JPH06108232A - 真空用高比率遊星駆動方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一処理と耐久性を特徴とする処理システム
のための遊星式駆動システムを提供する。 【構成】 高比率遊星駆動システム、遊星駆動システム
を含む真空処理システム、及び、システムの運転方法に
ついて開示する。遊星駆動システムは、薄膜、特に光学
薄膜を処理（溶着および反応）するために遊星被加工物
を比較的遅い速度で回転させ、薄膜を完全に酸化させ、
薄膜の均一性を制御し、ベアリング摩耗および熱放散を
小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【従来の技術】本出願は、１９９０年１０月２６日付け
で出願され共同譲渡された出願番号６０４，３６２号の
米国特許の一部継続出願であり、前記米国特許は１９９
０年３月５日付けで出願され共同譲渡され現在では放棄
された出願番号４９０，５３５の米国特許の継続出願で
あり、前記米国特許は１９８９年６月３０日付けで出願
され共同譲渡され現在では放棄された出願番号３７４，
４８４の米国特許の継続出願であり、前記米国特許はマ
グネトロンスパッタリング装置および処理過程と題し
て、１９８８年２月３０日に出願された出願番号１５
４，１７７から発明者Ｓｃｏｂｅｙ、Ｓｅｄｄｏｎ、Ｓ
ｅｅｓｅｒ、Ａｕｓｔｉｎ、Ｌｅｆｅｂｖｒｅ、Ｍａｎ
ｌｅｙに１９８９年７月２５日付けで発行され共同譲渡
された特許番号４，８５１，０９５の米国特許の継続出
願である。１９８８年２月８日付けで出願された出願番
号１５４，１７７から、１９８９年７月２５日付けて発
明者Ｓｃｏｂｅｙ、Ｓｅｄｄｏｎ、Ｓｅｅｓｅｒ、Ａｕ
ｓｔｉｎ、ＬｅＦｅｂｖｒｅ、及び、Ｍａｎｌｅｙに発
行されたマグネトロンスパッタリング装置および処理過
程と題する米国特許証番号４，８５１，０９５の前記参
照の特許（Ｓｃｏｂｅｙ、Ｓｅｄｄｏｎ等の’０９５特
許、または、単に’０９５特許とも参照される）は、例
えば真空処理チャンバ内の電球のような曲面基質に溶着
物された光学薄膜の厚さ制御を強化する真空溶着及び反
応システムの種々の実施例を開示する。’０９５特許
は、その全体が参考として本出願に組み込まれる。’０
９５特許に開示されているシステムは、遊星駆動基質支
持及び移動システムを含み、このシステムでは、（１）
例えば電球のような管状の基質（被加工物）、又は、
（２）円筒形の基質支持物が、サポートのようなが回転
可能なドラム（或いは、ケージ）の円周上で回転できる
ように設置される。１つ又は複数の処理（溶着、及び、
反応）ゾーンが、ドラムの円周に沿い、間隔を保って配
置される。反応を保証するため、例えば、関連した各溶
着装置の正面を通過する際に溶着された材料の厚さ全体
に亙って確実に酸化させるために、１回の通過当たりの
溶着層は約５Ａに制限され、溶着及び反応ゾーンへの露
出は密接に対応しなければならない。（他の溶着及び反
応装置を使用出来ることを了解した上で、この特許文書
では、反応ゾーンにおけるスパッタリングターゲット及
び反応ゾーンにおける酸化装置を使用する場合を例にあ
げる。）この目的は、１個または複数のスパッタリング
ターゲット及び酸化装置の前で基質を整数回だけ回転さ
せることによって達成された。メイン駆動装置がただ１
回転するだけでも基質は数回も回転しなければならな
い。従って、これらの必要条件に適合するためには、主
（太陽）駆動シャフトまたはスピンドルと遊星基質スピ
ンドルとの間の歯車比率は、関連メイン駆動装置の回転
速度よりも遊星回転速度がはるかに大きくなるように選
定しなければならない。例えば、或る応用例において
は、ドラムの回転速度が約６０ｒｐｍである場合に、基
質回転速度は約１０００ｒｐｍである。更に、チューブ
のような基質の場合に基質の周りに均一な膜を溶着する
