(57)【要約】【課題】  従来よりも多くの被処理物を１度に処理する。【解決手段】  この発明に係る表面処理装置１０によれば、各被処理物２８，２８，…をプラズマ領域６４に送り込むための公転ユニット３２に複数のホルダユニット３４，３４，…が取り付けられ、これら複数のホルダユニット３４，３４，…のそれぞれに複数の被処理物２８，２８，…が取り付けられる。これにより、従来よりも多くの被処理物２８，２８，…を１度に設置することができる。そして、公転ユニット３２内の大回転板，それぞれのホルダユニット３４内の小回転板，およびそれぞれの被処理物２８を保持するホルダ４０、の各回転数が適切に設定されることで、各被処理物２８，２８，…に対して均一に表面処理が施されると共に、個々の被処理物２８に対してもその表面全体にわたって均一に表面処理が施される。【選択図】        図１
2008266681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽内に形成されたプラズマ領域内を順次通過させながら該プラズマ領域内で複数の被処理物のそれぞれに所定の表面処理を施す表面処理装置において、
自軸を中心に回転する第１回転板と、
上記第１回転板に該第１回転板と同心の第１円に沿って設けられ自軸を中心に回転する複数の第２回転板と、
上記複数の第２回転板毎にそれぞれの該第２回転板と同心の第２円に沿って設けられ自軸を中心に回転すると共に上記複数の被処理物を１つずつ保持する複数の保持具と、
を具備し、
上記第１回転板が回転することによって上記複数の被処理物が上記プラズマ領域内を順次通過し、
上記複数の第２回転板のそれぞれは自身に属する上記被処理物が上記プラズマ領域内を通過する期間中に１回以上回転し、
上記複数の保持具のそれぞれの単位時間当たりの回転数は上記複数の第２回転板のそれぞれの単位時間当たりの回転数以上であること、
を特徴とする、表面処理装置。
【請求項２】
上記複数の第２回転板のそれぞれは自身に属する上記被処理物が上記プラズマ領域内を通過する期間中に略整数回回転する、請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
上記第１回転板と上記複数の第２回転板と上記複数の保持具とのそれぞれの回転軸は互いに平行を成す、請求項１または２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
上記それぞれの回転軸は水平方向に沿って延伸し、
上記プラズマ領域は上記第１回転板の上記回転軸よりも上方の空間に形成される、
請求項３に記載の表面処理装置。
【請求項５】
上記複数の被処理物のそれぞれは棒状部分を有し、
上記複数の保持具のそれぞれは上記棒状部分が嵌入されることによって上記被処理物を保持するソケット状の嵌入部を有する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理装置に関し、特に、真空槽内に形成されたプラズマ領域内を順次通過させながら当該プラズマ領域内で複数の被処理物のそれぞれに所定の表面処理を施す、表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表面処理装置として、従来、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来技術は、いわゆるイオンプレーティング法により被処理物の表面に被膜を生成するものであり、具体的には、内部が排気される真空槽を備えている。そして、この真空槽内の中央部付近に、被膜の材料となる蒸発材料が充填された蒸発源が設けられている。さらに、この蒸発源を通る水平軸を中心として回転する円盤状プレートが設けられており、この円盤状プレートの外周部分に当該外周に沿って等間隔に複数の基板ホルダが設けられている。そして、これら複数の基板ホルダのそれぞれに、被処理物としての基板が１つずつ取り付けられる。併せて、蒸発源の上方であって、最上部にある基板よりも下方の位置に、互いに距離を置いて１対の磁極が設けられている。そして、これら１対の磁極で挟まれた空間に、熱電子放出用カソードとアノードとが互いに対向して設けられている。
【０００３】
このように構成された従来技術によれば、熱電子放出用カソードが通電されると、当該熱電子放出用カソードから熱電子が放出される。そして、アノードが通電されると、当該アノードに向かって熱電子が加速される。この加速過程において、熱電子は、真空槽内の気体粒子と衝突し、この衝突エネルギによって、気体粒子が放電して、プラズマが発生する。さらに、プラズマは、１対の磁極から発せられる磁界によって、これら１対の磁極で挟まれた空間に閉じ込められる。この結果、当該空間に、高密度なプラズマ領域が形成される。そして、蒸発源に充填された蒸発材料が加熱されて蒸発すると、蒸発した蒸発材料はプラズマ領域内でイオン化される。
【０００４】
