JP2005326529A - Vacuum processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば液晶を液晶セル内に注入する液晶注入装置に代表される真空処理装置に関する。 The present invention relates to a vacuum processing apparatus represented by, for example, a liquid crystal injection apparatus that injects liquid crystal into a liquid crystal cell.
真空処理装置において、真空雰囲気中で被処理物に対して処理を行うチャンバには、被処理物の出し入れを行う扉が設けられており、チャンバ本体と扉との間は、Oリングを介して密閉できるように構成されている。真空処理を行う際には、大気圧下で被処理物をチャンバ内にセットした後に、大気圧から所定の真空度までチャンバ内を排気する。この排気の初期段階では、チャンバ内の被処理物が急激な圧力変化により破損するのを防ぐために、時間をかけて緩やかに排気する必要があり、予め設定された排気速度プログラムに沿って自動的に排気が行われている。 In a vacuum processing apparatus, a chamber for processing an object to be processed in a vacuum atmosphere is provided with a door for taking in and out the object to be processed, and an O-ring is provided between the chamber body and the door. It is configured so that it can be sealed. When vacuum processing is performed, after the workpiece is set in the chamber under atmospheric pressure, the chamber is evacuated from atmospheric pressure to a predetermined vacuum level. In this early stage of exhaust, it is necessary to exhaust slowly over time in order to prevent the workpiece in the chamber from being damaged by a sudden pressure change, and it is automatically performed according to a preset exhaust velocity program. Exhaust has been done.
真空処理装置では、バッチ毎に被処理物の出し入れのために扉を開閉するので、長時間使用していると、Oリングの消耗や損傷が生じてくる。Oリングの消耗や損傷があると、排気の初期段階でチャンバと扉との密着が不完全となり、当初の排気速度プログラムでは所定の真空度が得られないことがあり、製造工程に支障をきたすことになる。 In the vacuum processing apparatus, the door is opened and closed for loading and unloading the processing object for each batch, so that the O-ring is consumed and damaged when used for a long time. If the O-ring is worn or damaged, the chamber and the door may not be intimately contacted at the initial stage of exhaust, and the original exhaust speed program may not provide a predetermined degree of vacuum, which hinders the manufacturing process. It will be.
(1)請求項1の真空処理装置は、被処理物に対して所定の真空処理を行う真空チャンバと、真空チャンバ内を排気する速度を調節する排気速度調節手段を有する排気系と、真空チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、圧力測定手段により測定される圧力が大気圧未満の基準圧力となったときに、予め定めた排気プログラムに従って排気速度調節手段を作動させて真空チャンバ内の圧力を真空処理に適した最終圧力まで排気するとともに、真空チャンバ内の圧力が基準圧力に達するまでは、排気速度調節手段の排気能力を徐々に増加させる制御手段とを備えることを特徴とする。
(2)請求項2の真空処理装置は、請求項1の真空処理装置において、所定の真空処理として、液晶を貯める液晶容器から液晶セル中へ液晶を注入する処理を行う装置であり、液晶容器と液晶セルとを相対的に接近させる移動機構および真空チャンバ内に不活性ガスを導入するガス導入系をさらに備えている。
(3)請求項1または2の真空処理装置において、排気速度調節手段は、排気系の配管部に設けられ、配管部の排気口断面積を増減する回転式可変バルブであることが好ましい。
(1) A vacuum processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a vacuum chamber that performs predetermined vacuum processing on an object to be processed, an exhaust system that includes an exhaust speed adjusting means for adjusting an exhaust speed of the vacuum chamber, and a vacuum chamber A pressure measuring means for measuring the pressure in the vacuum chamber, and when the pressure measured by the pressure measuring means becomes a reference pressure lower than atmospheric pressure, the exhaust speed adjusting means is operated according to a predetermined exhaust program to Control means for exhausting the pressure to a final pressure suitable for vacuum processing and for gradually increasing the exhaust capacity of the exhaust speed adjusting means until the pressure in the vacuum chamber reaches the reference pressure.
