真空容器
【課題】大型化しても、耐力が低下せず、溶接作業のコストが従来より低い真空容器を提供する。
【解決手段】
中空の箱形容器１１と、箱形容器１１の第一の壁面１２1より大きく、第一の壁面１２1に密着して固定された第一のフランジ板１３ａと、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第一の貫通孔１５ａと、箱形容器１１の第一の壁面１２1に接続された第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａと、第一の開口１６ａより大きく、第一の開口１６ａを覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板１７ａとを有する真空容器１０であって、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されている。そのため、繰り返し使用しても、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れが起こらず、気密不良が生じない。
【解決手段】
中空の箱形容器１１と、箱形容器１１の第一の壁面１２1より大きく、第一の壁面１２1に密着して固定された第一のフランジ板１３ａと、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第一の貫通孔１５ａと、箱形容器１１の第一の壁面１２1に接続された第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａと、第一の開口１６ａより大きく、第一の開口１６ａを覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板１７ａとを有する真空容器１０であって、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されている。そのため、繰り返し使用しても、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れが起こらず、気密不良が生じない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、基板の成膜、熱処理等には真空容器を有する真空処理装置が用いられている。特許文献１には真空容器を有するスパッタ成膜装置が開示されている。近年では、基板の大型化に伴って、大型の真空容器が求められている。
【０００３】
図９は従来の真空容器１００の分解斜視図である。
従来の真空容器１００は、第一、第二のフランジ板１１３ａ、１１３ｂと、天板１２３ａと、底板１２３ｂと、背面板１２４と、扉受け板１２５とを有しており、図１０に示すように、各板１１３ａ、１１３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１２４、１２５は箱形状の６つの壁面を成すように組み立てられ、接合部分がそれぞれ溶接されて製缶されている。
【０００４】
図１１は真空容器１００の天板１２３ａと平行な平面による切断断面図である。符号１０５1〜１０５4は溶接部位を示している。
扉受け板１２５に設けられた開口１１６を覆う位置には、メンテナンス用の扉板１１７が配置されている。扉板１１７はヒンジ１１９を介して第一のフランジ板１１３ａに折り曲げ可能に取り付けられ、扉板１１７がヒンジ１１９のヒンジ軸の中心軸線を中心に回動すると、開口１１６は開閉されるようになっている。符号１１８はシール部材を示している。
【０００５】
従来の真空容器１００では、各板１１３ａ、１１３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１２４、１２５の溶接構造にて製缶されることにより、溶接作業による熱量が母材に多く入って、残留応力が多く残り、真空容器１００のひずみが大きくなったり、耐力が低下するという問題があった。また、真空容器１００の大型化に比例して、溶接作業に多くのコストがかかっていた。
【０００６】
また、真空容器１００の内部を真空排気すると、背面板１２４と扉板１１７とには大気圧との差圧が加わるのだが、真空容器１００が大型化し、背面板１２４と扉板１１７とが大型化すると、大気圧による力も大きくなり、溶接部位１０５1〜１０５4にかかる負荷が大きくなる。真空容器１００の内部を大気状態と真空状態にすることを繰り返すと、溶接部位１０５1〜１０５4が割れを起こし、気密不良が発生するという問題があった。
【０００７】
また、扉板１１７が大型化して重量が増すと、扉板１１７を閉めたときに、扉受け板１２５のうち第二のフランジ板１１３ｂに近い部分には大きなモーメントがかかり、扉板１１７の開閉を繰り返すと、符号１０５4の溶接部位が割れを起こし、気密不良が発生するという問題あった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、大型化しても、耐力が低下せず、溶接作業のコストが従来より低い真空容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、中空の箱形容器と、前記箱形容器の第一の壁面より大きく、前記第一の壁面に密着して固定された第一のフランジ板と、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分と外部空間とを連通させる第一の貫通孔と、前記箱形容器の前記第一の壁面に接続された第二の壁面に設けられた第一の開口と、前記第一の開口より大きく、前記第一の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板と、を有する真空容器であって、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体成形された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体に鋳造された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第一の扉板は、前記第一のフランジ板に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第一の開口を開閉できる真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記箱形容器の前記第一の壁面とは逆側の第三の壁面より大きく、前記第三の壁面に密着して固定された第二のフランジ板と、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分とを連通させる第二の貫通孔と、を有し、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体成型された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体に鋳造された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記箱形容器の前記第二の壁面とは逆側の第四の壁面に設けられた第二の開口と、前記第二の開口より大きく、前記第二の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板と、を有する真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第二の扉板は、前記第一、第二のフランジ板のいずれか一方に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第二の開口を開閉できる真空容器である。
【００１１】
本発明で「一体成形」とは、「二次接着や機械的接合を用いないで、部材の接合と同時に製品を一体で成形すること」（ＪＩＳ工業用語大辞典（第４版）第９３頁の引用）をいう。
【発明の効果】
【００１２】
第一のフランジ板と箱形容器の第一の壁面とは一体成形されているため、繰り返し使用しても第一のフランジ板と第一の壁面との間に割れは起こらず、気密不良は生じない。
溶接部分が従来より少ないので、溶接作業の熱による母材の残留応力を低減でき、真空容器のひずみや耐力の低下が起こらない。また溶接作業のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の真空容器の斜視図
【図２】本発明の真空容器の正面図
【図３】本発明の真空容器の右側面図
【図４】本発明の真空容器のＡ−Ａ線切断断面図
【図５】第一の扉板が第一の開口を覆う位置から取り外された状態を説明するための図
【図６】本発明の真空容器の分解斜視図
【図７】本発明の真空容器の組み立て途中を説明するための図
【図８】本発明の真空容器を有するスパッタ成膜装置の内部平面図
【図９】従来の真空容器の分解斜視図
