(57)【要約】【課題】真空チャンバ内にアーク蒸発源及びバレル式基材保持具を配置効率良く配置するとともに、バレル式基材保持具を安定して駆動しかつ支持できるようにすることである【解決手段】バレル式基材保持具１０の基端にリングギアＲＧを設けるとともに、リングギアＲＧに噛合する駆動ギア８６を中心軸Ｃ１から見てリングギアＲＧに対する外径方にあたる位置に設ける。そして、成膜を行う場合には、バレル式基材保持具１０を駆動ギア８６を駆動することによって回転中心Ｃ１の回りに回転駆動する。また、バレル式基材保持具１０の基端に円環状のカラー部１４を設ける。そして、カラー部１４の外周に接しつつバレル式基材保持具１０を支持する受けローラ７２を設ける。受けローラ７２を中心軸Ｃ１に対する下方であり、中心軸Ｃ１から見てカラー部１４に対する外径方にあたる位置に設ける。【選択図】  図６
2004300484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、成膜される小物の基材を内側に保持し前後方向の中心軸に沿って配設されるバレル式基材保持具と、前記基材に対して膜の原料物質を供給する成膜処理ユニットとを備え、前記真空チャンバ内にバレル式基材保持具及び前記成膜処理ユニットを配置し、前記バレル式基材保持具を前記中心軸を回転中心として回転駆動することにより前記基材に成膜する真空成膜装置であって、
前記バレル式基材保持具は、前後方向の基端の外周に前記中心軸を同軸としてリングギアが設けられるとともに、前後方向における基端及び／又は先端に前記中心軸を同軸として円環状をなすカラー部が設けられており、
前記リングギアに噛合する駆動ギア及び該駆動ギアを駆動するバレル駆動用電動機が設けられ、該バレル駆動用電動機によって前記バレル式基材保持具が回転駆動されるようにされており、
前記バレル式基材保持具の基端及び／又は先端に設けられるカラー部の外周に接しつつ前記バレル式基材保持具を支持する受けローラが、前後方向の自軸の回りに回転自在に設けられており、
前記駆動ギアが、前記バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、かつ前記リングギアに対する外径方にあたる位置に設けられており、
前記受けローラが、前記バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、かつ該受けローラが接する前記カラー部に対する外径方にあたる位置に設けられている真空成膜装置。
【請求項２】
前記受けローラは、該受けローラが設けられる前記バレル式基材保持具の基端及び／又は先端において複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記受けローラが、前記中心軸を含む上下方向の垂直平面に対して互いに対称となるように２本設けられていることを特徴とする請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記バレル式基材保持具は前記基材を内側に保持する基材保持部を備えており、前記受けローラは受けローラ軸の先端に固設されており、
前記受けローラと受けローラ軸とバレル式基材保持具の基材保持部及びカラー部とが導電性の材質によって形成されるとともに、前記基材保持部とカラー部とが電気的に導通するように設けられており、
前記受けローラ軸の少なくとも一つが、その基端に摺接するブラシ機構を介して電力を供給されるようにされており、
前記電力を供給される受けローラ軸及び該受けローラ軸に固設される受けローラを介して前記バレル式基材保持具の基材保持部にバイアス電圧が供給されるようにされている請求項１乃至３のいずれかに記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記真空チャンバ内に前記バレル式基材保持具を移動可能に導くためのガイド機構が前後方向に沿って配設され、
真空チャンバ外に配置され、前記バレル式基材保持具を前方に支持するとともに、バレル式基材保持具に対する後方にバレル式基材保持具用扉機構を支持する走行手段を備え、
前記走行手段を前方に移動させることによって、前記バレル式基材保持具が真空チャンバ内に配置されるとともに、前記バレル式基材保持具用扉機構が真空チャンバの後端に当接して真空チャンバを閉じるための扉を構成し、
前記走行手段を後方に移動させることによって前記バレル式基材保持具を真空チャンバ外に引き出すようにされた、請求項１乃至４のいずれかに記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記走行手段が動力源によって前後方向に駆動される請求項５に記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バレル式基材保持具を備える真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空成膜装置を用いると、成膜の対象である基材を真空チャンバ内に配置し、膜の原料物質を供給する成膜処理ユニットを動作させることにより、前記基材に膜を形成することができる。
【０００３】
ここで、従来の真空成膜装置のうち、バレル式基材保持具を備える成膜装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。このバレル式基材保持具を用いると、多数の小物の基材を内側に保持することによって、多数の小物の基材を一括して成膜することができ、多数の基材に対する成膜処理を効率良く行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１１１８６９号公報。
【特許文献２】
