(57)【要約】【課題】  基材の受け渡しが自動で行われ、かつ生産効率を改善可能なサークルライン型真空成膜装置を提供する。【解決手段】  ロードロックチャンバ１１が真空チャンバ１０の内部に開口する内側開口と前記真空チャンバの外部に開口する外側開口とを有し、第１の搬送手段１５が前記ロードロックチャンバ内への基材８の搬入および搬出時に前記内側開口を閉鎖可能なゲート弁１７を有し、第２の搬送手段４が前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記外側開口を閉鎖可能なドア弁６を有し、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、さらに該第１の搬送手段の前記ゲート弁と該第２の搬送手段の前記ドア弁とが前記ロードロックチャンバの前記内側開口と前記外側開口とをそれぞれ閉鎖した状態で、前記基材を互いの間で受け渡し可能な基材保持手段３１，３２をそれぞれ備えている。【選択図】  図１
2005212917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードロックチャンバと１以上の成膜用のプロセスチャンバとを備える真空チャンバと、前記真空チャンバ内で基材を前記ロードロックチャンバ内及び前記プロセスチャンバ内へ搬入しかつ前記ロードロックチャンバ内及び前記プロセスチャンバ内から搬出する第１の搬送手段と、前記真空チャンバ外で基材を前記ロードロックチャンバ内へ搬入しかつ前記ロードロックチャンバ内から搬出する第２の搬送手段とを有するマルチチャンバ型の真空成膜装置であって、
前記ロードロックチャンバは、前記真空チャンバの内部に開口する内側開口と前記真空チャンバの外部に開口する外側開口とを有し、
前記第１の搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記内側開口を閉鎖可能なゲート弁を有し、
前記第２の搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記外側開口を閉鎖可能なドア弁を有し、
前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、さらに該第１の搬送手段のゲート弁と該第２の搬送手段のドア弁とが前記ロードロックチャンバの前記内側開口と前記外側開口とをそれぞれ閉鎖した状態で、前記基材を互いの間で受け渡し可能な基材保持手段をそれぞれ備えている、真空成膜装置。
【請求項２】
前記第１の搬送手段は伸張及び縮退により前記ゲート弁が前記ロードロックチャンバの前記内側開口を閉鎖及び開放するよう構成され、
前記第２の搬送手段は伸張及び縮退により前記ドア弁が前記ロードロックチャンバの前記外側開口を閉鎖及び開放するよう構成されている、請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記第１の搬送手段は屈曲可能で先端に前記ゲート弁が取り付けられたリンク機構を有し、前記リンク機構の伸張及び屈曲により伸張及び縮退する、請求項２記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記基材保持手段の一方が前記基材又は該基材を保持するホルダを定位置に保持可能な固定保持具であり、かつ前記基材保持手段の他方が上下方向に移動して前記基材又はホルダを前記定位置から持ち上げ可能な移動保持具であり、該移動保持具が前記固定保持具に対して上下方向に相対的に移動されて前記基材又はホルダが前記固定保持具と前記移動保持具との間で受け渡される、請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記固定保持具がフックでありかつ前記移動保持具が揺動可能なアームであって、該アームが上下方向に揺動されて前記基材又はホルダが受け渡される、請求項４記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記フックが前記ゲート弁に配設され、前記アームが前記ドア弁に配設されている、請求項５記載の真空成膜装置。
【請求項７】
前記第１の搬送手段は複数の前記ゲート弁及び前記リンク機構を点対称に有し、前記点対称な一対の前記リンク機構が伸張することにより前記ゲート弁の一対が前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバとに当接する、請求項３記載の真空成膜装置。
【請求項８】
前記ロードロックチャンバ及び前記プロセスチャンバは前記真空チャンバの周方向に中心角を等分するように偶数配設され、
前記第１の搬送手段は前記ロードロックチャンバ及び前記プロセスチャンバの数に対応する数の前記ゲート弁及び前記リンク機構を有し、
前記ゲート弁及び前記リンク機構が前記点対称の中心点を中心に回動可能に配設されている、請求項７記載の真空成膜装置。
【請求項９】
前記プロセスチャンバが、対向する２つの成膜用電極を備えている、請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項１０】
前記第２の搬送手段が、前記ドア弁が前記第２の搬送手段上で該第２の搬送手段に対して相対移動可能となるよう構成されている、請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項１１】
前記第２の搬送手段において前記ドア弁が所定の揺動部材を介して揺動自在に配設されており、
前記揺動部材の揺動軸を揺動中心として前記ドア弁が揺動されて前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記外側開口を閉鎖する、請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項１２】
前記第２の搬送手段が、移動可能な搬送体上に配設されている、請求項１記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバの内部で基材上に反射膜等の薄膜を成膜する真空成膜装置に関し、特にサークルライン型真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基材の表面に可視光を反射する反射膜を成膜して、例えば自動車のヘッドライトを構成する反射板を製造するための成膜装置として、種々の真空成膜装置が用いられている。
【０００３】
真空成膜装置としては、例えば、サークルライン型真空成膜装置が好適に用いられている（例えば、特許文献１参照）。このサークルライン型真空成膜装置は、その内部を実質的な真空状態に維持可能な略円筒状の真空チャンバを有している。この真空チャンバの周壁には、複数の処理ステーションが等間隔をあけて凹設されている。これらの処理ステーションは、例えば、その壁部に基材搬入口及び開閉ドアが設けられた少なくとも１つの基材搬入ステーションと、その壁部に基材搬出口及び開閉ドアが設けられた少なくとも１つの基材搬出ステーションと、基材の表面に吸着されている水分等を除去するための前処理が行われる前処理ステーションと、スパッタリングによって反射膜等の薄膜を成膜するためのスパッタリングステーションと、前記スパッタリングにより成膜された薄膜を保護する樹脂製の保護膜を重合するための重合ステーションとからなる。一方、真空チャンバの内部には、基材を収容可能な少なくとも１つの基材収容部を有する回転ベースが配設されている。この回転ベース上の基材収容部は、該回転ベースに対してその半径方向にスライド移動可能とされている。この回転ベースには回転軸が取り付けられており、この回転軸は前記真空チャンバの底壁を貫通して該真空チャンバの下部に配設された間欠回転可能な回転駆動装置に接続されている。そして、この回転駆動装置が間欠回転することによって、前記回転ベースは、基材収容部が各処理ステーションと対向する位置に位置決め停止されるように回転する。又、基材収容部が各処理ステーションと対向する位置に位置決め停止された後、基材収容部は回転ベースの半径方向にスライド移動されて各処理ステーションと共に密閉空間を形成する。尚、回転軸及び回転駆動装置を保護すべく、それらは、例えばハウジング等によって完全に包囲されている。
【０００４】
