特開 2025-8541 成膜装置

(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】P2025008541

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20250109BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 L

C23C16/509

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110787

(22)【出願日】2023-07-05

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】中尻 佳秀

(72)【発明者】

【氏名】長町 学

(72)【発明者】

【氏名】安藤 瞭汰

(72)【発明者】

【氏名】辰巳 夏生

(72)【発明者】

【氏名】久保田 清

(72)【発明者】

【氏名】茨木 満雄

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

【Ｆターム（参考）】

2G084AA05

2G084BB02

2G084BB05

2G084BB14

2G084BB15

2G084BB23

2G084BB27

2G084BB28

2G084CC13

2G084CC33

2G084DD04

2G084DD12

2G084DD22

2G084DD25

2G084DD32

2G084DD38

2G084DD55

2G084DD65

2G084DD66

2G084FF07

2G084FF08

2G084FF22

2G084FF31

2G084FF36

2G084FF39

2G084FF40

4K030FA04

4K030JA18

4K030KA14

4K030KA30

(57)【要約】

【課題】被処理物を効率良く加熱するとともに、真空容器における加熱部に近い部分及びアンテナの温度上昇を抑制する。
【解決手段】成膜装置（１）は、被処理物（Ｗ１）を内部に収容する真空容器（２）と、真空容器（２）の内部にプラズマ（Ｐ）を発生させるためのアンテナ（３）と、被処理物（Ｗ１）を加熱するヒーター（８１）と、ヒーター（８１）を内部に収容し、ヒーター（８１）から真空容器（２）及びアンテナ（３）への輻射を抑制する輻射抑制部材（５）と、輻射抑制部材（５）の外部に設けられ、被処理物（Ｗ１）を保持するホルダー（８）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物に対して成膜を行う成膜装置であって、
前記被処理物を内部に収容する真空容器と、
前記真空容器の内部にプラズマを発生させるためのアンテナと、
前記被処理物を加熱する加熱部と、
前記加熱部を内部に収容し、前記加熱部から前記真空容器及び前記アンテナへの輻射を抑制する輻射抑制部材と、
前記輻射抑制部材の外部に設けられ、前記被処理物を保持するホルダーと、を備えることを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記輻射抑制部材には、前記輻射抑制部材の内部に前記真空容器の外部からガスを導入するための導入口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記輻射抑制部材には、前記導入口から導入されるガスを、前記輻射抑制部材の外部に噴出するための噴出口が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記加熱部、前記輻射抑制部材及び前記ホルダーの互いの相対位置が維持された状態で、前記アンテナと前記ホルダーとの間の距離を変更するように前記ホルダーを移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記真空容器の外壁に設けられるとともに、前記輻射抑制部材と接続されている開閉部であって、前記加熱部、前記輻射抑制部材及び前記ホルダーとの相対位置を維持しながら、前記真空容器の内部を開閉可能な開閉部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記輻射抑制部材として、第１輻射抑制部材及び第２輻射抑制部材を備え、
前記ホルダーは、前記加熱部を内部に収容する前記第１輻射抑制部材の外部に設けられ、
前記第２輻射抑制部材は、前記ホルダー及び前記第１輻射抑制部材を内部に収容し、
前記アンテナは、前記第２輻射抑制部材の外部に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記アンテナは、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う前記導体要素の間を絶縁する絶縁要素と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項8】

棒状に形成されている前記被処理物が、前記ホルダーから前記輻射抑制部材に向かう方向へ、前記加熱部よりも突出するように、前記ホルダーが前記被処理物を保持することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記アンテナに流れる高周波電流の周波数は、１３．５６ＭＨｚまたはその倍数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記被処理物に対して、炭素を成膜することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、真空容器内に配置された直線状のアンテナと、真空容器内に誘導結合型のプラズマを生成するための高周波をアンテナに印加する高周波電源と、を備え、プラズマを用いて真空容器内の基板に処理を施すプラズマ処理装置が開示されている。真空容器内には、基板を保持する基板ホルダーが設けられており、基板ホルダー内には、基板を加熱するヒーターが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３４１３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示のプラズマ処理装置では、基板を保持する基板ホルダー内にヒーターが設けられており、ヒーターからの熱が基板ホルダーを介して基板に伝導するため、基板を効率良く加熱する観点で改善の余地がある。

【0005】

また、上記プラズマ処理装置では、ヒーターから真空容器及びアンテナへの輻射により真空容器及びアンテナの温度が上昇するため、真空容器及びアンテナの温度上昇を低減する観点でも改善の余地がある。本発明の一態様は、被処理物を効率良く加熱するとともに、真空容器における加熱部に近い部分及びアンテナの温度上昇を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る成膜装置は、被処理物に対して成膜を行う成膜装置であって、前記被処理物を内部に収容する真空容器と、前記真空容器の内部にプラズマを発生させるためのアンテナと、前記被処理物を加熱する加熱部と、前記加熱部を内部に収容し、前記加熱部から前記真空容器及び前記アンテナへの輻射を抑制する輻射抑制部材と、前記輻射抑制部材の外部に設けられ、前記被処理物を保持するホルダーと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、被処理物を効率良く加熱するとともに、真空容器における加熱部に近い部分及びアンテナの温度上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成を示す断面図である。

