特開 2022-158948 成膜装置及び成膜方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158948

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 24/02 20060101AFI20221006BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20221006BHJP

   B05D 1/12 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

C23C24/02

B05D7/24 301A

B05D7/24 302A

B05D1/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025904

(22)【出願日】2022-02-22

(31)【優先権主張番号】P 2021059955

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 享平

(72)【発明者】

【氏名】岩田 伸

(72)【発明者】

【氏名】曽木 忠幸

【テーマコード（参考）】

4D075

4K044

【Ｆターム（参考）】

4D075AA01

4D075AA62

4D075AA65

4D075AA76

4D075AA81

4D075AA84

4D075BB57Y

4D075CA47

4D075DA06

4D075DB01

4D075EA02

4D075EB05

4K044BA12

4K044CA23

4K044CA27

4K044CA71

(57)【要約】

【課題】処理室外への原料粉の飛散を抑制できる成膜装置を提供する。
【解決手段】セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材Ｋの処理対象面Ｋａに向けて噴出して、処理対象面Ｋａ上に膜を形成する成膜装置１であって、内部に基材Ｋが配設される処理室２と、処理室２内に配設され、基材Ｋを保持する保持部４と、処理室２に連通し、処理室２との間で基材Ｋが出入りする副室６と、基材Ｋの処理対象面Ｋａと同一の平面内に処理室２と副室６との連通部７が位置しない退避位置に、保持部４を移動可能な移動機構３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記処理対象面上に膜を形成する成膜装置であって、
内部に前記基材が配設される処理室と、
前記処理室内に配設され、前記基材を保持する保持部と、
前記処理室に連通し、前記処理室との間で前記基材が出入りする副室と、
前記基材の処理対象面と同一の平面内に前記処理室と前記副室との連通部が位置しない退避位置に、前記保持部を移動可能な移動機構と、を備える成膜装置。

【請求項2】

前記副室への前記連通部を介した前記セラミックス原料粉の侵入を妨げる遮蔽ガスを噴射するガス噴射機構を備える請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記ガス噴射機構は、前記基材の出入り方向と交差する方向に前記遮蔽ガスを噴射する請求項２に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記連通部において、前記処理室と前記副室とを気密状に遮断する遮断機構を備える請求項１～３のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記退避位置において、前記保持部に保持された状態の前記基材の処理対象面と反対側の面が、前記処理室における前記連通部が存在する側に向いている請求項１～４のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記処理室と前記副室との間で、磁気吸着手段を利用して前記基材を搬送する搬送機構を備える請求項１～５のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記搬送機構は、
前記磁気吸着手段を有し、前記処理室と前記副室とにそれぞれ配設されたアームと、
前記磁気吸着手段によって前記アームに着脱自在であり、前記基材を保持する基材ホルダと、
前記アームに対する前記基材ホルダの位置ずれを防止する位置ずれ防止機構と、を備える請求項６に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記連通部において、前記基材の搬送方向と直交する面内を移動し、前記副室の内壁に当接して前記処理室と前記副室とを気密状に遮断するスライド扉を備える請求項１～７のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記スライド扉に対して、当該スライド扉を前記副室の内壁に押し付ける力を作用させる押付機構を備える請求項８に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記処理室内及び前記副室内の圧力を個別に調整可能な圧力調整機構を備え、
前記圧力調整機構は、前記副室内の圧力が前記処理室内の圧力よりも高くなるように調整可能である請求項８又は９に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記副室として、前記処理室に搬入される前記基材が収容される基材導入室と、前記処理室から搬出される前記基材が収容される基材取出室と、を備える請求項１～１０のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項12】

セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記処理対象面上に膜を形成する成膜方法であって、
処理室内に配設された保持部を、前記保持部に保持された前記基材の処理対象面と同一の平面内に、前記処理室と当該処理室との間で前記基材が出入りする副室との連通部が位置しない退避位置に移動させた状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する成膜方法。

【請求項13】

前記副室内への前記連通部を介した前記セラミックス原料粉の侵入を妨げる遮蔽ガスを噴射しながら、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する請求項１２に記載の成膜方法。

【請求項14】

前記基材の出入り方向と交差する方向に前記遮蔽ガスを噴射しながら、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する請求項１３に記載の成膜方法。

【請求項15】

前記連通部において前記処理室と前記副室とを気密状に遮断した状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する請求項１２～１４のいずれか一項に記載の成膜方法。

【請求項16】

前記退避位置において、前記保持部に保持された状態の前記基材の処理対象面と反対側の面が、前記処理室における前記連通部が存在する側に向いている請求項１２～１５のいずれか一項に記載の成膜方法。

【請求項17】

磁気吸着を利用して、前記基材を前記処理室と前記副室との間で搬送する請求項１２～１６のいずれか一項に記載の成膜方法。

【請求項18】

前記処理室と前記副室とにそれぞれ配設されたアーム間で、前記基材を保持した基材ホルダを、前記アームと前記基材ホルダとの位置ずれを防止しながら前記磁気吸着を利用して受け渡し、前記処理室と前記副室との間で前記基材を搬送する請求項１７に記載の成膜方法。

【請求項19】

前記連通部において、スライド扉を前記基材の搬送方向と直交する面内で移動させ、前記副室の内壁に当接させて、前記処理室と前記副室とを気密状に遮断した状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する請求項１２～１８のいずれか一項に記載の成膜方法。

【請求項20】

前記スライド扉に対して、当該スライド扉を前記副室の内壁に押し付ける力を作用させた状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する請求項１９に記載の成膜方法。

【請求項21】

前記副室内の圧力を前記処理室内の圧力よりも高くする請求項１９又は２０に記載の成膜方法。

【請求項22】

前記副室としての基材導入室から前記処理室に前記基材を搬入し、前記処理室から前記副室としての基材取出室に前記基材を搬出する請求項１２～２１のいずれか一項に記載の成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基材上に膜を形成する成膜装置及び成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

焼結のような高温での熱処理を経ることなく、金属酸化物材料からなる膜を基材上に形成する方法として、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）と呼ばれる手法がある。このＡＤ法は、金属酸化物などの微粒子からなる原料粉を、ノズルから音速程度でセラミックスやプラスチックなどの基材に向けて噴射し、原料粉が基材に衝突する際のエネルギーによって微粒子を破砕・変形させることで、基材上に緻密な膜を形成する手法である。

【0003】

ＡＤ法を用いる成膜装置としては、所謂バッチ式を採用したものが数多く提案されている。バッチ式の成膜装置では、成膜処理を行う度に基材を取り換える必要があり、その際に処理室を復圧する処理が必要になる。そのため、一つの基材に所定の膜を形成するための実質的な工程作業時間が長くなり易く、量産化が現実的でないという問題があった。

【0004】

バッチ式の成膜装置によって、実質的な工程作業時間を短くするためには、処理室とは別に、成膜装置への基材の搬出入を行うための作業室が必要である。このような作業室を備えた成膜装置としては、例えば、特許文献１に記載された膜形成装置が提案されている。

