのみ設けられている。これに対して、重り部は電極の両端に設けられてもよい。

0029

<第3変形例>
上記実施形態では、第1支持部材10aは導電性を有している。これに対して、例えば、電極20に別の導体から電力が供給される場合には、第1支持部材10aは導電性を有していなくもよい。

0030

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

0031

10…支持部材
10a…第1支持部材
10b…第2支持部材
11a、11b…カラー
12a、12b…ボルト
20、20A…電極
20a…一端
20b…他端
21、21A…重り部
22…平坦部
23…第1穴部
24…第2穴部
25…把持部
26…空隙
30…弁体
31…絶縁部材
40…接点部
100…プラズマCVD装置
110…成膜室
111…給電部
120…真空予備室
130、130A…電極ユニット
140…ロッド
150…制御部
W…ワーク

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