(57)【要約】【課題】  弁座に押圧されている弁体の背面を短い動作時間かつ小さな動力によって支持する逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いたロードロック式真空成膜装置を提供する。【解決手段】  真空チャンバ１０の内側から弁体１７の背面を押圧手段１８により押圧して真空チャンバ１０の壁体内面１０ａの開口１０ｂ周縁に弁体１７前面を当接させて該開口１０ｂを封鎖する逆圧式封鎖弁１７において、真空チャンバ１０の壁体内側に固定されている固定部材５２と、固定部材５２に支持されながら、押圧手段１８によって押圧されている弁体１７の背面の周縁部に当接するようにして進出し、かつ弁体１７の移動軌道上から退避するようにして退却する可動部材５１と、可動部材５１を駆動する駆動装置５３，５４，５６とを有する。【選択図】  図５
2006117981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバの内側から弁体の背面を押圧手段により押圧して前記真空チャンバの壁体の内面の開口周縁に前記弁体前面を当接させて該開口を封鎖する逆圧式封鎖弁において、
前記真空チャンバの壁体内側に固定されている固定部材と、
前記固定部材に支持されながら、前記押圧手段によって押圧されている前記弁体の背面の周縁部に当接するようにして進出し、かつ前記弁体の移動軌道上から退避するようにして退却する可動部材と、
前記可動部材を駆動する駆動装置と、を有する、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置。
【請求項２】
前記駆動装置には駆動出力検出手段を有している、請求項１に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置。
【請求項３】
前記可動部材は、前記真空チャンバの壁体内側において後端が前記固定部材に揺動自在に軸止されている揺動部材であって、
前記駆動装置は、前記揺動部材を揺動させる揺動装置であって、
前記駆動装置によって、前記揺動部材の前端が、前記弁座に押圧されている前記弁体の背面周囲から該背面の周縁部に迫り出しかつ当接する、請求項１に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、アクチュエータと、
前記アクチュエータによって軸方向に進退駆動される進退軸と、
前記揺動部材の前後端間の任意の点と、前記進退軸の先端とを連接するリンク部材と、を有する、請求項３に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置。
【請求項５】
前記揺動部材は、前端にローラが装着され、
前記弁体背面の周縁部の少なくとも一部には周端に近づくほど弁体厚が薄くなる接触面が形成され、
前記ローラが前記接触面に当接する、請求項３に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置を備える、ロードロック式真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆圧式封鎖弁に用いられる弁体クランプ装置である逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びロードロック式真空成膜装置に関し、特に、弁体の押圧を支援する逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いた真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、真空成膜装置は、成膜処理が行われる真空チャンバ内の基材の数量を制限し、真空成膜作業の都度、未成膜の基材をロードロック室から真空チャンバに搬入し、成膜済みの基材を真空チャンバからロードロック室へ搬出する、ロードロック式真空成膜装置が用いられるようになってきている。このロードロック式真空成膜装置においては、基材の搬出入が頻繁に行われるので、真空チャンバの開口を開放及び封鎖する開閉弁については、弁体駆動装置のコンパクト化、封鎖の確実性等積極的な研究開発が行われている。
【０００３】
こうした情況の下、ロードロック式真空成膜装置の真空チャンバ開閉弁として逆圧式封鎖弁が用いられている。この逆圧式封鎖弁は、一般的には、真空チャンバの壁体内側の開口周縁に構成されている弁座に弁体前面を向けて、真空チャンバの内側から弁体の背面を押圧して、真空チャンバの開口を封鎖するように構成されている。
【０００４】
ここで、この逆圧式封鎖弁は、弁体背面を押圧する弁体駆動装置が真空チャンバ内に構成されるので、真空チャンバの開口外側に構成されるロードロック室の構造を簡素化するとともに、ロードロック室内容積をコンパクトにすることができる。このロードロック室容積の減少はロードロック室の減圧時間の短縮につながるので、成膜処理の迅速化、すなわちロードロック式真空成膜装置の時間生産性の向上を図ることができる。
【０００５】
他方で、逆圧式封鎖弁においては、弁体駆動装置の押圧力が外部からの大気圧に抗して弁体を支持するので、弁体駆動装置は油圧シリンダ等高出力の押圧手段を必要とする。また、リンク装置の死点を利用して弁体背面を押圧する弁体駆動装置によって、高出力の押圧手段を要しない構造も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６５０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の逆圧式封鎖弁においては、封鎖の確実性において改善の余地があった。すなわち、電気あるいは油圧系統の不具合、リンク機構の不具合等何らかの原因によって押圧力が減損し、大気圧に抗しきれずに弁座と弁体との封鎖構造が破壊されることがある。そうすると、真空チャンバ内に大気が流入してしまい、真空成膜作業の失敗、あるいはロードロック式真空成膜装置の損傷を招来することがある。
【０００７】
また、逆圧式封鎖弁の構造と動作時間とは、ロードロック式真空成膜装置の設備コストと時間生産性とに影響するので、その構造はできるだけコンパクトであり、かつその動作時間はできるだけ短い方が望ましい。
【０００８】
