CN114450514B - 流量调整阀、泵单元以及表面处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流量调整阀、泵单元以及表面处理装置。为了以较高精度对流体的流量进行调整,流量调整阀(150)具备:流路部(151),在一端形成有开口部(152),供流体流动;升降阀(153),能够对开口部(152)的整个区域进行覆盖而将开口部(152)关闭,且能够通过从开口部(152)向开口部(152)的开口方向分离而将开口部(152)打开,并且能够通过使开口方向上的与开口部(152)的距离(d)变化而使与开口部(152)相对的流通面积(DA)变化;以及伺服促动器(160),作为基于规定的检测值使升降阀(153)向开口方向移动的驱动机构。
Description
技术领域
本发明涉及对流体的流量进行调整的流量调整阀、泵单元以及表面处理装置。
背景技术
在以往的表面处理装置中,存在对被处理件进行使用了等离子体的清洗、改性、较薄的金属催化剂层的形成、官能基等表面处理、使用了溅镀装置的溅镀。例如,在专利文献1所记载的等离子体生成装置中,在一个腔室内配置等离子体生成装置以及溅镀装置,针对每个工序使被处理件在腔室内移动,或者将等离子体生成装置、溅镀装置配置到分别不同的腔室内,并使被处理件针对每个工序在腔室间移动。
专利文献1所记载的等离子体生成装置那样的表面处理装置,为了在真空气氛中进行表面处理而具有涡轮分子泵等真空泵,在进行表面处理的真空处理室与真空泵之间配置有对流体的流量进行调整的流量调整阀。配置在真空处理室与真空泵之间的以往的流量调整阀,通过对真空处理室与真空泵之间的通路的开口面积进行调整,能够对真空处理室内的压力进行调节。
例如,在专利文献2所记载的半导体制造装置中,在真空处理室与涡轮分子泵之间配置有蝶阀。该蝶阀为,在真空处理室与涡轮分子泵之间的流路内,使被用作为阀的圆板围绕相对于流路的轴向正交的支轴旋转,由此能够对从真空处理室流向涡轮分子泵的流体的流量进行调整。此外,专利文献3所记载的真空阀为,在真空腔室与涡轮分子泵之间配置有能够对真空腔室与涡轮分子泵之间的流路的开口面积进行调节的阀板。在该真空阀中,通过使阀板向相对于真空腔室与涡轮分子泵之间的流路的方向交叉的方向移动,能够对从真空腔室流向涡轮分子泵的流体的流量进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/159838号
专利文献2:日本特开平8-64578号公报
专利文献3:日本特开2019-124194号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在如蝶阀那样,通过使被用作为阀的圆板在流路内旋转、或者使阀板在相对于流路的方向交叉的方向上移动来对流路的开口面积进行调整的情况下,开口面积的变化量与阀的动作量不成比例,因此难以进行较高精度的开口面积的调整。在该情况下,在流路中流动的流体的流量的调整有可能也难以在较高精度下进行,从调整流量时的精度的观点出发存在改进的余地。
本发明是鉴于上述情况而进行的,其目的在于提供能够以较高精度对流体的流量进行调整的流量调整阀、泵单元以及表面处理装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的,本发明所涉及的流量调整阀具备:流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;以及驱动机构,基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动。
此外,为了解决上述课题并实现目的,本发明所涉及的泵单元具备流量调整阀以及泵,上述流量调整阀具备:流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;以及驱动机构,基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动;上述泵配置在上述流路部中形成有上述开口部的一侧的端部的相反侧,对在上述流路部中流动的流体进行吸引。
此外,为了解决上述课题并实现目的,本发明所涉及的表面处理装置具备流量调整阀、泵以及腔室,上述流量调整阀具备:流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;以及驱动机构,基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动;上述泵配置在上述流路部中形成有上述开口部的一侧的端部的相反侧,对在上述流路部中流动的流体进行吸引;上述腔室能够在内部收容进行表面处理的被处理件,上述开口部对上述腔室开口,上述升降阀配置在上述腔室内,上述驱动机构基于上述腔室内的压力使上述升降阀移动。
发明的效果
本发明所涉及的流量调整阀、泵单元以及表面处理装置,能够发挥能够以较高精度对流体的流量进行调整这样的效果。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的表面处理装置的装置构成的示意图。
图2是图1的A-A截面示意图。
图3是关于位于腔室内的等离子体生成装置与溅镀装置的切换的说明图,且是表示等离子体生成装置位于腔室内的状态的说明图。
图4是关于位于腔室内的等离子体生成装置与溅镀装置的切换的说明图,且是表示溅镀装置位于腔室内的状态的说明图。
图5是图3所示的等离子体生成装置的详细图。
图6是图5的B-B截面图。
图7是图4所示的溅镀装置的详细图。
图8是图7的C-C截面图。
图9是关于图1所示的收容单元、收容单元支承部件以及修正板的说明图,且是等离子体生成装置位于腔室内的状态下的说明图。
图10是关于图1所示的收容单元、收容单元支承部件以及修正板的说明图,且是溅镀装置位于腔室内的状态下的说明图。
图11是图9的D-D截面图。
图12是图10的E-E截面图。
图13是图9所示的收容单元的立体示意图。
图14是表示图11所示的收容单元以及收容单元支承部件摆动的状态的说明图。
图15是表示图12所示的收容单元以及收容单元支承部件摆动的状态的说明图。
图16是图1所示的泵单元的详细图。
图17是从图16的F-F方向观察的升降轴、涡轮千斤顶部的详细图。
图18是图16的截面示意图。
图19是图18的K-K向视图。
图20是表示图18所示升降阀将开口部打开的状态的说明图。
图21是表示在图1所示的收容单元中收容了被处理件W的状态的说明图。
图22是表示在实施方式所涉及的表面处理装置中进行被处理件W的表面处理时的顺序的流程图。
图23是表示升降阀和安装凸缘的距离与流通面积之间的关系的说明图。
图24是实施方式所涉及的表面处理装置的变形例,且是关于等离子体生成装置位于腔室内的状态下的修正板的说明图。
图25是图24的J-J截面图。
图26是实施方式所涉及的泵单元的变形例,且是涡轮分子泵的泵凸缘与安装凸缘被共用的情况的说明图。
图27是在关于阀开度与实际排气速度之间的关系的实验中使用的实验装置的示意图。
图28是表示使用图27所示的实验装置进行的排气速度相对于阀开度的实验结果的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本公开所涉及的流量调整阀、泵单元以及表面处理装置的实施方式进行详细说明。此外,不通过该实施方式来限定本发明。此外,下述实施方式中的构成要素,包括本领域技术人员能够置换且容易想到的要素,或实质上相同的要素。
[实施方式]
图1是表示实施方式所涉及的表面处理装置1的装置构成的示意图。图2是图1的A-A截面示意图。此外,在以下的说明中,将表面处理装置1的通常使用状态下的上下方向设为表面处理装置1的上下方向Z来进行说明,将表面处理装置1的通常使用状态下的上侧设为表面处理装置1的上侧、表面处理装置1的通常使用状态下的下侧设为表面处理装置1的下侧来进行说明。此外,将表面处理装置1的通常使用状态下的水平方向在表面处理装置1中也设为水平方向来进行说明。并且,将水平方向中的后述的收容单元支承部件110的摆动轴111的延伸方向设为表面处理装置1的长度方向Y、将与表面处理装置1的高度方向和长度方向的双方正交的方向设为表面处理装置1的宽度方向X来进行说明。
<表面处理装置1的整体构成>
本实施方式所涉及的表面处理装置1具有:形成为在内部能够收容被处理件W(参照图21)的腔室10;对被处理件W进行表面处理的第1处理装置即等离子体生成装置40;对被处理件W进行与第1处理装置不同的表面处理的第2处理装置即溅镀装置70;收容被处理件W的收容单元100;以及使腔室10内的压力减压的泵单元140。其中,等离子体生成装置40能够通过生成等离子体而对被处理件W进行表面处理,溅镀装置70能够通过进行溅镀而对被处理件W进行表面处理。此外,等离子体生成装置40与溅镀装置70能够对配置在腔室10内的一侧的装置进行切换。
此外,在图1、图2中,为了表示等离子体生成装置40、溅镀装置70位于腔室10内的情况下在腔室10中的位置关系,而成为位于腔室10内的一侧的装置无论是等离子体生成装置40和溅镀装置70中的哪个的情况下都能够应用的示意图。腔室10形成为中空的大致长方体的形状,等离子体生成装置40、溅镀装置70安装于上侧的壁面即上壁12,并配置在腔室10内。此外,在腔室10中,使在通过溅镀装置70进行溅镀时使用的气体向腔室10内流入的气体流入部16配置于腔室10的侧壁13。气体流入部16例如连接有在通过溅镀装置70进行溅镀时使用氩气、氮气、氧气等的气体的路径,能够使这些气体向腔室10内流入。
此外,收容单元100由收容单元支承部件110支承而设置于腔室10内,由此腔室10能够在内部收容被处理件W。收容单元支承部件110与构成腔室10的多个侧壁13中的对置的一组侧壁13即支承壁14连结,并由支承壁14支承。
收容单元支承部件110所支承的收容单元100经由收容单元支承部件110而由支承壁14支承。收容单元支承部件110能够朝向对置的支承壁14的双方、以沿着水平方向延伸的摆动轴111为中心进行摆动。即,在腔室10安装有使收容单元100摆动的摆动机构即伺服马达120,收容单元支承部件110能够通过从伺服马达120传递的驱动力进行摆动。收容单元支承部件110所支承的收容单元100为,在收容单元支承部件110进行摆动时,能够以摆动轴111为中心而与收容单元支承部件110成为一体地摆动。
此外,泵单元140安装在腔室10的底部15,详细地说,配置在腔室10的底部15的长度方向Y以及宽度方向X各自的中央附近。由此,泵单元140配置在设置于腔室10内的收容单元100的正下方。如此,配置在腔室10的底部15的泵单元140对腔室10内的流体、即腔室10内的气体进行吸引,由此能够使腔室10内的压力减压。
