(57)【要約】【課題】多数の層数からなる多層膜の成膜を作業効率良く行うことができ、短時間で多層膜を成膜することができる真空成膜装置を提供することである。【解決手段】真空成膜装置３０を、真空チャンバ２と成膜回転体１０と成膜処理ユニット２１及び２２とを備える構成とする。成膜回転体１０は、各々がワークを保持するための成膜セル１１乃至１４を備えている。第一の成膜セル１１と第二の成膜セル１２が対向して配置されており、第三の成膜セル１３と第四の成膜セル１４が対向して配置されている。また、ワークに成膜処理を行う成膜処理ユニット２１及び２２は、対向して配置されている。そして、成膜セル１４を成膜処理ユニット２１に対面させるとともに、成膜セル１３を成膜処理ユニット２２に対面させ、成膜セル１３に保持されるワークに対する成膜と成膜セル１４に保持されるワークに対する成膜を並行して行う。【選択図】　図１
2004059967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の空間でワークに対する成膜が行われる真空チャンバと、
前記真空チャンバの中心に対する外方にあたる側に開口が形成され、前記ワークを成膜される面が前記開口側を向くように保持する成膜セルを複数備え、回転中心を挟んで対向するように配置された二つの前記成膜セルを少なくとも一組備えて前記真空チャンバ内に配置される成膜回転体と、
前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に取り付けられ、前記ワークを前記真空チャンバの外部と前記成膜セルとの間で搬入及び搬出するためのロードロック装置と、
前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に、前記回転体の回転中心を挟んで対向するように設けられ、前記ワークに成膜する処理を行う二つの成膜処理ユニットの少なくとも一組とを有し、
前記成膜回転体を前記回転中心の周りに回転させて前記成膜セルを公転させることにより、前記一組の成膜セルの一方を前記一組の成膜処理ユニットの一方に対面させるとともに、前記一組の成膜セルの他方を前記一組の成膜処理ユニットの他方に対面させることにより、前記一方の成膜セルに保持される一方のワークに対する成膜と前記他方の成膜セルに保持される他方のワークに対する成膜を並行して行えるように構成された真空成膜装置。
【請求項２】
前記対向して配置される一組の成膜セルを複数組備えることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記対向して配置される一組の成膜処理ユニットを複数組備えることを特徴とする請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記一組の成膜処理ユニットが設けられる組数と前記一組の成膜セルが設けられる組数とが同数であることを特徴とする請求項３に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に、前記回転体の回転中心を挟んで前記ロードロック装置と対向するように取り付けられた、前記ワークに一定の処理を施すための処理ユニットが設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記一定の処理を施すための処理ユニットとして、前記成膜処理ユニットにより成膜する前にワークに対する洗浄処理を行う前処理ユニットを設けることを特徴とする請求項５に記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層膜の成膜に用いられる真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板等のワークに薄膜が成膜された被膜製品に対する高機能化や高付加価値化の要求が高まりつつある。そして、かかる被膜製品の高機能化を図るべく、薄膜を多層に積層させた多層膜の成膜が行われる。例えば、ディスプレイや電子部品等の基幹デバイスにあっては、高機能化の要請に伴ってデバイス構造が三次元化し、薄膜を多層に成膜することが求められる。
【０００３】
また、光学デバイス等に用いられる光フィルタにあっては、光の波長に対する分解能を高めることや、一つの光フィルタにより多数の通信チャンネルを設け得ることが要求される。かかる光デバイス等の分野においても、薄膜を多層に成膜することが求められる。
【０００４】
そして、以上の多層膜を成膜できる真空成膜装置として、例えば、特開平１０−２３７６４７号公報に開示される真空成膜装置がある。この公報に開示される真空成膜装置にあっては、成膜されるワークを保持する処理室を複数備え、回転中心の周りに回転する回転体が真空チャンバ内に配置されている。そして、前記処理室は前記回転中心の周りに放射状に配置されており、各処理室では成膜される面が外方を向くようにワークが保持されている。
【０００５】
また、前記真空チャンバの周壁には、ワークを真空チャンバの外部と前記処理室との間で搬入し及び搬出するためのロードロック装置や、ワークに対する成膜処理を行うための複数の成膜処理装置が設けられている。
【０００６】
そして、上記回転体を回転中心の周りに所定の角度ずつ順に回転させることによって、各処理室を前記成膜処理装置に順に対面させることができ、各処理室に保持されるワークに各成膜処理装置によって順に成膜することができる。そして、回転体を順次に一定の角度ずつ回転させることにより、ワークに多層膜を成膜することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平１０−２３７６４７号公報に開示される真空成膜装置によると、目標とする層数の多層膜をワークに形成しようとすると、多くの処理時間を必要とした。特に、多層膜の層数が増えるに従って、より多くの処理時間が必要となる。一方、近年では、上記各種のデバイス等の高機能化の要請に伴い、より層数の多い多層膜を成膜することが求められる。
