(57)【要約】      （修正有）【課題】経時的耐久性良く高周波電力を効率的に伝達するイオン加工装置。【解決手段】その内部で高周波電力を用いて基材にイオン加工を行うための導電性の真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配設され前記基材が装着される導電性の基材ホルダ５と、前記真空チャンバの壁部を貫通し、該真空チャンバの内側の端が前記基材ホルダに第１の絶縁部材を介して接続され、前記真空チャンバに回動自在に保持された導電性の回転軸１４と、前記回転軸の前記真空チャンバの外側に位置する部分に該回転軸と絶縁されるように形成された第１の給電部材８及び該第１の給電部材に前記高周波電力を伝達するための第２の給電部材を有する電力伝達構造と、前記基材ホルダから前記回転軸の中を通って前記第１の給電部材に至る該回転軸と絶縁された導電経路と、前記第２の給電部材に接続され前記高周波電力を供給する高周波電源１２と、前記回転軸を回転させる回転手段７とを備える。【選択図】図２
2005036297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部で高周波電力を用いて基材にイオン加工を行うための導電性の真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配設され前記基材が装着される導電性の基材ホルダと、
前記真空チャンバの壁部を貫通し、該真空チャンバの内側の端が前記基材ホルダに第１の絶縁部材を介して接続され、前記真空チャンバに回動自在に保持された導電性の回転軸と、
前記回転軸の前記真空チャンバの外側に位置する部分に該回転軸と絶縁されるように形成された第１の給電部材及び該第１の給電部材に前記高周波電力を伝達するための第２の給電部材を有する電力伝達構造と、
前記基材ホルダから前記回転軸の中を通って前記第１の給電部材に至る該回転軸と絶縁された導電経路と、
前記第２の給電部材に接続され前記高周波電力を供給する高周波電源と、
前記回転軸を回転させる回転手段とを備えた、イオン加工装置。
【請求項２】
前記回転軸が中空部分を有し、該中空部分に前記導電経路が形成されている、請求項１記載のイオン加工装置。
【請求項３】
前記第１の給電部材が円筒状の導電体であり、前記第２の給電部材がブラシであり、前記円筒状の導電体に前記ブラシが電気的に接触するようにして前記高周波電力が伝達される、請求項１記載のイオン加工装置。
【請求項４】
前記回転軸と前記第１の給電部材とを前記絶縁する第２の絶縁部材を有し、該第２の絶縁部材が前記第１の給電部材と前記第２の給電部材との接触により発生する粉塵を採集可能に形成されている、請求項１記載のイオン加工装置。
【請求項５】
前記導電経路の少なくとも前記回転軸の中を通る部分が無機質電気絶縁部材によって包囲され、かつ該無機質電気絶縁部材が金属板で包囲されている、請求項１記載のイオン加工装置。
【請求項６】
少なくとも前記回転軸の前記真空チャンバの外側に位置する部分と、前記電力伝達構造と、前記回転手段とを実質的に覆うように形成されたハウジングを有し、該ハウジングが前記真空チャンバに支持され、前記回転軸が前記ハウジングに回動自在に保持されている、請求項１記載のイオン加工装置。
【請求項７】
前記ハウジングと、前記真空チャンバと、前記回転軸とが相互に電気的に接続され、かつ接地されている、請求項６記載のイオン加工装置。
【請求項８】
前記真空チャンバの内部で、前記高周波電力と共に直流電源から直流電力が前記基材ホルダに印加されて前記イオン加工が行われる、請求項１乃至７記載のイオン加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力を印加して発生させたプラズマを利用して基材の表面に薄膜を成膜するイオン加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス基材又は樹脂基材等の表面に薄膜を積層して反射防止等の光学膜を形成する成膜装置として、イオン加工装置が好適に用いられている。
【０００３】
