JP4140270B2

JP4140270B2 - Vacuum deposition equipment

Info

Publication number: JP4140270B2
Application number: JP2002122163A
Authority: JP
Inventors: 肇倉▲はし▼
Original assignee: フジノン佐野株式会社
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-04-24
Also published as: JP2003313653A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被蒸着部材である円形、角形等からなる板状部材、その他のワークの表面に蒸着物質を成膜する真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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蒸着物質を積層するために真空蒸着装置が用いられる。一般的な真空蒸着装置の概略構成を図１７に示す。同図から明らかなように、蒸着源１００が真空チャンバ１０１内に設けられており、この蒸着源１００からの蒸着物質をガラス板等からなるワーク１０３の表面に均一に付着させる。蒸着源１００は１または複数設けられるようになっており、図示したものにあっては、シャッタ１０４により２種類の蒸着物質を蒸着させるように構成されている。１度に多数のワーク１０３に蒸着できるようにするために、真空チャンバ１０１内には回転式のドーム１０２が設けられており、このドーム１０２は、概略傘型の形状をしたものからなり、回転軸１０２ａを中心として回転するようになっている。このドーム１０２の斜面部等に所定数のワーク１０３が装着される。さらに、真空チャンバ１０１の下部にはダクト１０５が接続されており、このダクト１０５には図示しない真空ポンプが接続されて、真空チャンバ１０１内が真空状態にされる。
【０００３】
ここで、ワーク１０３がドーム１０２に固定的に保持されていると、ワーク１０３の片面のみにしか蒸着膜が形成されない。そこで、特開平５−２７１９３５号公報にドームを傾斜方向に向けて複数に分割して、各分割ドームを反転させることによって、ワークの表裏両面に蒸着膜を形成する構成としたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドームを複数に分割する構成とした場合には、装置構成が複雑になり、組み付けが面倒になる等の問題点がある。また、分割ドームを反転駆動するには、大きな駆動力が必要であり、従って反転駆動手段が大型化する等の問題点もある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、ドームを分割することなく、真空チャンバ内で容易にワークを反転させることができる真空蒸着装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明は、真空チャンバ内に垂直軸の軸回りに回転するドームが設けられ、このドームの斜面に円周方向及び傾斜方向に向けて複数のワーク装着部が設けられ、ドームの下部位置に蒸着源を配置して、各ワーク装着部に装着されたワーク表面に蒸着膜を形成する真空蒸着装置であって、前記ワークが着脱可能に装着されるワークホルダと、前記ドームの斜面の傾斜方向に向けた反転中心線を中心として、前記ワークホルダを１８０°回動可能に前記ワーク装着部に支持させる反転軸と、ストッパ部材と、このストッパ部材が当接する第１，第２のストッパ受けとからなり、前記ワークホルダの反転前の位置では、前記ストッパ部材が前記第１のストッパ受けと当接し、反転後の位置では、前記ストッパ部材が前記第２のストッパ受けと当接して、前記ワークホルダを前記ワーク装着部に対してそれぞれ反転前の位置と反転後の位置とに位置決めする反転前位置決め手段及び反転後位置決め手段と、前記ドームが回転する間に前記ワークホルダを反転前位置から反転後位置に反転させるための反転駆動手段と、前記ワークホルダの反転前位置では、このワークホルダには前記反転前位置決め手段に保持させる方向に重心が作用し、また前記反転駆動手段により前記ワークホルダを反転させる途中から反転後位置に至るまで、このワークホルダが前記反転後位置決め手段に保持させる方向に重心が作用するように前記ワークホルダの重心位置をシフトさせるために、前記ワークホルダが前記反転前位置となっているときには、このワークホルダの上面から突出するウエイトからなる重心シフト手段とを備える構成としたことをその特徴とするものである。
【０００７】
ここで、重心シフト手段は重心位置をシフトさせることによりワークホルダを反転前位置と反転後位置とにそれぞれ位置決め保持されるが、遅くともワークホルダが垂直状態となったときには、重心のシフトが始まるようにする。このためには、重心シフト手段はワークホルダの表面から突出するウエイトで構成することができる。ウエイトはワークホルダが反転前位置となっているときには、このワークホルダの上面から突出するようになし、かつワークホルダの反転方向はウエイトが突出している側が起き上がる方向とする。ワークホルダは、まず重力に逆らう方向に回動するが、反転過程の中間位置、具体的にはワークホルダが垂直になる直前に重心位置がシフトして、ワークの回動方向の前方に向けて、つまり反転後位置となる方向に重力が作用する。
【０００８】
反転駆動手段はドームの外面または内面に沿って平行に配置した押動部材で構成することができる。そして、この押動部材はワークホルダに作用して、その反転動作を行なわせる作動状態と、ワークホルダから離間した退避状態とに変位させる構成とする。この押動部材を変位させる機構としては、回転動作、スイング動作、往復動作等が可能である。いずれにしろ、ワークホルダ側には押動部材により押動される反転動作部材を設ける。反転駆動手段を構成する押動部材はドームに対して平行に配置されるから、この反転動作部材は、押動部材に当接させるために、ワークホルダから突出させるようにする。ウエイトはワークホルダから突出しているので、このウエイトが反転動作部材を兼ねさせることができる。また、押動部材がこのウエイトの突出面とは反対側に配置されている場合には、ワークホルダには押動部材により押動される反転動作部材を別途設ける。具体的には、例えばワークホルダのウエイト突出面とは反対側の面に反転作動用突起を突出させて設けるように構成できる。
【０００９】
ワークホルダは、例えば上下２枚のフレーム部材からなり、ワークはこれら両フレーム部材間に挟持されるように構成することができる。この場合、ワークは１枚装着するように構成することができるが、両フレーム間に所定の間隔を置いて２枚のワークを挟持させることもできる。このワークホルダはドームに直接取り付けることもできるが、ドームのワーク装着部に支持枠を装着させるようになし、ワークホルダはこの支持枠に前記反転軸を介して反転可能に装着する構成とするのが望ましい。そして、反転前位置決め手段，反転後位置決め手段は、ワークホルダの反転中心線と平行な２つの辺から突出するストッパ部材と、支持枠の２辺に設けたストッパ受けとで構成することができる。反転駆動手段は、ドームにおける各段のワーク装着部に装着されたワークホルダを一斉に反転させるものであっても、ドームにおける各段のワーク装着部毎に個別的に反転させるようにしても良い。
【００１０】
ワークの表面にある種のパターンを形成することができる。このためには、ワークホルダにワークを装着する際に、薄板からなるコートマスクをこのワークと対面させるようにしてワークホルダに装着する。コートマスクはワークと接触させても良く、またワークから離間させても良い。ワークホルダに装着したワークの片面側にコートマスクを装着することもでき、また両面にコートマスクを装着することも可能である。さらに、ワークの表面形状が曲面となっている場合に、このワークに蒸着膜を均一に付着させるために、このワークから所定の距離を離した位置にコートマスクを装着することができる。この場合のコートマスクは支持枠等の蒸着源に向く側に設ける。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。まず、図１は、本実施の形態における真空蒸着装置１の構成を示す図である。図１において、１０は真空チャンバ１０であり、この真空チャンバ１０の内部は真空状態に保持される。真空チャンバ１０の内部には、ドーム１１及び蒸着源１２が設けられている。ドーム１１は裁頭円錐形状、傘型、ドーム形状等の形状をしており、垂直方向に設けた回転軸１３の軸回りに回転するようになっている。ドーム１１の斜面部（直線形状だけでなく曲線形状を含む）には、複数のワーク装着部１４が形成されている。ワーク装着部１４はドーム１１の斜面において、円周方向に複数箇所配列されており、かつ斜面の傾斜方向には複数段設けられている。蒸着源１２は、ドーム１１に設けられている複数のワーク全てに蒸着物質が蒸着されるように、真空チャンバ１０の下方に設けられる。
