(57)【要約】【課題】チャンバ内を真空状態に保ったままでワークを連続的に反転させるワーク連続反転装置を提案する。【解決手段】本発明によるワーク連続反転装置は、表裏に被成膜面４５，４６を有するガラス板３１が着脱自在に保持されたワークホルダ３２と、それを支持する支持枠３５と、ドーム１５の上面に設けられた円環状レール１７に載置されたウエイトリング２７とを備え、円環状レール１７に形成されたレール溝２０に載置された複数個のベアリングボール６５が、下面側に形成された円環状の支持溝２８に嵌合するようにウエイトリング２７が載置される。ワークホルダ３２に固定された回転軸３３，３４が支持枠３５に支持され、回転軸３３に所定の摩擦力で係合するギヤ軸７１に固定されたピニオンギヤ７０が、ウエイトリング２７に形成されたラックギヤ２９と噛合して、ウエイトリング２７の回転がワークホルダ３２に伝達される。【選択図】図６
2011105983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜物質発生源から飛翔する成膜物質を堆積させる被成膜面が表裏に設けられたワークを着脱自在に保持するワークホルダと、
真空チャンバ内で垂直軸回りに回転する傘状の傾斜面を有する回転ドームに固定され、前記ワークホルダを前記被成膜面の一方が成膜物質発生源に向けられる初期位置と他方の被成膜面が成膜物質発生源に向けられる反転位置とに回転自在に支持する支持枠と、
円環状に形成されるとともに、前記回転ドームの上面に前記垂直軸回りに回動自在に載置されて、前記回転ドームの加速又は減速に伴って作用する慣性によって回動し、前記ワークホルダを前記初期位置と前記反転位置とに切り替えるウエイトリングと、
を備えたことを特徴とするワーク連続反転装置。
【請求項２】
前記支持枠は、前記ワークホルダに形成された位置決め突起と当接して前記ワークホルダを前記初期位置に保持する第１ストッパと、前記位置決め突起と当接して前記ワークホルダを前記反転位置に保持する第２ストッパとを有することを特徴とする請求項１記載のワーク連続反転装置。
【請求項３】
前記ワークホルダは、前記支持枠に支持された一対の回転軸が固定されるとともに前記支持枠に固定された押圧バネに押圧されるカム面を有するカム板を前記一対の回転軸の一方に備え、前記初期位置では前記位置決め突起が前記第１ストッパを押圧する方向に回転力を受け、前記反転位置では前記位置決め突起が前記第２ストッパを押圧する方向に回転力を受けることを特徴とする請求項２記載のワーク連続反転装置。
【請求項４】
前記ウエイトリングは円周方向に沿ってラックギヤが形成され、前記カム板が設けられた回転軸に所定の摩擦力を持って係合されたピニオンギヤと前記ラックギヤとが噛合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク連続反転装置。
【請求項５】
前記ピニオンギヤは、前記一方の回転軸との間で所定の摩擦力を持って係合するギヤ軸を備え、前記ギヤ軸は、円筒状の内壁を有するとともに円周方向で複数に分割された係合部が一端側に設けられ、前記一方の回転軸が前記係合部に挿入されたときに前記円筒状の内壁が挿入された回転軸の外周面に所定の圧力で圧接し、前記ピニオンギヤの回転を前記挿入された回転軸に伝達して前記ワークホルダを回転させるとともに、前記ワークホルダが前記初期位置又は前記反転位置まで回転して、前記位置決め突起が前記第１ストッパ又は第２ストッパに当接した後は、前記円筒状の内壁と前記回転軸の外周面との間に滑りを生じさせて、前記ピニオンギヤを空転させることを特徴とする請求項４記載のワーク連続反転装置。
【請求項６】
前記円筒状の内壁には円筒中心側に突出した凸部が形成され、前記外周面には前記凸部が係合する抜け止め溝が一周に亘って形成されたことを特徴とする請求項５記載のワーク連続反転装置。
【請求項７】
前記回転ドームの上面に形成された円環状レールに、前記垂直軸を中心に円環状のレール溝が形成され、