この状態で、円盤状プレートが回転すると、当該円盤状プレートの外周に沿って設けられた各基板が、蒸発源の周りを回転し、言わば公転する。この公転によって、各基板は、蒸発源の上方に形成されたプラズマ領域内を順次通過する。そして、このプラズマ領域内を通過しているときに、当該プラズマ領域内のイオン化された蒸発材料が基板の表面に衝突することで、当該基板の表面に被膜が生成される。さらに、それぞれの基板は、円盤状プレートに設けられた自転機構によって、自身を中心に回転し、言わば自転する。この自転によって、それぞれの基板の表面全体にわたって均一な成膜処理が施される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０５６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の従来技術を含む表面処理装置においては、特に量産性が要求される用途においては、１度に処理可能な被処理物の数（１バッチ当たりの処理数）が多いほど、好都合である。従来技術では、円盤状プレートの外周に沿って基板が１列に配置されるので、当該１バッチ当たりの処理数は、主に、円盤状プレートの直径および各基板間の距離によって決まり、具体例として、最大で７２個の基板を処理可能な構成が開示されている（図１参照）。しかしながら、近年は、これよりもさらに多くの処理数に対応できる表面処理装置の開発が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、従来よりもさらに多くの被処理物を処理することができる表面処理装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、真空槽内に形成されたプラズマ領域内を順次通過させながら当該プラズマ領域内で複数の被処理物のそれぞれに所定の表面処理を施す表面処理装置において、自軸を中心に回転する第１回転板と、この第１回転板に当該第１回転板と同心の第１円に沿って設けられ自軸を中心に回転する複数の第２回転板と、これら複数の第２回転板毎にそれぞれの当該第２回転板と同心の第２円に沿って設けられ自軸を中心に回転すると共に被処理物を１つずつ保持する複数の保持具と、を具備する。そして、第１回転板が回転することによって各被処理物がプラズマ領域内を順次通過する。つまり、当該第１回転板が回転することによる各被処理物の軌道中の一部に、プラズマ領域が形成されている。そして、それぞれの第２回転板は、自身に属する被処理物、具体的には保持具を介して自身に取り付けられた被処理物、がプラズマ領域内を通過する期間中に、１回以上回転する。さらに、それぞれの保持具の単位時間当たりの回転数は、それぞれの第２回転板の単位時間当たりの回転数以上であること、を特徴とするものである。
【０００９】
即ち、本発明では、第１回転板に、当該第１回転板と同心の第１円に沿って、複数の第２回転板が設けられている。そして、それぞれの第２回転板に、当該第２回転板と同心の第２円に沿って、複数の保持具が設けられており、これら複数の保持具のそれぞれに、被処理物が１つずつ取り付けられる。ここで、第１回転板が回転すると、それぞれの第２回転板が、当該第１回転板の回転軸を中心として回転する。これに伴い、それぞれの第２回転板に属する各被処理物もまた、第１回転板の回転軸を中心として回転する。これにより、各被処理物は、プラズマ領域内を順次通過すると共に、当該プラズマ領域内で所定の表面処理を施される。このように、本発明では、プラズマ領域内に各被処理物を送り込むための第１回転板に複数の第２回転板が設けられ、これら複数の第２回転板のそれぞれに複数の保持具を介して当該各被処理物が取り付けられるので、プラズマ領域内に各基板を送り込むための円盤状プレートに基板ホルダを介して言わば直接当該各基板が取り付けられるという上述した従来技術に比べて、１度に設置することのできる被処理物の数を増やすことができる。
【００１０】
ただし、単に、第１回転板の回転によって各被処理物がプラズマ領域内に送り込まれるだけでは、当該各被処理物に対して均一に表面処理が施されない。それゆえに、本発明では、それぞれの第２回転板も、自軸を中心に回転する。これに伴い、それぞれの第２回転板に属する各被処理物もまた、当該第２回転板の回転軸を中心に回転する。しかも、それぞれの第２回転板は、自身に属する各被処理物がプラズマ領域内を通過する期間中に、１回以上回転する。言い換えれば、それぞれの第２回転板に属する各被処理物は、プラズマ領域内を通過する期間中に、当該第２回転板の回転軸を中心に１回以上回転する。これにより、各被処理物に対して均一に表面処理が施される。
【００１１】
さらに、それぞれの保持具もまた、自軸を中心に回転する。そして、この保持具の回転に伴って、それぞれの被処理物自身も、回転し、言わば自転する。併せて、この被処理物の単位時間当たりの自転数は、それぞれの第２回転板の同単位時間当たりの回転数以上とされている。つまり、それぞれの被処理物は、プラズマ領域内を通過する期間中に、１回以上自転する。これにより、それぞれの被処理物単体においても、その表面全体にわたって均一に表面処理が施される。
【００１２】