他方で、一般に弁の封鎖の確実性を向上させる手段としてはクランプ装置が用いられる。しかし、クランプ螺旋を用いた一般的な弁体クランプ装置は、クランプの動作に時間がかかる。加えて、真空チャンバ内でのクランプ駆動に要する装置類が複雑になり、真空チャンバ室内の所要スペースも大きくなる。したがって、逆圧式封鎖弁のクランプ装置としては不向きである。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、弁座に押圧されている弁体の背面を短い動作時間かつ小さな動力によって支持する逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いたロードロック式真空成膜装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明にかかる逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置は、真空チャンバの内側から弁体の背面を押圧手段により押圧して前記真空チャンバの壁体の内面の開口周縁に前記弁体前面を当接させて該開口を封鎖する逆圧式封鎖弁において、前記真空チャンバの壁体内側に固定されている固定部材と、前記固定部材に支持されながら、前記押圧手段によって押圧されている前記弁体の背面の周縁部に当接するようにして進出し、かつ前記弁体の移動軌道上から退避するようにして退却する可動部材と、前記可動部材を駆動する駆動装置と、を有する（請求項１）。また、本発明にかかるロードロック式真空成膜装置は、請求項１に記載の逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置を備える（請求項６）。このように構成すると、弁座に押圧されている弁体の背面を可動部材及び固定部材を介して真空チャンバの壁体が支持するので、簡便な構造によって逆圧式封鎖弁の封鎖の確実性を向上させることができる。また、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置の駆動動作は可動部材を進出及び退避させるだけなので、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置の構造が簡素かつ駆動動作の所要動力及び所要時間が小さく、ロードロック式成膜装置の設備コストの上昇と時間生産性の低下とを抑制することができる。
【００１１】
前記駆動装置には駆動出力検出手段を有しているとよい（請求項２）。このように構成すると、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置の駆動装置によって駆動される揺動部材にかかる外力を検出することができるので、揺動部材が弁体と固定部材との間に挿嵌される際における弁体との干渉の有無、及び弁体の背面との接触時における揺動部材への反力の有無を検知することができる。そして、この駆動力の異常の有無によって、弁体が弁座に押圧されていることを確認することができ、ひいては、逆圧式封鎖弁の封鎖の確実性を向上させることができる。
【００１２】
前記可動部材は、前記真空チャンバの壁体内側において後端が揺動自在に軸止されている揺動部材であって、前記駆動装置は、前記揺動部材を揺動させる駆動装置であって、前記駆動装置によって、前記揺動部材の前端が、前記弁座に押圧されている前記弁体の背面周囲から該背面の周縁部に迫り出しかつ当接するとよい（請求項４）。また、前記駆動装置は、アクチュエータと、前記アクチュエータによって軸方向に進退駆動される進退軸と、前記揺動部材の前後端間の任意の点と、前記進退軸の先端とを連接するリンク部材と、を有するとよい（請求項５）。このように構成すると、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置の駆動動作は、揺動部材を揺動させるだけなので、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置は揺動部材の全自重を支える必要がなく、駆動動作の所要動力及び所要時間をさらに小さくすることができ、ロードロック式成膜装置の設備コストの上昇と時間生産性の低下とをさらに抑制することができる。
【００１３】
前記揺動部材は、前端にローラが装着され、前記弁体背面の周縁部の少なくとも一部には周端に近づくほど弁体厚が薄くなる接触面が形成され、前記ローラが前記接触面に当接するとよい（請求項５）。このように構成すると、揺動部材と弁体とを円滑に当接させることができるので、逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置の駆動動作の所要動力及び所要時間をさらに小さくすることができ、ロードロック式成膜装置の設備コストの上昇と時間生産性の低下とをさらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いたロードロック式真空成膜装置は、弁座に押圧されている弁体の背面を、短い動作時間かつ小さな動力によって支持するので、逆圧式封鎖弁の封鎖の確実性を向上させるとともに、ロードロック式成膜装置の設備コストの上昇と時間生産性の低下とを抑制するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
先ず、本実施の形態に係るロードロック式真空成膜装置の構成について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１に係るロードロック式真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【００１８】
ロードロック式真空成膜装置１は、大気側サークルライン２と、真空側サークルライン３とを備えている。ここで、大気側サークルライン２は、真空側サークルライン３への成膜処理前の基材の供給と、成膜処理が完了した基材の受け取りとを行うよう機能する。一方、真空側サークルライン３は、大気側サークルライン２から供給された成膜前の基材の表面クリーニング処理と、該表面クリーニング処理が完了した基材の表面に反射膜を成膜するスパッタリングと、該スパッタリングによって成膜された反射膜の表面に該反射膜を保護する保護膜を成膜する保護膜重合処理とを行うよう機能する。大気側サークルライン２と真空側サークルライン３とは、基材の受け渡しが的確に行われるように、ロードロックステージ１０２において、大気側サークルライン２の基材受け渡し部と真空側サークルライン３の基材受け渡し部とが隣接するように配設されている。そして、ロードロックステージ１０２にロードロック室１１が構成されている。
【００１９】
ここで、大気側サークルライン２の構成について説明する。
