JP6930878B2

JP6930878B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP6930878B2
Application number: JP2017163464A
Authority: JP
Inventors: 修司齋藤
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: JP2019039055A

Description

本発明は、真空処理装置に関し、より詳しくは、シート状の基材が巻き掛けられるドラムを収容する、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、ドラムの周囲を周回する間にシート状の基材の一方の面に連続して各種の真空処理を施すものに関する。

例えば、樹脂製のシート状の基材は可撓性を有し、加工性も良いことから、その一方の面に、真空雰囲気で所定の金属膜や酸化物膜等の所定の薄膜を単体または多層で成膜したり、エッチングや熱処理を施したりして電子部品や光学部品とすることが知られている。シート状の基材の一方の面に連続して各種の真空処理を施すことができるものは例えば特許文献１で知られている。このものは、シート状の基材が巻き掛けられるドラムを収容する、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有する。真空チャンバ内には、通常、ドラムの周囲に互いに隔絶された複数の処理空間を区画するために複数個の隔壁が固定配置され、例えば、真空処理時の所謂ガスコンタミネーションの発生を可及的に抑制するようにしている。そして、各処理空間を臨むようにして真空チャンバの壁面には各種の真空処理を施す処理ユニットが着脱自在に取り付けられる。

ところで、上記真空処理装置においては、各処理空間を独立して真空排気するために各処理空間から真空ポンプに通じる排気通路を真空チャンバ内に別途設けることが一般に知られているが、これでは、真空チャンバ内の容積が大きくなるという問題がある。また、排気通路を設ける位置によっては、真空処理装置の設置面からドラムや処理ユニットまでの高さ位置も高くする必要が生じ、これでは、例えばメンテナンス時の作業性が悪くなるという問題も生じる。この場合、床面に所謂ピットを設けて真空処理装置を設置することも考えられるが、設備コストがアップしてしまう。更に、真空チャンバ内に排気通路を設けると、簡単な構成でドラムと成膜ユニットとの間の処理空間を等方排気することができず、例えば、処理ユニットを蒸着源やスパッタリングカソード等の成膜ユニットとし、反応ガスを導入しながら成膜するような場合に、基材に成膜されたものの膜質の均一性を図ることにとって不利になる。

特開２０１３−１９４２５３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、真空チャンバの大型化を招くことなく、ドラムの周囲を周回する間にシート状の基材の一方の面に連続して各種の真空処理を施すことができる真空処理装置を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決するために、シート状の基材が巻き掛けられるドラムを収容する、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、このドラムの周囲を周回する間にシート状の基材の一方の面に連続して各種の真空処理を施す本発明の真空処理装置は、前記真空チャンバ内で前記ドラムの周囲に互いに隔絶された複数の処理空間を区画する複数個の隔壁と、前記各処理空間を夫々臨むように前記真空チャンバの外壁面に設けた取付開口を介して着脱自在に取り付けられて前記シート状の基材に対して真空処理を施す複数個の処理ユニットとを備え、前記処理ユニットの各々が、前記真空チャンバの外壁面に当接して前記取付開口を閉塞可能な支持体と、前記支持体に直付けされ、この支持体に形成した排気口を介して前記処理空間を真空排気する真空ポンプとを更に有して、少なくとも２個以上の処理ユニットが、前記支持体で前記取付開口を閉塞可能な取付位置とこの取付位置からドラムの軸線方向一方に離間した退避位置との間で進退自在な台車で一体に保持されることを特徴とする。

本発明によれば、支持体にターボ分子ポンプ等の真空ポンプを直付けする構成を採用したため、各処理空間から真空ポンプに導くための排気通路を真空チャンバ内に別途設けておく必要がなく、真空チャンバ内の容積を可及的に小さくでき、しかも、真空処理装置の設置面からドラムや処理ユニットまでの高さ位置も低く（低床化を図ることが）できる。その上、支持体に直付けされた真空ポンプで各処理空間を真空排気するため、処理空間を等方排気するための構成を実現し易くなり、有利である。

