TW201439348A - Ｐｖｄ處理裝置以及ｐｖｄ處理方法 - Google Patents

Abstract

提供一種藉由基材之自轉及公轉，而能夠在基材之外周面形成具有圓周方向均一性優異之膜厚的複合皮膜的PVD處理裝置(1)及方法。PVD處理裝置(1)係具備：真空腔室；及公轉載台，用以在真空腔室內使複數個基材(W)繞公轉軸(7)而公轉；及自轉載台(4)，用以使各基材(W)在公轉載台上繞與公轉軸(7)呈平行之自轉軸(8)而自轉；及複數種靶材(5)，設置於在公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的位置；以及載台旋轉機構(6)，在基材(W)通過從各靶材(5)之中央對包絡各自轉載台(4)之圓弧所拉出的二條切線(L1、L2)之間的期間使自轉載台(4)以180°以上之角度進行自轉。

Description

PVD處理裝置以及PVD處理方法

本發明係關於一種PVD處理裝置以及PVD處理方法。

以提高切削工具之耐磨損性、或提高機械零件之滑動面的滑動特性為目的，來對切削工具及作為機械零件的基材(成膜對象物)，進行物理蒸鍍(PVD)法之成膜、具體而言為TiN、TiAlN、CrN等的皮膜之形成。作為用於如此之成膜的裝置，已知的有電弧離子鍍膜(arc ion plating)(AIP)裝置或濺鍍(sputtering)裝置等的PVD處理裝置。

作為如此的PVD處理裝置，已知的有組合複數個PVD方法來形成複合皮膜者。例如，以電弧離子鍍膜方法在基材(工件)之表面形成硬質皮膜，接著以濺鍍裝置在硬質皮膜之上方形成潤滑皮膜。可以藉由如此地交互使用複數種PVD方法而在基材之表面形成複合皮膜。

例如，在專利文獻1中有揭示以下的PVD處理裝置，其具備：容納濺鍍蒸發源及真空電弧蒸發源之雙 方的腔室(chamber)；及基板保持具(holder)；以及使用前述兩蒸發源中之一方時用以閉鎖另一方之蒸發源的開閉器(shutter)，且能夠藉由依序限制兩蒸發源之使用、或是同時使用兩蒸發源，來將複數種皮膜形成於基材。在該PVD處理裝置中，係以各自的蒸發源之靶材轉向相同之方向的方式使此等的蒸發源並排。前述基板保持具，係在前述基板從各自的蒸發源之靶材僅離開一定距離的位置保持該基板，且使其旋轉。前述基板係藉由該旋轉而從正對於一方之靶材的位置移動至正對於另一方之靶材的位置，藉此，能夠在雙方之靶材的正面交互地進行成膜以形成複合皮膜。

又，在專利文獻2有揭示一種PVD處理裝置，其具備：容納濺鍍蒸發源及真空電弧蒸發源的真空腔室；以及設置於前述真空腔室之內部的圓筒狀之夾具，且在該夾具之外周面安裝有基材。在該裝置中，係能夠藉由使前述夾具公轉(旋轉)而依序使用兩蒸發源，藉此可以將複數種薄膜形成於基材之表面。

在上述之專利文獻1或專利文獻2的PVD處理裝置中，只要在成膜對象是形成平板狀的基板之情況就能夠形成具有均等膜厚的皮膜，但是很難對如鑽頭(drill)或刀具(chip)等般之圓筒狀構件的外周面進行成膜。因為在圓筒狀之構件的外周面進行成膜時必須使該構件即基材自轉，但是在專利文獻1或專利文獻2之PVD處理裝置上並未設置有使基材自轉的機構。故而，在專利文獻1或 專利文獻2之PVD處理裝置中，並無法對如前述之構件進行成膜。