本实施方式所涉及的泵单元140具有对流体的流量进行调整的阀单元即流量调整阀150、以及对流体进行吸引的泵即涡轮分子泵170,通过将由涡轮分子泵170吸引的流体的流量用流量调整阀150进行调整,能够将腔室10内的压力减压到所希望的压力。
其中,流量调整阀150具有配置在腔室10内的升降阀153、使升降阀153在腔室10内沿着上下方向Z移动的驱动机构即伺服促动器160。升降阀153在腔室10内沿着上下方向Z移动,由此能够对通过涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整。
此外,流量调整阀150具有连结有升降阀153的升降轴162、以及将由伺服促动器160产生的动力向升降轴162传递并使升降轴162沿着上下方向Z移动的涡轮千斤顶161。此外,在腔室10安装有真空计180,腔室10内的压力能够由真空计180检测。伺服促动器160基于由真空计180检测出的检测值来工作,由此能够基于由真空计180检测出的检测值使升降阀153沿着上下方向Z移动,对通过涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整。
<等离子体生成装置40与溅镀装置70的切换构造>
图3、图4是关于位于腔室10内的等离子体生成装置40与溅镀装置70的切换的说明图,图3是表示等离子体生成装置40位于腔室10内的状态的说明图。图4是表示溅镀装置70位于腔室10内的状态的说明图。腔室10在上方具有开口部11,等离子体生成装置40和溅镀装置70分别从开口部11进入腔室10内,由此能够切换位于腔室10内的装置。详细地说,等离子体生成装置40配置于将开口部11开闭自如地安装于腔室10的第1开闭部件20,溅镀装置70配置于将开口部11开闭自如地安装于腔室10的第2开闭部件30。
第1开闭部件20和第2开闭部件30在俯视时的形状均成为大致矩形状,在将腔室10向上下方向Z投影的情况下成为与由多个侧壁13形成的外周的形状相同的形状。因此,第1开闭部件20和第2开闭部件30能够成为覆盖腔室10的开口部11的形状,即,第1开闭部件20和第2开闭部件30通过覆盖腔室10的开口部11,能够将开口部11关闭。此外,第1开闭部件20和第2开闭部件30相对于腔室10安装为转动自如,由此,第1开闭部件20和第2开闭部件30通过相对于腔室10转动而对开口部11进行开闭。
详细地说,第1开闭部件20为,矩形的一个边与腔室10的一个侧壁13通过铰接部21连结。铰接部21以沿着水平方向延伸的转动轴为中心使第1开闭部件20转动自如地与腔室10连结。第1开闭部件20通过以铰接部21为中心转动,由此能够切换为对腔室10的开口部11进行覆盖而将开口部11关闭的状态的位置、以及向开口部11的上方弹起而将开口部11打开的状态的位置。等离子体生成装置40沿着第1开闭部件20的厚度方向贯通第1开闭部件20而安装于第1开闭部件20。此外,等离子体生成装置40为,在将与腔室10转动自如地连结的第1开闭部件20关闭时,以在等离子体生成装置40中生成等离子体的部分位于腔室10内的方向安装于第1开闭部件20。
第2开闭部件30为,矩形的一个边、与腔室10的多个侧壁13中的与第1开闭部件20所连结的侧壁13对置的侧壁13,通过铰接部31连结。铰接部31以沿着水平方向延伸的转动轴为中心而将第2开闭部件30转动自如地与腔室10连结。第2开闭部件30通过以铰接部31为中心转动,由此能够切换成对腔室10的开口部11进行覆盖而将开口部11关闭的状态的位置、以及向开口部11的上方弹起而将开口部11打开的状态的位置。溅镀装置70沿着第2开闭部件30的厚度方向贯通第2开闭部件30而安装于第2开闭部件30。此外,溅镀装置70为,在将与腔室10转动自如地连结的第2开闭部件30关闭时,以在溅镀装置70进行溅镀的部分位于腔室10内的朝向安装于第2开闭部件30。
第1开闭部件20和第2开闭部件30在将腔室10的开口部11关闭时,成为第1开闭部件20和第2开闭部件30中的一方关闭、另一方打开的状态。即,第1开闭部件20和第2开闭部件30在另一方未将开口部11关闭的状态下,能够将腔室10的开口部11关闭。因此,第1开闭部件20通过在第2开闭部件30未将开口部11关闭的状态下将开口部11关闭,能够使等离子体生成装置40中的生成等离子体的部分位于腔室10内(参照图3)。同样,第2开闭部件30通过在第1开闭部件20未将开口部11关闭的状态下将开口部11关闭,能够使溅镀装置70中的进行溅镀的部分位于腔室10内(参照图4)。
<等离子体生成装置40>
图5是图3所示的等离子体生成装置40的详细图。图6是图5的B-B截面图。等离子体生成装置40具有供给在生成等离子体时使用的气体的气体供给管41、以及通过高频电压由从气体供给管41供给的气体生成等离子体的一对板状导体部51、52。详细地说,气体供给管41沿着第1开闭部件20的厚度方向贯通第1开闭部件20,并通过气体供给管安装部件45安装于第1开闭部件20。此外,气体供给管41在内部形成有沿着气体供给管41的延伸方向延伸的气体流路42,能够从腔室10的外侧向腔室10内供给气体。即,在气体供给管41的在第1开闭部件20将腔室10的开口部11关闭时位于外侧的一侧的端部,连接有将在生成等离子体时使用的气体对气体供给管41进行供给的气体供给部44,在气体供给管41的靠近另一端的位置处形成有将在气体流路42中流动的气体向腔室10内导入的孔即气体供给孔43。对于气体供给部44,经由使质量流量计具有流量控制功能的质量流量控制器(MFC)64,供给在等离子体的生成中使用的气体即等离子体生成气体。作为等离子体生成气体,例如使用氩气、氩气与氧气的混合气体、氧气或氮气的单独气体、氧气或氮气与氨气的混合气体等。并且,等离子体生成气体也可以使用氦气、二氧化碳、一氧化二氮、氢气、空气、以及它们的混合气体。
一对板状导体部51、52均形成为平板状,由铝等金属板或其他导体板形成。此外,板状导体部51、52的表面也可以具有介电膜,一对板状导体部51、52的等离子体气体的导出侧的表面,为了避免电弧放电等,也可以成为通过氧化铝溶射或者硬质阳极氧化处理来覆盖介电膜的构成,或者,板状导体部51、52也可以对一对板状导体部51、52各自的两个面实施氧化铝溶射、或者硬质阳极氧化处理。
一对板状导体部51、52由支承板50支承。支承板50例如由玻璃、陶瓷等绝缘材料料形成。支承板50以遍及板的一面侧的外周附近的整周而形成有凸部的形状形成,换言之,支承板50以在一面侧形成有沿着支承板50的外周凹陷的凹部50a、且厚度较厚的板状的形状形成。
如此形成的支承板50为,未形成凹部50a的一侧的面与第1开闭部件20对置,形成有凹部50a的一侧的面以位于第1开闭部件20所在的一侧的相反侧的方向配置,并由支承部件46支承。支承部件46具有圆筒状的部件以及位于该圆筒状的部件的两端的安装部件,一端侧的安装部件安装于第1开闭部件20,另一端侧的安装部件安装于支承板50。由此,支承板50被配置在支承板50与第1开闭部件20之间而由安装于双方的支承部件46支承。
贯通第1开闭部件20的气体供给管41,在支承部件46的圆筒状的部件的内侧通过而延伸到支承板50的位置,且贯通支承板50。由此,形成于气体供给管41的气体供给孔43配置于支承板50中的形成有凹部50a的部分。
一对板状导体部51、52在支承板50中的形成有凹部50a的一侧,覆盖凹部50a地配置。此时,一对板状导体部51、52在双方之间的外周附近配置有间隔件55,并隔着间隔件55而重叠。如此,经由间隔件55而重叠的一对板状导体部51、52中的除了配置有间隔件55的部分以外的部分,板状导体部51与板状导体部52相互分离,形成为空隙部56。一对板状导体部51、52彼此的间隔优选根据在等离子体生成装置40中导入的气体、供给的电力的频率、以及电极的尺寸等而适当地设定,例如为3mm~12mm程度。
一对板状导体部51、52在隔着间隔件55而重叠的状态下,由用于保持板状导体部51、52的部件即保持部件58保持。即,保持部件58配置于板状导体部51、52中的支承板50所在的一侧的相反侧,在由保持部件58和支承板50夹持了板状导体部51、52的状态下安装于支承板50。由此,隔着间隔件55而重叠的一对板状导体部51、52在由保持部件58和支承板50夹持的状态下由保持部件58保持。
在一对板状导体部51、52如此对支承板50中的凹部50a覆盖地配置,并由保持部件58保持的状态下,支承板50的凹部50a通过板状导体部51、52形成空间。
例如,在重叠配置的一对板状导体部51、52中、板状导体部52配置在支承板50侧、板状导体部51配置在保持部件58侧的情况下,该空间由支承板50的凹部50a和板状导体部52划分。如此形成的空间形成为导入通过气体供给管41供给的等离子体生成气体的气体导入部57。气体供给管41的气体供给孔43位于气体导入部57而向气体导入部57开口。通过将支承板50与板状导体部52紧密接触地安装来划分出气体导入部57。
此外,在一对板状导体部51、52上分别形成有大量在厚度方向上贯通的贯通孔53、54。即,在位于通过气体供给管41供给的等离子体生成气体的流入侧的板状导体部52上,在从板状导体部52的厚度方向观察的情况下,以矩阵状按照规定的间隔形成有多个贯通孔54,在位于由等离子体生成气体生成的等离子体气体的流出侧的板状导体部51上,在从板状导体部51的厚度方向观察的情况下,以矩阵状按照规定的间隔形成有多个贯通孔53。
板状导体部51的贯通孔53以及板状导体部52的贯通孔54分别是圆筒形状的孔,双方的贯通孔53、54配置于同轴上。即,板状导体部51的贯通孔53与板状导体部52的贯通孔54以板状导体部51的贯通孔53的中心与板状导体部52的贯通孔54的中心对齐的方式配置。其中,板状导体部51的贯通孔53的直径小于气体流入侧的板状导体部52的贯通孔54的直径。如此,在一对板状导体部51、52上形成有多个贯通孔53、54而成为空心电极构造,经由这些多个贯通孔53、54生成的等离子体气体以较高密度流动。
在平行平板型的板状导体部51、52之间夹有空隙部56,但空隙部56作为具有静电电容的电容器起作用。详细地说,在支承板50以及板状导体部51、52上通过导电性的部件而形成导电部(图示省略),通过导电部使支承板50接地63,板状导体部52也接地63。此外,高频电源(RF)61的一方的端部接地63,高频电源61的另一方的端部经由用于对静电电容等进行调整而得到与等离子体之间的匹配性的匹配箱(MB)60与板状导体部51导通。因此,在使高频电源61运转的情况下,例如板状导体部51的电位以13.56MHz等的规定频率在正与负之间摆动。
<溅镀装置70>
图7是图4所示的溅镀装置70的详细图。图8是图7的C-C截面图。溅镀装置70具有:供冷却水流动的冷却水管71;产生磁场的磁体81;靶84,通过由磁体81产生的磁场使从气体流入部16流入的气体离子化,通过被离子碰撞而使成膜所使用的原子等粒子射出;对靶84进行冷却的冷却套82;以及支承磁体81、靶84以及冷却套82的支承板80。在本实施方式中,靶84使用铜。此外,冷却水管71沿着第2开闭部件30的厚度方向贯通第2开闭部件30,并通过冷却水管安装部件75安装于第2开闭部件30。