このサークルライン型真空成膜装置を用いて反射膜等を成膜する際には、先ず、サークルライン型真空成膜装置に付属する真空ポンプを動作させて、真空チャンバ内を所定の真空状態とする。この時、基材収容部は、基材搬入ステーションと対向する位置に配置されると共に、その縁部が基材搬入ステーションの周壁に当接されて基材収容部と基材搬入ステーションとによる密閉空間が形成されるように移動される。これによって真空チャンバ内は密閉空間とされ、例えば基材搬入口の開閉ドアを開いて基材搬入ステーションを開状態とした場合でも、真空チャンバ内が所定の真空状態を維持することが可能となる。真空チャンバ内が所定の真空状態となった後、作業者は開閉ドアを開いて基材搬入ステーションの基材搬入口を開き、その基材搬入口から基材を導入して基材収容部に取り付ける。次いで、作業者は開閉ドアを閉めて、基材搬入口を封鎖する。そして、真空ポンプを動作させて、基材収容部及び基材搬入ステーションの内部を所定の真空状態とする。基材収容部及び基材搬入ステーションの内部と、真空チャンバの内部とが同等の真空状態となったことが確認されると、回転駆動装置が間欠回転して、基材収容部が、例えば前処理ステーションと対向する位置に位置決め停止される。その後、基材収容部が回転ベースの半径方向にスライド移動され、これによって基材収容部と前処理ステーションとによる密閉空間が形成される。そして、この基材収容部と前処置ステーションとによる密閉空間の内部が更に高真空状態とされることにより、基材表面に吸着されている水分等を取り除く等の基材表面のクリーニングが所定時間行われる。この基材表面のクリーニングが完了すると、基材収容部は前処理ステーションから離脱される。すると、回転駆動装置が回転して、基材収容部がスパッタリングステーションと対向する位置に移動される。そして、基材表面をクリーニングする場合と同様にして形成される基材収容部とスパッタリングステーションとによる密閉空間の内部では、反射膜等を成膜するためのスパッタリングが行われる。このスパッタリングにより、基材の表面には、該基材表面に対して強い密着力を有する反射膜等の薄膜が成膜される。この基材表面への反射膜等の成膜が完了した後、基材収容部はスパッタリングステーションから離脱され、次いで、回転駆動装置が間欠回転して重合ステーションと対向する位置に位置決め停止される。そして、その重合ステーションと基材収容部とで密閉空間が形成され、その密閉空間内において保護膜の重合が行われる。この重合ステーションにおける保護膜の成膜により、スパッタリングによって形成された反射膜等の薄膜は、物理的な接触及び損傷から好適に保護される。次いで、反射膜等の薄膜上への保護膜の重合が完了した後、基材収容部は重合ステーションから離脱され、かつ回転駆動装置が間欠回転することによって、基材搬出ステーションと対向する位置に移動される。そして、基材収容部と基材搬出ステーションとによる密閉空間が形成されると、その密閉空間内が大気圧まで戻される。基材収容部と基材搬出ステーションとで形成される密閉空間の内部が大気圧まで戻されると、作業者は、基材搬出口の開閉ドアを開き、基材搬出ステーション内からスパッタリング及び保護膜重合が行われた基材を取り出す。
【０００５】
このように、従来のサークルライン型真空成膜装置では、作業者によって基材が基材収容部内に設置された後、その基材が設置された基材収容部が前処理ステーション、スパッタリングステーション、及び重合ステーションと順次密閉空間を形成するように移動される。この際、前処理ステーション、スパッタリングステーション、及び重合ステーション等の各処理ステーションにおいては、所定の前処理又は成膜処理が行われる。その結果、基材上には反射膜等の薄膜と該薄膜を保護するための保護膜とが成膜される。そして、各成膜が完了した基材は、作業者によって基材収容部から取り出される。
【特許文献１】特開２００３−１３９２５４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、上記従来の技術においては、作業者が手動により基材収容部の内部へ基材を設置した後に、基材収容部と基材搬入ステーションとによって形成される密閉空間の内部の真空引きが行われていた。又、基材収容部と基材搬出ステーションとによって形成される密閉空間の内部が大気圧まで戻された後に、作業者により手動で基材収容部からの基材の搬出が行われていた。そして、そのため、反射膜及び保護膜等の成膜に係るタクトタイムの短縮化が阻害され、これにより反射板の生産効率の改善が困難となっていた。
【０００７】
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、基材の受け渡しが自動で行われ、かつ生産効率を改善可能なサークルライン型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】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係るサークルライン型真空成膜装置は、ロードロックチャンバと１以上の成膜用のプロセスチャンバとを備える真空チャンバと、前記真空チャンバ内で基材を前記ロードロックチャンバ内及び前記プロセスチャンバ内へ搬入しかつ前記ロードロックチャンバ内及び前記プロセスチャンバ内から搬出する第１の搬送手段と、前記真空チャンバ外で基材を前記ロードロックチャンバ内へ搬入しかつ前記ロードロックチャンバ内から搬出する第２の搬送手段とを有するマルチチャンバ型の真空成膜装置であって、前記ロードロックチャンバは、前記真空チャンバの内部に開口する内側開口と前記真空チャンバの外部に開口する外側開口とを有し、前記第１の搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記内側開口を閉鎖可能なゲート弁を有し、前記第２の搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記外側開口を閉鎖可能なドア弁を有し、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、さらに該第１の搬送手段のゲート弁と該第２の搬送手段のドア弁とが前記ロードロックチャンバの前記内側開口と前記外側開口とをそれぞれ閉鎖した状態で、前記基材を互いの間で受け渡し可能な基材保持手段をそれぞれ備えている（請求項１）。かかる構成とすると、基材の搬入及び搬出と同時にロードロックチャンバ内の圧力制御が可能となるので、反射膜及び保護膜等の成膜に係るタクトタイムの短縮化が可能となる。つまり、これにより、反射板の生産効率の改善が可能となる。
【０００９】
この場合、前記第１の搬送手段は伸張及び縮退により前記ゲート弁が前記ロードロックチャンバの前記内側開口を閉鎖及び開放するよう構成され、前記第２の搬送手段は伸張及び縮退により前記ドア弁が前記ロードロックチャンバの前記外側開口を閉鎖及び開放するよう構成されている（請求項２）。かかる構成とすると、簡易な構成によってロードロックチャンバを閉鎖及び開放することができる。
【００１０】
この場合、前記第１の搬送手段は屈曲可能で先端に前記ゲート弁が取り付けられたリンク機構を有し、前記リンク機構の伸張及び屈曲により伸張及び縮退する（請求項３）。かかる構成とすると、簡易な構成によって伸張及び縮退してゲート弁を移動させることが可能となる。
【００１１】
又、上記の場合、前記基材保持手段の一方が前記基材又は該基材を保持するホルダを定位置に保持可能な固定保持具であり、かつ前記基材保持手段の他方が上下方向に移動して前記基材又はホルダを前記定位置から持ち上げ可能な移動保持具であり、該移動保持具が前記固定保持具に対して上下方向に相対的に移動されて前記基材又はホルダが前記固定保持具と前記移動保持具との間で受け渡される（請求項４）。かかる構成とすると、簡易な構成によって基材又は該基材を保持するホルダを保持することができると共に、基材又はホルダの受け渡しを的確に行うことが可能となる。
【００１２】
この場合、前記固定保持具がフックでありかつ前記移動保持具が揺動可能なアームであって、該アームが上下方向に揺動されて前記基材又はホルダが受け渡される（請求項５）。かかる構成とすると、基材又はホルダのフックとアームとの間における受け渡しを的確に行うことが可能となる。
【００１３】
又、この場合、前記フックが前記ゲート弁に配設され、前記アームが前記ドア弁に配設されている（請求項６）。かかる構成とすると、駆動されないフックがゲート弁側に配設されるので、そのゲート弁を有する第１の搬送手段の構成を簡易化することが可能になる。
【００１４】
又、上記の場合、前記第１の搬送手段は複数の前記ゲート弁及び前記リンク機構を点対称に有し、前記点対称な一対の前記リンク機構が伸張することにより前記ゲート弁の一対が前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバとに当接する（請求項７）。かかる構成とすると、一方のゲート弁に加わる圧力が他方のゲート弁に加わる圧力によって打ち消されるので、真空チャンバ内を所定の真空状態で維持することが容易となる。
【００１５】
この場合、前記ロードロックチャンバ及び前記プロセスチャンバは前記真空チャンバの周方向に中心角を等分するように偶数配設され、前記第１の搬送手段は前記ロードロックチャンバ及び前記プロセスチャンバの数に対応する数の前記ゲート弁及び前記リンク機構を有し、前記ゲート弁及び前記リンク機構が前記点対称の中心点を中心に回動可能に配設されている（請求項８）。かかる構成とすると、等角度ピッチで基材を回転搬送することにより、成膜に係る各プロセスを同時に進行させることが可能になる。
【００１６】
又、上記の場合、前記プロセスチャンバが、対向する２つの成膜用電極を備えている（請求項９）。かかる構成とすると、一度の成膜処理によって基材の表裏に薄膜を成膜することが可能になり、成膜に係るタクトタイムを更に短縮化することが可能になる。
【００１７】
又、上記の場合、前記第２の搬送手段が、前記ドア弁が前記第２の搬送手段上で該第２の搬送手段に対して相対移動可能となるよう構成されている（請求項１０）。
【００１８】
又、上記の場合、前記第２の搬送手段において前記ドア弁が所定の揺動部材を介して揺動自在に配設されており、前記揺動部材の揺動軸を揺動中心として前記ドア弁が揺動されて前記ロードロックチャンバ内への前記基材の搬入および搬出時に前記外側開口を閉鎖する（請求項１１）。かかる構成とすると、安価でかつメンテナンス性の良い真空成膜装置を得ることが可能となる。