ところで、処理ユニットを蒸着源またはスパッタリングカソード等の成膜ユニットとし、真空チャンバ内でシート状の基材に対して成膜処理を施すと、隔壁やドラムにも着膜することになる。このため、定期的に真空チャンバを大気開放して真空処理装置を初期状態に戻すメンテナンスを実施することが必要となる。ここで、上記従来例のように隔壁を真空チャンバ内に固定配置したものでは、当該隔壁への着膜を防止する防着板を別途設けておくことが一般であるが、このような構成では、真空チャンバ内でその脱着作業をすることが面倒であり、しかも、各隔壁を避けながらドラムの着膜の除去作業を行う必要もあり、メンテナンス性が著しく悪いという問題がある。

そこで、本発明においては、前記隔壁の各々が、前記真空チャンバ内に存して前記処理空間を画成する区画位置とこの区画位置から前記ドラムの軸線方向他方に離間した他の退避位置との間で進退自在な他の台車で一体に保持されることが好ましい。

本発明によれば、真空チャンバを大気開放してその内部を初期状態に戻すメンテナンスを実施する場合、他の台車を区画位置から軸線方向他方に移動させ、他の退避位置に到達すると、他の台車で保持された隔壁が真空チャンバ外の広い空間へと取り出される。これにより、何ら干渉する部品等がない空間にて、隔壁に着膜したものの除去または隔壁自体の交換等のメンテナンスを作業性良く実施できる。なお、隔壁の着膜し得る部分に防着板（フィルム状のものを含む）を設けておくこともでき、また、隔壁を一体に保持させた予備の他の台車を用意しておき、台車ごと交換するようにしてもよい。他方、各隔壁を真空チャンバから脱離させた後、台車を取付位置から軸線方向他方に移動させ、退避位置に到達すると、台車で保持された処理ユニットが真空チャンバ外の広い空間へと取り出される。この場合、台車を他の台車と逆方向に取り出す構成を採用したため、隔壁に対するメンテナンスと同時に、ターゲットの交換や蒸発材料の充填等の処理ユニットに対するメンテナンスを作業性良く実施できる。しかも、両台車を退避位置に移動させた状態では、真空チャンバ内にはドラムだけが残存する状態となるため、ドラムに着膜したものの除去等のメンテナンスも作業性良く実施できる。

本発明においては、前記取付位置にて前記支持体で前記取付開口を閉塞可能な第１姿勢と、前記真空チャンバの外壁面に当接する前記支持体の面が鉛直方向上側を向く第２姿勢との間で前記処理ユニットの姿勢を変更する姿勢変更手段を備えることが好ましい。これによれば、処理ユニットを第２姿勢にすれば、処理ユニットが真空チャンバの壁面等に干渉することがなく、他の台車を移動でき、しかも、第２姿勢にて、ターゲット交換等のメンテナンスが作業性良く実施でき、有利である。なお、ドラムの周囲に複数の処理ユニットを設けるとき、鉛直方向下側の傾斜面に形成した取付開口を介していずれかの処理ユニットが設けられる場合がある。このような場合、姿勢変更手段は、処理ユニットが他の台車の移動を阻害しない第３姿勢を取れるように構成しておくことが好ましい。

一部の成膜ユニットを真空チャンバから取り出した状態で示す本発明の実施形態の真空処理装置の正面図。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。成膜ユニット及び隔壁を取り出した状態で示す図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図。図３に対応する、隔壁側から視た部分斜視図。図３に対応する、成膜ユニット側から視た斜視図。成膜ユニットを示す図２の部分拡大断面図。

以下、図面を参照して、処理ユニットをスパッタリングによる成膜を可能とする成膜ユニットとし、ドラムの周囲に４個の成膜ユニットを設けてシート状の基材Ｓｗに多層膜を成膜する場合を例に本発明の真空処理装置の実施形態を説明する。以下においては、ドラムの軸線方向が水平方向に一致する姿勢で当該ドラムが真空チャンバ内に収容されているものとし、鉛直方向としての「上」、「下」並びに軸線方向としての「右」、「左」といった方向は図１を基準にする。この場合、ドラムの軸線方向一側が図１中、右側、軸線方向他側が図１中、左側に対応する。