には、基質の遊星回転速度は比較的高くされる。同様
に、太陽ドラムまたはケージに取付けた遊星回転サポー
ト周りに個々の基質を取付ける場合には、周りに均一な
溶着が行われるよう促進される。いずれの場合にも、軸
方向の溶着均一性（ドラム又はケージの回転軸に平行な
方向における均一性）は、ドラムの回転軸および遊星回
転軸に平行に、例えば線形マグネトロンスパッタ溶着装
置のような軸方向に均一な溶着ソースを取付けることに
より促進される。’０９５特許に開示されている装置及
び方法は多くの利点を提供するが、所詮人間が考え出し
た物であるので、この種の装置及び方法は改善の余地を
残している。この場合、高い回転速度および非常に高い
回転速度で遊星歯車システムを駆動するために必要な電
力によって、回転運動およびベアリンクに熱が放散さ
れ、例えば、ベアリングの過熱によってシステム及びチ
ャンバ内で進行するプロセスを劣化させることがある。
更に、例えば、チャンバを使用して実施される種々のプ
ロセスによって形成されるシリコン酸化物、タンタル酸
化物、及び／又は、チタン酸化物のような研磨性光学材
料が所在する場所で高速回転が行われる場合には、多く
のシステムベアリングの摩耗の原因となり得る。従っ
て、システムは、普通の場合よりも早期の保守整備及び
／又は部品交換を必要とすることがある。

【発明が解決しようとする課題】既に検討した観点から
見た場合、本発明の主目的は、均一処理と耐久性によっ
て特徴付けられる処理システムのための遊星式駆動装置
を提供することにある。更に関連した他の目的は、この
種の遊星式駆動システムと、例えば、薄膜被覆の処理
（溶着、及び／又は反応）を実施するための真空チャン
バシステムのような処理システムの組み合わせシステム
を提供することにある。更に関連した他の目的は、光学
薄膜被覆処理のためにこの種の組み合わせシステムを提
供することにある。

【課題を解決するための手段】既に要約したように、本
発明は、この種の処理システムに使われる従来のドライ
ブトレーンとは逆のドライブトレーンを使うことによっ
て、すなわち、メイン駆動装置が比較的高速で回転し、
遊星基質または基質ホルダを比較的低速で回転させるこ
とにより、例えば均一膜処理システム（溶着、及び、反
応を含む）及び装置の耐久性を達成する。この方法は、
均一処理には遊星部品を高速で回転させねばならないと
する関連処理技術分野における一般通念と矛盾する。更
に、我々のシステムは、基質とドラムの回転速度の差を
２つのディスク又はプレートの回転速度の間の僅かな差
異によって制御可能な簡単なドライブトレーンを用いて
実現できる。その結果として、均一処理および制御され
た処理均一性を可能にする比較的簡単で作成及び実現が
容易な耐久性のあるシステムが得られる。また、本発明
は、遅い遊星速度の採用を容易にする関連処理チャンバ
の設計および構成を具体化させる。特定の例として、本
発明は、被加工物に薄膜を形成するための遊星式回転過
程、即ち、選択された材料を個別に溶着して溶着した材
料を化学的に反応させるために間隔を保って配置された
溶着および反応装置を通って主軸の周りに被加工物を回
転させ、同時に主軸の周りの回転速度に対する遊星軸の
周りの回転速度の比率が＜１：１であるような回転速度
で基質を遊星軸の周りに回転させる過程として具体化さ
れる。この場合の回転速度比率は、１：１０から１：２
までの範囲であることが好ましく、１：４から１：３ま
での範囲であることが更に好ましい。２つの溶着装置を
使用する場合には、第１の溶着装置を作動させて第１の
溶着装置と反応装置の間の比較的短い距離を横切って移
動するように選択された方向に主軸の周りに基質を回転
させることによって第１の層を形成し、次に、第２の溶
着装置を作動させて第２の溶着装置と反応装置の間の比
較的短い距離を横切って移動するように反対方向に基質
