JP4334303B2 - スパッタリング装置用被覆体回転装置 - Google Patents
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Description
例えば、スパッタリングにより歯槽骨などの人工医療用材料の表面にスパッタによりアパタイト層を形成することが知られている(例えば、特開昭59−111759号公報参照。)。
図2は、本発明の被覆体回転装置の基本構成を表す概略図である。図2に示されるように、本発明の被覆体回転装置10は、被覆体を搭載するトレー11と、前記トレーの縁部に設けられ、トレーを傾斜できるように支持するためのトレー支持手段12と、前記トレーの縁部に設けられたトレー縁部の突起部13と、円周方向に回転できる回転板14と、前記回転板の縁部に設けられ、前記回転板が回転すると前記トレー縁部の突起部と接触する回転板縁部の突起部15とを具備する。なお、図2に示される例においては、トレー支持手段12は、2つの支持軸12a、12bとから構成され、これらの支持軸は支持軸保持柱16により回転可能に保持されている。
本発明のトレー11は、被覆体を搭載することのできるものであれば特に限定されるものではなく、公知のトレーを採用することができる。図3は、本発明の被覆体回転装置に用いられるトレーの基本構成の例を表す概略図である。図3(a)は、トレーの上面図である。図3(b)は、トレーの正面図である。図3(c)は、トレーの側面図である。
トレーの縁部17は、トレー内の被覆体支持部などを支える枠の部分である。この縁部には、例えば、回転手段としての支持軸12a、12bや、突起部13a、13bなどが設けられる。トレーの縁部17の形状は、図3(a)に示されるように輪状のものが挙げられる。トレーの縁部の厚さ(幅)と、高さは、トレーの縁部に設けられる突起部や支持軸、トレーの縁部にかけられる被覆体支持板や、被覆体仕切り板などの強度を考慮しつつ設計すれば良い。
図3(b)に示されるようにトレー縁部の突起部は、トレーの縁部から突出するように設けられた突起部である。トレー縁部の突起部は、回転板縁部の突起部と接触することで、トレーを傾斜させるためにトレーの縁部に設けられる。トレー縁部の突起部としては、回転板からの駆動を伝えることができるものであれば、特に限定されるものではない。
被覆体仕切り手段は、複数の被覆体を仕切るための手段である。被覆体仕切り手段としては、複数の被覆体仕切り板からなるものが挙げられる。被覆体仕切り板は、複数の被覆体を仕切ることができるものであれば特に限定されるものではない。仕切り板は、図3(a)に示されるように、トレーの縁部から渡されているものが挙げられる。仕切り板が設けられる方向としては、好ましくは図3(a)に示されるように、2つの支持軸12a、12bの回転軸と、直交するように仕切り板が設けられる。さらに、複数の仕切り板は、好ましくは、それぞれが平行となるように設置される。
被覆体支持手段は、被覆体を支えて被覆体が落下することを防止するための手段であり、被覆体支持部(図3(a)の19)が被覆支持手段として機能する。被覆体支持部19としては、図3(a)に示されるように、2つの仕切り板の間にトレーの縁部を渡るように1レーンずつ設けられるものが挙げられる。
切り欠き部は、スパッタリングの際に、ターゲットが通過するための部位であり、この切り欠き部があることで、ターゲットが被覆体に付着し、ターゲットを含む薄膜層が被覆体に形成される。
トレー支持手段は、トレーの縁部に設けられ、トレーを傾斜できるように支持するための手段であり、具体的には、図3(a)に示されるようにトレーの縁部にトレーの外周方法を向くように設けられた第1の支持軸12aと、トレーの縁部の第1の支持軸12aとは180度ずれた位置に設けられた第2の支持軸12bとを具備するものが挙げられる。これらの支持軸は、例えば、トレーと一体的に成型されたものでも良いし、トレーの縁部に設けられた孔にはまるようにその一部が挿入されたものでもよい。
回転板(図2の14)は、スパッタリング装置内に設置され、その縁部に突起部15が設けられ、円周方向に回転できるものであれば、特に限定されるものでない。ここで、円周方向に回転するとは、円板が同じ面を上向きとして、回転することを意味する。本発明の回転板は、必ずしも円板の重心を回転軸として回転しないが、好ましくは円板の重心を回転軸として回転する。回転板としては、例えば、従来のスパッタリング装置に設けられている回転可能な被覆体支持部(ターンテーブル)をそのまま利用し、これに突起をつければよい。回転板が回転するので、その縁部に設けられた突起部が、回転板の回転中心を中心として公転することとなる。
回転板縁部の突起部(図2の15)は、回転板の縁部に設けられ、回転板が回転するとトレー縁部の突起部と接触し、トレー縁部の突起部を押し下げることで、トレーを傾けるために回転基板の縁部に設けられた突起部である。この回転板縁部の突起部は、例えば、回転板縁部に1か所設けられ、その形状は、トレー縁部の突起部と同様なものを採用できる。
本発明の被覆体回転装置には、その機能を達成しうるものであれば、上記以外の部材が取り付けられていても良い。そのような部材としては、トレー縁部の突起部の下方に設けられ、トレーが傾斜して下がった際にトレーと接触してトレーが一定の位置以下に下がらないようにするためのトレー停止手段が挙げられる。トレー停止手段は、例えば、回転板を支えるフランジなどから伸びる支柱によって支えられる金属板からなっていてもよいし、その金属板のうち、トレーと接触する部分には、ゴムなどの弾性部材が設けられているものでも良い。
