CN104603322B - 滚筒溅射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滚筒溅射装置，其能够在粒状体整体上均匀地附着靶原子。滚筒溅射装置具备收容粒状体的真空容器(2)、配置在真空容器(2)内且至少一侧端面(10c)开口的筒状的滚筒(10)、以及配置在滚筒(10)内的溅射靶(16)，通过支承臂(11)、旋转用驱动电动机(12)、摆动用驱动电动机(13)、第一齿轮构件(14)以及第二齿轮构件(15)使滚筒绕滚筒(10)的轴线旋转，并且以使滚筒(10)的轴线方向上的一侧端部(10e)与另一侧端部(10f)在上下相对调换的方式使滚筒(10)摆动。

Description

滚筒溅射装置
技术领域
本发明涉及一种对粒状体进行溅射的溅射装置。
背景技术
通常的溅射装置是在平面基板上形成金属薄膜而成的。在使用这样的通常的溅射装置对粒状体进行溅射的情况下，需要在薄的平面容器上铺满粒状体，在该状态下对粒状体进行溅射。因此，在通常的溅射装置中，存在仅能够使从溅射靶溅射的靶原子附着在粒状体的上表面的问题。
针对这一点，专利文献1记载有使用筒状的桶(滚筒)在微粒子上形成被膜的桶型溅射装置。专利文献2所记载的桶型溅射装置具备圆筒状的真空容器，该真空容器的内部形成为多边形剖面且收容微粒子，一边使该真空容器旋转一边进行溅射。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－079251号公报
专利文献2：专利第3620842号公报
发明要解决的问题
然而，由于越是远离溅射靶，靶原子的飞散量越少，因此在专利文献1所记载的桶型溅射装置中，存在靶原子的附着量在真空容器的轴线方向上变得不均匀的问题。
此外，在专利文献2中记载有使容器摆动而对粉末状载体进行金属蒸镀的金属蒸镀装置。然而，由于专利文献2所记载的金属蒸镀装置不进行溅射，因此无法简单地在专利文献1所记载的桶型溅射装置的基础上组合专利文献2所记载的内容。并且，专利文献2所记载的金属蒸镀装置仅是为了在粉体上形成被膜而使容器摆动，并非为了解决上述这样的问题而使容器摆动。因此，即便能够在专利文献1所记载的桶型溅射装置的基础上组合专利文献2所记载的内容，也无法解决所述问题。
发明内容
因此，本发明鉴于所述问题，其目的在于提供一种能够使靶原子均匀地附着在粒状体整体上的滚筒溅射装置。
用于解决课题的手段
本发明的滚筒溅射装置具有：真空容器，其收容粒状体；筒状的滚筒，其配置在真空容器内，至少一侧端面开口；溅射靶，其配置在滚筒内；旋转机构，其使滚筒绕滚筒的轴线旋转；以及摆动机构，其使滚筒摆动，使得滚筒的轴线方向上的一侧端部与另一侧端部在上下相对调换。
根据本发明的滚筒溅射装置，通过使供给粒状体后的滚筒旋转，能够一边搅拌粒状体一边进行溅射，因此能够使从溅射靶溅射的靶原子附着于粒状体的整面。并且，通过使滚筒摆动，使得滚筒的轴线方向上的一侧端部与另一侧端部在上下相对调换，由此能够使供给至滚筒内的粒状体在滚筒的轴线方向上进行往复移动。因此，能够使靶原子均匀地附着在粒状体整体上。在这种情况下，若使滚筒倾斜，则粒状体从滚筒内排出，因此能够从滚筒内容易地回收粒状体。并且，由于滚筒的倾斜能够利用滚筒的摆动来进行，因此即使不额外追加从滚筒内排出粒状体的功能，也能够回收粒状体。由此，能够实现滚筒溅射装置的简化。
在这种情况下，能够使滚筒的轴线方向两端部收缩。由此，在使滚筒摆动而进行溅射的过程中，能够抑制粒状体从滚筒内脱落的情况。
另外，滚筒溅射装置还具有：粒状体供给室，其与真空容器连接；第一开闭装置，其对真空容器与粒状体供给室之间进行开闭；第一吸引装置，其吸引粒状体供给室内的空气；以及第一大气开放装置，其向粒状体供给室内供给空气。若如此构成，则在利用第一吸引装置将粒状体供给室形成为真空状态之后，打开第一开闭装置，从粒状体供给室将粒状体供给到滚筒内，之后关闭第一开闭装置，由此能够在保持真空容器的真空状态的情况下将粒状体供给到滚筒内。另外，通过利用第一大气开放装置向粒状体供给室内供给空气，能够使真空状态的粒状体供给室向大气开放，从而能够对第一开闭装置进行开闭。因此，在真空容器中进行溅射时，能够向粒状体供给室供给粒状体。这样，即便不使真空容器恢复至大气压状态，也能够反复进行溅射，因此生产率提高。