【0005】

特許文献１記載の膜形成装置は、成膜を行うための成膜室や、成膜室に連通され、基板の搬出入口が設けられた測定室、成膜室と測定室との間に設けられた中間室、中間室に配設され、成膜室と測定室との間で基板を搬送するコンベア、成膜室と測定室とを遮断する遮断部などを備えている。

【0006】

この膜形成装置によれば、測定室の搬出入口を開放して基板の搬出入を行う際に、遮断部によって成膜室と測定室とが遮断される。これにより、搬出入口の開放によって測定室が常圧となった場合でも、成膜室の内部を減圧状態に保つことができる。また、遮断部によって成膜室と測定室とを遮断することができるため、成膜処理中に成膜室内に飛散した原料粉の測定室内への侵入を抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７－８４９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、ＡＤ法においては、基材に向けて噴射された原料粉のうち、数％が膜の形成に利用されるにすぎず、大部分は膜の形成に利用されない。この膜の形成に利用されなかった原料粉は、基材に衝突した後、基材の処理対象面に沿って高速で飛散することになる。

【0009】

そのため、特許文献１記載の膜形成装置については、高速で飛散する原料粉が中間室内に侵入して中間室が汚染されたり、中間室に配設されたコンベア等に原料粉が堆積・付着して動作不良が生じる虞がある。また、高速で飛散する原料粉が遮断部にまで到達したような場合には、原料粉が遮断部に堆積・付着することで遮断部の動作不良が発生する虞もある。

【0010】

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、処理室外への原料粉の飛散を抑制できる成膜装置及び成膜方法の提供を、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するための本発明に係る成膜装置の特徴構成は、
セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記処理対象面上に膜を形成する成膜装置であって、
内部に前記基材が配設される処理室と、
前記処理室内に配設され、前記基材を保持する保持部と、
前記処理室に連通し、前記処理室との間で前記基材が出入りする副室と、
前記基材の処理対象面と同一の平面内に前記処理室と前記副室との連通部が位置しない退避位置に、前記保持部を移動可能な移動機構と、を備える点にある。

【0012】

また、上記目的を達成するための本発明に係る成膜方法の特徴構成は、
セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記処理対象面上に膜を形成する成膜方法であって、
処理室内に配設された保持部を、前記保持部に保持された前記基材の処理対象面と同一の平面内に、前記処理室と当該処理室との間で前記基材が出入りする副室との連通部が位置しない退避位置に移動させた状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0013】

基材の処理対象面と同一の平面内に、処理室と副室との連通部が位置した状態で、基材にエアロゾルを噴出した場合、処理対象面に衝突したエアロゾルが処理対象面に沿って高速で流れ、連通部に到達することになる。そのため、連通部に向けてエアロゾルに含まれる原料粉が高速で飛散し、原料粉が副室内に侵入することになる。しかしながら、上記特徴構成によれば、移動機構によって保持部を退避位置に移動させた状態で、基材の処理対象面にエアロゾルを噴出することができる。これにより、処理対象面に衝突したエアロゾルが連通部に到達し難くなり、連通部に向けて原料粉が飛散し難くなる。したがって、上記特徴構成によれば、原料粉の副室内への侵入（言い換えれば、処理室外への飛散）を抑制できる。

【0014】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記副室内への前記連通部を介した前記セラミックス原料粉の侵入を妨げる遮蔽ガスを噴射するガス噴射機構を備える点にある。

【0015】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記副室内への前記連通部を介した前記セラミックス原料粉の侵入を妨げる遮蔽ガスを噴射しながら、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0016】

上記特徴構成によれば、遮蔽ガスによって副室内へのセラミックス原料粉の侵入を妨げることができるため、処理室外への原料粉の飛散をより抑制できる。

【0017】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記ガス噴射機構は、前記基材の出入り方向と交差する方向に前記遮蔽ガスを噴射する点にある。

【0018】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記基材の出入り方向と交差する方向に前記遮蔽ガスを噴射しながら、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0019】

上記特徴構成によれば、遮蔽ガスの噴射方向が基材の出入り方向と交差していることで、噴射された遮蔽ガスによって原料粉が副室内へ侵入するという問題が生じ難い。したがって、処理室外への原料粉の飛散をより抑制できる。

【0020】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記連通部において、前記処理室と前記副室とを気密状に遮断する遮断機構を備える点にある。

【0021】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記連通部において前記処理室と前記副室とを気密状に遮断した状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0022】

上記特徴構成によれば、処理室から副室への原料粉の飛散をより抑制できる。また、処理室と副室とが気密状に遮断された状態となるため、処理室内を減圧して成膜処理を行いつつ、副室内が大気圧になるような作業を並行して行うことができる。

【0023】

本発明に係る成膜装置及び成膜方法の更なる特徴構成は、
前記退避位置において、前記保持部に保持された状態の前記基材の処理対象面と反対側の面が、前記処理室における前記連通部が存在する側に向いている点にある。

【0024】

上記特徴構成によれば、処理対象面がより連通部から離れた状態となるため、処理対象面に衝突したエアロゾルが連通部に到達し難く、連通部に向けて原料粉がより飛散し難くなる。したがって、原料粉の副室内への侵入を抑制できる。

【0025】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記処理室と前記副室との間で、磁気吸着手段を利用して前記基材を搬送する搬送機構を備える点にある。

【0026】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
磁気吸着を利用して、前記基材を前記処理室と前記副室との間で搬送する点にある。

【0027】

磁気吸着手段は、電磁石などを用いて比較的簡易な構造で実現できる。したがって、上記特徴構成によれば、複雑な構造を要することなく、処理室と副室との間での基材の搬送が可能となる。

【0028】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記搬送機構は、
前記磁気吸着手段を有し、前記処理室と前記副室とにそれぞれ配設されたアームと、
前記磁気吸着手段によって前記アームに着脱自在であり、前記基材を保持する基材ホルダと、
前記アームに対する前記基材ホルダの位置ずれを防止する位置ずれ防止機構と、を備える点にある。

【0029】

本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記処理室と前記副室とにそれぞれ配設されたアーム間で、前記基材を保持した基材ホルダを、前記アームと前記基材ホルダとの位置ずれを防止しながら前記磁気吸着を利用して受け渡し、前記処理室と前記副室との間で前記基材を搬送する点にある。

【0030】

上記特徴構成によれば、アームと基材ホルダとの位置ずれが防止されるため、基材の搬送が安定したものとなる。

【0031】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記連通部において、前記基材の搬送方向と直交する面内を移動し、前記副室の内壁に当接して前記処理室と前記副室とを気密状に遮断するスライド扉を備える点にある。

【0032】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記連通部において、スライド扉を前記基材の搬送方向と直交する面内で移動させ、前記副室の内壁に当接させて、前記処理室と前記副室とを気密状に遮断した状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0033】

上記特徴構成によれば、処理室から副室への原料粉の飛散をより抑制できる。また、処理室と副室とが気密状に遮断された状態となるため、例えば、処理室内を減圧して成膜処理を行いつつ、副室内が大気圧になるような作業を並行して行うことができる。

【0034】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記スライド扉に対して、当該スライド扉を前記副室の内壁に押し付ける力を作用させる押付機構を備える点にある。