を回転させることによって第２の層を形成する。溶着装
置は、反応装置の反対側に６０度から１２０度の範囲内
に配置することが好ましい。過程及び装置は、例えばシ
リコン酸化物、タンタル酸化物及びチタン酸化物のよう
な光学薄膜被覆を形成するために材料を溶着および反応
（例えば、酸化）させるために同等に適する。過程上の
他の観点から見た場合、本発明は、周上配置された処理
ステーションを通って二重回転する主駆動シャフトによ
って駆動される少なくとも１つの被加工物支持シャフト
を持つタイプの遊星式被加工物支持システムを作動させ
る処理過程において、ディスク手段の周囲において被加
工物駆動シャフトを回転可能に支持し、主駆動シャフト
によってディスク手段を直接駆動し、そして、主駆動シ
ャフトに回転可能に取付けられ、主駆動シャフトによっ
て駆動される遊星歯車手段によって駆動される歯車によ
って被加工物駆動シャフトを回転させる過程として具体
化される。装置としての観点から見た場合、本発明は、
溶着装置、反応装置、および、選択された材料を個別に
溶着して溶着した材料を化学的に反応させるために溶着
および反応装置を通って主軸の周りに被加工物を回転さ
せ同時に主軸の周りの回転速度に対する遊星軸の周りの
回転速度の比率が＜１：１であるような回転速度で基質
を遊星軸の周りに回転させる手段を有する被加工物に薄
膜被覆を形成するためのシステムとして具体化される。
この場合の回転速度比率は１：１０から１：２の範囲で
あることが好ましく、１：４から１：３の範囲であるこ
とが最も好ましい。回転手段は、 主駆動シャフト、少
なくとも１つの被加工物支持シャフト、主駆動シャフト
に取付けられて主駆動シャフトによって直接駆動される
ディスク手段、ディスク手段の周囲て回転するように取
付けられた被加工物支持シャフト、そして、主駆動シャ
フトに回転可能に取付けられて被加工物支持シャフトに
駆動的に結合され、主駆動シャフトによって駆動された
遊星歯車手段によって駆動される歯車を備えても差し支
えない。回転手段は、一次または太陽駆動シャフトおよ
び周上配置された処理ステーションを通り二重回転運動
する一次ドライブによって駆動される少なくとも１つの
遊星式被加工物サポートを備えても差し支えなく、本シ
ステムは、Ｗｓを遊星サポートの回転速度、Ｗｏを一次
駆動装置の回転速度、ＡからＨまでを同じ参照文字で示
される歯車の歯数とする場合に、次式で表される主駆動
シャフトの回転速度よりも遅い遊星サポート回転速度を
達成するように配列された歯車ＡからＧまでを備える： Ｗｓ＝Ｗｏ＊（１−ＡＣ／ＢＤ）（ＥＧ／ＦＨ） 歯車Ａ及びＪは主駆動シャフトに間隔を保って取付けら
れて主駆動シャフトによって直接駆動され、歯車Ｄ及び
ＥはＡとＪの間で主駆動シャフトに回転可能に取付けら
れ、それぞれ、ＡとＪに隣接するＤ及びＥに一緒に結合
され、遊星歯車Ｂ及びＣは自由に回転可能にシャフトに
一緒に結合され、それぞれ、Ａ及びＤとかみ合い、そし
て更に、歯車またはプレートＪの周囲に回転可能にジャ
ーナル設置された少なくとも１つの延長された基質サポ
ート駆動シャフトを備える遊星基質回転手段を有する。
基質サポート駆動シャフトに取付けられた歯車Ｆはプレ
ートＪの一方の側で歯車Ｅとかみ合い、同様に前記基質
サポート駆動シャフトに取付けられた歯車Ｇはプレート
Ｊのいま一方の側で、少なくとも１つの被加工物を支持
するための歯車Ｈとかみ合い、前記歯車Ｈは回転可能に
基質支持シャフトに保持されて基質回転歯車Ｇとかみ合
う。

【実施例】特許’０９５に開示された真空処理チャンバ
システム１０を図１に示す。図に示すシステム１０は、
適切な壁、天井、及び、床によって形成されるエンクロ
ージャ／チャンバ１１を備え、このチャンバ内には、円
周上に配置されたワークステーション３０を通過するド
ラムの周上に載せられた基質１５を運ぶために経路１６
