JPH0336263A

JPH0336263A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH0336263A
Application number: JP16848889A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Shimojima; 克彦下島; Tetsuya Yoshikawa; 哲也吉川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2664483B2

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）本発明はアークイオンブレーティング等の真空蒸着技術
において、インライン方式の装置とするため、被コーテ
イング物の基板を真空チャンバ内で往復移動させつつこ
れにバイアス電圧を給電する機構の改良に関する。

（従来の技術）アークイオンブレーティング法はスパッタリング法とと
もに、有利に実施できる真空蒸着による被膜形成技術で
あって、例えば特公昭５２−１４６９０号、特公昭５８
−３０３３号等により公知である。

第４図はアークイオンブレーティング装置の概要を示し
、Ｔｉ、　Ｚｒ等の被膜形成金属の蒸発源（カソード）
（ａ）および被コーテイング物の基板（ｂ）を収容した
真空チャンバ（Ｃ）内を排気口（ｄ）から真空ポンプに
より排気し、Ｎ２、ＣＨ４等のプロセスガスを導入口（
ｅ）から少量導入しその真空圧下でアーク電源（ｆ）に
より真空アーク放電させて被膜形成金属の粒子を発生さ
せ、基板（ｂ）にはバイアス電源（樽によりマイナスの
バイアス電圧を印加して基板上に被着堆積させてコーテ
ィングする。この真空蒸着装置はバッチ方式であるが、
膜厚、膜質の均一化を図るためには基板（ｂ）を回転テ
ーブル（ロ）上に載せて旋回させる。この場合、基板（
ｂ）へのバイアス電圧の印加はバイアス電源（掲を一方
向回転の回転テーブル（ｈ）に接続することにより基板
の広い載置面を通じて良好な電気接続のもとに行われる
。しかしバッチ方式では１バッチ操作毎に冷却後に真空
チャンバを開いて基板を交換するので、再び真空化し新
基板を予備加熱してコーティングを再開する必要があり
、その段取りおよび予備工程に時間がかかる。

アークイオンブレーティングをインライン方式で連続化
し能率良〈実施しようとする場合、膜厚、膜質の均一化
を図るためには、第５図に示すように、真空チャンバー
内で列設ローラ（ｉ）上に基板（ロ）を載せてその正逆
回転駆動によりライン方向に往復移動させることが必要
になる。

この場合、バイアス電圧の印加は、インライン方式のス
パッタリング装置等で行われているように、通常は第６
図に示すように、列設基ローラ０）と一体の回転軸（ｊ
）が真空チャンバ壁（Ｃ゛）に取付けた絶縁材（ト）に
設けた真空シール（Ｉ！、）を貫通し、外部の架台（ホ
）に絶縁材（ｎ）を介し取付けた軸受箱（０）中の軸受
（ｐ）にまり片持状に支持され、軸ｉｍのプーリ（ｑ）
に絶縁性のタイミングベルト（ｒ）を掛合わせて正逆転
回転駆動される。基板（ｂ）から伝わる熱に対して真空
シール（ｆ）を保全するため回転柚（ｊ）内をジ・ヤケ
ット構造とする場合には、回転軸（ｊ）に連接する冷却
水系（Ｓ）も絶縁する。こうして基板に対するバイアス
電圧の開力■は、バイアス電源（ｆ）を軸受箱（Ｏ）に
接続して、以上のように絶縁されている軸受箱（０）、
軸受（ｐ）、回転軸（ｊ）、それと一体のローラ（Ｄ、
基板（１））間の接触を介して通電することによりなさ
れる。この構造を複数の列設口・−ラのそれぞれについ
て構成する必要がある。

（発明が解決しようとする問題点）アークイオンブレーティング装置では、そのバイアス電
圧を−１０００Ｖ程度に大きくすることが必要な場合が
あり、感電、漏電の危険があるので、その絶縁は厳重に
行・うことか必要である。

ところが、第６図のインライン機に対する従来技術と同
等の構造では、ローラの駆動機構とバイアス電圧印加機
構が回転軸のまわりで重なり合っているため、この部分
に軸受箱、回転軸端プーリに対する絶縁、回転軸端ある
いは軸受箱へのバイアス電圧の通電接続、さらに真空シ
ール、回転軸水冷機構等の多くの機能部分を集中して組
込むことが必要で、これら部分の安全対策を含めて複雑
な構造となり、高価で保守困難で故障機会が多くなる等
の問題がある。

（問題点を解決するための手段）従来技術の前記問題点は、本発明においては、基板往復
移動のための列設ローラは、それぞれ、絶縁を施して回
転軸端に取付け、この回転軸は外部からのローラ回転駆
動だけの機能を有するものとし、ローラ上の基板へのバ
イアス電圧の印加については、ローラの駆動側と反対側
に受電板を取付けて、この側の真空チャンバ側壁に絶縁
および封止を施して固定取付けしたバイアス電源接続金
具の内端に可撓性接続されかっばね進出傾向を付与され
た先端給電板を受電板に対し面接触で圧接させるように
することにより解決される。先端給電板はバイアス電源
接続金具の内端に可撓性ケーブルで直接電気接続するこ
とができる。