(2) The vacuum processing apparatus according to
(3) In the vacuum processing apparatus according to
本発明によれば、排気速度調節手段を設けて真空排気の初期段階で真空チャンバ内の排気速度を制御するので、Oリングの消耗や損傷が生じていても真空処理に要求される所定の真空度を得ることができる。 According to the present invention, the evacuation speed adjusting means is provided to control the evacuation speed in the vacuum chamber at the initial stage of evacuation. Therefore, even if the O-ring is worn or damaged, a predetermined vacuum required for vacuum processing is obtained. You can get a degree.
以下、本発明の実施の形態による真空処理装置として、液晶注入装置を例にとって、図1〜4を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態による液晶注入装置の概略を模式的に示す全体構成図である。 Hereinafter, as a vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a liquid crystal injection apparatus will be described as an example with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing an outline of a liquid crystal injection device according to the present embodiment.
液晶注入装置100は、チャンバ本体1と、開閉扉2と、液晶皿4を載置して矢印方向に昇降する昇降機構3と、液晶セル6を保持する保持具5とを備えている。チャンバ本体1と開閉扉2との間には、Oリング1aを介在させて密閉状態が保持できるようになっている。開閉扉2には、不図示のロック機構が付いており、開閉扉2をチャンバ本体1に押し当てることができる。チャンバ20は、チャンバ本体1とOリング1aと開閉扉2とから成る筺体である。
The liquid
チャンバ本体1には、配管を介して、排気ポンプ7と、可変バルブ8と、メインバルブ9と、リークバルブ10とが接続されている。可変バルブ8とメインバルブ9は、排気ポンプ7に対して並列に配設されている。可変バルブ8は、弁体の回転角に応じて配管部の排気口断面積、すなわち、開度を増減する回転式可変バルブである。回転式可変バルブは、バッフル式の排気速度調節機構に比べて、排気速度の調節を精度良く行うことができる。リークバルブ10は、不図示のガス供給タンクに配管接続されている。
An
また、液晶注入装置100は、真空ゲージ11と、真空計12と、コントローラ13と、アクチュエータ14とを備えている。真空計12は、真空ゲージ11により検出された圧力情報からチャンバ20内の真空度(圧力値)を測定する。コントローラ13は、予め設定された排気プログラム(排気プロセスレシピ)に沿って、可変バルブ8とメインバルブ9との切り換えを行ったり、真空計12により測定された真空度に基づいて、アクチュエータ14を介して可変バルブ8の開度を変えることにより排気速度を制御する。
In addition, the liquid
以下、図2〜4を参照しながら、液晶注入処理に伴う排気過程について詳細に説明する。図2は、本実施の形態による液晶注入装置100を用いて液晶注入処理を行うときの全工程を示すフローチャートであり、コントローラ13のCPUにより実行されるプログラムにより処理が行われる。以下、開度とは、可変バルブ8を完全に閉めたときを0%、可変バルブ8を全開したときを100%として、0%から100%の間を等分に分割したものである。
Hereinafter, the exhaust process associated with the liquid crystal injection process will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing all steps when liquid crystal injection processing is performed using the liquid
図2によるプログラムを起動するに先立って、オペレータは、液晶を貯めた液晶皿4と液晶セル6をチャンバ本体1内の所定位置にセットし、開閉扉2を閉める。この段階では、液晶セル6は液晶皿4中の液晶に接しておらず、チャンバ20内の圧力は大気圧である。不図示の起動スイッチを入れることによって、図2によるプログラムを起動させると、液晶注入処理が開始する。ステップS1では、可変バルブ8の開度が初期値OP1、例えば20%に設定される。ステップS2では、排気ポンプ7により可変バルブ8を介してチャンバ20内の排気を行う。
Prior to starting the program according to FIG. 2, the operator sets the liquid crystal dish 4 and the
