(57)【要約】【課題】表面に凹凸を有する構造体の表面に、薄膜を均一に形成する。【解決手段】回転軸１０１と、回転軸１０１を回転させる駆動機構１０２と、回転軸１０１に連結する支持部材１０３とを備える。支持部材１０３は、棒状とされ、回転軸１０１より離れる方向に延在する２つのアーム１０５を備える。また、固定部１０４は、各々のアーム１０５の先端に配置されている。この例では、回転軸１０１は、支持部材１０３の中心に連結されている。また、回転軸１０１から離間して支持部材１０３に設けられた固定部１０４を備える。固定部１０４は、例えば、アーム１０５の先端に形成された雄ねじである。固定部１０４には、塗布液で濡れている構造体１２１が固定される。【選択図】  図１Ａ
2020138120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸を回転させる駆動機構と、
前記回転軸に連結する支持部材と、
前記回転軸から離間して前記支持部材に設けられ、表面に凹凸を有して塗布液で濡れている構造体を固定するように構成された固定部と
を備える薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記支持部材は、前記回転軸から離れる方向に延在するアームを有し、
前記固定部は、前記アームの先端に設けられている
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の薄膜形成装置において、
前記支持部材は、前記アームを複数備え、
複数の前記アームは、前記回転軸の軸線方向から見て前記回転軸を中心に回転対称に配置された
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の薄膜形成装置において、
前記支持部材は、棒状に形成されてその中央で前記回転軸と連結されて、２つの前記アームを備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の薄膜形成装置において、
前記アームは、前記回転軸を含む平面上で前記回転軸に直交する方向に対して９０°未満の所定の角度を有して延在する傾斜部を有している
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記支持部材は、柱状とされ、
前記回転軸は、柱状の前記支持部の上面または底面の中心に連結され、
前記固定部は、柱状の前記支持部の側面に設けられている
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の薄膜形成装置において、
前記固定部は、前記回転軸の軸線方向から見て前記回転軸を中心に回転対称に配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜形成装置において、
前記固定部を自転させる副駆動機構をさらに備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
表面に凹凸を有する構造体の表面を塗布液で濡らす第１工程と、
回転軸に連結された支持部材の前記回転軸から離間して設けられた固定部に、前記塗布液で濡れている前記構造体を固定する第２工程と、
前記回転軸を回転させて、前記塗布液で濡れている前記構造体を前記回転軸の周りに公転させる第３工程と
を備える薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極に高い強度が要求される場合には、セラミックなどにより必要な形状の構造体を作製し、作製した構造体の表面に金属の膜を形成している。一般に、処理対象物の表面に薄膜を形成する技術としては、コーティング剤を塗布した処理対象物を自転させる技術が用いられている。例えば、特許文献１には、ゲル薄膜形成用のコーティング液をガラス瓶に塗布し、コーティング液が塗布されたガラス瓶を回転（自転）させる技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、コーティング液が塗布されたガラス瓶を自転させることで、コーティング液の余剰分を遠心力により飛ばし、ガラス瓶の表面に形成される膜厚を調整している。
【０００３】
しかしながら、上述した技術では、処理対象物の表面が三次元的に複雑な形状を有する場合、膜厚を調整することが難しい。したがって、複雑な形状の構造体の表面に、金属の膜などの機能成膜を形成する場合、スパッタ法や真空蒸着法などの薄膜形成技術が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１９６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した薄膜形成技術では、大がかりな真空装置が必要となり、薄膜の形成のために、コストがかかりすぎるという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、大がかりな真空装置を用いずに、表面に凹凸を有する構造体の表面に、薄膜を形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る薄膜形成装置は、回転軸と、回転軸を回転させる駆動機構と、回転軸に連結する支持部材と、回転軸から離間して支持部材に設けられ、表面に凹凸を有して塗布液で濡れている構造体を固定するように構成された固定部とを備える。
【０００８】
上記薄膜形成装置の一構成例において、支持部材は、回転軸から離れる方向に延在するアームを有し、固定部は、アームの先端に設けられている。
【０００９】
上記薄膜形成装置の一構成例において、支持部材は、アームを複数備え、複数のアームは、回転軸の軸線方向から見て回転軸を中心に回転対称に配置されている。
【００１０】
上記薄膜形成装置の一構成例において、支持部材は、棒状に形成されてその中央で回転軸と連結されて、２つのアームを備える。
【００１１】
上記薄膜形成装置の一構成例において、支持部材は、柱状とされ、回転軸は、柱状の支持部の上面または底面の中心に連結され、固定部は、柱状の支持部の側面に設けられている。
【００１２】
上記薄膜形成装置の一構成例において、固定部は、回転軸の軸線方向から見て回転軸を中心に回転対称に配置されている。