前記ウエイトリングは、前記レール溝との間で複数のベアリングボールを挟持する円環状の支持溝を有することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載のワーク連続反転装置。
【請求項８】
前記回転ドームの上面には前記ウエイトリングが同心円状に複数個設けられ、夫々のウエイトリングにはそれぞれ複数個の前記ワークホルダが係合することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のワーク連続反転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形、角形等の板状に形成された被成膜物（ワーク）の表裏に成膜物質をコートする真空成膜装置の回転ドームに取り付けられ、前記被成膜物を連続して反転させることができるワーク連続反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の薄板基板や、半導体ウエハ等のワークの表面に成膜物質を積層するために真空成膜装置が用いられる。一般的な真空成膜装置は、真空ポンプによって真空状態にされたチャンバ内に、回転軸を中心に回転する略傘型のドーム等のワーク保持体が設けられ、チャンバ内に設けられた成膜物質発生源から放出される成膜物質を、ガラス板などのワークの表面に均一に堆積させる。ワーク保持体に複数のワークを取り付けて、回転軸を中心にワーク保持体を回転させることで１度に多数のワークに成膜を施すことができる。また、複数の成膜物質発生源を設け、それぞれ異なる成膜物質をシャッタ等によって順次に前記ワークに堆積させて、前記ワークに多層膜を形成させることができる。
【０００３】
ここで、ワークが前記ワーク保持体に単に保持・固定された状態の場合は、ワークの片面にだけ成膜される。膜を両面に形成させる場合には、前記チャンバを開いて前記ワークを裏返した後に、再びチャンバ内を真空にしてから成膜しなければならず、手間と時間が掛かってしまう。この問題を解決するために、本出願人は、下記特許文献１に示される真空成膜装置を提案した。この真空成膜装置は、ワークホルダがワーク保持体に反転自在に保持され、ワークホルダのアーム部（反転作動部材）の移動領域に進退自在に設けられた押動ロッドをワークの一方の面に成膜物質が堆積させた後に前記移動領域に侵入させて、押動ロッドにアーム部が当接することでワークホルダを反転させるワーク反転装置を備える。
【０００４】
また、下記特許文献２には、複数のワークが取り付けられた４枚のワーク保持板がそれぞれ反転自在に設けられるとともに４枚で傘状に組合され、傘の中心軸を中心に回転自在に保持された成膜装置が記載されている。４枚のワーク保持板は回転によって順次に蒸着物質発生源に対向し、ワークの一方の面に蒸着膜が形成され、その後、夫々のワーク保持板は反転してワークの他方の面を蒸着物質発生源に対向させる。こうしてワークの表裏に蒸着膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１４０２７０号公報
【特許文献２】特開２００８−２４０１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１記載の装置は、真空中でワークの表裏に成膜することができるものではあるが、反転は１回のみであり成膜できるのは表裏それぞれ一回づつであるため、前述したような複数の成膜物質を多層にコートするには、１層をコートする毎にチャンバを開いて成膜姿勢をセットし直さなければならない。また、チャンバを開くためには真空状態を解除させなければならず、内部の温度も高温（例えば、１００〜４００℃）から常温近くにまで下げることになるので、ワークをセットし直した後は再び高温かつ真空にしなければならないなど多くの時間がかかってしまう。
【０００７】
また、複数の異なる成膜物質を成膜させるとき、成膜物質によって（例えば、４００℃で成膜した次は１００℃で成膜するなど）成膜時の温度が異なることがあり、一方の面に連続して多層に成膜させた後に他方の面に連続して多層に成膜させる方法をとると、一方の面に成膜を施した段階でワークに反りが生じてしまう。特にワークが薄いガラス板の場合には、大きく反ってしまい使用に耐えないことがある。