ステップS3では、真空計12の測定信号によりチャンバ20内の圧力をチェックする。チャンバ20内の圧力が大気圧未満の排気プログラムを開始する基準圧力以下となれば、ステップS5へ移行し、排気プロセスレシピに従って可変バルブ8の開度が設定されるが、通常は初期値の20%を維持する。チャンバ20内の圧力が上記の基準圧力に達していなければ、ステップS4へ移行し、可変バルブ8の開度を徐々に大きくしながら、つまり、αを大きくしながら、チャンバ20内の圧力を再度チェックする。可変バルブ8の開度を徐々に大きくするので、チャンバ20内の圧力が急激に変化することはない。チャンバ20内の圧力が上記の基準圧力以下となれば、ステップS5へ移行し、排気プロセスレシピに従って可変バルブ8の開度が初期値OP1の20%に再設定され、排気プログラムが開始される。
In step S3, the pressure in the
ステップS6では、所定時間の排気を行う。ステップS7では、排気状態に問題があるか否かをチェックする。ここで、工程に支障をきたすような問題があれば、液晶注入処理を中断する。排気状態に問題がなければ、ステップS8へ移行し、可変バルブ8の開度が0%に設定され、所定の待機時間だけチャンバ20内を排気しない状態に保持する。ステップS9では、目標圧力(目標真空度)に達したか否かをチェックする。目標圧力に達していない場合は、ステップS5へ戻り、排気プロセスレシピに従って可変バルブ8の開度が第1の開度OP2、例えば30%に再設定され、ステップS5〜S9を繰り返す。ステップS9で目標圧力に達していれば、ステップS10へ進む。ここで、ステップS9の目標圧力は、初期値OP1、第1の開度OP2に対して各々P1、P2(<P1)として設定される。つまり、可変バルブ8の開度ごとに目標圧力が設定される。
In step S6, exhaust for a predetermined time is performed. In step S7, it is checked whether there is a problem in the exhaust state. Here, if there is a problem that disturbs the process, the liquid crystal injection process is interrupted. If there is no problem in the exhaust state, the process proceeds to step S8, the opening degree of the
ステップS10では、可変バルブ8からメインバルブ9へ排気経路を切り換え、ステップS11で、排気を続行する。ステップS12では、最終目標圧力、つまり接液できる真空度、例えば1Paに到達したか否かをチェックする。接液とは、液晶セル6の端面(液晶導入口)を液晶皿4中の液晶に浸漬することである。ステップS12で最終目標圧力に到達していない場合は、ステップS11へ戻り、さらに排気を行う。ステップS12で最終目標圧力に到達していれば、ステップS13でメインバルブ9を閉めて所定の待機時間だけチャンバ20内を排気しない状態に保持する。
In step S10, the exhaust path is switched from the
ステップS13の待機時間経過後に、ステップS14へ移行する。ステップS14では、液晶皿4を昇降機構3により上昇させて接液を行う。ステップS15では、リークバルブ10の導入口を開放してチャンバ20内に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入する。ステップS16では、チャンバ20内の圧力が所定の圧力(1気圧または1気圧よりも少し高め)に到達したか否かをチェックする。所定の圧力に到達している場合はそのまま待機し、所定の圧力に到達していない場合はステップS15へ戻って窒素ガスの導入を続ける。ステップS17の待機時間中は、液晶セル6の内部は真空であり、外部は1気圧または1気圧よりも少し高めとなっているので、その気圧差によって液晶皿4中の液晶が液晶セル6中に注入される。所定時間経過したときに、注入作業が正常に終了する。
After the standby time in step S13 has elapsed, the process proceeds to step S14. In step S <b> 14, the liquid crystal dish 4 is raised by the
以下、図3を参照しながら、図2のフローチャートの処理工程に沿って、バルブ8,9の状態の時間変化およびチャンバ20内の真空度の時間変化を具体的に説明する。図3の上段は、可変バルブ8、メインバルブ9の状態の時間変化を示し、図3の下段は、チャンバ20内の真空度の時間変化を示す。排気をスタートした時刻をt0とし、このとき、可変バルブ8の開度が初期値の20%に設定される。但し、本実施の形態で説明する工程は、Oリング1aが理想的な状態ではなく、軽微な消耗或いは損傷が生じている場合を想定したものである。
Hereinafter, the time change of the state of the
