JP4473496B2 - モニタホルダを備えた薄膜形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモニタホルダを備えた薄膜形成装置に係り、特に成膜室での薄膜形成状態を確認するモニタホルダを備えた薄膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種基板（眼鏡レンズ、導光板等）は、薄膜形成装置を用いた真空蒸着等の薄膜形成処理によって、その表面に薄膜が形成されている。このような薄膜形成の方式としては、基板供給，排気・基板加熱，成膜，基板冷却，大気開放，基板取出し等の一連の処理を１つの真空室（チャンバ）内で行うバッチ処理方式と、特定の処理を受け持つ複数のチャンバ間で基板を受け渡しながら上記処理を連続的に行う連続処理方式が知られている。
【０００３】
バッチ処理方式では、成膜処理を行うチャンバの排気，大気開放処理を基板毎に行う必要がある。一方、連続処理方式では、成膜処理を行うチャンバ（成膜室）は真空状態に維持されるので、同じ条件で安定的な成膜処理を行うことができると共に、成膜室での排気，大気開放処理を行う必要がないため、次々と基板の成膜処理を行うことができるので生産性が高いという利点がある。
【０００４】
このような連続処理方式を行う連続式薄膜形成装置としては、例えば３つのチャンバが直列的に連結された構成となっているものが知られている（特開２００２−２２２８４６号公報参照）。なお、基板は基板ホルダ（例えば、ドーム形状のホルダ）に複数配置されて、各チャンバに順次に搬送され、処理される。
【０００５】
上記薄膜形成装置は、３つのチャンバとして供給室、成膜室、取出室が連結された構成となっており、供給室では基板供給，排気，予備加熱，前処理等が行われ、成膜室では成膜処理が行われ、取出室では基板冷却，後処理，大気開放，基板取出し等が行われる。
【０００６】
供給室内及び取出室内は前記基板ホルダが出し入れされるときには大気に開放され、成膜室との間で前記基板ホルダの受け渡しが行われるときには予め所定の真空状態にまで排気される。一方、成膜室内は常に真空状態に維持する必要があるため、供給室と成膜室、及び成膜室と取出室とはスライド式のゲートバルブにて気密的に仕切られている。
【０００７】
真空蒸着にて成膜処理が行われる場合、成膜室内下部のベースシールド付近に蒸着源が配置され、成膜処理時、前記基板ホルダは成膜室内上部の成膜位置に配置される。このため、供給室から成膜室へ基板ホルダを搬送したり、或いは、成膜室から取出室へ基板ホルダを搬送したりするために開口された通過口は、成膜室上部に位置している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２２２８４６号公報（第５−９頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の薄膜形成装置では、成膜室上部に通過口が設けられ、この通過口上方にゲートボックスが突出して形成された構成となっているため、薄膜形成装置全体の高さが高くなっていた。また、成膜室での加熱による熱膨張によって、モニタに影響がでるという不都合があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、モニタガラスへのマスク孔とモニタガラス間のクリアランスが加熱によって影響されず、所定量に維持されるモニタホルダを備えた薄膜形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明のモニタホルダを備えた薄膜形成装置によれば、成膜室に設けられ、基板ホルダを支持し昇降させるフレームを有すると共に、モニタホルダを備えた基板ホルダ上下搬送機構を有する薄膜形成装置であって、
前記基板ホルダ上下搬送機構の前記フレームの内側位置に補正板アームによって連結された、有底円筒形状を有したモニタホルダ受部と、
該モニタホルダ受部の底面の中心からオフセットされた位置に形成されたモニタホルダ受部のマスク孔と、
前記モニタホルダ受部内に載置されたベアリング保持部と、
該ベアリング保持部の底面の中心からオフセットされ前記モニタホルダ受部のマスク孔と略一致する位置に形成されたベアリング保持部のマスク孔と、
前記ベアリング保持部に保持されたベアリングと、
モニタガラスを底面に保持し、下部外周に前記ベアリングとの係合部を有する円筒形状のモニタホルダと、
を備え、
前記モニタホルダを前記ベアリングに係合させることで、前記ベアリング保持部のマスク孔と前記モニタガラス間のクリアランスが所定間隔で維持されてなることにより解決される。
【００１２】
このように基板ホルダ上下搬送機構の前記フレームの内側位置に補正板アームによって連結されたモニタホルダ受部は、モニタホルダ受部とモニタホルダ受部内に載置されたベアリング保持部とベアリングから構成されており、補正板アームはモニタホルダ受部に連結され、モニタホルダは、ベアリングを介して、ベアリング保持部に載置されるようになっている。
したがって、補正板アームが加熱されて熱膨張により変形してせり上がるようなことがあっても、その変形はベアリング保持部に影響を与えないので、マスク孔とモニタガラス間のクリアランスは所定量に維持されるようになっている。
このとき、前記モニタホルダ受部の中心には、円錐状の凸部が形成され、前記ベアリング保持部の底面裏側中心部には凹部が形成され、前記モニタホルダ受部内に前記ベアリング保持部を載置すると、前記凸部が前記凹部に入り込むようにすると好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施例の薄膜形成装置の正面説明図、図２は実施例の薄膜形成装置の上面説明図、図３は実施例の成膜室の側面説明図、図４は実施例の覗窓の断面図である。図５は実施例のドーム搬送機構の説明図、図６は実施例の搬送アームの正面図、図７は実施例の搬送アーム支持機構の説明図、図８は実施例の補助室のドーム回転機構の説明図、図９乃至図１１は実施例のドアバルブ機構の説明図である。図１２は実施例の成膜室上部の機構の説明図、図１３は実施例の基板ホルダ上下搬送機構の説明図、図１４は実施例のフレームの正面図、図１５は実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図、図１６は実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図、図１７は実施例のモニタホルダ受部の説明図、図１８は実施例のモニタ回転機構の説明図である。図１９は実施例の分光特性図、図２０は実施例の薄膜形成処理のタイミングチャート、図２１は従来例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。なお、以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１４】
図１に本発明の実施例に係る薄膜形成装置Ａ（以下、「装置Ａ」という）の断面説明図を示す。本例の装置Ａは、主にプラスチック基板表面に多層反射防止膜を形成することを目的とした量産装置である。
【００１５】
装置Ａは、図中左側から供給室Ｃ１、成膜室Ｃ２、取出室Ｃ３の３つのチャンバを備えている。各チャンバの後面には、不図示のポンプが取付けられる。各チャンバは、ステンレス鋼板材（ＳＵＳ３０４Ｎｏ．1、厚さ１２ｍｍ）が共通に使用され、これを折り曲げ加工し、溶接にてボックス形状としたものである。なお、成膜室Ｃ２は作業圧力２.６×１０^−３（Ｐａ）程度、補助室（供給室Ｃ１及び取出室Ｃ３）は７（Ｐａ）程度の真空状態まで排気されることを考慮し、安全率３（静荷重）を基準に構成されている。
【００１６】
成膜室Ｃ２は、ステンレス鋼板材を折り曲げ加工して、左右側板と上板とのつなぎ部分がＲ形状とされた一体構成となっており、当該つなぎ部分の溶接が不要であると共に、Ｒ形状によって強度を持たせる構成とされている。
【００１７】
また、成膜室Ｃ２の左右側板の大気側面には、水平方向に断面Ｌ字状のリブ１６（アングル材）が溶接付けされており、開口部周縁に集中する応力に対して構造補強されている。さらに、成膜室Ｃ２の上部には、コ字板形状のリブ１７がドーム回転機構５００等を挟んで図中手前側と奥側の２箇所に溶接付けされている。リブ１７は、上部のリブ１６とも溶接付けされている。なお、成膜室Ｃ２のベースプレート１９は、厚さ３０ｍｍのステンレス鋼板材（ＳＵＳ３０４Ｎｏ．1）が用いられており、側面の板材とは溶接にて一体化されている。このように、装置Ａは、薄い板材（厚さ１２ｍｍ）をベースに形成され、全体の軽量化が図られている。また、装置Ａは、リブ１６，１７等又はＲ形状の採用による補強が図られている。
【００１８】
