KR20050005801A - 진공 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 관한 진공 증착 장치는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내외에 승강 가능하게 설치된 로드형의 증발원과, 상기 진공 챔버 내에 강하한 상기 증발원에 대해 상기 증발원을 둘러싸도록 배치되는 워크(W)를 지지하는 워크 지지 수단을 구비한다. 상기 진공 챔버는 고정 챔버부와, 상기 고정 챔버부에 대해 연결 분리 가능하게 설치되는 동시에 상기 워크 지지 수단이 부착된 이동 챔버부로 구성된다. 상기 증발원이 상기 진공 챔버 밖으로 상승되어 후퇴한 상태에서, 상기 고정 챔버부에 대해 어느 한 쪽의 이동 챔버부가 수평 이동하여 연결되어 진공 증착 처리가 행해진다. 이러한 구성에 의해, 하부 덮개를 승강시키는 일 없이, 또한 워크 지지 수단을 진공 챔버로부터 출납하는 일 없이, 진공 증착 장치의 보수가 가능해진다.

Description

진공 증착 장치 {VACUUM DEPOSITION DEVICE}
본 발명은 진공 분위기 속에서 증발원으로부터 방출시킨 증발 물질을 피처리재(워크) 표면에 퇴적시킴으로써 피막을 코팅하는 진공 증착 장치에 관한 것이다.
아크 이온 플레이팅(AIP)법은 진공 챔버 내에 증발원을 설치하고, 이를 음극으로서 양극 사이에서 진공 아크 방전을 발생시켜 증발원으로부터 음극 재료를 증발시키고, 이를 진공 챔버 내에 수납한 워크 표면에 퇴적시켜 워크 표면에 피막을 피복하는 진공 증착법의 일종이다.
본 AIP법을 실시하는 진공 증착 장치로서는, 예를 들어 일본 특허 제3195492호에 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 설치된 로드형 증발원과, 상기 로드형 증발원을 둘러싸도록 배치되는 워크를 지지하는 워크 지지 수단을 갖는 것이 기재되어 있다. 상기 진공 챔버는 상기 워크 지지 수단을 탑재한 하부 덮개와, 상기 로드형 증발원이 고정된 챔버 본체로 이루어지고, 상기 하부 덮개가 상기 본체에 대해 승강 가능하게 설치되어 있다.
본 장치에 있어서는, 처리 종료 워크를 회수하기 위해서는 하부 덮개를 챔버 본체로부터 간섭하지 않는 위치까지 하강시키고, 워크 지지 수단을 하부 덮개로부터 회수 영역으로 수평 이동시켜 회수하게 된다. 또한, 미처리 워크를 공급하기 위해서는 회수 후의 워크 지지 수단에 미처리 워크를 부착한 후, 워크 지지 수단을 하부 덮개 위로 이동하고, 하부 덮개를 상승시켜 챔버 본체에 기밀하게 연결함으로써 진공 챔버 내에 공급된다.
또한, 상기 공보에는 다른 장치 형태로서 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내외에 승강 가능하게 설치된 로드형 증발원과, 상기 로드형 증발원을 둘러싸도록 배치되는 워크를 지지하는 워크 지지 수단을 갖고, 상기 진공 챔버에 개폐 도어에 의해 기밀하게 개폐 가능하게 된 개구부가 설치된 진공 증착 장치가 기재되어 있다. 본 장치에서는 상기 증발원이 진공 챔버 밖으로 상승 후퇴한 후, 상기 개구부를 통해 상기 워크를 탑재한 워크 지지 수단을 진공 챔버 내외로 이동할 수 있다.
본 장치에 있어서, 처리 종료 워크를 회수하기 위해서는 상기 증발원을 진공 챔버 밖으로 상승 후퇴시킨 후, 개폐 도어를 개방하여 워크 지지 수단을 상기 개구부로부터 진공 챔버 밖으로 수평 이동시켜 회수하게 된다. 또한, 미처리 워크를 공급하기 위해서는 회수 후의 워크 지지 수단에 미처리 워크를 부착한 후, 이를 진공 챔버 내로 이동시켜 수용하고, 개폐 도어를 폐쇄함으로써 진공 챔버 내에 공급된다.
상기 어느 쪽 타입의 진공 증착 장치에 있어서도, 상기 워크 지지 수단은 통상 워크의 외주면을 균등하게 코팅하기 위해, 워크를 적재하여 회전하는 회전 테이블을 구비하고 있고, 상기 회전 테이블은 진공 챔버의 하부 덮개측에 설치된 구동 기구에 의해 회전 구동된다.
상기 하부 덮개를 승강시키는 타입의 진공 증착 장치에서는, 워크 지지 수단을 탑재한 하부 덮개를 승강시키기 위해 대규모인 승강 장치가 필요해지고, 또한 큰 승강 공간이 필요해진다. 또한 하부 덮개로부터 워크 지지 수단을 이동 가능하게 하는 동시에 하부 덮개측에 설치되는 구동 기구와 상기 회전 테이블을 워크의 회수ㆍ공급할 때마다 연동 연결시킬 필요가 있기 때문에, 장치의 구조가 복잡해진다.