【０００８】
前記特許文献２記載の成膜装置は、それぞれに複数のワークが取り付けられる４枚のワーク保持板が傘状に組合されるとともにそれぞれが反転自在に構成され、傘状に組合された中心軸を中心に４枚のワーク保持板が一体となって回転するといった複雑な構成であり、また、その回転および反転にゼネバ機構を用いているので、速やか且つ安定した動きとは言い難い。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、複雑且つ大掛かりな装置とすることなく、チャンバ内を真空状態に保ったままでワークを連続的に反転させるワーク連続反転装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるワーク連続反転装置は、成膜物質発生源から飛翔する成膜物質を堆積させる被成膜面が表裏に設けられたワークを着脱自在に保持するワークホルダと、真空チャンバ内で垂直軸回りに回転する傘状の傾斜面を有する回転ドームに固定され、前記ワークホルダを前記被成膜面の一方が成膜物質発生源に向けられる初期位置と他方の被成膜面が成膜物質発生源に向けられる反転位置とに回転自在に支持する支持枠と、円環状に形成されるとともに前記回転ドームの上面に前記垂直軸回りに回動自在に載置されて前記回転ドームの加速又は減速に伴って作用する慣性によって回動し、前記ワークホルダを前記初期位置と前記反転位置とに切り替えるウエイトリングと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記支持枠は、前記ワークホルダに形成された位置決め突起と当接して前記ワークホルダを前記初期位置に保持する第１ストッパと、前記位置決め突起と当接して前記ワークホルダを前記反転位置に保持する第２ストッパとを有する。前記ワークホルダは、前記支持枠に支持された一対の回転軸が固定されるとともに前記支持枠に固定された押圧バネに押圧されるカム面を有するカム板を前記一対の回転軸の１方に備え、前記初期位置では前記位置決め突起が前記第１ストッパを押圧する方向に回転力を受け、前記反転位置では前記位置決め突起が前記第２ストッパを押圧する方向に回転力を受けるようにすると良い。前記ウエイトリングに円周方向に沿ってラックギヤを形成し、前記カム板が設けられた回転軸に所定の摩擦力を持って係合されたピニオンギヤと前記ラックギヤとを噛合させるようにすると良い。
【００１２】
前記ピニオンギヤは、前記回転軸との間で所定の摩擦力を持って係合するギヤ軸を備え、前記ギヤ軸は、円筒状の内壁を有するとともに円周方向で複数に分割された係合部が一端側に設けられ、前記回転軸が前記係合部に挿入されたときに前記円筒状の内壁が挿入された回転軸の外周面に所定の圧力で圧接し、前記ピニオンギヤの回転を前記挿入された回転軸に伝達して前記ワークホルダを回転させるとともに、前記ワークホルダが前記初期位置又は前記反転位置まで回転して前記位置決め突起が前記第１ストッパ又は第２ストッパに当接した後は、前記円筒状の内壁と前記回転軸の外周面との間に滑りを生じさせて、前記ピニオンギヤを空転させるようにすると良い。
【００１３】
前記円筒状の内壁には円筒中心側に突出した凸部が形成され、前記外周面には前記凸部が係合する抜け止め溝が一周に亘って形成されるようにすると良い。前記回転ドームの上面に円環状レールを形成し、前記円環状レールに円環状のレール溝を形成する。前記ウエイトリングは、前記レール溝との間で複数のベアリングボールを挟持する円環状の支持溝を備えるようにすると良い。前記回転ドームの上面には前記ウエイトリングが同心円状に複数個設けられ、夫々のウエイトリングにはそれぞれ複数個の前記ワークホルダが係合されるようにすると良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるワーク連続反転装置は、前記特許文献１記載の押動ロッドをギャ付き回転リングに置き換えることで、複雑な機構も大掛かりな装置も用いることなく、真空成膜装置のチャンバ内で回転ドームに取り付けられたワークを簡単に連続して反転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】真空成膜装置の構成を示す模式図である。