另外，滚筒溅射装置还具有：粒状体回收室，其与真空容器连接，配置在滚筒的下方；第二开闭装置，其对真空容器与粒状体回收室之间进行开闭；第二吸引装置，其吸引粒状体回收室内的空气；以及第二大气开放装置，其向粒状体回收室内供给空气。若如此构成，在通过第二吸引装置将粒状体回收室形成为真空状态之后，打开第二开闭装置，使滚筒倾斜，使粒状体落下到粒状体回收室，之后关闭第二开闭装置，由此能够在保持真空容器的真空状态的情况下从滚筒内向粒状体回收室回收粒状体。另外，通过利用第二大气开放装置向粒状体回收室内供给空气，能够使真空状态的粒状体回收室向大气开放，从而能够对第二开闭装置进行开闭。因此，在真空容器中进行溅射时，能够从粒状体回收室回收粒状体。这样，即便不使真空容器恢复至大气压状态，也能够反复进行溅射，因此生产率提高。
另外，滚筒溅射装置还具有向真空容器内供氧的供氧装置。当使滚筒绕轴线高速旋转时，有可能使粒状体与滚筒的内壁碰撞，将靶原子从粒状体剥离。因此，通过将微量的氧气与氩气等溅射气体一起供给至真空容器内来进行溅射，从而靶原子的一部分氧化，相对于粒状体的接合强度提高。因此，即便使滚筒绕轴线旋转，也能够抑制靶原子从粒状体剥离的情况。
发明效果
根据本发明，能够使靶原子均匀地附着于粒状体整体。
附图说明
图1是实施方式的滚筒溅射装置的简要纵剖视图。
图2是实施方式的滚筒溅射装置的简要横剖视图。
图3是示出滚筒的姿态的简要主视图。
图4是示出使用了本实施方式的滚筒溅射装置的溅射方法的流程图。
图5示出细颗粒的照片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的滚筒溅射装置的理想实施方式进行详细说明。需要说明的是，在全部附图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记。
图1是滚筒溅射装置的简要纵剖视图。图2是滚筒溅射装置的简要横剖视图。如图1以及图2所示，本实施方式的滚筒溅射装置1具备进行溅射的真空容器2、与真空容器2连接且用于向真空容器2内供给粒状体的粒状体供给室3、以及与真空容器2连接且用于从真空容器2回收粒状体的粒状体回收室4。在真空容器2与粒状体供给室3之间形成有将真空容器2与粒状体供给室3连通起来的上侧连通口5，在真空容器2与粒状体回收室4之间形成有将真空容器2与粒状体回收室4连通起来的下侧连通口6。
在真空容器2上设置有对真空容器2进行开闭的主闸门7。另外，在真空容器2上连接有将真空容器2内的空气抽吸至真空的真空泵8、以及用于向真空状态的真空容器2内供给空气的泄漏阀9。因此，通过关闭主闸门7，利用真空泵8将真空容器2内的空气抽吸至真空，能够将真空容器2内形成为真空状态。另外，通过从泄漏阀9向真空状态的真空容器2内供给空气，能够使真空容器2返回至大气压状态，能够对主闸门7进行开闭。
在真空容器2的内部配置有收容粒状体的滚筒10。
滚筒10的内部形成为能够收容粒状体的筒状，滚筒10的中心轴线(以下简称为“轴线”。)配置为朝向水平方向。滚筒10的筒形状不特别限定，例如，能够采用圆筒状、多边筒状等。另外，滚筒10的内表面形状也不特别限定，能够采用圆形剖面、多边形剖面等。需要说明的是，也可以在滚筒10的内表面安装搅拌粒状体的搅拌板等构件。滚筒10的轴线方向两端部10a收缩成漏斗状(直径减小)，使得收容的粒状体不会脱落。在滚筒10的轴线方向上的一侧端面10c形成有用于将粒状体供给至滚筒10内的开口10b。需要说明的是，与开口10b对置的滚筒10的轴线方向上的另一侧端面10d既可以开口，也可以不开口。
另外，滚筒10被从真空容器2的侧壁延伸的大致L字状的支承臂11枢轴支承为能够绕轴线旋转，并且被枢轴支承为能够在上下方向上倾斜。并且，在滚筒溅射装置1的真空容器2的外部，设置有驱动滚筒10使其绕轴线旋转的旋转用驱动电动机12、以及驱动滚筒10使其在上下方向上倾斜的摆动用驱动电动机13。
