(57)【要約】  所定の表面積を有する球形部品をコーティングプロセスでコーティングする方法は、移動部材に設けられた格納バウンダリ内に球形部品を位置決めする工程と、移動部材をチャンバ内に位置決めする工程と、を備える。本方法は、チャンバ内の圧力を１気圧未満まで減圧する工程を備える。本方法は、長手方向軸線を中心として移動部材を旋回させる工程を備える。本方法は、更に、移動部材を長手方向軸線の方向に揺動させる工程と、コーティングプロセスを開始する工程と、を備える。揺動および旋回によって、各球形部品の表面積全体がコーティングプロセスに曝されるように、格納バウンダリ内で球形部品が移動される。【選択図】図２
2015514162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の表面積を有する球形部品をコーティングプロセスによってコーティングする方法であって、
移動部材に設けられた格納バウンダリ内に前記球形部品を位置決めする工程と、
前記移動部材をチャンバ内に位置決めする工程と、
前記チャンバ内の圧力を１気圧未満まで減圧する工程と、
長手方向軸線を中心として前記移動部材を旋回させる工程と、
前記移動部材を前記長手方向軸線の方向に揺動させる工程と、
前記コーティングプロセスを開始する工程と
を備え、
前記揺動および旋回によって、前記球形部品の各々の前記表面積全体が前記コーティングプロセスに曝されるように、前記球形部品が前記格納バウンダリ内で移動される
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記格納バウンダリは、周囲長Ｐを形成し、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程は、直径Ｄを有するＮ個の球形部品を、前記格納バウンダリ内に、Ｎ×ＤがＰ以下となるように位置決めする工程を備える
方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記移動部材は所定の表面を形成し、
前記格納バウンダリは、前記表面と直交する高さＨを有する縁部を形成し、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程は、直径Ｄを有するＮ個の球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程を備え、
前記直径Ｄは、４Ｈ以上である
方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記コーティングプロセスは、蒸着プロセスである
方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記コーティングプロセスは、反応性スパッタリングプロセスである
方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記コーティングプロセスは、閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングプロセスである
方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記コーティングプロセスには、物理蒸着プロセスおよび化学蒸着プロセスが含まれる
方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記旋回および揺動中に、前記球形部品は、前記移動部材と電気的に接触した状態に維持される
方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記移動部材は外縁部を備え、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程は、前記球形部品を、２つ以上の移動部材に設けられた複数の前記格納バウンダリ内に位置決めする工程を備え、
前記長手方向軸線を中心として前記移動部材を旋回させる工程は、前記長手方向軸線を中心として前記２つ以上の移動部材を旋回させる工程を備え、
前記移動部材を前記長手方向軸線の方向に揺動させる工程は、前記移動部材の各々の前記外縁部の半径方向の最も外側の箇所が、前記長手方向軸線に対して同時に長手方向の異なる位置にあるように、前記２つ以上の移動部材を揺動させる工程を備える
方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記移動部材は、連結面を形成し、
前記移動部材は、前記連結面に連結されるカムエレメントを備える
方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のテーブルアセンブリであって、
前記カムエレメントは、前記連結面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面を提供する
テーブルアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１０に記載のテーブルアセンブリであって、
前記カムエレメントは、前記連結面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面と、前記連結面と平行な表面を形成する棚部と、を提供する
テーブルアセンブリ。
【請求項１３】