【０００８】
そこで、本発明は、多層膜の成膜を作業効率良く行うことができ、多数の層数の多層膜をより短時間で成膜することができる真空成膜装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内部の空間でワークに対する成膜が行われる真空チャンバと、
前記真空チャンバの中心に対する外方にあたる側に開口が形成され、前記ワークを成膜される面が前記開口側を向くように保持する成膜セルを複数備え、回転中心を挟んで対向するように配置された二つの前記成膜セルを少なくとも一組備えて前記真空チャンバ内に配置される成膜回転体と、
前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に取り付けられ、前記ワークを前記真空チャンバの外部と前記成膜セルとの間で搬入及び搬出するためのロードロック装置と、
前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に、前記回転体の回転中心を挟んで対向するように設けられ、前記ワークに成膜する処理を行う二つの成膜処理ユニットの少なくとも一組とを有し、
前記成膜回転体を前記回転中心の周りに回転させることにより、前記一組の成膜セルの一方を前記一組の成膜処理ユニットの一方に対面させるとともに、前記一組の成膜セルの他方を前記一組の成膜処理ユニットの他方に対面させることにより、前記一方の成膜セルに保持される一方のワークに対する成膜と前記他方の成膜セルに保持される他方のワークに対する成膜を並行して行えるように構成された真空成膜装置である（請求項１）。
【００１０】
本発明の真空成膜装置によると、上記成膜回転体を回転中心の回りに回転させて上記対向して配置される二つの成膜セルを公転させ、前記対向して配置される二つの成膜処理ユニットの各々と二つの成膜セルの各々を対面させることにより、前記一組の成膜セルに保持される二つのワークに成膜することができる。
【００１１】
これにより、前記二つの成膜セルの一方に保持される一方のワークに対する成膜と、前記二つの成膜セルの他方に保持される他方のワークに対する成膜とを並行して行うことができる。これにより、前記一方のワークに対する一つの層の成膜と他方のワークに対する一つの層の成膜とを同時に行うことができる。
【００１２】
そして、前記一方のワーク及び他方のワークに一つの層を成膜すると、前記対向して配置される二つの成膜セルを前記対向して配置される二つの成膜処理ユニット間を公転させることによって、前記一方のワーク及び他方のワークに次の他の一つの層を成膜することができる。
【００１３】
これにより、本発明の真空成膜装置によると、ワークに対する多層膜の成膜を作業効率良く進めることができ、多数のワークに対する多層膜の成膜を短時間で完了することができる。
【００１４】
また、上記真空成膜装置に前記対向して配置される一組の成膜セルを複数組設けることができる（請求項２）。前記対向して配置される二つの成膜セルが複数組設けられる場合でも、各々の成膜セルの組について、二つのワークに対する成膜処理を並行して行い、多数のワークに対する成膜処理を作業効率良く進めることができる。
【００１５】
また、前記対向して配置される一組の成膜処理ユニットを複数組設けることもできる（請求項３）。これにより、多数のワークに対する成膜処理を同時に行うことができるので、多数のワークに対する成膜処理をさらに作業効率良く進めることができる。
【００１６】
また、前記一組の成膜処理ユニットが設けられる組数と前記一組の成膜セルが設けられる組数とを同数とすることもできる（請求項４）。これにより、成膜セルに保持される全てのワークに対して成膜処理を常時行うことができ、作業効率をさらに高めることができる。これにより、多数のワークに対する多層膜の成膜をさらに短時間で行うことができる。
【００１７】
また、前記真空チャンバの前記成膜回転体に対する外方にあたる位置に、前記回転体の回転中心を挟んで前記ロードロック装置と対向するように取り付けられた、前記ワークに一定の処理を施すための処理ユニットを設けることができる（請求項５）。
【００１８】
この発明の真空成膜装置によると、上記対向して配置される成膜処理ユニットによる成膜処理と並行して、その他のワークに対する上記一定の処理ユニットによる処理を行うことができる。これにより、多数のワークに対する複数の処理を並行して進めることができ、多層膜を成膜するための多数の処理を効率良く進めることができる。
【００１９】
また、前記一定の処理を施すための処理ユニットとして、前記成膜処理ユニットにより成膜する前にワークに対する洗浄処理を行う前処理ユニットを設けることができる（請求項６）。この発明の真空成膜装置によると、成膜処理を行う前にワークを洗浄することができるので、その後ワークに成膜するにあたり、ワークに対する付着力の強い緻密で強固な膜に成膜することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１乃至図１０に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態にあたる真空成膜装置３０を表す図である。図１は、真空成膜装置３０を垂直上方から眺めた状態を表しており、真空成膜装置３０の水平方向に沿った一部の断面を表す一部断面図を含んでいる。また、図２は、真空成膜装置３０を水平方向から眺めた状態を表しており、図１のＩ−Ｉ線矢視断面を表す一部断面図を含んでいる。
【００２１】
真空成膜装置３０は、架台１と、真空チャンバ２と、成膜回転体１０と、ロードロック装置４と、前処理ユニット２３と、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２を備えている。
【００２２】
真空チャンバ２は、架台１の上に設置されている。真空チャンバ２は、図１に示されるように、周壁２ａの水平方向に沿った断面が円形状をなすように形成されている。
【００２３】