【図１０】従来の真空容器の組み立て途中を説明するための図
【図１１】従来の真空容器の天板と平行な平面による切断断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜真空容器の構造＞
本発明の真空容器の構造を説明する。図１は真空容器１０の斜視図、図２は同正面図、図３は同右側面図、図４は同Ａ−Ａ線切断断面図である。
真空容器１０は、中空の箱形容器１１と、箱形容器１１の第一の壁面１２1より大きく、第一の壁面１２1に密着して固定された第一のフランジ板１３ａと、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第一の貫通孔１５ａとを有している。
【００１５】
第一の貫通孔１５ａの開口はここでは細長形状であり、開口の長手方向の長さより幅の短い基板は、第一の貫通孔１５ａの内側を通って、外部空間から箱形容器１１の中空の部分１４に搬入され、又は中空の部分１４から外部空間に搬出できるようになっている。
【００１６】
本実施例では、真空容器１０は、箱形容器の第一の壁面１２1とは逆側の第三の壁面１２3より大きく、第三の壁面１２3に密着して固定された第二のフランジ板１３ｂと、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第二の貫通孔１５ｂとを有している。
【００１７】
第二の貫通孔１５ｂの開口はここでは細長形状であり、第一の貫通孔１５ａの内側を通って中空の部分１４に搬入された基板は、第二の貫通孔１５ｂの内側を通って、箱形容器１１の外部空間に搬出できるようになっている。
真空容器１０は、箱形容器１１の第一の壁面１２1に接続された第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａと、第一の開口１６ａより大きく、第一の開口１６ａを覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板１７ａとを有している。
【００１８】
第一の扉板１７ａの表面には、内周が第一の開口１６ａより大きい環状の第一のシール部材１８ａが設けられている。第一の扉板１７ａが第一の開口１６ａを覆う位置に配置されたとき、第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで配置され、第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に向かって押圧されると、第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで第二の壁面１２2に密着され、第一の開口１６ａは第一の扉板１７ａと第一のシール部材１８ａとによって密閉されるようになっている。
【００１９】
本実施例では、第一の扉板１７ａは、第一のヒンジ１９ａを介して、第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられ、第一の開口１６ａを開閉できるようになっている。
第一のヒンジ１９ａは二枚のヒンジ板と、二枚のヒンジ板を連結するヒンジ軸とを有し、一方のヒンジ板は第一の扉板１７ａの端部に固定され、他方のヒンジ板は第一のフランジ板１３ａに固定されており、第一の扉板１７ａはヒンジ軸の中心軸線を中心に第一のフランジ板１３ａに対して回動できるようになっている。
【００２０】
図４を参照し、第一の扉板１７ａが第一の開口１６ａを覆う位置に配置された状態で、第二の壁面１２2から離れる向きに回動すると、図５を参照し、第一の扉板１７ａは第一の開口１６ａを覆う位置から取り外され、第一の開口１６ａは開放されて、箱形容器１１の中空の部分１４は第一の開口１６ａから露出される。
【００２１】
次いで、第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に近づく向きに回動すると、図４を参照し、第一の扉板１７ａは第一の開口１６ａを覆う位置に配置され、第一のシール部材１８ａが第一の開口１６ａの周囲を取り囲んだ状態で、第一の扉板１７ａは第一のシール部材１８ａを介して第二の壁面１２2に接触され、第一の開口１６ａは密閉される。
【００２２】
第一の扉板１７ａが第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられていることにより、第一の扉板１７ａを第一の開口１６ａを覆う位置に配置すると、第一のシール部材１８ａは、位置合わせしなくても、第一の開口１６ａの周囲を取り囲む位置に配置されるようになっている。
【００２３】
真空容器１０は、箱形容器１１の第二の壁面１２2とは逆側の第四の壁面１２4に設けられた第二の開口１６ｂと、第二の開口１６ｂより大きく、第二の開口１６ｂを覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板１７ｂとを有している。
【００２４】
第二の扉板１７ｂの表面には、内周が第二の開口１６ｂより大きい環状の第二のシール部材１８ｂが設けられている。第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に配置されたとき、第二のシール部材１８ｂは第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んで配置され、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に向かって押圧されると、第二のシール部材１８ｂは第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んで第四の壁面１２4に密着され、第二の開口１６ｂは第二の扉板１７ｂと第二のシール部材１８ｂとによって密閉されるようになっている。
【００２５】
本実施例では、第二の扉板１７ｂは、第二のヒンジ１９ｂを介して、第二のフランジ板１３ｂに折り曲げ可能に取り付けられ、第二の開口１６ｂを開閉できるようになっている。
図４を参照し、第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に配置された状態で、第四の壁面１２4から離れる向きに回動すると、図５を参照し、第二の扉板１７ｂは第二の開口１６ｂを覆う位置から取り外され、第二の開口１６ｂは開放される。次いで、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に近づく向きに回動すると、図４を参照し、第二の扉板１７ｂは第二の開口１６ｂを覆う位置に配置され、第二のシール部材１８ｂが第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んだ状態で、第二の扉板１７ｂは第二のシール部材１８ｂを介して第四の壁面１２4に接触され、第二の開口１６ｂは密閉される。
【００２６】
本発明の真空容器１０では、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間には継ぎ目がない。また、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間には継ぎ目がない。
【００２７】
図６は真空容器１０の分解斜視図である。
真空容器１０は、第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂと、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂと、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂとを有している。
第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂは、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂの表面に設けられた凸状の第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとを有している。第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの平面形状は長方形状である。
第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂはここでは、一つの金型に材料を流し込んで一体に鋳造されており、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとの間には継ぎ目がない。
【００２８】
なお、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとが一体成形されているならば、第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂの形成方法は鋳造に限定されず、母材の削り出しでもよい。