図１〜図５を参照して、真空処理装置ＶＭは、後述のレール用以外の所謂ピットが存在しない平坦な床面Ｆに設置され、略五角形状の輪郭を有し、軸線方向一側（図１の右側）の面と成膜ユニット取付面が開口された真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１は、その上面が水平となる（この場合、真空チャンバ１の一つの頂部が鉛直方向下方に位置する）姿勢で、その上面に形成した延設部１１に立設した支持部材１１ａにより床面Ｆから所定の高さ位置に支持されている。また、真空チャンバ１の周囲には、脚部Ｔｌにより真空チャンバ１の上面より高い位置に支持される架台Ｔｒが設けられ、真空処理装置ＶＭの稼働に必要な電装部品や配線ケーブル等が配置できるようにしている。延設部１１内を含む真空チャンバ１の上部空間１２には、外部から移送されるシート状の基材Ｓｗを後述のドラム２へと案内し、ドラム２を周回したシート状の基材Ｓｗを外部へと移送するための複数個のガイドローラＧｒが配置されている（図２参照）。なお、特に図示して説明しないが、真空チャンバ１には、軸線方向と水平に直交する方向から上流側真空チャンバと下流側真空チャンバとが連設される。この場合、上流側真空チャンバにはシート状の基材Ｓｗが巻回され、一定の速度でこのシート状の基材Ｓｗを繰り出す繰出ローラが設けられ、下流側真空チャンバには真空チャンバ１にてドラム２の周囲を周回することで成膜された成膜済みのシート状の基材Ｓｗを巻き取る巻取ローラが設けられている。シート状の基材Ｓｗを繰り出して巻き取るまでの機構としては、公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、真空チャンバ１の天板１３は、アクチュエータ１３ａにより開閉自在に形成され、架台Ｔｒ上からドラム２やガイドローラＧｒへのシート状の基材Ｓｗの巻き掛けやメンテナンス等の作業を行うことができるようにしている。

架台Ｔｒには、ターボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等で構成される第１真空ポンプＰ１が設置され、真空チャンバ１内を真空排気できるようにしている。また、真空チャンバ１内の上部所定位置には、軸線方向に間隔を存して一対の支持台１４ａ，１４ｂが垂設され、両支持台１４ａ，１４ｂの間には、シート状の基材Ｓｗが巻き掛けられるドラム２がその回転軸２１を介して回転自在に支持されている（図３参照）。この場合、床面Ｆからドラム２の回転軸２１までの高さ位置は、作業者の手によるドラム２の周面に対するメンテナンスを考慮して適宜設定されている。また、ドラム２には、シート状の基材Ｓｗを加熱または冷却する機構を内蔵してもよい。ドラム２の軸線方向一側に位置する一方の支持台１４ａ側に面する真空チャンバ１の大気側壁面には駆動モータＤｍが固定配置され（図３参照）、駆動モータＤｍの駆動軸Ｄｆがドラム２の回転軸２１に連結されてドラム２を一定の速度で回転駆動できるようにしている。なお、駆動軸Ｄｆには、ドラム２の機能である基材Ｓｗの加熱冷却機構に供する熱媒体を流すことができる機能を付属しても良い。この場合、特に図示しないが、大気側の駆動モータＤｍ近傍より熱媒体を流出入できる配管（例えばフレキシブル管）を設ける必要が生じる。

このように駆動モータＤｍを後述の第１台車５_１の進退に関係なく、一方の支持台１４ａ側の真空チャンバ１の大気側壁面に固定配置したことで、後述の第２台車５_２，５_３を退避位置に移動させた後、特に成膜ユニット６ｃ，６ｄのメンテナンス作業を行う際、作業者は駆動モータＤｍの干渉を受けずにメンテナンス作業を実施することができる。なお、熱媒体を流出入できる配管が存在する場合、作業者は更に干渉を受けるが、本構成であればその干渉を受けずに機能追加を図れる。また、軸線方向他側に位置する他方の支持台１４ｂと比べ、一方の支持台１４ａは、その外形寸法を同様とできるが、第１台車５_１に付随する隔壁に対応する開口分、梁としての断面積の減少を余儀なくされるため、駆動モータＤｍの重量によっては、リブ等により一方の支持台１４ａを補強するようにしてもよい。

また、真空チャンバ１の軸線方向一側の開口（以下、「取付開口１５」という）の周縁部には、図示省略のＯリング等の真空シールを介して真空チャンバ１の外壁面に当接して取付開口１５を閉塞する蓋体３が第１台車５_１の進退に連動することで着脱自在に取り付けられ、真空チャンバ１を気密保持できるようにしている（図４参照）。なお、特に図示しないが、蓋体３には駆動モータＤｍが挿通する開口も形成され、取付開口１５への蓋体３の取付状態では、真空チャンバ１の気密状態を保持したまま駆動モータＤｍが真空チャンバ１の外側に突出するようになっている。また、蓋体３には、軸線方向にのびて真空チャンバ１内でドラム２の周囲に互いに隔絶された処理空間１６を区画するための４個の隔壁４が後述する第１退避位置において着脱自在に設けられ、隔壁４自体が防着板としての役割を果たすようになっている。これにより、防着板を別途設ける上記従来例と比較して隔壁４の構造を簡単にできると共に小型化でき、有利である。