另外，即便是在上述的PVD處理裝置中，例如只要在成膜中不僅進行基材之公轉就連基材之自轉也進行的話，就能夠進行上述複合皮膜之形成。例如，在真空腔室內設置繞公轉軸而公轉的公轉載台、在公轉載台上設置繞與公轉軸呈平行之自轉軸而自轉的自轉載台、將基材搭載於該自轉載台並使基材自轉及公轉、以及在公轉載台之徑向外側設置不同種類之蒸發源，藉此就可以在基材之表面形成上述的複合皮膜。

然而，即便是在使用具備上述自公轉功能的裝置等來使基材自轉及公轉的情況，當自轉載台對公轉載台之旋轉比(齒輪比)未被設定於適當的數值時，亦有無法獲得均質之複合皮膜的問題。例如在自轉載台與公轉載台之旋轉比被設定於適當的數值之情況，雖然能獲得圓環狀之皮膜積層成同心狀的剖面形狀之複合皮膜，但是在自轉載台與公轉載台之旋轉比未被設定於適當的數值之情況，則恐有形成具有不均質之構造的複合皮膜之虞。具體而言，恐有如圓環中之圓周方向之一部分缺損的C字狀之皮膜包含於複合皮膜中、或是發生圓環中之圓周方向之一部分重疊的皮膜之虞。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開平11-200042號公報

專利文獻2：日本特許第2836876號公報

本發明之目的係在於提供一種可以藉由使基材自轉及公轉而在該基材之外周面形成優異之複合皮膜的PVD處理裝置及PVD處理方法。

本發明所提供者是一種用以在複數個基材之表面進行成膜的PVD處理裝置，其具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等的基材繞公轉軸而公轉；及複數個自轉載台，一邊支撐前述複數個基材之各基材一邊使該基材在前述公轉載台上繞與前述公轉軸呈平行之自轉軸而自轉；及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及載台旋轉機構，伴隨前述公轉載台之旋轉而使前述各自轉載台繞前述自轉軸而旋轉。前述載台旋轉機構，係在基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡前述各自轉載台之圓弧所拉出的二條切線之間的期間，使搭載有該基材的前述自轉載台相對於前述公轉載台以180°以上之角度進行自轉。

又，本發明所提供者是一種用以在複數個基 材之表面進行成膜的PVD處理方法，其包含：準備PVD處理裝置的步驟，該PVD處理裝置係具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等的基材繞公轉軸而公轉；以及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及進行PVD處理的步驟，在該基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡由前述公轉載台支撐之前述各基材之外周面的圓弧所拉出的二條切線之間的期間，一邊使該基材繞與前述公轉載台之前述公轉軸呈平行之自轉軸而相對於該公轉載台以180°以上之角度進行自轉，一邊進行PVD處理。