【0035】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記スライド扉に対して、当該スライド扉を前記副室の内壁に押し付ける力を作用させた状態で、前記処理対象面に向けて前記エアロゾルを噴射する点にある。

【0036】

上記特徴構成によれば、スライド扉と副室内壁との間に隙間が生じ難くなり、処理室と副室とをより適切に遮断できる。

【0037】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記処理室内及び前記副室内の圧力を個別に調整可能な圧力調整機構を備え、
前記圧力調整機構は、前記副室内の圧力が前記処理室内の圧力よりも高くなるように調整可能である点にある。

【0038】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記副室内の圧力を前記処理室内の圧力よりも高くする点にある。

【0039】

上記特徴構成によれば、副室から処理室への基材の搬入及び処理室から副室への基材の搬出を行うために、スライド扉を動かして連通部を開放した際に、処理室から副室への原料粉の飛散を抑制できる。

【0040】

本発明に係る成膜装置の更なる特徴構成は、
前記副室として、前記処理室に搬入される前記基材が収容される基材導入室と、前記処理室から搬出される前記基材が収容される基材取出室と、を備える点にある。

【0041】

また、本発明に係る成膜方法の更なる特徴構成は、
前記副室としての基材導入室から前記処理室に前記基材を搬入し、前記処理室から前記副室としての基材取出室に前記基材を搬出する点にある。

【0042】

例えば、成膜装置が処理室のみを備えるような場合、複数の基材を処理するためには、処理室に基材を搬入した後、処理室を成膜処理に必要な圧力まで減圧した上で処理を施し、処理済み基材を取り出すために、処理室を大気圧まで復圧した後、処理室から処理済み基材を搬出し、次に処理する基材を処理室に搬入する必要がある。即ち、成膜装置が処理室のみを備えるような場合には、一の基材を処理する度に処理室を減圧及び復圧するための時間が必要になる。しかしながら、上記特徴構成によれば、基材導入室に複数の基材を予め収容した後、処理室に基材を順次搬入して成膜処理を施し、処理済みの基材を基材取出室に順次搬出して、基材処理室に複数の処理済み基材を収容することが可能である。そのため、上記特徴構成によれば、基材導入室に複数の基材を収容した後、基材導入室、処理室及び基材取出室を成膜処理に必要な圧力と同程度の圧力に調整することで、処理室の減圧及び復圧といった大規模な圧力調整を要することなく、或いは、短時間で可能な圧力調整を行うだけで、複数の基材を連続して処理できる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。

【図3】保持部の位置が退避位置でない場合の問題を説明する図である。

【図4】第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。

【図5】第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図である。

【図6】アームを示す正面図である。

【図7】基材ホルダを示す下面図である。

【図8】基材ホルダを示す上面図である。

【図9】基材の受け渡し過程を示す図である。

【図10】基材の受け渡し過程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る成膜装置及び成膜方法について説明する。尚、以下の説明において、上下は、図面における上側、下側をいうものとする。

【0045】

〔第１実施形態に係る成膜装置について〕
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る成膜装置１は、セラミックス原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材Ｋの処理対象面Ｋａに向けて噴出して、基材Ｋに膜を形成する装置であって、内部に基材Ｋが配設される処理室２と、処理室２内に配設され、基材Ｋを保持する保持部４と、処理室２に連通し、当該処理室２との間で基材Ｋが出入りする副室６と、基材Ｋの処理対象面Ｋａと同一の平面内に処理室２と副室６との連通部７が位置しない退避位置に、保持部４を移動可能な移動機構３とを備えている。尚、図１には、保持部４が搬送位置に位置した状態を示し、図２には、保持部４が退避位置に位置した状態を示した。

【0046】

また、本実施形態において、成膜装置１は、処理室２と副室６との間で基材Ｋを搬送する搬送機構８や、副室６への連通部７を介したセラミックス原料粉の侵入を妨げる遮蔽ガスを噴出するガス噴射機構１０、セラミックス原料粉をガスに分散させたエアロゾルを発生させるエアロゾル発生部１５、噴出端５ａからエアロゾルを噴出するエアロゾル搬送管５、搬送ガスをエアロゾル発生部１５に送給する搬送ガス送給機構１８、セラミックス原料粉をエアロゾル発生部１５に送給する原料粉供給機構１６、処理室２と副室６とを気密状に遮断する遮断機構９などを備えている。

【0047】

処理室２は、上端及び下端が閉塞された直方体又は概円筒状の気密状の筐体で構成されており、上端面に開口２ａが形成され、側面に開口２ｂが形成されている。また、処理室２の内部には、ガス噴射機構１０のノズル１１、基材Ｋが保持される保持部４、エアロゾル搬送管５が配設されている。更に、処理室２の開口２ａには、排気設備としてのメカニカルブースターポンプＰ１及び真空ポンプＰ２が排気管Ｓ１によって接続されており、これらメカニカルブースターポンプＰ１及び真空ポンプＰ２によって気体が排出されることで、処理室２内が所定圧力（例えば、１．０ｋＰａ程度）以下に減圧される。尚、本例において、処理室２の内面とは、筐体の内周面を意味する。

【0048】

保持部４は、成膜処理の対象である基材Ｋを、処理対象面Ｋａが水平面と平行となるように当該処理対象面Ｋａを下側に向けて保持可能に構成されている。尚、基材Ｋを保持する手法としては、基材Ｋの処理対象面Ｋａと反対の面を真空吸着する手法や、電圧をインカして電極と基材Ｋとの間に発生したクーロン力によって吸着する手法（所謂静電チャック）や、基材Ｋが磁性体の場合は電磁石によって吸着する手法が挙げられる。

【0049】

移動機構３は、ステッピングモータやボールねじなどからなる水平駆動機構及び油圧シリンダなどからなる昇降駆動機構によって構成されており、水平駆動機構によって保持部４を水平方向に移動させ、昇降駆動機構によって保持部４を鉛直方向に移動させる機構である。移動機構３は、図１に示すように、副室６内と処理室２との間で基材Ｋの搬送を行う際には保持部４を搬送位置に移動させ、図２に示すように、基材Ｋに対する成膜処理を行う際には保持部４を搬送位置よりも下側の退避位置に移動させ、処理対象面Ｋａを開口２ｂよりも下側に位置させる。尚、図１では、移動機構３を処理室２の外部に配置した状態を示したが、処理室２の内部に移動機構３を配置してもよい。また、昇降駆動機構もステッピングモータやボールねじなどからなる機構であってもよい。

【0050】

ここで、図３に示すように、保持部４が退避位置に移動していない状態で成膜処理を行う場合（即ち、基材Ｋの処理対象面Ｋａと同一の平面内に、処理室２と副室６との連通部７が位置した状態で成膜処理を行う場合）、処理対象面Ｋａに衝突したエアロゾルが処理対象面Ｋａに沿って高速で流れ、連通部７に到達することになる。つまり、エアロゾルに含まれる未利用のセラミックス原料粉が連通部７に向けて高速で飛散し、遮断機構９に堆積・付着して動作不良が発生する虞があり、また、遮断機構９を設けていない場合には、副室６へ未利用のセラミックス原料粉が侵入する。

