DE112009001885T5

DE112009001885T5 - Vakuumbearbeitungsvorrichtung und Vakuumbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112009001885T5
Application number: DE112009001885T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Chigasaki-shi Iijima; Hiroto Chigasaki-shi Ikeda; Muneto Chigasaki-shi Hakomori
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-05-19
Also published as: TW201020335A; TWI452165B; KR101252948B1; JPWO2010016484A1; WO2010016484A1; CN102112646A; US20110143033A1; KR20110025233A; JP5583580B2; US20120114854A1

Abstract

Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche eine Entgasungskammer, welche einen Substratheizmechanismus hat, und eine Bearbeitungskammer hat, in welcher Vakuumbearbeitung gegenüber einem Substrat durchgeführt wird, wobei die Entgasungskammer und die Bearbeitungskammer in Vakuumatmosphäre gebracht sind, und einen zu bearbeitenden Gegenstand, der erhitzt wird und innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wird, der in die Bearbeitungskammer transportiert wird und innerhalb der Bearbeitungskammer vakuum-bearbeitet wird, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche eine Entgasungskammer hat, und insbesondere auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche ein Substrat in einer Hochvakuum-Atmosphäre bearbeitet, nachdem dieses entgast wurde.
Technischer Hintergrund
Eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung für ein Substrat, welches von Luftatmosphäre zugeführt wird, hat eine Entgasungskammer in einer Stufe vor einer Bearbeitungskammer, und das Substrat wird in der Entgasungskammer erhitzt, um absorbiertes Gas abzugeben, und dann in die Bearbeitungskammer transportiert, um Vakuumbearbeitung durchzuführen, beispielsweise Dünnfilmablagerung und Oberflächenbehandlung.
Wenn insbesondere die Vakuumbearbeitungsvorrichtung eine MgO-Ablagerungsvorrichtung ist, um einen MgO-Dünnfilm auf der Oberfläche des Substrats zu bilden, wird das Substrat auf einem Träger in Luft befestigt, bevor dies in die Zuführungskammer gebracht wird, so dass somit eine große Menge an Gas im Träger absorbiert wird. Bei dem Prozess zum Bewegen des Substrats von der Zuführungskammer in die Bearbeitungskammer werden das Substrat und der Träger in die Entgasungskammer transportiert, um zusammen mit Vakuumevakuierung solange wie möglich erhitzt zu werden, um die Menge an absorbierten Gas zu reduzieren, welches vom Substrat und dem Träger abgegeben wird, bis die Entgasungskammer eine Hochvakuumatmosphäre im Innenraum erreicht, und dann werden das Substrat und der Träger in die Bearbeitungskammer bewegt.
Zu diesem Zweck werden Vakuumpumpen, welche eine Evakuierungsfähigkeit großvolumig wie möglich haben, mit der Zuführungskammer, der Entgasungskammer, einer Pufferkammer oder dgl. wie auch mit Bearbeitungskammer verbunden, um somit Evakuierung bis zu einer Hochvakuumatmosphäre auszuführen.
Für die Hochvakuumevakuierung der Zuführungskammer muss jedoch eine Hochvakuum-Evakuierungspumpe (Turbomolekular-Pumpe oder Kryopumpe) mit der Zuführungskammer über ein 20-Inch-Ventil oder größer verbunden werden, und, wenn die Bearbeitungssubstrate bei einer Taktzeit von 80 Sekunden sind, ist die Öffnungs-Schließ-Frequenz 27000-Mal oder höher im Monat, was die Erfordernis einer Überholung ungefähr alle drei Monate bewirkt, was eine Ventilüberholung oder Ausfälle zur Folge hat, was eine Hauptursache der Vorrichtungsausfallzeit sind.
Außerdem müssen mehrere Entgasungskammern in Reihe verbunden werden, und eine Hochvakuum-Evakuierungspumpe (eine Kombination einer Kaltabscheiders und einer Turbomolekular-Pumpe oder einer Kryopumpe) muss mit jeder der Entgasungskammern verbunden werden (eine hintere Pumpe ist außerdem mit der Hochvakuum-Evakurierungspumpe verbunden).
Die Vakuum-Evakurierungssysteme werden bezüglich der Größe aufgrund dieser Gründe größer, da die ansteigenden Größen der Substrate zu handhabenden sind, und wegen eines Erfordernisses der Verschmutzungsreduzierung insbesondere.
Als Ergebnis werden MgO-Ablagerungsvorrichtungen teuer, auch bezüglich der Laufkosten, und erfordern einen weiten Installationsraum und Fabriken, so dass Lösungen dafür gewünscht werden.

[Nicht-Patentdokument 1] Dictonary of flat Panel display technology, Kogyo Chosakei Publishing, Inc., 25. Dezember 2001, erste Auflage, Seite 269, Seite 683–684, Seite 688–689, und Seite 737–738.
[Nicht-Patentdokument 2] Shinku handbook [Vacuum handbook], neue Auflage, Ohmsha, Ltd. 1. Juli 2002, Seite 5 (Artikel 1 und 2, Vakuumbegriffe).

