(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-06
(45)【発行日】2024-09-17
(54)【発明の名称】粉粒体成膜システム
(51)【国際特許分類】
C23C 14/50 20060101AFI20240909BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20240909BHJP
B65G 27/02 20060101ALI20240909BHJP
B05C 9/06 20060101ALI20240909BHJP
B05C 13/02 20060101ALI20240909BHJP
【ＦＩ】
C23C14/50 K
C23C16/44 F
B65G27/02
B05C9/06
B05C13/02
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021034195
(22)【出願日】2021-03-04
(65)【公開番号】P2022134794
(43)【公開日】2022-09-15
【審査請求日】2023-09-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100214961
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 洋三
(72)【発明者】
【氏名】碇 賀充
【審査官】山本 一郎
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５０８５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０５２３４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１２１８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２０－５３２６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２３６５７５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８
Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６
Ｂ６５Ｇ ２７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉粒体を収容することが可能な容器であって当該容器の内周に沿って延びる搬送路を有する容器と、前記容器内において粉粒体の表面に成膜材料を成膜することが可能な成膜装置と、
前記搬送路から前記容器の外に延びる搬出路と、
前記容器内の粉粒体が前記搬送路に沿って前記搬出路に向かって搬送されるとともに前記搬出路に搬送された粉粒体が前記搬出路に沿って前記容器の外に搬出されるように前記容器を振動させる振動発生装置と、を備え、
前記容器は、粉粒体が配置されることが可能な底面を有し、
前記搬送路に沿って搬送される粉粒体を前記搬出路に案内するための位置である搬出位置と、前記搬送路に沿って搬送される粉粒体が前記底面に向かって落下するように当該粉粒体を案内するための位置である循環位置と、の間で切り替わることが可能な搬送方向切替部材をさらに備える粉粒体成膜システム。
【請求項2】
前記搬送路は、前記容器の前記内周に沿って前記底面から螺旋状に上方に延びる螺旋搬送路である、請求項１に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項3】
前記成膜装置は、前記螺旋搬送路上の粉粒体の表面に前記成膜材料を成膜することが可能なように構成される、請求項２に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項4】
前記搬出路は、前記螺旋搬送路の先端に対応する位置において前記容器に接続されており、前記搬出路が前記螺旋搬送路の前記先端から前記容器の外に延びる方向は、前記先端における当該螺旋搬送路の向きに沿った方向である、請求項２または３に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項5】
前記搬出路は、前記容器の外に搬出された粉粒体を重力を利用して前記搬出路に沿って前進させるために下方に傾斜する部分を有する、請求項１～４の何れか１項に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項6】
前記容器は第１の容器であり、前記成膜装置は第１の成膜装置であり、前記成膜材料は第１の成膜材料であり、前記粉粒体成膜システムは、
粉粒体を収容することが可能な第２の容器であって前記搬出路に沿って前記第１の容器の外に搬出された粉粒体が前記第２の容器内に搬入されることが可能なように前記搬出路を介して前記第１の容器と連結された第２の容器と、
前記第２の容器内に搬入された粉粒体の表面に第２の成膜材料を成膜することが可能な第２の成膜装置と、をさらに備える、請求項１～５の何れか１項に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項7】
前記搬送路は第１の搬送路であり、前記搬出路は第１の搬出路であり、前記振動発生装置は第１の振動発生装置であり、前記第２の容器は、当該第２の容器の内周に沿って延びる第２の搬送路を有し、
前記粉粒体成膜システムは、
前記第２の搬送路から前記第２の容器の外に延びる第２の搬出路と、
前記第２の容器内の粉粒体が前記第２の搬送路に沿って前記第２の搬出路に向かって搬送されるとともに前記第２の搬出路に搬送された粉粒体が前記第２の搬出路に沿って前記第２の容器の外に搬出されるように前記第２の容器を振動させる第２の振動発生装置と、
をさらに備える、請求項６に記載の粉粒体成膜システム。
【請求項8】
前記粉粒体成膜システムは、前記第１の容器、前記第１の搬出路、前記第２の容器及び前記第２の搬出路を収容する真空チャンバユニットをさらに備える、請求項７に記載の粉粒体成膜システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、粉粒体の表面に成膜処理を施す粉粒体成膜システムに関する。
【背景技術】
【0002】
粉粒体の表面に成膜処理を施す技術として、例えば特許文献１は、粒子材料の処理のための方法及び装置を開示している。この装置は、側壁で画定される空洞を有する、回転可能な縦型の原子層堆積（ＡＬＤ）カートリッジと、前記カートリッジを上から下まで前駆体蒸気が流れることを可能にすべく、前記カートリッジの中央部に設けられる縦型の通路であって、前記カートリッジ内を実質的に上から下まで縦方向に伸びる通路と、前記空洞内において、前記縦方向の通路から前記側壁へと拡がるように設けられる螺旋状の領域と、を備え、ＡＬＤ処理される粒子材料を前記カートリッジ内で回転によって上方に移動させると共に、ＡＬＤ処理の最中に前記粒子材料を循環させるべく、前記縦方向の通路に沿って前記粒子材料を下方に移動させるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２０１６－５０８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、容器内で成膜処理された粉粒体を次工程に送るためには、容器から粉粒体を取り出す必要がある。しかし、特許文献１の装置では、容器内において粒子材料を搬送するための搬送路として前記螺旋状の領域が形成されているため、ＡＬＤ処理された粒子材料を容器の外に効率よく出すことが難しい。
【0005】
具体的には、容器内において粉粒体を搬送するための搬送路が当該容器の内周に沿って延びるように形成されている場合、当該搬送路は、容器の内側面から径方向の内側に張り出すような張出部分を形成したり、容器内に段差を形成したりする。従って、搬送路は、容器内において粉粒体の移動の邪魔になることがあり、粉粒体が容器内に滞留する原因となる。従って、容器の内周に沿って延びる搬送路が容器内に形成されている場合には、成膜処理された粉粒体を容器の外に効率よく出すことが難しい。
【0006】
本開示は、上記のような問題を踏まえてなされたものであり、粉粒体を搬送するための搬送路が容器の内周に沿って延びるように形成されている場合であっても、容器内で成膜処理された粉粒体を容器の外に効率よく出すことが可能な粉粒体成膜システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
