真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法
【課題】チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮できる真空成膜装置を提供する。
【解決手段】その内部で成膜を行うためのチャンバ１０と、該チャンバ１０の内部を排気する排気装置１８と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源２０と、前記チャンバ１０と前記ドライエア供給源２０とを接続するドライエア供給配管３０と、該ドライエア供給配管３０に設けられた空気導入バルブ５０と、該空気導入バルブ５０が設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管３０に設けられた、該ドライエア供給配管３０を連通及び非連通にする連通／非連通バルブ４０と、を備える。
【解決手段】その内部で成膜を行うためのチャンバ１０と、該チャンバ１０の内部を排気する排気装置１８と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源２０と、前記チャンバ１０と前記ドライエア供給源２０とを接続するドライエア供給配管３０と、該ドライエア供給配管３０に設けられた空気導入バルブ５０と、該空気導入バルブ５０が設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管３０に設けられた、該ドライエア供給配管３０を連通及び非連通にする連通／非連通バルブ４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法に係り、特に、真空成膜装置の成膜用のチャンバを真空状態から大気圧に復帰させるときの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空成膜装置において真空容器に対し被処理物を搬出及び搬入した後に成膜する際には、真空容器を大気開放した後に排気をする必要がある。しかし、真空容器を大気開放すると水分が含まれた大気が真空容器内に入り込むため、この水分を除去するために排気時間が長くなるという問題があった。そこで、真空容器を大気開放する際に、大気よりも水分濃度の小さいガス（以下、ドライエアという）を真空容器内に導入すると共に、外部の空気が真空容器の開口部からその内部に進入することを妨げるような方向にガスの流れを形成した真空装置が開示されている（特許文献１参照）。この真空装置によると、大気開放後の排気時間が短縮される。
【特許文献１】特開平６−３１１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成においては、真空容器内が大気圧に復帰するまでの時間については全く言及しておらず、真空容器内が大気圧に復帰するまでに時間がかかるという課題が未解決のままであった。
【０００４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮することが可能な真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、上記課題を解決するために、本発明の真空成膜装置は、その内部で成膜を行うためのチャンバと、該チャンバの内部を排気する排気装置と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、該ドライエア供給配管に設けられた空気導入バルブと、該空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、該ドライエア供給配管を連通及び非連通にする（以下、単に、連通及び非連通にするという）連通／非連通バルブと、を備える。
【０００６】
このような構成とすると、チャンバに加圧ドライエアを空気導入バルブを介して供給するので、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮することができる。この場合において、加圧ドライエアをチャンバに流した状態で連通／非連通バルブを非連通にした（閉止した）後、空気導入バルブを閉止することにより、ドライエア供給配管における空気導入バルブが設けられた部分とストップバルブが設けられた部分との間にほぼ大気圧に等しいドライエアを封止することができるので、チャンバ内に加圧ドライエアの供給を開始する場合において、加圧ドライエアによって印加される圧力により空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。
【０００７】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられていてもよい。
【０００８】
このような構成とすると、たとえ連通／非連通バルブとして口径の小さいものを用いたとしても、複数の連通／非連通バルブにより加圧ドライエアを供給するため、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。これにより、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【０００９】
本発明の真空成膜装置においては、前記空気導入バルブがＬ型バルブであってもよい。
【００１０】
このような構成とすると、チャンバからドライエア供給配管への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００１１】
本発明の真空成膜装置においては、前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすると、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００１３】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブがストップバルブであってもよい。
【００１４】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブが切替バルブであってもよい。
【００１５】
本発明の真空成膜装置は、その内部で成膜を行うためのチャンバと、該チャンバの内部を排気する排気装置と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、該ドライエア供給配管に並列に設けられた、複数の空気導入バルブと、を備える。
【００１６】
この場合には、空気導入バルブの口径を小さくすることが可能になる。具体的には、複数の空気導入バルブを設ける場合、空気導入バルブとして、口径が１インチ以上２インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。このような構成とすると、空気導入バルブの弁板（弁体）にかかる圧力が小さくなるので、加圧ドライエアによって印加される圧力により空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。また、チャンバ内に加圧ドライエアを複数の空気導入バルブを介して供給するので、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。したがって、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をより短縮することができる。
【００１７】
本発明の真空成膜装置の運転方法は、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、ドライエア供給配管を連通及び非連通にする連通／非連通バルブを備えた真空成膜装置の運転方法であって、前記空気導入バルブを開きかつ前記連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に前記連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する。
【００１８】
このような構成とすると、ドライエア供給配管における空気導入バルブが設けられた部分とストップバルブが設けられた部分との間にほぼ大気圧に等しいドライエアを封止するので、加圧ドライエアにより空気導入バルブにかかる圧力が低減され、空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。
【００１９】
また、本発明の真空成膜装置の運転方法は、前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられた真空成膜装置の運転方法であって、前記空気導入バルブを開きかつ前記複数の連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記複数の連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に前記複数の連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する。
【００２０】
このような構成とすると、たとえ連通／非連通バルブとして口径の小さいものを用いたとしても、複数の連通／非連通バルブにより加圧ドライエアを供給するため、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。これにより、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００２１】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記空気導入バルブがＬ型バルブであってもよい。
【００２２】
このような構成とすると、チャンバからドライエア供給配管への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００２３】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすると、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００２５】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記連通／非連通バルブがストップバルブであってもよい。
【００２６】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記連通／非連通バルブが切替バルブであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法は、上記のような構成としたため、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図２は、図１の真空成膜装置の空気導入バルブの構成を示す断面図である。図３は、図１の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。以下、図１乃至図３を参照しながら、本実施形態に係る真空成膜装置について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の真空成膜装置１００は、チャンバ１０と、このチャンバ１０にドライエアを供給するためのドライエア供給源２０と、チャンバ１０とドライエア供給源２０とを接続するドライエア供給配管３０とを備えている。
【００３１】
チャンバ１０は、ワーク（被処理物、図示せず）を搬入及び搬出するための扉１１を備えている。チャンバ１０には、扉１１が開いているか閉じているかを検知する開閉センサ１５と、チャンバ１０内の圧力を測定する圧力監視センサ１６と、チャンバ１０の内部を排気する排気装置１８とが設けられている。排気装置１８は、例えば、真空ポンプで構成される。
【００３２】
真空成膜装置１００は、ここでは蒸着装置であり、チャンバ１０の内部には、ワークを保持するためのワークホルダ（図示せず）と蒸発源（図示せず）とが配設されている。蒸発源は、成膜材料を蓄積し、これをチャンバ１０内に蒸発させる。蒸発源から蒸散した成膜材料によって、ワークに膜が形成される。
【００３３】
ドライエア供給源２０は、エアドライア２１とリザーバタンク２２とを備えている。エアドライア２１には、エアコンプレッサ２５が接続されている。エアコンプレッサ２５は、所定の圧力のエアを供給する。エアドライア２１は、エアコンプレッサ２５から送出された加圧エア（例えば、工場エア）を除湿する。リザーバタンク２２は、除湿されたエア（加圧ドライエア）を蓄積する。
【００３４】
ドライエア供給配管３０には、その上流側から順に、フィルタ３１と、レギュレータ３２と、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０と、空気導入バルブとしてのベントバルブ５０と、が配設されている。ドライエア供給配管３０の上流端は、リザーバタンク２２に接続されている。