【００１９】
又、上記の場合、前記第２の搬送手段が、移動可能な搬送体上に配設されている（請求項１２）。かかる構成とすると、第２の搬送手段を任意に移動させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上に述べたような構成を有し、基材の受け渡しが自動で行われ、かつ生産効率を改善可能なサークルライン型真空成膜装置を提供することができ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】
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。このサークルライン型真空成膜装置では、例えば、自動車のヘッドライトで用いられる反射部材の反射膜、及び反射膜を保護する保護膜の成膜が行われる。
【００２３】
先ず、図１を参照しながら、本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置の構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、サークルライン型真空成膜装置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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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８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と共に、ロードロックステージ１０２で引き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。従って、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。そのため、この第１の回転ベース４の平面視における中心には回転軸５が止着されており、この回転軸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。そして、この第１の回転ベース４上の所定位置には、板状のドア弁６が複数設けられている。本実施の形態ではこのドア弁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、このドア弁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を保持するために用いられる柱状のアーム３１が設けられている。これらのアーム３１を備えたドア弁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。又、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、各々のドア弁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おり、ドア弁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８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、ドア弁６及びアーム３１をクリーニングするために準備されたステージである。
【００２７】
次に、真空側サークルライン３の構成について説明する。
【００２８】
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。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。
【００２９】
一方、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。従って、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。そのため、この第２の回転ベース１５の平面視における中心には回転軸１６が止着されており、この回転軸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。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、板状のゲート弁１７がそれぞれ設けられている。又、これらのゲート弁１７の回転軸１６に対向しない面上には、基材ホルダ３３を保持するために用いられるフック３２が設けられている。これらのフック３２を備えたゲート弁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、各々のゲート弁１７の背後には伸縮可能なリンク機構１８が取り付けられており、ゲート弁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のゲート弁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。
【００３０】
上記サークルライン型真空成膜装置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。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照しながら、本発明の実施の形態１に係るサークルライン型真空成膜装置における基材受け渡し機構の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図２は、図１に示したサークルライン型真空成膜装置における基材受け渡し機構の構成を模式的に示す横断図である。又、図３は、図１に示したサークルライン型真空成膜装置における基材受け渡し機構の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図２及び図３では、大気側サークルラインのドア弁と真空側サークルラインのゲート弁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。
【００３３】
図２及び図３に示すように、サークルライン型真空成膜装置１における基材受け渡し機構では、真空チャンバ１０の外側（大気側）にドア弁６が、真空チャンバ１０の内側（真空側）にゲート弁１７が、各々設けられている。そして、これらのドア弁６及びゲート弁１７の間には、ロードロック室１１が設けられている。ドア弁６及びゲート弁１７は、ドア弁６が真空チャンバ１０の外側から、ゲート弁１７が真空チャンバ１０の内側から、各々ロードロック室１１の壁部１１ａに対して略垂直に当接可能とされている。即ち、ドア弁６とゲート弁１７とが共に壁部１１ａ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。そして、このように必要に応じてドア弁６及びゲート弁１７をロードロック室１１の壁部１１ａに当接させてロードロック室１１を密閉空間とするために、ドア弁６及びゲート弁１７は、それぞれを図１に示した第１の回転ベース４及び第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動させるためのスライド機構９及びリンク機構１８によって保持されている。例えば、スライド機構９によってドア弁を第１の回転ベース４の半径方向にスライド移動させることにより、ドア弁６はロードロック室１１の壁部１１ａに大気側から当接する。又、リンク機構１８によってゲート弁１７を第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動させることにより、ゲート弁１７はロードロック室１１の壁部１１ａに真空側から当接する。そして、ドア弁６を保持するスライド機構９は、図２及び図３において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、次に述べるリンク機構１８と同様のリンク機構によって構成される。又、ゲート弁１７を保持するリンク機構１８は、回転軸１６によって保持されている。又、ドア弁６をスライド移動可能とするスライド機構９は、複数のローラ１９を有している。これらのローラ１９は直線状に配設されたレール２４上に配置されており、このレール２４上をローラ１９が回転移動することによって、スライド機構９は第１の回転ベース４の半径方向にスライド移動される。尚、レール２４は、第１の回転ベース４上に固定されている。一方、ゲート弁１７の回転軸１６側の側面下方には、台車２６が設けられている。この台車２６は、複数のローラ２０を有している。これらのローラ２０は直線状に配設されたレール２５上に配置されており、このレール２５上をローラ２０が回転移動することによって、ゲート弁１７は第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動される。尚、レール２５は、第２の回転ベース１５上に固定されている。
【００３４】