従来のイオン加工装置としては、例えば、イオンプレーティング装置がある。このイオンプレーティング装置は、その内部を実質的な真空状態に維持可能な真空チャンバを有している。この真空チャンバの底部には薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源が配設されており、この蒸発源に対向して、基材ホルダが配置されている。この基材ホルダの背面中央部には絶縁板を介して回転軸が取り付けられており、この回転軸は真空チャンバの天井壁を貫通して該真空チャンバの上部に配設された回転駆動装置に接続されている。つまり、基材ホルダは、真空チャンバの内部において回転軸及び回転駆動装置によって回転自在に保持されている。そして、前記絶縁板とこの基材ホルダとの接触部の外周には、環状の接触子が埋設されている。この接触子は、基材ホルダと電気的に接続されている。又、この接触子にはカーボンブラシが接触しており、このカーボンブラシは、基材ホルダに対して高周波電力を供給する高周波電源と、バイアス電圧を印加する直流電源とに接続されている。尚、前記回転軸及び回転駆動装置を保護すべく、それらは真空チャンバの一部とハウジングとによって完全に包囲されている。
【０００４】
このイオンプレーティング装置では、基材ホルダにガラス基材又は樹脂基材等の基材を取り付けた後に回転駆動装置を動作させて基材を回転させると共に、高周波電源及び直流電源を動作させる。すると、回転する接触子、つまり基材ホルダに対して、カーボンブラシから高周波電力及びバイアス電圧が印加される。そして、これによって、真空チャンバの内部に高周波電界が形成されると共に、基材ホルダと真空チャンバとの間にバイアス電界が発生する。その後、蒸発源から薄膜形成材料を蒸発させると、その蒸発した薄膜形成材料が上記高周波電界によって発生するプラズマにより励起され、この励起された薄膜形成材料が上記バイアス電界により加速されて、基材の表面に衝突して付着する。そして、これによって、基材上には強い密着力を有する薄膜が成膜される。薄膜形成材料の種類を変えながらこの成膜を所定の回数行うことで、基材上には薄膜が多層状に積層される。つまり、基材上に反射防止等の光学膜が形成される。
【０００５】
ところで、このように動作する従来のイオンプレーティング装置では、カーボンブラシ及び接触子（給電部位）が真空チャンバの内部に設けられている。そのため、基材ホルダが回転することによりカーボンブラシが損耗して、その削りかすが真空チャンバの内部に飛散する場合がある。そして、このような場合には、基材上に成膜される薄膜の成膜特性が悪化するという問題が発生する。
【０００６】
一方、成膜中における真空チャンバの内部は、高真空状態とされている。この際、接触子とカーボンブラシとの摩擦係数が増大してカーボンブラシの損耗が促進されるため、高周波電力及びバイアス電圧の安定した給電が阻害される場合がある。そして、このような場合にも、基材上に成膜される薄膜の成膜特性が悪化するという問題が発生する。
【０００７】
そこで、上記カーボンブラシ由来の削りかすの真空チャンバ内への飛散等の問題を回避すべく、高周波電力及びバイアス電圧の給電部位を真空チャンバの外部（大気中）に配置し、その給電部位と回転軸と基材ホルダとを電気的に接続し、回転軸を介して基材ホルダに高周波電力及びバイアス電圧を給電する給電構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８１８３１号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
給電部位を真空チャンバの外部に配置し、回転軸を介して基材ホルダに高周波電力及びバイアス電圧を給電する上記提案のイオン加工装置によれば、例えば、接触子とカーボンブラシとが真空チャンバの外部に配置され、これによってカーボンブラシが損耗して生じる削りかすが真空チャンバの内部に飛散することが完全に防止されるので、基材上に成膜される薄膜の成膜特性が悪化するという問題は解決される。
【０００９】
又、給電部位が真空中ではなく大気中に配置されるので、接触子とカーボンブラシとの摩擦係数が増大することはなく、従って、カーボンブラシの損耗が促進されずに高周波電力及びバイアス電圧を基材ホルダに対して安定して給電することが可能になる。つまり、基材上に成膜される薄膜の成膜特性が悪化するという問題は解決される。そして、この限りにおいては、確かに基材上に成膜される薄膜の成膜特性は改善されるようになる。
【００１０】
しかしながら、上記提案の回転軸を介して基材ホルダに高周波電力及びバイアス電圧を給電する形態のイオン加工装置では、真空チャンバの内部に高周波電界を形成させると共に、基材ホルダと真空チャンバとの間にバイアス電界を発生させる必要があるため、回転軸を真空チャンバ及び回転駆動装置等に対して電気的に絶縁する必要がある。そして、そのために、上記提案のイオン加工装置では、回転軸の軸受け部材として電気的絶縁性を有するベアリングが用いられている。しかし、フッ素樹脂等の材料で構成されるこの電気的絶縁性を有するベアリングは、通常用いられる金属製のベアリングと比して機械的強度が劣っているため、イオン加工装置の経時的耐久性に問題が生じる場合があった。
