JPH0813130A - 乾式被覆装置の容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオンプレーティング装置等の乾式被膜装置
において、被膜を施すべき処理品や付属治具類の出し入
れが簡単、確実に行え、また、強固な構造と密封性能を
有しながら軽量であり、内部のメインテナンスも容易な
容器を提供する。 【構成】 反応容器の一部又は全体を球形とし、球形部
２ａ，９ａのほぼ中央部に斜め方向の２分割開放面５を
設け、本体と上半分側容器（蓋）９に分け、上半分側容
器（蓋）９をアーム１０で支持し、かつ斜め方向の２分
割開放面５に対し直角方向に開閉可能とし、上半分側容
器（蓋）９を支持するアーム１０をさらに水平方向に回
動可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、イオンプレーティン
グ装置、スパッタリング装置等の物理蒸着装置やプラズ
マＣＶＤ等の化学蒸着装置等の乾式被覆装置の反応容器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料表面の性質を改善するために、
金属元素単体、化合物、セラミックス等の膜及びこれら
を重ね合わせた多層膜を被覆する方法として、物理蒸着
装置や化学蒸着装置が用いられている。係る装置におい
ては、母材及び被覆部材を反応容器の中にいれて処理し
ている。

【０００３】例えば図５はイオンプレーティングの場合
の概念図で、図５に示すように、反応容器４１内の中央
下部４２に成膜用金属４３を溶かすためのるつぼ４４が
置かれている。例えば窒化チタンや炭化チタン膜を得る
場合にはチタン材をるつぼに入れる。るつぼ４４の真上
の容器蓋４５部分ににプラズマ電子銃４６が取り付けら
れている。るつぼ４４と電子銃４６を結ぶ中心線４７の
回りに被膜すべき処理品４８が配置されている。容器４
１の一端には容器内のガスを排気する排気口４９と、反
応ガス（例えば窒化チタン被膜を形成する場合には窒素
ガスが、炭化チタン被膜の場合はアセチレンガス）を供
給する図示されない吸気口が設けられている。

【０００４】被覆処理する際は、図示されない真空ポン
プにより容器内４１のガス（大気）を排気し、電子銃４
６又は加熱装置等によって、処理品４８を加熱する。処
理品４８をマイナス、るつぼ４４をプラスに帯電させ、
電子銃４６からの電子ビーム５０によって、るつぼ内の
金属４３を溶解蒸発させる。同時にガス吸気口から反応
ガスを供給すると電子ビームとプラズマにより蒸発金属
と反応ガスがイオン化し、処理品４８に衝突して成膜す
る。被膜処理完了後、さらに真空引きした後、窒素ガス
を供給して容器内圧力を大気圧まで戻し、処理品４８を
取り出す。

【０００５】係る装置においては、容器４１、蓋４５は
真空にされ、あるいはガスが封入され密閉度、強度が要
求される。そこで、反応容器４１を円筒形にし、その上
部に蓋４５を開閉可能に設けたものが多用されている。
しかし、この種の蓋の重量は５０〜３００ｋｇにおよび
開閉時の取扱が容易でない。そこで、実開平４−６０５
５０号公報では、複合シリンダ等を用い、容器（真空
槽）の上部開口部で蓋を昇降させ、蓋を上昇位置で水平
に回転させることによって蓋の開閉を行うようにしたも
のが開示されている。このものによれば、蓋開放時に容
器（真空槽）の上方空間全てを開放でき、処理品の出し
入れや容器内のメインテナンスもしやすくなり、水平方
向に回転させるようにしたので自重による蓋の閉止を防
ぐこともできる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造のものでは、処理材料を上部から出し入れするため、
クレーン等が必要であり、一方、横方向からの出し入れ
ができないのでフォークリフト、コンベア等の利用がで
きない。メインテナンスのし易さについても改善の余地
を残していた。また、横方向からの作業のために、横に
開閉部をもうけることは構造の複雑化を招き、また、蓋
を本体に密着させるための押しつけ機構が必要になる等
の問題があった。

【０００７】本発明の課題は、乾式被膜装置の処理品や
付属治具類の出し入れが簡単、確実に行え、また、強固
な構造と密封性能を有しながら軽量であり、内部のメイ
ンテナンスも容易な容器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、金属材料又はセラミックス等の
無機材料の表面に乾式被覆する装置において、前記装置
の反応容器の一部あるいは全体を球形とし、球形部のほ
ぼ中央部に斜め方向の２分割開放面を設け、２分割され
た上半分側容器をアームで支持し、かつ斜め方向の２分
割開放面に対し直角方向に開閉可能にすることによって
解決した。また、上半分側容器を支持するアームはさら
に水平方向に回動可能にすると良い。