具体来说，支承臂11具备从真空容器2的侧壁垂直延伸的基端臂部11a、以及从基端臂部11a的前端呈直角弯曲的前端臂部11b。并且，基端臂部11a被枢轴支承为相对于真空容器2能够绕基端臂部11a的轴线转动。
基端臂部11a以使摆动用驱动电动机13的驱动轴的轴线与基端臂部11a的轴线平行配置的方式，与摆动用驱动电动机13的驱动轴直接或者间接地啮合。前端臂部11b沿着与滚筒10的轴线一致的方向延伸，其前端插入到滚筒10的内部。
在基端臂部11a处经由滚珠轴承等滚动轴承而连结有环状的第一齿轮构件14。因此，基端臂部11a与第一齿轮构件14彼此以在基端臂部11a的绕轴方向上旋转自如的方式连结。并且，以使旋转用驱动电动机12的驱动轴的轴线与基端臂部11a的轴线平行配置的方式，将旋转用驱动电动机12的驱动轴与第一齿轮构件14直接或者间接啮合。
在前端臂部11b处经由滚珠轴承等滚动轴承而连结有环状的第二齿轮构件15。因此，前端臂部11b与第二齿轮构件15彼此以在前端臂部11b的绕轴方向上旋转自如的方式连结。并且，以使滚筒10的轴线与前端臂部11b的轴线一致的方式将第二齿轮构件15固定于滚筒10的另一侧端面10d。
在第一齿轮构件14以及第二齿轮构件15上分别形成有在正交的两轴之间传递旋转的锥齿轮，在该锥齿轮中，第一齿轮构件14与第二齿轮构件15啮合。
因此，当驱动旋转用驱动电动机12的驱动轴进行旋转时，该旋转驱动经由第一齿轮构件14以及第二齿轮构件15传递至滚筒10，滚筒10绕轴线旋转。
另外，当驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动时，基端臂部11a在基端臂部11a的绕轴方向上转动，前端臂部11b以其与基端臂部11a的连接点作为中心轴而倾斜。由此，滚筒10以基端臂部11a与前端臂部11b的连接点作为中心轴在上下方向上倾斜。此时，通过使摆动用驱动电动机13的驱动轴的旋转方向反转，从而将滚筒10的倾斜方向上下反转。因此，通过驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动并且每当滚筒10倾斜规定角度时，使摆动用驱动电动机13的驱动轴的旋转方向反转，由此，以使轴线方向上的一侧端部与另一侧端部在上下相对调换的方式使滚筒10摆动。
在此，还参照图3对滚筒10的摆动进行详细说明。图3是示出滚筒的姿态的简要主视图。在图3中，附图标记A表示滚筒10的轴线，附图标记H表示穿过滚筒10的轴线方向中心的水平轴线。
首先，考虑滚筒10形成为轴线A与水平轴线H重叠、且滚筒10的轴线方向上的一侧端部10e与滚筒10的轴线方向上的另一侧端部10f处于相同高度的水平姿态α(图3(a))的情况。
在这种情况下，当驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动时，以使一侧端部10e朝向水平轴线H的上方移动并且另一侧端部10f朝向水平轴线H的下方移动的方式使滚筒10倾斜。由此，滚筒10形成轴线A相对于水平轴线H倾斜且一侧端部10e比另一侧端部10f高的第一倾斜姿态β(图3(b))。
之后，当使摆动用驱动电动机13的驱动轴的旋转方向反转，驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动时，以使一侧端部10e以及另一侧端部10f靠近水平轴线H的方式使滚筒10倾斜。由此，滚筒10返回至水平姿态α(图3(a))。当驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进一步向相同的旋转方向转动时，以使一侧端部10e朝向水平轴线H的下方移动并且另一侧端部10f朝向水平轴线H的上方移动的方式使滚筒10倾斜。由此，滚筒10形成为轴线A相对于水平轴线H倾斜且一侧端部10e比另一侧端部10f低的第二倾斜姿态γ(图3(c))。
