JP5847054B2 - 成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＶＤ処理を行う成膜装置に関する。

切削工具の耐磨耗性の向上や、機械部品の摺動面の摺動特性の向上を目的として、切削工具及び機械部品となる基材（成膜対象物）に対して、物理的蒸着（ＰＶＤ）法による硬質皮膜（ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等）の成膜が行われる。このような硬質皮膜の成膜に用いられる装置としては、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装置やスパッタリング装置などの成膜装置がある。

一般にＡＩＰ装置は、その原理上、スパッタリング装置と比べて高温となりやすいので、ＡＩＰ装置における様々な部位について温度を高くなりすぎないように抑制する必要がある。そのため高温となりやすい成膜装置では、基材の表面に成膜を施す際の温度上昇を抑制するために様々な工夫がなされている。
例えば、特許文献１に開示のアークイオンプレーティング装置は、真空チャンバ内に設けられたロッド状蒸発源と、該ワークを冷却するための冷却装置とを有するものであり、前記真空チャンバが、前記ワークを搭載した下蓋と、前記ロッド状蒸発源の上端が固定された本体とからなり、前記下蓋が前記本体に対して相対的に上下方向に移動可能であることを特徴としている。さらに、このアークイオンプレーティング装置では、前記ワークは前記下蓋に搭載されるワークテーブルに搭載されるとともに、該ワークテーブルには前記ワークとともにシールド板が搭載されていることも特徴としている。

このシールド板は、ワークテーブルに搭載されたワークの外周全体を囲むように覆うものであって、蒸発源から真空チャンバに向かう金属イオンを真空チャンバの手前で捕捉することで、真空チャンバ内壁の金属イオンによる汚れを防止することを目的としている。
また、特許文献２に開示の成膜装置は、真空チャンバ内に、ワークに被膜を形成するための蒸発源と該ワークを冷却するための冷却装置とを有するものであり、前記ワークは、開口部を介して外部に連通する筒状の内部空間を有し、前記冷却装置は、内部に冷却媒体を流す筒状の冷媒容器を有し、前記ワークと前記冷媒容器との間に隙間を空けた状態で、前記ワークの開口部から内部空間へ挿脱可能とされて該ワークを内部から冷却するように構成されていることを特徴とする。

特許文献２の成膜装置は、大きな体積を有するワークを効果的に冷却することを目的とするものである。

特許第３１９５４９２号公報 特許第４４１３５６７号公報

上述の特許文献１，２は共に、ワークの表面に対して質の高い硬質皮膜を効率的に成膜することを最終的な目的としたものであるといえるが、各特許文献は、それぞれ冷却する対象が異なっている。
特許文献１は、蒸発源の内部に冷却機構を備えたＡＩＰ装置を開示しており、蒸発源の温度上昇を抑制することができる。しかし、特許文献１のＡＩＰ装置では、この冷却機構以外の冷却手段を有しておらず、且つ、シールド板がワークテーブルに搭載されたワークの外周全体を囲むように構成されているため、ワークの表面温度が４５０℃〜５００℃程度にまで温度が上がると思われる。このようにワークの表面温度が高くなると、比較的低温で鈍って硬度が低下してしまう低級鋼をワークとして採用することが困難となるため、成膜後の製品の製造コストを低下させることは難しい。

一方、特許文献２は、ワークを冷却するための冷却装置を備えた成膜装置を開示しており、ワーク表面の温度上昇を抑制することができる。これによれば、特許文献１のＡＩＰ
装置では困難であったワークの表面温度の抑制を実現することができるが、このＡＩＰ装置は、筒状のワークの内部空間に筒状の冷媒容器を配置し、この冷媒容器の内部に冷却媒体を供給してワークを内部から冷却するといった複雑な構造を有している。このような複雑な構造は、ＡＩＰ装置の製造コストの増大を招くと同時に、メンテナンスを困難にする。