真空チャンバ２は、内部の空間が特に図示されない主真空ポンプによって排気されるようにされている。そして、真空チャンバ２は、その内部の空間に図示されない基板等のワークを配置して成膜できるように、所要の真空度とされる。
【００２４】
真空チャンバ２の内部には、成膜回転体１０が配置されている。成膜回転体１０は、第一の成膜セル１１、第二の成膜セル１２、第三の成膜セル１３、第四の成膜セル１４及び連結部１５を備えている。成膜セル１１、１２、１３、１４は連結部１５の外周に取り付けられている。
【００２５】
連結部１５は、上記成膜セル１１乃至１４が取り付けられる部分の水平方向に沿った断面が正方形をなすように形成されている。そして、連結部１５は、水平方向の中心が真空チャンバ２の垂直方向に沿った中心Ｃと一致するように設けられている。
【００２６】
連結部１５には、中心部分に上下方向に沿って回転軸１９が取り付けられている。回転軸１９は、中心が真空チャンバ２の中心Ｃと一致し、また成膜回転体１０の中心と一致するように設けられている。そして、成膜回転体１０は、回転軸１９と一体に中心Ｃの回りに回転する。
【００２７】
回転軸１９は、真空チャンバ２の外部に設けられるモータ２０によって回転駆動される。回転軸１９は真空チャンバ２の外部でモータ２０の駆動軸と連結されるが、回転軸１９が真空チャンバ２を外部に貫通する部分には所定の真空シールが施され、真空チャンバ２内の真空度を低下させないようにされている。
【００２８】
第一の成膜セル１１乃至第四の成膜セル１４は、各々が図示されないワークを保持する。そして、成膜セル１１乃至１４の各々がワークを保持しつつ、後に説明する成膜処理ユニットによって各ワークに対する成膜が行われる。
【００２９】
第一の成膜セル１１は、真空チャンバ２の中心Ｃに対する外方にあたる側に、開口１１ａが形成されている。そして、第一の成膜セル１１は、ワークの成膜される面が開口１１ａの側を向くようにワークを保持する。
【００３０】
なお、第二の成膜セル１２乃至第四の成膜セル１４についても、各々に真空チャンバ２の中心Ｃに対する外方にあたる側に開口１２ａ等が形成されること、各々にワークの成膜される面が開口１２ａ等の側を向くようにワークを保持することは、成膜セル１１と同様である。
【００３１】
第一の成膜セル１１と第二の成膜セル１２は、真空チャンバ２の中心Ｃを挟んで対向するように設けられている。また、第一の成膜セル１１と第二の成膜セル１２は、中心Ｃに対して対称となるように設けられている。
【００３２】
第三の成膜セル１３と第四の成膜セル１４は、真空チャンバ２の中心Ｃを挟んで対向するように設けられている。また、第三の成膜セル１３と第四の成膜セル１４は、中心Ｃに対して対称となるように設けられている。
【００３３】
また、第一の成膜セル１１乃至第四の成膜セル１４は、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２が対向して配置される方向と第三の成膜セル１３及び第四の成膜セル１４が対向して配置される方向とが直交するように設けられている。
【００３４】
真空チャンバ２の周壁２ａには、ロードロック装置４、前処理ユニット２３、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２が取り付けられている。これら装置４及び処理ユニット２１乃至２３は、成膜回転体１０に対して、真空チャンバ２の中心Ｃに対する外方にあたる位置に設けられている。
【００３５】
真空チャンバ２には、前記装置４及び処理ユニット２１乃至２３を取り付けるための特に図示しない四つのポートが形成されており、これらポートを介して前記装置４及び前記処理ユニット２１乃至２３が真空チャンバ２に取り付けられている。
【００３６】
ロードロック装置４は、これを介して真空チャンバ２の外部より真空チャンバ２内に配置される成膜セルにワークを搬入するためのものであり、また成膜を終了したワークを前記成膜セルから真空チャンバ２の外部へ搬出するためのものである。
【００３７】
このロードロック装置４は、特開平１０−２３７６４７号公報にも開示される公知の装置であり、真空チャンバ２内の全空間を大気に開放することなく、外部より真空チャンバ２内にワークを搬入できるとともに、真空チャンバ２内より外部へワークを搬出することができる。
【００３８】
図３は、ロードロック装置４を詳しく示しており、ロードロック装置４を上方から眺めた水平方向に沿った一部の断面を表す一部断面図である。また、図３は、成膜セル１１がロードロック装置４に対面している状態を示している。
【００３９】
ロードロック装置４は、扉８と扉枠６と押圧体３７を備えている。扉８は、これを開閉することにより内側のロードロック室７と大気側とを開閉することができる。扉枠６は、これを介してロードロック装置４がチャンバ２の周壁２ａに取り付けられている。
【００４０】
押圧体３７は、成膜セル１１の開口１１ａより内側のワークが保持される空間を、真空チャンバ２内の一般の空間から遮断してロードロック室７とのみ通じさせるか、ロードロック室７とともに真空チャンバ２内の空間に通じさせるかを切り換えるためのものである。
【００４１】
押圧体３７は、ベローズ４５の動きによって真空チャンバ２の内側方向と外側方向の双方向に移動するようにされている。このベローズ４５の動きは、加圧エアの供給及び排出によって制御されるようにされている。
【００４２】
そして、ベローズ４５が加圧エアの供給によって伸長すると、押圧体３７が真空チャンバ２の内側方向に前進し、押圧体３７の先端の周縁部分が成膜セル１１の開口１１ａの周縁部分に当接される。
【００４３】
これにより、成膜セル１１は、その開口１１ａの内側の空間がロードロック室７とのみ通じ、真空チャンバ２内の主真空ポンプに通じて排気される一般の空間から遮断される。この状態で、ロードロック装置４の扉８を開いてロードロック室７を大気に開放しても、押圧体３７及び当接する成膜セル１１によって遮断された真空チャンバ２内の一般の空間の真空度を維持することができる。
