(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発源を内部に設けた真空槽内に、蒸着を施される基板が取り付けられて自転する自転板と該真空槽を挿通した公転軸により回転されて該自転板に公転を与える公転部材を設けた装置に於いて、該公転部材に該自転板を揺動部材により揺動自在に取り付けすると共に該自転板を該公転部材に取り付けた自転用モーターに連結してこれに自転を与え、該公転軸と共通の中心軸を有して該真空槽内へ延びて該公転軸と共に回転し且つ該中心軸方向へ該公転軸から独立して移動自在の摺動回転軸を設け、該揺動部材に該摺動回転軸を連結して該摺動回転軸の該中心軸方向への移動により該揺動部材及び自転板を揺動することを特徴とする真空蒸着用基板傾斜自公転装置。
【請求項２】
上記摺動回転軸の真空槽内の端部に該回転軸と共に回転昇降する昇降板を一体に取り付け、該昇降板と上記揺動部材をカム機構等の該昇降板の昇降運動を揺動運動に変換する機構を介して連結したことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着用基板傾斜自公転装置。
【請求項３】
上記摺動回転軸の真空槽外部の端部に該回転軸の軸と直交方向に延びるガイド板を一体に取り付け、該回転軸と平行に該真空槽の外部に設けた昇降用モーターにより回転されるねじ桿に、該ガイド板の両面を挟んで回転する１対のローラーを取り付けた移動子を装着したことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着用基板傾斜自公転装置。
【請求項４】
上記自転板に、バネに抗して該自転板の板面から離反する複数個の保持片を設けて該保持片と該板面の間に基板を保持し、上記真空槽の側壁に基板搬送ロボットの搬送腕が進入する基板出入口を設け、該真空槽内の基板出入口の両側に設けた回転軸を中心に揺動して上記自転板を挟むことにより所定位置に該自転板を停止させるスイングアームを設け、該スイングアームに該真空槽の内外に延びるプッシュロッドにより押され且つ該自転板の各保持片を押圧して該板面から離反させる基板解放用の押圧部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着用基板傾斜自公転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空蒸着槽内に於いて蒸着処理される基板を自転及び公転させて成膜する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置として例えば図１３に示すような、蒸発源ａを内部に設けた真空槽ｂ内に、蒸着を施される基板ｃが取り付けられて自転する自転板ｄと、該真空槽ｂを挿通した公転軸ｅにより回転されて該自転板ｄに公転を与える公転部材ｆを設けた装置が公知であり、該公転軸ｅが真空シールｇを介して該真空槽ｂの外部のモーターｈにより回転されると、公転部材ｆに取り付けた該自転板ｄの回転軸ｉと一体のローラーｊが該真空槽ｂ内に設けたレールｋに接触回転し、該自転板ｄに設けた基板ｃに自転と公転が与えられて、これに形成される蒸着膜を均一な厚さにできる。該自転板ｄはその板面を下方の蒸発源ａに向けて傾斜して回転自在に取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、自転数と公転数の比がローラーｊの径及びレールｋの長さで決定されてしまうため、これらの部品の変更なしに自公転比を変化させることは出来ない不都合がある。また、蒸発源ａに対する基板ｃの傾斜角度は固定であり、その角度を変更する場合には、部品の変更、組付け変更を伴うので、蒸着中に角度を変化させて蒸着物の入射角を変えることはできない。更に、自転板ｄへの基板ｃの取り付けは、真空槽ｂ内を大気圧に戻し、人手により行われており、生産性が低い欠点がある。
【０００４】