前述したように、ドア弁６は、スライド機構駆動手段が動作することによって第１の回転ベース４の半径方向にスライド移動される。又、ゲート弁１７は、リンク機構１８が動作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。ここで、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、ゲート弁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、ゲート弁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。
【００３５】
一方、ドア弁６には、ここでは図示されない基材が装着された基材ホルダ３３を支持するための３つの棒状のアーム３１が設けられている。図２及び図３に示すように、このアーム３１は、ドア弁６の板状本体６ａを貫通するように設けられている。このアーム３１の先端部には、基材ホルダ３３を下方より支持するための凹部が形成されている。又、アーム３１の基端は、一対の回転軸２７ａ及び２７ｂに止着されている。この一対の回転軸２７ａ及び２７ｂは各々ブラケット６ｂによって回動自在に支持されており、このブラケット６ｂはドア弁６の板状本体６ａの背面の所定の位置に止着されている。つまり、アーム３１は、回転軸２７ａ及び２７ｂを回転中心として揺動自在に配設されている。又、アーム３１が止着されている回転軸２７ａ及び２７ｂの各々には、板状の連結部材３７が各々止着されている。又、この各々の連結部材３７の端部には、該連結部材３７の端部を上下に移動させて回転軸２７ａ及び２７ｂを同期して回転させるべく、板状のリンク部材３６が各連結部材３７に対して回動自在に取り付けられている。このリンク部材３６の下端にはバネ３８が止着されており、このバネ３８の下端は、スライド機構９に止着されている。又、回転軸２７ｂには、板状のアーム３５が止着されている。このアーム３５の回転軸２７ｂに止着されていない他端は、アクチュエータ３４に、変角部３４ａを介して接続されている。尚、アクチュエータ３４は、例えば、スライド機構９に固定されている。以上のように構成されたドア弁６では、アクチュエータ３４が動作してアーム３５の変角動作により回転軸２７ｂが回転すると、その回転軸２７ｂの回転は連結部材３７及びリンク部材３６を介して回転軸２７ａにも伝達される。つまり、回転軸２７ａ及び回転軸２７ｂが同期して回転するので、アーム３１も同期して揺動される。アーム３１がこのように動作することで、このアーム３１は、基材ホルダ３３をその下方より支持することが可能となり、かつ支持する基材ホルダ３３をゲート弁１７の側面に配設されたフック３２に掛けることが可能となる。又、フック３２に掛けられている基材ホルダ３３をその下方より持ち上げて移動させることが可能となる。
【００３６】
このように、本発明の実施の形態１に係るサークルライン型真空成膜装置１では、スライド機構駆動手段が駆動されてスライド機構９がローラ１９を介してレール２４上をスライド移動されることによって、ドア弁６が第１の回転ベース４の半径方向にスライド移動される。又、上下駆動部材４１の上下移動によりリンク機構１８が駆動されゲート弁１７が台車２６及びローラ２０を介してレール２５上をスライド移動されることによって、ゲート弁１７が第２の回転ベース１５の半径方向にスライド移動される。そして、ドア弁６及びゲート弁１７がこのようにしてスライド移動されることにより、ロードロック室１１は密閉空間とされる。又、その際、ロードロック室１１内においては、基材が装着された基材ホルダ３３の大気側サークルラインから真空側サークルラインへの引き渡し、及び、真空側サークルラインから大気側サークルラインへの引き渡しが好適に行われる。
【００３７】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施の形態１に係るサークルライン型真空成膜装置で用いる基材ホルダ、及びその支持構成について説明する。
【００３８】
図４は、本発明の実施の形態１に係る基材ホルダの構成、及びその支持構成を模式的に示す斜視図である。尚、図４では、基材ホルダに基材が装着された状態を示している。又、ドア弁周辺の構成は簡略化して示している。
【００３９】
図４に示すように、サークルライン型真空成膜装置を用いて基材の被成膜面に所定の反射膜を成膜する際、基材８は基材ホルダ３３に装着される。この基材ホルダ３３は、各々円柱状の、第１の構成部材３３ａ及び３３ｂと、第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄと、第３の構成部材３３ｅ及び３３ｆと、第４の構成部材３３ｇ及び３３ｈとにより構成されている。ここで、第１の構成部材３３ａ及び３３ｂは、共に同一の太さ及び長さとなるよう構成されている。又、第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄは、共に同一の太さ及び長さとなるよう構成されている。又、第３の構成部材３３ｅ及び３３ｆは、共に同一の太さ及び長さとなるよう構成されている。更に、第４の構成部材３３ｇ及び３３ｈは、共に同一の太さ及び長さとなるよう構成されている。そして、図４に示すように、第１の構成部材３３ａ及び３３ｂには第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄが前記第１の構成部材３３ａ及び３３ｂに対して垂直となるように一定の間隔を空けて止着されており、この第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄが相互に略平行に配置されているため、第１の構成部材３３ａ及び３３ｂも相互に略平行となるよう保持されている。又、第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄの所定の位置には、第３の構成部材３３ｅ及び３３ｆと、第４の構成部材３３ｇ及び３３ｈとが止着されている。これらの第３の構成部材３３ｅ及び３３ｆと第４の構成部材３３ｇ及び３３ｈとは、各々、第１の構成部材３３ａ及び３３ｂにより形成される平面に対して垂直となるよう、第２の構成部材３３ｃ及び３３ｄの所定の位置に止着されている。つまり、第１〜第４の構成部材３３ａ〜３３ｈは、互いに垂直な関係が保持されるように固定されている。そして、このように構成された基材ホルダ３３の第３の構成部材３３ｅ及び第４の構成部材３３ｇには一方の基材８が取り付けられており、又、第３の構成部材３３ｆ及び第４の構成部材３３ｈには他方の基材８が取り付けられている。各々の基材８は、図４では図示しないが、基材８に設けられている貫通孔に所定のボルトが挿入され、このボルトが第３〜第４の構成部材３３ｅ〜３３ｈの先端部に螺着される等して、第３〜第４の構成部材３３ｅ〜３３ｈに取り付けられている。本実施の形態では、一対の基材８は、図４に示すように隣接して取り付けられている。
【００４０】
ところで、基材８が装着された基材ホルダ３３が図４に示すゲート弁１７に装着される際、基材ホルダ３３は、ゲート弁１７に配設されたフック３２によって支持される。具体的には、このフック３２は第１のフック３２ａ〜第３のフック３２ｃからなり、第１のフック３２ａは基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａに対応する位置に、又、第２及び第３のフック３２ｂ及び３２ｃは第１の構成部材３３ｂに対応する位置に、それぞれ配設されている。そして、これらの第１〜第３のフック３２ａ〜３２ｃには凹部４２が形成されており、この各々の凹部４２は基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂを下方より支持可能な形状を有している。つまり、基材ホルダ３３がゲート弁１７に装着される際、基材ホルダ３３は、その第１の構成部材３３ａが第１のフック３２ａの凹部４２により、又、第１の構成部材３３ｂが第２のフック３２ｂ及び第３のフック３２ｃの凹部４２によって、それぞれ下方より支持される。このように、第１のフック３２ａ〜第３のフック３２ｃのそれぞれに基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂに適合する凹部４２が形成されているので、基材ホルダ３３はゲート弁１７に対して好適に装着される。
【００４１】
一方、基材８が装着された基材ホルダ３３が図４に示すドア弁６に装着される際には、基材ホルダ３３は、ドア弁６に設けられているアーム３１によって支持される。図４においては、基材ホルダ３３を構成する第１の構成部材３３ａ及び３３ｂがアーム３１によって支持されている状態を示している。具体的には、このアーム３１は第１のアーム３１ａ〜第３のアーム３１ｃからなり、第１のアーム３１ａは基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ｂを、又、第２及び第３のアーム３１ｂ及び３１ｃは基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａを、それぞれ下方より支持する。そして、アーム３１が第１の構成部材３３ａ及び３３ｂを下方より支持するため、第１のアーム３１ａ〜第３のアーム３１ｃの先端部には凹部４０が形成されている。この凹部４０は、基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂに適合する形状を有している。つまり、凹部４０に基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂが嵌合することにより、基材ホルダ３３はアーム３１によって支持される。尚、アーム３１が基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂを下方より支持する際、このアーム３１は回転軸２７ａ及び回転軸２７ｂを回転中心として揺動される。この時、第１のアーム３１ａと第２のアーム３１ｂ及び第３のアーム３１ｃとは、前述したように同期して揺動される。このように、第１のアーム３１ａ〜第３のアーム３１ｃのそれぞれに基材ホルダ３３の第１の構成部材３３ａ及び３３ｂに適合する凹部４０が形成されているので、基材ホルダ３３はドア弁６に対して好適に装着される。
