(57)【要約】  【課題】  本発明の目的は、簡単な回転で、被成膜体保持部材に装着した被成膜体を回転させることができるため、より多くの被成膜体を装着できて生産性の向上が図れ、成膜装置の大型化も防止できる成膜装置及び被成膜体表面への薄膜形成方法を提供することにある。  【解決手段】  本発明の成膜装置は、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部６ａが円形の被成膜体６または被成膜体ホルダー３３が装着される円盤状の被成膜体保持部材５を有していて、被成膜体保持部材５は、被成膜体６または被成膜体ホルダー３３の基端部６ａを保持し、かつ基端部６ａの外径より大きい内径を有する円形の基端保持部３０を有していて、被成膜体６または被成膜体ホルダー３３が、自重と前記被成膜体保持部材５の回転とにより基端保持部３０の円形内面に自身の円形の基端部６ａを内接させながら自転するようになっていることを特徴とする。  【選択図】  図４
2007039710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部の外形が円形または正多角形の被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記基端保持部の円形内面に前記円形または正多角形の基端部を内接させながら自転するようになっていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部に歯車が形成されている被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記内向きの歯車が形成されている基端保持部の歯車に前記基端部に形成されている歯車を噛み合わせながら自転するようになっていることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、回転軸により回転する主回転板と、該主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部の外形が円形または正多角形の被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記基端保持部の円形内面に前記円形または正多角形の基端部を内接させながら自転するようになっていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、回転軸により回転する主回転板と、該主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部に歯車が形成されている被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記内向きの歯車が形成されている基端保持部の歯車に前記基端部に形成されている歯車を噛み合わせながら自転するようになっていることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーをその高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部を有していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に設けられた少なくとも２枚の円板状部材からなり、前方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部が設けられ、後方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを、その高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部が設けられていて、前記倒れ防止部は前記可動自在に保持している位置における前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの外形に略一致する内形の穴を有する略ドーナツ状円板を有し、該略ドーナツ状円板の外径よりも大きな内径を有するドーナツ状円板保持部をさらに有していることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に設けられた少なくとも２枚の円板状部材からなり、前方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部が設けられ、後方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを、その高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部が設けられていて、前記倒れ防止部は前記可動自在に保持している位置における前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの外形に略一致する内形の穴を有する略ドーナツ状円板を有し、該略ドーナツ状円板の外径よりも大きな内径を有するドーナツ状円板保持部をさらに有していることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項８】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転する被成膜体保持部材表面に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを装着し、かつ前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを前記被成膜体保持部材に対して自転させながら前記被成膜体の表面に薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】
真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、回転軸により回転する主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転する被成膜体保持部材表面に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを装着し、かつ前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを前記被成膜体保持部材に対して自転させながら前記被成膜体の表面に薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学薄膜等を被成膜体表面に成膜する際に用いる成膜装置及び薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プロジェクタの色合成プリズムや色分解フィルタ等を製造する目的でＳｉＯ２やＴｉＯ２等の薄膜を被成膜体表面に蒸着したり、光学機器用のランプの基体内面にＡｇやＳｉＯ２あるいはＴｉＯ２からなる薄膜を形成する等の目的で、これまで種々の成膜装置が開発され、あるいは既に販売されている。