1‧‧‧PVD處理裝置

2‧‧‧真空腔室

3‧‧‧公轉載台

4‧‧‧自轉載台

5‧‧‧靶材

6、16‧‧‧載台旋轉機構

7‧‧‧公轉軸

8‧‧‧自轉軸

13‧‧‧圓弧

51‧‧‧電弧離子鍍膜用之靶材

52‧‧‧濺鍍用之靶材

A1‧‧‧塗黑的區域

A2‧‧‧鏤空的區域

D1、D2‧‧‧外徑

DT‧‧‧距離

L1、L2‧‧‧切線

PA、PB、PC、Pa、Pb、Pc‧‧‧位置

W‧‧‧基材

第1圖係本發明之實施形態的PVD處理裝置之俯視圖。

第2A圖係顯示前述PVD處理裝置之各自轉載台不自轉時的基材之成膜狀態的俯視圖。

第2B圖係顯示前述各自轉載台自轉時的基材之成膜狀態的俯視圖。

第3A圖係顯示用於本發明之實施例及比較例的PVD處理裝置之要部外觀的立體圖。

第3B圖係顯示第3A圖所示的裝置之要部的俯視 圖。

第4A圖係顯示前述實施例的載台旋轉機構之俯視圖。

第4B圖係顯示前述比較例的載台旋轉機構之俯視圖。

第5A圖係顯示前述實施例的膜厚測定結果之曲線圖。

第5B圖係顯示前述比較例的膜厚測定結果之曲線圖。

第6A圖係顯示在本發明之實施例中形成於基材之外周面上的複合皮膜之剖面俯視圖。

第6B圖係顯示在習知例中形成於基材之外周面上的複合皮膜之剖面俯視圖。

第7圖係顯示在本發明之實施例中形成於基材之外周面上的複合皮膜且其一部分之皮膜的圓周方向之一部分彼此相互地疊合的剖面俯視圖。

一邊參照圖式，一邊就本發明之實施形態的PVD處理裝置1加以說明。本實施形態之PVD處理裝置1，係交互或是同時使用二種以上之PVD法、或是在同種之PVD法中交互或是同時使用二種以上之靶材，以在基材W之表面上進行複合皮膜之成膜的裝置。在以後之實施形態的PVD處理裝置1中，例如，即便是在PVD法中 亦能使用電弧離子鍍膜法和濺鍍法之雙方來進行複合皮膜之成膜。

第1圖係前述實施形態的PVD處理裝置1之俯視圖。該PVD處理裝置1係具備真空腔室2、公轉載台3、複數個自轉載台4、複數個靶材5及載台旋轉機構6。前述真空腔室2係包圍處理室，且該處理室係可以使用未圖示之真空泵浦等來排氣成真空或是極低壓。前述公轉載台3、前述複數個自轉載台4、前述複數個靶材5及前述載台旋轉機構6，係容納於前述真空腔室2。前述公轉載台3係一邊支撐複數個基材W一邊使前述各基材W公轉。前述自轉載台4係一邊支撐前述各基材W一邊使該基材W在前述公轉載台3上自轉。前述各靶材5係由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台3之徑向外側且在圓周方向相互地分離的位置。前述載台旋轉機構6係使前述公轉載台3和前述自轉載台4以預定之齒輪比分別旋轉。

如第1圖所示，前述公轉載台3係可以藉由一邊支撐前述複數個基材W一邊使該公轉載台3本身繞公轉軸7而旋轉，來使前述各基材W繞該公轉軸7而公轉的圓板狀之構件，且在圖例中前述公轉軸7係設定於在前述真空腔室2內朝向上下方向延伸的軸。前述各自轉載台4，係配備於在該公轉載台3之外緣附近且在圓周方向相互地分離的複數個(圖例中為八個)位置，且各個支撐前述基材W。前述載台旋轉機構6係設置於前述公轉載台3 之下方並使該公轉載台3繞上述的公轉軸7，朝向例如第1圖之箭頭所示從上方來看為順時鐘方向迴旋，藉此使前述各基材W繞前述公轉軸7而朝向前述方向公轉。

前述各自轉載台4，係具有比前述公轉載台3之外徑還小之外徑的圓板狀之構件，且具有能夠搭載前述基材W的上表面。各自轉載台4係藉由前述載台旋轉機構6，以繞與公轉軸7呈平行之自轉軸8而自轉的方式所驅動。搭載於各自轉載台4的前述基材W，係例如鑽頭或尖錐等具備沿著圓周方向而彎曲成圓弧狀之外周面的物品，且在該彎曲的外周面之上形成有皮膜。雖然本實施形態之基材W為圓筒體之物品，但是作為本發明之成膜對象的基材並未被限於圓筒體。例如前端為尖銳的圓錐狀之構件、或包含複數個圓板狀之構件的基材套件(set)且藉由此等構件相互地積層而整體形成圓筒狀之外形者，且皆涵蓋於本發明之「基材」中。