【図2】図１に示す成膜装置におけるアンテナの周囲の構成を示す図である。

【図3】図１に示す成膜装置が備えるホルダーの構造を説明するための図である。

【図4】本発明の変形例１に係る成膜装置の構成を示す断面図である。

【図5】本発明の変形例２に係る成膜装置の構成を示す断面図である。

【図6】本発明の変形例３に係る成膜装置の構成を示す断面図である。

【図7】本発明の変形例４に係る成膜装置の構成を示す図である。

【図8】本発明の変形例５に係る成膜装置の構成を示す図である。

【図9】本発明の変形例６に係る成膜装置の構成を示す図である。

【図10】本発明の変形例７に係る成膜装置の構成を示す図である。

【図11】本発明の変形例８に係る成膜装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置１の構成を示す断面図である。図１において、アンテナ３の延伸方向をＸ軸方向、ホルダー８及びアンテナ３が並ぶ方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方の方向に直交する方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向は互いに直交する方向である。ここで説明したＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の定義については、他の図においても適用されるものとする。

【0010】

＜成膜装置１の構成＞
成膜装置１は、誘導結合型のプラズマＰを用いたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、被処理物Ｗ１に対して成膜を行うプラズマＣＶＤ装置である。被処理物Ｗ１は、例えば棒状に形成されているものであってもよく、螺旋形状に形成されるドリルまたはエンドミル等の工具である。また、被処理物Ｗ１は、例えば金属製材料を用いて構成されたものである。

【0011】

図１に示すように、成膜装置１は、真空容器２と、アンテナ３と、高周波電源４と、整合器４１と、輻射抑制部材５と、ガス供給機構５０と、真空排気装置６と、圧力調整器６１と、開閉部７と、移動機構７１と、を備える。また、成膜装置１は、ホルダー８と、ヒーター８１と、ヒーター電源９と、絶縁カバー１０と、絶縁部材１１と、バイアス電源１２と、を備える。

【0012】

輻射抑制部材５、ガス供給機構５０、開閉部７、移動機構７１、ホルダー８、ヒーター８１、ヒーター電源９及びバイアス電源１２については、真空容器２においてアンテナ３に対して両側に設けられている。換言すると、これらの構成を１組とすると、アンテナ３が配置される位置を基準として、互いに対向する位置に２組設けられる。

【0013】

これにより、真空容器２の内部においてアンテナ３の両側に被処理物Ｗ１を配置することができ、多くの被処理物Ｗ１を効率良く成膜できる。また、後述するガスＧをアンテナ３に対して両側から噴出することで、ガス流量分布を均一にすることができる。以降、この２組のうち、Ｚ軸正方向側の１組に着目して説明する。

【0014】

＜真空容器２及び真空排気装置６の構成＞
真空容器２は、例えばＳＵＳ（ステンレス）またはアルミニウム等の金属製の容器であり、電気的に接地されている。真空容器２は、被処理物Ｗ１を内部に収容している。真空容器２の内部は、真空排気装置６によって真空排気される。真空排気装置６は、真空容器２の内部の圧力を調整するバルブ等の圧力調整器６１及び図示しないポンプを有する。真空排気装置６は、圧力調整器６１を制御してプラズマ生成時における真空容器２の内部の圧力を調整する。

【0015】

＜アンテナ３の構成＞
アンテナ３は、真空容器２の内部にプラズマＰを発生させるためのものであり、直線状に形成されている。アンテナ３は、真空容器２の内部においてホルダー８に沿うように配置されている。アンテナ３は真空容器２を貫通しており、アンテナ３の給電端部３Ａ及び接地端部３Ｂは、真空容器２の外部に配置されている。アンテナ３の長さは例えば３０ｃｍ以上である。

【0016】

アンテナ３は、絶縁部材１１を介して真空容器２に設けられている。絶縁部材１１は、真空容器２とアンテナ３とを電気的に絶縁するものである。真空容器２と絶縁部材１１との間には、真空容器２と絶縁部材１１との間を真空シールするパッキン１１１が設けられている。アンテナ３と絶縁部材１１との間にも、アンテナ３と絶縁部材１１との間を真空シールするパッキン１１１が設けられている。

【0017】

アンテナ３は、導体要素３１、絶縁要素３２及び容量素子３３を有するＬＣアンテナである。導体要素３１は、例えば管状に形成された金属パイプであり、１本のアンテナ３に対して少なくとも２つ設けられている。絶縁要素３２は、互いに隣り合う導体要素３１の間に設けられており、互いに隣り合う導体要素３１の間を電気的に絶縁する。絶縁要素３２は、例えば管状に形成された絶縁パイプであり、容量素子３３を覆っている。容量素子３３は、例えばコンデンサであり、絶縁要素３２の内部に設けられている。導体要素３１及び容量素子３３は、絶縁要素３２の内部で電気的に互いに直列接続されている。

【0018】

導体要素３１の材質は、例えば、銅、アルミニウム、これらの合金またはＳＵＳ等である。絶縁要素３２の材質は、例えば、アルミナ等のセラミックス、石英、フッ素樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）またはエンジニアリングプラスチック等である。エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。絶縁要素３２は単一の材質から構成されているが、これに限定されるものではなく、複数の材質から構成されていてもよい。

【0019】

アンテナ３としてＬＣアンテナを使用することで、成膜装置１のサイズ及び処理条件に関わらず、被処理物Ｗ１に均一に成膜を行うことができ、効率的にダイヤモンドを合成しつつ、被処理物Ｗ１に成膜を行うことができる。

