蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法
【专利摘要】本发明提供蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法，能够使具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小。蒸镀装置具备：拱顶，其构成为绕中心轴线旋转；环状的链条，其围绕中心轴线并且配置于拱顶上；传递轴，其传递拱顶的旋转运动；第一齿轮部，其将拱顶的旋转运动转换为传递轴的旋转运动；第二齿轮部，其具备链条驱动链轮，并将传递轴的旋转运动转换为链条驱动链轮的旋转运动；以及托盘保持件，其沿环状的链条配置在拱顶上，并且具备第一内部传递轴和保持托盘的旋转部。蒸镀装置构成为，通过拱顶的旋转而使链条驱动链轮旋转从而驱动环状的链条，使第一内部传递轴旋转，通过第一内部传递轴的旋转而使旋转部旋转。
【专利说明】
蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为一例，蒸镀装置用于在透镜或衍射光栅等光学元件的表面形成膜。蒸镀装置包含用于释放出形成膜的物质的蒸镀源、和覆盖蒸镀源并且能够绕中心轴线旋转的拱顶。在拱顶上借助托盘保持件而安装有多个托盘，在各个托盘上安装有多个工件、例如透镜或衍射光栅。
[0003]为了实现对工件的均匀的蒸镀量，已经开发出了使托盘绕蒸镀源旋转(公转)并且使托盘本身绕自身的中心轴线旋转(自转)的蒸镀装置(例如，专利文献I及专利文献2)。
[0004]但是，上述以往技术的蒸镀装置的机构在使设置于拱顶的多个托盘可靠地自转这一点上还有不足。此外，在使具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小这一点上，只通过上述公转及自转动作还有不足。另一方面，从制造及维持成本的观点考虑，优选使蒸镀装置的构造尽可能简单。
[0005]还没有开发出像这样能够使设置于拱顶的多个托盘可靠地自转、并能够使具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小的蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法。
[0006]专利文献I:日本特开昭62-270768号公报
[0007]专利文献2:日本特开平4-329869号公报
[0008]因此，存在对能够使设置于拱顶的多个托盘可靠地自转、并能够使具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小的蒸镀装置及包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法的需求。
【发明内容】
[0009]本发明的第一方式的蒸镀装置具备:拱顶，其构成为绕中心轴线旋转；
[0010]环状的链条，其围绕该中心轴线并且配置于该拱顶上；
[0011 ]传递轴，其传递该拱顶的旋转运动；
[0012]第一齿轮部，其将该拱顶的旋转运动转换为该传递轴的旋转运动；
[0013]第二齿轮部，其具备链条驱动链轮，并将该传递轴的旋转运动转换为该链条驱动链轮的旋转运动；以及
[0014]托盘保持件，其沿该环状的链条配置在该拱顶上，并且具备第一内部传递轴和构成为保持托盘的旋转部。蒸镀装置构成为，通过该拱顶的旋转使该链条驱动链轮旋转从而驱动该环状的链条，通过该环状的链条的运动而使该托盘保持件的该第一内部传递轴旋转，通过该第一内部传递轴的旋转而使该旋转部旋转。