特開平２−１２５８６９号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前記バレル式基材保持具を用いて成膜処理を行うにあたっては、バレル式基材保持具を回転させつつ行う。そして、バレル式基材保持具は、多数の基材を保持できるように一定の容量に形成されており、一定の重量を有している。従って、バレル式基材保持具により安定して成膜処理を行うためには、バレル式基材保持具が安定して支持され、安定して回転駆動されるようにする必要がある。
【０００６】
また、バレル式基材保持具は、成膜処理を行った後に交換や清掃等のメンテナンスが定期的に行われる。そして、このメンテナンスを容易にするため、バレル式基材保持具を真空成膜装置に対して容易に着脱できるようにするのが好ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、バレル式基材保持具を安定して支持できるとともに、容易に着脱できるようにされた真空成膜装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、真空チャンバと、成膜される小物の基材を内側に保持し前後方向の中心軸に沿って配設されるバレル式基材保持具と、前記基材に対して膜の原料物質を供給する成膜処理ユニットとを備え、前記真空チャンバ内にバレル式基材保持具及び前記成膜処理ユニットを配置し、前記バレル式基材保持具を前記中心軸を回転中心として回転駆動することにより前記基材に成膜する真空成膜装置であって、
前記バレル式基材保持具は、前後方向の基端の外周に前記中心軸を同軸としてリングギアが設けられるとともに、前後方向における基端及び／又は先端に前記中心軸を同軸として円環状をなすカラー部が設けられてなり、
前記リングギアに噛合する駆動ギア及び該駆動ギアを駆動するバレル駆動用電動機が設けられ、該バレル駆動用電動機によって前記バレル式基材保持具が回転駆動されるようにされており、
前記バレル式基材保持具の基端及び／又は先端に設けられるカラー部の外周に接しつつ前記バレル式基材保持具を支持する受けローラが、前後方向の自軸の回りに回転自在に設けられており、
前記駆動ギアが、前記バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、かつ前記リングギアに対する外径方にあたる位置に設けられており、
前記受けローラが、前記バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、かつ該受けローラが接する前記カラー部に対する外径方にあたる位置に設けられている真空成膜装置である（請求項１）。
【０００９】
本発明によると、バレル式基材保持具を回転駆動するための駆動ギアが、バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、バレル式基材保持具のリングギアに対する外径方にあたる位置に設けられている。また、前記受けローラが、バレル式基材保持具の中心軸より下方であり、前記カラー部に対する外径方にあたる位置に設けられている。
【００１０】
これにより、バレル式基材保持具への回転駆動力を中心軸に対する下方から伝達するとともに、バレル式基材保持具を駆動ギア及び受けローラによって中心軸に対する下方から支持するので、バレル式基材保持具を安定して支持しつつ回転駆動することができる。
【００１１】
そして、前記駆動ギアがバレル式基材保持具のリングギアに対する外径方にあたる位置に設けられ、前記受けローラが前記カラー部の外径方にあたる位置に設けられるので、バレル式基材保持具を上方に取り外し、また上方より取り付けることもできる。これにより、バレル式基材保持具を成膜終了後に交換したり清掃する等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００１２】
また、前記受けローラを、該受けローラが設けられる前記バレル式基材保持具の基端及び／又は先端において複数設けることができる（請求項２）。これにより、バレル式基材保持具をより安定して支持することができる。そして、前記受けローラを複数設けるにあたり、前記中心軸を含む上下方向の垂直平面に対して互いに対称となるように２本設けることができる（請求項３）。
【００１３】
また、前記バレル式基材保持具が前記基材を内側に保持する基材保持部を備え、前記受けローラが受けローラ軸の先端に固設される場合に、
前記受けローラと受けローラ軸とバレル式基材保持具の基材保持部及びカラー部とを導電性の材質によって形成し、前記基材保持部とカラー部とを電気的に導通するように設け、
前記受けローラ軸の少なくとも一つを、その基端に摺接するブラシ機構を介して電力を供給するようにし、
前記電力を供給される受けローラ軸及び該受けローラ軸に固設される受けローラを介して前記バレル式基材保持具の基材保持部にバイアス電圧を供給するようにすることができる（請求項４）。
【００１４】
これにより、バレル式基材保持具の基材保持部にバイアス電圧を供給するにあたり、バイアス電圧供給のための専用の機構を設けることなく、前記受けローラ及び受けローラ軸を介してバイアス電圧を供給することができる。
【００１５】
また、このバイアス電圧をバレル式基材保持具に供給するにあたり、前記駆動ギア及びリングギアを介して供給するようにすると、ギアの特性上バックラッシュが存在し、また不安定な点接触が存在するので、安定して給電することができない。一方、この発明のように、前記受けローラ及び受けローラ軸を介してバイアス電圧を供給すると、バイアス電圧を安定して供給することができる。
【００１６】
また、以上の真空成膜装置について、前記真空チャンバ内に前記バレル式基材保持具を移動可能に導くためのガイド機構が前後方向に沿って配設し、
真空チャンバ外に配置され、前記バレル式基材保持具を前方に支持するとともに、バレル式基材保持具に対する後方にバレル式基材保持具用扉機構を支持する走行手段を設け、
前記走行手段を前方に移動させることによって、前記バレル式基材保持具が真空チャンバ内に配置されるとともに、前記バレル式基材保持具用扉機構が真空チャンバの後端に当接して真空チャンバを閉じるための扉を構成し、