한편, 증발원을 승강시키는 타입의 진공 증착 장치에서는 상기 진공 증착 장치와 같이 대규모인 승강 장치나 승강 공간은 필요 없지만, 역시 워크 지지 수단을 진공 챔버 내외로 이동시킬 필요가 있기 때문에, 장치 구조가 복잡해진다.
또한, 어느 쪽 타입의 진공 증착 장치에 있어서도 진공 챔버의 내면의 클리닝이나 진공 챔버 내에 설치되는 양극 등의 여러 가지의 부재를 보수할 때에 작업 공간이 한정되기 때문에, 작업성이 악화된다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 하부 덮개를 승강시키는 일 없이, 또한 워크를 지지하는 워크 지지 수단을 진공 챔버로부터 출납하는 일 없이, 게다가 진공 챔버의 내면이나 그 안에 설치되는 양극 등의 각종 부재의 보수가 용이한 진공 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 제1 실시 형태에 관한 AIP용 진공 증착 장치의 전체 평면도이며, 제2 이동 챔버부를 이용하여 진공 증착 처리를 행하는 과정을 도시하는 도면.
도2는 상기 진공 증착 장치의 주요부 단면(도1의 A-A선 단면도).
도3은 상기 진공 증착 장치에 있어서의 제1 이동 챔버부를 이용하여 진공 증착 처리를 행하는 과정을 도시하는 평면도.
도4는 제2 실시 형태에 관한 AIP용 진공 증착 장치의 전체 평면도.
도5는 제3 실시 형태에 관한 AIP용 진공 증착 장치의 전체 평면도.
도6의 (1) 내지 도6의 (5)는 여러 가지의 분할 형태를 도시하는 진공 챔버의 측면 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 진공 챔버
2 : 증발원
3 : 워크 지지 수단
4 : 프레임
6 : 고정 챔버부
7 : 이동 챔버부
7A, 7B : 제1, 제2 이동 챔버부
9A, 9B : 지주
10A, 10B : 지지 아암
14 : 승강 유닛
15 : 승강 가이드
16 : 슬라이드
17 : 볼 나사
22 : 회전 테이블
23 : 워크 보유 지지구
24 : 테이블 지지축
27 : 자전용 기어
28 : 링 기어
30 : 냉각수 공급 배출관
31 : 회전 커플링
32 : 공급구
35 : 실드판
37 : 히터
52 : 상부 덮개
53 : 하부 덮개
본 발명에 관한 진공 증착 장치는 워크 표면에 증발원으로부터 증발한 물질을 증착하여 피막을 형성하는 것이며, 진공 챔버, 상기 진공 챔버는 고정 챔버부와, 상기 고정 챔버부에 대해 연결 분리 가능하게 설치된 이동 챔버부로 이루어지고, 상기 고정 챔버부에 부착된 로드형의 증발원, 상기 증발원은 상기 진공 챔버 내외로 이동 가능하게 설치되고, 상기 이동 챔버부에 부착된 워크 지지 수단, 상기 워크 지지 수단은 상기 진공 챔버 내로 이동한 상기 증발원에 대해 상기 증발원을둘러싸도록 배치되는 상기 워크를 지지하고 및 상기 증발원이 상기 진공 챔버 밖으로 이동하여 후퇴한 상태에서 상기 이동 챔버부를 상기 고정 챔버부에 대해 연결 분리 가능하게 수평 이동시키는 수평 이동 수단으로 이루어진다.
상기 진공 증착 장치에 의하면, 진공 증착 처리 후 상기 증발원을 상기 진공 챔버 밖으로 이동시켜 후퇴시킨 후에 워크 지지 수단을 구비한 이동 챔버부를 수평 이동 수단에 의해 고정 챔버부로부터 분리하는 동시에 후퇴 위치로 수평 이동시킬 수 있으므로, 진공 챔버로부터 워크 지지 수단을 별개로 취출할 필요가 없고, 후퇴 위치에서 고정 챔버부로부터 분리한 이동 챔버부의 큰 분할 개구부로부터 처리 종료 워크를 워크 지지 수단으로부터 직접 취출하고, 또한 미처리 워크를 공급할 수 있어 작업성이 우수하다.