球形部品を減圧下でコーティングするのに使用するためのテーブルアセンブリであって、
所定の表面を形成し、長手方向軸線を中心として旋回するように作動できる移動部材であって、前記表面に格納バウンダリを有する移動部材と、
前記移動部材の旋回時に、前記移動部材に揺動運動を加えるように構成された揺動部材と
を備えるテーブルアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
更に、前記長手方向軸線を中心として回転する支持部材を備え、
前記移動部材は、前記支持部材に連結される
テーブルアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のテーブルアセンブリであって、
前記移動部材は、前記支持部材に、枢動するようにヒンジ連結される
テーブルアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１４に記載のテーブルアセンブリであって、
更に、前記支持部材の一部に近接して配置される駆動部材であって、前記長手方向軸線を中心として旋回するように構成された駆動部材を備え、
前記駆動部材は、前記長手方向軸線を中心として前記支持部材を回転させる
テーブルアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記表面は、第１面であり、
前記移動部材は、更に、第２面を形成し、
前記移動部材は、前記第２面に連結されるカムエレメントおよび回転エレメントのうちの一方を備える
テーブルアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のテーブルアセンブリであって、
前記揺動部材は、更に、前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの他方を備え、
前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの前記他方は、前記第２面に連結される前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの前記一方と作動可能に接触して、前記揺動部材の回転時に、前記移動部材に揺動運動を加える
テーブルアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のテーブルアセンブリであって、
前記カムエレメントは、前記回転エレメントに対して、前記第２面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面を提供する
テーブルアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のテーブルアセンブリであって、
前記カムエレメントは、前記回転エレメントに対して、前記第２面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面と、前記第２面と平行な表面を形成する棚部と、を提供する
テーブルアセンブリ。
【請求項２１】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは、前記表面の部分として一体的に形成されている
テーブルアセンブリ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは、前記移動部材にポケットを形成する
テーブルアセンブリ。
【請求項２３】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは円を形成する
テーブルアセンブリ。
【請求項２４】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは、実質的に腎曲線形状である
テーブルアセンブリ。
【請求項２５】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは、前記表面に固定的に取り付けられた表面構成である
テーブルアセンブリ。
【請求項２６】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記表面は第１面であり、
前記移動部材は、複数の移動部材を備え、
前記複数の移動部材の各々は、それぞれ、第１面および反対側の第２面を有し、
前記複数の移動部材の各々は、前記第１面に形成された格納バウンダリを有する
テーブルアセンブリ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のテーブルアセンブリであって、
前記複数の移動部材の各々は、更に、前記第２面に連結されるカムエレメントおよび回転エレメントのうちの一方を備える
テーブルアセンブリ。
【請求項２８】
請求項１３に記載のテーブルアセンブリであって、
前記移動部材は、第１移動部材であり、
更に、前記第１移動部材に連結されるとともに前記長手方向軸線に沿って前記第１移動部材から間隔が隔てられた第２移動部材を備える
テーブルアセンブリ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のテーブルアセンブリであって、
前記第２移動部材は、前記第１移動部材から、約２インチ以上かつ約６インチ以下だけ離間される
テーブルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明は、球形部品にコーティングを施すための方法およびテーブルアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］部品上に高品質の薄膜およびコーティングを形成し、耐磨耗性を向上し、他の望ましい特性を提供するために、表面コーティングプロセスが広く使用されている。この目的のために様々なコーティング技術を利用できる。例えば、スパッタリングは、コーティングされるべき部品およびスパッタリングターゲットが収容された真空チャンバ内で、アルゴン等の不活性ガスをイオン化する、特定の物理蒸着（ＰＶＤ）コーティングプロセスである。アルゴンイオンがスパッタリングターゲットに激しく衝突し、ターゲット材料の原子を外し、これを部品にぶつけてコーティングする。スパッタ率を向上し、それによって、コーティングの形成に要する時間を短縮するために、磁石を使用して有磁場閉ループ経路を形成し、自由電子をターゲット材料の近くに保持してもよい（即ち、マグネトロンスパッタリング）。アンバランスドマグネトロンスパッタリングでは、追加的な磁気コイルにより製品の近くのプラズマを強化し、これにより稠密なコーティングを形成する。閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングとして公知のさらなる改良として、磁界がプラズマを閉じ込め、チャンバ壁に失われるターゲット材料を少なくするように磁石が構成されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
［０００３］多くのコーティングシステムは、コーティングされるべき部品の周囲に位置決めされた、鉛直に取り付けられたコーティング材料源を使用する。例えば、閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングシステムは、代表的には、真空チャンバの側壁に取り付けられたマグネトロンに取り付けられるスパッタリングターゲットを有している。ターゲットは、１つ以上の部品が配置された治具を取り囲む。ボールベアリングのボール等の球形部品の全面を均等にコーティングすることは、コーティングの蒸着中に部品（単数または複数）を操作するのが困難であるので、他に類を見ない挑戦である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
［０００４］所定の表面積を有する球形部品をコーティングプロセスによってコーティングする方法の一実施例では、この方法は、移動部材に設けられた格納バウンダリ内に球形部品を位置決めする工程と、移動部材をチャンバ内に位置決めする工程と、を備える。この方法は、チャンバ内の圧力を１気圧よりも低い圧力まで減圧する工程を備える。また、この方法は、長手方向軸線を中心として移動部材を旋回させる工程を備える。この方法は、更に、長手方向軸線の方向に移動部材を揺動させる工程と、コーティングプロセスを開始する工程と、を備える。揺動および旋回によって、各部品の表面積全体がコーティングプロセスに曝されるように、球形部品が格納バウンダリ内で移動する。
【０００５】
［０００５］減圧下で球形部品をコーティングするのに使用するためのテーブルアセンブリの一実施例では、このテーブルアセンブリは、長手方向軸線を中心として旋回するように作動できる、所定の表面を形成する移動部材を備える。移動部材は、所定の表面上に格納バウンダリを備える。揺動部材が、移動部材の旋回時に移動部材に揺動運動を加えるように構成されている。
【０００６】
［０００６］本発明のこの他の特徴は、詳細な説明および添付図面を考慮することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】［０００７］図１は、マグネトロンスパッタリング真空チャンバ内のテーブルアセンブリの概略平面図である。
【図２】［０００８］図２は、図１のテーブルアセンブリの斜視図である。
【図３】［０００９］図３は、歯車機構の部分を示す、図２のテーブルアセンブリの部分平面図である。
【図４】［００１０］図４は、図２テーブルアセンブリの平面図である。
【図５】［００１１］図５は、図２テーブルアセンブリの側面図である。
【図６】［００１２］図６は、図１のテーブルアセンブリの別の構造の斜視図である。
【図７】［００１３］図７は、図５の７−７線に沿った部分断面図である。
【図８】［００１４］図８は、図５の８−８線に沿った断面図である。
【図９ａ】［００１５］図９ａは、図２のテーブルアセンブリの代替例のカムエレメントの斜視図である。
【図９ｂ】［００１６］図９ｂは、図９の９ｂ−９ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】［００１７］図１０は、図１のテーブルアセンブリの別の構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［００１８］本発明の実施例を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の説明に記載した、または添付図面に例示した部品の構造および構成の詳細に限定されないということが理解されるべきである。本発明は、他の実施例が可能であり、様々な方法で実施できる。更に、本明細書中で使用される表現および用語は、説明を目的とするものであり、限定であると捉えられるべきではない。本明細書中での「備える（including）」、「備える（comprising）」または「有する（having）」等の使用は、それ以降に列挙した要素およびその均等物並びに追加的な要素を包含する意味である。
