JP2009108384A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく多数のワークに一括して成膜処理を行える装置を提供する。
【解決手段】主軸１３を中心に回転する主回転部１５には、複数の副回転部１６を設けてあり、各副回転部１６には、それぞれ複数のワークホルダ１７を設けてある。ワークホルダ１７に保持されるワークＷは、主回転部１５，副回転部１６の回転により、主軸１３を中心にした回転と副軸３６を中心にした回転をしながら、回転軸４６を中心に自転し、各ワークＷの各面がターゲットに順次に対面されて成膜が行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、成膜対象のワークの表面に成膜を行う成膜装置に関するものである。

成膜対象となるワークに対して反射防止膜等の光学薄膜や、絶縁膜，保護膜等の成膜を行う成膜装置が知られている。例えば成膜装置の１つとしてスパッタリング装置があるが、このスパッッタリング装置では、真空槽内を稀薄なスパッタガスで満たし、その真空槽内でターゲットを一方の電極としてグロー放電を行う。そして、このグロー放電で発生するプラズマの陽イオンをターゲットに衝突させて原子（スパッタ原子）を叩き出し、そのスパッタ原子をワーク表面に堆積させて薄膜を形成する。また、スパッタガスの他に酸素ガスや窒素ガスのような反応ガスを真空槽内に導入し、化合物薄膜を形成す反応性スパッタリングも知られている。

多数のワークに対して成膜を行う手法として、例えばドラム状のカルーセルを利用する成膜装置が知られている。この成膜装置では、カルーセルの周面に複数のワークを保持し、このカルーセルを回転させることによって、各ワークを順次にそして繰り返しターゲットと対面させることで各ワークに成膜を行う。

ところで、上記のようにカルーセルを用いた成膜装置では、多数のワークに対して一括して成膜を行うことができるため効率的に処理を行える。しかしながら、一括処理可能なワークの個数はカルーセルの周面の大きさに依存するため、より多数のワークを一括して成膜する場合には、カルーセルの径を大きくする必要があり、装置の大型化を避けることができなかった。

また、例えばターゲットに対面したワークの面に主として成膜が行われるため、ワークの各面に薄膜を形成する場合には、ワークホルダへの取り付け姿勢を変えて各面ごとに成膜を実施する必要があった。このため、複数回の成膜処理を行わなければならず効率が悪いという問題の他、ワークホルダへの取り付け姿勢を変更する際に、異物がワークの表面に付着するなどして成膜不良となる可能性が高くなるという問題もあった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、装置が大型化することなくより多数のワークに対して成膜を行うことができるようにし、また種々の形状のワークの各面に対して容易に良好な成膜を行うことができる成膜装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１記載の成膜装置では、主軸を中心に回転自在な主回転部と、主回転部に設けられるとともに、主軸を中心とする円周上に配列され、主軸を中心に主回転部とともに回動する複数の副軸と、副軸のそれぞれに設けられ、各々が副軸を中心として回転自在な副回転部と、副回転部に設けられるとともに、副軸を中心とする円周上に配列され、副軸を中心に副回転部とともに回動する複数の自転軸と、自転軸のそれぞれに設けられ、成膜対象のワークを保持するワークホルダと、主回転部と副回転部のそれぞれを対応する軸を中心に回転させる駆動手段と、主回転部の外周に配置され、対面するワークに対して成膜を行う成膜ユニットとを備えたものである。

請求項２記載の成膜装置では、ワークホルダを、各々が自転軸を中心として回転自在とし、駆動手段がワークホルダを自転軸を中心に回転させるようにしたものである。

請求項３記載の成膜装置では、主軸と副軸と自転軸とを、互いに平行としたものである。

請求項４記載の成膜装置では、主軸と副軸とを、互いに平行とし、自転軸を、副軸を中心とする円周の接線方向としたものである。

請求項５記載の成膜装置では、主軸と副軸とを、互いに平行とし、自転軸を、副軸を中心とする円周の径方向としたものである。

請求項６記載の成膜装置では、駆動手段を、主軸を中心とする主回転部の回転、副軸を中心とする副回転部の回転、及び自転軸を中心とするワークホルダの回転のための共通な駆動源と、この駆動源の回転を主回転部と副回転部とワークホルダに伝達する回転伝達手段とから構成したものである。