前述各靶材5係由所謂Ti(鈦)、Al(鋁)、Ni(鎳)、C(碳)之作為皮膜原料的物質所構成，在本實施形態係形成為板狀。在前述複數個靶材5，係包含有電弧離子鍍膜用之靶材51和濺鍍用之靶材52，且分別由互為不同種類的成膜物質所形成。此等的電弧離子鍍膜用之靶材51和濺鍍用之靶材52，係分別配置於在前述公轉載台3之徑向外側且在圓周方向相互地分離該公轉載台3的位置。圖例中，係分別在公轉載台3之側方(在第1圖之紙面為上側)配備有前述濺鍍用之靶材52，另隔著前述公轉 軸7而在前述濺鍍用之靶材52的相反側之側方(在第2圖之紙面為下側)配備有前述電弧離子鍍膜用之靶材51。

前述載台旋轉機構6係將未圖示之驅動馬達所產生的旋轉驅動力傳遞至上述的公轉載台3和自轉載台4之雙方並使其等旋轉者，且使各自的載台3、4以預定之齒輪比旋轉。

在第1圖所示的PVD處理裝置1中，雖然在前述公轉載台3搭載有八個自轉載台9，但是第4A圖係顯示在一個公轉載台3搭載有四個自轉載台9之實施例的載台旋轉機構6，第4B圖係顯示作為其比較例的載台旋轉機構16。

具體而言，前述載台旋轉機構6、16皆具有：設置於前述公轉載台3之側的中心齒輪9；以及設置於各自的自轉載台4之側的複數個自轉齒輪10。前述中心齒輪9和前述各自轉齒輪10係一邊使前述各自轉齒輪10朝向圓周方向排列於該中心齒輪9之周圍一邊相互地嚙合。如第4A圖及第4B圖所示，可以藉由改變用於前述各齒輪9、10的齒輪之外徑及齒數，來使自轉載台4相對於公轉載台3以各種的齒輪比旋轉即自轉。第4A圖所示的中心齒輪9係大徑的齒輪，而與該中心齒輪9嚙合的各自轉齒輪10係具有比前述中心齒輪9之直徑還更為小之直徑的小徑之齒輪。第4B圖所示的中心齒輪9係小徑的齒輪，而與該中心齒輪9嚙合的各自轉齒輪10係具有比前述中心齒輪9之直徑還更為大之直徑的大徑之齒輪。

在前述載台旋轉機構6中，係能以如下之方式來決定中心齒輪9與自轉齒輪10之齒數比，該方式係在基材W通過從第1圖所示的複數個靶材5即靶材51、52之各靶材之中央、具體而言為靶材51、52之表面當中與前述公轉載台3對向的表面之作為與前述公轉軸7呈垂直之方向的寬度方向之中央，如第2A圖及第2B圖所示對包絡各自轉載台4之圓弧、更佳為包絡該各自轉載台4所支撐的各基材W之外周面的圓弧13所拉出的二條切線L1、L2之間的期間，使搭載有基材W的各自轉載台4相對於前述公轉載台3以180°以上之角度進行自轉。換言之，能以在基材W通過前述切線L1、L2之間的期間，自轉載台4對設定於公轉載台3上的公轉座標系以180°以上之角度進行自轉的方式，來設定前述齒數比。

本實施形態之前述中心齒輪9，係配備於前述公轉載台3之下側，且可在容許該公轉載台3相對該中心齒輪9旋轉的狀態下固定於與該公轉載台3不同的載台底座(table base)。該中心齒輪9係具有繞前述公轉軸7而排列的齒列。前述各自轉齒輪10係一邊配設於前述中心齒輪9之周圍一邊嚙合於該中心齒輪9。各自轉齒輪10係以能夠與對應此的自轉載台4一體地繞前述自轉軸8而旋轉之方式由前述公轉載台3所支撐。前述公轉載台3係藉由前述驅動馬達而旋轉驅動，隨之中介前述自轉齒輪而連結於前述中心齒輪9的各自轉載台4則可繞前述自轉軸8而旋轉驅動。亦即，在前述各自轉齒輪10，係從省略圖 示的驅動馬達賦予有旋轉驅動力，且利用被賦予的旋轉驅動力一邊使自轉齒輪10沿著中心齒輪9之外周而移動，一邊使公轉載台3和自轉載台4之雙方旋轉。

