(57)【要約】【課題】遊星歯車回転による基板成膜を簡単な作業により実現可能な可搬型回転装置及び成膜装置を提供する。【解決手段】可搬型回転装置１１は、真空蒸着装置１に設けられたサーボモータＭによって回転する回転ドーム２１と、回転ドーム２１上に回転可能に支持され、被成膜基板１４が載置される基板ホルダ１２と、回転ドーム２１上に公転歯車用ベアリングを介して取り付けられた内枠１１ａと、内枠１１ａの外側に配設されて、基板ホルダ１２の外周側と噛み合うように形成された外枠２４と、内枠１１ａと外枠２４とを連結する連結アーム４１と、から構成される。回転ドーム２１は、遊星歯車機構の公転軸Ｒ１を中心に回転し、基板ホルダ１２は、回転ドーム２１により公転軸Ｒ１の周囲に保持され、遊星歯車機構の自転軸Ｒ２を中心に回転可能に支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構を備え、基板を成膜する成膜装置に取り付けられる可搬型回転装置であって、
前記成膜装置に設けられた駆動部によって回転する回転体と、
該回転体上に回転可能に支持され、前記基板が載置される基板ホルダと、
前記回転体上に軸受を介して取り付けられた内枠と、
該内枠の外側に配設されて、前記基板ホルダの外周側と噛み合うように形成された外枠と、
前記内枠と前記外枠とを連結するアームと、から構成され、
前記回転体は、前記遊星歯車機構の公転軸としての第１の回転軸を中心に回転し、
前記基板ホルダは、前記回転体により前記第１の回転軸の周囲に保持され、前記遊星歯車機構の自転軸としての第２の回転軸を中心に回転可能に支持されていることを特徴する可搬型回転装置。
【請求項２】
前記基板ホルダは、筒状のホルダ本体と該ホルダ本体の外周側に形成されたスプロケット部材とを有し、前記第２の回転軸が前記第１の回転軸に対して斜めに向くように前記公転軸に対して傾斜して配設され、
前記外枠の内周側には、前記スプロケット部材に噛み合うローラーチェーンが固定されており、
該ローラーチェーンは、前記第１の回転軸に対して斜めに傾斜して前記外枠に取り付けられていることを特徴する請求項１に記載の可搬型回転装置。
【請求項３】
前記ホルダ本体は、第１の突出部又は一方向から他方向に屈曲した形状の第１の溝部を側面に備え、
前記スプロケット部材は、前記ホルダ本体と別体に形成されており、前記スプロケット部材の側面には、前記一方向から前記他の方向に屈曲した形状で前記第１の突出部を案内する第２の溝部、又は、前記第１の溝部に案内される第２の突出部が形成されており、
前記ホルダ本体と前記スプロケット部材とは、前記第１の突出部が前記第２の溝部を前記一方向に通って前記他の方向に通された位置、又は、前記第２の突出部が前記第１の溝部を前記一方向に通って前記他の方向に通された位置で係止されていることを特徴とする請求項２に記載の可搬型回転装置。
【請求項４】
前記内枠と前記外枠との間に設けられ、前記アームに連結された少なくとも１つの中枠と、
該中枠の側部に噛み合うように形成され、前記回転体上に回転可能に支持され、前記基板が載置される他の基板ホルダと、を備え、
該他の基板ホルダは、前記回転体により前記第１の回転軸の周囲に保持され、前記遊星歯車機構の他の自転軸である第３の回転軸を中心に回転可能に支持されていることを特徴する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可搬型回転装置。
【請求項５】
請求項１に記載の可搬型回転装置と、前記回転体を回転駆動する前記駆動部と、前記基板ホルダに載置された前記基板を成膜する成膜機構と、を備えることを特徴する成膜装置。
【請求項６】
突出位置又は収納位置に移動する先端部を有するピストン部材を備え、
該ピストン部材の前記先端部は、前記可搬型回転装置の前記内枠、前記外枠又は前記アームに係脱可能に配設されていることを特徴とする請求項５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、可搬型回転装置及び成膜装置に係り、特に、遊星歯車機構を備えて成膜装置に取り付けられる可搬型回転装置及びこれを備える成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空成膜装置において、平準化した薄膜を形成する仕組みとして遊星歯車機構を備えるものがある。この真空成膜装置は、遊星歯車機構を構成する複数の遊星歯車上に被成膜基板がマウントされ、遊星歯車機構による回転状態で被成膜基板に成膜材料を蒸着させることにより、平準化した成膜基板を得ることができる装置である。
【０００３】
従来の遊星回転機構の一つとして、公転する回転台と、回転台に軸受を介して自転可能に保持され、外周側に複数の歯形が形成された遊星歯車と、遊星歯車の複数の歯形に噛み合うように回転台の外側に設けられた固定歯車とを備えるものがある。この回転台をモーターによる回転動力によって公転させると、遊星歯車は回転台とともに公転しながら固定歯車に噛み合うことで自転する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、回転台としての公転部材と、当該公転部材上に軸受を介して保持された遊星歯車としての自転ホルダと、当該自転ホルダの外周側に配設されて噛み合う固定歯車としてのリング状伝達部材と、から成る遊星歯車機構を備えるバイアススパッタ装置が開示されている。
【０００５】
