蒸镀装置和托盘保持件的制作方法

本发明涉及蒸镀装置和托盘保持件。

背景技术：

作为一例，蒸镀装置被用于在透镜等光学元件的表面形成反射防止膜。蒸镀装置包括用于释放出形成膜的物质的蒸镀源、和覆盖蒸镀源并能够绕中心轴旋转的拱顶。在拱顶上安装有多个托盘，在各个托盘上安装有多个工件，例如透镜。

利用上述蒸镀装置来处理工件的工艺包括蒸镀准备步骤和蒸镀步骤。蒸镀准备步骤包括：在蒸镀装置上安装工件；准备蒸镀源；以及生成蒸镀用环境。在蒸镀步骤中，在蒸镀用环境中从蒸镀源释放出的物质到达安装于拱顶的工件，形成该物质的膜。

在蒸镀准备步骤中，蒸镀装置的动作被中断。因此，为了提高蒸镀装置的生产效率，需要缩短由于蒸镀准备步骤造成的蒸镀装置的中断时间。

在现有技术中，开发了如下的蒸镀装置：其构成为将拱顶分割为多个片段，使在双面安装了工件的该片段翻转(例如，专利文献1的图2和图6)。利用上述结构，能够缩短由于蒸镀准备步骤造成的蒸镀装置的中断时间，提高生产效率。

但是，在上述结构中，无法相对于蒸镀源以适当的角度配置工件。因此，无法对多个工件均匀进行蒸镀。并且，蒸镀装置的生产效率的提高也不充分。

专利文献1：日本特开2011-179102号公报

因此，对于对多个工件均匀进行蒸镀、并且进一步提高了生产效率的蒸镀装置和托盘保持件存在需求。

技术实现要素：

本发明的第1方式的托盘保持件具有：框架，其具有第1旋转部件；以及旋转部，其具有第2旋转部件，并被安装成能够与所述第2旋转部件一起绕被所述框架支承的轴旋转。所述旋转部具有绕所述轴配置的多个工件保持用托盘，所述第2旋转部件构 成为，通过所述第1旋转部件与所述旋转部一起旋转。

本方式的托盘保持件能够对工件保持用托盘进行切换，其中，该工件保持用托盘配置成在安装到蒸镀装置的拱顶的开口中时，通过拱顶的旋转，其面覆盖拱顶的开口。因此，能够缩短由于蒸镀准备步骤造成的蒸镀装置的中断时间，提高蒸镀装置的生产效率。

本发明的第2方式的蒸镀装置具有：蒸镀源；能够旋转的拱顶，其覆盖所述蒸镀源，并具有至少一个开口；至少一个第1杆，其设置于所述拱顶的外侧；以及至少一个托盘保持件，该托盘保持件具有：框架，其具有第1旋转部件；以及旋转部，其具有第2旋转部件，并被安装成能够与所述第2旋转部件一起绕被所述框架支承的轴旋转。所述旋转部具有绕所述轴配置的多个工件保持用托盘，所述托盘保持件以所述多个工件保持用托盘中的1个工件保持用托盘的面覆盖所述至少一个开口的方式设置于所述拱顶，所述至少一个第1杆构成为，能够处于在所述拱顶的旋转中不与所述第1旋转部件接触的待机位置、和在所述拱顶的旋转中能够与所述第1旋转部件接触的工作位置，所述第1旋转部件构成为，在所述至少一个第1杆处于工作位置的情况下，在所述拱顶的旋转中，通过与所述至少一个第1杆接触而进行旋转，所述第2旋转部件构成为，以在所述拱顶的旋转中，对配置成其面覆盖所述开口的工件保持用托盘进行切换的方式，通过所述第1旋转部件与所述旋转部一起旋转。