以上をまとめれば、特許文献２をはじめとして、ワークの表面温度の上昇を抑制するための技術が様々に開発されているが、可動部位が多い成膜装置に冷却媒体を通過させるような複雑な冷却構造を導入した場合の製造コストやメンテナンスの困難さを考慮すると、簡素な構造でワーク（基材）の表面温度の上昇を抑制できる技術が望まれている。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、製造コストが大きくならない簡素な構造で効果的に基材の温度上昇を抑制する成膜装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明の成膜装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられた蒸発源と、複数のワークを載置すると共に該複数のワークを前記蒸発源の周囲を旋回させるワークテーブルとを備え、前記蒸発源を蒸発させることで前記ワークの表面にＰＶＤ処理を施す成膜装置であって、前記複数のワーク間に断続的に配置されると共に、前記ワークテーブルによってワークとともに前記蒸発源の周囲を旋回し、前記蒸発源から蒸発した蒸発粒子のうち前記真空チャンバへ向かって移動する蒸発粒子を捕集するシールド板を備えることを特徴とする。

ここで、前記ワークテーブルは、旋回方向に沿って複数のワークを載置するものであって、前記シールド板は、隣り合うワークの間に、前記ワークテーブルの旋回方向に沿って配置されるとよい。
また、前記シールド板は、前記隣接するワークが最も接近する位置よりも、前記蒸発源から離れた位置に配置されているとよい。

さらに、前記シールド板は、前記隣接するワーク間の間隔よりも幅広であるとよい。
なお、前記シールド板は、前記ワークの長手方向に沿った長さ以上の長さを有する部材であり、かつ、該シールド板の前記長さ方向における端部が、前記ワークの長手方向に沿った長さ範囲の外に存在するように備えられているとよい。
加えて、前記真空チャンバは、前記真空チャンバのチャンバ壁を冷却するための水冷チャネルを有するとよい。
なお、本発明にかかる成膜装置の最も好ましい形態は真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられた蒸発源と、複数のワークを載置すると共に該複数のワークを前記蒸発源の周囲を旋回させるワークテーブルとを備え、前記蒸発源を蒸発させることで前記ワークの表面にＰＶＤ処理を施す成膜装置であって、前記複数のワーク間に断続的に配置されると共に、前記ワークテーブルによってワークとともに前記蒸発源の周囲を旋回し、前記蒸発源から蒸発した蒸発粒子のうち前記真空チャンバへ向かって移動する蒸発粒子を捕集するシールド板を備えて、前記ワークテーブルは、旋回方向に沿って複数のワークを載置するものであって、前記シールド板は、隣り合うワークの間に、前記ワークテーブルの旋回方向に沿って配置され、前記シールド板は、前記隣接するワークが最も接近する位置よりも、前記蒸発源から離れた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明の成膜装置によれば、製造コストが大きくならない簡素な構造で効果的に基材の温度上昇を抑制することができる。

本発明の実施形態による真空チャンバ及びその内部の概略構成を示す図である。 本実施形態による真空チャンバ及びその内部のもう一つの概略構成を示す図である。

図面を参照しながら、本発明の実施形態によるＰＶＤ処理装置（成膜装置）について説明する。
本実施形態によるＰＶＤ処理装置は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を利用して、ワークの表面に硬質皮膜を形成する（成膜処理を施す）装置である。ＰＶＤ法は、基材（ワーク）の表面に硬質皮膜として成膜される物質（ターゲット）をアーク放電によって蒸発させてターゲットの蒸発粒子を発生させたり、ターゲットにイオンを衝突させることでターゲットの粒子を弾き飛ばしたりといった物理的手法を用いてターゲットを粒子化し、粒子化したターゲットをワークの表面上に堆積させて硬質皮膜を成膜する方法である。

このＰＶＤ法を採用するＰＶＤ処理装置には、アークイオンプレーティング法を用いて
成膜を行うＡＩＰ（Arc Ion Plating）装置や、スパッタ法を用いて成膜を行うスパッタ装置などがある。以下の説明では、ＡＩＰ装置を例に挙げて、本実施形態によるＰＶＤ処理装置を説明する。
図１は、本実施形態によるＡＩＰ装置の真空チャンバ１及び真空チャンバ１の内部の構成を示す図であって、図１（ａ）は、真空チャンバ１及び真空チャンバ１の内部を上方から見たときの構成を示す図であり、図１（ｂ）は、真空チャンバ１及び真空チャンバ１の内部を側方から見たときの構成を示す図である。