【００４２】
次に、以上のように構成されたサークルライン型真空成膜装置の動作の一例について、図１を参照しながら説明する。
【００４３】
サークルライン型真空成膜装置１を用いて基材８の被成膜面上に反射膜等の薄膜を成膜する際、作業者は、その成膜を行う前に、基材８を基材ホルダ３３に所定の固定具を用いて装着する。この時、図１に示すように、基材８を、その被成膜面が同一方向を向くように基材ホルダ３３に装着する。ここでは、基材８は中空の半球形状を有しており、この中空の半球形状の基材の内面が被成膜面である。基材ホルダ３３に基材８を装着した後、作業者は、その基材８が装着された基材ホルダ３３をロードステージ１０１において大気側サークルライン２が有するドア弁６に装着する。そして、制御装置１００を起動する。すると、真空側サークルライン３ではリンク機構１８によって各ゲート弁１７が第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、それぞれのゲート弁１７がロードロック室１１、前真空室１２、スパッタ室１３、及び重合室１４の各々の壁部に当接し、これにより真空チャンバ１０が密閉空間とされる。この時、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。そして、サークルライン型真空成膜装置１に付属する真空ポンプが作動して真空側サークルライン３の真空チャンバ１０の内部から空気が排出され、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。真空チャンバ１０内が所定の真空状態とされると、大気側サークルライン２が有する第１の回転ベース４が回転軸５の回転により図１では時計回りに９０°回転され、これにより基材ホルダ３３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。又、基材ホルダ３３が装着されているドア弁６が図１では図示されない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、これによりドア弁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、大気側サークルライン２が有するドア弁６と、真空側サークルライン３が有するゲート弁１７とによって完全に封鎖される。ロードロック室１１がドア弁６とゲート弁１７とによって完全に封鎖されると、基材８が装着された基材ホルダ３３がドア弁６側からゲート弁１７側へと引き渡される。この際、アーム３１が下方へ揺動されることによって、基材ホルダ３３がドア弁６側からゲート弁１７側へと引き渡される。又、この基材ホルダ３３の引き渡しと同時に、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出される。つまり、基材ホルダ３３のドア弁６側からゲート弁１７側への引き渡しと、ロードロック室１１の真空引きとが同時に行われる。ここで、図１に示すように大気側サークルライン２は４つのドア弁６を有しており、第１の回転ベース４が間欠的に回転駆動されることによって、ロードステージ１０１にける各々のドア弁６への基材ホルダ３３の装着が連続して行われる。そして、第１の回転ベース４が間欠的に回転駆動されると共に図示しないスライド機構が動作されて、各々のドア弁６に装着された基材ホルダ３３が次々にロードロックステージ１０２へ配置される。一方、真空側サ���クルライン３は４つのゲート弁１７を有しており、第２の回転ベース１５が間欠的に回転駆動されると共にリンク機構１８が動作されることによって、ロードロックステージ１０２においてはドア弁６からのゲート弁１７への基材ホルダ３３の引き渡しが連続して行われる。
【００４４】
基材ホルダ３３のドア弁６側からゲート弁１７側への引き渡しと、ロードロック室１１内の真空引きとが完了すると、基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７、及びその他のゲート弁１７はリンク機構１８によってロードロック室１１等の壁部から離脱され、その後第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。すると、真空側サークルライン３が有する第２の回転ベース１５が回転軸１６の回転によって図１では時計回りに９０°回転して、これにより基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７が前真空室１２と対向する位置に配置される。又、基材ホルダ３３が装着されているゲート弁１７がリンク機構１８によって第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、これによりゲート弁１７が真空側サークルライン３の前真空室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。これにより、前真空室１２は、ゲート弁１７によって完全に封鎖される。この封鎖された前真空室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とにより、基材８の表面に吸着されている水分等を除去するためのクリーニング処理が行われる。この前真空室１２におけるクリーニング処理によって、基材８の被成膜面は後に行われるスパッタリングに適した表面状態とされる。
【００４５】
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、基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７、及びその他のゲート弁１７はリンク機構１８によって前真空室１１等の壁部から離脱され、その後、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。すると、真空側サークルライン３が有する第２の回転ベース１５が回転軸１６の回転によって更に９０°回転して、これにより基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７がスパッタ室１３と対向する位置に配置される。又、基材ホルダ３３が装着されているゲート弁１７がリンク機構１８によって第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、これによってゲート弁１７が真空側サークルライン３のスパッタ室１３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。これにより、スパッタ室１３は、ゲート弁１７によって完全に封鎖される。この封鎖されたスパッタ室１３においては、その内部が差動排気された後にスパッタ用ガス（例えば、アルゴンガス）が導入されると共にスパッタ放電が行われることにより、基材８の被成膜面に反射膜等の薄膜が成膜される。
【００４６】
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、基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７、及びその他のゲート弁１７はリンク機構１８によってスパッタ室１３等の壁部から離脱され、その後、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。すると、真空側サークルライン３が有する第２の回転ベース１５が回転軸１６の回転によって更に９０°回転して、これにより基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７が重合室１４と対向する位置に配置される。又、基材ホルダ３３が装着されているゲート弁１７がリンク機構１８によって第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、これによってゲート弁１７が真空側サークルライン３の重合室１４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。これにより、重合室１３は、ゲート弁１７によって完全に封鎖される。この封鎖された重合室１４においては、その内部が独立排気された後に重合用ガス（反応ガス）が導入されると共に重合放電が行われることにより、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。この重合室１４における保護膜の形成により、スパッタリングによって形成された反射膜等の薄膜は、物理的な接触及び損傷から好適に保護される。
【００４７】
