JPS6362875A - 真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空成膜装置に係り、より詳しくは、基材（
被加工物）を公転及び自転可使に支持する基材支持装置
を備えた真空成膜装置に関する。

［従来技術］ 従来より、真空蒸着やスパッタリング、それに気相成長
（ＣＶＤ）などに適用される真空成膜装置においては、
大村上に均一な厚さの皮膜を形成するため、チャンバ内
に基材を公転及び自転させるための基材支持装置を備え
たものが知られている。

第５図乃至第９図に、従来知られているこの種の真空成
膜装置の一例を示す（特開昭５９−１９０３５９）。

第５図において、２１はチャンバ、２２は前記チャンバ
２１の一部を構成するベースプレート。

２３は前記ベースプレート２２に貫通され回転自在に保
持された回転主軸、２４は前記回転主軸２３を回転駆動
するモータ、２５は前記チャンバ２１内において前記回
転主軸２３の先端部に取り付けられたベーステーブル、
２６は前記ベーステーブル２５に回転自在に取り付けら
れた基材取付治具、２７は前記基材取付治具２６を前記
ベーステーブル２５に対して回転駆動する係合部材を示
している。また、この図において、２８は蒸発源。

２９は電源、３０はトリガー回路、３１はバイアス電源
を示す。

前記ベーステーブル２５は、第６図に示すように、中央
ハブ部２５ａと、環状部２５ｂと、これら中央ハブ部２
５ａ及び環状部２５ｂを連結するスポーク２５ｃとによ
って、ホイール状に形成されており、前記環状部２５ｂ
の前記回転主軸２３を中心とする同一半径上に、複数個
の治具設定孔３２が等分に開設されている。このベース
テーブル２５は、第５図に示すように、垂直に配設され
た前記回転主軸２３の先端部に水平に取り付けられる。

また、前記基材取付治具２６は、第７図に示すように、
上面に複数個の基材取付孔３３が開設された保持体３４
と、回転副軸３５と、この回転副軸３５を前記ベーステ
ーブル２５に開設された治具設定孔３２に回転自在に軸
支するためのスリーブ３６及びブツシュ３７と、前記回
転副軸３５の下端部に直角状に交差して取り付けられる
２枚の羽根部材３８，３８ａとを備えている。゛なお、
第７図において、３９は前記回転副軸３５を前記保持体
３４に固着するための止めねじ、４０はこの止めねじ３
９を螺合するねじ孔、４１は前記羽根部材３８，３８ａ
を前記回転副軸３５に固着するためのナツトを示してい
る。この基材取付治具２６は、第８図に示すように前記
ベーステーブル２５に開設された治具設定孔３２に前記
スリーブ３６を取り付け、このスリーブ３６の中央透孔
３６ａ内に前記ブー２シユ３７を回転自在に薇挿し、さ
らにこのブツシュ３７の中央透孔３７ａ内に前記回転副
軸３５を回転自在に貫通して、前記ベーステーブル２５
に垂直に取り付けられる。これによって、前記保持体３
４が前記ベーステーブル２５の上面に配置される。

さらに、前記係合部材２７は、第５図に示すように、前
記ベーステーブル２５の回転主軸設定部の近傍に固定さ
れた取付はブラケット４２と、この取付はブラケット４
２に対して水平方向に伸縮可能に設けられたアーム４３
と、このアーム４３に対して垂直に伸縮可部に設けられ
たつめ４４とから成る。この保合部材２７は、第９図に
示すように、前記アーム４３及びつめ４４を適宜伸縮す
ることによって前記つめ４４の先端部が前記羽根部材３
８．３８ａと係合するように設定される。

前記した従来の基材支持装置は、前記モータ２４を起動
すると前記ベーステーブル２５が回転駆動され、基材取
付治具２６、すなわち、この基材取付治具３４に保持さ
れた基材４５が回転主軸２１山円■九４＼１手ス　オ伽
　ごｈ４＼門；Ｌ−徨かうて、前記基材取付治具２６の
羽根部材３８（３８ａ）が前記つめ４４と係合し、当該
羽根部材３８（３８ａ）が前記つめ４４と係合を開始し
てから離脱するまでの間、当該羽根部材３８．３８ａを
備えた基材取付治具２６のみが前記回転副軸３５を中心
として自転される。