【００１１】
又、金属製のベアリングを用いて回転軸を支持する場合、回転軸及び回転駆動装置を覆うハウジングは前記ベアリングを介して回転軸と導通状態とされるので、そのハウジングにも高周波電力及びバイアス電圧が給電される。この場合、ハウジングと真空チャンバとを電気的に絶縁する必要があると共に、ハウジングからの高周波電力の漏れを防止するために、このハウジングを高周波電力の漏洩を遮断可能な専用のハウジングカバーによって完全に覆う必要がある。これは、専用のハウジングカバーによってハウジングを完全に覆うことによって高周波電力の漏れを防止し、高周波電力の伝達効率が低下することを防止するためである。ところが、回転駆動手段や給電部位等の周辺は非常に複雑な形状を有しているためハウジングも複雑な形状を有しており、専用のハウジングカバーによってそれら全部を完全に覆い高周波電力が漏れないように密閉することは容易ではなかった。又、この場合、ハウジングカバーの形状も複雑となり、その加工性及びイオン加工装置本体への組み込み性が悪化した。
【００１２】
つまり、基材ホルダに対して回転軸を介して高周波電力及びバイアス電圧を印加する上記提案のイオン加工装置では、その経時的耐久性に問題が発生し易く、又、高周波電力の漏れを完全に防止することが困難であり、更に、ハウジングカバーの加工性及びイオン加工装置本体への組み込み性が悪いという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、経時的耐久性が良好であり、かつ比較的簡易な構成を有しながら高周波電力を効率良く伝達することが可能なイオン加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るイオン加工装置は、その内部で高周波電力を用いて基材にイオン加工を行うための導電性の真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配設され前記基材が装着される導電性の基材ホルダと、前記真空チャンバの壁部を貫通し、該真空チャンバの内側の端が前記基材ホルダに第１の絶縁部材を介して接続され、前記真空チャンバに回動自在に保持された導電性の回転軸と、前記回転軸の前記真空チャンバの外側に位置する部分に該回転軸と絶縁されるように形成された第１の給電部材及び該第１の給電部材に前記高周波電力を伝達するための第２の給電部材を有する電力伝達構造と、前記基材ホルダから前記回転軸の中を通って前記第１の給電部材に至る該回転軸と絶縁された導電経路と、前記第２の給電部材に接続され前記高周波電力を供給する高周波電源と、前記回転軸を回転させる回転手段とを備えている（請求項１）。かかる構成とすると、回転軸自体には高周波電力が印加されないため、回転軸の軸受け部材としてフッ素樹脂等の材料で構成される電気的絶縁性を有するベアリングを用いて回転軸と真空チャンバとを絶縁する必要が無く、従来から好適に用いられている十分な機械的強度を有する金属製のベアリングを用いることができるので、イオン加工装置の経時的耐久性に係る問題の発生を防止することが可能になる。
【００１５】
この場合、前記回転軸が中空部分を有し、該中空部分に前記導電経路が形成されていてもよい（請求項２）。
【００１６】
又、前記第１の給電部材が円筒状の導電体であり、前記第２の給電部材がブラシであり、前記円筒状の導電体に前記ブラシが電気的に接触するようにして前記高周波電力が伝達されてもよい（請求項３）。かかる構成とすると、従来から用いられている簡単な構成によって電力伝達構造を実現することが可能となる。
【００１７】
又、前記回転軸と前記第１の給電部材とを前記絶縁する第２の絶縁部材を有し、該第２の絶縁部材が前記第１の給電部材と前記第２の給電部材との接触により発生する粉塵を採集可能に形成されていてもよい（請求項４）。かかる構成とすると、第１の給電部材と前記第２の給電部材との接触により発生する粉塵が、例えばベアリング等の軸受け部材に付着することが防止され、これによって回転軸を常に滑らかに回転させることが可能になる。又、前記粉塵の真空チャンバ内への飛散を防止することが可能となり、従って粉塵が成膜特性に悪影響を及ぼすことを効果的に防止することが可能となる。
【００１８】