在本方式的蒸镀装置中，托盘保持部具有多个工件保持用托盘，且能够通过拱顶的旋转，对配置成其面覆盖拱顶的开口的工件保持用托盘进行切换。因此，能够缩短由于蒸镀准备步骤造成的蒸镀装置的中断时间，提高蒸镀装置的生产效率。此外，由于拱顶的形状与以往的蒸镀装置没有区别，所以能够与以往的蒸镀装置同样地进行均匀的蒸镀。

本发明的第2方式的第1实施方式的蒸镀装置还具有：设置在所述拱顶的外侧的至少一个第1检测用触点，所述旋转部还具有托盘显示用触点，该托盘显示用触点分别与所述多个工件保持用托盘对应，在所述拱顶的旋转中，与所述至少一个第1检测用触点接触。

根据本实施方式，能够在拱顶的旋转中，检测托盘保持件内的托盘的相对位置。因此，能够在拱顶的旋转中，针对安装于拱顶的所有托盘保持件，确认托盘的切换动作。

本发明的第2方式的第2实施方式的蒸镀装置还具有设置在所述拱顶的外侧的至少一个第2杆，所述旋转部具有分别与所述多个工件保持用托盘对应的第3旋转部件，所述多个工件保持用托盘分别具有第4旋转部件，并被安装成能够与所述第4旋转部件一起绕被所述旋转部支承的轴旋转，所述至少一个第2杆构成为，能够处于在所述拱顶的旋转中不与所述第3旋转部件接触的待机位置、和在所述拱顶的旋转中能够与所述第3旋转部件接触的工作位置，所述第3旋转部件构成为，在所述至少一个第2杆处于工作位置的情况下，在所述拱顶的旋转中，通过与所述至少一个第2杆接触而进行旋转，所述第4旋转部件构成为，以分别使所述多个工件保持用托盘翻转的方式，分别通过所述第3旋转部件与所述多个工件保持用托盘一起旋转。

在本实施方式的蒸镀装置中，能够在拱顶的旋转中，分别使安装于托盘保持件的多个工件保持用托盘翻转。因此，在托盘的双面安装工件，在安装于一个面的工件的处理结束之后，使托盘翻转，对安装于另一个面的工件进行处理，由此能够进一步提高蒸镀装置的生产效率。

本发明的第2方式的第3实施方式的蒸镀装置还具有设置在所述拱顶的外侧的至少一个第2检测用触点，所述多个工件保持用托盘还分别具有托盘面显示用触点，该托盘面显示用触点在所述拱顶的旋转中，与所述至少一个第2检测用触点接触。

根据本实施方式，能够在拱顶的旋转中检测托盘面。因此，能够在拱顶的旋转中，针对安装于拱顶的所有托盘保持件，确认托盘的翻转动作。

本发明的第2方式的第4实施方式的蒸镀装置还具有设置在所述拱顶的外侧的第3检测用触点，至少一个工件保持用托盘保持件包括多个工件保持用托盘保持件，所述多个工件保持用托盘保持件中的一个还具有至少一个旋转基准位置显示用触点，该至少一个旋转基准位置显示用触点在所述拱顶的旋转中，与所述第3检测用触点接触。

根据本实施方式，能够在拱顶的旋转中检测拱顶的旋转基准位置。因此，能够针对安装于拱顶的所有托盘保持件，可靠地进行托盘的切换动作和托盘的翻转动作。

在本发明的第2方式的第5实施方式的蒸镀装置中，所述旋转部具有3个工件保持用托盘。

附图说明

图1是示出本发明的蒸镀装置的结构的图。

图2是用于说明本发明的蒸镀装置的特征性结构的图。

图3是托盘保持件的主视图。

图4是托盘保持件的侧视图。

图5是托盘保持件的后视图。

图6是用于说明本发明的蒸镀装置进行的蒸镀工艺的流程图。

图7是用于说明以往的蒸镀装置和本发明的蒸镀装置进行的蒸镀准备工艺和蒸镀工艺的图。

图8是用于说明利用旋转部的旋转进行的托盘切换动作的流程图。

图9是用于说明托盘的翻转动作的流程图。

图10A是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10B是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10C是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10D是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10E是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10F是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10G是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10H是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10I是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10J是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10K是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图10L是用于说明旋转部旋转120度的动作的图。