以下の説明において、図１の紙面に向かっての上下方向を、ＡＩＰ装置及び真空チャンバ１の上下方向とし、紙面に向かっての左右方向を、ＡＩＰ装置及び真空チャンバ１の左右方向とする。
図１に示すように、本実施形態によるＡＩＰ装置は、真空チャンバ１を備えると共に、真空チャンバ１内に、ワーク（基材）Ｗを載置するワークテーブル２、及ワークＷの表面に成膜される被膜の原料となる蒸発源３と、を有する。さらに、ＡＩＰ装置は、ワークテーブル２によってワークＷと共に蒸発源３の周囲を旋回すると共に、蒸発源３から蒸発した蒸発粒子のうち真空チャンバ１へ向かって移動する蒸発粒子を捕集するシールド板４を備える。このシールド板４により、チャンバ内壁には、非常に高温となった蒸発粒子が付着せず、且つ蒸発源３からの輻射熱が到達しないので、チャンバ内壁の温度を低く保つことができる。

以下、本実施形態によるＡＩＰ装置の構成を詳細に説明する。
ＡＩＰ装置に備えられた真空チャンバ１は、例えば立方体や直方体などの六面体形状であって、上部の壁面を構成する天井部５Ａ、下部の壁面を構成する底部５Ｂ、及び４つの側面を構成する側壁部５Ｃを有し、内部を気密に密閉することが可能な容器である。これら真空チャンバ１を構成する６つの面は、必ずしも一体となるように固定されている必要はなく、例えば、天井部５Ａが側壁部５Ｃから離れて昇降するように構成されていてもよく、また、側壁部５Ｃが開閉するように構成されていてもよい。

このような真空チャンバ１は、底部５Ｂおよび天井部５Ａが円形に形成され、且つ側壁部５Ｃが底部５Ｂおよび天井部５Ａを上下方向（縦方向）に貫通する縦軸心を有する円筒状となるように形成された円柱状の密閉容器であってもよい。
真空チャンバ１には、真空チャンバ１の内部に連通する排気管（図示省略）が接続され、この排気管には真空ポンプ（図示省略）が接続されている。この真空ポンプを動作させることで、密閉容器である真空チャンバ１の内部は減圧され、低圧又は真空の状態となる。また、真空チャンバ１には、真空チャンバ１の内部に連通するガス供給管が接続され、不活性ガスや反応ガス（プロセスガス）がこのガス供給管から真空チャンバ１の内部へ供給される。

真空チャンバ１内に設けられる蒸発源３は、ワークＷの表面に成膜される被膜（ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＣｒＮなどの硬質皮膜）の原料である成膜材料（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒなどの金属）がロッド状（棒状）に形成されており、ワークＷの表面に成膜を施す際には、長手方向が真空チャンバ１の高さ方向に沿うようにして真空チャンバ１のほぼ中央部分に配置されるものである。

蒸発源３は、例えば真空チャンバ１の天井部５Ａから吊り下げられるように設けられており、天井部５Ａの昇降に合わせて昇降する。
図１に示すように、真空チャンバ１内には、ワークＷを保持するためのワークテーブル２が配置される。ワークテーブル２は、円板状の部材であって、その上面にワークＷを載置するものである。円板状のワークテーブル２は、円形である下面の中心部分が、モータなどで構成された回転支持体６によって支持されており、ワークＷの表面に成膜を施す際には、真空チャンバ１内の下方で、真空チャンバ１の天井部５Ａ及び底部５Ｂにほぼ平行となる位置に配置及び保持される。このとき回転支持体６は、自身の回転軸がワークテーブル２の中心を通る軸心とほぼ一致して同心状となるようにワークテーブル２を支持しているので、回転支持体６が軸心を中心に回転することによって、ワークテーブル２も回転支持体６と同じ軸心を中心に回転する。

図１（ａ）に示すように、ワークテーブル２の上面には、ワークテーブル２の旋回方向（周方向）に沿ってほぼ等間隔に、円筒体又は円柱体のワークＷ（成膜対象である基材）を配置することができる。図１（ａ）に示す８本のワークＷは、ワークテーブル２の中心よりも外周寄りに配置され、図１（ｂ）に示すように、円筒形状又は円柱形状における長手方向が上下方向に沿うようにワークテーブル２から上方へ向かって直立している。

ワークテーブル２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように配置される８本のワークＷの位置に、各ワークＷを保持するワーク保持装置（図示せず）を有している。ワーク保持装置は、ワークテーブル２の上面に、ワークテーブル２の軸心と同心円上で周方向に等間隔となるように複数配置されている。このワーク保持装置は、本実施形態において円板状であり、該円板の下面の中心に回転軸が縦（上下）方向の軸心となるように固定され、該回転軸がワークテーブル２の上面に回転自在に支持されている。ワーク保持装置は、自身の回転軸がワークＷの軸心とほぼ一致するように、各ワークＷを保持する。