【００２０】
大気側サークルライン２は、円盤状の第１の回転ベース４を有している。この第１の回転ベース４は、作業者が図１に示すロードステージ１０１で取り付けた基材ホルダ３３を後述する真空側サークルライン３のロードロック室１１と対向する位置へ回転移動させるように機能する。また、ロードロックステージ１０２で受け渡されロードロック室１１と対向する位置に移動された成膜が完了した基材を図１に示すアンロードステージ１０３へ回転移動させるよう機能する。具体的には、この第１の回転ベース４は、図１では時計回りに回転駆動可能に配設されている。また、第１の回転ベース４の平面視における中心には回転軸５が止着されている。そして、回転軸５が図１では図示しない回転駆動手段によって回転駆動されることにより、第１の回転ベース４が回転軸５を回転中心として回転駆動される。
【００２１】
そして、この第１の回転ベース４上の所定位置には、板状の大気側弁体６が複数設けられている。本実施の形態ではこの大気側弁体６は４つ設けられており、それぞれ、中心角９０°ずつ離れて配設されている。又、この大気側弁体６の回転軸５に対向しない面上には、基材８が装着される基材ホルダ３３を保持する柱状のアーム３１が設けられている。これらのアーム３１を備えた大気側弁体６は、ロードステージ１０１において基材８が装着された基材ホルダ３３をアーム３１で支持し、基材ホルダ３３を前記ロードロック室１１内のロードロックステージ１０２において受け渡し、基材ホルダ３３をアンロードステージ１０３へ移動させるよう機能する。
【００２２】
又、大気側弁体６は、ロードロックステージ１０２において基材ホルダ３３の受け渡しを行う際に、ロードロック室１１を後述する真空チャンバ１０の外部から封鎖するよう機能する。そのため、各々の大気側弁体６には後に説明する、図１では図示しないスライド機構が取り付けられている。大気側弁体６がこのスライド機構によって第１の回転ベース４の半径方向に移動されることにより、基材ホルダ３３を所定の位置に配置すると共に、ロードロック室１１を的確に封鎖する。尚、図１に示す予備ステージ１０４は、例えば、大気側弁体６及びアーム３１をクリーニングするために設けられたステージである。
【００２３】
次に、真空側サークルライン３の構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、真空側サークルライン３は、その内部を所定の真空状態に保持可能な略円筒状の真空チャンバ１０を有している。そして、この真空チャンバ１０には、該真空チャンバ１０の壁部１０ａが各々直方体状に凹陥されてなる、ロードロック室１１と、前真空室１２と、スパッタ室１３と、重合室１４とが各々周方向に形成されている。これらのロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、及び重合室１４は各々中心角が９０°ずつ離れて配設されている。ここで、ロードロック室１１では、大気側サークルライン２との基材の受け渡しが行われる。又、前真空室１２では、該前真空室１２内を高真空状態とすることによる成膜前の基材の表面クリーニング処理が行われる。又、スパッタ室１３では、前真空室１２において表面クリーニング処理が行われた基材の被成膜面へのスパッタリングによる反射膜の成膜が行われる。又、重合室１４では、スパッタ室１３において基材の被成膜面に成膜された反射膜の表面への樹脂製の保護膜の成膜が行われる。従って、ロードロック室１１の外壁には、基材の受け渡しが行われる開口が形成されている。又、スパッタ室１３の壁部にはターゲット取り付け穴が形成されており、このターゲット取り付け穴にはスパッタ材料からなるターゲット（カソード）２１が配設されている。又、重合室１４の壁部には電極取り付け穴が形成されており、この電極取り付け穴には重合処理を行う際に用いられる電極２２が配設され、更に、この電極２２の背面には磁石２３が配設されている。
【００２５】
尚、図１には図示しないが、真空チャンバ１０には、その内部を所定の真空状態又は常圧状態とするための第１の空気排出用配管及び空気導入用配管が接続されている。又、ロードロック室１１及び前真空室１２には、その内部を所定の真空状態又は常圧状態とするための第２の空気排出用配管及び空気導入用配管が接続されている。これらの第１及び第２の空気排出用配管及び空気導入用配管は、それぞれ、空気排出機構（真空ポンプ）及び空気導入機構に接続されている。又、スパッタ室１３には、所定のスパッタ用ガスを導入及び排出するためのスパッタ用ガス供給配管及びスパッタ用ガス排出配管が設けられている。これらのスパッタ用ガス供給配管及びスパッタ用ガス排出配管は、それぞれ、スパッタ用ガス供給機構及びスパッタ用ガス排出機構に接続されている。更に、重合室１４には、重合用ガスを導入及び排出するための重合用ガス供給配管及び重合用ガス排出配管が設けられている。これらの重合用ガス供給配管及び重合用ガス排出配管は、それぞれ、重合用ガス供給機構及び重合用ガス排出機構に接続されている。
【００２６】
真空チャンバ１０内には、円盤状の第２の回転ベース１５が配設されている。この第２の回転ベース１５は、大気側サークルライン２からロードロック室１１を介して供給された基材を、周方向に配置された前真空室１２、スパッタ室１３、重合室１４の対向する位置へと順次移動させるよう機能する。具体的には、この第２の回転ベース１５は、真空チャンバの内部において図１では時計回りに回転駆動可能に配設されている。また、第２の回転ベース１５の平面視における中心には回転軸１６が止着されている。そして、回転軸１６が図１では図示しない回転駆動手段によって回転駆動されることにより、第２の回転ベース１５が回転軸１６を回転中心として回転駆動される。
【００２７】
そして、この第２の回転ベース１５上の、ロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、及び重合室１４と対向可能な位置には、板状の真空側弁体１７がそれぞれ設けられている。又、これらの真空側弁体１７の回転軸１６に対向しない面上には、基材ホルダ３３を保持するフック３２が設けられている。
【００２８】