請求項７記載の成膜装置では、回転伝達手段は、主回転部の回転を副回転部に伝達して回転させる第1の回転伝達機構と、主回転部の回転をワークホルダに伝達して回転させる第２の回転伝達機構とを有し、駆動源によって主回転部を回転させることにより、副軸を中心として副回転部を回転させるとともに、自転軸を中心としてワークホルダを回転させるようにしたものである。

請求項８載の成膜装置では、成膜ユニットを、スパッタガスの雰囲気でターゲットを一方の電極として放電を行い、ターゲットから飛散した原子をワークに堆積させるターゲットユニットとしたものである。

本発明によれば、主回転部の外周に成膜ユニットを配置し、副軸を中心に回転する複数の副回転部を主回転部に設けて主軸を中心に回転移動させるとともに、ワークを保持するワークホルダを各副回転部のそれぞれ複数設けて副軸を中心に回転させるように構成し、ワークホルダに保持されているワークを順次に成膜ユニットに対面させるようにしたため、ドラム状のカルーセルの周面にワークを保持する場合に対して、カルーセルの径を大きくすることなく、より多数のワークを保持して、それらに成膜を行うことができる。また、ワークホルダを自転軸を中心に自転させることによって、ワークの各面に成膜を行うことができる。

本発明の第１実施形態の成膜装置としてのスパッタリング装置の構成を図１に示す。スパッタリング装置１０の各部は制御部１１によって制御される。真空槽１２の内部には、垂直な主軸１３を中心に回動自在な略円筒状の搬送ユニット１４を配してある。この搬送ユニット１４は、詳細を後述するように主回転部１５，副回転部１６，ワークＷ（図２参照）を保持するワークホルダ１７等から構成されており、これらはモータ部１８によって回転駆動される。

真空槽１２には、真空ポンプ１９が接続されており、その内部がスパッタリングに必要な真空度となるように調節される。真空槽１２は、ワークＷの装填や取り出し、後述するターゲットの交換や点検整備等の作業のために、大気圧までリークした後には周知の構造により開放することができる。成膜対象となるワークＷは、金属製のものやプラスチック製のもの等、種々の材料で作成されたものを用いることができる。

真空槽１２内で主回転部１５の外周に成膜ステージ２１を設けてある。成膜ステージ２１には、成膜ユニットとしての２個のターゲットユニット２２を配してある。ターゲットユニット２２は、ターゲット２３，ジャケット２４，シャッタ板２５，ターゲット２３の中空な内部に配された磁石２６等から構成してある。

ターゲット２３は、例えば導電性を有する中空パイプの表面に層状に形成することにより円筒形状としてあり、その軸心が主軸１３と平行となるように配してある。ターゲット２３は、例えばアルミ，チタン，硅素等のワークＷに成膜すべき材料で作成されている。ジャケット２４は、ターゲット２３との間に適当な幅の間隙を有するようにターゲット２３の外周面を覆う。また、このジャケット２４には、搬送ユニット側にターゲット２３を露呈する開口２４ａを形成してある。シャッタ板２５は、開口２４ａを閉じた閉じ位置と、開いた開き位置との間で移動自在となっており、成膜時に開き位置とされる。磁石２６は、マグネトロンスパッタリングを行うためのものであり、開口２４ａから露呈されるターゲット２３の表面近傍に磁界を発生させる。

駆動装置２７は、ターゲットユニット２２への電力供給，スパッタリングガスの供給，冷却水の供給，シャッタ板２５の開閉，ターゲット２３の回転等を行う。スパッタガスとしては、例えばアルゴンガスが供給されるが、反応性スパッタリングを行う場合には、スパッタガスに加えて反応ガス，例えば酸素ガスや窒素ガスが供給される。