提供される粉粒体成膜システムは、粉粒体を収容することが可能な容器であって当該容器の内周に沿って延びる搬送路を有する容器と、前記容器内において粉粒体の表面に成膜材料を成膜することが可能な成膜装置と、前記搬送路から前記容器の外に延びる搬出路と、前記容器内の粉粒体が前記搬送路に沿って前記搬出路に向かって搬送されるとともに前記搬出路に搬送された粉粒体が前記搬出路に沿って前記容器の外に搬出されるように前記容器を振動させる振動発生装置と、を備える。
【0008】
この粉粒体成膜システムでは、搬出路は、当該搬送路から容器の外に延びており、振動発生装置は、容器内の粉粒体が搬送路に沿って搬出路に向かって搬送されるとともに搬出路に搬送された粉粒体が搬出路に沿って容器の外に搬出されるように容器を振動させる。従って、容器の内周に沿って延びる搬送路が容器内に形成されている場合であっても、容器内において成膜処理された粉粒体は、振動発生装置の振動によって搬送路に沿って搬出路まで搬送され、さらに、搬出路に沿って効率よく容器の外に搬出される。
【0009】
前記粉粒体成膜システムにおいて、前記容器は、粉粒体が配置されることが可能な底面を有し、前記搬送路は、前記容器の前記内周に沿って前記底面から螺旋状に上方に延びる螺旋搬送路であることが好ましい。この構成では、振動発生装置は、容器を振動させることにより、容器の底面に配置された粉粒体を螺旋搬送路に沿って上方に搬送することができる。
【0010】
この場合、前記成膜装置は、前記螺旋搬送路上の粉粒体の表面に前記成膜材料を成膜することが可能なように構成されることが好ましい。この構成では、螺旋搬送路上の粉粒体は、振動発生装置による振動によって撹拌されながら螺旋搬送路に沿って上方に搬送され、螺旋搬送路上で成膜される。
【0011】
前記粉粒体成膜システムは、前記搬送路に沿って搬送される粉粒体を前記搬出路に案内するための位置である搬出位置と、前記搬送路に沿って搬送される粉粒体が前記底面に向かって落下するように当該粉粒体を案内するための位置である循環位置と、の間で切り替わることが可能な搬送方向切替部材をさらに備えることが好ましい。この構成では、搬送方向切替部材が循環位置に配置されているときには、容器の底面上に配置されている粉粒体は、前記振動発生装置の振動によって螺旋搬送路に沿って上方に搬送され、搬送方向切替部材に到達すると、当該搬送方向切替部材によって案内されて底面に向かって落下する。従って、搬送方向切替部材が循環位置に配置されているときには、粉粒体成膜システムは、底面、螺旋搬送路、搬送方向切替部材及び底面の順に連続する搬送ルートを粉粒体が複数回循環するように粉粒体を移動させることができる。このことは、例えば、容器内において成膜装置が粉粒体の表面に成膜材料を成膜するのに必要な時間（成膜時間）が経過するまで、粉粒体を容器内において循環させることを可能にし、これにより、粉粒体の表面に成膜材料を確実に成膜することができる。一方、前記成膜時間が経過すると、搬送方向切替部材は搬出位置に切り換えられる。搬送方向切替部材が搬出位置に配置されているときには、粉粒体成膜システムは、成膜処理されて螺旋搬送路を上方する粉粒体を搬出路を通じて容器の外に搬出することができる。
【0012】
前記粉粒体成膜システムにおいて、前記搬出路は、前記螺旋搬送路の先端に対応する位置において前記容器に接続されており、前記搬出路が前記螺旋搬送路の前記先端から前記容器の外に延びる方向は、前記先端における当該螺旋搬送路の向きに沿った方向であることが好ましい。この構成では、螺旋搬送路の先端付近にある粉粒体に対して振動発生装置が与える力、すなわち、螺旋搬送路の先端における当該螺旋搬送路の向きに沿った方向に当該粉粒体に対して与えられる力を利用して、螺旋搬送路の先端付近にある粉粒体を搬出路に送り出し、搬出路に沿って容器の外に搬出することができる。
【0013】
前記粉粒体成膜システムにおいて、前記搬出路は、前記容器の外に搬出された粉粒体を重力を利用して前記搬出路に沿って前進させるために下方に傾斜する部分を有することが好ましい。この構成では、搬送路から搬出路に送り出された粉粒体を重力を利用して搬出路に沿って効果的に前進させることができる。
【0014】
前記粉粒体成膜システムにおいて、前記容器は第１の容器であり、前記成膜装置は第１の成膜装置であり、前記成膜材料は第１の成膜材料であり、前記粉粒体成膜システムは、粉粒体を収容することが可能な第２の容器であって前記搬出路に沿って前記第１の容器の外に搬出された粉粒体が前記第２の容器内に搬入されることが可能なように前記搬出路を介して前記第１の容器と連結された第２の容器と、前記第２の容器内に搬入された粉粒体の表面に第２の成膜材料を成膜することが可能な第２の成膜装置と、をさらに備えることが好ましい。この構成では、第１の容器内において第１の成膜材料が成膜処理された粉粒体を第２の容器に供給し、この第２の容器において当該粉粒体の表面にさらに第２の成膜材料を成膜処理することができる。第１の成膜材料と第２の成膜材料は同じであってもよく、異なっていてもよい。第１の成膜材料と第２の成膜材料が異なる場合には、粉粒体の表面に複数の異なる膜を積層することができる。
【0015】
前記粉粒体成膜システムにおいて、前記搬送路は第１の搬送路であり、前記搬出路は第１の搬出路であり、前記振動発生装置は第１の振動発生装置であり、前記第２の容器は、当該第２の容器の内周に沿って延びる第２の搬送路を有し、前記粉粒体成膜システムは、前記第２の搬送路から前記第２の容器の外に延びる第２の搬出路と、前記第２の容器内の粉粒体が前記第２の搬送路に沿って前記第２の搬出路に向かって搬送されるとともに前記第２の搬出路に搬送された粉粒体が前記第２の搬出路に沿って前記第２の容器の外に搬出されるように前記第２の容器を振動させる第２の振動発生装置と、をさらに備えることが好ましい。この構成では、第２の容器の内周に沿って延びる第２の搬送路が第２の容器内に形成されている場合であっても、第２の容器内において成膜処理された粉粒体は、第２の振動発生装置の振動によって第２の搬出路に沿って効率よく第２の容器の外に搬出される。
【0016】
前記粉粒体成膜システムは、前記第１の容器、前記第１の搬出路、前記第２の容器及び前記第２の搬出路を収容する真空チャンバユニットをさらに備えることが好ましい。この構成では、第１の容器、第１の搬出路、第２の容器及び第２の搬出路が真空チャンバユニット内に収容されているので、真空雰囲気下において粉粒体を第１の容器、第１の搬出路、第２の容器及び第２の搬出路の順に搬送することができる。これにより、真空雰囲気下において粉粒体に第１の成膜材料及び第２の成膜材料をこの順に成膜し、成膜された粉粒体を第２の搬出路に沿って第２の容器の外に搬出することができる。
【発明の効果】
【0017】
本開示によれば、搬送路が容器の内周に沿って延びるように形成されている場合であっても、容器内で成膜処理された粉粒体を容器の外に効率よく出すことが可能な粉粒体成膜システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】実施形態に係る粉粒体成膜システムを示す側面図であり、容器及び真空チャンバユニットを断面図で描いたものである。
【図3】前記粉粒体成膜システムの容器、搬出路、内側案内路及び搬送方向切替部材を示す斜視図である。
【図4】前記粉粒体成膜システムの容器、搬出路、内側案内路及び搬送方向切替部材を示す概略の平面図である。
【図5】前記粉粒体成膜システムの容器、搬出路、内側案内路及び搬送方向切替部材を示す概略の平面図である。
【図6】前記粉粒体成膜システムの容器及び成膜装置の一例を示す断面図である。
【図7】前記粉粒体成膜システムによって成膜処理された粉粒体の一例を示す断面図である。
【図8】前記実施形態の変形例１に係る粉粒体成膜システムを示す平面図であり、真空チャンバユニットを断面図で描いたものである。
【図9】前記実施形態の変形例１に係る粉粒体成膜システムを示す側面図である。
【図10】前記実施形態の変形例２に係る粉粒体成膜システムを示す概略の平面図である。
【図11】前記実施形態の変形例２に係る粉粒体成膜システムを示す概略の平面図である。
【図12】前記実施形態の変形例３に係る粉粒体成膜システムにおける容器及び成膜装置を示す断面図である。