【００４４】
一方、扉８を閉じた状態で、ベローズ４５より加圧エアを排出して収縮させると、押圧体３７が真空チャンバ２の外側方向へ後退し、押圧体３７の先端の周縁部分が成膜セル１１の開口１１ａの周縁部分より離される。これにより、成膜セル１１の内側の空間とロードロック室７を真空チャンバ２内の一般の空間に通じさせることができる。
【００４５】
そして、ワークを成膜セル１１に搬入し又は成膜セル１１より搬出する場合には、成膜セル１１をロードロック装置４に対面させた状態で押圧体３７を前進させてロードロック室７及び成膜セル１１の内側の空間を真空チャンバ２内の空間より遮断する。そして、扉８を開くことにより、成膜セル１１に対してワークを搬入し又は搬出することができる。
【００４６】
ロードロック室７は、特に図示しない副真空ポンプに接続されており、ロードロック室７及び成膜セル１１の内側の空間を排気できるようにされている。そして、前記扉８を開けてワークの搬入又は搬出を行った後に扉８を閉じ、ロードロック室７及び成膜セル１１の内側の空間を、押圧体３７により真空チャンバ２内の一般の空間から遮断した状態で前記副真空ポンプにより排気する。
【００４７】
そして、ロードロック室７及び成膜セル１１内の空間を、前記副真空ポンプにより真空度をある程度高めた後に、真空チャンバ２内の一般の空間に通じるようにする。
【００４８】
このように、大気圧に開放されたロードロック室７及び成膜セル１１内を、扉８を閉じて真空度をある程度高めた後に真空チャンバ２内に開放すると、真空チャンバ２内の真空度を元通りに回復させるまでの時間を短くでき、また主真空ポンプの負担を軽減することができる。
【００４９】
以上に説明したように、ロードロック装置４によると、真空チャンバ２内にワークを搬入し又は搬出するにあたり、真空チャンバ２内の全空間を大気に開放することなく、所要の一部の成膜セルに対してのみワークを搬入し又は一部の成膜セルよりワークを搬出することができる。
【００５０】
これにより、前記ロードロック装置４により、後に説明する成膜処理ユニット２１や２２及び前処理ユニット２３によるワークに対する処理を行いつつ、他のワークを真空チャンバ２内に搬入することができ、また、成膜処理を終了したワークを真空チャンバ２より外部に搬出することができる。
【００５１】
これにより、ロードロック装置４が設けられることにより、前記ワークの搬入や搬出を行いつつ、真空チャンバ２内での成膜処理等を進めることができ、成膜を行っている途中で処理の中断を余儀なくされることがなく不要な時間のロスを防ぐことができる。これにより、不要な時間のロスを防いで、多層膜の成膜を作業効率良く進めることができる。
【００５２】
なお、以上の説明では、ロードロック装置４を説明するにあたり、図１乃至図３に基づき成膜セル１１にワークを搬入し又は成膜セル１１よりワークを搬出する例を挙げて説明した。その他の成膜セル１２乃至１４についても、上記成膜セル１１と同様に、各々ロードロック装置４と対面させることにより、成膜処理ユニット２１や２２及び前処理ユニット２３により実行される工程を中断させることなく、ワークを搬入し又は搬出することができる。
【００５３】
なお、ロードロック装置４のさらに詳しい構造及び動作については、前記特開平１０−２３７６４７号公報に記載されるとおりである。
【００５４】
また、図１に示されるように、真空チャンバ２には、中心Ｃを挟んで前記ロードロック装置４に対向するように、前処理ユニット２３が設けられている。この前処理ユニット２３は、後に説明する成膜処理ユニット２１や２２により成膜処理を行う前にワークに対する前処理を行う。前処理ユニット２３は、前処理としてワークの洗浄処理を行う。
【００５５】
前処理ユニット２３は、真空チャンバ２の内側方向に向かってプラズマを照射するようにされている。そして、この前処理ユニット２３は、前処理ユニット２３に対面する成膜セルに保持されるワークの成膜される面にプラズマを照射してプラズマ洗浄を行う。
【００５６】
前処理としてワークに対する上記洗浄を行うと、後に成膜するにあたり、膜を形成し易く緻密で強固な膜にできる。即ち、大気中に晒されていたワークの表面には水蒸気等の各種の不純物が付着している。この不純物を付着させた状態で成膜すると、ワークに対する密着性が低く緻密性の低い膜に形成される。一方、成膜処理を行う前にワークの表面を洗浄しておくと、ワークに対する付着性の高い緻密で強固な膜に形成することができる。
【００５７】
プラズマ洗浄を行うための前処理ユニット２３は、プラズマを照射してプラズマ洗浄を行うことが可能な、真空成膜の技術分野において公知である各種の装置により構成することができる。
【００５８】
また、真空チャンバ２の周壁２ａには、中心Ｃを挟んで互いに対向するように第一の成膜処理ユニット２１と第二の成膜処理ユニット２２とが設けられている。第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２は、これらが対向して配置される方向が、前記ロードロック装置４及び前処理ユニット２３が対向して配置される方向と直交するように配置されている。
【００５９】
第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２は、各々に対面する成膜セルに保持される各々のワークに対する成膜処理を行う。第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２は、真空チャンバ２の内側方向に向かって、粒子状とされ又はイオン化された膜の原料物質を照射する。
【００６０】
これにより、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２に対面する成膜セルに保持されるワークに順次に膜の原料物質を付着させ、ワークに成膜することができる。
【００６１】