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、基材ホルダ３３が装着されたゲート弁１７、及びその他のゲート弁１７はリンク機構１８によって重合室１４等の壁部から離脱され、その後、第２の回転ベース１５上の所定位置に移動される。すると、真空側サークルライン３が有する第２の回転ベース１５が回転軸１６の回転によって更に９０°回転して、これにより基材ホルダ３３が装着されたゲート弁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。そして、基材ホルダ３３が装着されているゲート弁１７がリンク機構１８によって第２の回転ベース１５の半径方向に移動され、これによってゲート弁１７が真空側サークルライン３のロードロック室１１の壁部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。この時、ロードロック室１１の壁部には、他の基材ホルダ３３を他のゲート弁１７へ引き渡した後の、基材ホルダ３３を有しない状態のドア弁６が当接している。そして、アーム３１が下方に揺動した状態になっている。つまり、ロードロック室１１は、ドア弁６とゲート弁１７とによって封鎖された状態となる。そして、ロードロック室１１がドア弁６とゲート弁１７とによって完全に封鎖されると、アーム３１が上方に揺動して、基材８が装着された基材ホルダ３３がゲート弁１７側からドア弁６側へと引き渡される。又、この基材ホルダ３３の引き渡しと同時に、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のゲート弁１７側からドア弁６側への引き渡しと、ロードロック室１１への空気の流入とが同時に行われる。その後、基材ホルダ３３のゲート弁１７側からドア弁６側への引き渡しが完了し、かつロードロック室１１内が常圧状態とされると、基材ホルダ３３が装着されたドア弁６は図示しないスライド機構によってロードロック室１１の壁部から離脱され、その後、第１の回転ベース４上の所定位置に移動される。すると、大気側サークルライン２が有する第１の回転ベース４が回転軸５の回転によって時計回りに９０°回転して、これにより基材ホルダ３３が装着されたドア弁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。そして、基材ホルダ３３が装着されているドア弁６が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、これによって基材ホルダ３３が大気側サークルライン２のアンロードステージ１０３に移動される。尚、ロードロック室１１内が事前に常圧状態とされているので、ドア弁６はロードロック室１１から容易に離脱される。又、ゲート弁１７がロードロック室１１の壁部に真空チャンバ１０の内側より当接しているので、真空チャンバ１０の内部では所定の真空状態が保持される。その後、作業者は、このアンロードステージ１０３に移動された基材ホルダ３３を取り出し、更に、その取り出された基材ホルダ３３からスパッタリング及び重合によって各成膜が完了した基材８を取り出す。
【００４８】
このように、本発明に係るサークルライン型真空成膜装置１では、第１の回転ベース４と第２の回転ベース１５とが共に回転駆動され、それぞれの回転ベース上に配設された複数のドア弁６及びゲート弁１７が順次対向することによって、ロードロック室１１においてはドア弁６とゲート弁１７との間で基材８の受け渡しが連続して行われる。この際、この基材８の受け渡しと同時に、ロードロック室１１の内部が所定の真空状態、又は常圧状態とされる。そして、ドア弁６とゲート弁１７とによって封鎖されたロードロック室１１の内部で基材８の受け渡しが行われる際に、その基材８の受け渡しと同時にロードロック室１１の内部が所定の真空状態、又は常圧状態となるよう制御されるため、基材８の受け渡しとロードロック室１１内の圧力制御とが個別に行われる場合と比して、タクトタイムを短縮することが可能になる。これにより、例えば自動車のヘッドライトで用いられる反射部材を連続的にかつ効率良く生産することが可能になる。又、本実施の形態では、リンク機構１８が屈曲可能に構成されている。そして、ロードロック室１１と、そのロードロック室１１に対向するスパッタ室１３とに一対のゲート弁１７が当設して該ロードロック室１１及び該スパッタ室１３を閉鎖する際には、リンク機構１８は伸張されて直線形状とされる。その結果、一方のゲート弁１７に加わる圧力と、他方のゲート弁１７に加わる圧力とは同軸状に逆方向に作用して相互に打ち消されるので、例えばロードロック室１１の内部が常圧状態とされてゲート弁１７に大気圧が加わった場合であっても、真空チャンバ内を所定の真空状態で維持することが容易となる。これは、ゲート弁１７のサイズが拡大され、これによりゲート弁１７に加わる圧力が増大した場合に、特に効果的である。
【００４９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。尚、実施の形態１で示したサークルライン型真空成膜装置と、本実施の形態で示すサークルライン型真空成膜装置とでは、スパッタ室におけるターゲットの配設形態、及び、重合室における電極及び磁石の配設形態のみが異なっている。従って、本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成を有している部分についての詳細な説明は省略する。
【００５０】
図５に示すように、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１は、実施の形態１の場合と同様、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。又、このサークルライン型真空成膜装置１は、これら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、及びそれらを構成する各構成要素の動作を制御する制御装置１００を備えている。
【００５１】
大気側サークルライン２では、実施の形態１と同様、回転軸５を回転中心として回転駆動される第１の回転ベース４上に基材８が装着される。ここで、図５に示すように、実施の形態１では一対の基材８はその被成膜面が同一方向を向くように装着されたが、本実施の形態では基材８はその被成膜面が第１の回転ベース４の接線方向において互いに逆方向を向くように装着される。この基材８の装着は、ロードステージ１０１で行われる。又、ロードロックステージ１０２では、大気側サークルライン２と真空側サークルライン３との間の基材８の受け渡しが行われる。又、アンロードステージ１０３では、基材８の取り外しが行われる。尚、予備ステージ１０４は、基材８が装着されるここでは図示されない基材ホルダ等のクリーニングが行われる。
【００５２】
一方、真空側サークルライン３では、実施の形態１の場合と同様、ロードロック室１１において大気側サークルライン２と真空側サークルライン３との間の基材８の受け渡しが行われる。又、前真空室１２においては、基材８のクリーニング処理が行われる。又、スパッタ室１３においては、基材８の被成膜面へのスパッタリングによる成膜が行われる。又、重合室１４においては、スパッタリングにより成膜された薄膜の表面に重合により保護膜が成膜される。これらのクリーニング処理、スパッタリング、及び重合は、基材８が第２の回転ベース１５の回転軸１６を回転中心とする回転駆動により前真空室１２、スパッタ室１３、重合室１４へと順次移動されることによって実施される。ここで、図５に示すように、本実施の形態では基材８が第１の回転ベース４の接線方向において互いに逆方向を向くように装着されているので、ターゲット（カソード）２１はその基材８の装着形態に合わせてスパッタ室１３の両側壁に対向するように配設されている。これにより、基材８の被成膜面へのスパッタリングが好適に行われるようになる。又、重合室１４においても、電極２２及び磁石２３は重合室１４の両側壁に対向するように配設されている。これによって、基材８の被成膜面に成膜された薄膜上への保護膜の成膜が好適に行われるようになる。
【００５３】
尚、サークルライン型真空成膜装置１のその他の構成、及び動作については、実施の形態１と同様である。
【００５４】
本実施の形態で示したサークルライン型真空成膜装置１によれば、基材８の表裏全体にスパッタリング膜及びその保護膜を成膜する必要がある場合、基材８の表裏に対向するようにして２つのターゲット２１が配設されているので、１回のスパッタリングによって基材８の表裏全体に反射膜等の薄膜を成膜することができる。又、同様に、基材８の表裏に対向するようにして２組の電極２２及び磁石２３が配設されているので、１回の重合処理によって基材８の表裏全体に保護膜を成膜することが可能になる。つまり、成膜タクトタイムの短縮が可能になる。
【００５５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。尚、実施の形態１で示したサークルライン型真空成膜装置と、本実施の形態で示すサークルライン型真空成膜装置とでは、大気側サークルラインにおけるドア弁の配設形態のみが異なっている。従って、本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成を有している部分についての詳細な説明は省略する。
【００５６】