【０００９】

【作用】球状容器のほぼ中央部を斜めに２分割している
ので、蓋を開けば、本体開口部は斜め上方に大きく開放
されるので、処理品は上方からだけでなく、横方向から
も出し入れ可能である。さらに、分割面は球のほぼ真ん
中であり断面は真円であり、真空時に大気圧は均一にか
かるのでシール等の密封構造が容易に得られる。

【００１０】蓋を斜め方向に上昇し、従来と同様にアー
ムを回転させ蓋を水平方向に移動して本体開口部から蓋
を離すことができ作業しやすくなる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例について、図面を参照して
説明すると、図１乃至図４は本発明をイオンプレーティ
ング装置に応用したもので、図１は装置の説明図、図２
（ａ）（ｂ）は容器の蓋を開き、水平方向にそれぞれ９
０°、１２０°回転させた説明図、図３は蓋の支持装置
の部分説明図、図４は図３の部分拡大説明図である。図
１、図２において、機台１上に半球状部を有する本体２
が設置されており、下部に下部収束コイル３、その下に
他の機器類が設けられ機器部カバー４で覆われている。
本体２の半球状部２ａの開口部５は斜めになっており、
底部中心に成膜用金属材料を溶解するるつぼ６が設けら
れ、るつぼ６の周囲には治具７と処理品８が複数配置さ
れている。本体２の開口部５に当接可能に半球状部９ａ
を有する蓋９が設けられ、本体２と蓋９とにより反応容
器を構成するようにされている。

【００１２】蓋９はアーム１０により吊り下げられてい
る。蓋９の球芯位置表面に内部を監視可能な内部監視窓
１９、上部には円盤状の上部収束コイル１２が設けられ
ている。また、蓋９及びアーム１０を支持するポスト１
１は、蓋９とアーム１０の回転中心となっており、機台
１上に固定され、本体２に併設されている。蓋９の上部
内側中心には図示されていない電子銃が設けら、カバー
１３に覆われている。蓋９の上端に突出部９ｂが設けら
れピン１４によって蓋９とアーム１０とが締結固定され
ている。蓋９はアーム１０に対して微調節可能にされて
いる。１５は装置を制御するための操作スイッチ類が設
けられた機側スイッチボックスである。アーム１０は図
２に示すように水平方向に回動可能にされている。真空
排気ポンプ１６、油タンク１７、ガスバルブボックス１
８等の補機が機台１に隣設されており、図示されていな
い排気口が本体２の後部に設けられている。本体と蓋か
らなる容器内の大気、ガス等は排気口から主排気ダクト
を経て、真空ポンプに接続され真空を保つようにされて
いる。２０はケーブル等が取付けられた収納ダクトであ
る。

【００１３】図３、図４において、アーム１０はアーム
取付部２１に固定され、アーム取付部はポスト１１に内
蔵されたシャフト２２にベアリング２３を介して回転可
能にかつ軸方向固定に取り付けられている。アーム取付
部２１の回転中心下方には筒部２４を有し筒部には斜め
方向の切欠部からなるカム部２５が形成されている。シ
ャフト２２はポスト１１の内面に設けられた滑りガイド
２６で支持され昇降可能にされている。シャフト下端２
２ａは筒状になっており、この筒内にシリンダ２７の段
部２７ｂを有するロッド２７ａの先端２７ｃが軸方向移
動可能に挿入され、かつ筒先端２２ｂとロッド段部が当
接可能にされている。従ってロッド上昇時にはロッド段
部２７ｂがシャフト筒先端２２ｂに当接しシャフト２２
を持ち上げる。一方、ロッド下降時には蓋、アーム、シ
ャフト等の自重によりロッド段部とシャフト筒先端が当
接しながらシャフト２２とロッド２７ａが同時に下降
し、蓋９が本体２の開口部５に当接した後はシャフト２
２の位置はそのままの状態で、ロッド段部とシャフト筒
先端が離れ、シリンダロッドのみが下降できるようにさ
れている。シリンダ２７は油圧又は空圧シリンダ等を用
いる。

【００１４】アーム取付部２１の筒部２４に相応するポ
スト１１の表面には回転支持ローラ２８が回転自在に固
定され、このローラと筒部に形成されたカム部２５とが
嵌合しながら相対移動できるようにされている。図４に
示すようにカム部２５は斜部２９と水平部３０とからな
っている。回転支持ローラ２８が斜部２９に当接するこ
とによって筒部２４、アーム取付部２１等を介して、ア
ーム１０及び蓋９が回転昇降できるようにされている。
水平部の長さは角度にして約１２０°であり水平部端部
には点線で示すストッパ部３１が設けられている。斜部
２９の角度は本体２の開口部５の開口面と軸直角方向に
なるように形成されている。