第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２は、真空成膜の分野において公知である各種の成膜方式に基づいて成膜するように構成することができる。
【００６２】
即ち、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２は、スパッタリング方式に基づき成膜するように構成することができ、真空蒸着の方式に基づき成膜するように構成でき、またイオンプレーティングの方式に基づいて成膜するように構成すること等ができる。また、第一の成膜処理ユニット２１及び２２は、異なる成膜方式に基づいて成膜するように構成することもできる。
【００６３】
第一の成膜処理ユニット２１、第二の成膜処理ユニット２２は、特にスパッタリングの方式に基づき成膜するように構成するのが好ましい。本発明にかかる真空成膜装置３０は多層膜の成膜に用いられるので、スパッタリングによると、一つのワークに対する全ての層を形成するための膜の原料物質の供給が容易だからである。
【００６４】
また、ワークを保持する成膜セルは成膜処理ユニットから独立して設けられており、かかる独立して設けられる成膜セルに保持されるワークに成膜するにあたり、スパッタリングによると成膜が容易である。
【００６５】
また、第一の成膜処理ユニット２１及び２２は、材質が異なる二層の多層膜を形成する場合には、互いに材質の異なる原料物質が供給される。
【００６６】
また、真空成膜装置３０は、図示されないコントローラにより動作を制御されるようにされている。即ち、真空成膜装置３０は、前記図示されないコントローラによって、前記主真空ポンプや副真空ポンプの動作が制御され、真空チャンバ２内の真空度やロードロック室７の真空度が調節されるようにされている。
【００６７】
また、前記図示されないコントローラにより、ロードロック室７及びロードロック室７に接続される成膜セルの内側の空間が副真空ポンプにより排気されて一定の真空度に達したことが検知されると、副真空ポンプを停止させるとともに副真空ポンプによる排気系統から前記ロードロック室７が遮断されるようにされている。
【００６８】
また、真空成膜装置３０は、前記図示されないコントローラにより、モータ２０の動作が制御され、成膜回転体１０の回転が制御される。そして、成膜回転体１０を真空チャンバ２の中心Ｃの回りに所定の角度づつ回転させることができる。
【００６９】
これにより、各成膜セル１１乃至１４を、中心Ｃの回りに公転させてロードロック装置４及び処理ユニット２１乃至２３間を順次に移動させ、ロードロック装置４及び処理ユニット２１乃至２３の各々の前で停止させ対面させることができる。
【００７０】
次に、以上に説明した真空成膜装置３０を動作させる例について、図４乃至図９に基づいて説明する。図４乃至図９は、真空成膜装置３０により多層膜の成膜を行う一連の工程に含まれる各工程の内容や各工程における特定の状態を表す図である。図４乃至図９は、真空成膜装置３０を上方から眺めた模式的な状態により示している。
【００７１】
図４は、真空チャンバ２内にワークを搬入する工程を表す図である。図４（ａ）は、ワークＷ１を第一の成膜セル１１に装填する工程を表す図である。図４（ｂ）は、ワークＷ１が装填された成膜セル１１を真空チャンバ２内の空間に開放した後に成膜回転体１０を回転させた状態を表す図である。
【００７２】
図５は、真空チャンバ２内にワークＷ３を搬入する工程を表す図である。図５（ａ）は、ワークＷ３を第三の成膜セル１３に装填する工程を表す図である。図５（ｂ）は、成膜セル１３にワークＷ３を装填した後にロードロック装置４を閉じた状態を表す図である。
【００７３】
図６は、第一の成膜セル１１に保持されるワークＷ１に前処理を行いつつワークＷ２が搬入された状態を表す図である。図７は、第四の成膜セル１４にワークＷ４を装填した後にロードロック装置４を閉じ、全てのワークの搬入を完了した状態を表す図である。図８は、ワークＷ１及びワークＷ２に多層膜を成膜する工程を表す図である。
【００７４】
まず、真空チャンバ２の内部が一定の真空度とされている状態で、第一の成膜セル１１をロードロック装置４に対面させ、ロードロック装置４により、第一の成膜セル１１にワークＷ１を搬入する。即ち、図４（ａ）に示されるように、ロードロック装置４の扉８を開き、成膜セル１１にワークＷ１を装填する。
【００７５】
そして、ロードロック装置４の扉８を閉じ、成膜セル１１の内側を真空チャンバ２内の空間に開放する。そして、図４（ｂ）に示されるように成膜回転体１０を時計回りに９０度回転させると、第一の成膜セル１１が第一の成膜処理ユニット２１に対面するとともに、第三の成膜セル１３がロードロック装置に対面する。
【００７６】
次に、ロードロック装置４により第三の成膜セル１３にワークＷ３を搬入する。即ち、図５（ａ）に示されるように、ロードロック装置４の扉８を開き、成膜セル１３にワークＷ３を装填する。そして、図５（ｂ）に示されるように扉８を閉じ、第三の成膜セル１３の内側を真空チャンバ２内の空間に開放する。
【００７７】
次に、成膜回転体１０をさらに時計回りに９０度回転させると、図６に示されるように、第一の成膜セル１１を前処理ユニット２３に対面させるとともに、第二の成膜セル１２をロードロック装置４に対面させることができる。そして、ワークＷ２をロードロック装置４により第二の成膜セル１２に搬入する。
【００７８】
図６は、第二の成膜セル１２にワークＷ２が搬入された状態を示している。ワークＷ２を第二の成膜セル１２に搬入するにあたり、ロードロック装置４の扉８を開けて第二の成膜セル１２にワークＷ２を装填し、その後扉８を閉じて、第二の成膜セル１２の内側を真空チャンバ２内の空間に開放することは、前記ワークＷ１やＷ３を搬入した場合と同じである。
【００７９】
一方、第一の成膜セル１１に保持されるワークＷ１は、前処理ユニット２３によって表面にプラズマを照射され、前処理を受ける。前処理ユニット２３によりワークＷ１に対する前処理を行うにあたり、ワークＷ２を第二の成膜セル１２に搬入する作業と並行して行うことにより、成膜を完了するまでに要する時間を短くでき好ましい。
