JPH08323183A

JPH08323183A - 真空処理装置

Info

Publication number: JPH08323183A
Application number: JP15383395A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Miyajima; 俊彦宮嶋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JP3325749B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被処理物の受入と排出のために真空室に隣接
して設けられるロードロック室と真空室間の開口を開閉
する逆圧板の面積を縮小し、逆圧板に付随する機構を簡
略化して小型化を図り、併せて信頼性、保守性及び経済
性の向上を図る。【構成】被処理物としてのディスク１０を受入又は排
出するためのロードロック室２２Ａ，２２Ｂと、該ロー
ドロック室との間でディスク１０を移し変える成膜室２
１とを備え、ロードロック室２２Ａ，２２Ｂと成膜室２
１とを連通させる開口を開閉する逆圧板２５を成膜室２
１内で移動自在に設け、前記開口が位置する開口面に対
しディスク１０の幅広面が略垂直をなす状態で、当該デ
ィスク１０が前記開口を通過するようにして、前記開口
の開口面積を前記ディスク１０の幅広面の面積よりも充
分小さく設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽用、ディジタル情
報記憶用のＣＤ（コンパクトディスク）等の板状乃至盤
状被処理物に蒸着、スパッタ等の各種真空中での処理を
行うための真空処理装置に関する。

【０００２】音楽用ＣＤやディジタル情報記憶用ＣＤは
共に製造プロセスは同じであり、樹脂の円盤状射出成形
品に対しアルミ反射膜をスパッタにより成膜する工程が
必要である。

【０００３】

【従来の技術】従来、真空蒸着やスパッタ等の成膜処理
は、大量生産向きのインライン装置で行っていたが、最
近は工程変更にフレキシブルに対応可能な枚葉式装置
（１枚毎に処理する装置）に変わってきている。ＣＤの
アルミ反射膜形成のためのスパッタ装置としては、図４
又は図５の枚葉式スパッタ装置が知られている。

【０００４】図４のスパッタ装置は、真空室（メインチ
ャンバー）１とこれに隣接するロードロック室（ロード
ロックチャンバー）２と真空室１に隣接するスパッタ室
（スパッタチャンバー）３とを備え、真空室１内には外
部のモータ９で回転駆動される回転部４が設けられ、該
回転部４に一対の伸縮アーム５が相互に直交する向きに
取り付けられている。各伸縮アーム５の先端には、ＣＤ
となるべき円盤状射出成形品のディスクを支持するバル
ブ兼用の支持テーブル６が取り付けられている。

【０００５】そして、外部の回転アーム７で保持された
ディスクがロードロック室２内に移送されると、ロード
ロック室２内を真空排気した後、ロードロック室２と真
空室１との間を閉じていた支持テーブル６を真空室１内
に引き込み、回転部４を１８０度回転してスパッタ室３
に移送する。スパッタ室３は、スパッタ粒子を放出する
カソード８を内部に備えている。スパッタ室３でスパッ
タ処理を受けたディスクは回転部４の再度の１８０度の
回転によりロードロック室２に移送される。そして、真
空室１とロードロック室２との間をバルブ兼用の支持テ
ーブル６で遮断した状態としてロードロック室２を大気
にリークし、スパッタ処理後のディスクを外部に取り出
す。なお、各伸縮アーム５は伸縮のためのシリンダ機構
を持ち、伸縮時に真空のリークが発生しないようにベロ
ーズ（蛇腹）１５で覆われている。

【０００６】図５のスパッタ装置も真空室１とこれに隣
接するロードロック室２と真空室１に隣接するスパッタ
室３とを備えているが、支持テーブル６が水平面内で回
転する点が図４の装置と異なっている（図４ではロード
ロック室２で支持テーブル６が水平、スパッタ室３で鉛
直となる。）。なお、外部の回転アーム７で保持された
円盤状射出成形品であるディスク１０をロードロック室
２内に移送し、内部の回転アーム１１の１８０度の回転
でスパッタ室３に移送し、スパッタ処理を受けたディス
ク１０を回転アーム１１の再度の１８０度の回転により
ロードロック室２に移送すること等は図４の装置と同様
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４及び図
５のいずれの装置であっても、ＣＤとなるべきディスク
がロードロック室２に移された後、そのロードロック室
２内を大気圧にリークして取り出す構成となっている
が、このとき真空室１内は真空であるため、ディスクを
支えかつ真空室１とロードロック室２とを遮断するバル
ブを兼ねた支持テーブル６には、例えば直径１５０mmの
ＣＤであれば直径１５０mmの円形に相当する面積に、大
気圧１ｋｇ／ｃｍ²がかかることになる。すなわち、支
持テーブル６の全体の面積では、合計約１７０ｋｇの力
に耐え得るように支持テーブル６を支える伸縮アームの
シリンダ機構を構成する必要がある。このため、伸縮ア
ームを伸縮させるシリンダ機構等を簡略化することは困
難である。

