JP4704711B2 - レンズ製造方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、計算機により加工装置を制御するレンズの製造システムに関し、特に、レンズに薄膜を蒸着する製造システムに関する。

眼鏡用レンズの製造においては、レンズに複数の薄膜を形成し、反射防止などの光学特性の改善や撥水性などの機能を付与する多層コート技術が適用されるものがある。特に、プラスチック製レンズ等の光学部材への反射防止膜の形成は、反射防止膜が無機酸化物からなる多層蒸着膜である場合、蒸着装置を用いて行われる。この反射防止膜の上に撥水膜を蒸着により形成する場合では、反射防止膜と撥水膜の形成を連続して行うものが知られている（例えば、特許文献１）。

上記連続的に蒸着を行う加工装置は、複数のチャンバを備えて、レンズを各チャンバに順次移動して蒸着を行っている。
特開２００３−１４９０４号

しかしながら、上記従来例では、各装置（デバイス）の制御をシーケンシャルに行ってきたため、レンズを加工装置へ投入してから次の投入までのサイクルタイムは長くなり、特に、形成する薄膜に複数の機能を付与する場合では、デバイス制御数が多くなり、かつ、蒸着時間そのものが長くなり、さらに、サイクルタイムが長くなるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、レンズに複数種の薄膜を形成する加工装置のサイクルタイムを短縮して、生産性を向上させることを目的とする。

本発明は、制御装置を用いて光学式膜厚計の測定結果に基づいて、蒸着によりレンズの表面に薄膜を連続的に形成するレンズ製造方法であって、レンズの加工条件を設定する処理と、複数の蒸着原料のうちから前記加工条件に応じた蒸着原料を選択する処理と、レンズに形成される薄膜を測定する光学式膜厚計を、前記加工条件及びレンズの種類に応じて設定する処理と、前記蒸着原料を加熱する加熱源の制御条件を設定する処理と、前記設定された制御条件で加熱源を起動する処理と、前記加熱源により前記蒸着原料を気化させて前記レンズに薄膜を形成する処理と、を含み、前記光学式膜厚計を加工条件及びレンズの種類に応じて設定する処理は、複数のモニタガラスのうちから前記加工条件及びレンズの種類に応じたモニタガラスを選択する処理と、複数のフィルタのうちから加工条件及びレンズの種類に応じたフィルタを選択する処理と、を含み、前記蒸着原料を選択する処理と、前記モニタガラスを選択する処理と、フィルタを選択する処理とを並列的に行う。

したがって、本発明は、複数の蒸着原料のうちから一つを選択する処理と、光学式膜厚計を加工条件に応じて設定する処理の２つの処理には特に時間を要するが、これらの処理と他に必要な処理の全てを並列的に行うことで、全体の処理に要する時間を短縮してレンズに複数種の薄膜を形成するサイクルタイムを短縮し、生産性を向上させることができる。

また、レンズの加工条件を設定する処理の背後で、蒸着原料を選択する処理や、光学式膜厚計を加工条件に応じて設定する処理を並列的に行うようにしたので、オペレータがレンズの加工条件（主に、電子銃パワー、返し量など）を設定する間に、時間を要する蒸着原料の選択と光学式膜厚計の設定等を行うことができ、さらにサイクルタイムを短縮し、生産性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、眼鏡用プラスチックレンズに反射防止膜や撥水コート等の薄膜を連続的に形成する連続型真空蒸着装置１に、本発明を適用した一例を示す。この連続型真空蒸着装置１は、成型された眼鏡用レンズ（以下、単にレンズとする）を、真空蒸着室内で蒸着物質を蒸着させて反射防止膜と撥水膜等を連続的に形成するものである。

図１は、連続型真空蒸着装置１の概要を示す概略図である。この連続型真空蒸着装置１には、レンズ２０を加熱する予熱室１００と、反射防止膜をレンズ２０に形成する第１蒸着室２００と、反射防止膜を形成したレンズ２０に撥水膜等を形成する第２蒸着室３００を備えている。また、予熱室１００、第１蒸着室２００、第２蒸着室３００は、所定の真空度を満たすように真空装置が配設される。

連続型真空蒸着装置１におけるレンズ２０の加工の概略について説明する。

まず、複数のレンズ２０を円盤状のコートドーム２に配置し、１ロットを構成する。そして、コートドーム２は予熱室１００の支持台１０１に乗せられる。支持台１０１を上昇させて予熱室１００の底部からコートドーム２を予熱室１００に移動する。支持台１０１の上昇が完了すると、支持台１０１の下部を支持する開閉台１０３で予熱室１００の底部が封止される。また、コートドーム２の上部は連続型真空蒸着装置１の支持台１０１に設けられた移動手段に支持されて、予熱室１００から第１蒸着室２００を経て第２蒸着室３００まで移動可能となっている。また、移動手段に支持された状態のコートドーム２は、図示しないアクチュエータにより回転可能となっている。

予熱室１００には、制御装置１２によって駆動されるヒータ（ハロゲンヒータなど）１０２によりコートドーム２のレンズ２０を予熱する。予熱が完了すると、制御装置１２は移動手段を駆動してコートドーム２を第１蒸着室２００へ移動する。

第１蒸着室２００では、複数の蒸着原料４１、４２を加熱源としての電子銃３０、３１で加熱し、蒸発させてレンズ２０に主に反射防止膜を形成する。なお、電子銃３０、３１の駆動や蒸着原料４１、４２の選択は、制御装置１２によって制御される。また、第１蒸着室２００には、薄膜の形成状況を監視するための光学式膜厚計１０が備えられ、監視結果は制御装置１２へ送られて電子銃３０、３１の制御などを行う。なお、蒸着原料が一つの場合には、電子銃３０または３１のいずれか一方を作動させればよい。