［発明が解決しようとする開通点］ かように、前記した従来の真空成膜装置に備えられた基
材支持装置は、つめ４４が羽根部材３８（３８ａ）に接
触している間だけ当該羽根部材を備えた基材取付治具２
６のみが自転される構造となっているため、回転主軸２
３を中心とした公転が連続的であるにも拘らず、回転副
軸３５を中心とした自転が間欠的となり、基材４５上に
均一な厚さの薄膜を形成することが難しいという問題が
ある。特に、保持体３４上に保持される基材４５の数量
が多い場合には、蒸着粒子の流れの密度が不均一になる
ため、かかる不具合が顕著になる。

また１回転副軸３５をベーステーブル２５に回転自在に
取り付け、回転副軸３５に取り付けられた羽根部材３８
（３８ａ）とっめ４４とを係合することによって基材取
付治具２６を自転させる構造となっているため、ベース
テーブル２５の回転速度、回転副軸３５設定部の摩擦係
数、っめ４４の設定位置等を厳密に設定しないと所望の
自転をａ続することができない、従って、基材４５の公
転及び自転条件を必要に応じて適宜調整することが難し
いという問題点がある。

さらには、ベーステーブル２５、基材取付治具２６及び
基材４５の全重量を回転主軸２３にて支持する構造とな
っているため、大直径の回転主軸２３と大出力のモータ
２４を備えなくてはならず、その分真空成膜装置の製造
コストが高価になるという問題がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記従来技術の問題点を解消し、基材を連続
して自転することができて、必要に応じて適宜基材の公
転及び自転条件を調整することができ、かつ安価な真空
成膜装置を提供するため、回転主軸を中心としてこの回
転主軸の周囲に太陽摩擦車を配設し、また、基材取付治
具に備えられた回転副軸に遊星摩擦車を取り付け、これ
ら太陽ｙ！！擦車と遊星摩擦車を接動するようにしたこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 回転主軸を中心としてこの回転主軸の周囲に配設された
太陽摩擦車に１回転副軸に取り付けられた遊星摩擦車を
接動すると、前記回転主軸の回転に伴なって前記回転副
軸が連続的に従動される。

これにより、基材を前記回転副軸の回りに連続して自転
させることができる。もちろん、基材は、前記回転主軸
の回転に伴なって、この回転主軸の回りを連続して公転
する。

また、太陽摩擦車と遊星摩擦車の直径比を変えることに
より、公転速度と自転速度とを適宜変えることができる
。

さらに、ベーステーブル、基材取付治具及び基材の重量
は、太陽摩擦車と遊星摩擦車の接触面でも分担されるた
め、回転主軸の直径を小径化することができる。加えて
、真空中では大気中よりもすべり摩擦係数が大きくなる
ため、小さなトルクで遊星摩擦車をすべることなく転動
することができ、モータの小型化を図ることができる。

［実施例］ まず１本発明の第１実施例をｔ５１図乃至第３図に基づ
いて説明する。

第１図は第１実施例に係る真空成膜装置の断面図であっ
て、ｌは太陽摩擦車、２はベーステーブル、３は基材取
付治具、４は遊星摩擦車を示し、その他第５図に示した
と同様の部材、装置については、それと同一の符号をも
って表示しである。

前記太陽摩擦車ｌは少なくとも表面部分が、例えば無酸
素銅など導電性に優れ、かつ摩擦係数の大きな物質をも
ってリング状に形成されており、外周面に所望の曲面か
らなる転勤面１ａが形成されている。この太陽摩擦車ｌ
は、第１図に示すように回転主軸２３の軸線ｘ−Ｘと前
記転勤面ｌａの中心軸とを合致して前記回転主軸２３の
周囲に配置され、絶縁部材５を介してチャンバ２１のベ
ースプレート２２上に固定される。

前記ベーステーブル２は、第２図に示すように、所望の
直径の円板状に形成されており、中央部に取付孔７が開
設され、この取付孔７の中心軸Ｐを中心とする同一半径
上に、複数個の治具設定孔８が等分に開設されている。

このベーステーブル２は、第１図に示すように、前記取
付孔７に回転主軸２３の先端部を被挿することによって
水平に保持され、この回転主軸２３とキー９を介して連
結される。