補助室と成膜室Ｃ２との連結は、成膜室Ｃ２の左右側板の真空側からボルト締めにて連結される構成となっている。これにより、従来のようにチャンバに取付用フランジを形成する必要がなく、製造コストを低減することができる。なお、補助室と成膜室Ｃ２とを連絡する通過口１４は補助室側に形成されており、通過口１４が開口形成された補助室の側板には厚さ３０ｍｍのステンレス鋼板材（ＳＵＳ３０４Ｎｏ．1）が使用されている。
【００１９】
また、後述するドアバルブ機構３００、ドーム搬送機構１００、ドーム回転機構５００、モニタ回転機構６００等はそれぞれユニット化されており、別組みした状態でそれぞれ本体に組付け可能となっている。これにより、組付け工数の低減、作業効率の向上を図ることができると共に、メンテナンスや部品（ユニット全体又はユニット構成部品）交換が容易となる。
【００２０】
また、各チャンバは、架台１１によって支えられている。成膜室Ｃ２には４本のＨ鋼支柱による架台１１が設けられ、供給室Ｃ１及び取出室Ｃ３にはそれぞれ１本のＨ鋼支柱による架台１１が設けられている。このように、架台１１をＨ鋼の支柱とすることにより製造コストの低減が図られている。
【００２１】
また、架台１１の各支柱には、装置Ａの搬送時にジャッキを装着するためのジャッキアップ部材１２が溶接付けされている。
【００２２】
さらに、各支柱には図３に示すように搬送用治具取付部１３が溶接付けされており、搬送時に搬送用治具２を搬送用治具取付部１３に取付けて３つのチャンバの架台１１を互いに連結して固定することができるようになっている。
【００２３】
本例の搬送用治具２は、左右３本づつの支柱を連結することができるようにチャンネル材によってＴ型に形成され、搬送用治具２の端部には各支柱の搬送用治具取付部１３とボルト締め又は取付ピン等によって固定するための取付孔が形成されている。
【００２４】
なお、本例では補助室に支柱が１本づつ配設される構成であるので搬送用治具２をＴ型としたが、これに限らず、各チャンバに形成された支柱の数、及び配置に応じて適宜の形状とすることができる。さらに、成膜室Ｃ２の左右の支柱を互いに固定するようにしても良い。
【００２５】
また、リブ１７には、クレーンによって装置Ａを吊上げる際に使用される吊上げ用穴１８が形成されている。このように本例の吊上げ用穴１８は構造が簡単であり、従来のように装置Ａの上面にアイボルト座を設ける必要がないので、従来に比して部品点数や取付作業工数を削減することができる。
【００２６】
図２に示すように補助室の外側面（成膜室Ｃ２と連結される側面とは反対側の面）は、曲面となっている。これは、基板ホルダ（９５０ｍｍ径）の形状に合わせて曲面に形成されたものである。そして、補助室の上下側板の外側（成膜室Ｃ２とは反対側）の端部は、上記曲面に合わせて略半円状となっている。このようにすることにより、補助室の端部においては曲面で圧力差を支える構造とすることができる。また、これにより省スペース化が図られている。
【００２７】
また、本例の装置Ａでは補助室に手動式の補助室開閉扉２０が設けられており、作業者が補助室開閉扉２０を開けて、基板ホルダ４０の供給及び取外し作業を行うように構成されている。本例では、作業者は基板ホルダ４０を床から１０００ｍｍ程度の高さに保持して、補助室内のドーム搬送機構１００の搬送アーム１１４に取付けたり、取外したりすることができるようになっている。これにより作業者は取付け及び取外し作業を楽な姿勢で行うことができ、作業者に対する負担が低減されている。
【００２８】
上記のように補助室にドーム搬送機構１００が設けられ、このドーム搬送機構１００に、基板ホルダ４０を配設するように構成されているので、従来のように補助室下部に搬入機構及び搬出機構を配設し、この搬入機構及び搬出機構を用いて薄膜形成装置の上部側に配置された補助室へ基板ホルダを供給したり、取出したりするために上下搬送処理を行う必要がなく、装置構成と処理工程を簡略にすることができ好適である。
【００２９】
また、装置Ａの制御盤を補助室下部へ収納することが可能となり、装置Ａと制御盤との配線を短くすることができると共に、装置Ａの設置面積を小さくすることができる。さらに、作業者の移動距離を短くすることができるので、作業効率が向上される。
【００３０】
なお、本例の装置Ａでは、通過口１４を通り成膜室Ｃ２に搬送された基板ホルダ４０は、成膜室Ｃ２に備えられた基板ホルダ上下搬送機構４００によって成膜室Ｃ２内上部の成膜位置付近まで搬送される構成となっている。
【００３１】
補助室は、図２に示すように補助室を上から見て斜めに切り取られた部分が補助室開閉扉２０とされた構成となっている。そして、補助室開閉扉２０と補助室とのそれぞれの当接部には平板で形成された枠部２１,２２が溶接付けされており、枠部２２には不図示のパッキンが装着されるようになっている。なお、パッキンは枠部２１側に装着されるようにしてもよい。補助室開閉扉２０は補助室後側板に設けられているヒンジに取付けられており、補助室開閉扉２０は当該ヒンジを中心として装置Ａの水平方向外側に回動して開くようになっている。
【００３２】
また、補助室開閉扉２０は不図示の扉締め金具（供給室Ｃ１及び取出室Ｃ３にそれぞれ１箇所づつ配設）によって、閉めることができるようになっている。なお、本例では、扉締め金具の配設箇所を１箇所とすることにより、作業者の負担が軽減されている。なお、補助室内部が排気されると補助室開閉扉２０が密着する方向に力を受けるので、枠部２１,２２及びパッキンが密着することにより補助室内部の気密性は保たれる。
【００３３】
以上のように補助室開閉扉２０と補助室との合わせ面が斜めとなっているので、補助室開閉扉２０の開口部は、矩形状で水平方向に大きく開口したものとなる。これにより、作業者が基板ホルダ４０をドーム搬送機構１００に取付ける作業が容易となる。
【００３４】
なお、本例では、作業者は補助室開閉扉２０を５５度程度開くことにより、基板ホルダ４０の脱着作業を行うことができる。また、補助室の形状は、基板ホルダ４０の外形形状に合わせて形成されているので、基板ホルダ４０がドーム搬送機構１００に取付けられた状態では、基板ホルダ４０の一部が外に出ている状態となる。そして、補助室開閉扉２０が閉められると、一部外に出ていた部分が、補助室開閉扉２０に収容される。
【００３５】
また、開口部が大きく形成されることにより、補助室内に配設されている機構（例えば、基板加熱用のハロゲンヒータ、ドアバルブ機構３００等）へのアクセスが容易となり、メンテナンス及び点検が容易となる。
【００３６】
また、従来のように搬入機構，搬出機構によって基板ホルダ４０を補助室内に供給したり、取外しをしたりする構成では、搬入機構，搬出機構のメンテナンス等の作業が必要となるが、本例では作業者が搬送アーム１１４に基板ホルダ４０を脱着するだけの構成なので、前記機構に対するメンテナンス等の作業が発生しないので好適である。
【００３７】
また、補助室開閉扉２０と補助室との合わせ面が本例のように斜めでなく、基板ホルダ４０の搬送方向（供給室Ｃ１から成膜室Ｃ２への方向）と略垂直になるように補助室開閉扉２０が形成された場合と比べて、本例の場合は作業者の移動距離が短くて済むので、作業効率が向上されることが期待される。
【００３８】
なお、本例では補助室開閉扉２０は手動式としたが、これに限らず電動モータ等の駆動源によって自動的に開閉される構成としてもよい。
【００３９】
供給室Ｃ１、取出室Ｃ３の後部側板には、排気口２４が形成されており、それぞれの排気口２４には共用のあら引きポンプがバルブを介して接続されている。なお、高真空ポンプを接続することも可能となっており、例えば取出室Ｃ３で撥水処理を行う場合に高真空ポンプが配設される。
【００４０】
また、供給室Ｃ１、取出室Ｃ３には、ドーム搬送機構１００，ドアバルブ機構３００及びドーム回転機構２００が配設されている。また、供給室Ｃ１には、不図示の基板加熱機構が配設されている。
【００４１】
供給室Ｃ１に配設されたドーム搬送機構１００は、搬送アーム１１０，１１２，１１４によって基板ホルダ４０を供給室Ｃ１から成膜室Ｃ２の基板ホルダ上下搬送機構４００に受け渡す機構である。また、取出室Ｃ３のドーム搬送機構１００は、成膜処理が行われた基板ホルダ４０を基板ホルダ上下搬送機構４００から成膜室Ｃ２内で受取り、取出室Ｃ３へ搬送する機構である。
【００４２】
基板ホルダ４０は、図１に示すように複数の基板を取付け可能なドーム部４２と、ドーム部４２の頂上部に取付けられた円筒形状のドームヘッド４１とから構成されている。ドームヘッド４１は上部に斜め外側上方に延出する係合部を備えており、基板ホルダ４０は該係合部に搬送アーム１１４のツメ部１１５ａを引っ掛けるようにして取付けられる。
【００４３】
また、ドームヘッド４１には上部からモニタホルダ６５０を挿着可能となっている。モニタホルダ６５０の高さは、ドームヘッド４１の高さよりも大きくなっており、モニタホルダ６５０がドームヘッド４１内に挿着されると、ドームヘッド４１の上下にモニタホルダ６５０の上部及び下部が一部突出する状態に保持される。