Überblick über die Erfindung
Aufgabe, welche durch die Erfindung gelöst werden soll Die vorliegende Erfindung stellt eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung bereit, welche Bearbeitung in einer Hochvakuumatmosphäre mit niedrigen Kosten durchführen kann, ohne eine baulich große Vakuumpumpe erforderlich zu machen.
Maßnahmen zum Lösen des Problems
Das Prinzip der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In einer Hochvakuumatmosphäre haben der Druck P(Pa), die Menge Q von abgegebenem Gas (Pa·m³/s) und die effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S (m³/s) die Beziehung P = Q/S. Unter der Annahme, dass die Menge Q von abgegebenem Gas die Menge des absorbierten Gases ist, welches von einem Träger und dem Substrat abgegeben wird, kann der Wert der Menge Q von abgegebenem Gas als Funktion der Zeit alleine angesehen werden, wenn der Träger und das Substrat auf eine konstante Temperatur zum Entgasen in der Vakuumatmosphäre erhitzt werden. Anders ausgedrückt ist die Menge Q des abgegebenem Gases während der thermischen Entgasung unabhängig vom Druck der Umgebungsvakuum-Atmosphäre während der thermischen Entgasung.
Dies bedeutet, dass, während die Bearbeitungskammer, welche zur Bearbeitung vorgesehen ist, mit einer Vakuumevakuierungseinrichtung verbunden werden muss, welche eine Hochvakuumatmosphäre erzeugen kann, die Entgasungskammer zur thermischen Entgasung mit einer Vakuumevakuierungseinrichtung verbunden wird, welche einen Höchstdruck hat, der niedriger ist als der der Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist, so dass die thermische Entgasung mit einem Druck durchgeführt werden kann, der höher ist als vorher.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Erkenntnisse gemacht, wobei eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sich auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richtet, welche eine Entgasungskammer, welche einen Substratheizmechanismus hat, und eine Bearbeitungskammer hat, in welcher Vakuumbearbeitung gegenüber einem Substrat durchgeführt wird, wobei die Entgasungskammer und die Bearbeitungskammer in Vakuumatmosphäre gebracht sind, und einen zu bearbeitenden Gegenstand, der erhitzt wird und innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wird, der in die Bearbeitungskammer transportiert wird und innerhalb der Bearbeitungskammer vakuum-bearbeitet wird, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch sich auf eine Vakuumverarbeitungsvorrichtung richten, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Vakuumpumpe nutzt, welche einen Höchstdruck hat, der höher ist als der Höchstdruck der Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich außerdem auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei eine MgO-Ablagerungsquelle in der Bearbeitungskammer angeordnet ist; und MgO-Dampf der MgO-Verdampfungsquelle emittiert wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich außerdem auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, welche mehrere Entgasungskammern aufweist, wobei die Entgasungskammern in Reihe verbunden sind, wobei, nachdem der zu bearbeitende Gegenstand in jeder der Entgasungskammern entgasungs-bearbeitet ist, dann zur Bearbeitungskammer bewegt wird.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auch auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck innerhalb der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa bringt; und wobei die Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine hohe Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck in der Bearbeitungskammer auf unterhalb von 1 Pa bringt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, welche eine Entgasungskammer hat, welche einen Substratheizmechanismus hat, eine Pufferkammer, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, und eine Bearbeitungskammer, welche mit der Pufferkammer, der Entgasungskammer, der Pufferkammer verbunden ist, wobei die Bearbeitungskammer in eine Vakuumatmosphäre gebracht wird, wobei ein zu bearbeitender Gegenstand, der erhitzt wurde der innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wurde, in die Bearbeitungskammer in die Pufferkammer transportiert wird und innerhalb der Bearbeitungskammer vakuum-bearbeitet wird, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Pufferkammer verbunden ist.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auch auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Vakuumpumpe nutzt, welche einen Höchstdruck hat, der höher ist als der Höchstdruck der Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei eine MgO-Ablagerungsquelle in der Bearbeitungskammer angeordnet ist, und MgO-Dampf der MgO-Ablagerungsquelle emittiert wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auch auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, welche mehrere Entgasungskammern aufweist, wobei die Entgasungskammern in Reihe verbunden sind, und wobei, nachdem der zu bearbeitende Gegenstand in jeder der Entgasungskammern entgasungs-bearbeitet wurde, er dann zur Pufferkammer bewegt wird.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auch auf eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung richten, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck in der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa bringt; und wobei die Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine hohe Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck innerhalb der Pufferkammer auf unterhalb von 1 Pa bringt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich auf ein Vakuumbearbeitungsverfahren richten, bei dem ein zu bearbeitender Gegenstand auf einem Träger befestigt ist, um eine Transporteinheit zu bilden, wobei die Transporteinheit von Luftatmosphäre in eine Vakuumatmosphäre befördert wird, und nach dem Heizen die Transporteinheit, welche geheizt und innerhalb der Entgasungskammer entgasungsbearbeitet wurde, dann in eine Pufferkammer transportiert wird, nachdem der Druck in der Pufferkammer abgesenkt ist, danach die Pufferkammer mit einer Bearbeitungskammer verbunden wird, wobei die Transporteinheit in die Bearbeitungskammer transportiert wird, und der zu bearbeitende Gegenstand in der Transporteinheit vakuum-bearbeitet wird, wobei Druck in der Entgasungskammer in eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich als 100 Pa gebracht wird, und der Druck in der Bearbeitungskammer auf unterhalb von 1 Pa gebracht wird.
Die vorliegende Ausführungsform kann sich auf ein Vakuumbearbeitungsverfahren richten, bei dem MgO-Dampf der Bearbeitungskammer erzeugt wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.
Wirkung der Erfindung
Die Entgasungsatmosphäre muss kein Hochvakuum sein, was das Vakuumevakuierungssystem preiswerter und den Vorrichtungsinstallationsraum kleiner macht.
Die Zuführungskammer muss nicht in einer Hochvakuumatmosphäre sein, wodurch das Vakuumevakuierungssystem der Zuführungskammer nicht mit einem baulich großen Ventil versehen werden muss.
Aus der grafischen Darstellung von 4 kann man ersehen, dass, solange in einer Pufferkammer vor der Bearbeitungskammer Vakuumevakuierung bis zu einem Druck, der die Verbindung mit der Bearbeitungskammer zulässt, durchgeführt wird, der Druck der Zuführungskammer, wenn diese auf Vakuum evakuiert wird und der Druck der Entgasungskammer, wenn entgast wird, ungefähr 3 Mal höher sein kann als vorher.
Folglich bringt die vorliegende Erfindung, welche eine signifikante Reduzierung der Vakuumevakuierungssysteme zulässt, eine Reduzierung der Einrichtungskosten von ungefähr 5% bis 10% mit sich. Die Fabrikleistung, die Menge an Leistung für den Einrichtungsbetrieb und Kühlwasser wurden erfolgreich bis ungefähr 5% reduziert. Der Installationsraum wurde erfolgreich um ungefähr 3% reduziert. Durch Verzicht auf nichtnotwendige Vakuumevakuierungseinrichtungen kann außerdem die Verlässlichkeit der gesamten Vorrichtung verbessert werden, und es können die periodischen Wartungskosten ebenfalls reduziert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel einer Vakuumbearbeitungsvorrichtung zeigt, welche bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 ist ein Diagramm, um eine Transporteinheit zu erläutern;
3 ist ein schematisches Diagramm, um ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
4 ist eine grafische Darstellung, welche zeitliche Schwankungen des Drucks der Umgebungsatmosphäre rund um die Transporteinheit zeigt;
5(a) ist eine einzelne Substrat-Vakuum-Bearbeitungsvorrichtung, welche bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
5(b) ist eine einzelne Substrat-Vakuum-Bearbeitungsvorrichtung, welche bei einem herkömmlichen Verfahren verwendet wird.
Bezugszeichenliste

5: Transporteinheit
7: Träger
10, 20: Vakuumbearbeitungsvorrichtung
11, 12, 21., 22: Entgasungskammer
13: Pufferkammer
14, 24: Bearbeitungskammer
17: Kühlkammer
18: zu bearbeitender Gegenstand
31, 32: Heizmechanismus für das Substrat
33: Heizmechanismus für die Pufferkammer
35: MgO-Verdampfungsquelle
61, 62, 71, 72: Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung
63: Pufferkammer-Vakuumevakierungseinrichtung