【００８０】
次に、成膜回転体１０をさらに時計回りに９０度回転させると、図７に示されるように、第四の成膜セル１４をロードロック装置４に対面させるとともに、第三の成膜セル１３を前処理ユニット２３に対面させることができる。そして、図７に示されるように、ワークＷ４が第四の成膜セル１４に搬入される。これにより、図７に示されるように、全ての成膜セルへのワークの搬入が完了する。図７は、第四の成膜セル１４にワークＷ４を搬入した後の状態を示している。
【００８１】
ワークＷ４を第四の成膜セル１４に搬入するにあたり、ロードロック装置４の扉８を開けて第四の成膜セル１４にワークＷ４を装填し、その後扉８を閉じて、第四の成膜セル１４の内側を真空チャンバ２内の空間に開放することは、前記ワークＷ１やＷ３、Ｗ２を搬入した場合と同じである。
【００８２】
次に、図７に示された状態より、さらに成膜回転体１０を時計回りに９０度回転させると、第二の成膜セル１２を前処理ユニット２３に対面させることができる。そして、特に図示されない工程により、前処理ユニット２３によりワークＷ２に対する前処理が行われる。
【００８３】
そして、前記ワークＷ２に対する前処理を終了した後にさらに成膜回転体１０を時計回りに９０度回転させると、図８（ａ）に示されるように、第一の成膜セル１１を第一の成膜処理ユニット２１に対面させるとともに、第二の成膜セル１２を第二の成膜処理ユニット２２に対面させることができる。
【００８４】
そして、図８（ａ）に示される状態で第一の成膜処理ユニット２１によりワークＷ１に対して成膜処理を行い、第二の成膜処理ユニット２２によりワークＷ２に対して成膜処理を行う。
【００８５】
次に、図８（ａ）に示される状態で第一の成膜処理ユニット２１によりワークＷ１に対する第一の層の成膜を終了し、第二の成膜処理ユニット２２によりワークＷ２に対する第一の層の成膜を終了すると、成膜回転体１０を１８０度回転させ第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を第一の成膜処理ユニット２１と第二の成膜処理ユニット２２との間で反転させる。
【００８６】
図８（ａ）に示される状態より成膜回転体１０を１８０度回転させると、図８（ｂ）に示されるように、第一の成膜セル１１が第二の成膜処理ユニット２２に対面し、第二の成膜セル１２が第一の成膜処理ユニット２１に対面する。
【００８７】
そして、成膜回転体１０を図８（ｂ）に示される状態とし、第一の成膜処理ユニット２１によりワークＷ２に対して成膜処理を行い、第二の成膜処理ユニット２２によりワークＷ１に対して成膜処理を行う。
【００８８】
次に、図８（ｂ）に示される状態で第一の成膜処理ユニット２１によりワークＷ２に対する第二の層の成膜を終了し、第二の成膜処理ユニット２２によりワークＷ１に対する第二の層の成膜を終了すると、成膜回転体１０を１８０度回転させる。これにより、再度、図８（ａ）に示されるように、第一の成膜セル１１が第一の成膜処理ユニット２１に対面し、第二の成膜セル１２が第二の成膜処理ユニット２２に対面する。
【００８９】
以後、ワークＷ１及びＷ２の各々に対する一つの層の成膜を終える毎に成膜回転体１０を１８０度回転させ、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を第一の成膜処理ユニット２１と第二の成膜処理ユニット２２との間で反転させることにより、ワークＷ１及びＷ２に所要の多層膜を形成することができる。
【００９０】
以上説明した工程によりワークＷ１及びＷ２に対して多層膜の成膜を完了すると、これら成膜を完了したワークは真空チャンバ２の外部へ取り出される。図９は、成膜を完了したワークを真空チャンバ２の外部に取り出す工程の例を示しており、ワークＷ１を真空チャンバ２の外部へ取り出す工程を例示している。
【００９１】
図９に示されるように、成膜回転体１０を回転させ、成膜を完了したワークＷ１を保持する第一の成膜セル１１をロードロック装置４に対面させる。そして、ロードロック装置４により、第一の成膜セル１１よりワークＷ１が取り出される。
【００９２】
第一の成膜セル１１は、ワークＷ１が取り出された後に扉８が閉じられ、ロードロック装置４によって真空チャンバ２内の空間に再度開放される。
【００９３】
なお、以上の説明では、第一の成膜セル１１に保持されるワークＷ１及び第二の成膜セル１２に保持されるワークＷ２の例により、これらのワークに多層膜を成膜する工程を説明した。
【００９４】
第三の成膜セル１３に保持されるワークＷ３及び第四の成膜セル１４に保持されるワークＷ４についても、上記ワークＷ１及びＷ２に関して説明した工程と同様に多層膜を成膜することができる。
【００９５】
即ち、第三の成膜セル１３及び第四の成膜セル１４の一方を第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２の一方に対面させるとともに、第三の成膜セル１３及び第四の成膜セル１４の他方を第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２の他方に対面させることによって、ワークＷ３及びワークＷ４の各々に一つの層を成膜することができる。
【００９６】
そして、一つの層の成膜を終える毎に成膜回転体１０を１８０度回転させて、ワークＷ３及びＷ４に第一の処理ユニット２１と第二の処理ユニット２２とを順次対面させて成膜することにより、ワークＷ３及びＷ４に所要の多層膜を形成することができる。
【００９７】
以上に説明した真空成膜装置３０によると、対向して配置される二つの成膜処理ユニットに対して対向して配置される二つの成膜セルの各々を対面させ、各成膜セルに保持されるワークに成膜することができる。そして、一つの層の成膜を終える毎に二つの成膜セルを二つの成膜処理ユニット間で１８０度公転させ、先に成膜を行った一方の成膜処理ユニットと異なる他方の成膜処理ユニットと対面させることにより、次の層の成膜を行うことができる。