【００４４】
チャンバ間を気密的に仕切るバルブ機構としてのドアバルブ機構３００は、通常、弁板３１０を閉位置に保持して通過口１４を気密的に閉じているが、ドーム搬送機構１００によって基板ホルダ４０が受渡しされる際に弁板３１０を開位置まで作動させて通過口１４を開くように構成されている。
【００４５】
補助室に配設されたドーム回転機構２００は、補助室が排気又はリークされている所定期間に、補助室内で基板ホルダ４０をドーム搬送機構１００から受取り、所定回転速度で回転させる機構である。
【００４６】
成膜室Ｃ２の後部側板には、排気口２５が形成されており、２台の高真空ポンプと１台のあら引きポンプがバルブを介して接続されている。図３に示すように、排気口バッフル２６は後面側壁との間に所定の間隔を空けて配設されている。従来は、排気口を塞ぐように排気口バッフルが配設されていたが、本例のような配置にすることにより流体の流れがスムーズとなり、成膜室Ｃ２の排気効率向上が図られている。
【００４７】
成膜室Ｃ２内には、ベースシールド３０の中央部に電子ビーム蒸発源３１及び電子ビームシャッタ機構３２が配設されている。本例の電子ビーム蒸発源３１は、１台の電子銃，ハース（８００ｍｍ径エンドレスハース）を備えている。なお、ハースの蒸着材料保持部が大型化されているため、試料自動供給機構は配設されていない。ただし、２台の電子銃や試料自動供給機構を配設するようにしてもよく、また、抵抗加熱蒸着源を配設してもよい。
【００４８】
また、成膜室Ｃ２内壁はフラット化されており、これにより防着シールドの取付けが容易となっており、内部の清掃性が向上されている。
【００４９】
また、成膜室Ｃ２には、基板ホルダ上下搬送機構４００，ドーム回転機構５００，モニタ回転機構６００（不図示），光学式膜厚計７００，基板加熱機構（不図示）が配設されている。
【００５０】
基板ホルダ上下搬送機構４００は、ドーム搬送機構１００から受取位置で基板ホルダ４０を受取り、基板ホルダ４０を成膜室Ｃ２内の上部成膜位置付近（チャック位置）まで搬送し、成膜処理後、再びチャック位置から受取位置まで搬送してドーム搬送機構１００に受渡すように構成されている。
【００５１】
成膜室Ｃ２のドーム回転機構５００は、基板ホルダ上下搬送機構４００からチャック位置で基板ホルダ４０を受取り、成膜処理中、基板ホルダ４０を所定回転速度で回転させ、成膜処理後、再び基板ホルダ上下搬送機構４００へ基板ホルダ４０を受渡す機構である。
【００５２】
モニタ回転機構６００は、基板ホルダ４０の中央部に載置された円筒状のモニタホルダ６５０を蒸着材料毎に所定角度（本例では４５度）回転させる機構である。モニタホルダ６５０の底部にはモニタガラス６５６が配設されている。成膜処理中、モニタガラス６５６の所定位置に形成された薄膜の膜厚は、光学式膜厚計７００によって計測されるように構成されている。
【００５３】
また、成膜室Ｃ２の前面には、作業用扉２７が配設されている。作業用扉２７は、外側に突出する凸状のフタ部２７ａと、フタ部２７ａの外周に溶接付けされた額縁状の枠部２７ｂから構成されている。フタ部２７ａは、厚さ１２ｍｍの板材を使用して形成されており、前面はＲが大きく採られた曲面（本例の場合、３０００ｍｍ径）となっている。
【００５４】
また、枠部２７ｂは、フラットバー（３０ｍｍ×７５ｍｍ）をそのまま使用して形成されており、幅７５ｍｍとされている。これにより、コスト低減が図られている。ただし、本体との接触面は切削加工されると共に、溝部が形成されパッキンが装着されている。
【００５５】
さらに、作業用扉２７は、成膜室Ｃ２の前面全体を覆うような構成ではなく高さが低く形成されており、作業スペースのみが開口するようになっている。以上のように構成することにより、作業用扉２７は軽量化と開閉時の作業者の負担軽減が図られている。
【００５６】
また、補助室開閉扉２０の前面中央部には、基板監視用の覗窓２８が取付けられている。成膜室Ｃ２の側板上方には基板監視用の覗窓２８が取付けられており、作業用扉２７には蒸発源確認用の覗窓２８（左右２箇所）と搬送アーム確認用の覗窓２８（中央１箇所）が取付けられている。
【００５７】
図４に示すように、覗窓２８は、側板等に形成されたリング状のフランジ２８ａに、アクリル板２８ｂがＯリング２８ｅを挟んでボルト２８ｆにて取付けられている。また、アクリル板２８ｂの内側には、蒸着防止筒２８ｄ，保護ガラス２８ｃがスプリング２８ｇによって弾性的に係止されている。
【００５８】
このように、覗窓２８の外側窓は、フランジ２８ａとその外側に配設されたリング状の押えフランジとで挟持される構成ではなく、保護ガラス２８ｃの外側に配設される外側窓としてのアクリル板２８ｂとフランジ２８ａとが、ボルト２８ｆで螺子留めされる構成となっている。これにより、前記押えフランジが不要となり、部品点数が低減される。
【００５９】
次に、図５に基づきドーム搬送機構１００について説明する。ドーム搬送機構１００は、チェーン駆動による吊下げアーム式（３リンク）の搬送装置であって、基板ホルダ４０は搬送アーム１１４に取付けられてチャンバ間を水平移動するようになっている。隣合うチャンバ間の搬送時間は１０秒程度となっている。
【００６０】
ドーム搬送機構１００は、駆動部としての駆動モータ１０１、３リンクの搬送アーム１１０，１１２，１１４、速度制御するための位置センサ１３１等から構成されている。
【００６１】
駆動モータ１０１（本例の場合はインダクションモータ）は、補助室上部の大気側に配設されている。駆動モータ１０１の回転出力は、出力軸１０２に挿着されたプーリ１０４に伝達される。一方、補助室の上板には真空シール１２１が取付けられており、真空シール１２１の大気側には回転軸１２０が連結されている。
【００６２】
回転軸１２０には、プーリ１２２及びチョッパ１３０が挿着されており、さらにプーリ１２２と真空シール１２１との間には電磁ブレーキ１２４が挿通されている。プーリ１０４とプーリ１２２には無端ベルト状の駆動ベルト１２３が回動自在に掛け渡されている。プーリ１２２の外径は、プーリ１０４の外径の６倍程度となっており、駆動モータ１０１の回転出力は、プーリ１０４及びプーリ１２２によって減速されて回転軸１２０に伝達される。
【００６３】
搬送アーム１１０の図中左側端部には不図示の回転軸が取付けられており、該回転軸が真空シール１２１の真空側に連結されている。したがって、回転軸１２０が回動することにより、真空シール１２１を介して搬送アーム１１０が回動するようになっている。
【００６４】
また、搬送アーム１１２の左側端部に取付けられた回転軸１１２ａが搬送アーム１１０の右側端部に挿通され、搬送アーム１１０，１１２は回転軸１１２ａを中心として回動可能に連結されている。また、搬送アーム１１２，１１４も同様に、搬送アーム１１４の左側端部に取付けられた回転軸１１４ａが搬送アーム１１２の右側端部に挿通され、搬送アーム１１２，１１４は回転軸１１４ａを中心として回動自在に連結されている。
【００６５】
さらに、搬送アーム１１０上側には駆動チェーン１１１が配設されており、駆動チェーン１１１は回転軸１１２ａに取付けられた歯車１１２ｂと真空シール１２１の下端部に取付けられた歯車１２１ａとに掛け渡されている。また、搬送アーム１１２上側にも同様に駆動チェーン（不図示）が配設されており、該駆動チェーンは回転軸１１４ａに取付けられた歯車１１４ｂと回転軸１１２ａに取付けられた歯車（不図示）とに掛け渡されている。
【００６６】
駆動チェーン１１１等が搬送アーム１１０，１１２の上側に配置されているのは、搬送アーム１１０，１１２，１１４が伸びたときに駆動チェーン１１１等が張るため、位置精度が出し易いからである。
【００６７】
このように搬送アーム１１０，１１２，１１４が取付けられているので、回転軸１２０が回動して搬送アーム１１０が回動すると、これによって駆動チェーン１１１が歯車１１２ｂを介して回転軸１１２ａ及び搬送アーム１１２を回動させる。さらに、回転軸１１２ａの回動により、不図示の駆動チェーンが歯車１１４ｂを介して回転軸１１４ａ及び搬送アーム１１４を回動させるようになっている。
【００６８】
通常、搬送アーム１１０，１１２，１１４は、折り畳まれた状態で待機している。すなわち、図２の供給室Ｃ１において破線で示すような状態となっている。つまり、搬送アーム１１４の先端のＵ字形状が補助室開閉扉２０の開口方向を向くように停止される。そして、駆動モータ１０１が所定方向に回動すると、搬送アーム１１０，１１２，１１４は、全体に真直ぐになるように腕を伸ばしながら回動し、図２の供給室Ｃ１の搬送アーム１１０，１１２，１１４（実線）のような状態となり停止する。
【００６９】