又、前記導電経路の少なくとも前記回転軸の中を通る部分が無機質電気絶縁部材によって包囲され、かつ該無機質電気絶縁部材が金属板で包囲されていてもよい（請求項５）。かかる構成とすると、回転軸の中空部分において該回転軸に近接して配設される導電経路と回転軸との電気的な絶縁が完全に行われる。又、無機質電気絶縁部材が金属板によって包囲されるので、導電経路と回転軸とによるコンデンサの形成が阻止される。これによって、例えば回転駆動装置等の損傷を防止することが可能になる。
【００１９】
又、少なくとも前記回転軸の前記真空チャンバの外側に位置する部分と、前記電力伝達構造と、前記回転手段とを実質的に覆うように形成されたハウジングを有し、該ハウジングが前記真空チャンバに支持され、前記回転軸が前記ハウジングに回動自在に保持されていてもよい（請求項６）。かかる構成とすると、ハウジングを覆うための専用のハウジングカバーが不要になる。
【００２０】
又、前記ハウジングと、前記真空チャンバと、前記回転軸とが相互に電気的に接続され、かつ接地されていてもよい（請求項７）。かかる構成とすると、電力伝達構造、導電経路及び基材ホルダ等の高周波電力が印加される部分からの高周波電力の漏れを効果的に防止することが可能になる。従って、高周波電源から供給される高周波電力を基材ホルダに対して効率よく供給することが可能になる。又、ハウジングからの高周波電力の漏れを防止するための専用のハウジングカバーを用いる必要が無くなる。そのため、イオン加工装置の構造及び組み立て性を簡略化することが可能になる。
【００２１】
又、前記真空チャンバの内部で、前記高周波電力と共に直流電源から直流電力が前記基材ホルダに印加されて前記イオン加工が行われてもよい（請求項８）。かかる構成とすると、高周波電力により発生したプラズマによって励起されたイオンを直流電力が印加されて発生する電界により基材に向かって加速させることが可能となる。そして、それによって基材の表面に衝突する際のイオンの運動エネルギー（衝突エネルギー）を大きくすることが可能となり、従ってイオン加工の加工特性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上に述べたような形態で実施され、経時的耐久性が良好であり、かつ比較的簡易な構成を有しながら高周波電力を効率良く伝達することが可能なイオン加工装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係るイオン加工装置の構成を模式的に示す構成図である。又、図２は、図１に示すイオン加工装置の回転駆動部及び給電部を拡大して示す構成図である。尚、本発明の実施の形態では、イオン加工装置として、イオンプレーティング装置を例示している。
【００２５】
先ず、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態に係るイオンプレーティング装置の構成について概説する。
【００２６】
図１に示すように、イオンプレーティング装置１００は、導電性の材料からなる真空チャンバ１の内部に薄膜形成材料を蒸発させる蒸発源２が配設され、この蒸発源２に対向して導電性の材料からなる基材ホルダ５が配置されている。蒸発源２は、ここでは、薄膜形成材料を入れるボート２ａの外周に、加熱用電源４に接続された加熱用コイル３が配設されてなる。一方、図１及び図２に示すように、基材ホルダ５の背面には、導電性部材と絶縁性部材とを有し回転軸１４を主体としてなる回転軸体６が接続されている。この回転軸体６は真空チャンバ１の壁部１ａを貫通して外部に延びるように配設されており、回転軸体６の壁部１ａから先端に至る部分（以下、突出部という）は、回転駆動装置７によって回転駆動され得るように配設されている。尚、回転駆動装置７は、真空チャンバ１の壁部１ａ上の所定位置に配設されている。
【００２７】
又、図２に示すように、回転軸体６の突出部に設けられた電極リング２５（第１の給電部材）に電力伝達構造たるカーボンブラシ８ａ（第２の給電部材）が直接接触するように、電力供給部８が配設されている。この電力供給部８は、フッ素樹脂等の絶縁材料からなる絶縁板３１の上部に、所定の固定手段により固定されている。電力供給部８を固定するこの絶縁板３１は、絶縁板固定部材固定ボルト２７ａによりハウジング９に固定された絶縁板固定部材２７によって、ハウジング９上に固定されている。つまり、これによって、給電部８とハウジング９とは、電気的に絶縁された状態に保持されている。そして、図１及び図２に示すように、電力供給部８は、ケーブル１０を通じて直流ブロッキングコンデンサＣｏ及び高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏに接続されている。ここで、直流ブロッキングコンデンサＣｏは、マッチング回路１１を介して高周波電源１２に接続されている。又、高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏは、直流電源１３に接続されている。尚、高周波電源１２の所定の端子、直流電源１３の正極側端子及び真空チャンバ１は、各々接地されている。
