(57)【要約】【課題】回転部の位置確認が不要な連続式成膜装置を提供する。【解決手段】連続式成膜装置１は、成膜室２と、真空室３と、ゲートバルブ４とを備えている。また、連続式成膜装置１は、基板ホルダ１１を有する回転部５１と、固定部５２とを有し、回転部５１が固定部５２に対して相対回転することにより基板ホルダ１１を自公転させる自公転機構５と、回転部５１と係合して回転部５１を回転駆動する回転駆動手段７と、成膜室２と真空室３との間で自公転機構５を搬送する搬送手段６とを備えている。自公転機構５は、搬送手段６により搬送される際には、回転部５１と固定部５２とが相対回転不能である搬送形態となり、回転部５１が回転駆動手段７により回転させられる際には、回転部５１と固定部５２とが相対回転可能である自公転形態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し真空状態で成膜を行うための成膜室と、
前記成膜室と連続する真空室と、
前記成膜室と前記真空室とを仕切り、開閉可能なゲートバルブと、
環状レールを有する固定部と、
基板を支持する基板ホルダと、前記環状レールを走行可能に構成された略円盤形状の自転車輪と、前記自転車輪の中心と前記基板ホルダの中心とを連結し、前記自転車輪の走行に伴い前記基板ホルダを自転させる自転軸と、を有する回転部と、
を有する自公転機構と、
前記成膜室に設置され、前記回転部と係合し、前記回転部を回転駆動する回転駆動手段と、
少なくとも前記成膜室と前記真空室との間で前記自公転機構を搬送する搬送手段と、を備え、
前記自公転機構は、
前記搬送手段により搬送される際には、前記回転部と前記固定部とが相対回転不能である搬送形態となり、
前記回転部が前記回転駆動手段により回転させられる際には、前記回転部と前記固定部とが相対回転可能である自公転形態となる、連続式成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の連続式成膜装置であって、
前記自公転機構は、
前記回転部が前記固定部上の所定位置に載置されて前記回転部と前記固定部とが係合することにより前記搬送形態となり、
前記回転部と前記固定部とが上下方向に離間されて前記回転部と前記固定部との係合が解除されることにより前記自公転形態となる、連続式成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の連続式成膜装置であって、
前記環状レールは、鉛直方向を軸方向とする円筒部材からなり、
前記自転車輪の外周端は、前記自公転機構が前記搬送形態から前記自公転形態に移行する際、前記環状レールの内周面に沿って、所定の静止位置から前記静止位置よりも上方にある走行位置まで摺動する、連続式成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の連続式成膜装置であって、
前記環状レールの内周面の前記走行位置よりも下方かつ前記自転車輪の外周端が摺動する部分は、前記環状レールの内周面の前記走行位置部分よりも滑りやすい素材によって形成されている、連続式成膜装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の連続式成膜装置であって、
前記環状レールの下端部には、前記環状レールの内側に突出する塵受けが設けられている、連続式成膜装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一つに記載の連続式成膜装置であって、
前記自転車輪は、円盤状体の角部が面取りされた様な形状に形成されている、連続式成膜装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の連続式成膜装置であって、
前記回転部は、前記基板ホルダの角度を調節する角度調節機構を有している、連続式成膜装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の連続式成膜装置であって、
前記回転駆動手段は、モータと、前記モータによって回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸から径方向外側に延びる複数のアームと、を有し、
前記複数のアームのそれぞれにはアーム係合部が形成され、
前記回転部は、前記複数のアーム係合部と係合するための複数の係合部を有し、
前記複数のアーム係合部と前記複数の係合部とは、前記アームが前記モータによって、所定方向に旋回させられることにより係合し、前記所定方向と逆方向に旋回させられることにより係合が解除される、連続式成膜装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の連続式成膜装置であって、
前記成膜室において、前記固定部と係合して前記固定部を支持すると共に、前記固定部を昇降させる昇降手段をさらに備え、
前記自公転機構は、前記回転部が前記回転駆動手段と係合した後、前記昇降手段が前記固定部を降下させることにより、前記回転部と前記固定部とが上下方向に離間された自公転形態となる、連続式成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に基板に薄膜を形成する連続式成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前より、真空中で膜材をガラス等の基板に付着させて基板に薄膜を形成する真空成膜装置が知られている。また、当該真空成膜装置には、付着させる薄膜の厚さの均等化を図るため、複数の基板を自転させると共に公転させる自公転機構が設けられている（例えば、特許文献１または２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の真空成膜装置の自公転機構は、円形のレールを有する固定部と、当該レール上を走行する自転車輪と、自転車輪の走行と共に回転する自転軸と、自転軸と共に回転し、基板を保持する基板ホルダとを有する回転部とを備えている。固定部は成膜室に固定されており、また、回転部は成膜室に固定された回転機構に取り付けられている。