Modus, um die Erfindung auszuüben
Bezugnehmend auf 1 zeigt das Bezugszeichen 10 die Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Vakuumbearbeitungsvorrichtung 10 weist eine Zuführungskammer 15, eine Entgasungskammer 11, eine zweite Entgasungskammer 12, eine Pufferkammer 13, eine Bearbeitungskammer 14, eine Kühlkammer 17, und eine Entnahmekammer 16 auf. Die Kammern 15, 11 bis 14, 17 und 16 sind in dieser Reihenfolge angeordnet, und sie sind über Absperrventile 51 bis 56 nacheinander verbunden.
Die erste und die zweite Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 61 und 62 sind mit der ersten bzw. zweiten Entgasungskammer 11 bzw. 12 verbunden; eine Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63 ist mit der Pufferkammer 13 verbunden; und eine Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 64 ist mit der Bearbeitungskammer 14 verbunden. Eine Kühlkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 67 ist mit der Kühlkammer 17 verbunden.
Um den Vakuumbearbeitungsbetrieb zu beginnen, werden die Absperrventile 51 bis 56 verschlossen und die Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 bis 64 und 67 aktiviert, um auf Vakuum den Innenraum der ersten und zweiten Entgasungskammer 11 und 12, der Pufferkammer 13, der Bearbeitungskammer 14 und der Kühlkammer 17 vorher zu evakuieren.
Wenn der Betrieb begonnen wurde, werden die Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 bis 64 und 67 entsprechend in Betrieb gehalten, um Evakuieren der ersten und zweiten Entgasungskammer 11 und 12, der Pufferkammer 13, der Bearbeitungskammer 14 und der Kühlkammer 17 fortzusetzen.
Wie in 2 gezeigt ist, wird ein zu bearbeitender Gegenstand 18, beispielsweise ein Glassubstrat, über einen Rahmen 19 auf einen Träger 17 gesetzt, wodurch eine Transporteinheit 15 gebildet wird 17; und eine Tür 57 zwischen der Zuführungskammer 15 und der Luftatmosphäre wird geöffnet, um die Transporteinheit in die Zuführungskammer 15 zu befördern.
Wenn eine vorher festgelegte Anzahl von Transporteinheiten 5 in die Zuführungskammer 15 befördert wird, wird die Tür 57 verschlossen, und die Zuführungskammer 15 wird durch die Zuführungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 65 auf Vakuum evakuiert.
Wenn der Innenraum der Zuführungskammer 15 einen vorher festgelegten Druck von ungefähr 100 Pa erreicht, wird das Absperrventil 51 geöffnet, um eine der Transporteinheiten 5 von der Zuführungskammer 15 in die erste Entgasungskammer 11 zu bewegen.
Ein erster und zweiter Heizmechanismus 31 und 32 sind in der ersten bzw. zweiten Entgasungskammer 11 und 12 angeordnet, wodurch der erste Heizmechanismus 31 das Erzeugen von Wärme aufrechterhält, wobei ein elektrischer Strom vorher angelegt wird, und dann, wenn die Transporteinheit 5 gegenüber dem ersten Heizmechanismus 31 angeordnet wird und das Absperrventil 51 zur Zuführungskammer 15 verschlossen wird, um die Transporteinheit 5 zu erhitzen, wird absorbiertes Gas, welches in der Transporteinheit 5 absorbiert wurde, von der Transporteinheit 5 mit erhöhter Temperatur in den Innenraum der ersten Entgasungskammer 11 abgegeben.
Das absorbierte Gas, welches von der Transporteinheit 5 abgegeben wird, wird auf Vakuum durch die erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61 evakuiert. Da der Innenraum der ersten Entgasungskammer 11 weiter auf Vakuum durch die erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61 evakuiert wird, und die Menge Q₁ des abgegebenen Gases mit Ablauf der Zeit während der Entgasungsbearbeitung abgesenkt wird, nimmt der Innendruck der ersten Entgasungskammer 11 ebenfalls ab.
Da die erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61 eine effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S₁ hat, die die Entgasungsbearbeitung für die erste Entgasungsbearbeitungszeit, welche vorher vorhanden ist, den Druck P₁ innerhalb der ersten Entgasungskammer 11 in den Bereich von 1 bis 100 Pa bringen kann, wird nach einem Ablauf der ersten Entgasungsbearbeitungszeit das Absperrventil 52 geöffnet, um die Transporteinheit 5 von der ersten Entgasungskammer 11 zur zweiten Entgasungskammer 12 zu bewegen.
Die Transporteinheit 5 liegt gegenüber dem zweiten Heizmechanismus 32. Wenn das Absperrventil 52 verschlossen ist, wird der Innenraum der zweiten Entgasungskammer 12 durch die zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62 auf Vakuum evakuiert, während die Transporteinheit 5 erhitzt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird die Transporteinheit 5 in der zweiten Entgasungskammer 12 eine zweite Entgasungsbearbeitungszeit lang entgast, welche vorher festgelegt wurde.
Wie die effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S₁ der ersten Vakuumevakuierungseinrichtung 61 hat die zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62 eine effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S₂, die die Entgasungsbearbeitung für die zweite Entgasungsbearbeitungszeit, welche vorher festgelegt wurde, den Druck P₂ innerhalb der zweiten Entgasungskammer 12 in den Bereich von 1 bis 100 Pa bringen kann.
Bei dieser Ausführungsform ist die effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S₂ der zweiten Vakuumevakuierungseinrichtung 62 die gleiche wie die effektive Evakuierungsgeschwindigkeit S₁ der ersten Vakuumevakuierungseinrichtung 61, jedoch, da die Menge Q₂ des absorbierten Gases, welches von der Transporteinheit 5 innerhalb der zweiten Entgasungskammer 12 abgegeben wird, kleiner ist als die Menge Q₁ des Gases, welches von der ersten Entgasungskammer 11 abgegeben wird, wird mit einem Weitergang der Entgasungsbearbeitung in der zweiten Entgasungskammer 12 ein Innendruck P₂ der zweiten Entgasungskammer 12 niedriger als der Innendruck P₁ der ersten Entgasungskammer 11.
Nach einem Ablauf der zweiten Entgasungsbearbeitungszeit, welche festgelegt wurde, wird das Absperrventil 53 geöffnet, und die Transporteinheit 5 wird in die Pufferkammer 13 bewegt.
Die Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63 ist eine Hochvakuum-Evakuierungspumpe und hat eine Evakuierungsgeschwindigkeit S₃, die höher ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit S₁ und S₂ der ersten und zweiten Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 und 62, so dass, wenn das Absperrventil 53 verschlossen ist, die Pufferkammer 13 auf Vakuum durch die Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63 evakuiert wird, wodurch der Druck in der Pufferkammer 13 schnell abfällt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Pufferkammer 13 mit einem Pufferkammer-Heizmechanismus 33 versehen, zu welchem die Transporteinheit 5 gegenüberliegend gebracht wird, und hebt die Temperatur auf ungefähr gleich bis zu denen innerhalb der ersten und zweiten Entgasungskammer 11 und 12 an, um den Druck in der Pufferkammer 13 abzusenken, während entgast wird.
Da die Bearbeitungskammer 14 auf Vakuum bis zu einer Hochvakuumatmosphäre vorher evakuiert wurde, wird, nachdem der Innendruck der Pufferkammer 13 auf ungefähr gleich dem Innendruck der Bearbeitungskammer 14 abgesenkt wird, das Absperrventil 54 geöffnet, um die Transporteinheit 5 in die Bearbeitungskammer 14 zu bewegen, und danach wird das Absperrventil 54 verschlossen.