【００３５】
ドライエア供給源２０からドライエア供給配管３０に送出されたドライエアは、ドライエア供給配管３０を通流する過程でフィルタ３１により濾過される。これにより、ドライエア中に含まれる粉塵等が除去される。
【００３６】
このように濾過されたドライエアの圧力が、ドライエア供給配管３０に配設されたレギュレータ３２により調整される。ここでは、ドライエアの圧力は、０．２ＭＰａに設定されている。このようにして所定の圧力に調整された加圧ドライエアが、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０及び空気導入バルブとしてのベントバルブ５０を介してチャンバ１０に導入される。
【００３７】
ドライエア供給配管３０には、空気導入バルブが配設されている。本発明において、空気導入バルブとは、チャンバ１０内に空気を導入するためのバルブをいう。空気導入バルブには、短時間で大量の気体をチャンバ１０内に導入することが可能なことが要求され、そのような要求を満たすことが可能な構造を備えている。空気導入バルブとして、本実施形態では、図２に示すようなＬ型バルブからなるベントバルブ５０が用いられている。なお、図２においては、説明の便宜上、上下それぞれの方向を記載している。ベントバルブ５０は、筒状の本体部５１と、エアシリンダ５３とを備えている。筒状の本体部５１の周面（側面）には、加圧ドライエアが流入するガス入口５６が形成されている。本体部５１の下端面には、加圧ドライエアが流出するガス出口５８が形成されている。ガス入口５６は、ドライエア供給源２０側のドライエア供給配管３０に接続されている（図１参照）。ガス出口５８は、チャンバ１０側のドライエア供給配管３０に接続されている（図１参照）。ガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３は、大量の空気（ここではドライエア）を短時間で導入可能なように、可能な限り大きいことが好ましく、本実施形態では、０．１４メートルである。実用上は、ベントバルブ５０としては、ガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３が、４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いることができる。また、ガス出口５８の上端部（本体部５１の内部側の端部）には、弁板（弁体）５４が着座する（当接する）環状の平坦な着座面５７ａを有する弁座５７が形成されている。
【００３８】
筒状の本体部５１の上端は板状の蓋体５１ａによって閉鎖されている。蓋体５１ａのほぼ中心には、貫通孔５１ｂが形成されている。そして、蓋体５１ａの上にエアシリンダ５３が配設されている。エアシリンダ５３はその中心軸（図示せず）が筒状の本体部５１の軸方向に沿うように配設され、かつそのピストンロッド５２が本体部５１の蓋体５１ａの貫通孔５１ｂに挿通されるようにして配設されている。ピストンロッド５２は、蓋体５１ａに対し軸方向に気密的に摺動自在なように貫通孔５１ｂに挿通されている。ピストンロッド５２の先端（下端）には、ピストンロッド５２の軸方向に垂直な方向（水平方向）に延在するように弁板５４が設けられている。弁板５４は、ピストン５５の上下方向の進退に伴って下降及び上昇する。弁板５４が下降して本体部５１の弁座５７に着座（当接）すると、ガス出口５８が閉止される。弁板５４が上昇して弁座５７から離座するとガス出口５８が開放される。このような構成によれば、空気がそれぞれ流入及び流出する本体部５１のガス入口５６及びガス出口５８の口径が大きく、しかも、ガス出口５８を開放する（ベントバルブ５０を開く）場合に、弁板５４が弁座５７の着座面５７ａに対し垂直な方向に離脱するので、ベントバルブ５０の開度がこの弁板５４の着座面５７ａからの離脱とほぼ同時に１００％となる。このため、短時間で大量のドライエアをチャンバ１０に導入することができる。その一方、ベントバルブ５０を開放する場合には、弁板５４には本体部５１内のドライエアとチャンバ１０内の圧力との差圧がかかる。この場合、ガス出口５８の口径が大きいことからこれに比例して弁板５４の面積が大きくなり、この面積に比例して弁板５４にかかる押圧力も大きくなる。しかも、弁板５４を離座させるためには、押圧力と逆方向に弁板５４に対しこれを引き上げるための引き上げ力を作用させなければならない。このため、本体部５１内のドライエアとチャンバ１０内の圧力との差圧が大きいと、後述するように、弁板５４に対しこれを閉じる方向にかかる押圧力（Ｆ２）がピストン５５によって弁板５４を引き上げる力（Ｆ１）よりも大きくなって、ガス出口５８が開かなくなる。この対策については後述する。
【００３９】
エアシリンダ５３にはエア配管６０を通じてエアコンプレッサ７５が接続されている。エア配管６０の途中にはソレノイドバルブ７０が設けられていて、このソレノイドバルブ７０により、エアコンプレッサ７５からエアシリンダ５３に供給する加圧エア（例えば、工場エア）を制御することにより、エアシリンダ５３のピストンロッド５２の進退、ひいては弁板５４の昇降が制御される。ソレノイドバルブ７０の制御動作は、後述する制御装置８０によって制御される。
【００４０】
ドライエア供給配管３０のベントバルブ５０の配設された部分の上流側には、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０が配設されている。本発明において、ストップバルブ４０とは、完全閉止が可能な開閉弁をいう。ストップバルブ４０は、完全閉止を重視する構造上、ベントバルブ５０に比べてそのガス出口の口径が小さく、従って、ベントバルブ５０に比べて、閉止状態から開放状態に移行するよう弁体を移動させるのに大きな力を必要とはしない。ストップバルブ４０としては、例えば、弁体がダイヤフラムであるダイヤフラムバルブ、弁体が棒であるニードルバルブ等が用いられる。本実施形態では、ストップバルブ４０としては、該ストップバルブ４０の上流と下流との差圧が０．２ＭＰａ以上であっても開閉可能なものが用いられる。
【００４１】
本実施形態の真空成膜装置１００は、制御装置８０を備えている。制御装置８０には、開閉センサ１５、圧力監視センサ１６の検出情報が入力されている。制御装置８０は、これらの検出情報を含む所要の情報に基づいて、ストップバルブ４０、ベントバルブ５０、ソレノイドバルブ７０を含む真空成膜装置１００の所要の構成要素を制御する。制御装置８０は、マイコン等の演算装置で構成されている。ここで、本明細書においては、制御装置とは、単独の制御装置だけでなく、複数の制御装置が協働して制御を実行する制御装置群をも意味する。よって、制御装置８０は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して真空成膜装置１００の動作を制御するよう構成されていてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の真空成膜装置１００の運転方法について、図３を参照しながら説明する。この運転方法は、ストップバルブ４０を閉じる（非連通にする）工程Ａと、該工程Ａの後にベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後にチャンバ１０内を排気装置によって排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後にチャンバ１０内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後にベントバルブ５０を開く工程Ｅと、該工程Ｅの後にストップバルブ４０を開く（連通にする）工程Ｆとを含んで構成される。以下では、成膜を行う工程Ｄの完了後を初期状態として説明する。なお、真空成膜装置１００の制御は制御装置８０によって行われる。
【００４３】
ドライエア供給源２０を動作させた状態において、ベントバルブ５０を開き（ステップＳ１（工程Ｅ））、その後、ストップバルブ４０を開く（ステップＳ２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。
【００４４】
次に、チャンバ１０に設けられた圧力監視センサ１６を介して、チャンバ１０内が大気圧に復帰したかどうかを確認する（ステップＳ３）。大気圧に復帰していればチャンバ１０の扉１１を開き（ステップＳ４）、チャンバ１０内に配設されたワークを交換する（ステップＳ５）。この場合において、ドライエア供給源２０からチャンバ１０内にドライエアが供給され続ける。
【００４５】
チャンバ１０内に配設されたワークの交換が終了したら、チャンバ１０の扉１１を閉じる（ステップＳ６）。そして、開閉センサ１５により、チャンバ１０の扉１１が閉じられていることが確認されれば、ストップバルブ４０を閉じる（ステップＳ７（工程Ａ））。そして、ストップバルブ４０が閉じられた後に、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ８（工程Ｂ））。このように、ストップバルブ４０を閉止することによって加圧ドライエアの供給が停止された後に、ベントバルブ５０を閉じるので、ドライエア供給配管３０におけるベントバルブ５０が配設された部分とストップバルブ４０が配設された部分との間にドライエアが封止され、かつこのドライエアの圧力が大気圧とほぼ等しくなる。
【００４６】
次に、チャンバ１０内を排気装置１８により排気して真空引きする（ステップＳ９（工程Ｃ））。そして、成膜が可能になる所定の圧力にまでチャンバ１０内が真空引きされると、チャンバ１０内において、ワークに対する成膜が行われる（ステップＳ１０（工程Ｄ））。
【００４７】
ワークに対する成膜が完了すると、ステップＳ１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップＳ１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０には大気圧にほぼ等しいドライエアが封止されているので、次に説明するように、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、ストップバルブ４０を開く（ステップＳ２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。以下、上記の工程が繰り返される。
【００４８】
次に、本発明の効果の理解を容易にするため、本発明を比較形態と比較して説明する。
【００４９】
図４は、比較形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。以下、図４を参照しながら、本比較形態の真空成膜装置について説明する。
【００５０】
本比較形態の真空成膜装置１０１においては、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０にストップバルブが設けられていない。それ以外の構成については、第１実施形態の真空成膜装置１００の構成と同様である。
【００５１】
以下、本実施形態の真空成膜装置１００について、比較形態の真空成膜装置１０１と対比しながら詳細な検討を行う。
【００５２】
本実施形態の真空成膜装置１００及び比較形態の真空成膜装置１０１においては、エアシリンダ５３の駆動圧力Ｐ１を０．４ＭＰａとした。また、前述のとおり、ベントバルブ５０として、そのガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３が０．１４メートル、ピストン５５の直径ｄ１が０．１０メートル、ピストンロッド５２の直径ｄ２が０．０３メートルのものを用いた。この場合において、ベントバルブ５０をエアシリンダ５３によって開放しようとする力（エアシリンダ５３の理論推力）Ｆ１は、以下の式（１）のようにして計算される。
【００５３】
【数１】
【００５４】
一方、ドライエア供給源２０からチャンバ１０に供給される加圧ドライエアの供給圧力をレギュレータ３２により０．２ＭＰａに設定した。また、チャンバ１０内の圧力はマイナス０．１ＭＰａに設定した。比較形態の真空成膜装置１０１においては、加圧ドライエアの圧力とチャンバ１０内の圧力との差圧Ｐ２である０．３ＭＰａが、ベントバルブ５０にかかる。したがって、比較形態の真空成膜装置１０１において、加圧ドライエアの圧力によりベントバルブ５０を閉じようとする力Ｆ２は、以下の式（２）のようにして計算される。
【００５５】
【数２】
【００５６】
比較形態の真空成膜装置１０１においては、上記の式（１）及び式（２）より明らかなようにＦ１＜Ｆ２となって、ベントバルブ５０を開くことができなくなるという問題が生じる。
【００５７】
一方、本実施形態の真空成膜装置１００においては、ベントバルブ５０の上流側の圧力（大気圧）とチャンバ１０内の圧力との差圧Ｐ２は、約０．１ＭＰａとなる。したがって、加圧ドライエアの圧力によりベントバルブ５０を閉じようとする力Ｆ２´は、以下の式（３）のようにして計算される。