【００２８】
そして、この電力供給部８及び絶縁板３１の所定の部分と、回転軸体６の突出部と、回転駆動装置７とを覆うようにして、導電性の材料からなるハウジング９が配設されている。このハウジング９は、上端が閉鎖され下方が開放された略円筒形状を有し、真空チャンバ１の壁部１ａによってその下方から支持されかつ固定されている。又、ハウジング９は、真空チャンバ１と電気的に接続されている。
【００２９】
次に、図２及び図３及び図４を参照しながら、本発明の実施の形態に係るイオン加工装置の回転駆動部及び給電部の構成について詳細に説明する。
【００３０】
前述の通り、図２は、図１に示すイオン加工装置の回転駆動部及び給電部を拡大して示す構成図である。又、図３は、図２におけるIII−III線に沿った断面構成を示す構成図である。又、図４は、図３における給電部の一部を拡大して示す構成図である。尚、図３においては、給電構成を明確にするため、前記断面構成に加えて給電部（８）及びカーボンブラシ（８ａ）及び絶縁板（３１）を付記している。
【００３１】
図２に示すように、導電性を有する基材ホルダ５は、基材ホルダ固定ボルト５ａによって導電性を有する支柱１８に導通状態で固定されている。又、この支柱１８は、特に図示されない所定の固定手段によって、導電性を有する下部リング１７に導通状態で固定されている。又、この下部リング１７は、電気絶縁性を有する絶縁支柱１６（第１の絶縁部材）を介して、特に図示されない所定の固定手段によって導電性を有する上部リング１５に絶縁状態で固定されている。又、この上部リング１５は、導電性を有する回転軸１４の下端に、特に図示されない所定の固定手段によって導通状態で固定されている。回転軸１４は中空の円筒状の形状を有している。
【００３２】
一方、図２及び図３に示すように、回転軸１４の上部の外周には、フッ素樹脂等の絶縁材料からなる絶縁リング２４（第２の絶縁部材）が嵌入されている。この絶縁リング２４は、略水平方向に延びる底部２４ａと、略垂直方向に延びる壁部２４ｂとを有して一体成形されている。又、この絶縁リング２４の外周には、導電性を有する電極リング２５が嵌入されている。この電極リング２５は、その下端が前記底部２４ａの上面に接するようにして、絶縁リング２４の外周上に所定の固定手段により固定されている。ここで、前記絶縁リング２４は、その上端面がスぺーサ固定ボルト２６ａによって回転軸１４に固定されたスぺーサ２６の下端により回転軸１４に押さえ付けられるようにして、回転軸１４に対して固定されている。
【００３３】
又、図２に示すように、電極リング２５と絶縁リング２４と回転軸１４とを略水平方向に貫通するようにして、導電性を有する電極軸２２が配設されている。この電極軸２２は電極リング２５とは電気的に導通しており、反対に、回転軸１４に対してはフッ素樹脂等の電気絶縁材料からなる電極軸カバー２３によって電気的に絶縁されている。そして、電極軸２２の先端部には、略矩形の形状を有する電極プレート１９の上端部が上端固定ボルト１９ｂによって導通状態で固定されている。又、この電極プレート１９は回転軸１４の内部を下方に延び、上部リング１５を貫通して下端部が下端固定ボルト１９ａによって下部リング１７から突出している電極１７ａに導通状態で固定されている。つまり、このように構成されることによって、電極リング２５と基材ホルダ５とが電気的に導通した状態に保持され、かつ基材ホルダ５と回転軸１４及びハウジング９及び真空チャンバ１とが電気的に絶縁された状態に保持されている。
【００３４】
又、図２及び図４に示すように、電極プレート１９は、その所定の部分が所定の形状を有しかつ電気絶縁性を有する二つの電極プレートカバー２０によって覆われている。又、電極プレート１９を覆う電極プレートカバー２０は、その所定の部分がＳＵＳ板カバー２１によって覆われている。これにより、電極プレート１９と、回転軸１４及び上部リング１５とは、電気的に絶縁された状態に保持されている。ここで、ＳＵＳ板カバー２１は、上部リング１５と電気的に接続されている。つまり、ＳＵＳ板カバー２１は、回転軸１４及び真空チャンバ１とも電気的に接続されている。従って、このＳＵＳ板カバー２１は接地されている。