【００１３】
上記薄膜形成装置の一構成例において、アームは、回転軸を含む平面上で回転軸に直交する方向に対して９０°未満の所定の角度を有して延在する傾斜部を有している。
【００１４】
上記薄膜形成装置の一構成例において、固定部を自転させる副駆動機構をさらに備える。
【００１５】
また、本発明に係る薄膜形成方法は、表面に凹凸を有する構造体の表面を塗布液で濡らす第１工程と、回転軸に連結された支持部材の回転軸から離間して設けられた固定部に、塗布液で濡れている構造体を固定する第２工程と、回転軸を回転させて、塗布液で濡れている構造体を回転軸の周りに公転させる第３工程とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したことにより、本発明によれば、大がかりな真空装置を用いずに、表面に凹凸を有する構造体の表面に、薄膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る薄膜形成装置の構成を側面から見た構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る薄膜形成装置の構成を上面からみた構成図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態１に係る薄膜形成装置の一部構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る薄膜形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る他の薄膜形成装置の一部構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る他の薄膜形成装置の一部構成を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る他の薄膜形成装置の構成を側面から見た構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る薄膜形成装置の構成を側面から見た構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る薄膜形成装置の構成を上面から見た構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る薄膜形成装置について説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１に係る薄膜形成装置について、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃを参照して説明する。
【００２０】
この薄膜形成装置は、回転軸１０１と、回転軸１０１を回転させる駆動機構１０２と、回転軸１０１に連結する支持部材１０３とを備える。駆動機構１０２は、例えば電動機などの動力源を含み、さらにギアなどの減速器を有することもできる。支持部材１０３は、棒状とされ、回転軸１０１より離れる方向に延在する２つのアーム１０５を備える。アーム１０５は、例えば、断面円形の棒である。また、固定部１０４は、各々のアーム１０５の先端に配置されている。この例では、回転軸１０１は、支持部材１０３の中心に連結されている。
【００２１】
また、この薄膜形成装置は、回転軸１０１から離間して支持部材１０３に設けられた固定部１０４を備える。固定部１０４は、例えば、アーム１０５の先端に形成された雄ねじである。また、固定部１０４は、アーム１０５の先端に形成された鉤から構成することもできる。固定部１０４には、塗布液で濡れている構造体１２１が固定される。固定部１０４は、回転軸１０１を中心とした支持部１０３の回転により遠心力を受けた構造体１２１が、飛んでいかないように、アーム１０５の先端に構造体１２１を固定する。構造体１２１は、例えば、雌ねじを備え、この雌ねじを固定部１０４として作用する雄ねじにねじ止めすることで、構造体１２１を固定部１０４に固定する。構造体１２１は、例えば、雌ねじの軸線を中心線とした略円柱形状とされ、雌ねじが形成されていない方の上面１２２の表面に凹凸を有している。
【００２２】
次に、実施の形態１に係る薄膜形成方法について、図２を参照して説明する。まず、第１工程Ｓ１０１で、表面に凹凸を有する構造体１２１の表面を塗布液で濡らす。例えば、容器に収容されている塗布液に、構造体１２１を浸漬することで、構造体１２１の表面を塗布液で濡らすことができる。また、塗布液を構造体１２１に吹き付けることで、構造体１２１の表面を塗布液で濡らすことができる。
【００２３】
次に、第２工程Ｓ１０２で、回転軸１０１に連結された支持部材１０３（アーム１０５）の回転軸１０１から離間して設けられた固定部１０４に、塗布液で濡れている構造体１２１を固定する。次に、第３工程Ｓ１０３で、駆動機構１０２を動作させることで回転軸１０１を回転させて、塗布液で濡れている構造体１２１を、回転軸１０１を公転軸として公転させる。これにより、構造体１２１の表面の不要な塗布液を飛散させ、構造体１２１の表面の全域に均一な状態で、塗布液による薄膜を形成する。
【００２４】
上述した薄膜形成によれば、構造体１２１の表面を濡らしている全ての塗布液に対して遠心力が働く。ここで、例えば、構造体１２１の雌ねじの軸線を中心に構造体１２１を自転させると、例えば、上面１２２の中心部には遠心力が働かない。これに対し、上述した薄膜形成方法では、構造体１２１の表面を濡らしている全ての塗布液に対して遠心力が働くので、構造体１２１の表面に、塗布液の薄膜を均一に形成することができるようになる。
【００２５】
なお、図３に示すように、支持部材１０３ａは、回転軸１０１の軸線方向から見て回転軸１０１を中心に回転対称に配置された３つ（複数）のアーム１０５を備える構成とすることもできる。複数のアーム１０５を備えることで、一度により多くの構造体１２１を処理できる。
【００２６】