反射防止膜の形成が完了すると、制御装置１２は移動手段を駆動してコートドーム２を第２蒸着室３００へ移動する。

第２蒸着室３００には、昇降可能な開閉台３０３上にコートドーム２を支持する支持台１０１が移動可能に配置される。第１蒸着室２００から移動してきたコートドーム２は、搬送手段５００により第２蒸着室３００に移動する。

開閉台３０３上には、制御装置１２によって制御されるヒータ（ハロゲンヒータなど）３０２と、ヒータ３０２により加熱される蒸着原料３４０が配置され、コートドーム２に配置されたレンズ２０に撥水膜を形成する。

レンズ２０に撥水膜の形成が完了すると、開閉台３０３が下降して全工程処理の加工が完了する。この後、コートドーム２は支持台３０１から移動し、コートドーム２上のレンズ２０は次工程へ運ばれる。

なお、上記では第１蒸着室２００で反射防止膜を、第２蒸着室３００で撥水膜を形成したが、蒸着原料４１、４２、３４０を変更することにより、任意の薄膜を蒸着することができる。また、第１蒸着室２００では、同時に２つの蒸着原料４１、４２を蒸発させるだけでなく、電子銃３０、３１の一方のみを作動させて、一つの蒸着原料による蒸着を行っても良い。

次に、図２は第１の成膜室となる第１蒸着室２００と制御装置１２を示す。

第１蒸着室２００内では、予熱室１００から移動してきたコートドーム２が支持台に設けられた搬送手段５００により所定の位置である第１蒸着室２００内の上部に位置決めされる。

第１蒸着室２００の上部には、所定の位置に薄膜の形成状況を検出する光学式膜厚計１０が設置され、光学式膜厚計１０を構成するモニターガラス５１は、第１蒸着室２００内の所定の位置に配置されて、蒸着原料４１、４２の蒸気を受けることが可能となっている。

第１蒸着室２００の下部には、蒸着原料（成膜材料）４１、４２を収装するルツボやハースで構成される容器４０を有するハース部４００と、容器の蒸着原料４１、４２に電子ビームを当てて気化させる電子銃３０、３１と、蒸着原料４１、４２の蒸気を選択的に遮断するシャッター５、蒸着した薄膜の強度や膜質（緻密性など）を改善するためイオンビーム照射を行うイオン銃１４、蒸着した薄膜の強度や膜質を改善するため、第１蒸着室２００内にガスを充填するガス発生装置（ガスユニット）１５等が設けられている。

なお、シャッター５にはアクチュエータ（図示省略）が設けられ、後述の制御装置１２によって制御される。また、蒸着原料４１、４２は異なる種類の物質で、例えば、蒸着原料４１が低屈折率物質で、蒸着原料４２が高屈折率物質である。

上部のコートドーム２の近傍には、コートドーム２に保持された被成膜体としてのレンズ２０の温度を計測するための基板温度計６が設けられ、さらに、第１蒸着室２００内の真空度を計測するための真空計７及び第１蒸着室２００内を排気するための排気ユニット８が設けられている。また、コートドーム２に保持されたレンズ２０を加熱するためのヒータ９が設けられている。なお、ヒータ９はハロゲンヒータなどで構成される。

さらに、第１蒸着室２００の外部上方には、コートドーム２の所定の位置に設定されたモニターガラス５１の反射率を測定する光学式膜厚計１０が設けられている。光学式膜厚計１０は膜厚モニター１１を介して制御装置１２に接続され、光学式膜厚計１０からは光量データ（光量値）として、後述するように、照射光の光量に対する反射光の光量の比が出力される。なお、光学式膜厚計１０及び膜厚モニター１１の構成は、特開２００１−１１５２６０号公報や特開２００３−２０２４０４号公報の構成と同様である。

制御装置１２は、シーケンサユニットが主体であるが、さらにこれに指令を送るＣＰＵ、メモリ、ディスク装置などを（いわゆるコンピュータ）備え、後述するように、それ全体で予熱室１００、第１蒸着室２００、第２蒸着室３００の各機器の制御を行うもので、例えば、電子銃３０、３１やヒータ３０２への供給電力を制御して、レンズ２０に薄膜を形成する。

このため制御装置１２にはキーボードやマウスなどで構成された入力部１２ａが接続されるとともに、上述の電子銃３０、３１、シャッター５、真空装置８、ヒータ９、イオン銃１４、ガス発生装置１５等の制御対象と、基板温度計６、真空計７、光学式膜厚計１０（膜厚モニタ１１）等のセンサが接続されており、制御装置１２は、各センサからの入力情報等に基づいて上記制御対象を制御する。さらに制御装置１２には、予熱室１００のヒータ１０２、第２蒸着室３００のヒータ３０２、予熱室１００から第１蒸着室２００を経て第２蒸着室３００までを結ぶ搬送手段５００、予熱室１００及び第２蒸着室３００の開閉台１０３、３０３の昇降装置（図示省略）がそれぞれ接続される。

制御装置１２は、真空計７の情報に基づいて真空装置８を制御し、第１蒸着室２００内を所定の真空度にする。また、制御装置１２は、基板温度計６の情報に基づいてヒータ９を制御して被成膜体であるレンズ２０を所定の温度にする。そして、制御装置１２は、上記光学式膜厚計１０のモニターガラス５１に形成された薄膜の時々刻々の光学膜厚に依存する時々刻々の光量値が、基準光量値データ格納手段に格納されている値と等しくなるように、電子銃３０、３１に印加する電力（電流及び／又は電圧）を制御する場合もある。また、形成する薄膜の種類や気化させる蒸着原料４１、４２の種類に応じて、イオン銃１４によるイオンビーム照射やガス発生装置１５によるガスの充填を行う。

ここで、コートドーム２は、レンズ２０に反射防止膜等が蒸着されるように、レンズ２０を保持する保持手段である。そして、複数のレンズ２０が同時に蒸着できるよう、円形をしており、コートドーム２は所定の曲率を有している。また、コートドーム２は、図示しないアクチュエータにより回転可能となっており、主には、蒸着室で加熱されて飛躍する蒸発物の分布のばらつきを低減させるために回転する。