これらのフック３２を備えた真空側弁体１７は、必要に応じてロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、重合室１４の内部に基材ホルダ３３及びフック３２を介して保持される基材８を配置すると共に、その際にロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、及び重合室１４を真空チャンバ１０の内部から封鎖するよう機能する。そのため、各々の真空側弁体１７の背後には伸縮可能なリンク機構（押圧手段）１８が取り付けられており、真空側弁体１７は、このリンク機構１８が第２の回転ベース１５の半径方向に伸縮されることにより、必要に応じて基材８を所定の位置に配置すると共に、ロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、重合室１４を封鎖する。ここで、リンク機構１８の真空側弁体１７と接続されていない他端は、回転軸１６によって保持されている。
【００２９】
ロードロック式真空成膜装置１を構成する大気側サークルライン２及び真空側サークルライン３の動作、ひいては大気側サークルライン２及び真空側サークルライン３を構成する各構成要素の動作は、制御装置１００によって適宜制御される。
【００３０】
次に、ロードロック室１１の構造について詳細に説明する。
【００３１】
図２は、図１に示したロードロック式真空成膜装置におけるロードロック室の構造を模式的に示す横断図である。なお、図２は、大気側サークルライン２の大気側弁体６と真空側サークルライン３の真空側弁体１７とが対向する位置に配置された場合の状態を示している。
【００３２】
図２に示すように、ロードロック式真空成膜装置１では、ロードロック室１１が真空チャンバ１０が凹陥してなる凹陥部で構成されている。このロードロック室１１は、真空チャンバの外側、すなわち大気側に開放されている。そして、このロードロック室１１に対して、大気側からは大気側弁体６が、真空チャンバ１０の内側（真空側）からは真空側弁体１７が、それぞれ当接するように配設されている。そして、これらの大気側弁体６及び真空側弁体１７がロードロック室１１の大気側及び真空側の開口に当接することによってロードロック室１１が封鎖される。大気側弁体６は、ロードロック室１１の外側から、ロードロック室１１の壁部１１ａに対して略垂直に当接可能とされている。真空側弁体１７は、ロードロック室１１を構成する凹陥部の周囲、すなわち図において真空チャンバ１０の開口１０ｂの周囲の壁部１０ａに対して真空チャンバ１０の内側から、略垂直に当接可能とされている。すなわち、大気側弁体６と真空側弁体１７とが共に壁部１１ａ及び壁部１０ａに当接した場合には、ロードロック室１１は密閉空間となる。具体的には、大気側弁体６は、スライド機構９によって第１の回転ベース４の半径方向にスライド移動されて、ロードロック室１１の壁部１１ａに大気側から当接する。なお、大気側弁体６を保持するスライド機構９は、図示しないスライド機構駆動手段及び回転軸５によって保持されている。このスライド機構駆動手段は、油圧又はエアシリンダや、後述するリンク機構１８と同様のリンク機構によって構成される。また、真空側弁体１７は、リンク機構１８によって第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動されて、図２に示すように、壁部１０ａに真空側から当接する。
【００３３】
ここで、壁部１０ａの封鎖構造について詳述する。真空チャンバ１０の開口１０ｂの周囲の壁部１０ａには、開口１０ｂを包囲するようにして、シール部材（弁座）７０が配設されている。本実施の形態では、シール部材７０には、スクィーズドパッキンが用いられている。これにより、真空弁体１７の前面がシール部材７０を押圧することによって、開口１０ｂが封鎖される。壁部１１ａの封鎖構造についても同様に構成されている。
【００３４】
そして、大気側弁体６には、３つの棒状のアーム３１が設けられ、アーム３１の先端部において基材ホルダ３３が支持される。ここではアーム３１の駆動機構の詳細な説明を省略するが、アーム３１は、基材ホルダ３３を真空側弁体１７の大気側の主面（以下、前面という）に配設されているフック３２との間で受け渡しができるように構成されている。
【００３５】
次に、ロードロック式真空成膜装置１の真空側弁体１７の支持構造を詳述する。
【００３６】
図３は、図１に示したロードロック式真空成膜装置における真空側弁体の支持構造を模式的に示す縦断図である。なお、図３は、真空側弁体１７の前面に装着されているフック３２等基材受け渡しに関わる構造を省略して示している。
【００３７】
図２及び図３に示すように、真空側弁体１７の回転軸１６側の側面（以下、背面という）下部には、一対の取付部材２６ａを介して一対のローラ２６が設けられている。この一対のローラ２６は、直線状に配設された一対のレール２５それぞれの上に配置されており、真空側弁体１７は第２の回転ベース１５の半径方向に押圧移動されると、レール２５上をローラ２６が回転することによってスライド移動する。尚、レール２５は、第２の回転ベース１５上に固定されている。
【００３８】
ここで、図３に示すように、リンク機構１８はいわゆる平行リンクで構成されており、屈曲可能な第１のリンク部材１８ａ及び第２のリンク部材１８ｂと、棒状の連結部材１８ｃとを有している。そして、第１のリンク部材１８ａ及び第２のリンク部材１８ｂの一端は、真空側弁体１７の背面に回動自在に接続されている。又、この第１のリンク部材１８ａ及び第２のリンク部材１８ｂの他端は、回転軸１６に回動自在に接続されている。又、第１のリンク部材１８ａの所定位置には連結部材１８ｃの一端が回動自在に連結されており、この連結部材１８ｃの他端は上下駆動される回転軸１６と同軸状に配設された上下駆動部材４１に回動自在に連結されている。従って、上下駆動部材４１が上下移動すると、その上下移動が連結部材１８ｃを介して第１のリンク部材１８ａに伝達され、これにより第１のリンク部材１８ａ及び第２のリンク部材１８ｂが第２の回転ベース１５の半径方向に伸縮する。つまり、真空側弁体１７は、上下駆動部材４１が上下に移動することによって、第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動される。
【００３９】
また、真空チャンバ１０の壁部１０ａには、真空側弁体１７が壁部１０ａに当接した際の真空側弁体１７背面の上側及び下側に位置するようにそれぞれ弁体クランプ装置５０が配設されている。
【００４０】
次に、本発明の特徴である弁体クランプ装置５０の構成について説明する。
【００４１】
図４（ａ）は、図３のIVａ部を拡大して示す拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVｂ方向から見た上面図である。