成膜時には、ターゲット２３とジャケット２４との間にスパッタガスを導入しながら、ターゲット２３を陰極として搬送ユニット１４との間でグロー放電を行い、このグロー放電で発生するスパッタガスのプラズマの陽イオンをターゲット２３に衝突させる。磁石２６の磁力により、開口２４ａに露呈されているターゲット２３の表面部分にプラズマを閉じこめ、この露呈されているターゲット２３の部分の原子（スパッタ原子）を効率的に叩き出して飛散させ、開口２４ａを介してターゲット２３に対面するワークＷの表面にスパッタ原子を堆積することで膜を形成する。

なお、ターゲットユニット２２の構成は、上記のものに限られるものではない。また、この例では、１つの成膜ステージ２１に２個のターゲットユニット２２を組み込んでいるが、形成すべき膜の種類，積層数、ワークの配列等に応じて成膜ステージの数、ターゲットユニットの個数を適宜に増減することができる。

ヒータ２８は、金属製のワークＷに緻密な膜を形成するためにワークＷを加熱するためのものであり、ワークＷが非金属、例えばプラスチック製等の場合には作動されない。なお、ワークＷを加熱する手法は各種のものを用いることができ、例えばワークＷが電気抵抗のある程度大きな金属である場合には、電磁誘導を利用した誘導加熱を用いることができる。

図２に搬送ユニット１４を示す。主軸１３は、垂直に起立した姿勢で真空槽１２に対して固定してある。主軸１３の上端部には、主軸１３の周りに回動自在な内側軸受３１と、この内側軸受３１の周りに回動自在な外側軸受３２とを設けてある。主軸１３の下端部には、主軸１３の周りに回動自在な下側軸受３３を設けてある。

内側軸受３１には、外側軸受３２の上下にギア３１ａとスプロケット３１ｂとを一体に設けてあり、ギア３１ａには、副回転部１６を回転させるために、モータ部１８のモータ１８ａからの回転力が伝達される。また、外側軸受３２には、ギア３２ａを一体に設けてあり、このギア３２ａには、主回転部１５を回転させるために、モータ部１８のモータ１８ｂからの回転力が伝達される。なお、ギア３１ａ，３２ａをスプロケットとしてモータ部１８からの回転をチェーンを介して伝達してもよい。

主回転部１５は、それを構成する上側主回転板３４を外側軸受３２に取り付け、下側主回転板３５を下側軸受３３に取り付けてあり、主軸１３を中心にして回動自在となっている。また、各主回転板３４，３５には副回転部１６を支持する副軸３６の端部をそれぞれ固定してある。これにより、モータ１８ｂを駆動すると、主軸１３を中心として、上側主回転板３４と下側主回転板３５、すなわち主回転部１５が回転する。

副軸３６は、主軸１３を中心とする円周上に配列されるように、一定の間隔で４本設けてあり、各副軸３６はそれぞれ主軸１３に平行となっている。各副軸３６は、前述のように各主回転板３４，３５に固定してあり、主回転部１５の回転によって主軸１３を中心に回転移動する。

副軸３６の上部には軸受４１を、下部には軸受４２をそれぞれ副軸３６の周りに回動自在に設けてある。副回転部１６を構成する上側副回転板４４は、軸受４１に、下側副回転板４５は、軸受４２にそれぞれ取り付けてあり、副軸３６を中心に回動自在としてある。また、各副回転板４４，４５の間には、ワークホルダ１７を支持する各回転軸４６を取り付けてある。

各軸受４１には、各副回転部１６を連動させて回転させるためのスプロケット４１ａを一体に設けてあり、そのうち１個の特定の軸受４１には、スプロケット４１ａの下方に、副回転部１６を回転させる駆動力が伝達されるスプロケット４１ｂを一体に設けてある。なお、上側副回転板４４は、スプロケット４１ａないしスプロケット４１ｂの下方で軸受４１に取り付けてある。