Die Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 64 ist eine Hochvakuum-Evakuierungspumpe und hat eine Evakuierungsgeschwindigkeit S₄, die höher ist oder gleich der Evakuierungsgeschwindigkeit S₃ der Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63. Der Innenraum der Bearbeitungskammer 14 kann auf einen Druck reduziert werden, der niedriger ist als der Druck der Pufferkammer 13.
Eine MgO-Verdampfungsquelle 35 ist innerhalb der Bearbeitungskammer 14 angeordnet. Die Transporteinheit 5 ist mit der Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands 18 auf die MgO-Verdampfungsquelle 35 gerichtet angeordnet, so dass, wenn MgO-Dampf von der MgO-Verdampfungsquelle 35 abgegeben wird, der MgO-Dampf die Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands 18 erreicht, um einen MgO-Dünnfilm aufwachsen zu lassen.
Nachdem eine vorher festgelegte Dicke des MgO-Dünnfilms gebildet ist, wird das Absperrventil 55 geöffnet, und die Transporteinheit 5 wird in die Kühlkammer 17 bewegt, um heruntergekühlt zu werden, wonach nach dem Kühlen die Transporteinheit 5 in die Entnahmekammer 16 bewegt wird.
Durch Transportieren nicht-bearbeiteter Transporteinheiten der Reihe nach in die Bearbeitungskammer 14 kann die Vakuumbearbeitung (die Bildung des MgO-Dünnfilms) hinsichtlich der mehreren Gegenstände, welche der Reihe nach zu bearbeiten sind, durchgeführt werden.
Wenn eine vorher festgelegte Anzahl von vakuum-bearbeiteten Transporteinheiten 5 in der Entnahmekammer 16 angeordnet ist, wird das zur Luft hin führende Tor 58 geöffnet, wobei das Absperrventil 56 verschlossen ist, um die Transporteinheiten 5 zur Luft hin herauszunehmen.
4 ist eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Ablaufzeit innerhalb der Vakuumbearbeitungsvorrichtung 10 und dem Druck der Umgebungsatmosphäre rund um die Transporteinheit 5 zeigt, wobei die horizontale Achse die Ablaufzeit zeigt, und die vertikale Achse den Druck zeigt (in einer beliebigen Einheit).
Der Nullpunkt 0 der Horizontalachse zeigt die Zeit, wann die Entgasungsbearbeitung in der ersten Entgasungskammer 11 begonnen wurde; das Zeichen t₁ zeigt die Zeit, wann die Transporteinheit 5 von der ersten Entgasungskammer 11 zur zweiten Entgasungskammer 12 bewegt wurde; das Zeichen t₂ zeigt die Zeit, wann sich von der zweiten Entgasungskammer 12 zur Pufferkammer 13 bewegt wurde; und das Zeichen t₃ zeigt die Zeit, wann sich von der Pufferkammer 13 zur Bearbeitungskammer 14 bewegt wurde.
Die Gruppe der Kurven, welche durch das Zeichen A dargestellt sind, zeigt Änderungen hinsichtlich des Drucks, wenn die vorliegende Erfindung angewandt wird. Die Gruppe der Kurven, welche durch das Zeichen B gezeigt sind, zeigt Änderungen bezüglich des Drucks bei dem herkömmlichen Verfahren.
Wenn die Transporteinheit 5 auf die gleiche Temperatur erhitzt wird, wenn entgast wird, hängt die Abgabegeschwindigkeit des absorbierten Gases von der Entgasungszeit ab; im Fall der gleichen Abgabegeschwindigkeit hängt der Druck der Vakuumatmosphäre von der effektiven Evakuierungsgeschwindigkeit des Evakurierungsvakuumssystems ab, wodurch der Druck in der Pufferkammer 13 daher gleich ist bei der vorliegenden Erfindung, wo die Entgasung bei einem hohen Druck durchgeführt wird, und bei dem herkömmlichen Verfahren, wenn das Entgasen in einer Hochvakuumatmosphäre durchgeführt wird.
Obwohl die Vakuumbearbeitungsvorrichtung 10, welche oben beschrieben wurde, individuell mit separaten Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 bis 67 versehen ist, ist es beispielsweise möglich, eine oder mehrere Evakuierungseinrichtungen anteilig zu nutzen. Beispielsweise können die Vakuumevakuierungseinrichtungen 65 und 66 der Zuführungskammer 5 und der Entnahmekammer 16 anteilig genutzt werden.
Bis zu diesem Punkt wurde eine Beschreibung hinsichtlich der Ausführungsform angegeben, wo der Druck in der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher oder gleich von 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa gebracht wird, und der Druck in der Pufferkammer auf unterhalb von 1 Pa gebracht wird, wobei trotzdem die vorliegende Erfindung auch bei einer Vakuumbearbeitungsvorrichtung angewandt werden kann, bei der der Druck in der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 0,1 Pa gebracht ist, und niedriger als oder gleich 100 Pa, und der Druck in der Pufferkammer auf unterhalb von 01, Pa gebracht wird.
Anschließend wird ein anderes Beispiel des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Bezugszeichen 110 in 3 zeigt eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche für das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und welche eine Vakuumkammer 114 hat.
Ein Substratheizmechanismus 117 ist in der Vakuumkammer 114 angeordnet, und ein zu bearbeitender Gegenstand 118 ist gegenüber Substratheizmechanismus 117 angeordnet.
Vakuumevakuierungseinrichtungen c und 164 sind über Ventile mit der Vakuumkammer 114 verbunden. Die Vakuumevakuierungseinrichtung mit dem Zeichen c ist dazu da, um grob zu bearbeiten; und die Vakuumevakuierungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 164 ist für die Hochvakuumevakuierung bestimmt. Während die Grobvakuum-Evakuierungseinrichtung c die Vakuumkammer 110 evakuiert, wird der zu bearbeitende Gegenstand 118 durch den Substratheizmechanismus 117 erhitzt, wodurch das Gas, welches im zu bearbeitenden Gegenstand 118 absorbiert ist, abgegeben wird und die Entgasungsbearbeitung durchgeführt wird. Das abgegebene absorbierte Gas wird in die Luftatmosphäre durch die Grobvakuum-Evakuierungseinrichtung c entladen.
Die Hochvakuum-Evakuierungseinrichtung 164 weist eine Krypopumpe auf, jedoch mit einem Ventil a zwischen der Hochvakuum-Evakuierungseinrichtung 164 und der Vakuumkammer 114, welches während der Entgasungsbearbeitung verschlossen ist, wobei die Entgasungsbearbeitung durch die Grobvakuum-Evakuierungseinrichtung c durchgeführt wird. Da die Krypopumpe mit der Innenatmosphäre der Vakuumkammer 114 nicht verbunden ist, wird die Krypopumpe kein Gas absorbieren.
Während der Entgasung ohne Verwendung der Krypopumpe wird der Innenraum der Vakuumkammer 114 auf einem Druck von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa gehalten. Nachdem die Entgasungsbearbeitung in Bezug auf den zu bearbeiteten Gegenstand 118 in einem solchen Druckbereich eine vorher festgelegte Zeitlang durchgeführt ist, wird die Krypopumpe mit der Innenatmosphäre der Vakuumkammer 114 verbunden, damit die Vakuumkammer 114 auf Vakuum evakuiert wird, mit einer hohen effektiven Evakuierungsgeschwindigkeit S₅ der Krypopumpe, wodurch der Druck des Innenraums der Vakuumkammer 114 auf einen Druck P₅ (= Q₅/S₅) abgesenkt wird, der durch die Menge Q₅ des abgegebenen Gases nach dem Entgasen, und der effektiven Evakuierungsgeschwindigkeit S₅ der Krypopumpe bestimmt wird.
Eine MgO-Verdampfungsquelle 135 ist im unteren Teil der Vakuumkammer 114 angeordnet, und, nachdem der niedrige Druck P₅ erreicht ist, wird MgO-Dampf von der MgO-Verdampfungsquelle 135 ausgelassen, damit ein MgO-Dünnfilm hoher Qualität auf der Oberfläche des zu bearbeiteten Gegenstands 118 gebildet wird.
Da das abgegebene Gas während des Entgasens in der Krypopumpe nicht absorbiert wird, können die Regenerationsintervalle der Krypopumpe ohne Vergrößerung der Verarbeitungszeit verlängert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren, wo die Krypopumpe verwendet wird, ein hohes Vakuum sogar während der Entgasungsbearbeitung zu bilden.
Ausführungsform
Spezielle Vakuumpumpen zur Verwendung bei der Vakuumbearbeitungsvorrichtung 10 der obigen Ausführungsform sind wie folgt.