前記走行手段を後方に移動させることによって前記バレル式基材保持具を真空チャンバ外に引き出すようにすることができる（請求項５）。
【００１７】
この発明によると、前記走行手段によってバレル式基材保持具を真空チャンバ外に容易に引き出すことができるので、バレル式基材保持具の着脱をより容易にすることができる。
【００１８】
また、前記走行手段を動力源によって前後方向に駆動するようにすることができる（請求項６）。これにより、一定の重量を有するバレル式基材保持具を動力源の駆動力によって駆動することができる。これにより、この発明の真空成膜装置の操作を容易にできるとともに、バレル式基材保持具の着脱をより容易にすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１乃至図９に基づいて説明する。図１乃至図９には、本発明にかかる真空成膜装置の一実施形態である成膜装置１が示される。
【００２０】
図１乃至図９に示される成膜装置１は、アーク蒸発式の成膜装置である。即ち、成膜装置１は、成膜処理ユニットとしてアーク蒸発源６を備えており、アーク蒸発源６を動作させることにより成膜処理を行うことができる。
【００２１】
図１は、成膜装置１を正面方向から眺めた正面図である。図２は、成膜装置１を側方から眺めた第一側面図である。図２は、成膜装置１の真空チャンバ２内にバレル式基材保持具１０及びアーク蒸発源６をセットした状態の側面図である。図２には、真空チャンバ２内にバレル式基材保持具１０及びアーク蒸発源６をセットした状態における真空チャンバ２内の様子が重ねて図示されている。
【００２２】
図３は、成膜装置１を側方から眺めた第二側面図である。図３は、真空チャンバ２外にバレル式基材保持具１０及びアーク蒸発源６を引き出した状態を表す側面図である。
【００２３】
図４は、成膜装置１を上方から眺めた平面図である。図４は、真空チャンバ２外にバレル式基材保持具１０及びアーク蒸発源６を引き出した状態を表す平面図である。
【００２４】
図１乃至図４に示される成膜装置１において、成膜装置の正面図を示す図１の紙面に対する垂直方向を前後方向とする。そして、図１に示される成膜装置１の正面から見て真空チャンバ２の奥側を前方とする。
【００２５】
成膜装置１は、図１乃至図４に示されるように、真空チャンバ２とバレル式基材保持具１０とアーク蒸発源６と第二の引き出し機構２０と第一の引き出し機構３０を備えている。
【００２６】
真空チャンバ２は、所定の高さの設置用架台３の上に設置されている。真空チャンバ２は、その内部が外部の空間から閉じられた状態で図示しない排気手段によって排気され、成膜プロセスを実行する上での所要の真空雰囲気とされる。
【００２７】
また、真空チャンバ２内の側壁の近傍には、図２乃至４に示されるように前後方向に沿って第二のガイドレール２１が配設されている。第二のガイドレール２１、２１は、図１に示される成膜装置１の正面方向から見て、真空チャンバ２内における右側の側壁の近傍と左側の側壁の近傍とに配設されている。
【００２８】
この第二のガイドレール２１、２１は、後に説明する従動ローラ２２、２２が接しつつ回転することによりバレル式基材保持具１０を前後方向に移動させることができ、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２から引き出し、また真空チャンバ２に収納するための機構にあたる。このガイドレール２１、２１は、バレル式基材保持具１０を前後方向に導くためのガイド機構にあたる。
【００２９】
次に、バレル式基材保持具１０について、及びバレル式基材保持具１０を駆動する機構及び支持する機構について、図５乃至図９も参酌しつつ説明する。図５は、バレル式基材保持具１０の斜視図である。図６は、真空チャンバ２内にバレル式基材保持具１０が収納された状態を側方から眺めた図である。図６には、バレル式基材保持具１０を駆動する部材及び支持する部材がより詳しく示されている。
【００３０】
図７は、図６におけるＶＩ−ＶＩ線矢視図である。図７は、前後方向と直交する上下方向の平面内におけるバレル式基材保持具１０とバレル式基材保持具１０を駆動する機構及び支持する機構との配置の関係を示している。
【００３１】
図８は、バレル式基材保持具１０を回転駆動するためのバレル駆動ユニット８０をより詳しく示す図である。図９は、バレル式基材保持具１０を支持するための受けローラユニット７０をより詳しく示す図である。
【００３２】
バレル式基材保持具１０は、図５に示されるように、基材保持部１２を備えている。基材保持部１２は、前後方向の中心軸Ｃ１に沿って、該軸Ｃ１を中心とする八角柱状に形成されている。
【００３３】
基材保持部１２は、その八角柱を構成する側面が導体のメッシュによって形成されている。基材保持部１２の内側は空洞に形成されている。そして、この基材保持部１２の内側の空洞には、成膜の対象である小物の基材が保持される。
【００３４】
基材保持部１２には、八角柱の八つの側面の各々の境界に図示されない開閉機構が適宜に設けられており、この開閉機構によって側面を開閉できるようにされている。そして、この基材保持部１２の側面を開くことにより、成膜の対象である基材を内側に装填することができる。
【００３５】
バレル式基材保持具１０の前後方向の基端には、開口部１１が形成されている。この開口部１１は、前記基材保持部１２の内側の空洞に連通している。後に説明するアーク蒸発源６は、この開口部１１を介して、バレル式基材保持具１０の内側に配置され、またバレル式基材保持具１０より引き出される。
【００３６】
また、バレル式基材保持具１０の前後方向の基端の外周にはリングギアＲＧが設けられている。リングギアＲＧは、中心軸Ｃ１を中心として設けられている。
【００３７】
また、バレル式基材保持具１０の前後方向の基端には、後カラー部１４が設けられている。後カラー部１４は、図５や図７に示されるように、中心軸Ｃ１を中心として設けられている。