并且,在冷却水管71中,在内部形成有沿着冷却水管71的延伸方向延伸的冷却水路72,能够使冷却水在腔室10的外侧与配置在腔室10内的冷却套82之间循环。即,冷却水管71中的位于第2开闭部件30将腔室10的开口部11关闭的外侧的一侧的端部,与冷却水的入口即水入口73以及冷却水的出口即水出口74连接。因此,作为在冷却水管71的内部形成的冷却水路72,设置有与水入口73连接的冷却水路72以及与水出口74连接的冷却水路72。另一方面,冷却水管71中的位于第2开闭部件30将腔室10的开口部11关闭的腔室10的内侧的一侧的端部,与冷却套82连接。冷却套82在内部形成有冷却水的流路,能够供冷却水流动,由此能够在腔室10的外侧与冷却套82之间使冷却水循环。
支承板80能够将磁体81、冷却套82以及靶84以重叠的状态支承。详细地说,支承板80、磁体81、冷却套82、靶84均形成为板状的形状,与磁体81、冷却套82、靶84相比,支承板80在俯视时的形状形成为更大形状。因此,磁体81、冷却套82以及靶84为,在从支承板80侧起按照磁体81、冷却套82、靶84的顺序重叠的状态下,由保持部件85支承靶84中的与冷却套82侧的面相反侧的面的外周附近,由此被支承板80和保持部件85保持。此外,由保持部件85保持的磁体81、冷却套82以及靶84在外周部分也以被保持部件85包围的状态保持。
此时,在支承板80与磁体81之间配置有绝缘材料83,绝缘材料83还配置在磁体81的俯视时的外周部分。即,绝缘材料83配置在支承板80与磁体81之间以及磁体81与保持部件85之间。因此,磁体81经由绝缘材料83而由支承板80和保持部件85保持。
支承板80为,对磁体81等进行保持的一侧的面位于第2开闭部件30所在的一侧的相反侧,对磁体81等进行保持的一侧的相反侧的面,以与第2开闭部件30对置的方向配置,并由支承部件76支承。支承部件76具有圆筒状的部件以及位于该圆筒状的部件的两端的安装部件,一端侧的安装部件安装于第2开闭部件30,另一端侧的安装部件安装于支承板80。此时,支承板80安装于从厚度方向上观察支承板80的情况下的中央部分附近的位置。由此,支承板80由配置在支承板80与第2开闭部件30之间且安装于双方的支承部件76支承。
此外,一端与冷却套82连接的冷却水管71,在与支承部件76所配置的位置不同的位置处,从支承板80的对磁体81等进行保持的一侧的面的相反侧,贯通支承板80、磁体81以及绝缘材料83。由此,冷却水管71与冷却套82连接。
<收容单元支承部件110>
图9、图10是关于图1所示的收容单元100、收容单元支承部件110以及修正板130的说明图,图9是等离子体生成装置40位于腔室10内的状态下的说明图,图10是溅镀装置70位于腔室10内的状态下的说明图。图11是图9的D-D截面图。图12是图10的E-E截面图。收容单元支承部件110为,通过在腔室10所具有的多个侧壁13中的对置的一组侧壁13即支承壁14上连结摆动轴111而被支承,能够通过从摆动机构即伺服马达120传递来的驱动力而摆动。详细地说,收容单元支承部件110具有:在腔室10的内侧在长度方向Y上分离并以与支承壁14平行的朝向配置的一对侧板112;以及沿着长度方向Y延伸而遍及配置在一对侧板112彼此之间的安装部件113。各侧板112以大致半圆形的板状形状形成,以半圆形的平坦部分位于靠腔室10的开口部11的位置、半圆形的圆弧侧的部分以位于靠腔室10的底部15的朝向配置。
此外,长度方向Y上的侧板112彼此的间隔,大于等离子体生成装置40、溅镀装置70位于腔室10内的状态下的相同方向上的等离子体生成装置40、溅镀装置70的大小。详细地说,侧板112以如下的位置以及大小配置:腔室10内的上下方向Z上的位置,能够包括等离子体生成装置40、溅镀装置70位于腔室10内的状态下的等离子体生成装置40、溅镀装置70的腔室10的底部15侧的端部在上下方向Z上的位置。
此外,侧板112的半圆形的平坦部分的长度大于宽度方向X上的等离子体生成装置40、溅镀装置70的宽度。换言之,宽度方向X上的侧板112的整个宽度,大于上下方向Z的位置在等离子体生成装置40、溅镀装置70与侧板112重叠的范围内的宽度方向X上的等离子体生成装置40、溅镀装置70的整个宽度。此外,侧板112以大致半圆形的形状形成,以圆弧侧的部分位于靠腔室10的底部15的位置的方向配置,因此宽度方向X上的侧板112的宽度随着从上侧朝向下侧而变小。
摆动轴111以轴心与长度方向Y平行的方向设置于一对侧板112的每个,在侧板112上连结有分别不同的摆动轴111。摆动轴111中的使收容单元100摆动的伺服马达120所在的一侧的摆动轴111为,与伺服马达120的输出轴121连结而与输出轴121成为一体转动的驱动轴125被用作为摆动轴111。即,伺服马达120安装于一组支承壁14中的一方的支承壁14。伺服马达120通过伺服马达安装部件122安装于该支承壁14中的腔室10外侧的面上,将由伺服马达120产生的驱动力输出的输出轴121,贯通支承壁14而从支承壁14向腔室10内延伸。驱动轴125配置在腔室10内,并且以在腔室10内相对于伺服马达120的输出轴121不可相对旋转的状态、即能够相对于输出轴121成为一体地转动的状态,与输出轴121连结。此外,驱动轴125为,与伺服马达120的输出轴121连结的一侧的端部的相反侧的端部侧,通过摆动机构轴连结部114而与侧板112连结。由此,驱动轴125被用作为摆动轴111,并且由伺服马达120产生的驱动力能够从伺服马达120的输出轴121向驱动轴125传递,并从驱动轴125向收容单元支承部件110的侧板112传递。
摆动轴111中的位于与伺服马达120所在的一侧相反侧的位置的摆动轴111,使用支承轴116。支承轴116的一端被支承轴支承部件117支承,另一端通过支承轴连结部115而与侧板112连结。支承轴116中的由支承轴支承部件117支承的一侧的端部附近,贯通支承壁14并从支承壁14中的腔室10外侧的面由支承轴支承部件117以不可旋转的状态支承。支承轴116中的与支承轴连结部115连结的一侧的端部附近,由安装于侧板112的支承轴连结部115支承,支承轴连结部115与支承轴116能够以支承轴116的轴心为中心而相对旋转。
驱动轴125所连结的一侧的侧板112与支承轴116所连结的一侧的侧板112,通过遍及配置在双方的侧板112彼此之间的安装部件113而连结。安装部件113由沿着长度方向Y延伸的棒状部件形成,两端安装于分别不同的侧板112。此外,安装部件113配置有多个,多个安装部件113配置在以大致半圆形的形状形成的侧板112中的圆弧状部分的外周附近。由此,一对侧板112通过多个安装部件113而相互连结。因此,在驱动轴125所连结的一侧的侧板112通过从伺服马达120传递来的驱动力摆动时,摆动方向的力还向另一方的侧板112传递,一对侧板112能够成为一体地摆动。
<收容单元100>
如此形成的收容单元支承部件110能够支承收容单元100。图13是图9所示的收容单元100的立体示意图。收容单元100由被处理件保持壁101以及侧壁102以笼状的形状形成。其中,侧壁102为,在由收容单元支承部件110支承收容单元100的状态下,由在收容单元支承部件110的侧板112附近与侧板112平行配置的板状部件形成,并与侧板112同样配置有一对。一对侧壁102的间隔成为比一对侧板112的间隔稍窄的间隔。
此外,侧壁102为,在由收容单元支承部件110支承的状态下,与收容单元支承部件110的侧板112同样,宽度方向X上的宽度随着从腔室10的开口部11侧朝向底部15侧而变小。在本实施方式中,侧壁102以大致梯形的形状形成,并且以梯形的上底和下底中长度较长的一侧在由收容单元支承部件110支承的状态下位于上侧、长度较短的一侧位于下侧的方向配置。由此,侧壁102在宽度方向X上的宽度随着从上侧朝向下侧而变小。
并且,侧壁102为,梯形的上底和下底中位于上侧而长度较长的一侧的部分朝向上侧延长。即,侧壁102为,从长度方向Y观察的情况下的形状,以在梯形的上底和下底中长度较长的一侧追加了相同长度的长方形的大致五边形的形状形成。由此,侧壁102在宽度方向X上的宽度随着从上侧朝向下侧而变小。
被处理件保持壁101在一对侧壁102彼此之间配置在侧壁102彼此之间,并沿着侧壁102的外周的五边形的除了上侧的边以外的边形成。由此,收容单元100为,仅由收容单元支承部件110支承的状态下的腔室10的开口部11侧的部分开口,该部分成为收容单元100的开口部103。收容单元100为,通过如此地形成开口部103,以笼状的形状形成,由收容单元100收容的被处理件W能够从开口部103取出放入。此外,收容单元100的开口部103为,在等离子体生成装置40、溅镀装置70配置在腔室10内时,成为等离子体生成装置40的支承板50、溅镀装置70的支承板80能够进入的大小。
此外,收容单元100所具有的被处理件保持壁101由冲孔板等开有大量孔的板状部件形成。收容单元100为,被处理件保持壁101由开有大量孔的部件形成,由此在收容单元100的内侧与外侧之间经由被处理件保持壁101而具有通气性。
在收容单元100中的被处理件保持壁101的外表面侧,配置有在通过收容单元支承部件110支承收容单元100时使用的安装板104。安装板104以厚度方向成为与侧壁102的厚度方向相同的方向的朝向,在被处理件保持壁101的外表面侧配置有多个,在本实施方式中,安装板104配置在一对侧壁102彼此之间的2个部位。在安装板104上,在从长度方向Y观察的情况下,在配置有收容单元支承部件110所具有的安装部件113的位置上,形成有供安装部件113通过的切口(图示省略)。因此,在由收容单元支承部件110支承收容单元100时,能够使收容单元支承部件110的安装部件113进入收容单元100的安装板104上所形成的切口。由此,能够在能够限制收容单元支承部件110摆动的方向上的收容单元100相对于收容单元支承部件110的相对移动的状态下,由收容单元支承部件110支承收容单元100。
<修正板130>
此外,表面处理装置1具有:收容单元100;以及修正板130,配置于等离子体生成装置40以及溅镀装置70的至少任一方,对配置被处理件W的范围进行限制。在本实施方式中,作为修正板130,设置有安装于等离子体生成装置40以及溅镀装置70的装置侧修正板131。其中,以安装于等离子体生成装置40的装置侧修正板131、与等离子体生成装置40位于配置有收容单元100的腔室10内的情况下的收容单元100的侧壁102平行的朝向,将一对装置侧修正板131配置在一对侧壁102之间。即,一对装置侧修正板131以相互对置的朝向配置。