Die folgende Tabelle 1 zeigt den Aufbau der Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 bis 63 und 65 der Vakuumbearbeitungsvorrichtung 10 in 1, die Evakuierungsgeschwindigkeiten der Vakuumevakuierungseinrichtungen 61 bis 63 und 65 und die Drücke in den Vakuumkammern, wenn eine Bewegung der Transporteinheit 5 zu den nachfolgenden Vakuumkammern durchgeführt wird. Tabelle 1: Evakuierungssysteme in der Vakuumbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Anwendung

	Zuführungskammer-Vakuumevakuierungs einrichtung 65	Erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61	Zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62	Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrrichtung 63
Aufbau	Trockenpumpe Mechanische Verstärkerpumpe	Turbomolekular-Pumpe	Turbomolekularpumpe	Turbomolekular-Pumpe Kühlfalle
Gesamte Evakuierungs-Geschwindigkeit (m³/s)	0,5	1,0	1,0	80
Druck (Pa)^*1	Im Bereich von 10–10^{2 Pa}	Im Bereich von 1–10 Pa	Im Bereich von 1–10 Pa	Im Bereich von 10^–3 Pa

*1: Druck (Pa), wenn die Transporteinheit zur nachfolgenden Vakuumkammer bewegt wird

Die Kammern 11 bis 14, 16 und 17 wurden abgesehen von der Zuführungskammer 15 auf Vakuum vorher evakuiert. Der Druck der Bearbeitungskammer 14 liegt, wenn Vakuumbearbeitung hinsichtlich des zu bearbeiteten Gegenstands 18 durchgeführt wird, im Bereich von 10^–2 Pa.
Die Zuführungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 65 ist eine Evakuierungseinheit, welche aus einer Trockenpumpe und einer mechanischen Verstärkerpumpe besteht und eine Gesamtevakuierungsgeschwindigkeit S₁ von 0,5 m³/s hat.
Die Zuführungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 65 wurde aktiviert, um auf Vakuum die Zuführungskammer 15 zu evakuieren, in welche die Transporteinheiten 5 befördert wurden, von Luftdruck auf einen Druck im Bereich von 10 bis 10² Pa, bei dem die Zuführungskammer 15 mit der ersten Entgasungskammer 11 verbunden wurde, damit die Transporteinheit 5 zur ersten Entgasungskammer 11 bewegt wird.
Die erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61 und die zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62 sind Vakuumevakuierungssysteme, welche entsprechende Pumpgeschwindigkeiten S₂ und S₃ von ungefähr 1,0 m³/s haben, wobei diese eine Turbomolekularpumpe (und eine hintere Druckpumpe) mit einem weiten Bereich für das Medium und das Hochvakuum-Evakuierung verwenden; während der Innenraum der ersten Entgasungskammer 11 auf Vakuum durch die erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61 evakuiert wurde, wurde die Transporteinheit 5 erhitzt, um das absorbierte Gas abzugeben und um Entgasung eine vorher festgelegte Zeitlang durchzuführen; und, wenn die erste Entgasungskammer 11 auf Vakuum herunter zu einem Druck im Bereich von 1 bis 10 Pa evakuiert wurde, wurde die erste Entgasungskammer 11 mit der zweiten Entgasungskammer 12 verbunden, und die Transporteinheit 5 wurde zur zweiten Entgasungskammer 12 bewegt.
Die zweite Entgasungskammer 12 wurde durch die zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62 evakuiert, und, während sie auf Drücke im Bereich von 1 bis 10 Pa gehalten wird, wurde die Transporteinheit 5 erhitzt, um das absorbierte Gas abzugeben, um Entgasung eine vorher festgelegte Zeitlang durchzuführen, wonach mit dem Druck im Bereich von 1 bis 10 Pa die zweite Entgasungskammer 12 mit der Pufferkammer 13 verbunden wurde und die Transporteinheit 5 zur Pufferkammer 13 bewegt wurde.
Die Pufferkammer-Evakuierungseinrichtung 63 ist ein Hochvakuum-Evakuierungssystem, mit einer gesamten Evakuierungsgeschwindigkeit S₃ von ungefähr 80 m³/s, wobei eine Turbomolekularpumpe und eine Kühlfalle (und eine hintere Druckpumpe) verwendet wird; während der Innenraum der Pufferkammer 13 auf Vakuum durch die Pufferkammer-Hochvakuum-Evakuierungseinrichtung 63 evakuiert wurde, wurde die Transporteinheit 5 erhitzt, um das absorbierte Gas abzugeben, und um Entgasung eine vorher festgelegte Zeitlang durchzuführen. Nachdem der Druck der Pufferkammer 13 auf die Größenordnung von 10^–3 Pa abgesenkt wurde, wurde die Pufferkammer 13 mit der Bearbeitungskammer 14 verbunden und die Transporteinheit 5 wurde in die Bearbeitungskammer 14 bewegt. Wenn ein Prozessgas in die Bearbeitungskammer für den Prozess eingeführt ist, kann der Druck der Pufferkammer abgesenkt werden, bevor die Pufferkammer mit dem Bearbeitungsgas beliefert wird und dann mit der Bearbeitungskammer verbunden wird.
Die Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 64 nutzt die gleiche Vakuumpumpe wie die der Pufferkammer-Hochvakuum-Evakuierungseinrichtung 63, so dass ein MgO-Dünnfilm in einem Hochvakuum-Evakuierungszustand abgelagert werden kann.
Es wird nun eine Beschreibung angegeben, für eine Prozedur, wenn eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung verwendet wird, eines Vergleichsbeispiels, welches den gleichen Aufbau hat wie den der obigen Ausführungsform, mit Ausnahme der Vakuumevakuierungseinrichtungen.