時刻t1でチャンバ20内の圧力をチェックする。チャンバ20内の圧力が大気圧のままであれば、可変バルブ8の開度を徐々に大きくしながら(ステップS4)、チャンバ20内の圧力を再度チェックする。図示されるように、時刻t2でチャンバ20内の圧力が大気圧未満の基準圧力以下となったので(ステップS3肯定)、可変バルブ8の開度が20%に設定される(ステップS5)。
The pressure in the
可変バルブ8の開度が20%で時刻t2〜t3の排気を行った後、可変バルブ8の開度が0%に設定され、時刻t3〜t4の待機時間中に目標圧力(目標真空度)に達したか否かをチェックする(ステップS9)。目標圧力に達していない場合は、可変バルブ8の開度が30%に再設定され、時刻t4〜t5の排気を行った後、時刻t5〜t6の待機時間中に目標圧力(目標真空度)に達したか否かを再チェックする(ステップS9)。目標圧力に達していれば(ステップS9肯定)、時刻t6で可変バルブ8からメインバルブ9へ排気経路を切り換える(ステップS10)。従って、可変バルブ8の使用時間帯は、時刻t0〜t6であり、時刻t6からは可変バルブ8は使用しない。
After exhausting at time t2 to t3 when the opening degree of the
メインバルブ9を使用して排気を行い、時刻t7で最終目標圧力に達したので、メインバルブ9を閉める。この状態は、接液できる真空度、例えば1Paであり、時刻t7から所定時間待機した後に、接液を行う(ステップS14)。
Exhaust is performed using the
時刻t8でチャンバ20内に、例えば窒素ガスを導入する(ステップS15)。チャンバ20内の圧力が所定の圧力(1気圧または1気圧よりも少し高め)に到達した状態で(ステップS16肯定)、液晶皿4中の液晶が液晶セル6中に注入される。所定時間保持し(ステップS17)、注入作業が正常に終了する。
For example, nitrogen gas is introduced into the
次に、図4を参照して、本実施の形態による液晶注入装置100の作用効果を説明する。図4のグラフにおいても、時刻t0,t1,t2,t3は、図3のグラフに対応しているが、時刻t3〜t4の待機時間は0としてグラフ上は省略されている。上述した工程では、Oリング1aに軽微な消耗或いは損傷が生じていることを前提にしており、この場合のチャンバ20内の圧力の時間変化は、曲線Aの実線で表わされる。すなわち、Oリング1aに小さな損傷などが生じていると、緩やかに排気している状態ではOリング1aが弾性変形せずその損傷部分をカバーできない。そこで、可変バルブ8の開度を徐々に大きくすることにより、時刻TでOリング1aが弾性変形し、これ以後チャンバ20内の圧力は減少していく。
Next, with reference to FIG. 4, the effect of the liquid
一方、Oリング1aが新品で損傷などが全くない理想的な場合は、曲線Bの破線で表わされるように、排気スタート時点(時刻t0)からチャンバ20内の圧力は減少していく。
この理想的な場合は、時刻t0からt3まで、可変バルブ8の開度は、破線で示されるように20%一定である。
On the other hand, in the ideal case where the O-
In this ideal case, from time t0 to t3, the opening degree of the
本実施の形態では、時刻t1からt2の時間で、可変バルブ8の開度を20%から45%に上げるだけで理想的な場合とほぼ同様の圧力変化カーブを得ることができる。従って、Oリング1aが多少損傷しても正常に使用することができ、Oリング1aの寿命を延ばすことができる。また、可変バルブ8の開度と圧力変化カーブの関係からOリング1aの損傷の程度が把握できるので、Oリング1aのメンテナンスや交換の時期が予測でき、生産日程に悪影響を及ぼすことも避けられる。
In the present embodiment, a pressure change curve substantially similar to that in an ideal case can be obtained by increasing the opening degree of the
以上説明した本実施の形態による液晶注入装置100から分かるように、本発明は、排気プログラムに従って真空チャンバ内の圧力(真空度)を最終圧力となるまで制御する工程を有し、この工程を開始する前段階で少なくとも大気圧状態にある真空チャンバ内を排気する際の排気能力を徐々に増大させる点に特徴がある。従って、本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。特に、排気の初期段階において、急激な圧力変化によりダメージを受け易い被処理物や粉体、薄片などの軽量の被処理物を処理する真空処理装置に対しても本発明は有効に適用できる。
なお、本実施の形態では、可変バルブ8が排気速度調節手段に対応し、真空ゲージ11および真空計12が圧力測定手段を構成し、コントローラ13およびアクチュエータ14が制御手段を構成する。
As can be seen from the liquid
In the present embodiment, the
1:チャンバ本体
1a:Oリング
2:開閉扉
3:昇降機構
4:液晶皿
5:保持具
6:液晶セル
7:排気ポンプ
8:可変バルブ
9:メインバルブ
