(57)【要約】【課題】アーク蒸発源を真空チャンバに対して容易に出し入れできるようにすることである。【解決手段】真空チャンバ２外に、アーク蒸発源６を前方に支持するアーク蒸発源移動テーブル３５とアーク蒸発源移動テーブル３５を移動させるためのアーク蒸発源積載ステージ２４を設ける。また、アーク蒸発源移動テーブル３５の先端でありアーク蒸発源６に対する後方にあたる位置にアーク蒸発源用扉機構３４を設ける。【選択図】  図３
2004300460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク蒸発源と真空チャンバとを備え、前記真空チャンバ内に前記アーク蒸発源を配置してアーク蒸発源を動作させることにより前記真空チャンバ内に保持される基材に成膜するアーク蒸発式成膜装置であって、
前記真空チャンバ外に配置され前記アーク蒸発源を前方に支持するアーク蒸発源移動テーブルと、前記真空チャンバ外に配置され前記アーク蒸発源移動テーブルを前後方向に移動させるためのアーク蒸発源積載ステージとをさらに備え、
前記アーク蒸発源移動テーブルの先端であり前記アーク蒸発源に対する後方にあたる位置にアーク蒸発源用扉機構が取り付けられており、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させて前記アーク蒸発源を真空チャンバ内に配置すると、前記アーク蒸発源移動テーブルの先端のアーク蒸発源用扉機構が前記真空チャンバを閉じるように構成されたアーク蒸発式成膜装置。
【請求項２】
前記アーク蒸発源移動テーブルの底部にアーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージに沿って前後方向に移動させるためのスライド機構が設けられており、
前記アーク蒸発源移動テーブルの前記アーク蒸発源を支持するテーブル部分を前記スライド機構に対して水平面内で回転させ得るようにされた請求項１に記載のアーク蒸発式成膜装置。
【請求項３】
成膜される小物の基材を内側に保持するバレル式基材保持具をさらに備え、
前記真空チャンバ内に前記アーク蒸発源及びバレル式基材保持具を配置して前記アーク蒸発源を動作させることにより前記バレル式基材保持具に保持される基材に成膜する、請求項１又は２に記載のアーク蒸発式成膜装置。
【請求項４】
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、
前記バレル式基材保持具は、前後方向の中心軸に沿って配設されるとともに、内側の空間に前記小物の基材を保持するための基材保持部を備え、前後方向の基端に前記基材保持部の内側の空間に連通する開口部が形成されており、
前記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走行手段を備え、該走行手段にはバレル式基材保持具に対する後方にあたる位置にバレル式基材保持具用扉機構が取り付けられ、該バレル式基材保持具用扉機構にはアーク蒸発源を通過させるための開口部が中心に形成されており、かつ前記走行手段は前記アーク蒸発源積載ステージと連結されており、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させると、前記アーク蒸発源が前記バレル式基材保持具用扉機構の開口部及び前記バレル式基材保持具の開口部をとおして前記バレル式基材保持具の基材保持部の内側の空間に配置されるようにされており、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させるとともに前記走行手段を前方に移動させることにより、前記バレル式基材保持具及びアーク蒸発源を真空チャンバ内に配置するととともに、バレル式基材保持具用扉機構とバレル式基材保持具用扉機構の開口部を閉じるアーク蒸発源用扉機構とによって前記真空チャンバを閉じるようにされた請求項３に記載のアーク蒸発式成膜装置。
【請求項５】
前記走行手段が動力源により駆動されて前後方向に移動するように構成された請求項４に記載のアーク蒸発式成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク蒸発源を備えるアーク蒸発式成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アーク蒸発式成膜装置を用いて、被処理物である基材に成膜することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。このアーク蒸発式成膜装置は、アーク蒸発源によってアーク放電を発生させることにより、アーク蒸発源のターゲットカソードを構成する物質からなる膜を成膜することができる。
【０００３】
【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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、アーク蒸発源は、以上に説明したように、ターゲットカソードを蒸発させることによって基材に成膜を行う。従って、アーク蒸発源を動作させて成膜プロセスの実行を繰り返すうちにターゲットカソードが消耗するので、ターゲットカソードを交換するメンテナンスを定期的に行わなければならない。