一对装置侧修正板131分别具有安装部132,安装于等离子体生成装置40的装置侧修正板131的安装部132安装于等离子体生成装置40的保持部件58的下表面。即,安装部132位于从宽度方向X观察装置侧修正板131的情况下的装置侧修正板131的上端,安装部132以厚度方向成为上下方向Z的板状形状形成。装置侧修正板131通过将如此形成的安装部132安装于等离子体生成装置40的保持部件58的下表面,由此安装于等离子体生成装置40的下表面。此外,装置侧修正板131通过安装于等离子体生成装置40的保持部件58,由此装置侧修正板131彼此的间隔成为与长度方向Y上的等离子体生成装置40的支承板50的宽度相同程度的大小。具体地说,安装于等离子体生成装置40的一对装置侧修正板131彼此的间隔,成为与等离子体生成装置40所具有的气体导入部57在长度方向Y上的宽度相同程度的大小。
此外,安装于等离子体生成装置40的装置侧修正板131在宽度方向X上的宽度,成为与相同方向上的等离子体生成装置40的支承板50的宽度相同程度的大小。此外,装置侧修正板131在上下方向Z上的高度成为如下高度:在使等离子体生成装置40位于收容单元100由收容单元支承部件110支承的腔室10内时,能够使装置侧修正板131沿着上下方向Z从收容单元100分离的高度。
安装于溅镀装置70的装置侧修正板131也同样,通过将安装部132安装于溅镀装置70的保持部件85的下表面,由此安装于溅镀装置70的下表面。安装于溅镀装置70的装置侧修正板131彼此的间隔,成为与长度方向Y上的溅镀装置70的支承板80的宽度相同程度的大小。具体地说,安装于溅镀装置70的一对装置侧修正板131彼此的间隔,成为与溅镀装置70所具有的磁体81在长度方向Y上的宽度相同程度的大小。
此外,安装于溅镀装置70的装置侧修正板131在宽度方向X上的宽度,成为与相同方向上的溅镀装置70的支承板80的宽度相同程度的大小。此外,装置侧修正板131在上下方向Z上的高度成为如下高度:在使溅镀装置70位于收容单元100由收容单元支承部件110支承的腔室10内时,能够使装置侧修正板131沿着上下方向Z从收容单元100分离的高度。
图14是表示图11所示的收容单元100以及收容单元支承部件110摆动的状态的说明图。图15是表示图12所示的收容单元100以及收容单元支承部件110摆动的状态的说明图。安装于等离子体生成装置40的装置侧修正板131与安装于溅镀装置70的装置侧修正板131的形状成为几乎相同的形状,位于腔室10内时的腔室10内的配置位置成为实质相同的位置。此外,装置侧修正板131为,以在收容单元100以摆动轴111为中心而与收容单元支承部件110成为一体地摆动时、不与收容单元100抵接的方式,在宽度方向X上的两侧的边与下端的边之间施加倒角。
此外,在本实施方式所涉及的表面处理装置1中,收容单元支承部件110以摆动轴111为中心摆动时的摆动角度,成为从收容单元支承部件110成为中立的位置起向摆动方向的两侧分别各为约50°、合计为约100°的摆动角度。此处所述的收容单元支承部件110成为中立的位置是指,在收容单元支承部件110上安装了收容单元100时,收容单元100的开口部103成为朝向正上方的状态的位置。
<泵单元140>
图16是图1所示的泵单元140的详细图。图17是从图16的F-F方向观察的升降轴162、涡轮千斤顶161的详细图。图18是图16的截面示意图。图19是图18的K-K向视图。图20是表示图18所示的升降阀153将开口部152打开的状态的说明图。此外,在图18和图20中,涡轮分子泵170的一部对内部构造进行图示,除此以外的部分对轮廓形状进行图示。安装于腔室10的底部15的泵单元140具有流量调整阀150以及涡轮分子泵170。本实施方式所涉及的流量调整阀150具有:供流体流动的流路部151;对形成在流路部151的一端的开口部152进行开闭的升降阀153;以及使升降阀153进行开闭动作的驱动机构即伺服促动器160。此外,涡轮分子泵170成为对在流量调整阀150所具有的流路部151中流动的流体进行吸引的泵。
详细地说,流量调整阀150的流路部151形成于用于将泵单元140安装于腔室10的安装凸缘141,通过将涡轮分子泵170所具有的泵凸缘171安装于安装凸缘141而涡轮分子泵170被安装于安装凸缘141。安装凸缘141成为板状的部件,流路部151形成为沿着安装凸缘141的厚度方向贯通的孔。流路部151的开口部152位于如此贯通安装凸缘141的流路部151的一端侧,涡轮分子泵170安装于安装凸缘141的与流路部151的开口部152所在的一侧的面相反侧的面。由此,涡轮分子泵170配置在流路部151的与形成有开口部152的一侧的端部相反的一侧。
泵单元140通过将安装凸缘141安装于腔室10的底部15的下表面而安装于腔室10。安装凸缘141以如下朝向安装:流路部151的开口部152所在的一侧的面位于腔室10侧,涡轮分子泵170所安装的一侧的面位于腔室10的相反侧。由此,安装凸缘141以如下朝向安装:流体在流路部151中流动时的流动方向成为上下方向Z,开口部152位于流路部151的上端。换言之,流路部151以开口部152的开口方向成为上下方向Z的朝向配置。在安装凸缘141被安装于腔室10的底部15的状态下,流路部151的开口部152相对于腔室10内开口,流路部151与腔室10内连通。
安装于安装凸缘141的涡轮分子泵170具有作为涡轮分子泵170的框体的外壳173、以及以旋转轴PC为中心旋转的叶轮176。其中,外壳173以大致圆筒形的形状形成,泵凸缘171配置在外壳173的形状即圆筒的轴向的一端。因此,涡轮分子泵170以如下朝向安装:在通过将泵凸缘171安装于安装凸缘141而经由安装凸缘141将涡轮分子泵170安装于腔室10的状态下,外壳173的形状即圆筒形的轴向成为上下方向Z。
涡轮分子泵170所具有的叶轮176旋转自如地配置在以大致圆筒形的形状形成的外壳173的内侧,叶轮176的旋转轴PC以相对于外壳173的形状即圆筒的中心轴实质上一致的位置以及朝向配置。如此,配置在外壳173内侧的叶轮176,通过从涡轮分子泵170所具有的电动机(图示省略)等驱动机构供给的驱动力,在外壳173的内侧能够以旋转轴PC为中心旋转。
此外,叶轮176具有:以旋转轴PC为中心旋转的轴177;以及从轴177以放射状延伸而与轴177成为一体地旋转的多个动叶片178。动叶片178为,在将在旋转轴PC的轴向上的位置相同的位置处以放射状配置的多个动叶片178作为一级的情况下,在旋转轴PC的轴向上隔开规定间隔地配置有多级。
另一方面,在外壳173的内侧,在叶轮176的旋转轴PC的轴向上的动叶片178的级彼此之间配置有多个固定叶片174。固定叶片174相对于外壳173不可旋转地安装于外壳173,多个固定叶片174配置为以外壳173的形状即圆筒的中心轴为中心的放射状。此外,固定叶片174为,与叶轮176的动叶片178同样,在将在外壳173的中心轴的轴向上的位置相同的位置处以放射状配置的多个固定叶片174作为一级的情况下,在轴向上隔开规定间隔而配置有多级。
因此,叶轮176所具有的动叶片178与配置于外壳173的固定叶片174,在叶轮176的旋转轴PC的轴向或外壳173的中心轴的轴向上交替地配置。即,涡轮分子泵170构成为所谓的轴流式的泵。因此,涡轮分子泵170为,通过以叶轮176的旋转轴PC为中心使叶轮176旋转,由此能够对在流路部151中流动的流体进行吸引。
流量调整阀150所具有的升降阀153配置在腔室10内,且配置在流路部151的开口部152侧、即开口部152的上侧。升降阀153为,通过使与开口部152之间的上下方向Z的距离d变化,能够对开口部152进行开闭。即,升降阀153在将开口部152关闭时,能够通过对开口部152的整个区域进行覆盖来关闭,在将开口部152打开时,能够通过从开口部152向开口部152的开口方向、即上下方向Z分离,由此将开口部152打开。这些开口部152以及升降阀153为,从开口部152的开口方向观察的情况下的形状均为大致圆形,升降阀153的直径大于开口部152的直径。该情况下的大致圆形是指,与有无制造时的尺寸误差、微小的凹凸无关而以实质上为圆形的形状形成。
如图18、图19所示那样,经由安装凸缘141安装于腔室10的涡轮分子泵170的旋转轴PC,与升降阀153的形状即大致圆形的中心轴VC大致一致。换言之,配置在上下方向Z上的流路部151的两侧的涡轮分子泵170与升降阀153,分别以涡轮分子泵170的旋转轴PC与升降阀153的中心轴VC实质上一致的位置关系配置。
使升降阀153开闭的伺服促动器160为,通过使升降阀153在开口部152的开口方向、即上下方向Z上移动,由此能够对升降阀153进行开口部152的开闭动作。伺服促动器160配置在安装凸缘141上的安装有涡轮分子泵170的面侧,并由驱动机构支承部143支承。即,伺服促动器160经由驱动机构支承部143安装于安装凸缘141。
由伺服促动器160产生的驱动力经由涡轮千斤顶161、升降轴162、连结部件163而传递至升降阀153,升降阀153通过经由这些传递来的驱动力在上下方向Z上移动,能够对开口部152进行开闭。其中,涡轮千斤顶161能够通过从伺服促动器160传递来的驱动力使升降轴162在该升降轴162的轴向上移动,升降轴162以轴向沿着上下方向Z的朝向配置。因此,在来自伺服促动器160的驱动力通过涡轮千斤顶161传递时,升降轴162通过该驱动力在上下方向上移动。升降轴162贯通腔室10的底部15和安装凸缘141而配置,上端位于腔室10内,下端在腔室10的外侧位于安装凸缘141的下侧。
此外,升降轴162贯通安装凸缘141的部分为气密,以便在贯通安装凸缘141的部分的两侧不流动流体。此外,升降轴162贯通腔室10的底部15。
涡轮千斤顶161与升降轴162的靠下端的位置连结,将从伺服促动器160传递的驱动力从升降轴162的靠下端的位置传递至升降轴162,使升降轴162在上下方向Z上移动。
连结部件163配置在腔室10内,将升降轴162的上端与升降阀153连结。即,连结部件163遍及升降阀153的对流路部151的开口部152进行开闭的面的相反侧的面、与升降轴162的上端之间配置,并与双方连结,由此将升降轴162的上端与升降阀153连结。由此,在升降轴162在上下方向Z上移动时,连结部件163也与升降轴162一起在上下方向Z上移动,升降阀153也能够在上下方向Z上移动。升降阀153通过如此从伺服促动器160传递来的驱动力而在上下方向Z上移动,由此能够对流路部151的开口部152进行开闭。
在腔室10中设置有对升降阀153的开闭动作进行引导的阀引导件165,在升降阀153上安装有与阀引导件165卡合的引导卡合部166。阀引导件165以沿着升降阀153进行开闭动作时所移动的方向即上下方向Z延伸的棒状形状形成,配置在腔室10的底部15的内表面上的升降阀153所在的部分附近。