【０００４】
このような構成により、特許文献１に記載の真空成膜装置では、成膜作業が終了すると、成膜室を開き、手作業によって基板を取り換えなければならなかった。これにより、一回の成膜作業が終了すると、取り換え作業のために成膜室は外気に開放され、成膜室の真空状態が解除されてしまっていた。そのため、別の基板に成膜する際、再度一から成膜室内を真空にしなければならず、成膜のための準備に時間がかかるという問題があった。また、成膜室内を一度大気に開放すると、水分等の不純物が吸着することがあり、成膜の品質に対して悪影響を及ぼすおそれがあった。そこで、特許文献２に記載するような連続式の真空成膜装置が提案されている。
【０００５】
特許文献２に記載の真空成膜装置は、成膜室の真空状態を維持したままで基板ホルダの搬入または搬出を自動的に行うようにした連続式成膜装置である。詳しくは、当該連続式成膜装置は、真空状態下で基板に成膜を行うための成膜室と、成膜室の側方に設けられた基板を出し入れするための入口槽と出口槽とを備えている。成膜室と入口槽、成膜室と出口槽とは、それぞれゲートバルブにより仕切られている。当該連続式成膜装置には、基板ホルダを入口槽から成膜室へ搬送し、また、成膜室から出口槽へ搬送するローラコンベアが設けられている。このような構成により、成膜室を大気に開放することなく成膜室の真空状態を保持したまま、複数の基板を保持した基板ホルダを成膜室に搬入または成膜室から搬出することを可能にしている。
【０００６】
ところで、特許文献２に記載された連続式成膜装置は遊星歯車機構を有しており、当該遊星歯車機構により、基板ホルダを公転させると共に自転させていた。しかしながら、このように遊星歯車機構を用いた場合、歯車から発塵するおそれがある。また、歯車によっては大きな振動が生じるため、薄膜の精度に影響を及ぼすおそれがあった。そこで、これらの問題を解決するため、特許文献１に記載されたレールと自転車輪とを有し、発塵や振動の少ない真空成膜装置について連続式にすることが望まれていた。
【特許文献１】実開平３−１１０５６号公報
【特許文献２】特開平４−２０２７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された真空成膜装置を連続式にするためには、回転部と固定部とからなる自公転機構を搬送可能にすることが必要となる。しかしながら、特許文献１に記載された自公転機構では、回転部を回転機構から切り離すと、回転部と固定部とは相対回転可能な状態（レール上で自転車輪が走行自在な状態）となってしまう。そのため、特許文献１に記載された真空成膜装置の自公転機構を単純に切り離し、例えば、前述のローラコンベア等の搬送手段によりそのまま搬送すると、搬送中に自転車輪がレール上を自由に走行してしまうおそれがある。
【０００８】
このように搬送中に自転車輪が走行してしまうと、成膜室内に搬送される自公転機構の回転部の角度は、毎回異なり、回転部を回転機構に取り付ける際に、係合部の位置が把握できなくなる。そのため、回転部と回転機構とを係合させるために、まず、回転部の角度を確認し、係合可能な位置まで回転機構を回転させることが必要となる。そのため、回転部の角度を確認するためにはセンサ等が必要となり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発塵や振動の少ない連続式成膜装置を簡単な構成により提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る連続式成膜装置は、基板に対し真空状態で成膜を行うための成膜室と、前記成膜室と連続する真空室と、前記成膜室と前記真空室とを仕切り、開閉可能なゲートバルブと、環状レールを有する固定部と、基板を支持する基板ホルダと、前記環状レールを走行可能に構成された略円盤形状の自転車輪と、前記自転車輪の中心と前記基板ホルダの中心とを連結し、前記自転車輪の走行に伴い前記基板ホルダを自転させる自転軸と、を有する回転部と、を有する自公転機構と、前記成膜室に設置され、前記回転部と係合し、前記回転部を回転駆動する回転駆動手段と、少なくとも前記成膜室と前記真空室との間で前記自公転機構を搬送する搬送手段と、を備え、前記自公転機構は、前記搬送手段により搬送される際には、前記回転部と前記固定部とが相対回転不能である搬送形態となり、前記回転部が前記回転駆動手段により回転させられる際には、前記回転部と前記固定部とが相対回転可能である自公転形態となるものである。
【００１１】
上記連続式成膜装置では、自公転機構は、成膜室内に固定されておらず、搬送手段によって真空室から成膜室に搬入し、成膜室から真空室に搬出することができる。また、成膜室と真空室との間には、開閉可能なゲートバルブが設けられており、真空室を大気に開放する際にはゲートバルブを閉じることにより成膜室を真空状態に保持することができる。これにより、成膜室が大気に開放されることなく、基板の入れ替えを行うことができる。そのため、本連続式成膜装置によれば、自公転機構が成膜室内に固定された成膜装置と異なり、基板を取り換える度に成膜室を真空状態にし直す必要がなく、作業時間を短縮することができる。
【００１２】
