JP2006007149A - Cold trap for vacuum film forming apparatus and exhausting system for vacuum film forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空成膜装置用コールドトラップ及び真空成膜装置用コールドトラップを備えた真空成膜装置用排気システムに関する。 The present invention relates to a vacuum trap for a vacuum film formation apparatus and an exhaust system for a vacuum film formation apparatus provided with a cold trap for a vacuum film formation apparatus.
スパッタリング装置、真空蒸着装置等の真空成膜装置の成膜室は、成膜室内を排気して減圧する排気ポンプを有する排気システムを備えている。そして、成膜室には排気システムに連通する排気ダクトが接続され、この排気ダクトを介して成膜室内が排気システムによって減圧される。そして、排気ダクトには成膜室と排気システムとを隔離及び連通する開閉弁が備えられている。 A film formation chamber of a vacuum film formation apparatus such as a sputtering apparatus or a vacuum evaporation apparatus is provided with an exhaust system having an exhaust pump that exhausts and depressurizes the film formation chamber. An exhaust duct communicating with the exhaust system is connected to the film formation chamber, and the pressure in the film formation chamber is reduced by the exhaust system via the exhaust duct. The exhaust duct is provided with an open / close valve that isolates and communicates the film forming chamber and the exhaust system.
ここで、排気システムの排気ポンプには、一般的に油拡散ポンプあるいはターボ分子ポンプが用いられている。そして、油拡散ポンプの油が水分との接触によって劣化するなど水分による排気ポンプへの影響を軽減するため、従来の真空成膜装置の排気システムは、排気流路に冷媒配管を配置して冷媒配管に排気中の水分を凝結させることによって成膜室内からの排気中の水分を除去するコールドトラップを設けている(特許文献1参照)。すなわち、コールドトラップとは、冷媒配管に気中の水分が凝結されるように構成された装置である。
しかしながら、真空成膜装置用排気システムにおいては、高度の減圧状態までの排気を行うことから、排気流路中の構造物は、排気流路の排気抵抗となり、排気システムの排気コンダクタンスを悪化させる要因となっている。したがって、コールドトラップは、排気流路の壁面近傍に配置することが一般的である。そうすると、コールドトラップは冷媒配管近傍の水分を除去するのみであり、排気流路を通過する水分の除去効率には改善の余地がある。特に、真空成膜装置では、真空成膜の前に、成膜室内及び成膜室内の基体の表面浄化のためにイオンボンバード処理が行われ、付着不純物等が排気システムに引き込まれて除去される。このイオンボンバード処理において、水分を利用したイオンボンバード処理が行われると、多量の水分がイオン化し、かつイオン化した水分子が排気システムに引き込まれる。 However, since the exhaust system for the vacuum film forming apparatus exhausts to a highly reduced pressure state, the structure in the exhaust flow path becomes the exhaust resistance of the exhaust flow path, and causes deterioration in the exhaust conductance of the exhaust system. It has become. Therefore, the cold trap is generally arranged in the vicinity of the wall surface of the exhaust passage. Then, the cold trap only removes water near the refrigerant pipe, and there is room for improvement in the efficiency of removing water passing through the exhaust passage. In particular, in a vacuum film forming apparatus, ion bombarding is performed to clean the surface of the substrate in the film forming chamber and the film forming chamber before vacuum film forming, and adhering impurities and the like are drawn into the exhaust system and removed. . In the ion bombardment process, when an ion bombard process using moisture is performed, a large amount of moisture is ionized and ionized water molecules are drawn into the exhaust system.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、真空成膜装置の排気コンダクタンスの悪化を押さえながら排気中の水分の除去効率を高める真空成膜装置用コールドトラップ及び真空成膜装置用排気システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a cold trap for a vacuum film forming apparatus and a vacuum forming apparatus that increase the efficiency of removing moisture in the exhaust while suppressing deterioration of the exhaust conductance of the vacuum film forming apparatus. It aims at providing the exhaust system for membrane apparatuses.