ワーク保持装置は、自身が回転軸を中心に回転することで、保持した円筒体又は円柱体のワークＷをワークＷの軸心を中心に回転させる。このワーク保持部によって、８本の各ワークＷは、ワークテーブル２上の所定の位置で保持されて、保持された位置を変えることなく回転することができる。
ワーク保持装置の回転軸は、駆動手段（図示省略）によって回転自在となっている。この駆動手段は、モータにより構成されてもよいし、ワークテーブル２の回転支持体６の動力を歯車伝動機構などを介して各ワーク保持装置の回転軸に伝動するものであってもよい。

このようなワークテーブル２の構成によって、ワークテーブル２上に保持された各ワークＷは、ワークテーブル２の回転中心の回りを旋回すると共に、旋回しつつワークテーブル２上の保持された位置で回転する。図１（ａ）を参照すると、各ワークＷに関して、ワークテーブル２の回転中心周りの旋回を該回転中心に対する公転と言うことができ、ワークテーブル２上の保持された位置での回転を自転と言うことができる。

図１（ａ）に示すように、ワークテーブル２は、上面で保持する複数のワークＷの間、つまり、互いに隣り合うワークＷの間にシールド板４を保持している。図１（ａ）では、ワークテーブル２の旋回方向に沿ってほぼ等間隔に保持された８本のワークＷの間に、ワークＷと接触しないように８枚のシールド板４が配置されている。
シールド板４は、平板状の部材であり、ワークテーブル２や真空チャンバ１と同じ素材で構成されており、例えば、鋼やステンレスなどの金属で構成される。シールド板４は、平板形状の長手方向に沿ってワークＷと同じか若干長い部材であって、ワークテーブル２の上面に載置したときにワークＷの高さ以上の高さを有する部材である。

これによって、シールド板４は、ワークＷ及びシールド板４の旋回軸に沿ってワークテーブル２とは反対側である反ワークテーブル側の端部が、ワークＷの反ワークテーブル側の端部よりもワークテーブル２から離れることとなる。
言い換えれば、シールド板４は、蒸発源３からワークＷ及びシールド板４を見たときに、シールド板４の長手方向における２つの端部のうちワークテーブルと対向していない側の端部が、ワークＷの長手方向における２つの端部のうちワークテーブルと対向していない側の端部以上の高さとなるように配置されている。このように、シールド板４は、ワークＷの長手方向に沿った長さ以上の長さを有する部材であって、シールド板４の長さ方向における端部が、ワークＷの長手方向に沿った長さ範囲の外に存在して、ワークＷの長さ範囲から突出するようにＡＩＰ装置に備えられている。

また、シールド板４の幅は、隣り合うワークＷの間隔（離間距離）よりも大きく、隣り合うワークＷの軸心の間隔（軸心距離）よりも小さい。具体的には、シールド板４は、隣り合うワークＷが最も接近する位置での該両ワークＷの間隔以上の幅を有する。
図１（ａ）に示すように、このような構成のシールド板４を、隣り合うワークＷの間で、隣り合うワークＷの軸心よりもワークテーブル２の軸心（旋回中心軸）から遠い位置に配置する。つまり、シールド板４は、隣り合うワークＷが最も接近する位置よりも、蒸発源３から離れた位置に配置される。このとき、８枚のシールド板４を、それぞれの幅方向
がワークテーブル２の旋回方向（周方向）に沿うように配置する。これによってシールド板４は、隣り合うワークＷが最も接近する位置での該両ワークＷの間隔以上の幅を、旋回方向に沿って有することとなる。

図１（ｂ）は、ワークＷを保持するワークテーブル２が上述のシールド板４を備えた状態を、真空チャンバ１の側壁部５Ｃから見たときの側面図であるが、この図に示すように、隣り合うワークＷの間隔がシールド板４で遮られるので、該側面からは、８本のワークＷで囲まれたワークテーブル２の中心部分を見ることができなくなっている。逆に言えば、ワークテーブル２の中心部分からワークテーブル２の外周方向を見ると、周りはワークＷかシールド板４で囲まれていて、ワークテーブル２の外側を見ることはできなくなっている。