なお、好ましくは、それぞれの第２回転台は、自身に属する各被処理物がプラズマ領域内を通過する期間中に、略整数回回転するものとする。このようにすれば、当該各被処理物に対してより均一に表面処理を施すことができる。
【００１３】
また、第１回転台と各第２回転台と各保持具とのそれぞれの回転軸は、互いに平行を成すものとしてもよい。このようにすれば、これら第１回転台と各第２回転台と各保持具とを含む表面処理装置全体を、比較的に簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００１４】
この場合、第１回転台と各第２回転台と各保持具とのそれぞれの回転軸は、水平方向に沿って延伸するものとしてもよい。そして、第１回転台の回転軸よりも上方の空間に、プラズマ領域が形成されてもよい。
【００１５】
さらに、本発明における被処理物としては、例えば切削刃を有する棒状工具やシャフトのような概略棒状のもの、若しくは少なくとも棒状部分を有するもの、がある。この場合、それぞれの保持具は、当該棒状部分が嵌入されることによって被処理物を保持するソケット状の嵌入部を有するのが、望ましい。このような保持具を採用することで、当該保持具（嵌入部）に対する被処理物の着脱が容易になり、ひいてはこの着脱作業を含む一連の作業効率が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明によれば、プラズマ領域内に各被処理物を送り込むための第１回転板に複数の第２回転板が設けられ、これら複数の第２回転板のそれぞれに複数の保持具を介して当該各被処理物が取り付けられるので、プラズマ領域内に各基板を送り込むための円盤状プレートに基板ホルダを介して直接当該各基板が取り付けられるという上述した従来技術に比べて、１度に設置することのできる被処理物の数を増やすことができる。しかも、このように被処理物の数が増えても、各被処理物に対して均一に表面処理が施されると共に、それぞれの被処理物単体においてもその表面全体にわたって均一に表面処理が施される。つまり、従来よりもさらに多くの被処理物を１度に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る表面処理装置１０は、イオンプレーティング法を採用するものであり、図１〜図３に示すように、概略円筒形の真空槽１２を有している。なお、図１は、表面処理装置１０の内部を正面から見た図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１９】
真空槽１２は、その周壁１３を水平方向に沿わせた状態で配置されている。そして、この真空槽１２の前方側は、周壁１３に対して着脱可能な概略円板状の前方壁１４によって閉鎖されており、後方側も、当該周壁１３に対して着脱可能な概略円板状の後方壁１６によって閉鎖されている。これら周壁１３，前方壁１４および後方壁１６を含む真空槽１２は、金属製、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４）製、とされており、電気的には、基準電位としての接地電位に接続されている。また、真空槽１２の内部は、図示しない排気手段としての真空ポンプによって排気される。
【００２０】
真空槽１２内の略中央には、蒸発源１８が配置されている。この蒸発源１８は、被膜の材料となる蒸発材料２０が収容される坩堝２２と、当該蒸発材料２０を加熱するための材料加熱手段、例えば電子銃２４と、を備えている。電子銃２４は、真空槽１２の外部にある図示しない電子銃用電源装置から所定の直流電力が供給されることによって、電子ビームを発射する。そして、この電子ビームが蒸発材料２０に照射されることで、当該蒸発材料２０が加熱される。
【００２１】
また、蒸発源１８の下方近傍に、基板・槽内加熱手段としてのヒータ２６が配置されている。このヒータ２６は、真空槽１２の外部に設けられている図示しないヒータ用電源装置から所定の交流電力が供給されることで、発熱する。そして、この発熱エネルギによって、真空槽１２内が加熱され、特に被処理物２８，２８，…が加熱される。
【００２２】
被処理物２８，２８，…は、蒸発源１８の周りを取り囲むように配置される。具体的には、真空槽１２の後方壁１６の内側に、第１回転板としての円板状の大回転板３０を含む公転ユニット３２が設けられている。大回転板３０は、自軸３３を真空槽１２の中心軸に一致させた状態で設けられており、この大回転板３０の周縁近傍に、当該周縁に沿って等間隔に、複数個、例えば３６個、のホルダユニット３４，３４，…が設けられている。さらに、それぞれのホルダユニット３４は、第２回転板としての円板状の小回転板３６を有している。この小回転板３６は、自軸３８が大回転板３０の回転軸３３と平行を成すように設けられており、この小回転板３６の周縁近傍に、当該周縁に沿って等間隔に、複数個、例えば６個、の保持具としてのホルダ４０，４０，…が設けられている。そして、それぞれのホルダ４０に、被処理物２８が１つずつ取り付けられる。なお、本実施形態では、被処理物２８として、例えば高速度鋼（ＳＫＨ５１）を母材とする切削刃を有する棒状工具が用いられる。そして、それぞれの被処理物２８は、真空槽１２の中心軸（大回転板３０の回転軸）３３と略平行を成して延伸するように取り付けられる。