【０００５】
そして、アーク蒸発源のメンテナンスを行うためにはアーク蒸発源を真空チャンバ外に取り出さなければならない。そして、成膜を行うためには、メンテナンスを終了したアーク蒸発源を再度真空チャンバ内に収納しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、真空チャンバに対してアーク蒸発源を容易に出し入れすることができるアーク蒸発式成膜装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、アーク蒸発源と真空チャンバとを備え、前記真空チャンバ内に前記アーク蒸発源を配置してアーク蒸発源を動作させることにより前記真空チャンバ内に保持される基材に成膜するアーク蒸発式成膜装置であって、
前記真空チャンバ外に配置され前記アーク蒸発源を前方に支持するアーク蒸発源移動テーブルと、前記真空チャンバ外に配置され前記アーク蒸発源移動テーブルを前後方向に移動させるためのアーク蒸発源積載ステージとをさらに備え、
前記アーク蒸発源移動テーブルの先端であり前記アーク蒸発源に対する後方にあたる位置にアーク蒸発源用扉機構が取り付けられており、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させて前記アーク蒸発源を真空チャンバ内に配置すると、前記アーク蒸発源移動テーブルの先端のアーク蒸発源用扉機構が前記真空チャンバを閉じるように構成されたアーク蒸発式成膜装置である（請求項１）。
【０００８】
本発明のアーク蒸発式成膜装置によると、前記アーク蒸発源積載ステージに沿って前記アーク蒸発源移動テーブルを前方に移動させることにより、アーク蒸発源移動テーブルの前方に支持されるアーク蒸発源を真空チャンバ内に配置できるとともに、前記アーク蒸発源用扉機構により真空チャンバを閉じることができる。
【０００９】
また、アーク蒸発源が真空チャンバ内に配置されている状態より、前記アーク蒸発源移動テーブルを後方に移動させることにより、アーク蒸発源を真空チャンバ外に引き出すことができる。
【００１０】
これにより、本発明のアーク蒸発式成膜装置によると、アーク蒸発源を真空チャンバに対して容易に出し入れすることができる。これにより、アーク蒸発源のメンテナンスを容易にすることもできる。
【００１１】
また、上記アーク蒸発式成膜装置について、前記アーク蒸発源移動テーブルの底部にアーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージに沿って前後方向に移動させるためのスライド機構を付設し、前記アーク蒸発源移動テーブルの前記アーク蒸発源を支持するテーブル部分を前記スライド機構に対して水平面内で回転させ得るように構成することができる（請求項２）。
【００１２】
この発明によると、前記アーク蒸発源移動テーブルのテーブル部分を前記アーク蒸発源とともに水平面内で回転させることにより、スライド機構が載置されるアーク蒸発源積載テーブル上よりアーク蒸発源を移動させることができる。これにより、アーク蒸発源を真空チャンバより引き出してメンテナンスを行う場合に、アーク蒸発源積載テーブルにより影響されることを防ぐことができる。
【００１３】
また、以上のアーク蒸発式成膜装置について、成膜される小物の基材を内側に保持するバレル式基材保持具をさらに設け、
前記真空チャンバ内に前記アーク蒸発源及びバレル式基材保持具を配置して前記アーク蒸発源を動作させることにより前記バレル式基材保持具に保持される基材に成膜するように構成することができる（請求項３）。
この発明によると、前記バレル式基材保持具の内側に小物の基材を保持することにより、該小物の基材に成膜することができる。
【００１４】
また、以上のアーク蒸発式成膜装置について、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を前後方向に沿って配設し、前記バレル式基材保持具を、前後方向の中心軸に沿って配設するとともに、内側の空間に前記小物の基材を保持するための基材保持部を備えるものとし、前後方向の基端に前記基材保持部の内側の空間に連通する開口部を形成し、
前記真空チャンバ外に前記バレル式基材保持具を前方に支持する走行手段を設け、該走行手段にバレル式基材保持具に対する後方にあたる位置にバレル式基材保持具用扉機構を取り付け、該バレル式基材保持具用扉機構にアーク蒸発源を通過させるための開口部を中心に形成し、かつ前記走行手段を前記アーク蒸発源積載ステージと連結し、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させると、前記アーク蒸発源が前記バレル式基材保持具用扉機構の開口部及び前記バレル式基材保持具の開口部をとおして前記バレル式基材保持具の基材保持部の内側の空間に配置されるようにし、
前記アーク蒸発源移動テーブルを前記アーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させるとともに前記走行手段を前方に移動させることにより、前記バレル式基材保持具及びアーク蒸発源を真空チャンバ内に配置するととともに、バレル式基材保持具用扉機構とバレル式基材保持具用扉機構の開口部を閉じるアーク蒸発源用扉機構とによって前記真空チャンバを閉じるように構成することができる（請求項４）。