本発明は、このような蒸着装置に於ける自公転比を任意に変更できる基板傾斜自公転装置を提供すること、入射角の異なった蒸着を連続的に行え、更に自転板への基板の着脱を自動的に行える装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、蒸発源を内部に設けた真空槽内に、蒸着を施される基板が取り付けられて自転する自転板と該真空槽を挿通した公転軸により回転されて該自転板に公転を与える公転部材を設けた装置に於いて、該公転部材に該自転板を揺動部材により揺動自在に取り付けすると共に該自転板を該公転部材に取り付けた自転用モーターに連結してこれに自転を与え、該公転軸と共通の中心軸を有して該真空槽内へ延びて該公転軸と共に回転し且つ該中心軸方向へ該公転軸から独立して移動自在の摺動回転軸を設け、該揺動部材に該摺動回転軸を連結して該摺動回転軸の該中心軸方向への移動により該揺動部材及び該自転板を揺動させる構成として、上記の目的を達成するようにした。該摺動回転軸の真空槽内の端部に該回転軸と共に回転昇降する昇降板を一体に取り付け、該昇降板と揺動部材をカム機構等の該昇降板の昇降運動を揺動運動に変換する機構を介して連結することにより、該自転板が揺動される。また、該摺動回転軸の真空槽外部の端部に該回転軸の軸と直交方向に延びるガイド板を一体に取り付け、該回転軸と平行に該真空槽の外部に設けた昇降用モーターにより回転されるねじ桿に、該ガイド板の両面を挟んで回転する１対のローラーを取り付けた移動子を装着した構成とすることにより、該回転軸の軸方向の移動を行える。更に、該自転板に、バネに抗して該自転板の板面から離反する複数個の保持片を設けて該保持片と該板面の間に基板を保持し、上記真空槽の側壁に基板搬送ロボットの搬送腕が進入する基板出入口を設け、該真空槽内の基板出入口の両側に設けた回転軸を中心に揺動して上記自転板を挟むことにより所定位置に該自転板を停止させるスイングアームを設け、該スイングアームに該真空槽の内外に延びるプッシュロッドにより押され且つ該自転板の各保持片を押圧して該板面から離反させる基板解放用の押圧部材を設けることにより、該自転板を所定位置に停止させて基板の交換を自動的に行える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明すると、図１に於いて、符号１は内部に蒸発源２を設けた真空槽を示し、該真空槽１内の上方には蒸着処理を施される基板３を取り付けて自転する自転板４が設けられ、該真空槽１を内外に挿通して設けた公転軸５の真空槽１内の端部に公転部材６を固定し、該公転部材６に該自転板４を取り付けてこれに公転を与える。
【０００７】
該公転軸５は中空部材で構成され、回転真空シール７を介して該真空槽１を内外に挿通し、該公転軸５の真空槽１外の端部に中空式直結型モーター８を直結して該公転軸５に回転を与えると共に公転部材６に公転を与えるようにした。自転板４は方形の板状材で構成され、図２乃至図４に示すように、その背面側の板面の中心に設けた自転軸９を、該公転部材６から垂下させた２本一対の支柱１０、１０間に回動自在に設けた略クランク形の揺動部材１１に軸受１２を介して回転自在に取り付け、該支柱１０に取り付けた自転用モーター１３の回転軸をフレキシブルカップリング１４を介して該自転軸９に連結した。
【０００８】
符号１５は、該公転軸と共通の中心軸を有し、該公転軸５と共に回転し且つ該中心軸方向へ該公転軸５から独立して移動する中空の摺動回転軸で、該公転軸５の中空部内を挿通して該真空槽１内へと延び、該揺動部材１１に昇降板１６とロッド１７を介して連結した。該揺動部材１１のコ字状のクランク部１１ａにカム溝２１を形成すると共に該ロッド１７に該カム溝２１と係合するカムローラー２２を設けてカム機構２３を構成させ、該摺動回転軸１５の摺動で該昇降板１６が昇降したとき、該カム機構２３の作動により該揺動部材１１が自転板４の板面を真空槽２の内方へ向けた状態から、図３及び図４に示すような下方へ向ける状態へと揺動するようにした。
【０００９】