[0015]在本方式的蒸镀装置中，通过拱顶的旋转来驱动配置于该拱顶上的该环状的链条，使沿该环状的链条配置在该拱顶上的托盘保持件的该第一内部传递轴旋转。因此，在沿该环状的链条配置在该拱顶上的各托盘保持件中，产生了托盘的旋转(自转)，其结果，能够使安装于托盘的具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小。
[0016]本发明的第一方式的第一实施方式的蒸镀装置具有多个环状的链条、和与多个该环状的链条分别对应的多个传递轴。
[0017]在本方式的蒸镀装置中，使沿着多个环状的链条配置的多个托盘旋转(自转)，能够使安装于多个该托盘上的具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小。
[0018]在本发明的第一方式的第二实施方式的蒸镀装置中，各托盘保持件还具备:固定部，其固定于蒸镀装置的拱顶;摆动部，其固定于摆动轴且构成为进行摆动，所述摆动轴以能够旋转的方式支承于该固定部；以及第二内部传递轴，其通过万向接头与该第一内部传递轴结合，并且以能够旋转的方式支承于该摆动部。该第一内部传递轴以能够旋转的方式支承于该固定部，该旋转部被该第二内部传递轴支承，并且构成为当从外部使该第一内部传递轴旋转时该旋转部与该第二内部传递轴一起旋转并与该摆动部一起摆动。
[0019]在该第一内部传递轴旋转时，本方式的蒸镀装置的托盘与该旋转部一起旋转，并且该旋转部与该摆动部一起摆动。这样，通过使托盘旋转(自转)并摆动，能够使安装于托盘的具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差进一步变小。
[0020]在本发明的第一方式的第三实施方式的蒸镀装置中，各托盘保持件具备包含旋转板和曲柄杆的曲柄机构，该旋转板构成为借助该第一内部传递轴的旋转而旋转，该曲柄杆构成为将该曲柄旋转板和该摆动部结合并通过该第一内部传递轴的旋转使该摆动部摆动。
[0021]在本实施方式的蒸镀装置中，曲柄机构构成为借助该第一内部传递轴的旋转运动而使该摆动部产生摆动。
[0022]在本发明的第一方式的第四实施方式的蒸镀装置中，各托盘保持件构成为，能够变更该曲柄杆与该曲柄旋转板的结合位置相对于该曲柄旋转板的中心位置的距离，从而能够改变由摆动所引起的托盘的面相对于基准位置的倾斜角度的最大值。
[0023]在本实施方式的蒸镀装置中，通过变更该曲柄杆与该曲柄旋转板的结合位置相对于该曲柄旋转板的中心位置的距离，能够改变由摆动所引起的托盘的面相对于基准位置的倾斜角度的最大值。
[0024]本发明的第二方式的包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法包含基于蒸镀装置的成膜工序，其中，该蒸镀装置具备:拱顶，其构成为绕中心轴线旋转;环状的链条，其围绕该中心轴线并且配置于该拱顶上；以及托盘保持件，其沿着该链条配置，并且构成为经由该链条将该拱顶的旋转运动转换为绕自身的旋转轴的旋转运动及绕自身的摆动中心轴的摆动运动。在该成膜工序中，在该拱顶的旋转过程中，一边实施该托盘保持件的旋转运动及摆动运动，一边通过蒸镀在安装于托盘的工件上生成膜，所述托盘被保持于该托盘保持件。
[0025]在本方式的制造方法中，托盘在拱顶的旋转过程中接受旋转及摆动，能够使安装于托盘上的具有立体形状的工件的各个面的蒸镀量的偏差变小。
【附图说明】
[0026]图1是示出本发明的蒸镀装置的结构的图。
[0027]图2是本发明的蒸镀装置的拱顶的俯视图。
[0028]图3是本发明的蒸镀装置的拱顶的包含中心轴线的剖视图。
[0029]图4是用于说明第一齿轮部的图。
[0030]图5是用于说明第二齿轮部的图。
[0031]图6是用于说明第二齿轮部的图。
[0032]图7是用于说明托盘保持件的图。