このとき、適切な停止位置で停止するように、当て止めストッパが搬送アーム１１２の上部に設けられている。なお、搬送アーム１１０，１１２は、発塵防止のためにカバー１１０ｃ，１１２ｃによって覆われている。また、搬送アーム１１０，１１４はステンレススチール材によって形成されているが、軽量化のために搬送アーム１１２はアルミニウム合金によって形成されている。
【００７０】
プーリ１２２の上方には位置センサ１３１が配設されている。位置センサ１３１は回転軸１２０と共に回動するチョッパ１３０の回動角度を検出し、不図示の制御部に検出信号を送信している。この検出信号を受け、制御部は電圧制御により回動速度（搬送速度）の制御を行っている。
【００７１】
図６に搬送アーム１１４を示す。搬送アーム１１４の図中右側端部には基板ホルダ４０との係合部であるＵ字形のハンド部１１５が取付けられている。ハンド部１１５は内側にツメ部１１５ａを備えており、基板ホルダ４０はドームヘッド４１の首部がツメ部１１５ａに載置される状態で搬送アーム１１４に取付けられる。なお、ハンド部１１５は、ボルトの締め付けにより搬送アーム１１４に対する取付け角度の調整ができるようになっている。
【００７２】
このように、ドーム搬送機構１００は、その構成部材が補助室の上部に配置されている。これにより、基板ホルダ４０を搬送する機構をデリバリ搬送機構やキャリア搬送機構とした場合と比べて、本例では他の機構（例えば、前処理機構等）を取付けるためのスペースをチャンバベースに確保することが容易となっている。
【００７３】
また、図７に示すように供給室Ｃ１内には、搬送アーム支持機構１４０が配設されている。搬送アーム支持機構１４０は、チャンバ内上板の真空側に略垂直に取付けられた支持ロッド１４１と、支持ロッド１４１の下端部に支持ロッド１４１を挟持するように取付けられた２枚の支持片１４２と、２枚の支持片１４２間に取付けられたローラ１４３とから構成されている。
【００７４】
ドーム搬送機構１００の搬送アーム１１４等が前記折り畳まれた状態に戻るとき、搬送アーム１１４は略水平方向からローラ１４３上を滑るように移動してきて、搬送アーム１１４の下面がローラ１４３と当接した状態で停止するようになっている。
【００７５】
このように、ドーム搬送機構１００が前記折り畳まれた状態のとき、搬送アーム１１４は搬送アーム支持機構１４０によって下から支えられている。したがって、作業者が基板ホルダ４０を搬送アーム１１４に取付けるときに、誤って搬送アーム１１４に大きな下向きの力を加えてしまったとしても、搬送アーム支持機構１４０が下向きの力を支えるのでドーム搬送機構１００にダメージを与えることを防ぐことができる。
【００７６】
次に、図８に基づき補助室のドーム回転機構２００について説明する。ドーム回転機構２００は、エアシリンダ２２０と、エアシリンダ２２０によって上下移動して基板ホルダ４０をドーム搬送機構１００から受取って、基板ホルダ４０を所定高さまで持ち上げるカップ２２５と、カップ２２５を所定速度で回転させる駆動モータ２１０等から構成されている。
【００７７】
エアシリンダ２２０はチャンバ下部の大気側に固定されており、圧縮空気によりピストン２２１を所定のストロークだけ伸縮させる。ピストン２２１上部には、連結部２２２が取付けられており、連結部２２２には駆動モータ２１０が一体に固定されている。したがって、ピストン２２１が伸縮すると、駆動モータ２１０も上下移動するようになっている。また、連結部２２２の上部にはロッド２２４が回転自在に取付けられており、ロッド２２４は真空シール２３０を介してチャンバ内に挿通されている。
【００７８】
ロッド２２４の先端部には有底円筒状のカップ２２５が取付けられている。また、ロッド２２４の下部には平歯車２２３が取付けられており、駆動モータ２１０の出力軸２１１に取付けられた平歯車２１２と噛合している。したがって、駆動モータ２１０が回転すると、その回転力は平歯車２１２から平歯車２２３に伝達され、平歯車２２３の回転によってロッド２２４及びカップ２２５が回転するようになっている。
【００７９】
また、カップ２２５の下部に汚れ防止用のカバー２２６が取付けられており、カップ２２５がベースプレート付近（下部位置）にあるときは、畳まれた状態となっており、カップ２２５が回転位置（上部位置）にあるときは、展開してロッド２２４をカバーするようになっている。
【００８０】
また、連結部２２２にはローラ２２８が取付けられている。ローラ２２８はピストン２２１の伸縮時にガイド２２７上を回転しながら上下移動し、ピストン２２１のぶれを防止している。
【００８１】
通常、ピストン２２１は縮んだ状態で待機している。搬送アーム１１４に基板ホルダ４０が取付けられた後、所定条件が揃うと、不図示の制御部からの制御信号により、エアシリンダ２２０の延伸側に圧縮空気が導入されピストン２２１が所定ストローク延伸する。
【００８２】
ピストン２２１が延伸していくと、カップ２２５の上縁部が基板ホルダ４０のドームヘッド４１の下縁部と係合し、所定ストロークだけピストン２２１が延伸し回転位置に達すると、基板ホルダ４０は搬送アーム１１４から１０ｍｍ程度持ち上げられた状態となる。このときカップ２２５がモニタホルダ６５０を覆うため、モニタホルダ６５０の下部に配設されているモニタガラス６５６に前処理が影響しないので好適である。
【００８３】
制御部は、エアシリンダ２２０の上部リミットスイッチからの信号を受けた後、駆動モータ２１０を駆動する。駆動モータ２１０の回転により、カップ２２５が所定速度（本例の場合、４ＲＰＭまで）で回転し、カップ２２５に載置された基板ホルダ４０も回転する。このとき、基板加熱機構が作動し、基板は所定温度に加熱される。
【００８４】
基板ホルダ４０の回転処理が終了すると、制御部によって駆動モータ２１０の回転は停止され、エアシリンダ２２０の収縮側に圧縮空気が導かれることによりピストン２２１は収縮する。ピストン２２１の収縮により、基板ホルダ４０は下降し、搬送アーム１１４に受渡される。制御部は下部リミットスイッチからの信号により圧縮空気の供給を停止する。
【００８５】
次に、図９乃至図１１に基づきドアバルブ機構３００について説明する。ドアバルブ機構３００は各補助室に配設されており、ラック・ピニオン方式によって回動するシャフト３３０を回転中心として弁板３１０を約９０度開閉させることにより、補助室に設けられた通過口１４を気密的に開閉するものである。
【００８６】
ドアバルブ機構３００は、矩形平板状の弁板３１０と、弁板３１０に接続されたシャフト３３０と、シャフト３３０を回動させる駆動部であるエアシリンダ３４０等から構成されている。
【００８７】
弁板３１０の一方の面には、略矩形状にパッキン取付用の溝３１４が形成され、パッキン３１４ａが装着されている。弁板３１０が閉じられたとき、パッキン３１４ａが通過口１４の枠部と当接して、補助室と成膜室Ｃ２とは気密的に仕切られる。なお、パッキン３１４ａが前記枠部に取付けられる構成としてもよい。
【００８８】
また、本例の装置Ａでは、従来と比して通過口１４の位置が蒸発源に近い構成となっていることから、弁板３１０の溝３１４が形成された面には、防着板３１３が通過口１４の開口部を塞ぐように取付けられている。
【００８９】
また、弁板３１０の他方の面には、アーム取付部３１２が左右２箇所に取付けられている。アーム取付部３１２にはアーム３２０が取付けられている。弁板３１０の押し付け力を均等にするために、アーム３２０は高さ調整ねじ３２２によって弁板３１０との取付角度を調整して取付けることができるようになっている。
【００９０】
アーム３２０の端部にはシャフト取付部３２２が形成されており、シャフト取付部３２２はシャフト３３０に挿通され、ボルトによってシャフト３３０に取付けられている。なお、アーム３２０は２本に限らず、密着性を向上させるために例えば６本としてもよい。
【００９１】
シャフト３３０の両端部には真空シール３３２が連結されている。真空シール３３２の大気側には、扇型のピニオン３３４が連結されている。また、シャフト３３０の両外側（大気側）には、それぞれエアシリンダ３４０が配設されている。
【００９２】
エアシリンダ３４０のピストン（不図示）にはラック３４２が連結されており、エアシリンダ３４０のピストンが伸びると、ラック３４２が下方へ移動するようになっている。
【００９３】
制御部の信号によってエアシリンダ３４０が作動し、所定のストロークだけピストンが伸びると、ラック３４２と噛合しているピニオン３３４は９０度程度回動するように構成されている。そして、ピニオン３３４が回動すると、真空シール３３２を介してシャフト３３０が回動し、弁板３１０が開閉されるようになっている。
【００９４】
このように、補助室と成膜室Ｃ２を気密的に仕切る構成を、弁板３１０の回動によるものとしたことにより、従来のようなゲートバルブ方式の場合と比較して、ゲートボックスが不要となり、ゲートボックスが装置Ａの上部に突出することないので装置全体の高さを低くすることができる。