图11A是用于说明托盘旋转180度的动作的图。

图11B是用于说明托盘旋转180度的动作的图。

图11C是用于说明托盘旋转180度的动作的图。

图12是用于说明托盘的识别、托盘的面的识别和旋转基准位置检测的图。

图13是示出通过本发明的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件和通过现有技术的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的、光的波长与反射率之间的关系的图。

图14是用于说明蒸镀工艺的光学监视的原理的图。

图15A是示出第1层膜的处理时间与光量之间的关系的图。

图15B是示出第2层膜的处理时间与光量之间的关系的图。

图15C是示出第3层膜的处理时间与光量之间的关系的图。

图15D是示出第4层膜的处理时间与光量之间的关系的图。

具体实施方式

图1是示出本发明的蒸镀装置100的结构的图。蒸镀装置100包括蒸镀源120、拱顶110、以及将它们围起的腔室130。腔室130通过使用排气口135进行排气，被保持为规定的真空度。拱顶110构成为在其内表面安装工件200，并设置成覆盖蒸镀源120。从蒸镀源120释放出的物质到达安装于拱顶110的内表面的工件200，并被蒸镀到其表面，该拱顶110覆盖蒸镀源120。为了对安装于拱顶110的内表面的多个工件200均匀蒸镀物质，在蒸镀工艺中，通过未图示的驱动部使拱顶110绕其中心轴旋转。工件200作为一例是透镜等光学元件，被安装于未图示的托盘，该托盘被安装于拱顶110的内表面。上述记述在本发明的蒸镀装置100和以往的蒸镀装置中共同适用。以下说明本发明的蒸镀装置100的特征性结构。

图2是用于说明本发明的蒸镀装置100的特征性结构的图。本发明的蒸镀装置100具有设置于拱顶110的外表面的托盘保持件1000。托盘保持件1000构成为具有多个工件保持用托盘，并且其中的1个托盘被配置在设置于拱顶110的开口中。通过依次将多个工件保持用托盘配置到拱顶110的开口中，与使工件保持用托盘固定于拱顶110的内表面的以往的蒸镀装置相比，能够高效地处理更多工件。之后将说明处理的详细内容。

本发明的蒸镀装置100还具有安装于腔室130的固定机构1500。固定机构1500作用于与拱顶110一起绕其中心轴旋转的托盘保持件1000。之后将说明托盘保持件1000和固定机构1500的动作的详细内容。

图3是托盘保持件1000的主视图。

图4是托盘保持件1000的侧视图。

图5是托盘保持件1000的后视图。

托盘保持件1000包括框架1100F和1100R、以及旋转部1200。如图3所示，在框架1100F的正面设置有包括叶轮1101和旋转板1103的第1旋转部件。叶轮1101 和旋转板1103一体旋转。旋转板1103具有销1105。旋转部1200包括托盘1251A、1251B和1251C、以及槽轮1211。如图4所示，旋转部1200构成为绕被框架1100F和1100R支承的轴1213旋转。当旋转板1103旋转时，销1105与槽轮1211的槽卡合，使槽轮1211绕轴1213旋转。旋转部1200与槽轮1211一起旋转。这样，旋转部1200绕轴1213旋转。

固定机构1500包括具有杆1503F和1503R的第1杆保持部1501。在第1杆保持部1501处于待机位置时，在拱顶110的旋转中，杆1503F和1503R不与框架1100的叶轮1101接触。在第1杆保持部1501处于工作位置时，在拱顶110的旋转中，杆1503F和1503R与框架1100的叶轮1101接触，使叶轮1101旋转。这样，在拱顶110的旋转中，杆1503F和1503R使叶轮1101旋转时，具有槽轮1211的旋转部1200旋转。能够通过旋转部1200旋转，切换配置到拱顶110的开口中的托盘。之后将详细说明利用旋转部1200的旋转进行的托盘切换动作。