具体地说,阀引导件165相对于升降阀153,配置在升降轴162所在的一侧的相反侧。引导卡合部166安装于升降阀153的上表面侧,从升降阀153的上表面遍及形成到阀引导件165的位置。在引导卡合部166形成有供阀引导件165通过的贯通孔,阀引导件165贯通形成于引导卡合部166的贯通孔。
引导卡合部166安装于升降阀153,因此在升降阀153移动时,引导卡合部166也成为一体地移动。此时,在形成于引导卡合部166的贯通孔中贯通着沿着上下方向Z延伸的阀引导件165,因此在引导卡合部166与升降阀153一起移动时,引导卡合部166沿着阀引导件165移动。由此,阀引导件165能够对安装有引导卡合部166的升降阀153的上下方向Z的移动进行引导。
升降阀153通过在上下方向Z上移动,能够对流路部151的开口部152进行开闭,但在升降阀153将开口部152打开时,在腔室10内与流路部151之间,流体从升降阀153的外周部与安装凸缘141之间的部分流动。
即,在升降阀153将开口部152关闭时,升降阀153的下表面与安装凸缘141的上表面接触,由此升降阀153将开口部152关闭。在该情况下,腔室10内与流路部151之间的流体的路径,被升降阀153的下表面与安装凸缘141的上表面的接触部分遮断。在升降阀153将开口部152打开时,升降阀153向上方移动,因此升降阀153的下表面从安装凸缘141的上表面分离。由此,在腔室10内与流路部151之间,流体能够从升降阀153的下表面与安装凸缘141的上表面之间的部分向腔室10内与流路部151之间流动。
因此,在升降阀153将开口部152打开时在腔室10内与流路部151之间流动的流体的路径的实质上的开口部,成为升降阀153的下表面的外周部与安装凸缘141的上表面之间的部分。升降阀153的下表面与安装凸缘141的上表面之间,通过使升降阀153在上下方向Z上移动而距离d变化,因此在升降阀153的下表面的外周部与安装凸缘141的上表面之间形成的开口部,形成为通过使升降阀153在上下方向Z上移动而开口面积变化的调整开口部155。
调整开口部155成为在腔室10与开口部152之间流体流通时的开口部,调整开口部155的开口面积成为在腔室10与开口部152之间流体流通时的流通面积DA。调整开口部155的流通面积DA成为对升降阀153的下表面的外周部的长度、升降阀153的下表面与安装凸缘141的上表面之间的距离d进行乘算而计算出的值,并根据升降阀153与安装凸缘141之间的距离d变化。即,流通面积DA随着升降阀153与安装凸缘141之间的距离d、即流路部151的开口部152与升降阀153之间的距离d变大而变大,随着开口部152与升降阀153之间的距离d变小而流通面积DA也变小。因此,升降阀153能够通过开口部152的开口方向上的升降阀153与开口部152之间的距离d变化,而使相对于开口部152的流通面积DA变化。
能够使流通面积DA变化的升降阀153通过伺服促动器160在上下方向Z上移动,但伺服促动器160基于规定的检测值来使升降阀153在上下方向Z上移动。具体地说,伺服促动器160能够基于由真空计180检测出的腔室10内的压力来使升降阀153移动。由此,伺服促动器160能够基于由真空计180(参照图1)检测的腔室10内的压力来使流通面积DA变化。
<表面处理装置1的动作>
本实施方式所涉及的表面处理装置1包括以上那样的构成,以下对其作用进行说明。图21是表示在图1所示的收容单元100中收容了被处理件W的状态的说明图。在实施方式所涉及的表面处理装置1中,例如,对于由在通常的电镀处理中表面上难以形成金属薄膜的树脂材料等难电镀材料构成的被处理件W进行表面处理,以使其容易通过电镀处理在表面上形成金属薄膜。在本实施方式所涉及的表面处理装置1中进行表面处理的被处理件W,假定为大小比较小的部件,表面处理装置1适合对大小较小的大量被处理件W集中进行表面处理。
此外,通过表面处理装置1进行表面处理的被处理件W,成为大小比在收容单元100的被处理件保持壁101上大量形成的孔大、且不通过在收容单元100的被处理件保持壁101上形成的孔的大小的部件。
图22是表示通过实施方式所涉及的表面处理装置1进行被处理件W的表面处理时的顺序的流程图。在通过表面处理装置1对被处理件W进行表面处理的情况下,首先,将被处理件W收容于收容单元100(步骤ST11)。即,从收容单元100的开口部103向收容单元100内放入多个被处理件W。
接下来,将收容了被处理件W的收容单元100配置到腔室10内(步骤ST12)。收容单元100向腔室10内的配置,通过将收容了被处理件W的收容单元100安装于腔室10内的收容单元支承部件110来进行。即,对于第1开闭部件20和第2开闭部件30的双方打开的状态的腔室10内,放入收容了被处理件W的收容单元100,并将收容单元100安装于收容单元支承部件110。由此,将被处理件W收容到腔室10的内部。
如果将被处理件W收容到腔室10的内部,则以铰接部21为中心使第1开闭部件20转动,由此通过第1开闭部件20将腔室10的开口部11关闭(步骤ST13)。由此,使安装于第1开闭部件20的等离子体生成装置40的一部分位于腔室10内(参照图3、图9)。在该情况下,至少使等离子体生成装置40的支承板50所支承的板状导体部51、52位于腔室10内,板状导体部51、52从配置于腔室10内的收容单元100的开口部103被放入收容单元100内。由此,使等离子体生成装置40所具有的板状导体部51、52位于收容单元100所收容的被处理件W的上方、且是靠被处理件W比较近的位置。
在此,在等离子体生成装置40上,安装有对配置被处理件W的范围进行限制的修正板130、即一对装置侧修正板131。装置侧修正板131配置于比等离子体生成装置40的板状导体部51、52靠下侧,因此在使板状导体部51、52从收容单元100的开口部103进入收容单元100内的状态时,装置侧修正板131也进入收容单元100内。由此,收容单元100所收容的被处理件W,成为位于处于收容单元100内的一对装置侧修正板131彼此之间的状态。
如果将收容了被处理件W的收容单元100配置到腔室10内,并通过将第1开闭部件20关闭而使等离子体生成装置40位于腔室10内,则通过泵单元140使腔室10内减压(步骤ST14)。此时,使进行溅镀时使用的气体向腔室10内流入的气体流入部16的路径关闭,从气体流入部16不会流入气体。在通过泵单元140使腔室10内减压时,通过使涡轮分子泵170工作,将由涡轮分子泵170吸引的流体即腔室10内的气体通过涡轮分子泵170吸引而向腔室10外排出。此外,泵单元140通过在腔室10内的气体由涡轮分子泵170吸引的状态下使流量调整阀150工作,对从腔室10内流向涡轮分子泵170侧的气体流量进行调整。即,泵单元140通过涡轮分子泵170的吸引量和流量调整阀150的开度,对从腔室10内流向涡轮分子泵170侧的气体流量进行调整。此时,通过对涡轮分子泵170的转速进行调整来进行一定程度的流量的调整,通过对流量调整阀150的开度进行调整来进行微小流量的调整。由此,对腔室10内的压力进行调整。
详细地说,在泵单元140的工作时,腔室10内的流体即气体通过形成于流量调整阀150的流路部151(参照图20),利用涡轮分子泵170的吸引力而流向涡轮分子泵170侧。流量调整阀150通过伺服促动器160使升降阀153在上下方向Z上移动,使其与流路部151的开口部152之间的距离d变化,由此对从腔室10内流向流路部151侧的气体流量进行调整。即,在腔室10内的气体从腔室10内流向流路部151时,通过在升降阀153的下表面的外周部与安装凸缘141的上表面之间形成的开口部即调整开口部155(参照图20)而从腔室10内流向流路部151。从腔室10内流向流路部151侧的气体所通过的调整开口部155,通过使升降阀153在上下方向Z上移动,并使升降阀153与安装凸缘141之间的距离d变化,能够使调整开口部155的开口面积即流通面积DA变化。
图23是表示升降阀153和安装凸缘141的距离d与流通面积DA之间的关系的说明图。调整开口部155的流通面积DA成为,通过对升降阀153的下表面的外周部的长度与升降阀153的下表面和安装凸缘141的上表面的距离d进行乘算而计算出的值。因此,流通面积DA与升降阀153和安装凸缘141的距离d成比例。因此,流量调整阀150能够使流通面积DA与升降阀153在上下方向Z上的移动量成比例地变化,通过使升降阀153在上下方向Z上移动而使流通面积DA变化,能够对从腔室10内流向流路部151侧的气体流量进行调整。
在对从腔室10内流向流路部151侧的气体流量进行调整时在上下方向Z上移动的升降阀153,通过由伺服促动器160产生的驱动力在上下方向Z上移动。即,在使升降阀153移动时,由伺服促动器160产生的驱动力经由涡轮千斤顶161传递至升降轴162,由此使升降轴162在上下方向Z上移动,且将升降轴162的上下方向Z的移动通过连结部件163传递至升降阀153,由此升降阀153也在上下方向Z上移动。由此,流量调整阀150能够通过由伺服促动器160产生的驱动力使升降阀153移动,使流通面积DA变化。
在通过由伺服促动器160产生的驱动力使升降阀153移动时,伺服促动器160基于由真空计180检测出的腔室10内的压力的检测值进行动作。例如,在由真空计180检测到的腔室10内的压力高于设定压力的情况下,伺服促动器160向使升降阀153上升的方向动作。由此,升降阀153通过伺服促动器160的驱动力向上方移动,因此流通面积DA变大,腔室10内的气体在涡轮分子泵170的吸引力的作用下通过流通面积DA较大的调整开口部155而使大量的气体从流路部151的开口部152流向流路部151内。因此,腔室10内的压力迅速降低。
与此相对,在由真空计180检测出的腔室10内的压力接近设定压力、或者低于设定压力的情况下,伺服促动器160向使升降阀153下降的方向动作。由此,升降阀153通过伺服促动器160的驱动力向下方移动,因此流通面积DA变小,腔室10内的气体在涡轮分子泵170的吸引力的作用下通过流通面积DA较小的调整开口部155而少量气体从流路部151的开口部152流向流路部151内。因此,腔室10内的压力的降低速度变得缓慢、或者维持压力。
此时,流量调整阀150为,调整开口部155的流通面积DA与升降阀153和安装凸缘141之间的距离d成比例地变化,因此通过对升降阀153和安装凸缘141之间的距离d进行调整,能够容易地调整从腔室10内流向流路部151侧的气体流量。因此,基于由真空计180检测到的腔室10内的压力,对升降阀153和安装凸缘141之间的距离d进行调整,由此能够容易地将腔室10内的压力例如保持为一定压力。
泵单元140为,通过如此地基于由真空计180检测到的腔室10内的压力使升降阀153在上下方向Z上移动而对调整开口部155的流通面积DA进行调节,并对从腔室10内流向流路部151侧的气体流量进行调整,由此能够将腔室10内的压力减压到规定的设定压力。此外,该情况下的设定压力成为被设定为适合由等离子体生成装置40生成等离子体而对被处理件W进行表面改性的压力,例如,成为10Pa~300Pa程度的压力。泵单元140根据设定压力将腔室10内的压力调整为10Pa~300Pa程度的压力,由此能够使腔室10内从低真空变为中真空的状态。