また、これは、該側面から８本のワークＷで囲まれたワークテーブル２の中心部分を見ることができないように、シールド板４の幅が決められている、とも言うことができる。
後に詳しく説明するが、ＡＩＰ装置として成膜処理を行う際には、上述のワークＷ及びシールド板４を保持するワークテーブル２が真空チャンバ１内に保持されると、ワークテーブル２の中心部分には、上述の蒸発源３が配置される。ワークテーブル２の中心部分に配置された蒸発源３からは、ワークテーブル２の外側にある真空チャンバ１の内壁を見ることはできないので、蒸発源３からワークテーブル２の外周方向へ移動する蒸発粒子は、ワークＷかシールド板４に付着し、真空チャンバ１の内壁に到達することはできない。

なお、シールド板４の形状は、平板状に限定されるものではない。平板状のシールド板４を幅方向において湾曲させても屈曲させてもよい。
上述の構成の真空チャンバ１、蒸発源３、ワークテーブル２、及びシールド板４を有するＡＩＰ装置は、さらにアーク電源及びバイアス電源（共に図示省略）を有している。アーク電源の陰極が蒸発源３に接続されることで、蒸発源３はターゲット（陰極）として構成される。また、アーク電源の陽極は真空チャンバ１に接続される。また、ワークＷは、バイアス電源の陰極に接続される。その上で、アーク電源は、火花放電用の補助陽極（図示省略）を有し、該補助陽極とターゲット間でアークを発生させる。このアーク放電で蒸発した蒸発源３の成膜物質がワークＷの表面に堆積して、硬質被膜が成膜でされる。

上述のＡＩＰ装置を用いて成膜処理を施す手順について説明する。
まず、真空チャンバ１の側壁部５Ｃを開口して真空チャンバ１からワークテーブル２を引き出し、引き出したワークテーブル２のワーク保持装置のそれぞれにワークＷを載置する。その上で、隣り合うワークＷの間にシールド板４を載置する。
ワークＷとシールド板４を載置したワークテーブル２を真空チャンバ１内に戻し、ワークテーブル２の回転支持体６の軸心が真空チャンバ１を天井部５Ａから見たときのほぼ中央部分にあるように、ワークテーブル２を配置し保持する。

真空チャンバ１内にワークテーブル２を保持した後に真空チャンバ１の側壁部５Ｃを閉じ、蒸発源３を吊り下げた天井部５Ａを降下させて真空チャンバ１を密閉する。真空チャンバ１を密閉した後に、真空チャンバ１内を減圧し成膜処理を開始する。
このとき、真空チャンバ１内では、真空チャンバ１の中央部分に配置された蒸発源３が該ワークテーブル２の上面のほぼ中心位置に保持されて、蒸発源３を取り囲むように複数のワークＷと複数のシールド板４が配置されている。

各ワークＷは、ワークテーブル２の回転によって蒸発源３の周りを公転しながら、ワーク保持装置によって自転する。つまり、ワークＷは、公転によって蒸発源３の全周と対面しつつ、自転によって自身の側面全周を蒸発源３に対面させる。この公転と自転の組み合わせによって、蒸発源３の全周からワークテーブル２の径方向に沿って放射状に移動する蒸発粒子は、ワークＷの表面全体に均等に付着して堆積する。

蒸発源３の全周から放射状に移動する蒸発粒子のうち、ワークＷの表面に付着せず真空チャンバ１へ向かって移動する蒸発粒子は、ワークＷとワークＷの間に配置されたシールド板４によって捕集される。
このようにして、蒸発源３の全周からワークテーブル２の径方向に沿って放射状に移動する蒸発粒子は、そのほぼ全てがワークＷ又はシールド板４によって捕集されるので、蒸
発粒子が真空チャンバ１の内壁へ付着することはほとんどない。

上述の実施形態によれば、シールド板４を採用することによって、蒸発源３からの蒸発粒子が真空チャンバ１の内壁に付着することを防ぐことができる。このようなシールド板４の採用は、以下のような効果を生む。
まず、蒸発粒子が付着することによるチャンバ内壁の汚染を防止することができる。次に、チャンバ内壁には、非常に高温となった蒸発粒子が付着しないことと、蒸発源３からの輻射熱が到達しないこととから、チャンバ内壁の温度を低く保つことができる。これによって、ワークＷの全周のうちチャンバ内壁に向かう面は抜熱されるので、ワークＷの温度を低く保つことができる。つまり、蒸発粒子に起因する高温部分を、ワークＷ及びシールド板４で囲まれた部分だけに限定することができ、それ以外の部分、つまり、ワークテーブル２から外側の部分の温度を低く保つことができる。