Wie bei der obigen Ausführungsform wird das Entgasen durch Erhitzen der Transporteinheit durchgeführt, die Transporteinheit 5 wird in der ersten und zweiten Entgasungskammer 11 und 12 und der Pufferkammer 13 erhitzt. Die folgende Tabelle 2 zeigt den Aufbau der Vakuumevakuierungseinrichtungen, welche mit den entsprechenden Kammer 11 bis 13 und 15 verbunden sind, und die Drücke, wenn sich auf die nachfolgenden Vakuumkammer bewegt wird. Tabelle 2: Evakuierungssysteme in der Vakuumbearbeitungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels

	Zuführungskammer-Vakuumevakuieruns-Einrichtung 65		Erste Vakuumevakuierungseinrichtung 61	Zweite Vakuumevakuierungseinrichtung 62	Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrrichtung 63
Aufbau	Trockenpumpe Mechanische Verstärkerpumpe	Turbomolekularpumpe	Turbomolekular-Pumpe Kühlfalle	Turbomolekular-Pumpe Kühlfalle	Turbomolekular-Pumpe Kühlfalle
Gesamte Evakuierungs-Geschwindigkeit (m³/s)	4,5	6	80	80	80
Druck (Pa)^*1	Im Bereich von 10–10^{2 Pa}	Im Bereich von 10^–1 Pa	Im Bereich von 10^–2 Pa	Im Bereich von 10^–2 Pa	Im Bereich von 10^–3 Pa