各隔壁４は、図２に示すように、ドラム２の周面を部分的に覆うように位置し、シート状の基材Ｓｗに対する成膜範囲を制限するマスク板部４１と、軸線方向と略平行な面に存在し、かつ、マスク板部４１の両端部からドラム２の径方向外側に向けて夫々突設した一対の第１側壁板部４２，４２と、各第１側壁板部４２，４２から真空チャンバ１の内面に向けてのびる一対の第２側壁板部４３，４３と、隔壁４の真空チャンバ１の軸方向他側面端部に設けられ、マスク板部４１、第１側壁板部４２及び第２側壁板部４３全ての端面を結ぶ略台形形状を持つ第３側壁板部（図示せず）と、第３側壁板部と同一形状を持ち隔壁４の真空チャンバ１の軸方向一側端部に設けられる第４側壁板部（図示せず）とで構成され、これら各マスク板部４１、各第１側壁板部４２、各第２側壁板部４３、各第３側壁板部及び各第４側壁板部が支持枠４４に取り付けられ、略蓋のない棺桶形状を成して成膜ユニット６側で構成される区画部を除く処理空間１６の区画部を構成する。各第１側壁板部４２の処理空間１６に背向する側にはガス導入管Ｇｐ１，Ｇｐ２が配管され、ガス導入管Ｇｐ１，Ｇｐ２から第１側壁板部４２，４２に形成したガス孔４２ａを通して、各処理空間１６内に（具体的には、後述のターゲット材に向けて）、流量制御された放電用のガスや反応ガスが導入できるようにしている。なお、ガス導入管Ｇｐ１，Ｇｐ２の一端は、蓋体３を貫通して後述の制御ボックス内のマスフローコントローラに接続されている。

各隔壁４を支持する蓋体３は、他の台車としての第１台車５_１で保持されている。第１台車５_１は、床面Ｆに軸線方向に沿って設けたピットＦｐ内に敷設したレールＲｕ_１上に設置され、蓋体３が真空チャンバ１の外壁面に当接してドラム２に対して隔壁４が位置決めされることで各隔壁４によって真空チャンバ１内に複数の処理空間１６が画成される区画位置（図１、２参照）と、真空チャンバ１から隔壁４が取り出される、区画位置からドラム２の軸線方向一側に離間した、他の退避位置としての第１退避位置（図３参照）との間で進退自在である。なお、床面Ｆをフラットに維持するため、ピットＦｐ上面の幅は、作業者の足が入らない寸法、例えば、ＪＩＳＢ９７１８「機械類の安全性−危険区域に上肢及び下肢が到達することを防止するための安全距離」に記載されている、表７ー下肢による定形開口部を通過しての到達による３５ｍｍ以下として設計することで、想定される作業者にとって平面とみなせる作業空間を確保することができる。また、第１退避位置と区画位置との間で第１台車５_１を移動するとき、各隔壁４をガイドするために、真空チャンバ１の内面の所定位置には軸線方向にのびるガイド部材Ｇｍが複数設けられている（図２参照）。そして、真空チャンバ１外の第１退避位置にてマスク板部４１や第１及び第２の両側壁板部４２，４３のクリーニングや交換等のメンテナンスを行い得るようにしている。第１台車５_１上にはまた、第１制御ボックスＣｕ_１が設置されている。第１制御ボックスＣｕ_１には、特に図示して説明しないが、ガス導入管Ｇｐ１，Ｇｐ２を流れる放電用のガスや反応ガスの流量を制御するマスフローコントローラ、ドラム２を回転駆動するモータＤｍを含む駆動機構、及び、これらの部品の作動を制御する制御機器等が収納されている。