ところで、昨今の光学機器の需要拡大に伴って、前述したような薄膜を有する各種光学部品にも低価格化の要求がさらに一層求められるようになってきている。
【０００３】
このような薄膜を形成する成膜装置として一般的なものが特許文献１に記載されている。この成膜装置は、真空成膜室内において、垂直方向に設けられた回転軸の先端に水平面内で回転する回転板が装着されていて、真空成膜室内の底面の一部に設けられているターゲットに電子線発生装置から発生させた電子線を照射して加熱し、蒸着物質を発生させ、これを前記ターゲット上方に位置する前記回転板の表面に向けて飛翔させ、回転板の表面上に蒸着せしめ薄膜を形成するものである。すなわち、回転板を１個の被成膜体とみなして、その表面に薄膜を形成している。
【０００４】
ところでこのような成膜装置で光学部品用の薄膜を低コストで製造しようとしても被成膜体が１個しかないため自ずと限界がある。そこで前述した回転板をより大きなものにし、この回転板表面にできるだけ多くの被成膜体を装着し、この被成膜体上に薄膜を形成する方法がある。
さらに昨今では、より高品質で、しかも多数の被成膜体上に薄膜を形成できる成膜装置が種々提案されている（特許文献２）。以下に特許文献２に記載されている成膜装置を、図９を用いて説明する。
【０００５】
図９が示すものは、垂直方向に設けられた第一回転軸１を有する主回転板２の下部に、前記第一回転軸１と遊星歯車３、３、・・を介して連動して回転する第二回転軸４を垂下させ、この第二回転軸４の先端に装着された円盤状の被成膜体保持部材５の表面に複数個の被成膜体６、６・・、６を装着し、これら複数個の被成膜体６の表面に下方のターゲットから飛翔してくる蒸着粒子を蒸着させ、薄膜を形成するものである。
このように複数個の被成膜体６に、第一回転軸１と第二回転軸４とで２つの公転を加えることで、より均一な厚さや特性を有する薄膜を形成でき、しかも一挙に多数の被成膜体６上に薄膜を形成できるので、より低コストで薄膜を形成することができる。
【０００６】
しかしながら最近では低コストであることに加え、さらに一層高品質の薄膜を形成する成膜装置が要求されるようになってきた。
そこで図１０が示すように、第一回転軸１に装着されている主回転板２の下部に、歯車３、３、・・等を介して所定のギヤ比ｋで連動して回転する第二回転軸４を設け、この第二回転軸４にはすば歯車等を介して、垂直方向に対して所定角度θ傾いて回転する円盤状の被成膜体保持部５を装着し、この被成膜体保持部材５の表面に、前記第二回転軸４に連動して自転する複数個の被成膜体６、６・・を装着した成膜装置も検討されている。
【０００７】
因みに、この図１０示す成膜装置において、被成膜体保持部材５の表面に装着された複数個の被成膜体６は、第二回転軸４に装着された歯車を中心にした遊星歯車７、７・・で被成膜体保持部材５の回転に連動して自転するようになっている。すなわち、これら被成膜体６は、第一回転軸１で回転（公転）され、さらに第二回転軸４によっても回転（公転）され、かつ自身も第二回転軸４に連動する遊星歯車７、７・・等を介して回転（自転）するようになっている。以下回転といった場合には、公転も自転も含むものとする。
このように被成膜体６に２つの公転と１つの自転の計３つの回転を加えることで、複数個の被成膜体６の表面により均一な厚さ、均一な特性を有する高品質の薄膜を形成できる、と考えられている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０３５１０号公報
【特許文献２】米国特許第５，１０６，３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら複数個の被成膜体６に、図１０が示すように２つの公転と１つの自転を与えるような成膜装置にあっては、生産効率を上げるべく被成膜体保持部材５の表面に装着する被成膜体６の数を増やそうとすると、必然的に遊星歯車７の数が増える。その結果、被成膜体６の回転機構が複雑になって被成膜体保持部材５全体が大型化し、かつ被成膜体保持部材５全体が重くなり、例えば主回転板２や被成膜体保持部材５自身がその重さで歪み、均一な回転ができなくなる恐れがある。もちろん、この歪をなくそうとするならば主回転板２や被成膜体保持部材５に使用している金属板の厚さを厚くすれば済むが、金属板を厚くすればさらに重量は増し、回転を与える回転軸の大径化や駆動源の大型化も避けられない。
このように図１０が示す成膜装置では、被成膜体保持部材５に装着する被成膜体６の数を増やすことができず、高い品質の薄膜は形成できるかも知れないが、高い生産性は期待することができない。また成膜装置の大型化も避けられない、という問題がある。
【００１０】
上記問題に鑑み本発明の目的は、被成膜体保持部材の回転機構を複雑にすることなく、被成膜体保持部材に装着した被成膜体を回転させることができ、それ故、被成膜体保持部材により多くの被成膜体を装着できて生産性の向上を図ることができ、しかも成膜装置の大型化も防ぐことができる成膜装置及び被成膜体表面への薄膜形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく本発明の請求項１記載の成膜装置は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部の外形が円形または正多角形の被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記基端保持部の円形内面に前記円形または正多角形の基端部を内接させながら自転するようになっていることを特徴とするものである。
【００１２】
このようにしてなる請求項１記載の成膜装置によれば、被成膜体または被成膜体ホルダーの基端部を円形または正多角形にし、一方、被成膜体保持部材側に前記基端部を保持し、基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を設けるだけの簡単な構造で、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーを、従来のような遊星歯車等の複雑な回転駆動機構を用いることなく自転させることができる。その結果、被成膜体保持部材の構造の単純化や軽量化が可能になり、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着できるようになって薄膜形成の生産性の向上が図れ、成膜装置の大型化も避けることができる。