前記基材取付治具３は、第１図及び第２図に示すように
上面に複数個の基材取付孔１ｏが開設された保持体ｌｌ
と、この保持体１１の下面中央部に設けられた回転副軸
１２とからなる。この基材取付治具３は、前記保持体１
１を前記ベーステーブル２の上面にして、前記回転副軸
１２を前記治具設定孔８に取り付けられた軸受１３の中
央透孔に回転自在に貫通し、前記回転副軸１２の外周面
に突設されたカラー１４の上面を前記軸受１３の下面に
摺設するこによって、前記ベーステーブル２に取り付け
られる。木）３．明の基材支持装置は、前記太陽摩擦車
ｌ、後に詳記するＴＬ遊星摩擦車、前記基材取付治具３
を介して、バイアス電源３１のバイアス電圧を基材４５
に印加することができるため、前記軸受３としては必ず
しも導電性材料を用いる必要がなく、例えば四フフ化エ
チレンなど、真空中での摩擦係数が小さく、かつガス放
出率の小さい物質を用いることができる。

前記遊星Ｊｌｉ！！擦車４は、少なくとも表面部分が、
例えば無酸素銅なで導電性に優れ、かつ摩擦係数の大き
な物質をもって形成されており、前記太陽摩擦車１の転
勤面１ａに外接可能な逆円錐形の転勤面４ａを有する。

この遊星摩擦車４は、第１図及び第３図に示すように、
回転副軸１２の下端部に固着され、前記太陽摩擦車ｌの
転動面１ａに当接される。

前記した第１実施例の真空成膜袋δは、モータ２４を回
転駆動すると、ベーステーブル２が回転主軸２３と共に
回転し、基材取付治具３に取り付けられた基材４５が前
記回転主軸２３の回りを公転する。またベーステーブル
２の回転に伴なって、′！ｉ星摩擦車４が前記太陽摩擦
車１の転勤面１ａをすべることなく転動し、基材４５が
回転副軸１２の回りを連続して自転する。

従って、前記第１実施例の真空成膜装置は、蒸発１２２
８に対して基材４５の周囲を均一に対向させることがで
き、膜厚分布の均一な薄膜を形成することができる。

また、前記太陽摩擦車１と遊星摩擦車４の直径比を変え
ることによって、基材４５の公転速度及び自転速度を適
宜変更することができ、汎用性に優れる。

さらに、ベーステーブル２．基材取付治具３及び基材４
５の重量は、回転主軸２３のほか、太陽摩擦車１と遊星
摩擦車４の接触面でも分担されるため、回転主軸２３の
直径を小径化することができる。また、真空中では大気
中よりもすべり摩擦係数が大きくなるため、小さなトル
クで遊星摩擦車４を転動することができ、モータ２４の
小型化を図ることができる。これにより、製造コストの
低減を図ることができる。

次に本発明の第２実施例を第４図に基づいて説明する。

第４図は、第２実施例に係る真空ｒｋ、膜装置の断面図
であって、１５は太陽摩擦車、１Ｂは基材取付治具を示
し、その他は第１図に示したと同一の部材装置について
は同一の符号をもって表示されている。

前記太陽摩擦車１５は少なくとも表面部分が、無酸素銅
など導電性に優れ、かつ摩擦係数の太き物質をもってリ
ング状に形成されており、内周面に所望の逆円錐面から
なる転勤面Ｌ５ａが形成されている。この太陽摩擦車１
５は、前記第１実施例における太陽摩擦車ｌと同様にし
てベースプレート２２上に固定される。

また、前記基材取付治具１５は、少なくとも表面部分が
、無酸素銅など導電性に優れ、かつ摩擦係数の大きな物
質をもって形成された遊星摩擦車１７と、この遊星ｙＩ
擦車１７の底面中央部に固設された回転副軸１８とから
なる。前記遊星摩擦車１７は、少なくとも表面部分が、
無酸素銅など導電性に優れ、かつ摩擦係数の大きな物質
をもって形成されており、前記太陽摩擦車１５の転動面
１５ａに内接可能な逆円錐形の転勤面１７ａを有し、上
面に複数個の基材取付孔ｌＯが形成されている。この遊
星摩擦車１７は、前記回転副＠１８を前記ベーステーブ
ルに設定された軸受１３のＳ中央透孔に回転自在に貫通
することにより、前記太陽摩擦車１５の転勤面に内接さ
れる。