之后，当使摆动用驱动电动机13的驱动轴的旋转方向反转，驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动时，以使一侧端部10e以及另一侧端部10f靠近水平轴线H的方式使滚筒10倾斜。由此，滚筒10返回至水平姿态α(图3(a))。
如此，若驱动摆动用驱动电动机13的驱动轴进行转动并且每当滚筒10倾斜了规定角度时，使摆动用驱动电动机13的驱动轴的旋转方向反转，则滚筒10的姿态按照(1)水平姿态α、(2)第一倾斜姿态β、(3)水平姿态α、(4)第二倾斜姿态γ、(5)水平姿态α的顺序变化，重复该(1)～(5)的循环。由此，以使轴线方向上的一侧端部10e与另一侧端部10f在上下相对调换的方式使滚筒10摆动。
在如此构成的滚筒10的内部配置有溅射靶16。溅射靶16的配置通过以能够装卸的方式安装于插入到滚筒10的内部的前端臂部11b来进行。因此，溅射靶16仅追随滚筒10的摆动，不追随滚筒10的绕轴线的旋转。需要说明的是，溅射靶16虽可以配置在滚筒10内的任意位置，但从使靶原子高效地附着于粒状体的观点来看，优选将溅射靶16配置在滚筒10的轴线方向上的中央部。
另外，在真空容器2的内部安装有将从滚筒10排出的粒状体引导至下侧连通口6的大致漏斗状的引导构件19。
另外，在真空容器2上连接有将用于对溅射靶16进行溅射的溅射气体供给至真空容器2内的溅射气体供给装置17、以及向真空容器2内供氧的供氧装置18。需要说明的是，溅射气体供给装置17与供氧装置18也可以一体构成。在这种情况下，将溅射气体与氧以混合状态供给至真空容器2内。
溅射气体只要是能够对溅射靶16进行溅射的非活性气体即可，可以是任意气体，从溅射效率的观点来看，优选氩气。
粒状体供给室3用于向滚筒10内供给粒状体，配置在真空容器2的上侧。
在粒状体供给室3的内部设置有预先积存粒状体的粒状体供给容器部21，在粒状体供给室3的上部安装有为了向粒状体供给容器部21供给粒状体而开闭的供给用开闭门22。
在粒状体供给容器部21上安装有用于将供给至粒状体供给容器部21的粒状体供给到滚筒10内的供给喷嘴23。供给喷嘴23从粒状体供给容器部21通过上侧连通口5延伸至滚筒10的开口10b。并且，供给喷嘴23与上侧连通口5气密地连接，仅在供给喷嘴23处，真空容器2与粒状体供给容器部21连通。
另外，在粒状体供给室3设置有通过粒状体供给容器部21向供给喷嘴23插拔的供给机构24。供给机构24形成为上下延伸的棒状，其上部贯通粒状体供给室3而向粒状体供给室3的外部暴露出。另外，供给机构24能够相对于粒状体供给室3气密地滑动，能够相对于供给喷嘴23气密地插拔。因此，当拉起供给机构24时，供给喷嘴23打开，积存于粒状体供给容器部21的粒状体通过供给喷嘴23向滚筒10内供给。另一方面，当按下供给机构24时，供给喷嘴23关闭，粒状体向滚筒10内的供给停止，并且粒状体供给室3与真空容器2之间保持为气密。
另外，在粒状体供给室3上连接有将粒状体供给室3内的空气抽吸至真空的真空泵25、以及用于向真空状态的粒状体供给室3内供给空气的泄漏阀26。因此，通过关闭供给用开闭门22，将供给机构24插入至供给喷嘴23，利用真空泵25将粒状体供给室3内的空气抽吸至真空，由此能够将粒状体供给室3内设为真空状态。另外，通过从泄漏阀26向真空状态的粒状体供给室3内供给空气，能够使粒状体供给室3返回大气压状态，从而能够将供给用开闭门22开闭。
粒状体回收室4用于回收从滚筒10内排出的粒状体，配置在真空容器2的下侧，且是滚筒10的开口10b的正下方。在将真空容器2与粒状体回收室4连通起来的下侧连通口6处安装有将下侧连通口6气密地开闭的下侧连通口用开闭门31。
在粒状体回收室4的内部设置有回收粒状体的粒状体回收容器部32，在粒状体回收室4的侧面安装有为了进出粒状体回收容器部32而开闭的回收用开闭门33。
另外，在粒状体回收室4上连接有将粒状体回收室4内的空气抽吸至真空的真空泵34、以及用于向真空状态的粒状体回收室4内供给空气的泄漏阀35。因此，通过关闭下侧连通口用开闭门31以及回收用开闭门33，利用真空泵34将粒状体回收室4内的空气抽吸至真空，能够使粒状体回收室4内形成为真空状态。另外，通过从泄漏阀35向真空状态的粒状体回收室4内供给空气，能够使粒状体回收室4返回大气压状态，能够将回收用开闭门33开闭。