【００２３】
大回転板３０は、真空槽１２の外部にある原動機、例えばモータ４２、の動力によって、図２および図３のそれぞれに矢印４４で示すように、自軸３３を中心に回転する。これによって、各被処理物２８，２８，…は、図１に矢印４６で示すように、蒸発源１８の周囲を回転し、言わば公転する。そして、この大回転板３０の回転運動を利用して、それぞれの小回転板３６が、図２に矢印４７で示すように、自軸３８を中心に回転する。これに伴い、それぞれの小回転板３６に属する各被処理物２８，２８，…もまた、当該小回転板３６の回転軸３８を中心として回転する。さらに、この小回転板３６の回転運動を利用して、それぞれのホルダ４０が、図３に矢印４８で示すように、自身を通る水平軸５０を中心に回転する。この水平軸５０は、それぞれのホルダ４０に取り付けられている被処理物２８の中心軸と略一致する。従って、それぞれの被処理物２８は、自身の中心軸（水平軸）５０を中心に回転し、言わば自転する。なお、これら大回転板３０の回転，当該大回転板３０の回転運動を利用しての各小回転板３６，３６，…の回転、および当該各小回転板３６，３６，…の回転運動を利用しての各被処理物２８，２８，…の自転、を実現するための機構については、後で詳しく説明する。
【００２４】
さらに、蒸発源１８よりも上方であって、最上部にある被処理物２８よりも下方の位置に、陰極電極としてのフィラメント５１と、陽極電極としてのアノード５２とが、互いに距離を置いて設けられている。
【００２５】
このうち、フィラメント５１は、直線状のタングステン製ワイヤであり、真空槽１２の中心軸３３と略平行を成して延伸するように設けられている。そして、このフィラメント５１には、真空槽１２の外部にある陰極電力供給手段としてのフィラメント用電源装置５３から、陰極電力としての交流のフィラメント電力Ｅｆが供給される。また、このフィラメント電力Ｅｆには、直流の負電圧であるフィラメントバイアス電圧Ｖｆｂが重畳される。このため、フィラメント用電源装置５３の接地端子と接地電位との間に、当該フィラメントバイアス電圧Ｖｆｂを生成する陰極バイアス供給手段としてのフィラメントバイアス用電源装置５４が、接続されている。
【００２６】
一方、アノード５２は、概略長尺状のものであり、例えばモリブデン（Ｍｏ）製とされている。そして、このアノード５２は、真空槽１２の中心軸３３を含む垂直面に対して、フィラメント５１と略面対称（共役）に設けられている。具体的には、一方主面をフィラメント５１側に向け、厳密には後述する理由により少し斜め上方に向け、かつ当該一方主面をフィラメント５１と平行にし、さらに真空槽１２の中心軸３３と略平行を成して延伸するように、設けられている。そして、このアノード５２には、真空槽１２の外部にある陽極電力供給手段としてのアノード用電源装置５５から、陽極電力としての直流のアノード電圧Ｖａが印加される。なお、アノード電圧Ｖａは、正電圧である。
【００２７】
さらに、これらフィラメント５１およびアノード５２を間に挟んだ状態で、磁界発生手段としての１対の細長い直方体状の磁界発生器５６および５７が設けられている。具体的には、各磁界発生器５６および５７は、それぞれの一側面を互いに対向させると共に、真空槽１２の中心軸３３に沿う方向に延伸するように、つまりフィラメント５１およびアノード５２と平行を成して延伸するように、設けられている。そして、各磁界発生器５６および５７には、互いに対向し合う一側面が互いに異なる磁極（Ｎ極およびＳ極）となるように、図示しない永久磁石が内蔵されている。これによって、各磁界発生器５６および５７で挟まれた空間、つまりフィラメント５１およびアノード５２が配置されている空間、に磁界が発生する。
【００２８】
そして、この磁界の発生領域を拡張するべく、各磁界発生器５６および５７は、互いに対向し合う一側面を少し斜め上方に向けた状態で設けられている。そして、このうちのアノード５２側に配置されている磁界発生器５７の傾きに合わせて、当該アノード５２も上述の如く斜めに傾けられている。さらに、この磁界の発生領域をより一層拡張するべく、各磁界発生器５６および５７の外側面に、当該外側面よりも少し面積の大きい平板状のヨーク５８および５９が設けられている。
【００２９】
また、これらの磁界発生器５６および５７が設けられている位置よりも下方であって、蒸発源１８よりも上方の位置に、ガス導入手段としてのガス導入管６０が設けられている。そして、このガス導入管６０を介して、真空槽１２内に、放電用ガスとしてのアルゴンガスが導入される。また、必要に応じて、被膜の材料となる材料ガスも、このガス導入管６０を介して、真空槽１２内に導入される。そして、真空槽１２の外部には、ガス導入管６０内を流れるガスの流量を調整するための流量調整手段、例えばマスフローコントローラ６１、が設けられている。
【００３０】