第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂは細長形状であり、幅方向の長さは第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の長さと同じである。
【００２９】
図７を参照し、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の一方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の一方の側面とは同一の平面内に位置するように揃えられ、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の他方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の他方の側面とは他の同一の平面内に位置するように揃えられた状態で、第一の補助板２３ａの表面の長手方向の一端と他端はそれぞれ第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの長手方向の一方の側面に密着して固定され、第二の補助板２３ｂの表面の長手方向の一端と他端は第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの長手方向の他方の側面にそれぞれ密着して固定されている。
【００３０】
第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとの密着部分は溶接されて固定されている。溶接部位は従来の真空容器１００より小さいので、溶接作業で母材に入る熱量は従来より少なく、母材に応力（残留応力）が残って、真空容器１０のひずみが大きくなったり、真空容器１０の耐力（強度）が低下するという問題は起こらない。
【００３１】
なお、第一の補助板２３ａの長手方向の一端と他端の側面がそれぞれ第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの表面の長手方向の一端にそれぞれ密着して固定され、第二の補助板２３ｂの長手方向の一端と他端の側面が第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの表面の長手方向の他端にそれぞれ密着して固定されてもよい。
【００３２】
ここでは箱形容器１１は、第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂと第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂとから構成され、第二の壁面１２2は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の一方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の一方の側面とから成り、第四の壁面１２4は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の他方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の他方の側面とから成っている。
なお、ここでは第一の壁面１２1は第一の扉受け部２２ａの第一のフランジ板１３ａに密着する面であり、第三の壁面１２3は第二の扉受け部２２ｂの第二のフランジ板１３ｂに密着する面である。
【００３３】
第一の扉板１７ａは第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａを覆う位置に配置されて、第一のヒンジ１９ａを介して第一のフランジ板１３ａに取り付けられ、第二の扉板１７ｂは第四の壁面１２4に設けられた第二の開口１６ｂを覆う位置に配置されて、第二のヒンジ１９ｂを介して第二のフランジ板１３ｂに取り付けられている。
【００３４】
中空の部分１４を真空雰囲気にすると、大気圧との差圧により第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂは第二、第四の壁面１２2、１２4に向かってそれぞれ押圧されるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れは起こらない。また、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間に割れは起こらない。そのため、真空容器１０に気密不良は生じない。
【００３５】
第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが第二、第四の壁面１２2、１２4を押圧する力は互いに同じ大きさで互いに逆向きであり、互いに打ち消しあう。
第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが第二、第四の壁面１２2、１２4を押圧する力は第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂと第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂとに分散される。第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂには第一、第二の貫通孔１５ａ、１５ｂが開けられているが、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂにかかる力の方向は幅方向に平行な圧縮方向であり、力は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂで支えられるため、第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの変形は防止され、真空容器１０に破損は生じない。
【００３６】
本実施例では、第一の扉板１７ａが第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に回動して第二の壁面１２2に接触するとき、第二の壁面１２2のうち第一のヒンジ１９ａから遠い部分、すなわち第三の壁面１２3に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体に成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間に割れは起こらず、気密不良が生じない。
【００３７】
また、第二の扉板１７ｂが第二のヒンジ１９ｂのヒンジ軸の中心軸線を中心に回動して第四の壁面１２4に接触するとき、第四の壁面１２4のうち第二のヒンジ１９ｂから遠い部分、すなわち第一の壁面１２1に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体に成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れは起こらず、気密不良が生じない。
【００３８】
＜スパッタ成膜装置の構造＞
本発明の真空容器１０を有するスパッタ成膜装置の構造を説明する。図８はスパッタ成膜装置３０の内部平面図である。
スパッタ成膜装置３０は、上述の真空容器１０と、真空容器１０の中空の部分１４に配置された平板形状のターゲット３１と、ターゲット３１に電圧を印加する電源装置３２と、真空容器１０の中空の部分１４にスパッタガスを供給するガス供給部３３と、スパッタガスをプラズマ化するプラズマ生成部３４とを有している。
【００３９】
ターゲット３１の裏面には導電性のバッキングプレート５１が密着して固定されている。
本実施例では、バッキングプレート５１は、ターゲット３１の表面が中空の部分１４に露出する向きに向けられて、絶縁部材５２を介して第二の扉板１７ｂに取り付けられ、バッキングプレート５１は真空容器１０から電気的に絶縁されている。
【００４０】
電源装置３２はバッキングプレート５１に電気的に接続され、バッキングプレート５１を介してターゲット３１に電圧を印加できるようになっている。
ガス供給部３３はここでは第一の扉板１７ａに設けられた給気口３５に接続され、中空の部分１４にスパッタガスを供給できるようになっている。
【００４１】
ガス供給部３３から中空の部分１４にスパッタガスを供給させ、電源装置３２からバッキングプレート５１を介してターゲット３１に交流電圧を印加すると、スパッタガスは電離されてプラズマ化する。ここではプラズマ生成部３４はバッキングプレート５１と電源装置３２とから構成されている。
【００４２】
なお、プラズマ生成部３４は、バッキングプレート５１と電源装置３２とからなる構成に限定されず、中空の部分１４を取り囲むコイルと、コイルに高周波電力を供給する電源装置とを有し、電源装置からコイルに高周波電力を印加すると、コイルを流れる電流により中空の部分１４に誘導磁場が形成され、誘導磁場によりスパッタガスがプラズマ化されるように構成してもよい。