在用具備第1圖所示之構成的PVD處理裝置1對複數個基材W進行PVD處理時，首先該基材W是搭載於各自的自轉載台4。然後，利用驅動馬達所產生的旋轉驅動力，使公轉載台3繞公轉軸7而迴旋驅動。該旋轉驅動力亦經由載台旋轉機構6而傳遞至自轉載台4，且追蹤公轉載台3之迴旋而使各自的自轉載台4繞自轉軸8而自轉。結果，搭載於自轉載台4的基材W，係一邊繞前述自轉軸8而自轉一邊繞前述公轉軸7而公轉。

此時，上述的載台旋轉機構6，係在基材W通過從複數個靶材5、在此實施形態中為靶材51、52之各靶材之中央對包絡前述各自轉載台4之圓弧13所拉出的二條切線L1、L2之間的期間，使各基材W及支撐此的各自轉載台4相對於公轉載台3以180°以上之角度進行自轉。一邊參照第1圖及第2圖所示的PVD處理裝置1，一邊說明應設定如此之自轉角度的理由。

首先，成膜物質係從濺鍍用之靶材52的電極面中心朝向公轉載台3側(公轉軸7側)一邊擴展成噴霧(spray)狀一邊飛散。更具體而言，從濺鍍用之靶材52飛出的成膜物質是如第2A圖及第2B圖所示從電極面中心朝向公轉載台3側以擴展成扇狀之方式而飛散。此時，最多量的物質是飛散至濺鍍用之靶材52的正面，且飛散量 是越朝向遠離豎立於靶材52之垂線的角度就越減少。換句話說，物質從濺鍍用之靶材52飛散的範圍，係遍及靶材52之前方全方位，且藉由其中飛散至從與包絡各自轉載台4之圓弧13相對的一方之切線L1至另一方之切線L2的範圍之物質，當基材W通過該飛散的成膜物質中時可在基材W之表面形成皮膜。

在此，考慮如第2A圖所示自轉載台4不自轉的情況。即便在此情況，因各自轉載台4及各基材W係公轉，故而伴隨該公轉，存在於基材W之外周面上的1點(圖中圓形符號所示的點)會進入由二條切線L1、L2包夾的區域。換句話說，圖中圓形符號所示的點會來到第2A圖所示的位置Pa之位置。從濺鍍用之靶材52飛散的成膜物質能夠從此時間點到達基材W之外周面，且該成膜物質因沉積而在第2A圖中的圓弧狀之塗黑的區域A1形成皮膜。

另外，即便是在二條切線L1、L2所包夾的區域，前述基材W之外周面上的特定部位到達前述位置Pa為止，由於該特定部位從濺鍍用之靶材52隱藏於基材W本身之背面，所以也無法在該部位之表面進行成膜。

另外，當公轉載台3繼續迴旋時，從靶材5來看，基材W之位置係藉由其公轉而在水平面上相對地變化。換句話說，設置於公轉載台3上的基材W之絕對座標系之位置，係該基材W即便不自轉亦會對靶材5產生變化，因而在該基材W之外周面上成膜物質所沉積的 場所亦會在該外周面上產生變化。

例如，著眼於基材W之外周面上的特定點，來考慮成膜物質之沉積。第2A圖中圓形符號所示的外周面上之特定點，係當公轉載台3公轉時就依序移行至圖中之位置Pa、Pb、Pc。換句話說，前述特定點係從一方之切線L1上的位置經由靶材5之正面的位置而移動至另一方之切線L2上的位置。另一方面，如此當基材W對靶材5之相對位置產生變化而來到位置Pc時，就亦會在鄰接上述塗黑之區域A1的位置沉積成膜物質，且除了塗黑區域A1的皮膜以外亦在鏤空的區域A2形成新的皮膜。

在如上述般使基材W不自轉的情況，即便將第2A圖所示塗黑的區域A1之皮膜和鏤空的區域A2之皮膜合在一起亦無法遍及全周地覆蓋基材W之外周面。故而，在第2A圖所示的情況，例如第6B圖所示，恐有如圓周方向之一部分缺損的皮膜形成於基材W之外周面之虞。