接下来，对使用了本实施方式的滚筒溅射装置1的溅射方法进行说明。
图4是示出使用了本实施方式的滚筒溅射装置的溅射方法的流程图。
如图4所示，在使用本实施方式的滚筒溅射装置1向粒状体进行溅射的情况下，首先进行将溅射靶16设置在滚筒10内的溅射靶安装工序(S1)。
在溅射靶安装工序(S1)中，首先打开主闸门7，将溅射靶16安装于前端臂部11b。然后，当溅射靶16的安装结束时，关闭主闸门7。由此，将溅射靶16设置在滚筒10内。
接下来，进行向滚筒10内供给粒状体的供给工序(S2)。
在供给工序(S2)中，首先按下供给机构24，关闭供给喷嘴23，从供给用开闭门22向粒状体供给容器部21供给粒状体。接下来，关闭供给用开闭门22，利用真空泵25将粒状体供给室3内的空气抽吸至真空。并且，拉起供给机构24，打开供给喷嘴23，将供给至粒状体供给容器部21的粒状体从供给喷嘴23向滚筒10内供给。由此，在真空容器2处于真空状态的情况下，能够在保持真空容器2的真空状态的情况下将粒状体供给至滚筒10内。需要说明的是，在第一次进行供给工序(S2)的情况下，且是真空容器2处于大气压状态的情况下，不需要利用真空泵25将粒状体供给室3内的空气抽吸至真空。当结束向滚筒10内供给粒状体时，按下供给机构24，关闭供给喷嘴23。然后，通过利用泄漏阀26向粒状体供给室3内供给空气，从而使真空状态的粒状体供给室3向大气开放，用于接下来的粒状体的供给。
接下来，进行使靶原子附着于供给至滚筒10内的粒状体的溅射工序(S3)。
在溅射工序(S3)中，首先，利用真空泵8将真空容器2内的空气抽吸至真空。此时，关闭供给机构24以及下侧连通口用开闭门31，预先将真空容器2内保持为气密。需要说明的是，在此次的溅射工序(S3)是第二次之后，真空容器2内已经保持为真空状态的情况下，不需要利用真空泵8将真空容器2内的空气抽吸至真空。另外，能够同时进行溅射工序(S3)中的将真空容器2内的空气抽吸至真空的作业、以及供给工序(S2)中的使粒状体供给室3向大气开放的作业。接下来，通过驱动旋转用驱动电动机12以及摆动用驱动电动机13，使滚筒10绕轴线旋转，并且以使一侧端部10e与另一侧端部10f在上下相对调换的方式使滚筒10摆动。
滚筒10的旋转速度并不特别限定，例如能够设为0.1rpm以上且60.0rpm以下。在这种情况下，优选将滚筒10的旋转速度设为0.5rpm以上且30.0rpm以下，更优选设为1.0rpm以上且20.0rpm以下。
在搅拌性的观点下，优选增大滚筒10的旋转速度，但是从靶原子的剥离的观点出发，优选减小滚筒10的旋转速度。旋转速度的上限根据粒状体的大小、比重、向滚筒10内填充的粒状体的填充量而变化，但为了防止粒状体与滚筒10形成一体地旋转而无法落下，优选旋转速度为60.0rpm以下。另外，为了防止粒状体在滚筒10内飞舞，附着于靶电极部(未图示)而造成短路，更优选旋转速度的上限为30.0rpm以下。另外，为了防止粒状体与滚筒10内壁碰撞，靶原子剥离，最优选旋转速度的上限为20.0rpm以下。另外，为了防止粒状体附着于滚筒10内壁而无法进行搅拌，优选旋转速度的下限为0.1rpm以上。另外，为了在粒状体的表面整体均匀地形成靶原子，优选旋转速度的下限为0.5rpm以上，更优选为1.0rpm以上。
在此，滚筒10的旋转速度越高，粒状体越容易在滚筒10的旋转方向上卷起。因此，优选在供溅射靶16安装的支承臂11的前端臂部11b等设置改变溅射靶16的安装角度的角度变更机构。并且，优选通过该角度变更机构与滚筒10的旋转速度相应地改变溅射靶16的安装角度。由此，即使滚筒10的旋转速度增高，也能够可靠且高效地使靶原子附着于粒状体整体。
滚筒10的最大倾斜角度能够在粒状体不从滚筒10内脱落的范围内适当地设定，例如，能够设为0.5°以上且45.0°以下。在这种情况下，优选将滚筒10的最大倾斜角度设为1.0°以上且30.0°以下，更优选设为3.0°以上且15.0°以下。在此，滚筒10的最大倾斜角度是指轴线A相对于水平轴线H的最大倾斜角度(参照图3)。