上記課題を解決するために、本発明に係る真空成膜装置用コールドトラップは、成膜室と前記成膜室の内部を排気する排気手段との間の排気流路内に磁界を発生させるようにして前記排気流路の内部に配置された1以上の永久磁石と、前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気流路を流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている(請求項1)。かかる構成とすると、磁場を利用して排気中のイオン化した水分子を誘導かつ拘束して、除去するので、真空成膜装置の排気コンダクタンスの悪化を抑えながら排気中の水分の除去効率を高めることができる。 In order to solve the above problems, a cold trap for a vacuum film formation apparatus according to the present invention generates a magnetic field in an exhaust flow path between a film formation chamber and an exhaust means for exhausting the inside of the film formation chamber. The one or more permanent magnets arranged inside the exhaust passage and the vicinity of the permanent magnets, circulating the refrigerant and condensing water molecules in the exhaust flowing through the exhaust passage into the refrigerant pipe And a refrigerant pipe to be removed (claim 1). With this configuration, since ionized water molecules in the exhaust are induced, restrained and removed using a magnetic field, the removal efficiency of the moisture in the exhaust is improved while suppressing the deterioration of the exhaust conductance of the vacuum film forming apparatus. Can do.
また、前記永久磁石は、複数の板状片の永久磁石であって、隣接する永久磁石の磁極面同士の極性が相違するようにして前記排気流路の内壁又は構造物に配設されている(請求項2)。かかる構成とすると、隣接する永久磁石の表面間で磁力線が形成されるので、様々な方向の磁力線が排気流路内に形成され、電子の様々な移動方向に対してもローレンツ力を作用させることができ、ひいては、より多くのイオン化した水分子を誘導かつ拘束することが可能となる。 The permanent magnet is a permanent magnet of a plurality of plate-like pieces, and is disposed on the inner wall or structure of the exhaust flow path so that the polarities of the magnetic pole surfaces of adjacent permanent magnets are different. (Claim 2). With this configuration, magnetic field lines are formed between the surfaces of adjacent permanent magnets, so magnetic field lines in various directions are formed in the exhaust flow path, and Lorentz force acts on various electron movement directions. And thus more ionized water molecules can be induced and constrained.
本発明に係る真空成膜装置用排気システムは、成膜室の内部を排気する排気手段と、前記排気手段と前記成膜室とを結ぶ排気ダクトと、前記排気ダクトに配置された開閉弁と、前記開閉弁と前記排気手段との間の前記排気ダクト内に設置されたコールドトラップとを備え、前記コールドトラップは、前記開閉弁と前記排気手段との間の前記排気ダクト内に磁界を発生させるようにして前記排気ダクトの内部に配置された1以上の永久磁石と、前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気ダクトを流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている(請求項3)。かかる構成とすると、磁場を利用して排気中のイオン化した水分子を誘導かつ拘束して除去するので、真空成膜装置の排気コンダクタンスの悪化を抑えながら排気中の水分の除去効率を高めることができる。 An exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to the present invention includes an exhaust unit that exhausts the inside of a film forming chamber, an exhaust duct that connects the exhaust unit and the film forming chamber, and an on-off valve disposed in the exhaust duct. A cold trap installed in the exhaust duct between the on-off valve and the exhaust means, and the cold trap generates a magnetic field in the exhaust duct between the on-off valve and the exhaust means One or more permanent magnets arranged in the exhaust duct and the vicinity of the permanent magnet in such a manner that water molecules in the exhaust gas flowing through the exhaust duct are condensed in the refrigerant pipe by circulating the refrigerant. And a refrigerant pipe to be removed (claim 3). With such a configuration, since ionized water molecules in the exhaust are guided and restrained by using a magnetic field, the efficiency of removing moisture in the exhaust can be improved while suppressing the deterioration of the exhaust conductance of the vacuum film forming apparatus. it can.
前記永久磁石は、複数の板状片の永久磁石であって、隣接する永久磁石の磁極面同士の極性が相違するようにして前記排気ダクト内壁の壁面全周に配設されている(請求項4)。かかる構成とすると、隣接する永久磁石の表面間で磁力線が形成されるので、様々な方向の磁力線が排気流路内に形成され、電子の様々な移動方向に対してもローレンツ力を作用させることができ、ひいては、より多くのイオン化した水分子を誘導かつ拘束することが可能となる。 The permanent magnet is a permanent magnet of a plurality of plate-like pieces, and is disposed around the entire wall surface of the inner wall of the exhaust duct so that the polarities of the magnetic pole surfaces of adjacent permanent magnets are different. 4). With this configuration, magnetic field lines are formed between the surfaces of adjacent permanent magnets, so magnetic field lines in various directions are formed in the exhaust flow path, and Lorentz force acts on various electron movement directions. And thus more ionized water molecules can be induced and constrained.