【0020】

アンテナ３は、高周波電圧が印加される給電端部３Ａと、電気的に接地されている接地端部３Ｂと、を有する。給電端部３Ａには、高周波電源４から整合器４１を介して高周波電圧が印加される。整合器４１は、高周波電源４からの電力を負荷に応じて整合させる電気回路である。アンテナ３に流れる高周波電流の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚまたはその倍数である。

【0021】

後述する図２の符号２０１に示すように、アンテナ３は、Ｙ軸方向に並んで複数配置されていてもよい。これにより、より広い範囲でプラズマＰを均一に発生させることができ、より多くの被処理物Ｗ１に対して処理を行うことができる。なお、アンテナ３の本数は、複数本に限らず１本だけであってもよい。

【0022】

＜絶縁カバー１０の構成＞
アンテナ３における真空容器２の内部に位置する部分は、管状の絶縁カバー１０により覆われている。絶縁カバー１０の両端部は、絶縁部材１１によって支持されている。絶縁カバー１０の材質は、例えば、石英、アルミナ、フッ素樹脂、窒化シリコン、炭化シリコンまたはシリコン等である。

【0023】

絶縁カバー１０が設けられることにより、プラズマＰ中の荷電粒子が導体要素３１に入射することを抑制できるため、導体要素３１に荷電粒子が入射することによるプラズマ電位の上昇を抑制することができる。また、導体要素３１が荷電粒子によってスパッタされてプラズマＰ及び被処理物Ｗ１に対して金属汚染が生じることを防ぐことができる。上記荷電粒子は主にイオンである。

【0024】

＜輻射抑制部材５、ホルダー８及びヒーター８１の構成＞
以降、図２も用いて輻射抑制部材５、ホルダー８及びヒーター８１等を説明する。図２は、図１に示す成膜装置１におけるアンテナ３の周囲の構成を示す図である。図２の符号２０１の図は、図１のＡ０－Ａ０線矢視断面図である。ただし、説明の便宜上、ガス供給機構５０及び導入口５２については図２の符号２０１の図に示している。図２の符号２０２の図は、図１に示す成膜装置１をＺ軸正方向に向かって見た図である。

【0025】

図２の符号２０１の図では、真空容器２の一部、高周波電源４、整合器４１、真空排気装置６、ヒーター電源９、絶縁カバー１０及びバイアス電源１２が省略されている。図４、図５、図６、図７の符号７０１の図、図８の符号８０１の図、図９、図１０及び図１１の符号１１０１の図についても同様に、これらの構成が省略されている。図２の符号２０２の図では、図１に示す構成のうち、被処理物Ｗ１、アンテナ３及びヒーター８１以外の構成が省略されている。また、図２の符号２０１の図は、省略されている構成を除いた、図２の符号２０２の図のＡ１－Ａ１線矢視断面図となっている。

【0026】

図２の符号２０１に示すように、輻射抑制部材５は、輻射抑制板５Ａ，５Ｂ，５Ｃを有し、輻射抑制板５Ａ～５Ｃによって箱状に形成されている。また、輻射抑制部材５は、ヒーター８１を内部に収容し、ヒーター８１から真空容器２及びアンテナ３への輻射を抑制する。さらに、輻射抑制部材５はヒーター８１から放射される電磁波を遮蔽する。輻射抑制部材５はヒーター８１を覆うように配置されている。開閉部７が閉じている状態で、輻射抑制板５Ａ，５ＣはＸＹ平面に沿って延伸し、複数の輻射抑制板５ＢはＹＺ平面またはＸＺ平面に沿って延伸する。

【0027】

ホルダー８は、輻射抑制部材５の外部に設けられ、被処理物Ｗ１を保持する。具体的には、ホルダー８は、輻射抑制板５Ａにおけるアンテナ３側に設けられている。ホルダー８は、アンテナ３と輻射抑制板５Ａとの間に配置されている。また、輻射抑制板５Ａを貫通する被処理物Ｗ１の第１端Ｅ１が輻射抑制部材５の外部に配置され、被処理物Ｗ１における第１端Ｅ１とは反対側の第２端Ｅ２が輻射抑制部材５の内部に配置されるように、ホルダー８は被処理物Ｗ１を保持する。

【0028】

輻射抑制板５Ａ～５Ｃ及びホルダー８の材質は、例えば、アルミニウム合金、ＳＵＳまたは高融点の金属等である。当該高融点の金属としては、例えばＴａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）またはＭｏ（モリブデン）等が挙げられる。また、ホルダー８は、複数の被処理物Ｗ１がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って並ぶように、複数の被処理物Ｗ１を保持する。

【0029】

ヒーター８１は加熱部の一例であり、被処理物Ｗ１を加熱する。ヒーター８１からの輻射により被処理物Ｗ１が加熱される。図２の符号２０２に示すように、ヒーター８１は、複数の被処理物Ｗ１を囲むように配置されている。また、ヒーター８１は、複数の被処理物Ｗ１が並ぶ方向に沿って、形成されて配置されている。ヒーター８１は、延伸部分８１Ａ～８１Ｇから構成されることにより、１本のヒーターとなっている。