【００１５】
この発明によると、アーク蒸発源移動テーブルをアーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させるとともに前記走行手段を前方に移動させることにより、アーク蒸発源及びバレル式基材保持具を真空チャンバ内に配置するとともに、アーク蒸発源用扉機構及びバレル式基材保持具用扉機構により真空チャンバを閉じることができる。
【００１６】
そして、真空チャンバ内において、前記バレル式基材保持具内にアーク蒸発源を配置した状態で、バレル式基材保持具に保持される基材に成膜することができる。
これにより、アーク蒸発源をバレル式基材保持具内に収納した状態で成膜することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。また、アーク蒸発源及びバレル式基材保持具を真空チャンバに対して真空チャンバの同じ側から出し入れすることができ、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００１７】
また、前記バレル式基材保持具を前方に支持する前記走行手段を、動力源により駆動されて前後方向に移動するように構成することができる（請求項５）。
この発明によると、バレル式基材保持具及びバレル式基材保持具用扉機構を支持する走行手段を動力源によって駆動できるので、装置の操作を容易にすることができる。
【００１８】
【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は、本発明の一実施形態であるアーク蒸発式成膜装置１を正面方向から眺めた正面図である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
アーク蒸発式成膜装置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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
次に、バレル式基材保持具１０について、図５も参酌しつつ説明する。図５は、バレル式基材保持具１０の主要部分を示す斜視図である。バレル式基材保持具１０は、基材保持部１２を備えている。基材保持部１２は、図５に示されるように、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。
【００２８】
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、成膜の対象である小物の基材は、この基材保持部１２の内側の空洞に保持される。
【００２９】
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、成膜される基材を内側に装填することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、中心軸Ｃ１を中心として設けられている。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おり、径方向に一定の厚さを備えて後方に突出するように設けられている。
【００３３】
この後カラー部１４は、前記基材保持部１２と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、該後カラー部１４の外周に摺接する図示されない一対の受けローラにより支持される。
【００３４】
この一対の受けローラは、後に説明する第二の扉機構２３側から後カラー部１４に向かって配設されており、自軸の回りに回転自在に設けられている。そして、この一対の受けローラは、前記自軸が前記中心軸Ｃ１より下方であり後カラー部１４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、この一対の受けローラは、中心軸Ｃ１を含む上下方向の垂直面に対称に設けられている。
【００３５】
また、この受けローラは、第二の扉機構２３に対する外側（後方側）から負のバイアス電圧が給電されるようにされている。そして、受けローラは、成膜を行う場合には、バレル式基材保持具１０が回転駆動されることによって従動しつつ、後カラー部１４及び基材保持部１２にバイアス電圧を供給する。
【００３６】
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。
【００３７】
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いる。
【００３８】
また、前カラー部１５は、該前カラー部１５の外周に摺接する図示されない一対の支持ローラによって支持される。この支持ローラは、後に説明する下支持フレーム１９の先端に取り付け機構を介して取り付けられており、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ている。
【００３９】