これらの各手段を総合して、本発明の真空蒸着装置のバ
イアス電圧給電装置は、全体的構成としては、真空蒸着
により基板上に被膜を形成するための真空チャンバ内に
回転ローラを列設して載置した基板を移動させるように
した真空蒸着装置において、１　（ｊ！］の真空チャン
バ側壁を軸シールを保って貫通する回転駆動軸の内端部
上にそれぞれの回転ローラを絶縁材製リングを介して取
付け、その内端面に受電板を設けるとともに、回転駆動
軸側と反対側の真空チャンバ側壁に絶縁およびシールを
保って設けたバイアス電源接続金具に前記受電板に圧接
する先端給電板を可撓性接続具および圧接手段を介して
接続したことを特徴とする。

（作用）本発明によると、基板を支持する列設ローラがその回転
駆動軸と絶縁材製リングを介して絶縁されているので、
回転駆動軸は絶縁を考慮する必要なく駆動機能を有する
だけでよく、真空チャンバ側壁貫通部の真空軸シールの
保持が容易となる。また回転駆動軸にジャケット水冷機
構を組込むことも絶縁を考慮する必要がないので容易と
なる。

モして列設ローラへのバイアス電圧の供給は受電板と給
電板との直接押付けによる面接触を通じて直接的に行う
ことができるので、大電流の通電が可能となり、真空蒸
着装置の大形化が容易に可能となる。また通電部、駆動
部とも構造が簡単化されそれだけ故障が少なくなり、イ
ンライン方式の真空蒸着装置で最も重視すべき信頼性を
向上させることができる。

（実施例）以下、本発明の真空蒸着装置のバイアス電圧給電装置を
実施例により一層具体的に説明する。

第１図は本発明の第１実施側の装置を列設口・−ラの１
つの部分の縦断側面図により代表させて示す。

第１図において、真空蒸着により基板上に被膜を形成す
るための真空蒸着装置は、真空チャンバ（（）内に基板
（２）を載置して移動させるため回転ローラ（３）が紙
面直角方向に少なくとも２組以上列設状態に組込まれる
。

各ローラを駆動する回転駆動軸（４）は真空チャンバ（
１）の１方の側壁（１ａ）を軸シール（５）を貫通して
チャンバー内に挿入され、図示しない外部の駆動機に接
続され正転、逆転する。回転駆動軸（４）には軸内に外
側から冷却用ジャケッＩ−（６）が形成され外部の冷却
水系（図示せず）から冷却水を循環させて水冷するよう
になっている。

回転駆動軸（４）内端には取付フランジ（７）、さらに
絶縁材製リング（８）を介して前記回転ローラ（３）が
回転駆動軸（４）とは絶縁状態に取付られており、回転
ローラ（３）の外周面は基板（２）の載置に適するタイ
ヤ（９）　００）が形成されている。２以上の列設回転
ローラ（３）上にまたがって載置された基板（２）は回
転駆動軸（４）の同時正転、逆転により紙面直角方向に
往復移動する。

回転ローラ（３）上の基板（２）へのバイアス電圧の給
電のため、回転ローラ（３）の回転駆動軸と反対側の内
端面には受電板（１２）を設ける。そしてその側の真空
チャンバ側壁（１ｂ）には絶縁材０３）を介し真空シー
ル０４）を施して回転ローラ（３）に向かって突出する
バイアス電源接続金具０つを設け、外部でバイアス電源
（図示せず）に接続する。

バイアス電源接続金具０５）の内端側では後で第２図と
ともに詳述するように、中心孔にコイルばねＱ６）を組
込み、この例では可撓性接続具としてユニバーサルジヨ
イント型式の可撓性接続具の基部を挿入し、可撓性継手
０７）の先端に取付けた先端給電板ＱＢ）を前記受電板
０２）に押付けるようにする。

こうして、バイアス電流は、バイアス電源接続金具０５
）から可撓性継手Ｏ′７）、先端給電板０８）、受電板
０２）、回転ローラ（３）を介して基板（２）に給電さ
れる。可撓性継手Ｑ７）の各部は金属固体接触を通じて
導電性であるが、バイアス電源接続金具０５１と先端給
電板ＱＢ）とを可撓性電気ケーブル０９）で直接接続し
て可撓性継手０７）をバイパスするのが給電のため得策
である。そして受電板０２）、先端給電板０８）の接触
面は、銀、カーボン等で構成し電気的導通の向上を図る
とともに、真空中での固体摩擦によるかじり付き等の機
械的トラブルの発生を避けるようにする。