【００１３】
また本発明の請求項２記載の成膜装置は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部に歯車が形成されている被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記内向きの歯車が形成されている基端保持部の歯車に前記基端部に形成されている歯車を噛み合わせながら自転するようになっていることを特徴とするものである。
【００１４】
このようにしてなる請求項２記載の成膜装置によれば、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーの基端部に歯車を形成し、被成膜体保持部材側の基端保持部に前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車を形成するだけの簡単な構造で被成膜体に滑りのない、確実な自転を行わせることができる。
その結果、被成膜体保持部材の構造の単純化や軽量化が可能になり、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着できるようになって薄膜形成の生産性の向上が図れ、しかも成膜装置の大型化も避けることができる。
【００１５】
本発明の請求項３記載の成膜装置は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、回転軸により回転する主回転板と、該主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部の外形が円形または正多角形の被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記基端保持部の円形内面に前記円形または正多角形の基端部を内接させながら自転するようになっていることを特徴とするものである。
【００１６】
このようにしてなる請求項３記載の成膜装置によれば、被成膜体または被成膜体ホルダーの基端部の外形を円形または正多角形にし、一方、被成膜体保持部材側に前記基端部を保持し、その基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部を設けるだけの簡単な構造で、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーに２つの公転と１つの自転とを、従来のような遊星歯車等の複雑な回転駆動機構を用いることなく与えることができる。その結果、被成膜体保持部材の構造の単純化や軽量化が可能になり、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着できるようになって、薄膜形成の生産性の向上が図れ、しかも成膜装置の大型化も避けることができる。
【００１７】
また本発明の請求項４記載の成膜装置は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する成膜装置が、回転軸により回転する主回転板と、該主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転し、かつその表面部に基端部に歯車が形成されている被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが装着される円盤状の被成膜体保持部材を有していて、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部を有していて、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーが、自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記内向きの歯車が形成されている基端保持部の歯車に前記基端部に形成されている歯車を噛み合わせながら自転するようになっていることを特徴とする。
【００１８】
このようにしてなる請求項４記載の成膜装置によれば、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーの基端部に歯車を形成し、被成膜体保持部材側の基端保持部に前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車を形成するだけの簡単な機構で、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーに２つの公転と滑りの少ない１つの自転とを、従来のような遊星歯車等の複雑な回転駆動機構を用いることなく与えることができる。
その結果、被成膜体保持部材の構造の単純化や軽量化が可能になり、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着できるようになって薄膜形成の生産性の向上が図れ、しかも成膜装置の大型化も避けることができる。
【００１９】
本発明の請求項５記載の成膜装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の成膜装置において、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーをその高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部を有していることを特徴としている。
【００２０】
このようにしてなる請求項５記載の成膜装置によれば、被成膜体保持部材が被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部を有しているため、比較的背の高い被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーであっても、自転中に倒れることなく確実に自転させることができる。
【００２１】
さらに本発明の請求項６記載の成膜装置は、請求項５に記載の成膜装置において、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に設けられた少なくとも２枚の円板状部材からなり、前方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ前記基端部に外接する円よりも大きな内径を有する円形の基端保持部が設けられ、後方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを、その高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部が設けられていて、前記倒れ防止部は前記可動自在に保持している位置における前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの外形に略一致する内形の穴を有する略ドーナツ状円板を有し、該略ドーナツ状円板の外径よりも大きな内径を有するドーナツ状円板保持部をさらに有していることを特徴とするものである。