遊星歯車機構には、このように固定歯車を回転台の外側に設ける構成の他、固定歯車を回転台よりも内側に設ける構成から成るものもあるが、一般的には外周側に固定歯車（内歯）を設けた方が成膜材料の平準化に向いている。回転台の所定数公転した場合に、固定歯車に噛み合う遊星歯車の自転回数が多くなるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５４１９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、遊星歯車機構に用いられる固定歯車は、容器の内壁面、又は回転台を運搬する運搬機構のフレームを利用して固定されていた。
特許文献１に記載されているように、固定歯車が容器の内壁面に固定されている場合は、固定歯車、被成膜基板及びその積載治具を直接容器の内壁面に着脱する必要があるため生産性及びメンテナンス性が低かった。
固定歯車が運搬機構のフレームに固定されている場合は、運搬機構ごと装置外に取り出して被成膜基板を着脱することが可能である。
しかしながら、運搬機構を可搬する台車等、別途設備が必要であるためコストがかかっていた。更に、運搬機構ごと装置外に取り出すと大気暴露される対象物が多くなり、装置内に吸気されるガスが増加するために真空排気に適さなかった。
【０００８】
また、成膜対象である被成膜基板の成膜面は凹凸が大きく形成されているものが多く、平準化された成膜を得るために、成膜材料の被成膜基板への入射方向に対して被成膜基板が載置される遊星歯車を傾ける必要があった。このため従来は、ラックから成る固定歯車（内歯）に対して遊星歯車である平歯車を斜めに噛み合わせて、平歯車を回転させていた。
この場合、歯車同士が斜めに噛み合うこととなり、平歯車の正規な噛み合わせではなく両歯車間の隙間が大きくなるため、微振動の発生や、接触応力の増加、動力の伝達効率が低減する等の問題が生じていた。
更に、内歯を斜めに形成し、且つ、所定の強度を備えるように固定歯車と平歯車を製造することは困難であり、製造効率が低かった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、遊星歯車回転による基板成膜を簡単な作業により実現可能な可搬型回転装置、及び可搬型回転装置を備える成膜装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、真空排気への影響を抑制することにある。
また、本発明の他の目的は、遊星歯車部分が傾斜して取り付けられた状態において、微振動の発生、接触応力の増加、動力の伝達効率の低減を防止することにある。
また、本発明の他の目的は、遊星歯車部分が傾斜して取り付けられた状態において、噛合部分の所定の強度を保持することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、本発明に係る可搬型回転装置によれば、遊星歯車機構を備え、基板を成膜する成膜装置に取り付けられる可搬型回転装置であって、前記成膜装置に設けられた駆動部によって回転する回転体と、該回転体上に回転可能に支持され、前記基板が載置される基板ホルダと、前記回転体上に軸受を介して取り付けられた内枠と、該内枠の外側に配設されて、前記基板ホルダの外周側と噛み合うように形成された外枠と、前記内枠と前記外枠とを連結するアームと、から構成され、前記回転体は、前記遊星歯車機構の公転軸としての第１の回転軸を中心に回転し、前記基板ホルダは、前記回転体により前記第１の回転軸の周囲に保持され、前記遊星歯車機構の自転軸としての第２の回転軸を中心に回転可能に支持されている、ことにより解決される。
【００１２】
このように、駆動部によって回転する回転体と、当該回転体に回転可能に支持され、基板が載置される基板ホルダと、回転体上に軸受を介して取り付けられた内枠と、基板ホルダの外周側と噛み合うように形成された外枠と、内枠と外枠とを連結するアームと、を備えた可搬型回転装置によって遊星歯車機構が実現されているため、成膜装置に可搬型回転装置を導入することで、大幅な改造を要さず、遊星歯車回転による基板成膜を容易に実現可能となる。
また、既存の可搬型回転装置を、遊星歯車機構を備える可搬型回転装置に入れ替える作業において、壁面固定のための治具や別途の設備を必要とせず、真空排気への影響を抑制できる。
【００１３】
また、前記基板ホルダは、筒状のホルダ本体と該ホルダ本体の外周側に形成されたスプロケット部材とを有し、前記第２の回転軸が前記第１の回転軸に対して斜めに向くように前記第１の回転軸に対して傾斜して配設され、前記外枠の内周側には、前記スプロケット部材に噛み合うローラーチェーンが固定されており、該ローラーチェーンは、前記第１の回転軸に対して斜めに傾斜して前記外枠に取り付けられていると好ましい。
上記構成によれば、基板ホルダに形成されたスプロケット部材と、外枠に固定されたフレキシブル性の高いローラーチェーンとを噛み合わせる構成を採用することにより、基板ホルダと外枠とを好適に斜めに噛み合わせることができる。このため、スプロケット部材を外周側に有する基板ホルダを公転軸に対して斜めに配設することができ、基板ホルダに載置される基板に凹凸がある場合でも基板に形成する薄膜を好適に平準化できる。
また、このような構成によれば、基板ホルダの外周側に形成された平歯車と外枠の内周側に形成されたラックとが斜めに噛み合う構成よりも、クリアランスを小さくできるため微振動の発生を抑制でき、更に相互の接触面積を保ちやすいため回転力の伝達に係るロスを抑制することができる。特に、ローラーチェーンとスプロケット部材とを噛み合わせる構成によれば、噛み合わせ部分の所定の強度を保持することができる。