さらに、それぞれの被処理物２８には、これを保持するホルダ４０を含む自転ユニット３４および公転ユニット３２を介して、真空槽１２の外部にある基板バイアス供給手段としての高周波電源装置６２から、周波数が１３．５６［ＭＨｚ］という高周波の基板バイアス電力Ｅｂが供給される。なお、この高周波電源装置６２とその負荷側とのインピーダンスを整合させるために、当該高周波電源装置６２と負荷側（公転ユニット３２）との間にマッチングボックス６３が設けられている。また、被処理物２８や被膜の材質によっては、基板バイアス電力Ｅｂとして、バイポーラパルス電力や直流電力を採用してもよい。この場合、高周波電源装置６２に代えて適宜の電源装置が用いられると共に、マッチングボックス６３は不要となる。
【００３１】
このように構成された表面処理装置１０によれば、例えば、それぞれの被処理物２８の表面にアルゴンイオンを照射することによって当該被処理物２８の表面を洗浄するといういわゆる放電洗浄処理と、この放電洗浄処理後の被処理物２８の表面に被膜を生成するという成膜処理と、を連続して行うことができる。
【００３２】
具体的には、それぞれのホルダ４０に被処理物２８が取り付けられた状態で、上述した真空ポンプによって真空槽１２内が排気される。そして、ヒータ２６によって、それぞれの被処理物２８を含む真空槽１２内が加熱された後、当該真空槽１２内にガス導入管６０を介してアルゴンガスが導入される。この状態で、フィラメント５１に対してフィラメント用電源装置５３からフィラメント電力Ｅｆが供給されると、当該フィラメント５１が加熱されて、熱電子を放出する。そして、アノード５２に対してアノード用電源装置５５からアノード電圧Ｖａが印加されると、熱電子は、当該アノード５２に向かって加速される。この加速過程において、熱電子は、アルゴンガスの粒子に衝突し、この衝突エネルギによって、アルゴンガス粒子が放電して、プラズマが発生する。併せて、フィラメント電力Ｅｆには、フィラメントバイアス用電源装置５４によって直流のフィラメントバイアス電圧Ｖｆｂが重畳されているので、このフィラメントバイアス電圧Ｖｆｂとアノード電圧Ｖａとの総和により、熱電子の加速度が制御され、プラズマの安定化が図られる。
【００３３】
さらに、フィラメント５１およびアノード５２が配置されている空間には、各磁界発生器５６および５７によって磁界が掛けられているので、これらフィラメント５１およびアノード５２間に発生したプラズマは、当該空間に閉じ込められる。これによって、当該空間、つまり蒸発源１８の上方の空間に、図１〜図３のそれぞれに破線模様６４で示すような高密度のプラズマ領域が形成される。なお、このプラズマ領域６４は、真空槽１２の中心軸３３側から当該真空槽１２の周壁１３側に向かうに従って徐々に広がるように形成され、その広がり角度θは、例えば約６０度とされている。
【００３４】
そして、モータ４２が駆動されると、上述したように、公転ユニット３２内の大回転板３０が回転し、これに伴い、各被処理物２８，２８，…が蒸発源１８の周りを公転する。この結果、各被処理物２８，２８，…は、プラズマ領域６４内を順次通過する。また、この公転と併せて、各被処理物２８，２８，…は、上述したように、それぞれが属する小回転板３６の回転軸３８を中心として回転すると共に、自転する。
【００３５】
さらに、各被処理物２８，２８，…に対して高周波電源装置６２から基板バイアス電力Ｅｂが供給されると、このうちのプラズマ領域６４内を通過しているそれぞれの被処理物２８の表面に、当該プラズマ領域６４内のアルゴンイオンが照射される。この照射エネルギによって、当該被処理物２８の表面が洗浄され、つまり放電洗浄処理が行われる。
【００３６】
この放電洗浄処理に続いて、成膜処理が実施される。即ち、坩堝２２内の蒸発材料２０が、電子銃２４によって加熱される。これにより、当該蒸発材料２０が蒸発し、プラズマ領域６４内でイオン化される。そして、イオン化された材料は、プラズマ領域６４内を通過中のそれぞれの被処理物２８の表面に照射される。これによって、当該被処理物２８の表面に被膜が生成される。
【００３７】
なお、生成しようとする被膜の種類によっては、上述したように、当該被膜の材料となる材料ガスが、ガス導入管６０を介して真空槽１２内に導入される。そして、この真空槽１２内に導入された材料ガスもまた、プラズマ領域６４内でイオン化され、当該プラズマ領域６４内を通過中のそれぞれの被処理物２８の表面に照射される。
【００３８】
ところで、これら放電洗浄処理および成膜処理を含む一連の表面処理工程においては、それぞれの被処理物２８は、プラズマ領域６４内を通過している期間中にのみ、表面処理を施される。従って、このプラズマ領域６４内を通過している期間中に、それぞれの被処理物２８に対して均一に当該表面処理が施されるようにするのが、肝要である。このため、本実施形態では、大回転板３０の回転速度Ｎａ，それぞれの小回転板３６の回転速度Ｎｂ，およびそれぞれの被処理物２８の自転速度（それぞれのホルダ４０の回転速度）Ｎｃが、次のように設定されている。
【００３９】