【0030】

延伸部分８１Ａ，８１Ｃ，８１Ｅ，８１Ｇは、Ｘ軸方向に沿って延伸している。複数の被処理物Ｗ１は、延伸部分８１Ａ，８１Ｃの間に配置され、延伸部分８１Ｅ，８１Ｇの間にも配置されている。延伸部分８１Ｂ，８１Ｄ，８１Ｆは、Ｙ軸方向に延伸している。延伸部分８１Ｂは延伸部分８１Ａと延伸部分８１Ｃとを接続する部分であり、延伸部分８１Ｄは延伸部分８１Ｃと延伸部分８１Ｅとを接続する部分であり、延伸部分８１Ｆは延伸部分８１Ｅと延伸部分８１Ｇとを接続する部分である。

【0031】

また、棒状に形成されている被処理物Ｗ１が、ホルダー８から輻射抑制部材５に向かう方向へ、ヒーター８１よりも突出するように、ホルダー８が被処理物Ｗ１を保持していてもよい。具体的には、Ｚ軸方向においてヒーター８１におけるアンテナ３から最も離れた部分の位置Ｐ１よりも、Ｚ軸方向においてアンテナ３から離れた位置に、被処理物Ｗ１の第２端Ｅ２が配置されるように、ホルダー８は被処理物Ｗ１を保持していてもよい。

【0032】

換言すると、ヒーター８１が存在する領域のうち、Ｚ軸方向においてアンテナ３から最も離れた点の位置Ｐ１よりも、Ｚ軸方向においてアンテナ３から離れた位置に、第２端Ｅ２が配置されるように、ホルダー８は被処理物Ｗ１を保持していてもよい。これにより、ヒーター８１は、被処理物Ｗ１における両端の間の部分の近傍に配置されるため、被処理物Ｗ１をより効率良く加熱することができる。なお、被処理物Ｗ１の長さが所定長さよりも短い場合、被処理物Ｗ１がヒーター８１よりも突出しないこともある。

【0033】

＜ホルダー８の構造＞
図３は、図１に示す成膜装置１が備えるホルダー８の構造を説明するための図である。図３の符号３０１に示すように、ホルダー８は、第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂを有し、第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂで複数の被処理物Ｗ１を挟むことにより、複数の被処理物Ｗ１を保持する。

【0034】

第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂのそれぞれには、凹部が形成されており、凹部に被処理物Ｗ１が嵌合することで、ホルダー８は被処理物Ｗ１を強固に保持することができる。ボルトＢ１は第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂを貫通しており、ボルトＢ１により第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂが互いに固定される。第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂは、Ｘ軸方向に分割されておらず一体となっている。

【0035】

複数の被処理物Ｗ１が第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂで挟まれることにより、第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂと接触するため、バイアス電源１２が輻射抑制板５Ｃにバイアス電圧を印加することにより、複数の被処理物Ｗ１に電流が流れる。図３の符号３０２に示すように、第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂを有するホルダー８がＹ軸方向に並んで配置されることにより、多くの被処理物Ｗ１を設置することができる。

【0036】

＜ヒーター電源９及びバイアス電源１２の構成＞
図１に示すように、ヒーター電源９は、ヒーター８１と電気的に接続されている。ヒーター電源９は、ヒーター８１に電圧を印加することにより、ヒーター８１の温度を上昇させることができる。バイアス電源１２は、輻射抑制板５Ｃと電気的に接続されている。バイアス電源１２は、輻射抑制板５Ｃにバイアス電圧を印加することにより、輻射抑制板５Ａ，５Ｂ及びホルダー８にもバイアス電圧を印加することができる。

【0037】

バイアス電源１２が輻射抑制板５Ｃに印加するバイアス電圧は、例えば負の直流電圧である。バイアス電源１２が輻射抑制板５Ｃにバイアス電圧を印加することにより、例えば、プラズマＰ中の正イオンが被処理物Ｗ１に入射するときのエネルギーを制御して、被処理物Ｗ１の表面に形成される膜の結晶化度の制御等を行うことができる。また、バイアス電源１２が輻射抑制板５Ｃにバイアス電圧を印加することにより、輻射抑制板５Ａ～５Ｃ、ホルダー８及び被処理物Ｗ１に電流が流れる。輻射抑制板５Ａ～５Ｃ、ホルダー８及び被処理物Ｗ１の電位は、互いに同電位となる。

【0038】

＜開閉部７の構成＞
開閉部７は、蝶番７３によって真空容器２の外壁２１に設けられるとともに、開閉部７を貫通するシャフト７２によって輻射抑制板５Ｃと接続されている。開閉部７は、ヒーター８１、輻射抑制部材５及びホルダー８との相対位置を維持しながら、真空容器２の内部を開閉可能なものである。このため、開閉部７を開くことにより、ヒーター８１、輻射抑制部材５及びホルダー８を真空容器２の外部に引き出すことができる。よって、ホルダー８に保持された被処理物Ｗ１を容易に交換することができる。開閉部７は開閉方向ＤＲ１に開閉可能である。別の組の開閉部７については開閉方向ＤＲ２に開閉可能である。

【0039】

また、ホルダー８が、アンテナ３の長手方向に並ぶ複数の被処理物Ｗ１を保持しているため、開閉部７を開くことで被処理物Ｗ１の装着及び脱着を容易に行うことができ、メンテナンス性が向上して作業時間の短縮が可能になる。さらに、ガス供給機構５０及び移動機構７１は開閉部７に固定されているため、開閉部７は、ガス供給機構５０及び移動機構７１との相対位置も維持しながら、真空容器２の内部を開閉可能なものである。