【００４２】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、弁体クランプ装置５０は、揺動部材（可動部材）５１、固定部材５２、進退軸５３、リンク部材５４，ローラ５５、アクチュエータ５６、アクチュエータ取付台５７及びピン６０乃至６３を有して構成されている。
【００４３】
揺動部材５１は、平板状で、平面視において、進退軸５３及び固定部材５２が配置される部分がえぐれた略Ｃ字状の形状である。本実施の形態ではステンレス材である。揺動部材５１は、真空チャンバ１０の上部及び下部の壁部１０ｃに沿うように配設されていて、弁体１７より遠い側の端側（後端側）には、側端間を貫通するようにしてピン６０が挿通され、固定部材５２に軸止されている。したがって、揺動部材５１は、ピン６０の周りに揺動自在となっている。
【００４４】
固定部材５２は、矩形状のブロックで、本実施の形態ではステンレス材で構成されている。固定部材５２は、壁部１０ａに固定されていて、ピン６０が貫通するように構成されている。これによって、揺動部材５１は、固定部材５２及びピン６０を介して、壁部１０ａに支持されている。つまり、揺動部材５１は後端部が固定部材５２によって、揺動可能に軸止されていればよい。また、平面視におけるＣ字状の形状は、固定部材５２の配置に関わる設計上の理由から生じている形状であるので、Ｃ字状に限定されるものではない。図示しないが、本実施の形態ではボルトによって固定部材５２は、壁部１０ａに固定されている。
【００４５】
ローラ５５は、揺動部材５１の弁体１７に近い側の端（前端）に、ピン６１によって回動自在に軸止されている。ローラ５５の軸止方向は、揺動部材５１と弁体１７との当接時にローラ５５の回転が揺動部材５１の揺動を容易にするような方向、すなわち、揺動方向にローラ５１が回転するような方向に配設されている。本実施の形態ではローラ５５はステンレス製で構成されている。なお、ローラ５５は２つ装着されているが、１つであってもよい。ここで、平面視において真空側弁体１７の背面の上縁部及び下縁部の一対のローラ５５に対向する部分にはそれぞれ一対の当接部１７ｂが突設されている。各々の当接部１７ｂは、図４（ａ）に示すように、真空側弁体１７がロードロック室１１の周囲の壁部１０ａに当接した状態で、揺動部材５１が進出位置（二点鎖線で示す位置）に揺動したとき、ローラ５５が該当接部１７ｂに丁度接触するような突出長さ及び先端面（接触面）１７ａを有するように設けられている。すなわち、各当接部１７ｂは、所定の突出長さを有するとともに、その先端面１７ａが揺動部材５１の円弧状の揺動軌道の接線に実質的に平行となるように形成されている。これにより、真空側弁体１７がロードロック室１１の周囲の壁部１０ａに当接した状態で、揺動部材５１が退避位置（実線で示す位置）から進出位置に揺動すると、ローラ５５が真空側弁体１７の当接部１７ｂの先端面１７ａに接触して、真空側弁体１７の上縁部及び下縁部が、揺動部材５１によって支持される。当接部１７ｂは、本実施の形態では、真空側弁体１７の背面にボルトで固定されたブロックで構成されている。しかし、当接部１７ｂを設けずに、真空側弁体１７の上縁部及び下縁部に直接、当接部１７ｂの先端面１７ａと同様の傾斜面を形成してもよい。
【００４６】
進退軸５３は、壁部１０ａを貫通して、揺動部材５１と略直交するように配置され、壁部１０ａの外側においてアクチュエータ５６によって支持されている。
【００４７】
アクチュエータ５６は、進退軸５３をその軸方向に進退駆動し、それによってリンク部材５４を介して揺動部材５１を進出位置と退避位置との間で揺動させるように構成されている。アクチュエータ５６の駆動力は、弁体１７をロードロック室１１の壁部１１ａに押圧する弁体押圧力に比べれば小さな駆動力でよい。例えば、本実施の形態では、８００ｍｍ×５００ｍｍ程度の面積であって、弁体押圧力が約３０ｋＮ以上要するのに対し、アクチュエータ５６の駆動力は１．２ｋＮ程度で足りる。
【００４８】
また、アクチュエータ５６は、アクチュエータ取付台５７を介して、壁部１０ａの外面に固定されている。また、アクチュエータ５６は、真空チャンバ１０内に空気が流入しないように気密的に固定されている。ここで、アクチュエータ取付台５７は、進退軸５３の延伸方向を、揺動部材５１の揺動方向に略並行するように定め、力学上、アクチュエータ５６の駆動力が揺動部材５１の揺動力に効率的に用いられるようにしている。したがって、アクチュエータ取付台５７は必ずしも必要なものではなく、省略してもよい。
【００４９】
リンク部材５４は、進退軸５３の先端と揺動部材５１とを連結するように構成されている。具体的には、揺動部材５１の前後端間の任意の点において、ピン６０と略並行かつ揺動部材５１の両方の側端から進退軸５３の方へ延びるようにして一対のピン６２が配設されている。また、進退軸５３の先端をピン６２と略並行に貫通してピン６３が配設されている。そして、一対のピン６２のそれぞれの端部とピン６３の両端部とを一対のリンク部材５４がこれらに対し回動自在に連結している。これによって、進退軸５３の進退に応じて、揺動部材５１は、ピン６２，６３及びリンク部材５４を介して揺動される。
【００５０】
次に、以上のように構成されたロードロック式真空成膜装置１の動作例を図１及び図５を参照しながら説明する。なお、ロードロック式真空成膜装置１の動作は、制御装置１００の制御によって実現される。
【００５１】
図５は、図３のロードロック式真空成膜装置において真空側弁体によるロードロック室の封鎖構造を模式的に示す断面図である。なお、図３と同様に、基材受け渡しに関わる構造を省略して示している。
【００５２】
真空側サークルライン３ではリンク機構１８によって各真空側弁体１７が第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、ロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、及び重合室１４の各々の周囲の真空チャンバ１０の壁部１０ａにそれぞれ真空側弁体１７が当接し、真空チャンバ１０が密閉空間とされる。
【００５３】
そして、図５に詳細に示すように、リンク機構１８は、図３に例示した屈曲した状態から、一直線状に完全に延びきった状態に変化する。直線状の第１及び第２のリンク部材１８ａ，１８ｂは、リンク機構上の死点の状態にある。したがって、リンク部材１８ａ，１８ｂを回転させる分力が生じないので、外部からの押圧力を要さずに、真空チャンバ１０の内側から真空側弁体１７の背面を押圧する。