【００３８】
また、後カラー部１４は、中心軸Ｃ１に対して開口部１１に対する外径方にあたる位置に設けられている。また、後カラー部１４は、中心軸Ｃ１に対する径方向に一定の厚さを備えて後方に突出するように形成されており、円環状に形成されている。
【００３９】
この後カラー部１４は、基材保持部１２に電気的に導通するように設けられている。そして、後カラー部１４は、後に説明する一対の受けローラ７２により摺接されつつ支持されている。
【００４０】
また、バレル式基材保持具１０の基材保持部１２に対する先端側には前プレート１６が取り付けられている。そして、前プレート１６に対する先端側に前カラー部１５が設けられている。
【００４１】
前カラー部１５は、中心軸Ｃ１を中心として設けられている。また、前カラー部１５は、中心軸Ｃ１に対する径方向に一定の厚さを備えて前方に突出するように形成されており、円環状に形成されている。
【００４２】
前カラー部１５は、図６に示されるように、前カラー部１５に対する前方側から前カラー部１５に向かって配設される先端側受けローラ６５によって支持される。先端側受けローラ６５は、中心軸Ｃ１を含む上下方向の垂直平面Ｐ１（図７）に対称に一対設けられている。
【００４３】
一対の先端側受けローラ６５、６５は、一対の回転軸６７、６７に各々固設されており、その中心が回転軸６７の中心と一致するように設けられている。また、受けローラ６５、６５は、回転軸６７の中心の回りに回転自在に設けられている。
【００４４】
回転軸６７は、その中心が中心軸Ｃ１より下方であり基材保持部１２の下端より上方にあたる位置となるように設けられている。また、回転軸６７には絶縁部材６６も固設されている。絶縁部材６６は、受けローラ６５に対する内側に設けられており、中心が回転軸６７の中心と一致するように設けられている。
【００４５】
また、前記受けローラ６５及び回転軸６７は、下支持フレーム１９の先端に取り付け機構を介して取り付けられている。
【００４６】
そして、受けローラ６５は、バレル式基材保具１０を前カラー部１５の外周に接しつつ支持しており、バレル式基材保持具１０が回転駆動されると、前カラー部１５の回転に従って従動する。
【００４７】
次に、バレル式基材保持具１０を回転駆動するためのバレル駆動ユニット８０について、図６乃至図８を参酌しつつ説明する。バレル駆動ユニット８０は、図６に示されるように、バレル式基材保持具１０の略下端にあたる位置に設けられている。
【００４８】
バレル駆動ユニット８０は、図８に示されるように、バレル駆動用電動機８１と駆動軸８５と駆動ギア８６と第一の取り付け用ケーシング８８を備えている。バレル駆動用電動機８１は、後に説明する第二の扉機構２３の後面側に第一の取り付け用ケーシング８８を介して取り付けられている。
【００４９】
取り付け用ケーシング８８は、第二の扉機構２３の後面側より第二の扉機構２３を前後方向に貫通して設けられている。取り付け用ケーシング８８は、バレル駆動用電動機８１を第二の扉機構２３に取り付けるとともに、その内側に駆動軸８５が配設されている。
【００５０】
駆動軸８５は、ケーシング８８内に前後方向に配設されている。駆動軸８５の基端はカップリング８３を介して電動機８１の回転軸８２に連結されている。そして、駆動軸８５は、第二の扉機構２３を前後方向に貫通して前方に伸びている。
【００５１】
そして、駆動軸８５の先端は、ケーシング８８の先端より前方に突出しており、バレル式基材保持具１０のリングギアＲＧが設けられる位置に位置している。そして、駆動軸８５の先端には、バレル式基材保持具１０のリングギアＲＧに噛合する駆動ギア８６が固設されている。
【００５２】
次に、バレル式基材保持具１０を支持するための受けローラユニット７０について、図６、図７、図９を参酌しつつ説明する。受けローラユニット７０は、図６に示されるように、バレル式基材保持具１０の中心軸Ｃ１に対する下方にあたる位置であり、バレル式基材保持具１０の下端に対する上方にあたる位置に設けられている。
【００５３】
受けローラユニット７０は、図９に示されるように、受けローラ機構７１とブラシ機構７６と第二の取り付け用ケーシング７７と外カバー７８を備えている。外カバー７８は、受けローラユニット７０の各部材を後方から覆うように第二の扉機構２３の後面側に取り付けられている。
【００５４】
第二の取り付け用ケーシング７７は、第二の扉機構２３の後面側に取り付けられており、第二の扉機構２３を前後方向に貫通するように設けられている。受けローラ機構７１は、受けローラ軸７３と受けローラ７２とを備えている。受けローラ７２は基端側受けローラである。
【００５５】
受けローラ機構７１は、図７に示されるように、中心軸Ｃ１を含む上下方向の垂直平面Ｐ１に対して、互いに対称となるように二つ設けられている。
【００５６】
受けローラ軸７３は、図９に示されるように、ケーシング７７内に前後方向に第二の扉機構２３を貫通して配設されている。そして、受けローラ軸７３の先端は、ケーシング７７の先端より前方に突出しており、バレル式基材保持具１０の後カラー部１４が設けられる位置に位置している。
【００５７】
そして、受けローラ軸７３の先端には、基端側受けローラ７２が固設されている。この受けローラ７２は、バレル式基材保持具１０の後カラー部１４に摺接するように設けられている。
【００５８】
また、ケーシング７７内には軸受け７５が設けられており、軸受け７５は受けローラ軸７３に摺接しつつ受けローラ軸７３を支持するように設けられている。
【００５９】
そして、バレル式基材保持具１０が中心軸Ｃ１の回りに回転すると、後カラー部１４に摺接する受けローラ７２とともに受けローラ軸７３が自軸の回りに従動する。
【００６０】
また、受けローラ軸７３の基端にあたる位置にブラシ機構７６が設けられている。ブラシ機構７６は、その先端のブラシ７６ａが受けローラ軸７３の基端に摺接するように設けられている。
【００６１】