【０００９】
［００１９］図１は、球形部品を物理蒸着技術でコーティングするためのテーブルアセンブリ１００を示す。テーブルアセンブリ１００は、閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングシステムで使用するように特定的に示してあるが、テーブルアセンブリ１００は、壁取り付け式のコーティング源または熱源から、コーティングが施されるべき部品（単数または複数）まで照準アプローチを使用する様々なコーティングプロセスで使用できる。このようなコーティングプロセスには、レーザーアシスト成膜法、カソードアーク蒸着法、および、高出力インパルスマグネトロンスパッタリング法（ＨＩＰＩＭＳ）が含まれるが、これらのプロセスに限定されない。テーブルアセンブリ１００は、更に、物理蒸着コーティング技術、例えば反応性スパッタリング技術を化学蒸着プロセスとともに使用するコンビネーションコーティングシステムで使用することができる。例えば、テーブルアセンブリ１００は、部品にベースコーティングを施す最初のスパッタリングプロセスで使用できる。このプロセスに続き、チャンバ内のプラズマ相からコーティング成膜が続行される。本発明では、壁取り付け式の源を使用する少なくとも１つの工程を有するその他の組み合わせが考えられ、これには、例えば、プラズマ窒化プロセスが含まれる。このプロセスの後にスパッタリングが行われ、次いで、プラズマアシスト化学蒸着が行われる。
【００１０】
［００２０］図１を再び参照すると、テーブルアセンブリ１００は、複数のチャンバ側壁１１４を有する真空チャンバ１１０内のほぼ中央に配置されている。スパッタリングされるべき材料を含有するスパッタリングターゲット１１８が、壁１１４に取り付けられたマグネトロン１２２に取り付けられている。各マグネトロン１２２は、磁界を発生させるための複数の磁石１２６を備える。閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングシステムでは、磁石１２６は、磁界がリンク（例示的な磁力線１３４を参照）し、発生するプラズマを閉じ込めるように配置されている。スパッタリングターゲット１１８に対するテーブルアセンブリ１００の相対的な位置に起因して、閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリング成膜が、側部から、即ち側壁１１４から、中央に配置されたテーブルアセンブリ１００に向かう方向に行われる。閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングプロセスの物理的原理は当業者に公知であり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００１１】
［００２１］図２および図３を参照すると、複数の揺動部材１５０および駆動部材１５４が、中央固定ポスト、即ち、長手方向中央軸線１６２を有するスティンガ１５８を中心として旋回（公転）するために、駆動機構（図示せず）に連結されている。これらの部材１５０，１５４は、更に、回転可能であり、各々に歯車１７０が設けられている。歯車１７０は、中央に配置された固定太陽歯車１７４の歯と協働する。ハウジング１８０が上述の駆動機構および歯車機構を覆い、保護している。ハウジング１８０には、揺動部材１５０および駆動部材１５４の各々が通る穴１８４が設けられている。
【００１２】
［００２２］図２、図４および図５に示すように、内側部分１９４と支持アーム１９８とを有する支持部材１９０が、以下に更に詳細に説明するように、駆動部材１５４と作動可能に接触した状態でハウジング１８０の上に配置されている。支持アーム１９８は、中央軸線１６２を中心としてほぼ等間隔に間隔が隔てられている。例えば、図４に最も簡単に示す３つの支持アーム１９８は、１２０°間隔で等間隔に位置決めされている。内側部分１９４には、移動部材２００が連結されている。各移動部材２００は、支持アーム１９８に隣接する側部２０４を備え、更に、円弧状の外縁部２０８を形成する。図示のように、移動部材２００即ちプラテンは、支持部材１９０の内側部分１９４にヒンジ部材２１２によって枢動可能に連結されているが、勿論、その他の移動部材も考えられ、それらも本発明の範囲に含まれる。
【００１３】
［００２３］移動部材２００は、第１面２１６と、１つ以上の格納バウンダリ２２０と、を備える。図２に示すように、各格納バウンダリ２２０は、移動部材２００の一部分として一体的に形成されたポケットの形態をとってもよい。別の態様では、図６に示すように、格納バウンダリ２２２は、移動部材２００の第１面２１６に固定的に取り付けられた表面構成であってもよい。いずれの構造でも、格納バウンダリ２２０，２２２の形状を変えてもよい。図２、図４および図６に示すように、格納バウンダリ２２０，２２２は、円形の形態を有する。他の構造では、格納バウンダリ２２０，２２２は、例えば、腎曲線形状を備えていてもよい。
【００１４】