【００１４】
前記ホルダ本体は、第１の突出部又は一方向から他方向に屈曲した形状の第１の溝部を側面に備え、前記スプロケット部材は、前記ホルダ本体と別体に形成されており、前記スプロケット部材の側面には、前記一方向から前記他の方向に屈曲した形状で前記第１の突出部を案内する第２の溝部、又は、前記第１の溝部に案内される第２の突出部が形成されており、前記ホルダ本体と前記スプロケット部材とは、前記第１の突出部が前記第２の溝部を前記一方向に通って前記他の方向に通された位置、又は、前記第２の突出部が前記第１の溝部を前記一方向に通って前記他の方向に通された位置で係止されている構成であってもよい。
上記構成によれば、ホルダ本体のスプロケット部材への挿入が、第１の溝部又は第２の溝部によってガイドされ、更に挿入方向と異なる方向で移動した位置で、ホルダ本体とスプロケット部材が係止されているため、ホルダ本体とスプロケット部材とが分離することを好適に回避できる。
【００１５】
また、前記内枠と前記外枠との間に設けられ、前記アームに連結された少なくとも１つの中枠と、該中枠の側部に噛み合うように形成され、前記回転体上に回転可能に支持され、前記基板が載置される他の基板ホルダと、を備え、該他の基板ホルダは、前記回転体により前記第１の回転軸の周囲に保持され、前記遊星歯車機構の他の自転軸である第３の回転軸を中心に回転可能に支持されていると好ましい。
上記構成によれば、アームに接続された中枠と、当該中枠の内周側に噛み合う他の基板ホルダを備えるようにすることで、多くの基板に遊星歯車機構による平準な成膜処理を施すことができる。
【００１６】
また、上記課題は、本発明に係る成膜装置によれば、前記可搬型回転装置と、前記回転体を回転駆動する前記駆動部と、前記基板ホルダに載置された前記基板を成膜する成膜機構と、を備えることにより解決される。
上記構成を備える成膜装置によれば、回転体に保持された基板ホルダと外枠の内周側とが噛み合う遊星歯車機構を独立して構成する可搬型回転装置を備えるため、当該可搬型回転装置を取り外すことによるメンテナンスが容易であり、既存の成膜装置の回転装置を、本発明に係る可搬型回転装置に交換することによって、簡単に遊星歯車機構を用いて基板を成膜することができる成膜装置を提供することができる。
【００１７】
また、突出位置又は収納位置に移動する先端部を有するピストン部材を備え、該ピストン部材の前記先端部は、前記可搬型回転装置の前記内枠、前記外枠又は前記アームに係脱可能に配設されていると好適である。
上記構成によれば、ピストン部材先端部を可搬型回転装置の外枠又は外枠に接続された内枠若しくはアームに係合するように移動させることによって、可搬型回転装置の外枠を容易に固定でき、当該外枠を遊星歯車機構の固定歯車部分として機能させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、成膜装置に可搬型回転装置を導入することで、大幅な改造を要さず、遊星歯車回転による基板成膜を容易に実現可能となる。また、既存の可搬型回転装置を、遊星歯車機構を備える可搬型回転装置に入れ替える作業において、壁面固定のための治具や別途の設備を必要とせず、真空排気への影響を抑制できる。
【００１９】
また、基板ホルダと外枠とを好適に斜めに噛み合わせることができる。このため、スプロケット部材を外周側に備える基板ホルダを外枠に対して斜めに配設することができ、基板ホルダに載置される基板に凹凸がある場合でも基板に形成する薄膜を好適に平準化できる。
また、基板ホルダの外周側に形成された平歯車と外枠の内周側に形成されたラックとが斜めに噛み合う構成よりも、クリアランスを小さくすることができる。このため微振動の発生を抑制でき、更に相互の接触面積を保ちやすいため回転力の伝達に係るロスを抑制することができる。特に、ローラーチェーンとスプロケット部材とを噛み合わせる構成によれば、噛み合わせ部分の所定の強度を保持することができる。
また、スプロケット部材とホルダ本体とが分離することを回避できる。
また、多くの基板に成膜処理を施すことができる。
また、可搬型回転装置を取り外して容易にメンテナンス可能な成膜装置を提供することができる。
また、可搬型回転装置の外枠を容易に固定でき、当該外枠を遊星歯車機構の固定歯車部分として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る可搬型回転装置周りを示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可搬型回転装置を示す模式的な平面図である。
【図４】図３のIV-IV断面を示す図であり、本発明の実施形態に係る基板ホルダ周りを拡大して示す模式的な断面図である。
【図５Ａ】外枠を示す平面図である。
【図５Ｂ】外枠を示す模式的な端面図である。
【図６Ａ】スプロケット部材を示す底面図である。
【図６Ｂ】スプロケット部材の図６ＡのVIB-VIB断面を示す図である。
【図６Ｃ】スプロケット部材の図６ＢのVIC-VIC断面を示す図である。
【図７Ａ】ホルダ本体を示す平面図である。
【図７Ｂ】ホルダ本体を示す図７ＡのVIIB-VIIB断面を示す図である。
【図８】既存の可搬型回転装置周りを示す模式図である。