상기 진공 증착 장치에 있어서, 상기 이동 챔버부와 상기 수평 이동 수단으로 이루어지는 세트를 2 세트 이상 설치할 수 있다. 이에 의해, 이동 챔버부를 교대로 사용하여 진공 증착 처리를 행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 진공 증착 장치에 있어서, 상기 수평 이동 수단으로서 선회축을 중심으로 하여 상기 이동 챔버부를 선회시켜 수평 방향으로 이동시키는 수평 선회 이동 수단을, 혹은 상기 이동 챔버부를 수평 방향으로 직선적으로 이동시키는 수평 직선 이동 수단을 마련할 수 있다. 또한, 이동 챔버부와 상기 수평 이동 수단으로 이루어지는 세트를 2 세트 이상 설치하는 경우, 상기 수평 선회 이동 수단 및 수평 직선 이동 수단을 병용하여 설치할 수 있다. 이러한 수평 이동 수단을 마련함으로써, 이동 챔버부를 선회 운동 혹은 직선 운동에 의해 쉽게 고정 챔버부에 연결, 분리, 후퇴 위치로의 수평 이동을 행할 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버는 전체적으로서 통형의 동체부와, 상기 동체부의 상부 개구 및 하부 개구를 폐색하는 상부 덮개 및 하부 덮개를 갖는 것으로 하고, 상기 고정 챔버부는 상기 상부 덮개에 있어서 진공 챔버의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부를 포함하고, 상기 이동 챔버부는 하부 덮개에 있어서 진공 챔버의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 하부 덮개 이동부를 포함하고, 상기 고정 챔버부와 이동 챔버부는 상기 동체부의 중앙부를 통하는 분할면에 의해 분할된 형태로 할 수 있다.
이와 같이 동체부의 중앙부를 분할면이 통하는 형태로 함으로써, 고정 챔버부, 이동 챔버부에 큰 분할 개구부를 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 고정 챔버부 및 이동 챔버부에는 진공 챔버의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부 및 하부 덮개 이동부를 갖기 때문에, 상기 상부 덮개의 중심부에 증발원의 출입구를 형성할 수 있고, 또한 하부 덮개의 중심부에 상기 워크 지지 수단의 회전 테이블의 회전축을 설치하고, 그 근방에 항상 상기 회전축으로 연동 연결된 회전 구동 기구를 설치할 수 있기 때문에, 상기 회전 테이블의 부착 구조 및 구동 기구가 간단화되고, 또한 전체적으로서 균형이 잡힌 안정된 장치 구성으로 할 수 있다.
상기 진공 증착 장치에 있어서, 상기 워크 지지 수단으로서 상기 증발원의 중심선을 회전 중심으로 하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블의 외주 상부에 각각 회전 가능하게 세워 설치된 복수의 워크 보유 지지구를 갖는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 이동 챔버부에는 상기 증발원으로부터 증발된 물질이 상기 진공챔버의 내면에 부착되는 것을 억제하는 실드판을 설치할 수 있다. 또한, AIP용 진공 증착 장치의 경우, 상기 이동 챔버부에 상기 증발원 사이에서 아크 방전을 발생시키는 양극판을 설치할 수 있다. 이동 챔버부에 미리 양극판이나 실드판 등의 부재를 설치해 둠으로써 후퇴 위치에서 이러한 부재의 보수나 각 챔버부 내면의 클리닝을 상기 분할 개구부로부터 쉽게 행할 수 있으므로, 보수성에도 우수하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도1 내지 도3은 제1 실시 형태에 관한 AIP용 진공 증착 장치를 사용순으로 도시한 도면이며, 우선 도1 및 도2에 도시한 사용 상태를 기초로 본 장치의 구성을 설명한다.
본 장치는 진공 챔버(1)와, 상기 진공 챔버(1)의 중심선에 따라서 챔버 내외에 승강 가능하게 설치된 로드형의 증발원(2)과, 상기 진공 챔버(1) 내에 배치된 상기 증발원(2)에 대해 상기 증발원(2)을 둘러싸도록 동심형으로 배치되는 워크를 지지하는 워크 지지 수단(3)을 구비하고 있다.
상기 진공 챔버(1)는 프레임(4)에 설치된 고정 챔버부(6)와, 상기 고정 챔버부(6)에 대해 연결 분리 가능하게 설치된 2 세트의 이동 챔버부(7A, 7B)로 구성되어 있다. 설명의 편의상, 필요에 따라서 도1의 상측의 이동 챔버부를 제1 이동 챔버부(7A)와, 하측을 제2 챔버부(7B)라 부르고, 양자를 구별할 필요가 없는 경우는 단순히 이동 챔버부(7)라 부르는 것으로 한다. 후술한 다른 실시 형태에 있어서도 동일한 것으로 한다.
상기 고정 챔버부(6)의 정면에 대해 횡방향(도면의 상하 방향)의 좌우에는,프레임(4, 4)에 지주(9A, 9B)가 회전 가능하게 세워 설치되어 있다. 각 지주(9A, 9B)는 지지 아암(10A, 10B)을 통해 제1, 제2 이동 챔버부(7A, 7B)를 지지하고 있고, 각 이동 챔버부(7A, 7B)의 선회축으로서의 책임을 다하고 있다. 각 지주(9A, 9B)는, 도시 생략한 유체압 실린더나 모터 등의 구동 수단에 의해 회전 가능하게 되어 있고, 각 지주(9A, 9B)의 회전에 의해 제1, 제2 이동 챔버부(7A, 7B)는 고정 챔버부(6)에 대해 각각 연결 분리 가능하게 되고, 또 고정 챔버부(6)와의 연결 위치와 후퇴 위치 사이를 근접 이격 가능하게 수평 방향으로 선회 이동한다. 또, 상기 지주(9A, 9B)는 도시 생략한 구동 수단 등과 함께 수평 선회 이동 수단을 구성한다.
