旋轉機構及具有該旋轉機構的薄膜厚度監控器的制作方法

本發明涉及一種配置在真空室內，并旋轉驅動位于該真空室內的被旋轉體的旋轉機構及具有該旋轉機構的薄膜厚度監控器。

背景技術：

例如，在基板表面形成薄膜的真空蒸鍍裝置中，為了連續高精度監控薄膜厚度，通常在真空室內設置薄膜厚度監控器，其中有產品使用石英晶體振蕩器。這種薄膜厚度監控器已知例如專利文獻1。該產品具有包括石英晶體振蕩器的監控器本體，以及使石英晶體振蕩器局部露出的、作為被旋轉體的圓盤狀部件，圓盤狀部件配置在真空室內，與構成旋轉機構的電機的驅動軸直接連接并由其旋轉驅動。此時，作為輸出軸的驅動軸通常由從外部插入該驅動軸的滾動軸承支撐。

此處，由于石英晶體振蕩器朝向設置在真空室內的蒸發源配置，所以圓盤狀部件也是朝向蒸發源配置，并在成膜過程中被蒸發源發出的輻射熱所加熱。一旦圓盤狀部件被加熱，則圓盤狀部件上的熱量經驅動軸傳導到滾動軸承的內圈。因此，存在內圈首先發生熱膨脹，內圈和外圈之間的間隙收縮，導致滾動軸承本身容易提早疲勞的問題出現。

然而，近年來，例如有機EL元件這樣的利用了有機材料的有機膜得到廣泛使用。在真空蒸鍍這種有機膜時，如果使用石英晶體振蕩器監控薄膜厚度的話，由于有機膜是所謂的彈性膜，所以與金屬膜或化合物膜相比，石英晶體振蕩器的壽命顯著縮短。因此，采用例如盡可能地減小被圓盤狀部件局部露出的石英晶體振蕩器的面積等方法以提高石英晶體振蕩器的使用壽命。這種情況下，如上所述，由于滾動軸承本身容易提早疲勞，最終無法長期監控薄膜厚度。

現有技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】專利公開平11－222670號公報

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

鑒于以上內容，本發明的課題是提供一種具有抗疲勞滾動軸承結構的、使用壽命長的旋轉機構及具有該旋轉機構的薄膜厚度監控器。

為解決上述技術問題，配置在真空室內并旋轉驅動被旋轉體的本發明的旋轉機構，其特征在于，包括：電機；接收來自電機的動力并旋轉驅動被旋轉體的輸出軸；以及由外部插入輸出軸并支撐該輸出軸的滾動軸承；輸出軸的前端部設置有旋轉體，旋轉體通過旋轉力傳遞裝置與被旋轉體連接的同時，滾動軸承的外圈嵌合在設置于旋轉力傳遞裝置中的槽部內。

采用本發明，在被旋轉體被加熱時，來自被旋轉體的熱量經旋轉力傳遞裝置向滾動軸承的外圈進行熱散逸，外圈比內圈先發生熱膨脹。因此，內圈和外圈之間的間隙不會收縮，可使滾動軸承本身成為抗疲勞結構。

而如上述以往例子所示，一旦被旋轉體與電機的驅動軸(輸出軸)直接連接，則在旋轉體被加熱時，也會向驅動軸進行熱散逸，存在電機內的軸承提早疲勞，電機本身的壽命縮短的問題。因此，在本發明中，優選所述輸出軸經動力傳導裝置與所述電機的驅動軸連接，以可自由冷卻的機架保持電機。由此，可有效抑制被旋轉體被加熱時向電機的驅動軸進行的熱散逸，可冷卻電機本身，并可延長含有電機的旋轉機構的使用壽命，是有利的。

再有，為解決上述問題，本發明的薄膜厚度監控器，具有：權利要求1或權利要求2所述的旋轉機構；包括石英晶體振蕩器的監控器本體；以及作為使石英晶體振蕩器局部露出的被旋轉體的圓盤狀部件。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式的旋轉機構的透視圖。

圖2是沿圖1的II－II線的剖面圖。

圖3是沿圖2的III－III線的剖面圖。

具體實施方式

以下參照附圖，以使石英晶體振蕩器局部露出的圓盤狀部件作為被旋轉體，使該圓盤狀部件在真空室內旋轉驅動的情況為例，對本發明的旋轉機構及薄膜厚度監控器的實施方式進行說明。以下表示“上”、“下”方向的用語以圖1為基準。

參照圖1，Cu是設置在圖外的真空蒸鍍裝置的真空室內、在真空蒸鍍過程中監控薄膜厚度、具有石英晶體振蕩器的薄膜厚度監控器的監控器本體。此外，由于監控器本體本身可使用具有公知結構的產品，所以此處省略對其的詳細說明。并且，薄膜厚度監控器具有用于旋轉驅動使設置在監控器本體Cu的上面的石英晶體振蕩器局部露出的圓盤狀部件的本實施方式的旋轉機構Mu。