如图5所示，旋转部1200包括分别与托盘1251A、1251B和1251C对应的第2旋转部件。作为一例，与托盘1251C对应的第2旋转部件包括叶轮1231C和旋转板1233C。叶轮1231C和旋转板1233C一体旋转。托盘1251C具有旋转板1253C，并被安装成能够绕被旋转部1200支承的轴旋转。旋转板1233C和旋转板1253C通过齿轮进行卡合，当叶轮1231C旋转时，具有旋转板1253C的托盘1251C旋转。

固定机构1500包括具有杆1543F和1543R的第2杆保持部1541。在第2杆保持部1541处于待机位置时，在拱顶110的旋转中，杆1543F和1543R不与旋转轴1200的叶轮1231C接触。在第2杆保持部1541处于工作位置时，在拱顶110的旋转中，杆1543F和1543R与旋转轴1200的叶轮1231C接触，使叶轮1231C旋转。这样，在拱顶110的旋转中，杆1543F和1543R使叶轮1231C旋转时，具有旋转板1253C的托盘1251C旋转。通过使托盘1251C旋转，能够使托盘的外侧的面和内侧的面互换。将使托盘的外侧的面和内侧的面互换的情况称作托盘的翻转。之后将详细说明利用托盘的旋转进行的托盘翻转动作。

图6是用于说明本发明的蒸镀装置100进行的蒸镀作业的流程图。

在图6的步骤S1010中，检测旋转基准位置。之后将说明旋转基准位置的检测。

在图6的步骤S1020中，使拱顶110旋转规定周数。在此期间，利用蒸镀工艺在工件上形成期望的膜。作为一例，蒸镀中的拱顶110的旋转速度为每分钟旋转10周 (10rpm)。

在图6的步骤S1030中，判定是否为所有面的工件的处理都已结束。如果所有面的工件的处理结束，则结束蒸镀作业。如果任意一个工件的处理未结束，则进入步骤S1040。

在图6的步骤S1040中，进行托盘的切换和托盘的翻转中的至少一方。之后，返回到步骤S1010。托盘的切换和托盘的翻转可以按照任意顺序进行。如上所述，托盘的切换和托盘的翻转是在拱顶110的旋转中进行的。作为一例，托盘的切换和托盘的翻转时的拱顶110的旋转速度为每分钟旋转2周(2rpm)。之后将详细说明托盘的切换动作和托盘的翻转动作。

在蒸镀装置100不具有托盘的翻转机构的情况、或即使具有托盘的翻转机构也仅在托盘的一个面安装了工件的情况下，不进行托盘的翻转。

图7是用于说明以往的蒸镀装置和本发明的蒸镀装置进行的蒸镀准备步骤和蒸镀步骤的图。

在使用以往的蒸镀装置的情况下，依次实施以下的步骤。

步骤1)、2)和4)是蒸镀准备步骤。上述时间表示各步骤的所需时间。成膜准备步骤包括蒸镀源120的准备等。抽真空步骤包括使用排气口135进行腔室130的排气，使腔室内成为规定的真空度。成膜步骤包括蒸镀工艺。大气开放步骤包括使腔室130向大气开放。

在使用本发明的蒸镀装置100的情况下，依次实施以下的步骤。另外这里，说明不进行托盘的翻转而仅进行托盘的切换的情况。

步骤1)、2)、4)、6)和8)是蒸镀准备步骤。成膜准备步骤、抽真空步骤、成膜步骤和大气开放步骤与使用以往的蒸镀装置的情况相同。

这里，用相对于整体所需时间(蒸镀步骤和蒸镀准备步骤的所需时间)的蒸镀步骤所需时间来表示效率，并对使用以往的蒸镀装置的情况下的效率和使用本发明的蒸镀装置100的情况下的效率进行比较。使用以往的蒸镀装置的情况下的效率如下。