【００９５】
なお、本例の装置Ａは、幅３７１０ｍｍ、高さ２３００ｍｍ、奥行１６００ｍｍ程度であり、従来の同等性能品と比べて小型化されている。このため装置Ａを搬送用コンテナ内に収納して搬送することが可能となり、特に海外へ搬送する場合に装置Ａ全体を組み付けた状態で搬送することができる。したがって、設置場所での最終組立て及び調整等の作業時間の大幅な短縮が可能となり、搬送コストを大幅に低減することができる。
【００９６】
また、駆動源として油圧ユニットではなく圧縮空気によるエアシリンダ３４０を使用しているので、装置Ａへの汚れ付着を低減することができる。
【００９７】
また、ゲートバルブ方式では、ゲートバルブが上下方向に移動して通過口１４を塞ぐ構成となっているが、本例のドアバルブ機構３００では、弁板３１０を回動させて枠部に押し付ける構成であるので、より弁板３１０が枠部に密着して気密性が保たれるので好適である。
【００９８】
なお、本例では、弁板３１０が上側に回動する構成となっているが、これに限らず下側に回動する構成としても良い。このようにすると、メンテナンスにおいてパッキン３１４ａの取り替え作業が容易となる。また、弁板３１０に付着した異物が基板ホルダ４０に落下することがないので好適である。
【００９９】
また、本例の弁板３１０はシャフト３３０を回転中心として約９０度回動して、通過口１４を塞ぐ構成であるが、これに限らず、例えばシャフト３３０と弁板３１０を複数のリンクによって連結し、シャフト３３０が回動するとき、弁板３１０は垂直となった姿勢（弁板３１０が通過口１４を塞ぐときの姿勢）を略維持しながら、通過口１４の開閉を行うように構成してもよい。
【０１００】
次に、成膜室Ｃ２の上部に設けられた各機構について説明する。図１２に示すように成膜室Ｃ２の上部には、基板ホルダ上下搬送機構４００，ドーム回転機構５００，モニタ回転機構６００（不図示），光学式膜厚計７００等が配設されている。なお、成膜室Ｃ２の上板には円盤状の取付板３５が取付けられており、取付板３５にドーム回転機構５００，モニタ回転機構６００，光学式膜厚計７００が配設されている。
【０１０１】
光学式膜厚計７００は、投光器７１０，受光器７２０，ミラーボックス７３０，フィルタチェンジャー７４０，光束案内筒７５０を備えている。なお、光束案内筒７５０は、角パイプで製作されており、製造コストの低減が図られている。
【０１０２】
基板ホルダ上下搬送機構４００は、スチールベルト４４５によってフレーム４６０を上下移動させ、フレーム４６０に載置させた状態で基板ホルダ４０を上下搬送するものである。
【０１０３】
図１３に示すように基板ホルダ上下搬送機構４００は、大気側に駆動部としての駆動モータ４１０，ギヤボックス４２０，位置センサ４５３等が配設され、真空側にシャフト４４０，スチールベルト４４５，フレーム４６０等が配設された構成となっている。
【０１０４】
駆動モータ４１０は成膜室Ｃ２の上部後面側中央付近に配設されており、その回転出力は出力軸４１１を介してギヤボックス４２０へ伝達され、ギヤボックス４２０で減速されて回転軸４２１に伝達される。ギヤボックス４２０にはウォーム減速機構が採用されており、フレーム４６０等の急落下防止が図られている。回転軸４２１にはプーリ４２３及び平歯車４２２が挿着されている。
【０１０５】
成膜室Ｃ２の背面側板の上部左右２箇所には、真空シール４３２が挿着されており、各真空シール４３２の大気側には回転軸４２６及びプーリ４２５が連結されている。
【０１０６】
プーリ４２３及び２つのプーリ４２５には、ベルト切れによる不具合を防止するために２本の無端状のタイミングベルト４２７ａ，４２７ｂが掛け渡されている。したがって、駆動モータ４１０が回転するとプーリ４２３が回転し、その回転力は２本のタイミングベルト４２７ａ，４２７ｂによって２つのプーリ４２５に伝達される。
【０１０７】
また、平歯車４２２は回転軸４５１を回転中心とする平歯車４５０と噛合している。平歯車４５０にはチョッパ４５２が取付けられており、平歯車４５０の回転位置が位置センサ４５３で検出されるようになっている。
【０１０８】
真空シール４３２の真空側にはシャフト４３０が連結されており、シャフト４３０の他端部にはジョイント４３１が取付けられている。シャフト４４０の一端側にはジョイント４４１が取付けられており、シャフト４３０の回転力は、ジョイント４３１及びジョイント４４１を介してシャフト４４０へ伝達される。
【０１０９】
成膜室Ｃ２の上板の真空側には軸受４４２が取付けられており、シャフト４４０は２つの軸受４４２によって支持されている。また、シャフト４４０には２つのプーリ４４４が挿着されており、プーリ４４４にスチールベルト４４５の一端部が接続されている。スチールベルト４４５の他端部は、フレーム４６０のベルト取付部４６２に取付けられている。したがって、シャフト４４０が所定方向に回転すると、スチールベルト４４５はプーリ４４４に巻き取られ、それに伴ないフレーム４６０が上方へ搬送されるようになっている。
【０１１０】
図１４に示すように、フレーム４６０はアングル材によって形成された矩形状の枠部４６１と、モニタホルダ受部４６６と、補正板アーム４６３を主構成部として構成されている。補正板アーム４６３は、枠部４６１の各辺中央部と枠部４６１の中央上部に位置するモニタホルダ受部４６６とを連結する薄板片である。補正板アーム４６３には、膜厚分布の均一化を図るために膜厚補正板が取付けられる。
【０１１１】
枠部４６１には、左右の辺の２箇所づつに位置決めピン４６５が取付けられている。位置決めピン４６５は先端がテーパー形状となっている。また、枠部４６１の上下の辺の２箇所づつにベルト取付部４６２が取付けられている。
【０１１２】
また、供給室Ｃ１の右側板外側（成膜室Ｃ２側）には、通過口１４の下辺付近に薄平板状の揺れ止めガイド３３が取付けられている。枠部４６１には、ガイド片４６４が取付けられており、フレーム４６０が上下移動するときにガイド片４６４が揺れ止めガイド３３と摺接して、フレーム４６０の揺れを防止するようになっている。なお、本例では通過口１４の下辺付近での揺れを防止するようにガイド３３が取付けられているが、後述する位置決めガイド３４付近までの上下移動中の揺れを防止するようにガイド３３は位置決めガイド３４付近まで延設されてもよい。
【０１１３】
次に、基板ホルダ上下搬送機構４００の動作について説明する。フレーム４６０は、通常、成膜室Ｃ２内下部の待機位置で停止している。基板ホルダ４０がドーム搬送機構１００によって成膜室Ｃ２に搬送され所定位置で停止すると、駆動モータ４１０が正回転してスチールベルト４４５を巻き上げ始める。
【０１１４】
フレーム４６０が上昇すると、先ずモニタホルダ受部４６６が基板ホルダ４０のドームヘッド４１内に載置されたモニタホルダ６５０の底部と当接し、モニタホルダ６５０のみがモニタホルダ受部４６６内に挿通された状態で持ち上げられ、基板ホルダ４０とモニタホルダ６５０とが分離される。
【０１１５】
さらに、フレーム４６０が上昇して受取位置に達すると、基板ホルダ４０のドーム部４２が枠部４６１と当接し、基板ホルダ４０はフレーム４６０によって持ち上げられる。この状態で駆動モータ４１０は一旦、回転を停止する。停止している間に搬送アーム１１４等が供給室Ｃ１に戻り、弁板３１０が閉じられる。
【０１１６】
その後、駆動モータ４１０は回転を再開し、フレーム４６０及び基板ホルダ４０をチャック位置まで搬送する。成膜室Ｃ２内の左右側板には、チャック位置に対応した高さにガイド孔を有する位置決めガイド３４が４箇所取付けられている。チャック位置では、位置決めピン４６５が位置決めガイド３４のガイド孔に入り込んで、フレーム４６０の水平位置が位置決めされる。
【０１１７】
成膜処理後、駆動モータ４１０は逆回転し、フレーム４６０及び基板ホルダ４０は受取位置まで下降する。ここで駆動モータ４１０は一旦、停止する。停止している間に、取出室Ｃ３の弁板３１０が開き、搬送アーム１１４等が回動して所定位置に停止する。
【０１１８】
搬送アーム１１４等が所定位置に停止すると、駆動モータ４１０は回転を再開し、フレーム４６０は待機位置まで下降して停止する。なお、フレーム４６０が下降することにより、基板ホルダ４０は搬送アーム１１４に載置され、ドーム搬送機構１００に受け渡される。
【０１１９】
次に、図１５及び図１６に基づき、ドーム回転機構５００について説明する。ドーム回転機構５００は、基板ホルダ上下搬送機構４００から基板ホルダ４０を受取り、基板ホルダ４０を回転位置（成膜位置）まで持ち上げるリフト機構５２０，リフト機構５２０が備える係合アーム５４６をスプリングの付勢に抗して外側に回動させるリング機構５６０，基板ホルダ４０を回転させる回転機構５８０から構成されている。
【０１２０】