【００２２】
このようにしてなる請求項６記載の成膜装置によれば、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に少なくとも２枚の円板状部材を設け、前方の円板状部材に前記被成膜体または被成膜体ホルダーの基端部を保持する基端保持部を、後方の円板状部材に倒れ防止部を形成することにより、被成膜体保持部材に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーをより確実に安定して自転させることができる。
【００２３】
さらにまた本発明の請求項７記載の成膜装置は、請求項５に記載の成膜装置において、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体保持部材は、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に設けられた少なくとも２枚の円板状部材からなり、前方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部を保持し、かつ内側に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの前記基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部が設けられ、後方の円板状部材には前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを、その高さ方向の任意の位置で可動自在に保持しながらこれら被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部が設けられていて、前記倒れ防止部は前記可動自在に保持している位置における前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの外形に略一致する内形の穴を有する略ドーナツ状円板を有し、該略ドーナツ状円板の外径よりも大きな内径を有するドーナツ状円板保持部をさらに有していることを特徴とするものである。
【００２４】
このようにしてなる請求項７記載の成膜装置によれば、前記被成膜体保持部材の回転軸方向に所定間隔で並行に少なくとも２枚の円板状部材を設け、前方の円板状部材に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの基端部に形成された歯車に噛み合う内向きの歯車が形成されている基端保持部を設け、後方の円板状部材に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの倒れを防止する倒れ防止部を設けることにより、被成膜体保持部材に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーを歯車回転により滑りのない、より確実かつ安定な自転を行わせることができる。
【００２５】
さらにまた本発明の請求項８記載の薄膜形成方法は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転する被成膜体保持部材表面に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを装着し、かつ前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの自重と前記被成膜体保持部材の回転とにより前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを前記被成膜体保持部材に対して自転させながら前記被成膜体の表面に薄膜を形成することを特徴とする。
【００２６】
このようにしてなる請求項８記載の薄膜形成方法によれば、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーに、従来のような遊星歯車等の複雑な回転駆動機構を用いることなく簡単な機構で、１つの公転と１つの自転を与えることができる。その結果、被成膜体保持部材の軽量化が可能で、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着でき、薄膜形成の生産性の向上が図れて、低コストの薄膜形成部品を得ることができる。
【００２７】
そしてまた本発明の請求項９記載の薄膜形成方法は、真空成膜室内において成膜材料源の上方で回転する被成膜体の表面に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、回転軸により回転する主回転板の回転に連動して、しかも垂直方向に対して所定角度傾いた状態で回転する被成膜体保持部材表面に前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを装着し、かつ前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーの自重と前記主回転板及び被成膜体保持部材の回転とにより前記被成膜体または被成膜体を保持した被成膜体ホルダーを前記被成膜体保持部材に対して自転させながら前記被成膜体の表面に薄膜を形成することを特徴とするものである。
【００２８】
このようにしてなる請求項９記載の薄膜形成方法によれば、被成膜体保持部材上に装着された被成膜体または被成膜体を保持する被成膜体ホルダーに、従来のような遊星歯車等の複雑な回転駆動機構を用いることなく極めて簡単な機構で、２つの公転と１つの自転を与えることができる。その結果、被成膜体保持部材の軽量化が図れて、被成膜体保持部材表面により多くの被成膜体を装着できる。それ故、薄膜形成の生産性の向上が図れて、低コストでかつより高品質の薄膜形成部品を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように本発明によれば、被成膜体保持部材の回転機構を複雑にすることなく、被成膜体保持部材に装着した被成膜体を回転させることができ、それ故、被成膜体保持部材により多くの被成膜体を装着できて生産性の向上を図ることができ、しかも成膜装置の大型化も防ぐことができる成膜装置及び被成膜体表面への薄膜形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に図を用いて、本発明の成膜装置及び薄膜形成方法の実施例を詳細に説明する。尚、本発明に関わる成膜装置は、前述した図９、図１０に示す被成膜体保持部材５以外の部分は、従来の成膜装置と基本的には実質同じものであるため、以下には本発明の成膜装置の特徴を端的に示す被成膜体保持部材周辺についてのみ詳細に説明することにする。