【0040】

＜ガス供給機構５０の構成＞
ガス供給機構５０は、開閉部７を貫通するとともに輻射抑制板５Ｃに設けられた配管５１を通して原料ガス等のガスＧを輻射抑制部材５の内部に供給するものである。ガス供給機構５０は、輻射抑制板５Ｃに形成された導入口５２から輻射抑制部材５の内部にＺ軸負方向へガスＧを供給する。

【0041】

これにより、輻射抑制部材５の内部の空間ＳＰ１、つまり、ヒーター８１と輻射抑制部材５との間の空間ＳＰ１にガスＧが充満する。また、輻射抑制部材５の内部の圧力は、ガスＧにより上昇する。このとき、輻射抑制部材５の内部の体積を維持するために、輻射抑制部材５の内部の分子運動が活発になることで、輻射抑制部材５の内部の温度が上昇する。

【0042】

ガスＧは、例えばＣ（炭素）、Ｈ（水素）及びＯ（酸素）を含むガスであり、具体的には、Ｈ_２ガス、ＣＨ_４ガスまたはＣＯ_２ガスであるが、本発明はそれに限定されるものではない。成膜装置１は、被処理物Ｗ１に対して、炭素を成膜するものであってもよい。成膜装置１は、炭素として、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を成膜するものであってもよい。ガス供給機構５０が有する図示しない流量調整器は、真空容器２の内部に供給されるガスＧの流量を調整するバルブ等である。

【0043】

上述のように、輻射抑制部材５の輻射抑制板５Ｃには、輻射抑制部材５の内部に真空容器２の外部からガスＧを導入するための導入口５２が形成されている。これにより、輻射抑制部材５の内部にガスＧを導入することができ、ガスＧの熱伝達により被処理物Ｗ１をより効率良く加熱することができる。

【0044】

また、輻射抑制部材５の輻射抑制板５Ａには、導入口５２から導入されるガスＧを、輻射抑制部材５の外部に噴出するための複数の噴出口５３が形成されている。これにより、ヒーター８１と輻射抑制部材５との間の空間ＳＰ１の外部にガスＧが噴出する。換言すると、アンテナ３に向かってガスＧが噴出し、アンテナ３とホルダー８との間の空間にガスＧが拡がる。輻射抑制部材５の外部にガスＧを噴出することができるため、輻射抑制部材５の内部にガスＧを導入しつつ、真空容器２の内部、かつ、輻射抑制部材５の外部にガスＧを導入することができる。

【0045】

＜移動機構７１の構成＞
移動機構７１は、開閉部７を貫通するシャフト７２によって輻射抑制板５Ｃと接続されている。移動機構７１は、ヒーター８１、輻射抑制部材５及びホルダー８の互いの相対位置が維持された状態で、アンテナ３とホルダー８との間の距離Ｈ１を変更するようにホルダー８を移動させる。距離Ｈ１はＺ軸方向に沿った距離である。

【0046】

移動機構７１は、シャフト７２を方向Ｄ１に直線運動させることが可能なように、シャフト７２と接続されたリニアガイドを備えてもよい。方向Ｄ１はＺ軸方向と同じ方向である。移動機構７１は、シャフト７２を方向Ｄ１に直線運動させることにより、被処理物Ｗ１についても方向Ｄ１に移動させることができる。

【0047】

アンテナ３とホルダー８との間の距離Ｈ１を変更することができるため、ホルダー８に保持される被処理物Ｗ１についてアンテナ３に対する相対位置を変更することができる。よって、様々なサイズの被処理物Ｗ１に対して成膜を行うことができる。具体的には、移動機構７１によりアンテナ３と被処理物Ｗ１の第１端Ｅ１との間の距離Ｈ２を調整することが可能であるため、異なる長さの被処理物Ｗ１についても設置が可能になる。

【0048】

以上により、成膜装置１では、ヒーター８１を収容する輻射抑制部材５の外部にホルダー８が設けられる、つまり、ヒーター８１がホルダー８の外部に設けられる。このため、ヒーター８１から被処理物Ｗ１への輻射により被処理物Ｗ１を効率良く加熱することができる。また、輻射抑制部材５がヒーター８１を内部に収容するため、真空容器２におけるヒーター８１に近い部分及びアンテナ３の温度上昇を抑制することができる。

【0049】

また、輻射抑制部材５によってアンテナ３への輻射が抑制されるため、アンテナ３の温度上昇を抑制することができる。このため、アンテナ３に含まれる絶縁要素３２の材質の選択の幅を広げることができる。また、被処理物Ｗ１に対して成膜を行うときに被処理物Ｗ１の温度の範囲を広げることができるため、成膜を行える被処理物Ｗ１の種類の幅も広げることができる。したがって、被処理物Ｗ１の温度を所望の温度にした状態で被処理物Ｗ１に対して成膜を行うことができる。さらに被処理物Ｗ１に対して長時間安定した成膜を行うことができる。

【0050】

〔変形例１〕
図４は、本発明の変形例１に係る成膜装置１Ａの構成を示す断面図である。図４に示すように、成膜装置１Ａは、成膜装置１と比べて、互いに重なる複数の輻射抑制部材５０１，５０２，５０３を備える点が異なる。輻射抑制部材５０１～５０３はそれぞれ、輻射抑制部材５と同じ部材である。