このブラシ機構７６は、特に図示しない電力供給手段により一定のバイアス電圧が供給されるようにされている。そして、ブラシ機構７６に所定の電力が供給されると、ブラシ機構７６より受けローラ軸７３及び受けローラ７２を通ってバレル式基材保持具１０の後カラー部１４に前記バイアス電圧が印加され、基材保持部１２にバイアス電圧が印加される。
【００６２】
なお、前記バイアス電圧を供給するための電力供給手段とブラシ機構７６とは特に図示しない電力ケーブルによって接続されている。そして、外カバー７８に設けられる図示しないコネクタを介して外カバー７８の外部より外カバー７８内のブラシ機構７６に電力が供給されるようにされている。
【００６３】
なお、ブラシ機構７６は、二つ設けられる受けローラユニット７０、７０の双方に設ける必要はなく、いずれか一方に設けてもよい。即ち、二つの受けローラ機構７１、７１のいずれか一方にブラシ機構７６によってバイアス電圧を供給することにより、このバイアス電圧をバレル式基材保持具１０に供給できるからである。
【００６４】
また、前記バイアス電圧を供給するにあたり、成膜条件に応じて各種のバイアス電圧を供給することができる。バイアス電圧として、正極性の直流電圧や負極性の直流電圧の他、パルス電圧を供給することもできる。
【００６５】
また、以上のケーシング７７の第二の扉機構２３に取り付けられる箇所には所要のＯリングが配されている。これにより、第二の扉機構２３と受けローラユニット７０間の気密を保持できるようにされている。
【００６６】
以上に説明したバレル式基材保持具１０は、バレル駆動用電動機８１を駆動すると、中心軸Ｃ１を回転中心として回転駆動される。即ち、バレル駆動用電動機８１を駆動すると、駆動軸８５及び駆動ギア８６が自軸の回りに回転駆動される。
【００６７】
これにより、バレル式基材保持具１０に設けられるリングギアＲＧが駆動ギア８６によって駆動され、バレル式基材保持具１０が中心Ｃ１の回りに回転駆動される。
【００６８】
そして、バレル式基材保持具１０が回転駆動されると、後カラー部１４及び前カラー部１５が回転し、受けローラ７２及び受けローラ軸７３が従動し、また受けローラ６５、絶縁部材６６及び回転軸６７が従動する。
【００６９】
そして、ブラシ機構７６にバイアス電圧が供給されると、このバイアス電圧はブラシ機構７６より受けローラ軸７３及び受けローラ７２を通り、後カラー部１４より基材保持部１２に印加される。
【００７０】
なお、バレル式基材保持具１０について、リングギアＲＧと基材保持部１２及び後カラー部１４との間には図示されない絶縁部材が設けられており、リングギアＲＧが基材保持部１２及び後カラー部１４から電気的に絶縁されるようにされている。
【００７１】
また、下支持フレーム１９により支持される回転軸６７は絶縁部材６６によって受けローラ６５から電気的に絶縁されているので、バレル式基材保持具１０にバイアス電圧が供給されても、真空チャンバ２の構造部材はバレル式基材保持具１０の基材保持部１２より電気的に絶縁される。
【００７２】
次に、第二の引き出し機構２０について説明する。第二の引き出し機構２０は、図２乃至図４に示されるように、アーク蒸発源積載ステージ２４と走行盤２６を備えている。そして、上部に設けられるアーク蒸発源積載ステージ２４と下部に設けられる走行盤２６とが上下に配設される連結部材２９によって連結されている。
【００７３】
アーク蒸発源積載ステージ２４は、前後方向に沿って配設されている。アーク蒸発源積載ステージ２４の上面には、第一のガイドレール２５、２５が配設されている。
【００７４】
第一のガイドレール２５、２５は、後に説明するアーク蒸発源移動テーブル３１を前後方向に移動させるための機構であり、アーク蒸発源６を真空チャンバ２より引き出し、また真空チャンバ２内に収納するための機構にあたる。
【００７５】
走行盤２６は、底部に駆動輪２７と従動輪２８が設けられている。駆動輪２７は、走行用電動機６０によりチェーン６１を介して駆動される。そして、走行用電動機６０により駆動輪２７を駆動することにより、第二の引き出し機構２０を前後方向に移動させることができる。
【００７６】
また、第二の引き出し機構２０には、連結部材２９の前方に連結される第二の扉機構２３が設けられている。第二の扉機構２３は、図２乃至図４に示されるように、上下方向に沿って設けられている。
【００７７】
第二の扉機構２３は、特に図示しない開口部が中心部分に形成されている。そして、この第二の扉機構２３の開口部を通して、アーク蒸発源６をバレル式基材保持具１０の内部に配置することができ、またバレル式基材保持具１０より取り出すこともできる。
【００７８】
また、第二の扉機構２３の後面側（真空チャンバ２に対する反対側）の開口部の周縁には内フランジが形成されており、この第二の扉機構２３の内フランジと後に説明する第一の扉機構３４のフランジとを合わせ得るようにされている。
【００７９】
また、第二の扉機構２３の前面側（真空チャンバ２側）の最外周部分には外フランジが形成されている。そして、第二の扉機構２３の外フランジは、真空チャンバ２の後端部分の外周に沿って形成される真空チャンバ２のフランジに合わせ得るように形成されている。
【００８０】
また、第二の扉機構２３の前面側には、下支持フレーム１９が取り付けられている。下支持フレーム１９は、バレル式基材保持具１０に対する下側にあたる位置に前後方向に沿って配設されている。
【００８１】
また、下支持フレーム１９の先端には、従動ローラ２２、２２が設けられている。従動ローラ２２は、前記第二のガイドレール２１、２１に接しつつ回転するように設けられている。そして、後に説明する第二の引き出し機構２０が前後方向に移動すると、従動ローラ２２、２２が第二のガイドレール２１、２１に沿って回転することにより、バレル式基材保持具１０は第二のガイドレール２１、２１に沿って前後方向に移動する。
【００８２】
この従動ローラ２２、２２及び前記下支持フレーム１９は、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２から引き出し、また真空チャンバ２に収納するための機構にあたる。