前記冷媒配管は、前記開閉弁と前記排気手段との間の前記排気ダクト内壁の壁面と沿うようにしてコイル状を形成し、取付部材を介して前記壁面に固定され、前記冷媒配管の両端が前記排気ダクトの壁面を貫通して外部の冷媒冷却循環装置と連通し、前記冷媒冷却循環装置によって冷却された代替フロンが循環されている(請求項5)。かかる構成とすると、永久磁石表面前方の排気空間に冷媒配管を配置することができるので、永久磁石の磁場に誘導かつ拘束されるイオン化した水分子を効率よく冷媒配管に凝結させることができる。 The refrigerant pipe forms a coil shape along the wall surface of the inner wall of the exhaust duct between the on-off valve and the exhaust means, and is fixed to the wall surface via an attachment member, and both ends of the refrigerant pipe are The substitute chlorofluorocarbon cooled by the refrigerant cooling / circulating device is circulated through the wall surface of the exhaust duct and communicated with an external refrigerant cooling / circulating device (Claim 5). With such a configuration, since the refrigerant pipe can be arranged in the exhaust space in front of the permanent magnet surface, ionized water molecules that are induced and restrained by the magnetic field of the permanent magnet can be efficiently condensed in the refrigerant pipe.
前記排気ダクトは、第1の排気ダクトと第2の排気ダクトとからなり、 前記第1の排気ダクトは、成膜室と前記第2の排気ダクトとを結び、前記第2の排気ダクトとの接合部に開閉弁を有し、 前記第2の排気ダクトは、前記第1の排気ダクトと前記排気手段とを結び、前記コールドトラップは、前記第2の排気ダクトの内部に構成されている(請求項6)。かかる構成とすると、コールドトラップは第2の排気ダクトとして構成されることになるので、コールドトラップの不調時には、第2の排気ダクトを交換することによって迅速に対応でき、真空成膜装置用排気システムの保守性を向上させることができる。 The exhaust duct includes a first exhaust duct and a second exhaust duct, and the first exhaust duct connects the film formation chamber and the second exhaust duct, and is connected to the second exhaust duct. The joint has an on-off valve, the second exhaust duct connects the first exhaust duct and the exhaust means, and the cold trap is configured inside the second exhaust duct ( Claim 6). With such a configuration, since the cold trap is configured as the second exhaust duct, when the cold trap is malfunctioning, the second exhaust duct can be replaced quickly so that the exhaust system for the vacuum film forming apparatus can be used. The maintainability can be improved.
前記排気ダクトは、途中に屈曲部を有し、前記開閉弁は前記屈曲部に配置され、閉鎖時には、弁体の前記排気手段側の主面の縁部全周が前記排気ダクト内壁の壁面全周に亘って形成されているシール面と当接し、開放時には前記弁体が前記主面を前記排気ダクト内に向けて、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側に回動して退避し、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側の前記排気ダクト内壁に沿うようにして位置するように構成されている(請求項7)。かかる構成とすると、進退動の開閉弁に比べて開放時の開閉弁の退避に要する所要スペースを小さくすることができるので、排気コンダクタンスの悪化を抑制しながら排気対象容積の減少を図ることができる。 The exhaust duct has a bent portion in the middle, and the on-off valve is disposed in the bent portion, and when closed, the entire periphery of the edge of the main surface of the valve body on the exhaust means side is the entire wall surface of the exhaust duct inner wall. Abuts against a sealing surface formed over the circumference, and when opened, the valve body turns the main surface into the exhaust duct and pivots outward in the bending direction of the bent portion; and It is comprised so that it may be located along the said exhaust duct inner wall of the bending direction outer side of a bending part (Claim 7). With such a configuration, the required space for retracting the opening / closing valve when opened can be reduced as compared with the opening / closing valve that moves forward / backward, so that the volume to be exhausted can be reduced while suppressing the deterioration of the exhaust conductance. .