即ち、大回転板３０の回転速度Ｎａは、例えば１［ｒｐｍ］とされている。従って、それぞれの被処理物２８は、蒸発源１８の周りを、１分間につき１回公転する。そして、上述したプラズマ領域６４の広がり角度θが約６０度であることを鑑みると、それぞれの被処理物２８が当該プラズマ領域６４を通過する期間は、１回の公転につき１分間の６分の１、つまり約１０秒間、である。
【００４０】
これに対して、それぞれの小回転板３６の回転速度Ｎｂは、大回転板６０の回転速度Ｎａの６倍以上とされており、例えば１２［ｒｐｍ］とされている。従って、それぞれの被処理物２８がプラズマ領域６４内を通過する期間が約１０秒間であることを鑑みると、この期間中に、当該被処理物２８は自身が属する小回転板３６の回転軸３８を中心として約２回転、つまり整数回回転する。
【００４１】
さらに、それぞれの被処理物２８の自転速度Ｎｃは、それぞれの小回転板３６の回転速度Ｎｂ以上とされており、例えば当該回転速度Ｎｂの３倍の３６［ｒｐｍ］とされている。従って、それぞれの被処理物２８は、プラズマ領域６４内を通過する期間中に約６回転する。
【００４２】
このように、それぞれの小回転板３６は、自身に属する各被処理物２８，２８，…がプラズマ領域６４内を通過する期間中に約２回転する、言い換えれば１回転以上するので、当該各被処理物２８，２８，…に対して均一に表面処理が施される。そして、それぞれの被処理物２８単体についても、プラズマ領域６４内を通過する期間中に約６回転する、言い換えれば１回転以上するので、当該被処理物２８単体に対しても均一に満遍なく表面処理が施される。
【００４３】
ここで、図４を参照して、大回転板３０を含む公転ユニット３２と、小回転板３６を含むそれぞれのホルダユニット３４と、の内部機構について、詳しく説明する。
【００４４】
同図に示すように、大回転板３０の周辺近傍には、当該大回転板３０の前方面から後方面に貫通する貫通孔７０、厳密には３６個の貫通孔７０，７０，…、が設けられている。そして、それぞれの貫通孔７０に、すべり軸受７２を介して、丸棒状のユニット軸７４が挿通されている。なお、すべり軸受７２の潤滑剤７６および７６としては、高耐熱性および高耐摩擦を有する固体潤滑剤が用いられる。また、すべり軸受７２は、リング状の固定部材７８によって、大回転板３０（貫通孔７０の開口部周縁）に固定されている。
【００４５】
図４において左側に位置するユニット軸７４の基端には、平歯車８０が取り付けられている。そして、この平歯車８０は、大回転板３０の後方において固定された固定歯車８２と噛合している。なお、固定歯車８２は、大回転板３０と同心であり、かつ当該大回転板３０よりも僅かに小径である。そして、これら大回転板３０および固定歯車３２を含む公転ユニット３２は、カバー８３によって覆われている。
【００４６】
一方、図４において右側に位置するユニット軸７４の先端に、当該ユニット軸７４の中心軸を回転軸３８とするように、小回転板３６が取り付けられている。また、ユニット軸７４の先端側は、すべり軸受７２の端部に固定された小径の固定歯車８４の中心孔８６に非接触で挿通されている。
【００４７】
小回転板３６の周縁近傍には、当該小回転板３６の前方面から後方面に貫通する６つの貫通孔８８，８８，…が設けられている。そして、それぞれの貫通孔８８に、上述とは別のすべり軸受９０を介して、ホルダ４０の丸棒状の基部９２が挿通されている。なお、このすべり軸受９０もまた、固体潤滑剤９４および９４を採用するものである。そして、それぞれの基部９２には、小径の平歯車９６が取り付けられており、この小径平歯車９６は、上述の小径固定歯車８４と噛合している。これら小径固定歯車８４および小回転板３６を含むホルダユニット３６は、それぞれのホルダ４０の先端部分９７を除いて、カバー９８によって覆われている。
【００４８】
それぞれのホルダ４０の先端部分９７は、図５に示すように、基部９２の先端（同図において右側の端部）に同軸状に結合された当該基部９２よりも外径の大きい円筒状の円筒状部１００を有している。この円筒状部１００は、基部９２と中心軸５０を共通にする内孔１０２を有しており、この内孔１０２には、後述するように被処理物２８の一端部分が挿入される。このため、内孔１０２は、円筒状部１００の先端（同図において右側の端部）において開口しており、その内径Ｄａは、被処理物２８の被挿入部分の外径Ｄｂよりもほんの少し大きく、例えば当該外径Ｄｂが１０［ｍｍ］であるとすると、当該内径Ｄａは１０．１［ｍｍ］〜１０．２［ｍｍ］程度とされている。
【００４９】
さらに、円筒状部１００の周壁には、当該周壁を貫通すると共に中心軸５０に沿って延伸する２つのスリット１０４および１０４が、内孔１０２を挟んで互いに対向するように設けられている。そして、それぞれのスリット１０４内には、ばね部材１０６を構成する細長い押圧部１０８が設けられている。各押圧部１０８および１０８は、互いに凸状に向き合うように屈曲成形されており、それぞれの基部９２側（図５において左側）の端部は、互いに共通の半円弧状の固定部１１０に結合されている。固定部１１０は、一方のスリット１０４の基部９２側の端縁と他方のスリット１０４の当該基部９２側の端縁とを結ぶように円筒状部１００の外周面に設けられた溝１１２に、嵌入されている。そして、この状態で、円筒状部１００の外周面を覆うように、概略筒状のカバー１１４が、当該円筒状部１００の先端側から装着されることによって、固定部１１０を含むばね部材１０６が固定される。なお、カバー１１４には、円筒状部１００の内孔１０２と連続する貫通孔１１６が設けられており、これによって、被処理物２８の一端部分が挿入される一連の挿入孔１１８が形成されている。