在此，若滚筒10的最大倾斜角度过小，则粒状体无法移动。另外，即便粒状体移动，其移动速度也较慢，因此溅射工序(S3)中的滚筒10的摆动次数减少。因此，通过将滚筒10的最大倾斜角度设为0.5°以上，从而促进滚筒10内的轴线方向上的粒状体的移动，其移动速度增高，因此能够增加溅射工序(S3)中的滚筒10的摆动次数。由此，靶原子能够均匀地附着于粒状体整体。并且，通过将滚筒10的最大倾斜角度设为1.0°以上，进一步设为2.0°以上，其效果进一步提高。
另一方面，若滚筒10的最大倾斜角度过大，则粒状体的移动速度过快，因此粒状体容易从滚筒10的开口10b溢出。并且，由于无法增加向滚筒10内填充的粒状体的填充量，因此并非向粒状体而是朝向滚筒10的内壁进行溅射，诱发滚筒10的污染、剥离。因此，通过将滚筒10的最大倾斜角度设为45.0°以下，能够抑制粒状体的移动速度过大，且能够抑制粒状体从滚筒10的开口10b溢出。由此，能够增加向滚筒10内填充的粒状体的填充量，因此能够抑制滚筒10的污染、剥离。并且，通过将滚筒10的最大倾斜角度设为30.0°以下，进一步设为15.0°以下，该效果进一步提高。
滚筒10的轴线方向上的粒状体的移动速度并不特别限定，例如，能够设为0.5cm/s以上且50.0cm/s以下。在这种情况下，优选将粒状体的移动速度设为1.0cm/s以上且30.0cm/s以下，更优选设为2.0cm/s以上且20.0cm/s以下。粒状体的移动速度能够通过滚筒10的倾斜角度来进行调整。通过将粒状体的移动速度设为0.5cm/s以上，能够增加溅射工序(S3)中的滚筒10的摆动次数。由此，靶原子容易均匀地附着于粒状体整体。并且，通过将滚筒10的移动速度设为1.0cm/s以上，进一步设为2.0cm/s，该效果进一步提高。另一方面，通过将粒状体的移动速度设为50.0cm/s以下，能够抑制粒状体从滚筒10的开口10b溢出。由此，能够增加向滚筒10内填充的粒状体的填充量，因此能够抑制滚筒10的污染、剥离。并且，通过将滚筒10的移动速度设为30.0cm/s以下，进一步设为20.0cm/s以上，该效果进一步提高。
滚筒10的摆动周期并不特别限定，例如，能够设为2秒以上且120秒以下。在这种情况下，优选将滚筒10的摆动周期设为5秒以上且60秒以下，更优选设为10秒以上且30秒以下。在此，滚筒10的摆动周期是指以使一侧端部10e与另一侧端部10f在上下相对调换的方式使滚筒10摆动一个周期的时间。换句话说，是滚筒10从水平姿态α经过第一倾斜姿态β、水平姿态α以及第二倾斜姿态γ的顺序再次返回至水平姿态α的时间。通过将滚筒10的摆动周期设为2秒以上，滚筒10的轴线方向上的粒状体的移动区域扩大，因此靶原子容易附着于粒状体整体。并且，通过将滚筒10的摆动周期设为5秒以上，进一步设为10秒以上，该效果进一步提高。另一方面，通过将滚筒10的摆动周期设为120秒以下，滚筒10的轴线方向端部处的粒状体的滞留时间变短，因此能够使靶原子均匀地附着于各粒状体。并且，通过将滚筒10的摆动周期设为60秒以下，进一步设为30秒以下，该效果进一步提高。
在溅射工序(S3)中附着的靶原子的层厚并不特别限定，根据使用用途适当地设定。
并且，一边从溅射气体供给装置17以及供氧装置18将溅射气体以及氧气供给至真空容器2，一边对溅射靶16进行溅射。需要说明的是，虽然不必一定向真空容器2供氧，但在溅射靶16使用Al的情况下，若Al氧化，则向粒状体接合的接合强度增高，因此优选与溅射气体一起向真空容器2供给少量的氧气。氧气相对于溅射气体的比例并不特别限定，例如，能够设为0.1％以上且20.0％以下。在这种情况下，优选将氧气相对于溅射气体的比例设为0.5％以上且15.0％以下，更优选设为1.0％以上且10.0％以下。通过将氧气相对于溅射气体的比例设为0.1％以上，能够提高靶原子相对于粒状体的接合强度。并且，通过将氧气相对于溅射气体的比例设为0.5％以上，进一步设为1.0％以上，该效果进一步提高。另一方面，通过将氧气相对于溅射气体的比例设为20.0％以下，能够在含氧条件下进行溅射。并且，通过将氧气相对于溅射气体的比例设为15.0％以下，进一步设为10.0％以下，在低输出时也能够稳定地进行溅射。