【００８３】
走行盤２６を駆動する走行用電動機６０は、この成膜装置１の動作を制御するための図示されないコントローラによって制御される。そして、このコントローラにより走行用電動機６０の回転方向を制御することにより、走行盤２６を前方又は後方に駆動することができる。
【００８４】
そして、前記コントローラにより走行用電動機６０を制御するにあたり、インバータを用い、いわゆる負荷トルク高速周波数制御方式により制御するのが好ましい。この負荷トルク高速周波数制御方式は、いわゆるあて止めとも呼ばれることもある電動機の制御方式である。
【００８５】
この負荷トルク高速周波数制御によると、負荷に応じて運転可能な最高周波数が自動設定される。そして、この負荷トルク高速周波数制御によると、第二の引き出し機構２０を前方に移動させて第二の扉機構２３が真空チャンバ２の後端に当接して停止した際の走行用電動機６０の出力トルクを適切に調節することができる。
【００８６】
以上に説明した第二の引き出し機構２０に設けられる走行盤２６はバレル式基材保持具１０を前後方向に移動するための走行手段にあたる。また、走行用電動機６０は、走行盤２６を駆動するための動力源にあたる。
【００８７】
第一の引き出し機構３０は、図２乃至図４に示されるように、把持部３２とアーク蒸発源移動テーブル３１と第一の扉機構３４を備えている。把持部３２は、アーク蒸発源移動テーブル３１に対する上側に設けられている。
【００８８】
把持部３２は、ユーザーが手で把持して押すことにより又は引くことにより、第一の引き出し機構３０を前方のアーク蒸発源６とともに前方又は後方に移動させるためのものである。
【００８９】
アーク蒸発源移動テーブル３１は、その底部にスライド機構３３を備えている。アーク蒸発源移動テーブル３１は、スライド機構３３により第一のガイドレール２５、２５に沿って導かれ、前後方向に移動することができる。
【００９０】
第一の扉機構３４は、アーク蒸発源移動テーブル３１の前端に取り付けられている。第一の扉機構３４は、図２乃至図４に示されるように、上下方向に沿って設けられている。また、第一の扉機構３４は、前記把持部３２に対する前方に位置している。
【００９１】
そして、第一の扉機構３４には、前方に伸びる支持部材３８を介して後に説明するアーク蒸発源６が取り付けられている。この成膜装置１では、図２、３に示されるように、４つのアーク蒸発源６が前後方向に沿って配設されている。
【００９２】
アーク蒸発源６として、アーク蒸発式真空成膜又はアークイオンプレーティングの分野において周知であるアーク蒸発源が設けられている。アーク蒸発源６は、膜の原料物質となるイオンを放出するターゲットカソードが先端に配置されている。このアーク蒸発源６は、先端のターゲットカソードの表面が下方を向くように、支持部材３８に下向きに取り付けられている。
【００９３】
なお、成膜装置１には、アーク蒸発源６を動作させるための図示しない電力供給手段が設けられている。この電力供給手段は、第二の扉機構２３に対する外側（後方側）に設けられている。そして、アーク蒸発源６は、第一の扉機構３４及び支持部材３８を通って配設される図示しない電力供給ラインを介して、前記電力供給手段より電力を供給される。
【００９４】
また、第一の扉機構３４には、前面側の最外周部分にフランジが形成されている。この第一の扉機構３４のフランジは、アーク蒸発源移動テーブル３１をアーク蒸発源積載ステージ２４の先端まで移動させると、前記第二の扉機構２３の内フランジと合うように形成されている。
【００９５】
また、第一の扉機構３４を第二の扉機構２３側に押圧するためのクランプ機構が設けられている。このクランプ機構により第一の扉機構３４を第二の扉機構２３に密着させることができる。
【００９６】
以上に説明した第二の引き出し機構２０を前方に移動させて第二の扉機構２３の外フランジを真空チャンバ２の後端のフランジに合わせるとともに、第一の引き出し機構３０を前方に移動させて第一の扉機構３４のフランジを第二の扉機構２３の内フランジに合わせることにより、真空チャンバ２内を外部の空間より閉じることができる。
【００９７】
なお、真空チャンバ２の後端のフランジにはＯリングが装填される。また、第一の扉機構３４のフランジにはＯリングが装填される。これにより、第二の扉機構２３及び第一の扉機構３４を閉じると、真空チャンバ２内を密閉できるようにされている。
【００９８】
以上に説明した第二の扉機構２３は、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２内に収納して真空チャンバ２を閉じるために設けられるとともに、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２外に引き出すために設けられており、バレル式基材保持具用扉機構にあたる。
【００９９】
また、以上に説明した第一の扉機構３４は、アーク蒸発源６を真空チャンバ２内に収納して真空チャンバ２を閉じるために設けられるとともに、アーク蒸発源６を真空チャンバ２外に引き出すために設けられており、アーク蒸発源用扉機構にあたる。
【０１００】
以上に説明した成膜装置１を動作させる例について説明する。第二の引き出し機構２０を後方に移動させ、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２外に引き出した状態とする。そして、バレル式基材保持具１０の基材保持部１２内に小物の基材を装填する。
【０１０１】
基材保持部１２内に小物の基材を投入すると、投入された基材は、基材保持部１２内の下方の底部分に装填される。そして、この基材は、基材保持部１２内において、後に配置されるアーク蒸発源６が配置される位置より下方に配置される。
【０１０２】