本発明に係る真空成膜装置用排気システムは、成膜室の内部を排気する排気手段と、前記排気手段と前記成膜室とを結び、途中に屈曲部を有する排気ダクトと、前記排気ダクトの前記屈曲部に配置された開閉弁と、前記開閉弁の主面に配置されたコールドトラップとを備え、前記開閉弁は、閉鎖時には、弁体の前記排気手段側の主面の縁部全周が前記排気ダクト内壁の壁面全周に亘って形成されているシール面と当接し、開放時には前記弁体が前記主面を前記排気ダクト内に向けて、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側に回動して退避し、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側の前記排気ダクト内壁に沿うようにして位置するように構成され、前記コールドトラップは、前記開閉弁の主面近傍に磁界を発生させるようにして前記開閉弁の主面の縁部を除く中心部に配置された1以上の永久磁石と、前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気ダクトを流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている(請求項8)。かかる構成とすると、コールドトラップは屈曲する排気流路の外側に位置するので、排気中の気体粒子は遠心力によってコールドトラップ側に接近し、イオン化した水分子を効率よく冷媒配管に凝結させることができる。 An exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to the present invention includes an exhaust unit that exhausts the inside of a film forming chamber, an exhaust duct that connects the exhaust unit and the film forming chamber and has a bent portion in the middle, and the exhaust duct. An open / close valve disposed on the bent portion of the valve and a cold trap disposed on the main surface of the open / close valve, and the open / close valve has a full edge portion of the main surface on the exhaust means side of the valve body when closed. The circumference contacts the sealing surface formed over the entire wall surface of the inner wall of the exhaust duct, and when opened, the valve body faces the main surface into the exhaust duct and is outward in the bending direction of the bent portion. It is configured to rotate and retract and to be positioned along the inner wall of the exhaust duct on the outer side in the bending direction of the bent portion, and the cold trap generates a magnetic field in the vicinity of the main surface of the on-off valve. Remove the edge of the main surface of the on-off valve One or more permanent magnets arranged in the center, and a refrigerant pipe arranged in the vicinity of the permanent magnets for circulating the refrigerant and condensing the water molecules in the exhaust gas flowing through the exhaust duct into the refrigerant pipe and removing them. (Claim 8). With such a configuration, since the cold trap is located outside the bent exhaust flow path, the gas particles in the exhaust approach the cold trap side by centrifugal force, and ionized water molecules can be efficiently condensed in the refrigerant pipe. it can.
前記開閉弁の主面の縁部を除く中心部には、端部を当接する円筒体が突設され、前記永久磁石は、複数の板状片の永久磁石であって、隣接する永久磁石の磁極面同士の極性が相違するようにして前記円筒体の内壁の壁面全周に亘って配設されている(請求項9)。 A cylindrical body that abuts the end portion protrudes from the central portion excluding the edge portion of the main surface of the on-off valve, and the permanent magnet is a permanent magnet of a plurality of plate-shaped pieces, The magnetic pole faces are arranged over the entire wall surface of the inner wall of the cylindrical body so that the polarities of the magnetic pole faces are different (claim 9).
前記冷媒配管は、前記円筒体の内壁の壁面と沿うようにしてコイル状になって、取付部材を介して前記壁面に固定され、前記冷媒配管の両端が前記開閉弁の駆動機構を伝い、前記駆動機構の前記排気ダクトからの貫通部内部を貫通することによって外部の冷媒冷却循環装置と連通し、前記冷媒冷却循環装置によって冷却された代替フロンが循環されている、(請求項10)。かかる構成とすると、排気ダクトからの外部貫通部を増やすことはないので、真空成膜装置用排気システムの密閉構造の複雑化を回避することができる。 The refrigerant pipe is coiled along the wall surface of the inner wall of the cylindrical body, and is fixed to the wall surface via an attachment member, and both ends of the refrigerant pipe are transmitted to the drive mechanism of the on-off valve, By passing through the inside of the penetrating portion from the exhaust duct of the drive mechanism, it communicates with an external refrigerant cooling / circulating device, and the substitute flon cooled by the refrigerant cooling / circulating device is circulated (Claim 10). With such a configuration, the number of external through-holes from the exhaust duct is not increased, so that the complexity of the sealing structure of the vacuum film forming apparatus exhaust system can be avoided.