【0051】

本実施形態に係る成膜装置１では、成膜処理を行う際に、保持部４を退避位置に移動させている。これにより、処理対象面Ｋａに衝突したエアロゾルが連通部７に到達し難くなるため、未利用のセラミックス原料粉が連通部７に飛散し難くなる。したがって、成膜装置１では、成膜処理時に、未利用のセラミックス原料粉が副室６へ侵入し難く、また、未利用のセラミックス原料粉が遮断機構９に堆積・付着し難い。

【0052】

副室６は、処理室２における開口２ｂが形成された箇所に連設され、処理室２を構成する筐体よりも容積の小さい筐体によって構成されている。副室６には、基材Ｋを搬出・搬入するための搬出入口６ａ及び真空ポンプＰ３が接続される開口６ｂが形成されている。
尚、搬出入口６ａは、スライド式の扉６ｃによって開放・閉塞される。また、副室６内には、搬送機構８が設けられている。尚、副室６内は、真空ポンプＰ３によって気体が排出されることで、成膜処理時の処理室２内の圧力と同程度の圧力まで減圧される。尚、副室６内の圧力調整は、真空ポンプＰ３の代わりに、メカニカルブースターポンプＰ１や真空ポンプＰ２を接続し、これらによって行うようにしてもよい。

【0053】

搬送機構８は、副室６内に配設されている。本実施形態において、搬送機構８は、所謂搬送ロボットであって、特に図示しないが、基材Ｋを吸着保持するハンド部やハンド部を出退させるアーム部などを備えている。搬送機構８は、ハンド部で吸着保持した基材Ｋを保持部４に受け渡し、また、保持部４で保持された基材Ｋをハンド部で受け取ることで、副室６内と処理室２内との間で基材Ｋを移送する。

【0054】

本実施形態において、遮断機構９は、処理室２の開口２ｂを気密状に閉塞可能なスライド式の扉やこれを駆動する駆動機構などから構成されている。スライド式の扉が処理室２の開口２ｂを塞ぐことで、処理室２と副室６とが気密状に遮断された状態となる。したがって、成膜処理中に遮断機構９によって処理室２の開口２ｂを塞いだ状態にすることで、処理室２から副室６への未利用のセラミックス原料粉の飛散を抑制できる。更に、処理室２と副室６とが気密状に遮断された状態となるため、処理室２内を減圧して成膜処理を行いつつ、副室６内への次の成膜処理に供する基材Ｋの搬入などの作業（副室６内が大気圧になるような作業）を並行して行うことができる。

【0055】

エアロゾル搬送管５は、円筒状の直管部材である。また、エアロゾル搬送管５は、噴出端５ａが処理室２内の保持部４と対向するように処理室２内に配設されており、噴出端５ａと反対の端部はエアロゾル発生部１５に接続されている。このエアロゾル搬送管５によれば、エアロゾル発生部１５から送給されたエアロゾルが、噴出端５ａから基材Ｋの処理対象面Ｋａに向けて噴出される、言い換えれば、鉛直方向下側から処理対象面Ｋａに向けてエアロゾルが噴射される。尚、噴出端５ａは、その断面形状が円形に限られるものではなく、楕円形であってもよく、三角形や矩形等の多角形であってもよい。

【0056】

ガス噴射機構１０は、ノズル１１と、空気供給部１２と、空気流量制御部１３と、空気送給管Ｓ２とを有している。尚、本実施形態においては、噴射する遮蔽ガスとして空気を用いるが、これに限られるものではない。

【0057】

本実施形態において、ノズル１１は、外周面が処理室２の内面に密着可能な箱型の部材からなり、下面に処理室２の内面と平行な方向に延びるスリット状の吹出口１１ａが形成されている。また、ノズル１１は、吹出口１１ａから鉛直方向下方に向け且つ開口２ｂの開口面に沿って空気を噴射するように、開口２ｂよりも上側の処理室２の最上部に配置し、空気の噴射方向と搬送機構８による基材Ｋの搬送方向（出入り方向）とが略直交するようにして、噴射された空気が副室６内へ侵入し難いようにしている。これにより、未利用のセラミックス原料粉の副室６内への侵入が効果的に抑制される。

【0058】

空気供給部１２には、一端がノズル１１に接続された空気送給管Ｓ２が接続されており、空気供給部１２は、空気をコンプレッサーやガスボンベによって空気送給管Ｓ２内に供給するものである。

【0059】

空気送給管Ｓ２は、空気供給部１２から供給される空気をノズル１１まで送給するためのものである。本実施形態においては、空気供給部１２から供給される空気が空気流量制御部１３を経由してノズル１１まで送給されるようになっており、空気供給部１２、空気流量制御部１３及びノズル１１の間に接続された複数の配管によって空気送給管Ｓ２が構成されている。

【0060】

空気流量制御部１３は、空気送給管Ｓ２内を流通する空気の流量を制御するものである。本実施形態においては、ノズル１１の吹出口１１ａから所定流速（本例では、１０Ｌ／ｍｉｎ）で空気が噴出されるように、その動作が図示しない制御装置によって適宜制御される。

【0061】

本実施形態において、エアロゾル発生部１５には、後述する原料供給管Ｓ３が接続されている。また、エアロゾル発生部１５には、後述する搬送ガス送給管Ｓ４及びエアロゾル搬送管５が接続されている。そして、エアロゾル発生部１５では、原料粉供給機構１６によって一定速度で供給されるセラミックス原料粉と、搬送ガス送給機構１８によって送給される搬送ガスとを混合したエアロゾルを発生する。この発生したエアロゾルは、エアロゾル搬送管５に送給される。

【0062】

原料粉供給機構１６は、原料粉供給部１７や原料供給管Ｓ３などからなる。原料粉供給部１７には、セラミックス原料粉が貯留されており、このセラミックス原料粉が原料供給管Ｓ３を通してエアロゾル発生部１５に供給される。尚、セラミックス原料粉を構成する粒子としては、例えば、ジルコニアにイットリウムやカルシウム、マグネシウム、ハフニウムなどを含有する安定化ジルコニアの粒子である。尚、本実施形態においては、イットリウムを含有するジルコニア（ＹＳＺ）をセラミックス原料粉として用いる。

【0063】

搬送ガス送給機構１８は、ガス供給部１９や搬送ガス圧力制御部２０、搬送ガス流量制御部２１、搬送ガス送給管Ｓ４などからなる。

【0064】

具体的に、ガス供給部１９には、搬送ガス送給管Ｓ４が接続されており、ガス供給部１９は、空気やＮ２、Ｈｅ、Ａｒなどの搬送ガスをコンプレッサーやガスボンベによって搬送ガス送給管Ｓ４内に供給するものである。

【0065】

また、本実施形態における搬送ガス送給管Ｓ４は、ガス供給部１９から供給される搬送ガスをエアロゾル発生部１５まで送給するためのものである。具体的に、本実施形態では、ガス供給部１９から送出された搬送ガスが、搬送ガス圧力制御部２０、搬送ガス流量制御部２１を順に経由してエアロゾル発生部１５まで送給されるようになっており、ガス供給部１９、搬送ガス圧力制御部２０、搬送ガス流量制御部２１及びエアロゾル発生部１５の間に接続された複数の配管によって搬送ガス送給管Ｓ４が構成されている。また、搬送ガス送給管Ｓ４における搬送ガス流量制御部２１とエアロゾル発生部１５との間には、搬送ガス送給管Ｓ４内の圧力を検出する圧力センサＭ１が設けられている。