該摺動回転軸１５の該摺動回転軸１５の回転を可能にすること及びこれに移動を与えるために、該摺動回転軸１５の該真空槽１の外部の端部にその軸方向と直交方向へ延びるガイド板１８を一体に取り付けると共に、その側方に該回転軸１５と平行に設けた昇降用モーター１９により回転されるねじ桿２０に移動子２４を螺着し、該移動子２４に該ガイド板１８の上下の両面を挟んで回転する１対のローラー２５、２５を設けた。該ガイド板１８には挿通孔２６を形成し、これに該公転軸５の真空槽１外の端部に設けたフランジ５ａから延びる連結桿２７を挿通させ、該公転軸５の回転が該連結桿２７を介して該ガイド板１８に伝達され、該摺動回転軸１５も回転されるようにした。この回転中に該昇降用モーター１９でねじ桿２０を回転させると、移動子２４がそのローラー２５、２５間に回転するガイド板１８を挟んで昇降し、該摺動回転軸１５にその軸方向の移動が与えられて昇降板１６が昇降し、カム機構２３が作動して揺動部材１１が揺動する。従って、該公転軸５により自転板４が公転中であっても任意に該自転板４の傾斜を変更できる。
【００１０】
該基板３は、該自転板４の周縁の複数箇所に設けた保持片２７により該自転板４の板面との間に挟んで保持し、各保持片２７を該自転板４を挿通したピン２８に取り付けて該自転板４の背面と該ピン２８の間に介在させたバネ２９により該基板３の保持力が生じるようにした。該基板３の自転板４への着脱の制御は、図５及び図６に示すように、各ピン２８を一斉に押圧する長手の押圧部材３０により行われ、基板３は該真空槽１の側壁１ａに形成した基板出入口３１から槽内へ進入する搬送ロボットの搬送腕３２により外部との間で搬送される。
【００１１】
該基板出入口３１の両側には真空槽１の外部のモーター（図示してない）等により正逆に回転される回転軸３３、３３を設け、これに該押圧部材３０及び位置決めローラー３５を備えたスイングアーム３４、３４の根部を固定し、図７及び図８のように自転板４の公転が停止したとき両スイングアーム３４が側壁１ａ付近の退去位置から旋回して該位置決めローラー３５、３５間に該自転板４の側縁を挟み、該基板出入口３１の対向位置に該自転板４を位置させる。該押圧部材３０はスイングアーム３４の先端部に挿通して設けたバネ３６を介在させた作動軸３７に固定され、該真空槽１を内外へ延びるプッシュロッド３８が該作動軸３７をバネ３６に抗して押圧すると、該押圧部材３０がその下方に位置する自転板４の各ピン２８を一斉に押し、保持片２７が緩んで基板３を板面から解放する。この基板３の解放時には該自転板４が揺動部材１１の作動によりその板面を下方に向けて停止し、搬送ロボットの搬送腕３２は基板出入口３１から進入して該板面の対向位置にこの解放に先立って待機する。尚、該基板３を自転板４の板面へ装着するときは、その板面を下面に向けると共に各保持片２７を解放状態として自転板４を待機させ、該板面と保持片２７の間へ基板３を載せた搬送腕３２が進入すると、該保持片２７に保持作動を行わせ、基板３が板面に装着される。３９は公転軸５の内部の真空を維持するためのベローズ、４０は摺動回転軸１５の内部の真空を維持するためのキャップ、４１は自転用モーター１３に給電するスリップリングである。
【００１２】
以上の構成に作動を説明すると、真空槽１内を適当な真空圧に排気し、蒸発源２を作動させ、公転軸５の回転により基板３を取り付けた自転板４を公転させると共に自転用モーター１３の回転により該自転板４を自転させる。該自転板４は摺動回転軸１５を適当な距離だけ移動させて蒸発物が所定の入射角で入射するように傾斜した状態で自公転し、その自転数と公転数の比は、公転用の中空式直結型モーター８の回転数と自転用モーター１３の回転数を任意に設定することにより自在に変更できる。また、昇降用モーター１９を適当数回転させて摺動回転軸１５をその軸方向へ移動させると、昇降板１６のロッド１７がカム機構２３を作動させて揺動部材１１を揺動するので、自転板４の傾斜角度が変更され、移動子２４のローラー２５、２５で該摺動回転軸１５のガイド板１８を挟む構成であるので、自公転中でも自由にその傾斜角度の変更を行える。その蒸着が終了すると、蒸発源２からの蒸気が基板３へ到達しないように例えばシャッターを閉じ、自公転を止め、該摺動回転軸１５を移動させて自転板４の板面を下方に向け、スイングアーム３４、３４の進出により該自転板４を挟んで所定に位置に停止させ、基板出入口３１から進入した搬送ロボットの搬送腕３２が該自転板４の板面の対向位置にわずかな間隔を存して位置させたのちプッシュロッド３８を下動させる。