リフト機構５２０は、係合ツメ５４６ａを備える係合アーム５４６と、係合アーム５４６及び歯車部５４１が取付けられた内輪部５４０と、内輪部５４０の外側にベアリング５３１を介して取付けられた外輪部５３０と、外輪部５３０にシャフト５２６等を介して取付けられたエアシリンダ５２１等から構成されている。
【０１２１】
エアシリンダ５２１は所定のストロークだけ伸縮するピストン５２２を備えており、ピストン５２２の下端部にはシャフト５２３が連結されている。シャフト５２３は、真空シール５２６を介して真空側に挿通されている。
【０１２２】
シャフト５２３には、両端部にベアリングが取付けられた停止用シャフト５２４が取付けられている。エアシリンダ５２１が作動すると、ピストン５２２は、前記ベアリングとガイド板５２５にガイドされながら伸縮する。そして、ピストン５２２の延伸位置では停止用シャフト５２４が真空シール５２６と当接することにより、ピストン５２２の所定以上の延伸が防止されている。
【０１２３】
また、シャフト５２３の下端部には、外輪部５３０が取付けられている。内輪部５４０は、外輪部５３０の内側にベアリング５３１を介して取付けられており、内輪部５４０の上側にリング状の歯車部５４１が形成され、下側２箇所にアーム部５４４が形成されている。
【０１２４】
歯車部５４１の外側端には、回転機構５８０の歯車５８４と噛合する歯５４２が形成されている。アーム部５４４の下端部には、係合アーム５４６が回動自在に接続されている。なお、係合アーム５４６は、通常、スプリングによりチャック位置（垂直位置）に付勢されている。
【０１２５】
また、係合アーム５４６には、ローラ５４５が水平方向外向きに連結されている。そして、係合アーム５４６の先端部には、基板ホルダ４０のドームヘッド４１の首部に係合する係合ツメ５４６ａが水平方向内向きに取付けられている。
【０１２６】
リング機構５６０は、リング５６６と、リング５６６に接続されたシャフト５６４と、シャフト５６４に連結されたピストン５６２と、エアシリンダ５６１等から構成されている。
【０１２７】
シャフト５６４は真空シール５６３に挿通されている。また、シャフト５６４の下端部にはローラ部５６５が取付けられており、シャフト５６４が所定ストロークだけ上下移動するとき、ローラ部５６５はガイド部５６７に取付けられているガイド板５６７ａと当接しながら上下移動する。通常、リング５６６は下位置で停止しているが、エアシリンダ５６１が動作すると、所定ストローク分だけピストン５６２が縮み、リング５６６は上位置まで移動する。
【０１２８】
回転機構５８０は、駆動モータ（ＰＳモータ）５８１と、駆動モータ５８１の出力軸５８２と、出力軸５８２の下端部に連結された真空シール５８３と、真空シール５８３の真空側に連結された歯車５８４等から構成されている。
【０１２９】
歯車５８４は、少なくともリフト機構５２０の上下移動ストローク分の高さを有している。これにより、リフト機構５２０の歯車部５４１が前記ストローク分だけ上下移動しても、歯車部５４１の歯５４２と歯車５８４は噛合したままとなる。
【０１３０】
次に、ドーム回転機構５００の動作について説明する。基板ホルダ４０がフレーム４６０に載置された状態で、基板ホルダ上下搬送機構４００によってチャック位置まで搬送されてくると、制御部からの制御信号により、予めリング機構５６０のエアシリンダ５６１は収縮側に作動してリング５６６を上昇させて上位置で待機させる。
【０１３１】
リング５６６が上位置まで上昇していくと、リング５６６はリフト機構５２０のローラ５４５と当接し、リング５６６はさらにスプリングの付勢に抗してローラ５４５を上部まで回動させる。このとき、ローラ５４５が取付けられている係合アーム５４６も回動し、係合ツメ５４６ａは外側に開いた状態となる。なお、ローラ５４５を備える内輪部５４０は回転することが可能であり、回転後にローラ５４５がどの位置で停止していても、リング５４６によるローラ５４５の回動を行うことができる構成となっている。
【０１３２】
基板ホルダ４０がチャック位置で停止すると、リング機構５６０のエアシリンダ５６１は延伸側に作動し、リング５６６は下位置まで下降する。これにより、スプリングの付勢力によって係合アーム５４６はチャック位置に戻る。
【０１３３】
そして、リフト機構５２０のエアシリンダ５２１が収縮側に作動することにより、係合アーム５４６等が上昇していくと、係合ツメ５４６ａがドームヘッド４１の首部に係合する。エアシリンダ５２１が所定ストロークだけ作動すると、基板ホルダ４０は、回転位置（成膜位置）まで持ち上げられる。これにより、基板ホルダ４０は、フレーム４６０から僅か上方に離れた位置に保持される。
【０１３４】
基板ホルダ４０が回転位置に持ち上げられると、回転機構５８０の駆動モータ５８１が回転し始める。駆動モータ５８１の回転力は、歯車５８４を介して歯車部５４１に伝達され、内輪部５４０及び係合ツメ５４６ａにチャックされた基板ホルダ４０等が一体となって回転する。
【０１３５】
基板ホルダ４０の回転速度が所定回転速度に達した後、成膜処理が行われる。なお、本例の場合、基板ホルダ４０の回転速度は最大２０ＲＰＭ程度となっている。このように、回転速度を大きくすることにより基板に形成される成膜分布の状態を向上させるようにされている。
【０１３６】
成膜処理が終了し、回転機構５８０による基板ホルダ４０の回転が停止されると、リフト機構５２０のエアシリンダ５２１が延伸側に作動して基板ホルダ４０はフレーム４６０に載置される。そして、リング機構５６０のリング５６６が上位置まで移動し、係合アーム５４６が開状態に保持される。この状態で、基板ホルダ上下搬送機構４００が作動し、フレーム４６０及び基板ホルダ４０を受取位置まで搬送する。そして、再びリング機構５６０のエアシリンダ５６１が延伸側に作動し、リング５６６は下位置まで移動して停止する。
【０１３７】
次に、図７，図１７及び図１８に基づき、モニタ回転機構６００の説明をする。本例のモニタホルダ６５０は円筒形状をしており、下端部に係止部６５３が形成され、内部にモニタガラス６５６（６５ｍｍ径）を配置することが可能となっている。また、モニタホルダ６５０の下部外周には係合部６５１が形成されている。さらにモニタホルダ６５０の上部外周には係合部６５１よりも外径が大きなリング部６５２が形成されている。
【０１３８】
モニタホルダ６５０は、成膜処理される前にドームヘッド４１内に挿入される。このとき、モニタホルダ６５０のリング部６５２がドームヘッド４１の肩部に当接した状態となる。
【０１３９】
図１７は、モニタホルダ６５０がフレーム４６０のモニタホルダ受部４６６に載置された状態を示す。モニタホルダ受部４６６は、ベアリング保持部４６８と、ベアリング４６９とから構成される。
【０１４０】
モニタホルダ受部４６６は、浅い有底円筒形状を有しており、外側曲面に補正板アーム４６３が連結されている。また、モニタホルダ受部４６６の中心には、円錐状の凸部４６７ｂが形成されている。さらに、モニタホルダ受部４６６の底面には、中心からオフセットされた位置にマスク孔４６７ａが形成されている。
【０１４１】
ベアリング保持部４６８は、浅い有底円筒形状を有しており、上縁部にはベアリング４６９が取付けられている。モニタホルダ６５０がベアリング保持部４６８上に載置される場合、モニタホルダ６５０の係合部６５１がベアリング４６９と係合するようになっている。
【０１４２】
また、ベアリング保持部４６８の底面裏側中心部には凹部４６８ｂが形成され、モニタホルダ受部４６６内にベアリング保持部４６８が載置されると、凸部４６７ｂが凹部４６８ｂに入り込むようになっている。
【０１４３】
また、ベアリング保持部４６８の底面にはモニタホルダ受部４６６と同じだけオフセットされた位置にマスク孔４６８ａが形成されており、マスク孔４６８ａとマスク孔４６７ａの中心が略一致するようになっている。
【０１４４】
このように本例の基板ホルダ上下搬送機構のフレームの内側位置に補正板アームによって連結された、モニタホルダ受部４６６はベアリング保持部４６８とベアリング４６９から構成されており、補正板アーム４６３はモニタホルダ受部４６６に連結され、モニタホルダ６５０は、ベアリング４６９を介して、ベアリング保持部４６８に載置されるようになっている。
【０１４５】
したがって、補正板アーム４６３が加熱されて熱膨張により変形してせり上がるようなことがあっても、その変形はベアリング保持部４６８に影響を与えないので、マスク孔４６８ａとモニタガラス６５６間のクリアランスは所定量に維持されるようになっている。
【０１４６】
モニタ回転機構６００は、モニタホルダ６５０の上に載置される平歯車６２０と、平歯車６２０に回転力を伝達する平歯車６１４と、平歯車６１４を回転駆動させる駆動モータ６０１と、速度制御を行うためのチョッパ６４２及び位置センサ６４３等から構成されている。
【０１４７】