図６に示すように、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１も、実施の形態１の場合と同様、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。又、このサークルライン型真空成膜装置１は、これら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、及びそれらを構成する各構成要素の動作を制御するための制御装置２００を備えている。しかし、本実施の形態では、大気側サークルライン２における第１の回転ベース４上には、２つのドア弁６Ａ及び６Ｂが相互に対向するように（つまり、中心角１８０°ずつ離れて）配設されている。尚、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００５７】
本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置１では、基材８が装着された基材ホルダ３３のドア弁６Ａ及び６Ｂへの装着、及びそのドア弁６Ａ及び６Ｂからの離脱は、共にロード・アンロードステージ１０５において行われる。ここで、このロード・アンロードステージ１０５は、本実施の形態では、ロードロックステージ１０２の回転軸５に対する点対称な位置とされている。従って、図６に示すように、例えばドア弁６Ａがロード・アンロードステージ１０５に対向する位置に配置された場合、ドア弁６Ｂはロードロックステージ１０２に対向する位置に配置されることになる。そして、その状態で成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３がドア弁６Ａに装着されると、このドア弁６Ａを備える第１の回転ベース４が回転軸５を回転中心として図６では時計回りに１８０°回転駆動され、これによりドア弁６Ａはロードロックステージ１０２と対向する位置に配置される。その後、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３は、ロードロック室１１内で第２の回転ベース１５が有するゲート弁１７に引き渡される。一方、基材ホルダ３３をゲート弁１７に引き渡した後の空状態のドア弁６Ａには、成膜後の基材８が装着されている基材ホルダ３３がロードロック室１１内でゲート弁１７から引き渡される。この成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３が装着されたドア弁６Ａは、その後、第１の回転ベース４が時計回りに１８０°回転駆動されることによりロード・アンロードステージ１０５と対向する位置に配置される。そして、ロード・アンロードステージ１０５において基材ホルダ３３がドア弁６Ａから離脱される。尚、この基材ホルダ３３が離脱された空状態のドア弁６Ａには、成膜前の基材８を保持する基材ホルダ３３が再び装着される。ここで、本実施の形態ではドア弁６Ａとドア弁６Ｂとが中心角１８０°ずつ離れて対向するように配設されており、大気側サークルライン２への基材８の搬入、及び大気側サークルライン２からの基材８の搬出はドア弁６Ａ及びドア弁６Ｂによって交互に行われる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置１では、回転軸５が回転されて第１の回転ベース４が１８０°回転駆動されることにより、ロード・アンロードステージ１０５において装着された基材ホルダ３３のロードロックステージ１０２への搬入と、ロードロックステージ１０２において引き渡された基材ホルダ３３のロード・アンロードステージ１０５への搬出とが連続して行われる。尚、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の動作については、実施の形態１と同様である。
【００５９】
本実施の形態で示したサークルライン型真空成膜装置１によれば、大気側サークルライン２への成膜前の基材８の投入と、大気側サークルライン２からの成膜後の基材８の回収とが一人の作業者によって一カ所で行われるので、反射部材の製造に係るコストダウンが可能になる。又、サークルライン型真空成膜装置１のコストダウンが可能になる。
【００６０】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。尚、実施の形態１で示したサークルライン型真空成膜装置と、本実施の形態で示すサークルライン型真空成膜装置とでは、大気側サークルラインにおけるドア弁の配設形態のみが異なっている。従って、本実施の形態の説明においても、実施の形態１と同様の構成を有している部分についての詳細な説明は省略する。
【００６１】
図７に示すように、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１も、実施の形態１の場合と同様、大気側サークルライン２と、真空側サークルライン３と、これら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、及びそれらを構成する各構成要素の動作を制御するための制御装置３００とを備えている。しかし、本実施の形態で示すサークルライン型真空成膜装置１では、大気側サークルライン２における第１の回転ベース４上に、回転軸５を回転中心として第１の回転ベース４に対し回転移動が可能なように２つのドア弁６Ａ及び６Ｂが配設されている。これらのドア弁６Ａ及び６Ｂは、図７では図示しない所定の回転駆動手段を介して、第１の回転ベース４上に配設されている。尚、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００６２】
以下、大気側サークルライン２の動作について説明する。ここで、大気側サークルライン２の動作説明を、図７に示すようにドア弁６Ａがロードステージ１０１と対向する位置に、又、ドア弁６Ｂがロードロックステージ１０２と対向する位置に、各々配置されている状態から始める。又、ここでは、ドア弁６Ａには成膜前の基材８を保持する基材ホルダ３３が装着されるものとし、ドア弁６Ｂには成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３が装着されるものと仮定する。尚、本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置１では、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３のドア弁６Ａ又は６Ｂへの装着は、実施の形態１の場合と同様、ロードステージ１０１において行われる。又、ドア弁６Ａ又は６Ｂとゲート弁１７との間の基材ホルダ３３の受け渡しも、実施の形態１の場合と同様、ロードロックステージ１０２において行われる。更に、成膜後の基材８が装着された基材ホルダ３３のドア弁６Ａ又は６Ｂからの離脱も、同様にしてアンロードステージ１０３において行われる。
【００６３】
ロードステージ１０１において成膜前の基材８を保持する基材ホルダ３３がドア弁６Ａに装着され、かつロードロックステージ１０２において成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３がゲート弁１７からドア弁６Ｂに移動されると、各ドア弁６Ａ及び６Ｂが第１の回転ベース４上の所定の位置にスライド移動された後、この第１の回転ベース４が回転軸５を回転中心として図７では時計回りに９０°回転駆動される。そして、これにより、ドア弁６Ａはロードロックステージ１０２と対向する位置に配置され、かつドア弁６Ｂはアンロードステージ１０３と対向する位置に配置される。その後、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３は、ロードロック室１１内でドア弁６Ａから第２の回転ベース１５が有するゲート弁１７に引き渡される。又、ドア弁６Ｂからは、成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３が離脱される。この基材ホルダ３３が離脱されたドア弁６Ｂは、その後、第１の回転ベース４上において回転軸５を回転中心として時計周りにアンロードステージ１０３と対向する位置からロードステージ１０１と対向する位置へと１８０°単独に回転駆動（首振り）される。つまり、ドア弁６Ｂはロードステージ１０１と対向する位置に再び配置される。尚、この時、第１の回転ベース４は回転駆動されない。
【００６４】
ドア弁６Ｂが１８０°単独に回転駆動されロードステージ１０１と対向する位置に再び配置されると、そのドア弁６Ｂへの成膜前の基材８を保持する基材ホルダ３３の装着と、ロードロックステージ１０２における成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３のゲート弁１７からドア弁６Ｂへの移動とが行われる。そして、上記と同様にして、第１の回転ベース４が時計回りに９０°回転駆動された後、ドア弁６Ｂからゲート弁１７への成膜前の基材８を保持する基材ホルダ３３の引き渡しと、ドア弁６Ａからの成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３の離脱が行われる。
【００６５】