また、図４に示すように、支持部材１０３ｂは、円柱形状とすることもできる。この場合、支持部材１０３ｂは、底面（上面）の中心に回転軸１０１が連結され、また、支持部材１０３ｂの側面に固定部１０４が配置される。また、支持部材１０３ｂの周面に配置される複数の固定部１０４は、回転軸１０１を中心に回転対称に配置される。このようにすることで、回転により遠心力が作用する全ての部分に、遠心力が回転軸１０１に対して対称に分布して打ち消しあい、回転軸１０１には力が作用しなくなり、振動を発生させることなく円滑に回転させることができる。なお、支持部材１０３ｂは、円柱形状に限らず、多角柱などの柱状とすることができる。
【００２７】
また、図５に示すように、支持部材１０３ｃは、回転軸１０１に直交する方向に対して回転軸１０１を含む平面上で所定の角度を有して延在する傾斜部１５１を備える構成とすることもできる。傾斜部１５１は、例えば、アーム１０５ａの一部に形成されている。この場合、固定部１０４は、傾斜部１５１の端部に配置される。上述した傾斜部１５１の角度は、９０°未満とされ、例えば、５〜１５°とすることができる。傾斜部１５１を設けることで、構造体がより複雑な凹凸形状を有していても、薄膜を均一に形成できる。なお、図４を用いて説明した支持部材１０３ｂに、回転軸１０１を含む平面上で回転軸１０１に直交する方向に対して９０°未満の所定の角度を有して延在する傾斜部を備える構成とすることもできる。
【００２８】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る薄膜形成装置について、図６を参照して説明する。この薄膜形成装置は、回転軸１０１と、回転軸１０１を回転させる駆動機構１０２とを備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。また、この薄膜形成装置は、回転軸１０１に連結する支持部材２０３を備える。また、回転軸１０１から離間して支持部材２０３に設けられた固定部１０４を備える。加えて、実施の形態２に係る薄膜形成装置は、固定部１０４を支持部材２０３の軸線中心に回転させる（自転させる）副駆動機構２０１を備える。副駆動機構２０１は、例えば、電動機などの動力源を含み、回転軸１０１と固定部１０４との間に設けられている。
【００２９】
駆動機構１０２を動作させることで回転軸１０１を回転させると、回転軸１０１に連結している支持部材２０３が、回転軸１０１を中心に回転する。また、副駆動機構２０１を動作させることで、固定部１０４が支持部材２０３の軸線中心に回転（自転）する。これらの結果、固定部１０４に固定されている構造体（不図示）は、回転軸１０１を中心として公転するとともに、支持部材２０３の軸線を中心として自転する。このように、副駆動機構２０１を設けることで、塗布液で濡れている構造体を公転させながら自転させることが可能となる。
【００３０】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係る薄膜形成装置について、図７を参照して説明する。この薄膜形成装置は、回転軸１０１と、回転軸１０１を回転させる駆動機構１０２とを備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。また、この薄膜形成装置は、回転軸１０１に連結する支持部材２０３を備える。また、回転軸１０１から離間して支持部材２０３に設けられた固定部１０４を備える。
【００３１】
また、支持部材２０３は、回転軸１０１より離れる方向に延在する２つのアーム２０４を備える。アーム２０４は、断面円形の棒である。２つのアーム２０４の先端部に固定部１０４が配置されている。２つのアーム２０４の各々は、支持部材２０３に連結部２０５で連結されている。また、２つのアーム２０４の各々は、断面円形のアーム２０４の中心を通る軸線を中心に回転自在とされている。
【００３２】
また、２つのアーム２０４の各々には、アーム２０４の軸線を回転軸としたピニオンギア２０６が組み込まれている。各々のピニオンギア２０６は、アーム２０４の各々と一体に形成されている。また、各々のピニオンギア２０６は、回転軸１０１より等しい距離に配置されている。また、各々のピニオンギア２０６とかみ合うリングギア２０７を備える。リングギア２０７は、回転軸１０１を中心として配置され、駆動機構１０２とともに、図示しない固定盤に固定されている。実施の形態３に係る薄膜形成装置は、副駆動機構を、ピニオンギア２０６とリングギア２０７とから構成している。
【００３３】
駆動機構１０２を動作させることで回転軸１０１を回転させると、回転軸１０１に連結している支持部材２０３が、回転軸１０１を中心に回転する。支持部材２０３の回転により、２つのアーム２０４も回転軸１０１を中心に回転するが、各々のピニオンギア２０６が、固定されているリングギア２０７にかみ合っているため、ピニオンギア２０６が、アーム２０４の軸線中心に回転し、ピニオンギア２０６とともにアーム２０４も回転する。また、アーム２０４とともに固定部１０４も回転する。これらの結果、アーム２０４の先端の固定部１０４に固定されている構造体（不図示）は、回転軸１０１を中心として公転するとともに、アーム２０４の軸線を中心として自転する。
【００３４】
このように、ピニオンギア２０６およびリングギア２０７などによる副駆動機構を設けることで、塗布液で濡れている構造体を公転させながら自転させることが可能となる。
【００３５】
以上に説明したように、本発明によれば、回転軸に連結する支持部材の回転軸から離れる側の端部に、表面に凹凸を有して塗布液で濡れている構造体が固定される固定部を配置したので、表面に凹凸を有する構造体の表面に、薄膜を均一に形成することができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００３７】
１０１…回転軸、１０２…駆動機構、１０３…支持部材、１０４…固定部、１０５…アーム、１２１…構造体、１２２…上面。
【図１Ａ】
2020138120.tif 000003
【図１Ｂ】
2020138120.tif 000004
【図１Ｃ】
2020138120.tif 000005
【図２】
2020138120.tif 000006
【図３】
2020138120.tif 000007
【図４】
2020138120.tif 000008
【図５】
2020138120.tif 000009
【図６】
2020138120.tif 000010
【図７】
2020138120.tif 000011