また、この一対の支持ローラは、自軸の回りに回転自在に設けられている。そして、この一対の支持ローラは、前記自軸が前記中心軸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、この一対の支持ローラは、中心軸Ｃ１を含む上下方向の垂直面に対称に設けられている。
【００４０】
そして、この一対の支持ローラは、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。
【００４１】
以上に説明したバレル式基材保持具１０は、成膜を行う場合には、前記リングギアＲＧと噛合する駆動ギア及び該駆動ギアが固設される駆動軸を介して、図示しない電動機によって中心軸Ｃ１を中心として回転駆動される。
【００４２】
前記バレル式基材保持具１０を駆動するための駆動軸は後に説明する第二の扉機構２３側から前方に向かって伸びている。そして、前記駆動軸が連結される前記電動機は第二の扉機構２３に対する外側に配設されている。
【００４３】
また、バレル式基材保持具１０について、前記リングギア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。
【００４４】
また、前記バレル式基材保持具１０の前カラー部１５を支持する支持ローラと該支持ローラを下支持フレーム１９に取り付ける取り付け機構とは絶縁部材によって電気的に絶縁されている。これにより、後に説明する下支持フレーム１９とバレル式基材保持具１０の基材保持部１２とは電気的に絶縁されている。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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３５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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。この下支持フレーム１９の先端には、バレル式基材保持具１０の前カラー部１５を支持するための図示されない前記一対の支持ローラが取り付けられている。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、アーク蒸発源移動テーブル３５と把持部３２と第一の扉機構３４を備えている。アーク蒸発源移動テーブル３５は、テーブル部分３１とスライド機構３３を備えている。
【００６１】
テーブル部分３１は、アーク蒸発源積載ステージ２４上で水平姿勢を保つように配設されている。スライド機構３３は、テーブル部分３１に対する下側であり、アーク蒸発源移動テーブル３５の底部に設けられている。
【００６２】
アーク蒸発源移動テーブル３５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、アーク蒸発源積載ステージ２４上を前後方向に移動することができる。
【００６３】
アーク蒸発源移動テーブル３５には、テーブル部分３１及びスライド機構３３を上下に貫通し、中心Ｃ３を中心とする円柱状の中空部３１ａが形成されている。そして、アーク蒸発源移動テーブル３５には、その中心が中心Ｃ３と一致する軸受け機構３１ｂが設けられている。軸受け機構３１ｂは、テーブル部分３１内に設けられ、スライド機構３３側に固定されている。
【００６４】
そして、テーブル部分３１を先端に取り付けられる第一の扉機構３４及び蒸発源６とともに、スライド機構３３に対して中心Ｃ３を中心として回転させることができる。前記軸受け機構３１ｂとしてクロスローラベアリングを設けることができる。
【００６５】
把持部３２は、テーブル部分３１に対する上側に設けられている。この把持部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。
【００６６】
第一の扉機構３４は、テーブル部分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。
【００６７】
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。
【００６８】
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に向くように、支持部材３８に下向きに取り付けられている。
【００６９】
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。
【００７０】
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３５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
基材保持部１２内に基材を投入すると、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装填される。
【００７８】
次に、アーク蒸発源移動テーブル３５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の基材保持部１２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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。なお、第二の扉機構２３を走行用電動機６０によって真空チャンバ２に押圧した状態で前記排気手段による真空チャンバ２内の排気が進行すると、高圧側となる真空チャンバ２外部の外気により第二の扉機構２３が真空チャンバ２側により強く押圧される。