また、本実施形態で説明したシールド板４を採用することで、従来用いられていたチャンバ内面を広く覆うシールドが不要となるので、ＡＩＰ装置の製造コストを低減し、メンテナンスの手間を低減することができる。
さらに、本実施形態によるＡＩＰ装置では、冷却装置などを設けることなくワークＷの温度を低く保つことができるので、冷却装置を設けた際に必要となる冷却パイプのような障害物が存在しない。これによって、ワークテーブル２へのワークＷの載置が容易となる。

なお、上述の実施形態において、シールド板４は、ワークテーブル２の上面に保持されてもよいが、シールド板４をワークテーブル２の上方から吊り下げても構わない。シールド板４を吊り下げる場合は、ワークテーブル２上に支柱を立てて、この支柱にシールド板４を吊り下げるフレームを取り付ける。このような支柱及びフレームによって、ワークテーブル２の上方からシールド板４を吊り下げるスタンドを構成することができる。

シールド板４をワークテーブル２上に保持する場合と比較して、ワークテーブル２の上方からシールド板４を吊り下げる場合は、次に挙げる利点がある。
蒸発源３からの蒸発粒子の堆積によって、シールド板４にも被膜が形成されると共に、蒸発源３やワークＷからの輻射熱によってシールド板４は膨張する。つまり、シールド板４の大きさは変動するので、ワークＷとの間に確保された間隔（クリアランス）も変動してしまう。このような場合、ワークテーブル２の上方からシールド板４を吊り下げれば、シールド板４の位置の変更が容易となり、ワークＷとの間の適切なクリアランスを維持することができる。

このように、本実施形態によるＡＩＰ装置によれば、製造コストが大きくならない簡素な構造で効果的にワークＷの温度上昇を抑制することができると共に、チャンバ内壁のメンテナンスが容易となる。また、チャンバ内を広く覆う従来のシールドに比べて、シールド板４のサイズは小さいので、この点でもメンテナンスは容易となる。
上述のＡＩＰ装置について、真空チャンバ１の構成を工夫することで、ワークＷの温度上昇をさらに効果的に抑制する。そこで、ワークＷの温度上昇をさらに効果的に抑制することができる真空チャンバ１の変形例を、以下に説明する。

図２は、本実施形態によるＡＩＰ装置の真空チャンバ１の変形例及び該真空チャンバ１内部の構成を示す図であって、図２（ａ）は、真空チャンバ１の変形例及びその内部を上方から見たときの構成を示す図であり、図２（ａ）は、該真空チャンバ１の変形例及びその内部を側方から見たときの構成を示す図である。
図２（ａ）及び図２（ａ）に示すように、真空チャンバ１の変形例である真空チャンバ１は、その側壁部５Ｃの外側に、真空チャンバ１を冷却するための冷却チャネル（冷却剤が流通する流路）を有している。冷却チャネルを構成する冷却管７は、真空チャンバ１と同じ素材で構成されており、例えば、鋼やステンレスなどの金属で構成される。冷却管７は、内部が空洞の角柱形状を有しており、真空チャンバ１の側壁部５Ｃの外側に、真空チャンバ１の高さ方向に沿って、つまり、ほぼ等間隔に複数設けられている。

複数の冷却管７は、真空チャンバ１の天井部５Ａと底部５Ｂに掛け渡されるように側壁部５Ｃに設けられ、各冷却管７は側壁部５Ｃと接触している。複数の冷却管７は、隣り合
う冷却管７の一方と、天井部５Ａ側の上端部及び底部５Ｂ側の下端部の一方で接続されており、隣り合う冷却管７の他方とは、上端部及び下端部の残りの端部で接続されている。
つまり、複数の冷却管７は、側壁部５Ｃ上で蛇行しながらジグザグに連続する冷却チャネルを形成することになる。１本の冷却チャネルを構成するために用いる冷却管７の数は任意であり、所望の冷却性能に合わせて選択すればよい。