また、上記連続式成膜装置では、自公転機構は、搬送される際、回転部と固定部とが相対回転不能な搬送形態となる。これにより、毎回、回転部を所定の角度で成膜室内に搬入することができる。そのため、回転駆動手段と回転部とを係合させる際に、回転部の角度を確認する必要がない。したがって、上記連続式成膜装置によれば、回転部の角度を確認するためにセンサ等を設ける必要がなく、発塵や振動の少ない連続式成膜装置を簡単な構成により提供することができる。
【００１３】
前記自公転機構は、前記回転部が前記固定部上の所定位置に載置されて前記回転部と前記固定部とが係合することにより前記搬送形態となり、前記回転部と前記固定部とが上下方向に離間されて前記回転部と前記固定部との係合が解除されることにより前記自公転形態となることが好ましい。
【００１４】
ここで、「上下方向に離間され」とは、回転部と固定部との接触部分のうち、係合することにより回転部と固定部とを相対回転不能にしていた部分が、上下方向に離されることを言う。そのため、回転部と固定部とを相対回転不能にさせない部分が接触していても、係合することにより回転部と固定部とを相対回転不能にしていた部分が上下方向に離間されていれば、ここで言う「上下方向に離間され」に含まれる。
【００１５】
上記連続式成膜装置では、自公転機構の回転部と固定部とは、回転部が固定部上の所定位置に載置されることにより係合して相対回転不能となり、回転部と固定部とが上下方向に離間されることにより係合が解除されて相対回転可能となる。そのため、上記連続式成膜装置によれば、回転部と固定部との上下方向に関する相対位置を変化させるだけで、自公転機構を容易に搬送形態または自公転形態に変化させることができる。また、上記連続式成膜装置によれば、搬送形態と自公転形態とを有する自公転機構を簡単に構成することができる。さらに、上記連続式成膜装置では、搬送形態において、回転部は固定部に載置されている。そのため、自公転機構をコンパクトな状態で搬送することができる。
【００１６】
前記環状レールは、鉛直方向を軸方向とする円筒部材からなり、前記自転車輪の外周端は、前記自公転機構が前記搬送形態から前記自公転形態に移行する際、前記環状レールの内周面に沿って、所定の静止位置から前記静止位置よりも上方にある走行位置まで摺動することが好ましい。
【００１７】
このように構成することにより、回転部と固定部とを上下方向に相対移動させるだけの簡単な作業により、自公転機構を、回転部と固定部とが相対回転可能な自公転形態または回転部と固定部とが相対回転不能な搬送形態に変更させることができる。
【００１８】
前記環状レールの内周面の前記走行位置よりも下方かつ前記自転車輪の外周端が摺動する部分は、前記環状レールの内周面の前記走行位置部分よりも滑りやすい素材によって形成されていることが好ましい。
【００１９】
このことにより、回転部と固定部とを上下方向に離間させる際、自転車輪の外周端が環状レールの内周面にひっかかることを抑制することができる。そのため、円滑に回転部と固定部との切り離し作業を行うことができる。また、このことにより、自公転機構を円滑に搬送形態から自公転形態に移行させることができる。また、自転車輪と環状レールの内周面との摩擦による摩耗を抑制することができる。
【００２０】
前記環状レールの下端部には、前記環状レールの内側に突出する塵受けが設けられていることが好ましい。
【００２１】
このことにより、たとえ自転車輪と環状レールの内周面との摩擦により発塵しても、塵受けに集められる。そのため、基板への塵の付着を防止し、精度良く成膜を行うことができる。
【００２２】
前記自転車輪は、円盤状体の角部が面取りされた様な形状に形成されていることが好ましい。
【００２３】
このことにより、自転車輪と環状レールの内周面とは滑らかに接触することとなる。そのため、上記連続式成膜装置によれば、自転車輪の走行によって環状レールの内周面が損傷することを抑制することができる。
【００２４】
前記回転部は、前記基板ホルダの角度を調節する角度調節機構を有していることが好ましい。
【００２５】
上記連続式成膜装置によれば、基板ホルダの角度を調節可能であるため、より好適に成膜することができる。
【００２６】
前記回転駆動手段は、モータと、前記モータによって回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸から径方向外側に延びる複数のアームと、を有し、前記複数のアームのそれぞれにはアーム係合部が形成され、前記回転部は、前記複数のアーム係合部と係合するための複数の係合部を有し、前記複数のアーム係合部と前記複数の係合部とは、前記アームが前記モータによって、所定方向に旋回させられることにより係合し、前記所定方向と逆方向に旋回させられることにより係合が解除されることが好ましい。
【００２７】
このことにより、容易に回転駆動手段と回転部とを係合させることができる。
【００２８】
前記成膜室において、前記固定部と係合して前記固定部を支持すると共に、前記固定部を昇降させる昇降手段をさらに備え、前記自公転機構は、前記回転部が前記回転駆動手段と係合した後、前記昇降手段が前記固定部を降下させることにより、前記回転部と前記固定部とが上下方向に離間された自公転形態となることが好ましい。
【００２９】
このことにより、昇降手段を用いて回転部と固定部とを容易に上下方向に離間させることができる。そのため、上記連続式成膜装置によれば、自公転機構を、搬送形態から自公転形態に容易に移行させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明によれば、発塵や振動の少ない連続式成膜装置を簡単な構成により提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
−連続式成膜装置１の概略構成−