【0066】

搬送ガス圧力制御部２０は、搬送ガス送給管Ｓ４内を流通する搬送ガスを適正圧力に静定するものであり、搬送ガス流量制御部２１は、搬送ガス送給管Ｓ４内を流通する搬送ガスの流量を制御するものである。本実施形態において、搬送ガス圧力制御部２０及び搬送ガス流量制御部２１は、圧力センサＭ１により検出される圧力などを基に、その動作が図示しない制御装置によって適宜制御される。

【0067】

〔第１実施形態に係る成膜方法について〕
次に、上記成膜装置１を用いた成膜方法により、基材Ｋの処理対象面Ｋａに膜（成膜体）を形成する過程について説明する。本実施形態に係る成膜方法では、遮断機構９によって開口２ｂを閉塞した状態で、副室６内に基材Ｋを搬入した後、当該副室６内を成膜処理時の処理室２内の圧力と同程度の圧力となるまで減圧する。その後、開口２ｂを開放した状態で、搬送位置に位置する保持部４に基材Ｋを搬送して当該保持部４により保持し、遮断機構９によって開口２ｂを再度閉塞する。ついで、移動機構３によって保持部４を退避位置に移動し、この状態で基材Ｋの成膜処理を開始する。

【0068】

成膜処理では、まず、搬送ガス圧力制御部２０及び搬送ガス流量制御部２１によって搬送ガス送給管Ｓ４内を流通する搬送ガスの流量や圧力を調整しながらガス供給部１９からエアロゾル発生部１５へと搬送ガスを送給する。エアロゾル発生部１５では、送給された搬送ガスと原料粉供給部１７から供給されたセラミックス原料粉とが混合したエアロゾルが発生する。発生したエアロゾルは、エアロゾル搬送管５に送給される。

【0069】

エアロゾル搬送管５に送給されたエアロゾルは、当該エアロゾル搬送管５の噴出端５ａから基材Ｋの処理対象面Ｋａに向けて噴出され（言い換えれば、鉛直方向下側から処理対象面Ｋａに向けて噴射され）、噴出されたエアロゾルが基材Ｋの処理対象面Ｋａに衝突することで当該処理対象面Ｋａに膜が形成される。

【0070】

この成膜方法では、保持部４を退避位置に移動させた状態で、基材Ｋの処理対象面Ｋａにエアロゾルを噴出するようにしている。これにより、処理対象面Ｋａに衝突したエアロゾルが連通部７に到達し難くなるため、未利用のセラミックス原料粉が連通部７に飛散し難くなる。したがって、この成膜方法では、成膜処理時に、未利用のセラミックス原料粉が副室６へ侵入し難い。また、未利用のセラミックス原料粉が遮断機構９に堆積・付着し難い。

【0071】

成膜処理後、移動機構３によって保持部４を搬送位置に移動し、開口２ｂを開放する。
そして、搬送機構８によって基材Ｋを副室６内に搬出し、遮断機構９によって開口２ｂを閉塞する。その後、副室６内から処理済みの基材Ｋを搬出するとともに、未処理の基材Ｋを搬入し、以後、上記と同様の手順で基材Ｋに成膜処理を施す。

【0072】

以上のように、本実施形態に係る成膜装置１及び成膜方法によれば、成膜処理時に、未利用のセラミックス原料粉が連通部７に飛散し難くなるため、未利用のセラミックス原料粉の処理室２外への飛散を抑制できる。

【0073】

〔第２実施形態に係る成膜装置について〕
次に、本発明の第２実施形態に係る成膜装置について説明する。尚、第２実施形態に係る成膜装置３０は、主として、副室を２つ備える点において第１実施形態に係る成膜装置１と相違する。以下、図面を参照して説明するが、第１実施形態に係る成膜装置１と同様の構成については、詳細な説明は省略する。

【0074】

図４～図６に示すように、第２実施形態に係る成膜装置３０は、処理室３１や、副室としての基材導入室３３及び基材取出室３６、搬送機構４０、スライド扉４８，４９、押付機構５０、圧力調整機構５５などを備えている。また、詳細な説明は省略するが、成膜装置３０は、成膜装置１と同様に、エアロゾル発生部１５、搬送ガス送給機構１８、原料粉供給機構１６などを備えている。

【0075】

図４及び図５に示すように、本実施形態の処理室３１は、両側面にそれぞれ開口３１ａ，３１ｂ、下面に開口３１ｃが形成された直方体状の気密性を有する筐体で構成されている。処理室３１の内部には、エアロゾル搬送管５の噴出端５ａが上方を向くように配設されており、当該噴出端５ａと反対の端部にはエアロゾル発生部１５が接続されている。尚、処理室３１の内部には、ホッパーＨが、その下側の開口Ｈａが開口３１ｃに重なるように配設されており、開口３１ｃには、成膜処理時に発生する膜の形成に利用されなかった原料粉を回収する回収部３２が接続されている。

【0076】

図４及び図５に示すように、基材導入室３３は、処理室３１と連通し、処理室３１との間で基材Ｋが出入り可能になっており、処理室３１に搬入される基材Ｋが収容される。本実施形態において、基材導入室３３は、背面に２つの開口３３ａ，３３ｂが形成され、一方の側面に開口３３ｃが形成された直方体状の気密性を有する筐体で構成されている。また、基材導入室３３を構成する筐体は、開口３３ｃと処理室３１の開口３１ａとが重なるように、処理室３１を構成する筐体に隣接して配設されており、開口３１ａ及び開口３３ｃによって基材導入室３３と処理室３１とが連通した状態になっている。開口３１ａ及び開口３３ｃは、基材ホルダＫ１を基材導入室３３から処理室３１に搬出するための搬出口３４を構成している。また、基材導入室３３には、複数の基材ホルダＫ１をガイドによってズレを防止した状態で収納可能な第１ホルダ挿入カセット３５が配設されている。未処理の基材Ｋが保持された複数の基材ホルダＫ１は、基材Ｋの処理対象面Ｋａが下側を向くように第１ホルダ挿入カセット３５に収納される。尚、開口３３ａには、後述する排気管Ｓ１１が接続され、開口３３ｂには、後述する給気管Ｓ１２が接続されている。