【0051】

輻射抑制部材５０１は、輻射抑制部材５と同様に、輻射抑制板５Ａ１，５Ｂ１，５Ｃ１を有し、輻射抑制板５Ａ１～５Ｃ１によって箱状に形成されている。輻射抑制部材５０１はヒーター８１を内部に収容する。同様に、輻射抑制部材５０２は、輻射抑制板５Ａ２，５Ｂ２，５Ｃ２を有し、輻射抑制板５Ａ２～５Ｃ２によって箱状に形成されている。輻射抑制部材５０２は、輻射抑制部材５０１を内部に収容し、輻射抑制部材５０１に対して外側から重なるように配置されている。

【0052】

また同様に、輻射抑制部材５０３は、輻射抑制板５Ａ３，５Ｂ３，５Ｃ３を有し、輻射抑制板５Ａ３～５Ｃ３によって箱状に形成されている。輻射抑制部材５０３は、輻射抑制部材５０２を内部に収容し、輻射抑制部材５０２に対して外側から重なるように配置されている。

【0053】

ガス供給機構５０は、開閉部７及び輻射抑制板５Ｃ２，５Ｃ３を貫通するとともに輻射抑制板５Ｃ１に設けられた配管５１を通してガスＧを輻射抑制部材５０１の内部に供給する。輻射抑制板５Ｃ１には、輻射抑制部材５０１の内部に真空容器２の外部からガスＧを導入するための導入口５２が形成されている。

【0054】

また、輻射抑制板５Ａ１には噴出口５３１が形成され、輻射抑制板５Ａ２には噴出口５３２が形成され、輻射抑制板５Ａ３には噴出口５３３が形成されている。導入口５２から導入されるガスＧは、噴出口５３１，５３２，５３３から輻射抑制部材５０３の外部に噴出する。

【0055】

以上のように、成膜装置１Ａは、互いに重なる複数の輻射抑制部材５０１～５０３を備えることにより、真空容器２におけるヒーター８１に近い部分及びアンテナ３の温度上昇をさらに抑制することができる。

【0056】

〔変形例２〕
図５は、本発明の変形例２に係る成膜装置１Ｂの構成を示す断面図である。図５に示すように、成膜装置１Ｂは、成膜装置１Ａと比べて、ホルダー８が輻射抑制部材５０３の内部に収容されている点が異なる。

【0057】

ホルダー８は、輻射抑制部材５０１を内部に収容する輻射抑制部材５０２の外部に設けられている。輻射抑制部材５０３は、ホルダー８及び輻射抑制部材５０２を内部に収容する。よって、ホルダー８は、輻射抑制板５Ａ２，５Ａ３の間の空間ＳＰ２に配置される。アンテナ３は、輻射抑制部材５０３の外部に配置されている。輻射抑制部材５０１，５０２は第１輻射抑制部材の一例であり、輻射抑制部材５０３は第２輻射抑制部材の一例である。

【0058】

ホルダー８が輻射抑制部材５０３の内部に収容され、アンテナ３が輻射抑制部材５０３の外部に配置されるため、ホルダー８がアンテナ３の周囲に発生するプラズマＰに曝されることを防ぐことができる。よって、ホルダー８の劣化を抑制することができる。また、ホルダー８の材質として融点がより低いものを使用することができ、ホルダー８の材質の選択の幅を広げることができる。

【0059】

〔変形例３〕
図６は、本発明の変形例３に係る成膜装置１Ｃの構成を示す断面図である。図６に示すように、成膜装置１Ｃは、成膜装置１と比べて、ガス供給機構５０及び配管５１の配置が異なっている。

【0060】

配管５１は、移動機構７１を貫通するとともにシャフト７２の内部を介して輻射抑制板５Ｃに設けられてもよい。これにより、成膜装置１と比べて、開閉部７に配管５１を貫通させる必要が無いため、開閉部７の加工工数を削減することができる。よって、開閉部７が設けられた真空容器２を容易に製造することができる。

【0061】

〔変形例４〕
図７は、本発明の変形例４に係る成膜装置１Ｄの構成を示す図である。図７の符号７０１の図は、成膜装置１Ｄにおけるアンテナ３の周囲の構成を示す断面図である。図７の符号７０２の図は、成膜装置１ＤをＺ軸正方向に向かって見た図である。図７の符号７０２の図では、成膜装置１Ｄの構成のうち、被処理物Ｗ１、アンテナ３及びヒーター８１１以外の構成が省略されている。また、図７の符号７０１の図は、省略されている構成を除いた、図７の符号７０２の図のＡ２－Ａ２線矢視断面図となっている。

【0062】

図７の符号７０１，７０２に示すように、成膜装置１Ｄは、成膜装置１と比べて、ヒーター８１に代えてヒーター８１１を備える点が異なる。Ｘ軸負方向に向かって見た場合、ヒーター８１１の形状は、輻射抑制部材５の内部において被処理物Ｗ１の長手方向に沿った形状となっている。また、Ｘ軸負方向に向かって見た場合、ヒーター８１１は、被処理物Ｗ１の第２端Ｅ２を囲むように配置されている。

【0063】

具体的には、ヒーター８１１は、符号８Ｐ１に示す部分からＺ軸正方向に延伸し、符号８Ｐ２に示す部分からＹ軸負方向に延伸し、符号８Ｐ３に示す部分からＺ軸負方向に延伸する。これにより、Ｘ軸負方向に向かって見た場合、ヒーター８１１は、被処理物Ｗ１の第２端Ｅ２を囲むように配置される。