次に、アーク蒸発源移動テーブル３１をアーク蒸発源積載ステージ２４の先端まで移動させる。これにより、アーク蒸発源６の全てがバレル式基材保持具１０内に配置されるとともに、第一の扉機構３４を第二の扉機構２３に押圧させ第二の扉機構２３の開口部が第一の扉機構３４によって閉じられる。
【０１０３】
次に、走行用電動機６０を駆動し、第二の引き出し機構２０を前方に移動させる。そして、第二の引き出し機構２０は、第二の扉機構２３が真空チャンバ２の後端に押圧される位置まで前方に移動して停止する。
【０１０４】
この第二の引き出し機構２０が前方に移動して停止した状態で、アーク蒸発源６が内部に配置されたバレル式基材保持具１０が真空チャンバ２内に配置される。
【０１０５】
また、第二の引き出し機構２０が前方で停止した状態で、第二の扉機構２３は走行用電動機６０の駆動力により真空チャンバ２側に押圧されている。これにより、第二の扉機構２３が真空チャンバ２に密着し、真空チャンバ２内が外部より密閉される。
【０１０６】
そして、排気手段を動作させ、真空チャンバ２内をアーク蒸発源６による成膜プロセスを実行する上での所要の真空雰囲気とする。次に、アーク蒸発源６を動作させるとともに、バレル式基材保持具１０を中心Ｃ１の回りに回転駆動させる。また、ブラシ機構７６及び受けローラ機構７１よりバレル式基材保持具１０にバイアス電圧を印加する。
【０１０７】
そして、アーク蒸発源６を動作させてアーク放電を発生させることにより、図示しないターゲットカソードを構成する膜の原料物質がイオン化してターゲットカソードより放出される。これにより、バレル式基材保持具１０内に保持される基材が成膜される。
【０１０８】
次に、成膜を終了すると、真空チャンバ２内の圧力を回復させ、走行用電動機６０を駆動して第二の引き出し機構２０を後方に移動させる。これにより、真空チャンバ２が開放され、またバレル式基材保持具１０が真空チャンバ２外に引き出される。これにより、バレル式基材保持具１０内に保持される成膜された基材を取り出すことができる。
【０１０９】
さらに、アーク蒸発源移動テーブル３１をアーク蒸発源積載ステージ２４上を先端から後方に移動させ、バレル式基材保持具１０よりアーク蒸発源６を引き出すことにより、成膜を終了した後のアーク蒸発源６のメンテナンスを行うことができる。
【０１１０】
この成膜装置１にあっては、以上に説明したように、バレル式基材保持具１０を回転駆動するための駆動ギア８６が、バレル式基材保持具１０の回転中心Ｃ１より下方であり、バレル式基材保持具１０に設けられるリングギアＲＧに対する外径方、即ち中心Ｃ１から見てリングギアＲＧより外側にあたる位置に設けられている。
【０１１１】
また、受けローラ７２が、中心Ｃ１より下方であり、後カラー部１４に対する外径方、即ち中心Ｃ１から見て後カラー部１４より外側にあたる位置に設けられている。また、受けローラ６５が、中心Ｃ１より下方であり、前カラー部１５に対する外径方、即ち中心Ｃ１から見て前カラー部１５より外側にあたる位置に設けられている。そして、これらの受けローラ６５、７２によりバレル式基材保持具１０を支持するようにしている。
【０１１２】
これにより、成膜装置１によると、バレル式基材保持具１０への回転駆動力を回転中心Ｃ１に対する下方から伝達することができる。また、バレル式基材保持具１０を駆動ギア８６及び受けローラ６５、７２により回転中心Ｃ１に対する下方から支持することができる。
【０１１３】
これにより、成膜装置１によると、バレル式基材保持具１０を安定して支持しつつ回転駆動することができる。そして、前記駆動ギア８６がリングギアＲＧの外側に設けられ、受けローラ７２が後カラー部１４の外側に設けられ、受けローラ６５が前カラー部１５の外側に設けられるので、バレル式基材保持具１０を上方に取り外し、また上方より取り付けることもできる。
【０１１４】
これにより、バレル式基材保持具１０を成膜終了後に交換したり清掃する等のメンテナンスを容易に行うことができる。即ち、かかるメンテナンスを行う場合に、バレル式基材保持具１０を上方に取り外し、また上方より取り付けることができるので、煩雑な分解作業を行う必要がなく、バレル式基材保持具１０を容易に着脱することができる。
【０１１５】
また、以上の成膜装置１によると、複数の受けローラによりバレル式基材保持具１０を支持しているので、バレル式基材保持具１０をより安定して支持することができる。
【０１１６】
また、以上に説明した成膜装置１によると、真空チャンバ２外に配置される走行盤２６を前後に移動させることにより、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２内に配置することができ、また真空チャンバ２外に引き出すこともできる。これにより、真空チャンバ２に対するバレル式基材保持具１０の出し入れが容易となるので、バレル式基材保持具１０の着脱をより容易にすることができる。
【０１１７】
なお、以上の図に基づく説明では、駆動ギア８６をバレル式基材保持具１０のリングギアＲＧの下端の外側に設ける例を挙げて説明した。バレル式基材保持具１０を駆動するための駆動ギアは、リングギアＲＧの下端の外側以外であっても、前記回転中心Ｃ１より下方であり、中心Ｃ１から見てリングギアＲＧに対する外径方にあたる位置に設けられていればよい。
【０１１８】
また、以上の説明では、受けローラをバレル式基材保持具に対する基端側と先端側の双方に設ける例を挙げたが、受けローラを基端側又は先端側のいずれか一方のみに設けることもできる。また、受けローラを複数設けることなく、一つ設けることもできる。
【０１１９】
また、以上に説明した成膜装置１によると、バレル式基材保持具１０内にアーク蒸発源６を配置し、バレル式基材保持具１０に保持される基材に成膜することができる。これにより、成膜装置１によると、アーク蒸発源６及びバレル式基材保持具１０を限られた大きさの真空チャンバ２内に効率良く配置することができる。これにより、成膜装置１をコンパクトにすることができる。
【０１２０】