図２（ｂ）は、左側の側壁部５Ｃに設けられた冷却チャネルに下方から冷媒が供給され、右側の側壁部５Ｃに設けられた冷却チャネルの下方から冷媒が排出される様子を示している。多くの場合、冷媒には水が用いられるが、水のような液体に限らず沸点の低い気体（ガス）を用いてもよい。
このように、真空チャンバ１の外壁に冷却チャネルを設けることで、真空チャンバ１の内壁をより低温に保つことができる。これによって、ワークＷの全周のうちチャンバ内壁に向かう面はより効果的に抜熱されるので、ワークＷの温度を更に低く保つことができる。

ここで、側壁部５Ｃを２枚の壁板を対向させて構成し、２枚の壁板の間に冷却チャネルを挟み込んでもよい。冷却チャネルを２枚の壁板で挟み込めば、側壁部５Ｃの内部に冷却チャネルを有する構成（いわゆる、冷却ジャケットを有する構成）となるので、真空チャンバ１の内部側の壁板から外部側の壁板への熱の伝達を大幅に遮断することができる。これによって、作業者（オペレータ）が真空チャンバ１の側壁部５Ｃの外側に触れても、やけど等をする可能性が無くなる。

ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。また、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

例えば、シールド板４は、蒸発源３からワークテーブル２の外側にある真空チャンバ１の内壁を見ることができなくなるような位置に配置されればよいので、シールド板４は、上述の実施形態で説明した位置以外に配置することができる。
上述の実施形態では、図１（ａ）に示すように、シールド板４を、隣り合うワークＷが最も接近する位置よりも蒸発源３から離れた位置に配置したが、シールド板４を、旋回方向に沿って、隣り合うワークＷが最も接近する位置よりも蒸発源３に近い位置に配置することもできる。

このようにシールド板４を蒸発源３に近い位置に配置すれば、円筒体又は円柱体であるワークＷの側面全周において真空チャンバ１の内壁側を向いている側面の割合が大きくなるので、ワークＷの冷却に有利な構成となる。
また、上述の実施形態では、図１及び図２に示すように、真空チャンバ１が縦置きされた場合、蒸発源３、ワークＷ、及びシールド板４が、紙面に向かって上下方向に沿って配置されているので、高さを基準としてシールド板４及びワークＷを比較し、シールド板４を、ワークテーブル２に載置したときにワークＷの高さ以上の高さを有する部材であるとして記載した。

しかし、図１及び図２に示す真空チャンバ１を横置きにすると、蒸発源３、ワークＷ、及びシールド板４は、それぞれの長手方向が図面に向かって左右方向に沿うように配置される。この場合、上述の実施形態で記載したような高さを基準するのではなく、長さを基準としてシールド板４及びワークＷを比較することができるので、シールド板４を、ワークテーブル２に載置したときにワークＷの長さ以上の長さを有する部材であるということができる。

１ 真空チャンバ
２ ワークテーブル
３ 蒸発源
４ シールド板
５Ａ 天井部
５Ｂ 底部
５Ｃ 側壁部
６ 回転支持体
７ 冷却管
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられた蒸発源と、複数のワークを載置すると共に該複数のワークを前記蒸発源の周囲を旋回させるワークテーブルとを備え、前記蒸発源を蒸発させることで前記ワークの表面にＰＶＤ処理を施す成膜装置であって、
   前記複数のワーク間に断続的に配置されると共に、前記ワークテーブルによってワークとともに前記蒸発源の周囲を旋回し、前記蒸発源から蒸発した蒸発粒子のうち前記真空チャンバへ向かって移動する蒸発粒子を捕集するシールド板を備えて、
   前記ワークテーブルは、旋回方向に沿って複数のワークを載置するものであって、前記シールド板は、隣り合うワークの間に、前記ワークテーブルの旋回方向に沿って配置され、
   前記シールド板は、前記隣接するワークが最も接近する位置よりも、前記蒸発源から離れた位置に配置されている
   ことを特徴とする成膜装置。
2. 前記シールド板は、前記隣接するワーク間の間隔よりも幅広であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記シールド板は、前記ワークの長手方向に沿った長さ以上の長さを有する部材であり、かつ、該シールド板の前記長さ方向における端部が、前記ワークの長手方向に沿った長さ範囲の外に存在するように備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
4. 前記真空チャンバは、前記真空チャンバのチャンバ壁を冷却するための水冷チャネルを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。