如果使腔室10内减压到设定压力,则通过等离子体生成装置40对被处理件W进行表面改性(步骤ST15)。在通过等离子体生成装置40进行表面改性时,在向气体导入部57(参照图5、图6)供给等离子体生成气体的同时,使平行平板型的板状导体部51、52(参照图5、图6)之间的空隙部56成为高频放电状态,生成等离子体。等离子体生成气体向气体导入部57的供给如下进行:从气体供给部44向气体流路42供给等离子体生成气体,从形成在气体流路42的一端侧的气体供给孔43向气体导入部57释放等离子体生成气体。此外,在使板状导体部51、52之间的空隙部56成为高频放电状态时,通过使高频电源61运转来进行。在空隙部56中,向气体导入部57供给的等离子体生成气体通过形成于板状导体部52的贯通孔54而流动,因此流向空隙部56的等离子体生成气体在高频放电状态的空隙部56被等离子体化。即,腔室10内由泵单元140减压为适合生成等离子体的压力,因此通过在空隙部56中流动等离子体生成气体的同时,使空隙部56成为高频放电状态,由此在空隙部56高效地生成等离子体。
在板状导体部51、52之间的空隙部56中,如此地生成等离子体,但由于向气体导入部57持续供给等离子体生成气体,通过形成于板状导体部52的贯通孔54而向空隙部56持续流动等离子体生成气体,因此在空隙部56中持续生成等离子体。因此,在空隙部56中生成的等离子体通过形成于板状导体部51的贯通孔53,朝向板状导体部52所在的一侧的相反侧从空隙部56流出。即,在空隙部56中生成的等离子体通过板状导体部51的贯通孔53向上下方向Z的下侧流出。
此时,板状导体部51的贯通孔53的直径小于形成于板状导体部52的贯通孔54的直径。因此,在空隙部56中等离子体化的气体即等离子体气体,以比较快的流速从贯通孔53向上下方向Z的下侧流出。收容单元100所收容的被处理件W位于上下方向Z的板状导体部51的下侧,因此从板状导体部51的贯通孔53流出的等离子体气体被喷吹到收容单元100所收容的被处理件W。被处理件W通过如此在等离子体生成装置40中生成的等离子体进行表面改性。即,被处理件W通过等离子体进行表面处理。
通过等离子体进行的表面处理,具体地说,通过使等离子体气体中的离子与被处理件W碰撞由此进行使被处理件W的表面粗糙的表面粗面化。此外,作为通过等离子体进行的其他表面处理,可以列举为基于等离子体的被处理件W的表面的清洗、通过等离子体在被处理件W的表面上生成亲水性的官能基,也可以列举为通过等离子体对被处理件W进行的表面处理。通过在等离子体生成装置40中生成的等离子体进行的这些表面处理,在本实施方式中有时统称为表面改性。
在此,在等离子体生成装置40中,安装有对被处理件W所配置的范围进行限制的修正板130即一对装置侧修正板131。因此,从板状导体部51的贯通孔53流出的等离子体气体在一对装置侧修正板131彼此之间流动。收容单元100所收容的被处理件W位于一对装置侧修正板131彼此之间,因此通过使等离子体气体在一对装置侧修正板131彼此之间流动,等离子体气体几乎不向被处理件W所在的方向以外的方向流动,大多数等离子体气体朝向被处理件W流动。由此,从板状导体部51的贯通孔53流出的等离子体气体的大部分朝向被处理件W流动,被处理件W通过这些等离子体气体高效地进行表面处理。
如此,在通过等离子体生成装置40对被处理件W进行表面处理时,使收容单元100摆动的同时进行该处理。收容单元100的摆动通过使伺服马达120驱动来进行,该伺服马达120是使收容单元100摆动的摆动机构。在使收容单元100摆动时,当使伺服马达120驱动时,由伺服马达120产生的驱动力从伺服马达120的输出轴121经由驱动轴125传递至收容单元支承部件110。来自伺服马达120的驱动力所传递的收容单元支承部件110,以由驱动轴125和支承轴116构成的收容单元支承部件110的摆动轴111为中心摆动。由此,收容单元支承部件110所支承的收容单元100也与收容单元支承部件110成为一体地摆动。即,收容单元100在收容单元支承部件110能够以摆动轴111为中心摆动的摆动角度的范围内,与收容单元支承部件110成为一体在以摆动轴111为中心的摆动方向上往复摆动。
当收容单元100摆动时,在收容单元100所收容的被处理件W中,通过收容单元100在摆动方向上往复摆动而产生惯性力。收容单元100所收容的被处理件W通过该惯性力在收容单元100内移动,或者被处理件W彼此碰撞而被处理件W翻转。
此外,在通过由伺服马达120产生的驱动力使收容单元100摆动的情况下,优选还包含使速度、加速度急剧变化的动作。通过使收容单元100摆动的速度、加速度急剧变化,容易使被处理件W在收容单元100内移动或者翻转。
从等离子体生成装置40对收容单元100所收容的被处理件W喷吹的等离子体气体,由于通过收容单元100的摆动而被处理件W在收容单元100内移动或者翻转,因此到达各被处理件W的整面。即,通过收容单元100进行摆动,收容单元100所收容的被处理件W的整面均匀地暴露于等离子体。由此,收容单元100所收容的多个被处理件W为,各被处理件W的整面被等离子体实施表面处理,即使在被处理件W的形状为复杂形状的情况下,也能够对复杂形状的被处理件W的整面均匀地实施表面处理。
如果基于等离子体生成装置40的表面改性进行了规定的时间,则停止等离子体生成装置40中的等离子体的生成,收容单元支承部件110也停止于中立位置。如果停止等离子体生成装置40中的等离子体的生成,且收容单元支承部件110也停止,则使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小(步骤ST16)。在使腔室10内的压力成为与大气压相同大小时,通过使泵单元140停止,并将设置于腔室10的压力调整用的阀(图示省略)打开,由此将腔室10周围的空气取入腔室10内。由此,使减压的腔室10内增压,使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小。
如果使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小,则将第1开闭部件20打开,将第2开闭部件30关闭(步骤ST17)。腔室10内的压力成为与腔室10外的大气压几乎相同的大小,因此第1开闭部件20能够通过以铰接部21为中心转动而容易地打开。如果将第1开闭部件20打开,则将在腔室10的开口部11附近安装于与第1开闭部件20不同位置的第2开闭部件30关闭。
在将第2开闭部件30关闭时,与第1开闭部件20同样,以铰接部31为中心使第2开闭部件30转动,由此通过第2开闭部件30将腔室10的开口部11关闭。由此,使安装于第2开闭部件30的溅镀装置70的一部分位于腔室10内(参照图4、图10)。在该情况下,至少使溅镀装置70的支承板80所支承的靶84位于腔室10内,靶84从配置在腔室10内的收容单元100的开口部103进入到收容单元100内。由此,使溅镀装置70所具有的靶84,在收容单元100所收容的被处理件W的上方位于被处理件W的较近处。
此时,与等离子体生成装置40同样,在溅镀装置70安装有对被处理件W所配置的范围进行限制的修正板130即一对装置侧修正板131。装置侧修正板131配置于比溅镀装置70所具有的靶84靠下侧,因此在使靶84从收容单元100的开口部103进入收容单元100内的状态时,装置侧修正板131也进入收容单元100内。由此,收容单元100所收容的被处理件W,在将第2开闭部件30关闭的情况下,也与将第1开闭部件20关闭的情况同样,成为位于处于收容单元100内的一对装置侧修正板131彼此之间的状态。
如果通过将第2开闭部件30关闭而使溅镀装置70位于腔室10内,则通过泵单元140对腔室10内进行减压(步骤ST18)。腔室10内的减压为,在通过将第1开闭部件20关闭而使等离子体生成装置40位于腔室10内的状态下,通过与使用泵单元140进行的减压(步骤ST14)同样的方法进行。即,将腔室10内的压力减压到适合于通过溅镀装置70对被处理件W进行溅镀的设定压力。由此,使腔室10内根据设定压力从中真空成为低真空的状态。
如果将腔室10内减压到设定压力,则通过溅镀装置70对被处理件W进行溅镀(步骤ST19)。在通过溅镀装置70进行溅镀时,使溅镀所使用的气体从配置于腔室10的气体流入部16向腔室10内流入,并且通过溅镀装置70的磁体81产生磁场而使从气体流入部16流入的气体离子化,并使离子与靶84碰撞,由此使靶84的粒子释放。此时,腔室10内通过泵单元140被减压到适合于进行溅镀的压力,因此通过在使溅镀所使用的气体从气体流入部16向腔室10内流入的同时由磁体81产生磁场,由此在溅镀装置70的靶84附近,从气体流入部16流入的气体被高效地离子化。
在本实施方式中,靶84使用铜,因此在靶84附近被离子化的气体的离子与靶84碰撞时,从靶84释放铜的粒子。通过使离子与靶84碰撞,从靶84释放的粒子在上下方向Z上朝向磁体81所在的一侧的相反侧即下侧。收容单元100所收容的被处理件W位于上下方向Z上的靶84的下侧,因此从靶84释放的粒子朝向收容单元100所收容的被处理件W移动而附着于被处理件W,并堆积于被处理件W的表面。由此,在被处理件W的表面,由形成靶84的物质形成薄膜,即在被处理件W的表面上形成铜的薄膜。
此时,被处理件W的表面通过等离子体生成装置40进行表面改性,因此在通过溅镀装置70利用形成靶84的物质对被处理件W的表面进行成膜的情况下,能够使薄膜相对于被处理件W的表面的紧贴度提高。即,溅镀装置70为,由于对进行了表面改性的被处理件W的表面通过溅镀来进行成膜,因此能够以较高的紧贴度在被处理件W的表面上形成薄膜。
在此,在溅镀装置70中安装有对被处理件W所配置的范围进行限制的修正板130即一对装置侧修正板131。因此,从靶84释放的粒子在一对装置侧修正板131彼此之间通过。收容单元100所收容的被处理件W位于一对装置侧修正板131彼此之间,因此从靶84释放的粒子在一对装置侧修正板131彼此之间通过,由此,从靶84释放的粒子几乎不朝向被处理件W所在的方向以外的方向,而来自靶84的大多数粒子朝向被处理件W。由此,从靶84释放的粒子的大部分朝向被处理件W,在被处理件W的表面上通过该粒子而高效地形成薄膜。
即使如此通过溅镀装置70进行溅镀的情况下,也与通过等离子体生成装置40对被处理件W进行表面改性的情况同样,在使收容单元100摆动的同时进行。即,通过由伺服马达120产生的驱动力使安装有收容单元100的收容单元支承部件110以摆动轴111为中心摆动。由此,使收容有被处理件W的收容单元100以摆动轴111为中心摆动。