【図２】ドームを上から見た図である。
【図３】ワーク連続反転装置の構成を説明する斜視図である。
【図４】ワーク装着ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図５】ワークホルダの構成を説明する斜視図である。
【図６】ワーク連続反転装置の構成を説明する断面図である。
【図７】初期位置にあるワークホルダを説明する模式図である。
【図８】反転位置にあるワークホルダを説明する模式図である。
【図９】各機能のタイムチャートを示す図である。
【図１０】別のタイムチャートを示す図である。
【図１１】第３のタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、真空成膜装置１０は、内部が真空にされたチャンバ（真空チャンバ）１２内に垂直軸１３の軸回りに回転する傘状の傾斜面１４を有するドーム（回転ドーム）１５が設けられ、ワーク装着ユニット３０が装着される装着孔１６（図２参照）が傾斜面１４の傾斜（例えば、３０°）に沿って複数個形成される。ドーム１５は載置リング１８に固定され、３本の支持アーム１９でチャンバ１２の天板から回転自在に吊り下げられる。３本の支持アーム１９は、減速ギヤ装置２１とモータ２２とによって一定速度で回転されるとともに急激な加速と減速とが可能となっている。減速ギヤ装置２１はブレーキ装置（図示せず）を備える。ドーム１５の下部位置には成膜物質２４を飛翔させる成膜物質発生源２５が配置される。なお、モータ２２に電磁ブレーキ機能を備えたものを用いて、減速ギヤ装置２１のブレーキ装置を省略しても良い。
【００１７】
図３及び図６に示すように、本発明によるワーク連続反転装置は、ワーク装着ユニット３０とウエイトリング２７とから構成される。ドーム１５の傾斜面１４上には円環状レール１７が同心円状に３本設けられ（図１，２参照）、円環状レール１７には垂直軸１３を中心にして円環状にレール溝２０が形成されて、レール溝２０に複数個のベアリングボール６５が載置される。ウエイトリング２７は、下面側に形成された円環状の支持溝２８にベアリングボール６５が嵌合するようにドーム１５上に載置される。ワーク装着ユニット３０は装着孔１６上に載置されネジ２３によってドーム１５に固定される。ワーク装着ユニット３０に設けられたピニオンギヤ７０はウエイトリング２７の上面側に形成されたラックギヤ２９と噛合する。
【００１８】
なお、ワーク装着ユニット３０をネジ２３によってドーム１５に固定されるようにしたが、板バネ等によるクランプ機構（パチン止め）を採用するなど、着脱の容易化を図ることでワークの取り付け・取り外しの手間が掛からないようにする構成としても良い。また、ピニオンギヤ７０及びラックギヤ２９の代わりに摩擦ローラ及び摩擦板（摩擦リング）などを用いても良い。更に、ウエイトリング２７は、ワークホルダ３２を１８０°往復回転させるのであるから回転移動する角度範囲は決まっており、ラックギヤ２９をウエイトリング２７の全周に形成しなくても良く、移動範囲の両端にストッパを設けるとともにピニオンギヤ７０が係合する範囲のみにラックギヤ２９を形成するようにしても良い。
【００１９】
図４に示すように、ワーク装着ユニット３０は、成膜物質発生源２５から飛翔する成膜物質２４を堆積させる被成膜面４５，４６（図５参照）を表裏に有するガラス板（ワーク）３１を着脱自在に保持するワークホルダ３２と、ワークホルダ３２を回転自在に支持する支持枠３５とを備える。支持枠３５にはワークホルダ３２に固定された回転軸（請求項記載の回転軸）３３及び回転軸３４を支持する軸支持溝６３，６４が形成され、ワークホルダ３２をガラス板３１の被成膜面４５が成膜物質発生源２５に向けられた初期位置（図７参照）と、被成膜面４６が成膜物質発生源２５に向けられた反転位置（図８参照）とに回転自在に保持する。なお、回転軸３４は支持枠３５に固定されるようにしても良い。