【００４３】
＜スパッタ成膜装置の使用方法＞
上述のスパッタ成膜装置３０を使用した薄膜の成膜方法を説明する。
（準備工程）
真空容器１０の第一のフランジ板１３ａに搬入室４１を接続し、搬入室４１の内部と真空容器１０の中空の部分１４とを第一の貫通孔１５ａを介して連通させる。また、第二のフランジ板１３ｂに搬出室４２を接続し、搬出室４２の内部と真空容器１０の中空の部分１４とを第二の貫通孔１５ｂを介して連通させる。
【００４４】
真空容器１０を接地電位に接続しておく。
第一の扉板１７ａに設けられた排気口３６に真空排気装置３７を接続し、中空の部分１４を真空排気させ、真空雰囲気を形成する。ここでは搬入室４１と搬出室４２の内部も一緒に真空排気され、真空雰囲気が形成される。以後、真空排気装置３７による真空排気を継続して、真空雰囲気を維持する。
【００４５】
大気圧との差圧により第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂは第二、第四の壁面１２2、１２4に向かってそれぞれ押圧される。真空容器１０が大型化し、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが大きくなるほど、第二、第四の壁面１２2、１２4にかかる押圧力も大きくなるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形され、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間と、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間とにそれぞれ割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００４６】
（成膜工程）
ガス供給部３３から中空の部分１４にスパッタガスを供給する。ここではスパッタガスにＡｒガスを使用するが、他のガスを使用してもよい。
電源装置３２からターゲット３１に交流電圧を印加すると、供給されたスパッタガスは電離されてプラズマ化する。
ターゲット３１に負電圧が印加されているとき、プラズマ中のイオンはターゲット３１表面に入射して、ターゲット３１表面の粒子を弾き飛ばす。
【００４７】
スパッタ成膜装置３０は、搬入室４１内に配置された基板を、第一の貫通孔１５ａの内側を通って中空の部分１４に搬入し、ターゲット３１表面と対面する位置を通過させ、第二の貫通孔１５ｂの内側を通って搬出室４２に搬出する基板搬送装置３９を有している。符号３８は基板を示している。
搬入室４１内に配置された基板３８を、基板搬送装置３９により、第一の貫通孔１５ａの内側を通って、真空容器１０の中空の部分１４に搬入する。
【００４８】
次いで、基板３８表面をターゲット３１表面と対向させながら、ターゲット３１表面と対面する位置を通過させる。このとき、ターゲット３１表面から弾き飛ばされた粒子は基板３８表面に到達して、基板３８表面に薄膜が形成される。
【００４９】
ターゲット３１表面と対面する位置を通過させて成膜した後、成膜済みの基板３８を第二の貫通孔１５ｂの内側を通って、搬出室４２に搬出し、後工程に回す。
次いで、搬入室４１内に配置された別の未成膜の基板に対して、上述の成膜工程を繰り返し、複数枚の基板３８に順に薄膜を形成する。
【００５０】
（メンテナンス工程）
あらかじめ連続して成膜を行う基板３８の枚数を定めておく。
所定枚数の基板３８を成膜した後、電源装置３２による電圧印加を停止する。ガス供給部３３によるスパッタガスの供給を停止する。真空排気装置３７による真空排気を停止する。
【００５１】
第一の扉板１７ａを第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に第二の壁面１２2から離れる方向に回動させて、第一の開口１６ａを覆う位置から取り外し、第一の開口１６ａを開放させる。
第一の開口１６ａから真空容器１０の中空の部分１４にアクセスして、メンテナンスを行う。
【００５２】
メンテナンスを終えた後、第一の扉板１７ａを第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に第二の壁面１２2に近づく方向に回動させて、第一の開口１６ａを覆う位置に配置し、第一のシール部材１８ａを介して第二の壁面１２2に接触させる。
第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで第二の壁面１２2に密着され、第一の開口１６ａは第一の扉板１７ａと第一のシール部材１８ａによって密閉される。
【００５３】
第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に接触するとき、第二の壁面１２2のうち第三の壁面１２3に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００５４】
第二の扉板１７ｂを開閉して、ターゲット３１の交換を行ってもよい。第二の扉板１７ｂを閉じるときに、第四の壁面１２4のうち第一の壁面１２1に近い部分ほど大きなモーメントを受けるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００５５】
次いで、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂを閉めて第一、第二の開口１６ａ、１６ｂを密閉した後、上述の準備工程と同様にして真空容器１０の中空の部分１４の真空排気を再開し、上述の成膜工程を繰り返す。
なお、本発明の真空容器１０は、上述のスパッタ成膜装置３０に用いる場合に限定されず、真空蒸着や真空加熱等の他の真空処理装置に用いることもできる。
【００５６】
上述の説明では、真空容器１０の第二の扉板１７ｂは第二のフランジ板１３ｂに折り曲げ可能に取り付けられていたが、第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられた構成も本発明に含まれる。
【００５７】
また、第二のフランジ板１３ｂと第二の貫通孔１５ｂとが省略された構成も本発明に含まれる。この構成では、第一の貫通孔１５ａを通って中空の部分１４に基板が搬入され、搬出される。
また、第二の扉板１７ｂと第二の開口１６ｂとが省略され、すなわち箱形容器１１の第四の壁面１２4には開口が設けられていない構成も本発明に含まれる。この構成には、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に溶接固定されて、第二の開口１６ｂが塞がれた構成も含まれるが、溶接作業の熱量により母材に残留応力が残ってひずみや耐力の低下が起き、また溶接コストもかかるため、第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に取り外し可能に配置された構成の方が好ましい。
【符号の説明】
【００５８】
１０……真空容器
１１……箱形容器
１２1〜１２4……第一〜第四の壁面
１３ａ、１３ｂ……第一、第二のフランジ板
１４……中空の部分
１５ａ、１５ｂ……第一、第二の貫通孔
１６ａ、１６ｂ……第一、第二の開口
１７ａ、１７ｂ……第一、第二の扉板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、基板の成膜、熱処理等には真空容器を有する真空処理装置が用いられている。特許文献１には真空容器を有するスパッタ成膜装置が開示されている。近年では、基板の大型化に伴って、大型の真空容器が求められている。
【０００３】
図９は従来の真空容器１００の分解斜視図である。
従来の真空容器１００は、第一、第二のフランジ板１１３ａ、１１３ｂと、天板１２３ａと、底板１２３ｂと、背面板１２４と、扉受け板１２５とを有しており、図１０に示すように、各板１１３ａ、１１３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１２４、１２５は箱形状の６つの壁面を成すように組み立てられ、接合部分がそれぞれ溶接されて製缶されている。
【０００４】
図１１は真空容器１００の天板１２３ａと平行な平面による切断断面図である。符号１０５1〜１０５4は溶接部位を示している。
扉受け板１２５に設けられた開口１１６を覆う位置には、メンテナンス用の扉板１１７が配置されている。扉板１１７はヒンジ１１９を介して第一のフランジ板１１３ａに折り曲げ可能に取り付けられ、扉板１１７がヒンジ１１９のヒンジ軸の中心軸線を中心に回動すると、開口１１６は開閉されるようになっている。符号１１８はシール部材を示している。
【０００５】