10:リークバルブ
11:真空ゲージ
12:真空計
13:コントローラ
14:アクチュエータ
20:チャンバ
100:液晶注入装置
1:
Claims (3)
前記真空チャンバ内を排気する速度を調節する排気速度調節手段を有する排気系と、
前記真空チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記圧力測定手段により測定される圧力が大気圧未満の基準圧力となったときに、予め定めた排気プログラムに従って前記排気速度調節手段を作動させて前記真空チャンバ内の圧力を前記真空処理に適した最終圧力まで排気するとともに、前記真空チャンバ内の圧力が前記基準圧力に達するまでは、前記排気速度調節手段の排気能力を徐々に増加させる制御手段とを備えることを特徴とする真空処理装置。 A vacuum chamber for performing predetermined vacuum processing on an object to be processed;
An exhaust system having an exhaust speed adjusting means for adjusting an exhaust speed of the vacuum chamber;
Pressure measuring means for measuring the pressure in the vacuum chamber;
When the pressure measured by the pressure measuring means becomes a reference pressure lower than atmospheric pressure, the exhaust speed adjusting means is operated according to a predetermined exhaust program, and the pressure in the vacuum chamber is suitable for the vacuum processing. A vacuum processing apparatus comprising: a control means for evacuating to a final pressure and gradually increasing the exhaust capacity of the exhaust speed adjusting means until the pressure in the vacuum chamber reaches the reference pressure.
前記所定の真空処理は、液晶を貯める液晶容器から液晶セル中へ前記液晶を注入する処
理であり、
前記液晶容器と前記液晶セルとを相対的に接近させる移動機構および前記真空チャンバ内に不活性ガスを導入するガス導入系をさらに備えることを特徴とする真空処理装置。 The vacuum processing apparatus according to claim 1,
The predetermined vacuum process is a process of injecting the liquid crystal into a liquid crystal cell from a liquid crystal container that stores liquid crystal,
A vacuum processing apparatus, further comprising: a moving mechanism that relatively brings the liquid crystal container and the liquid crystal cell closer together and a gas introduction system that introduces an inert gas into the vacuum chamber.
前記排気速度調節手段は、前記排気系の配管部に設けられ、前記配管部の排気口断面積を増減する回転式可変バルブであることを特徴とする真空処理装置。 The vacuum processing apparatus according to claim 1 or 2,
The vacuum processing apparatus, wherein the exhaust speed adjusting means is a rotary variable valve that is provided in a piping section of the exhaust system and increases or decreases an exhaust port cross-sectional area of the piping section.
Priority Applications (1)
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JP2004143178A JP2005326529A (en) | 2004-05-13 | 2004-05-13 | Vacuum processing apparatus |
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