処理空間１６を臨む真空チャンバ１の４つの外周壁面部分には他の取付開口１７が夫々設けられ、各取付開口１７を介して成膜ユニット６が着脱自在に夫々取り付けられる。各成膜ユニット６は、同一の形態を有し、図２中、左上の外周壁面部分に取り付けられるものを例に説明すると、Ｏリング等の真空シール６１ａを介して真空チャンバ１の外壁面に当接して取付開口１７を閉塞する支持体としての支持板６１を備える。これにより、支持板６１を介して成膜ユニット６を真空チャンバ１に取り付けると（即ち、取付開口１７を支持板６１で閉塞すると）、支持板６１と、マスク板部４１と、第１側壁板部４２，４２と、第２側壁板部４３，４３と、図示しない隔壁４の真空チャンバ１の軸方向他側面端部に設けられる図外の第３側壁板部と、隔壁４の真空チャンバ１の軸方向一側端部に設けられる図外の第４側壁板部とによって、真空チャンバ１内でドラム２の周囲に隔絶された４つの処理空間１６が画成される。

図６も参照して、真空チャンバ１の外壁面に正対する支持板６１の一方の面（即ち、真空チャンバ１の外壁面に当接する支持板６１の面）には、軸線方向に沿ってのびる２本のターゲットユニット６２が設けられている。各ターゲットユニット６２は、同一の形態を有し、筒状のバッキングチューブ６２ａと、これに外挿した筒状のターゲット材６２ｂとを有し、特に図示して説明しないが、バッキングチューブ６２ａが軸線方向に間隔を存して支持板６１に立設した駆動ブロックと支持ブロックとの間に回転自在に支持されている。ターゲット材６２ｂとしては、シート状の基材Ｓｗの表面に成膜しようする膜の組成に応じて適宜選択される。なお、成膜ユニット６自体は公知のものが利用できるため、スパッタリングによる成膜方法を含め、これ以上の詳細な説明を省略する。真空処理時に大気側に位置する支持板６１の他方の面の中央部には排気口６１ｂが開設され、排気口６１ｂを臨むようにして例えばターボ分子ポンプからなる第２真空ポンプＰ２が直付けされている。これにより、真空チャンバ１を真空排気する第１真空ポンプＰ１とは別に、互いに隔絶された処理空間１６内を夫々独立して真空排気できるようになっている。この場合、各第２側壁板部４３，４３にはクライオコイルＣｃが内蔵され、第２真空ポンプＰ２と協働して処理空間１６を真空排気できるようにしている。このように各第２側壁板部４３，４３にクライオコイルＣｃを内蔵しておけば、構成を簡素化でき、有利である。

また、ターゲット材６２ｂと支持板６１との間には、断面略コ字状で軸線方向に長手の遮蔽板６４が設けられ、クライオコイルＣｃを備える第２側壁板部４３，４３に対するプラズマからの輻射を防止すると共に、スパッタ粒子の付着を防止している。これにより、第２真空ポンプＰ２により処理空間１６を真空引きすると、ターゲット材６２ｂとマスク板部４１との空間から、遮蔽板６４と第２側壁板部４３との隙間を通って第２真空ポンプＰ２へと等方に真空排気され、このとき、第２側壁板部４３に設けたクライオコイルＣｃにより特に水分子が吸着され、処理空間１６をより低い圧力まで真空排気できるようになる。ここで、特に詳細には図示していないが、第２真空ポンプＰ２の背圧側から夫々のびる排気管（図示せず）は集合配管Ｅｐに接続され（図１参照）、集合配管Ｅｐが、架台Ｔｒに設置した第１真空ポンプＰ１を構成するバックポンプ（図示せず）に接続されている。なお、集合配管Ｅｐには、カップリングが設けられ、後述する第２台車５_２，５_３を退避位置に移動させると、集合配管Ｅｐが分離され、集合配管Ｅｐの一方の部分が第２台車５_２，５_３と共に移動するようになっている。

本実施形態では、成膜ユニット６のうち上下方向に位置する２個の成膜ユニット６ａ，６ｄ及び６ｂ，６ｃを夫々一組とし、各組の成膜ユニット６ａ，６ｄ及び６ｂ，６ｃが、２台の台車としての第２台車５_２，５_３で夫々保持されている。各第２台車５_２，５_３は、上記同様、床面Ｆに軸線方向に沿って設けたピットＦｐに敷設したレールＲｕ_２，Ｒｕ_３上に夫々設置され、組をなす成膜ユニット６ａ，６ｄ及び６ｂ，６ｃが、支持板６１で取付開口１７を閉塞可能な取付位置とこの取付位置からドラム２の軸線方向他方に離間した、退避位置としての第２退避位置との間で進退自在である。また、成膜ユニット６にはその姿勢を変更する姿勢変更手段７が夫々設けられている。