従来の真空容器１００では、各板１１３ａ、１１３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ、１２４、１２５の溶接構造にて製缶されることにより、溶接作業による熱量が母材に多く入って、残留応力が多く残り、真空容器１００のひずみが大きくなったり、耐力が低下するという問題があった。また、真空容器１００の大型化に比例して、溶接作業に多くのコストがかかっていた。
【０００６】
また、真空容器１００の内部を真空排気すると、背面板１２４と扉板１１７とには大気圧との差圧が加わるのだが、真空容器１００が大型化し、背面板１２４と扉板１１７とが大型化すると、大気圧による力も大きくなり、溶接部位１０５1〜１０５4にかかる負荷が大きくなる。真空容器１００の内部を大気状態と真空状態にすることを繰り返すと、溶接部位１０５1〜１０５4が割れを起こし、気密不良が発生するという問題があった。
【０００７】
また、扉板１１７が大型化して重量が増すと、扉板１１７を閉めたときに、扉受け板１２５のうち第二のフランジ板１１３ｂに近い部分には大きなモーメントがかかり、扉板１１７の開閉を繰り返すと、符号１０５4の溶接部位が割れを起こし、気密不良が発生するという問題あった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、大型化しても、耐力が低下せず、溶接作業のコストが従来より低い真空容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、中空の箱形容器と、前記箱形容器の第一の壁面より大きく、前記第一の壁面に密着して固定された第一のフランジ板と、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分と外部空間とを連通させる第一の貫通孔と、前記箱形容器の前記第一の壁面に接続された第二の壁面に設けられた第一の開口と、前記第一の開口より大きく、前記第一の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板と、を有する真空容器であって、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体成形された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体に鋳造された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第一の扉板は、前記第一のフランジ板に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第一の開口を開閉できる真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記箱形容器の前記第一の壁面とは逆側の第三の壁面より大きく、前記第三の壁面に密着して固定された第二のフランジ板と、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分とを連通させる第二の貫通孔と、を有し、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体成型された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体に鋳造された真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記箱形容器の前記第二の壁面とは逆側の第四の壁面に設けられた第二の開口と、前記第二の開口より大きく、前記第二の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板と、を有する真空容器である。
本発明は真空容器であって、前記第二の扉板は、前記第一、第二のフランジ板のいずれか一方に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第二の開口を開閉できる真空容器である。
【００１１】
本発明で「一体成形」とは、「二次接着や機械的接合を用いないで、部材の接合と同時に製品を一体で成形すること」（ＪＩＳ工業用語大辞典（第４版）第９３頁の引用）をいう。
【発明の効果】
【００１２】
第一のフランジ板と箱形容器の第一の壁面とは一体成形されているため、繰り返し使用しても第一のフランジ板と第一の壁面との間に割れは起こらず、気密不良は生じない。
溶接部分が従来より少ないので、溶接作業の熱による母材の残留応力を低減でき、真空容器のひずみや耐力の低下が起こらない。また溶接作業のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の真空容器の斜視図
【図２】本発明の真空容器の正面図
【図３】本発明の真空容器の右側面図
【図４】本発明の真空容器のＡ−Ａ線切断断面図
【図５】第一の扉板が第一の開口を覆う位置から取り外された状態を説明するための図
【図６】本発明の真空容器の分解斜視図
【図７】本発明の真空容器の組み立て途中を説明するための図
【図８】本発明の真空容器を有するスパッタ成膜装置の内部平面図
【図９】従来の真空容器の分解斜視図
【図１０】従来の真空容器の組み立て途中を説明するための図
【図１１】従来の真空容器の天板と平行な平面による切断断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜真空容器の構造＞
本発明の真空容器の構造を説明する。図１は真空容器１０の斜視図、図２は同正面図、図３は同右側面図、図４は同Ａ−Ａ線切断断面図である。
真空容器１０は、中空の箱形容器１１と、箱形容器１１の第一の壁面１２1より大きく、第一の壁面１２1に密着して固定された第一のフランジ板１３ａと、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第一の貫通孔１５ａとを有している。
【００１５】
第一の貫通孔１５ａの開口はここでは細長形状であり、開口の長手方向の長さより幅の短い基板は、第一の貫通孔１５ａの内側を通って、外部空間から箱形容器１１の中空の部分１４に搬入され、又は中空の部分１４から外部空間に搬出できるようになっている。
【００１６】
本実施例では、真空容器１０は、箱形容器の第一の壁面１２1とは逆側の第三の壁面１２3より大きく、第三の壁面１２3に密着して固定された第二のフランジ板１３ｂと、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とを貫通して設けられ、箱形容器１１の中空の部分１４と外部空間とを連通させる第二の貫通孔１５ｂとを有している。
【００１７】
第二の貫通孔１５ｂの開口はここでは細長形状であり、第一の貫通孔１５ａの内側を通って中空の部分１４に搬入された基板は、第二の貫通孔１５ｂの内側を通って、箱形容器１１の外部空間に搬出できるようになっている。
真空容器１０は、箱形容器１１の第一の壁面１２1に接続された第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａと、第一の開口１６ａより大きく、第一の開口１６ａを覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板１７ａとを有している。
【００１８】
第一の扉板１７ａの表面には、内周が第一の開口１６ａより大きい環状の第一のシール部材１８ａが設けられている。第一の扉板１７ａが第一の開口１６ａを覆う位置に配置されたとき、第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで配置され、第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に向かって押圧されると、第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで第二の壁面１２2に密着され、第一の開口１６ａは第一の扉板１７ａと第一のシール部材１８ａとによって密閉されるようになっている。
【００１９】
本実施例では、第一の扉板１７ａは、第一のヒンジ１９ａを介して、第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられ、第一の開口１６ａを開閉できるようになっている。
第一のヒンジ１９ａは二枚のヒンジ板と、二枚のヒンジ板を連結するヒンジ軸とを有し、一方のヒンジ板は第一の扉板１７ａの端部に固定され、他方のヒンジ板は第一のフランジ板１３ａに固定されており、第一の扉板１７ａはヒンジ軸の中心軸線を中心に第一のフランジ板１３ａに対して回動できるようになっている。
【００２０】
図４を参照し、第一の扉板１７ａが第一の開口１６ａを覆う位置に配置された状態で、第二の壁面１２2から離れる向きに回動すると、図５を参照し、第一の扉板１７ａは第一の開口１６ａを覆う位置から取り外され、第一の開口１６ａは開放されて、箱形容器１１の中空の部分１４は第一の開口１６ａから露出される。