以上のように、本発明は、磁場を利用して排気中のイオン化した水分子を誘導かつ拘束して除去するので、真空成膜装置の排気コンダクタンスの悪化を押さえながら排気中の水分の除去効率を高めるという効果を奏する。 As described above, the present invention induces and restrains ionized water molecules in the exhaust by using a magnetic field, and thus removes moisture in the exhaust while suppressing deterioration of the exhaust conductance of the vacuum film forming apparatus. There is an effect of enhancing the.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る真空成膜装置用排気システムを一部断面にして示す側面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side view showing a partial cross-sectional view of an exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to
真空成膜装置用排気システム100は、コールドトラップ1、排気ポンプ2(排気手段)、第1の排気ダクト3,第2の排気ダクト7、開閉弁4、開閉弁駆動軸5,シリンダ装置6、真空ポンプ20、及び開閉弁21,22を有して構成されている。
The vacuum film forming
第1の排気ダクト3は、成膜室10の開口部10aと第2の排気ダクト7とを結ぶダクトである。第1の排気ダクト3内には開閉弁駆動軸5に支持された開閉弁4が備えられている。開閉弁4は、第1の排気ダクト3内で開閉弁駆動軸5の進退動作により、第1の排気ダクト3と第2の排気ダクト7とを連通及び隔離するように構成されている。第2の排気ダクト7はさらに排気ポンプ2に接続されている。排気ポンプ2は、開閉弁21を介して真空ポンプ20に接続されている。これにより、成膜室10内の気体は排気ポンプ2及び真空ポンプ20を経由して外部に排気されることが可能となる。また、真空ポンプ20は、開閉弁22を介して成膜室10とも接続されている。これにより、真空ポンプ20のみによって、成膜室10内を粗排気することが可能となる。
The
第1の排気ダクト3は、中空直方体形状のダクトであって、成膜装置10の開口部10aと接合するダクト口3aの延在面と第2の排気ダクト7と接合するダクト口3bの延在面とが略直交するように形成されている。すなわち、図中矢印で示すように、第1の排気ダクト3は、排気流路を屈曲させる屈曲部を有している。
The
開閉弁4は、ダクト口3bを閉塞できる主面を有しており、ダクト口3bに主面を向けて配置され、かかる主面の背後から開閉弁駆動軸5に支持されている。ダクト口3bとの接触部にはスクィーズパッキン4aが配置されている。開閉弁駆動軸5は開閉弁4の主面に垂直の方向に延伸し、ダクト口3bに対向するように位置する壁面3cを軸封部3fを介して貫通している。開閉弁駆動軸5は、壁面3cの外面においてシリンダ装置6に接続されている。シリンダ装置6は、開閉弁駆動軸5を進退可能とするようにして、壁面3cの外面に装着されている。これによって、開閉弁4は、開閉弁駆動軸5を介してシリンダ装置6によって進退動作可能となり、ダクト口3bの開閉が可能となる。また、開閉弁4の開放時には、開閉弁4は壁面3c近傍にまで後退するように構成されている。これによって、開閉弁4は、成膜室10から気体分子の排出に対する抵抗とならずに、排気コンダクタンスの悪化を抑制することができる。
The on-off valve 4 has a main surface capable of closing the
真空ポンプ20は、ロータリーポンプのように粗排気に適したポンプが用いられる。開閉弁21,22の開閉によって、成膜室10の粗排気あるいは排気ポンプ2の減圧を行うことができる。
The
排気ポンプ2は、油拡散ポンプあるいはターボ分子ポンプなどが用いられる。排気ポンプ2は、真空ポンプ20によって、排気ポンプ2が起動可能(すなわち、油拡散ポンプあるいはターボ分子ポンプが起動可能)となる程度にまで減圧(例えば、30Pa)された後に起動され、成膜室10内を成膜作業可能な圧力(例えば、6×10-3Pa程度)にまで減圧することができる。
As the
第2の排気ダクト7は、ダクト口3bと排気ポンプ2との間を連通するダクトである。第2の排気ダクト7の内壁にはコールドトラップ1が構成されている。コールドトラップ1は冷媒配管1bと永久磁石1aとを有して構成されている。ここでは、両端に開口を有する筒状である。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る真空成膜装置用排気システムの第2の排気ダクトの断面斜視図である。