図１は、本実施形態に係る連続式成膜装置１の側面断面図である。本実施形態では、本発明に係る連続式成膜装置の一例として、蒸着により成膜を行うものについて説明するが、本発明に係る連続式成膜装置はこれに限られない。例えば、スパッタ装置等を用いて成膜するものであってもよい。
【００３３】
図１に示すように、連続式成膜装置１は、成膜室２と、成膜室２と連続する真空室３とを備えている。成膜室２では、真空状態にした上で、金属または非金属の膜材を加熱・蒸発させ、基板の表面に薄膜として接着させる蒸着が行われる。成膜室２と真空室３との間には、開閉可能なゲートバルブ４が設けられている。また、真空室３には、図示しないハッチが設けられており、当該ハッチを閉じることにより、真空室３は、気密状態におかれることとなる。
【００３４】
連続式成膜装置１は、後述する基板ホルダ１１を自公転させる自公転機構５を備えている。なお、自公転機構５の詳細な構成については後述するが、自公転機構５は、基板ホルダ１１を有する回転部５１と回転部５１とは別体に形成された固定部５２とを備えている。また、連続式成膜装置１は、搬送手段６と、回転駆動手段７と、昇降手段８と、蒸発源９とを備えている。
【００３５】
搬送手段６は、成膜室２と真空室３との間で自公転機構５を搬送するものである。搬送手段６は、真空室３に取り付けられており、水平方向に伸縮自在に構成されている。また、搬送手段６は、搬送台６ａと、スライダ６ｂと、支持台６ｃとを有している。搬送台６ａには、自公転機構５と係合する係合突起６ｄが形成されている。
【００３６】
搬送手段６の支持台６ｃは、真空室３の床面に固定されている。支持台６ｃ上には、スライダ６ｂが水平方向に関してスライド自在に取り付けられている。また、スライダ６ｂ上には、搬送台６ａが水平方向に関してスライド自在に取り付けられている。このような構成により、支持台６ｃ上をスライダ６ｂがスライドし、スライダ６ｂ上を搬送台６ａがスライドすることにより、搬送手段６は水平方向に伸縮する。このような構成により、係合突起６ｄを介して搬送台６ａと係合された自公転機構５は、搬送手段６により成膜室２と真空室３との間で搬送される。
【００３７】
なお、搬送手段６は、本実施形態のものに限られない。少なくとも成膜室２と真空室３との間で自公転機構５を搬送可能なものであれば、いかなる形態であってもよい。
【００３８】
回転駆動手段７は、自公転機構５の回転部５１と係合して回転部５１を回転駆動するものである。回転駆動手段７は、成膜室２の天板を貫通する様に取り付けられている。具体的には、回転駆動手段７は、回転部５１と係合するアーム７ａと、アーム７ａが取り付けられた回転軸７ｂと、軸受７ｃと、モータ７ｄとを備えている。本実施形態では、回転駆動手段７はアーム７ａを４本備えており、４本のアーム７ａは、回転軸７ｂ周りに略等間隔に配置されている。また、アーム７ａの端部には、回転部５１と係合するための係合部７ｆが形成されている。回転軸７ｂは、成膜室２の内部から外部へ天板を貫く様に設けられている。回転軸７ｂの外部部分は、成膜室２の天板の外面に固定された軸受７ｃにより回転自在に支持されている。回転軸７ｂとモータ７ｄとは、伝達手段７ｅを介して接続されている。
【００３９】
このような構成により、回転軸７ｂは、伝達手段７ｅを介してモータ７ｄに回転駆動される。このとき、回転軸７ｂに取り付けられたアーム７ａは、回転軸７ｂ周りに旋回することとなる。そのため、詳細については後述するが、回転部５１とアーム７ａとが係合し、回転駆動手段７のモータ７ｄが始動すると、回転部５１は回転駆動手段７によって回転駆動されることとなる。
【００４０】
昇降手段８は、自公転機構５の固定部５２を支持すると共に昇降させるものである。昇降手段８は、成膜室２の天板を貫通する様に取り付けられている。具体的には、自公転機構５の固定部５２と係合し、固定部５２を支持する土台部８ａと、土台部８ａを吊り下げる吊り下げ部材８ｂと、吊り下げ部材８ｂを巻き上げまたは繰り出しする駆動部８ｃとを有している。駆動部８ｃが吊り下げ部材８ｂを巻き上げると、土台部８ａは上方へ移動する。一方、駆動部８ｃが吊り下げ部材８ｂを繰り出すと、土台部８ａは下方へ移動する。このような昇降手段８の動作に伴い、土台部８ａに支持された固定部５２は昇降することとなる。また、土台部８ａには、自公転機構５の固定部５２と係合する係合突起８ｄが設けられている。
【００４１】
なお、昇降手段８は、本実施形態のものに限られず、いかなる形態であってもよい。例えば、本実施形態のように、土台部８ａを吊り下げる吊り下げ式のものでなく、土台部８ａを下方から押し上げる押し上げ式のものであってもよい。また、成膜室２の内壁面の鉛直方向にレールを設け、土台部８ａがレールに沿ってスライドする様なものでもよい。また、土台部８ａの形状も本実施形態のものに限られない。
【００４２】
蒸発源９は、電子ビームを膜材に照射することにより膜材を加熱し、蒸発させるものである。蒸発源９は、成膜室２内において内底面に固定されている。
【００４３】
以上が連続式成膜装置１の概略構成である。次に、図２〜図４を用いて自公転機構５の構成について詳細に説明する。なお、図２および図３はそれぞれ、自公転機構５の側面断面図であり、図４は自公転機構５の平面図である。
【００４４】
−自公転機構５−
図２および図３に示すように、自公転機構５は、回転部５１と、回転部５１とは別体に形成された固定部５２とを備えている。自公転機構５は、搬送手段６によって搬送される際には、図２に示すように、回転部５１が固定部５２上の所定の位置に載置されることにより回転部５１と固定部５２とが係合し、回転部５１と固定部５２とが相対回転不能な搬送形態をとる。一方、自公転機構５は、回転部５１が回転駆動手段７により回転させられる際には、図３に示すように、回転部５１と固定部５２とが上下方向に離間されることにより回転部５１と固定部５２との係合が解除され、回転部５１と固定部５２とが相対回転可能な自公転形態をとる。具体的な動作については後述する。