Ｐに沿って、駆動軸１６により回転させられるドラム１
４を備える。詳しく説明すると、基質は、ワークステー
ション３０のうちの特定のワークステーションの処理ゾ
ーンを通って運ばれる。この種のゾーンには、溶着装置
（実例としては、線形マグネトロンスパッタ装置）２６
及び２７によって提供される円周形溶着ゾーン、及び、
酸化装置（例えば、特許’０９５に開示されたタイプの
逆線形マグネトロンイオン源装置）などの反応装置によ
って提供される円周形反応ゾーン２８が含まれる。上述
の０９５特許には、多数の実施例が開示されている。例
えば、基質１５は、ドラムの外周のまわりに間隔を保っ
て配置された処理ステーション３０に向かって外向きに
配置されるか、又は、内周に沿って間隔を保ってステー
ションに向かって内向きに配置されるドラム、或いは、
ケージ１４に直接載せることができる。システム１０
は、例えば、ポート１３を介してチャンバ１１に通ずる
真空ポンプシステム（図示されず）のような機械設備も
含む。しかし、この種の標準機械設備は、現行技術によ
って容易に供給できるので、この種の機械設備は本発明
には含まれない。図１に示すシステムの遊星実施例を図
２に示す。この代替システム２０は、ドラム１４と一緒
に、又は、ドラム１４の代わりに、１つ又は複数の遊星
歯車取付け機構２５を使用することができる。遊星歯車
機構は、単独で、又は、単回転基質取付け位置決め装置
１５と組み合わせて、ドラム上に装備することができ
る。遊星歯車機構は、例えばチューブ１８のような製品
または被加工品を取り付け、これらに二重回転運動を与
える。このシステムには、主軸またはスピンドル１６に
よって駆動され、ドラム１４の一部を構成するか、又
は、ドラムに直接結合された太陽歯車１９が含まれるこ
ともある。太陽歯車又はドラム１４は、単独またはリン
グ歯車機構（図示されず）と共に、関連遊星歯車２１
を、遊星歯車の回転軸２１Ａのまわり及びドラムの回転
軸のまわりに回転させる。図に示す実施例において、遊
星歯車２１は、それらの軸２２Ａのまわりで回転するた
めにシャフトに取り付けられた一連の歯車２２に作動可
能に接続される。従って、取り付けられたチューブ１８
その他の基質は、遊星歯車支持シャフトと共に軸２２Ａ
のまわりで回転する。この遊星歯車取り付け機構によ
り、主駆動シャフト１６、ドラム１４、及び、太陽歯車
１９が、主駆動軸１６Ａのまわりに、経路１６Ｐに沿っ
て比較的低速で回転すると、遊星歯車２３を軸２１Ａの
まわりに経路２１Ｐに沿って回転させ、この回転は、ギ
アトレーンによって、経路１８Ｐに沿ったチューブ１８
の比較的高速回転に変換される。太陽歯車１９及び遊星
歯車のこの二重回転運動は、（１）例えばこれらチュー
ブのような被加工物（又は、チューブ又は類似の支持物
に取り付けられた被加工物）を、それらの周囲に亙って
（又は、支持物の周囲に亙って）、調節された均一性を
もって被覆すること、および、（２）溶着ゾーンを通過
する間に形成される漸次厚さを増す溶着材料と完全に反
応して、厚さ全体に亙って反応した層を形成すること、
を可能にする。我々の研究によると、遊星歯車によって
駆動された基質がメイン駆動装置よりも遅い速度で回転
するように標準構造と逆の構造にしても、膜の厚さを均
一にし、膜の厚さ全体に亙って完全に反応させ、誘電光
学的薄膜を形成するための前記以外の必要条件を満足さ
せることが可能であることが判明した。この方法によれ
ば、例えば過熱や摩耗のような遊星基質の高速に起因す
る問題を除去し、そして、例えば基質取付けアセンブリ
のような効果的な部品を設計する際の拘束条件を除去す
る。特定の遊星歯車装置の設計について検討する前に、
遊星基質がメイン駆動装置の速度よりも遅い速度、好ま
しくはメイン駆動装置の速度の約０．１から０．５まで
の速度で回転する代表的な溶着装置のチャンバの構造に
ついて考察することとする。図４に示す八角形のチャン