電子銃３０、３１は、容器に収納された蒸着原料(物質)４１、４２を蒸着原料４１、４２の溶融温度まで加熱することにより、蒸発させて、レンズ２０及びモニターガラス５１に蒸着原料（物質）を蒸着・堆積させて薄膜を形成する。

容器４０は、蒸着物質４１、４２を保持するために用いられる水冷式のルツボやハースライナである。

シャッター５は、蒸着を開始するとき開き、または終了するときに閉じるように制御されるもので、薄膜の制御を行いやすくするものである。ヒータ９は、レンズ２０に蒸着される薄膜の密着性などの物性を出すため、レンズ２０を適切な温度に加熱する加熱手段である。

光学式膜厚計１０は、表面に透明薄膜を形成した透明基体に光を照射すると、薄膜表面からの反射光と透明基体表面からの反射光とが両者の位相差によって干渉をおこす現象を利用したものである。すなわち、上記位相差が薄膜の屈折率及び光学膜厚によって変化し、干渉の状態が変化して反射光の光量が薄膜の屈折率及び光学膜厚に依存して変化する。なお、反射光が変化すれば必然的に透過光も変化するので、透過光の光量を計測することによっても同様のことができるが、以下では反射光を用いた場合を説明する。

光学式膜厚計１０は、上記コートドーム２のほぼ中心部に保持されたモニターガラス５１に所定の波長の光を照射し、その反射光を測定する。モニターガラス５１に形成される薄膜は、各レンズ２０に形成される薄膜に従属しているとみることができるので、各レンズ２０に形成される薄膜を推測できる（再現できる）情報を得ることができる。モニタガラス５１に形成される膜厚の測定については、特開２００３−２０２４０４号公報などと同様であり、受光センサ１５７が検出した光量のピークの数に基づいて、膜厚の増大（成膜の進行）を検出することができる。

次に、光学式膜厚計１０について、図３を参照しながら説明する。光学式膜厚計１０は投光ランプ１５１、投光ランプ１５１からの光をモニタガラス５１に反射する反射鏡１５２、反射鏡１５２からの投射光を反射するとともに、下面に薄膜を形成するモニタガラス５１、複数のモニタガラス５１を備えて回転可能なガラスホルダ５０、ガラスホルダ５０を駆動するモータなどのモニタアクチュエータ１５０、モニタガラス５１が反射した光を受光センサ１５７へ導く反射鏡１５３、反射鏡１５３と受光センサ１５７の間に配置されて所定範囲の波長のみを選択透過させるフィルタ１５４、複数のフィルタ１５４を備えて回転可能なフィルタホルダ１５５、フィルタホルダ１５５を駆動するモータなどのフィルタアクチュエータ１５６、フィルタ１５４を透過した光を検出する受光センサ１５７、受光センサ１５７の出力を光量値に変換する膜厚モニタ１１より構成されている。

ガラスホルダ５０には、屈折率の定まったモニタガラス５１を有し、モニタアクチュエータ１５０は制御装置１２からの指令に応じてガラスホルダ５０を回転させ、反射鏡１５２からの光が当たる位置に所定のモニタガラス５１が来るように制御する。

反射鏡１５３と受光センサ１５７の間に配置したフィルタホルダ１５５には、形成する反射防止膜の設計膜厚に応じて成膜に最適なフィルタが選択できるよう透過する波長の異なるフィルタ１５４が複数設けられている。そして、フィルタアクチュエータ１５６は制御装置１２からの指令に応じてフィルタホルダ１５５を回転させ、反射鏡１５３からの光が通過する位置に所定のフィルタ１５４が来るように制御する。

次に、蒸着原料４１、４２を選択するハース部４００について、図４を参照しながら説明する。

第１蒸着室２００では、仕様の異なる薄膜を形成可能とするため、蒸着原料を電子銃３０、３１の照射位置に設定するハース部４００では、複数種の蒸着原料を選択可能にしている。

すなわち、蒸着原料４１、４２を収容する容器４０は、円盤状のホルダ４１１に複数配置される。ホルダ４１１は回転可能に構成されており、モータなどのハースアクチュエータ４１０によって駆動される。ハースアクチュエータ４１０は制御装置１２によって駆動され、各容器４０には予め設定した蒸着原料４１、４２が収容されており、制御装置１２はロットに応じた蒸着原料４１、４２を収容した容器４０が電子銃３０、３１の照射位置となるようハースアクチュエータ４１０を駆動する。こうして、形成する薄膜の仕様（種類）に応じて任意の蒸着原料４１、４２を自動的に選択することができる。

次に、制御装置１２で実行されるソフトウェアの構成について図５を参照しながら説明する。

制御装置１２には、所謂、コンピュータが含まれており、このコンピュータでは、マルチタスクＯＳ１２１が実行されており、このＯＳ１２１上で予熱室１００、第１蒸着室２００、第２蒸着室３００の制御を行う連続蒸着処理６００が実行される。なお、ここではＯＳ１２１をプリエンプティブなマルチタスクＯＳとする。

連続蒸着処理６００では、予熱室１００のヒータ１０２の制御を行う予熱室処理６１０と、第１蒸着室２００の各機器の制御を行う第１蒸着室処理６２０と、第２蒸着室３００のヒータ３０２を制御する第２蒸着室処理６３０及び搬送手段５００を制御する処理（図示省略）が含まれる。ここでは搬送手段５００を制御する搬送処理が、バックグラウンドで実行されるものとし、常時各処理を監視してコートドーム２の移動を制御する。