【図13】前記実施形態の変形例４に係る粉粒体成膜システムにおける容器及び成膜装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る粉粒体成膜システムについて説明する。本実施形態に係る粉粒体成膜システムは、例えば、ＰＶＤ（物理蒸着）、ＣＶＤ（化学蒸着）などの成膜方法により粉粒体の表面に膜を形成するための装置である。具体的には、ＰＶＤとしては、スパッタリング、アークイオンプレーティングなどを例示できる。ＣＶＤとしては、プラズマＣＶＤ、ＡＬＤ（原子層堆積）などを例示できる。
【0020】
図１は、本実施形態に係る粉粒体成膜システム１００を示す側面図であり、容器及び真空チャンバユニットを断面図で描いたものである。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。図３は、粉粒体成膜システム１００の容器、搬出路、内側案内路及び搬送方向切替部材を示す斜視図である。
【0021】
本実施形態に係る粉粒体成膜システム１００は、スパッタリングにより粉粒体の表面に成膜処理を施す装置である。
【0022】
【0023】
供給機１は、粉粒体成膜機２に粉粒体を供給することが可能なように構成される。供給機１は、振動発生装置１Ａ（振動駆動装置）と、ホッパー１Ｂと、粉粒体供給路１Ｃ（搬送トラフ）と、を含む。ホッパー１Ｂは、粉粒体を一時的に貯留することが可能な容器を含み、必要に応じて下部の出口を開いて粉粒体を粉粒体供給路１Ｃに供給することが可能なように構成される。振動発生装置１Ａ及び粉粒体供給路１Ｃは、直動フィーダーを構成する。粉粒体供給路１Ｃは、振動発生装置１Ａに接続された基端部と、複数の粉粒体成膜機２のうちの一つ（最上流に位置する粉粒体成膜機２）に接続された先端部と、ホッパー１Ｂの真下に位置する中間部と、を有する。粉粒体供給路１Ｃは、基端部から先端部まで直線状に延びている。振動発生装置１Ａは、粉粒体供給路１Ｃ上の粉粒体が当該粉粒体供給路１Ｃに沿って粉粒体成膜機２に供給されるように粉粒体供給路１Ｃを振動させる。
【0024】
本実施形態では、前記複数の粉粒体成膜機２は、第１の粉粒体成膜機２と、第２の粉粒体成膜機２と、を含む。これらの粉粒体成膜機２は、互いに連結されている。第１の粉粒体成膜機２は、供給機１の粉粒体供給路１Ｃから供給された粉粒体の表面に第１の成膜材料を成膜することができ、成膜された粉粒体を第２の粉粒体成膜機２に搬送することが可能なように構成される。第２の粉粒体成膜機２は、第１の粉粒体成膜機２から供給された粉粒体の表面に第２の成膜材料を成膜することができ、成膜された粉粒体を回収機３に搬送することが可能なように構成される。従って、粉粒体成膜システム１００は、図７に示すように、粉粒体Ｆの表面に第１の成膜材料による表面処理Ａと、第２の成膜材料による表面処理Ｂと、をこの順に行うことができる。
【0025】
本実施形態では、粉粒体成膜システム１００は、２つの粉粒体成膜機２を有するが、後述する図１０及び図１１に示すように３つ以上の粉粒体成膜機２が連結されていてもよい。このように粉粒体成膜システム１００は、粉粒体成膜機２の台数を自由に増減させることができるので、研究開発の段階から粉粒体製品の量産まで用途に応じて粉粒体成膜機２を増設することができる。また、複数の粉粒体成膜機２のそれぞれにおいて粉粒体への成膜処理を個別に行うことができるので、例えば、粉粒体製品の量産時において、複数の粉粒体成膜機２の何れかの運転を局所的に止めることができる。
【0026】
第１の成膜材料及び第２の成膜材料は、互いに異なる材料であってもよく、同じ材料であってもよい。第１の成膜材料及び第２の成膜材料のそれぞれとしては、スパッタリングによって成膜可能な種々の材料を用いることができる。
【0027】
本実施形態では、第１の粉粒体成膜機２と第２の粉粒体成膜機２は、互いに同じ構造を有するが、互いに異なる構造を有していてもよい。第１の粉粒体成膜機２は、容器１０（第１の容器）と、搬出路２４（第１の搬出路）と、内側案内路２７（第１の内側案内路）と、振動発生装置３０（第１の振動発生装置）と、搬送方向切替部材３５（第１の搬送方向切替部材）と、成膜装置（第１の成膜装置）と、これらを支持する支持台９０と、を備える。同様に、第２の粉粒体成膜機２は、容器１０（第２の容器）と、搬出路２４（第２の搬出路）と、内側案内路２７（第２の内側案内路）と、振動発生装置３０（第２の振動発生装置）と、搬送方向切替部材３５（第２の搬送方向切替部材）と、成膜装置（第２の成膜装置）と、これらを支持する支持台９０と、を備える。
【0028】
容器１０は、底部と側壁部とを有する円筒形状を有し、粉粒体を収容することが可能である。容器１０は、上向きに開放された形状を有する。容器１０は、底部の上面である底面１３と、側壁部の内側の面である内側面１４と、を有する。
【0029】
底面１３は、粉粒体Ｆ（図６参照）が配置されることが可能な面である。具体的には、第１の粉粒体成膜機２における容器１０の前記側壁部には、供給機１の粉粒体供給路１Ｃが接続されており、この粉粒体供給路１Ｃから供給された粉粒体の少なくとも一部は、粉粒体供給路１Ｃの先端から容器１０内を落下して容器１０の底面１３に配置される。第２の粉粒体成膜機２における容器１０の前記側壁部には、第１の粉粒体成膜機２の搬出路２４が接続されており、この搬出路２４から供給された粉粒体の少なくとも一部は、搬出路２４の先端から容器１０内を落下して容器１０の底面１３に配置される。
【0030】
本実施形態では、底面１３は傾斜面を含む。この傾斜面は、底面１３の中央部（円筒形状の容器１０の中心軸Ａを含む部分）から容器１０の径方向の外側に向かって下方に傾斜する。当該傾斜面は、底面１３において中央部から底面１３の外周部まで連続して形成されている。なお、容器１０の底面１３は、傾斜面を含まない平面によって構成されていてもよい。
【0031】
容器１０内には、粉粒体落下空間Ｓが形成されている（図３及び図６参照）。この粉粒体落下空間Ｓは、成膜処理が行われるときに、容器１０内において底面１３に向けて粉粒体Ｆを落下させるための空間であり、底面１３から上方に連続する空間である。粉粒体落下空間Ｓの詳細については後述する。
【0032】
内側面１４は、平面視で円形状を有し、底面１３の外周部から上方に起立する面である。
【0033】
容器１０は、搬送路２１をさらに有する。搬送路２１は、容器１０の内周に沿って延びており、粉粒体を搬送するためのものである。具体的には、図３及び図６に示す本実施形態では、第１の粉粒体成膜機２における搬送路２１（第１の搬送路）及び第２の粉粒体成膜機２における搬送路２１（第２の搬送路）のそれぞれは、容器１０の内周に沿って底面１３から螺旋状に上方に延びる螺旋搬送路２１である。螺旋搬送路２１は、容器１０の内側面１４から容器１０の径方向の内側に張り出すように設けられ、内側面１４に沿って底面１３から螺旋状に上方に延びている。螺旋搬送路２１は、粉粒体落下空間Ｓ以外の領域に配置され、粉粒体Ｆが搬送される経路である。
【0034】
螺旋搬送路２１の基端（下端）は、底面１３の外周部に隣接する位置に配置され、螺旋搬送路２１の先端（螺旋搬送路２１における搬送方向下流側の端）は、底面１３よりも上方の内側面１４に隣接する位置に配置されている。具体的には、螺旋搬送路２１の先端は、容器１０の上部（容器１０の上端付近）において内側面１４に隣接する位置に設けられている。螺旋搬送路２１は、粉粒体Ｆが配置される上面を有する。螺旋搬送路２１の上面の外縁（径方向外側の縁）は、容器１０の内側面１４に接続されている。螺旋搬送路２１は、その基端から先端に向かうにつれて位置が高くなるような勾配を有する。
【0035】
内側案内路２７は、螺旋搬送路２１の先端又はその近傍まで搬送された粉粒体を螺旋の内側の領域にさらに案内するためのものである。内側案内路２７は、平面視で螺旋搬送路２１よりも内側の領域に向かって螺旋搬送路２１の先端又はその近傍から延びている。内側案内路２７は、粉粒体Ｆが配置される上面と、この上面の一方のサイド（外周側）に位置する縁から上方に起立する側面と、を有する。内側案内路２７は、内側案内路２７の先端から落下する粉粒体Ｆの少なくとも一部の落下点が底面１３の中央部となるように配置されている。具体的には、図４に示すように、内側案内路２７の先端は、平面視で容器１０の中心軸Ａに近い位置にある。内側案内路２７は、平面視で円弧状に湾曲した形状を有する。
【0036】