バ１１は、遊星装置上のガラス球その他の基質（図３）
が当該装置を通過して移動する際に、溶着装置および酸
化装置を選択的に操作してタンタル、シリコン、タンタ
ル酸化物、及び、シリコン酸化物の膜を形成するため
に、タンタル及びシリコンスパッタターゲット（溶着装
置）及び酸化装置２８によって使用っされる。１から８
までの８つの側壁が、それぞれの対角が等しくなるよう
に配置されているものと仮定すると、基質運搬台が、個
々の溶着ステーションから酸化ステーションまで２７０
度（シリコンターゲット）及び９０度（タンタルターゲ
ット）だけ回転するように、酸化装置内壁１、及び、シ
リコンおよびタンタル溶着装置の内壁３および７をそれ
ぞれ位置決めすることができる。その結果として、メイ
ンシャフトの１回転に対して球その他の基質が１／３か
ら１／４だけ回転するように遊星歯車と一次歯車の間の
歯車比を選定すると、基質は、タンタルターゲットと酸
化装置の間で２２ １／２度から３０度（９０度の１／
４から１／３）だけ回転し、また、シリコンターゲット
と酸化装置の間で６７ １／２度から９０度（２７０度
の１／４から１／３）だけ回転する。この場合、基質が
１つの被覆ターゲットを１回通過することによって増加
する被覆の厚さは均一でなく、基質のターゲットに対面
した側の厚さ増加分が最も大きくなり、この厚さ増加が
最大となる場所から９０度以上離れた場所の厚さ増加分
は殆どゼロに近くなることに注意されたい。完全に酸化
させることが困難なタンタルのような材料であっても、
層の厚さが最も大きく増加する酸化装置の場所からの偏
りが３０度までは、膜は確実に完全酸化されることを、
我々は実証した。シリコンは更に酸化が容易であるの
で、シリコン膜の厚さの増加分が最大になる場所からの
偏りが６７．５度から９０度までは許容範囲であり、不
完全な酸化状態にある材料は、基質の処理が進むにつれ
て、これに続く回転期間中に酸化される。シリコンより
も更に酸化困難な材料を２７０度の場所に代置すると、
基質が酸化装置において両方の材料に対して適切に配置
されることを保証するために、基質運搬台における回転
をこれらの層に対して逆にすることが必要である。例え
ば、図４において、逆回転可能なメイン駆動装置１６を
右回りに回転させ、場所７に設置された溶着装置を用い
て一方の材料層を溶着および酸化し、次に左回りに逆回
転させ、場所３に設置された溶着装置を用いて、別の材
料層を溶着および酸化する。９０度位置が最も好ましい
が、６０度から１２０度までの範囲内の任意の位置、好
ましくは６０度から９５度までの位置であれば満足な結
果が得られるはずである。逆遊星歯車装置の加工機種を
図３の参照番号３０によって示す。遊星および基質取付
け部品の回転速度が先の方法に比較して遅いことも一因
となって、高速／低速遊星／太陽システムは耐久性に富
む。２つのディスクＥとＪの回転速度に僅かの差異を持
たせることにより、僅かの個数の部品を用い、更に好ま
しくは対称配置することによって、基質を低速で回転さ
せることができる。更に図３の概略断面図において、高
比率遊星駆動装置３０は、チャンバ１１の天井壁４０を
貫いて伸延し、図３に参照番号３１で示される真空フィ
ードスルーによって天井に取付け／結合された主駆動シ
ャフト１６を備える。フィードスルーは、例えば強磁性
流体フィードスルーのような従来の装置であっても差し
支えない。駆動歯車Ａ及び基質運搬プレートＪは、主駆
動シャフト１６の下端またはその近くの場所に間隔を保
って取付け固定され、従って、主駆動シャフト１６によ
って直接駆動される。被駆動歯車ＤおよびＥは一緒に固
定され（又は、一体対として形成され）、駆動歯車Ａと
基質運搬プレートＪの間で駆動シャフト１６のまわりで
自由に回転するようにベアリングアセンブリ３２に取付
けられる。基質支持駆動シャフト３３は、プレートＪの