【００５８】
【数３】
【００５９】
したがって、本実施形態の真空成膜装置１００においては、上記の式（１）及び式（３）より明らかなようにＦ１＞Ｆ２´となるので、ベントバルブ５０が開けなくなるという不都合が解消される。
【００６０】
本実施形態の真空成膜装置１００は、上記のような構成としたため、ベントバルブ５０の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が比較形態の真空成膜装置１０１よりも小さくなるため、ベントバルブ５０が開けなくなるという不都合が解消される。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアを導入することが可能になり、大気圧復帰までにかかる時間が短縮される。あわせて、チャンバ１０内に導入される水分の量が減少されるので、チャンバ１０内の排気時間が短縮される。これにより、成膜の前後の工程にかかる時間が短縮されるので、製品の生産性が向上する。
【００６１】
また、本実施形態の真空成膜装置１００では、ベントバルブ５０としてＬ型バルブを用いたので、チャンバ１０からドライエア供給配管３０への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００６２】
また、ベントバルブ５０としてのＬ型バルブの口径として４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いた場合には、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００６３】
［変形例］
図５は、図３の真空成膜装置の運転方法の変形例を示すフローチャートである。以下、本変形例の運転方法について説明する。
【００６４】
本変形例の運転方法では、図３の運転方法において、ワーク交換前後の工程を変更している。すなわち、本変形例の運転方法においては、大気圧復帰を確認した後の工程が、図３の運転方法と異なっている。
【００６５】
すなわち、ステップＳ２１〜Ｓ２４は、図３のステップＳ１〜Ｓ４と同じである。そして、ストップバルブ４０を閉じ（非連通にし）（ステップＳ２５（工程Ａ））、その後、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ２６（工程Ｂ））。これにより、チャンバ１０へのドライエアの供給が停止される。その後、チャンバ１０内に配設されたワークを交換し（ステップＳ２７）、チャンバの扉を閉じる（ステップＳ２８）。
【００６６】
その後、排気装置１８によってチャンバ１０内を排気する（ステップＳ２９（工程Ｃ））。これにより、チャンバ１０内が成膜可能な所定の圧力になれば、チャンバ１０内においてワークに対する成膜が行われる（ステップ３０（工程Ｄ））。
【００６７】
ワークに対する成膜が完了すれば、ステップＳ２１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップ２１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０には大気圧にほぼ等しいドライエアが封止されているので、上記第１実施形態の場合と同様に、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、ストップバルブ４０を開く（連通にする）（ステップ２２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内にドライエアが通流される。
【００６８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図７は、図６の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。以下、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の真空成膜装置について説明する。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態の真空成膜装置２００では、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０が、並列に、複数（本実施形態では４個）、設けられている。
【００７０】
具体的には、ベントバルブ５０が設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管３０に、分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと、合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとが設けられている。分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとの間は、それぞれ４本のドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで接続されている。各ドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄには、それぞれ第１ストップバルブ４０Ａ、第２ストップバルブ４０Ｂ、第３ストップバルブ４０Ｃ、第４ストップバルブ４０Ｄが設けられている。第１ストップバルブ４０Ａ乃至第４ストップバルブ４０Ｄとしては、第１実施形態で用いたストップバルブを用いることができる。それ以外の構成については、図１の真空成膜装置１００と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態の真空成膜装置２００の運転方法について、図７を参照しながら説明する。この運転方法は、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる（非連通にする）工程Ａと、該工程Ａの後にベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後にチャンバ１０内を排気装置によって排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後にチャンバ１０内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後にベントバルブ５０を開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（連通にする）工程Ｆと、を含んで構成される。ここで、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる場合には、ほぼ同時に閉じることが好ましいが、多少のずれがあってもかまわない。同様に、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く場合には、ほぼ同時に開くことが好ましいが、多少のずれがあってもかまわない。以下では、成膜を行う工程Ｄの完了後を初期状態として説明する。
【００７２】
ドライエア供給源２０を動作させた状態において、ベントバルブ５０を開き（ステップＳ４１（工程Ｅ））、その後、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（ステップＳ４２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。
【００７３】
次に、チャンバ１０に設けられた圧力監視センサ１６を介して、チャンバ１０内が大気圧に復帰したかどうかを確認する（ステップＳ４３）。大気圧に復帰していればチャンバ１０の扉１１を開き（ステップＳ４４）、チャンバ１０内に配設されたワークを交換する（ステップＳ４５）。この場合において、ドライエア供給源２０からチャンバ１０内にドライエアが供給され続ける。
【００７４】
チャンバ１０内に配設されたワークの交換が終了したら、チャンバ１０の扉１１を閉じる（ステップＳ４６）。そして、開閉センサ１５により、チャンバ１０の扉１１が閉じられていることが確認されれば、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる（ステップＳ４７（工程Ａ））。そして、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが閉じられた後に、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ４８（工程Ｂ））。このように、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じ、加圧ドライエアの供給が停止された後にベントバルブ５０を閉じるので、ドライエア供給配管３０におけるベントバルブ５０が配設された部分と各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが配設された部分との間の圧力が大気圧とほぼ等しくなる。
【００７５】
次に、チャンバ１０内を排気装置１８により排気して真空引きする（ステップＳ４９（工程Ｃ））。そして、成膜が可能になる所定の圧力にまでチャンバ１０内が真空引きされると、チャンバ１０内において、ワークに対する成膜が行われる（ステップＳ１０（工程Ｄ））。
【００７６】
ワークに対する成膜が完了すると、ステップＳ４１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップＳ４１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側の圧力が大気圧にほぼ等しくなっているので、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（ステップＳ４２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。以下、上記の工程が繰り返される。
【００７７】
このような構成としても、第１実施形態の真空成膜装置と同様の効果を奏する。
【００７８】
また、このような構成とすると、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄとしてその口径が小さいものを用いた場合においても、複数のストップバルブが設けられているため、加圧ドライエアの流量を低下させることなく、加圧ドライエアをチャンバ１０内に導入することができる。これにより、大気圧復帰までにかかる時間が、より短縮される。したがって、成膜の前後の工程に要する時間が、より短縮されるので、製品の生産性がさらに向上する。
【００７９】
また、ベントバルブ５０としてのＬ型バルブの口径として４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いた場合には、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００８０】
なお、本実施形態の真空成膜装置２００においても、第１実施形態の変形例（図５）と同様の運転方法を行うことが可能である。すなわち、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる工程Ａ及びベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、ワークを交換する工程及びチャンバ扉を閉じる工程とを入れ替えた運転方法としても構わない。このような構成としても、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。
【００８１】
また、本実施形態の真空成膜装置２００においては、ベントバルブ５０の上流のドライエア供給配管に、４個のストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが並列に設けられていた。しかし、設けられるストップバルブの数はこれに限定されない。例えば、２個以上４個以下の範囲で設けることが好ましい。加圧ドライエアの圧力、及びベントバルブ５０の口径等を考慮して、適宜、最適なストップバルブの口径及び数を選択することができる。一例としては、ベントバルブ５０で規制される加圧ドライエアの流量よりも少なくなるよう、ストップバルブの口径及び個数を選択することができる。
【００８２】
なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態の真空成膜装置に用いたストップバルブ４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄのかわりに、切替バルブを用いることも可能である。切替バルブは、ドライエア供給配管３０を通じてベントバルブ５０をドライエア供給源２０と大気とに択一的に連通させる。
【００８３】