[0033]图8是用于说明托盘保持件的固定部及摆动部的内部的机构的图。
[0034]图9是用于说明托盘上的工件的位置对蒸镀装置向工件蒸镀的蒸镀量的影响的图。
【具体实施方式】
[0035]图1是示出本发明的蒸镀装置300的结构的图。蒸镀装置300包含蒸镀源320、拱顶310以及围绕它们的腔室330。腔室330通过使用排气口 335进行排气而保持为规定的真空度。拱顶310构成为在其内表面安装有工件400，并且被设置为覆盖蒸镀源320。作为一例，工件400是衍射光栅等光学元件，并且该工件400被安装于未图示的托盘，该未图示的托盘被未图示的托盘保持件保持于拱顶310的内表面。从蒸镀源320释放出的物质到达工件400，并被蒸镀在其表面上，该工件400被安装于覆盖蒸镀源320的拱顶310的内表面上。为使物质相同地蒸镀在安装于拱顶310的内表面的多个工件400上，在蒸镀工艺中，通过未图示的驱动部使拱顶310绕其中心轴线旋转。上述内容同样适用于本发明的蒸镀装置300及以往的蒸镀装置。关于本发明的蒸镀装置300的特征性的结构，在以下进行说明。
[0036]图2是本发明的蒸镀装置300的拱顶310的俯视图。本发明的蒸镀装置300构成为，通过拱顶310的旋转运动使设置于拱顶310上的托盘保持件1000的一部分旋转，由此使安装于托盘保持件1000的托盘旋转。
[0037]为了将拱顶310的旋转运动传递给托盘保持件1000，蒸镀装置300在拱顶310上具备第一齿轮部150、第二齿轮部160A及160B以及旋转传递轴155A及155B。第一齿轮部150与安装于拱顶310的旋转轴轴承部上的固定齿轮3101卡合，如果拱顶310旋转，则使旋转传递轴155A产生旋转运动。第二齿轮部160A将旋转传递轴155A的旋转运动转换为链轮的旋转运动，通过链轮的旋转运动来驱动环状链条205。其结果，与环状链条205连结的多个托盘保持件1000的旋转部分旋转。进而，旋转传递轴155A的旋转运动向旋转传递轴155B传递。第二齿轮部160B将旋转传递轴155B的旋转运动转换为链轮的旋转运动，通过链轮的旋转运动来驱动环状链条210。其结果，与环状链条210连结的多个托盘保持件1000的旋转部分旋转。
[0038]图3是本发明的蒸镀装置300的拱顶310的包含中心轴线的剖视图。拱顶310构成为从腔室330的天花板吊下并且借助未图示的驱动装置而绕中心轴线旋转。可以构成为:拱顶310的转速能够在例如I分钟内旋转10圈至旋转20圈的范围内进行调整。如果拱顶310绕中心轴线旋转，则如上所述，第一齿轮部150借助拱顶310的旋转运动而使旋转传递轴155A产生旋转运动。第二齿轮部160A借助旋转传递轴155A的旋转运动而使链轮产生旋转运动，并且使旋转传递轴155B产生旋转运动。第二齿轮部160B将旋转传递轴155B的旋转运动转换为链轮的旋转运动。
[0039]托盘保持件1000包含固定部1100和摆动部1200。固定部1100的旋转部分借助环状链条205或者210而旋转。关于托盘保持件1000，在下文进行详细的说明。
[0040]图4是用于说明第一齿轮部150的图。图4的(a)是第一齿轮部150及安装于拱顶310的旋转轴轴承部上的固定齿轮3101的俯视图。图4的(b)是第一齿轮部150的侧视图。图4的(c)是第一齿轮部150及安装于拱顶310的旋转轴轴承部上的固定齿轮3101的侧视图。如图4的(a)及图4的(c)所示，第一齿轮部150的惰轮1501—方面与安装于拱顶310的旋转轴轴承部上的固定齿轮3101卡合，另一方面与第一齿轮部150的驱动齿轮1503卡合。由于第一齿轮部150被固定于拱顶310上，因此，如果拱顶310绕中心轴线旋转，则与固定齿轮3101卡合的惰轮1501旋转。进而，如果惰轮1501旋转，则与惰轮1501卡合的驱动齿轮1503旋转。驱动齿轮1503的旋转运动被螺旋齿轮1505转换为旋转传递轴155A的旋转运动。这样，第一齿轮部150通过拱顶310的旋转运动而使旋转传递轴155A产生旋转运动。