【０００８】また、前記伸縮アームの伸縮動作時に真空
がリークするのを防止するため、伸縮アームの周囲をど
うしてもベローズで覆う必要がある。このため、ベロー
ズの信頼性が機械の信頼性になる。この種のベローズの
だいたいの保証値は２００万回〜１０００万回であり、
ＣＤとなるべきディスクをロードロック室２に搬入、搬
出するタクトが２秒であるとすると、２秒間で１回伸縮
することになり、１年間は耐えられない。このため、ベ
ローズの定期的な交換が必要不可欠で信頼性や保守性が
悪い問題があり、さらにベローズは１個３０万円乃至５
０万円と高価であり、経済性の点でも問題がある。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑み、板状乃至盤状
等の被処理物の受入及び排出のために真空室に隣接して
設けられるロードロック室と真空室間の開口を開閉する
逆圧板の面積を縮小し、逆圧板に付随する機構を簡略化
して小型化を図り、併せて信頼性、保守性及び経済性の
向上を図った真空処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施例において明らかにする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被処理物を受入又は排出するためのロー
ドロック室と、該ロードロック室との間で前記被処理物
を移し変える真空室とを備える真空処理装置において、
前記ロードロック室と前記真空室とを連通させる開口を
開閉する逆圧板を前記真空室内で移動自在に設け、前記
開口が位置する開口面に対し前記被処理物の幅広面が略
垂直をなす状態で、当該被処理物が前記開口を通過する
ようにして、前記開口の開口面積を前記被処理物の幅広
面の面積よりも小さくした構成となっている。

【００１２】また、前記被処理物を支持するテーブルが
前記逆圧板に設けられていて、当該逆圧板と一体的に移
動する構成としてもよい。

【００１３】さらに、前記逆圧板が前記真空室内を回動
する構成としてもよい。

【００１４】

【作用】本発明の真空処理装置においては、真空室とロ
ードロック室間の開口が位置する開口面に対し板状乃至
盤状等の被処理物の幅広面が略垂直をなす状態で、当該
被処理物が前記開口を通過するようにしており、該開口
は被処理物及びこれを支持するテーブルの厚みが潜れれ
ばよく、当該開口の開口面積を前記被処理物の幅広面の
面積よりも十分小さくすることができる。例えば、直径
１５０mmのＣＤの作製の場合、開口は、１５０mm×１０
mm程度（ＣＤとテーブルの側断面よりも多少大きい程
度）で済み、ＣＤの円板面に相当する面積で逆圧を支え
る従来装置に比べ、逆圧板で支える逆圧部分の面積は大
幅に少なくなる。従って、逆圧板の駆動のための機構を
簡略化するとともに真空室及びロードロック室を含む装
置外形を小型化できる。

【００１５】また、前記被処理物を支持するテーブルが
前記逆圧板に設けられていて、当該逆圧板と一体的に移
動する構成の場合、前記テーブルを前記真空室内で移動
させるために別の駆動機構を設けることが不要であり、
機構簡略化が可能である。

【００１６】さらに、前記逆圧板が前記真空室内を回動
する構成とした場合、前記逆圧板を回動させるための回
転機構部分はベローズを用いなくともＯリング等による
真空シールが可能であり、ベローズ使用に伴う信頼性や
保守性の問題を解消でき、あわせて装置のコスト低減が
可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る真空処理装置の実施例を
図面に従って説明する。