また、以上に説明した成膜装置１によると、前記受けローラ機構７１を介してバレル式基材保持具１０にバイアス電圧を供給するようにしている。これにより、バレル式基材保持具１０にバイアス電圧を供給するための専用の機構を別に設けなくともよいので、装置をよりコンパクトにすることができる。
【０１２１】
なお、以上の説明では、バレル式基材保持具１０にバイアス電圧を供給するにあたり、基端側受けローラ７２を介して供給する例を挙げた。受けローラを介してバレル式基材保持具１０にバイアス電圧を供給するにあたり、この受けローラをバレル式基材保持具１０に対する先端側に設けることもできる。
【０１２２】
また、以上に説明した成膜装置１によると、真空チャンバ２外に配置されるアーク蒸発源積載ステージ２４に沿ってアーク蒸発源移動テーブル３１を前方に移動させることにより、真空チャンバ２内にアーク蒸発源６を配置することができる。
【０１２３】
また、アーク蒸発源積載ステージ２４に沿ってアーク蒸発源移動テーブル３１を後方に移動させることにより、真空チャンバ２外にアーク蒸発源６を引き出すことができる。
【０１２４】
このように、成膜装置１によると、真空チャンバ２に対してアーク蒸発源６を容易に出し入れすることができる。これにより、成膜を終了した後にアーク蒸発源６のメンテナンスを行うことを容易とでき、またメンテナンス終了後にアーク蒸発源６を真空チャンバ２内に配置することも容易に行える。
【０１２５】
また、以上に説明した成膜装置１によると、走行用電動機６０の駆動力によって第二の扉機構２３を真空チャンバ２に押圧させることができる。これにより、従来のクランプ機構に頼ることなく、第二の扉機構２３を真空チャンバ２に密着させることができる。
【０１２６】
これにより、相対的に重量の大きい第二の扉機構２３を真空チャンバ２に容易に密着させることができる。これにより、この成膜装置１を使用するユーザーによる多くの人力を要することなく第二の扉機構２３を真空チャンバ２に密着させることができ、成膜装置１の操作を容易にできる。また、バレル式基材保持具１０のメンテナンスを行う場合も、より容易に行うことができる。
【０１２７】
以上の説明では、走行盤２６を駆動するための動力源として電力で動作する電動機６０を用いる例を挙げた。この動力源として、電動機以外のものを用いることもでき、例えば油圧により動作させる油圧モータを用いることもできる。
【０１２８】
なお、本発明のアーク蒸発式成膜装置を実施するにあたり、第二の扉機構２３を真空チャンバ２に密着させるためのクランプ機構を設けるのであっても構わない。
【０１２９】
また、以上の説明では、成膜処理ユニットとしてアーク蒸発源を備えるアーク蒸発式の成膜装置の例を挙げて説明した。本発明を実施するにあたり、アーク蒸発源以外の成膜処理ユニットを用いることもできる。
【０１３０】
例えば、成膜処理ユニットとして、プラズマ重合のプロセスを実行して成膜するものや、スパッタリングのプロセスを実行して成膜するものを用いることもできる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によると、バレル式基材保持具を安定して支持しつつ回転駆動させることができる。そして、本発明によると、バレル式基材保持具を上方に取り外すことができ、また上方より取り付けることもできるので、バレル式基材保持具の着脱を煩雑な分解作業を伴うことなく容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である真空成膜装置の正面図である。
【図２】成膜装置の第一側面図である。
【図３】成膜装置の第二側面図である。
【図４】図３に示される成膜装置の平面図である。
【図５】バレル式基材保持具の斜視図である。
【図６】バレル式基材保持具を真空チャンバ内に収納した状態における側方から眺めた図である。
【図７】図６におけるＶＩ−ＶＩ線矢視図である。
【図８】バレル式基材保持具を駆動するユニットをより詳しく示す図である。
【図９】バレル式基材保持具を支持するユニットをより詳しく示す図である。
【符号の説明】
１    真空成膜装置
２    真空チャンバ
３    設置用架台
６    アーク蒸発源
１０    バレル式基材保持具
１２    基材保持部
１４    後カラー部
１５    前カラー部
１６    前プレート
１９    下支持フレーム
２０    第二の引き出し機構
２１    第二のガイドレール
２２    従動ローラ
２３    第二の扉機構
２４    アーク蒸発源積載ステージ
２５    第一のガイドレール
２６    走行盤
２７    駆動輪
２８    従動輪
２９    連結部材
３０    第一の引き出し機構
３１    アーク蒸発源移動テーブル
３２    把持部
３３    スライド機構
３４    第一の扉機構
３８    支持部材
６０    走行用電動機
６１    チェーン
６５    先端側受けローラ
６６    絶縁部材
６７    回転軸
７０    受けローラユニット
７１    受けローラ機構
７２    基端側受けローラ
７３    受けローラ軸
７５    軸受け
７６    ブラシ機構
７６ａ  ブラシ
７７    第二の取り付け用ケーシング
７８    外カバー
８０    バレル駆動ユニット
８１    バレル駆動用電動機
８２    回転軸
８３    カップリング
８７    軸受け
８８    第一の取り付け用ケーシング
【図１】
2004300484.tif 000003
【図２】
2004300484.tif 000004
【図３】
2004300484.tif 000005
【図４】
2004300484.tif 000006
【図５】
2004300484.tif 000007
【図６】
2004300484.tif 000008
【図７】
2004300484.tif 000009
【図８】
2004300484.tif 000010
【図９】
2004300484.tif 000011