在通过溅镀装置70进行溅镀的同时使收容单元100摆动时,与通过等离子体生成装置40进行表面改性的同时使收容单元100摆动的情况同样,优选也包含使速度、加速度急剧变化的动作。使收容单元100摆动的速度、加速度急剧变化,由此容易使被处理件W在收容单元100内移动或者翻转。
由于收容单元100的摆动而被处理件W在收容单元100内移动或者翻转,因此通过由溅镀装置70进行溅镀而附着于被处理件W的表面的、从靶84释放的粒子附着于各被处理件W的整面。即,通过收容单元100摆动,从靶84释放的粒子均匀地附着于收容单元100所收容的被处理件W的整面,通过形成靶84的物质堆积而形成的薄膜形成于被处理件W的整面。由此,在收容单元100所收容的多个被处理件W的表面上,整面地形成基于形成靶84的物质的薄膜,即使在被处理件W的形状为复杂形状的情况下,也能够在复杂形状的被处理件W的整面上均匀地形成薄膜。
如果基于溅镀装置70的溅镀进行了规定时间,则使溅镀装置70的溅镀停止,收容单元支承部件110也在中立位置停止。如果使溅镀装置70的溅镀停止,且收容单元支承部件110也停止,则使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小(步骤ST20)。在使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小时,通过使泵单元140停止并将设置于腔室10的压力调整用的阀(图示省略)打开,由此将腔室10周围的空气取入腔室10内。由此,使减压了的腔室10内增压,使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小。
如果使腔室10内的压力成为与大气压相同的大小,则将第2开闭部件30打开并将收容单元100取出(步骤ST21)。腔室10内的压力成为与腔室10外的大气压几乎相同的大小,因此第2开闭部件30能够通过以铰接部31为中心转动而容易地打开。如果将第2开闭部件30打开,则将腔室10内所收容的收容单元100从腔室10的开口部11取出。即,将腔室10内所收容的收容单元100在收容有被处理件W的状态下从收容单元支承部件110取下,并向腔室10外取出。由此,在通过等离子体生成装置40进行了表面改性之后,通过溅镀装置70进行溅镀,由此将在表面上形成了紧贴度较高的薄膜的被处理件W从腔室10内取出。
在表面处理装置1中,通过如此进行,而在由难电镀材料构成的被处理件W的表面上形成紧贴度较高的薄膜。在表面上形成了薄膜的被处理件W在后续工序中进行电镀处理。在后续工序中进行的电镀处理中,例如使用电解电镀、无电解电镀、熔融电镀等方法。对在表面上以较高的紧贴度形成了基于形成靶84的物质的薄膜的被处理件W进行这些电镀处理,因此通过电镀处理在表面上覆盖的金属的薄膜,也能够对在被处理件W的表面上形成的薄膜的表面以较高的紧贴度进行覆盖。
<实施方式的效果>
以上的实施方式所涉及的流量调整阀150具有如下的升降阀153:能够通过对流体流动的流路部151的开口部152的整个区域进行覆盖来将开口部152关闭,通过从开口部152分离来将开口部152打开。此外,升降阀153通过使与开口部152之间的距离d变化,由此能够使相对于开口部152流通流体时的流通面积DA变化。并且,升降阀153能够基于规定的检测值,利用作为驱动机构的伺服促动器160在开口部152的开口方向上移动,通过使升降阀153在开口部152的开口方向上移动,能够使流通面积DA变化。相对于开口部152流通流体时的流通面积DA,如此根据升降阀153和开口部152之间的距离d而变化,即流通面积DA与升降阀153和开口部152的距离d成比例。因此,通过对与流通面积DA成比例的升降阀153和开口部152之间的距离d进行调整,能够容易地以较高的精度对相对于开口部152流通流体时的流通面积DA进行调整。其结果,能够以较高的精度调整流体的流量。
此外,升降阀153为,从开口部152的开口方向观察的形状、即从上下方向Z观察的形状为大致圆形,因此能够使流体相对于开口部152从升降阀153的周围均匀地流动。由此,在对流体的流量进行调整的同时向开口部152流动流体时,能够使流体的流动不紊乱地流动,因此能够更可靠地以较高精度流动。其结果,能够更可靠地以较高精度对流体的流量进行调整。
此外,实施方式所涉及的泵单元140具有上述流量调整阀150以及对在流路部151中流动的流体进行吸引的泵即涡轮分子泵170,因此通过对流体流动的流路部151的开口部152与升降阀153之间的距离d进行调整,能够容易地以较高精度对由涡轮分子泵170吸引的流体的流量进行调整。其结果,能够以较高精度对流体的流量进行调整。
此外,泵单元140所具有的涡轮分子泵170为,通过使叶轮176以旋转轴PC为中心旋转,对在流路部151中流动的流体进行吸引,涡轮分子泵170的旋转轴PC与升降阀153的形状即大致圆形的中心轴VC大致一致,因此能够高效地吸引流体。详细地说,涡轮分子泵170通过使叶轮176旋转来吸引流体,因此叶轮176的旋转轴PC附近的流体流速比较慢,以旋转轴PC为中心的径向上的叶轮176的外端附近的流体流速较快。因此,由涡轮分子泵170吸引的流体,能够从以大致圆形的形状形成的升降阀153的外周部附近以较快的流速吸引较多的流体。由此,即使在通过涡轮分子泵170吸引流体时的吸引方向的上游侧配置了升降阀153的情况下,也能够高效地吸引流体。
即,在涡轮分子泵170的叶轮176的旋转轴PC附近,在流体吸引时的流量原本就不多,因此即使在涡轮分子泵170的流体的吸引方向的上游侧配置升降阀153,叶轮176的旋转轴PC附近的流体流量也几乎不变化。因此,在流体的吸引方向的上游侧配置有升降阀153的涡轮分子泵170,能够几乎不受配置升降阀153的影响,从升降阀153的外周部附近、即以旋转轴PC为中心的径向上的叶轮176的外端附近吸引较多的流体。其结果,能够抑制吸引流体时的效率降低,并且能够以较高的精度调整流体的流量。
此外,泵单元140为,与流路部151的开口部152和升降阀153的距离d无关,流体从升降阀153的外周部与安装凸缘141之间的部分向流路部151流动,因此能够与流量调整阀150的开度无关地使流体的流动方向成为一定的流动方向。即,流量调整阀150能够抑制如蝶阀、使阀板在相对于流路的方向交叉的方向上移动的阀那样、在使阀的开度变化时流体的流动方向变化。由此,具有流量调整阀150的泵单元140,能够抑制根据流量调整阀150的开度而腔室10内的流体流动较大地变化。因此,配置在收容被处理件W的收容单元100的正下方的泵单元140,能够抑制根据流量调整阀150的开度而腔室10内的流体流动紊乱,能够抑制腔室10内的流体的吸引时的被处理件W周围的流体流动紊乱。其结果,能够使通过表面处理装置1进行表面处理的被处理件W的品质稳定。
此外,实施方式所涉及的表面处理装置1具备上述泵单元140以及内部能够收容进行表面处理的被处理件W的腔室10,流体流动的流路部151的开口部152相对于腔室10开口,升降阀153配置在腔室10内。由此,泵单元140通过对流量调整阀150所具有的升降阀153和开口部152的距离d进行调整,能够容易地以较高精度对由涡轮分子泵170从腔室10内吸引的流体的流量进行调整。此外,使升降阀153移动的伺服促动器160基于腔室10内的压力使升降阀153移动,因此能够基于腔室10内的压力而容易以较高精度对由涡轮分子泵170吸引的腔室10内的流体的流量进行调整。其结果,能够以高精度对流体的流量进行调整。
[变形例]
<修正板130的变形例>
此外,在上述实施方式所涉及的表面处理装置1中,作为对被处理件W所配置的范围进行限制的修正板130,使用安装于等离子体生成装置40和溅镀装置70的装置侧修正板131,但修正板130也可以使用除了装置侧修正板131以外的修正板。图24是实施方式所涉及的表面处理装置1的变形例,且是关于等离子体生成装置40位于腔室10内的状态下的修正板130的说明图。图25是图24的J-J截面图。如图24、图25所示那样,修正板130除了安装于等离子体生成装置40、溅镀装置70(参照图10)的装置侧修正板131以外,也可以具有安装于收容单元100的收容单元侧修正板133。收容单元侧修正板133为收容单元100内侧的安装于收容单元100的底部的修正板130。
此外,在使用图24、图25进行的关于收容单元侧修正板133的说明中,对安装于等离子体生成装置40的装置侧修正板131与收容单元侧修正板133之间的相对关系进行说明,但对于安装于溅镀装置70的装置侧修正板131与收容单元侧修正板133之间的相对关系也成为同样的关系。
收容单元侧修正板133在收容单元100的内侧配置有一对,一对收容单元侧修正板133在长度方向Y上分离。此外,一对收容单元侧修正板133在长度方向Y上的间隔成为比一对装置侧修正板131的间隔稍大的间隔。
此外,收容单元侧修正板133为,上下方向Z的高度为大致一定的高度,并沿着宽度方向X延伸而形成。收容单元侧修正板133的高度成为如下高度:收容单元侧修正板133的上端位置,位于比等离子体生成装置40位于腔室10内的情况下的装置侧修正板131的下端位置靠上侧的位置。因此,一对收容单元侧修正板133为,在等离子体生成装置40位于腔室10内的状态下,以从长度方向Y的两侧夹着一对装置侧修正板131的状态使上下方向Z上的收容单元侧修正板133的上端附近与装置侧修正板131的下端附近重叠。
安装有收容单元侧修正板133的收容单元100,能够以摆动轴111为中心而与收容单元支承部件110成为一体地摆动,但收容单元侧修正板133能够与收容单元100的摆动角度无关地相对于装置侧修正板131重叠。即,收容单元侧修正板133被配置为,与随着收容单元100摆动的相对于装置侧修正板131的相对角度的变化无关,能够相对于装置侧修正板131持续重叠。
如此,在收容单元100安装有收容单元侧修正板133的情况下,在为了对被处理件W进行表面处理而将被处理件W收容到收容单元100中时,能够将被处理件W收容到收容单元100中的一对收容单元侧修正板133彼此之间。在该状态下,在将第1开闭部件20、第2开闭部件30关闭的情况下,一对装置侧修正板131进入到配置于收容单元100的一对收容单元侧修正板133之间。
详细地说,一对装置侧修正板131的间隔比配置于收容单元100的一对收容单元侧修正板133的间隔稍小。因此,在将第1开闭部件20、第2开闭部件30关闭时,一对装置侧修正板131进入到一对收容单元侧修正板133之间。由此,由收容单元100收容并位于一对收容单元侧修正板133彼此之间的多个被处理件W进入到一对装置侧修正板131之间。换言之,一对装置侧修正板131成为从长度方向Y的两侧对收容单元100所收容的被处理件W进行覆盖的状态。