このような構成とすると、チャンバ１０内にドライエアを供給する前に、ベントバルブ５０の連通先をドライエア供給源２０から大気に切り替える際に、ドライエア供給配管３０における切替バルブの配設された部分と、ベントバルブ５０が配設された部分との間に切替バルブによって大気が導入されるため、チャンバ１０内にドライエアのみならず通常の大気も導入されることになる。したがって、加圧ドライエアのみを導入した場合に比べると、その後のチャンバ１０内の排気に時間がかかる可能性があるが、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図９は、図８の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。なお、図８においては、各空気導入バルブを動作させるソレノイドバルブの図示を省略している。以下、図８及び図９を参照しながら、本実施形態の真空成膜装置について説明する。
【００８５】
本実施形態の真空成膜装置３００においては、空気導入バルブとしてのベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが並列に複数（本実施形態では４個）、設けられている。
【００８６】
具体的には、レギュレータ３２が設けられた位置よりも下流のドライエア供給配管３０に、分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと、合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとが設けられている。分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとの間は、それぞれ４本のドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで接続されている。各ドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄには、それぞれ第１ベントバルブ５０Ａ、第２ベントバルブ５０Ｂ、第３ベントバルブ５０Ｃ、第４ベントバルブ５０Ｄが設けられている。第１ベントバルブ５０Ａ、第２ベントバルブ５０Ｂ、第３ベントバルブ５０Ｃ、第４ベントバルブ５０Ｄとしては、第１実施形態と同様に、それぞれＬ型バルブが用いられる。ここで、Ｌ型バルブの口径は、第１実施形態で用いたＬ型バルブの口径よりも小さいものを用いることができる。具体的には、本実施形態における各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの口径は、１インチ以上２インチ以下の範囲であることが好ましい。
【００８７】
また、本実施形態の真空成膜装置３００においては、各ベントバルブが設けられた位置よりも上流側のドライエア供給配管３０に、ストップバルブが配設されていない。それ以外の構成については、第１実施形態又は第２実施形態の真空成膜装置と同様である。
【００８８】
次に、本実施形態の真空成膜装置３００の運転方法について、図９を参照しながら説明する。本実施形態の真空成膜装置３００においてはストップバルブが配設されていないので、本実施形態の真空成膜装置３００の運転方法においては、ストップバルブを開閉する工程が省略されている。また、ベントバルブが複数設けられているので、ベントバルブを開く工程においては、各ベントバルブをほぼ同時に開くようにする（ステップＳ６１）。同様に、ベントバルブを閉じる工程においては、各ベントバルブをほぼ同時に閉じるようにする（ステップＳ６６）。それ以外の工程については、第１実施形態の真空成膜装置の運転方法（図３）と同様である。
【００８９】
このような構成とすると、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの口径を小さくすることにより弁板（弁体）にかかる圧力が小さくなるので、加圧ドライエアによって印加される圧力により各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが開けなくなるという不都合が解消される。また、チャンバ１０内に加圧ドライエアを複数のベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを介して供給するので、加圧ドライエアの流量を低下させることなく、加圧ドライエアをチャンバ１０内に導入することができる。これにより、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間が、より短縮される。
【００９０】
また、本実施形態の真空成膜装置３００においては、ドライエア供給配管３０に、４個のベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが並列に設けられていた。しかし、設けられるベントバルブの数はこれに限定されない。具体的には、加圧ドライエアの圧力、及びベントバルブの口径等を考慮して、適宜、最適なベントバルブの個数を選択することができる。例えば、２個以上４個以下の範囲で設けることが好ましい。
【００９１】
なお、本実施形態の真空成膜装置３００においても、第１実施形態の変形例（図５）と同様の運転方法を行うことが可能である。すなわち、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを閉じる工程と、ワークを交換する工程及びチャンバ扉を閉じる工程とを入れ替えた運転方法としても構わない。このような構成としても、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを容易に開くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法は、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮できる真空成膜装置及びその運転方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図２】図１の真空成膜装置の空気導入バルブの構成を示す断面図である。
【図３】図１の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【図４】比較形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図５】図３の真空成膜装置の運転方法の変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図７】図６の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図９】図８の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１０ チャンバ
１１ チャンバの扉
１５ 開閉センサ
１６ 圧力監視センサ
１８ 排気装置
２０ ドライエア供給源
２１ エアドライア
２２ リザーバタンク
２５，７５ エアコンプレッサ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ ドライエア供給配管
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ 分岐部
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ 合流部
３１ フィルタ
３２ レギュレータ
４０ ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ａ 第１ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｂ 第２ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｃ 第３ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｄ 第４ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
５０ ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ａ 第１ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｂ 第２ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｃ 第３ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｄ 第４ベントバルブ（空気導入バルブ）
５１ 本体部
５１ａ 蓋体
５１ｂ 貫通孔
５２ ピストンロッド
５３ エアシリンダ
５４ 弁板
５５ ピストン
５６ ガス入口
５７ 弁座
５７ａ 着座面
５８ ガス出口
６０ エア配管
７０ ソレノイドバルブ
８０ 制御装置
１００，１０１，２００，３００ 真空成膜装置
ｄ１ ピストンの直径
ｄ２ ピストンロッドの直径
ｄ３ ガス出口（ガス入口）の口径
Ｆ１ ベントバルブを開放しようとする力（エアシリンダの駆動推力）
Ｆ２ ベントバルブを閉じようとする力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法に係り、特に、真空成膜装置の成膜用のチャンバを真空状態から大気圧に復帰させるときの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空成膜装置において真空容器に対し被処理物を搬出及び搬入した後に成膜する際には、真空容器を大気開放した後に排気をする必要がある。しかし、真空容器を大気開放すると水分が含まれた大気が真空容器内に入り込むため、この水分を除去するために排気時間が長くなるという問題があった。そこで、真空容器を大気開放する際に、大気よりも水分濃度の小さいガス（以下、ドライエアという）を真空容器内に導入すると共に、外部の空気が真空容器の開口部からその内部に進入することを妨げるような方向にガスの流れを形成した真空装置が開示されている（特許文献１参照）。この真空装置によると、大気開放後の排気時間が短縮される。
【特許文献１】特開平６−３１１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成においては、真空容器内が大気圧に復帰するまでの時間については全く言及しておらず、真空容器内が大気圧に復帰するまでに時間がかかるという課題が未解決のままであった。
【０００４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮することが可能な真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、上記課題を解決するために、本発明の真空成膜装置は、その内部で成膜を行うためのチャンバと、該チャンバの内部を排気する排気装置と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、該ドライエア供給配管に設けられた空気導入バルブと、該空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、該ドライエア供給配管を連通及び非連通にする（以下、単に、連通及び非連通にするという）連通／非連通バルブと、を備える。
【０００６】
このような構成とすると、チャンバに加圧ドライエアを空気導入バルブを介して供給するので、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮することができる。この場合において、加圧ドライエアをチャンバに流した状態で連通／非連通バルブを非連通にした（閉止した）後、空気導入バルブを閉止することにより、ドライエア供給配管における空気導入バルブが設けられた部分とストップバルブが設けられた部分との間にほぼ大気圧に等しいドライエアを封止することができるので、チャンバ内に加圧ドライエアの供給を開始する場合において、加圧ドライエアによって印加される圧力により空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。
【０００７】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられていてもよい。
【０００８】
このような構成とすると、たとえ連通／非連通バルブとして口径の小さいものを用いたとしても、複数の連通／非連通バルブにより加圧ドライエアを供給するため、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。これにより、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【０００９】
本発明の真空成膜装置においては、前記空気導入バルブがＬ型バルブであってもよい。