【００２１】
次いで、第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に近づく向きに回動すると、図４を参照し、第一の扉板１７ａは第一の開口１６ａを覆う位置に配置され、第一のシール部材１８ａが第一の開口１６ａの周囲を取り囲んだ状態で、第一の扉板１７ａは第一のシール部材１８ａを介して第二の壁面１２2に接触され、第一の開口１６ａは密閉される。
【００２２】
第一の扉板１７ａが第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられていることにより、第一の扉板１７ａを第一の開口１６ａを覆う位置に配置すると、第一のシール部材１８ａは、位置合わせしなくても、第一の開口１６ａの周囲を取り囲む位置に配置されるようになっている。
【００２３】
真空容器１０は、箱形容器１１の第二の壁面１２2とは逆側の第四の壁面１２4に設けられた第二の開口１６ｂと、第二の開口１６ｂより大きく、第二の開口１６ｂを覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板１７ｂとを有している。
【００２４】
第二の扉板１７ｂの表面には、内周が第二の開口１６ｂより大きい環状の第二のシール部材１８ｂが設けられている。第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に配置されたとき、第二のシール部材１８ｂは第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んで配置され、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に向かって押圧されると、第二のシール部材１８ｂは第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んで第四の壁面１２4に密着され、第二の開口１６ｂは第二の扉板１７ｂと第二のシール部材１８ｂとによって密閉されるようになっている。
【００２５】
本実施例では、第二の扉板１７ｂは、第二のヒンジ１９ｂを介して、第二のフランジ板１３ｂに折り曲げ可能に取り付けられ、第二の開口１６ｂを開閉できるようになっている。
図４を参照し、第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に配置された状態で、第四の壁面１２4から離れる向きに回動すると、図５を参照し、第二の扉板１７ｂは第二の開口１６ｂを覆う位置から取り外され、第二の開口１６ｂは開放される。次いで、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に近づく向きに回動すると、図４を参照し、第二の扉板１７ｂは第二の開口１６ｂを覆う位置に配置され、第二のシール部材１８ｂが第二の開口１６ｂの周囲を取り囲んだ状態で、第二の扉板１７ｂは第二のシール部材１８ｂを介して第四の壁面１２4に接触され、第二の開口１６ｂは密閉される。
【００２６】
本発明の真空容器１０では、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間には継ぎ目がない。また、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間には継ぎ目がない。
【００２７】
図６は真空容器１０の分解斜視図である。
真空容器１０は、第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂと、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂと、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂとを有している。
第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂは、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂの表面に設けられた凸状の第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとを有している。第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの平面形状は長方形状である。
第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂはここでは、一つの金型に材料を流し込んで一体に鋳造されており、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとの間には継ぎ目がない。
【００２８】
なお、第一、第二のフランジ板１３ａ、１３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとが一体成形されているならば、第一、第二のフランジ部材２１ａ、２１ｂの形成方法は鋳造に限定されず、母材の削り出しでもよい。
第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂは細長形状であり、幅方向の長さは第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の長さと同じである。
【００２９】
図７を参照し、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の一方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の一方の側面とは同一の平面内に位置するように揃えられ、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の他方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の他方の側面とは他の同一の平面内に位置するように揃えられた状態で、第一の補助板２３ａの表面の長手方向の一端と他端はそれぞれ第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの長手方向の一方の側面に密着して固定され、第二の補助板２３ｂの表面の長手方向の一端と他端は第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの長手方向の他方の側面にそれぞれ密着して固定されている。
【００３０】
第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂと第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂとの密着部分は溶接されて固定されている。溶接部位は従来の真空容器１００より小さいので、溶接作業で母材に入る熱量は従来より少なく、母材に応力（残留応力）が残って、真空容器１０のひずみが大きくなったり、真空容器１０の耐力（強度）が低下するという問題は起こらない。
【００３１】
なお、第一の補助板２３ａの長手方向の一端と他端の側面がそれぞれ第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの表面の長手方向の一端にそれぞれ密着して固定され、第二の補助板２３ｂの長手方向の一端と他端の側面が第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの表面の長手方向の他端にそれぞれ密着して固定されてもよい。
【００３２】
ここでは箱形容器１１は、第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂと第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂとから構成され、第二の壁面１２2は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の一方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の一方の側面とから成り、第四の壁面１２4は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂの幅方向の他方の側面と第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの幅方向の他方の側面とから成っている。
なお、ここでは第一の壁面１２1は第一の扉受け部２２ａの第一のフランジ板１３ａに密着する面であり、第三の壁面１２3は第二の扉受け部２２ｂの第二のフランジ板１３ｂに密着する面である。
【００３３】