상기 진공 챔버(1)는 상기 고정 챔버부(6)에 어느 한 쪽의 이동 챔버부(7)[도1에서는 제2 챔버부(7B)]가 연결된 상태에서는, 전체적으로서 통형의 동체부(51)와, 상기 동체부(51)의 상부 개구 및 하부 개구를 폐색하는 상부 덮개(52) 및 하부 덮개(53)로 구성된다. 상기 진공 챔버(1)는 상기 상부 덮개(52)에 있어서 진공 챔버(1)의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부(52F)와 상기 상부 덮개 고정부(52F) 외 다른 영역인 상부 덮개 이동부(52M)를 구획하는 구획선을 포함하고, 상기 하부 덮개(53)에 있어서 상기 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 하부 덮개 이동부(53M)와 상기 하부 덮개 이동부(53M) 외 다른 영역인 하부 덮개 고정부(53F)를 구획하는 구획선을 포함하고, 상기 동체부(51)의 중심선[진공 챔버(1)의 중심선]과 상기 동체부(51) 내에서 교차하는 분할면(DP)에 의해 2 분할된 형태를 갖고 있다. 상기 상부 덮개(52)의 중심부에는 상기 증발원(2)이 승강하기 위한출입구가 형성되어 있다. 상기 고정 챔버부(6)는 상기 상부 덮개 고정부(52F) 및 하부 덮개 고정부(53F)와, 이들을 연결하는 동체부(51)의 동체부 고정부(51F)에 따라서 구성되고, 상기 이동 챔버부(7)는 상기 상부 덮개 이동부(52M) 및 하부 덮개 이동부(53M)와, 이들을 연결하는 동체부(51)의 동체부 이동부(51M)에 따라서 구성되어 있다. 상기 고정 챔버부(6)와 이동 챔버부(7)와의 분할부에는 기밀성을 확보하기 위해 밀봉을 갖는 플랜지(11, 12)가 설치되어 있다.
상기 고정 챔버부(6)에는 증발원(2)을 진공 챔버(1)의 내외에 승강시키기 위한 승강 유닛(14)이 설치되어 있다. 이 승강 유닛(14)은 승강 가이드(15)와, 이 승강 가이드(15)에 따라서 이동 가능하게 설치된 슬라이더(16)와, 이 슬라이더(16)를 승강 가이드(15)에 따라서 승강시키기 위한 볼 나사(17)와, 이 볼 나사(17)를 정역 회전시키는 구동 모터(18)를 구비하고 있다. 상기 슬라이더(16)의 하부에는 증발원(2)이 부착되는 동시에 증발원(2)을 진공 챔버(1) 내에 배치하였을 때에, 상부 덮개(52)[상부 덮개 고정부(52F)]에 개방 설치된 증발원(2)의 출입구를 기밀하게 폐색하기 위한 폐색판(19)이 설치되어 있다. 상기 승강 유닛(14)에 의해, 상기 증발원(2)은 진공 챔버(1) 내의 처리 위치와 진공 챔버(1) 외의 후퇴 위치 사이를 승강한다. 상기 승강 유닛(14)은 반드시 고정 챔버부(6)에 설치할 필요는 없으며, 예를 들어 프레임(4)에 설치하도록 해도 좋다. 또, 도1에서는 상기 승강 유닛(14)은 도시 생략하고 있다.
상기 이동 챔버부(7)에는 상기 워크 지지 수단(3)이 설치되어 있다. 이 워크 지지 수단(3)은 진공 챔버(1)의 중심선 주위에 회전 가능하게 지지된 회전 테이블(22)과, 이 회전 테이블(22)의 외주부에 등간격으로 세워 설치된 기둥형의 워크 보유 지지구(23)를 구비한다. 상기 회전 테이블(22)은, 상기 하부 덮개(53)[하부 덮개 이동부(53M)]의 진공 챔버(1)의 중심선을 통하는 중심부에 기밀하게 또한 회전 가능하게 설치된 테이블 지지축(24)에 의해 지지되어 있다. 상기 하부 덮개 이동부(53M) 하에는 구동 모터(25)가 설치되어 있고, 그 출력축은 상기 테이블 지지축(24)에 연동 연결되어 있다. 또, 상기 워크 보유 지지구(23)에는 다수의 링형의 워크(W)가 겹쳐져 보유 지지되어 있다.