駆動モータ６０１の出力軸６０２には、カサ歯車６０３が連結されている。取付板３５には真空シール６１２が取付けられており、真空シール６１２の大気側にはシャフト６１０、真空側にはシャフト６１３が連結されている。シャフト６１０には、カサ歯車６１１が挿着されており、カサ歯車６１１はカサ歯車６０３と噛合している。シャフト６１３の先端部には、所定高さを有する平歯車６１４が連結されており、平歯車６１４は平歯車６２０と噛合している。
【０１４８】
平歯車６２０は所定の厚みを有するリング形状をしており、外周に歯が形成されている。また、平歯車６２０の下面には、中心側にリング状の段部６２２が形成され、段部６２２の外側にパッキン用の溝６２１が形成されている。溝６２１にはパッキン６２１ａが取付けられている。
【０１４９】
また、取付板３５の下面にはロッド６３０が、シャフト６１３と略平行になるように取付けられている。ロッド６３０の下端部にはリング６３２が略水平に取付けられている。リング６３２の中心側には肩部６３２ａが形成されている。リング６３２が平歯車６２０上に中心を合わせるように載置されると、平歯車６２０の外縁部が肩部６３２ａに支持されるようになっている。
【０１５０】
なお、平歯車６１４は、リング６３２の上部に所定間隔を空けて配置されているので、平歯車６２０がリング６３２上に載置された状態では、平歯車６２０は平歯車６１４の歯の下側と噛合するようになっている。
【０１５１】
また、シャフト６１０の上端部には、平歯車６１５が取付けられている。平歯車６１５は、回転軸６４１に挿着された平歯車６４０と噛合している。また、平歯車６４０にはチョッパ６４２が取付けられており、位置センサ６４３によって位置検出が行われるようになっている。
【０１５２】
次に、モニタ回転機構６００の動作について説明する。基板ホルダ４０がフレーム４６０上に載置され、基板ホルダ上下搬送機構４００によってチャック位置まで搬送されると、基板ホルダ４０に載置されたモニタホルダ６５０の上端がリング６３２上に載置されていた平歯車６２０と当接して、平歯車６２０はモニタホルダ６５０によってリング６３２から僅かに持ち上げられる。このとき、平歯車６２０は上方に持ち上げられても、平歯車６１４と噛合した状態に維持される。
【０１５３】
成膜処理中、蒸着材料が交換されると、所定のタイミングで駆動モータ６０１が所定角度だけ回転する。回転角度は、チョッパ６４２及び位置センサ６４３等によって制御される。駆動モータ６０１の回転力は、カサ歯車６０３，６１１、シャフト６１３、平歯車６１４等を介して、モニタホルダ６５０の上に載置されている平歯車６２０へ伝達される。
【０１５３】
このとき平歯車６２０が回転すると、その回転力は平歯車６２０の自重及びパッキン６２１ａとの摩擦力によってモニタホルダ６５０に伝達され、モニタホルダ６５０は所定角度だけ回転する。なお、本例の場合、モニタ点数は８点となっており、駆動モータ６０１の回転量は、蒸着材料交換後にモニタホルダ６５０が４５度づつ回転するように制御される。
【０１５５】
なお、本例では、平歯車６２０の回転力はパッキン６２１ａを介して伝達されているが、これに限らずモニタホルダ６５０と平歯車６２０との当接部に互いに噛合する歯を設けることにより回転力が伝達されるようにしてもよい。
【０１５６】
次に、本例の装置Ａにより、表１に示す膜構成の成膜処理を行う場合の装置Ａの動作について、従来の装置の場合と比較しつつ説明する。なお、図１９に、表１の５層膜を構成した場合の分光特性を示す。
【０１５７】
【表１】

【０１５８】
図２０は本例の装置Ａによる薄膜形成処理のタイムチャートであり、図２１は従来のデリバリ搬送式装置による薄膜形成処理のタイムチャートである。なお、成膜室Ｃ２における成膜処理は、従来のものと同様である。
【０１５９】
先ず、基板ホルダ４０が供給室Ｃ１の搬送アーム１１４に取付けられた状態で所定条件が揃うと、約８秒で弁板３１０が開く。なお、従来のスライド式のゲートバルブの場合は、ゲートが開くのに約１３秒必要であった。
【０１６０】
弁板３１０が完全に開くと、ドーム搬送機構１００により供給室Ｃ１から成膜室Ｃ２へ基板ホルダ４０が約１０秒で搬送される。なお、従来のデリバリ搬送方式では、約２３秒必要であった。
【０１６１】
基板ホルダ４０が成膜室Ｃ２へ搬送されると、基板ホルダ上下搬送機構４００によって、フレーム４６０が待機位置から受取位置へ約５秒で上昇し、基板ホルダ４０はフレーム４６０へ受渡される。
【０１６２】
基板ホルダ４０がフレーム４６０へ受渡されると、搬送アーム１１４等は成膜室Ｃ２から供給室Ｃ１へ約１０秒で戻る。その後、弁板３１０が閉じると共に、基板ホルダ４０はフレーム４６０に載置された状態で受取位置からチャック位置まで約１５秒で上昇する。
【０１６３】
基板ホルダ４０がチャック位置まで達すると、リフト機構５２０によって基板ホルダ４０が約５秒掛かってチャックされる。その後、リフト機構５２０によって、基板ホルダ４０はチャック位置から回転位置（成膜位置）まで約５秒で持ち上げられる。基板ホルダ４０が回転位置まで持ち上げられると、その後、約１６分間で成膜処理が行われる。
【０１６４】
このように、基板ホルダ４０が成膜室Ｃ２へ搬送されてから成膜処理が開始されるまでの所要時間は、本例の場合、約３３秒となっている。一方、従来の場合、約７２秒必要であった。
【０１６５】
成膜処理後、基板ホルダ４０はリフト機構５２０によって、回転位置からチャック位置まで約５秒で下ろされる。チャック位置では、約５秒掛かってリング機構５６０によって基板ホルダ４０へのチャックが開放される。
【０１６６】
チャックが開放されると、基板ホルダ４０はフレーム４６０に載置された状態で、約１５秒掛かってチャック位置から受取位置まで下ろされる。これと同時に、取出室Ｃ３の弁板３１０が開く。
【０１６７】
基板ホルダ４０が受取位置に達すると、搬送アーム１１４が取出室Ｃ３から成膜室Ｃ２へ約１０秒で延伸し、搬送アーム１１４は基板ホルダ４０を受取る。搬送アーム１１４が基板ホルダ４０を受取ると、フレーム４６０は受取位置から待機位置まで約５秒で下降して停止する。
【０１６８】
フレーム４６０が待機位置に達すると、基板ホルダ４０はドーム搬送機構１００によって成膜室Ｃ２から取出室Ｃ３へ約１０秒で搬送される。このとき、次の基板ホルダ４０を供給室Ｃ１から成膜室Ｃ２へ搬送するために、供給室Ｃ１の弁板３１０が開く。
【０１６９】
基板ホルダ４０が取出室Ｃ３へ搬送されると、取出室Ｃ３の弁板３１０が約１０秒で閉じ、取出室Ｃ３内のリーク処理が開始される。リーク終了後、基板ホルダ４０は作業者によって取り出される。
【０１７０】
このように、成膜処理が終了してから、次の基板ホルダ４０を供給室Ｃ１から成膜室Ｃ２へ搬送するために弁板３１０を開く処理が開始されるまでの所要時間は、本例の場合、約４８秒となっている。一方、従来の場合、約１０８秒必要であった。
【０１７１】
すなわち、本例の装置Ａの場合、タクトタイムは約１７分４０秒であり、従来装置の場合、タクトタイムは約１９分４０秒であった。このように、本例の装置Ａでは、従来と比してタクトタイムが約２分短縮され、より生産性の向上が図られている。
【０１７２】
タクトタイムが短縮された理由としては、ドアバルブ機構３００によってチャンバ間を気密的に仕切る弁板３１０の開閉時間が短縮されたこと、ドーム搬送機構１００によって基板ホルダ４０のチャンバ間搬送時間が短縮されたこと、基板ホルダ上下搬送機構４００によって成膜室Ｃ２内での基板ホルダ４０の上下搬送時間が短縮されたこと、及び弁板３１０の開閉処理と基板ホルダ４０の上下搬送処理を同時期に行うように処理シーケンスが変更されたこと等が挙げられる。なお、各機構の制御は、不図示の制御盤が有する制御部によって行われる。
【０１７３】
本例の装置Ａは、３チャンバ構成で左側のチャンバから順に供給室、成膜室、取出室とされているが、これ以外にもチャンバの構成を変えることが可能である。
【０１７４】
例えば、左チャンバと右チャンバを供給室、取出室の共用室とすれば、左チャンバに供給された基板は、中チャンバで成膜処理を行われ、その後、左チャンバに搬送されて取出され、同様に右チャンバに供給された基板は、中チャンバで成膜処理を行われ、その後、右チャンバに搬送され取出されるように構成することができる。
【０１７５】
装置Ａがこのように構成されることにより、左チャンバに基板が供給されるときと、右チャンバに基板が供給されるときとで、成膜条件（成膜膜厚）を変えることが容易となり、装置Ａは多品種成膜に対応することが可能となる。
【０１７６】
また、装置Ａに後処理室（例えば、撥水膜成膜処理室）を別途に設けて、４チャンバ構成としても良い。
【０１７７】