[0041 ]图5是用于说明第二齿轮部160A的图。图5的(a)是第二齿轮部160A及旋转传递轴155A的俯视图。图5的(b)是第二齿轮部160A的侧视图。图5的(c)是第二齿轮部160A及旋转传递轴155B的侧视图。
[0042]如图5的(a)所示，旋转传递轴155A的旋转运动经由万向接头157A2传递给第二齿轮部160A。
[0043 ]如图5的(b)及图5的(c)所示，经由万向接头157A2传递到第二齿轮部160A的旋转传递轴155A的旋转运动被斜齿轮1601A转换为链轮1603A的旋转运动。环状链条205与链轮1603A及1605A卡合，通过链轮1603A的旋转运动来驱动环状链条205。除了链轮1603A之外还设置链轮1605A的理由是为了强化链轮1603A与环状链条205的卡合。这样，第二齿轮部160A通过旋转传递轴155A的旋转运动来驱动环状链条205。
[0044]如图5的(c)所示，旋转传递轴155A的旋转运动经由万向接头157A2及万向接头157B1而进一步传递到旋转传递轴155B。
[0045]图6是用于说明第二齿轮部160B的图。图6的(a)是第二齿轮部160B及旋转传递轴155B的俯视图。图6的(b)是第二齿轮部160B的侧视图。图6的(c)是第二齿轮部160B及旋转传递轴155B的侧视图。
[0046]如图6的(a)所示，旋转传递轴155B的旋转运动经由万向接头157B2传递给第二齿轮部160B。
[0047]如图6的(b)及图6的(C)所示，经由万向接头157B2传递给第二齿轮部160B的旋转传递轴155B的旋转运动被斜齿轮1601B而转换为链轮1603B的旋转运动。环状链条210与链轮1603B及1605B卡合，通过链轮1603B的旋转运动来驱动环状链条210。除了链轮1603B之外还设置链轮1605B的理由是为了强化链轮1603B与环状链条210的卡合。这样，第二齿轮部160B通过旋转传递轴155B的旋转运动而使链轮1603B产生旋转运动，驱动环状链条210。
[0048]图7是用于说明托盘保持件1000的图。图7的(a)是设置于拱顶310的托盘保持件1000的沿拱顶310的径向的侧视图。图7的(b)是沿与图7的(a)的侧面垂直的侧面的侧视图。托盘保持件1000包含固定部1100、摆动部1200以及旋转部1300。固定部1100被固定于拱顶310的面上。此时，固定部1100以固定部1100的中心轴线与拱顶310的中心轴线平行的方式被固定。摆动部1200的摆动中心轴1109以能够旋转的方式安装于固定部1100。可以构成为:摆动中心轴1109与固定部1100的中心轴线所成的角度为直角。进而，摆动中心轴1109可以构成为与包含拱顶310的中心轴线及固定部1100的中心轴线的平面垂直。
[0049]旋转部1300构成为通过卡盘来保持托盘1400A或者托盘1400B。卡盘构成为能够对应于尺寸不同的托盘1400A及托盘1400B的尺寸而移动。
[0050]图8是用于说明托盘保持件1000的固定部1100及摆动部1200的内部的机构的图。图8的(a)是与图7的(a)对应的图，图8的(b)是与图7的(b)对应的图。