【００３５】
上記の如くして、回転軸１４を主体としてなる前述した回転軸体６が構成されている。そして、この回転軸体６は、ハウジング９と回転軸１４との間に配設された上部軸受け２８ａ及び下部軸受け２８ｂによって、ハウジング９に対して回転自在に固定されている。又、回転軸１４とハウジング９との間には、複数のオイルシール３０が設けられている。これにより、真空チャンバ１の内部は、所定の真空状態に保持されるようになる。又、回転軸体６における回転軸１４の所定の位置には、平歯車２９が取り付けられている。この平歯車２９は回転駆動装置７を構成する歯車７ｂと螺合しており、この歯車７ｂはモータ７ａから延出する回転軸に固定されている。つまり、回転駆動装置７を動作させてモータ７ａが回転駆動することにより歯車７ｂが回転し、この歯車７ｂの回転によって回転軸１４、即ち回転軸体６が回転するようになる。尚、ここでは、モータ７ａはモータ固定部材７ｃに固定されており、このモータ固定部材７ｃはモータ架台７ｄを介してモータ固定部材固定ボルト７ｅによって真空チャンバ１の壁部１ａ上に固定されている。
【００３６】
次に、以上のように構成されたイオンプレーティング装置の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３７】
イオンプレーティング装置１００を用いてイオン加工を行う際、作業者はイオン加工を行う前にガラス基材又は樹脂基材等の基材を基材ホルダ５に装着する。そして、基材ホルダ５に基材を装着した後、真空チャンバ１の内部を図示しない排気手段で所定の真空雰囲気まで排気し、回転駆動装置７を動作させてモータ７ａを回転させる。すると、このモータ７ａの回転が歯車７ｂを介して平歯車２９に伝達され、平歯車２９が回転することによって回転軸１４、つまり回転軸体６が回転中心ｃを回転中心として回転する。これによって、回転軸体６の下端に取り付けられた基材ホルダ５が回転する。一方、高周波電源１２及び直流電源１３を動作させる。すると、高周波電力及び直流電力がケーブル１０を介して給電部８に供給され、これによってカーボンブラシ８ａに高周波電力及び直流電力が印加され、更にカーボンブラシ８ａに接触している電極リング２５に伝達される。この電極リング２５に伝達された高周波電力及び直流電力は電極軸２２を導通して電極プレート１９に伝達され、更に、電極１７ａを導通して下部リング１７に伝達される。そして、下部リング１７に伝達された高周波電力及び直流電力は、支柱１８を介して基材ホルダ５に伝達される。これにより、基材ホルダ５と真空チャンバ１との間に高周波電力及び直流電力が与えられる。次いで、加熱用電源４を動作させる。すると、加熱用コイル３に高周波電力が供給され、蒸発源２のボート２ａの内部に入れた薄膜形成材料が加熱溶解して真空チャンバ１の内部へ蒸発する。すると、蒸発した薄膜形成材料が高周波電力により発生したプラズマによって励起され、この励起された薄膜形成材料が直流電力によって生じる電界により加速され、基材の表面に衝突して付着する。それにより、基材の表面には緻密な薄膜が形成されるようになる。
【００３８】
上記のように構成されかつ動作する本発明のイオンプレーティング装置を用いることによって、以下に示す効果が得られる。
【００３９】
電極リング２５は絶縁リング２４によって回転軸１４と電気的に絶縁されており、又、電極軸２２は電極軸カバー２３によって回転軸１４と電気的に絶縁されており、又、電極プレート１９は電極プレートカバー２０によって回転軸１４と電気的に完全に絶縁され、更に、下部リング１７は絶縁支柱１６によって上部リング１５と電気的に絶縁されているので、回転軸１４には高周波電力及び直流電力は給電されない。従って、上部軸受け２８ａ及び下部軸受け２８ｂを介して回転軸１４と導通状態にあるハウジング９にも、同様に高周波電力及び直流電力は給電されない。そのため、回転軸１４を支持する上部軸受け２８ａ及び下部軸受け２８ｂにおいてはフッ素樹脂等の材料で構成される電気的絶縁性を有するベアリングを用いる必要が無く、従来から好適に用いられている十分な機械的強度を有する金属製のベアリングを用いることができる。そのため、イオン加工装置の経時的耐久性に係る問題の発生を防止することが可能になる。
【００４０】