【図９】他の実施形態に係る可搬型回転装置周りを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
また、以下の説明において、本発明の実施形態に係る真空蒸着装置１は成膜装置の一例に該当し、回転ドーム２１又は回転ドーム７１は回転体、案内溝２３ｅは第２の溝部、突出片３０ｃは第１の突出部、蒸発源５０は成膜機構の一部、内側基板ホルダ６２ａは他の基板ホルダ、サーボモータＭは駆動部、公転軸Ｒ１は第１の回転軸、自転軸Ｒ２は第２の回転軸、自転軸Ｒ３は他の自転軸又は第３の回転軸に相当する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１乃至４は、本発明の実施形態に係る真空蒸着装置１及び可搬型回転装置１１を示し、具体的には、図１は本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置１の概念図、図２は、可搬型回転装置１１周りを示す概念図、図３は、可搬型回転装置１１を示す模式的な平面図、図４は、図３のIV-IV断面を示す図であり、本発明の実施形態に係る基板ホルダ１２周りを拡大して示す模式的な断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る真空蒸着装置１は、真空容器１０と、真空容器１０の内外に、収容、取り出し可能な可搬型回転装置１１と、可搬型回転装置１１を回転駆動するサーボモータＭと、可搬型回転装置１１に固定された被成膜基板１４に成膜する材料を蒸発させる蒸発源５０とを主に備える。
【００２４】
具体的には、真空容器１０は、公知の成膜装置で通常用いられるステンレス製の容器であり、縦置き円筒形状部材である。真空容器１０は、上蓋１９によって内部を密閉空間にされたうえで、排気口１５に接続された図示せぬポンプ等によって、その内部を真空状態にされる。
【００２５】
真空容器１０の内側面には、その内側面に沿って公転用レール２７が固定されており、公転用レール２７上に、スチールボール２１ｅを介して、公転歯車１７ｂが取り付けられている。公転歯車１７ｂは、真空容器１０の内側面に沿って配設されており、側面に駆動歯車１７ａに噛み合う歯車を有し、上面に位置決め台１８を支持する図示せぬレールが形成されている。
【００２６】
可搬型回転装置１１は、公転歯車１７ｂに底部外周を固定された接頭円錐状である回転ドーム２１と、回転ドーム２１上に回転自在に固定された内枠１１ａ、基板ホルダ１２及び外枠２４と、内枠１１ａと外枠２４とを連結する連結アーム４１と、から主に構成される。
【００２７】
回転ドーム２１は、図２に示すように、板状のマウント治具２１ａとサポート部材２１ｂとが上下に組み合わせられて構成される。回転ドーム２１には、後述する基板ホルダ１２の外周よりも大きな直径を有する円形の取付開口部２１ｉが、円周方向に略４５度間隔で８箇所に形成されている。更に、取付開口部２１ｉの縁には取付治具２１ｈが固定されている。取付治具２１ｈは、断面クランク状を成し、回転ドーム２１と後述する遊星歯車用ベアリング２１ｆとの接続のため所定の高さをもってリング状に形成された部材である。
【００２８】
また、回転ドーム２１は、図１に示すように、中央に略円筒状であり上方に延出するドームホルダ２１ｇを有する。回転ドーム２１は、真空容器１０の略中央の上部に設けられた軸部材１６にドームホルダ２１ｇが嵌められることで、軸部材１６の中心軸と同軸である公転軸Ｒ１を中心に回転可能に支持されている。
また、回転ドーム２１は、図４に示すように、ネジ２５ｅによって公転歯車用ベアリング２１ｄの下側と固定されている。このため、回転ドーム２１の回転力は、公転歯車用ベアリング２１ｄの上側に固定された内枠１１ａには伝わらない。
【００２９】
なお、マウント治具２１ａは、接頭円錐状から成り基板ホルダ１２をマウントする部材であり、サポート部材２１ｂは、マウント治具２１ａと略同じ形状で形成されており、マウント治具２１ａを下方から支持する部材である。
【００３０】
内枠１１ａは、ドームホルダ２１ｇの外周側の近傍に配設されており、公転歯車用ベアリング２１ｄを介して回転ドーム２１上に支持されている。図３に示すように、内枠１１ａは、他の部位よりもドームホルダ２１ｇ側に突出する突出片４１ｂを一箇所に有する。突出片４１ｂに、後述する固定用ピストン部材４０の固定部４０ａが嵌ることによって、内枠１１ａ、及び内枠１１ａに連結された連結アーム４１及び外枠２４の回転を制限する。
【００３１】
図３に示すように、内枠１１ａと外枠２４とを連結する６本の連結アーム４１が内枠１１ａから放射状に均等に配設されている。
連結アーム４１は、図４に示すようにネジ２５ｆによって内側端部を内枠１１ａに固定され、公転歯車用ベアリング２１ｃを介して外側端部を回転ドーム２１上に回転自在に固定されている。具体的には、６本の連結アーム４１の外側端部のそれぞれは、公転歯車用ベアリング２１ｃの内輪側に固定された取付板２２にネジ２５ｄによって固定されている。それぞれの公転歯車用ベアリング２１ｃの外輪側は、回転ドーム２１の上面に載置されており、回転ドーム２１の回転に伴って回転する。つまり、回転ドーム２１上に配置された公転歯車用ベアリング２１ｃの内輪側に連結アーム４１が固定されていることで、連結アーム４１及び連結アーム４１に接続された外枠２４は、回転ドーム２１の回転力が伝わらずに下側から支持されることとなる。
【００３２】