【００９８】
これにより、二つの成膜セルに保持されるワークに常時成膜することができ、成膜処理を行う作業に無駄を生ずることなく、作業効率良く進めることができる。これにより、多層膜の成膜を効率良く行うことができ、短時間で成膜を完了させることができる。そして、多層膜が数十層乃至数百層に形成されるものであっても、短時間で成膜を行える。
【００９９】
また、以上の真空成膜装置３０によると、二つのワークに対して成膜処理ユニット２１、２２による処理を行っている間に、他のワークに対して前処理ユニット２３による処理を行うことができ、成膜処理とその他の処理を並行して進めることができる。これにより、多層膜を形成するために必要な複数の作業工程を並行して進めることができ、所要の作業を短時間で完了させることができる。
【０１００】
以上に説明した真空成膜装置３０の例では、ロードロック装置４に対向する位置に前処理ユニット２３を設ける例を挙げたが、真空チャンバ２の周壁２ａにおけるロードロック装置４に対向する位置に一定の処理を行うユニットを何ら設けない構成とすることもできる。
【０１０１】
即ち、前処理ユニット２３等を設けなくとも、前記第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２を対向して配置することにより、対向して配置される二つの成膜セルを一組として各成膜セルに保持されるワークに成膜することができる。
【０１０２】
ただし、前処理ユニット２３を設けると、以上に説明したように、成膜処理を行う前に前処理としてワークの洗浄を行うことができ、ワークに対する密着性の高い膜に成膜することができる。
【０１０３】
また、真空チャンバ２のロードロック装置４に対向する位置に一定の何らかの処理を行う処理ユニットを設けるにあたり、前処理ユニット２３以外の他の処理ユニットを設けてもよい。例えば、前処理ユニット２３の代わりに、重合処理ユニットを設けることもできる。
【０１０４】
そして、この重合処理ユニットとして、プラズマ重合によりワークに重合処理を行えるように構成されるものを設けることができる。そして、前記重合処理ユニットにより、後処理として、最終的に表面を形成する層に保護膜を形成することができる。
【０１０５】
また、以上に説明した真空成膜装置３０の例では、対向して配置される二つの成膜セルの組を二組備える例を挙げて説明した。即ち、成膜回転体１０が、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２の組と第三の成膜セル１３及び第四の成膜セル１４の組を備える例により説明した。
【０１０６】
本発明の真空成膜装置を実施するにあたり、成膜回転体は対向する二つの成膜セルの組を少なくとも一つ備えていればよい。即ち、対向する二つの成膜セルを一組設けると、対向する二つの成膜セルの一方に保持される一方のワークに対する成膜と、対向する二つの成膜セルの他方に保持される他方のワークに対する成膜を並行して同時に行えるので、複数のワークに対する成膜を作業効率良く進めることができる。これにより、多数のワークに対する成膜処理を短時間に完了させることができる。
【０１０７】
そして、一つの層の成膜が終わるごとに対向して配置される二つの成膜セルを対向して配置される二つの成膜処理ユニット間で公転させることにより、二つのワークに対する次の層の成膜を行うことができる。これにより、二つの成膜セルに保持される二つのワークに対する成膜処理を並行して常時行うことができ、作業効率良く成膜処理を進めることができる。
【０１０８】
また、以上に説明した真空成膜装置３０の例では、対向して配置される二つの成膜処理ユニットの組を一組設ける例を挙げて説明したが、二つの成膜処理ユニットの組を複数組設けることもできる。
【０１０９】
図１０は、対向して配置される二つの成膜処理ユニットの組を複数設けた真空成膜装置３５の例であり、真空成膜装置３５を上方から眺めた模式的な状態を示している。
【０１１０】
図１０に示される真空成膜装置３５は、対向して配置される第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２に加え、第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７を備えている。
【０１１１】
第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７は、第一の成膜セル１１乃至第四の成膜セル１４に対して、真空チャンバ２の中心Ｃに対する外方にあたる位置に設けられている。また、第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７は、真空チャンバ２の中心Ｃを挟んで対向するように設けられている。
【０１１２】
この真空成膜装置３５によると、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２の一組に加え、第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７の一組による成膜も行える。これにより、成膜セル１１及び１２の組と成膜セル１３及び１４の組の各々を、上記二組の成膜処理ユニットの各々と対面させて成膜することができる。
【０１１３】
この真空成膜装置３５により多層膜を成膜する例について、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２に保持されるワークの例によって説明する。
【０１１４】
第一の成膜セル１１を第一の成膜処理ユニット２１に対面させ、第二の成膜セル１２を第二の成膜処理ユニット２２に対面させ、一つの層を成膜する。そして、一つの層の成膜を終えると、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を１８０度公転させ、第一の成膜セル１１を第二の成膜処理ユニット２２に対面させ、第二の成膜セル１２を第一の成膜処理ユニット２１に対面させ、他の層の成膜を行う。