可是，在自轉載台4如第2B圖所示伴隨公轉載台3之迴旋以充分之角度自轉的情況，則可以將塗黑的區域A1之皮膜和鏤空的區域A2之皮膜合在一起而遍及全周地覆蓋基材W之外周面，結果，例如可以如第6A圖所示在基材W之外周面形成具有均質構造的複合皮膜。具體而言，可對上述的載台旋轉機構6之公轉齒輪9及自轉齒輪10，提供如在基材W通過二條切線L1、L2之間的期間使自轉載台4相對於公轉載台3以180°以上之角度 進行自轉的齒輪比。該齒輪比之設定，係使自轉載台4以更寬角度進行自轉並能以該部分來增加上述之鏤空的區域A2之皮膜的範圍，藉此能夠遍及基材W之外周面地形成不中斷而連續的皮膜。

例如，考慮在第2B圖中由圓形符號所示的點是經由圖中之位置PA及位置PB而來到位置PC的情況。在該位置PC，是在基材W之外周面遍及比第2A圖所示之鏤空的區域A2還寬180°的區域而使皮膜形成於基材W之外周面。換句話說，只要將塗黑的區域A1之皮膜和鏤空的區域A2之皮膜合在一起就能夠遍及全周地覆蓋基材W之外周面。故而，如第6A圖所示能在基材W之外周面遍及全周地形成不中斷而連續的皮膜，且可以在基材W之外周面形成具有均質構造的皮膜。

上述之例，雖然是使用濺鍍用之靶材52遍及圓周方向地形成不中斷而連續的皮膜之情況，但是對電弧離子鍍膜用之靶材51而言亦同樣只要是以滿足上述之關係的方式使載台旋轉機構6動作，就可以遍及圓周方向地形成不中斷而連續的皮膜，且可以在基材W之外周面形成具有均質構造的複合皮膜。

另外，即便可以在基材W之外周面遍及全周而形成連續的皮膜，當如第7圖所示在皮膜之中最初成膜的部分和最後成膜的部分局部疊合時，亦有在皮膜之膜厚上發生不均勻，而難以形成具有均質構造的複合皮膜之可能性。

如此的情況，只要以在基材W通過二條切線L1、L2之間的期間，搭載有基材W的自轉載台4相對於公轉載台3以360°以上、更佳為720°以上之角度進行自轉的方式來設定前述齒輪比即可。如此就能抑制皮膜之厚度偏差，且能夠形成具有更均質構造的複合皮膜。具體而言，在將基材W通過二條切線L1、L2之間的期間自轉載台4相對公轉載台3旋轉的角度即自轉角度設為180°的情況，雖然在皮膜之厚度上發生±50%左右之偏差，但是在前述自轉角度為360°的情況偏差可抑制在±30%左右，而在設為720°的情況偏差可抑制到±10%左右。

[實施例]

其次，使用實施例及比較例，來更詳細地說明本發明之PVD處理方法的作用效果。

如第3A圖及第3B圖所示，在用於實驗的PVD處理裝置1中，係採用具有400mm之外徑D1的公轉載台3、和分別具有160mm 之外徑D2的四個自轉載台4，且此等的自轉載台4是在前述公轉載台3上以等間隔配置於圓周方向。搭載於各自轉載台4的基材W係直徑為160mm 的圓筒體，且在實施例及比較例中係可在該基材W之外周面藉由電弧離子鍍膜法來形成皮膜。

用於電弧離子鍍膜法的靶材51，係直徑為100mm的圓板，且配備於從公轉載台3之外周緣朝向徑向外側僅分離160mm之距離DT的位置。對該電弧用之靶材 51供應150A之電弧電流，並且對真空腔室2之處理室內供應氮氣直至該處理室內的壓力成為3Pa為止，藉此進行成膜。