［００２４］図２、図４および図６を再び参照すると、ポケットまたは表面構成のいずれの形状についても、各格納バウンダリ２２０，２２２は、周囲長Ｐを形成する。各格納バウンダリ２２０，２２２は、更に、第１面２１６に対して直交して計測される高さＨを有する縁部２３０，２３２を形成する。図２およびポケット格納バウンダリ２２０に関して、縁部２３０の高さＨは、第１面２１６からポケットの底部２３４までの距離と等しい深さを表す。格納バウンダリ２２０，２２２は、蒸着プロセスの有効性を高め、各移動部材２００で利用できる格納バウンダリ２２０，２２２の数を最大にするために、全体として、移動部材２００の円弧状縁部２０８に向けて形成されている。１つの移動部材２００、または、テーブルアセンブリ１００の多くの移動部材２００に設けられた格納バウンダリ２２０，２２２は、寸法即ち大きさが必ずしも全て同じでなくてもよい。
【００１５】
［００２５］図７を参照すると、この図には、１つの駆動部材１５４が更に詳細に示してある。上述のように、駆動部材１５４の歯車１７０は、中央固定太陽歯車１７４と噛み合った関係にあり、スティンガ１５８を中心として旋回し、旋回時に回転するように形成されている。歯車１７０には、スピンドル２４０が一緒に回転するように連結されており、スピンドル２４０の頂部の取り付けピース２４４が支持ピン２４８を受け入れ、これを固定する。支持ピン２４８は、支持アーム１９８の穴２５２を通って延在する。支持ピン２４８と穴２５２の周囲との間に配置されるとともに支持アーム１９８に固定された、肩部が形成されたブッシュ２５６が、ピン２４８と支持アーム１９８との間を作動可能に接触した状態に維持する。
【００１６】
［００２６］図８を参照すると、この図には、揺動部材１５０が更に詳細に示してある。駆動部材１５４と同様に、揺動部材１５０は歯車１７０を備えている。歯車１７０は、太陽歯車１７４（図示せず）と噛み合った関係にあり、旋回時にスピンドル２４０を回転させる。スピンドル２４０の頂部には、プラットホーム２６０が固定されている。支持ブラケット２６４がプラットホーム２６０の中央に取り付けられている。回転エレメント２６８、例えばボールベアリングが、スティンガ１５８の中央軸線１６２と実質的に直交する回転軸線２７２を中心として自由に回転できるように、支持ブラケット２６４に取り外し可能に取り付けられている。
【００１７】
［００２７］図８を参照し続けると、移動部材２００の下側即ち第２面２８０には、ファスナ２８８によって取り外し可能に取り付けることができるカムエレメント２８４が設けられている。カムエレメント２８４は、揺動部材１５０の回転エレメント２６８に近接したカム面２９２を形成する。カム面２９２の角度は、コーティングが形成されるべき球形部品２９６の大きさに従って変化する。例えば、直径が１５ｍｍの球形部品２９６は、第２面２８０から計測した約１°ないし約１０°のカム面角度αを有しており、カム面角度αは、好ましくは、約８．５°である。多数の移動部材２００を有する構造のシステム（例えば、図２および図６参照）では、各移動部材２００に連結されたカムエレメント２８４は、これらの移動部材２００が同相および位相不一致のいずれかであるように調節できる。例えば、位相不一致である場合には、任意の所与の時期に、各回転エレメント２６８は、その隣接するカム面２９２の異なる部分と接触する。そのため、各移動部材２００の外縁部２０８の半径方向で最も外側の箇所が、同時に、中央軸線１６２に沿った異なる軸線方向位置にある。移動部材２００に連結されたカムエレメント２８４、および、揺動部材１５０に連結された回転エレメント２６８を示したが、他の構造では、カムエレメント２８４を揺動部材１５０に連結してもよく、回転エレメント２６８を移動部材２００に連結してもよい。
【００１８】
［００２８］１つの代替例として、カムエレメント２８４のカム面２９２の一部が、１つ以上の棚部２９４を形成してもよい。これらの棚部２９４の１つを図９ａおよび図９ｂに示す。更に別の代替例（図示せず）では、カム面２９２は、波形または他の凹凸を有する構成等の１つ以上の表面輪郭を備えていてもよい。棚部２９４（単数または複数）および他の表面輪郭は、揺動運動のプロファイルに影響を及ぼし、従って、コーティングプロセス中に、球形部品２９６に所定程度の運動制御を加える。例えば、表面が第２面２８０と平行な図９ａおよび図９ｂの棚部２９４と、回転エレメント２６８と、の間での接触中に、移動部材の外縁部２０８の半径方向の最も外側の箇所が、軸線１６２に沿って同じ軸線方向位置に維持される。移動制御の程度は、球形部品２９６の大きさ、格納バウンダリ２２０，２２２の大きさおよび形状等の追加的なファクタで決まる。
【００１９】
［００２９］図２および図６のテーブルアセンブリ１００は、３つの揺動部材１５０と、３つの駆動部材１５４と、を備える。支持部材１９０は、３つの支持アーム１９８を有しており、３つの移動部材２００に連結されている。しかしながら、テーブルアセンブリ１００は、このような構成に限定されない。例えば、テーブルアセンブリ１００は、上述したのと実質的に同様であるが、１つのみの移動部材２００を使用してもよい。別の態様では、テーブルアセンブリ１００は、２つの揺動部材１５０および２つの駆動部材１５４しか備えていなくてもよい。この場合、支持部材１９０は、２つの移動部材２００の各側に２つの支持アーム１９８を備えている。別の代替例では、テーブルアセンブリ１００は、特定の用途において求められるように、揺動部材１５０、駆動部材１５４、支持アーム１９８および移動部材２００を各々４つ以上備えていてもよい。