【００３１】
図１は、本発明の成膜装置の一実施例であって、その特徴である被成膜体が被成膜体保持部材に装着された周辺のみ示す概略図、図２はその被成膜体保持部材の一部を切開したり、一部を断面図にした側面図、そして図３は被成膜体を被成膜体保持部材に装着した状態を示す拡大断面図、図４は、本発明の成膜装置における被成膜体保持部材表面に装着された被成膜体が自転する原理を説明するための説明図、そして図５は被成膜体保持部材に対して被成膜体が自転する状態を説明するための模式図である。
【００３２】
図１が示すように本発明の成膜装置の特徴は、図示しないモーターを駆動源として回転する第一回転軸１に装着されている主回転板２の下部に、歯車３、３、・・等を介して所定のギヤ比ｋで第一回転軸１に連動して回転する第二回転軸４ａを設け、この第二回転軸４ａで、例えばはすば歯車２０等を介して第二回転軸４ｂを回転させ、この第二回転軸４ｂの先に、垂直方向に対して所定角度θ傾いた面内で回転する円盤状の被成膜体保持部５を設け、この被成膜体保持部材５の表面に、この被成膜体保持部材５が静止状態において遊嵌状態、すなわち可動自在に、例えばリフレクターのような複数個の被成膜体６を装着したものである。
【００３３】
尚、図１において、符号１０は被成膜体保持部材５の下方に設けられている蒸着源、すなわちターゲットを、符号１１は真空成膜室の隔壁を、符号１２は真空成膜室の底面を各々示している。前記ターゲット１０は底面１２上に設置されている。
因みに前記第一回転軸１は、この真空成膜室の天井を構成する隔壁１１に対して気密シールされていることはいうまでもない。
【００３４】
図２は、図１に示す被成膜体保持部材５に、被成膜体６を装着したもので、図を判り易くするために被成膜体６の一部を含む幾つかの部材は省略したり、図の右側に位置する被成膜体６を断面図で示したりしている。
図２が示すように、第二回転軸４ａにはすば歯車２０を介して連結されている第二回転軸４ｂの先端部には、軸４ｂに対して垂直に円盤状の被成膜体保持部材５が設けられていて、この実施例では被成膜体保持部材５は第二回転軸４ｂの軸方向に互いに並行に、この実施例では平行に、かつ所定間隔をおいて装着された３枚の円板５ａ、５ｂ及び５ｃを有している。各円板５ａ、５ｂ及び５ｃは円板の周方向に設けられた複数個の連結部材１５ａ、１５ｂで所定間隔に位置決めされて連結されている。
尚、円板５ｃは省いて、第二回転軸４ｂの先端を円板５ｂに接続することもできる。
【００３５】
ところで後述するドーナツ状円板４１等を含めて倒れ防止部４２を有している円板５ｂの高さ、すなわち円板５ａ、５ｂの間隔は連結部材１５ｂで決める。具体的には連結部材１５ｂに設けられている段差部１６で円板５ｂの下面を受けるようにする。ナット１７を締め込むことで円板５ｂの下面を連結部材１５ｂに設けられている段差部１６に押し当て、円板５ａ、５ｂの間隔を固定する。
【００３６】
図３は、図２における被成膜体保持部材５に被成膜体６を装着した部分の一部を拡大した拡大断面図で、本発明における被成膜体保持部材５とこれに装着された被成膜体６の関係をより詳細に示している。
因みに、この例で使用する被成膜体６は、先端側が開口し、先端に向かって拡径する横断面が円形の断面釣鐘状をしているもので、ターゲット１０に電子線を照射し、発生した粒子状の蒸着物質がこの被成膜体６の内側の曲面上に蒸着し、薄膜を形成するようになっている。
ところで被成膜体６としては、図３が示すもののように、薄膜形成面が曲面からなる、例えばリフレクターのようなものに限らず、平面状のもの等種々のものが適用可能である。また製品としても薄膜形成が必要な光学部品をはじめとする種々のデバイスを被成膜体６として被成膜体保持部材５に装着することができる。
【００３７】
図３が示すように、被成膜体保持部材５の先端側に位置する円板５ａには、その内面側、すなわち円板５ｂ側に、横断面形状が円形の被成膜体６の基端部６ａを保持する円形の穴からなる基端保持部３０が設けられている。この円形の基端保持部３０は、被成膜体６の基端部６ａの外径Ｄ２よりも大きな内径Ｄ１を有し、かつ外径Ｄ２より小さな内径Ｄ３の穴３１を各々同軸状に有していて、その段差部３２で被成膜体６を保持する。因みに、穴３１の内径Ｄ３の寸法は、当然のことながら被成膜体６の内面への薄膜形成を阻害しない大きさに決められている。
【００３８】
さらにこの基端部６ａの底面から所定の高さＨの位置には、被成膜体保持部材５を形成する３枚の円板５ａ、５ｂ及び５ｃの中間の円板５ｂが、前述したように連結部材１５ｂによって円板５ａと所定間隔を有するように位置決めされている。
この円板５ｂには、被成膜体６が装着される位置に、この位置における被成膜体６の外径Ｄ４よりも大きな内径を有し、かつ前述した円形の基端保持部３０の内径Ｄ１と同軸状に円形の穴４０が設けられていて、しかもこの位置で被成膜体６に嵌められる内径Ｄ４、外径Ｄ５のドーナツ状円板４１を収納する倒れ防止部４２を有している。この倒れ防止部４２は、例えば２枚の板を組み合わせて、両板間にドーナツ状円板４１の板厚よりも若干大きな厚さ方向の隙間と、前述したドーナツ状円板４１の外径Ｄ５よりも大きく、かつ円形の穴４０と同軸状に設けられた外径Ｄ６の円形の収納穴４３を形成すればよい。
このようにして円板５ｂの所定位置に、被成膜体６の個数及びこれを保持する基端保持部３０の位置に合わせて倒れ防止部４２が形成されている。それ故、円板５ｂを倒れ防止部材と呼ぶこともできる。
【００３９】
ところで被成膜体６は、被成膜体保持部材５に形成されている基端保持部３０の内面と接する基端部６ａの部分と、前記ドーナツ状円板４１が嵌められる部分及びその高さ方向近傍が断面円形であれば足りるが、基端保持部３０の内側で自転を滑らかに行わせるためには軸対称形であることが望ましい。
またドーナツ状円板４１は被成膜体６に嵌められてはいるが、固定されている訳ではなく、被成膜体６に対して自由に回転することもできるし、被成膜体６の上方に抜去することもできる。
【００４０】
このように被成膜体６の基端部６ａと被成膜体保持部材５の円板５ａに形成された内形が円形の基端保持部３０との間に半径方向に所定の隙間を設け、すなわち周長に差を設け、またドーナツ状円板４１と円板５ｂに設けられている倒れ防止部４２における収納穴４３との間にもその高さ方向、半径方向に各々隙間を設けてあることから、被成膜体保持部材５が静止している状態では、被成膜体６は被成膜体保持部材５に対して可動範囲に制限はあるものの、高さ方向、半径方向そして回転方向に可動自在になっている。