姿勢変更手段７は、真空チャンバ１の外壁面の所定位置に設けた軸線方向に長手のレール部材１８に摺動自在に係合するスライダ７１と、スライダ７１に固定のアーム部７２と、アーム部７２に単一のヒンジ部７３を介して連結されたエアーシリンダ７４とを有し、エアーシリンダ７４の操作ロッド７４ａが支持板６１に回転自在に連結されている。ここで、図２を参照して、水平方向をＸ軸、鉛直方向をＺ軸、ドラム２の回転中心を原点とするＸ−Ｚ平面において、Ｘ軸上に存する、上側の成膜ユニット６ａ，６ｂでは、第２台車５_２，５_３の取付位置にて支持板６１で取付開口１７を閉塞できる第１姿勢のとき、エアーシリンダ７４の操作ロッド７４ａが略Ｚ軸方向上方に伸びて支持板６１に連結されるようにヒンジ部７３の位置が設定されている。そして、エアーシリンダ７４により操作ロッド７４ａを縮めると、成膜ユニット６ａがヒンジ部７３により時計方向、成膜ユニット６ｂがヒンジ部７３により反時計方向に回転されて支持板６１の一方の面が鉛直方向上側を向く（即ち、ターゲットユニット６２が上側になる）第２姿勢に変更されて保持される。この第２姿勢では、他の部品の干渉を受けずに第２台車５_２，５_３が進退でき、また、床面Ｆから、成膜ユニット６ａ，６ｂのターゲット材６２ｂまでの高さ位置が、ドラム２の回転中心までの高さ位置と同等になるようになっている。

他方、全体がＸ−Ｚ平面の第３及び第４の象限に存する、下側の成膜ユニット６ｃ，６ｄは、鉛直方向下側に位置する真空チャンバ１の傾斜面に形成した取付開口１７に取り付けられているため、第２台車５_２，５_３の取付位置にて支持板６１で取付開口１７を閉塞できる第１姿勢から、支持板６１の一方の面が鉛直方向上側を向く第２姿勢に変更しようとしても、成膜ユニット６ｃ，６ｄが、真空チャンバ１の壁面やその内部に存する隔壁４（例えば、第１側壁板部４２，４２等）に干渉して、第１姿勢から直接第２姿勢を取ることができず、これでは、第２台車５_２，５_３の取付位置から第２退避位置に移動できない。そこで、上記第１及び第２の各姿勢に加えて、成膜ユニット６ｃ，６ｄが真空チャンバ１から斜め下方に取り出されて、第２台車５_２，５_３の進退を阻害しない第３姿勢を取れるように姿勢変更手段７が構成されている。即ち、第１姿勢のとき、エアーシリンダ７４の操作ロッド７４ａが略Ｘ軸方向内方に伸びて支持板６１に連結されるようにヒンジ部７３の位置が設定されている。そして、エアーシリンダ７４により操作ロッド７４ａを縮めると、第３象限に位置する成膜ユニット６ｃがヒンジ部７３により時計方向、第４象限に位置する成膜ユニット６ｄがヒンジ部７３により反時計方向に回転されて第３姿勢を取り、この状態で第２台車５_２，５_３が進退される。第２台車５_２，５_３が第２退避位置に移動された後、エアーシリンダ７４により操作ロッド７４ａを第３姿勢より更に伸ばすと、第３象限に位置する成膜ユニット６ｃがヒンジ部７３により反時計方向、第４象限に位置する成膜ユニット６ｄがヒンジ部７３により時計方向に回転され第２姿勢になる。この状態では、成膜ユニット６ｃ，６ｄのターゲット材６２ｂまでの高さ位置が、ドラム２の回転中心までの高さ位置と同等になるようになっている。

また、第２台車５_２，５_３にはまた第２制御ボックスＣｕ_２，Ｃｕ_３が夫々設置され、第２制御ボックスＣｕ_２，Ｃｕ_３には、ターゲット材６２ｂに対して電力投入するための電源や出力ケーブル、バッキングチューブ６２ａ内に冷媒を循環させるためのチラーユニットやその水配管、エアーシリンダ７４への気体供給管、クライオコイルＣｃへの冷媒の供給源や供給管等、及び、これらの部品を制御する制御機器等が夫々収納されている。