搬出路２４は、螺旋搬送路２１の先端まで搬送された粉粒体を容器１０の外に搬出するためのものである。搬出路２４は、基端部２４Ａと、中間部２４Ｂと、先端部２４Ｃと、を含む。搬出路２４の基端部２４Ａは、螺旋搬送路２１の先端に対応する位置において螺旋搬送路２１の先端に連続するように容器１０に接続され、螺旋搬送路２１の先端から容器１０の外に延びている。搬出路２４の中間部２４Ｂは、基端部２４Ａと先端部２４Ｃとの間に位置してこれらをつないでいる。搬出路２４の先端部２４Ｃは、当該搬出路２４の下流に位置する装置に接続されている。具体的に、第１の粉粒体成膜機２における搬出路２４の先端部２４Ｃは、第２の粉粒体成膜機２における容器１０の前記側壁部に接続されており、第２の粉粒体成膜機２における搬出路２４の先端部２４Ｃは、回収機３に接続されている。
【0037】
搬出路２４の基端部２４Ａは、例えば図３に示すように、基端部２４Ａの長手方向に延びる底壁２４１と、底壁２４１の長手方向に直交する底壁２４１の幅方向の両サイドから上方に起立する一対の側壁２４２，２４３と、を有する。図示は省略するが、搬出路２４の中間部２４Ｂ及び先端部２４Ｃのそれぞれも、基端部２４Ａと同様の底壁２４１と、一対の側壁２４２，２４３と、を有する。本実施形態では、搬出路２４の基端部２４Ａ、中間部２４Ｂ及び先端部２４Ｃのそれぞれは、直線状に延びるような形状を有するが、そのような形状に限られない。搬出路２４の基端部２４Ａ、中間部２４Ｂ及び先端部２４Ｃの少なくとも一つは、湾曲しながら延びる部分を含んでいてもよい。
【0038】
搬出路２４の基端部２４Ａは、例えば図３及び図４に示すように容器１０の上部に設けられた接続部に接続されている。容器１０の前記側壁部の上部には、前記接続部に対応する部位に開口２６が形成されており、搬出路２４の基端部２４Ａは、開口２６を通じて螺旋搬送路２１と連続している。これにより、搬出路２４の基端部２４Ａは、容器１０内に位置する螺旋搬送路２１の先端から粉粒体を受け入れることができる。
【0039】
搬出路２４の基端部２４Ａが螺旋搬送路２１の先端から容器１０の外に延びる方向Ｄ（延出方向Ｄ）は、螺旋搬送路２１の先端における螺旋搬送路２１の向きに沿った方向である。本実施形態では、螺旋搬送路２１の先端は、容器１０の前記接続部に対応する部位、すなわち、開口２６に対応する部位である。螺旋搬送路２１の先端における螺旋搬送路２１の向きは、開口２６を画定する縁のうちで最も搬送方向上流側に位置する部位Ｃ（図４参照）における内側面１４の接線方向に対応する。延出方向Ｄは、螺旋搬送路２１の先端における当該螺旋搬送路２１の向きに平行な方向である場合だけでなく、螺旋搬送路２１の先端における当該螺旋搬送路２１の向きに対して若干傾斜する方向であってもよい。
【0040】
搬出路２４は、容器１０の外に搬出された粉粒体を重力を利用して搬出路２４に沿ってさらに前進させるために下方に傾斜する部分を有する。言い換えると、搬出路２４は、当該搬出路２４の下流に位置する装置に向かって下方に傾斜する部分を有する。具体的に、第１の粉粒体成膜機２における搬出路２４は、第２の粉粒体成膜機２における容器１０に向かって下方に傾斜する部分を有し、第２の粉粒体成膜機２における搬出路２４は、回収機３に向かって下方に傾斜する部分を有する。第１の粉粒体成膜機２及び第２の粉粒体成膜機２のそれぞれでは、搬出路２４の先端部２４Ｃが当該搬出路２４の基端部２４Ａよりも低い位置に配置されている。本実施形態では、搬出路２４のうち中間部２４Ｂと先端部２４Ｃは、当該搬出路２４の下流に位置する装置に向かって下方に傾斜している。なお、搬出路２４の全体が当該搬出路２４の下流に位置する装置に向かって下方に傾斜していてもよい。
【0041】
搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１に沿って搬送される粉粒体Ｆを搬出路２４の基端部２４Ａに案内するための位置である搬出位置Ｐ１（図４参照）と、螺旋搬送路２１に沿って搬送される粉粒体Ｆが底面１３に向かって落下するように当該粉粒体Ｆを案内するための位置である循環位置Ｐ２（図５参照）と、の間で切り替わることが可能なように構成される。
【0042】
図３に示すように、搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１の先端又はその近傍に配置されており、螺旋搬送路２１に対して搬出位置Ｐ１と循環位置Ｐ２との間で回動可能なように容器１０に（例えば螺旋搬送路２１に）支持されている。搬送方向切替部材３５の位置の切り替えは、手動で行われてもよく、粉粒体成膜システム１００が備える図略のコントローラからの指令に基づいて自動で行われてもよい。搬送方向切替部材３５の位置の切り替えがコントローラからの指令に基づいて行われる場合には、粉粒体成膜システム１００は、コントローラからの指令に基づいて搬送方向切替部材３５を搬出位置Ｐ１と循環位置Ｐ２との間で回動させるための図略の駆動装置をさらに備える。当該駆動装置は、例えば、搬送方向切替部材３５を回動させるようにコントローラからの指令に基づいて作動するモータ、シリンダなどであってもよい。
【0043】
搬送方向切替部材３５は、例えば図３に示すように、螺旋搬送路２１の上面に沿って延びる底壁３５１と、底壁３５１の幅方向の両サイドから上方に起立する一対の側壁３５２，３５３と、を有する。一対の側壁３５２，３５３のそれぞれは、底壁３５１の延びる方向に沿って延びている。搬送方向切替部材３５が図３及び図４に示すように搬出位置Ｐ１に配置されると、一対の側壁３５２，３５３が搬出路２４の基端部２４Ａに向くので、搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１に沿って搬送される粉粒体Ｆを搬出路２４の基端部２４Ａに案内することができる。一方、搬送方向切替部材３５が図５に示すように循環位置Ｐ２に配置されると、一対の側壁３５２，３５３が螺旋搬送路２１の螺旋の内側の領域に向くので、搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１に沿って搬送される粉粒体Ｆが底面１３に向かって落下するように当該粉粒体Ｆを案内することができる。本実施形態では、搬送方向切替部材３５が図５に示すように循環位置Ｐ２に配置されると、一対の側壁３５２，３５３が内側案内路２７に向くので、搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１に沿って搬送される粉粒体Ｆを内側案内路２７に案内することができ、内側案内路２７は、粉粒体Ｆを当該内側案内路２７に沿って内側案内路２７の先端まで案内することができる。これにより、粉粒体Ｆは、内側案内路２７の先端から底面１３に向かって落下する。螺旋搬送路２１、搬送方向切替部材３５、搬出路２４及び内側案内路２７のそれぞれの構造は、粉粒体Ｆを上記のように案内することができるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば図３及び図４に示すような構造を採用することができる。
【0044】
図３及び図４に示すように、螺旋搬送路２１は、搬送路本体２１Ａと、下流側端部２１Ｂと、を含む。搬送路本体２１Ａは、螺旋搬送路２１の大半を占める部分であり、容器１０の底面１３又はその近傍から搬送方向切替部材３５又はその近傍まで螺旋状に延びる部分である。搬送路本体２１Ａは、底面１３に接続された基端（下端）と、搬送方向切替部材３５の基端に対応する位置にある先端と、を有する。下流側端部２１Ｂは、螺旋搬送路２１における搬送方向下流側の端部を構成する部分であり、搬送路本体２１Ａ又はその近傍から搬出路２４の基端部２４Ａ又はその近傍まで延びる部分である。下流側端部２１Ｂは、搬送路本体２１Ａの先端及び搬送方向切替部材３５の基端に対応する位置にある基端と、搬出路２４の基端部２４Ａの基端に対応する位置にある先端と、を有する。下流側端部２１Ｂの先端は、螺旋搬送路２１の先端である。
【0045】