【００５０】
この構成によれば、挿入孔１１８に被処理物２８の一端部分が挿入されると、ばね部材１０６（各押圧部１０８および１０８）の弾性力によって、当該被処理物２８の側面が押圧され、この結果、当該被処理物２８が保持される。言い換えれば、これら挿入孔１１８およびばね部材１０６を有するソケット状の先端部分９７に被処理物２８の一端部分が嵌入されることによって、当該被処理物２８の保持が実現される。そして、このようなソケット状の先端部分９７を有するホルダ４０の採用により、当該ホルダ４０に対する被処理物２８の着脱が容易になり、この着脱作業を含む一連の作業効率が向上する。
【００５１】
図４に戻って、大回転板３０を含む公転ユニット３２と、小回転板３６を含むそれぞれのホルダユニット３４と、の動作について説明すると、まず、上述したモータ４２が駆動されると、大回転板３０が、同図（併せて図２および図３参照）に矢印４４で示す方向に回転する。これに伴い、それぞれのホルダユニット３４も、同矢印４４で示す方向に回転する。
【００５２】
併せて、それぞれのホルダユニット３４の平歯車８０が、これと噛合する固定歯車８２を太陽歯車として遊星運動する。これによって、平歯車８０にユニット軸７４を介して結合された小回転板３６が、図４に矢印４７で示す方向に回転する。そして、この小回転板３６の回転に伴い、当該小回転板３６に取り付けられたそれぞれのホルダ４０も、同矢印４７で示す方向に回転する。
【００５３】
このようにそれぞれのホルダ４０が回転することで、当該ホルダ４０の基部９２に取り付けられた小径平歯車９６が、これと噛合する小径固定歯車８４を太陽歯車として遊星運動する。この結果、それぞれのホルダ４０が、図４に矢印４８で示す方向に回転する。これに伴い、当該ホルダ４０に取り付けられた被処理物２８もまた、同矢印４８で示す方向に回転し、つまり自転する。
【００５４】
それぞれのホルダユニット３４を正面側から見ると、図６に示すようになる。即ち、大回転板３０が自軸３３を中心に回転することによって、当該ホルダユニット３４に属するそれぞれの被処理物２８は、当該大回転板３０の回転軸３３を中心として、同図（併せて図２，図３および図４参照）に矢印４４で示す時計回りの方向に回転する。そして、小回転板３６が自軸３８を中心に回転することによって、それぞれの被処理物２８は、当該小回転板３６の回転軸３８を中心として、同図に矢印４７で示す時計回りの方向に回転する。さらに、それぞれのホルダ４０が自軸５０を中心に回転することによって、それぞれの被処理物２８は、当該ホルダ４０の回転軸５０を中心として、同図に矢印４８で示す反時計回りの方向に回転する。
【００５５】
なお、大回転板３０の回転速度Ｎａは、モータ４４によって、上述した１［ｒｐｍ］に設定される。そして、この大回転板３０の回転速度Ｎａに対して、それぞれの小回転板３６の回転速度Ｎｂおよびそれぞれのホルダ４０の回転速度（被処理物２８の自転速度）Ｎｃが、各歯車８０，８２，８４および９６の歯数比によって、上述の如く１２［ｒｐｍ］および３６［ｒｐｍ］に設定される。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、プラズマ領域６４内に各被処理物２８，２８，…を送り込むための公転ユニット３２（大回転板３０）に、３６個のホルダユニット３４，３４，…が設けられ、それぞれのホルダユニット３４（小回転板３６）に、６個のホルダ４０，４０，…を介して６個の被処理物２８，２８，…が取り付けられる。つまり、合計で２１６個（＝３６個×６個）の被処理物２８，２８，…を、１度に真空槽１２内に設置することができる。従って、プラズマ領域内に被処理物としての基板を送り込むための円盤状プレートに基板ホルダを介して直接当該基板が取り付けられるという上述した従来技術に比べて、１度に設置することのできる被処理物２８，２８，…の数を増やすことができる。しかも、このように被処理物２８，２８，…の設置数が増えても、当該各被処理物２８，２８，…に対して均一に表面処理が施されると共に、それぞれの被処理物２８単体においてもその表面全体にわたって均一に表面処理が施される。ゆえに、従来よりもさらに多くの被処理物２８，２８，…を１度に処理することができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、イオンプレーティング法の表面処理装置１０に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らない。即ち、スパッタリング法等の当該イオンプレーティング法以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を採用する装置、或いはプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法を採用する装置にも、本発明を適用できることは、言うまでもない。また、真空蒸着法を採用する装置のように成膜処理時にはプラズマを利用しない装置であっても、上述した放電洗浄処理を施す機能を備える場合には、本発明を適用することができる。勿論、成膜装置に限らず、窒化装置のような表面改善装置にも、本発明を適用することができる。