상기 워크 보유 지지구(23)는 상기 회전 테이블(22)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 하부에는 자전용 기어(27)가 설치되고, 이 기어(27)는 하부 덮개 이동부(53M)에 지지대를 통해 부착된 링 기어(28)(도1에서는 기재 생략)에 맞물려 있다. 이로 인해, 회전 테이블(22)이 회전되면, 워크 보유 지지구(23)는 테이블 지지축(24)을 중심으로 하여 공전하는 동시에 자전용 기어(27)의 회전에 의해 자전한다. 이에 의해, 워크 보유 지지구(23)에 보유 지지된 워크(W)의 외주면이 증발 물질에 의해 균일하게 코팅된다.
또한, 상기 테이블 지지축(24)에는 회전 테이블(22) 및 상기 워크 보유 지지구(23)를 수냉하기 위한 냉각수 공급 배출관(30)이 설치되어 있고, 회전 커플링(31)을 통해, 냉각수가 공급 및 배출된다. 상기 회전 커플링(31)의 공급구(32)로부터 공급된 냉각수는 냉각수 공급 배출관(30), 테이블 지지축(24), 회전 테이블(22) 및 워크 보유 지지구(23)의 내부에 설치된 냉각 유로를 흘러 냉각수 공급 배출관(30)으로 다시 복귀하고, 회전 커플링(31)의 배출구(33)로부터 외부로 배출된다.
또한, 상기 이동 챔버부(7)의 하부 덮개 이동부(53M)에는 상기 회전 테이블(22)에 세워 설치된 워크 보유 지지구(23)의 열 주위를 둘러싸도록 실드판(35)(도1에서는 기재 생략)이 부착되어 있다. 이 실드판(35)에 의해, 진공 증착할 때에 증발원(2)으로부터 방사된 증발 물질이 워크 보유 지지구(23)에 보유 지지된 워크(W)의 간극을 통해 진공 챔버(1)의 내면에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다. 상기 실드판(35)을 반드시 설치할 필요는 없지만, 실드판(35)을 설치함으로써, 진공 챔버(1)의 내면이 증발 물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있어 그 제거 작업이 경감되고, 보수성이 향상된다.
또한, 진공 챔버(1) 내에 증발원(2)이 배치되었을 때에, 상기 워크 보유 지지구(23)의 열 내측에서 또한 상기 증발원(2)의 외측을 둘러싸는 양극판(36)(도1에서는 기재 생략)이 상부 덮개 이동부(52M)에 부착되어 있다. 상기 양극판(36)은 반드시 필요하지 않고, 고정 챔버부(6)와 이동 챔버부(7)가 연결 일체화된 진공 챔버(1) 자체를 양극으로 할 수 있다. 본 실시 형태와 같이 진공 챔버(1)와 증발원(2) 사이에 워크(W)가 존재하는 경우, 양극판(36)을 설치함으로써 아크의 방전 안정성이 각별히 향상된다. 또한, 도면예로서는 상기 워크 보유 지지구(23)에 보유 지지된 워크(W)와 실드판(35) 사이에 가열부가 배치되도록 워크 가열용의 히터(37)가 상부 덮개 이동부(52M)에 부착되어 있다. 증착 처리에 의해, 이 히터(37)에도 증착 물질이 퇴적되지만, 이를 이동 챔버부(7)에 설치하여 둠으로써 히터(7)의 보수성이 향상된다.
여기에서, 상기 제1 실시 형태에 관한 진공 증착 장치의 사용예에 대해 설명한다.
우선, 도1에 도시한 바와 같이 어느 한 쪽의 이동 챔버부[도1에서는 제2 이동 챔버부(7B)]를 고정 챔버부(6)에 연결하여 진공 챔버(1)를 구성하고, 승강 유닛(14)을 이용하여 증발원(2)을 진공 챔버 외의 후퇴 위치로부터 진공 챔버 내의 처리 위치로 하강하고, 진공 챔버(1)의 내부를 진공으로 하여 진공 증착 처리를 행한다. 진공 증착 처리 종료 후, 증발원(2)을 상승시켜 후퇴 위치에서 보유 지지한 후, 도3에 도시한 바와 같이 수평 선회 이동 수단을 이용하여 제2 이동 챔버부(7B)를 고정 챔버부(6)로부터 분리시키고, 지주(9B)를 선회시켜 후퇴 위치로 선회 이동시킨다. 후퇴 위치에서는, 제2 이동 챔버부(7B)의 분할 개구부로부터 워크 보유 지지구(23)에 보유 지지된 처리 종료 워크(W)를 회수하는 동시에 미처리 워크를 장착한다. 또한, 필요에 따라서 제2 이동 챔버부(7B)에 설치된 양극판(36)이나 실드판(35)의 청소나 교환 등의 작업을 행한다. 한편, 제2 이동 챔버부(7B)가 고정 챔버부(6)로부터 후퇴 위치로 이동한 후, 이미 미처리 워크가 탑재되어 후퇴 위치에서 대기 중인 제1 이동 챔버부(7A)를 수평 선회 이동 수단을 이용하여 고정 챔버부(6) 측으로 선회 이동시키고, 도3에 도시한 바와 같이 고정 챔버부(6)에 기밀하게 연결하여 이 제1 이동 챔버부(7A)와 고정 챔버부(6)에 의해 진공 챔버(1)를 구성하고, 증발원(2)을 하강하여 진공 증착 처리를 행한다. 이후, 마찬가지로 하여 제2 이동 챔버부(7B)와 제1 이동 챔버부(4A)를 교대로 이용하여 진공 증착 처리를 행한다. 또한, 제1 이동 챔버부(7A)와 제2 이동 챔버부(7B)를 함께 후퇴 위치로 선회이동시킴으로써, 고정 챔버부(6)의 전방면에 넓은 작업 공간을 형성하여 고정 챔버부(6)의 청소 및 보수 등을 행할 수 있다.