然后，当经过规定的设定时间后，结束溅射，使旋转用驱动电动机12以及摆动用驱动电动机13的驱动停止。
接下来，进行回收粒状体的回收工序(S4)。
在回收工序(S4)中，首先关闭回收用开闭门33，利用真空泵34将粒状体回收室4内的空气抽吸至真空。需要说明的是，能够同时进行回收工序(S4)中的将粒状体回收室4内的空气抽吸至真空的作业、以及溅射工序(S3)的各作业。接下来，打开下侧连通口用开闭门31。接下来，驱动摆动用驱动电动机13，以开口10b朝向下方的方式使滚筒10倾斜。于是，滚筒10内的粒状体从开口10b排出，一边被引导构件19引导一边进入设置在粒状体回收室4内的粒状体回收容器部32。接下来，关闭下侧连通口用开闭门31，从泄漏阀35向粒状体回收室4内供给空气，使真空状态的粒状体回收室4向大气开放。然后，当粒状体回收室4返回大气压状态时，打开回收用开闭门33，从粒状体回收室4取出收容有粒状体的粒状体回收容器部32。由此，能够在保持真空容器2的真空状态的情况下从滚筒10内回收粒状体。
像以上所述的那样，根据本实施方式的滚筒溅射装置1，通过使供给粒状体后的滚筒10旋转，能够一边搅拌粒状体一边进行溅射，因此能够使靶原子附着于粒状体的整面。并且，通过以使一侧端部10e与另一侧端部10f在上下相对调换的方式使滚筒10摆动，能够使供给至滚筒10内的粒状体在滚筒10的轴线方向上往复移动，因此能够使靶原子均匀地附着于粒状体整体。
另外，由于只要使滚筒10倾斜就能从滚筒10排出粒状体，因此能够从滚筒10内容易地回收粒状体。并且，由于滚筒10的倾斜能够通过滚筒10的摆动来进行，因此即使不额外追加从滚筒10排出粒状体的功能，也能够回收粒状体。由此，能够实现滚筒溅射装置1的简化。
另外，由于滚筒10的轴线方向两端部10a收缩，因此在使滚筒10摆动进行溅射的过程中，能够抑制粒状体从滚筒10内脱落。
另外，由于即便没有使真空容器2返回大气压状态，也能够进行粒状体的供给与回收，从而即便没有使真空容器2返回大气压状态，也能够反复进行溅射。因此，生产率提高。
另外，通过向真空容器2内供氧来进行溅射，从而靶原子氧化，相对于粒状体的接合强度增高。因此，即便使滚筒10绕轴线旋转，也能够抑制靶原子从粒状体剥离。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，具体说明了使滚筒绕轴线旋转的旋转机构与使滚筒摆动的摆动机构，但旋转机构以及摆动机构的具体结构并不特别限定，能够采用公知的各种手段。
另外，在所述实施方式中，说明了以基端臂部与前端臂部的连接点作为中心轴使滚筒向上下方向倾斜的情况，但滚筒的倾斜的中心轴并不限定于此。例如，也可以将滚筒的轴线方向中心作为滚筒的倾斜中心。在这种情况下，滚筒以滚筒的轴线方向中心作为轴，以跷跷板的方式摆动。
实施例
接下来，对本发明的实施例进行说明。其中，本发明并不限定于以下实施例。
(比较例1)
准备所述的实施方式所说明的滚筒溅射装置1，不使用粒状体供给室3以及粒状体回收室4且不使滚筒10摆动地进行30分钟溅射。然后，测量从粒状体的供给到粒状体的回收所需的时间。
(实施例1)
准备所述的实施方式所说明的滚筒溅射装置1，使用粒状体供给室3以及粒状体回收室4且使滚筒10摆动来进行30分钟溅射。然后，测量从粒状体的供给到粒状体的回收所需的时间。
(计测结果)
在比较例1中，真空容器2的真空抽吸耗时150分钟，真空容器2内的溅射耗时30分钟，粒状体的取出作业耗时30分钟，合计时间为210分钟。
在实施例1中，同时进行粒状体供给室3的真空抽吸与真空容器2内的溅射，这些作业耗时30分钟，朝向滚筒10内供给粒状体以及从滚筒10内回收粒状体耗时15分钟，合计时间为45分钟。
换句话说，在实施例1中，由于能够在将真空容器2保持真空状态的情况下进行粒状体的供给以及排出，因此能够削减将真空容器2抽吸至真空的作业。其结果是，在实施例1中，与比较例1相比，能够大幅缩短时间。