【００１２】
各々のワーク装着部１４には、図２及び図３に示したように、ワークホルダユニット２０が着脱可能に装着される。ここで、図２はワークホルダユニット２０を分解して示し、また図３にはドーム１１に装着したワークホルダユニット２０の図１にＲ−Ｒ線で示した位置での断面を示す。
【００１３】
これらの図において、２１は支持枠であり、この支持枠２１はドーム１１におけるワーク装着部１４に装着される。ここで、支持枠２１はその自重でドーム１１に固定的に保持でき、またねじ等で固定することもできる。そして、この支持枠２１の内面には、ドーム１１の傾斜方向に向けて反転軸２２，２２が取り付けられている。この反転軸２２は図１のＲ−Ｒ線上に位置しており、このＲ−Ｒ線が反転中心線（以下反転中心線Ｒという）である。反転軸２２にはワークホルダ２３が連結して設けられており、ワークホルダ２３はこの反転軸２２を中心として１８０°反転されるようになっている。この反転中心線Ｒはドーム１１における斜面の傾斜方向を向いており、ワークホルダ２３は反転中心線Ｒに対して対称な構造となっている。
【００１４】
ワークホルダ２３はワーク２を着脱可能に保持するものであり、かつこのワーク２の少なくとも有効面は露出した状態に保持される。従って、ワークホルダ２３には開口部が形成されている。ワークホルダ２３は、上ホルダフレーム２３Ｕと、下ホルダフレーム２３Ｌとからなり、これら両ホルダフレーム２３Ｕ，２３Ｌ間にワーク２が挟持されるようになっている。両ホルダフレーム２３Ｕ，２３Ｌは、間にワーク２を挟んだ状態で、ねじ等の手段で接合・固定される。図示したワークホルダ２３は、その下ホルダフレーム２３Ｌが厚肉となっており、ワーク２はこの下ホルダフレーム２３Ｌ内に落とし込むようにして装着される。従って、下ホルダフレーム２３Ｌの開口部には保持段差２４が形成されている。一方、上ホルダフレーム２３Ｕは概略平板形状となっている。そして、反転軸２２は下ホルダフレーム２３Ｌに連結される。
【００１５】
上ホルダフレーム２３Ｕの一つの角隅部に近い位置には、ウエイト２５が立設されている。このウエイト２５は後述する反転駆動用の押動ロッド２９に押動されて、反転作動部材として機能するものであり、かつワークホルダ２３の重心位置を反転中心線Ｒからオフセットさせるためのものでもある。従って、ウエイト２５の位置は、反転中心線Ｒからできるだけ遠い位置、例えばワークホルダ２３の角隅位置乃至その近傍に配置される。また、その重量はある程度大きくする必要があるが、あまり重量化すると、ワークホルダ２３の反転動作の円滑性が損なわれる場合がある。さらに、ウエイト２５の高さ寸法は、押動ロッド２９がワークホルダ２３をほぼ鉛直状態まで押動できるようになし、かつワークホルダ２３の反転時に支持枠２１と干渉しない長さとする。
【００１６】
ワークホルダ２３は、下ホルダフレーム２３Ｌが下部側に、上部ホルダ２３Ｕが上部側に向いた状態と、上ホルダフレーム２３Ｕが下を向き、下ホルダフレーム２３Ｌが上を向いた状態とに反転するものである。そして、以下の説明においては、下ホルダフレーム２３Ｌが下を向いた状態を反転前位置、上ホルダフレーム２３Ｕが下を向いた状態を反転後位置という。
【００１７】
ワークホルダ２３には、ウエイト２５を設けたことによってオフセットされた重心が位置する側とは反転中心線Ｒを挟んで反対側の側部から突出するようにストッパ板２６が設けられている。そして、支持枠２１には、反転中心線Ｒと平行な辺２１Ｒ，２１Ｌの下面に凹部を形成することによって、第１，第２のストッパ受け２７，２８としている。ワークホルダ２３に設けたストッパ板２６が第１のストッパ受け２７に当接することによって、このワークホルダ２３は反転前位置に保持される。また、ストッパ板２６が第２のストッパ受け２８に当接することによって、ワークホルダ２３は反転後位置に保持される。従って、ストッパ板２６と第１のストッパ受け２７とにより反転前位置決め手段を構成し、またストッパ板２６と第２のストッパ受け２８とにより反転後位置決め手段を構成する。
【００１８】
ここで、図示したこのストッパ板２６は厚みの大きい下ホルダフレーム２３Ｌに連結して設けられており、ワークホルダ２３が反転前位置に配置されているときより反転後位置の方がストッパ板２６は高い位置に配置される。このために、第１のストッパ受け２７，第２のストッパ受け２８は支持枠２１の下面に形成される凹部からなる第１のストッパ２７と第２のストッパ受け２８とでは、第２のストッパ受け２８方が深くなっている。なお、第１，第２のストッパ受け２７，２８の深さ寸法は、ワークホルダ２３に対するストッパ板２６の取付位置により定まるものである。
【００１９】
ワークホルダユニット２０がドーム１１の各ワーク装着部１４に装着された状態では、ワークホルダ２３は反転前位置となし、この状態ではウエイト２５は上方に突出している。そして、ドーム１１が回転軸１３の軸回りに回転している間に、このウエイト２５を押動することによって、ワークホルダ２３を反転後位置となるように反転させられる。このために、真空チャンバ１０内には押動ロッド２９が設けられており、この押動ロッド２９は、図示しないモータ等の駆動手段によって、回動軸３０を中心として、図１に実線で示した作動位置と、仮想線で示した退避位置とにスイング動作するようになっている。作動位置では、ドーム１１とほぼ平行な姿勢となり、ウエイト２５と当接する。一方、退避位置に変位すると、ドーム１１が回転しても、ウエイト２５とは非接触状態となる。従って、押動ロッド２９と、その回動軸３０及び駆動手段により反転駆動手段が構成される。
【００２０】
真空蒸着装置１は以上のように構成されるものであり、ワークホルダ２３の上下のホルダ２３Ｕ，２３Ｌ間にワーク２を装着したワークホルダユニット２０がドーム１１のワーク装着部１４に装着される。ここで、ワークホルダ２３に装着したワーク２には、その表面に蒸着膜が形成されるものであり、ワーク２の素材としては、ガラス板、半導体ウエハ、フィルム基板等があり、また蒸着膜としては、各種のフィルタや偏光膜,導電膜,誘電体膜等種々のものがある。いずれにしろ、ワーク２の一面側だけに蒸着膜を形成するものもあるが、この真空蒸着装置１ではワーク２の表裏両面に蒸着膜を形成するのに適したものとなっている。ただし、ワーク２の片面にのみ蒸着膜を形成するためにも用いることができるのはいうまでもない。
【００２１】
そこで、ワーク２の表裏両面に蒸着膜を形成するものとして、その蒸着方法について説明する。表裏に同じ蒸着膜を形成する場合には、図１に示したように、蒸着源１２は１種類のもので良いが、例えば図１７に示されているように、２種類の蒸着源を真空チャンバ１０内にセットするように構成すれば、ワーク２の表裏両面に異なる蒸着膜を形成することができる。いずれにしろ、ワークホルダユニット２０におけるワークホルダ２３にワーク２を装着して、その支持枠２１をドーム１１のワーク装着部１４に装着する。このワークホルダ２３へのワーク２の着脱を容易にするために、図２に示したように、下ホルダフレーム２３Ｌに着脱用の切り欠き部３１を２箇所設けておけば、ワーク２のワークホルダ２３への着脱操作を容易に行なえることになる。
【００２２】
そして、ワーク２の片面への蒸着を行なうに当っては、図４に示したように、ワークホルダ２３を反転前位置に保持する。この反転前位置では、ワークホルダ２３に取り付けたウエイト２５は上方に突出している。そして、ドーム１１の回転方向は図４に矢印Ｓで示した方向である。ワークホルダ２３の重心位置はウエイト２５が設けられている側にオフセットしているので、このウエイト２５の重力によって、ワークホルダ２３は図４の矢印ＧＮ方向に回転しようとする。しかしながら、ワークホルダ２３の重心位置とは反対側に設けたストッパ板２６が支持枠２１の第１のストッパ２７に当接しており、ワークホルダ２３の矢印ＧＮ方向への動きが規制されて、反転前位置に位置決めされ、ワークホルダ２３はこの位置に安定した状態で保持されており、ドーム１１の回転中にワークホルダ２３がみだりに動くおそれはない。ドーム１１が回転することによって、ワークホルダ２３に挟持されているワーク２の下側を向いた面に蒸着源１２からの蒸着物質が付着することになる。そして、必要な膜厚の蒸着膜がワーク２に積層されるまで蒸着が継続される。