固定用ピストン部材４０は、図１に示すように、シリンダ構造を有して下端に固定部４０ａを備え、図示せぬ制御部による制御によって油圧、水圧、気圧その他の外圧がかかることで固定部４０ａを伸縮させる。上記のように、固定部４０ａが突出片４１ｂに嵌ることによって、内枠１１ａ、及び内枠１１ａに連結された連結アーム４１及び外枠２４の回転を制限する。
【００３３】
基板ホルダ１２は、略円筒状であり、図４に示すように、回転ドーム２１上に遊星歯車用ベアリング２１ｆを介して自転軸Ｒ２を中心に回転自在に固定されている。より詳細には、基板ホルダ１２は、回転ドーム２１にボルトナット２５ａによって固定された取付治具２１ｈに、遊星歯車用ベアリング２１ｆを介して水平面から約５〜３０度傾いて支持されている。換言すると、基板ホルダ１２の中心である自転軸Ｒ２は、水平面及び公転軸Ｒ１に対して傾斜している。基板ホルダ１２は、後述する円筒状のホルダ本体３０とホルダ本体３０の外周面に係止する後述するスプロケット部材２３とを備える。
【００３４】
図１に示すサーボモータＭは、真空容器１０の外に配設されており、その出力軸が駆動歯車１７ａの中心に接続されている。駆動歯車１７ａは、真空容器１０内に配設されており、公転歯車１７ｂと噛み合っている。更に、公転歯車１７ｂ上に、回転ドーム２１を固定する位置決め台１８が固定されている。
つまり、サーボモータＭが駆動することによって、駆動歯車１７ａ及び位置決め台１８を介して回転ドーム２１を回転駆動させることとなる。この回転ドーム２１の回転運動は、後述する遊星歯車機構における公転運動に相当する。
【００３５】
蒸発源５０は、公知の成膜装置の一部であり、載せられた成膜材料を蒸発させる装置である。蒸発源５０は、真空容器１０内において、可搬型回転装置１１の下方であって、公転軸Ｒ１上ではない位置に配設されている。
このように、蒸発源５０が、公転軸Ｒ１からずれた位置に配設されていることで、基板ホルダ１２上にマウントされた被成膜基板１４に対して、斜めから成膜材料を入射させて成膜でき、平準な成膜を得ることができる。具体的には、上記のように、基板ホルダ１２は、公転軸Ｒ１を中心に公転するとともに、公転軸Ｒ１に対して傾斜した自転軸Ｒ２を中心に自転する。このため、公転軸Ｒ１からずれた位置に蒸発源５０が配設されていることによって、蒸発源５０から蒸発した成膜材料を斜めから被成膜基板１４に接触させて成膜することが可能となる。このため、被成膜基板１４が凹凸を有する場合にでも平準な成膜を得ることができる。
【００３６】
次に、図５、図６及び図７を参照して、遊星歯車機構の主要部である、スプロケット部材２３、外枠２４、ローラーチェーン２６及びホルダ本体３０について具体的に説明する。
ここで、図５Ａは、外枠２４を示す平面図、図５Ｂは、外枠２４を示す模式的な端面図である。また、図６Ａは、スプロケット部材２３を示す底面図、図６Ｂは、スプロケット部材２３の図６ＡのVIB-VIB断面を示す図、図６Ｃは、スプロケット部材２３の図６ＢのVIC-VIC断面を示す図である。更に、図７Ａは、ホルダ本体３０を示す平面図、図７Ｂは、ホルダ本体３０を示す図７ＡのVIIB-VIIB断面を示す図である。
【００３７】
外枠２４は、内枠１１ａよりも径方向外側に配設されている。また、外枠２４は、外周側から内周側にかけて上側に傾斜してリング状に形成された傾斜部２４ｃと、傾斜部２４ｃの均等な間隔で配された６箇所から外側に向かって略水平に突出する、上面視で略台形板状の取付部２４ａとから構成され、真空容器１０の内側面の近傍に配設されている。
【００３８】
傾斜部２４ｃは、具体的には、取付部２４ａに対して、５度から３０度程度傾斜して形成されている。また、傾斜部２４ｃには、貫通孔２４ｄが、その厚さ方向に貫通して、均等な間隔で約１００個程度形成されている。この貫通孔２４ｄに、後述するローラーチェーン２６がボルトナット２５ｂによって固定されることとなる。このように、傾斜部２４ｃに固定された後述するローラーチェーン２６は、公転軸Ｒ１に対して傾斜して固定されることとなる。
なお、貫通孔２４ｄは外枠２４にローラーチェーン２６を固定するためのものであり、その個数は任意である。
【００３９】
取付部２４ａは、外枠２４における連結アーム４１に取り付けられる部位であり、取付部２４ａの中央には、下側にザグリ面が形成されたザグリ穴２４ｂが形成されている。外枠２４は、ザグリ穴２４ｂに下側から通されるネジ２５ｃによって、連結アーム４１の外側の端部に締結されている。
【００４０】
ローラーチェーン２６は、図３及び図４に示すように、内リンク２６ａ及び外リンク２６ｂのそれぞれ一対が交互に組み合わされて構成されている。内リンク２６ａは、外周側である外枠２４側に一部が延在しており、ボルトナット２５ｂによって、取付部２４ａに固定されている。
【００４１】
一対の内リンク２６ａと外リンク２６ｂとの間には、図示せぬ筒状のピン、ブッシュ及びローラが同芯状に組み付けられており、図示せぬローラの間に後述するスプロケット部材２３のスプロケット２３ｉが入り込んで噛み合うこととなる。ローラーチェーン２６は、その構成によりフレキシブル性が高いため、後述するスプロケット部材２３との噛み合わせが深くなる。このスプロケット部材２３とローラーチェーン２６との噛み合わせは、互いに傾斜した平歯車同士の噛み合わせよりも深く噛み合うため、基板ホルダ１２に発生する振動を抑制することができる。