23/(7+22+23+13)＝35.4％

使用本发明的蒸镀装置100的情况下的效率如下。

(23×3)/(7+22+23×3+3×2+13)＝59.0％

这样，通过使用本发明的蒸镀装置100，效率得到大幅度改善。

接着，说明图6的步骤S1040所示的、利用旋转部1200的旋转进行的托盘切换动作。

图8是用于说明利用旋转部1200的旋转进行的托盘切换动作的流程图。

在图8的步骤S2010中，检测旋转基准位置。之后将说明旋转基准位置的检测。

在图8的步骤S2020中，如图3所示，使第1杆保持部1501从待机位置下降到工作位置。其结果是，在拱顶110的旋转中，第1杆1503F和1503R成为能够与设置于框架1100F的叶轮1101接触的状态。

在图8的步骤S2030中，旋转部1200旋转120度，设置在拱顶110的开口中的托盘从1251A切换到1251B。

图10A至图10L是用于说明旋转部1200旋转120度的动作的图。

图10A示出第1杆1503F与叶轮1101接触之前的状态。

图10B示出第1杆1503F与叶轮1101接触、并使叶轮1101和旋转板1103旋转90度之后的状态。在图10B中，第1杆1503R不与叶轮1101接触。

另外，在示出旋转部1200的正面的图10A至图10L中，杆从右向左移动。

图10C示出第1杆1503R与叶轮1101接触、并使叶轮1101和旋转板1103进一步旋转90度之后的状态。旋转板1103的销1105与槽轮1211的槽卡合，使槽轮1211旋转30度。

如图10A至图10C所示，第1杆1503F和1503R使旋转板1103旋转180度，使槽轮1211旋转30度。

如图10D至图10F所示，当拱顶110进一步旋转1周时，第1杆1503F和1503R使旋转板1103进一步旋转180度，使槽轮1211进一步旋转30度。

如图10G至图10I所示，当拱顶110进一步旋转1周时，第1杆1503F和1503R使旋转板1103进一步旋转180度，使槽轮1211进一步旋转30度。

如图10J至图10L所示，当拱顶110进一步旋转1周时，第1杆1503F和1503R使旋转板1103进一步旋转180度，使槽轮1211进一步旋转30度。

这样，当拱顶110旋转4周时，旋转部1200旋转120度，配置在拱顶110的开口中的托盘从1251A切换到1251B。

在图8的步骤S2040中，识别托盘并确认托盘的位置。之后将说明托盘的识别。

接着，说明图6的步骤S1040所示的托盘的翻转动作。

图9是用于说明托盘的翻转动作的流程图。

在图9的步骤S3010中，检测旋转基准位置。之后将说明旋转基准位置的检测。

在图9的步骤S3020中，如图5所示那样使第2杆保持部1541从待机位置下降到工作位置。其结果是，在拱顶110的旋转中，第2杆1543F和1543R成为能够与设置于旋转部1200的叶轮1231A、1231B或1231C接触的状态。

在图9的步骤S3030中，托盘旋转180度。

图11A至图11C是用于说明托盘1253A旋转180度的动作的图。

图11A示出第2杆1543F与叶轮1231A接触之前的状态。

图11B示出第2杆1543F与叶轮1231A接触、并使叶轮1231A和旋转板1233A旋转90度之后的状态。当旋转板1233A旋转90度时，通过齿轮与旋转板1233A卡合的旋转板1253A也旋转90度，托盘1251A也旋转90度。在图11B中，第2杆1543R不与叶轮1231A接触。