尚、図３の状態で、円板５ｂに形成した円形の穴４０を適切な大きさにし、その内面と被成膜体６の外面の接触摩擦を小さくできれば、ドーナツ状円板４１を省くことは可能である。
しかしながらドーナツ状円板４１を設けておく方が、例えばこの被成膜体６が第一回転軸１や第二回転軸４ｂの回転に伴って上方に振られて、その外面が穴４０の内面に接触して、後述する自転が出来なくなる恐れをより確実に回避でき好ましい。
【００４１】
尚、ドーナツ状円板４１と倒れ防止部４２の円形の収納穴４３との隙間、すなわち（Ｄ６−Ｄ５）や円板５ａ、５ｂの間隔Ｈの値は、被成膜体６の形状（重心の位置）や重さにより適宜調整するが、少なくとも円板５ａ、５ｂの間隔Ｈは、被成膜体６の重心位置、すなわち円形の基端保持部３０の穴の底面から被成膜体６の重心までの値よりも大きな値になるようにする。
このようにすると、成膜装置内で被成膜体６が公転や自転をしている間に倒れて円形の基端保持部３０の穴から被成膜体６の基端部６ａが外れたり、また基端部６ａの下端と円形の基端保持部３０の穴の内周面の摩擦で、被成膜体６が自転できなくなるような事態を回避し易くなる。
【００４２】
以上のように本発明の成膜装置によれば、被成膜体６の基端部６ａと被成膜体保持部材５の円板５ａに形成された円形の基端保持部３０との間に周長の差による隙間があり、またドーナツ状円板４１と円板５ｂに設けられている倒れ防止部４２における穴４３との間にも周長の差による隙間があることから、第一回転軸１や第二回転軸４が回転すると、これらの回転と被成膜体６自身の自重とが相俟って、被成膜体保持部材５の円板５ａに設けられた円形の基端保持部３０の穴の中で被成膜体６が自転する、具体的には円形の基端保持部６の穴の内周面に被成膜体６の基端部６ａの外面が内接しながらあたかもサイクロイド回転をするよう自転する。
【００４３】
以下に図４を用いて、第一回転軸１や第二回転軸４ｂが回転することに伴って、円板５ａの基端保持部３０の穴の内周面に、被成膜体６の基端部６ａの外面が内接しながら自転する原理を説明する。
図４において、いま第一回転軸１の回転中心軸を符号５０で示し、第二回転軸４ｂの回転中心軸を符号６０で示す。そして回転中心軸５０から円板５ａの中心までの距離をＲ０、回転中心軸６０から被成膜体６の重心までの距離をＲＰとする。また第一回転軸１の回転に伴って被成膜体６に作用する遠心力をｆｏ、第二回転軸４ｂの回転に伴って被成膜体６に作用する遠心力をｆｐ、そして自身の自転に伴って発生する遠心力をｆｓとする。
尚、図４は複数個の被成膜体６の任意の一個が、いま被成膜体保持部材５上で第二回転軸４ｂによる回転により回転中の一番高い位置に来た状態を示しているもので、言い換えると、前述した遠心力ｆｏ、遠心力ｆｐ及び遠心力ｆｓとが一直線上になった状態を示している。
また第一回転軸１による回転の角速度をωｏ、第二回転軸４ｂの角速度をωｐ、被成膜体保持部材５の基端保持部３０の底面と被成膜体６の基端部６ａの下面との間の摩擦係数をμ、さらに角速度ωｏと角速度ωｐの比、すなわちギア比をｋ（ｋ＝ωｐ／ωｏ）、そして被成膜体６の質量をｍとする。
【００４４】
いま図４が示すように被成膜体６が被成膜体保持部材５に装着された状態で、被成膜体保持部材５の回転により、回転中もっとも高い位置に来たとき、遠心力ｆｐと遠心力ｆｓの和が、遠心力ｆｏとｍｇの遠心力ｆｐ、遠心力ｆｓと逆方向の成分の和と等しいかあるいはそれより大きいと、被成膜体６は被成膜体保持部材５の基端保持部３０の穴の内周面に張り付いて自転することができなくなる。それ故、図４の状態で被成膜体６が自転するためには以下の式（１）の関係が成立することが必要である。
【００４５】
ｆｓ＋ｆｓ＜ｆｏ・cosθ＋ｍｇ・sinθ  ・・・・・・・・・（１）
ここでｇは重力加速度を示している。因みに、遠心力ｆｓ、遠心力ｆｏ及び遠心力ｆｐは以下のように表すことができる。
ｆｓ＝μ・（ｍｇ・cosθ−ｆｏ・sinθ）  ・・・・・・・（２）
ｆｏ＝ｍ・(ωｏ）２・Rｏ      ・・・・・・・・・・・・（３）
ｆｐ＝ｍ・（ωｐ）２・Rｐ    ・・・・・・・・・・・・・（４）
式（１）に式（２）〜（４）を代入し、角速度ωｏを求めると以下のようになる。
ωｏ＜SQRT((ｇ・（sinθ−μ・cosθ）)/(ｋ２・Rｐ−Rｏ・（cosθ＋μ・sinθ）))
ここで、ＳＱＲＴはＳＱＲＴ以下の式の平方根を取ることを意味している。
【００４６】
上記式からωｏの上限値を得たら、その値からギヤ比ｋからωｐを仮決めする。次に上限値以下の範囲でωｏ、すなわち第一回転軸１の回転数（ｒｐｍ）を少しずつ変化させ、被成膜体６が被成膜体保持部材５の基端部保持部３０の穴内で滑らかに自転するかどうかを確認しながら、同時に形成される薄膜の厚さ等の均一性を考慮して、かつ被成膜体６上に形成される薄膜が、要求されている薄膜の特性に合っているかどうかをチェックしながら第一回転軸１の回転数を決定する。より具体的には、形成される薄膜が要求されている特性を満たすのであれば、その範囲内で被成膜体６の自転がより少なくて済むように第一回転軸１の回転数を決定する。
ところで実験的には、垂直方向に対する第二回転軸４ｂの傾き角度θを４５度にした場合、角速度ωｏを毎分の回転数に換算して１０回転（ｒｐｍ）以下、角速度ωｐが４０回転（ｒｐｍ）以下になるようにすると、基端保持部３０の内周面に内接しながら自転するサイクロイド回転を被成膜体６に確実に与えることが可能であることを確認済みである。
【００４７】
図５は、基端保持部３０の円形の穴の内周面に内接しながら被成膜体６がサイクロイド回転状に自転している状態を示すもので、図のように被成膜体６が、この例では、被成膜体保持部材５の回転方向と同じ時計回りに自転しながら、被成膜体保持部材５と逆方向、すなわち基端保持部３０の内周面に接しながら反時計回りに回転する、いわゆるサイクロイド回転をしていることがわかる。
尚、図５において、図５（ｂ）は、図５（ａ）よりも時間的に後の状態を示している。
【００４８】
また第一回転軸１及び第二回転軸４ｂの回転数及びその他の条件が同じ場合、円板５ａに形成されている円形状の穴である基端保持部３０の内径Ｄ１と、横断面が円形の被成膜体６の基端部６ａの外径Ｄ２との差が大きくなればなるほど、被成膜体６の単位時間当たりの自転数は増え、より均一な厚さ及び特性を有する薄膜を被成膜体６の表面に形成できる。
しかしながら基端保持部３０の内径Ｄ１と横断面が円形の被成膜体６の基端部６ａの外径Ｄ２との差が大きくなればなるほど、被成膜体６に対する基端保持部３０の必要装着面積が大きくなるため、被成膜体保持部材５に装着できる被成膜体６の数が少なくなってしまう。