【０１１５】
そして、一つのワークに対する一つの層の成膜を終える毎に第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を１８０度公転させ、前記一つの層及び他の層の成膜を繰り返すことにより、所要の多層膜に成膜することができる。
【０１１６】
また、第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７により成膜を行う場合についても、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を第一の成膜処理ユニット２１と第二の成膜処理ユニット２２との間で回転させて行ったと同様に、一つのワークに対する一つの層の成膜を終える毎に第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７間を回転させ、これを繰り返すことにより所要の多層膜に成膜することができる。
【０１１７】
また、真空成膜装置３５により、以下のように多層膜を成膜することができる。第一の成膜セル１１を第一の成膜処理ユニット２１に対面させ、第二の成膜セル１２を第二の成膜処理ユニット２２に対面させ、一つの層を成膜する。そして、一つの層の成膜を終えると、第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を９０度公転させ、第一の成膜セル１１を第四の成膜処理ユニット２７に対面させ、第二の成膜セル１２を第三の成膜処理ユニット２６に対面させることにより、次の層の成膜を行う。
【０１１８】
このように、一つのワークに対する一つの層の成膜を終えるごとに第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２の組を９０度づつ公転させることで、次の層の成膜を行うことができ、これを繰り返すことにより、所要の多層膜に成膜することができる。
【０１１９】
なお、第三の成膜セル１３及び第四の成膜セル１４の組についても、以上に説明したように第一の成膜セル１１及び第二の成膜セル１２を９０度づつ公転させ各成膜処理ユニットに対面させて成膜を行ったと同様に、一つのワークに対する一つの層を成膜する毎に９０度づつ公転させ、これを繰り返すことにより所要の多層膜に成膜することができる。
【０１２０】
なお、以上の真空成膜装置３５の例では、成膜処理ユニット２２、２３、２６、２７が、第一の成膜処理ユニット２１及び第二の成膜処理ユニット２２が配置される方向と第三の成膜処理ユニット２６及び第四の成膜処理ユニット２７が配置される方向とが直交するように配置されるので、上記二つの成膜セルの組を９０度づつ公転させた。上記二つ成膜セルの組を公転させる具体的な角度は、対向して配置される二つの成膜処理ユニット同士をどのように配置するかによって異なる。
【０１２１】
また、以上の真空成膜装置３５は、対向して配置される二つの成膜セルの組の数と、対向して配置される二つの成膜処理ユニットの組の数とが同数となるように構成されている。これにより、全ての成膜セルを成膜処理ユニットに常時対面させて成膜することができ、多層膜の成膜をより短時間で完了させることができる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の真空成膜装置によると、多層膜を成膜するにあたり、成膜処理を作業効率良く進めることができ、多数のワークに対する多層膜の成膜を短時間で行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の真空成膜装置の水平方向に沿った一部断面図である。
【図２】図１に示される真空成膜装置のＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】ロードロック装置を表す図である。
【図４】真空チャンバ内にワークを搬入する工程を表す図である。
【図５】真空チャンバ内にさらに他のワークを搬入する工程を表す図である。
【図６】一つのワークの前処理と他のワークの搬入とを並行して行う工程を表す図である。
【図７】成膜セルの全てにワークの搬入を終了した状態を表す図である。
【図８】対向する二つの成膜セルを対向する二つの成膜処理ユニット間で反転させた状態を表す図である。
【図９】成膜を完了したワークを真空チャンバより搬出する工程を表す図である。
【図１０】対向する一組の成膜処理ユニットを複数組設けた真空成膜装置の例である。
【符号の説明】
１　　　架台
２　　　真空チャンバ
２ａ　真空チャンバの周壁
４　　ロードロック装置
６　　　（ロードロック装置の）扉枠
７　　ロードロック室
８　　（ロードロック装置の）扉
１０　　成膜回転体
１１　　第一の成膜セル
１１ａ　第一の成膜セルの開口
１２　　第二の成膜セル
１２ａ　第二の成膜セルの開口
１３　　第三の成膜セル
１３ａ　第三の成膜セルの開口
１４　　第四の成膜セル
１４ａ　第四の成膜セルの開口
１５　　連結部
１９　　回転軸
２０　　モータ
２１　　第一の成膜処理ユニット
２２　　第二の成膜処理ユニット
２３　　前処理ユニット
２６　　第三の成膜処理ユニット
２７　　第四の成膜処理ユニット
３０　　真空成膜装置
３５　　真空成膜装置
３７　　押圧体
【図１】
2004059967.tif 000003
【図２】
2004059967.tif 000004
【図３】
2004059967.tif 000005
【図４】
2004059967.tif 000006
【図５】
2004059967.tif 000007
【図６】
2004059967.tif 000008
【図７】
2004059967.tif 000009
【図８】
2004059967.tif 000010
【図９】
2004059967.tif 000011
【図１０】
2004059967.tif 000012