另外，如上所述，在示出旋转部1200的正面的图10A至图10L中，杆从右向左移动，与此相对，在示出旋转部的背面的图11A至图11C中，杆从左向右移动。

图11C示出第2杆1543R与叶轮1231A接触、并使叶轮1231A和旋转板1233A进一步旋转90度之后的状态。

这样，当拱顶110旋转1周时，托盘旋转180度。

在图9的步骤S3040中，识别并确认托盘的面。之后将说明托盘的面的识别。

接着，说明托盘的识别、托盘的面的识别和旋转基准位置检测。

图12是用于说明托盘的识别、托盘的面的识别和旋转基准位置检测的图。

托盘1251A、1251B和1251C分别具有托盘显示用触点1255A、1255B和1255C。固定机构1500具有第1触点保持部1511、和安装于第1触点保持部1511的3个检测用触点1513。如图3所示，在第1触点保持部1511处于工作位置的情况下，在拱顶110的旋转中，3个检测用触点1513能够与托盘显示用触点1255A、1255B或1255C接触。由于托盘显示用触点1255A、1255B和1255C的形状不同，所以能够通过检测3个检测用触点1513与托盘显示用触点之间的接触状态，进行3个托盘的识别。

此外，托盘1251A、1251B和1251C分别具有2个托盘面显示用触点1257AT和1257AB、1257BT和1257BB以及1257CT和1257CB。固定机构1500具有第2触点保持部1521、和安装于触点保持部1521的3个检测用触点1523。在第2触点保持部1521处于工作位置的情况下，在拱顶110的旋转中，3个检测用触点1523例如能够与托盘面显示用触点1257AT或1257AB接触。由于托盘面显示用触点1257AT的形状与托盘面显示用触点1257AB的形状不同，所以能够通过检测3个检测用触点1523与托盘面显示用触点1257AT或1257AB之间的接触状态，进行托盘面的识别。另外，用于进行托盘面的识别的检测用触点也可以是2个。

设置于拱顶110的多个托盘保持件1000中的一个所保持的3个托盘1251A、1251B和1251C分别具有旋转基准位置显示用触点1256A、1256B和1256C。固定机构1500具有第3触点保持部1531、和安装于触点保持部1531的1个检测用触点1533。在第3触点保持部1531处于工作位置的情况下，在拱顶110的旋转中，检测用触点1533能够与旋转基准位置显示用触点1256A、1256B或1256C接触。这样，能够检测拱顶110的旋转基准位置。

图13是示出通过本发明的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件和通过现有技术的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的、光的波长与反射率之间的关系的图。图13的横轴表示光的波长，图13的纵轴表示反射率。在图13中，实线表示通过本发明的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的、光的波长与反射率之间的关系，虚线表示通过现有技术的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的、光的波长与反射率之间的关系。根据图13，通过本发明的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的反射率相对于波长的分布 与通过现有技术的蒸镀装置在表面形成膜的光学元件的反射率相对于波长的分布实质上没有区别。

图14是用于说明蒸镀工艺的光学监视的图。在蒸镀装置100的拱顶110安装监视器玻璃210，通过投光器使光从监视器玻璃210的背面以规定的入射角入射，通过受光器测量反射光的光量。当腔室内的真空状态发生变化时，监视器玻璃210的蒸镀膜的折射率发生变化，从而反射光的光量发生变化。因此，能够通过测量反射光的光量，对腔室内的真空状态的变化进行监视。

图15A至图15D是示出从第1层到第4层的膜的处理时间与反射光的光量之间的关系的图。横轴表示处理时间，纵轴表示由受光器测量出的反射光的光量。在图15A至图15D中，实线表示本发明的蒸镀装置的情况下的上述关系，虚线表示现有技术的蒸镀装置的情况下的上述关系。光量的100％是入射光的光量。本发明的蒸镀装置的情况下的反射光的光量与现有技术的蒸镀装置的情况下的反射光的光量实质上没有区别。如果蒸镀工艺的操作条件、即腔室内的真空状态发生变化，考虑反映到反射光的光量上时，即便使用本发明的蒸镀装置，与使用现有技术的蒸镀装置的情况相比，蒸镀工艺的操作条件也不变。

这样，本发明的蒸镀装置能够以更高的生产效率生产与现有技术的蒸镀装置的光学元件相同质量的光学元件。

虽然以上说明了托盘保持件具备3个托盘的情况，但是托盘保持件也可以具备4个以上的托盘。