周囲の場所において間隔を保って自由に回転可能に取付
けられる。シャフト又はスピンドル３３は、プレートＪ
のベアリングアセンブリ３４に取付けられ、プレートか
ら垂下するアーム３５によって保持される。中間駆動歯
車Ｆは、各シャフト３３の上端に取付けられ、歯車Ｅに
より駆動される。歯車Ｅは、周囲溝内に設置されたチェ
ーンであっても差し支えなく、中間歯車Ｆは、スプロケ
ットであっても差し支えない。１つの被加工品１５、又
は、好ましくは、多数の被加工品１５は、参照番号３６
で示される基質取付け機構によって多数のアーム３５の
各々に取付けられる。この配列によれば、シャフト３３
に固定された中間歯車Ｇは、アーム３５によって回転可
能に保持され、基質支持歯車Ｈとかみ合う。基質支持歯
車Ｈは、一方の基質が歯車の上に、他方の基質が歯車の
下に位置するように歯車に設置されたソケット（図示さ
れず）内で、１対の基質１５−１６を図に示すように支
持し、１対の基質を調和を保って回転させる。延長した
各シャフト３３に沿って、基質取付けアセンブリ３６を
更に配置することができる。単体としての、又は、固定
された対の遊星歯車Ｂ及びＣは、円筒形ブラケット４１
によってチャンバ天井壁４０に取付けられた水平ベース
プレートに設置されたスタブシャフト３８の回りに自由
に回転可能に、ベアリング３７を介して取付けられる。
遊星歯車Ｂ及びＣは、それぞれ駆動歯車Ａ及び被駆動歯
車Ｄとかみ合う。すなわち、歯車Ａは遊星歯車Ｂを駆動
し、結合した遊星歯車Ｃは歯車Ｄを駆動する。駆動シャ
フト負荷の平衡を保ち、負荷を分割して摩耗を軽減する
ために、それぞれ主駆動シャフト１６の反対側に１つず
つ２つの固定歯車セットＢＣを備えることが好ましい。
図３に示す配置機構による基質回転速度Ｗｓは次式で定
義される： Ｗｓ＝Ｗｄ ｘ（１−ＡＣ／ＢＤ）ＥＧ／ＦＨ ここに、Ｗｓはｒｐｍ表示の駆動シャフト速度であり、
ＡからＨまでは歯車歯数である。この方程式は、この場
合の歯車ＥとプレートＪに相当する２つのディスク間の
僅かな速度差にもとずいて、主駆動回転速度と比較して
遅い基質回転速度を達成する機能を装置が備えているこ
とを示す。ここに示す好ましい実施例において、歯車Ａ
及びＣは、歯車Ｂ及びＤと同じ（直径および歯数が同
じ）である。同様に、歯車Ａ及びＣの歯数は、歯車Ｂ及
びＤの歯数よりも１つ少ないか、又は、僅かだけ少な
い。シリコン及びタンタルを溶着して完全に酸化する事
例を次に示す。この場合、図４に示すように配置された
シリコン及びタンタルスパッタ溶着装置によって、秒速
約１５０オングストロームの瞬間的溶着速度が達成され
るものと仮定する。更に、パス当たり酸化可能な材料の
最大厚さは約５オングストロームであるものとし、処理
能力を最大にするために、パス当たりの酸化可能厚さに
近い厚さに溶着することが望まれるものと仮定する。前
述の好ましい実施例に従って構成した加工事例における
構成歯車を次に示す： 歯車 歯数 Ａ ２４９ Ｂ ２５９ Ｃ ２４９ Ｄ ２５０ Ｅ ４９２ Ｆ ２４ Ｇ ４８ Ｈ ２５ 歯車ＡからＤまでのダイヤメトラルピッチは２０であっ
た。歯車Ｇ及びＨのダイヤメトラルピッチは２４であっ
た。歯車Ｅ及びＦは、円ピッチが１／４インチのチェー
ンと関連スプロケットであった。前述の歯車を用いた場
合、主駆動シャフト速度６０ｒｐｍに対する回転速度を
次に示す：歯車Ｂ及びＣは５９．７６ｒｐｍ；歯車Ｄ及
びＥは５９．５２ｒｐｍ；基質１５（歯車Ｈ）は１８．
８５ｒｐｍ。秒速約１５０オングストロームの瞬間溶着
速度を達成するためには、プレートＪの直径が約４５イ
ンチ、主駆動回転速度が約６０ｒｐｍであり、その結果
として約２０ｒｐｍの低速遊星回転速度が得られ、幅５
インチの溶着源開口部を通過する回転速度は殆どゼロで
あり、パス当たりの最高厚さは、完全に酸化される厚さ
であって、約（１４３Å／秒＊５インチ）／（４５＊