【００２０】
［００３０］図１０を参照すると、第２移動部材３００が、第１移動部材２００から軸線方向に所定距離だけ間隔を隔てて（即ち、積み重ねた関係で）配置されてもよい。第２移動部材３００は、図１０に示すように、第１移動部材２００と実質的に同じであってもよく、あるいは、異なる構成を備えていてもよい。例えば、第１移動部材２００の格納バウンダリ２２０は、円形のポケットとして形成されてもよく、一方、第２移動部材３００の格納バウンダリ３２０は、例えば、腎曲線形状ポケットであってもよい。代替例では、第１移動部材２００の格納バウンダリ２２０は、一体的に形成されたポケットであってもよく、一方、第２移動部材３００の格納バウンダリ３２０は、例えば、第２移動部材３００の第１面３１６に固定的に取り付けられた表面構成であってもよい。第２移動部材３００は、以下に更に詳細に説明するように、第１移動部材２００の移動によって第２移動部材３００が同様に移動するように、第１移動部材２００にしっかりと連結されている。１つ以上のスタッド３３０を使用して、移動部材２００，３００が離間される。これらのスタッド３３０は、調節可能であり、様々な大きさの球形部品２９６の必要性に応じて移動部材２００，３００間の作動距離を変化させることができる。用途に応じたこの作動距離は、例えば、約５．０８ｃｍないし約１５．２４ｃｍ（約２インチないし約６インチ）である。更に、テーブルアセンブリ１００は、移動部材２００，３００を１つだけ重ねた態様に限定されず、軸線方向に間隔が隔てられた３つ以上の移動部材を備え、多層構造を形成してもよい。
【００２１】
［００３１］上述のテーブルアセンブリ１００の部品は、金属製、好ましくはステンレス鋼製、または、真空の用途に適した別の導電材料製である。更に、コーティングプロセス中において、テーブルアセンブリ１００には、更に、負の電荷が加えられている。これによって、プロセスを通してテーブルアセンブリ１００に接触したままの球形部品に負の電荷が加えられ、稠密なコーティング微小構造を容易にし、コーティングの付着を促進する。テーブルアセンブリ１００の金属製構造によって、球形部品とプラズマイオンとの間の静電引力によって発生したイオン電流を、球形部品からテーブルアセンブリ１００に流すことができる。
【００２２】
［００３２］図２、図３、図６および図８を参照すると、作動において、各々の直径がＤであり、コーティングが形成されるべき所定の表面積を有するＮ個の球形部品２９６（図８参照）が、１つ以上の移動部材２００に形成された格納バウンダリ２２０，２２２内に配置され、即ち位置決めされる。所与の格納バウンダリ２２０，２２２について、その中の球形部品２９６の直径Ｄは、４Ｈよりも小さくあるべきである。Ｈは、上文中に言及してある。更に、数Ｎは、好ましくは、Ｎ×ＤがＰ以下であるように決定される。Ｐは、格納バウンダリ２２０，２２２の周囲長である。テーブルアセンブリ１００の各格納バウンダリ２２０，２２２は、必ずしも同じ寸法でなくてもよく、そのため、数Ｎは、移動部材２００に関連する格納バウンダリ２２０，２２２内で、または、２つ以上の移動部材２００内で変わってもよい。更に、上述のガイドラインに従って、第１直径を有する球形部品が格納バウンダリ２２０，２２２の一方に配置され、第２直径を有する球形部品が別の格納バウンダリ２２０，２２２に配置されてもよい。
【００２３】
［００３３］球形部品２９６が位置決めされると、薄膜形成を行うために、テーブルアセンブリ１００が真空チャンバ１１０に挿入されるとともに、真空チャンバ１１０が外部雰囲気からシールされる。真空チャンバ１１０内の圧力が１気圧（１ａｔｍ、７６０ｔｏｒｒ）よりも低くなるまで減圧される。好ましくは、チャンバ１１０内の圧力は、０．０１３気圧（１０ｍｍｔｏｒｒ）以下まで減圧される。駆動機構は、中央軸線１６２を中心とした一定の半径のところで、使用者が決定した所定の角速度（例えば、毎分１回転）で揺動部材１５０および駆動部材１５４を駆動する。揺動部材１５０および駆動部材１５４の歯車１７０は、固定太陽歯車１７４と協働して、旋回中にこれらの部材１５０，１５４を回転させ、これにより、薄膜形成プロセスを通して、中央軸線１６２を中心として部材１５０，１５４を遊星運動させる。
【００２４】
［００３４］支持ピン２４８を介して支持アーム１９８に作動可能に連結された駆動部材１５４は、中央軸線１６２を中心として支持部材１９０を回転させる。これにより、支持部材１９０に取り付けられた移動部材２００が同じ角速度で旋回する。これと同時に、揺動部材１５０の旋回プラットホーム２６０に固定的に取り付けられた回転エレメント２６８は、カム面２９２に接触した状態で回転し、移動部材２００を上下移動させ、即ち中央軸線１６２の方向に揺動させる。この揺動中に、球形部品２９６は、例えば図８に示すように、格納バウンダリ２２０，２２２内で回転する。詳細には、揺動および旋回によって、球形部品２９６が各格納バウンダリ２２０，２２２内でランダムに移動される。このランダムな移動中に、球形部品２９６は、テーブルアセンブリ１００に、更に詳細には移動部材２００に電気的に接触した状態を維持する。図１０を参照すると、しっかりと連結された第１移動部材２００および第２移動部材３００において同様の揺動が生じる。
【００２５】