【００２０】
支持枠３５にはホルダベース５０に形成された位置決め突起６０が当接してワークホルダ３２を前記初期位置に保持する第１ストッパ６１と前記反転位置に保持する第２ストッパ６２とが形成される。ワークホルダ３２が支持枠３５に組込まれた後に、抑え部材７８がネジ７９によって支持枠３５の軸支持溝６４上に固定される。押圧バネ４８が支持枠３５の軸支持溝６３近傍にネジ７９によって固定される。押圧バネ４８は回転軸３３に固定されたカム板４７を押圧する（図７参照）。また、ネジ２３が挿通される取付孔３７を有する取付アーム３６が４箇所に設けられる。
【００２１】
図５に示すように、ワークホルダ３２はガラス板３１がホルダベース５０とホルダカバー５１の間に着脱自在に保持され、ホルダカバー５１に形成された孔５２に挿通されたネジ５３がホルダベース５０に形成されたネジ孔５４に螺合してガラス板３１とホルダベース５０とホルダカバー５１とが一体となる。ホルダベース５０とホルダカバー５１の中央には被成膜面４５，４６をそれぞれ露呈させる開口５５，５６が形成され、成膜物質発生源２５から放出される成膜物質２４が被成膜面４５，４６に堆積されるようになされている。
【００２２】
図５及び図６に示すように、ホルダベース５０には一対の回転軸３３，３４が圧入される軸固定孔５７，５８が形成され、それぞれ回転軸３３，３４の一端側が圧入され固定される。回転軸３３は軸長手方向の中ほどにカム板４７が設けられ、他端側の外周面７６には抜け止め溝７７が形成される。回転軸３３の他端側にはギヤ軸７１が係合される。ギヤ軸７１は一端側に係合部７２が設けられ他端側にピニオンギヤ７０が固定される。係合部７２は円筒状の内壁７３を有し円周方向で複数に分割され、円筒状の内壁７３には円筒の中心側に突出した凸部７４が形成される。
【００２３】
凸部７４は円筒状の内壁７３の径が小さくなるように全周に亘って形成され、回転軸３３の外周面７６に形成された抜け止め溝７７と係合する。係合部７２の形状に図６で示すくびれ形状の抜け止め溝７７と凸部７４とを加えることで回転軸３３とギヤ軸７１の摩擦係合が安定するが、抜け止め溝７７と凸部７４とは必ずしも必要ではなく、ギヤ軸７１と回転軸３３の係合が外れないように、ギヤ軸７１の外側（ピニオンギヤ７０側）にドーム１５からストッパを立設させて、ギヤ軸７１の抜け止めにしても良い。
【００２４】
回転軸３３が係合部７２に挿入されたときに円筒状の内壁７３が回転軸３３の外周面７６に所定の圧力で圧接し、ピニオンギヤ７０の回転を回転軸３３に伝達してワークホルダ３２を回転させる。ワークホルダ３２が前記初期位置又は前記反転位置まで回転し、位置決め突起６０が第１ストッパ６１又は第２ストッパ６２に当接した後は、回転軸３３の外周面７６と円筒状の内壁７３との間に滑りが生じ、ピニオンギヤ７０は空転する。このとき、抜け止め溝７７は回転軸３３の外周面７６の全周に亘って形成されているので、凸部７４と係合してギヤ軸７１が回転軸３３から外れることを防止するとともに外周面７６に所定の圧力で摺接する。
【００２５】
図７に示すように、カム板４７はワークホルダ３２が前記初期位置にあるときは押圧バネ４８によって、図中、反時計回りの方向に回転力が与えられる。これによってワークホルダ３２も反時計回りの方向に回転力を受けて位置決め突起６０は第１ストッパ６１に押圧される。図８に示すように、ワークホルダ３２が前記反転位置にあるときは、カム板４７は押圧バネ４８によって、図中、時計回りの方向に回転力が与えられ、これによってワークホルダ３２も時計回りの方向に回転力を受けるので位置決め突起６０が第２ストッパ６２に押圧される。このように、ワークホルダ３２は前記初期位置及び前記反転位置のいずれにあっても振動などで揺動することがなく、また、ウエイトリング２７が所定の慣性力より小さい慣性力を受けたときにも、ワークホルダ３２が回転することはない。
【００２６】