上記のように、外枠２４に固定されたローラーチェーン２６は、連結アーム４１及び内枠１１ａと一体的に固定用ピストン部材４０によって固定されていることで、遊星歯車機構における外周に配置された固定歯車として機能することとなる。
【００４２】
スプロケット部材２３は、図６に示すように、ホルダ本体３０の外周に係止して、遊星歯車機構の遊星歯車の歯部を構成するスプロケット２３ｉを備える部材である。スプロケット部材２３は、略円筒状に形成され炭素鋼から成る。より詳細には、スプロケット部材２３は、下側にあるリング状の下枠部２３ａと、上側にあるリング状の上枠部２３ｃと、下枠部２３ａと上枠部２３ｃとを連結する中間部２３ｂと、上枠部２３ｃの外周に固定されたスプロケット２３ｉとから構成される。
【００４３】
下枠部２３ａは、スプロケット部材２３を位置決めするため、錐もみによって形成されたＶ字状の有底穴２３ｈを外周に６箇所有する。
中間部２３ｂには、軽量化のため、後述する案内溝２３ｅの間に矩形状の貫通孔である切欠き２３ｄが形成されている。また、中間部２３ｂは、後述する案内溝２３ｅが形成されることによる薄肉部による強度低下を補うように、下枠部２３ａよりも外側に厚く形成されている。
【００４４】
上枠部２３ｃは、下枠部２３ａと略同じ形状を有する。また、上枠部２３ｃの内周面から中間部２３ｂの内周面であって隣接する切欠き２３ｄの間を通るＬ字状の案内溝２３ｅが形成されている。具体的には、案内溝２３ｅは、上枠部２３ｃから中間部２３ｂに延在する挿入部２３ｆと、挿入部２３ｆに連なって形成され、挿入部２３ｆの下端から略直角に屈曲して形成された係止部２３ｇと、から形成されている。
このように形成された案内溝２３ｅは、ホルダ本体３０の後述するスプロケット部材２３の内側への挿入をガイドするともに、スプロケット部材２３とホルダ本体３０とが分離することを回避するためのものである。この案内溝２３ｅの機能の詳細については後述する。
【００４５】
上枠部２３ｃの外周にはスプロケット２３ｉが固定されている。具体的には、スプロケット２３ｉは、その先端部が放射状に外側に向くように上枠部２３ｃの外周に固定されている。このスプロケット２３ｉが、回転ドーム２１の公転の際にローラーチェーン２６に噛み合って、ローラーチェーン２６からトルクが付加されることでスプロケット部材２３が自転することとなる。
【００４６】
図７に示すホルダ本体３０は、被成膜基板１４をマウントするための部材であり、ステンレス製の材料から成り、遊星歯車機構の遊星歯車の本体部を構成する部材である。ホルダ本体３０は、略円筒状の形状を有するベース部３０ａと、ベース部３０ａから突出する突出フランジ３０ｂ、突出片３０ｃ及び係止壁３０ｄとから構成される。
【００４７】
突出フランジ３０ｂは、マウントされる被成膜基板１４を下側から支持する機能を有し、ベース部３０ａの下端にあり、円周方向において均等な配置にある３箇所から内側に突出して形成されている。突出フランジ３０ｂは、略扇形をなし、円周方向の長さの方が径方向の長さよりも長く、また、上面よりも下面の方の突出量が大きくなるように形成されている。突出片３０ｃによるスプロケット部材２３を係止する機能については後述する。
【００４８】
突出片３０ｃは、スプロケット部材２３を係止する機能を有し、円柱状に形成されている。突出片３０ｃは、ベース部３０ａの上下方向の中央よりも下側に配置されており、３個の突出フランジ３０ｂそれぞれの中央上方に１個ずつ、溶接により接合されている。
【００４９】
係止壁３０ｄは、スプロケット部材２３に係止して、スプロケット部材２３の上方への移動を制限する機能を有し、ベース部３０ａの全外周から突出片３０ｃよりも小さい突出量で突出して形成されている。このような突出量で形成されていることで、スプロケット部材２３にホルダ本体３０を組み付ける際の妨げになることを回避することができる。
【００５０】
突出片３０ｃによるスプロケット部材２３を係止する機能について具体的に説明する。ホルダ本体３０をスプロケット部材２３の内側に取り付ける際に、挿入部２３ｆに突出片３０ｃが通ることよって、その挿入がガイドされる。更に、突出片３０ｃが挿入部２３ｆの末端に至るまで、ホルダ本体３０を挿入した後、ホルダ本体３０を係止部２３ｇの延在方向に回転させると、突出片３０ｃが係止部２３ｇ側に移動する。この状態においては、突出片３０ｃは、係止部２３ｇの上下縁によってその移動が制限されることとなる。
このように、基板ホルダ１２の回転方向に対して外れないＬ字状の溝で案内溝２３ｅが形成されているため、ホルダ本体３０とスプロケット部材２３との取付状態は維持される。つまり、突出片３０ｃが挿入部２３ｆ側に移動するように、意図的にホルダ本体３０を回動させない限り、ホルダ本体３０はスプロケット部材２３から分離することはない。
【００５１】
なお、突出片３０ｃと案内溝２３ｅとの形状の関係性は逆であってもよい。つまり、突出片３０ｃの代わりに、第１の溝部としてのＬ字状の溝がホルダ本体３０側に形成され、当該溝にガイドされる第２の突出部としての突起がスプロケット部材２３側に形成されたものを用いるようにしてもよい。
このようにスプロケット部材２３とホルダ本体３０とが形成されている場合であっても、スプロケット部材２３に形成された突起がホルダ本体３０に形成されたＬ字状の溝にガイドされ、上記と同様にホルダ本体３０をスプロケット部材２３に対して回動させた位置でホルダ本体３０とスプロケット部材２３とが係止するようにできる。このようにすれば、上記と同様にホルダ本体３０がスプロケット部材２３から分離することを好適に回避できる。