[0051 ]在固定部1100的内部具备第一旋转轴(第一内部传递轴)1121。第一旋转轴1121的一个端部与链轮1101结合，第一旋转轴1121构成为当链轮1101借助环状链条205或者210旋转时进行旋转。在摆动部1200的内部具备第二旋转轴(第二内部传递轴)1125。第二旋转轴1125通过万向接头1123而与第一旋转轴1121的另一个端部结合，并且构成为当第一旋转轴1121旋转时进行旋转。第二旋转轴1125与旋转部1300结合。因此，当链轮1101借助环状链条205或者210而旋转时，则第一旋转轴1121及第二旋转轴1125旋转，保持着托盘的旋转部1300旋转。
[0052]这样，当拱顶310旋转而使得链条被驱动从而使链轮1101旋转时，保持着托盘的旋转部1300旋转。例如，以在拱顶310旋转I圈的期间内使旋转部1300旋转1圈的方式设定齿轮比。
[0053]如图7的(a)所示，固定部1100具备曲柄旋转板1103。在曲柄旋转板1103的与中心相距d的位置处结合有第一杆1105的第一端部。第一杆1105的第二端部与第二杆1107的第一端部结合。第二杆1107的第二端部与摆动部1200结合。如图8的(a)所不，在第一旋转轴1121上安装有蜗杆1127。蜗杆1127与蜗轮1129卡合，在蜗轮1129的旋转轴上安装有曲柄旋转板1103。因此，如果第一旋转轴1121旋转，则蜗杆1127及蜗轮1129旋转，进而，曲柄旋转板1103旋转。如果曲柄旋转板1103旋转，则由于第一杆1105及第二杆1107的运动，使得摆动部1200绕摆动中心轴1109摆动。以旋转部1300所保持的托盘的面与拱顶310在固定部1100的中心轴线的位置处的切平面平行的状态为基准，将在拱顶310的沿径向的截面中的、托盘的面的倾斜度的最大值称为摆角。即，摆角是指由于摆动而引起的、托盘的面相对于基准位置的倾斜角度的最大值，是在图7的(a)中以Θ所表示的角度。通过变更第一杆1105的第一端部在曲柄旋转板1103上的固定位置相对于中心的距离d，能够变更摆角Θ。越是增大距离d，则摆角Θ变得越大。以使摆角Θ为例如± 10度的方式设定距离d。
[0054]这样，在拱顶310旋转而使得链条被驱动从而使链轮1101旋转时，摆动部1200进行摆动。例如，以通过使拱顶310旋转一圈来实施I个周期的摆动的方式设定齿轮比。
[0055]如上所述，在拱顶310旋转过程中，旋转部1300借助第二旋转轴1125而旋转。进而，由于第二旋转轴1125被支承于摆动部1200的内部，因此，在摆动部1200绕摆动中心轴1109摆动时，与第二旋转轴1125结合的旋转部1300也同样地摆动。由此，保持于旋转部1300的托盘接受旋转及摆动。
[0056]图9是用于说明托盘上的工件的位置对蒸镀装置向工件蒸镀的蒸镀量的影响的图。这里，设托盘被固定于拱顶。设拱顶310是球状且蒸镀源配置在球的中心。在图9中，工件400a配置于托盘1400的左侧，工件400b配置于托盘1400的中央，工件400c配置于托盘1400的右侧。在这种情况下，蒸镀物质沿着工件的位置处的拱顶310的面的法线向工件飞来。图9是包含拱顶的球的中心及上述法线的剖视图。将蒸镀物飞来的方向即法线与垂直于托盘1400且穿过工件的中心的工件的中心轴线所成的角度称作成膜角度。成膜角度是以在图9中由点划线表示的工件的中心轴线为基准绕顺时针测定的。在图9中，如果设工件400a的成膜角度为ω，则工件400c的成膜角度是-ω。此外，工件400b成膜角度是O。即使拱顶310旋转，上述成膜角度也不变。其结果，在工件400a上，右侧的侧面的蒸镀量(所生成的膜的厚度)比左侧的侧面的蒸镀量大。此外，在工件400c上，左侧的侧面的蒸镀量比右侧的侧面的蒸镀量大。
[0057]因此，如果使托盘1400绕托盘1400的中心轴线、即工件400b的中心轴线旋转，则由于该旋转而使得工件400a及工件400c的成膜角度变化，各个工件的各部分的蒸镀量的偏差减少。
[0058]进而，通过实施托盘1400的摆动动作，即使在设置于托盘1400上的工件呈立体形状的情况下，也能够使工件的各部分的蒸镀量的偏差减少。