次に、図９に示すタイムチャートを参考にしながら真空成膜装置１０によってガラス板３１に設けられた２つの被成膜面４５，４６に、複数の成膜物質２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，・・・）を多層にコートする手順について説明する。図３に示すように、ガラス板３１が取り付けられたワークホルダ３２が初期位置にセットされた状態でワーク装着ユニット３０がドーム１５の傾斜面１４に固定される。ドーム１５が図中左方向（図１では時計回りの方向）に回転し加速されると、ウエイトリング２７は慣性力によって矢印８２の方向に回転する。ワークホルダ３２は初期位置にセットされているため位置決め突起６０が第１ストッパ６１に当接しており、被成膜面４５が下方を向いた初期位置が維持される。
【００２７】
図７に示すように、ドーム１５は予め定められた第１の速度に達するとその速度を保ったまま時計回りに回転を続ける。ドーム１５の下部位置に配置された成膜物質発生源２５から成膜物質２４Ａ（最初に堆積させる成膜物質２４を２４Ａとする）が放射され、初期位置に保持されたワークホルダ３２の開口５５から露呈した被成膜面４５に成膜物質２４Ａが堆積される。被成膜面４５への成膜物質２４Ａの堆積が終わるとドーム１５は前記第１の速度より遅い第２の速度に減速される。
【００２８】
ドーム１５の急激な減速によって、ウエイトリング２７には矢印８１（図３参照）の方向に慣性力が働き、ウエイトリング２７は矢印８１の方向に回転する。これによってピニオンギヤ７０が時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させる（図８参照）。ワークホルダ３２は、位置決め突起６０が第２ストッパ６２に当接して前記初期位置から１８０°回転した反転位置に保持され被成膜面４６が下方に向けられる。ドーム１５は減速された第２の速度で回転を続け、成膜物質発生源２５から再び成膜物質２４Ａが放射され、開口５６を通して、被成膜面４６に成膜物質２４Ａが堆積される。こうして被成膜面４５と４６の両面に成膜物質２４Ａが堆積される。
【００２９】
被成膜面４５，４６の両面への成膜物質２４Ａの堆積が終わると、ドーム１５は再び第１の速度まで加速される。ウエイトリング２７は慣性力によって矢印８２の方向に回転する（図３参照）。これによってピニオンギヤ７０が反時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させる。ワークホルダ３２は、位置決め突起６０が第１ストッパ６１に当接して前記反転位置から前記初期位置に戻り、被成膜面４５が下方に向けられる（図７参照）。ドーム１５は第１の速度で回転を続け、下部位置に配置された成膜物質発生源２５から成膜物質２４Ａとは異なる成膜物質２４Ｂが選択され放射される。成膜物質２４の種類によって成膜時の環境温度（チャンバ１２内の温度）が異なることがあり、成膜物質２４の選択に合わせてチャンバ１２内の温度が変更される。
【００３０】
成膜物質２４Ｂが被成膜面４５に堆積されるとドーム１５は再び第２の速度に減速される。ウエイトリング２７が矢印８１の方向に回転し、ピニオンギヤ７０が時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させる（図８参照）。ワークホルダ３２は反転位置に保持され被成膜面４６が下方に向けられる。ドーム１５は減速された第２の速度で回転を続け、成膜物質発生源２５から再び成膜物質２４Ｂが放射され、開口５６を通して、被成膜面４６に成膜物質２４Ｂが堆積される。こうして、成膜物質２４Ａが堆積された被成膜面４５，４６の上に成膜物質２４Ｂが重ねて堆積される。
【００３１】