【００２３】
この一面側に蒸着膜が形成されると、ワークホルダ２３を反転後位置となるように反転させて、ワーク２のもう一面に蒸着膜を形成する。このワークホルダ２３の反転は、真空チャンバ１０内に配置したままで、しかも真空チャンバ１０の内部を真空状態に保ったままで行なわれる。
【００２４】
而して、前述した一面の蒸着時には、押動ロッド２９は、図４において、ウエイト２５とは非接触状態、つまり退避位置に保持されている。そこで、ワークホルダ２３を反転させるために、押動ロッド２９を実線で示した退避位置から、ウエイト２５に当接可能な作動位置（同図に仮想線で示した位置）に変位させる。ドーム１１が矢印Ｓ方向に回転しているので、押動ロッド２９が作動位置に配置されていると、ワークホルダ２３から突出しているウエイト２５に当接する。その結果、ウエイト２５は押動ロッド２９に押動される。このウエイト２５の押動方向は、このワークホルダ２３の重心位置側が持ち上がる方向であり、かつワークホルダ２３に設けたストッパ板２６が支持枠２１の第１のストッパ受け２７から離間する方向である。従って、図５に示したように、押動ロッド２９によるウエイト２５の押動によりワークホルダ２３は反転軸２２を中心として回動することになる。このときには、ワークホルダ２３に対しては重力が回動方向とは反対方向に作用している。
【００２５】
この押動ロッド２９によるウエイト２５の押動は、図６に示したように、ワークホルダ２３がほぼ垂直状態となるまで、若しくはその直前まで続く。ウエイト２５はワークホルダ２３から突出しているので、ワークホルダ２３の垂直状態では、ウエイト２５が反転軸２２を中心として垂直な面Ｐにおいて、重心位置が図６の右側、つまりワークホルダ２３の反転方向の前方にシフトする。その結果、ワークホルダ２３が遅くとも垂直状態となる以前に、このワークホルダ２３に作用する重力は回動方向の順方向に向くようになる。その結果、押動ロッド２９による駆動力によらず、自重の作用で図中の矢印ＧＴ方向に回動する。
【００２６】
ここで、本実施の形態ではウエイト２５は実質的に四角柱の形状としているが、前述したようにウエイト２５は、ワークホルダ２３の反転動作をより迅速かつ確実に行なうためのものであり、この目的を達成するために種々の形状とすることができる。例えば、図２に仮想線Ｐ１で示したように、反転方向の後方に向けて傾斜する斜面部を形成することができる。この場合には、ドーム１１の回転速度が一定であるとすれば、鉛直面としたウエイト２５より反転速度が速くなる。また、図２に仮想線Ｐ２で示したように、ウエイトの上端部に向かうに応じて反転方向の前方側に突出する突出部を形成すれば、ワークホルダ２３の反転軌跡において、反転方向前方への重心シフトする時点を早めることができる。そして、ウエイト２５をどのような形状にするかはともかくとして、押動ロッド２９の作動位置において、少なくともワークホルダ２３の重心が反転方向前方にシフトするまでの間だけウエイト２５を押動するようになっておれば良い。そして、この時点以後であれば、何時でも押動ロッド２９を作動位置から退避位置に変位させることができる。
【００２７】
そして、ウエイト２５は、図７に示したように、支持枠２１の内側を通過して、図８に示したように、ワーク２における未蒸着面が下を向くことになる。ここで、図８の状態では、ワークホルダ２３の重心位置は反転軸２２を境としてドーム１１の回転方向の後方側にシフトすることになる。そして、ワークホルダ２３が反転後位置になると、ワークホルダ２３に設けたストッパ板２６が第２のストッパ受け２８に当接する。この状態では、ワークホルダ２３の重心位置がドーム１１の回転方向の後方側にオフセットした位置になっているので、ワークホルダ２３はさらに矢印ＧＴ方向に回動しようとする。その結果、ストッパ板２６が第２のストッパ受け２８に押し付けられるようになり、ワークホルダ２３は図８に示した反転後位置に安定的に保持される。
【００２８】
以上によりワークホルダ２３が反転して、ワーク２の他面側が蒸着源１２に向くことになる。従って、この状態でワーク２の既に蒸着膜が形成された面とは反対側の面に蒸着膜の形成が行なわれる。これによって、真空チャンバ１０を大気圧状態にすることなく、連続してワーク２の表裏両面に蒸着膜が形成される。
【００２９】
ここで、ワークホルダ２３の重心位置は、反転中心線Ｒを挟んで反転方向の前方側となっているだけではなく、この反転中心線Ｒと直交する面において、つまりワークホルダ２３の反転軸２２の軸心位置を含み、このワークホルダ２３と平行な面（図６に示した面Ｐ）に対して、反転方向の前方側に重心位置が存在しているので、ワークホルダ２３が反転前位置から９０°乃至それ以下の角度だけ回動させると、その自重の作用で確実に反転後位置に変位することになる。
【００３０】
このように、ワークホルダ２３の反転は、ワークホルダ２３の重心移動とドーム１１の回転動作を利用して行なうようにしているので、押動ロッド２９を退避位置から作動位置に変位させるという極めて単純な動作を行わせるだけで、ドーム１１がほぼ１回転する間に、円滑かつ確実にワーク２を装着したワークホルダ２３を反転させることができる。
【００３１】
さらに、ワークホルダ２３は、その反転前位置でも、また反転後位置でも、反転中心線Ｒからオフセットしている重心による重量差に基づいてストッパ板２６の第１，第２のストッパ受け２７，２８への押し付け力が作用するので、その固定性及び安定性が十分得られる。
【００３２】
以上のことから、ワーク２を装着したワークホルダ２３の反転駆動機構の構成が極めて簡略化される。その結果、真空チャンバ１０を必要以上大きくする必要もなくなる。さらに、ワークを反転させるために、ドームを分割する必要もないので、全体として真空蒸着装置１の構成が簡単になり、組み立て性等の点でも優れたものとなる。
【００３３】
ところで、前述した実施の形態では、ワークホルダには1枚のワークしか保持されていないが、ワークの片面だけに蒸着膜を形成する場合には、ワークホルダに２枚のワークを装着させるように構成する。即ち、図９に示したように、ワークホルダ４０を３つの部材で形成する。同図から明らかなように、ワークホルダ４０は上ホルダフレーム４０Ｕ,下ホルダフレーム４０Ｌ及びスペーサフレーム４０Ｍから構成される。スペーサフレーム４０Ｍは反転軸２２に連結される本体部４１に上下２枚のワーク２ａ,２ｂ間に間隔を持たせるスペーサ部４２を内側に張り出させたもので構成される。また上ホルダフレーム４０Ｕ及び下ホルダフレーム４０Ｌは同じ形状のものであり、スペーサフレーム４０Ｍの本体部４１に接合される枠状の本体４３にワーク２ａ,２ｂの端面と当接する突条部４４とを有する。そして、スペーサフレーム４０Ｍのスペーサ部４２の上下両面にワーク２ａ，２ｂを接合させた状態で、上ホルダフレーム４０Ｕは突条部４４を下向きにし、また下ホルダフレーム４０Ｌは突条部４４を上向きにしてスペーサフレーム４０Ｍに接合させて、ねじ等の手段で固定するようにして組み付けられる。また、ウエイト２５は上ホルダフレーム４０Ｕから突出するように設けられる。
【００３４】
このように構成すれば、２枚のワーク２ａ,２ｂを保持するワークホルダ４０を支持枠４５に装着した状態で、ドーム１１に装着することによって、まずこのワークホルダ４０を反転前位置として、1枚のワーク、例えばワーク２ａの表面に蒸着膜を形成した後に、ワークホルダ４０を反転させることによって、もう1枚のワーク２ｂの表面に蒸着膜を形成することができる。従って、真空蒸着装置１において、真空チャンバ１０内の真空を解放することなく、ドーム１１におけるワーク装着部１４の数の２倍のワークに対して蒸着膜の形成処理を行なえることになる。なお、ワークホルダ２３と実質的に同じ構成となし、間にリング状のスペーサを配置することによっても２枚装着用のワークホルダを構成することもできる。
【００３５】
ところで、ドームは真空チャンバ内で回転するようになっているが、このドームの回転駆動方式としては、例えば、図１０に示したように、真空チャンバ１０の上部側に回転軸５０を設けて、この回転軸５０の下端部にホルダアーム５１を複数本（少なくとも１２０°の位置関係に３本）連結して設け、これら各ホルダアーム５１を斜め下方向に放射状に延在させ、それらの端部にフック５２を取り付けて、これら各フック５２上に多数のワーク装着部１４を設けたドーム１１を設置することにより保持するように構成したものがある。この場合には、ドーム１１の上部位置にホルダアーム５１が位置しているので、押動ロッドをドーム１１の上面部側に配置すると、この押動ロッドは、その作動位置に変位させると、ホルダアーム５１と干渉することになる。