前記第２実施例の真空成膜装着は、前記第１実施例の真
空成膜装置と同様の効果を呈するほか、遊星摩擦車１７
に基材取付孔ｌＯを開設したので、基材取付治具１５の
構成が簡略化され、基材支持装置、ひては真空成膜袋２
の一層の低コスト化を図ることができる。

なお１本発明の要旨は、回転主軸を中心としてこの回転
主軸の周囲に太陽摩擦車を配設し、この太陽摩擦車に基
材取付治具の回転副軸に備えられた遊星摩擦車を接動す
るようにした点にあるのであって、各部材の材質及び配
こ、それに蒸発源の蒸発方式、基材の形状及び取付手段
が、前記各実施例に示したものに限定されるものではな
い。

例えば、前記各実施例においては、基材を垂直に設定す
る場合について説明したが、本発明の要旨はこれに限定
されるものではなく、回転主軸、太陽摩擦車をベースプ
レートに対して傾斜して取り付けることにより、基材を
蒸発源に対して傾斜して設定することもできる。

また、前記各実施例においては、真空アーク蒸着方式の
真空威膜装こを例にとって説明したが（第１図及びｆ５
４図参照）、本発明の要旨はこれに限定されるものでは
なく、抵抗加熱方式、高周波加熱方式、ＣＶＤ、プラズ
マＣｖＤなど公知に属する任意の真空Ｊｌ＆、膜装置に
も適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、基材の公転及び
自転が連続して行なわれるので、基材に膜厚分布が均一
な薄膜を形成することができる。

また、太陽摩擦車と遊星摩擦車の直径比を変えることに
よって、適宜公転速度及び自転速度を変えることができ
るので汎用性に優れる。

また、ベーステーブルと基材取付治具と基材の重量を回
転主軸のみならず太陽摩擦車と遊星摩擦車の接触面でも
分担するため、回転主軸の小径化と使用モータの低出力
化を図ることができ、その分製造コストを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空成膜装置の第１実施例を示す
断面図、第２図はベーステーブルと基材取付治具の取付
状態を示す平面図、第３図は太陽摩擦車と遊星摩擦車の
連接状態を示す平面図、第４図は本発明に係る真空成膜
装置の第２実施例を示す断面図、第５図は従来の真空成
膜装置の断面図、第６図は従来の真空成膜装置に適用さ
れるベーステーブルの平面図、第７図は従来の真空成膜
装置に適用される基材取付治具の分解斜視図、第８図は
ベーステーブルと基材取付治具の取り付は状態を示す断
面図、第９図は羽根部材と係合部材との保合状態を示す
平面図である。 １・・太陽摩擦車、１ａ・・転動面、２・・ベーステー
ブル、３・・基材取付治具、４・−遊星摩擦車、５・・
絶縁材、８・・治具設定孔、ｌＯ・・基材取付孔、１１
・・保持体、１２・・回転副軸、１３１１・軸受、１５
・・太陽摩擦車、１６−譬基材取付治具、１７−・遊星
Ｆ！！擦車、２１−Φチャン／＜、２２−・ベースプレ
ート、２３や惨起点主軸、２４・・モータ、２８・・蒸
発源。 第３５Ａ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　チャンバー内に、回転主軸と、この回転主軸と共に
   回転するベーステーブルと、このベーステーブルに回転
   自在に軸支された基材取付治具と、この基材取付治具を
   前記ベーステーブルに対して回転駆動する駆動機構とを
   内装した真空成膜装置において、前記回転主軸を中心と
   して、この回転主軸の周囲に太陽摩擦車を配設すると共
   に、前記基材取付治具に備えられた回転副軸に遊星摩擦
   車を取り付け、前記太陽摩擦車に前記遊星摩擦車を連接
   したことを特徴とする真空成膜装置。 ２　太陽摩擦車として、外接摩擦車を用いた特許請求の
   範囲第１項記載の真空成膜装置。３　太陽摩擦車として
   、内接摩擦車を用いた特許請求の範囲第１項記載の真空
   成膜装置。４　所望の基材取付手段が形成された遊星摩
   擦車を、太陽摩擦車の内周面に内接した特許請求の範囲
   第１項乃至第３項のいずれかに記載の真空成膜装置。