又、金属製のベアリングを有する上部軸受け２８ａ及び下部軸受け２８ｂを用いて回転軸１４を支持する場合には、回転軸１４及び回転駆動装置７を覆うハウジング９は前記ベアリングを介して回転軸１４と導通状態となるが、前述の如く回転軸１４には高周波電力及びバイアス電圧が印加されないので、ハウジング９にも高周波電力及びバイアス電圧は印加されない。この場合、前記ハウジング９は真空チャンバ１を介して接地されているので、電磁シールドとして機能する。従って、高周波電力の漏れはハウジング９によって完全に遮断される。つまり、ハウジング９が高周波電力の漏れを防止するハウジングカバーとして機能するため、ハウジングカバーを用いる必要が無くなる。そのため、高周波電力の漏れを完全に防止することができ、かつイオン加工装置の構造及び組み立て性を簡略化することが可能になる。又、イオン加工装置の小型化を図ることが可能になる。
【００４１】
又、イオンプレーティング装置１００においては、カーボンブラシ８ａが電極リング２５と電気的に接触することによって高周波電源１２及び直流電源１３からの電力が基材ホルダ５に供給される構成とされている。そのため、従来から用いられている電力伝達に係る簡単な構成によって本発明に係る電力伝達構造を実現することが可能となる。
【００４２】
又、カーボンブラシ８ａと電極リング２５とが電気的に接触する面の下方に、底部２４ａ及び壁部２４ｂと電極リング２５とにより形成される溝が設けられている。そのため、電極リング２５が回転する際にカーボンブラシ８ａが損耗して発生する削りかすは前記溝の内部に収集され、この削りかすが真空チャンバ１の内部に飛散することが防止される。又、削りかすが上部軸受け２８ａに付着することが防止されるので、回転軸１４を常に滑らかに回転させることが可能になる。そのため、カーボンブラシ８ａの削りかすが成膜特性に悪影響を及ぼすことは無く、良好な成膜特性を実現させることが可能となる。
【００４３】
又、回転軸１４の中空部分において、回転軸１４に近接して配設されている高周波電力等を伝達する電極プレート１９と、回転軸１４とが、電極プレートカバー２０（ガイシ）とＳＵＳ板カバー２１とによって電気的に絶縁されている。そのため、電極プレート１９と回転軸１４との電気的な絶縁が完全に行われる。一方、電極プレート１９は回転軸１４の略全長に相当する程長くに形成されているため、電極プレート１９と回転軸１４とがガイシ２０等の無機質電気絶縁部材のみで絶縁されている場合には、電極プレート１９の面積に比例する容量を有するコンデンサが形成される可能性がある。そして、電極プレート１９に高周波電力等が供給され前記形成されるコンデンサに電荷が蓄積され、その前記コンデンサから電荷が放出された場合には、その電荷の放出によって例えばモータ７ａが破損する可能性がある。しかし、電極プレート１９を包囲する電極プレートカバー２０がＳＵＳ板カバー２１によって包囲され、更にこのＳＵＳ板カバー２１が接地されているので、前記コンデンサは形成されない。そのため、モータ７ａの損傷を安価にかつ効果的に防止することが可能になる。
【００４４】
又、本発明に係るイオンプレーティング装置１００では、真空チャンバ１とハウジング９とが直接的に、又、ハウジング９と回転軸１４とが上部軸受け２８ａ及び下部軸受け２８ｂを介して、又、回転軸１４とＳＵＳ板カバー２１とが上部リング１５を介して、各々相互に電気的に接続されかつ接地されている。つまり、これらの真空チャンバ１、ハウジング９、回転軸１４、ＳＵＳ板カバー２１は、高周波電源１２が出力する高周波電力に起因して発生する高周波電力の漏洩に対して、その高周波電力の漏洩を遮断する電磁シールドとして機能する。そのため、カーボンブラシ８ａ、電極リング２５、電極軸２２、電極プレート１９、下部リング１７及び基材ホルダ５等の、高周波電力が給電される部分から漏洩する高周波電力を効果的に遮断することが可能になる。これにより、高周波電源１２から供給される高周波電力を基材ホルダ５に対して効率よく供給することが可能になる。
【００４５】
更に、真空チャンバ１の内部で高周波電源１２が出力する高周波電力と共に、直流電源１３が出力する直流電力が基材ホルダ５に印加されてイオン加工が行われると、高周波電力により真空チャンバ１の内部に発生したプラズマによって励起されたイオンを、直流電力が印加されて発生する電界により基材に向かって加速させることが可能となる。これによって、基材の表面に衝突する際のイオンの運動エネルギー（衝突エネルギー）を大きくすることができるので、イオン加工の加工特性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００４６】