図９のタイムチャートに示すように、ドーム１５の加速と減速とを繰り返すことでウエイトリング２７に作用する慣性力を利用してワークホルダ３２を繰り返し反転させ、ガラス板３１の表裏両面に成膜物質２４Ａを堆積させた後に次の成膜物質２４Ｂを堆積させ、続いて成膜物質２４Ｃ、成膜物質２４Ｄ、と複数の成膜物質を重ねて多層コートすることができる。なお、被成膜面４５及び４６に、必ず同じ成膜物質を堆積させなければならないことはなく、全く異なる成膜物質を被成膜面４５と４６に堆積させても良い。例えば、被成膜面４５に成膜物質２４Ａを堆積させた後に被成膜面４６に成膜物質２４Ｂを堆積させ、被成膜面４５に成膜物質２４Ｃを堆積させた後に被成膜面４６に成膜物質２４Ｄを堆積させるようにしても良い。
【００３２】
次に、ドーム１５を一方向に回転させるのではなく正転（図１では時計回りの方向）と逆転（図１では反時計回りの方向）とを交互に行い、正転・逆転を切り替えるときの減速によってウエイトリング２７に働く慣性でワークホルダ３２を回転させる場合について説明する。ドーム１５はモータ２２及び減速ギヤ装置２１によって正転と逆転とが交互に行われる。このときの各部材のタイムチャートは図１０に示されるようになる。なお、ドーム１５の正転・逆転の切替えはモータの正転・逆転によって切り替えても良いし、減速ギヤ装置２１に出力軸の回転方向が正逆切替可能な構造のものを用いて行っても良い。
【００３３】
図３に示すように、ガラス板３１が取り付けられたワークホルダ３２が初期位置にセットされた状態でワーク装着ユニット３０がドーム１５の傾斜面１４に固定されてドーム１５が図中左方向に回転し加速されるとウエイトリング２７は慣性力によって矢印８２の方向に回転する。ワークホルダ３２は初期位置にセットされているため位置決め突起６０が第１ストッパ６１に当接しており、被成膜面４５が下方を向いた初期位置が維持される。
【００３４】
図７に示すように、ドーム１５は予め定められた速度を保ったまま時計回りに回転を続ける。ドーム１５の下部位置に配置された成膜物質発生源２５から成膜物質２４Ａ（最初に堆積させる成膜物質２４を２４Ａとする）が放射され、初期位置に保持されたワークホルダ３２の開口５５から露呈した被成膜面４５に成膜物質２４Ａが堆積される。被成膜面４５への成膜物質２４Ａの堆積が終わるとドーム１５は回転を停止する。
【００３５】
ドーム１５の急激な減速によって、ウエイトリング２７には矢印８１（図３参照）の方向に慣性力が働き、ウエイトリング２７は矢印８１の方向に回転する。これによってピニオンギヤ７０が時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させる（図８参照）。ワークホルダ３２は、位置決め突起６０が第２ストッパ６２に当接して前記初期位置から１８０°回転した反転位置に保持され被成膜面４６が下方に向けられる。ドーム１５は減速された第２の速度で回転を続け、成膜物質発生源２５から再び成膜物質２４Ａが放射され、開口５６を通して、被成膜面４６に成膜物質２４Ａが堆積される。こうして被成膜面４５と４６の両面に成膜物質２４Ａが堆積される。
【００３６】
被成膜面４５，４６の両面への成膜物質２４Ａの堆積が終わると、ドーム１５は停止した後に再び正転方向に回転する。ウエイトリング２７は慣性力によって矢印８２の方向に回転し（図３参照）、ピニオンギヤ７０が反時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させる。ワークホルダ３２は、位置決め突起６０が第１ストッパ６１に当接して前記反転位置から前記初期位置に戻り、被成膜面４５が下方に向けられる（図７参照）。ドーム１５は正転方向に回転を続け、下部位置に配置された成膜物質発生源２５から成膜物質２４Ａとは異なる成膜物質２４Ｂが選択され放射される。成膜物質２４の種類によって成膜時の環境温度（チャンバ１２内の温度）が異なることがあり、成膜物質２４の選択に合わせてチャンバ１２内の温度が変更される。
【００３７】
被成膜面４５への成膜物質２４Ｂの堆積が済むとドーム１５にブレーキが掛かり回転が停止される。このとき、ウエイトリング２７は慣性力によって矢印８１の方向に回転し、ピニオンギヤ７０が時計回りに回ってワークホルダ３２を反転させ、ワークホルダ３２が反転位置に保持されて被成膜面４６が下方に向けられる（図８参照）。その後、ドーム１５は逆転し、成膜物質発生源２５から再び成膜物質２４Ｂが放射され、開口５６を通して被成膜面４６に成膜物質２４Ｂが堆積される。こうして、成膜物質２４Ａが堆積された被成膜面４５，４６の上に成膜物質２４Ｂが重ねて堆積される。