【００４５】
回転部５１は、基板を支持する基板ホルダ１１と、円盤形状の自転車輪１２と、自転車輪１２の中心を貫く自転軸１３とを有している。基板ホルダ１１と自転車輪１２とは、自転軸１３によって相対回転不能に連結されている。このような構成により、基板ホルダ１１は、自転車輪１２の回転に伴って、回転（自転）することとなる。なお、図４に示すように、本実施形態では、回転部５１は、基板ホルダ１１、自転車輪１２および自転軸１３をそれぞれ４つずつ有しており、これらは同一円周上に略等角度ごとに配置されている。
【００４６】
また、回転部５１は、４つの基板ホルダ１１の角度をそれぞれ調節する４つの角度調節機構１４と、角度調節機構１４に接続された支持脚１５とを有している。
【００４７】
図２および図３に示すように、角度調節機構１４は、自転車輪１２を挟み込む様に設けられた２つの可動枠１４ａと、両可動枠１４ａを挟む門形の調節フレーム１４ｂとを有している。両可動枠１４ａの先端部には切り欠き部１８が形成されており、両可動枠１４ａの当該切り欠き部１８には、軸１７が挿通されている。これにより、両可動枠１４ａと軸１７とは係合される。一方、調節フレーム１４ｂの両可動枠１４ａとそれぞれ接する面には、溝１６が形成されている。溝１６は、自転車輪１２の外周端１２ａが後述する固定部５２の環状レール２２と接触する点を中心とする円弧状に形成されている。両溝１６には、軸１７が溝１６内をスライド可能な様に挿通されている。また、軸１７は、図示しないボルト等の締結具を用いて調節フレーム１４ｂにスライド不能に固定されている。
【００４８】
なお、当該締結具を取り外すと、軸１７を略円弧形状の溝１６内でスライドさせることが可能となる。軸１７を溝１６内でスライドさせると、可動枠１４ａの調節フレーム１４ｂに対する角度が変わる。これにより、可動枠１４ａに固定された自転軸１３、自転軸１３に固定された基板ホルダ１１および自転車輪１２は、自転車輪１２の環状レール２２の内周面２２ａと接触する外周端１２ａを中心として揺動する。このような構成により、基板ホルダ１１の水平面に対する角度を自在に調節することができる。
【００４９】
支持脚１５は、上端部に係合部１５ａが形成され、４つの角度調節機構１４にそれぞれ取り付けられた４つの脚部材１５ｂと、４つの脚部材１５ｂを固定する円環状の支持部材１５ｃとにより形成されている。係合部１５ａは、前述した回転駆動手段７（図１参照）の係合部７ｆと係合可能に形成されている。
【００５０】
固定部５２は、円環状の板状体からなる土台２１と、略鉛直方向を軸方向とする円筒部材からなる環状レール２２と、土台２１と環状レール２２とを連結すると共に、環状レールを懸架する連結部材２３とを有している。なお、図２に示す搬送形態においても、図３に示す自公転形態においても、自転車輪１２の外周端１２ａは、環状レール２２に接している。また、図４に示すように、土台２１には、搬送台６ａの係合突起６ｄと係合する係合孔２６と、土台部８ａの係合突起８ｄと係合する係合孔２８とが形成されている。また、土台２１には、支持脚１５の支持部材１５ｃに形成された係合孔（図示省略）と係合する係合突起２１ａが設けられている。
【００５１】
図５は、環状レール２２と自転車輪１２との一部とを拡大して示す側面断面図である。図５に示すように、自転車輪１２は、円盤状体の角部が面取りされた様な形状に形成されている。そのため、自転車輪１２は、径方向外側へ向かう程、先細り形状に形成されている。
【００５２】
なお、詳細な動作については後述するが、搬送形態から自公転形態に移行する際、自転車輪１２の外周端１２ａは、環状レール２２の内周面２２ａに沿って、所定の静止位置Ｐ０から静止位置Ｐ０よりも上方にある走行位置Ｐ１まで摺動する。そのため、環状レール２２の内周面２２ａの、走行位置Ｐ１よりも下方かつ自転車輪１２の外周端１２ａが摺動する部分は、環状レール２２の内周面２２ａの走行位置Ｐ１部分よりも滑りやすい素材によって形成されている。なお、ここで、走行位置Ｐ１部分とは、内周面２２ａのうち、自転車輪１２が走行する際に自転車輪１２の外周端１２ａが接触する部分を言う。
【００５３】
具体的には、本実施形態では、環状レール２２には、潤滑剤（例えばフッ素樹脂等）がコーティングされた潤滑部材２５が圧入されており、当該潤滑部材２５によって内周面２２ａの一部が形成されている。なお、環状レール２２の内周面２２ａの、走行位置Ｐ１よりも下方かつ自転車輪１２の外周端１２ａが摺動する部分を形成するものは、上記潤滑部材２５に限られない。例えば、環状レール２２に潤滑部材２５を圧入するのではなく、内周面２２ａの当該部分を潤滑剤によってコーティングすることとしてもよい。
【００５４】
図２〜図４に示すように、環状レール２２の下端部には、塵受け２４が設けられている。本実施形態では、塵受け２４は、断面Ｌ字状の円環状部材によって形成されている。
【００５５】
以上が自公転機構５の構成である。次に、図１および図６〜図１２を用いて、連続式成膜装置１の動作について説明する。なお、図６〜図１０および図１２は、連続式成膜装置１の動作を示す側面断面図であり、図１１（ａ），（ｂ）は、連続式成膜装置１の動作を示す平面図である。
【００５６】
−連続式成膜装置１の動作−
まず、真空室３に設けられたハッチ（図示省略）が開けられ、当該ハッチから自公転機構５が真空室３に搬入される。自公転機構５の搬入が完了すると、ハッチは閉じられる。ハッチが閉じられると、真空室３内は、真空装置（図示省略）によって真空状態にされる。また、真空室３に搬入された自公転機構５は、搬送手段６と係合させられ、搬送手段６によって支持される（図１参照）。
【００５７】