それ故、許容される薄膜の厚さ等の品質のばらつきと薄膜形成の生産性の両方がバランスするように、基端保持部３０の内径Ｄ１と横断面が円形の被成膜体６の基端部６ａの外径Ｄ２との差を決定する。
【００４９】
ところで図５において、被成膜体６が基端保持部３０の内周面に沿って、基端保持部３０の内周面を一周する間に被成膜体６が自転する自転数Ｃ及び自転１回当たりに要する時間（自転周期）Ｔは以下のように示される。
Ｃ＝３．１４・Ｄ２／３．１４・（Ｄ１−Ｄ２）＝Ｄ２／（Ｄ１−Ｄ２）・・・（５）
Ｔ＝Ｃ／ωｐ                                                ・・・・（６）
【００５０】
ところでこの実施例において、例えば第一回転軸１の回転数を１０ｒｐｍ、第二回転軸４ｂの回転数を４０ｒｐｍにし、回転中心軸５０から円板５ａの中心までの距離Ｒ０を０．７３ｍ、回転中心軸６０から被成膜体６の重心までの距離ＲＰを０．２５ｍとし、第一回転軸１と第二回転軸４ｂのギヤ比ｋを４、基端保持部３０の底面と被成膜体６の基端部６ａの下面間の摩擦係数μを０．５とすると、被成膜体６の自転周期Ｔは１００秒前後となり、被成膜体保持部材５の回転軸に近い位置に装着されている被成膜体６は概略０．７ｒｐｍ程度、周辺部に近い位置に装着されているものでは約０．５ｒｐｍとなり、所望の特性を有する薄膜を被成膜体６上に形成することができた。
【００５１】
この例では主回転板２に被成膜体保持部材５を３基設け、各被成膜体保持部材５に各々２６個のガラス製の被成膜体６を装着し、前述した条件で薄膜の形成を行ったところ、いずれの被成膜体６においても許容範囲内の厚さや特性を有する薄膜を形成することができた。
【００５２】
ところで図１において、第二回転軸４を垂直方向に設けた第二回転軸４ａと垂直方向に所定角度θ傾けた状態で設けた第二回転軸４ｂとで構成しているが、両者を一体にして軸全体を垂直方向に対して所定角度θ傾くようにして、これを第一回転軸１側とはすば歯車等を介して連動するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００５３】
また前述した実施例では、被成膜体６は主回転板２の回転と被成膜体保持部材５の回転とにより２つの公転を行い、かつ自身でもこれら主回転板２と被成膜体保持部材５の回転と自身の自重に伴って発生する力で自転を行う例のみ示しているが、仮に被成膜体保持部材５に装着されている複数の被成膜体６に対してターゲット１０側の指向性が小さい場合には、第一回転軸１のよる主回転板２の回転をなくしてもよい。
また実施例では、垂直方向に設けられた第一回転軸１により主回転板２を水平状態で回転させているが、第一回転軸１と第二回転軸４とを共に垂直方向に対してθ傾けた状態で回転せしめてもよい。いずれにせよ、第二回転軸４、より具体的には、第二回転軸４ｂは垂直方向に対してθ傾けた状態で回転させなければならないが、第一回転軸１については特に限定がなく、要は第二回転軸４との兼ね合いでその角度を決めればよい。
【００５４】
また前記各実施例では釣鐘状の被成膜体６を直に被成膜体保持部材５に装着しているが、例えば図６が示すように図３における被成膜体６を被成膜体ホルダー３３として用い、この被成膜体ホルダー３３の内側に、例えば平板状の被成膜体６を固定して装着し、図３が示す実施例で被成膜体６が自転したように、図６では被成膜体ホルダー３３を自転させることにより被成膜体６を被成膜体ホルダー３３と一緒に自転させることもできる。
このようにすれば図１〜図３に示す釣鐘状の形状のものを被成膜体ホルダー３３としてそのまま使用でき、しかも被成膜体６の形状が平板状のものであっても図１〜図３の成膜装置で容易に高品質の薄膜形成が可能になる。
もちろん被成膜体ホルダー３３の形状は図示するものに限定されるものではなく、例えば円錐状のものや裁頭円錐状のもの等他の形状のものであってもよいことはいうまでもない。
また被成膜体６も図のように平板状のものに限らず、薄膜形成面がレンズの如く曲面のもの、具体的には凹面状のものであってもよいし、凸面状のものであってもよい。さらに被成膜体ホルダー３３の形状を工夫すれば、例えばプリズム等の異型面にも薄膜を形成できることはいうまでもない。
【００５５】
また前記実施例における被成膜体保持部材５の基端保持部３０は内形が円形のものであるが、他にも図７が示すように基端保持部３０の内面にギヤ３０ａを設けたものでもよい。この場合、図３が示す被成膜体６または図６が示す被成膜体ホルダー３３の基端部６ａ、３３ａにも、これに噛み合うギヤを設け、図７が示すようにギヤ同士を噛み合わせながら被成膜体６あるいは被成膜体ホルダー３３が被成膜体保持部材５の基端保持部３０内で自転するようにしてもよい。このようにギヤを用いると、被成膜体６や被成膜体ホルダー３３が基端保持部３０内でスリップすることなく自転できるため、被成膜体６上に形成する薄膜の厚さや品質がより安定する。
【００５６】
さらにまた前述した実施例では高さ方向にある程度の長さを有する被成膜体６あるいは被成膜体ホルダー３３を用いているが、図８のように円板状の被成膜体６を用いてもよい。もちろんこの円板状の被成膜体６を、被成膜体６を保持する被成膜体ホルダー３３として用いることもできる。
このような場合、当然のことながら倒れ防止部４２を有する円板５ｂは不要になる。
ところで図８における符号３５は、円板状の被成膜体６あるいは被成膜体ホルダー３３が被成膜体保持部材５の基端保持部３０から飛び出さないように設けた飛び出し防止部材で、基端保持部３０が被成膜体６あるいは被成膜体ホルダー３３の厚さより深く形成されている等、被成膜体６または被成膜体ホルダー３３が基端保持部３３から飛び出す心配がなければあえて設ける必要はない。
【００５７】
また前述した各実施例では、いずれの場合も、被成膜体６あるいはこれを保持する被成膜体ホルダー３３の基端部６ａ（３３ａ）が歯車か円形のもので、いずれも略円形のものばかりであったが、例えば図９が示すように正方形あるいは正多角形であってもよい。因みに、図９（ａ）は自転中の被成膜体６を保持した状態の基端保持部３０の平面図、図９（ｂ）はその断面図である。
図９が示すように、被成膜体保持部材５の平面円形の基端保持部３０の中に、基端部６ａあるいは基端部３３ａの外形が正方形の被成膜体６、または被成膜体６を保持した被成膜体ホルダー３３が段差部３２で保持されて収納され、その角部で基端保持部３０に内接しながら自転する。因みに、基端保持部３０の内径は、正方形の基端部６ａ（３３ａ）に外接する円の直径よりも大きくなっている。すなわち、基端保持部３０は、正方形の被成膜体６の対角線Ａよりも長い直径を有する円形になっている。
【００５８】
図９は正方形の被成膜体６のみ示しているが、被成膜体６の基端部６ａとしては正三角形、正五角形を含む正多角形であればよい。