図３に示すように、螺旋搬送路２１の搬送路本体２１Ａの先端は、搬送方向切替部材３５の基端よりも上方に位置し、搬送方向切替部材３５の基端は、螺旋搬送路２１の下流側端部２１Ｂの基端よりも上方に位置している。搬送路本体２１Ａの先端を含む部分は、搬送方向切替部材３５の基端を含む部分に対して平面視でオーバーラップするように配置されている。また、搬送路本体２１Ａの先端を含む部分は、搬送方向切替部材３５の基端を含む部分だけでなく、下流側端部２１Ｂの基端を含む部分に対しても平面視でオーバーラップするように配置されていることが好ましい。搬送方向切替部材３５は、螺旋搬送路２１の下流側端部２１Ｂの上面に接するように下流側端部２１Ｂの上に載置されていてもよく、下流側端部２１Ｂの上面に対して上下に間隔をあけて下流側端部２１Ｂの上方に配置されていてもよい。内側案内路２７は、平面視で螺旋搬送路２１よりも内側の領域に向かって螺旋搬送路２１の下流側端部２１Ｂから延びている。図３に示すような構造は、搬出位置Ｐ１と循環位置Ｐ２との間で搬送方向切替部材３５の配置の切り替えがスムーズに行われることを可能にする。また、図３に示すような構造は、粉粒体Ｆが螺旋搬送路２１の搬送路本体２１Ａの先端から搬送方向切替部材３５にスムーズに搬送されること、粉粒体Ｆが搬送方向切替部材３５の先端から螺旋搬送路２１の下流側端部２１Ｂを介して搬出路２４にスムーズに搬送されること、粉粒体Ｆが搬送方向切替部材３５の先端から内側案内路２７にスムーズに搬送されることを可能にする。
【0046】
なお、図３に示す具体例では、下流側端部２１Ｂの先端（螺旋搬送路２１の先端）は、搬出路２４の基端部２４Ａと滑らかに連続するように接続されているが、下流側端部２１Ｂの先端は、搬出路２４の基端部２４Ａの基端よりも上方に位置し、段差を介して搬出路２４の基端部２４Ａに接続されていてもよい。また、図３に示す具体例では、下流側端部２１Ｂは、内側案内路２７と滑らかに連続するように接続されているが、下流側端部２１Ｂは、内側案内路２７の基端よりも上方に位置し、段差を介して内側案内路２７に接続されていてもよい。
【0047】
振動発生装置３０は、容器１０内の粉粒体が螺旋搬送路２１に沿って搬出路２４の基端部２４Ａに向かって搬送されるように容器１０を振動させる。上述したように搬出路２４の基端部２４Ａの前記延出方向Ｄが、螺旋搬送路２１の先端における当該螺旋搬送路２１の向きに沿った方向である。従って、搬送方向切替部材３５が搬出位置Ｐ１に配置されている場合には、振動発生装置３０が容器１０を上記のように振動させると、搬送方向切替部材３５に搬送された粉粒体は、搬送方向切替部材３５によって搬出路２４の基端部２４Ａに案内され、搬出路２４の基端部２４Ａに沿って容器１０の外に搬出される。一方、搬送方向切替部材３５が循環位置Ｐ２に配置されている場合には、振動発生装置３０が容器１０を上記のように振動させると、搬送方向切替部材３５に搬送された粉粒体は、搬送方向切替部材３５によって内側案内路２７に案内され、内側案内路２７の先端から粉粒体落下空間Ｓを通じて底面１３に向かって落下する。
【0048】
振動発生装置３０は、発生装置本体と、シャフトと、を含む。シャフトは、発生装置本体と容器１０とを相互に連結する。シャフトの上部は容器１０の底部に接続されている。これにより、発生装置本体は、シャフトを介して容器１０に対して振動を伝えて容器１０を振動させることができる。
【0049】
振動発生装置３０は、容器１０の中心軸Ａの方向（上下方向）の成分と中心軸Ａ回りの周方向の成分とを含む方向に容器１０を振動させることが可能なように構成される。具体的には、振動発生装置３０は、例えば、周方向の一方の方向の成分と上方の成分とを含む第１の方向と、周方向の他方の方向の成分と下方の成分とを含む第２の方向とに容器１０が往復動作するように容器１０を振動させてもよい。また、振動発生装置３０は、例えば、周方向の一方の方向の成分と上方の成分とを含む方向と、周方向の一方の方向の成分と下方の成分とを含む方向とに容器１０が交互に動作するように容器１０を振動させてもよい。このような成分を含む方向に容器１０を振動させることにより粉粒体Ｆを図３において矢印で示すように螺旋搬送路２１に沿って上方に効率よく搬送し、さらに、搬出路２４又は内側案内路２７に沿って案内することができる。
【0050】
粉粒体落下空間Ｓは、上述したように、容器１０内において底面１３に向けて粉粒体Ｆを落下させるための空間である。本実施形態では、粉粒体落下空間Ｓは、螺旋搬送路２１よりも容器１０の径方向の内側の空間である。具体的には、粉粒体落下空間Ｓは、螺旋搬送路２１よりも容器１０の径方向の内側の空間で、かつ、内側案内路２７における搬送方向下流側の先端よりも下方の空間である。この粉粒体落下空間Ｓは、底面１３から内側案内路２７の先端まで上下方向に連続する空間である。
【0051】
第１の粉粒体成膜機２における成膜装置は、第１の粉粒体成膜機２における容器１０内において粉粒体Ｆの表面に第１の成膜材料を成膜することが可能な装置である。第２の粉粒体成膜機２における成膜装置は、第２の粉粒体成膜機２における容器１０内において粉粒体Ｆの表面（第１の成膜材料が成膜された粉粒体Ｆの表面）に第２の成膜材料を成膜することが可能な装置である。本実施形態では、第１の粉粒体成膜機２の成膜装置及び第２の粉粒体成膜機２の成膜装置は、互いに同じ構造を有するが、互いに異なる構造を有していてもよい。
【0052】
図６に示すように、第１の粉粒体成膜機２及び第２の粉粒体成膜機２のそれぞれの成膜装置は、スパッタリングユニット５０と、不活性ガス供給部７０と、を備える。
【0053】
スパッタリングユニット５０は、ターゲット５２と、ケース５１内に収容された冷却機構などの種々の構成要素と、を含む。ターゲット５２は、カソード又はカソードの一部を構成する。容器１０又は真空チャンバユニット４０はアノードを構成していてもよい。粉粒体成膜機２が例えばマグネトロンスパッタリングにより粉粒体の表面に成膜処理を施す装置である場合には、スパッタリングユニット５０は、磁石を含む。この場合、磁石は、ターゲット５２に隣接する位置（例えば、ターゲット５２の真上）に配置される。なお、第１の粉粒体成膜機２におけるターゲット５２を構成する材料は、第１の成膜材料の一例であり、第２の粉粒体成膜機２におけるターゲット５２を構成する材料は、第２の成膜材料の一例である。
【0054】
不活性ガス供給部７０は、成膜処理が行われるときに容器１０内に不活性ガスを供給するためのものである。不活性ガス供給部７０からの不活性ガスは、例えば、図略の配管を通じて真空チャンバユニット４内に供給され、これにより、容器１０内に供給される。不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスが用いられる。
【0055】
真空チャンバユニット４は、図略の配管を介して、真空引きのための図略のポンプに接続されている。真空チャンバユニット４は、粉粒体成膜システム１００を構成する複数の部分のうち粉粒体Ｆを搬送する部分及び粉粒体Ｆに成膜材料を成膜する部分を収容する収容空間を有する。本実施形態では、真空チャンバユニット４は、供給機１のホッパー１Ｂ及び粉粒体供給路１Ｃと、第１の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４と、第２の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４と、回収機３の少なくとも一部と、を収容する。
【0056】
本実施形態では、回収機３は、ホッパー３Ａを含み、当該ホッパー３Ａの少なくとも一部が真空チャンバユニット４に収容されている。ホッパー３Ａは、必要に応じて下部の出口を開くことにより、回収された成膜処理後の粉粒体Ｆを次工程に供給することが可能なように構成される。
【0057】
具体的に、真空チャンバユニット４は、供給機１のホッパー１Ｂ及び粉粒体供給路１Ｃを収容する供給機用の真空チャンバ４１と、第１の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４を収容する第１の粉粒体成膜機用の真空チャンバ４２と、第２の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４を収容する第２の粉粒体成膜機用の真空チャンバ４２と、回収機３の少なくとも一部を収容する回収機用の真空チャンバ４３と、を含む。第１の粉粒体成膜機用の真空チャンバ４２は、供給機１の粉粒体供給路１Ｃの一部も収容している。
【0058】
次に、粉粒体成膜システム１００を用いてスパッタリングにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施す方法について説明する。
【0059】