(实施例2)
使用所述的实施方式所说明的滚筒溅射装置1，在作为粒状体的细颗粒上形成有Al的催化剂承载层。此时，使滚筒10以1rpm的旋转速度旋转30分钟来进行溅射。之后，在细颗粒的催化剂承载层上附着有Fe的碳纳米管合成用催化剂。此时，使滚筒10以5rpm的旋转速度旋转9分钟来进行溅射。作为细颗粒，使用200g的φ0.5mm的氧化铝细颗粒。Al的平均膜厚是15nm。Fe的平均膜厚是1.0nm。
(比较例2)
除了不使滚筒10旋转地在细颗粒静止的状态下进行溅射之外，采用与实施例2相同的条件。
(观察)
图5中示出细颗粒的照片。图5(a)是在实施例2中形成Al的催化剂承载层之前的照片。图5(b)是在实施例2中形成Al的催化剂承载层后的照片。图5(c)是在实施例2中使Fe的碳纳米管合成用催化剂附着后的照片。图5(d)是在比较例2中使Fe的碳纳米管合成用催化剂附着后的照片。比较图5(a)～(c)与图5(d)明确可知，实施例2的细颗粒与比较例2的细颗粒相比，溅射的不均变小。
附图标记说明
1…滚筒溅射装置；2…真空容器；3…粒状体供给室；4…粒状体回收室；5…上侧连通口；6…下侧连通口；7…主闸门；8…真空泵；9…泄漏阀；10…滚筒；10a…轴线方向两端部；10b…开口；10c…一侧端面；10d…另一侧端面；10e…一侧端部；10f…另一侧端部；11…支承臂(旋转机构；摆动机构)；11a…基端臂部；11b…前端臂部；12…旋转用驱动电动机(旋转机构)；13…摆动用驱动电动机(摆动机构)；14…第一齿轮构件(旋转机构；摆动机构)；15…第二齿轮构件(旋转机构、摆动机构)；16…溅射靶；17…溅射气体供给装置；18…供氧装置；19…引导构件；21…粒状体供给容器部；22…供给用开闭门；23…供给喷嘴；24…供给机构(第一开闭装置)；25…真空泵(第一吸引装置)；26…泄漏阀(第一大气开放装置)；31…下侧连通口用开闭门(第二开闭装置)；32…粒状体回收容器部；33…回收用开闭门；34…真空泵(第二吸引装置)；35…泄漏阀(第二大气开放装置)；A…轴线；H…水平轴线；L…略；α…水平姿态；β…第一倾斜姿态；γ…第二倾斜姿态。

Claims (6)

1.一种滚筒溅射装置，其中，
该滚筒溅射装置具有：
真空容器，其收容粒状体；
筒状的滚筒，其配置在所述真空容器内，至少一侧端面开口；
溅射靶，其配置在所述滚筒内；
旋转机构，其使所述滚筒绕所述滚筒的轴线旋转；以及
摆动机构，其与基于所述旋转机构的所述滚筒的旋转独立地使所述滚筒摆动，使得所述滚筒的轴线方向上的一侧端部与另一侧端部在上下相对调换，
所述摆动机构具有支承臂，该支承臂将所述滚筒枢轴支承为能够绕所述滚筒的轴线旋转，并且将所述滚筒枢轴支承为能够在上下方向上摆动，
所述支承臂为从所述真空容器的侧壁延伸的大致L字状的支承臂。
2.根据权利要求1所述的滚筒溅射装置，其中，
所述滚筒的轴线方向两端部收缩。
3.根据权利要求1或2所述的滚筒溅射装置，其中，
所述滚筒溅射装置还具有：
粒状体供给室，其与所述真空容器连接；
第一开闭装置，其对所述真空容器与所述粒状体供给室之间进行开闭；
第一吸引装置，其吸引所述粒状体供给室内的空气；以及
第一大气开放装置，其向所述粒状体供给室内供给空气。
4.根据权利要求1或2所述的滚筒溅射装置，其中，
所述滚筒溅射装置还具有：
粒状体回收室，其与所述真空容器连接，配置在所述滚筒的下方；
第二开闭装置，其对所述真空容器与所述粒状体回收室之间进行开闭；
第二吸引装置，其吸引所述粒状体回收室内的空气；以及
第二大气开放装置，其向所述粒状体回收室内供给空气。
5.根据权利要求1或2所述的滚筒溅射装置，其中，
所述滚筒溅射装置还具有向所述真空容器内供氧的供氧装置。
6.根据权利要求1或2所述的滚筒溅射装置，其中，
所述溅射靶仅追随所述滚筒的摆动，不追随所述滚筒的旋转。
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