Bei der Vakuumbearbeitungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels ist die
Zuführungskammer 15 mit einer Evakuierungseinheit verbunden, welche aus einer Trockenpumpe und einer mechanischen Verstärkerpumpe aufgebaut ist, mit einer Gesamtevakuierungsgeschwindigkeit von 4,5 m³/s, und außerdem mit einer Turbomolekularpumpe (und einer hinteren Druckpumpe) mit einer Evakuierungsgeschwindigkeit von 6,0 m³/s; die Zuführungskammer 15 mit den Transporteinheiten 5, welche darin befördert werden, wurde am Anfang auf Vakuum mittels der Evakuierungseinheit evakuiert, wodurch der Druck des Innenraums der Zuführungskammer 15 von Luftdruck auf 10 Pa abgesenkt wurde, danach wurde der Evakuierungsbetrieb auf die Turbomolekularpumpe umgeschaltet, damit die Zuführungskammer 15 auf Vakuum durch die Turbomolekularpumpe evakuiert wird, um den Druck des Innenraums der Zuführungskammer 15 von 10 Pa auf 10^–1 Pa abzusenken, wobei bei dem Druck eine Transporteinheit 5 zur ersten Entgasungskammer 11 bewegt wurde.
Die erste und die zweite Entgasungskammer 11 und 12 sind mit entsprechenden Hochvakuum-Evakuierungssystemen verbunden, welche aus einer Turbomolekularpumpe und einer Kühlfalle bestehen (und einer hinteren Druckpumpe), mit einer Gesamtevakuierungsgeschwindigkeit von ungefähr 80 m³/s; in der ersten Entgasungskammer 11 wurde, während die Vakuumevakuierung durch deren Hochvakuum-Evakuierungssystem durchgeführt wurde, die Transporteinheit 15 erhitzt und entgast, bis der Druck des Innenraums der ersten Entgasungskammer 11 auf den Bereich in den Bereich von 10^–2 Pa abgesenkt wurde, wobei bei diesem Druck die erste und die zweite Entgasungskammer 11 und 12 verbunden wurde, um die Transporteinheit 5 in die zweite Entgasungskammer 12 zu bewegen.
Die zweite Entgasungskammer 12 wurde ebenfalls durch ihr Hochvakuum-Evakuierungssystem auf Vakuum evakuiert, und, während Heizen und Entgasen mit dem Druck durchgeführt wurden, der im Bereich von 10^–2 Pa beibehalten wurde, wurde die zweite Entgasungskammer 12 mit der Pufferkammer 13 bei einem Druck im Bereich von 10^–2 Pa verbunden.
Die Pufferkammer 13 wurde mit dem gleichen Hochvakuum-Evakuierungssystem wie demjenigen der ersten und der zweiten Entgasungskammer 12 und 13 verbunden (einem Hochvakuum-Evakuierungssystem unter Verwendung einer Turbomolekularpumpe und einer Kühlfalle (und einer hinteren Druckpumpe mit einer Gesamtevakuierungsgeschwindigkeit von 80 m³/s); während Vakuumevakuierung durch das Hochvakuumevakuierungssystem durchgeführt wurde, wurden Heizen und Entgasen durchgeführt, und die Pufferkammer 13 wurde mit der Bearbeitungskammer 14 bei einem abgesenkten Druck im Bereich von 10^–3 Pa verbunden, und die Transporteinheit 5 wurde bewegt.
Wie oben beschrieben waren, wenn Vakuumevakuierung von Luftdruck durchgeführt wird und das Heizen und Entgasen der Transporteinheit 5 und dann die Transporteinheit 5 in die Innenseite der Bearbeitungskammer transportiert wird, welche in einem Hochvakuumzustand ist, sowohl die Vakuumbearbeitungsvorrichtung einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als auch die Vakuumbearbeitungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels in der Lage, den Druck von dem Luftdruck auf den Bereich von 10^–3 Pa innerhalb der gleichen Zeitperiode abzusenken.
Im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel haben die Vakuumpumpe im ersten und zweiten Vakuumevakuierungssystem 61 und 62 der vorliegenden Erfindung Betriebsdruckbereiche, welche höher als die der Vakuumpumpen der Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63 und der Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 64 sind; unter der Annahme, dass der niedrigste Druckwert in einem Betriebsdruckbereich der höchste Druck ist, haben das erste und das zweite Vakuumevakuierungssystem 61 und 62 Höchstdrücke, welche höher sind als die der Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 63 und der Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 64.
Folglich muss gemäß der vorliegenden Erfindung die Zuführungskammer 15 nicht mit einer Turbomolekularpumpe verbunden werden, und die erste und die zweite Entgasungskammer 11 und 12 können ohne eine Kühlfalle fertig werden, wodurch die Einrichtungsherstellungskosten reduziert werden und die Wartung einfacher gemacht wird.
Bei dieser Ausführungsform werden die erste und die zweite Entgasungskammer 11 und 12 auf ein Vakuum durch die erste und die zweite Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung 61 und 62 evakuiert, welche aus einer Turbomolekularpumpe bestehen, wobei jedoch auch eine Trockenpumpe oder eine Roots-Blaspumpe (mechanische Verstärkerpumpe) zur Evakuierung anstelle der Turbomolekularpumpe verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Vakuumablagerungsvorrichtung beschränkt, sondern kann bei einer einzelnen Substrat-Vorrichtung angewandt werden, einer Lastverriegelungsvorrichtung und einer Klappenvorrichtung.
5(a) zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wo eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung 20 eine Transportkammer 29 mit einem Substrattransport-Roboter hat, der mit einer Zuführungs-/Entnahmekammer 25 verbunden ist, um eine Transporteinheit 5 hereinzubefördern und die gleiche herauszunehmen, erste und zweite Entgasungskammern 21 und 22, wobei entsprechende Heizeinrichtungen angeordnet sind, und eine Bearbeitungskammer 24 zum Durchführen von Vakuumbearbeitung hinsichtlich eines zu bearbeiteten Gegenstands der Transporteinheit 5. Bei dieser Ausführungsform ist die Bearbeitungskammer 24 eine Einrichtung, um einen MgO-Dünnfilm oder dgl. in einer Vakuumatmosphäre zu bilden oder um Vakuumbearbeitung durchzuführen, beispielsweise Ätzen in der Vakuumatmosphäre, und die Kammern 21, 22, 24 und 29 abgesehen von der Zuführungskammer/Entnahmekammer 25 werden vorher auf Vakuum evakuiert.
Die Vakuumevakuierungssysteme 75, 71 und 72, welche mit einer Zuführungskammer/Entnahmekammer 25 verbunden sind, und die erste und zweite Entgasungskammer 21 und 22 sind mit Trockenpumpen 75a, 71a und 72a und mechanischen Verstärkerpumpen 75b, 71b und 72b verbunden, so dass zur Vakuumevakuierung von Luftdruck die Trockenpumpen 75a, 71a und 72a unmittelbar zur Vakuumevakuierung verwendet werden; bei Drücken, wo die Evakuierungsgeschwindigkeit der Trockenpumpen 75a, 71a und 72a abfallen, evakuieren, während die Trockenpumpen 75a, 71a und 72a auf Vakuum evakuieren, den hinteren Druck der mechanischen Verstärkerpumpen 75a, 71b und 72b die mechanischen Verstärkerpumpen 75b, 71b und 72b auf Vakuum die jeweiligen Kammern 25, 21 und 22 (die Transportkammer 29 ist mit einem Hochvakuum-Evakuierungssystem verbunden, welches in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, und wird dadurch in eine Vakuumatmosphäre versetzt).
In der ersten und der zweiten Entgasungskammer 21 und 22 wird das Entgasen nacheinander bei Drücken von 1 Pa oder höher durchgeführt, und, nachdem die Menge an gelöstem Gas reduziert wurde, wird die Transporteinheit 5 in die Bearbeitungskammer 24 über die Transportkammer 29 transportiert.
Die Bearbeitungskammer 24 ist mit einem Vakuumevakuierungssystem 73 verbunden, welches aus einer Turbomolekularpumpe besteht, wonach der Innenraum der Bearbeitungskammer 24 auf ein Vakuum von 10^–3 Pa evakuiert wird, dann wird die Vakuumbearbeitung begonnen, wonach die Transporteinheit 5 in die Atmosphäre von der Zuführungskammer/Entnahmekammer 25 herausgenommen wird.
Da lediglich die Bearbeitungskammer 24 mit der Turbomolekularpumpe versehen ist, ist es möglich, die Bearbeitungskammer 24 in eine Hochvakuum-Atmosphäre zu versetzen, und zwar mit Vakuumevakuierungssystemen, welche preiswert sind.
5(b) zeigt eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung 120 nach dem herkömmlichen Verfahren, wo eine Transportkammer 129 mit einer Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 verbunden ist, mit einer ersten und zweiten Entgasungskammer 121 und 122 und einer Bearbeitungskammer 124. Die Kammern 121, 122, 124 und 129 werden abgesehen von der Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 auf Vakuum vorher evakuiert. Die Bearbeitungskammer 124 und die erste und zweite Entgasungskammer 121 und 122 werden mit entsprechenden Vakuumevakuierungssystemen 173, 171 und 172 verbunden, welche aus jeweils einer Turbomolekularpumpe bestehen, um somit für eine Vakuumevakuierung auf hohes Vakuum fähig zu sein.
Ein Vakuumevakuierungssystem, welches mit der Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 verbunden ist, weist eine Trockenpumpe 175a, eine mechanische Verstärkerpumpe 175b und eine Turbomolekularpumpe 175c auf, die Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 wird zunächst auf Vakuum von Luftatmosphäre durch die Trockenpumpe 175a evakuiert, die Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 wird dann auf Vakuum durch die mechanische Verstärkerpumpe 175b evakuiert, während auf Vakuum evakuiert wird, mit einem hinteren Druck, der durch die Trockenpumpe 175a evakuiert wurde, bis der Druck auf einen Druck abgesenkt wurde, wo die Turbomolekularpumpe 175c betriebsfähig ist, nachdem die Vakuumevakuierung mittels der Turbomolekularpumpe 175c begonnen wird.
In diesem Zustand wird der zu transportierende Gegenstand zur ersten Entgasungskammer 121 bewegt, um Entgasen nacheinander in der ersten und zweiten Entgasungskammer 121 und 122 durchzuführen, während auf Vakuum durch die Evakuierungssysteme 171 und 172 evakuiert wird, um den Druck in der Bearbeitungskammer 124 auf einen Druck zur Vakuumbearbeitung abzusenken.
Die Vakuumbearbeitungsvorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung benötigt die gleiche Zeit, die Vakuumevakuierung auf den Luftdruck durchzuführen, bei dem die Vakuumbearbeitung nach dem Erhitzen und Entgasen begonnen werden kann, wie die welche die Vakuumbearbeitungsvorrichtung 120 des Vergleichsbeispiels benötigt, bei der Turbomolekularpumpen mit der Zuführungskammer/Entnahmekammer 125 und mit der ersten und zweiten Entgasungskammer 121 und 122 verbunden sind, als auch mit der Bearbeitungskammer 124. Das bedeutet, dass die Vakuumbearbeitungsvorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung preiswerter ist und einfacher gewartet werden kann.
Zusammenfassung
Es wird eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, welche eine Entgasungskammer hat, welche keine baulich große Vakuumevakuierungseinrichtung benötigt. Bei dem Prozess zum Erhitzen und Entgasen eines zu bearbeitenden Gegenstands in der Entgasungskammer, Transportieren des zu bearbeitenden Gegenstands in eine Bearbeitungskammer über eine Pufferkammer, und Durchführen von Vakuumbearbeitung, wird die Entgasungskammer mit einem Vakuumevakuierungssystem verbunden, welches eine niedrige Evakuierungsgeschwindigkeit hat, und Entgasungsbearbeitung in einer Vakuumatmosphäre von 1 bis 100 Pa wird durchgeführt (Zeit 0 bis t₂). Danach wird der zu bearbeitende Gegenstand zur Pufferkammer bewegt, und der Druck innerhalb der Pufferkammer wird auf die Nähe des Drucks der Bearbeitungskammer abgesenkt (Zeit t₂ bis t₃), danach werden die Pufferkammer und die Bearbeitungskammer verbunden, und der zu bearbeitende Gegenstand wird in die Bearbeitungskammer transportiert. Wenn man Änderungen des Drucks vergleicht, hat die vorliegende Erfindung (eine Gruppe von Kurven A) keinen Unterschied bezüglich der Bearbeitungszeit verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren (eine Gruppe von Kurven B), wo die Entgasungskammer in eine Hochvakuumatmosphäre durch eine Vakuumevakuierungseinrichtung versetzt wird, welche eine hohe Evakuierungsgeschwindigkeit hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Dictonary of flat Panel display technology, Kogyo Chosakei Publishing, Inc., 25. Dezember 2001, erste Auflage, Seite 269, Seite 683–684, Seite 688–689, und Seite 737–738 [0008]
Shinku handbook [Vacuum handbook], neue Auflage, Ohmsha, Ltd. 1. Juli 2002, Seite 5 (Artikel 1 und 2, Vakuumbegriffe) [0008]