【００１８】図１及び図２において、２１は真空室とし
ての成膜室（成膜チャンバー）、２２Ａ，２２Ｂは成膜
室２１の両側に設けられたロードロック室（ロードロッ
クチャンバー）であり、成膜室２１とロードロック室２
２Ａとの間に両者を連通させる開口２３Ａが、成膜室２
１とロードロック室２２Ｂとの間に両者を連通させる開
口２３Ｂがそれぞれ形成されている。

【００１９】前記成膜室２１内には図示しない回転駆動
軸で回転支点Ｐを中心として回動する回動アーム２４が
設けられており、該回動アーム２４上に前記開口２３
Ａ，２３Ｂを開閉するバルブを兼ねた逆圧板２５が固定
されている。前記開口２３Ａ，２３Ｂが位置するロード
ロック室２２Ａ，２２Ｂの開口面には逆圧板２５が当接
した際に気密にシール可能なようにシール材２６がそれ
ぞれ設けられている。また、逆圧板２５の両側にはそれ
ぞれＣＤとなるべきディスク１０（盤状被処理物として
の円盤状射出成形品である）を載置する支持テーブル２
７Ａ，２７Ｂが固着一体化されている。各支持テーブル
２７Ａ，２７Ｂは逆圧板２５に対し直交する向きで水平
に取り付けられている。

【００２０】前記支持テーブル２７Ａ，２７Ｂで支持さ
れたディスク１０は、前記開口面に対し幅広面（円形
面）が略垂直をなす状態で、前記開口２３Ａ，２３Ｂを
通過すればよいから、開口２３Ａ，２３Ｂはディスク１
０及び支持テーブル２７Ａ，２７Ｂの厚みが潜れればよ
く、当該開口２３Ａ，２３Ｂの開口面積はディスク１０
の幅広面（円形面）の面積よりも十分小さくすることが
できる。例えば、直径１５０mmのＣＤの作製の場合、開
口２３Ａ，２３Ｂは、図３に示すように、１５０mm×１
０mm程度（ディスクとテーブルの側断面よりも多少大き
い程度）で、開口面積は約１５cm²で済む。

【００２１】なお、図示しないが成膜室２１内にはスパ
ッタ粒子を放出するカソード等のスパッタ処理に必要な
機構が設けられている。

【００２２】前記成膜室２１及びロードロック室２２
Ａ，２２Ｂは、図２に示すように架台３１上に配置され
ている。各ロードロック室２２Ａ，２２Ｂは上面に外部
への開口２８を持っており、該開口２８を密閉するため
の蓋体２９を前記架台３１上方に支持された開閉用シリ
ンダ３５（例えば油圧シリンダ）で開閉するようにして
いる。開口２８が形成されたロードロック室２２Ａ，２
２Ｂの外側開口面には蓋体２９が当接した際に気密にシ
ール可能なようにシール材３６が設けられている。

【００２３】また、前記架台３１の側面部分で支持され
た回転駆動軸３２の上端に反転アーム３３が固着されて
いる。反転アーム３３は両端にディスク１０を吸着保持
する真空パッドを具備している。該反転アーム３３は各
ロードロック室２２Ａ，２２Ｂに対応して設置されてお
り、ディスクステーション４０にストックされているス
パッタ処理前のディスク１０を真空吸着してロードロッ
ク室２２Ａ，２２Ｂに移送し、ロードロック室２２Ａ，
２２Ｂ内のスパッタ処理後のディスク１０を真空吸着し
てディスクステーション４０に戻す機能を持つ。

【００２４】ディスクステーション４０は昇降台４１上
にディスク１０を多段に積み重ねた状態で保管してお
り、昇降台４１の昇降動作により最上段のディスク１０
が反転アーム３３の真空パッドで吸着可能な高さ位置と
なるようにしている。なお、図１の矢印Ｘのように、位
置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４個の昇降台４１は配列間隔Ｓに相
当する距離だけ水平移動可能となっており、例えばスパ
ッタ処理前のディスク１０は位置Ａ，Ｃの昇降台４１上
に配置し、スパッタ処理後のディスク１０は位置Ｂ，Ｄ
の昇降台４１上に配置することができるようにする。