図６は、連続蒸着処理６００の詳細を示し、コートドーム２の移動に応じた処理の流れを示している。

まず、予熱室１００にコートドーム２がセットされると、ヒータ１０２でコートドーム２上のレンズ２０を所定時間予熱する予熱処理６１１が実行される。

予熱処理６１１中、もしくは、ドームが予熱室にあるうちに第１蒸着室処理６２０の移動中ガス出し処理６２１が実行される。

移動中ガス出し処理６２１は、前回のドームの第１蒸着室処理が終了してから、第１蒸着室２００へ予熱室のドームが移動する前の期間に、予め蒸着原料４１、４２を気化させて、第１の蒸着開始後から即座に蒸着を行うものである。

第１蒸着室２００では、蒸着完了から次の蒸着開始までの時間は、コートドーム２の移動時間となる。この移動時間を生産上、有効的に利用するため、コートドーム２の移動中に蒸着原料のガス出しを行っている。それゆえ、移動中ガス出しと呼ぶ。

移動中ガス出し処理６２１が完了すると、前処理６２２が起動される。前処理６２２では、コートドーム２のレンズ２０に施す蒸着の仕様やレンズ２０の種類などに応じて、電子銃３０、３１の出力設定や、形成する薄膜に応じた光学式膜厚計１０の設定など、加工条件の設定と各機器の設定状態の確認を行うものである。

前処理６２２が終了すると、成膜処理６２３が起動されて、レンズ２０に所定の薄膜（反射防止膜）が形成されていく。

レンズ２０に第１の薄膜の形成が完了すると、成膜処理６２３は完了して終了処理６２４が起動する。終了処理６２４は、第１蒸着室２００の各機器を停止あるいはリセット、第１蒸着室での処理結果の登録・保存などを行うものである。終了処理６２４が完了すると、搬送処理によりコートドーム２は第１蒸着室２００から第２蒸着室３００へ移動される。なお、上記６２１〜６２４の処理が第１蒸着室処理６２０を構成する。

第２蒸着室３００においても、上記第１蒸着室処理６２０と同様に、前処理６３１、成膜処理６３２、終了処理６３３からなる第２蒸着室処理６３０が実行される。

この第２蒸着室処理６３０では、制御対象がヒータ３０２である点が第１蒸着室処理６２０と異なり、その他は第１蒸着室処理６２０と同様にして行われる。この第２蒸着室処理６３０は、ヒータ３０２の起動・停止が主体であり、特開２００３−１４９０４号と同様であるので、詳細については省略する。

上記連続蒸着処理６００では、各処理６１０〜６３３が１ドーム毎に順次行われ、レンズ２０の薄膜形成が行われる。本実施形態の場合は３つの処理室があるので、通常では、同時に、３つのドームが、それぞれの室で、処理される。

次に、第１蒸着室処理６２０で行われる移動中ガス出し処理６２１の詳細について、図７を参照しながら以下に説明する。

移動中ガス出し処理６２１は、前回の蒸着が完了すると起動される。

まず、移動禁止設定６２１１は、第１蒸着室２００へのコートドーム２の出入りを一時的に禁止する処理である。

次に、ハース回転処理６２１２は、図４で示したホルダ４１１を回転させて、次の蒸着（この時点で予熱室１００から第１蒸着室２００へ向けて移動中のコートドーム２）の仕様に応じた蒸着原料４１、４２を選択する処理である。所定の蒸着原料４１、４２を収容した容器４０が、電子銃３０、３１の照射位置へ来るようにハースアクチュエータ４１０を駆動する。

ハース回転処理６２１２が完了すると、電子銃３０、３１の起動処理６２１３、６２１４が開始される。電子銃の起動処理では、電子銃３０の起動を行うタスク（６２１３）と、電子銃３１を起動するタスク（６２１４）が同時に起動され、２つの電子銃３０、３１には、蒸着原料４１、４２の気化に必要な電力が供給される。

電子銃３０、３１の起動処理が完了すると、蒸着原料４１、４２の気化を実施するガス出し実施６２１５が行われる。このガス出し実施６２１５では、所定時間で電子銃３０、３１により蒸着原料４１、４２を加熱して、成膜開始以前に予め気化させて不要なガスを出しておく。

ガス出し実施６２１５が完了すると、電子銃３０、３１をオフにする停止処理６２１６、６２１７の２つのタスクが同時に起動される。

そして、電子銃の停止処理を起動した直後に、移動禁止の解除処理６２１８のタスクを起動して、コートドーム２の移動許可を与える。

以上の移動中ガス出し処理６２１では、主に電子銃の起動または停止処理を複数のタスクとして同時に処理を行い、さらに停止処理６２１６、６２１７の起動後に移動禁止の解除処理６２１８を起動することで、２つの電子銃３０、３１の起動・停止及び移動禁止の解除処理６２１８を順次（シーケンシャル）行う場合に比して、連続蒸着処理６００の１サイクルに要する時間（サイクルタイム）をおよそ１０秒程度短縮することが可能となる。

次に、移動中ガス出し処理６２１の後に実行される前処理６２２について、図８を参照しながら説明する。

まず、ガス発生装置（ガスユニット）１５（図２参照）の図示しないタンク内の圧力を所定の範囲に調整するタンク圧力自動調整処理６３１１のタスクを起動する。

タンク等の圧力調整中に、コートドーム２が第１蒸着室２００の所定の位置にセットされたか否かを検出する定位置確認処理６３１２の処理が行われる。

コートドーム２が搬送手段５００により、所定の位置にセットされたことが確認されると、定位置確認処理６３１２を終了し、コートドーム２に載置されたレンズ２０（ロット）の加工条件を示唆するアイテムパラメータを、ハードディスク内に記憶されたデータファイルから読み込む読み込み処理６３１３が行われる。アイテムパラメータが制御装置１２に読み込まれると、この読み込み処理６３１３は完了する。