【００１０】
このような構成とすると、チャンバからドライエア供給配管への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００１１】
本発明の真空成膜装置においては、前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすると、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００１３】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブがストップバルブであってもよい。
【００１４】
本発明の真空成膜装置においては、前記連通／非連通バルブが切替バルブであってもよい。
【００１５】
本発明の真空成膜装置は、その内部で成膜を行うためのチャンバと、該チャンバの内部を排気する排気装置と、加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、該ドライエア供給配管に並列に設けられた、複数の空気導入バルブと、を備える。
【００１６】
この場合には、空気導入バルブの口径を小さくすることが可能になる。具体的には、複数の空気導入バルブを設ける場合、空気導入バルブとして、口径が１インチ以上２インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。このような構成とすると、空気導入バルブの弁板（弁体）にかかる圧力が小さくなるので、加圧ドライエアによって印加される圧力により空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。また、チャンバ内に加圧ドライエアを複数の空気導入バルブを介して供給するので、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。したがって、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をより短縮することができる。
【００１７】
本発明の真空成膜装置の運転方法は、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、ドライエア供給配管を連通及び非連通にする連通／非連通バルブを備えた真空成膜装置の運転方法であって、前記空気導入バルブを開きかつ前記連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に前記連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する。
【００１８】
このような構成とすると、ドライエア供給配管における空気導入バルブが設けられた部分とストップバルブが設けられた部分との間にほぼ大気圧に等しいドライエアを封止するので、加圧ドライエアにより空気導入バルブにかかる圧力が低減され、空気導入バルブが開けなくなるという不都合が解消される。
【００１９】
また、本発明の真空成膜装置の運転方法は、前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられた真空成膜装置の運転方法であって、前記空気導入バルブを開きかつ前記複数の連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記複数の連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に前記複数の連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する。
【００２０】
このような構成とすると、たとえ連通／非連通バルブとして口径の小さいものを用いたとしても、複数の連通／非連通バルブにより加圧ドライエアを供給するため、加圧ドライエアの全体での流量を確保することができる。これにより、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００２１】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記空気導入バルブがＬ型バルブであってもよい。
【００２２】
このような構成とすると、チャンバからドライエア供給配管への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００２３】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすると、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００２５】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記連通／非連通バルブがストップバルブであってもよい。
【００２６】
本発明の真空成膜装置の運転方法においては、前記連通／非連通バルブが切替バルブであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法は、上記のような構成としたため、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図２は、図１の真空成膜装置の空気導入バルブの構成を示す断面図である。図３は、図１の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。以下、図１乃至図３を参照しながら、本実施形態に係る真空成膜装置について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の真空成膜装置１００は、チャンバ１０と、このチャンバ１０にドライエアを供給するためのドライエア供給源２０と、チャンバ１０とドライエア供給源２０とを接続するドライエア供給配管３０とを備えている。
【００３１】
チャンバ１０は、ワーク（被処理物、図示せず）を搬入及び搬出するための扉１１を備えている。チャンバ１０には、扉１１が開いているか閉じているかを検知する開閉センサ１５と、チャンバ１０内の圧力を測定する圧力監視センサ１６と、チャンバ１０の内部を排気する排気装置１８とが設けられている。排気装置１８は、例えば、真空ポンプで構成される。
【００３２】
真空成膜装置１００は、ここでは蒸着装置であり、チャンバ１０の内部には、ワークを保持するためのワークホルダ（図示せず）と蒸発源（図示せず）とが配設されている。蒸発源は、成膜材料を蓄積し、これをチャンバ１０内に蒸発させる。蒸発源から蒸散した成膜材料によって、ワークに膜が形成される。
【００３３】
ドライエア供給源２０は、エアドライア２１とリザーバタンク２２とを備えている。エアドライア２１には、エアコンプレッサ２５が接続されている。エアコンプレッサ２５は、所定の圧力のエアを供給する。エアドライア２１は、エアコンプレッサ２５から送出された加圧エア（例えば、工場エア）を除湿する。リザーバタンク２２は、除湿されたエア（加圧ドライエア）を蓄積する。
【００３４】
ドライエア供給配管３０には、その上流側から順に、フィルタ３１と、レギュレータ３２と、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０と、空気導入バルブとしてのベントバルブ５０と、が配設されている。ドライエア供給配管３０の上流端は、リザーバタンク２２に接続されている。
【００３５】
ドライエア供給源２０からドライエア供給配管３０に送出されたドライエアは、ドライエア供給配管３０を通流する過程でフィルタ３１により濾過される。これにより、ドライエア中に含まれる粉塵等が除去される。
【００３６】
このように濾過されたドライエアの圧力が、ドライエア供給配管３０に配設されたレギュレータ３２により調整される。ここでは、ドライエアの圧力は、０．２ＭＰａに設定されている。このようにして所定の圧力に調整された加圧ドライエアが、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０及び空気導入バルブとしてのベントバルブ５０を介してチャンバ１０に導入される。
【００３７】
ドライエア供給配管３０には、空気導入バルブが配設されている。本発明において、空気導入バルブとは、チャンバ１０内に空気を導入するためのバルブをいう。空気導入バルブには、短時間で大量の気体をチャンバ１０内に導入することが可能なことが要求され、そのような要求を満たすことが可能な構造を備えている。空気導入バルブとして、本実施形態では、図２に示すようなＬ型バルブからなるベントバルブ５０が用いられている。なお、図２においては、説明の便宜上、上下それぞれの方向を記載している。ベントバルブ５０は、筒状の本体部５１と、エアシリンダ５３とを備えている。筒状の本体部５１の周面（側面）には、加圧ドライエアが流入するガス入口５６が形成されている。本体部５１の下端面には、加圧ドライエアが流出するガス出口５８が形成されている。ガス入口５６は、ドライエア供給源２０側のドライエア供給配管３０に接続されている（図１参照）。ガス出口５８は、チャンバ１０側のドライエア供給配管３０に接続されている（図１参照）。ガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３は、大量の空気（ここではドライエア）を短時間で導入可能なように、可能な限り大きいことが好ましく、本実施形態では、０．１４メートルである。実用上は、ベントバルブ５０としては、ガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３が、４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いることができる。また、ガス出口５８の上端部（本体部５１の内部側の端部）には、弁板（弁体）５４が着座する（当接する）環状の平坦な着座面５７ａを有する弁座５７が形成されている。
【００３８】
筒状の本体部５１の上端は板状の蓋体５１ａによって閉鎖されている。蓋体５１ａのほぼ中心には、貫通孔５１ｂが形成されている。そして、蓋体５１ａの上にエアシリンダ５３が配設されている。エアシリンダ５３はその中心軸（図示せず）が筒状の本体部５１の軸方向に沿うように配設され、かつそのピストンロッド５２が本体部５１の蓋体５１ａの貫通孔５１ｂに挿通されるようにして配設されている。ピストンロッド５２は、蓋体５１ａに対し軸方向に気密的に摺動自在なように貫通孔５１ｂに挿通されている。ピストンロッド５２の先端（下端）には、ピストンロッド５２の軸方向に垂直な方向（水平方向）に延在するように弁板５４が設けられている。弁板５４は、ピストン５５の上下方向の進退に伴って下降及び上昇する。弁板５４が下降して本体部５１の弁座５７に着座（当接）すると、ガス出口５８が閉止される。弁板５４が上昇して弁座５７から離座するとガス出口５８が開放される。このような構成によれば、空気がそれぞれ流入及び流出する本体部５１のガス入口５６及びガス出口５８の口径が大きく、しかも、ガス出口５８を開放する（ベントバルブ５０を開く）場合に、弁板５４が弁座５７の着座面５７ａに対し垂直な方向に離脱するので、ベントバルブ５０の開度がこの弁板５４の着座面５７ａからの離脱とほぼ同時に１００％となる。このため、短時間で大量のドライエアをチャンバ１０に導入することができる。その一方、ベントバルブ５０を開放する場合には、弁板５４には本体部５１内のドライエアとチャンバ１０内の圧力との差圧がかかる。この場合、ガス出口５８の口径が大きいことからこれに比例して弁板５４の面積が大きくなり、この面積に比例して弁板５４にかかる押圧力も大きくなる。しかも、弁板５４を離座させるためには、押圧力と逆方向に弁板５４に対しこれを引き上げるための引き上げ力を作用させなければならない。このため、本体部５１内のドライエアとチャンバ１０内の圧力との差圧が大きいと、後述するように、弁板５４に対しこれを閉じる方向にかかる押圧力（Ｆ２）がピストン５５によって弁板５４を引き上げる力（Ｆ１）よりも大きくなって、ガス出口５８が開かなくなる。この対策については後述する。
【００３９】
エアシリンダ５３にはエア配管６０を通じてエアコンプレッサ７５が接続されている。エア配管６０の途中にはソレノイドバルブ７０が設けられていて、このソレノイドバルブ７０により、エアコンプレッサ７５からエアシリンダ５３に供給する加圧エア（例えば、工場エア）を制御することにより、エアシリンダ５３のピストンロッド５２の進退、ひいては弁板５４の昇降が制御される。ソレノイドバルブ７０の制御動作は、後述する制御装置８０によって制御される。
【００４０】