【0077】

図４及び図５に示すように、基材取出室３６は、処理室３１と連通し、処理室３１との間で基材Ｋが出入り可能になっており、処理室３１から搬出される基材Ｋが収容される。本実施形態において、基材取出室３６は、背面に２つの開口３６ａ，３６ｂが形成され、一方の側面に開口３６ｃが形成された直方体状の気密性を有する筐体で構成されている。また、基材取出室３６を構成する筐体は、開口３６ｃと処理室３１の開口３１ｂとが重なるように、処理室３１を構成する筐体に隣接して配設されており、開口３１ｂ及び開口３６ｃによって基材取出室３６と処理室３１とが連通した状態になっている。開口３１ｂ及び開口３６ｃは、基材ホルダＫ１を処理室３１から基材取出室３６に搬入するための搬入口３７を構成している。また、基材取出室３６には、第２ホルダ挿入カセット３８が配設され、処理室３１から搬入された処理済みの基材Ｋが保持された複数の基材ホルダＫ１は、ガイドによってズレが防止された状態で、基材Ｋの処理対象面Ｋａが下側を向くように第２ホルダ挿入カセット３８に収納される。尚、開口３６ａには、後述する排気管Ｓ１１が接続され、開口３６ｂには、後述する給気管Ｓ１２が接続されている。

【0078】

図４～図８に示すように、搬送機構４０は、処理室３１と基材導入室３３及び基材取出室３６との間で、磁気供給手段を利用して基材Ｋを搬送する。具体的には、磁気吸着手段を有し、処理室３１、基材導入室３３及び基材取出室３６にそれぞれ配設されたアーム４１，４２，４３と、磁気吸着手段によってアーム４１，４２，４３に着脱自在な基材ホルダＫ１と、アーム４１，４２，４３に対する基材ホルダＫ１の位置ずれを防止する位置ずれ防止機構４５とを備えている。尚、以下において、基材導入室３３に配設されたアーム４１を「第１アーム４１」、処理室３１に配設されたアーム４２を「第２アーム４２」、基材取出室３６に配設されたアーム４３を「第３アーム４３」とも称する。

【0079】

各アーム４１，４２，４３は、先端に磁気吸着手段としての電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａが取り付けられるとともに、当該電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａの周りにそれぞれ２つの凸部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂが形成されている。各アーム４１，４２，４３の電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａには、図示しない電流供給手段によって電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａに電流を供給可能になっており、電流供給を制御することによって、吸着力の発生を制御できる。

【0080】

尚、本実施形態において、第１及び第３アーム４１，４３は、２軸可動式アームであり、図４に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に構成されている。これに対し、第２アーム４２は、３軸可動式アームであり、図４及び図５に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に加え、Ｚ方向にも移動可能に構成されている。即ち、本実施形態において、処理室３１に配設されたアーム４２は、移動機構としての機能も有している。尚、各アーム４１，４２，４３の各方向への移動は、図示しない水平駆動機構や昇降駆動機構によって実現される。

【0081】

図７及び図８に示すように、基材ホルダＫ１は、アルミニウム製の平面視略正方形の平板状部材であり、下面に基材Ｋを吸着可能なラバーマグネットＫ２が貼付されている。基材Ｋは、その処理対象面Ｋａと反対の面が基材ホルダＫ１の下面と対向した状態で、ラバーマグネットＫ２を介して基材ホルダＫ１に保持される。また、基材ホルダＫ１の上面には、電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａが磁気吸着可能なステンレス製の円盤状部材が埋め込まれた３つの吸着部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５が、基材ホルダＫ１の対向する２辺間の略中央に等間隔に設けられている。また、各吸着部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５の周囲には、各アーム４１，４２，４３に形成された２つの凸部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂに対応する凹部Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８が形成されている。尚、基材ホルダＫ１をホルダ挿入カセット３５，３８に収納した際に、基材ホルダＫ１に保持された基材Ｋの処理対象面Ｋａが、下の基材ホルダＫ１に接触するため、基材ホルダＫ１の下面四隅には、突起が設けられている。

【0082】

尚、本実施形態において、位置ずれ防止機構４５は、各アーム４１，４２，４３に形成された２つの凸部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂと、基材ホルダＫ１に形成された凹部Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８とで構成される。本実施形態の位置ずれ防止機構４５によれば、図６に示すように、アーム４１，４２，４３の電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａが基材ホルダＫ１の吸着部Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５に吸着した状態で、基材ホルダＫ１の凹部Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８にアーム４１，４２，４３の凸部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂが嵌合することにより、アーム４１，４２，４３に対する基材ホルダＫ１の位置ずれが防止される。

【0083】

この搬送機構４０においては、電磁石４１ａ，４２ａ，４３ａへの電流供給を制御して吸着力の発生を制御しながら、各アーム４１，４２，４３の移動及び各アーム４１，４２，４３に対する基材ホルダＫ１の着脱を繰り返すことで、基材導入室３３から処理室３１、処理室３１から基材取出室３６へと基材ホルダＫ１（基材ホルダＫ１に保持された基材Ｋ）を搬送する。

【0084】

具体的に、本実施形態においては、図９に示すように、第１アーム４１の電磁石４１ａを吸着部Ｋ３に吸着させた状態で第１アーム４１を第２アーム４２に接近させ、図１０に示すように、第２アーム４２の電磁石４２ａを吸着部Ｋ４に接近させ吸着させた後、第１アーム４１の電磁石４１ａを吸着部Ｋ３から脱離させ、第１アーム４１から第２アーム４２へと基材ホルダＫ１（基材ホルダＫ１に保持された基材Ｋ）を受け渡すことで、基材導入室３３から処理室３１へと基材Ｋが搬送される。本実施形態においては、第２アーム４２に受け渡された状態の基材ホルダＫ１が保持部に相当する。

【0085】

また、本実施形態においては、第２アーム４２の電磁石４２ａを吸着部Ｋ４に吸着させた状態で第２アーム４２を第３アーム４３に接近させ、第３アーム４３の電磁石４３ａを吸着部Ｋ５に吸着させた後、第２アーム４２の電磁石４２ａを吸着部Ｋ４から脱離させ、第２アーム４２から第３アーム４３へと基材ホルダＫ１（基材ホルダＫ１に保持された基材Ｋ）を受け渡すことで、処理室３１から基材取出室３６へと基材Ｋが搬送される。

【0086】

このように、本実施形態の搬送機構４０においては、基材ホルダＫ１を着脱するための手段として、電磁石を用いた比較的簡易な構造の磁気吸着手段を採用しているため、基材Ｋや基材ホルダＫ１を把持するような複雑な構造を要することなく、処理室３１と基材導入室３３及び基材取出室３６との間での基材Ｋの搬送が可能になっている。

【0087】

図４及び図５に示すように、スライド扉４８，４９は、基材Ｋの搬送方向（基材ホルダＫ１の搬送方向）と直交する面内を移動し、基材導入室３３や基材取出室３６の内壁に当接して、処理室３１と基材導入室３３及び基材取出室３６とを気密状に遮断する。具体的に、本実施形態の成膜装置３０は、基材導入室３３内に配設され、搬出口３４を気密状に閉塞可能な第１スライド扉４８と、基材取出室３６内に配設され、搬入口３７を気密状に閉塞可能な第２スライド扉４９とを備えている。第１スライド扉４８が搬出口３４を塞ぐことで、処理室３１と基材導入室３３とが気密状に遮断された状態となり、第２スライド扉４９が搬入口３７を塞ぐことで、処理室３１と基材取出室３６とが気密状に遮断された状態となる。尚、第１及び第２スライド扉４８，４９は、図示しない駆動機構によって、上下方向（Ｘ方向）に移動するように構成されている。また、第１スライド扉４８の基材導入室３３の内壁に対向する面と反対の面、及び第２スライド扉４９の基材取出室３６の内壁に対向する面と反対の面には、Ｏリング４８ａ，４９ａが取り付けられている。