尚、正多角形の角部は自転が滑らかになるように図９（ａ）が示すごとく、丸く面取りを施すとよい。因みに、本発明で正多角形という場合、角部を面取りしたような形状のものも含むものとする。
そしてこの場合、円板５ｂに形成される倒れ防止部４２に関しては、ドーナツ状円板４１の内形を、円板５ｂの高さにおける被成膜体６あるいは被成膜体ホルダー３３の外形形状に合わせるだけでよい。それ以外の寸法については図３に示すものと同じ思想で決定すればよい。
【００５９】
以上のようにしてなる本発明によれば、被成膜体保持部材に複雑な回転機構を設けることなく、被成膜体保持部材に装着した被成膜体を回転させることができ、それ故、被成膜体保持部材により多くの被成膜体を装着できて薄膜形成の生産性を高めることができ、しかも成膜装置の大型化も防ぐことができる成膜装置及び被成膜体表面への薄膜形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の成膜装置の一実施例の略左半分を示す概略図である。
【図２】図１に示す本発明の成膜装置における被成膜体保持部材の一部を切開したり、一部を断面図にした側面図である。
【図３】図１に示す本発明の成膜装置の被成膜体保持部材に被成膜体を装着した状態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の成膜装置における被成膜体保持部材表面に装着された被成膜体が自転する理由を説明するための説明図である。
【図５】本発明の成膜装置において、被成膜体が被成膜体保持部材の基端保持部内で自転する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の成膜装置の別の実施例を示すもので、被成膜体保持部材に被成膜体を装着した状態を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の成膜装置のさらに別の実施例を示すもので、被成膜体保持部材に被成膜体を装着した状態を示す平面図である。
【図８】本発明の成膜装置のさらにまた別の実施例を示すもので、被成膜体保持部材に被成膜体を装着した状態を示す断面図である。
【図９】本発明の成膜装置のさらに別の実施例を示すもので、被成膜体保持部材に被成膜体を装着した状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１０】従来の成膜装置の被成膜体保持部材周辺の一例を示す概略図である。
【図１１】従来から検討されている成膜装置の被成膜体保持部材周辺を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  第一回転軸
２  主回転板
３  歯車
４  第二回転軸
５  被成膜体保持部材
６  被成膜体
６ａ  基端部
３０  基端保持部
３２  段差部
３３  被成膜体ホルダー
３５  飛び出し防止部材
４１  ドーナツ状円板
４２  倒れ防止部
５０  第一回転軸の回転中心軸
６０  第二回転軸の回転中心軸
【図１】
2007039710.tif 000003
【図２】
2007039710.tif 000004
【図３】
2007039710.tif 000005
【図４】
2007039710.tif 000006
【図５】
2007039710.tif 000007
【図６】
2007039710.tif 000008
【図７】
2007039710.tif 000009
【図８】
2007039710.tif 000010
【図９】
2007039710.tif 000011
【図１０】
2007039710.tif 000012
【図１１】
2007039710.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月2日(2005.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
以下に図４を用いて、第一回転軸１や第二回転軸４ｂが回転することに伴って、円板５ａの基端保持部３０の穴の内周面に、被成膜体６の基端部６ａの外面が内接しながら自転する原理を説明する。
図４において、いま第一回転軸１の回転中心軸を符号５０で示し、第二回転軸４ｂの回転中心軸を符号６０で示す。そして回転中心軸５０から円板５ａの中心までの距離をＲ０、回転中心軸６０から被成膜体６の重心までの距離をＲＰとする。また第一回転軸１の回転に伴って被成膜体６に作用する遠心力をｆｏ、第二回転軸４ｂの回転に伴って被成膜体６に作用する遠心力をｆｐ、そして自身の自転に伴って発生する摩擦力をｆｓとする。
尚、図４は複数個の被成膜体６の任意の一個が、いま被成膜体保持部材５上で第二回転軸４ｂによる回転により回転中の一番高い位置に来た状態を示しているもので、言い換えると、前述した遠心力ｆｏ、遠心力ｆｐ及び摩擦力ｆｓとが一直線上になった状態を示している。
また第一回転軸１による回転の角速度をωｏ、第二回転軸４ｂの角速度をωｐ、被成膜体保持部材５の基端保持部３０の底面と被成膜体６の基端部６ａの下面との間の摩擦係数をμ、さらに角速度ωｏと角速度ωｐの比、すなわちギア比をｋ（ｋ＝ωｐ／ωｏ）、そして被成膜体６の質量をｍとする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
いま図４が示すように被成膜体６が被成膜体保持部材５に装着された状態で、被成膜体保持部材５の回転により、回転中もっとも高い位置に来たとき、遠心力ｆｐと摩擦力ｆｓの和が、遠心力ｆｏと被成膜体６に働く重力ｍｇの逆方向の成分の和と等しいかあるいはそれより大きいと、被成膜体６は被成膜体保持部材５の基端保持部３０の穴の内周面に張り付いて自転することができなくなる。それ故、図４の状態で被成膜体６が自転するためには以下の式（１）の関係が成立することが必要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ｆｐ＋ｆｓ＜ｆｏ・cosθ＋ｍｇ・sinθ  ・・・・・・・・・（１）
ここでｇは重力加速度を示している。因みに、摩擦力ｆｓ、遠心力ｆｏ及び遠心力ｆｐは以下のように表すことができる。
ｆｓ＝μ・（ｍｇ・cosθ−ｆｏ・sinθ）        ・・・・・・・（２）
ｆｏ＝ｍ・（ωｏ）２・Rｏ        ・・・・・・・・・・・・・・（３）
ｆｐ＝ｍ・（ωｐ）２・Rｐ          ・・・・・・・・・・・・・（４）
式（１）に式（２）〜（４）を代入し、角速度ωｏを求めると以下のようになる。
ωｏ＜SQRT((ｇ・（sinθ−μ・cosθ）)/(ｋ２・Rｐ−Rｏ・（cosθ＋μ・sinθ）))
ここで、ＳＱＲＴはＳＱＲＴ以下の式の平方根を取ることを意味している。