【００８３】
そして、バレル式基材保持具１０を中心Ｃ１の回りに回転駆動させつつ、アーク蒸発源６を動作させる。これにより、アーク放電によって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。
【００８４】
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。図６は、成膜を終了した後に、第二の引き出し機構２０を後方に移動させた成膜装置１を上方から眺めた状態を表す平面図である。
【００８５】
第二の引き出し機構２０を後方に移動させることにより、図６に示されるように、アーク蒸発源６が基材保持部１２内に配置された状態で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。また、第二の引き出し機構２０を後方に移動させたことにより、第二の扉機構２３が後方に移動し、真空チャンバ２が開放される。
【００８６】
次に、アーク蒸発源移動テーブル３５をアーク蒸発源積載ステージ２４上を後方に移動させる。図７は、アーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させた成膜装置１を上方から眺めた状態を表す平面図である。図７に示されるように、アーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させることにより、アーク蒸発源６がバレル式基材保持具１０より後方に引き出される。
【００８７】
次に、アーク蒸発源移動テーブル３５のテーブル部分３１を、その回転中心Ｃ３の回りに約９０度時計回りに回転させる。図８は、アーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させて回転させた成膜装置１を上方から眺めた状態を表す平面図である。また、図９は、アーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させて回転させた成膜装置１を側方から眺めた側面図である。
【００８８】
図８に示されるように、アーク蒸発源移動テーブル３５のテーブル部分３１を回転させることにより、テーブル部分３１の先端に支持されるアーク蒸発源６をアーク蒸発源積載ステージ２４上から移動させることができる。そして、図８に示される状態で、アーク蒸発源６のメンテナンスを行うことができる。
【００８９】
なお、以上に説明した動作の例では、成膜を終了した後にバレル式基材保持具１０内にアーク蒸発源６を収納した状態で、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２外に引き出す例を挙げた。
【００９０】
以上に説明した成膜装置１を使用するにあたり、バレル式基材保持具１０を真空チャンバ２内に配置したままで、アーク蒸発源６のみを真空チャンバ２外に引き出すこともできる。
【００９１】
即ち、第二の扉機構２３を閉じた状態としておき、第一の扉機構３４のみ開いた後にアーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させ、アーク蒸発源６を真空チャンバ２外に取り出すこともできる。そして、アーク蒸発源６を真空チャンバ２外に取り出すことにより、アーク蒸発源６のメンテナンスを行うことができる。
【００９２】
以上に説明したアーク蒸発式成膜装置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３５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。
【００９３】
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３５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を引き出すこともできる。
【００９４】
このように、アーク蒸発式成膜装置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ために真空チャンバ２より取り出すことも容易となり、またこのメンテナンス後にアーク蒸発源６を再度真空チャンバ２内に配置することも容易である。
【００９５】
そして、以上に説明したアーク蒸発式成膜装置１によると、アーク蒸発源移動テーブル３５のテーブル部分３１を水平面内で回転させ得るようにされており、アーク蒸発源６のメンテナンスをより行い易いので好ましい。
【００９６】
即ち、アーク蒸発源移動テーブル３５を後方に移動させてアーク蒸発源６を真空チャンバ２外に取り出し、アーク蒸発源移動テーブル３５のテーブル部分３１を回転させることによって、アーク蒸発源６をアーク蒸発源積載ステージ２４上から移動させることができる。これにより、アーク蒸発源６に対する作業を行うにあたり、アーク蒸発源積載ステージ２４の存在が支障となることがない。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