特定の軸受４１のスプロケット４１ｂと、内側軸受３１のスプロケット３１ｂとの間には、図３に模式的に示すように、チェーン４７をかけてある。また、各スプロケット４１ａには、チェーン４８をかけてあり、上側主回転板３４に回動自在に設けたアイドルスプロケット４９によって巻付け角を調整している。これにより、モータ１８ａを駆動すると、それによる内側軸受３１の回転がスプロケット３１ｂ，チェーン４７を介して特定の軸受４１に伝達されて、その特定の軸受４１が回転するとともに、軸受４１の回転がスプロケット４１ａ，チェーン４８を介して各軸受４１に伝達され、各副回転部１６がそれぞれ副軸３６を中心に回転する。

それぞれの副回転部１６には、副軸３６を中心とする円周上に配列されるように一定の間隔で４本の回転軸４６を設けてある。各回転軸４６は、主軸１３，副軸３６に平行となる姿勢で取り付けられ、両端をそれぞれ軸受５１を介して各副回転板４４，４５に取り付けることで副回転板４４，４５に対して回動自在としてある。

回転軸４６には、ワークホルダ１７を固定してあり、このワークホルダ１７は、回転軸４６と一体に回転する。また、各回転軸４６には、ギア５２が固定されており、このギア５２を副軸３６に固定したギア５３に噛合させてある。これにより、副回転部１６が副軸３６を中心に回転するときには、ワークホルダ１７が回転軸４６を自転軸として、これを中心に自転（回転）する。

ワークホルダ１７には、成膜対象となるワークＷが上下方向、すなわち回転軸４６に沿った方向に一列に並べて装着される。ワークＷは、その成膜対象となる面（以下、成膜対象面という）が、ワークホルダ１７の自転により、副回転部１６の外側に向くように取り付けられる。

上記のように、この例では、モータ１８ｂが主回転部１５を回転させる駆動源であり、モータ１８ａが副回転部１６を副軸を中心として回転させ、またワークホルダ１７を自転軸を中心に回転させる駆動源となっている。また、各モータ１８ａ，１８ｂから主回転部１５，副回転部１６，ワークホルダ１７に回転を伝達するために各ギア，スプロケット，チェーン等によって回転伝達手段が構成される。

なお、この例では、２個の駆動源を用いて主回転部１５、副回転部１６，ワークホルダ１７を回転させているが、主回転部１５、副回転部１６，ワークホルダ１７を回転させるためにそれぞれに駆動源を設けてもよい。また、１個の駆動源で主回転部１５、副回転部１６，ワークホルダ１７を回転させるように構成してもよい。例えば１個のモータからの回転をギア３１ａとスプロケット３１ｂにそれぞれ伝達してもよい。また、副軸３６の移動軌跡に沿ってチェーンを配し、このチェーンに副軸３６に固定したスプロケットを係合させることにより、主回転部１５の回転で副軸３６とともに副回転部１６が回転させてもよい。

図４に一例を示すように、ワークＷが直方体状であり、その各側面Ｓ１〜Ｓ４を成膜対象面とする場合には、回転軸４６を中心に回転させることで各側面Ｓ１〜Ｓ４がスパッタリングに供されているターゲット２３の領域２３ａに対面するように、各ワークＷをワークホルダ１７に取り付ける。なお、本発明は、ワーク７を箱状のものに限定するものではない。

主回転部１５の回転速度に対する副軸３６を中心とする副回転部１６の回転速度、この副回転部１６の回転速度に対するワークホルダ１７の自転速度は、各ワークＷの各面がそれぞれ均一にターゲット２３に対面するように決めてある。

次に上記構成の作用について説明する。真空槽１２を開放して、各ワークホルダ１７にワークＷを装着する。ワークＷは、搬送ユニット１４（主回転部１５）の周面だけでなく、その内部にまで保持されることになるので、周面だけに保持する場合と比べて、同径であってもより多くのワークＷを一括して成膜することができる。この装着後に、真空槽１２を閉じ、真空ポンプ１９を作動させて真空槽１２内をスパッタリングに必要な真空度にする。