この可撓性継手０′７）の給電系統の詳細については、
第２図に示すように、バイアス電源接続金具０つの中心
孔にコイルばね０ｆｉ）を組込み、可撓性継手０′７）
の外ヨーク１２［Ｄの基部を挿入しその長孔にビン（２
１）を挿込んで回り止を施し外ヨークＣ！０に矢印（Ａ
）方向の追従性を与える。外ヨークＱ（Ｉｌ内にはビン
（２２）で中ヨーク（２３）を組込み矢印（Ｂ）方向の
追従性を与える。中ヨーク（２３）にば内ヨーク（２４
）を固定し、内ヨーク（２４）にはビン（２５）で先端
給電板０８）を糺込み、矢印（Ｃ）方向の追従性を与え
る。

このユニバーサルジヨイント型式の可撓性継手０７）は
、先端給電板ＯＩを回転する受電板０２）に押し当てた
際、その動きに対して良好な追従性を保って接触するの
で、所定の給電面積を確保し、同時に加工精度や組立精
度の関係から生ずる片当りによるかじりつき、偏摩耗等
を防止するのに有効である。

第３図はユニバーサルジヨイント型式の可撓性継手に代
えて球面接触を利用する本発明の他の実施例を示す。前
実施例と均等の各部は同一符号で示し説明の重複を省略
する。

この実施例では受電板（１２＾）は凹球面に形成され先
端給電板（１８Ａ）は凸球面で形成される。

先端給電板（１８Ａ）はバイアス電源接続金具（１５Ａ
）に挿入され、挿入間隙を利用するだけの可撓性接続で
比較的良好な接触面間の追従接触がなされる。

（発明の効果〉以上のように本発明によると真空蒸着装置の真空チャン
バ内で基板を支承して往復移動させる列設ローラに対す
る正逆回転駆動機構および■ バイアス電圧給電機構が分離され、それぞれの構造が簡
単化され高機能化され、信頼性の高いインライン方式の
大型真空蒸着装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施側の真空蒸着装置のバイアス電
源給電装置を示すその１回転ローラ部分での縦断正面図
、第２図はその可撓性継手を含む給電機構部分の分解斜
視図、第３図は本発明の他の実施側の縦断正面図、第４
図は従来技術のアークイオンブレーティング装置の縦断
略示図、第５図はそのインライン機の基板移動部を示す
斜視図、第６図はその軸受部の構造を示す縦断正面図で
ある。（１）・・・真空チャンバ、（ｌａ）　（ｌｂ）・・・
真空チャンバ側壁、（２）・・・基板、（３）・・・回
転ローラ、（４）・・・回転駆動軸、（５）・・・軸シ
ール、（６）・・・冷却用ジャケット、（７）・・・取
付フランジ、（８）・・・絶縁材製リング、（９）　Ｑ
Ｏ）・・・タイヤ、Ｑ２）（１２Ａ）・・・受電板、０
３）・・・絶縁材、０４）・・・真空シール、０５１（
１５Ａ）・・・バイアス電源接続金具、０６）・・・コ
イルばね、０７）・・・可撓性継手、θ■（１８Ａ）・
・・先端給電板、（＋９）・・・可撓性電気ケーブル、
１２ｍ・・・外ヨーク、（２１）　（２２）　（２５）
・・・ビン、（２３）・・・中ヨーク、（２４）・・・
内ヨーク、（八）（Ｂ）　（Ｃ）・・・追従方向、（ａ
）・・・蒸発源、（′ｂ）・・・基板、（Ｃ）・・・真
空チャンバ、（Ｃ゛）・・・真空チャンバ壁、（ｄ）・
・・排気口、（ｅ）・・・導入口、（ｆ）・・・アーク
電源、（ｇ）・・・バイアス電源、（ロ）・・・回転テ
ーブル、（ｉ）・・・列設ローラ、（ｊ）・・・回転軸
、（ト）・・・絶縁材、（１）・・・真空シール、（ｍ
）・・・架台、（ｎ）・・・絶縁材、（０）・・・軸受
箱、（ｐ）・・・軸受、（ｑ）・・・プーリ、（ｒ）・
・・タイミングベルト、（Ｓ）・・・冷却水系。＃世／−β−）楓 β−−ゝ＼ト雲Ｎ′ □５ぐ＼ト

Claims

【特許請求の範囲】

真空蒸着により基板上に被膜を形成するため真空チャン
バ内に回転ローラを列設して載置した基板を移動させる
ようにした真空蒸着装置において、１側の真空チャンバ
側壁を軸シールを保って貫通する回転駆動軸の内端部上
にそれぞれの回転ローラを絶縁材製リングを介して取付
け、その内端面に受電板を設けるとともに、回転駆動軸
側と反対側の真空チャンバ側壁に絶縁およびシールを保
って設けたバイアス電源接続金具に前記受電板に圧接す
る先端給電板を可撓性接続具および圧接手段を介して接
続したことを特徴とする真空蒸着装置のバイアス電圧給
電装置。