また、以上に説明した成膜装置１にあっては、バレル式基材保持具１０に対して設けられる第二の扉機構２３に開口部を設け、この開口部を通してアーク蒸発源６を真空チャンバ２に対して出し入れできるように構成されている。
【０１０２】
本発明を実施するにあたり、バレル式基材保持具１０に対する第二の扉機構２３の開口部を介してアーク蒸発源６を真空チャンバ２に出し入れするようにしなくともよく、第二の扉機構２３を開口部を形成せず一体の扉に形成してもよい。
【０１０３】
即ち、本発明を実施するにあたり、バレル式基材保持具１０を真空チャンバに出し入れする箇所と、アーク蒸発源６を真空チャンバ２に出し入れする箇所とを一致させなくともよい。例えば、アーク蒸発式成膜装置を以下のように構成することもできる。
【０１０４】
アーク蒸発源６を移動させるためのアーク蒸発源積載ステージ２４をバレル式基材保持具１０を移動させるための走行盤２６から切り離し、走行盤２６とバレル式基材保持具１０と第二の扉機構２３とを真空チャンバ２を挟んでアーク蒸発源積載ステージ２４とアーク蒸発源移動テーブル３５と把持部３２と第一の扉機構３４とアーク蒸発源６とが配置される側と対向する側に設けることもできる。
【０１０５】
そして、互いに対向する側からアーク蒸発源６及びバレル式基材保持具１０を真空チャンバ２内に配置すると、バレル式基材保持具１０内にアーク蒸発源６が収納されるようにすることもできる。
【０１０６】
このように構成する場合には、アーク蒸発源６の真空チャンバ２に対する配置にかかわらず、バレル式基材保持具１０を独立して真空チャンバ２に出し入れすることができる。
【０１０７】
また、本発明にかかるアーク蒸発式成膜装置を、基材保持具としてバレル式基材保持具を用いることなく、個々の基材を直接保持するタイプの基材保持具を用い、真空チャンバ内にアーク蒸発源と基材保持具とを所定の位置関係に配置することにより、基材保持具に保持される基材に成膜するように構成することもできる。
【０１０８】
そして、アーク蒸発式成膜装置をこのように構成する場合についても、アーク蒸発源を前方に支持するアーク蒸発源移動テーブルと、このアーク蒸発源移動テーブルを真空チャンバ外で移動させるためのアーク蒸発源積載ステージが設けられ、アーク蒸発源移動テーブルの先端でありアーク蒸発源に対する後方にあたる位置にアーク蒸発源用扉機構が取り付けられる。
【０１０９】
そして、アーク蒸発源移動テーブルをアーク蒸発源積載ステージの先端まで移動させてアーク蒸発源を真空チャンバ内に配置すると、アーク蒸発源用扉機構によって真空チャンバが閉じられる。
【０１１０】
これにより、本発明のアーク蒸発式成膜装置によると、アーク蒸発源を真空チャンバに対して容易に出し入れすることができる。これにより、アーク蒸発源のメンテナンスを容易にすることができる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のアーク蒸発式成膜装置によると、アーク蒸発源の真空チャンバに対する出し入れを容易にすることができる。これにより、アーク蒸発源のターゲットカソードを交換するメンテナンス等を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるアーク蒸発式成膜装置の正面図である。
【図２】アーク蒸発式成膜装置の第一側面図である。
【図３】アーク蒸発式成膜装置の第二側面図である。
【図４】アーク蒸発式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外に引き出した状態を表す図である。
【図７】バレル式基材保持具を真空チャンバ外に引き出すとともに、バレル式基材保持具よりアーク蒸発源を引き出した状態を表す図である。
【図８】アーク蒸発源移動テーブルを回転させた状態を上方から眺めた平面図である。
【図９】アーク蒸発源移動テーブルを回転させた状態を側方から眺めた側面図である。
【符号の説明】
１    アーク蒸発式成膜装置
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
１１    開口部
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    テーブル部分
３１ａ  中空部
３１ｂ  軸受け機構
３２    把持部
３３    スライド機構
３４    第一の扉機構
３５    アーク蒸発源移動テーブル
３８    支持部材
６０    走行用電動機
６１    チェーン
【図１】
2004300460.tif 000003
【図２】
2004300460.tif 000004
【図３】
2004300460.tif 000005
【図４】
2004300460.tif 000006
【図５】
2004300460.tif 000007
【図６】
2004300460.tif 000008
【図７】
2004300460.tif 000009
【図８】
2004300460.tif 000010
【図９】
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