在實施例及比較例中，設置於公轉載台3的中心齒輪9、和設置於自轉載台4的自轉齒輪10之齒輪比係互為不同。將此等的齒輪比顯示於表1中。在第4A圖所示之實施例的載台旋轉機構6中，具有60mm 之直徑的四個自轉齒輪10，是對具有180mm 之直徑的中心齒輪9一邊嚙合一邊自轉及公轉，且對該公轉座標系的自轉角度為337.5°。在第4B圖所示之比較例的載台旋轉機構16中，具有150mm 之直徑的四個自轉齒輪，是對具有90mm 之直徑的中心齒輪9一邊嚙合一邊自轉及公轉，且對該公轉座標系的自轉角度為67.5°。

在上述之實施例及比較例中，是在使基材W以從第3B圖之位置P1至位置P2為止的180°之範圍進行公轉的情況計測成膜於基材W之表面的皮膜之膜厚。將該實施例及比較例的膜厚之計測結果分別顯示於第5A圖 及第5B圖。在此，第5A圖、第5B圖之縱軸所示的膜厚之值，係指將基材W位於靶材5之正面時所成膜的膜厚作為基準的相對值，第5A圖、第5B圖之橫軸所示的圓周方向位置，係以將基材W位於靶材5之正面時假設為0°的情況之角度來表示。

如第5A圖所示，在前述實施例所形成的皮膜之膜厚，係止於在圓周方向位置之-180°至+180°的範圍內以0.7至1.0之範圍來變化，且即便圓周方向位置有變化膜厚亦沒有顯著的變化。相對於此，如第5B圖所示，在前述比較例所形成的皮膜之膜厚，係在圓周方向位置之-180°至-100°、及+100°至+180°之範圍內急遽地降低，且該膜厚之變化顯著。又可明白圓周方向位置是在-180°附近或+180°附近，而膜厚變小至0附近，且幾乎不進行成膜。

從此情形可明白如下：在基材W通過上述之二條切線L1、L2之間的期間，只要使自轉載台4相對於公轉載台3以180°以上之角度進行自轉，就可以在基材W之外周面遍及全周地形成不中斷而連續的皮膜，且可以在基材W之外周面形成膜厚均一性優異的複合皮膜。

可是，本發明並非被限定於上述各實施形態，只要在未變更發明之本質的範圍內均能適當變更各構件之形狀、構造、材質、組合等。又，此次揭示的實施形態中未明示揭露的事項、例如運轉條件或操作條件、各種參數、構成物之尺寸、重量、體積等，並非脫離該發明所屬技術領域中具有通常知識者通常實施的範圍，而是採用 只要是一般該發明所屬技術領域中具有通常知識者均能輕易思及的事項。

如上述，依據本發明，能提供一種可以藉由使基材自轉及公轉而在該基材之外周面形成優異之複合皮膜的PVD處理裝置以及PVD處理方法。

本發明所提供者為一種用以在複數個基材之表面進行成膜的PVD處理裝置，其具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等的基材繞公轉軸而公轉；及複數個自轉載台，一邊支撐前述複數個基材之各基材一邊使該基材在前述公轉載台上繞與前述公轉軸呈平行之自轉軸而自轉；及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及載台旋轉機構，用以使前述各自轉載台繞前述自轉軸而旋轉。前述載台旋轉機構，係在前述基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡前述各自轉載台之圓弧所拉出的二條切線之間的期間，使搭載有該基材的前述自轉載台相對於前述公轉載台以180°以上之角度進行自轉。

又，本發明所提供者為一種用以在複數個基材之表面進行成膜的PVD處理方法，此方法係包含：準備PVD處理裝置的步驟，該PVD處理裝置係具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等 的基材繞公轉軸而公轉；以及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及進行PVD處理的步驟，在基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡由前述公轉載台所支撐的前述各基材之外周面的圓弧所拉出的二條切線之間的期間，一邊使該基材繞與前述公轉載台之公轉軸呈平行之自轉軸而相對於該公轉載台以180°以上之角度進行自轉，一邊進行PVD處理。