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the second exhaust duct of the exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to
第2の排気ダクト7の内壁全周に亘って永久磁石1aと冷媒配管1bとが配置されている。
A
永久磁石1aは、第2の排気ダクト7内に磁場を発生させるように配置される。特定の極性配置は要しない。ここでは、板状片の永久磁石1aが、隣接する永久磁石1aの磁極面同士の極性が相違するようにして配設されている。また、永久磁石1aは、第2の排気ダクト7の週方向に環状に連なるようにして配置され、この環状が複数列形成されるように配置されている。これによって、隣接する永久磁石1a間において磁束が結ばれる形となり、第2の排気ダクト7内に形成されている排気空間7cには、様々な方向の磁力線が形成されるとともに、第2の排気ダクト7の内壁近傍ほど磁束密度が高い磁場が形成されている。
The
冷媒配管1bは、永久磁石1aに近接して設置されている。ここでは、冷媒配管1bは永久磁石1aの排気空間7c側において、壁面と沿うようにして、例えば3周のコイル状に設置され、取付部材7dを介して、壁面に固定されている。冷媒配管1bの両端は排気空間7cの壁面を貫通して外部の冷媒冷却循環装置(図示せず)と連通している。冷媒配管7bは内部には冷媒冷却循環装置によって冷却された冷媒が循環されている。ここでは、冷媒配管7bは銅管で構成され、内部には代替フロンが冷媒として流通し、代替フロンは冷媒冷却循環装置によって−140℃程度に冷却されて循環されている。
The
次に、このように構成された実施の形態1に係る真空成膜装置用排気システム100の動作について説明する。
Next, the operation of the vacuum film deposition
成膜室10内を排気する際には、まず、開閉弁4は閉鎖されていて、真空ポンプ20によって、開閉弁22を介して成膜室内10が排気される。真空ポンプ20による排気によって、成膜室10内は排気ポンプ2の起動を可能せしめる圧力(例えば、30Pa)にまで減圧される。
When evacuating the
そして、開閉弁22が閉止され、開閉弁4が開放され、かつ開閉弁21が開放されて、排気ポンプ2と真空ポンプ20とによって、成膜室10がさらに排気される。成膜室10が、成膜作業に適した気圧(例えば、6×10-3Pa程度)にまで減圧されると、成膜室での成膜処理の準備が整う。
The on-off
排気ポンプ2を経由して排気される際には、成膜室10内の気中粒子は第2の排気ダクト7を通過する。ここで、排気中の電子及びイオンの進行方向は微視的には一定ではないものの、巨視的には少なくとも排気方向には進行している。したがって、排気中の電子は、永久磁石1bの磁場により少なくとも排気方向とは垂直方向にはローレンツ力を受ける。すなわち、排気中の電子は、少なくとも排気方向に対して垂直の方向には進行方向の変化を生じ、そして、サイクロトロン運動のようにして磁力線に絡むことになる。他方、イオンは電子ほど極端には磁力線に絡む運動はしないものの、電子との間に働くクーロン力によって、電子に追随して移動する。ここで、排気空間7cの壁面の全周には永久磁石1aが配置されているので、排気空間7cの壁面近傍に近づくほど磁束密度が高くなる。したがって、電子は排気空間7cの壁面近傍に近づくほど、より強いローレンツ力を受け、排気空間7cの壁面に近づくほど拘束されやすくなる。そして、イオンはクーロン力によって電子に追随するようにして、排気空間7cの壁面近傍に拘束される。このようにして、排気中のイオン化している水分子は、排気空間7cの壁面近傍に誘導され、拘束されやすくなるので、冷媒配管1bに凝結して、排気中から除去されやすくなる。
When exhausted through the
(変形例1)
本発明の変形例1は、図1の構成の開閉弁4の開閉方向を変更した真空成膜装置用排気システム110である。
(Modification 1)
図3は、実施の形態1の変形例に係る真空成膜装置用排気システムを一部断面にして示す側面図である。図4は、実施の形態1の変形例に係る真空成膜装置用排気システムを一部断面及び開削にして示す背面図である。 FIG. 3 is a side view showing a partial cross section of an exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to a modification of the first embodiment. FIG. 4 is a rear view showing a vacuum film forming apparatus exhaust system according to a modification of the first embodiment, with a partial cross-section and open cut.