【0064】

また、ヒーター８１１は、符号８Ｐ４に示す部分からＹ軸負方向に延伸し、符号８Ｐ５に示す部分からＺ軸正方向に延伸し、符号８Ｐ６に示す部分からＹ軸負方向に延伸し、符号８Ｐ７に示す部分からＺ軸負方向に延伸する。これにより、Ｘ軸負方向に向かって見た場合、ヒーター８１１は、さらに別の被処理物Ｗ１の第２端Ｅ２を囲むように配置される。

【0065】

ヒーター８１１は、符号８Ｐ８に示す部分からＸ軸正方向に延伸する。ヒーター８１１の形状は、図７の符号７０２に示すヒーター８１１の他の部分についても同様に、上述した通りに延伸する形状となっている。以上のように、ヒーター８１１が被処理物Ｗ１の第２端Ｅ２を囲むように配置されることにより、被処理物Ｗ１を効率良く加熱することができる。

【0066】

〔変形例５〕
図８は、本発明の変形例５に係る成膜装置１Ｅの構成を示す図である。図８の符号８０１の図は、成膜装置１Ｅにおけるアンテナ３の周囲の構成を示す断面図である。図８の符号８０２の図は、ヒーター８１２をＺ軸正方向に向かって見た図である。図８の符号８０３の図は、ヒーター８１３をＺ軸正方向に向かって見た図である。

【0067】

図８の符号８０２の図では、成膜装置１Ｅの構成のうち、被処理物Ｗ１、アンテナ３及びヒーター８１２以外の構成が省略されている。図８の符号８０３の図では、成膜装置１Ｅの構成のうち、被処理物Ｗ１、アンテナ３及びヒーター８１３以外の構成が省略されている。

【0068】

図８の符号８０１に示すように、成膜装置１Ｅは、成膜装置１と比べて、輻射抑制部材５の内部に設けられた複数のヒーター８１２，８１３を備える点が異なる。ヒーター８１２，８１３は互いにＺ軸方向に並んで配置されている。ヒーター８１２，８１３の形状はそれぞれ、ヒーター８１の形状と同じである。

【0069】

ヒーター８１２，８１３は互いに直列または並列に接続されている。ヒーター８１２，８１３が互いに直列に接続されている場合を考える。この場合、図８の符号８０３に示すヒーター８１３の第１端８１３Ａがヒーター電源９と電気的に接続されている。また、ヒーター８１３における第１端８１３Ａとは反対側の第２端８１３Ｂが、図８の符号８０２に示すヒーター８１２の第２端８１２Ｂと接続されている。また、ヒーター８１２における第２端８１２Ｂとは反対側の第１端８１２Ａが、ヒーター電源９と電気的に接続されている。

【0070】

成膜装置１Ｅが複数のヒーター８１２，８１３を備えることにより、被処理物Ｗ１に対して広い範囲で加熱することができるため、被処理物Ｗ１の温度をより効率良く上昇させることができる。なお、ヒーター８１２，８１３が互いに並列に接続されている場合、ヒーター電源９がヒーター８１２，８１３を独立して制御してもよい。これにより、輻射抑制部材５の内部の温度分布及び被処理物Ｗ１の温度分布を最適な温度分布にすることができる。

【0071】

〔変形例６〕
図９は、本発明の変形例６に係る成膜装置１Ｆの構成を示す図である。図９に示すように、成膜装置１Ｆは、成膜装置１と比べて、Ｙ軸方向に並んだ複数のユニットを備える点が異なる。

【0072】

輻射抑制部材５、ガス供給機構５０、配管５１、開閉部７、移動機構７１、シャフト７２、ホルダー８及びヒーター８１から構成されるものをユニットとすると、成膜装置１Ｆは複数のユニットＵ１～Ｕ４を備える。ユニットＵ１～Ｕ４は互いに同じ構成となっている。なお、成膜装置１は２組のユニットＵ１，Ｕ２を備えていることになる。

【0073】

成膜装置１Ｆは、ユニットＵ１，Ｕ２に加えて、ユニットＵ１に対してＹ軸方向に並んだユニットＵ３と、ユニットＵ２に対してＹ軸方向に並んだユニットＵ４と、をさらに備える。これにより、成膜装置１Ｆは、より多くの被処理物Ｗ１に対して成膜を効率良く行うことができる。また、成膜装置１Ｆでは、成膜装置１に比べて、一度に成膜を行える被処理物Ｗ１の数を２倍にすることができる。

【0074】

〔変形例７〕
図１０は、本発明の変形例７に係る成膜装置１Ｇの構成を示す図である。図１０に示すように、成膜装置１Ｇは、成膜装置１と比べて、輻射抑制部材５の内部において互いにＹ軸方向に並んだ複数のヒーター８１を備える点が異なる。成膜装置１Ｇでは、互いにＹ軸方向に並んだ複数のヒーター８１に対応して、複数のホルダー８が設けられ、被処理物Ｗ１が設置される。よって、成膜装置１Ｇでは、成膜装置１に比べて、一度に成膜を行える被処理物Ｗ１の数を増やすことができる。

【0075】

〔変形例８〕
図１１は、本発明の変形例８に係る成膜装置１Ｈの構成を示す図である。図１１の符号１１０１の図は、成膜装置１Ｈにおけるアンテナ３の周囲の構成を示す断面図である。図１１の符号１１０２の図は、成膜装置１ＨをＺ軸正方向に向かって見た図である。図１１の符号１１０２の図では、成膜装置１Ｈの構成のうち、被処理物Ｗ１，Ｗ２、アンテナ３、輻射抑制板５Ａ、ホルダー８，８Ｃ及びボルトＢ１以外の構成が省略されている。