【００３８】
図１０のタイムチャートに示すように、ドーム１５が正転と逆転とを繰り返し、ドーム１５の回転が停止される際の急激な減速でウエイトリング２７が自身の慣性力で正転又は逆転することを利用してワークホルダ３２を繰り返し反転させ、ガラス板３１の表裏両面に複数の成膜物質２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，・・・）を順次に堆積させて多層にコートすることができる。
【００３９】
また、ドーム１５を減速したときにガラス板３１を反転させるのではなく、ドーム１５を加速したときにガラス板３１を反転させるようにしても良い。この場合は減速ギヤ装置２１にブレーキ装置を必要としない。図１１の（第３の）タイムチヤートに示すように、正転時及び逆転時における減速はブレーキ装置を備えていないので緩やかであり、ウエイトリング２７は減速時に作用する慣性力では移動せず、加速時に作用する慣性力でのみ移動する。
【００４０】
ウエイトリング２７は正転及び逆転の加速時に回転方向とは逆の方向に作用する慣性力によって、ドーム１５の正転時には逆転方向に、ドーム１５の逆転時には正転方向に回転移動する。これによって、ワークホルダ３２はドーム１５の正転時には被成膜面４５を成膜物質発生源２５に向けた初期位置に保持され、逆転時には被成膜面４６を成膜物質発生源２５に向けた反転位置に保持されて、被成膜面４５，４６のそれぞれに成膜物質２４が堆積される。ドーム１５は正転と逆転を交互に繰り返すことで複数の成膜物質２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，・・・）を被成膜面４５，４６の両方に順次に堆積させて多層にコートすることができる。
【００４１】
なお、前記実施形態では、ウエイトリング２７をワーク装着ユニット３０の外側に配置したが、ウエイトリング２７をワーク装着ユニット３０の内側に配置しても良い。この場合、円環状レール１７及びレール溝２０を装着孔１６の内側に配置することは当然である。また、本発明によるワーク連続反転装置は、被成膜面を有するワークが回転するドームに取り付けられて成膜される方式の成膜装置であれば、真空蒸着装置だけでなく、イオンプレーティング装置やスパッタリング装置などに採用することも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  真空成膜装置
１２  チャンバ（真空チャンバ）
１３  垂直軸
１４  傾斜面
１５  ドーム（回転ドーム）
１６  装着孔
１７  円環状レール
１８  載置リング
１９  ３本の支持アーム
２０  レール溝
２１  減速ギヤ装置
２２  モータ
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ  成膜物質
２５  成膜物質発生源
２７  ウエイトリング
２８  支持溝
２９  ラックギヤ
３０  ワーク装着ユニット
３１  ガラス板（ワーク）
３２  ワークホルダ
３３  回転軸（一方の回転軸）
３４  回転軸
３５  支持枠
３６  取付アーム
３７  取付孔
４５，４６  被成膜面
４７  カム板
４８  押圧バネ
５０  ホルダベース
５１  ホルダカバー
５５，５６  開口
５７，５８  軸固定孔
６０  位置決め突起
６１  第１ストッパ
６２  第２ストッパ
６３，６４  軸支持溝
７０  ピニオンギヤ
７１  ギヤ軸
７２  係合部
７３  円筒状の内壁
７４  凸部
７６  外周面
７７  抜け止め溝
【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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