【００５４】
そして、ロードロック室１１においては、真空側弁体１７前面は真空チャンバ１０の壁部１０ａ内側の開口周縁を包囲して配設されているシール部材７０に当接されて真空チャンバの１０の開口１０ｂを封鎖する。
【００５５】
そして、弁体クランプ装置５０によって、真空側弁体１７の背面上縁部及び下縁部が支持される。
【００５６】
そして、ロードロック式真空成膜装置１に付属する真空ポンプが作動して真空チャンバ１０の内部から空気が排気され、その真空チャンバ１０内の空間が所定の真空状態とされる。これによって、図５に示す開口１０ｂにおいては、真空側弁体１７は、逆圧式封鎖弁を構成する。なお、弁体クランプ装置５０は、真空チャンバ１０内の空気排出時において駆動動作されてもよい。弁体クランプ５０の動作は、揺動部材５１の揺動距離が短く、短時間であるので、排気完了までにはアクチュエータ５６の動作は完了する。あるいは、真空側弁体１７の位置の異常を検出することができる。また、排気動作と弁体クランプ５０の動作とを並行させることによって、ロードロック式真空成膜装置１の動作時間を短縮させることができるので、ロードロック式真空成膜装置１の時間生産性を向上させることができる。
【００５７】
他方、大気側サークルライン２においては、まず、図１に示すように、基材８を装着した基材ホルダ３３がロードステージ１０１において大気側弁体６に装着される。
【００５８】
そして、第１の回転ベース４の回転により大気側弁体６が真空側サークルライン３のロードロック室１１と対向する位置に配置される。そして、スライド装置９（図２参照）によって大気側弁体６が第１の回転ベース４の半径方向に移動され、大気側弁体６が真空側サークルライン３のロードロック室１１の壁部１１ａに当接する位置まで移動される。即ち、基材８が装着された基材ホルダ３３は、ロードロック室１１内のロードロックステージ１０２に配置される。これにより、ロードロック室１１は、大気側弁体６と真空側弁体１７とによって封鎖される。
【００５９】
そして、基材ホルダ３３が大気側弁体６側から真空側弁体１７側へと受け渡される。又、この基材ホルダ３３の受け渡しと並行して、真空ポンプが作動してロードロック室１１の内部から空気が排気される。つまり、基材ホルダ３３の大気側弁体６側から真空側弁体１７側への受け渡しと、ロードロック室１１の真空引きとが並行して行われる。
【００６０】
そして、真空チャンバ１０内及びロードロック室１１内が所定の真空状態とされると、弁体クランプ装置５０による真空側弁体１７の背面周縁部の支持が解除される。
【００６１】
次に、このロードロック室１１を封鎖している真空側弁体１７に着目して以降の動作を説明する。
【００６２】
基材ホルダ３３が装着された真空側弁体１７はリンク機構１８によってロードロック室１１の周囲の壁部から離隔され、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。
【００６３】
そして、第２の回転ベース１５の回転によって、真空側弁体１７が前真空室１２と対向する位置に配置される。
【００６４】
そして、真空側弁体１７がリンク機構１８によって、真空側弁体１７が前真空室１２の壁部に当接する位置まで移動される。即ち、基材８が装着された基材ホルダ３３は、前真空室１２内の所定の位置に配置される。そして、前真空室１２は、真空側弁体１７によって封鎖される。前真空室１２においては、その内部に残存する分子が排気されて真空チャンバ１０内よりも更に高真空状態とされる。これによって、基材８の表面に吸着されている水分等が除去されるので基材８の被成膜面はスパッタリングに適した表面状態とされる。
【００６５】
前真空室１２における基材８のクリーニング処理が完了すると、真空側弁体１７はリンク機構１８によって前真空室１２の周囲の壁部から離隔され、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。
【００６６】
そして、第２の回転ベース１５の回転によって、真空側弁体１７がスパッタ室１３と対向する位置に配置される。
【００６７】
そして、真空側弁体１７がリンク機構１８によって、真空側弁体１７がスパッタ室１３の周囲の壁部に当接する位置まで移動される。即ち、基材８が装着された基材ホルダ３３は、スパッタ室１３内の所定の位置に配置される。そして、スパッタ室１３は、真空側弁体１７によって封鎖される。この封鎖されたスパッタ室１３においては、スパッタリングによって、基材８の被成膜面に反射膜等の薄膜が成膜される。
【００６８】
スパッタ室１３内において基材８の被成膜面への反射膜等の成膜が完了すると、真空側弁体１７はリンク機構１８によってスパッタ室１３の周囲の壁部から離隔され、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。
【００６９】
そして、第２の回転ベース１５の回転によって、真空側弁体１７が重合室１４と対向する位置に配置される。
【００７０】
そして、真空側弁体１７がリンク機構１８によって真空側弁体１７が重合室１４の周囲の壁部に当接する位置まで移動される。即ち、基材８が装着された基材ホルダ３３は、重合室１４内の所定の位置に配置される。そして、重合室１３は、真空側弁体１７によって封鎖される。この封鎖された重合室１４においては、基材８の被成膜面に形成された反射膜等の薄膜の表面に所定の保護膜が成膜される。
【００７１】
重合室１４内において基材８に成膜された反射膜等の表面上への保護膜の成膜が完了すると、真空側弁体１７はリンク機構１８によって重合室１４の周囲の壁部から離隔され、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。
【００７２】
そして、第２の回転ベース１５の回転によって、真空側弁体１７がロードロック室１１と対向する位置に再び配置される。ここで、基材ホルダ３３は、真空側弁体１７に装着されたまま真空側サークルライン３を一周して、基材ホルダ３３に装着された基材８の一連の成膜処理が完了する。
【００７３】
そして、真空側弁体１７がリンク機構１８によって真空側弁体１７がロードロック室１１の周囲の壁部１０ａに当接する位置まで再び移動される。即ち、基材８が装着された基材ホルダ３３は、ロードロック室１１内の所定の位置に配置される。
【００７４】
そして、弁体クランプ装置５０によって、真空側弁体１７の背面縁部が支持される。
【００７５】