その後、図１および図６に示すように、成膜室２と真空室３との間に設けられたゲートバルブ４を開く。そして、搬送手段６により、自公転機構５を成膜室２内に搬送する。具体的には、搬送手段６のスライダ６ｂを支持台６ｃ上で図１および図６の矢印方向にスライドさせると共に、搬送台６ａをスライダ６ｂ上で同方向にスライドさせる。これにより、搬送手段６は伸長し、搬送台６ａは成膜室２内に到達する。これに伴い、搬送手段６と係合された自公転機構５は、成膜室２内まで搬送されることとなる（図７参照）。
【００５８】
なお、上述のように搬送手段６と係合し、成膜室２に搬送される際、自公転機構５は、回転部５１が固定部５２上の所定位置に載置されて回転部５１と固定部５２とが係合することにより、回転部５１と固定部５２とが相対回転不能である搬送形態をとる。具体的には、図２に示すように、支持脚１５の支持部材１５ｃが固定部５２の土台２１上の所定位置（支持部材１５ｃの係合孔と土台２１の係合突起２１ａとが係合可能な位置）に載置されることにより、土台２１と支持部材１５ｃとが係合する。これにより、回転部５１が固定部５２によって支持される形態となる。このような形態をとることにより、回転部５１と固定部５２とは相対回転不能となる。そのため、搬送手段６によって搬送される際に、自公転機構５の回転部５１が固定部５２に対して回転してしまうことを防止することができる。
【００５９】
成膜室２内に自公転機構５が搬送されると、昇降手段８の駆動部８ｃが土台部８ａを上昇させる。やがて、土台部８ａの係合突起８ｄが固定部５２の土台２１に形成された係合孔２６に嵌り、土台部８ａと固定部５２とが係合する（図８参照）。そして、土台部８ａの上昇に伴い自公転機構５が持ち上げられる。これに伴い、やがて自公転機構５と搬送手段６との係合が解除され、自公転機構５は搬送手段６から離反する（図９参照）。
【００６０】
自公転機構５と搬送手段６とが離反した後、搬送手段６の搬送台６ａとスライダ６ｂとは、真空室３側にスライドする。これにより、搬送手段６は真空室３内に格納される（図１０参照）。搬送手段６が真空室３内に格納されたことが確認されると、ゲートバルブ４が閉じられる。
【００６１】
また、このとき、回転駆動手段７の回転軸７ｂがモータ７ｄによって回転駆動され、アーム７ａが回転軸７ｂ周りの所定方向（図１０の矢印の方向）に旋回させられる。４本のアーム７ａはそれぞれ、自公転機構５の４つの基板ホルダを支持する支持脚１５の各係合部１５ａと等しい角度位置まで旋回させられる。このように４つのアーム７ａが旋回することにより、アーム７ａの各係合部７ｆはそれぞれ、平面視において、支持脚１５の各係合部１５ａに重なる位置まで移動する（図１１（ａ），（ｂ）参照）。なお、このとき、図１０に示すように、アーム７ａの係合部７ｆと支持脚１５の係合部１５ａとは鉛直方向において係合しない位置にある。
【００６２】
そして、次に、昇降手段８によって自公転機構５の固定部５２が下降させられる。具体的には、昇降手段８の駆動部８ｃが駆動して土台部８ａが下降する。土台部８ａの下降に伴い、土台部８ａと係合された固定部５２も下降する。そして、固定部５２の下降に伴い、固定部５２に載置された回転部５１も下降する。前述のように、アーム７ａの各係合部７ｆはそれぞれ、平面視において、支持脚１５の各係合部１５ａと重なる位置にある。そのため、回転部５１が下降することによって、鉛直方向に離れていたアーム７ａの係合部７ｆと支持脚１５の係合部１５ａとが近づき、やがて係合する。これにより、回転部５１はアーム７ａを介して回転駆動手段７に吊り下げられ支持されることとなる。
【００６３】
また、回転部５１が回転駆動手段７と係合し、回転駆動手段に支持されることとなった後も、土台部８ａは下降し、固定部５２も下降する。これにより、回転部５１と固定部５２とが上下方向に離間され、回転部５１と固定部５２とは相対回転可能な自公転形態となる（図１２参照）。具体的には、係合することにより回転部５１と固定部５２とを相対回転不能にしていた部分（本実施形態では、支持脚１５の支持部材１５ｃに形成された係合孔（図示省略）と土台２１に設けられた係合突起２１ａと）が上下方向に離間されて係合が解除されることにより、回転部５１と固定部５２とは相対回転可能な形態となる。
【００６４】
なお、前述したように、回転部５１と固定部５２とが上下方向に離れる際、つまり、搬送形態から自公転形態に移行する際、自転車輪１２の外周端１２ａは、環状レール２２の内周面２２ａから離れず、内周面２２ａに沿って上方に摺動する（図５参照）。具体的には、自転車輪１２の外周端１２ａは、内周面２２ａの所定の静止位置Ｐ０から静止位置Ｐ０よりも上方にある走行位置Ｐ１まで摺動する。ここで、上述したように、環状レール２２の内周面２２ａの、走行位置Ｐ１よりも下方かつ自転車輪１２の外周端１２ａが摺動する部分は、内周面２２ａの走行位置Ｐ１部分よりも滑りやすい素材によって形成されている。そのため、自転車輪１２の外周端１２ａは、内周面２２ａ上を円滑に摺動する。
【００６５】
このようにして、自公転機構５は、係合突起２１ａを介して係合することで相対回転不能であった回転部５１と固定部５２とが上下方向に切り離されることにより、相対回転可能な自公転形態となる（図１２参照）。
【００６６】
そして、この状態において、蒸発源９によって膜材を蒸発させると共に、回転駆動手段７のモータ７ｄを始動させる。これにより、回転軸７ｂがモータ７ｄによって回転駆動され、回転部５１が回転する。このとき、回転部５１と固定部５２とは、相対回転可能な状態にあり、回転部５１だけが回転して固定部５２は回転しない。これにより、回転しない固定部５２の環状レール２２の内周面２２ａと接触している回転部５１の自転車輪１２の外周端１２ａは、内周面２２ａ上を走行することとなる。
【００６７】