次に、上記真空処理装置ＶＭに対してメンテナンスを行う場合の手順を説明する。図１に示す真空処理装置ＶＭの状態では、第１台車５_１が区画位置に、両第２台車５_２，５_３が取付位置にあり、真空チャンバ１内には、ドラム２の周囲に４つの処理空間１６が画成された状態となっている。そして、真空雰囲気の真空チャンバ１内にてシート状の基材Ｓｗがドラム２の周囲を周回され、各処理空間１６を通過するシート状の基材Ｓｗの部分に対して各成膜ユニット６によりスパッタリングによる成膜処理が連続して実施される。このような成膜処理が所定時間実施されると、ドラム２や隔壁４に着膜したものの除去やターゲット材６２ｂの交換等、真空処理装置ＶＭを初期状態に戻すメンテナンスが実施される。

メンテナンスに際しては、第１及び第２の各真空ポンプＰ１，Ｐ２の作動を停止した後、真空チャンバ１が大気開放される。真空チャンバ１内が大気圧に戻ると、先ず、姿勢変更手段７のエアーシリンダ７４により、上側に位置する各成膜ユニット６ａ，６ｂを第１姿勢から第２姿勢に、下側に位置する各成膜ユニット６ｃ，６ｄを第１姿勢から第３姿勢にその姿勢を変更する。そして、第１台車５_１を区画位置から第１退避位置に移動して、真空チャンバ１内から、第１台車５_１で保持された蓋板３と隔壁４が何ら干渉する部品等がない位置に取り出される。このとき、駆動モータＤｍは第１台車５_１の進退に関係なく固定配置されたままとなる。次に、両第２台車５_２，５_３を取付位置から第２退避位置に移動する。このとき、集合配管Ｅｐがカップリングを介して分離され、真空チャンバ１のレール部材１８を摺動するスライダ７１で各成膜ユニット６がガイドされながら、真空チャンバ１から離間した、何ら干渉する部品がない位置に各成膜ユニット６が取り出される。その後、姿勢変更手段７のエアーシリンダ７４により下側に位置する各成膜ユニット６ｃ，６ｄが第３姿勢から第２姿勢にその姿勢が変更される。

第１台車５_１が区画位置から第１退避位置に、各第２台車５_２，５_３が取付位置から第２退避位置に移動されると、第１台車５_１側では、隔壁４に着膜したものの除去または隔壁４自体の交換等のメンテナンスが実施され、第２台車５_２，５_３側では、ターゲットユニット６２の交換等のメンテナンスが実施される。他方、真空チャンバ１内では、そこに残存するドラム２に着膜したもの除去等が行われる。メンテナンス終了後、上記と逆の手順で、第１台車５_１が区画位置に、両第２台車５_２，５_３が取付位置に夫々戻される。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１台車５_１と両第２台車５_２，５_３とを互いに逆方向に取り出す構成を採用したため、隔壁４に対するメンテナンスと同時に、ターゲットユニット６２の交換等の成膜ユニット６に対するメンテナンスを作業性良く実施できる。また、駆動モータＤｍを第１台車５_１の進退に関係なく、真空チャンバ１の壁面に固定配置したことで、第２台車５_２，５_３を退避位置に移動させた後、特に成膜ユニット６ｃ，６ｄのメンテナンス作業を行う際、作業者は駆動モータＤｍの干渉を受けずにメンテナンスを作業性よく実施できる。また、作業者は外面から隔壁４のメンテナンスを行うために、駆動モータＤｍの部位に立ち入ることはないので、これらの作業も干渉による作業性の悪化は発生せず、合理的な装置レイアウトである。しかも、第１及び第２の両台車５_１，５_２，５_３を退避位置に夫々移動させた状態では、真空チャンバ１内にはドラム２だけが残存する状態となるため、ドラム２に着膜したものの除去等のメンテナンスも作業性良く実施できる。また、本実施形態では、支持板６１に第２真空ポンプＰ２を直付けする構成を採用したため、各処理空間１６から第２真空ポンプＰ２に導くための排気通路を真空チャンバ１内に別途設けておく必要がなく、真空チャンバ１内の容積をより小さくできる。しかも、床面Ｆからドラム２や成膜ユニット６までの高さ位置も低くできることと、真空処理装置ＶＭの稼働に必要な電装部品や配線ケーブル等を架台Ｔｒに配置できるようにして真空チャンバ１の下方には何の部品も存在しないことと相俟って、真空チャンバ１の低床化を図ることができる（つまり、成膜ユニット６ｃ，６ｄが第３姿勢を取るとき、床面Ｆと干渉しない範囲で、例えば床面Ｆからドラム２までの高さ位置を設定できる）。その上、ターゲット材６２ｂとマスク板部４１との間の空間から、遮蔽板６４と第２側壁板部４３との隙間を通って第２真空ポンプＰ２へと等方に真空排気されるため、反応性スパッタリングより成膜するような場合、膜質の均一性等が図れ、有利である。更に、姿勢変更手段７を設けて、ターゲットユニット６２が鉛直方向上側を向くようにしたため、成膜ユニット６のメンテナンスを作業性良くできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態のものに限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。上記実施形態では、処理ユニットとして、スパッタリングによる成膜を行う成膜ユニット６を例に説明したが、これに限定されるものではなく、処理ユニットとして、真空蒸着やＣＶＤにより成膜を行うときの蒸着源や、エッチングや熱処理を行うときの構成部品を支持体６１に設けることができる。また、上記実施形態では、４個の処理ユニット（成膜ユニット６）を設けるものを例に説明したが、処理ユニットの数はこれに限定されるものではなく、任意に設定され、その際、真空チャンバ１の輪郭も適宜変更される。更に、上記実施形態では、姿勢変更手段７として、アーム７２とエアーシリンダ７４とを備えるものを例に説明したが、成膜ユニットが姿勢を変更し、その状態を保持できるものであれば特に制限はなく、他の公知のアクチュエータを利用することができる。