モータ１８ａ，１８ｂが制御部１１によって作動され、その回転が搬送ユニット１４に伝達される。モータ１８ｂの回転がギア３２ａに伝達されることにより、外側軸受３２とともに主回転部１５が主軸１３を中心にして回転する。

一方、モータ１８ａの回転がギア３１ａに伝達されることにより、外側軸受３１が主軸１３を中心に回転し、この回転がスプロケット３１ｂ，チェーン４７を介してスプロケット４１ｂに伝達される。これにより、スプロケット４１ｂが形成された特定の軸受４１とともに、その軸受４１に取り付けられている副回転部１６が回転する。また、特定の軸受４１が回転することにより、その軸受４１の回転がスプロケット４１ａ，チェーン４８を介して他の軸受４１のスプロケット４１ａに伝達されることにより、他の副回転部１６も副軸３６を中心に回転する。

そして、副回転部１６が副軸３６を中心にして回転を開始すると、各回転軸４６が副軸３６を中心として回転するが、回転軸４６のギア５２が、固定された副軸３６のギア５３に噛合しているため、回転軸４６はそれ自体を中心に回転、すなわち自転する。これにより、ワークホルダ１７に装着された各ワークＷが回転軸４６を中心に自転する。結果として、各ワークＷは、主回転部１５の回転により主軸１３を中心として回転し、また副回転部１６の回転により副軸３６を中心に回転しながら、回転軸４６を中心に自転する。

上記のようにして、各ワークＷの回転を開始した後に、スパッタリング工程が開始される。なお、ワークＷが金属製である場合には、各ワークＷの回転を開始してから、ヒータ２８への通電を開始してワークＷを加熱し、その後にスパッタリング工程を開始する。

スパッタリング工程では、まずスパッタガスが、また必要に応じて反応ガスがターゲット２３とジャケット２４との間に供給され、ターゲット２３の表面をスパッタガス，反応ガスがリッチな雰囲気とする。

スパッタガスの供給開始後、シャッタ板２５が閉じ位置であることを確認してから放電のための電圧を印加する。これにより、導電性のシャッタ板２５を通して、搬送ユニット１４とターゲット２３と間で放電が開始され、スパッタガスのプラズマが生成される。そして、成膜を安定した状態で行うことができるようになると、シャッタ板２５が開き位置とされ、ワークＷに対する成膜が開始される。

ターゲット２３の表面から叩きだれたスパッタ原子が開口２４ａから飛散し、ターゲット２３と対面しているワークＷの表面に堆積することで膜が形成される。反応ガスを導入している場合では、スパッタ原子がワークＷに向かう途中の経路に存在する反応ガスの原子やイオンに接触することにより、ターゲット２３の例えば窒化物や酸化物が堆積して膜が形成される。

上記のように、主回転部１５の回転によって各副回転部１６がターゲット２３と対面する位置に搬送され、また副回転部１６の副軸３６を中心とした回転により、副回転部１６に設けられた各ワークホルダ１７がターゲット２３に対面させられる。そして、さらにワークホルダ１７が回転軸４６を中心に自転することにより、それに装着されている各ワークＷの各面がターゲット２３と対面する。結果として、搬送ユニット１４に装着されている各ワークＷの各面に対して成膜が行われる。

次にワークを副軸を中心とする円周の接線方向に沿った自転軸を中心に回転するように構成した第２実施形態について説明する。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に第２実施形態に用いた副回転部１６を示す。回転軸４６には、傘歯車６１を一体に設けてある。この傘歯車６１には、回転軸６２の一端に一体に設けた傘歯車６３が噛合している。回転軸６２は、水平、すなわち副軸３６を中心とした円周の接線方向に平行な姿勢で、副回転部１６に回動自在に取り付けてある。また、回転軸６２の他端には、スプロケット６４を一体に設けてある。なお、この実施形態では、１個の副回転部１６に２本の回転軸４６を設けているが、３本以上であってもよい。

回転軸４６のそれぞれには、ホルダ部６５を設けてある。各ホルダ部６５は、副回転部１６の周縁に上下方向に並べて設けた複数の自転軸６６，スプロケット６７，ワークホルダ６８等から構成されており、副軸３６を中心とする円周上に配してある。