３．１４インチ）＝５Åである。また、溶着膜の厚さは
非常に均一であり、周囲の厚さの振れは＜２％であっ
た。本発明に基づいて前記以外の歯車比率を使用可能で
あることは明白である。特に、基質 速度が高いことと関連した問題を生ずること無しに、所
要の均一性および完全反応が達成されるはずである。以
上のように我々の本発明の好ましい代替実施例について
述べることにより、当該技術分野に一般的に習熟した者
であれば、記述特許請求の範囲内において、本発明の拡
大および改善を達成および開発可能であることが理解さ
れる筈である。

【図面の簡単な説明】

本発明に関する前述およびその他の特徴を図に示し、図
を参照して検討することとする：

【図１】 前記’０９５特許に開示された真空処理チャ
ンバの実施例を示す。

【図２】 前記’０９５特許に開示された遊星歯車配置
構成を示す。

【図３】 本発明に従って作成された遊星駆動システム
を概略的に示す。

【図４】 主ドライブ回転速度に対する遊星回転速度比
率を低くした場合における、薄膜の高速溶着および酸化
に適する一般的なチャンバ構成を示す。

【符号の説明】

１ 酸化装置内壁 ３及び７ 溶着装置内壁 １１ 八角チャンバ １４ 太陽歯車たはドラム
１６ メインシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ディー ソンダーマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95405 サンタ ローザ アローヨ シエ ラ サークル 1806

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に薄膜被覆を形成するための遊
   星式回転方法 において、選択された材料を個別に溶
   着して溶着した材料を化学的に反応させるために間隔を
   保って配置された溶着および反応装置を通って主軸の周
   りに被加工物を回転させ、同時に主軸の周り 質を遊星軸の周りに回転させることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 回転速度比率が１：１０から１：２まで
   の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 回転速度比率が１：４から１：３までの
   範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 少なくとも２つの溶着装置を使用し、第
   １の溶着装置を作動させて第１の溶着装置と反応装置の
   間の比較的短い距離を横切って移動するように選択され
   た方向に主軸の周りに基質を回転させることによって第
   １の層を形成し、次に、第２の溶着装置を作動させて第
   ２の溶着装置と反応装置の間の比較的短い距離を横切っ
   て移動するように反対方向に基質を回転させることによ
   って第２の層を形成することを特徴とする請求項１また
   は２記載の方法。
5. 【請求項５】 回転速度比率が１：４から１：３までの
   範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 ２つの溶着装置が反応装置の反対側に６
   ０度から１２０度までの角度を保って配置されることを
   特徴とする請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 ２つの溶着装置が反応装置のいずれかの
   側に９０度の角度を保って配置されることを特徴とする
   請求項５記載の方法。
8. 【請求項８】 周上配置された処理ステーションを通っ
   て二重回転する主駆動シャフトによって駆動される少な
   くとも１つの被加工物支持シャフトを持つタイプの遊星