まず、供給機１のホッパー１Ｂに粉粒体Ｆが投入され、真空チャンバユニット４内が真空状態にされる。真空チャンバユニット４において真空引きが行われた後、不活性ガス（例えばアルゴンガス）が真空チャンバユニット４内に供給される。第１の粉粒体成膜機２及び第２の粉粒体成膜機２のそれぞれの搬送方向切替部材３５は、循環位置Ｐ２に配置される。この状態で、外部に置かれた図略の電源が前記アノードとターゲット５２（カソード）に正負の電圧を印加することによりグロー放電が発生し、ターゲットの近傍にはプラズマ領域Ｐ（図６参照）が生成され、不活性ガスがイオン化される。イオン化された不活性ガスは、ターゲット５２に衝突し、その運動エネルギーによりターゲット５２を構成する粒子Ｅ（例えば原子又は分子）が叩き出される。ターゲット５２から叩き出された粒子Ｅの一部は、粉粒体落下空間Ｓにおいて下方に移動して底面１３に供給される。
【0060】
一方、供給機１の振動発生装置１Ａ、第１の粉粒体成膜機２の振動発生装置３０及び第２の粉粒体成膜機２の振動発生装置３０のそれぞれを作動させた状態で、予め設定された供給量でホッパー１Ｂから粉粒体Ｆが粉粒体供給路１Ｃに順次供給される。これにより、粉粒体供給路１Ｃ上の粉粒体が当該粉粒体供給路１Ｃに沿って第１の粉粒体成膜機２の容器１０内に供給される。
【0061】
第１の粉粒体成膜機２の容器１０内に供給された粉粒体Ｆの少なくとも一部は、当該容器１０の底面１３に落下する。従って、ターゲット５２から叩き出された粒子Ｅの一部は、粉粒体落下空間Ｓにおいて下方に移動して底面１３上の粉粒体Ｆの表面に付着する。また、本実施形態では、図６に示すように、螺旋搬送路２１の少なくとも一部と、ターゲット５２の下面との間には、遮るものがない。従って、ターゲット５２から叩き出された粒子Ｅの他の一部は、粉粒体落下空間Ｓにおいて螺旋搬送路２１の前記少なくとも一部に向かって移動してその上にある粉粒体Ｆの表面に付着する。これにより、底面１３上の粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施すとともに、螺旋搬送路２１の前記少なくとも一部の上にある粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施すことができる。
【0062】
第１の粉粒体成膜機２では、振動発生装置３０が容器１０に所定の振動を与えているので、底面１３にある粉粒体Ｆは、螺旋搬送路２１に沿って上方に搬送される。第１の粉粒体成膜機２の搬送方向切替部材３５は循環位置Ｐ２に配置されているので、搬送方向切替部材３５に到達した粉粒体Ｆは、内側案内路２７に沿って平面視で容器１０の中央付近にさらに案内され、内側案内路２７の先端から容器１０の底面１３に向かって落下する。従って、粉粒体Ｆは、容器１０内において、底面１３、螺旋搬送路２１、内側案内路２７及び粉粒体落下空間Ｓの順に並ぶ搬送ルートを、例えば予め設定された時間（第１の成膜時間）が経過するまで循環する。粉粒体Ｆは、前記搬送ルートを循環する間、前記成膜装置によって成膜される。
【0063】
粉粒体成膜システム１００の前記コントローラは、前記第１の成膜時間が経過すると、第１の粉粒体成膜機２の搬送方向切替部材３５が循環位置Ｐ２から搬出位置Ｐ１に切り替わるように前記駆動装置を作動させる。これにより、搬送方向切替部材３５に到達した粉粒体Ｆは、搬出路２４に沿って容器１０の外に搬出され、第２の粉粒体成膜機２の容器１０内に供給される。第２の粉粒体成膜機２の容器１０内に供給された粉粒体Ｆの少なくとも一部は、当該容器１０の底面１３に落下する。
【0064】
第２の粉粒体成膜機２では、振動発生装置３０が容器１０に所定の振動を与えているので、底面１３にある粉粒体Ｆは、螺旋搬送路２１に沿って上方に搬送される。第２の粉粒体成膜機２の搬送方向切替部材３５は循環位置Ｐ２に配置されているので、搬送方向切替部材３５に到達した粉粒体Ｆは、内側案内路２７に沿って平面視で容器１０の中央付近にさらに案内され、内側案内路２７の先端から容器１０の底面１３に向かって落下する。従って、粉粒体Ｆは、容器１０内において、底面１３、螺旋搬送路２１、内側案内路２７及び粉粒体落下空間Ｓの順に並ぶ搬送ルートを、例えば予め設定された時間（第２の成膜時間）が経過するまで循環する。粉粒体Ｆは、前記搬送ルートを循環する間、前記成膜装置によって成膜される。
【0065】
粉粒体成膜システム１００の前記コントローラは、前記第２の成膜時間が経過すると、第２の粉粒体成膜機２の搬送方向切替部材３５が循環位置Ｐ２から搬出位置Ｐ１に切り替わるように前記駆動装置を作動させる。これにより、搬送方向切替部材３５に到達した粉粒体Ｆは、搬出路２４に沿って容器１０の外に搬出され、回収機３に回収される。
【0066】
以上のように、本実施形態に係る粉粒体成膜システム１００では、搬出路２４は、螺旋搬送路２１の先端に対応する位置において螺旋搬送路２１に連続するように容器１０に接続されるとともに当該螺旋搬送路２１から容器１０の外に延びており、振動発生装置３０は、容器１０内の粉粒体Ｆが螺旋搬送路２１に沿って搬出路２４に向かって搬送されるとともに搬出路２４に搬送された粉粒体Ｆが搬出路２４に沿って容器１０の外に搬出されるように容器１０を振動させる。従って、容器１０の内周に沿って底面１３から上方に螺旋状に延びる螺旋搬送路２１が容器１０内に形成されている場合であっても、容器１０内において成膜処理された粉粒体Ｆは、振動発生装置３０の振動によって螺旋搬送路２１に沿って搬出路２４まで搬送され、さらに、搬出路２４に沿って効率よく容器１０の外に搬出される。
【0067】
本実施形態では、搬送路は、容器１０の内周に沿って底面１３から螺旋状に上方に延びる螺旋搬送路２１であるので、振動発生装置３０は、容器１０を振動させることにより、容器１０の底面１３に配置された粉粒体Ｆを螺旋搬送路２１に沿って上方に搬送することができる。また、本実施形態では、前記成膜装置は、容器１０の底面１３上にある粉粒体Ｆの表面に成膜材料を成膜処理することができるだけでなく、螺旋搬送路２１上にある粉粒体Ｆの表面にも成膜材料を成膜処理することができる。螺旋搬送路２１上の粉粒体Ｆは、振動発生装置３０による振動によって撹拌されながら螺旋搬送路２１に沿って上方に搬送され、螺旋搬送路２１上で成膜される。
【0068】
本実施形態では、搬送方向切替部材３５が循環位置Ｐ２に配置されているときには、粉粒体成膜システム１００は、底面１３、螺旋搬送路２１、搬送方向切替部材３５、内側案内路２７、粉粒体落下空間Ｓ及び底面１３の順に連続する搬送ルートを粉粒体Ｆが複数回循環するように粉粒体Ｆを移動させることができる。このことは、例えば、容器１０内において前記成膜装置が粉粒体Ｆの表面に成膜材料を成膜するのに必要な成膜時間（例えば、第１の成膜時間又は第２の成膜時間）が経過するまで、粉粒体Ｆを容器１０内において循環させることを可能にし、これにより、粉粒体Ｆの表面に成膜材料を確実に成膜することができる。一方、前記成膜時間が経過すると、搬送方向切替部材３５は搬出位置Ｐ１に切り換えられる。搬送方向切替部材３５が搬出位置Ｐ１に配置されているときには、粉粒体成膜システム１００は、成膜処理されて螺旋搬送路２１を上方する粉粒体Ｆを搬出路２４を通じて容器１０の外に搬出することができる。
【0069】
本実施形態では、搬出路２４が螺旋搬送路２１の先端から容器１０の外に延びる方向Ｄ（延出方向Ｄ）は、螺旋搬送路２１の先端における当該螺旋搬送路２１の向きに沿った方向である。従って、螺旋搬送路２１の先端付近にある粉粒体Ｆに対して振動発生装置３０が与える力、すなわち、螺旋搬送路２１の先端における当該螺旋搬送路２１の向きに沿った方向に当該粉粒体に対して与えられる力を利用して、螺旋搬送路２１の先端付近にある粉粒体を搬出路２４に送り出し、搬出路２４に沿って容器１０の外に搬出することができる。
【0070】
本実施形態では、搬出路２４は、容器１０の外に搬出された粉粒体Ｆを重力を利用して搬出路２４に沿ってさらに前進させるために下方に傾斜する部分を有する。従って、螺旋搬送路２１から搬出路２４に送り出された粉粒体Ｆを重力を利用して搬出路２４に沿って効果的に前進させることができる。なお、粉粒体成膜システム１００は、搬出路２４に沿った粉粒体Ｆの前進をサポートするための図略の振動発生装置（直動振動発送装置）をさらに備えていてもよい。
【0071】
本実施形態では、第１の粉粒体成膜機２と第２の粉粒体成膜機２が連結されているので、第１の容器１０内において第１の成膜材料が成膜処理された粉粒体Ｆを第２の容器１０に供給し、この第２の容器１０において当該粉粒体Ｆの表面にさらに第２の成膜材料を成膜処理することができる。
【0072】