尚、以上の説明では、電極プレート１９と回転軸１４との電気的な絶縁を電極プレートカバー２０及びＳＵＳ板カバー２１を用いることによって行っているが、例えば回転軸１４の内部を低誘電率の絶縁樹脂又は空気で充填し、その低誘電率の絶縁樹脂又は空気の中に導電部材を挿通させてもよい。この場合には、導電部材と回転軸１４との間隔を十分に確保するべく、導電部材を回転軸１４の回転中心ｃの位置に配設することが望ましい。このような構成としても、導電部材と回転軸１４とを電気的に完全に絶縁することが可能となる。又、導電部材と回転軸１４とが低誘電率の絶縁樹脂又は空気で絶縁されかつ隔離されるので、前記形成されるコンデンサの静電容量を著しく低下させることができる。そのため、前記コンデンサの放電によるモータ７ａの破損を実質的に防止することが可能になる。
【００４７】
又、以上の説明では、イオン加工装置としてイオンプレーティング装置を例示して説明したが、特にこのイオンプレーティング装置に限定されることは無く、基材ホルダに高周波電力を印加する成膜装置全般において本発明を実施又は応用することができる。例えば、本発明を実施または応用することが可能である装置としては、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)や、エッチング装置等がある。ＣＶＤにおいては、加工物質たる薄膜生成用の原料ガスの反応を促進する目的で、高周波電力によって発生したプラズマにより前記原料ガスを励起して成膜を行うことが知られている（プラズマＣＶＤ）。又、エッチング装置においては、エッチングの選択比を高める、或いは、異方性を得る等の目的で、基材と反応する加工物質たる反応ガス（エッチングガス）をプラズマにより励起してエッチングを行うことが知られている（プラズマエッチング）。このように、かかる技術分野においても高周波電力を用いてプラズマを発生させ、その発生したプラズマを用いて基材を加工する点では、イオンプレーティング装置と本質的に異ならない。従って、上記かかる技術分野の装置に対しても、本発明を実施又は応用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係るイオン加工装置は、ガラス基材又は樹脂基材等の表面に薄膜を積層して反射防止等の光学膜を形成する成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係るイオン加工装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】図１に示すイオン加工装置の回転駆動部及び給電部を拡大して示す構成図である。
【図３】図２におけるIII−III線に沿った断面構成を示す構成図である。
【図４】図３における給電部の一部を拡大して示す構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    真空チャンバ
１ａ  壁部
２    蒸発源
２ａ  ボート
３    加熱用コイル
４    加熱用電源
５    基材ホルダ
５ａ  基材ホルダ固定ボルト
６    回転軸体
７    回転駆動装置
７ａ  モータ
７ｂ  歯車
７ｃ  モータ固定部材
７ｄ  モータ架台
７ｅ  モータ固定部材固定ボルト
８    給電部
８ａ  カーボンブラシ
９    ハウジング
１０    ケーブル
１１    マッチング回路
１２    高周波電源
１３    直流電源
１４    回転軸
１５    上部リング
１６    絶縁支柱
１７    下部リング
１７ａ  電極
１８    支柱
１９    電極プレート
１９ａ  下端固定ボルト
１９ｂ  上端固定ボルト
２０    電極プレートカバー
２１    ＳＵＳ板カバー
２２    電極軸
２３    電極軸カバー
２４    絶縁リング
２４ａ  底部
２４ｂ  壁部
２５    電極リング
２６    スぺーサ
２６ａ  スぺーサ固定ボルト
２７    絶縁板固定部材
２７ａ  絶縁板固定部材固定ボルト
２８ａ  上部軸受け
２８ｂ  下部軸受け
２９    平歯車
３０    オイルシール
３１    絶縁板
１００  イオンプレーティング装置
ｃ    回転中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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