【００３６】
この場合には、ドーム１１に装着したワークホルダ５３を反転させるための反転駆動手段はドーム１１の下面側に配置する。即ち、ドーム１１の下面と実質的に平行になるように作動軸５４を設けて、この作動軸５４に押動板５５を取り付けるように構成する。この押動板５５はドーム１１において、最上段のワークホルダ５３の位置から最下段のワークホルダ５３の位置までカバーする長さを有するものである。
【００３７】
一方、ワークホルダ５３は、図１１に示したように、その反転軸５６を中心として、ドーム１１に装着した支持枠５７に反転可能に支持されており、このワークホルダ５３には、反転前位置において、上方に突出するウエイト５８が設けられて、このウエイト５８によりワークホルダ５３の重心位置が反転軸５６の位置からオフセットしている点は、前述した第１の実施の形態と同様である。前述したように、反転駆動手段はこのウエイト５８に反転駆動力を作用させることはできない。そこで、ワークホルダ５３におけるウエイト５８の突出側とは反対側に反転作動用突起としての反転作動ピン５９が設けられている。ここで、反転作動ピン５９は、ウエイト５８によるワークホルダ５３の重心位置をシフトさせる機能に対してできるだけ影響を与えないようにするために、軽量のものとし、かつ反転軸５６の配設位置に設けるのが望ましい。
【００３８】
以上のように構成することによって、図１１から明らかなように、作動軸５４の押動板５５をドーム１１とは反対方向に向けると、ワークホルダ５３に設けた反転作動ピン５９に対しては非接触状態に保たれ、支持枠５７に設けた第１のストッパ受け６０にワークホルダ５３のストッパ板６１が当接して、ウエイト５８による重心の作用で反転前位置に安定的に保持される。従って、ドーム１１の回転によりワークの表面に蒸着膜が形成される。ワークの一側面に所定の膜厚を有する蒸着膜が形成されると、ドーム１１の回転を継続しながら、作動軸５４を所定角度（好ましくは１８０°）回動させて、図１１の仮想線の位置に配置する。これによって、作動軸５４に取り付けた押動板５５がワークホルダ５３に設けた反転作動ピン５９と当接する状態となる。なお、この場合には、ドーム１１の回転方向は図１１の矢印方向となる。
【００３９】
その結果、ドーム１１の回転により反転作動ピン５９が押動板５５により押動されて、図１２に示したように、ワークホルダ５３が反転軸５６を中心として反転動作する。そして、第１の実施の形態で説明したと同様、ワークホルダ５３がほぼ垂直状態になる前に、ウエイト５８の作用によって、その重心位置がワークホルダ５３の反転方向前方にシフトするから、それ以後は自重の作用によって反転動作を継続し、図１３に示したように、ストッパ板６１が支持枠５７に設けた第２のストッパ受け６２に当接した反転後位置になり、その位置で安定的に保持される。従って、そのままワークの反対面の蒸着を行なうことができる。なお、ドーム１１に装着されている全てのワークホルダ５３が反転すると、作動軸５４を図１３の矢印方向に回動させることによって、押動板５５は、反転作動ピン５９はもとより、ウエイト５８に対しても非接触状態に保つことができ、ワークに対する成膜工程をそのまま続行できる。
【００４０】
ところで、ワークの表面全体にわたって蒸着膜を形成するのではなく、ワークの表面における一部分に蒸着膜を形成する場合には、図１４及び図１５に示したように、ワークホルダ７０の上ホルダユニット７０Ｕと下ホルダユニット７０Ｌとの間に、ワーク７１と共に、このワーク７１の表面に転写すべきコートマスク７２を挟み込むように装着する。ここで、コートマスク７２は、例えば図1５に示したように、所定の打ち抜きパターン７２ａを設けたものから構成される。また、コートマスクはワークホルダに装着したワークの両面に同じパターンを有するもの、若しくは相互に異なるパターンを有するコートマスクを装着するようにしても良い。さらに、図９に示した２枚のワークを保持するワークホルダにも、その片側若しくは両側にコートマスクを接合させるようにして装着することもできる。
【００４１】
ところで、前述した実施の形態では、ウエイト２５は、ドーム１１が１回転する間に、このドーム１１の各ワーク装着部１４に装着されている全てのワークホルダ２３を反転させるようにしているが、ワークホルダ２３の反転に時間差を持たせることもできる。このためには、反転駆動手段を、例えば図１６に示したように構成すれば良い。即ち、同図に示したように、ドーム１１の傾斜角とほぼ一致する取付板８０を真空チャンバ１０に設け、この取付板８０にソレノイド，シリンダ等からなる駆動手段８１を装着するように構成されている。駆動手段８１は、それぞれドーム１１における傾斜面方向に並んだ各段のワークホルダユニット２０の位置に配置されており、これら各駆動手段８１のロッド８１ａの先端に反転駆動板８２を取り付けるように構成している。
【００４２】
反転駆動板８２はワークホルダ２３に設けたウエイト２５と係合して押動することによって、ワークホルダ２３を反転させるためのものである。従って、所望のタイミングで各々の駆動手段８１におけるロッド８１ａを伸長させれば、それに対応する段を構成する各ワークホルダ２３が反転するが、他の段のワークホルダ２３は反転前位置に保持される。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ドームの回転動作を利用して、ワークを保持するワークホルダの重心移動により反転させるようにしたので、簡単な構成で、ドームがほぼ１回転する間に、容易に、しかも円滑かつ確実にワークホルダをドームのワーク装着部で反転させることができ、かつ反転前位置及び反転後位置でワークホルダを安定的に保持できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す真空蒸着装置の概略構成図である。
【図２】ワークホルダユニットの分解斜視図である。
【図３】図１のＲ−Ｒ線に沿った位置の拡大断面図である。
【図４】ワークホルダの反転前位置を示す動作説明図である。
【図５】ワークホルダの反転開始直後の状態を示す動作説明図である。
【図６】ワークホルダの垂直状態を示す動作説明図である。
【図７】ワークホルダが支持枠の内部を通過する状態を示す動作説明図である。
【図８】ワークホルダの反転後位置を示す動作説明図である。
【図９】ワークホルダの他の構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す真空蒸着装置の概略構成図である。
【図１１】ワークホルダの反転開始前位置を示す動作説明図である。
【図１２】ワークホルダの反転開始直後の状態を示す作動説明図である。
【図１３】ワークホルダの反転後位置を示す動作説明図である。
【図１４】コートマスクを装着した状態のワークホルダの断面図である。
【図１５】コートマスクの一例を示す正面図である。
【図１６】反転駆動手段の他の構成例を示す構成説明図である。
【図１７】従来技術による真空蒸着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１真空蒸着装置２，２ａ，２ｂ，７１ワーク
１０真空チャンバ１１ドーム
１２蒸着源１３回転軸
１４ワーク装着部２０ワークホルダユニット
２１，４５，５７支持枠２２，５６反転軸
２３，４０，５３，７０ワークホルダ
２３Ｕ，４０Ｕ，７０Ｕ上ホルダユニット
２３Ｌ，４０Ｌ，７０Ｌ下ホルダユニット
２５，５８ウエイト２６，６１ストッパ板
２７，６０第１のストッパ受け
２８，６２第２のストッパ受け
２９押動ロッド
４０Ｍスペーサフレーム
５４作動軸５５押動板
５９反転作動ピン７２コートマスク
８１駆動手段８２反転駆動板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum deposition apparatus for depositing a deposition material on the surface of a plate-like member made of a circle, a square or the like, which is a member to be deposited, and other workpieces.