各自転軸６６は、回転軸６２と平行、すなわち副軸３６を中心とした円周の接線方向に平行な姿勢で副回転部１６に回動自在に取り付けてある。各自転軸６６の一端には、スプロケット６７を、中央部分にはワークＷを例えば挟みこんで保持するワークホダ６８をそれぞれ一体に設けてある。ワークホルダ６８にワークＷを取り付けることにより、各ワークＷは、副回転部１６の外周に露呈されるようにセットされ、主回転部１５と副回転部１６の回転によってターゲット２３と対面する。

回転軸６２のスプロケット６４と各自転軸６６のスプロケット６７には、チェーン６９をかけてあり、垂直な回転軸４６の回転を各傘歯車６１，６３によって水平な回転軸６２の回転に変換し、その回転をチェーン６９によって各自転軸６６に伝達する。これにより、ワークＷを自転させる。なお、符号７１は、スプロケット６７の巻付け角を調整するアイドルスプロケットである。

この第２実施形態によれば、主回転部１５の回転により、各副回転部１６がターゲット２３と対面する位置を順次に、また繰り返し通過する。また、副軸３６を中心として副回転部１６が回転することにより、各ホルダ部６５が交互に主回転部１５の外周に露呈されるように回転される。さらには、副軸３６を中心とした副回転部１６の回転により、各自転軸６６が回転をするため、その自転軸６６に取り付けられたワークＷが自転軸６６を中心に自転する。結果として、各副回転部１６のそれぞれに装着された各ワークＷがターゲット２３と対面する位置に繰り返し移動されるとともに、各ワークＷの自転によりその各面がターゲット２３に対面し、それら各面に成膜が行われる。

次に副軸を中心とする円周の径方向の自転軸を中心にワークを回転させる第３実施形態について説明する。なお、以下に説明する他は、最初の第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に副回転部１６の要部を示す。各回転軸４６には、適当な間隔で複数の傘歯車７４をそれぞれ一体に設けてある。また、副回転部１６には、副軸３６を中心とする円周の径方向に伸びた複数の自転軸７５を回動自在に取り付けある。各自転軸７５の一端には、傘歯車７６を一体に設けてあり、他端にはワークホルダ７７を一体に設けてある。各傘歯車７６は、対応する傘歯車７４に噛合し、ワークホルダ７７はワークＷを保持する。

この第３実施形態によれば、副回転部１６が副軸３６を中心に回転すると、垂直な回転軸４６の回転が各傘歯車７４，７６によって自転軸７５の回転に変換されて、ワークＷが自転軸７５を中心に回転する。これにより、例えばワークＷが図６に示されるように箱形状である場合には、副回転部１６の外周に向けたワークＷの面Ｆ０に対して成膜が行われる。また、自転軸７５の周りの各面Ｆ１〜Ｆ４が自転軸７５を中心に回転し、主軸１３を中心とした副回転部１６の回転と副軸３６を中心とした副回転部１６の回転にともない、各面Ｆ１〜Ｆ４がターゲット２３に対面するように姿勢が順次にそして繰り返し変化されるので、これらの各面Ｆ１〜Ｆ４に対しても成膜が行われる。

図７に、共通な１個の駆動源を用いて、主軸を中心とする主回転部の回転、副軸を中心とする副回転部の回転、自転軸を中心とするワークホルダの回転を行う第４実施形態を示す。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

主軸８１は、例えば垂直に起立した姿勢で真空槽１２に設けてある。この主軸８１は、真空層１２に対して固定された下側の固定軸部８１ａと、固定軸部８１ａの上側に設けられ、軸受８２，８３によって支持されることにより回動自在とされた回動軸部８１ｂとからなる。主回転部１５，副回転部１６，ワークホルダ１７を回転させる共通の駆動源としてモータ８４を設けてあり、このモータ８４の回転が、例えば回動軸部８１ｂの上端に固定されたギア８０に伝達されることによって回動軸部８１ｂが回転する。上記のギア８０と、後述の第１，第２の回転伝達機構によって回転伝達手段が構成される。