具体的には、本実施形態では、内周面２２ａの少なくとも走行位置Ｐ１部分は滑りにくい素材によって形成されている。そのため、自転車輪１２が、環状レール２２の内周面２２ａの走行位置Ｐ１部分と接触したまま、回転軸７ｂ周りに回転すると、自転車輪１２は、その外周端１２ａと内周面２２ａとの間の摩擦力により内周面２２ａ上を走行することとなる。つまり、自転車輪１２は、回転軸７ｂ周りを公転しつつ自転軸１３周りに自転することとなる。これに伴い、基板ホルダ１１も回転軸７ｂ周りを公転しつつ自転軸１３周りに自転することとなる。
【００６８】
このようにして、基板ホルダ１１を成膜室２内において公転および自転させつつ、蒸発源９から膜材を蒸発させることにより、基板ホルダ１１に保持された基板に膜材を均一に蒸着させて成膜する。成膜後は、上述の工程と逆の工程を辿る。
【００６９】
具体的には、昇降手段８により固定部５２が上昇し、回転部５１を持ち上げる。そして、回転駆動手段７のアーム７ａを前述の所定方向（図１０の矢印の方向）と逆方向に旋回させて回転駆動手段７と回転部５１との係合を解除する。その後、搬送手段６を再び成膜室２内に拡張させる。そして、昇降手段８により、回転部５１が載置された固定部５２を下降させて、固定部５２と搬送手段６とを係合させる。そして、搬送手段６によって自公転機構５を真空室３に搬送する。その後、ゲートバルブ４を閉じて成膜室２内の真空状態を保ったままで、真空室３のハッチ（図示省略）を開ける。そして、当該ハッチから成膜後の基板を保持する自公転機構５を搬出し、成膜前の基板を保持する新たな自公転機構５を搬入する。
【００７０】
以上のように、本実施形態に係る連続式成膜装置１は、自公転機構５は、成膜室２内に固定されておらず、搬送手段６によって真空室３から成膜室２に搬入し、また成膜室２から真空室３へ搬出できる。また、成膜室２と真空室３との間には、ゲートバルブ４が設けられている。これにより、成膜室２が大気に開放されることなく、基板の入れ替えを行うことができる。したがって、本連続式成膜装置１によれば、自公転機構５が成膜室２内に固定された真空成膜装置と異なり、基板を取り換える度に成膜室を真空状態にし直す必要がなく、作業時間を短縮することができる。
【００７１】
また、本連続式成膜装置１によれば、自公転機構５は、搬送される際、回転部５１と固定部５２とが相対回転不能な搬送形態となる。そのため、搬送中に回転部５１が固定部５２に対して相対回転してしまうことを防止することができる。これにより、回転部５１を予め設定された所定の角度で成膜室２内に搬入することができる。そのため、回転駆動手段７と回転部５１とを係合させる際に、回転駆動手段７と回転部５１との位置を確認する必要がない。したがって、本連続式成膜装置１によれば、回転部５１の角度を確認するためにセンサ等を設ける必要がなく、発塵や振動の少ない連続式成膜装置１を簡単な構成により提供することができる。
【００７２】
また、本連続式成膜装置１では、自公転機構５の回転部５１と固定部５２とは、は、回転部５１が固定部５２上の所定位置に載置されることにより回転部５１と固定部５２とが係合（支持部材１５ｃの係合孔と土台２１の係合突起２１ａとが係合）することにより相対回転不能となり、回転部５１と固定部５２とが上下方向に離間されることにより回転部５１と固定部５２との係合が解除されて相対回転可能となる。
【００７３】
ここで、「上下方向に離間され」とは、回転部５１と固定部５２との接触部分のうち、係合することにより回転部５１と固定部５２とを相対回転不能にしていた部分（本実施形態では、支持脚１５の支持部材１５ｃに形成された係合孔（図示省略）と土台２１に設けられた係合突起２１ａと）が上下方向に離されることを言う。
【００７４】
このことにより、本連続式成膜装置１によれば、回転部５１と固定部５２との上下方向に関する相対位置を変化させるだけで、自公転機構５を容易に搬送形態または自公転形態に変化させることができる。また、本連続式成膜装置１によれば、搬送形態と自公転形態とを有する自公転機構５を簡単に構成することができる。さらに、本連続式成膜装置１では、搬送形態において、回転部５１は固定部５２に載置されている。そのため、自公転機構５をコンパクトな状態で搬送することができる。
【００７５】
本連続式成膜装置１では、固定部５２の環状レール２２は、鉛直方向を軸方向とする円筒部材によって形成されている。また、自転車輪１２の外周端は、自公転機構５が搬送形態から自公転形態に移行する際、環状レール２２の内周面２２ａに沿って、所定の静止位置Ｐ０から静止位置Ｐ０よりも上方にある走行位置Ｐ１まで摺動する。このように構成することにより、回転部５１と固定部５２とを上下方向に相対移動させるだけの簡単な作業により、回転部５１と固定部５２とを相対回転可能な自公転形態または相対回転不能な搬送形態に変更させることができる。
【００７６】
また、本連続式成膜装置１によれば、環状レール２２の内周面２２ａの走行位置Ｐ１よりも下方かつ自転車輪１２の外周端１２ａが摺動する部分は、環状レール２２の内周面２２ａの走行位置Ｐ１部分よりも滑りやすい素材によって形成されている。これにより、回転部５１と固定部５２とを上下方向に離間させる際、自転車輪１２の外周端１２ａが環状レール２２の内周面２２ａにひっかかることを抑制することができる。そのため、円滑に回転部５１と固定部５２との切り離し作業を行うことができる。また、このことにより、自公転機構５を円滑に搬送形態から自公転形態に移行させることができる。また、自転車輪１２と環状レール２２の内周面２２ａとの摩擦による摩耗を抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、内周面２２ａの少なくとも走行位置Ｐ１部分は滑りにくい素材によって形成されている。そのため、自転車輪１２が走行位置において環状レール２２に対して滑ってしまうことを抑制しつつ、自転車輪１２を走行させることができる。これにより、基板ホルダ１１の自転を円滑に行わせることができる。