[0002]
[Prior art]
A vacuum deposition apparatus is used to stack a deposition material on the surface of a thin plate substrate such as a glass substrate or a workpiece such as a semiconductor wafer. FIG. 17 shows a schematic configuration of a general vacuum deposition apparatus. As is apparent from the figure, the vapor deposition source 100 is provided in the vacuum chamber 101, and the vapor deposition material from the vapor deposition source 100 is uniformly attached to the surface of the work 103 made of a glass plate or the like. One or a plurality of vapor deposition sources 100 are provided. In the illustrated one, two types of vapor deposition materials are vapor deposited by the shutter 104. A rotary dome 102 is provided in the vacuum chamber 101 so that it can be deposited on a large number of workpieces 103 at a time. The dome 102 has a substantially umbrella shape and is rotated. It rotates around the shaft 102a. A predetermined number of workpieces 103 are mounted on the slope of the dome 102 or the like. Further, a duct 105 is connected to the lower part of the vacuum chamber 101, and a vacuum pump (not shown) is connected to the duct 105, and the vacuum chamber 101 is evacuated.
[0003]
Here, when the work 103 is fixedly held on the dome 102, a vapor deposition film is formed only on one side of the work 103. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-271935 discloses a structure in which a vapor deposition film is formed on both the front and back surfaces of a workpiece by dividing the dome into a plurality of portions in an inclined direction and inverting each divided dome. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the dome is divided into a plurality of parts, there is a problem that the apparatus structure becomes complicated and the assembly becomes troublesome. Further, in order to reversely drive the divided dome, a large driving force is required, and there is a problem that the reverse driving means is enlarged.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vacuum deposition apparatus that can easily invert a workpiece in a vacuum chamber without dividing a dome.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided with a dome that rotates around a vertical axis in a vacuum chamber, and a plurality of workpiece mounting portions are provided on the inclined surface of the dome in the circumferential direction and the inclined direction. A vacuum deposition apparatus that is provided with a deposition source disposed at a lower position of the dome and forms a deposition film on the surface of the workpiece mounted on each workpiece mounting portion, the workpiece holder to which the workpiece is detachably mounted; A reversing shaft for supporting the work holder on the work mounting portion so that the work holder can be rotated by 180 ° about a reversal center line directed in the inclination direction of the slope of the dome, a stopper member, and a first contact of the stopper member The stopper member is in contact with the first stopper receiver at the position before reversing the work holder, and the stopper member is at the front position at the position after reversing. Positioning means before reversing and positioning means after reversing for positioning the work holder at a position before reversing and a position after reversing with respect to the work mounting portion, respectively, in contact with the second stopper receiver, and the dome rotating In the meantime, the reversing drive means for reversing the work holder from the position before reversing to the position after reversing, and at the position before reversing the work holder, the work holder has a center of gravity in the direction to be held by the positioning means before reversing. The position of the center of gravity of the work holder so that the center of gravity acts in the direction in which the work holder is held by the positioning means after reversal from the middle of reversing the work holder by the reversing drive means to the position after reversal. Shift Therefore, when the work holder is in the position before reversal, the work holder consists of a weight protruding from the upper surface of the work holder. It is characterized by having a configuration including a gravity center shift means.
[0007]
Here, the center-of-gravity shift means positions and holds the work holder at the position before reversing and the position after reversing by shifting the position of the center of gravity. However, when the work holder is in the vertical state at the latest, the shift of the center of gravity starts. To. For this purpose, the center-of-gravity shifting means can be constituted by a weight protruding from the surface of the work holder. When the work holder is in the position before reversal, the weight is projected from the upper surface of the work holder, and the reversal direction of the work holder is the direction in which the side from which the weight projects is raised. The work holder first rotates in the direction against gravity, but the center position shifts immediately before the work holder becomes vertical in the middle position of the reversal process, specifically toward the front of the work rotation direction. That is, gravity acts in the direction of the position after inversion.
[0008]
The reverse driving means can be constituted by a pushing member arranged in parallel along the outer surface or inner surface of the dome. And this pushing member acts on a work holder, and it is set as the structure displaced to the operating state which performs the reversing | reversing operation | movement, and the retracted state spaced apart from the work holder. As a mechanism for displacing the pushing member, a rotation operation, a swing operation, a reciprocation operation, and the like are possible. In any case, a reversing member that is pushed by the pushing member is provided on the work holder side. Since the pushing member constituting the reversing drive means is arranged in parallel to the dome, the reversing member is projected from the work holder in order to contact the pushing member. Since the weight protrudes from the work holder, this weight can also serve as a reversing member. Further, when the pushing member is arranged on the opposite side to the protruding surface of the weight, the work holder is separately provided with a reversing member that is pushed by the pushing member. Specifically, for example, the reversing operation protrusion can be provided so as to protrude on the surface opposite to the weight protruding surface of the work holder.
[0009]
The work holder includes, for example, two upper and lower frame members, and the work can be configured to be sandwiched between the two frame members. In this case, one workpiece can be mounted, but two workpieces can be sandwiched with a predetermined interval between both frames. The work holder can be directly attached to the dome, but the support frame is mounted on the work mounting portion of the dome, and the work holder is configured to be mounted on the support frame in a reversible manner via the reverse shaft. Is desirable. The pre-reversing positioning means and the post-reversing positioning means can be constituted by stopper members protruding from two sides parallel to the reversal center line of the work holder and stopper receivers provided on the two sides of the support frame. The reversing drive means may reverse the work holders mounted on the work mounting portions of each stage in the dome at the same time, or may reverse each work mounting section of each stage of the dome individually. .
[0010]
A certain pattern can be formed on the surface of the workpiece. For this purpose, when a workpiece is mounted on the workpiece holder, the coat mask made of a thin plate is mounted on the workpiece holder so as to face the workpiece. The coat mask may be brought into contact with the workpiece or may be separated from the workpiece. A coat mask can be mounted on one side of the workpiece mounted on the work holder, and a coat mask can be mounted on both sides. Furthermore, when the surface shape of the workpiece is a curved surface, a coat mask can be mounted at a position away from the workpiece by a predetermined distance in order to uniformly deposit the deposited film on the workpiece. In this case, the coat mask is provided on the side facing the vapor deposition source such as a support frame.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vacuum vapor deposition apparatus 1 in the present embodiment. In FIG. 1, 10 is a vacuum chamber 10, and the inside of the vacuum chamber 10 is maintained in a vacuum state. Inside the vacuum chamber 10, a dome 11 and a vapor deposition source 12 are provided. The dome 11 has a truncated cone shape, an umbrella shape, a dome shape, or the like, and rotates around the axis of the rotation shaft 13 provided in the vertical direction. A plurality of work mounting portions 14 are formed on the slope portion of the dome 11 (including not only a straight shape but also a curved shape). A plurality of work mounting portions 14 are arranged in the circumferential direction on the slope of the dome 11, and a plurality of steps are provided in the slope direction of the slope. The vapor deposition source 12 is provided below the vacuum chamber 10 so that the vapor deposition material is vapor deposited on all of the plurality of works provided on the dome 11.
[0012]
As shown in FIGS. 2 and 3, the work holder unit 20 is detachably mounted on each work mounting portion 14. 2 shows an exploded view of the work holder unit 20, and FIG. 3 shows a cross section of the work holder unit 20 attached to the dome 11 at the position indicated by the line RR in FIG.
[0013]
In these drawings, reference numeral 21 denotes a support frame, and this support frame 21 is mounted on the work mounting portion 14 in the dome 11. Here, the support frame 21 can be fixedly held on the dome 11 by its own weight, and can also be fixed with a screw or the like. And the inversion shafts 22 and 22 are attached to the inner surface of this support frame 21 toward the inclination direction of the dome 11. The inversion shaft 22 is located on the RR line in FIG. 1, and the RR line is an inversion center line (hereinafter referred to as an inversion center line R). A work holder 23 is connected to the reversing shaft 22, and the work holder 23 is turned 180 ° around the reversing shaft 22. The inversion center line R faces the inclined direction of the slope in the dome 11, and the work holder 23 has a symmetric structure with respect to the inversion center line R.