【0088】

図４及び図５に示すように、押付機構５０は、第１及び第２スライド扉４８，４９に対して、各スライド扉４８，４９をそれぞれ基材導入室３３及び基材取出室３６の内壁に押し付ける力を作用させる。本実施形態の押付機構５０は、第１及び第２押付体対５１，５２やこれを駆動する駆動機構（図示せず）などで構成されている。第１及び第２押付体対５１，５２は、それぞれ上面視Ｌ字状の２個一対の押付体５１ａ，５２ａからなる。第１押付体対５１は、２つの押付体５１ａが搬出口３４（開口３３ｃ）をＺ方向において挟むような配置で基材導入室３３に配設されている。また、第２押付体対５２は、２つの押付体５２ａが搬入口３７（開口３６ｃ）をＺ方向において挟むような配置で基材取出室３６に配設されている。また、各押付体５１ａ，５２ａは、Ｌ字の一端側を通る上下方向の軸を中心に揺動自在となるように、基材導入室３３又は基材取出室３６の内壁に取り付けられている。

【0089】

この押付機構５０によれば、第１押付体対５１の各押付体５１ａを、第１スライド扉４８における基材導入室３３の内壁に対向する面と反対の面に押し付けるように駆動することで、第１スライド扉４８に対して所定の押付力を作用させる。また、第２押付体対５２の各押付体５２ａを、第２スライド扉４９における基材取出室３６の内壁に対向する面と反対の面に押し付けるように駆動することで、第２スライド扉４９に対して所定の押付力を作用させる。

【0090】

このように、押付機構５０を備えていることで、スライド扉４８，４９と基材導入室３３や基材取出室３６の内壁との間に隙間が生じ難くなり、処理室３１と基材導入室３３及び基材取出室３６とをより適切に遮断できる。

【0091】

圧力調整機構５５は、処理室３１、基材導入室３３内及び基材取出室３６内の圧力を個別に調整可能に構成されている。図４及び図５に示すように、本実施形態の圧力調整機構５５は、室内から空気を排気する排気手段５６と、室内へ空気を供給する給気手段６１とから構成されている。排気手段５６は、排気管Ｓ１１によって基材導入室３３及び基材取出室３６に接続されるとともに、回収部３２に接続された排気ポンプ５７（真空ポンプやメカニカルブースターポンプ）や排気管Ｓ１１に介装された開閉弁５８，５９，６０などから構成されている。一方、給気手段６１は、給気管Ｓ１２によって基材導入室３３及び基材取出室３６に接続された空気供給手段６２（コンプレッサーや空気ボンベ）や、給気管Ｓ１２に介装された空気流量制御部６３，６４などから構成されている。

【0092】

この圧力調整機構５５においては、開閉弁５８，５９，６０を開状態にすることで、基材導入室３３や基材取出室３６から気体（空気）が排出され、また、回収部３２を介して処理室３１から気体（空気）が排出され、これらの室内が減圧される。一方、空気流量制御部６３，６４によって給気管Ｓ１２内の空気の流量を調整しながら基材導入室３３や基材取出室３６に空気を供給することで、これらの室内が加圧される。即ち、圧力調整機構５５は、開閉弁５８，５９，６０の開度や、給気管Ｓ１２内の空気の流量を調整することで、処理室３１、基材導入室３３内及び基材取出室３６内の圧力を調整する。

【0093】

圧力調整機構５５によれば、例えば、開閉弁５８，５９，６０を全開にして、処理室３１、基材導入室３３内及び基材取出室３６内を所定圧力以下に減圧した状態で、空気流量制御部６３，６４によって給気管Ｓ１２内の空気の流量を調整し、基材導入室３３及び基材取出室３６に所定の流量で空気を供給する状態とすることにより、基材導入室３３内及び基材取出室３６内の圧力を処理室３１内の圧力よりも高くすることができる。このように、基材導入室３３内及び基材取出室３６内の圧力を処理室３１内の圧力よりも高くした場合、スライド扉４８，４９に対して、基材導入室３３の内壁や基材取出室３６の内壁に押し付ける力を作用させることができ、処理室３１と基材導入室３３及び基材取出室３６とをより適切に遮断できる。また、スライド扉４８，４９を移動させ、搬出口３４や搬入口３７を開放した際に、処理室３１から基材導入室３３や基材取出室３６への原料粉の飛散が抑制される。

【0094】

〔第２実施形態に係る成膜方法について〕
次に、上記成膜装置３０を用いた成膜方法について説明する。本実施形態に係る成膜方法は、まず、基材導入室３３内の第１ホルダ挿入カセット３５に、未処理の基材Ｋが保持された複数の基材ホルダＫ１を収納する。この際、第１及び第２スライド扉４８，４９は、搬出口３４及び搬入口３７を開放した状態であってもよいし、閉塞した状態であってもよいが、処理室３１への塵埃の侵入を抑制する上で、少なくとも搬出口３４を閉塞した状態であることが好ましい。

【0095】

ついで、処理室３１内を成膜処理に必要な所定圧力（例えば、０．５ｋＰａ程度）まで減圧するとともに、基材導入室３３内及び基材取出室３６内を処理室３１内よりも数十Ｐａ程度高い圧力となるように減圧する。これにより、後の工程において、第１スライド扉４８を動かして搬出口３４を開放した際に、処理室３１から基材導入室３３への原料粉の飛散が抑制される。

【0096】

その後、第１アーム４１を第１ホルダ挿入カセット３５に収納された基材ホルダＫ１に接近させて、第１アーム４１によって基材ホルダＫ１を吸着保持し、当該基材ホルダＫ１を第１ホルダ挿入カセット３５から取り外す。ついで、第１スライド扉４８を動かして搬出口３４を開放し、搬出口３４を通して、第１アーム４１から第２アーム４２へと基材ホルダＫ１（基材ホルダＫ１に保持された基材Ｋ）を受け渡し、基材導入室３３から処理室３１へと基材Ｋを搬送する。

【0097】

次に、第１スライド扉４８を動かして搬出口３４を閉塞して処理室３１と基材導入室３３とを気密状に遮断するとともに、第２アーム４２によって基材ホルダＫ１を退避位置（基材Ｋの処理対象面Ｋａが搬出口３４及び搬入口３７よりも下側になる位置）に移動し、処理室３１内が所定圧力まで低下した時点で成膜処理を開始する。尚、成膜処理は、第１実施形態の成膜方法の場合と同様に行う。

【0098】

本実施形態の成膜方法においても、基材ホルダＫ１を退避位置に移動させた状態で、基材Ｋの処理対象面Ｋａにエアロゾルを噴出する。そのため、未利用のセラミックス原料紛が搬出口３４や搬入口３７に飛散し難く、成膜処理時に、未利用のセラミックス原料紛が基材導入室３３や基材取出室３６へ侵入し難い。また、未利用のセラミックス原料紛が各スライド扉４８，４９に堆積・付着し難い。