［００３５］各格納バウンダリ２２０，２２２に加えられた揺動運動と、各格納バウンダリ２２０，２２２の形状と、の組み合わせによって、テーブルアセンブリ１００の作動中に、球形部品２９６の一定のランダムな移動が維持される。各部品２９６の表面積全体をスパッタリングターゲット１１８に曝して、薄膜形成プロセス中に均等でムラのないコーティングを表面積に形成できるようにする上で、円形形状および腎曲線形状を有する格納バウンダリ２２０，２２２が特に有効であるということがわかった。
【００２６】
［００３６］本発明の様々な特徴および利点を以下の特許請求の範囲に記載する。
【符号の説明】
【００２７】
１００…テーブルアセンブリ
１１０…真空チャンバ
１１４…チャンバ側壁
１１８…スパッタリングターゲット
１２２…マグネトロン
１２６…磁石
１３４…磁力線
１５０…揺動部材
１５４…駆動部材
１５８…スティンガ
１６２…長手方向中央軸線
１７０…歯車
１７４…太陽歯車
１８０…ハウジング
１８４…穴
１９０…支持部材
１９４…内側部分
１９８…支持アーム
２００…第１移動部材
２０４…側部
２０８…外縁部
２１２…ヒンジ部材
２１６…第１面
２２０，２２２…格納バウンダリ
２３０，２３２…縁部
２３４…底部
２４０…スピンドル
２４４…ピース
２４８…支持ピン
２５２…穴
２５６…ブッシュ
２６０…プラットホーム
２６４…支持ブラケット
２６８…回転エレメント
２７２…回転軸線
２８０…第２面
２８４…カムエレメント
２８８…ファスナ
２９２…カム面
２９４…棚部
２９６…球形部品
３００…第２移動部材
３１６…第１面
３２０…格納バウンダリ
３３０…スタッド
Ｐ…周囲長
Ｄ…直径
【図１】
2015514162.tif 000003
【図２】
2015514162.tif 000004
【図３】
2015514162.tif 000005
【図４】
2015514162.tif 000006
【図５】
2015514162.tif 000007
【図６】
2015514162.tif 000008
【図７】
2015514162.tif 000009
【図８】
2015514162.tif 000010
【図９ａ】
2015514162.tif 000011
【図９ｂ】
2015514162.tif 000012
【図１０】
2015514162.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月11日(2015.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の表面積を有する球形部品をコーティングプロセスによってコーティングする方法であって、
移動部材に設けられた格納バウンダリ内に前記球形部品を位置決めする工程と、
前記移動部材をチャンバ内に位置決めする工程と、
前記チャンバ内の圧力を１気圧未満まで減圧する工程と、
長手方向軸線を中心として前記移動部材を旋回させる工程と、
前記移動部材を前記長手方向軸線の方向に揺動させる工程と、
前記コーティングプロセスを開始する工程と
を備え、
前記揺動および旋回によって、前記球形部品の各々の前記表面積全体が前記コーティングプロセスに曝されるように、前記球形部品が前記格納バウンダリ内で移動される
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
ｉ）前記格納バウンダリが、周囲長Ｐを形成し、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程が、直径Ｄを有するＮ個の球形部品を、前記格納バウンダリ内に、Ｎ×ＤがＰ以下となるように位置決めする工程を備えることと、
ｉｉ）前記移動部材が所定の表面を形成し、
前記格納バウンダリが、前記表面と直交する高さＨを有する縁部を形成し、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程が、直径Ｄを有するＮ個の球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程を備え、
前記直径Ｄが、４Ｈ以上であることと
のうちの一方を満たす
方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
ｉ）前記コーティングプロセスが、蒸着プロセスであることと、
ｉｉ）前記コーティングプロセスが、反応性スパッタリングプロセスであることと、
ｉｉｉ）前記コーティングプロセスが、閉磁場アンバランスドマグネトロンスパッタリングプロセスであることと、
ｉｖ）前記コーティングプロセスには、物理蒸着プロセスおよび化学蒸着プロセスが含まれることと
のうちのいずれかを満たす
方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記旋回および揺動中に、前記球形部品は、前記移動部材と電気的に接触した状態に維持される
方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記移動部材は外縁部を備え、
前記球形部品を前記格納バウンダリ内に位置決めする工程は、前記球形部品を、２つ以上の移動部材に設けられた複数の前記格納バウンダリ内に位置決めする工程を備え、
前記長手方向軸線を中心として前記移動部材を旋回させる工程は、前記長手方向軸線を中心として前記２つ以上の移動部材を旋回させる工程を備え、