   式被加工物支持装置を作動させる方法において、ディス
   ク手段の周囲において被加工物駆動シャフトを回転可能
   に支持し；主駆動シャフトによってディスク手段を直接
   駆動し；そして、主駆動シャフトに回転可能に取付けら
   れ、主駆動シャフトによって駆動される遊星歯車手段に
   よって駆動される歯車によって被加工物駆動シャフトを
   回転させることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 溶着装置、反応装置、そして、選択され
   た材料を個別に溶着して溶着した材料を化学的に反応さ
   せるために溶着および反応装置を通って主軸の周りに被
   加工物を回転させ同時に主軸の周りの回転速度に対する
   遊星軸の周りの回転速度の比率が＜１：１であるような
   回転速度で基質を遊星軸の周りに回転させる手段を有す
   ることを特徴とする被加工物に薄膜被覆を形成するため
   の装置。
10. 【請求項１０】 回転速度比率が１：１０から１：２の
    範囲になるように回転手段を使用することを特徴とする
    請求項９記載の装置。
11. 【請求項１１】 回転速度比率が１：４から１：３の範
    囲になるように回転手段を使用することを特徴とする請
    求項９記載の装置。
12. 【請求項１２】 主駆動シャフト、少なくとも１つの被
    加工物支持シャフト、主駆動シャフトに取付けられて主
    駆動シャフトによって直接駆動されるディスク手段、デ
    ィスク手段の周囲で回転するように取付けられた被加工
    物支持シャフト、そして、主駆動シャフトに回転可能に
    取付けられて被加工物支持シャフトに駆動的に結合さ
    れ、主駆動シャフトによって駆動された遊星歯車手段に
    よって駆動される歯車を有することを特徴とする請求項
    ９、１０、または、１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 一次または太陽駆動シャフトおよび周
    上配置された処理ステーションを通り二重回転運動する
    一次駆動装置によって駆動される少なくとも１つの遊星
    式被加工物サポートを備える回転手段を有することを特
    徴とし、請求項９、１０、または、１１記載の装置であ
    り、本装置は、Ｗｓを遊星サポートの回転速度、Ｗｏを
    一次駆動装置の回転速度、ＡからＨまでを同じ参照文字
    で示される歯車の歯数とする場合に、次式で表される主
    駆動シャフトの回転速度よりも遅い遊星サポート回転速
    度を達成するように配列された歯車ＡからＧまでを備え
    る： Ｗｓ＝Ｗｏ＊（１−ＡＣ／ＢＤ）（ＥＧ／ＦＨ）。
14. 【請求項１４】 歯車Ａ及びＪは主駆動シャフトに間隔
    を保って取付けられて主駆動シャフトによって直接駆動
    され；歯車Ｄ及びＥはＡとＪの間で主駆動シャフトに回
    転可能に取付けられ、それぞれ、ＡとＪに隣接するＤ及
    びＥに一緒に結合され；遊星歯車Ｂ及びＣは自由に回転
    可能にシャフトに一緒に結合され、それぞれ、Ａ及びＤ
    とかみ合い；そして更に、歯車またはプレートＪの周囲
    に回転可能にジャーナル設置された少なくとも１つの延
    長された基質サポート駆動シャフトを備える遊星基質回
    転手段を有し、 前記基質サポート駆動シャフトに取付けられた歯車Ｆは
    プレートＪの一方の側で歯車Ｅとかみ合い、同様に前記
    基質サポート駆動シャフトに取付けられた歯車Ｇはプレ
    ートＪのいま一方の側で、少なくとも１つの被加工物を
    支持するための歯車Ｈとかみ合い、前記歯車Ｈは回転可
    能に基質支持シャフトに保持されて基質回転歯車Ｇとか
    み合うことを特徴とする請求項１３記載の装置。