【0076】

図１１の符号１１０１に示すように、成膜装置１Ｈは、成膜装置１と比べて、被処理物Ｗ１とは径が異なる被処理物Ｗ２を保持するホルダー８Ｃを備える点が異なる。ホルダー８は被処理物Ｗ１を保持し、ホルダー８Ｃは被処理物Ｗ２を保持する。図１１の符号１１０２に示すように、ホルダー８Ｃは、第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅを有し、第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅで複数の被処理物Ｗ２を挟むことにより、複数の被処理物Ｗ２を保持する。

【0077】

第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅのそれぞれには、凹部が形成されており、当該凹部に被処理物Ｗ２が嵌合することで、ホルダー８Ｃは被処理物Ｗ２を強固に保持することができる。第１部分８Ａ及び第２部分８Ｂに形成される凹部のサイズは、第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅに形成される凹部のサイズとは異なる。これにより、互いに径が異なる被処理物Ｗ１，Ｗ２を設置することができる。

【0078】

ボルトＢ１は第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅを貫通しており、ボルトＢ１により第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅが互いに固定される。第１部分８Ｄ及び第２部分８Ｅは、Ｘ軸方向に分割されておらず一体となっている。

【0079】

成膜装置１Ｈがホルダー８，８Ｃを備えることにより、１つの成膜装置１Ｈにより、互いに径が異なる被処理物Ｗ１，Ｗ２を同時に設置することができ、成膜装置１Ｈの処理能力を向上することができる。

【0080】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る成膜装置は、被処理物に対して成膜を行う成膜装置であって、前記被処理物を内部に収容する真空容器と、前記真空容器の内部にプラズマを発生させるためのアンテナと、前記被処理物を加熱する加熱部と、前記加熱部を内部に収容し、前記加熱部から前記真空容器及び前記アンテナへの輻射を抑制する輻射抑制部材と、前記輻射抑制部材の外部に設けられ、前記被処理物を保持するホルダーと、を備える構成である。

【0081】

本発明の態様２に係る成膜装置は、上記の態様１において、前記輻射抑制部材には、前記輻射抑制部材の内部に前記真空容器の外部からガスを導入するための導入口が形成されている構成としてもよい。

【0082】

本発明の態様３に係る成膜装置は、上記の態様２において、前記輻射抑制部材には、前記導入口から導入されるガスを、前記輻射抑制部材の外部に噴出するための噴出口が形成されている構成としてもよい。

【0083】

本発明の態様４に係る成膜装置は、上記の態様１から３のいずれかにおいて、前記加熱部、前記輻射抑制部材及び前記ホルダーの互いの相対位置が維持された状態で、前記アンテナと前記ホルダーとの間の距離を変更するように前記ホルダーを移動させる移動機構をさらに備える構成としてもよい。

【0084】

本発明の態様５に係る成膜装置は、上記の態様１から４のいずれかにおいて、前記真空容器の外壁に設けられるとともに、前記輻射抑制部材と接続されている開閉部であって、前記加熱部、前記輻射抑制部材及び前記ホルダーとの相対位置を維持しながら、前記真空容器の内部を開閉可能な開閉部をさらに備える構成としてもよい。

【0085】

本発明の態様６に係る成膜装置は、上記の態様１から５のいずれかにおいて、前記輻射抑制部材として、第１輻射抑制部材及び第２輻射抑制部材を備え、前記ホルダーは、前記加熱部を内部に収容する前記第１輻射抑制部材の外部に設けられ、前記第２輻射抑制部材は、前記ホルダー及び前記第１輻射抑制部材を内部に収容し、前記アンテナは、前記第２輻射抑制部材の外部に配置される構成としてもよい。

【0086】

本発明の態様７に係る成膜装置は、上記の態様１から６のいずれかにおいて、前記アンテナは、少なくとも２つの導体要素と、互いに隣り合う前記導体要素の間を絶縁する絶縁要素と、を有する構成としてもよい。

【0087】

本発明の態様８に係る成膜装置は、上記の態様１から７のいずれかにおいて、棒状に形成されている前記被処理物が、前記ホルダーから前記輻射抑制部材に向かう方向へ、前記加熱部よりも突出するように、前記ホルダーが前記被処理物を保持する構成としてもよい。

【0088】

本発明の態様９に係る成膜装置は、上記の態様１から８のいずれかにおいて、前記アンテナに流れる高周波電流の周波数は、１３．５６ＭＨｚまたはその倍数である構成としてもよい。

【0089】

本発明の態様１０に係る成膜装置は、上記の態様１から９のいずれかにおいて、前記被処理物に対して、炭素を成膜する構成としてもよい。

【0090】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された複数の技術的手段を適宜組み合わせて得られる構成についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１、１Ａ～１Ｈ 成膜装置
２ 真空容器
３ アンテナ
５ 輻射抑制部材
５０１、５０２ 輻射抑制部材（第１輻射抑制部材）
５０３ 輻射抑制部材（第２輻射抑制部材）
７ 開閉部
８、８Ｃ ホルダー
３１ 導体要素
３２ 絶縁要素
５２ 導入口
５３、５３１、５３２、５３３ 噴出口
７１ 移動機構
８１、８１１、８１２、８１３ ヒーター（加熱部）
Ｈ１ アンテナとホルダーとの間の距離
Ｗ１、Ｗ２ 被処理物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】