また、本例では、供給室と取出室を別々に設けているが、これに限らずこれらを供給及び取出しの双方を行うことが可能な共用室としてもよい。そして、装置Ａを共用室、前（後）処理室、成膜室の３チャンバ構成とすることができる。この場合、前（後）処理室に、成膜処理後の基板ホルダと成膜処理前の基板ホルダを上下位置で入れ替える機構を設けるとよい。
【０１７８】
また、本例の装置Ａでは、各機構がユニット化されており、さらに他の機構（ユニット）を追加，変更することが可能となっている。例えば、ガス導入機構を追加したり、電子ビーム蒸発源を２つの電子銃構成としたものに変更したりすることが可能である。これにより、追加変更を含めた装置Ａの製造工数の把握が容易となると共に、使用者のニーズを満足する装置Ａを短納期で提供することが可能となる。
【０１７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のモニタホルダを備えた薄膜形成装置によれば、基板ホルダ上下搬送機構の前記フレームの内側位置に補正板アームによって連結されたモニタホルダ受部は、ベアリング保持部とベアリングから構成されており、補正板アームはモニタホルダ受部に連結され、モニタホルダは、ベアリングを介して、ベアリング保持部に載置されるようになっている。
したがって、補正板アームが加熱されて熱膨張により変形してせり上がるようなことがあっても、その変形はベアリング保持部に影響を与えないので、マスク孔とモニタガラス間のクリアランスは所定量に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の薄膜形成装置の正面説明図である。
【図２】 実施例の薄膜形成装置の上面説明図である。
【図３】 実施例の成膜室の側面説明図である。
【図４】 実施例の覗窓の断面図である。
【図５】 実施例のドーム搬送機構の説明図である。
【図６】 実施例の搬送アームの正面図である。
【図７】 実施例の搬送アーム支持機構の説明図である。
【図８】 実施例の補助室のドーム回転機構の説明図である。
【図９】 実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図１０】 実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図１１】 実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図１２】 実施例の成膜室上部の機構の説明図である。
【図１３】 実施例の基板ホルダ上下搬送機構の説明図である。
【図１４】 実施例のフレームの正面図である。
【図１５】 実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図である。
【図１６】 実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図である。
【図１７】 実施例のモニタホルダ受部の説明図である。
【図１８】 実施例のモニタ回転機構の説明図である。
【図１９】 実施例の分光特性図である。
【図２０】 実施例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。
【図２１】 従来例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。
【符号の説明】
２ 搬送用治具、１１ 架台、１２ ジャッキアップ部材、１３ 搬送用治具取付部、１４ 通過口、１６，１７ リブ、１８ 吊上げ用穴、１９ ベースプレート、２０ 補助室開閉扉、２１，２２ 枠部、２４，２５ 排気口、２６ 排気口バッフル、２７ 作業用扉、２７ａ フタ部、２７ｂ 枠部、２８ 覗窓、２８ａ フランジ、２８ｂ アクリル板、２８ｃ 保護ガラス、２８ｄ 蒸着防止筒、２８ｅ Ｏリング、２８ｆ ボルト、２８ｇ スプリング、３０ ベースシールド、３１ 電子ビーム蒸発源、３２ 電子ビームシャッタ機構、３３，３４ ガイド、３５ 取付板、４０ 基板ホルダ、４１ ドームヘッド、４２ ドーム部、１００ ドーム搬送機構、１０１ 駆動モータ、１０２ 出力軸、１０４ プーリ、１１０ｃ，１１２ｃ カバー、１１０，１１２，１１４ 搬送アーム、１１１ 駆動チェーン、１１２ａ，１１４ａ 回転軸、１１２ｂ，１１４ｂ 歯車、１１５ ハンド部、１１５ａ ツメ部、１２０ 回転軸、１２１ａ 歯車、１２１ 真空シール、１２２ プーリ、２３ 駆動ベルト、１２４ 電磁ブレーキ、１３０ チョッパ、１３１ 位置センサ、１４０ 搬送アーム支持機構、１４１ 支持ロッド、１４２ 支持片、１４３ ローラ、２００ ドーム回転機構、２１０ 駆動モータ、２１１ 出力軸、２１２ 平歯車、２２０ エアシリンダ、２２１ ピストン、２２２ 連結部、２２３ 平歯車、２２４ ロッド、２２５ カップ、２２６ カバー、２２７ ガイド、２２８ ローラ、２３０ 真空シール、３００ ドアバルブ機構、３１０ 弁板、３１２ アーム取付部、３１３ 防着板、３１４ 溝、３１４ａ パッキン、３２０ アーム、３２２ シャフト取付部、３３０ シャフト、３３２ 真空シール、３３４ ピニオン、３４０ エアシリンダ、３４２ ラック、４００ 基板ホルダ上下搬送機構、４１０ 駆動モータ、４１１ 出力軸、４２０ ギヤボックス、４２１ 回転軸、４２２ 平歯車、４２３，４２５ プーリ、４２６ 回転軸、４２７ａ，４２７ｂ タイミングベルト、４３０，４４０ シャフト、４３１，４４１ ジョイント、４３２ 真空シール、４４２ 軸受、４４４ プーリ、４４５ スチールベルト、４５０ 平歯車、４５１ 回転軸、４５２ チョッパ、４５３ 位置センサ、４６０ フレーム、４６１ 枠部、４６２ ベルト取付部、４６３ 補正板アーム、４６４ ガイド片、４６５ 位置決めピン、４６６ モニタホルダ受部、４６７ａ マスク孔、４６７ｂ 凸部、４６８ ベアリング保持部、４６８ａ マスク孔、４６８ｂ 凹部、４６８ｃ ネジ部、４６９ ベアリング、５００ ドーム回転機構、５２０ リフト機構、５２１ エアシリンダ、５２２ ピストン、５２３ シャフト、５２４ 停止用シャフト、５２５ ガイド板、５２６ シャフト、５２６ 真空シール、５３０ 外輪部、５３１ ベアリング、５４０ 内輪部、５４１ 歯車部、５４２ 歯、５４４ アーム部、５４５ ローラ、５４６ リング、５４６ 係合アーム、５４６ａ 係合ツメ、５６０ リング機構、５６１ エアシリンダ、５６２ ピストン、５６３ 真空シール、５６４ シャフト、５６５ ローラ部、５６６ リング、５６７ ガイド部、５６７ａ ガイド板、５８０ 回転機構、５８１ 駆動モータ、５８２ 出力軸、５８３ 真空シール、５８４ 歯車、６００ モニタ回転機構、６０１ 駆動モータ、６０２ 出力軸、６０３，６１１ カサ歯車、６１０ シャフト、６１２ 真空シール、６１３ シャフト、６１４，６１５ 平歯車、２０ 平歯車、６２１ 溝、６２１ａ パッキン、６２２ 段部、６３０ ロッド、６３２ リング、６３２ａ 肩部、６４０ 平歯車、６４１ 回転軸、６４２ チョッパ、６４３ 位置センサ、６５０ モニタホルダ、６５１ 係合部、６５２ リング部、６５３ 係止部、６５６ モニタガラス、７００ 光学式膜厚計、７１０ 投光器、７２０ 受光器、７３０ ミラーボックス、７４０ フィルタチェンジャー、７５０ 光束案内筒、Ａ 薄膜形成装置、Ｃ１ 供給室、Ｃ２ 成膜室、Ｃ３ 取出室

Claims (2)

1. 成膜室に設けられ、基板ホルダを支持し昇降させるフレームを有すると共に、モニタホルダを備えた基板ホルダ上下搬送機構を有する薄膜形成装置であって、
   前記基板ホルダ上下搬送機構の前記フレームの内側位置に補正板アームによって連結された、有底円筒形状を有したモニタホルダ受部と、
   該モニタホルダ受部の底面の中心からオフセットされた位置に形成されたモニタホルダ受部のマスク孔と、
   前記モニタホルダ受部内に載置されたベアリング保持部と、
   該ベアリング保持部の底面の中心からオフセットされ前記モニタホルダ受部のマスク孔と略一致する位置に形成されたベアリング保持部のマスク孔と、
   前記ベアリング保持部に保持されたベアリングと、
   モニタガラスを底面に保持し、下部外周に前記ベアリングとの係合部を有する円筒形状のモニタホルダと、
   を備え、
   前記モニタホルダを前記ベアリングに係合させることで、前記ベアリング保持部のマスク孔と前記モニタガラス間のクリアランスが所定間隔で維持されてなることを特徴とするモニタホルダを備えた薄膜形成装置。
2. 前記モニタホルダ受部の中心には、円錐状の凸部が形成され、前記ベアリング保持部の底面裏側中心部には凹部が形成され、前記モニタホルダ受部内に前記ベアリング保持部を載置すると、前記凸部が前記凹部に入り込むようにしてなることを特徴とする請求項１記載のモニタホルダを備えた薄膜形成装置。

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