ドライエア供給配管３０のベントバルブ５０の配設された部分の上流側には、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０が配設されている。本発明において、ストップバルブ４０とは、完全閉止が可能な開閉弁をいう。ストップバルブ４０は、完全閉止を重視する構造上、ベントバルブ５０に比べてそのガス出口の口径が小さく、従って、ベントバルブ５０に比べて、閉止状態から開放状態に移行するよう弁体を移動させるのに大きな力を必要とはしない。ストップバルブ４０としては、例えば、弁体がダイヤフラムであるダイヤフラムバルブ、弁体が棒であるニードルバルブ等が用いられる。本実施形態では、ストップバルブ４０としては、該ストップバルブ４０の上流と下流との差圧が０．２ＭＰａ以上であっても開閉可能なものが用いられる。
【００４１】
本実施形態の真空成膜装置１００は、制御装置８０を備えている。制御装置８０には、開閉センサ１５、圧力監視センサ１６の検出情報が入力されている。制御装置８０は、これらの検出情報を含む所要の情報に基づいて、ストップバルブ４０、ベントバルブ５０、ソレノイドバルブ７０を含む真空成膜装置１００の所要の構成要素を制御する。制御装置８０は、マイコン等の演算装置で構成されている。ここで、本明細書においては、制御装置とは、単独の制御装置だけでなく、複数の制御装置が協働して制御を実行する制御装置群をも意味する。よって、制御装置８０は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して真空成膜装置１００の動作を制御するよう構成されていてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の真空成膜装置１００の運転方法について、図３を参照しながら説明する。この運転方法は、ストップバルブ４０を閉じる（非連通にする）工程Ａと、該工程Ａの後にベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後にチャンバ１０内を排気装置によって排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後にチャンバ１０内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後にベントバルブ５０を開く工程Ｅと、該工程Ｅの後にストップバルブ４０を開く（連通にする）工程Ｆとを含んで構成される。以下では、成膜を行う工程Ｄの完了後を初期状態として説明する。なお、真空成膜装置１００の制御は制御装置８０によって行われる。
【００４３】
ドライエア供給源２０を動作させた状態において、ベントバルブ５０を開き（ステップＳ１（工程Ｅ））、その後、ストップバルブ４０を開く（ステップＳ２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。
【００４４】
次に、チャンバ１０に設けられた圧力監視センサ１６を介して、チャンバ１０内が大気圧に復帰したかどうかを確認する（ステップＳ３）。大気圧に復帰していればチャンバ１０の扉１１を開き（ステップＳ４）、チャンバ１０内に配設されたワークを交換する（ステップＳ５）。この場合において、ドライエア供給源２０からチャンバ１０内にドライエアが供給され続ける。
【００４５】
チャンバ１０内に配設されたワークの交換が終了したら、チャンバ１０の扉１１を閉じる（ステップＳ６）。そして、開閉センサ１５により、チャンバ１０の扉１１が閉じられていることが確認されれば、ストップバルブ４０を閉じる（ステップＳ７（工程Ａ））。そして、ストップバルブ４０が閉じられた後に、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ８（工程Ｂ））。このように、ストップバルブ４０を閉止することによって加圧ドライエアの供給が停止された後に、ベントバルブ５０を閉じるので、ドライエア供給配管３０におけるベントバルブ５０が配設された部分とストップバルブ４０が配設された部分との間にドライエアが封止され、かつこのドライエアの圧力が大気圧とほぼ等しくなる。
【００４６】
次に、チャンバ１０内を排気装置１８により排気して真空引きする（ステップＳ９（工程Ｃ））。そして、成膜が可能になる所定の圧力にまでチャンバ１０内が真空引きされると、チャンバ１０内において、ワークに対する成膜が行われる（ステップＳ１０（工程Ｄ））。
【００４７】
ワークに対する成膜が完了すると、ステップＳ１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップＳ１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０には大気圧にほぼ等しいドライエアが封止されているので、次に説明するように、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、ストップバルブ４０を開く（ステップＳ２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。以下、上記の工程が繰り返される。
【００４８】
次に、本発明の効果の理解を容易にするため、本発明を比較形態と比較して説明する。
【００４９】
図４は、比較形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。以下、図４を参照しながら、本比較形態の真空成膜装置について説明する。
【００５０】
本比較形態の真空成膜装置１０１においては、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０にストップバルブが設けられていない。それ以外の構成については、第１実施形態の真空成膜装置１００の構成と同様である。
【００５１】
以下、本実施形態の真空成膜装置１００について、比較形態の真空成膜装置１０１と対比しながら詳細な検討を行う。
【００５２】
本実施形態の真空成膜装置１００及び比較形態の真空成膜装置１０１においては、エアシリンダ５３の駆動圧力Ｐ１を０．４ＭＰａとした。また、前述のとおり、ベントバルブ５０として、そのガス入口５６及びガス出口５８の口径ｄ３が０．１４メートル、ピストン５５の直径ｄ１が０．１０メートル、ピストンロッド５２の直径ｄ２が０．０３メートルのものを用いた。この場合において、ベントバルブ５０をエアシリンダ５３によって開放しようとする力（エアシリンダ５３の理論推力）Ｆ１は、以下の式（１）のようにして計算される。
【００５３】
【数１】
【００５４】
一方、ドライエア供給源２０からチャンバ１０に供給される加圧ドライエアの供給圧力をレギュレータ３２により０．２ＭＰａに設定した。また、チャンバ１０内の圧力はマイナス０．１ＭＰａに設定した。比較形態の真空成膜装置１０１においては、加圧ドライエアの圧力とチャンバ１０内の圧力との差圧Ｐ２である０．３ＭＰａが、ベントバルブ５０にかかる。したがって、比較形態の真空成膜装置１０１において、加圧ドライエアの圧力によりベントバルブ５０を閉じようとする力Ｆ２は、以下の式（２）のようにして計算される。
【００５５】
【数２】
【００５６】
比較形態の真空成膜装置１０１においては、上記の式（１）及び式（２）より明らかなようにＦ１＜Ｆ２となって、ベントバルブ５０を開くことができなくなるという問題が生じる。
【００５７】
一方、本実施形態の真空成膜装置１００においては、ベントバルブ５０の上流側の圧力（大気圧）とチャンバ１０内の圧力との差圧Ｐ２は、約０．１ＭＰａとなる。したがって、加圧ドライエアの圧力によりベントバルブ５０を閉じようとする力Ｆ２´は、以下の式（３）のようにして計算される。
【００５８】
【数３】
【００５９】
したがって、本実施形態の真空成膜装置１００においては、上記の式（１）及び式（３）より明らかなようにＦ１＞Ｆ２´となるので、ベントバルブ５０が開けなくなるという不都合が解消される。
【００６０】
本実施形態の真空成膜装置１００は、上記のような構成としたため、ベントバルブ５０の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が比較形態の真空成膜装置１０１よりも小さくなるため、ベントバルブ５０が開けなくなるという不都合が解消される。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアを導入することが可能になり、大気圧復帰までにかかる時間が短縮される。あわせて、チャンバ１０内に導入される水分の量が減少されるので、チャンバ１０内の排気時間が短縮される。これにより、成膜の前後の工程にかかる時間が短縮されるので、製品の生産性が向上する。
【００６１】
また、本実施形態の真空成膜装置１００では、ベントバルブ５０としてＬ型バルブを用いたので、チャンバ１０からドライエア供給配管３０への成膜材料の流入が抑制される。したがって、付着した成膜材料からの放出ガスによる膜性能の低下を低減することができると共に、メンテナンス性が向上する。
【００６２】
また、ベントバルブ５０としてのＬ型バルブの口径として４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いた場合には、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００６３】
［変形例］
図５は、図３の真空成膜装置の運転方法の変形例を示すフローチャートである。以下、本変形例の運転方法について説明する。
【００６４】
本変形例の運転方法では、図３の運転方法において、ワーク交換前後の工程を変更している。すなわち、本変形例の運転方法においては、大気圧復帰を確認した後の工程が、図３の運転方法と異なっている。
【００６５】
すなわち、ステップＳ２１〜Ｓ２４は、図３のステップＳ１〜Ｓ４と同じである。そして、ストップバルブ４０を閉じ（非連通にし）（ステップＳ２５（工程Ａ））、その後、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ２６（工程Ｂ））。これにより、チャンバ１０へのドライエアの供給が停止される。その後、チャンバ１０内に配設されたワークを交換し（ステップＳ２７）、チャンバの扉を閉じる（ステップＳ２８）。
【００６６】
その後、排気装置１８によってチャンバ１０内を排気する（ステップＳ２９（工程Ｃ））。これにより、チャンバ１０内が成膜可能な所定の圧力になれば、チャンバ１０内においてワークに対する成膜が行われる（ステップ３０（工程Ｄ））。
【００６７】
ワークに対する成膜が完了すれば、ステップＳ２１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップ２１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側のドライエア供給配管３０には大気圧にほぼ等しいドライエアが封止されているので、上記第１実施形態の場合と同様に、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、ストップバルブ４０を開く（連通にする）（ステップ２２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内にドライエアが通流される。
【００６８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図７は、図６の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。以下、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の真空成膜装置について説明する。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態の真空成膜装置２００では、連通／非連通バルブとしてのストップバルブ４０が、並列に、複数（本実施形態では４個）、設けられている。
【００７０】