本実施形態では、真空チャンバユニット４は、供給機１のホッパー１Ｂ及び粉粒体供給路１Ｃと、第１の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４と、第２の粉粒体成膜機２のターゲット５２、容器１０及び搬出路２４と、回収機３の少なくとも一部と、を収容する。従って、供給機１のホッパー１Ｂから回収機３に至るルートを真空雰囲気に調整することができる。これにより、真空雰囲気下において粉粒体を供給機１のホッパー１Ｂから回収機３に至るルートにおいて搬送すること、真空雰囲気下において粉粒体Ｆに第１の成膜材料及び第２の成膜材料をこの順に成膜することができる。また、真空チャンバユニット４は密閉された収容空間を形成しているので、粉粒体Ｆへの成膜処理がコンタミネーションなく行われる。
【0073】
［変形例］
図８は、前記実施形態の変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａを示す平面図であり、真空チャンバを断面図で描いたものである。図９は、変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａを示す側面図である。
図８は、前記実施形態の変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａを示す平面図であり、真空チャンバを断面図で描いたものである。図９は、変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａを示す側面図である。
【0074】
図８及び図９に示す変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａでは、第１の粉粒体成膜機２の搬出路２４は第２の粉粒体成膜機２の容器１０に接続され、第２の粉粒体成膜機２の搬出路２４は第１の粉粒体成膜機２の容器１０に接続されている。
【0075】
図９に示すように、第１の粉粒体成膜機２及び第２の粉粒体成膜機２のそれぞれの搬出路２４は、容器１０の外に搬出された粉粒体を重力を利用して搬出路２４に沿って前進させるために下方に傾斜する部分を有する。具体的に、第１の粉粒体成膜機２における搬出路２４は、第２の粉粒体成膜機２における容器１０に向かって下方に傾斜する部分を有し、第２の粉粒体成膜機２における搬出路２４は、第１の粉粒体成膜機２における容器１０に向かって下方に傾斜する部分を有する。第１の粉粒体成膜機２及び第２の粉粒体成膜機２のそれぞれでは、搬出路２４の先端部２４Ｃが当該搬出路２４の基端部２４Ａよりも低い位置に配置されている。本実施形態では、搬出路２４のうち中間部２４Ｂと先端部２４Ｃは、当該搬出路２４の下流に位置する装置に向かって下方に傾斜している。なお、搬出路２４の全体が当該搬出路２４の下流に位置する装置に向かって下方に傾斜していてもよい。なお、粉粒体成膜システム１００Ａは、搬出路２４に沿った粉粒体Ｆの前進をサポートするための図略の振動発生装置（直動振動発送装置）をさらに備えていてもよい。
【0076】
この変形例１は、第１の粉粒体成膜機２と第２の粉粒体成膜機２の間を順に移動するルートを粉粒体Ｆが複数回循環することを可能にする。変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａにおける他の構成は、図１～図６に示す前記実施形態に係る粉粒体成膜システム１００Ａにおける対応する構成と同様であるので、これらの説明を省略する。なお、変形例１に係る粉粒体成膜システム１００Ａは、図１及び図２に示すような供給機１及び回収機３を備えるが、図８及び図９では、供給機１及び回収機３の図示は省略されている。
【0077】
図１０及び図１１のそれぞれは、前記実施形態の変形例２に係る粉粒体成膜システム１００Ｂを示す平面図である。変形例２に係る粉粒体成膜システム１００Ｂは、３つ以上の粉粒体成膜機２（具体的には６つの粉粒体成膜機２）が連結された構造を有する。図１０は、各粉粒体成膜機２における搬送方向切替部材３５が搬出位置Ｐ１に配置された状態を示し、図１１は、各粉粒体成膜機２における搬送方向切替部材３５が循環位置Ｐ２に配置された状態を示している。図１０及び図１１では、６つの粉粒体成膜機２における搬送方向切替部材３５が同じ位置（搬出位置Ｐ１又は循環位置Ｐ２）に配置されているが、このような配置に限られない。６つの粉粒体成膜機２における搬送方向切替部材３５の一部の位置が他の搬送方向切替部材３５の位置と異なっていてもよい。なお、変形例２に係る粉粒体成膜システム１００Ｂは、図１及び図２に示すような供給機１及び回収機３を備えるが、図１０及び図１１では、供給機１及び回収機３の図示は省略されている。
【0078】
この変形例２では、３つ以上の粉粒体成膜機２を連結することにより、３つの以上の成膜材料を粉粒体Ｆに順に成膜することができる。また、この変形例２は、３つ以上の粉粒体成膜機２を順に移動するルートを粉粒体Ｆが複数回循環することを可能にする。
【0079】
なお、前記実施形態に係る粉粒体成膜システム１００は、スパッタリングにより粉粒体の表面に成膜処理を施す装置であるが、これに限られず、例えば、アークイオンプレーティングにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施す装置であってもよく、プラズマＣＶＤにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施す装置であってもよい。
【0080】
図１２は、前記実施形態の変形例３に係る粉粒体成膜システム１００における容器１０及び成膜装置を示す断面図である。変形例３に係る粉粒体成膜システム１００は、例えば図１及び図２に示すような第１の粉粒体成膜機２と第２の粉粒体成膜機２とを備える。変形例３では、これらの粉粒体成膜機２のそれぞれの成膜装置が図１～図６に示す前記実施形態と異なり、その他の構成は前記実施形態と同様である。従って、以下では、変形例３が図１～図６に示す前記実施形態と異なる点、すなわち成膜装置についてのみ説明し、その他の構成の説明は省略する。
【0081】
変形例３に係る粉粒体成膜システム１００は、アークイオンプレーティングにより粉粒体の表面に成膜処理を施す装置である。
【0082】
変形例３では、複数の粉粒体成膜機２のそれぞれの成膜装置は、イオンプレーティングユニット５０Ａを備える。イオンプレーティングユニット５０Ａは、ターゲット５２と、ケース５１Ａ内に収容さされた磁石、冷却機構などの種々の構成要素と、を含む。アークイオンプレーティングにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施す各粉粒体成膜機２では、ターゲット５２は、カソード又はカソードの一部を構成する。アノードは容器１０により構成されていてもよい。この場合、前記冷却機構は、容器１０の外周に巻きつけられる冷却水用の配管を有していてもよい。この配管に冷却水が供給されることにより容器１０が冷却される。
【0083】
アークイオンプレーティングによる成膜処理では、真空アーク放電を利用して固体のターゲット５２を蒸発させる。具体的には、この成膜処理では、真空雰囲気において、ターゲット５２をカソードとし、外部に置かれた図略の電源から電力が供給されることにより、アノードとの間で真空アーク放電を発生させる。これにより、ターゲット５２の表面からターゲット５２を構成する成膜材料を蒸発させ、イオン化させる。イオン化した成膜材料Ｅは、底面１３上の粉粒体Ｆ及び螺旋搬送路２１上の粉粒体Ｆに供給され、これにより、粉粒体Ｆの表面に成膜処理が施される。第１の粉粒体成膜機２におけるターゲット５２を構成する材料は、第１の成膜材料の一例であり、第２の粉粒体成膜機２におけるターゲット５２を構成する材料は、第２の成膜材料の一例である。
【0084】
図１３は、前記実施形態の変形例４に係る粉粒体成膜システム１００における容器１０及び成膜装置を示す断面図である。変形例４に係る粉粒体成膜システム１００は、例えば図１及び図２に示すような第１の粉粒体成膜機２と第２の粉粒体成膜機２とを備える。変形例４では、これらの粉粒体成膜機２のそれぞれの成膜装置が図１～図６に示す前記実施形態と異なり、その他の構成は前記実施形態と同様である。従って、以下では、変形例４が図１～図６に示す前記実施形態と異なる点、すなわち成膜装置についてのみ説明し、その他の構成の説明は省略する。
【0085】