ここで、ロードロック室１１には、他の基材ホルダ３３を他の真空側弁体１７へ受け渡した後の、基材ホルダ３３を有しない状態の大気側弁体６が当接している。
【００７６】
そして、基材８が装着された基材ホルダ３３が真空側弁体１７側から大気側弁体６側へと受け渡される。又、この基材ホルダ３３の受け渡しと並行して、ロードロック室１１内を常圧状態とすべく、ロードロック室１１の内部に空気が流入される。つまり、基材ホルダ３３の真空側弁体１７側から大気側弁体６側への受け渡しと、ロードロック室１１への空気の流入とが同時に行われる。なお、真空側弁体１７は、ロードロック室１１から大気圧に押される逆圧状態に抗してロードロック室１１の周囲（図５において開口１０ｂの周囲）を封鎖しているので、真空チャンバ１０の内部は所定の真空状態が保持される。
【００７７】
そして、基材ホルダ３３の真空側弁体１７側から大気側弁体６側への受け渡しが完了し、かつロードロック室１１内が常圧状態とされると、スライド機構９（図２参照）によって大気側弁体６はロードロック室１１の壁部から離隔されて、第１の回転ベース４上の所定位置に移動される。
【００７８】
そして、第１の回転ベース４の回転によって、基材ホルダ３３が装着された大気側弁体６がアンロードステージ１０３と対向する位置に配置される。
【００７９】
そして、スライド機構９（図２参照）によって大気側弁体６が第１の回転ベース４の半径方向に移動され、大気側弁体６はアンロードステージ１０３に移動される。
【００８０】
そして、アンロードステージ１０３において大気側弁体６から基材ホルダ３３を取り外す。
【００８１】
ここで、本発明の特徴である弁体クランプ装置５０の動作例を図４を参照しながら説明する。
【００８２】
まず、弁体クランプ装置５０が、真空側弁体１７の背面周縁部を支持する際の動作例を説明する。
【００８３】
進退軸５３はアクチュエータ５６によって、揺動部材５１を真空側弁体１７の突設部１７ｂに向かって迫り出すように駆動される。
【００８４】
揺動部材５１が揺動されるに従い、揺動部材５１先端のローラ５５は弧状の軌道を描いて真空側弁体１７の突設部１７ｂの先端面１７ａに接触する。そして、ローラ５５は先端面１７ａと円滑に接触して、揺動部材５１が進出位置まで揺動すると、アクチュエータ５６による駆動を停止する。これによって、揺動部材５１は、真空側弁体１７の突設部１７ｂと固定部材５２との間に嵌り込んで、真空側弁体１７の背面を支持するので、リンク機構１８の押圧力を支援して、真空側弁体１７による開口１０ｂの封鎖の確実性を向上させることができる。特にリンク機構１８の押圧力喪失時にも、弁１７体を支持するので、真空チャンバ１０内の減圧状態を維持することができる。また、弁体クランプ装置５０の駆動動作は、揺動部材５１を揺動させるだけなので、弁体クランプ装置５０の駆動動作の所要動力及び所要時間は小さく、ロードロック式成膜装置１の設備コストの上昇と時間生産性の低下とを抑制することができる。
【００８５】
また、図示しないが、アクチュエータ５６には、進退軸５３の駆動に要する駆動力を検出する駆動力検出器が装着されている。これによって、揺動部材５１にかかる外力を検出することができるので、揺動部材５１が真空側弁体１７の背後に迫り出す際における真空側弁体１７との干渉の有無、及び真空側弁体１７の背面との接触時における揺動部材５１への反力の有無を検知することができる。そして、この駆動力の異常の有無によって、真空側弁体１７がシール部材７０に押圧されていることを確認することができ、ひいては、真空チャンバ１０の開口１０ｂの封鎖の確実性を向上させることができる。
【００８６】
次に、弁体クランプ装置５０が、真空側弁体１７の背面周縁部の支持を解除する際の動作例を説明する。
【００８７】
アクチュエータ５６は、進退軸５３を引き戻して、真空側弁体１７の縁部から弁体クランプ装置５０の揺動部材５１を退却させる。具体的には、ローラ５５が先端面１７ａから離隔し、かつ真空側弁体１７の移動に干渉しない位置にまで、揺動部材５１を揺動させたところで、アクチュエータ５６による駆動を停止する。本実施の形態では、ローラ５５がレール２５よりも上部及び下部の壁部１０ｃ側へ戻ったところで、アクチュエータ５６による駆動を停止する。
【００８８】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１のロードロック式真空成膜装置１において弁体クランプ装置５０を変更する実施の形態である。したがって、弁体クランプ装置５０の構造以外は、実施の形態１と同様なので、ロードロック式真空成膜装置１の構造及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。
【００８９】
図６（ａ）は、実施の形態２にかかる弁体クランプ装置の構成を模式的に示す縦断図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ方向から見た上面図である。
【００９０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、弁体クランプ装置８０は、可動部材８１、固定部材８２、進退軸８３及びアクチュエータ８４を有して構成されている。
【００９１】
可動部材８１は、前端部に傾斜面８１ａが形成された台形状のブロック材である。本実施の形態ではステンレス材で構成されている。可動部材８１は、壁部１０ａに底面を向けて配設されていて、後端面は、固定部材８２と摺動するように配置されている。なお、可動部材８１は固定部材８２に対して、移動時においても常に十分な接触面を有するように配設されている。本実施の形態においては、可動部材８１と固定部材８２の高さを可能な限り高くして、すなわち、真空側弁体１７の移動時に真空側弁体１７の周縁部に干渉しない程度にまで高くして、可動部材８１の移動によっても、両者の接触面積が維持されるように可動部材８１及び固定部材８２が配設されている。
【００９２】
固定部材８２は、矩形状のブロックで、本実施の形態ではステンレス材で構成されている。固定部材８２は、前端面において可動部材８１と接触するようにして、壁部１０ａに固定されていている。これによって、可動部材８１は、固定部材８２を介して、壁部１０ａに支持される。そして、可動部材８１の高さ方向への移動によって、可動部材８１は真空側弁体１７と固定部材８２との間に楔状に介在して、シール部材７０に押圧されている真空側弁体１７を支持することができる。図示しないが、本実施の形態ではボルトによって部材８２は、壁部１０ａに固定されている。