回動軸部８１ｂには、主回転部１５の各主回転板３４，３５がそれぞれ固定され、これら各主回転板３４，３５には、軸受８５を介して複数の副軸８６を取り付けてあり、各副軸８６は回動自在となっている。各副軸８６には、副回転部１６をそれぞれ固定してある。なお、副回転部１６，副軸８６は、複数設けてあるが、図７では、図示の便宜上それぞれ１つだけを描いてある。

固定軸部８１ａには、それと同軸にギア８８を固定してある。また、各副軸８６の下端には、ギア８９を副軸８６と同軸にそれぞれして固定してあり、各ギア８９は、ギア８８に噛合している。ギア８８，８９は、第１の回転伝達機構を構成する。

主回転部１５の上方にギア９１を設けてあり、このギア９１は、主軸８１と同軸にして例えば真空層１２に固定してある。伝達軸９２は、軸受９３を介して上側主回転板３４に回動自在に取り付けられている。伝達軸９２の上端には、上側主回転板３４の上方に配されてギア９１と噛合するギア９２ａを、また下端には上側主回転板３４の下方に配されるギア９２ｂをそれぞれ固定してある。

上側主回転板３４と副回転部１６との間の副軸８６の部分には、軸受９４を介してギア部９５を回動自在に取り付けてある。ギア部９５は、上側ギア９５ａと下側ギア９５ｂとを一体にしたものであり、上側ギア９５ａがギア９２ｂに噛合している。

副回転部１６には自転軸９７を回動自在に設けてある。この自転軸９７は、上側副回転板４４に設けた上軸９７ａと、上側副回転板４４に設けた下軸９７ｂとからなり、それぞれ軸受９８を介して取り付けられることにより回動自在となっている。上軸９７ａの上端には、自転軸９７と同軸にギア９９が固定されており、このギア９９が下側ギア９５ｂに噛合する。また、上軸９７ａの下端と、下軸９７ｂとの上端には装着部を形成してあり、これらにワークＷを保持するワークホルダ１７が装着される。ギア９１，９２ａ，９２ｂ，９９、伝達軸９２、ギア部９５によって、第２の回転伝達機構が構成される。

上記のように構成することにより、モータ８４の回転が回動軸部８１ｂに伝達されて、回動軸部８１ｂと一体に主回転部１５が主軸８１を中心にして回転する。そして、主回転部１５の回転により、副回転部１６が主軸８１を中心にして回転する。また、主軸８１を中心にして副回転部１６が回転すると、ギア８９が固定されたギア８８と噛合した状態で、その周囲を回転するから、副軸８６がその軸心を中心に回転する。これにより、副回転部１６が副軸８６を中心として、その副軸８６と一体に回転する。

さらに、主軸８１を中心にして副回転部１６が回転すると、ギア９２ａが固定されたギア９１と噛合した状態でその周囲を回転するから、伝達軸９２が回転する。そして、伝達軸９２の下端に設けたギア９２ｂが上側ギア９５ａに噛合しているから、ギア部９５が副軸８６を中心に回転し、下側ギア９５ｂと噛合したギア９９を回転させる。これにより自転軸９７がその軸心を中心に回転し、それと一体にワークホルダ１７に保持されているワークＷが自転軸９７を中心にして回転する。

上記実施形態では、共通な駆動源としてのモータの回転を主回転部に伝達しているが、他の部材、例えば副回転部にモータの回転を伝達し、その副回転部から主回転部、ワークホルダに回転をさせるようにしてもよい。また、例えばモータの回転を主回転部に伝達し、この主回転部の回転で副回転部を回転させ、さらに副回転部の回転でワークホルダを回転（自転）させるように構成してもよい。