[0014]
The work holder 23 holds the work 2 in a detachable manner, and at least the effective surface of the work 2 is held in an exposed state. Therefore, an opening is formed in the work holder 23. The work holder 23 includes an upper holder frame 23U and a lower holder frame 23L, and the work 2 is sandwiched between the holder frames 23U and 23L. Both holder frames 23U and 23L are joined and fixed by means such as screws with the workpiece 2 sandwiched therebetween. The illustrated work holder 23 has a thick lower holder frame 23L, and the work 2 is mounted so as to drop into the lower holder frame 23L. Accordingly, a holding step 24 is formed in the opening of the lower holder frame 23L. On the other hand, the upper holder frame 23U has a substantially flat plate shape. The reversing shaft 22 is connected to the lower holder frame 23L.
[0015]
A weight 25 is erected at a position near one corner of the upper holder frame 23U. The weight 25 is pushed by a reversing drive push rod 29 to be described later and functions as a reversal actuating member, and is also for offsetting the center of gravity of the work holder 23 from the reversal center line R. . Therefore, the position of the weight 25 is arranged as far as possible from the reversal center line R, for example, at the corner position of the work holder 23 or in the vicinity thereof. Further, the weight needs to be increased to some extent, but if the weight is increased too much, the smoothness of the reversing operation of the work holder 23 may be impaired. Further, the height of the weight 25 is set such that the push rod 29 can push the work holder 23 to a substantially vertical state and does not interfere with the support frame 21 when the work holder 23 is reversed.
[0016]
The work holder 23 is inverted so that the lower holder frame 23L faces the lower side, the upper holder 23U faces the upper side, and the upper holder frame 23U faces downward and the lower holder frame 23L faces upward. It is. In the following description, a state where the lower holder frame 23L faces downward is referred to as a pre-reversal position, and a state where the upper holder frame 23U faces downward is referred to as a post-reversal position.
[0017]
A stopper plate 26 is provided on the work holder 23 so as to protrude from the side opposite to the side where the center of gravity R, which is offset by providing the weight 25, is located. The support frame 21 has first and second stopper receivers 27 and 28 by forming recesses on the lower surfaces of the sides 21R and 21L parallel to the reverse center line R. When the stopper plate 26 provided on the work holder 23 comes into contact with the first stopper receiver 27, the work holder 23 is held at the position before reversal. Further, when the stopper plate 26 abuts on the second stopper receiver 28, the work holder 23 is held at the inverted position. Therefore, the stopper plate 26 and the first stopper receiver 27 constitute a pre-reversing positioning means, and the stopper plate 26 and the second stopper receiver 28 constitute a post-reversing positioning means.
[0018]
Here, the stopper plate 26 shown in the figure is connected to the lower holder frame 23L having a large thickness, and the stopper plate 26 is located at the post-reversal position than when the work holder 23 is disposed at the pre-reversal position. It is placed at a high position. Therefore, the first stopper receiver 27 and the second stopper receiver 28 are the first stopper receiver 27 and the second stopper receiver 28, which are formed on the lower surface of the support frame 21. 28 is deeper. The depth dimension of the first and second stopper receivers 27 and 28 is determined by the mounting position of the stopper plate 26 with respect to the work holder 23.
[0019]
When the work holder unit 20 is mounted on each work mounting portion 14 of the dome 11, the work holder 23 is in the position before reversal, and in this state, the weight 25 protrudes upward. Then, while the dome 11 is rotating about the axis of the rotary shaft 13, by pushing this weight 25, the work holder 23 is reversed so as to be in the reverse position. For this purpose, a push rod 29 is provided in the vacuum chamber 10, and this push rod 29 is shown by a solid line in FIG. The swing operation is performed between the operating position and the retracted position indicated by a virtual line. In the operating position, the posture is substantially parallel to the dome 11 and comes into contact with the weight 25. On the other hand, when displaced to the retracted position, even if the dome 11 rotates, the weight 25 is brought into a non-contact state. Accordingly, the push rod 29, the rotation shaft 30 and the drive means constitute a reverse drive means.
[0020]
The vacuum deposition apparatus 1 is configured as described above, and the work holder unit 20 having the work 2 mounted between the upper and lower holders 23U and 23L of the work holder 23 is mounted on the work mounting portion 14 of the dome 11. Here, the work 2 mounted on the work holder 23 has a vapor deposition film formed on the surface thereof, and the material of the work 2 includes a glass plate, a semiconductor wafer, a film substrate, etc. There are various types of filters, polarizing films, conductive films, dielectric films, and the like. In any case, there is a device that forms a vapor deposition film only on one side of the work 2, but this vacuum vapor deposition apparatus 1 is suitable for forming a vapor deposition film on both the front and back surfaces of the work 2. However, it goes without saying that it can also be used to form a deposited film only on one side of the workpiece 2.
[0021]
Then, the vapor deposition method is demonstrated as what forms a vapor deposition film on both the front and back of the workpiece | work 2. FIG. When forming the same vapor deposition film on both sides, the vapor deposition source 12 may be one type as shown in FIG. 1, but for example, as shown in FIG. If configured to be set in the chamber 10, different vapor deposition films can be formed on both the front and back surfaces of the work 2. In any case, the workpiece 2 is mounted on the workpiece holder 23 in the workpiece holder unit 20, and the support frame 21 is mounted on the workpiece mounting portion 14 of the dome 11. In order to facilitate attachment / detachment of the workpiece 2 to / from the workpiece holder 23, as shown in FIG. 2, if two notch portions 31 for attachment / detachment are provided in the lower holder frame 23L, the workpiece holder of the workpiece 2 is provided. The attachment / detachment operation to / from 23 can be easily performed.
[0022]
Then, when performing vapor deposition on one side of the workpiece 2, as shown in FIG. 4, the workpiece holder 23 is held at the position before inversion. At the position before reversal, the weight 25 attached to the work holder 23 protrudes upward. The rotation direction of the dome 11 is the direction indicated by the arrow S in FIG. Since the position of the center of gravity of the work holder 23 is offset to the side where the weight 25 is provided, the work holder 23 tends to rotate in the direction of arrow GN in FIG. However, the stopper plate 26 provided on the side opposite to the position of the center of gravity of the work holder 23 is in contact with the first stopper 27 of the support frame 21, and the movement of the work holder 23 in the direction of the arrow GN is restricted, so that it is reversed. The work holder 23 is positioned at the front position and is held in this position in a stable state, and there is no possibility that the work holder 23 will move steadily while the dome 11 is rotating. By rotating the dome 11, the vapor deposition material from the vapor deposition source 12 adheres to the surface facing the lower side of the work 2 sandwiched between the work holders 23. And vapor deposition is continued until the vapor deposition film of a required film thickness is laminated | stacked on the workpiece | work 2. FIG.
[0023]
When the vapor deposition film is formed on the one surface side, the work holder 23 is inverted so as to be in the position after reversal, and the vapor deposition film is formed on the other surface of the work 2. The work holder 23 is inverted while being placed in the vacuum chamber 10 and with the inside of the vacuum chamber 10 kept in a vacuum state.
[0024]
Thus, at the time of vapor deposition on the one surface described above, the push rod 29 is held in a non-contact state with the weight 25 in FIG. Therefore, in order to reverse the work holder 23, the push rod 29 is displaced from the retracted position indicated by the solid line to the operating position (position indicated by the phantom line in the figure) that can contact the weight 25. Since the dome 11 rotates in the arrow S direction, when the push rod 29 is disposed at the operating position, the dome 11 abuts on the weight 25 protruding from the work holder 23. As a result, the weight 25 is pushed by the push rod 29. The pushing direction of the weight 25 is a direction in which the gravity center side of the work holder 23 is lifted, and the stopper plate 26 provided on the work holder 23 is a direction in which the stopper plate 26 is separated from the first stopper receiver 27 of the support frame 21. Therefore, as shown in FIG. 5, the work holder 23 is rotated about the reversing shaft 22 by pushing the weight 25 by the push rod 29. At this time, gravity acts on the work holder 23 in the direction opposite to the rotation direction.