이와 같이, 이동 챔버부(7)에는 워크의 공급 및 취득시에 이용되는 워크 지지 수단(3) 및 진공 증착 처리 후에 보수되는 양극판(36)이나 실드판(35)이 설치되기 때문에, 진공 증착 처리를 종료한 후 이동 챔버부(7)를 고정 챔버부(6)로부터 분리하여 후퇴 위치로 선회 이동시킴으로써, 이동 챔버부(7)가 넓게 개방된 분할 개구부로부터 소정의 부재를 부착한 상태로, 또는 제거하여 각종 작업을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 이동 챔버부(7)에 워크 지지 수단(3)이 설치되어 있기 때문에, 회전 테이블(22)과 그 구동 모터(25)를 포함하는 구동 기구를 항상 연동 연결한 상태로 수평 이동할 수 있고, 워크의 회수 및 공급할 때마다 회전 테이블(22)과 그 구동 기구를 분리하거나 혹은 연결시키거나 할 필요가 없어, 회전 테이블(22)의 구동 기구를 간단화할 수 있다. 또한, 회전 테이블(22) 등의 냉각도 회전 커플링(31), 냉각수 공급 배출관(30)을 통해서 냉각수를 테이블 지지축(24)으로부터 회전 테이블(22) 등으로 이송하고, 또한 회수할 수 있다. 이로 인해, 회전 테이블(22)이나 워크 보유 지지구(23)의 냉각 혹은 워크(W)의 냉각을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 2 세트의 이동 챔버부(7A, 7B)가 설치되어 있기 때문에, 한 쪽의 이동 챔버부[도1에서는 제2 챔버부(7B)]를 고정 챔버부(6)에 연결하여 진공 증착 처리를 행하고 있는 동안에, 다른 쪽의 이동 챔버부[도1에서는 제1 챔버부(7A)]는 후퇴 영역에서 소요의 작업을 행할 수 있어, 다음 진공 증착 처리의준비를 사전에 행할 수 있다. 이로 인해, 2 세트의 이동 챔버부(7A, 7B)를 교대로 고정 챔버부(6)에 연결하여 사용할 수 있어 생산성이 우수하다.
이하, 다른 실시 형태에 대해 설명하지만, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성은 동일 부호를 부여하여 설명을 생략하는 것으로 하고, 차이점을 중심으로 설명한다.
도4는 제2 실시 형태에 관한 AIP용 진공 증착 장치의 전체 배치를 도시하고 있고, 본 장치는 제1 실시 형태와 마찬가지로 고정 챔버부(6)에 대해, 좌우로 선회 이동하는 2 세트의 제1, 제2 이동 챔버부(7A, 7B)를 구비하고, 또한 그 정면에 근접 이격 가능하게 수평 직선 이동하는 제3 이동 챔버부(7C)가 설치되어 있다. 이 제3 이동 챔버부(7C)는 고정 챔버부(6)와의 연결 위치와 후퇴 위치 사이를 안내 가이드나 유체압 실린더 등에 의해 구성된 수평 직선 이동 수단(도시 생략)에 의해 수평 이동 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태에서는 이동 챔버부가 3 세트 설치되어 있기 때문에, 각 이동 챔버부(7A, 7B, 7C)를 차례로 이용하여 진공 증착 처리를 행할 수 있다. 또한, 임의의 2 세트의 이동 챔버부를 교대로 이용하여 진공 증착 처리를 행할 수 있어, 남은 1 세트의 이동 챔버부를 예비로 하거나 혹은 정기 검사 등, 장시간을 요하는 보수에 이바지할 수 있다.