前記移動部材を前記長手方向軸線の方向に揺動させる工程は、前記移動部材の各々の前記外縁部の半径方向の最も外側の箇所が、前記長手方向軸線に対して同時に長手方向の異なる位置にあるように、前記２つ以上の移動部材を揺動させる工程を備える
方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記移動部材は、連結面を形成し、
前記移動部材は、前記連結面に連結されるカムエレメントを備え、
ｉ）オプション的に、前記カムエレメントが、前記連結面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面を提供することと、
ｉｉ）オプション的に、前記カムエレメントが、前記連結面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面と、前記連結面と平行な表面を形成する棚部と、を提供することと
のうちの一方を満たす
テーブルアセンブリ。
【請求項７】
球形部品を減圧下でコーティングするのに使用するためのテーブルアセンブリであって、
所定の表面を形成し、長手方向軸線を中心として旋回するように作動できる移動部材であって、前記表面に格納バウンダリを有する移動部材と、
前記移動部材の旋回時に、前記移動部材に揺動運動を加えるように構成された揺動部材と
を備えるテーブルアセンブリ。
【請求項８】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
更に、前記長手方向軸線を中心として回転する支持部材を備え、
前記移動部材は、前記支持部材に連結され、
オプション的に、前記移動部材は、前記支持部材に、枢動するようにヒンジ連結される
テーブルアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載のテーブルアセンブリであって、
更に、前記支持部材の一部に近接して配置される駆動部材であって、前記長手方向軸線を中心として旋回するように構成された駆動部材を備え、
前記駆動部材は、前記長手方向軸線を中心として前記支持部材を回転させる
テーブルアセンブリ。
【請求項１０】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
前記表面は、第１面であり、
前記移動部材は、更に、第２面を形成し、
前記移動部材は、前記第２面に連結されるカムエレメントおよび回転エレメントのうちの一方を備える
テーブルアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のテーブルアセンブリであって、
前記揺動部材は、更に、前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの他方を備え、
前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの前記他方は、前記第２面に連結される前記カムエレメントおよび前記回転エレメントのうちの前記一方と作動可能に接触して、前記揺動部材の回転時に、前記移動部材に揺動運動を加え、
ｉ）オプション的に、前記カムエレメントが、前記回転エレメントに対して、前記第２面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面を提供することと、
ｉｉ）オプション的に、前記カムエレメントが、前記回転エレメントに対して、前記第２面に対してゼロではない角度で角度付けられたカム面と、前記第２面と平行な表面を形成する棚部と、を提供することと
のうちの一方を満たす
テーブルアセンブリ。
【請求項１２】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
前記格納バウンダリは、前記表面の部分として一体的に形成されており、
オプション的に、前記格納バウンダリは、前記移動部材にポケットを形成する
テーブルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
ｉ）前記格納バウンダリが円を形成することと、
ｉｉ）前記格納バウンダリが、実質的に腎曲線形状であることと、
ｉｉｉ）前記格納バウンダリが、前記表面に固定的に取り付けられた表面構成であることと
のうちのいずれかを満たす
テーブルアセンブリ。
【請求項１４】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
前記表面は第１面であり、
前記移動部材は、複数の移動部材を備え、
前記複数の移動部材の各々は、それぞれ、第１面および反対側の第２面を有し、
前記複数の移動部材の各々は、前記第１面に形成された格納バウンダリを有し、
オプション的に、前記複数の移動部材の各々は、更に、前記第２面に連結されるカムエレメントおよび回転エレメントのうちの一方を備える
テーブルアセンブリ。
【請求項１５】
請求項７に記載のテーブルアセンブリであって、
前記移動部材は、第１移動部材であり、
更に、前記第１移動部材に連結されるとともに前記長手方向軸線に沿って前記第１移動部材から間隔が隔てられた第２移動部材を備え、
オプション的に、前記第２移動部材は、前記第１移動部材から、約２インチ以上かつ約６インチ以下だけ離間される
テーブルアセンブリ。
【国際調査報告】
2015514162.tif 000014
2015514162.tif 000015