[0025]
The pushing of the weight 25 by the pushing rod 29 continues until the work holder 23 is in a substantially vertical state or just before it, as shown in FIG. Since the weight 25 protrudes from the work holder 23, in the vertical state of the work holder 23, the center of gravity is located on the right side in FIG. 6, that is, the reversing direction of the work holder 23 on the plane P perpendicular to the reversing shaft 22. Shift forward. As a result, before the work holder 23 is in the vertical state at the latest, the gravity acting on the work holder 23 is directed in the forward direction of the rotation direction. As a result, it rotates in the direction of the arrow GT in the figure by the action of its own weight, regardless of the driving force by the push rod 29.
[0026]
Here, in this embodiment, the weight 25 has a substantially quadrangular prism shape. However, as described above, the weight 25 is used to perform the reversing operation of the work holder 23 more quickly and reliably. Various shapes can be used to achieve the objective. For example, as shown by the imaginary line P1 in FIG. 2, a slope portion that is inclined rearward in the reverse direction can be formed. In this case, if the rotation speed of the dome 11 is constant, the reversal speed is faster than the weight 25 that is a vertical plane. In addition, as shown by the phantom line P2 in FIG. 2, if a protruding portion that protrudes forward in the reverse direction as it goes toward the upper end of the weight is formed, the reverse trajectory of the work holder 23 moves forward in the reverse direction. It is possible to speed up the time of shifting the center of gravity. Regardless of the shape of the weight 25, the weight 25 is pushed at least until the gravity center of the work holder 23 shifts forward in the reverse direction at the operating position of the push rod 29. It only has to be. At any time after this point, the push rod 29 can be displaced from the operating position to the retracted position.
[0027]
Then, the weight 25 passes through the inside of the support frame 21 as shown in FIG. 7, and the undeposited surface of the work 2 faces downward as shown in FIG. Here, in the state of FIG. 8, the position of the center of gravity of the work holder 23 is shifted to the rear side in the rotation direction of the dome 11 with the reversal shaft 22 as a boundary. When the work holder 23 is in the reverse position, the stopper plate 26 provided on the work holder 23 comes into contact with the second stopper receiver 28. In this state, since the position of the center of gravity of the work holder 23 is offset to the rear side in the rotation direction of the dome 11, the work holder 23 further tries to rotate in the arrow GT direction. As a result, the stopper plate 26 is pressed against the second stopper receiver 28, and the work holder 23 is stably held at the inverted position shown in FIG.
[0028]
Thus, the work holder 23 is reversed and the other surface side of the work 2 is directed to the vapor deposition source 12. Therefore, in this state, the vapor deposition film is formed on the surface of the workpiece 2 opposite to the surface on which the vapor deposition film has already been formed. As a result, vapor deposition films are continuously formed on both the front and back surfaces of the work 2 without bringing the vacuum chamber 10 into an atmospheric pressure state.
[0029]
Here, the position of the center of gravity of the work holder 23 is not only on the front side in the reversal direction across the reversal center line R, but on the plane orthogonal to the reversal center line R, that is, the reversal axis 22 of the work holder 23. The center of gravity exists on the front side in the reversing direction with respect to the plane parallel to the work holder 23 (surface P shown in FIG. 6). When it is rotated by an angle of 90 ° or less from the angle, it is surely displaced to the position after inversion by the action of its own weight.
[0030]
In this way, the work holder 23 is reversed using the movement of the center of gravity of the work holder 23 and the rotation of the dome 11, so that the push rod 29 is displaced from the retracted position to the operating position. The work holder 23 on which the work 2 is mounted can be reversed smoothly and reliably while the dome 11 is rotated almost once only by performing a simple operation.
[0031]
Further, the work holder 23 has the first and second stopper receivers 27 and 28 of the stopper plate 26 based on the weight difference due to the center of gravity offset from the reversal center line R at the position before reversal and the position after reversal. Since the pressing force acts on, the fixing property and stability are sufficiently obtained.
[0032]
From the above, the configuration of the reverse drive mechanism of the work holder 23 to which the work 2 is mounted is greatly simplified. As a result, there is no need to make the vacuum chamber 10 larger than necessary. Furthermore, since it is not necessary to divide the dome in order to invert the workpiece, the configuration of the vacuum vapor deposition apparatus 1 is simplified as a whole, and the assembly is excellent.
[0033]
By the way, in the above-described embodiment, only one workpiece is held by the work holder. However, when a vapor deposition film is formed only on one surface of the workpiece, two workpieces are mounted on the work holder. Constitute. That is, as shown in FIG. 9, the work holder 40 is formed of three members. As is clear from the figure, the work holder 40 includes an upper holder frame 40U, a lower holder frame 40L, and a spacer frame 40M. The spacer frame 40M is configured by a main body portion 41 connected to the reversing shaft 22 having a spacer portion 42 projecting inward to provide a space between the upper and lower workpieces 2a and 2b. The upper holder frame 40U and the lower holder frame 40L have the same shape, and a ridge 44 that contacts the end surfaces of the workpieces 2a and 2b is attached to a frame-like main body 43 joined to the main body 41 of the spacer frame 40M. Have. Then, with the workpieces 2a and 2b joined to the upper and lower surfaces of the spacer portion 42 of the spacer frame 40M, the upper holder frame 40U has the protrusion 44 downward, and the lower holder frame 40L has the protrusion 44 upward. The spacer frame 40M is joined and fixed by means such as screws. Further, the weight 25 is provided so as to protrude from the upper holder frame 40U.
[0034]
With this configuration, the work holder 40 holding the two works 2a and 2b is mounted on the support frame 45 and mounted on the dome 11, so that the work holder 40 is first set to the position before reversal. After forming the vapor deposition film on the surface of one workpiece, for example, the workpiece 2a, the vapor deposition film can be formed on the surface of another workpiece 2b by inverting the work holder 40. Therefore, in the vacuum vapor deposition apparatus 1, the vapor deposition film can be formed on the workpieces twice as many as the workpiece mounting portions 14 in the dome 11 without releasing the vacuum in the vacuum chamber 10. Note that the work holder for mounting two sheets can also be formed by arranging substantially the same structure as the work holder 23 and arranging a ring-shaped spacer between them.
[0035]
By the way, the dome is configured to rotate in the vacuum chamber. As a rotation driving method for this dome, for example, as shown in FIG. 10, a rotating shaft 50 is provided on the upper side of the vacuum chamber 10, A plurality of holder arms 51 (three in a positional relationship of at least 120 °) are connected to the lower end portion of the rotary shaft 50, and each of the holder arms 51 extends radially downward, and the end portions thereof. The hooks 52 are attached to the dome 11 and the dome 11 provided with a large number of workpiece mounting portions 14 is installed on each of the hooks 52 so as to be held. In this case, since the holder arm 51 is located at the upper position of the dome 11, when the push rod is arranged on the upper surface side of the dome 11, the push rod is displaced to its operating position, and the holder It will interfere with the arm 51.
[0036]
In this case, the reversing drive means for reversing the work holder 53 attached to the dome 11 is disposed on the lower surface side of the dome 11. In other words, the operation shaft 54 is provided so as to be substantially parallel to the lower surface of the dome 11, and the pushing plate 55 is attached to the operation shaft 54. The push plate 55 has a length covering the dome 11 from the position of the uppermost work holder 53 to the position of the lowermost work holder 53.
[0037]
On the other hand, as shown in FIG. 11, the work holder 53 is supported by a support frame 57 attached to the dome 11 so as to be able to be reversed about the reversal shaft 56. The weight 58 protruding upward is provided, and the center of gravity of the work holder 53 is offset from the position of the reversing shaft 56 by this weight 58, as in the first embodiment described above. As described above, the inversion driving means cannot apply an inversion driving force to the weight 58. Therefore, a reverse operation pin 59 as a reverse operation protrusion is provided on the opposite side of the work holder 53 from the protruding side of the weight 58. Here, the reversal operation pin 59 is light in weight so as not to affect the function of shifting the gravity center position of the work holder 53 by the weight 58 as much as possible, and the reversal operation pin 59 is disposed at the position where the reversal shaft 56 is disposed. It is desirable to provide it.