このように、本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置１では、回転軸５が回転されて第１の回転ベース４が９０°回転駆動されることにより、ロードステージ１０１において装着された基材ホルダ３３のロードロックステージ１０２への搬入と、該ロードロックステージ１０２において引き渡された基材ホルダ３３のアンロードステージ１０３への搬出とがドア弁６Ａ及び６Ｂによって交互に行われる。又、アンロードステージ１０３において基材ホルダ３３が離脱されたドア弁６Ａ又は６Ｂは、その後１８０°単独で回転移動されることにより、ロードステージ１０１と対向する位置に再び配置される。尚、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の動作については、実施の形態１と同様である。
【００６６】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。尚、実施の形態１で示したサークルライン型真空成膜装置と、本実施の形態で示すサークルライン型真空成膜装置とでは、真空側サークルラインへの基材ホルダの搬入形態、及び真空側サークルラインからの基材ホルダの搬出形態のみが異なっている。従って、本実施の形態の説明においても、実施の形態１と同様の構成を有している部分についての詳細な説明は省略する。
【００６７】
図８に示すように、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１は、真空側サークルライン３と、この真空側サークルライン３の動作、及びそれを構成する各構成要素の動作を制御するための制御装置４００とを備えている。そして、真空側サークルライン３におけるロードロック室１１を形成する壁部の所定位置には、２つのドア弁６Ａ及び６Ｂがヒンジ２８を介して揺動可能に配設されている。これらのドア弁６Ａ及び６ｂは平面視においてロードロック室１１の両側に配設されており、それぞれヒンジ２８を揺動中心としてここでは水平方向に揺動されることによりロードロック室１１を大気側より閉鎖可能な位置に設けられている。尚、これらドア弁６Ａ及び６Ｂの構造、及び、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００６８】
本実施の形態に係るサークルライン型真空成膜装置１を用いて基材上に成膜を行う際、作業者は先ず、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３を図８に示す例えばドア弁６Ａに装着する。勿論、基材ホルダ３３を図８に示すドア弁６Ｂに装着してもよい。尚、この時、ロードロック室１１は開放されその内部は大気圧とされているが、このロードロック室１１の壁部にはゲート弁１７が真空チャンバ１０の内部より当接しているので、該真空チャンバ１０の内部は所定の真空状態で保持されている。そして、前記ドア弁６Ａを揺動させて、ロードロック室１１を閉鎖する。つまり、ロードロック室１１は、ドア弁６Ａとゲート弁１７とによって密閉空間とされる。そして、その後、実施の形態１の場合と同様にして、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３がロードロック室１１内で第２の回転ベース１５が有するゲート弁１７に引き渡される。又、成膜前の基材８が装着された基材ホルダ３３を引き渡した後の空状態のドア弁６Ａには、成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３がロードロック室１１の内部においてゲート弁１７から引き渡される。ドア弁６Ａに成膜後の基材８を保持する基材ホルダ３３が引き渡されると、ロードロック室１１が大気圧まで戻された後にドア弁６Ａが揺動されて図８に示す位置に再び配置され、そのドア弁６Ａから基材ホルダ３３が離脱される。ここで、ドア弁６Ｂの動作はドア弁６Ａと同様であり、ドア弁６Ａとドア弁６Ｂとが交互に揺動されることによって所定の反射部材が連続的に製造される。
【００６９】
このように、本実施の形態では、ドア弁６Ａ及びドア弁６Ｂが交互に揺動されることによって、ドア弁６Ａによる真空側サークルライン３への基材８の搬入及び真空側サークルライン３からの基材８の搬出と、ドア弁６Ｂによる真空側サークルライン３への基材８の搬入及び真空側サークルライン３からの基材８の搬出とが交互に行われる。尚、本実施の形態におけるサークルライン型真空成膜装置１のその他の動作については、実施の形態１と同様である。
【００７０】
本実施の形態で示したサークルライン型真空成膜装置１によれば、サークルライン型真空成膜装置１を最もシンプルな構成とすることができるので、安価でかつメンテナンス性の良いサークルライン型真空成膜装置１を提供することが可能になる。
【００７１】
尚、実施の形態１〜４では、大気側サークルラインが装置設置場所に固定されている例（又は、大気側サークルラインと真空側サークルラインとが相対的に変位しない例）について説明したが、大気側サークルラインが例えば台車等の搬送体上に配設されており、この搬送体を移動することによって大気側サークルラインを移動することが可能とされていてもよい。かかる構成としても実施の形態１〜４と同様の効果が得られる。
【００７２】
又、実施の形態５では、２つのドア弁が共に真空側サークルラインにおける真空チャンバにヒンジを介して配設されている例について説明したが、このような構成に限定されず、前記２つのドア弁が共に、又は個別に、例えば台車等の搬送体上に配設されており、この搬送体を移動することによって２つのドア弁を一緒に、又は個別に移動することが可能とされていてもよい。かかる構成としても実施の形態５と同様の効果が得られる。
【００７３】
又、以上の説明では、真空成膜装置としてサークルライン型真空成膜装置を例示して説明したが、特にこのサークルライン型真空成膜装置に限定されることは無く、基材ホルダに基材を装着して薄膜を成膜する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。
【００７４】
又、以上の説明では、ゲート弁にフックを、ドア弁にアームを、各々配設しているが、それとは逆に、ゲート弁にアームを、ドア弁にフックを、各々配設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係るサークルライン型真空成膜装置は、基材の受け渡しが自動で行われ、かつ生産効率を改善可能なサークルライン型真空成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサークルライン型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に示したサークルライン型真空成膜装置における基材受け渡し機構の構成を模式的に示す横断図である。
【図３】図１に示したサークルライン型真空成膜装置における基材受け渡し機構の構成を模式的に示す縦断図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る基材ホルダの構成、及びその支持構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係るサークルライン型真空成膜装置の構成を模式的に示す横断図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  サークルライン型真空成膜装置
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  ドア弁
６Ａ  ドア弁
６Ｂ  ドア弁
６ａ  板状本体
６ｂ  ブラケット
８  基材
９  スライド機構
１０  真空チャンバ
１０ａ  壁部
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  ゲート弁
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
１９  ローラ
２０  ローラ
２１  ターゲット（カソード）
２２  電極
２３  磁石
２４  レール
２５  レール
２６  台車
２７ａ  回転軸
２７ｂ  回転軸
２８  ヒンジ
３１  アーム
３１ａ  第１のアーム
３１ｂ  第２のアーム
３１ｃ  第３のアーム
３２  フック
３２ａ  第１のフック
３２ｂ  第２のフック
３２ｃ  第３のフック
３３  基材ホルダ
３３ａ  第１の構成部材
３３ｂ  第１の構成部材
３３ｃ  第２の構成部材
３３ｄ  第２の構成部材
３３ｅ  第３の構成部材
３３ｆ  第３の構成部材
３３ｇ  第４の構成部材
３３ｈ  第４の構成部材
３４  アクチュエータ
３４ａ  変角部
３５  アーム
４０  凹部
４１  上下駆動部材
４２  凹部
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
１０５  ロード・アンロードステージ
１００〜４００  制御装置
【図１】
2005212917.tif 000003
【図２】
2005212917.tif 000004
【図３】
2005212917.tif 000005
【図４】
2005212917.tif 000006
【図５】
2005212917.tif 000007
【図６】
2005212917.tif 000008
【図７】
2005212917.tif 000009
【図８】
2005212917.tif 000010