Claims

Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche eine Entgasungskammer, welche einen Substratheizmechanismus hat, und eine Bearbeitungskammer hat, in welcher Vakuumbearbeitung gegenüber einem Substrat durchgeführt wird, wobei die Entgasungskammer und die Bearbeitungskammer in Vakuumatmosphäre gebracht sind, und einen zu bearbeitenden Gegenstand, der erhitzt wird und innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wird, der in die Bearbeitungskammer transportiert wird und innerhalb der Bearbeitungskammer vakuum-bearbeitet wird, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Vakuumpumpe nutzt, welche einen Höchstdruck hat, der höher ist als der Höchstdruck der Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine MgO-Ablagerungsquelle in der Bearbeitungskammer angeordnet ist; und MgO-Dampf der MgO-Verdampfungsquelle emittiert wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.
Vakuumevakuierungseinrichtung nach Anspruch 1, welche mehrere Entgasungskammern aufweist, wobei die Entgasungskammern in Reihe verbunden sind, wobei, nachdem der zu bearbeitende Gegenstand in jeder der Entgasungskammern entgasungs-bearbeitet ist, dann zur Bearbeitungskammer bewegt wird.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck innerhalb der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa bringt; und wobei die Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine hohe Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck in der Bearbeitungskammer auf unterhalb von 1 Pa bringt.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung, welche eine Entgasungskammer, welche einen Substratheizmechanismus hat, eine Pufferkammer, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, und eine Bearbeitungskammer hat, welche mit der Pufferkammer, der Entgasungskammer, der Pufferkammer verbunden ist, wobei die Bearbeitungskammer in eine Vakuumatmosphäre gebracht wird, wobei ein zu bearbeitender Gegenstand, der erhitzt wurde der innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wurde, in die Bearbeitungskammer in die Pufferkammer transportiert wird und innerhalb der Bearbeitungskammer vakuum-bearbeitet wird, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Entgasungskammer verbunden ist, so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Pufferkammer verbunden ist.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Evakuierungsgeschwindigkeit der Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung so festgelegt ist, dass sie niedriger ist als die Evakuierungsgeschwindigkeit einer Bearbeitungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung, welche mit der Bearbeitungskammer verbunden ist.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Vakuumpumpe nutzt, welche einen Höchstdruck hat, der höher ist als der Höchstdruck der Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine MgO-Ablagerungsquelle in der Bearbeitungskammer angeordnet ist, und MgO-Dampf der MgO-Ablagerungsquelle emittiert wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, welche mehrere Entgasungskammern aufweist, wobei die Entgasungskammern in Reihe verbunden sind, und wobei, nachdem der zu bearbeitende Gegenstand in jeder der Entgasungskammern entgasungs-bearbeitet wurde, er dann zur Pufferkammer bewegt wird.
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Entgasungskammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck in der Entgasungskammer auf eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich 100 Pa bringt; und wobei die Pufferkammer-Vakuumevakuierungseinrichtung eine hohe Evakuierungsgeschwindigkeit hat, welche den Druck innerhalb der Pufferkammer auf unterhalb von 1 Pa bringt.
Vakuumbearbeitungsverfahren, bei dem ein zu bearbeitender Gegenstand auf einem Träger befestigt ist, um eine Transporteinheit zu bilden, wobei die Transporteinheit von Luftatmosphäre in eine Vakuumatmosphäre befördert wird, und nach dem Heizen die Transporteinheit, welche geheizt und innerhalb der Entgasungskammer entgasungs-bearbeitet wurde, dann in eine Pufferkammer transportiert wird, nachdem der Druck in der Pufferkammer abgesenkt ist, danach die Pufferkammer mit einer Bearbeitungskammer verbunden wird, wobei die Transporteinheit in die Bearbeitungskammer transportiert wird, und der zu bearbeitende Gegenstand in der Transporteinheit vakuum-bearbeitet wird, wobei Druck in der Entgasungskammer in eine Druckatmosphäre von höher als oder gleich 1 Pa und niedriger als oder gleich als 100 Pa gebracht wird, und der Druck in der Bearbeitungskammer auf unterhalb von 1 Pa gebracht wird.
Vakuumbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei MgO-Dampf der Bearbeitungskammer erzeugt wird, um einen MgO-Dünnfilm auf einer Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands zu bilden.