【００７８】
さらに、本連続式成膜装置１の環状レール２２の下端部には、環状レール２２の内側に突出する塵受け２４が設けられている。このことにより、たとえ自転車輪１２と環状レール２２の内周面２２ａとの摩擦により発塵しても、塵受け２４に集められる。そのため、基板への塵の付着を防止し、精度良く成膜を行うことができる。
【００７９】
また、本連続式成膜装置１では、自転車輪１２は、円盤状体の角部が面取りされた様な形状に形成されている。このことにより、自転車輪１２と環状レール２２の内周面２２ａとは滑らかに接触することとなる。そのため、本連続式成膜装置１によれば、自転車輪１２の走行によって環状レール２２の内周面２２ａが損傷することを抑制することができる。
【００８０】
ところで、従来の遊星歯車機構を用いた連続式成膜装置では、基板ホルダの角度を変更するためには、歯車どうしの噛み合う角度を変更する必要があり、歯車自体を取り換える等の作業が必要であった。そのため、基板ホルダの角度を容易に変更することができなかった。
【００８１】
しかし、本連続式成膜装置１の回転部５１は、基板ホルダ１１の角度を調節する角度調節機構１４を有している。具体的には、角度調節機構１４により、自転車輪１２の環状レール２２の内周面２２ａと接触する外周端１２ａを中心として、基板ホルダ１１、自転車輪１２および自転軸１３が一体となって揺動可能に構成されている。そのため、本連続式成膜装置１によれば、構成部材を取り換えることなく、基板ホルダ１１の角度を容易に変更することができる。そのため、基板の形状に応じてより好適に成膜することができる。
【００８２】
また、本連続式成膜装置１では、回転駆動手段７の複数のアーム７ａの係合部７ｆと、回転部５１の複数の係合部７ｆとは、アーム７ａがモータ７ｄによって、所定方向（図１０の矢印の方向）に旋回させられることにより係合し、所定方向と逆方向に旋回させられることにより係合が解除される。このようにして、本連続式成膜装置１によれば、容易に回転駆動手段７と回転部５１とを係合させることができる。
【００８３】
さらに、本連続式成膜装置１では、自公転機構５は、回転部５１が回転駆動手段７と係合した後、昇降手段８が固定部５２を降下させることにより、回転部５１と固定部５２とが上下方向に離された自公転形態となる。したがって、本連続式成膜装置１によれば、昇降手段８を用いて回転部５１と固定部５２とを容易に上下方向に離間させることができる。そのため、本連続式成膜装置１によれば、自公転機構５を、搬送形態から自公転形態に容易に移行させることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、真空室３は、成膜室２の真空状態を保つためだけの用途に使用されていたが、真空室３はこれに限られない。例えば、真空室３も成膜を行うために真空状態に保たれた成膜室であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明は、連続的に基板に薄膜を形成する連続式成膜装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施形態に係る連続式成膜装置の側面断面図である。
【図２】搬送形態時の自公転機構の側面断面図である。
【図３】自公転形態時の自公転機構付近の側面断面図である。
【図４】自公転機構の平面図である。
【図５】環状レールと自転車輪との一部とを拡大して示す側面断面図である。
【図６】連続式成膜装置の動作を示す平面図である。
【図７】連続式成膜装置の動作を示す側面断面図である。
【図８】連続式成膜装置の動作を示す側面断面図である。
【図９】連続式成膜装置の動作を示す側面断面図である。
【図１０】連続式成膜装置の動作を示す側面断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は共に連続式成膜装置の動作を示す平面図である。
【図１２】連続式成膜装置の動作を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１        連続式成膜装置
２        成膜室
３        真空室
４        ゲートバルブ
５        自公転機構
６        搬送手段
７        回転駆動手段
７ａ      アーム
７ｂ      回転軸
７ｄ      モータ
７ｆ      係合部（アーム係合部）
８        昇降手段
８ｄ      係合突起
９        蒸発源
１１      基板ホルダ
１２      自転車輪
１２ａ    外周端
１３      自転軸
１４      角度調節機構
１５ａ    係合部
２１      土台
２１ａ    係合突起
２２      環状レール
２２ａ    内周面
２３      連結部材
２４      塵受け
２５      潤滑部材
５１      回転部
５２      固定部
Ｐ０      静止位置
Ｐ１      走行位置
【図１】
2008308714.tif 000003
【図２】
2008308714.tif 000004
【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】
2008308714.tif 000009
【図８】
2008308714.tif 000010
【図９】
2008308714.tif 000011
【図１０】
2008308714.tif 000012
【図１１】
2008308714.tif 000013
【図１２】
2008308714.tif 000014