[0059]单位时间内的托盘的旋转(自转)圈数与单位时间内的拱顶的旋转圈数之比、以及用于决定摆动的周期的单位时间内的曲柄旋转板1103的旋转圈数与单位时间内的拱顶的旋转圈数之比能够通过改变齿轮比来设定为期望的值。此外，如上所述，能够通过变更第一杆1105的第一端部在曲柄旋转板1103上的固定位置相对于中心的距离d来变更摆角Θ。这样，能够对应于工件的规格来适当地调整托盘的自转周期、摆动周期以及摆角。
【主权项】
1.一种蒸镀装置，该蒸镀装置具备: 拱顶，其构成为绕中心轴线旋转； 环状的链条，其围绕该中心轴线并且配置于该拱顶上； 传递轴，其传递该拱顶的旋转运动； 第一齿轮部，其将该拱顶的旋转运动转换为该传递轴的旋转运动； 第二齿轮部，其具备链条驱动链轮，并将该传递轴的旋转运动转换为该链条驱动链轮的旋转运动；以及 托盘保持件，其沿该环状的链条配置在该拱顶上，并且具备第一内部传递轴和构成为保持托盘的旋转部，其中， 该蒸镀装置构成为，通过该拱顶的旋转使该链条驱动链轮旋转从而驱动该环状的链条，通过该环状的链条的运动而使该托盘保持件的该第一内部传递轴旋转，通过该第一内部传递轴的旋转而使该旋转部旋转。2.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其中， 该蒸镀装置具备多个环状的链条、和与多个该环状的链条分别对应的多个传递轴。3.根据权利要求1或2所述的蒸镀装置，其中， 该托盘保持件还具备: 固定部，其固定于蒸镀装置的拱顶； 摆动部，其固定于摆动轴且构成为进行摆动，所述摆动轴以能够旋转的方式支承于该固定部；以及 第二内部传递轴，其通过万向接头与该第一内部传递轴结合，并且以能够旋转的方式支承于该摆动部， 该第一内部传递轴以能够旋转的方式支承于该固定部，该旋转部被该第二内部传递轴支承并且构成为保持托盘， 该蒸镀装置构成为，在该第一内部传递轴借助环状的链条旋转时，该旋转部与该第二内部传递轴一起旋转，并且与该摆动部一起摆动。4.根据权利要求3所述的蒸镀装置，其中， 该托盘保持件具备包含曲柄旋转板和曲柄杆的曲柄机构，该曲柄旋转板构成为借助该第一内部传递轴的旋转而旋转，该曲柄杆构成为将该曲柄旋转板与该摆动部结合在一起并通过该第一内部传递轴的旋转而使该摆动部摆动。5.根据权利要求4所述的蒸镀装置，其中， 该托盘保持件构成为，能够变更该曲柄杆与该曲柄旋转板的结合位置相对于该曲柄旋转板的中心位置的距离，从而能够改变由摆动所引起的托盘的面相对于基准位置的倾斜角度的最大值。6.一种包含基于蒸镀装置的成膜工序的制造方法，该蒸镀装置具备: 拱顶，其构成为绕中心轴线旋转； 环状的链条，其围绕该中心轴线并且配置于该拱顶上；以及 托盘保持件，其沿着该链条配置，并且构成为将经由该链条传递的该拱顶的旋转运动转换为绕自身的旋转轴的旋转运动和绕自身的摆动中心轴的摆动运动，其中， 在该拱顶的旋转过程中，一边实施该托盘保持件的旋转运动和摆动运动，一边通过蒸镀在安装于托盘的工件上生成膜，所述托盘被保持于该托盘保持件。
【文档编号】C23C14/24GK106048550SQ201610227063
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月13日 公开号201610227063.X, CN 106048550 A, CN 106048550A, CN 201610227063, CN-A-106048550, CN106048550 A, CN106048550A, CN201610227063, CN201610227063.X
【发明人】樋口俊郎, 上野博, 木村仁
【申请人】纳卢克斯株式会社