次に、ハース部４００のホルダ４１１の位置決めを行うハース先行回転処理６３１４のタスクと、モニタガラス５１の選択を行うためにガラスホルダ５０を回転させるモニタ先行回転処理６３１５と、フィルタ１５４の選択を行うためにフィルタホルダ１５５を回転させるフィルタ先行回転処理６３１７の３つのタスクを同時に起動する。

モニタガラス５１のガラスホルダ５０は、モニタガラス５１の位置決め精度を保証するため、初期位置から最終位置まで回転させた後、再び初期位置へ回転させるチェック動作を行う。例えば、６つのモニタガラス５１がある場合、１番目のモニタガラス５１を初期位置とすると、６番目のモニタガラス５１まで回転させた後に、１番目のモニタガラス５１まで戻す動作を行う。

その後、取得したアイテムパラメータにより、使用する蒸着原料４１、４２、モニタ位置、フィルタ番号等が判明するので、ハース先行回転処理６３１４では、所定の蒸着原料４１、４２を収容した容器４０が電子銃３０、３１の照射位置となるようにホルダ４１１を回転させ、モニタ先行回転処理６３１６では、レンズ２０と形成する薄膜に応じたモニタガラス５１が投射光の位置へ来るようにガラスホルダ５０を回転させ、フィルタ先行回転処理６３１６では、形成する膜厚に応じたフィルタ１５４が反射光を透過する位置となるようにフィルタホルダ１５５を回転させる。

上記３つのタスク（先行回転処理６３１４〜６３１６）を起動した直後に、蒸着条件の変更を行うパラメータ変更処理６３１７を開始する。

パラメータ変更処理６３１７は、オペレータによる電子銃３０、３１の出力値の変更などを受け付ける処理である。

オペレータの入力操作が完了すると、設定変更された加工条件を成膜処理６２３へ引き渡すための蒸着アイテム設定処理６３１８を開始し、メモリ上などに所定の加工条件を書き込んで次の成膜処理６２３へ加工条件の引き渡しを行う。

次に、現在第１蒸着室２００にあるコートドーム２のアイテムパラメータに関する情報から、次工程である第２蒸着室処理６３０で使用する情報を生成し、設定する。

そして、初期設定処理６３２０で各センサ、プログラム上の使用変数、フラグなどの初期化を行った後、モニタ設定処理６３２１ａとフィルタ設定処理６３２１ｂを独立したタスクとして起動し、オペレータによる変更があった場合の最終的なモニタガラス５１とフィルタ１５４の設定を行う。しかしこれらは、一般に変更されないため、既に設定済みの状態にあり、時短（サイクルタイムの短縮）となる。

次いで、各センサや光学式膜厚計１０の信号が正常であるか、レディ状態にあるかを判定する初期信号チェック処理６３２２を行い、異常がなければ、真空度が所定の範囲にあるかを確認する真空度確認処理６３２３が行われる。この処理では、真空度が所定の範囲になければ、その真空度に到達するまで、以下に続く処理を待ち続ける。

次に、上記移動中ガス出し処理６２１が正常に完了していない場合のエラー処理を行ってから、２つの電子銃３０、３１を起動する２つのタスクを起動処理６３２５、６３２６として起動する。

その後、イオン銃１４やガス発生装置１５などの起動準備を実施する成膜工程開始処理６３２７を行ってから、各設定が完了したことを確認する確認処理６３２８を行う。この確認処理６３２８は、制御装置１２の図示していない装置などを含め、コート機からの確認信号をチェックする。

確認処理６３２８が終了すると、前処理６２２は終了して成膜処理６２３に移行する。

以上の前処理６２２では、処理の完了までに時間を要するハースのホルダ４１１の回転や、モニタガラス５１のガラスホルダ５０の回転及びフィルタ１５４のフィルタホルダ１５５の回転処理を、独立したタスクとして成膜処理よりも早めに起動することで、連続型真空蒸着装置１におけるサイクルタイムを短縮する。

すなわち、モニタガラス５１のガラスホルダ５０の回転処理は、１分ほどの時間を要し、また、ハース部４００のホルダ４１１の回転や、フィルタホルダ１５５の回転処理にも十数秒から数十秒を要するため、これらの処理をシーケンシャル（一つのタスクで）に行うと、１分３０秒以上の時間を必要とする。

そこで、時間を要する各処理をオペレータの操作入力の処理の直前で複数のタスクとして起動することで、オペレータが入力を行っている期間も装置の前処理に当てることができ、制御装置１２のリソースを無駄なく利用できる。この結果、上記３つの回転処理のうち、最も時間を要する処理について考慮すれば良く、ここでは、ガラスホルダ５０の回転処理が完了すると、他の回転処理も終了しており、ガラスホルダ５０の先行回転処理６３１５の所要時間で処理が完了し、ハース部４００及びフィルタホルダ１５５の回転処理に要する時間（約２０〜３０秒程度）を短縮することが可能となる。

特に、生産現場によっては、定位置確認直後、パラメータ変更（電子銃のパワー、返し量など）をたびたび行う場合がある。しかし、前処理のほとんどをマルチタスク（あるいはマルチスレッド）化し、かつ、前処理が、基本的に固定（パラメータなどによって変化しない）処理であるため、オペレータの入力操作中（パラメータ変更６３１７）に、その裏側で、ハースの先行回転やモニタあるいはフィルタの先行回転を進めることができるようになり、実質、オペレーション時間で生じていたロスタイムのうち、約１分程度を短縮することができる。したがって、オペレーション時間に関しては実質的なサイクルタイムを最大１分程度短縮することが可能となり、確実に、生産性の効率を向上させることができる。

加えて、２つの電子銃３０、３１の起動処理を２つのタスクとして、成膜処理以前に、同時に起動しておくことで、電子銃３０、３１の起動処理及びその後に続く成膜処理をシーケンシャルに実行した場合に比して、電子銃３０、３１の起動処理に相当する時間（４０秒）をサイクルタイムから短縮できる。