도5는 제3 실시 형태의 AIP용 진공 증착 장치의 전체 배치를 도시하고 있고, 본 장치에 있어서도 하나의 고정 챔버부(6)에 대해 3 세트의 이동 챔버부(7A, 7B, 7C)를 구비하고 있다. 각 이동 챔버부는 이동 롤러 등의 수평 직선 이동 수단에의해 고정 챔버부(6)의 연결면에 대해 직각 방향(연결 분리 방향)의 후방으로 설정된 제3 후퇴 위치(P3), 상기 연결 분리 방향에 대해 우측 횡방향, 좌측 횡방향으로 설정된 제1, 제2 후퇴 위치(P1, P2) 사이를 수평 이동 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 우선 제3 후퇴 위치(P3)에서 대기하고 있는 제3 이동 챔버부(7C)를 고정 챔버부(6) 측에 수평 직선 이동시켜 고정 챔버부(6)에 연결하고 진공 증착 처리를 행한다. 진공 증착 처리 후, 이 이동 챔버부(7C)를 제3 후퇴 위치(P3)로 후퇴시켜 제1 후퇴 위치(P1)에서 후퇴하고, 미처리 워크가 탑재된 제1 이동 챔버부(7A)를 교차점(C)을 경유하여 고정 챔버부(6) 측으로 수평 이동시켜 고정 챔버부(6)에 연결하고 진공 증착 처리를 행한다. 한편, 제3 후퇴 위치(P3)로 후퇴시킨 제3 이동 챔버부(7C)는 처리 종료 워크의 회수, 미처리 워크의 공급, 적절한 보수를 행한다. 제1 이동 챔버부(7A)를 이용한 진공 증착 처리가 종료되면 제1 이동 챔버부(7A)를 제1 후퇴 위치(P1)로 이동시켜 처리 종료 워크의 회수 등을 행한다. 한편, 제2 후퇴 위치(P2)로 후퇴하고, 미처리 워크가 탑재된 제2 이동 챔버부(7B)를 교차점(C)을 경유하여 고정 챔버부(6)에 연결하고 진공 증착 처리를 행한다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3 이동 챔버부(7A, 7B, 7C)를 차례로 이용하여 진공 증착 처리를 행할 수 있다. 또한, 어느 1 세트의 이동 챔버부(예를 들어 부호 7C)를 후퇴 위치(P3)로 고정한 상태에서, 다른 2 세트의 이동 챔버부를 교대로 이용하여 진공 증착 처리를 행할 수도 있다.
상기 제3 실시 형태에 있어서, 이동 챔버부(7)는 3 세트로 하였지만 적절한 후퇴 위치를 설정함으로써, 4 세트 이상으로 해도 좋다. 또한, 상기 제1 실시 형태의 장치와 제4 실시 형태의 장치를 조합한 장치 구성으로 해도 좋다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 고정 챔버부(6)와 이동 챔버부(7)는 진공 챔버(1)의 동체부(51)를 상부 덮개(52)로부터 하부 덮개(53)에 비스듬하게 걸쳐진 분할면에 의해 분할한 형태를 갖지만, 진공 챔버(1)에 관한 분할면의 제거 방법은 상기한 예로 한정되는 것은 아니다. 분할 형태로서는, 도6의 (1) 내지 도6의 (5)에 도시한 바와 같이 고정 챔버부(6)는 상부 덮개에 있어서 진공 챔버(1)의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부(52F)를 포함하고, 이동 챔버부(7)는 하부 덮개에 있어서 진공 챔버(1)의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 하부 덮개 이동부(53M)를 포함하고, 진공 챔버(1)의 동체부(51)의 중앙부를 통하는 분할면에 의해 분할된 여러 가지의 형태를 취할 수 있다.
즉, 도6의 (1)은 상기 실시 형태의 분할 형태의 예이며, 상기 도6의 (2)는 동체부를 상단부로부터 하단부에 걸쳐 동체부 전체를 비스듬하게 절단하는 분할면(DP)에 의해 분할한 예이며, 상기 도6의 (3)은 동체부의 상단부로부터 중앙부에 걸쳐 연직 방향으로 절단하고, 중앙부에서 비스듬하게 절단하여 중앙부로부터 하단부를 향해 연직 방향으로 절단하는 분할면(DP)에 의해 분할한 예이며, 상기 도6의 (4)는 동체부의 상단부로부터 중앙부에 걸쳐 연직 방향으로 절단하여 중앙부로부터 횡방향으로 절단하고, 또한 하단부를 향해 연직 방향으로 절단하는 굴곡형의 분할면(DP)에 의해 분할한 예이며, 상기 도6의 (5)는 동체부의 상단부로부터 하부에 걸쳐 연직 방향으로 절단하고 하부에서 횡방향으로 동체부를 절단하는 분할면(DP)에 의해 분할한 예이다.