【００５２】
次に、上記のように構成された可搬型回転装置１１を備える真空蒸着装置１の動作について説明する。
図示せぬ制御部がサーボモータＭを駆動すると、サーボモータＭの出力トルクによって駆動歯車１７ａが回転し、駆動歯車１７ａに噛み合う公転歯車１７ｂが回転することとなる。公転歯車１７ｂが回転すると、公転歯車１７ｂに位置決め台１８と共に固定された回転ドーム２１が公転軸Ｒ１を中心に回転する。
一方、回転ドーム２１が回転した場合であっても、回転ドーム２１に公転歯車用ベアリング２１ｄを介して接続され、固定用ピストン部材４０によって固定されている内枠１１ａは回転しない。また、内枠１１ａにネジ２５ｆによって連結され、回転ドーム２１に公転歯車用ベアリング２１ｃを介して接続された連結アーム４１も回転しない。そして、内枠１１ａに連結アーム４１を介して連結された外枠２４も回転しない。更に、外枠２４に固定されたローラーチェーン２６も回転しないこととなり、ローラーチェーン２６は、遊星歯車機構の外側固定歯車として機能することとなる。
つまり、回転ドーム２１に遊星歯車用ベアリング２１ｆを介して接続された基板ホルダ１２は、回転ドーム２１の公転運動に伴って、ローラーチェーン２６に噛み合って自転運動することとなる。
【００５３】
このようにして、遊星歯車機構が実現されるために、基板ホルダ１２上に取り付けられた被成膜基板１４を偏りなく変位させることができ、成膜後の膜厚を平準化することが可能となる。
【００５４】
なお、スプロケット部材２３とホルダ本体３０とは、別体で構成されているものとして説明したが、本発明はこのような構成に限定されず、一体的に構成されるものでもよい。
また、ホルダ本体３０の突出片３０ｃも溶接によってベース部３０ａに接合されているものに限定されず、一体的に形成されていてもよい。
その他、本実施形態においては、内枠１１ａを固定用ピストン部材４０によって固定するものとして説明したが、ローラーチェーン２６に接続された部材の一部を固定できればよく、例えば連結アーム４１を固定するようなものや、連結アーム４１若しくは外枠２４、又は公転歯車用ベアリング２１ｃの内輪側を固定するようなものでもよい。
【００５５】
また、真空蒸着装置１における可搬型回転装置１１は、位置決め台１８上の固定を解除するようにすれば、他の可搬型回転装置に取り替えることが可能である。例えば、図８に示すような遊星歯車機構を具備しない既存の可搬型回転装置５１に取り替えることも可能である。
このように、可搬型回転装置１１は、位置決め台１８上の固定を解除するようにすれば、容易に取り替えることが可能であり、遊星歯車機構が不要である場合、又は不具合が生じてメンテナンスが必要になった場合等に、既存の可搬型回転装置５１を有効利用して成膜処理を行うことが可能である。その他、反転用の可搬型回転装置に取り替える場合にも、容易に可搬型回転装置１１を取り外すことができるため利便性が良い。
【００５６】
上記実施形態に係る可搬型回転装置１１は、遊星歯車機構における固定歯車としてのローラーチェーン２６、及び遊星歯車としての基板ホルダ１２が可搬型回転装置１１に取り付けられている。このため、既存の装置の真空容器１０に何の治具も取り付けずに、可搬型回転装置１１を交換することのみによって遊星歯車機構を備える真空蒸着装置１に改造することができ、作業性が良好である。
更に、可搬型回転装置１１自体が遊星歯車機構を備えるために、別部品である図示せぬ運搬機構のフレーム等によって遊星歯車機構が構成されるわけではなく、図示せぬ運搬機構を可搬する図示せぬ台車等の設備が必要ではない。このため、大気暴露の対象物を可搬型回転装置１１のみに制限することができ、排気口１５への真空再排気時に有利である。
【００５７】
また、可搬型回転装置１１によれば、汎用のローラーチェーン２６を利用して傾斜した基板ホルダ１２を遊星歯車とする遊星歯車機構を実現できるため、製造効率を高めることができる。
更に、ローラーチェーン２６とスプロケット部材２３との噛み合わせによって基板ホルダ１２を自転させる構成によれば、ローラーチェーン２６のフレキシブル性により、動作抵抗を低く抑えることができるため、サーボモータＭの駆動負荷を抑えることができ、サーボモータＭの容量を抑えることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態に係る可搬型回転装置１１においては、回転ドーム２１の半径方向に遊星歯車を構成する基板ホルダ１２が１列のみ配設された構成であったが、本発明はこの構成に限定されない。次に、第２の実施形態に係る可搬型回転装置６１として、回転ドーム７１の半径方向に２列の内側基板ホルダ６２ａ、外側基板ホルダ６２ｂを備える構成について図９を参照して説明する。図９は、他の実施形態に係る可搬型回転装置６１周りを示す概念図である。
なお、上記実施形態と同じものには同じ符号を付して説明を省略し、上記実施形態との相違点について詳細に説明する。
【００５９】
第２の実施形態に係る可搬型回転装置６１は、回転ドーム７１の半径方向に２列の内側基板ホルダ６２ａ、外側基板ホルダ６２ｂを備える。回転ドーム７１の半径方向内側の内側基板ホルダ６２ａは、後述する連結アーム６３の中間アーム６３ａの内側（ドームホルダ２１ｇ側）に固定されたローラーチェーン６４ｂと噛み合うように配設されている。
【００６０】