【0099】

成膜処理後、第２スライド扉４９を移動させて搬入口３７を開放し、搬入口３７を通して、第２アーム４２から第３アーム４３へと基材ホルダＫ１（基材ホルダＫ１に保持された処理済み基材Ｋ）を受け渡し、処理室３１から基材取出室３６へと基材Ｋを搬送する。しかる後、第２スライド扉４９を移動させて搬入口３７を閉塞するとともに、基材ホルダＫ１が第２ホルダ挿入カセット３８の収納箇所に位置するように第３アーム４３を移動させる。そして、基材ホルダＫ１が収納箇所に配置された後、第３アーム４３による基材ホルダＫ１の吸着保持を解除する。これにより、一の基材Ｋに対する成膜処理が終了する。

【0100】

ここで、本実施形態では、未処理の複数の基材Ｋを基材導入室３３に予め搬入でき、また、処理済みの複数の基材Ｋを基材取出室３６に一時保管できる。したがって、基材導入室３３から処理室３１へと基材Ｋを搬送し、両室間を気密状に遮断した後、処理室３１での成膜処理の終了を待つことなく、次に処理する基材Ｋを処理室３１へと搬送する準備（即ち、第１ホルダ挿入カセット３５からの基材ホルダＫ１の取り外し）を行うことができる。また、基材導入室３３に複数の基材Ｋを収容した後、処理室３１、基材導入室３３内及び基材取出室３６内を成膜処理に必要な圧力と同程度の圧力に調整することで、処理室３１の減圧及び復圧といった大規模な圧力調整を要することなく、短時間で可能な圧力調整を行うだけで、複数の基材Ｋを連続して処理できる。

【0101】

以上のように、本実施形態に係る成膜装置３０及び成膜方法においても、成膜処理時に、未利用のセラミックス原料粉が搬出口３４及び搬入口３７に飛散し難くなるため、未利用のセラミックス原料粉の処理室３１外への飛散を抑制できる。

【0102】

〔別実施形態〕
〔１〕上記第１実施形態では、ガス噴射機構１０を備えた態様としたが、これに限られるものではなく、ガス噴射機構１０を備えていない態様であってもよい。また、上記第２実施形態の成膜装置がガス噴射機構を備えていてもよい。

【0103】

〔２〕上記第１実施形態では、ガス噴射機構１０が、基材Ｋの搬送方向と略直交する方向に遮蔽ガスを噴射する態様としたが、これに限られるものではない。尚、未利用のセラミックス原料粉が、遮蔽ガスの流れにのって連通部７に向けて飛散しないようにするために、遮蔽ガスの噴射方向は、基材Ｋの搬送方向（出入り方向）と交差し、且つ、噴射方向を表すベクトルの成分に、処理室２から副室６へ向かう成分が含まれていないことが好ましい。

【0104】

〔３〕上記第１実施形態では、遮断機構９を備える態様としたが、これに限られるものではなく、遮断機構９を備えていない態様であってもよい。また、上記第２実施形態では、スライド扉４８，４９を備える態様としたが、これに限られるものではなく、スライド扉４８，４９を備えていない態様であってもよい。この場合でも、成膜処理時に、保持部４や基材ホルダＫ１を退避位置に移動させるため、未利用のセラミックス原料粉が連通部７や搬出口３４、搬入口３７に飛散し難く、副室６内や基材導入室３３内、基材取出室３６内への未利用のセラミックス原料粉の侵入が起こり難い。

【0105】

〔４〕上記第１及び第２実施形態では、処理対象面Ｋａが下向きとなるように保持部４や基材ホルダＫ１が基材Ｋを保持し、鉛直方向下側から処理対象面Ｋａに向けてエアロゾルを噴射する態様としたが、これに限られるものではない。例えば、保持部４や基材ホルダＫ１とエアロゾル搬送管５の噴出端５ａとの鉛直方向の位置を入れ替えて、鉛直方向上側から処理対象面Ｋａに向けてエアロゾルを噴射する態様としてもよい。

【0106】

〔５〕上記第１実施形態では、退避位置が搬送位置よりも下側である態様としたが、これに限られるものではない。退避位置は、基材Ｋの処理対象面Ｋａと同一の平面内に処理室２と副室６との連通部７が位置しない位置であれば、特に限定されるものではなく、保持部４や副室６、エアロゾル搬送管５などの位置に応じて、適宜設定すればよい。

【0107】

〔６〕上記第１実施形態では、１つの副室６を備える態様としたが、これに限られるものではなく、複数の副室を備える態様であってもよい。例えば、処理室２における開口２ｂと対向する位置に更に開口を形成し、この開口が形成された箇所に別の副室を連設する態様であってもよい。

【0108】

〔７〕上記第１実施形態では、ノズル１１が、開口２ｂの開口面に沿って空気を噴射する態様としたが、これに限られるものではなく、開口２ｂから離れた位置で基材Ｋの搬送方向（出入り方向）と略直交するように空気を噴射する態様であってもよい。

【0109】

〔８〕上記第２実施形態では、磁気吸着手段を利用して基材Ｋを搬送する態様としたが、これに限られるものではなく、その他の手段を利用して基材Ｋを搬送する態様であってもよい。

【0110】

〔９〕上記第２実施形態では、搬送機構４０が位置ずれ防止機構４５を備える態様としたが、これに限られるものではなく、これを備えていない態様であってもよい。また、第１実施形態の成膜装置が、位置ずれ防止機構などを備える搬送機構を備える態様であってもよい。更に、位置ずれ防止機構４５の構造は適宜変更することが可能であり、上記第２実施形態における、各アーム４１，４２，４３に形成された２つ凸部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ及び基材ホルダＫ１に形成された凹部Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８の数や形状、位置などを変更してもよい。

【0111】

〔１０〕上記第２実施形態では、スライド扉４８，４９に押付力を与える押付機構５０を備える態様としたが、これに限られるものではなく、押付機構を備えていない態様であってもよい。また、上記第１実施形態の成膜装置において、遮断機構をスライド扉で構成し、押付機構を設けるようにしてもよい。

【0112】

〔１１〕上記第２実施形態では、処理室３１、基材導入室３３内及び基材取出室３６内の圧力を個別に調整可能な圧力調整機構５５を備える態様としたが、これに限られるものではない。

【0113】

上記実施形態（別実施形態を含む）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0114】

本発明は、基材上に膜を形成する成膜装置及び成膜方法に適用することができる。

【符号の説明】

【0115】

１ ：成膜装置
２ ：処理室
３ ：移動機構
６ ：副室
７ ：連通部
９ ：遮断機構
１０ ：ガス噴射機構
３０ ：成膜装置
３１ ：処理室
３３ ：基材導入室（副室）
３６ ：基材取出室（副室）
４１，４２，４３：アーム
４１ａ，４２ａ，４３ａ：電磁石（磁気吸着手段）
４５ ：位置ずれ防止機構
４８，４９：スライド扉
５０ ：押付機構
５５ ：圧力調整機構
Ｋ ：基材
Ｋ１ ：基材ホルダ
Ｋａ ：処理対象面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】