어느 쪽의 경우도, 동체부(51)의 중앙부를 분할면이 통하기 때문에, 큰 분할 개구부를 형성할 수 있다. 또한, 고정 챔버부(6)에는 진공 챔버(1)의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부(52F)를 갖기 때문에, 상기 중앙부에 증발원의 출입구를 형성할 수 있고, 또한 증발원을 승강시키는 승강 유닛을 설치할 수 있다. 또한, 이동 챔버부(7)에도 상기 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 하부 덮개 이동부(53M)를 갖기 때문에, 하부 덮개의 중심부에 회전 테이블의 테이블 지지축을 관통하여 설치하는 동시에 그 회전 구동부를 설치할 수 있다. 고정 챔버부(6)와 이동 챔버부(7)와의 연결부(분할 개구 모서리부)가 이동 챔버부(7)를 고정 챔버부(6)에 연결할 때에 모든 부분에서 접촉하는 타입의 분할 형태[도6에서는 (1) 내지 (3)]로 함으로써, 연결부에 있어서의 기밀성의 확보가 용이해지는 이점이 있다. 또한, 고정 챔버부(6)와 이동 챔버부(7)와의 분할 형태는 도6의 것에 한정되지 않으며, 예를 들어 이동 챔버부(7)를 복수의 부분으로 구성할 수도 있지만, 구조가 복잡해지는 동시에 각 부분끼리의 기밀성도 확보해야만 하기 때문에, 진공 챔버(1)의 분할 형태는 2 분할 형태로 하는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태에 있어서는, 이동 챔버부를 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동 수단을 이용하고 있지만, 그 이동 방향은 대략 수평이면 좋다. 여기서 말하는 수평 이동 수단에 있어서는, 이동 챔버부를 수평 방향으로부터 조금 경사진 방향으로 이동시키도록 해도 상관없다.
상기 실시 형태는 AIP용 진공 증착 장치의 예이지만, 본 발명은 AIP용에 한정되지 않으며, 증발원으로부터 방출한 증발 물질에 의해 워크 표면에 피막을 형성하는 표면 처리 장치, 예를 들어 스퍼터링 진공 증착 장치에 대해서도 바람직하게 적용할 수 있다.
본 발명은 진공 분위기 속에서 증발원으로부터 방출시킨 증발 물질을 워크 표면에 퇴적시킴으로써 피막을 코팅하는 진공 증착 장치, 예를 들어 아크 이온 플레이팅 장치나 스퍼터링 장치에 바람직하게 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 워크 표면에 증발원으로부터 증발한 물질을 증착하여 피막을 형성하는 진공 증착 장치이며,
    고정 챔버부 및 상기 고정 챔버부에 대해 연결 분리 가능하게 설치된 이동 챔버부로 이루어지는 진공 챔버와,
    상기 고정 챔버부에 부착된 로드형의 증발원과,
    상기 이동 챔버부에 부착된 워크 지지 수단과,
    상기 증발원이 상기 진공 챔버 밖으로 이동하여 후퇴한 상태에서 상기 이동 챔버부를 상기 고정 챔버부에 대해 연결 분리 가능하게 수평 이동시키는 수평 이동 수단으로 이루어지고,
    상기 증발원은 상기 진공 챔버 내외로 이동 가능하게 설치되어 있고, 상기 워크 지지 수단은 상기 진공 챔버 내로 이동한 상기 증발원에 대해 상기 증발원을 둘러싸도록 배치되는 상기 워크를 지지하는 진공 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동 챔버부와 상기 수평 이동 수단으로 이루어지는 세트를 2 세트 이상 설치하고 있는 진공 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수평 이동 수단은 선회축을 중심으로 하여 상기 이동 챔버부를 선회시켜 수평 방향으로 이동시키는 진공 증착 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 2 세트 이상의 세트 중 적어도 1 세트에 있어서, 상기 수평 이동 수단은 선회축을 중심으로 하여 상기 이동 챔버부를 선회시켜 수평 방향으로 이동시키는 진공 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수평 이동 수단은 상기 이동 챔버부를 수평 방향으로 직선적으로 이동시키는 진공 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 진공 챔버는 전체적으로서 통형의 동체부와, 상기 동체부의 상부 개구 및 하부 개구를 폐색하는 상부 덮개 및 하부 덮개를 갖고, 상기 고정 챔버부는 상기 상부 덮개에 있어서 진공 챔버의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 상부 덮개 고정부를 포함하고, 상기 이동 챔버부는 상기 하부 덮개에 있어서 진공 챔버의 중심선을 통하는 중심부를 포함하는 하부 덮개 이동부를 포함하고, 상기 고정 챔버부와 이동 챔버부는 상기 동체부의 중앙부를 통하는 분할면에 의해 분할되어 있는 진공 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 워크 지지 수단은 상기 증발원의 중심선을 회전 중심으로 하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블의 외주 상부에 각각 회전 가능하게 세워 설치된 복수의 워크 보유 지지구를 갖는 진공 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이동 챔버부는 상기 증발원으로부터 증발된 물질이 상기 진공 챔버의 내면에 부착되는 것을 방지하기 위한 실드판을 구비하고 있는 진공 증착 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이동 챔버부는 상기 증발원 사이에서 아크 방전을 발생시키기 위한 양극판을 구비하고 있는 진공 증착 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이동 챔버부는 워크 가열용의 히터를 구비하고 있는 진공 증착 장치.
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