具体的には、ベントバルブ５０が設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管３０に、分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと、合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとが設けられている。分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとの間は、それぞれ４本のドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで接続されている。各ドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄには、それぞれ第１ストップバルブ４０Ａ、第２ストップバルブ４０Ｂ、第３ストップバルブ４０Ｃ、第４ストップバルブ４０Ｄが設けられている。第１ストップバルブ４０Ａ乃至第４ストップバルブ４０Ｄとしては、第１実施形態で用いたストップバルブを用いることができる。それ以外の構成については、図１の真空成膜装置１００と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態の真空成膜装置２００の運転方法について、図７を参照しながら説明する。この運転方法は、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる（非連通にする）工程Ａと、該工程Ａの後にベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、該工程Ｂの後にチャンバ１０内を排気装置によって排気する工程Ｃと、該工程Ｃの後にチャンバ１０内において成膜を行う工程Ｄと、該工程Ｄの後にベントバルブ５０を開く工程Ｅと、該工程Ｅの後に各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（連通にする）工程Ｆと、を含んで構成される。ここで、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる場合には、ほぼ同時に閉じることが好ましいが、多少のずれがあってもかまわない。同様に、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く場合には、ほぼ同時に開くことが好ましいが、多少のずれがあってもかまわない。以下では、成膜を行う工程Ｄの完了後を初期状態として説明する。
【００７２】
ドライエア供給源２０を動作させた状態において、ベントバルブ５０を開き（ステップＳ４１（工程Ｅ））、その後、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（ステップＳ４２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。
【００７３】
次に、チャンバ１０に設けられた圧力監視センサ１６を介して、チャンバ１０内が大気圧に復帰したかどうかを確認する（ステップＳ４３）。大気圧に復帰していればチャンバ１０の扉１１を開き（ステップＳ４４）、チャンバ１０内に配設されたワークを交換する（ステップＳ４５）。この場合において、ドライエア供給源２０からチャンバ１０内にドライエアが供給され続ける。
【００７４】
チャンバ１０内に配設されたワークの交換が終了したら、チャンバ１０の扉１１を閉じる（ステップＳ４６）。そして、開閉センサ１５により、チャンバ１０の扉１１が閉じられていることが確認されれば、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる（ステップＳ４７（工程Ａ））。そして、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが閉じられた後に、ベントバルブ５０を閉じる（ステップＳ４８（工程Ｂ））。このように、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じ、加圧ドライエアの供給が停止された後にベントバルブ５０を閉じるので、ドライエア供給配管３０におけるベントバルブ５０が配設された部分と各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが配設された部分との間の圧力が大気圧とほぼ等しくなる。
【００７５】
次に、チャンバ１０内を排気装置１８により排気して真空引きする（ステップＳ４９（工程Ｃ））。そして、成膜が可能になる所定の圧力にまでチャンバ１０内が真空引きされると、チャンバ１０内において、ワークに対する成膜が行われる（ステップＳ１０（工程Ｄ））。
【００７６】
ワークに対する成膜が完了すると、ステップＳ４１に戻り、ベントバルブ５０を開く（ステップＳ４１（工程Ｅ））。このとき、ベントバルブ５０の上流側の圧力が大気圧にほぼ等しくなっているので、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。次に、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを開く（ステップＳ４２（工程Ｆ））。これにより、チャンバ１０内に加圧ドライエアが通流される。以下、上記の工程が繰り返される。
【００７７】
このような構成としても、第１実施形態の真空成膜装置と同様の効果を奏する。
【００７８】
また、このような構成とすると、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄとしてその口径が小さいものを用いた場合においても、複数のストップバルブが設けられているため、加圧ドライエアの流量を低下させることなく、加圧ドライエアをチャンバ１０内に導入することができる。これにより、大気圧復帰までにかかる時間が、より短縮される。したがって、成膜の前後の工程に要する時間が、より短縮されるので、製品の生産性がさらに向上する。
【００７９】
また、ベントバルブ５０としてのＬ型バルブの口径として４インチ（約０．１０メートル）以上６インチ（約０．１５メートル）以下の範囲のものを用いた場合には、加圧ドライエアの流量を多く確保することができ、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間をさらに短縮することができる。
【００８０】
なお、本実施形態の真空成膜装置２００においても、第１実施形態の変形例（図５）と同様の運転方法を行うことが可能である。すなわち、各ストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを閉じる工程Ａ及びベントバルブ５０を閉じる工程Ｂと、ワークを交換する工程及びチャンバ扉を閉じる工程とを入れ替えた運転方法としても構わない。このような構成としても、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。
【００８１】
また、本実施形態の真空成膜装置２００においては、ベントバルブ５０の上流のドライエア供給配管に、４個のストップバルブ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが並列に設けられていた。しかし、設けられるストップバルブの数はこれに限定されない。例えば、２個以上４個以下の範囲で設けることが好ましい。加圧ドライエアの圧力、及びベントバルブ５０の口径等を考慮して、適宜、最適なストップバルブの口径及び数を選択することができる。一例としては、ベントバルブ５０で規制される加圧ドライエアの流量よりも少なくなるよう、ストップバルブの口径及び個数を選択することができる。
【００８２】
なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態の真空成膜装置に用いたストップバルブ４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄのかわりに、切替バルブを用いることも可能である。切替バルブは、ドライエア供給配管３０を通じてベントバルブ５０をドライエア供給源２０と大気とに択一的に連通させる。
【００８３】
このような構成とすると、チャンバ１０内にドライエアを供給する前に、ベントバルブ５０の連通先をドライエア供給源２０から大気に切り替える際に、ドライエア供給配管３０における切替バルブの配設された部分と、ベントバルブ５０が配設された部分との間に切替バルブによって大気が導入されるため、チャンバ１０内にドライエアのみならず通常の大気も導入されることになる。したがって、加圧ドライエアのみを導入した場合に比べると、その後のチャンバ１０内の排気に時間がかかる可能性があるが、ベントバルブ５０を容易に開くことができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。図９は、図８の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。なお、図８においては、各空気導入バルブを動作させるソレノイドバルブの図示を省略している。以下、図８及び図９を参照しながら、本実施形態の真空成膜装置について説明する。
【００８５】
本実施形態の真空成膜装置３００においては、空気導入バルブとしてのベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが並列に複数（本実施形態では４個）、設けられている。
【００８６】
具体的には、レギュレータ３２が設けられた位置よりも下流のドライエア供給配管３０に、分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと、合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとが設けられている。分岐部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと合流部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとの間は、それぞれ４本のドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで接続されている。各ドライエア供給配管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄには、それぞれ第１ベントバルブ５０Ａ、第２ベントバルブ５０Ｂ、第３ベントバルブ５０Ｃ、第４ベントバルブ５０Ｄが設けられている。第１ベントバルブ５０Ａ、第２ベントバルブ５０Ｂ、第３ベントバルブ５０Ｃ、第４ベントバルブ５０Ｄとしては、第１実施形態と同様に、それぞれＬ型バルブが用いられる。ここで、Ｌ型バルブの口径は、第１実施形態で用いたＬ型バルブの口径よりも小さいものを用いることができる。具体的には、本実施形態における各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの口径は、１インチ以上２インチ以下の範囲であることが好ましい。
【００８７】
また、本実施形態の真空成膜装置３００においては、各ベントバルブが設けられた位置よりも上流側のドライエア供給配管３０に、ストップバルブが配設されていない。それ以外の構成については、第１実施形態又は第２実施形態の真空成膜装置と同様である。
【００８８】
次に、本実施形態の真空成膜装置３００の運転方法について、図９を参照しながら説明する。本実施形態の真空成膜装置３００においてはストップバルブが配設されていないので、本実施形態の真空成膜装置３００の運転方法においては、ストップバルブを開閉する工程が省略されている。また、ベントバルブが複数設けられているので、ベントバルブを開く工程においては、各ベントバルブをほぼ同時に開くようにする（ステップＳ６１）。同様に、ベントバルブを閉じる工程においては、各ベントバルブをほぼ同時に閉じるようにする（ステップＳ６６）。それ以外の工程については、第１実施形態の真空成膜装置の運転方法（図３）と同様である。
【００８９】
このような構成とすると、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄの口径を小さくすることにより弁板（弁体）にかかる圧力が小さくなるので、加圧ドライエアによって印加される圧力により各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが開けなくなるという不都合が解消される。また、チャンバ１０内に加圧ドライエアを複数のベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを介して供給するので、加圧ドライエアの流量を低下させることなく、加圧ドライエアをチャンバ１０内に導入することができる。これにより、チャンバ１０内を大気圧に復帰させるまでの時間が、より短縮される。
【００９０】
また、本実施形態の真空成膜装置３００においては、ドライエア供給配管３０に、４個のベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが並列に設けられていた。しかし、設けられるベントバルブの数はこれに限定されない。具体的には、加圧ドライエアの圧力、及びベントバルブの口径等を考慮して、適宜、最適なベントバルブの個数を選択することができる。例えば、２個以上４個以下の範囲で設けることが好ましい。
【００９１】
なお、本実施形態の真空成膜装置３００においても、第１実施形態の変形例（図５）と同様の運転方法を行うことが可能である。すなわち、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを閉じる工程と、ワークを交換する工程及びチャンバ扉を閉じる工程とを入れ替えた運転方法としても構わない。このような構成としても、各ベントバルブ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを容易に開くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法は、チャンバ内を大気圧に復帰させるまでの時間を短縮できる真空成膜装置及びその運転方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図２】図１の真空成膜装置の空気導入バルブの構成を示す断面図である。