変形例４に係る粉粒体成膜システム１００は、プラズマＣＶＤにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施す装置である。
【0086】
変形例４では、前記成膜装置は、プラズマソース６０と、原料ガス供給部と、不活性ガス供給部７０と、を備える。プラズマソース６０は、ケース６１と、このケース６１内に収容された電源と、電極又はコイルと、を含む。なお、電源は、プラズマソース６０の外部に置かれていてもよい。
【0087】
前記原料ガス供給部は、真空チャンバユニット４内（容器１０内）に成膜材料としての原料ガスを供給する。図１３に示す具体例では、前記原料ガス供給部は、原料ガス供給用のパイプ６２を有する。パイプ６２は、プラズマソース６０による作用が及ぶ領域に原料ガスを供給する。具体的に、パイプ６２は、当該パイプ６２の下面に複数のガス供給穴を有し、これらのガス供給穴からプラズマソース６０の下方に原料ガスを供給することができるように構成される。パイプ６２が平面視で環状の形状を有する場合には、複数のガス供給穴は、例えばパイプ６２の下面において周方向に沿って互いに間隔をおいて設けられる。複数のガス供給穴は、周方向に均等に設けられることが好ましい。この場合、パイプが例えば直管である場合に比べて、成膜処理のむらを低減できる。
【0088】
原料ガスは、プラズマソース６０による作用が及ぶ領域、例えば図１３において二点鎖線Ｐで囲まれる領域Ｐのようにプラズマソース６０の真下の領域に原料ガス供給部のパイプ６２から供給される。具体的には、プラズマソース６０の下部６４には開口部６３が設けられている。この開口部６３は、プラズマソース６０の内部で生成されたプラズマを外部に放出するためのものである。プラズマソース６０の開口部６３からプラズマが放出されることによりプラズマソース６０の真下にプラズマ領域Ｐが形成される。原料ガス供給部のパイプ６２から供給される原料ガスは、プラズマ領域Ｐにおいて分解されることにより成膜可能状態となる。変形例４において、成膜可能状態となった原料ガスＥとは、プラズマソース６０から放出されるプラズマによって原料ガスが分解されることにより生成される生成物（分解生成物）である。
【0089】
プラズマＣＶＤによる成膜処理では、プラズマソース６０によって成膜可能状態となった原料ガスＥは、プラズマソース６０の開口部６３の直下から上下方向に平行な下方に移動するだけでなく、上下方向に対してある程度の角度範囲で傾いた斜め下方に拡散するように移動する。これにより、底面１３上の粉粒体Ｆの表面及び螺旋搬送路２１上の粉粒体の表面に効率よく膜を形成することができる。
【0090】
［その他の変形例］
以上、実施形態に係る粉粒体成膜システム１００について説明したが、本開示はこれらの形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例であってもよい。
以上、実施形態に係る粉粒体成膜システム１００について説明したが、本開示はこれらの形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例であってもよい。
【0091】
（１）前記実施形態では、搬送路は、容器１０の内周に沿って底面１３から螺旋状に上方に延びる螺旋搬送路２１であるが、必ずしも螺旋状に上方に延びるものでなくてもよい。搬送路は、例えば、平面視において円弧状に容器の内周に沿って延びるものであってもよく、また、環状に容器の内周に沿って延びるものであってもよい。
【0092】
（２）真空雰囲気下でない雰囲気で行われるＣＶＤなどの方法による成膜処理が行われる場合には、真空チャンバユニット４は省略可能である。
【0093】
（３）成膜処理の方法は、スパッタリング、アークイオンプレーティング、プラズマＣＶＤに限られず、例えばＡＬＤ（原子層堆積）などの他の方法であってもよい。
【0094】
（４）前記成膜装置は、容器１０の底面１３上の粉粒体Ｆ及び螺旋搬送路２１に沿って搬出路２４に向かって搬送される粉粒体Ｆの少なくとも一方の粉粒体Ｆの表面に前記成膜材料を成膜することが可能なように構成されていればよい。
【0095】
（５）前記実施形態に係る粉粒体成膜システム１００は、複数の粉粒体成膜機２を備えるが、単一の粉粒体成膜機２のみを備えるものであってもよい。すなわち、粉粒体成膜システムは、単一の容器と、単一の成膜装置と、単一の搬出路と、単一の振動発生装置と、を備えるものであってもよい。この場合、前記容器は、当該容器の内周に沿って延びる搬送路を有し、前記成膜装置は、前記容器内において粉粒体の表面に成膜材料を成膜することが可能であり、前記搬出路は、前記搬送路から前記容器の外に延び、前記振動発生装置は、前記容器内の粉粒体が前記搬送路に沿って前記搬出路に向かって搬送されるとともに前記搬出路に搬送された粉粒体が前記搬出路に沿って前記容器の外に搬出されるように前記容器を振動させる。また、この場合、真空チャンバユニットは、単一の容器と、単一の搬出路と、を収容していてもよい。
【0096】
（６）粉粒体成膜システムは、例えば、前処理機と、少なくとも一つの粉粒体成膜機と、を備えていてもよい。この変形例では、前処理機において前処理された粉粒体が粉粒体成膜機に供給され、前処理済みの粉粒体が粉粒体成膜機において成膜処理される。前処理機において行われる前処理の具体例としては、例えば、粉粒体を加熱する加熱処理、粉粒体にプラズマを照射するプラズマ照射処理、粉粒体にイオンを照射するイオン照射処理などを挙げることができるが、前処理は、これらの具体例に限られない。この変形例における前処理機は、例えば、粉粒体を収容することが可能な前処理容器であって当該前処理容器の内周に沿って延びる搬送路（例えば螺旋搬送路）を有する前処理容器と、前処理容器内において粉粒体を前処理することが可能な前処理源と、前処理容器の搬送路から前処理容器の外に延びる搬出路と、前処理容器内の粉粒体が搬送路に沿って搬出路に向かって搬送されるとともに搬出路に搬送された粉粒体が搬出路に沿って前処理容器の外に搬出されるように前処理容器を振動させる振動発生装置と、を備える。また、前処理機は、前記搬送方向切替部材３５と同様の搬送方向切替部材をさらに備えていてもよい。また、前処理機は、前記内側案内路２７と同様の内側案内路をさらに備えていてもよい。この変形例における粉粒体成膜機は、スパッタリングにより粉粒体の表面に成膜処理を施すための粉粒体成膜機（例えば図６に示す粉粒体成膜機２）であってもよく、アークイオンプレーティングにより粉粒体の表面に成膜処理を施すための粉粒体成膜機（例えば図１２に示す粉粒体成膜機２）であってもよく、プラズマＣＶＤにより粉粒体Ｆの表面に成膜処理を施すための粉粒体成膜機（例えば図１３に示す粉粒体成膜機２）であってもよい。また、図示は省略するが、粉粒体成膜機は、ＡＬＤ（原子層堆積）により粉粒体の表面に成膜処理を施すためのものであってもよい。
【0097】
（７）図１、図２、図８～図１１に示す粉粒体成膜システムのそれぞれでは、搬出路は、容器の外に搬出された粉粒体を重力を利用して搬出路に沿ってさらに前進させるために下方に傾斜する部分を有するが、このような形態に限られない。搬出路は、下方に傾斜する部分を有していなくてもよい。この場合、粉粒体成膜システムは、搬出路に沿った粉粒体の前進をサポートするための図略の振動発生装置（直動振動発送装置）を備えていることが好ましい。
【符号の説明】
【0098】
４ ：真空チャンバユニット
１０ ：容器
１３ ：底面
１４ ：内側面
２１ ：螺旋搬送路（搬送路の一例）
２４ ：搬出路
２７ ：内側案内路
３０ ：振動発生装置
３５ ：搬送方向切替部材
５０ ：スパッタリングユニット
５０Ａ ：イオンプレーティングユニット
５２ ：ターゲット
６０ ：プラズマソース
７０ ：不活性ガス供給部
１００，１００Ａ，１００Ｂ ：粉粒体成膜システム
Ｆ ：粉粒体
Ｐ１ ：搬出位置
Ｐ２ ：循環位置
１０ ：容器
１３ ：底面
１４ ：内側面
２１ ：螺旋搬送路（搬送路の一例）
２４ ：搬出路
２７ ：内側案内路
３０ ：振動発生装置
３５ ：搬送方向切替部材
５０ ：スパッタリングユニット
５０Ａ ：イオンプレーティングユニット
５２ ：ターゲット
６０ ：プラズマソース
７０ ：不活性ガス供給部
１００，１００Ａ，１００Ｂ ：粉粒体成膜システム
Ｆ ：粉粒体
Ｐ１ ：搬出位置
Ｐ２ ：循環位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】