第一の扉板１７ａは第二の壁面１２2に設けられた第一の開口１６ａを覆う位置に配置されて、第一のヒンジ１９ａを介して第一のフランジ板１３ａに取り付けられ、第二の扉板１７ｂは第四の壁面１２4に設けられた第二の開口１６ｂを覆う位置に配置されて、第二のヒンジ１９ｂを介して第二のフランジ板１３ｂに取り付けられている。
【００３４】
中空の部分１４を真空雰囲気にすると、大気圧との差圧により第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂは第二、第四の壁面１２2、１２4に向かってそれぞれ押圧されるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れは起こらない。また、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間に割れは起こらない。そのため、真空容器１０に気密不良は生じない。
【００３５】
第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが第二、第四の壁面１２2、１２4を押圧する力は互いに同じ大きさで互いに逆向きであり、互いに打ち消しあう。
第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが第二、第四の壁面１２2、１２4を押圧する力は第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂと第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂとに分散される。第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂには第一、第二の貫通孔１５ａ、１５ｂが開けられているが、第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂにかかる力の方向は幅方向に平行な圧縮方向であり、力は第一、第二の補助板２３ａ、２３ｂで支えられるため、第一、第二の扉受け部２２ａ、２２ｂの変形は防止され、真空容器１０に破損は生じない。
【００３６】
本実施例では、第一の扉板１７ａが第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に回動して第二の壁面１２2に接触するとき、第二の壁面１２2のうち第一のヒンジ１９ａから遠い部分、すなわち第三の壁面１２3に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体に成形されており、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間に割れは起こらず、気密不良が生じない。
【００３７】
また、第二の扉板１７ｂが第二のヒンジ１９ｂのヒンジ軸の中心軸線を中心に回動して第四の壁面１２4に接触するとき、第四の壁面１２4のうち第二のヒンジ１９ｂから遠い部分、すなわち第一の壁面１２1に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体に成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間に割れは起こらず、気密不良が生じない。
【００３８】
＜スパッタ成膜装置の構造＞
本発明の真空容器１０を有するスパッタ成膜装置の構造を説明する。図８はスパッタ成膜装置３０の内部平面図である。
スパッタ成膜装置３０は、上述の真空容器１０と、真空容器１０の中空の部分１４に配置された平板形状のターゲット３１と、ターゲット３１に電圧を印加する電源装置３２と、真空容器１０の中空の部分１４にスパッタガスを供給するガス供給部３３と、スパッタガスをプラズマ化するプラズマ生成部３４とを有している。
【００３９】
ターゲット３１の裏面には導電性のバッキングプレート５１が密着して固定されている。
本実施例では、バッキングプレート５１は、ターゲット３１の表面が中空の部分１４に露出する向きに向けられて、絶縁部材５２を介して第二の扉板１７ｂに取り付けられ、バッキングプレート５１は真空容器１０から電気的に絶縁されている。
【００４０】
電源装置３２はバッキングプレート５１に電気的に接続され、バッキングプレート５１を介してターゲット３１に電圧を印加できるようになっている。
ガス供給部３３はここでは第一の扉板１７ａに設けられた給気口３５に接続され、中空の部分１４にスパッタガスを供給できるようになっている。
【００４１】
ガス供給部３３から中空の部分１４にスパッタガスを供給させ、電源装置３２からバッキングプレート５１を介してターゲット３１に交流電圧を印加すると、スパッタガスは電離されてプラズマ化する。ここではプラズマ生成部３４はバッキングプレート５１と電源装置３２とから構成されている。
【００４２】
なお、プラズマ生成部３４は、バッキングプレート５１と電源装置３２とからなる構成に限定されず、中空の部分１４を取り囲むコイルと、コイルに高周波電力を供給する電源装置とを有し、電源装置からコイルに高周波電力を印加すると、コイルを流れる電流により中空の部分１４に誘導磁場が形成され、誘導磁場によりスパッタガスがプラズマ化されるように構成してもよい。
【００４３】
＜スパッタ成膜装置の使用方法＞
上述のスパッタ成膜装置３０を使用した薄膜の成膜方法を説明する。
（準備工程）
真空容器１０の第一のフランジ板１３ａに搬入室４１を接続し、搬入室４１の内部と真空容器１０の中空の部分１４とを第一の貫通孔１５ａを介して連通させる。また、第二のフランジ板１３ｂに搬出室４２を接続し、搬出室４２の内部と真空容器１０の中空の部分１４とを第二の貫通孔１５ｂを介して連通させる。
【００４４】
真空容器１０を接地電位に接続しておく。
第一の扉板１７ａに設けられた排気口３６に真空排気装置３７を接続し、中空の部分１４を真空排気させ、真空雰囲気を形成する。ここでは搬入室４１と搬出室４２の内部も一緒に真空排気され、真空雰囲気が形成される。以後、真空排気装置３７による真空排気を継続して、真空雰囲気を維持する。
【００４５】
大気圧との差圧により第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂは第二、第四の壁面１２2、１２4に向かってそれぞれ押圧される。真空容器１０が大型化し、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂが大きくなるほど、第二、第四の壁面１２2、１２4にかかる押圧力も大きくなるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形され、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1との間と、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3との間とにそれぞれ割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００４６】
（成膜工程）
ガス供給部３３から中空の部分１４にスパッタガスを供給する。ここではスパッタガスにＡｒガスを使用するが、他のガスを使用してもよい。
電源装置３２からターゲット３１に交流電圧を印加すると、供給されたスパッタガスは電離されてプラズマ化する。
ターゲット３１に負電圧が印加されているとき、プラズマ中のイオンはターゲット３１表面に入射して、ターゲット３１表面の粒子を弾き飛ばす。
【００４７】
スパッタ成膜装置３０は、搬入室４１内に配置された基板を、第一の貫通孔１５ａの内側を通って中空の部分１４に搬入し、ターゲット３１表面と対面する位置を通過させ、第二の貫通孔１５ｂの内側を通って搬出室４２に搬出する基板搬送装置３９を有している。符号３８は基板を示している。
搬入室４１内に配置された基板３８を、基板搬送装置３９により、第一の貫通孔１５ａの内側を通って、真空容器１０の中空の部分１４に搬入する。
【００４８】
次いで、基板３８表面をターゲット３１表面と対向させながら、ターゲット３１表面と対面する位置を通過させる。このとき、ターゲット３１表面から弾き飛ばされた粒子は基板３８表面に到達して、基板３８表面に薄膜が形成される。
【００４９】
ターゲット３１表面と対面する位置を通過させて成膜した後、成膜済みの基板３８を第二の貫通孔１５ｂの内側を通って、搬出室４２に搬出し、後工程に回す。
次いで、搬入室４１内に配置された別の未成膜の基板に対して、上述の成膜工程を繰り返し、複数枚の基板３８に順に薄膜を形成する。
【００５０】
（メンテナンス工程）
あらかじめ連続して成膜を行う基板３８の枚数を定めておく。
所定枚数の基板３８を成膜した後、電源装置３２による電圧印加を停止する。ガス供給部３３によるスパッタガスの供給を停止する。真空排気装置３７による真空排気を停止する。
【００５１】