【図３】図１の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【図４】比較形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図５】図３の真空成膜装置の運転方法の変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図７】図６の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す配管図である。
【図９】図８の真空成膜装置の運転方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１０ チャンバ
１１ チャンバの扉
１５ 開閉センサ
１６ 圧力監視センサ
１８ 排気装置
２０ ドライエア供給源
２１ エアドライア
２２ リザーバタンク
２５，７５ エアコンプレッサ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ ドライエア供給配管
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ 分岐部
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ 合流部
３１ フィルタ
３２ レギュレータ
４０ ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ａ 第１ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｂ 第２ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｃ 第３ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
４０Ｄ 第４ストップバルブ（連通／非連通バルブ）
５０ ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ａ 第１ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｂ 第２ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｃ 第３ベントバルブ（空気導入バルブ）
５０Ｄ 第４ベントバルブ（空気導入バルブ）
５１ 本体部
５１ａ 蓋体
５１ｂ 貫通孔
５２ ピストンロッド
５３ エアシリンダ
５４ 弁板
５５ ピストン
５６ ガス入口
５７ 弁座
５７ａ 着座面
５８ ガス出口
６０ エア配管
７０ ソレノイドバルブ
８０ 制御装置
１００，１０１，２００，３００ 真空成膜装置
ｄ１ ピストンの直径
ｄ２ ピストンロッドの直径
ｄ３ ガス出口（ガス入口）の口径
Ｆ１ ベントバルブを開放しようとする力（エアシリンダの駆動推力）
Ｆ２ ベントバルブを閉じようとする力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部で成膜を行うためのチャンバと、
該チャンバの内部を排気する排気装置と、
加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、
前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、
該ドライエア供給配管に設けられた空気導入バルブと、
該空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、該ドライエア供給配管を連通及び非連通にする（以下、単に、連通及び非連通にするという）連通／非連通バルブと、を備えた、真空成膜装置。
【請求項２】
前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられている、請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記空気導入バルブがＬ型バルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いた、請求項３に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記連通／非連通バルブがストップバルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記連通／非連通バルブが切替バルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項７】
その内部で成膜を行うためのチャンバと、
該チャンバの内部を排気する排気装置と、
加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、
前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、
該ドライエア供給配管に並列に設けられた、複数の空気導入バルブと、を備えた、真空成膜装置。
【請求項８】
請求項１に記載の真空成膜装置の運転方法であって、
前記空気導入バルブを開きかつ前記連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、
該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、
該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、
該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、
該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、
該工程Ｅの後に前記連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する、真空成膜装置の運転方法。
【請求項９】
請求項２に記載の真空成膜装置の運転方法であって、
前記空気導入バルブを開きかつ前記複数の連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記複数の連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、
該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、
該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、
該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、
該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、
該工程Ｅの後に前記複数の連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する、真空成膜装置の運転方法。
【請求項１０】
前記空気導入バルブがＬ型バルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１１】
前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いた、請求項１０に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１２】
前記連通／非連通バルブがストップバルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１３】
前記連通／非連通バルブが切替バルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１】
その内部で成膜を行うためのチャンバと、
該チャンバの内部を排気する排気装置と、
加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、
前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、
該ドライエア供給配管に設けられた空気導入バルブと、
該空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に設けられた、該ドライエア供給配管を連通及び非連通にする（以下、単に、連通及び非連通にするという）連通／非連通バルブと、を備えた、真空成膜装置。
【請求項２】
前記連通／非連通バルブが、前記空気導入バルブが設けられた位置よりも上流のドライエア供給配管に、並列に、複数、設けられている、請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記空気導入バルブがＬ型バルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いた、請求項３に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記連通／非連通バルブがストップバルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記連通／非連通バルブが切替バルブである、請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項７】
その内部で成膜を行うためのチャンバと、
該チャンバの内部を排気する排気装置と、
加圧ドライエアを供給するドライエア供給源と、
前記チャンバと前記ドライエア供給源とを接続するドライエア供給配管と、
該ドライエア供給配管に並列に設けられた、複数の空気導入バルブと、を備えた、真空成膜装置。
【請求項８】
請求項１に記載の真空成膜装置の運転方法であって、
前記空気導入バルブを開きかつ前記連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、
該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、
該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、
該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、
該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、
該工程Ｅの後に前記連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する、真空成膜装置の運転方法。
【請求項９】
請求項２に記載の真空成膜装置の運転方法であって、
前記空気導入バルブを開きかつ前記複数の連通／非連通バルブを連通にし、前記チャンバを開放して、前記チャンバ内を大気圧の状態にしかつ前記ドライエア供給源からドライエアをチャンバ内に流した状態で、前記複数の連通／非連通バルブを非連通にする工程Ａと、
該工程Ａの後に前記空気導入バルブを閉じる工程Ｂと、
該工程Ｂの後に前記真空チャンバ内を排気する工程Ｃと、
該工程Ｃの後に前記真空チャンバ内において成膜を行う工程Ｄと、
該工程Ｄの後に前記空気導入バルブを開く工程Ｅと、
該工程Ｅの後に前記複数の連通／非連通バルブを連通にする工程Ｆと、を有する、真空成膜装置の運転方法。
【請求項１０】
前記空気導入バルブがＬ型バルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１１】
前記Ｌ型バルブとして、その口径が４インチ以上６インチ以下の範囲のものを用いた、請求項１０に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１２】
前記連通／非連通バルブがストップバルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【請求項１３】
前記連通／非連通バルブが切替バルブである、請求項８又は９に記載の真空成膜装置の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２１４６９６（Ｐ２００８−２１４６９６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４１４４（Ｐ２００７−５４１４４）
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]