進而參照圖2及圖3，旋轉機構Mu具有銅等熱傳導良好的材質制成的機架1，其具有底板11、支撐架12以及封閉支撐架12的上面的蓋板13。在支撐架12內側，在底板11上豎直設立有框架14，在框架14的外周安裝有根據用途適當選擇的電機2。機架1上設置有冷媒用通路15a、15b、15c，使冷媒(例如冷卻水)流通，冷卻機架1進而冷卻電機2。輸出軸3插設在框架14內，與電機2的驅動軸21的軸線平行，并由設置在框架14內的上下一對的滾動軸承31a、31b支撐。在驅動軸21和輸出軸3的上端，分別設置有相互嚙合的齒輪22、32，通過作為動力傳導裝置的齒輪22、32使電機2的動力傳送到輸出軸3，旋轉驅動輸出軸3。在從蓋板13向上方突出的輸出軸3的上端，安裝有作為旋轉體的旋轉板4的同時，在輸出軸3的上端部分，套管部件33由外部插入，與該上端部分的外周面留有間隔。此時，套管部件33的上端和旋轉板4的下面之間設置有間隙，套管部件33的內周面和輸出軸3的外周面之間也設置有間隙。再有，在旋轉板4上，在圓周方向上以規定間隔(120°)設置有朝向其中心的凹陷的切口41。

在旋轉板4的下側，留出規定間隔設置有環狀的塊體5a。在塊體5a的內周面上，凹陷設置有嵌合支撐輸出軸3的滾動軸承6的外圈61的大致上半部分的、在直徑方向上凹陷的環狀的槽(槽部)51a。并且，在外圈61嵌合在塊體5a上的狀態下，用凹陷設置有從下方與外圈61的大致下半部分嵌合的、在直徑方向上凹陷的環狀的槽(槽部)51b的環形夾具5b夾持，通過未圖示的螺絲固定。滾動軸承6的內圈62由套管部件33上端的凸緣部33a和設置在蓋板13上的環狀的突出部13a夾持，套管部件33通過在其下端擰緊的螺母部件8固定在蓋板13上。

使石英晶體振蕩器局部露出的圓盤狀部件7經螺栓9固定在塊體5a上，并配置為與旋轉板4的上面留有間隔。此時，塊體5a上穿通設置有與切口41的形成位置一致且與切口41的內邊緣存在一定間隙的突出部52，通過該間隙吸收因熱膨脹導致的金屬材質的塊體5a的突出部52的伸長。再有，在與突出部52相對的圓盤狀部件7的位置上形成有透孔71的同時，在突出部52的上端部設置有與透孔71嵌合的嵌合突起部53。并且，在嵌合突起部53與透孔71嵌合的狀態下，將各螺栓9從上方緊固在塊體5上，旋轉板4間隔著塊體5a與圓盤狀部件7相連接。由此，一旦輸出軸3被旋轉驅動，則旋轉板4旋轉的同時，突出部52與旋轉板4的切口41的內邊緣嚙合，塊體5a旋轉，隨之圓盤狀部件7被旋轉驅動。此時，具有突出部52和嵌合突起部53的塊體5發揮了作為本實施方式的旋轉力傳遞裝置的作用。此外，在圓盤狀部件7上，沿圓周方向距離規定間隔開設有多個用于使石英晶體振蕩器局部露出的透孔72。

根據上述實施方式，一旦圓盤狀部件7被圖外的真空蒸鍍裝置的真空室內設置的蒸發源發出的輻射熱所加熱，則首先向塊體5a傳遞熱量，來自塊體5a的熱量主要向比塊體5a的突出部52接觸面積更大的滾動軸承6的外圈61進行熱散逸，外圈61發生熱膨脹。此時，由于蓋板13被水冷卻，因此其內圈62幾乎不發生熱膨脹。因此，內圈62和外圈61之間的間隙不會收縮，可形成滾動軸承6本身抗疲勞的結構。并且，經齒輪22、32將輸出軸3連接在電機2的驅動軸21上，可有效抑制圓盤狀部件7被加熱時向電機2的驅動軸21進行的熱散逸的同時，通過將電機2安裝在被冷卻的框架14上，電機2本身不會被加熱，結果是可延長包含電機2的旋轉機構Mu本身、進而延長薄膜厚度監控器本身的使用壽命。

以上對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不受上述內容限定。在上述實施方式中，以使石英晶體振蕩器局部露出的圓盤狀部件7作為被旋轉體的產品為例進行了說明，但并不僅限于此，例如，像有選擇的遮蓋蒸發源的擋板那樣的在真空室內被電機旋轉驅動的部件，只要是在真空中進行處理時吸收熱量的產品，就可用作本發明的旋轉機構。再有，在上述實施方式中，以兼用于固定圓盤狀部件7的、且具有突出部52和嵌合突起部53的塊體5a作為旋轉力傳遞裝置為例進行了說明，但并不僅限于此，只要是能使來自被旋轉體的熱量傳遞到支撐輸出軸的滾動軸承的外圈而非內圈的結構即可。進而，在本發明中，以設置在輸出軸3的前端的旋轉板構成了旋轉體，但不論其形式如何，只要是與該被旋轉體間隔配置以便不從被旋轉體直接傳遞熱量，并可將輸出軸的旋轉力傳遞給被旋轉體的產品即可。

附圖標記說明

Cu…薄膜厚度監控器的監控器本體、旋轉機構、Mu…旋轉機構、2…電機、21…電機的驅動軸、3…輸出軸、4…旋轉板(旋轉體)、5…塊(旋轉力傳遞裝置)、51a，51b…環狀的槽(槽部)、52…突出部(旋轉力傳遞裝置)、53…嵌合突起部(旋轉力傳遞裝置)、6…滾動軸承、61…外圈、62…內圈、7…圓盤狀部件(被旋轉體)、22，32…齒輪(動力傳遞裝置)。