【００９３】
進退軸８３は、壁部１０ａを略垂直に貫通して、可動部材８１を壁部１０ａから略垂直に移動するように、すなわち可動部材８１の高さ方向に移動するように配置され、壁部１０ａの外側においてアクチュエータ８４によって支持されている。
【００９４】
アクチュエータ８４は、進退軸５３を進退駆動するように構成されている。アクチュエータ８４の駆動力は、実施の形態１と同様に弁体押圧力に比べれば小さな駆動力で足りる。
【００９５】
また、アクチュエータ８４は、真空チャンバ１０内に空気が流入しないように気密的に壁部１０ａの外面に固定されている。
【００９６】
次に、弁体クランプ装置８０の動作について説明する。
【００９７】
図６（ａ）に示すように、進退軸８３はアクチュエータ８４によって、可動部材８１を真空側弁体１７の背面周縁部に迫り出すように駆動される。具体的には、進退軸８３が可動部材８１を押して迫り出させる。
【００９８】
可動部材８１は、真空側弁体１７の背面周縁部に接触する。ここで、可動部材８１が接触する真空側弁体１７の背面の下縁部及び上縁部（図示せず）には、可動部材８１の傾斜面８１ａと略平行になるように先端面（接触面）１７ａが形成されている。これによって、可動部材８１は先端面１７ａと面接触して、真空側弁体１７の背面の下縁部及び上縁部に当接することができる。
【００９９】
そして、可動部材８１が所定の位置まで進出したところで、アクチュエータ８４による駆動を停止する。これによって、可動部材８１は、真空側弁体１７と固定部材８２との間に楔状に介在して、真空側弁体１７の背面を支持するので、リンク機構１８の押圧力を支援して、真空側弁体１７による開口１０ｂの封鎖の確実性を向上させることができる。また、弁体クランプ装置８０の駆動動作は、可動部材８１を迫り出させるだけなので、弁体クランプ装置８０の駆動動作の所要動力及び所要時間は小さく、ロードロック式成膜装置１の設備コストの上昇と時間生産性の低下とを抑制することができる。
【０１００】
また、図示しないが、アクチュエータ８４には、実施の形態１と同様にして進退軸８３の駆動に要する駆動力を検出する駆動力検出器が装着されている。これによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態１及び実施の形態２について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の説明では、ロードロック式真空成膜装置として、基材ホルダ３３が円周上を移動する、いわゆるサークルライン型のロードロック式真空成膜装置を例示して説明したが、本件発明はサークルライン型のロードロック式真空成膜装置に限定されるものではない。すなわち、真空チャンバ１０内を真空状態に維持したまま、外部との基材の搬出入を行うロードロック室を備えるロードロック式真空成膜装置等全般において本発明を実施又は応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明にかかる逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いたロードロック式真空成膜装置は、弁座に押圧されている弁体の背面を、短い動作時間かつ小さな動力によって支持するので、逆圧式封鎖弁の封鎖の確実性を向上させるとともに、ロードロック式成膜装置の設備コストの上昇と時間生産性の低下とを抑制する逆圧式封鎖弁用弁体クランプ装置及びそれを用いたロードロック式真空成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るロードロック式真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【図２】図１に示したロードロック式真空成膜装置におけるロードロック室の構造を模式的に示す横断図である。
【図３】図１に示したロードロック式真空成膜装置における真空側弁体の支持構造を模式的に示す縦断図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のIVａ部を拡大して示す拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVｂ方向から見た上面図である。
【図５】図３のロードロック式真空成膜装置において真空側弁体によるロードロック室の封鎖構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、実施の形態２にかかる弁体クランプ装置の構成を模式的に示す縦断図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ方向から見た上面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ロードロック式真空成膜装置
２  大気側サークルライン
３  真空側サークルライン
４  第１の回転ベース
５  回転軸
６  大気側弁体
８  基材
９  スライド機構
１０  真空チャンバ
１０ａ、１０ｃ  壁部
１０ｂ  開口
１１  ロードロック室
１１ａ  壁部
１２  前真空室
１３  スパッタ室
１４  重合室
１５  第２の回転ベース
１６  回転軸
１７  真空側弁体
１７ａ  先端面
１７ｂ  突設部
１８  リンク機構
１８ａ  第１のリンク部材
１８ｂ  第２のリンク部材
１８ｃ  連結部材
２１  ターゲット（カソード）
２２  電極
２３  磁石
２５  レール
２６  ローラ
２６ａ  取付部材
２７  回転軸
３１  アーム
３２  フック
３３  基材ホルダ
４１  上下駆動部材
５０、８０  弁体クランプ装置
５１  揺動部材
５２、８２  固定部材
５３、８３  進退軸
５４  リンク部材
５５  ローラ
５６、８４  アクチュエータ
５７  アクチュエータ取付台
６０，６１，６２，６３  ピン
７０  シール部材
８１  可動部材
８１ａ  傾斜面
１００  制御装置
１０１  ロードステージ
１０２  ロードロックステージ
１０３  アンロードステージ
１０４  予備ステージ
【図１】
2006117981.tif 000003
【図２】
2006117981.tif 000004
【図３】
2006117981.tif 000005
【図４】
2006117981.tif 000006
【図５】
2006117981.tif 000007
【図６】
2006117981.tif 000008