依據以上的PVD處理裝置以及PVD處理，則能夠藉由前述基材W通過前述二條切線之間時相對於公轉載台以180°以上之角度進行自轉，而在該基材之外周面形成均一性優異的皮膜。如此，能夠在基材之外周面形成膜厚均一性優異的複合皮膜。

作為前述PVD處理裝置之載台旋轉機構，較佳是例如，具有：中心齒輪，其具有繞前述公轉軸而排列的齒列，被固定成可容許前述公轉載台相對該中心齒輪旋轉的狀態；以及複數個自轉齒輪，係與前述各自轉載台一體地繞前述自轉軸而旋轉，並且以能與前述公轉載台之繞前述公轉軸的旋轉連動而使前述各自轉載台繞前述自轉軸而旋轉的方式，將前述各自轉齒輪配設於前述中心齒輪之周圍且與該中心齒輪嚙合的載台旋轉機構。在此情況，只要以能在前述基材通過前述二條切線之間的期間使搭載有該基材的前述自轉載台相對於前述公轉載台以180°以上之角度進行自轉的方式，來設定前述中心齒輪與前述各自轉 齒輪之齒輪比即可。

1‧‧‧PVD處理裝置

4‧‧‧自轉載台

5‧‧‧靶材

7‧‧‧公轉軸

8‧‧‧自轉軸

13‧‧‧圓弧

51‧‧‧電弧離子鍍膜用之靶材

A1、A2‧‧‧區域

L1、L2‧‧‧切線

PA、PB、PC‧‧‧位置

W‧‧‧基材

Claims (3)

1. 一種PVD處理裝置，係用以在複數個基材之表面進行成膜，其具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等的基材繞公轉軸而公轉；及複數個自轉載台，一邊支撐前述複數個基材之各基材一邊使該基材在前述公轉載台上繞與前述公轉軸呈平行之自轉軸而自轉；及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及載台旋轉機構，伴隨前述公轉載台之旋轉而使前述各自轉載台繞前述自轉軸而旋轉，該載台旋轉機構，係在基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡前述各自轉載台之圓弧所拉出的二條切線之間的期間，使搭載有該基材的前述自轉載台相對於前述公轉載台以180°以上之角度進行自轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述的PVD處理裝置，其中，前述載台旋轉機構係具有：中心齒輪，其具有繞前述公轉軸而排列的齒列，被固定成可容許前述公轉載台相對該中心齒輪旋轉的狀態；以及複數個自轉齒輪，係與前述各自轉載台一體地繞前述自轉軸而旋轉，其中，以能與前述公轉載台之繞前述公轉軸的旋轉連動而使前述各自轉載 台繞前述自轉軸旋轉的方式，將前述各自轉齒輪配設於前述中心齒輪之周圍且與該中心齒輪嚙合，將前述中心齒輪與前述各自轉齒輪之齒輪比設定成在前述基材通過前述二條切線之間的期間使搭載有該基材的前述自轉載台相對於前述公轉載台以180°以上之角度進行自轉。
3. 一種PVD處理方法，係用以在複數個基材之表面進行成膜，其包含：準備PVD處理裝置的步驟，該PVD處理裝置係具備：真空腔室，用以容納前述複數個基材；及公轉載台，設置於前述真空腔室內，用以一邊支撐前述複數個基材一邊使此等的基材繞公轉軸而公轉；以及複數個靶材，由互為不同種類的成膜物質所形成，分別配置於在前述公轉載台之徑向外側且在圓周方向相互地分離的複數個位置；以及進行PVD處理的步驟，在基材通過從前述複數個靶材之各靶材之中央對包絡前述各基材之外周面的圓弧所拉出的二條切線之間的期間，一邊使該基材繞與前述公轉載台之前述公轉軸呈平行之自轉軸而相對於該公轉載台以180°以上之角度進行自轉，一邊進行PVD處理。