[0038]
With the above configuration, as is clear from FIG. 11, when the pushing plate 55 of the working shaft 54 is directed in the direction opposite to the dome 11, the reversing working pin 59 provided on the work holder 53 is not The stopper plate 61 of the work holder 53 is brought into contact with the first stopper receiver 60 provided on the support frame 57 while being kept in a non-contact state, and is stably held at the position before reversal by the action of the center of gravity by the weight 58. Therefore, a vapor deposition film is formed on the surface of the workpiece by the rotation of the dome 11. When a vapor deposition film having a predetermined film thickness is formed on one side surface of the work, the operating shaft 54 is rotated by a predetermined angle (preferably 180 °) while continuing to rotate the dome 11, and the phantom line in FIG. Place at the position. As a result, the pressing plate 55 attached to the operating shaft 54 comes into contact with the reversing operating pin 59 provided on the work holder 53. In this case, the rotation direction of the dome 11 is the arrow direction in FIG.
[0039]
As a result, the reversal operation pin 59 is pushed by the pusher plate 55 due to the rotation of the dome 11, and the work holder 53 is reversed around the reversing shaft 56 as shown in FIG. As described in the first embodiment, before the work holder 53 becomes substantially vertical, the position of the center of gravity is shifted forward by the action of the weight 58. Continues its reversing action by the action of its own weight, and as shown in FIG. 13, the stopper plate 61 is in the position after reversing where it abuts against the second stopper receiver 62 provided on the support frame 57, and is stable at that position. Retained. Therefore, the opposite surface of the workpiece can be deposited as it is. When all the work holders 53 attached to the dome 11 are reversed, the pusher plate 55 is moved to the weight 58 as well as the reverse operation pin 59 by rotating the operation shaft 54 in the direction of the arrow in FIG. In contrast, the non-contact state can be maintained, and the film forming process on the workpiece can be continued as it is.
[0040]
By the way, when forming a vapor deposition film in a part in the surface of a workpiece | work instead of forming a vapor deposition film over the whole surface of a workpiece | work, as shown in FIG.14 and FIG.15, as shown in FIG.14 and FIG. And the lower holder unit 70 </ b> L together with the work 71 so as to sandwich the coat mask 72 to be transferred onto the surface of the work 71. Here, for example, as shown in FIG. 15, the coat mask 72 is configured to have a predetermined punching pattern 72 a. In addition, the coat mask may have the same pattern on both surfaces of the work mounted on the work holder, or may be mounted with coat masks having different patterns. Furthermore, it can also be attached to the work holder holding the two works shown in FIG. 9 so that the coat mask is bonded to one side or both sides thereof.
[0041]
By the way, in the embodiment described above, the weight 25 reverses all the work holders 23 mounted on the work mounting portions 14 of the dome 11 while the dome 11 makes one rotation. It is also possible to give a time difference to the reversal of the work holder 23. For this purpose, the inversion driving means may be configured as shown in FIG. 16, for example. That is, as shown in the figure, a mounting plate 80 that substantially coincides with the inclination angle of the dome 11 is provided in the vacuum chamber 10, and a driving means 81 composed of a solenoid, a cylinder, or the like is mounted on the mounting plate 80. ing. The drive means 81 is disposed at the position of each stage of the work holder unit 20 aligned in the inclined surface direction of the dome 11, and is configured to attach the reverse drive plate 82 to the tip of the rod 81 a of each drive means 81. is doing.
[0042]
The reversal drive plate 82 is for reversing the work holder 23 by engaging with the weight 25 provided on the work holder 23 and pushing it. Therefore, if the rod 81a in each driving means 81 is extended at a desired timing, each work holder 23 constituting the corresponding stage is reversed, but the work holders 23 of the other stages are held at the positions before the reversal. The
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotation of the dome is utilized to reverse the center of gravity of the work holder that holds the work, so that the dome rotates almost once with a simple configuration. In the meantime, the work holder can be easily and smoothly and reliably reversed at the work mounting portion of the dome, and the work holder can be stably held at the position before reversal and the position after reversal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum vapor deposition apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a work holder unit.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a position along the line RR in FIG.
FIG. 4 is an operation explanatory view showing a position before the work holder is reversed.
FIG. 5 is an operation explanatory view showing a state immediately after the work holder is reversed.
FIG. 6 is an operation explanatory view showing a vertical state of the work holder.
FIG. 7 is an operation explanatory view showing a state in which the work holder passes through the inside of the support frame.
FIG. 8 is an operation explanatory view showing a position after the work holder is reversed.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of the work holder.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a vacuum vapor deposition apparatus showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an operation explanatory view showing a position before the work holder starts reversing.
FIG. 12 is an operation explanatory view showing a state immediately after the work holder is reversed.
FIG. 13 is an operation explanatory view showing a position after the work holder is reversed.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a work holder with a coat mask attached thereto.
FIG. 15 is a front view showing an example of a coat mask.
FIG. 16 is a configuration explanatory view showing another configuration example of the inversion driving means.
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a conventional vacuum evaporation apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Vacuum deposition equipment 2, 2a, 2b, 71 Workpiece
10 Vacuum chamber 11 Dome
12 Deposition source 13 Rotating shaft
14 Workpiece mounting part 20 Workholder unit
21, 45, 57 Support frame 22, 56 Reverse shaft
23, 40, 53, 70 Work holder
23U, 40U, 70U Upper holder unit
23L, 40L, 70L Lower holder unit
25, 58 Weight 26, 61 Stopper plate
27, 60 First stopper receiver
28, 62 Second stopper receiver
29 Push rod
40M spacer frame
54 Operating shaft 55 Pushing plate
59 Reverse operation pin 72 Coat mask
81 Drive means 82 Reverse drive plate

Claims

A dome that rotates around the axis of the vertical axis is provided in the vacuum chamber, a plurality of work mounting parts are provided on the slope of the dome in the circumferential direction and the inclined direction, and a vapor deposition source is disposed at a lower position of the dome. In a vacuum deposition apparatus for forming a deposition film on the workpiece surface mounted on each workpiece mounting portion,
A work holder on which the work is detachably mounted;
A reversing shaft for supporting the work holder on the work mounting portion so that the work holder can be rotated by 180 ° around a reversal center line directed in the inclination direction of the slope of the dome,
A stopper member and first and second stopper receivers against which the stopper member abuts. At the position before reversing the work holder, the stopper member abuts on the first stopper receiver and the position after reversing. Then, the stopper member comes into contact with the second stopper receiver, and the pre-reverse positioning means and the post-reverse positioning for positioning the work holder at the position before reversal and the position after reversal with respect to the work mounting portion, respectively. Means,
A reversing drive means for reversing the work holder from a position before reversing to a position after reversing while the dome rotates;
At the position before reversing the work holder, the center of gravity acts in the direction in which the work holder is held by the positioning means before reversing, and from the middle of reversing the work holder by the reversing driving means to the position after reversing. In order to shift the position of the center of gravity of the work holder so that the center of gravity acts in the direction in which the work holder is held by the positioning means after reversing , when the work holder is in the pre-reversing position, A vacuum deposition apparatus characterized by comprising a gravity center shifting means comprising a weight protruding from the upper surface .

2. The vacuum vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the reverse driving means is constituted by a pushing member that pushes the weight.

The claims and the weight projecting surface of the work holder provided by projecting the inverted operating projection on the opposite side, the reversing drive means is characterized in that the pushing this inversion operating projection 1 The vacuum evaporation apparatus as described.

The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the work holder is composed of two upper and lower frame members, and the work is sandwiched between the two frame members.

The vacuum deposition apparatus according to claim 4, wherein two workpieces are sandwiched with a predetermined interval between the frames.

The vacuum deposition apparatus according to claim 3 , wherein the work holder is configured such that a coat mask is disposed in contact with at least one deposition film forming surface of the workpiece mounted thereon.

A support frame is mounted on the work mounting portion of the dome, the reversing shaft is provided on the support frame, the first and second stopper receivers are provided, and the stopper member is provided on the work holder. The vacuum evaporation apparatus according to claim 1, wherein

2. The vacuum vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the reversing drive unit is configured to reverse the work holders mounted on the work mounting portions of the respective stages in the dome at the same time.

2. The vacuum vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the inversion driving means is for individually inverting each work mounting portion of each stage in the dome.