本発明のスパッタリング装置としては、先に説明した本発明の被覆体回転装置を具備するものが挙げられ、それ以外の部材としては、公知のスパッタリング装置に用いられるものを組み合わせて用いることができる。本発明のスパッタリング装置では、被覆体を搭載したトレーが、傾斜することを繰り返す(すなわち、トレーが、シーソーのような運動を繰り返す。)ので、ターゲットが蒸着される被覆体の面が変化する。これによって、本発明のスパッタリング装置を用いれば、立体的な被覆体の表面に均一な膜厚を有するターゲットを含む薄膜層を形成することができる。
被覆体にターゲットを含む被覆体を含む薄膜層を形成するためには、公知のスパッタリング方法にのっとって行えばよい。すなわち、スパッタリングの種類、スパッタリングの際の真空度、ガスの種類、ガス圧、放電電圧、スパッタリング装置、排気部の構成、排気速度、スパッタリングの時間などは、公知のスパッタリングにおけるものから適宜選択すればよい。
被覆体は、少なくともその表面の一部がターゲットにより覆われる対象物であり、人工歯根など、3次元的に薄膜層を形成することを目的とする対象物であれば特に限定されることはない。被覆体としては、人工歯根のうち歯根部、又は人工歯根(義歯を支持する義歯支台部と、顎骨内に埋設される歯根部とを具備する。以下、歯根部、人工歯根を区別せずに人工歯根と呼ぶ。);人工関節;指輪、イアリング、ネックレス、サークレット、レッグアンクルなどのアクセサリー;2次元、3次元のフォトニック結晶;シングルモードファイバなどの光ファイバ;抵抗、FET、コンデンサなどの電子部品;ナノ電極などのナノマテリアルなどが挙げられ、好ましくは人工歯根、又は人工関節であり、より好ましくは人工歯根である。以下では、人工歯根が被覆体であるものを中心として、説明するが本発明の被覆体回転装置の用途は、人工歯根に限定されるものではない。
ターゲットは、スパッタリングにより蒸発し、被覆体に蒸着する物質である。ターゲットとしては、スパッタリングに用いられる公知のターゲットを採用することができ、特に限定されるものではなく、被覆体とその用途に応じて適宜選択することができる。
薄膜層の厚さとしては、対象とする被覆体や、その用途などに応じて適切なものとすればよく、それに応じてスパッタリング時間などを調整すればよい。
被覆体が、人工歯根、又は人工歯根の歯根部である場合、薄膜層の膜厚は0.05μm〜4μmが挙げられ、好ましくは0.1μm〜2μmであり、より好ましくは0.5μm〜1.5μmであり、特に好ましくは0.8μm〜1.2μmである。なお、本明細書において、薄膜層の膜厚とは、薄膜層の平均の膜厚を意味する。
本発明の人工歯根の製造方法は、ターゲットとしてリン酸カルシウム系物質を用い、上記のスパッタリング装置を用いて、人工歯根の表面にリン酸カルシウム系物質を蒸着させる工程を含む。
2 被覆体(基板)
3 被覆体支持部(基板ホルダー)
4 ターゲット
5 ターゲット支持部(カソード)
6 真空チャンバー
7 ガス
8 ガス導入部
9 排気部
10 被覆体回転装置
11 トレー
12 トレー支持手段
12a 第1の支持軸
12b 第2の支持軸
13 トレー縁部の突起部
13a 第1の突起部
13b 第2の突起部
14 回転板
15 回転板縁部の突起部
16 支持軸保持柱
17 トレーの縁部
18 被覆体仕切り板
19 被覆体支持部
20 切り欠き部
21 被覆体
22 胴体部
23 人工歯根
Claims (4)
- スパッタリング装置内に設置され、被覆体の向きを変化させるためのスパッタリング装置用被覆体回転装置であって、
被覆体を搭載するトレーと、
前記トレーの縁部に設けられ、トレーを傾斜できるように支持するためのトレー支持手段と、
前記トレーの縁部に設けられたトレー縁部の突起部と、
円周方向に回転できる回転板と、
前記回転板の縁部に設けられ、前記回転板が回転すると前記トレー縁部の突起部と接触する回転板縁部の突起部と、
を具備し、
前記トレーの縁部は、輪状であり、
前記トレー支持手段は、
前記トレーの縁部に設けられた第1の支持軸と、
トレーの縁部の前記第1の支持軸とは180度ずれた位置に設けられた第2の支持軸とを具備し、
前記トレー縁部の突起部は、
トレーの縁部のうち、前記第1の支持軸部とは90度ずれた位置に設けられた第1の突起部と、
トレーの縁部のうち、前記第1の支持軸部とは270度ずれた位置に設けられた第2の突起部とを具備する、
スパッタリング装置用被覆体回転装置。 - 請求項1に記載のスパッタリング装置用被覆体回転装置を具備するスパッタリング装置。
- ターゲットとしてリン酸カルシウム系物質を用い、請求項2に記載のスパッタリング装置を用いて、人工歯根の表面にリン酸カルシウム系物質を蒸着させる工程を含む人工歯根の製造方法。
- ターゲットとしてハイドロキシアパタイトを用い、請求項2に記載のスパッタリング装置を用いて、人工歯根の表面にリン酸カルシウム系物質を蒸着させるスパッタリング工程と、
前記スパッタリング工程を経た人工歯根をカルシウムイオン、及びリン酸イオンのいずれか、または両方を含む溶液に浸漬する浸漬工程と、
を含む人工歯根の製造方法。
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