第一の扉板１７ａを第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に第二の壁面１２2から離れる方向に回動させて、第一の開口１６ａを覆う位置から取り外し、第一の開口１６ａを開放させる。
第一の開口１６ａから真空容器１０の中空の部分１４にアクセスして、メンテナンスを行う。
【００５２】
メンテナンスを終えた後、第一の扉板１７ａを第一のヒンジ１９ａのヒンジ軸の中心軸線を中心に第二の壁面１２2に近づく方向に回動させて、第一の開口１６ａを覆う位置に配置し、第一のシール部材１８ａを介して第二の壁面１２2に接触させる。
第一のシール部材１８ａは第一の開口１６ａの周囲を取り囲んで第二の壁面１２2に密着され、第一の開口１６ａは第一の扉板１７ａと第一のシール部材１８ａによって密閉される。
【００５３】
第一の扉板１７ａが第二の壁面１２2に接触するとき、第二の壁面１２2のうち第三の壁面１２3に近い部分ほど大きなモーメント（トルク）を受けるが、第二のフランジ板１３ｂと第三の壁面１２3とは一体成形されており、割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００５４】
第二の扉板１７ｂを開閉して、ターゲット３１の交換を行ってもよい。第二の扉板１７ｂを閉じるときに、第四の壁面１２4のうち第一の壁面１２1に近い部分ほど大きなモーメントを受けるが、第一のフランジ板１３ａと第一の壁面１２1とは一体成形されており、割れは起こらず、気密不良は生じない。
【００５５】
次いで、第一、第二の扉板１７ａ、１７ｂを閉めて第一、第二の開口１６ａ、１６ｂを密閉した後、上述の準備工程と同様にして真空容器１０の中空の部分１４の真空排気を再開し、上述の成膜工程を繰り返す。
なお、本発明の真空容器１０は、上述のスパッタ成膜装置３０に用いる場合に限定されず、真空蒸着や真空加熱等の他の真空処理装置に用いることもできる。
【００５６】
上述の説明では、真空容器１０の第二の扉板１７ｂは第二のフランジ板１３ｂに折り曲げ可能に取り付けられていたが、第一のフランジ板１３ａに折り曲げ可能に取り付けられた構成も本発明に含まれる。
【００５７】
また、第二のフランジ板１３ｂと第二の貫通孔１５ｂとが省略された構成も本発明に含まれる。この構成では、第一の貫通孔１５ａを通って中空の部分１４に基板が搬入され、搬出される。
また、第二の扉板１７ｂと第二の開口１６ｂとが省略され、すなわち箱形容器１１の第四の壁面１２4には開口が設けられていない構成も本発明に含まれる。この構成には、第二の扉板１７ｂが第四の壁面１２4に溶接固定されて、第二の開口１６ｂが塞がれた構成も含まれるが、溶接作業の熱量により母材に残留応力が残ってひずみや耐力の低下が起き、また溶接コストもかかるため、第二の扉板１７ｂが第二の開口１６ｂを覆う位置に取り外し可能に配置された構成の方が好ましい。
【符号の説明】
【００５８】
１０……真空容器
１１……箱形容器
１２1〜１２4……第一〜第四の壁面
１３ａ、１３ｂ……第一、第二のフランジ板
１４……中空の部分
１５ａ、１５ｂ……第一、第二の貫通孔
１６ａ、１６ｂ……第一、第二の開口
１７ａ、１７ｂ……第一、第二の扉板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の箱形容器と、
前記箱形容器の第一の壁面より大きく、前記第一の壁面に密着して固定された第一のフランジ板と、
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分と外部空間とを連通させる第一の貫通孔と、
前記箱形容器の前記第一の壁面に接続された第二の壁面に設けられた第一の開口と、
前記第一の開口より大きく、前記第一の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板と、
を有する真空容器であって、
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体成形された真空容器。
【請求項２】
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体に鋳造された請求項１記載の真空容器。
【請求項３】
前記第一の扉板は、前記第一のフランジ板に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第一の開口を開閉できる請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項４】
前記箱形容器の前記第一の壁面とは逆側の第三の壁面より大きく、前記第三の壁面に密着して固定された第二のフランジ板と、
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分とを連通させる第二の貫通孔と、
を有し、
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体成型された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項５】
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体に鋳造された請求項４記載の真空容器。
【請求項６】
前記箱形容器の前記第二の壁面とは逆側の第四の壁面に設けられた第二の開口と、
前記第二の開口より大きく、前記第二の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板と、
を有する請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項７】
前記第二の扉板は、前記第一、第二のフランジ板のいずれか一方に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第二の開口を開閉できる請求項６記載の真空容器。
【請求項１】
中空の箱形容器と、
前記箱形容器の第一の壁面より大きく、前記第一の壁面に密着して固定された第一のフランジ板と、
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分と外部空間とを連通させる第一の貫通孔と、
前記箱形容器の前記第一の壁面に接続された第二の壁面に設けられた第一の開口と、
前記第一の開口より大きく、前記第一の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第一の扉板と、
を有する真空容器であって、
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体成形された真空容器。
【請求項２】
前記第一のフランジ板と前記第一の壁面とは一体に鋳造された請求項１記載の真空容器。
【請求項３】
前記第一の扉板は、前記第一のフランジ板に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第一の開口を開閉できる請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項４】
前記箱形容器の前記第一の壁面とは逆側の第三の壁面より大きく、前記第三の壁面に密着して固定された第二のフランジ板と、
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とを貫通して設けられ、前記箱形容器の前記中空の部分とを連通させる第二の貫通孔と、
を有し、
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体成型された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項５】
前記第二のフランジ板と前記第三の壁面とは一体に鋳造された請求項４記載の真空容器。
【請求項６】
前記箱形容器の前記第二の壁面とは逆側の第四の壁面に設けられた第二の開口と、
前記第二の開口より大きく、前記第二の開口を覆う位置に取り外し可能に配置された第二の扉板と、
を有する請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の真空容器。
【請求項７】
前記第二の扉板は、前記第一、第二のフランジ板のいずれか一方に折り曲げ可能に取り付けられ、前記第二の開口を開閉できる請求項６記載の真空容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７０６４（Ｐ２０１３−７０６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８３２４（Ｐ２０１１−１３８３２４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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