上記では、主軸、副軸，自転軸が互いに平行な例について説明したが、第２，第３実施形態のように、主軸と副軸とが互いに平行であり、自転軸が副軸を中心とする円周の接線方向とする場合、また主軸と前記副軸とが互いに平行であり、自転軸が副軸を中心とする円周の径方向とした場合であっても同様にすることができる。

上記各実施形態では、スパッタリング装置を例に説明したが、成膜の種類はこれに限られるものではなく、例えば蒸着等にも利用できる。また、上記実施形態では、ワークを自転軸を中心に自転させているが、ワークの各面のそれぞれに成膜を行う必要がないときには、自転させない構成としてもよい。さらに、上記各実施形態では、主軸を垂直としたが、水平であってもかまわない。

本発明を用いたスパッタリング装置の構成を示す説明図である。 搬送ユニットの構成を一部断面で示す説明図である。 搬送ユニットの各スプロケットとチェーンの状態を示す説明図である。 ターゲットと成膜が行われるワークの面の関係を示す説明図である。 ワークを副軸を中心とする円周の接線方向に沿った自転軸で自転させる第２実施形態の副回転部を一部切り欠いて示す斜視図である。 ワークを副軸を中心とする円周の径方向に沿った自転軸で自転させる第３実施形態の副回転部を一部切り欠いて示す斜視図である。 主回転部の回転に連動させて副回転部の副軸を中心とした回転、及びワークホルダの自転を行う第４実施形態の副回転部の構成を一部断面で示す説明図である。

符号の説明

１０ スパッタリング装置
１４ 搬送ユニット
１５ 主回転部
１６ 副回転部
１７，６８，７７ ワークホルダ
２２ ターゲットユニット
１３，８１ 主軸
３６，８６ 副軸
４６ 軸
６６，７５，９７ 自転軸

Claims (8)

1. 主軸を中心に回転自在な主回転部と、
   前記主回転部に設けられるとともに、前記主軸を中心とする円周上に配列され、前記主軸を中心に前記主回転部とともに回動する複数の副軸と、
   前記副軸のそれぞれに設けられ、各々が副軸を中心として回転自在な副回転部と、
   前記副回転部に設けられるとともに、前記副軸を中心とする円周上に配列され、前記副軸を中心に前記副回転部とともに回動する複数の自転軸と、
   前記自転軸のそれぞれに設けられ、成膜対象のワークを保持するワークホルダと、
   前記主回転部と前記副回転部のそれぞれを対応する軸を中心に回転させる駆動手段と、
   前記主回転部の外周に配置され、対面するワークに対して成膜を行う成膜ユニットとを備えたことを特徴とする成膜装置。
2. 前記ワークホルダは、各々が前記自転軸を中心として回転自在とされ、前記駆動手段は、前記ワークホルダを自転軸を中心に回転させることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 前記主軸と前記副軸と前記自転軸とは、互いに平行であることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
4. 前記主軸と前記副軸とは、互いに平行であり、前記自転軸は、副軸を中心とする円周の接線方向であることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
5. 前記主軸と前記副軸とは、互いに平行であり、前記自転軸は、副軸を中心とする円周の径方向であることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
6. 前記駆動手段は、前記主軸を中心とする前記主回転部の回転、前記副軸を中心とする前記副回転部の回転、及び前記自転軸を中心とする前記ワークホルダの回転のための共通な駆動源と、この駆動源の回転を前記主回転部と前記副回転部と前記ワークホルダに伝達する回転伝達手段とからなることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の成膜装置。
7. 前記回転伝達手段は、前記主回転部の回転を前記副回転部に伝達して回転させる第1の回転伝達機構と、主回転部の回転を前記ワークホルダに伝達して回転させる第２の回転伝達機構とを有し、前記駆動源によって前記主回転部を回転させることにより、前記副軸を中心として前記副回転部を回転させるとともに、前記自転軸を中心として前記ワークホルダを回転させることを特徴とする請求項６載の成膜装置。
8. 前記成膜ユニットは、スパッタガスの雰囲気でターゲットを一方の電極として放電を行い、ターゲットから飛散した原子をワークに堆積させるターゲットユニットであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の成膜装置。

Images