【００２５】なお、逆圧板２５が回動してロードロック
室２２Ａ，２２Ｂを開閉するときの衝撃を緩和するため
に機械的なクッション機構を設けることが好ましい。

【００２６】この実施例において、図１の実線の位置に
逆圧板２５及び支持テーブル２７Ａ，２７Ｂがあると
き、反転アーム３３によってディスクステーション４０
の位置Ｃの昇降台４１からスパッタ処理前のディスク１
０をロードロック室２２Ｂ内の支持テーブル２７Ｂ上に
移送する。このとき、逆圧板２５で、真空に維持された
成膜室２１とロードロック室２２Ｂとは遮断され、ロー
ドロック室２２Ｂは蓋体２９が開いていることにより大
気圧となっている（ロードロック室２２Ａ側の蓋体２９
は閉じている。）。ロードロック室２２Ｂの外部に開い
た開口２８からのディスク１０の受入が終わったら、開
閉用シリンダ３５を作動させて蓋体２９を閉じ、密閉状
態となったロードロック室２２Ｂを真空排気し、成膜室
２１と同程度の真空度とする。

【００２７】その後、逆圧板２５が一体化された回動ア
ーム２４を右回りに略９０度回動させ、図１仮想線のよ
うに逆圧板２５で成膜室２１とロードロック室２２Ａ間
の開口２３Ａを遮断する。この逆圧板２５の略９０度の
回動に伴いスパッタ処理前のディスク１０が載った支持
テーブル２７Ｂが開口２３Ｂを潜って成膜室２１内に引
き込まれ、ここで所要のスパッタ処理が実行される。こ
れと並行してロードロック室２２Ａに移動した支持テー
ブル２７Ａ上に、反転アーム３３によってディスクステ
ーション４０の位置Ａの昇降台４１からスパッタ処理前
のディスク１０を移送する。ロードロック室２２Ａの外
部に開いた開口２８からのディスク１０の受入が終わっ
たら、開閉用シリンダ３５を作動させて蓋体２９を閉
じ、密閉状態となったロードロック室２２Ａを真空排気
し、成膜室２１と同程度の真空度とする。

【００２８】それから、逆圧板２５が一体化された回動
アーム２４を左回りに略９０度回動させ、逆圧板２５で
成膜室２１とロードロック室２２Ｂ間の開口２３Ｂを遮
断する。この逆圧板２５の略９０度の回動に伴いスパッ
タ処理後のディスク１０が載った支持テーブル２７Ｂが
開口２３Ｂを潜ってロードロック室２２Ｂに移動する。
その後、開閉用シリンダ３５を作動させてロードロック
室２２Ｂの蓋体２９を開き、ロードロック室２２Ｂ内を
大気圧とし、反転アーム３３によって支持テーブル２７
Ｂ上のスパッタ処理済みのディスク１０をディスクステ
ーション４０の位置Ｄの昇降台４１に載置する。これと
並行して成膜室２１内に引き込まれた支持テーブル２７
Ａで支えられたディスク１０にスパッタ処理が行われ
る。

【００２９】このようにして、逆圧板２５が略９０度回
動する毎に、ロードロック室内の支持テーブルからのデ
ィスク１０の排出及びその後の支持テーブルへのディス
ク１０の受入と、成膜室２１内の支持テーブルで支えら
れたディスク１０へのスパッタ処理が並行して順次行わ
れる。

【００３０】この実施例によれば、次の通りの効果を得
ることができる。

【００３１】(1) 成膜室２１とロードロック室２２
Ａ，２２Ｂ間の開口２３Ａ，２３Ｂが位置する開口面に
対し板状乃至盤状被処理物としてのディスク１０の幅広
面（円形面）が略垂直をなす状態で、当該ディスク１０
が前記開口２３Ａ，２３Ｂを通過するようにしており、
該開口２３Ａ，２３Ｂはディスク１０及び支持テーブル
２７Ａ，２７Ｂの厚みが潜れればよく、当該開口２３
Ａ，２３Ｂの開口面積をディスク１０の幅広面（円形
面）の面積よりも十分小さくすることができる。例え
ば、直径１５０mmのＣＤの作製の場合、図３のように、
開口２３Ａ，２３Ｂは、１５０mm×１０mm程度（ディス
ク１０とテーブル２７Ａ，２７Ｂの側断面よりも多少大
きい程度）で、開口面積は約１５cm²で済む。この結
果、ＣＤの円板面に相当する面積で逆圧を支える従来装
置（図４、図５）に比べ、逆圧板２５で支える逆圧部分
の面積は大幅に少なくなり、逆圧板２５の駆動のための
機構を簡略化するとともに成膜室２１及びロードロック
室２２Ａ，２２Ｂを含む装置外形を小型化できる。