したがって、前処理６２２では、２分程度のサイクルタイムの短縮が可能となる。

上記前処理６２２が完了すると、成膜処理６２３が開始されて、レンズ２０に所定の薄膜が形成される。なお、成膜処理６２３は、上記特開２００１−１１５２６０号等と同様であるので、図１１のようになるが、詳細については後述する。

成膜処理６２３が完了すると、終了処理６２４が行われて第１蒸着室２００の各機器の作動を停止させる。

終了処理６２４は、基本的に、電子銃３０、３１の停止、イオン銃１４の停止、ペンレコーダーの停止の停止など、停止処理が多い。この停止処理では出力値がないことや、コンピュータが行う確認がoffであることのみであるので、各制御対象（電子銃やイオン銃等）の処理を独立したタスクとし、各タスクを同時に起動することで、極めて短時間で各制御対象の停止を完了することができる。

例えば、各制御対象の停止処理を、シーケンシャルに行う場合では、約３０〜４０秒はかかっている処理時間が、上記マルチタスクで処理することにより数秒で終わることになる。

以上のように、第１蒸着室処理６２０では、各制御対象の処理をシーケンシャルで行う場合に比して、移動中ガス出し処理６２１では約４０秒、前処理６２２では約２分、終了処理６２４では約４０秒のサイクルタイムの短縮を行うことができ、成膜処理６２３を除く全体では約３分２０秒ほどサイクルタイムの短縮を実現できる。

連続蒸着処理６００を、全てシーケンシャルな制御で行った場合が３０分から４０分必要とする場合、本発明によりサイクルタイムを１割程度短縮することが可能となり、連続型真空蒸着装置１の生産能力を大幅に向上させることが可能となるのである。

次に、図９、図１０は、第１蒸着室２００の成膜処理６２３を構成する各層単位の成膜について、１層のみの処理部分を取り出した単層蒸着処理７００で行われる層前処理７１０の詳細を示す。

単層蒸着処理７００では、シーケンシャルに行う場合での前層の層終了処理と、次層の層前処理を重ねたものがマルチタスク方式によれば層前処理７１０となる。つまり、第ｉ層の終了処理と、第ｉ＋１層の層前処理がマルチタスクにより自動的に重なる。そのため、図９のように、層前処理７１０を行った後に単層成膜処理８００を行い、次の層前処理７１０を行うというループでレンズ２０の加工が進行すると表現してよい。

すなわち、複数の層をレンズ２０に繰り返して形成する場合、図１２で示すように、第１層（第ｉ層）目の層前処理７１０の後に、第１層目の単層成膜処理８００を行い、その後、第１層目の層後処理と第２（第ｉ＋１）層目の層前処理は、マルチタスクによる第２層目の層前処理７１０で同時に行われることになり、この結果、層後処理時間は実質的に不要となる。その後、第２層目の層後処理と第３層目の層前処理も、同様に第３層目の層前処理７１０に含まれ、最後の層（第ｉ＋ｎ層）が完了すると終了処理６２４を行う。

図１０は、層前処理７１０の詳細を示す。

まず、７１１では進度設定処理が行われる。この処理は、コンピュータによりレンズ２０に形成する多層膜のうちの何層目であるかという情報を制御装置１２のシーケンサに登録する処理である。

進度設定処理７１１を独立したタスクとして開始した直後に、ガスユニット確認処理７１２を行う。このガスユニット確認処理７１２は、第１蒸着室２００での成膜処理で利用可能な状態であるかどうかを確認する。

そして、ガスユニット確認処理７１２が完了すると、電子銃３０、３１のレンジ設定処理７１３を行う。この電子銃レンジ設定処理７１３は、電子銃３０、３１の出力レンジが印加値に対して適切であるよう設定する。これら、ガスユニット確認処理７１２と電子銃レンジ設定処理７１３は、進度設定処理７１１と平行して処理が行われる。

そして、電子銃レンジ設定処理７１３が完了すると、光学式膜厚計１０のモニターガラス５１の設定を行うモニタ設定処理７１４が開始されると同時に、フィルタ１５４の設定を行うフィルタ設定処理７１５のタスクが起動される。

モニタ設定処理７１４は、上記図８のモニタ先行回転処理６３１６と同様であり、ガラスホルダ５０を回転させて所定のモニタガラス５１を光学式膜厚計１０の光軸位置に設定する。同様に、フィルタ設定処理７１５は、上記図８のフィルタ先行回転処理６３１７と同様にパラメータで指定した所定のフィルタ１５４を選択する。

モニタ設定処理７１４とフィルタ設定処理７１５を同時に開始した直後には、マスク設定処理７１６のタスクを起動する。

このマスク設定処理７１６は、ドーム上の全レンズ２０に同等（均一）な薄膜の成膜が可能となるようにするためのもので、使用する原料に適したマスク設定になるようマスク機構（図示省略）を駆動する。

マスク設定処理７１６を起動した直後には、薄膜の形成の際にイオン銃１４を用いる場合にはイオン銃１４のマスフロー設定７１７を、独立したタスクとして起動する。

さらに、イオン銃用マスフローの設定７１７を起動した直後には、ハース部４００の容器４０の位置決めを行うハース設定処理７１８を独立したタスクとして起動する。このハース設定処理７１８は、上記ハース先行回転処理６３１４と同様に、所定の蒸着原料４１、４２を収容した容器４０が電子銃３０、３１の照射位置となるようにホルダ４１１を回転させる。このハース設定処理７１８が完了すると、ガス出し実施処理７２０が起動されて、電子銃３０、３１から電子線が照射され、蒸着原料４１、４２を気化させ、不要なガス出しや蒸着直前の予備加熱等の目的で処理が行われる。

上記電子銃レンジ設定処理７１３が完了した後には、モニタ設定処理７１４、フィルタ設定処理７１５、マスク設定処理７１６、イオン銃用マスフローの設定７１７、ハース設定処理７１８の５つのタスクが並列的に実行されることになる。