更に、上記実施形態では、カップリングを設けた集合配管Ｅｐを用いるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、集合配管Ｅｐ（の全体または一部）を第２台車５_２，５_３の進退に応じて伸縮自在な蛇腹管で構成することもできる。これによれば、カップリングの脱着に伴う、シール面へのダスト付着問題（真空チャンバ１の真空リーク）を回避でき、有利である。

ＶＭ…真空処理装置、１…真空チャンバ、１６…処理空間、１７…取付開口（成膜ユニットの取付用）、２…ドラム、４…隔壁、５_１，５_２…台車、６…成膜ユニット（処理ユニット）、６１…支持板（支持体：処理ユニットの構成要素）７…姿勢変更手段、７２…アーム部（姿勢変更手段の構成要素）、７３…ヒンジ部（姿勢変更手段の構成要素）、７４…エアーシリンダ（姿勢変更手段の構成要素）、Ｐ２…第２真空ポンプ（真空ポンプ）、Ｓｗ…シート状の基材。

Claims

シート状の基材が巻き掛けられるドラムを収容する、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有し、このドラムの周囲を周回する間にシート状の基材の一方の面に連続して各種の真空処理を施す真空処理装置であって、
前記真空チャンバ内で前記ドラムの周囲に互いに隔絶された複数の処理空間を区画する複数個の隔壁と、前記各処理空間を夫々臨むように前記真空チャンバの外壁面に設けた取付開口を介して着脱自在に取り付けられて前記シート状の基材に対して真空処理を施す複数個の処理ユニットとを備えるものにおいて、
前記処理ユニットの各々が、前記真空チャンバの外壁面に当接して前記取付開口を閉塞可能な支持体と、前記支持体に直付けされ、この支持体に形成した排気口を介して前記処理空間を真空排気する真空ポンプとを更に有して、少なくとも２個以上の処理ユニットが、前記支持体で前記取付開口を閉塞可能な取付位置とこの取付位置からドラムの軸線方向一方に離間した退避位置との間で進退自在な台車で一体に保持され、
前記隔壁の各々が、前記真空チャンバ内に存して前記処理空間を画成する区画位置とこの区画位置から前記ドラムの軸線方向他方に離間した他の退避位置との間で進退自在な他の台車で一体に保持されることを特徴とする真空処理装置。
前記取付位置にて前記支持体で前記取付開口を閉塞可能な第１姿勢と、前記真空チャンバの外壁面に当接する前記支持体の面が鉛直方向上側を向く第２姿勢との間で前記処理ユニットの姿勢を変更する姿勢変更手段を備えることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。