【００３２】(2) ディスク１０を支持する支持テーブ
ル２７Ａ，２７Ｂが前記逆圧板２５に一体化されている
ので、支持テーブル２７Ａ，２７Ｂを成膜室２１、ロー
ドロック室２２Ａ，２２Ｂ間で移動させるために別の駆
動機構を設けることが不要であり、機構簡略化が可能で
ある。

【００３３】(3) 前記逆圧板２５は成膜室２１内を回
動する構成であり、逆圧板２５が往復直線運動を行う必
要がない。このため、前記逆圧板２５を回動させるため
の回転機構部分、例えば回動アーム２４を回転支点Ｐで
回転駆動する回転駆動軸を支える部分はベローズを用い
なくともＯリング等による真空シールが可能であり、ベ
ローズ使用に伴う信頼性や保守性の問題を解消でき、あ
わせて装置のコスト低減が可能である。

【００３４】(4) 成膜室２１に隣接させて２個のロー
ドロック室２２Ａ，２２Ｂを配置するとともに、逆圧板
２５の両側に支持テーブル２７Ａ，２７Ｂを設け、成膜
室２１に支持テーブル２７Ａ，２７Ｂの一方が交互に引
き込まれるようにして処理効率を上げるようにしてい
る。

【００３５】なお、被処理物の１例として上記実施例で
は円盤状のディスクを挙げたが、楕円盤状被処理物や方
形盤状被処理物（基板、扁平基体等を含む）であっても
差し支えない。

【００３６】また、上記実施例ではスパッタ処理を行う
装置を例示したが、真空蒸着等の真空中での処理を行う
各種装置に本発明は適用可能である。

【００３７】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空処理
装置によれば、真空室とロードロック室間の開口が位置
する開口面に対し被処理物の幅広面が略垂直をなす状態
で、当該被処理物が前記開口を通過するようにしてお
り、該開口は被処理物及びこれを支持するテーブルの厚
みが潜れればよく、当該開口の開口面積を前記被処理物
の幅広面の面積よりも十分小さくすることができる。こ
の結果、逆圧板で支える逆圧部分の面積は大幅に少なく
なり、逆圧板の駆動のための機構を簡略化して信頼性及
び保守性を向上させるとともに真空室及びロードロック
室を含む装置外形を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空処理装置の実施例を示す平断
面図である。

【図２】同じく一部を断面とした正面図である。

【図３】実施例における真空室とロードロック室間の開
口を示す斜視図である。

【図４】従来の枚葉式スパッタ装置の１例を示す正断面
図である。

【図５】従来の枚葉式スパッタ装置の他の例を示す正断
面図である。

【符号の説明】

１真空室２，２２Ａ，２２Ｂロードロック室１０ディスク２１成膜室２３Ａ，２３Ｂ，２８開口２４回動アーム２５逆圧板２６，３６シール材２７Ａ，２７Ｂ支持テーブル２９蓋体３５開閉用シリンダ４０ディスクステーション４１昇降台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を受入又は排出するためのロー
ドロック室と、該ロードロック室との間で前記被処理物
を移し変える真空室とを備える真空処理装置において、
前記ロードロック室と前記真空室とを連通させる開口を
開閉する逆圧板を前記真空室内で移動自在に設け、前記
開口が位置する開口面に対し前記被処理物の幅広面が略
垂直をなす状態で、当該被処理物が前記開口を通過する
ようにして、前記開口の開口面積を前記被処理物の幅広
面の面積よりも小さくしたことを特徴とする真空処理装
置。
【請求項２】前記被処理物を支持するテーブルが前記
逆圧板に設けられていて、当該逆圧板と一体的に移動す
る請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】前記逆圧板は前記真空室内を回動するも
のである請求項１又は２記載の真空処理装置。