これにより該スイングアーム３４の押圧部材３０が自転板４の各ピン２８を押し、これと一体の保持片２７が該板面から離反すると保持されていた蒸着済みの基板３が該搬送腕３２上へ僅か落下して受け渡され、真空槽１に仕切バルブを介して気密に接続した仕込取出室へ該搬送腕３２により搬出される。該搬送腕３２は、その外部で該蒸着済みの基板３を新たな基板と交換して再び真空槽１内の該板面と対向する位置へ進入し、このあと該プッシュロッド３８を退去させると該保持片２７がバネ２９により基板３を該板面との間で狭持状態に復帰する。そして回転摺動軸１５を上昇させて自転板４を所定の傾斜とし、中空式直結型モーター８及び自転用モーター１３を所望の回転比で回転させながらシャッターを開いて蒸気を基板３に当て、蒸着が続行される。この蒸着中に仕込取出室との間の仕切バルブが閉じられ、蒸着された基板は外部へ搬出され、新たな蒸着されるべき基板が該仕込取出室内に用意される。尚、自転板４は、通常、公転部材６に複数設けられ、各自転板４の基板３は順次に該搬送腕３２にて交換される。
【００１３】
該昇降板１６の昇降運動を揺動部材１１の揺動運動に変換する機構は、カム機構２３以外に、図９のようにロッド１７に設けたリンク機構４２により、或いは図１０のようにロッド１７に形成したラック４３と噛合する揺動部材１１に形成したピニオン４４とで構成してもよい。また、自転用モーター１３の回転を自転板４へ伝達するために、図１２のように揺動部材１１に傘歯車４５を設け、これに自転用モーター１３で回転される傘歯車４６及び自転板４と一体の傘歯車４７を咬み合わせるようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、真空蒸着装置の真空槽内で基板に公転を与える公転部材に自転板を揺動部材により揺動自在に取り付けると共に該自転板を該公転部材に取り付けた自転用モーターに連結して該自転板に自転を与え、該公転部材に公転を与える公転軸と共に回転し且つ該公転軸から独立して移動自在の摺動回転軸を設け、該揺動部材と該摺動回転軸を連結して該摺動回転軸の移動により該揺動部材及び自転板を揺動するようにしたので、自公転比を任意に変更して蒸着を行えると共にその自公転中に該基板の蒸発源に対する傾斜角を任意に変更でき、入射角の異なった蒸着を連続して行え、請求項４の構成とすることにより、自転板から基板の着脱を自動的に行えるので生産性が向上する等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の要部の切断側面図
【図２】図１の要部の拡大側面図
【図３】図２の作動状態の説明図
【図４】図３の左側面図
【図５】図１の要部の切断平面図
【図６】図５の６−６線部分の断面図
【図７】基板の着脱状態の切断側面図
【図８】図７の作動状態の説明図
【図９】本発明の他の揺動構成の実施例の要部の拡大側面図
【図１０】本発明の更に他の揺動構成の実施例の要部の拡大側面図
【図１１】本発明の他の自転構成の実施例の側面図
【図１２】本発明の更に他の自転構成の実施例の側面図
【図１３】従来例の切断側面図
【符号の説明】
１  真空槽                  １ａ  側壁              ２  蒸発源
３  基板                      ４  自転板            ５  公転軸
６  公転部材                  ９  自転軸          １１  揺動部材
１３  自転用モーター          １５  摺動回転軸      １６  昇降板
１８  ガイド板                １９  昇降用モーター  ２０  ねじ桿
２３  カム機構                ２４  移動子          ２５  ローラー
２７  保持片                  ２９  バネ            ３０  押圧部材
３１  基板出入口              ３２  搬送腕          ３３  回転軸
３４  スイングアーム          ３８  プッシュロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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