そして、モニタ設定処理７１４とフィルタ設定処理７１５が完了すると、光学式膜厚計１０の指示光量値を設定する光量設定処理７１９が実行される。

ここで、イオン銃用マスフローの設定７１７を含むイオン銃１４の起動処理は、処理時間が極めて大きいので、イオン銃１４の設定処理を２段階に分ける。まず第１段階は、マスフローの設定、第２段階は、ガン本体の起動（電圧・電流）設定とする。そして、この第１段階のみは、モニタ設定処理７１４、フィルタ設定処理７１５、マスク設定処理７１６、ハース設定処理７１８といった処理と並列して実行する。これにより、イオン銃用マスフローの設定時間は、モニタ設定処理７１４、フィルタ光量設定時間内に収まるようになり、層蒸着直前の処理は、イオン銃の第２段階処理と、その処理時間内で済まされるガスユニットの起動処理のみとなる。

光量設定処理７１９が完了すると、設定・溶融・完了確認処理７２１が行われる。この処理は、第１蒸着室２００で成膜処理の準備が整ったことを確認する処理で、モニタガラス５１の位置、フィルタ１５４の位置、ハース部４００の容器４０の位置、投光ランプ１５１の光量などの設定が正しく行われたかを確認し、ハース部４００では上記ガス出し実施処理７２０により蒸着原料４１、４２の溶融が開始されたかを確認する。

設定・溶融・完了確認処理７２１が完了すると、電子銃３０、３１がスキャンする領域を設定する電子銃スキャン設定処理７２２を行い、層前処理７１０が完了する。

この層前処理７１０が完了すると、レンズ２０に薄膜の形成を行う（単層成膜処理８００）。詳しくは、図１１のようになる。

以上の層前処理７１０では、モニタガラス５１とフィルタ１５４の設定完了後に、光学式膜厚計１０の投光ランプ１５１の光量設定を行うという順序と、ハース回転完了後に、ガス出し実施処理７２０を行うという順序を守りながら、かつ、独立して先に設定できる進度、マスク設定などを予め層前処理７１０の前半部で各タスク別に起動するようにしたので、単層蒸着処理の処理時間が最短で済ませることができ、単層蒸着処理における処理時間を短縮させることができるのである。

すなわち、層前処理７１０で前回の層後処理と次に単層成膜処理を行う前処理を同時に行うことで、各層の後処理時間（約１０数秒）が省略できることに等しくなる。つまり、層後処理は最後の単層成膜処理の後にのみ、層終了処理を行えばよいので、毎回の層後処理は不要になる。

そして、各処理をシーケンシャルに行う場合に比して、モニタ設定処理７１４、フィルタ設定処理７１５、マスク設定処理７１６、ハース設定処理７１８＋ガス出し実施処理７２０をマルチタスクにて並列的に行うことにより、処理時間の長いモニタ設定処理７１４と光量設定処理７１９の間に各処理を含めることが可能となるので、大幅なサイクルタイムの短縮が可能となる。

さらに、成膜の際にイオン銃１４とガスユニット１５を用いる場合では、これらをシーケンシャルに処理を行う時には、イオン銃１４用のマスフローの設定及び、イオン銃本体の起動、イオン銃１４の起動後ガスユニットの起動と、起動後のガスユニットの待ち時間が必要となるが、イオン銃１４の起動とガスユニットの起動を同時に行い、かつ、ガスユニットの起動後の待ち時間は、蒸着開始（シャッタ５の開動作）までの予測時間を計算して、余計な待ち時間分を差し引いた値を実際の待ち時間として時短を進める。この結果、イオン銃１４の起動時間内にガスユニットの起動と待ち時間が納まるようになるので、実質的には、ガスユニットの起動処理時間（約３０秒）がまるまる省かれることになる。

したがって、単層蒸着処理に着目しても、サイクルタイムの大幅な短縮が可能となって、装置の生産性を向上させることが可能となるのである。

次に、図１１は単層成膜処理８００の詳細を示す。

単層成膜処理では、イオン銃１４（マスフローを除く）本体自身の起動処理８０１を開始すると同時に、ガス発生装置１５を起動するガスユニット起動処理８０２のタスクを起動する。

イオン銃起動処理８０１とガスユニット起動処理８０２がともに完了すると、電子銃３０、３１の出力を増大する電子銃パワーアップ処理８０３を開始して、蒸着原料４１、４２を気化させる。電子銃パワーアップ処理８０３の後に、現時点での光学式膜厚計１０が示す値を取得してこれを開始膜値として決定する膜値決定処理８０４を行った後、シャッター開放処理８０５でシャッター５を開放して蒸着原料４１、４２の蒸発物を第１蒸着室２００内に拡散させ、コートドーム２のレンズ２０に薄膜の形成を開始する。

成膜処理中８０６では、上述の公知の手法により光学式膜厚計１０の出力に基づいて電子銃３０、３１の出力を制御しながら成膜を行う（なお、非制御の場合もある）。

レンズ２０の薄膜が所定の膜厚に達すると、シャッター閉鎖処理８０７を行って、蒸発物の拡散を終了させる。

この後、電子銃３０、３１の出力を０にする電子銃パワーダウン処理８０８を行うとともに、ガス発生装置１５を停止させるガスユニット終了処理８０９、イオン銃１４を停止させるイオン銃終了処理８１０を独立したタスクとして並列に行い、単層成膜処理８００を終了する。

上記、単層成膜処理８００において、起動に時間を要するイオン銃１４及びガス発生装置１５を、イオン銃起動処理８０１とユニット起動処理８０２として並列に処理するため、全体の起動時間を短縮することができる。

さらに、単層成膜処理８００の終了時には、電子銃３０、３１、ガス発生装置１５、イオン銃１４の終了処理を、並列して実行することで、各終了処理をシーケンシャルに行う場合に比して大幅に処理時間を短縮することができ、薄膜形成に要するサイクルタイムをさらに短縮することが可能となる。