【００１５】次に、本発明の実施例についてその作用を
説明する。なお、イオンプレーティング反応自体は前述
した従来例で説明したのと同様であるので説明を省略す
る。密閉時には図３に示すようにシリンダのロッド２７
ａが下降し、シャフト２２及びアーム１０、蓋９等が下
降する。この時、アーム取付部はベアリング２３を介し
てシャフト回りに回転可能とされているので、図４に示
すように回転支持ローラ２８は斜部２９に接しながら蓋
９等の重量等によりアーム１０、蓋９等を回転下方、即
ち斜めに動くように案内する。これにより、蓋９が本体
２の開口面に対して直角に当接し、本体開口部５が蓋９
によって密閉される。さらに、シリンダロッド２７ａは
下降するが、開口部５で蓋９、アーム等が支えられてい
るので、シャフト２２は密閉位置高さで保持される。

【００１６】次に容器内の大気・ガス等の排気により容
器内が真空になると開口部５のパッキンが圧縮され、よ
り確実に蓋９により密閉され蓋が若干下降する。一方、
大気開放した場合には蓋等は若干上昇する。蓋９の上下
に伴いシャフト２２も上下するが、下降時にロッド段部
２７ａはシャフト先端２２ａと当接しない位置まで下降
し、軸方向に互いに上下移動可能となっているので、シ
ャフトとロッドが干渉することがない。よって、蓋９の
開口部５への当接時の容器内の圧力変化に対し自由にシ
ャフト２２等が上下でき、不要な力が各部にかからな
い。

【００１７】開放時には、ロッド２７ａが上昇し、シャ
フト２２を上昇させるが、筒部２４、アーム取付部２１
はシャフトを中心にベアリング２３で回転可能とされ、
かつ、回転支持ローラ２８に斜部２９が案内されるの
で、シャフトの上昇に伴いアーム等が回転しながら上昇
し、蓋９を本体開口部５に対して直角方向に開く。さら
に、カム部２５の水平部３０と回転支持ローラ２８が若
干隙間を生じる位置までロッド２７ａを上昇させる。こ
の状態でシャフトを中心にベアリング２３を介して蓋９
を水平方向に回転することにより、図２（ａ）（ｂ）に
示すように蓋を回転させることができる。蓋９の最大開
度は回転支持ローラ２８がカム部２５の水平端に当接す
るストッパ部３１の位置で決まる。回転は手動で与える
のが簡単であるが、他の駆動機構によって行うようにし
ても良い。

【００１８】なお、水平回転時の蓋、シャフト等の重量
は、シリンダ２７のみで支えているが、シリンダ圧力減
少等により、蓋等の下降が生じた際には、回転支持ロー
ラ２８とカム部２５の水平部３０とを当接させることに
より支持でき、水平回転も可能である。また、開口部５
のフランジ面にはＯリングが埋め込まれており、本体２
と蓋９間の漏れを防ぎ、密閉度を増すようにしている。
また、容器内の治具類７，８は回転、あるいは上下可能
な構造にすると良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、以下に記載する効果を奏する。本体の開口部は斜
め上方に大きく開放され、上方からも横方向からも処理
品の出し入れが可能なものとなった。さらに本体開口部
から蓋体を離すことができるので、クレーン、フォーク
リフト、コンベア等の各種の搬送装置が使用可能とな
り、処理材料の出し入れが簡単、確実に行え内部のメイ
ンテナンスも非常にやり易いものとなった。

【００２０】分割面の密封構造が容易に得られ、蓋の重
量を利用して適切な密閉力を与えられるので複雑な機構
を必要とせず、強固な構造と密封性能を有しながら小型
軽量なものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるイオンプレーティング
装置の説明図である。

【図２】図１の蓋を開放し、（ａ）は蓋を水平方向に９
０°、（ｂ）は蓋を水平方向に１２０°回転させた説明
図である。

【図３】図１の蓋の支持装置の部分説明図である。

【図４】図３の蓋の支持装置の部分拡大説明図である。

【図５】従来のイオンプレーティング装置の縦断面概念
図である。

【符号の説明】

１ 機台 ２ 本体 ２ａ 本体側半球状部 ５ 開口部、フランジ面 ９ 上半分側容器（蓋） ９ａ 蓋側半球状部 １０ アーム １１ ポスト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料又はセラミックス等の無機材料
   の表面に乾式被覆する装置において、前記装置の反応容
   器は球形部を有し、該球形部のほぼ中央部に斜め方向の
   ２分割開放面を備え、２分割された上半分側容器がアー
   ムに支持され、かつ前記斜め方向の２分割開放面に対し
   直角方向に開閉可能にされていることを特徴とする乾式
   被覆装置の容器。
2. 【請求項２】 前記アームはさらに水平方向に回動可能
   にされていることを特徴とする請求項１記載の乾式被覆
   装置の容器