【００５８】
また、大回転板３０の回転軸３３，それぞれの小回転板３６の回転軸３８，およびそれぞれの被処理物２８の自転軸（ホルダ４０の回転軸）５０を、水平方向に沿って延伸するように設けたが、これ以外の方向に沿って延伸させてもよい。ただし、本実施形態で説明したイオンプレーティング法の表面処理装置１０や真空蒸着法の装置のように蒸発材料を採用する装置においては、これらの回転軸３３，３８および５０を水平方向に沿って延伸させるのが、望ましい。
【００５９】
併せて、各回転軸３３，３８および５０は、互いに平行でなくてもよいが、平行である方が、例えば各歯車８０，８２，８４および９６を平歯車という比較的に簡単かつ安価な構成とすることができる等の利点がある。また、当該平歯車とすることによって、これを含む表面処理装置１０全体をコンパクト化することもできる。
【００６０】
さらに、大回転板３０の回転速度Ｎａ，小回転板３６の回転速度Ｎｂおよび被処理物２８の自転速度（ホルダ４０の回転速度）Ｎｃを、それぞれ１［ｒｐｍ］，１２［ｒｐｍ］および３６［ｒｐｍ］としたが、これに限らない。特に、小回転板３６の回転速度Ｎｂについては、これに属する各被処理物２８，２８，…がプラズマ領域６４内を通過する期間中に、当該小回転板３６が１回以上回転するように、好ましくは整数回回転するように、設定すればよい。そして、被処理物２８の自転速度Ｎｃについては、小回転板３６の回転速度Ｎｂ以上であればよい。
【００６１】
また、大回転板３０を含む公転ユニット３２と、小回転板３６を含むそれぞれのホルダユニット３４と、の内部機構は、図４に示した構成に限らない。即ち、本実施形態で説明した大回転板３０，小回転板３６および被処理物２８のそれぞれの回転軸３３，３８および５０の関係、並びにそれぞれの回転速度Ｎａ，ＮｂおよびＮｃの関係が満足されるのであれば、図４以外の構成を採用してもよい。
【００６２】
そして、真空槽１２やそれぞれの被処理物２８の寸法等によっては、ホルダユニット３４の数や、当該ホルダユニット３４に取り付けられる被処理物２８（ホルダ４０）の数を、適宜変更してもよい。例えば、図７に示すように、１つのホルダユニット３４につき被処理物２８が８個ずつ取り付けられるとすれば、当該ホルダユニット３４の数が上述と同じ３６個である場合には、合計で２８８個（＝３６個×８個）の被処理物２８，２８，…を１度に設置することができる。
【００６３】
また、それぞれのホルダ４０の先端部分９７を、図５に示したようにソケット状に構成したが、これに限らない。例えば、図８に示すように、円筒状部１００の周壁にネジ孔１２０を設けると共に、カバー１１４の周壁に当該ネジ孔１２０に対応する貫通孔１２２を設け、この貫通孔１２２を介してネジ孔１２０にネジ１２４を螺入することで、被処理物２８の側面を押圧固定するようにしてもよい。ただし、この図８に示す構成では、ネジ１２４の螺入作業が面倒であると共に、このネジ１２４がカバー１１４の周壁から外側に突出する分だけ、それぞれのホルダユニット３４に対する当該ホルダ４０の設置数が減り、ひいては１度に設置可能な被処理物２８の数が減る。従って、本実施形態のように、ソケット状の言わばワンタッチ式のホルダ４０を採用するのが、望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面処理装置の概略構成を示す内部正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１におけるホルダユニットの具体的な構成を示す図解図である。
【図５】図１におけるホルダの具体的な構成を示す図解図である。
【図６】図１における被処理物の回転運動を説明するための図解図である。
【図７】図１におけるホルダユニットの別の例を示す図である。
【図８】図５に示すホルダとは別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  表面処理装置
１２  真空槽
２８  被処理物
３０  大回転板
３２  公転ユニット
３３，３８，５０  回転軸
３４  ホルダユニット
３６  小回転板
４０  ホルダ
６４  プラズマ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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