上述のようにイオン銃１４とガスユニット１５を用いる場合では、層前処理７１０と単層成膜処理８００で約４０秒程度のサイクルタイムの短縮を実現でき、図１２に示したようにｎ層の成膜を繰り返す場合では、４０秒×ｎのサイクルタイムを短縮することが可能となり、生産性を飛躍的に向上させることが可能となる。

なお、上記実施形態では、連続型真空蒸着装置１に本発明を適用した一例を示したが、複数のデバイスを装備した蒸着装置であれば適用することができる。

以上のように、本発明によれば、基本的な成膜条件手法を変えることなくレンズの蒸着工程にサイクルタイムの短縮を実現できるので、生産性に優れた眼鏡用レンズの製造システムに、しかも直ちに適用することができる。

本発明の一実施形態を示し、連続型真空蒸着装置の概略図。 第１蒸着室の概略図。 光学式膜厚計の概略図。 ハース部の概略図。 制御装置のソフトウェア構成を示すブロック図。 連続蒸着処理における制御の流れを示すフローチャート。 制御装置で行われる第１蒸着室処理に含まれる移動中ガス出し処理の一例を示す説明図で、時間とタスク数の関係を示す。 制御装置で行われる第１蒸着室処理に含まれる前処理の一例を示す説明図で、時間とタスク数の関係を示す。 成膜処理における制御の流れを単層成膜処理のループとして示すフローチャート。 制御装置で行われる単層成膜処理の層前処理前半の一例を示す説明図で、時間とタスク数の関係を示す。 制御装置で行われる単層成膜処理とその前後の処理（層前処理後半と層後処理部分）の一例を示す説明図で、時間とタスク数の関係を示す。 制御装置で行われる単層成膜処理の繰り返し一例を示す説明図。

符号の説明

１ 連続型真空蒸着装置
１０ 光学式膜厚計
１２ 制御装置
３０、３１ 電子銃
１００ 予熱室
２００ 第１蒸着室
３００ 第２蒸着室
４００ ハース部

Claims (6)

1. 制御装置を用いて光学式膜厚計の測定結果に基づいて、蒸着によりレンズの表面に薄膜を連続的に形成するレンズ製造方法であって、
   レンズの加工条件を設定する処理と、
   複数の蒸着原料のうちから前記加工条件に応じた蒸着原料を選択する処理と、
   レンズに形成される薄膜を測定する光学式膜厚計を、前記加工条件及びレンズの種類に応じて設定する処理と、
   前記蒸着原料を加熱する加熱源の制御条件を設定する処理と、
   前記設定された制御条件で加熱源を起動する処理と、
   前記加熱源により前記蒸着原料を気化させて前記レンズに薄膜を形成する処理と、を含み、
   前記光学式膜厚計を加工条件及びレンズの種類に応じて設定する処理は、
   複数のモニタガラスのうちから前記加工条件及びレンズの種類に応じたモニタガラスを選択する処理と、
   複数のフィルタのうちから加工条件及びレンズの種類に応じたフィルタを選択する処理と、を含み、
   前記蒸着原料を選択する処理と、前記モニタガラスを選択する処理と、フィルタを選択する処理とを並列的に行うことを特徴とするレンズ製造方法。
2. 前記蒸着原料を選択する処理は、複数の蒸着原料のうちから前記加工条件に応じた蒸着原料を、前記加熱源で加熱可能な位置に設定することを特徴する請求項１に記載のレンズ製造方法。
3. 前記レンズに薄膜を形成する処理は、加熱源に加えてイオン銃を作動させ、当該イオン銃の制御条件の設定を、前記蒸着原料を選択する処理及び前記光学式膜厚計を加工条件に応じて設定する処理と並列的に行うことを特徴する請求項１に記載のレンズ製造方法。
4. 前記レンズに薄膜を形成する処理は、イオン銃に加えてガスユニットを作動させ、当該ガスユニットを起動する処理と、前記イオン銃を起動する処理とを並列的に行うことを特徴する請求項１に記載のレンズ製造方法。
5. 前記レンズを予熱室から前記加熱源及び光学式膜厚計を備えた蒸着室へ移動する処理を含み、前記レンズの加工条件を設定する処理を行う以前に、前記蒸着原料を一時的に加熱して気化させることを特徴する請求項１に記載のレンズ製造方法。
6. 光学式膜厚計の測定結果に基づいて、加熱源の制御を行って蒸着によりレンズの表面に薄膜を連続的に形成するプログラムであって、
   レンズの加工条件を設定する手順と、
   複数の蒸着原料のうちから前記加工条件に応じた蒸着原料を選択する手順と、レンズに形成される薄膜を測定する光学式膜厚計を前記加工条件及びレンズの種類に応じて設定する手順と、を並列的に行う手順と、
   前記蒸着原料を加熱する加熱源の制御条件を設定する手順と、
   前記設定された制御条件で加熱源を起動する手順と、
   前記加熱源により前記蒸着原料を気化させて前記レンズに薄膜を形成する手順と、
   をコンピュータに機能させ、
   前記光学式膜厚計を加工条件及びレンズの種類に応じて設定する手順は、
   複数のモニタガラスのうちから前記加工条件及びレンズの種類に応じたモニタガラスを選択する手順と、
   複数のフィルタのうちから加工条件及びレンズの種類に応じたフィルタを選択する手順と、を含み、
   複数の蒸着原料のうちから前記加工条件に応じた蒸着原料を選択する手順と、前記レンズに形成される薄膜を測定する光学式膜厚計を前記加工条件及びレンズの種類に応じて設定する手順と、を並列的に行う手順は、
   前記蒸着原料を選択する手順と、前記モニタガラスを選択する手順と、フィルタを選択する手順とを並列的に行うことを特徴とするプログラム。

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