内側基板ホルダ６２ａ及び外側基板ホルダ６２ｂは、可搬型回転装置１１に係る基板ホルダ１２の回転ドーム２１への取り付け方と同様に、回転ドーム７１に取り付けられている。
【００６１】
連結アーム６３は、第１の実施形態に係る連結アーム４１に比して、中央に固定されて回転ドーム７１側である下方に延在する中間アーム６３ａを備える点で異なる。
中間アーム６３ａの下端部には中枠１１ｂが固定されている。中枠１１ｂは、傾斜部２４ｃと平行な傾斜で形成されて、傾斜部６４ａを構成している。傾斜部６４ａにローラーチェーン６４ｂが、傾斜部２４ｃにローラーチェーン２６が取り付けられる構成と同様に取り付けられている。
つまり、ローラーチェーン６４ｂは、中間アーム６３ａと接続された連結アーム６３、及び連結アーム６３に固定された突出片４１ｂと一体的に構成されている。このため、ローラーチェーン６４ｂは、固定用ピストン部材４０によって４１ｂを固定されることによって、回転ドーム７１の公転によって動作せず、内側基板ホルダ６２ａに係る遊星歯車機構の外側固定歯車として機能することとなる。
このようにして、内側基板ホルダ６２ａ、外側基板ホルダ６２ｂは、遊星歯車機構を半径方向２列で構成できることとなる。
【００６２】
上記において、ローラーチェーン６４ｂは、中間アーム６３ａの内側に固定されて、内側基板ホルダ６２ａと噛み合う構成について説明した。この構成は内側基板ホルダ６２ａの自転速度を早くできる点で好適であるが、例えば、ローラーチェーン６４ｂを、中間アーム６３ａの外側に固定し、ローラーチェーン６４ｂよりも回転ドーム７１の半径方向外側に配置された内側基板ホルダ６２ａに噛み合わせる構成にしてもよい。
【００６３】
上記第２の実施形態に係る可搬型回転装置６１によれば、内側基板ホルダ６２ａと外側基板ホルダ６２ｂとを径方向に２列備えるため、同じ大きさの基板ホルダ１２を１列のみ備えるものと比べて、より多くの被成膜基板１４を可搬型回転装置上に搭載することができる。このため、成膜基板を生成する能力が向上し、コストパフォーマンスが向上する。
また、本実施例に係る内側基板ホルダ６２ａと外側基板ホルダ６２ｂとを備える可搬型回転装置６１は、２列分の大きさの基板ホルダを備えるものに対して、基板ホルダの径を小さくできる分、自転時の内側と外側との周速度の差を小さくすることができ、平準化を好適に行うことができる。
【００６４】
上記実施形態においては、１列に８個の基板ホルダを備える可搬型回転装置の例を説明したが、その個数又は列数は必要に応じて任意の数に変更可能なことはもちろんである。
【００６５】
また、上記実施形態においては、成膜装置として真空蒸着法を用いる真空蒸着装置について説明したが、本発明は真空蒸着装置に限定されず、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の他の方法を用いる成膜装置に適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  真空蒸着装置
１０  真空容器
１１  可搬型回転装置
１１ａ  内枠
１１ｂ  中枠
１２  基板ホルダ
１４  被成膜基板
１５  排気口
１６  軸部材
１７ａ  駆動歯車
１７ｂ  公転歯車
１８  位置決め台
１９  上蓋
２１  回転ドーム
２１ａ  マウント治具
２１ｂ  サポート部材
２１ｃ、２１ｄ  公転歯車用ベアリング
２１ｅ  スチールボール
２１ｆ  遊星歯車用ベアリング
２１ｇ  ドームホルダ
２１ｈ  取付治具
２１ｉ  取付開口部
２２  取付板
２３  スプロケット部材
２３ａ  下枠部
２３ｂ  中間部
２３ｃ  上枠部
２３ｄ  切欠き
２３ｅ  案内溝
２３ｆ  挿入部
２３ｇ  係止部
２３ｈ  有底穴
２３ｉ  スプロケット
２４  外枠
２４ａ  取付部
２４ｂ  ザグリ穴
２４ｃ  傾斜部
２４ｄ  貫通孔
２５ａ、２５ｂ  ボルトナット
２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ  ネジ
２６  ローラーチェーン
２６ａ  内リンク
２６ｂ  外リンク
２７  公転用レール
３０  ホルダ本体
３０ａ  ベース部
３０ｂ  突出フランジ
３０ｃ  突出片
３０ｄ  係止壁
４０  固定用ピストン部材
４０ａ  固定部
４１  連結アーム
４１ａ  リング
４１ｂ  突出片
５０  蒸発源
５１、６１  可搬型回転装置
６２ａ  内側基板ホルダ
６２ｂ  外側基板ホルダ
６３  連結アーム
６３ａ  中間アーム
６４ａ  傾斜部
６４ｂ  ローラーチェーン
７１  回転ドーム
Ｍ  サーボモータ
Ｒ１  公転軸
Ｒ２、Ｒ３  自転軸
【図１】
2015229779.tif 000003
【図２】
2015229779.tif 000004
【図３】
2015229779.tif 000005
【図４】
2015229779.tif 000006
【図５Ａ】
2015229779.tif 000007
【図５Ｂ】
2015229779.tif 000008
【図６Ａ】
2015229779.tif 000009
【図６Ｂ】
2015229779.tif 000010
【図６Ｃ】
2015229779.tif 000011
【図７Ａ】
2015229779.tif 000012
【図７Ｂ】
2015229779.tif 000013
【図８】
2015229779.tif 000014
【図９】
2015229779.tif 000015