由此,在通过等离子体生成装置40进行了表面改性的情况下,来自等离子体生成装置40的等离子体气体在一对装置侧修正板131之间通过而更可靠地使大部分流向被处理件W,被处理件W通过等离子体气体高效地进行表面处理。同样,在通过溅镀装置70进行了溅镀的情况下,从靶84释放的粒子在一对装置侧修正板131彼此之间通过而更可靠地使大部分朝向被处理件W,在被处理件W的表面上通过该粒子高效地形成薄膜。这些的结果,能够对被处理件W更可靠地实施所希望的处理。
<泵单元140的变形例>
此外,上述实施方式所涉及的泵单元140为,安装有涡轮分子泵170的泵凸缘171的安装凸缘141被安装于腔室10的底部15的下表面,由此安装于腔室10的底部15,但泵单元140也可以通过除此以外的方式安装于腔室10。
图26是实施方式所涉及的泵单元140的变形例,且是涡轮分子泵170的泵凸缘171与安装凸缘141被共用的情况下的说明图。例如,如图26所示那样,泵单元140也可以使用于将涡轮分子泵170安装于其他部件的泵凸缘171、与用于将泵单元140安装于腔室10的安装凸缘141共用。即,具有通过使流量调整阀150的升降阀153在上下方向Z上移动而进行开闭的开口部152(参照图18、图20)的流路部151(参照图18、图20),也可以形成于涡轮分子泵170的泵凸缘171。在该情况下,安装有伺服促动器160的驱动机构支承部143安装于与安装凸缘141共用的泵凸缘171。
此外,在泵凸缘171与安装凸缘141被共用的情况下,对升降阀153的开闭动作进行引导的阀引导件165设置于泵凸缘171,在升降阀153上优选形成有沿着上下方向Z贯通并且供阀引导件165通过的贯通孔。泵单元140通过如此形成,能够将流量调整阀150与涡轮分子泵170以包含阀引导件165而成为一体的方式安装于腔室10。其结果,能够提高组装表面处理装置1时的操作性。
此外,在上述实施方式所涉及的表面处理装置1中,配置于第1开闭部件20的第1处理装置使用等离子体生成装置40,配置于第2开闭部件30的第2处理装置使用溅镀装置70,但第1处理装置、第2处理装置也可以是除此以外的装置。
此外,在上述实施方式所涉及的表面处理装置1中,对设置有第1处理装置、第2处理装置的方式进行了说明,但也可以进一步设置第3处理装置、第4处理装置。在该情况下,各处理装置的铰接部根据处理装置、腔室10的形状等,使安装于不同处理装置的铰接部彼此隔开适当间隔地配置于腔室10即可。即,只要能够使经由铰接部开闭自如地安装于腔室10的多个处理装置分别交替地位于腔室10内,且在处理装置位于腔室10外的状态下不与其他处理装置干涉地位于腔室10外即可。
<排气速度相对于阀开度的实验>
发明人进行了关于本实施方式所涉及的泵单元140中的阀开度与实际排气速度之间的关系的实验。接下来,对关于泵单元中的阀开度与实际排气速度之间的关系的实验进行说明。图27是在关于阀开度与实际排气速度之间的关系的实验所使用的实验装置200的示意图。关于泵单元中的阀开度与实际排气速度之间的关系的实验,使用图27所示的实验装置200来进行。实验装置200具有内侧成为真空炉202的主体部201、配置于位于主体部201的上下方向Z的下端的底部205的泵单元210、以及检测主体部201的真空炉202的压力的压力计220。在主体部201的底部205形成有供流体流动的流路部206。流路部206形成为在上下方向Z上贯通底部205的孔。
泵单元210具有配置在真空炉202内的升降阀211、以及安装于主体部201的底部205的上下方向Z的下表面侧的涡轮分子泵215。此外,泵单元210与上述实施方式所涉及的泵单元140同样,具有使升降阀211在上下方向Z移动的驱动机构即伺服促动器(图示省略)。由此,升降阀211通过从伺服促动器传递来的动力,能够在真空炉202内沿着上下方向Z移动,从主体部201的内侧进行形成于主体部201的底部205的流路部206的开闭。即,升降阀211位于流路部206的一端,能够进行相对于真空炉202开口的部分即开口部207的开闭。
图28是表示使用图27所示的实验装置200进行的排气速度相对于阀开度的实验结果的图。使用图27所示的实验装置200进行的关于阀开度与实际排气速度之间的关系的实验如下进行:在通过泵单元210对真空炉202内的气体进行排气的同时使阀开度变化,并对每个阀开度的排气速度进行测定。在该实验中,泵单元210的涡轮分子泵215以一定转速进行。此外,排气速度的测定为,在向真空炉202内流入一定量的气体的同时使阀开度变化,根据各个阀开度下的真空炉202的平衡压力求出每个阀开度的排气速度。
此外,在该实验中,使用在将使升降阀211与主体部201的底部205接触而将流路部206的开口部207关闭的状态设为0%、将升降阀211能够在上下方向Z上移动的范围内移动到最上侧时的升降阀211与底部205在上下方向Z上的距离de设为100%时的升降阀211与底部205之间的距离de来表示阀开度。换言之,阀开度为,使用在升降阀211的移动方向上的形成于主体部201的底部205的流路部206的开口部207与升降阀211之间的距离de来表示,将最小距离表示为0%,将最大距离表示为100%。
使用图27所示的实验装置200进行了实验的结果可知,如图28所示那样,排气速度Se根据阀开度而变化。此外,图28的横轴为阀开度(%),纵轴为排气速度(L/sec)。使用图27所示的实验装置200进行了的实验的结果,可知:在将排气速度Se设为y,阀开度设为x,倾斜设为a,切片设为b的情况下,排气速度Se相对于阀开度以与y=ax-b的一次式近似的方式变化。
通过该实验结果可知,具有与图27所示的实验装置200等同的构成的上述实施方式所涉及的泵单元140为,将腔室10内的气体从流路部151向腔室10外排气时的排气速度相对于升降阀153的开度即阀开度,按照线性关系变化。因此,在使用泵单元140对腔室10内的气体进行排气时,通过对升降阀153的阀开度进行调节,由此还能够通过开环控制来控制排气速度,能够容易地以较高精度调整流体的流量。
符号的说明
1…表面处理装置,10…腔室,11…开口部,12…上壁,13…侧壁,14…支承壁,15…底部,16…气体流入部,20…第1开闭部件,21…铰接部,30…第2开闭部件,31…铰接部,40…等离子体生成装置,41…气体供给管,42…气体流路,43…气体供给孔,44…气体供给部,45…气体供给管安装部件,46…支承部件,50…支承板,50a…凹部,51…板状导体部,52…板状导体部,53…贯通孔,54…贯通孔,55…间隔件,56…空隙部,57…气体导入部,58…保持部件,60…MB,61…RF,63…接地,64…MFC,70…溅镀装置,71…冷却水管,72…冷却水路,73…水入口,74…水出口,75…冷却水管安装部件,76…支承部件,80…支承板,81…磁体,82…冷却套,83…绝缘材料,84…靶,85…保持部件,100…收容单元,101…被处理件保持壁,102…侧壁,103…开口部,104…安装板,110…收容单元支承部件,111…摆动轴,112…侧板,113…安装部件,114…摆动机构轴连结部,115…支承轴连结部,116…支承轴,117…支承轴支承部件,120…伺服马达,121…输出轴,122…伺服马达安装部件,125…驱动轴,130…修正板,131…装置侧修正板,132…安装部,133…收容单元侧修正板,140…泵单元,141…安装凸缘,143…驱动机构支承部,150…流量调整阀,151…流路部,152…开口部,153…升降阀,155…调整开口部,160…伺服促动器,161…涡轮千斤顶,162…升降轴,163…连结部件,165…阀引导件,166…引导卡合部,170…涡轮分子泵,171…泵凸缘,173…外壳,174…固定叶片,176…叶轮,177…轴,178…动叶片,180…真空计,200…实验装置,201…主体部,202…真空炉,205…底部,206…流路部,207…开口部,210…泵单元,211…升降阀,215…涡轮分子泵,220…压力计。
Claims (5)
1.一种流量调整阀,用于使用等离子体的表面处理装置,其特征在于,具备:
流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;
升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;
驱动机构,产生基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动的驱动力;
升降轴,通过上述流路部外而与上述升降阀连结;以及
涡轮千斤顶,通过从上述驱动机构传递的上述驱动力使上述升降轴向上述开口方向移动。
2.如权利要求1所述的流量调整阀,其中,
上述升降阀为,从上述开口方向观察到的形状为大致圆形。
3.一种泵单元,用于使用等离子体的表面处理装置,其特征在于,
具备流量调整阀以及泵,
上述流量调整阀具备:
流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;
升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;
驱动机构,产生基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动的驱动力;
升降轴,通过上述流路部外而与上述升降阀连结;以及
涡轮千斤顶,通过从上述驱动机构传递的上述驱动力使上述升降轴向上述开口方向移动,
上述泵配置在上述流路部中形成有上述开口部的一侧的端部的相反侧,对在上述流路部中流动的流体进行吸引。
4.如权利要求3所述的泵单元,其中,
上述升降阀为,从上述开口方向观察到的形状为大致圆形,
上述泵具有以旋转轴为中心旋转的叶轮,通过上述叶轮以上述旋转轴为中心旋转,对在上述流路部中流动的流体进行吸引,
上述泵的上述旋转轴与上述升降阀的形状即大致圆形的中心轴大致一致。
5.一种表面处理装置,其特征在于,
具备流量调整阀、泵以及腔室,
上述流量调整阀具备:
流路部,在一端形成有开口部,供流体流动;
升降阀,能够覆盖上述开口部的整个区域而将上述开口部关闭,且能够从上述开口部向上述开口部的开口方向分离而将上述开口部打开,并且通过使上述开口方向上与上述开口部之间的距离变化来使相对于上述开口部的流通面积变化;
驱动机构,产生基于规定的检测值使上述升降阀向上述开口方向移动的驱动力;
升降轴,通过上述流路部外而与上述升降阀连结;以及
涡轮千斤顶,通过从上述驱动机构传递的上述驱动力使上述升降轴向上述开口方向移动,
上述泵配置在上述流路部中形成有上述开口部的一侧的端部的相反侧,对在上述流路部中流动的流体进行吸引,
上述腔室能够在内部收容进行表面处理的被处理件,
上述开口部对上述腔室开口,
上述升降阀配置在上述腔室内,
上述升降轴贯通上述腔室的壁而延伸,
上述驱动机构配置在上述腔室外,基于上述腔室内的压力使上述升降阀移动。
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