図3に示すように、変形例1に係る真空成膜装置用排気システム110は、図1の真空成膜装置用排気システム100とは、開閉弁駆動軸5の構造、第1の排気ダクト3の形状及びシリンダ装置6の配置を除いて、実質上同じ構成である。
As shown in FIG. 3, the vacuum film forming
ここで、第1の排気ダクト3は、側面視においてダクト口3aとダクト口3bとの双方に対向する壁面3eが斜面を形成するように構成されている。これによって、第1の排気ダクト3のダクト容積を縮小できるので、成膜室10を含めた排気対象容積を縮小することができ、排気時の時間とエネルギーを節約することができる。
Here, the
また、開閉弁4の開閉を、側面視においてダクト口3bと壁面3eが形成する角部を回転軸とした回転駆動によって行うように構成されている。これによって、開閉弁4が成膜室10の開口部10aと接続されているダクト口3aに向けてダクト口3bを大きく開口させるとともに、開閉弁4の開放時には、開閉弁4は壁面3e近傍にまで後退可能であるので、排気弁4による排気コンダクタンスの悪化を抑制することができる。
Further, the on-off valve 4 is configured to be opened and closed by rotational driving with a corner portion formed by the
開閉弁4の回転駆動については、一般的な駆動機構を用いている。ここでは、開閉弁駆動軸5は、開閉弁4に揺動可能に接続された弁アーム5a、支軸5b、梃子部材5c、シリンダ軸接合軸5d及びシリンダ軸5eから構成され、シリンダ軸5eがシリンダ装置6に装着されて、進退駆動されるように構成されている。
A general drive mechanism is used for rotationally driving the on-off valve 4. Here, the on-off
開閉弁4は、第1の排気ダクト3内において、開閉弁4に装着された弁アーム5a及び支軸5bを介して軸封部3f、3fによって支持されるように構成されている。支軸5は、ダクト口3bと壁面3eとが形成する角部に側面方向に延びるようにして設置されている。支軸5は、図4に示すように側面方向両端が軸封部3f、3fを介して気密的に第1の排気ダクト3を貫通している。軸封部3fは、第1の排気ダクト3に固定されていて、支軸5bを気密的に回転可能なように支持するように構成されている。支軸5bの両端は、第1の排気ダクト3の外部において一対の梃子部材5c、5cと固定的に接合されている。梃子部材5c,5cは、シリンダ軸接合軸5dを介してシリンダ軸5e,5eと接合されている。シリンダ軸接合軸5dは、梃子部材5cがシリンダ軸5eに対して傾動可能となるようにして双方を接合している。シリンダ軸5e,5eは、壁面3eの傾斜方向にシリンダ接合軸5dを進退させるように配され、シリンダ装置6、6によって進退可能なように装着されている。シリンダ装置6、6は、第1の排気ダクト3の外面に接合されている。これによって、シリンダ装置6、6がシリンダ軸5e、5eを押し出すことによって、梃子部材5c,5cは支軸5bを支点にして回動され、弁アーム5a及び開閉弁4は支軸5bを中心として開放方向に回動する。同様にして、シリンダ装置6、6がシリンダ軸5e、5eを引き戻すことによって、弁アーム5a及び開閉弁4は支軸5bを中心として閉鎖方向に回動する。
The on-off valve 4 is configured to be supported in the
また、このように構成された変形例1の真空成膜装置用排気システム110の動作は、実施の形態1の真空成膜装置用排気システム100と同様である。
Further, the operation of the vacuum film forming
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係る真空成膜装置用排気システムを一部断面にして示す側面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a side view showing a partial cross-sectional view of an exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to
本発明の実施の形態2は、実施の形態1の変形例のコールドトラップ1を開閉弁4の主面に構成した真空成膜装置用排気システム120である。したがって、実施の形態2においては、第1の排気ダクト3はダクト口3bにおいて排気ポンプ2と連通するように構成されている。
The second embodiment of the present invention is an
図5に示すように、実施の形態2に係る真空成膜装置用排気システム120は、実施の形態1の変形例の真空成膜装置用排気システム110とは、コールドトラップ1の配置位置を除いて、実質的に同じ構成である。
As shown in FIG. 5, the vacuum film forming
すなわち、開閉弁4の主面にコールドトラップ1が構成されている。ここでは、開閉弁4の主面に中空円筒型の枠体である円筒体4eが端面を接合して設置され、円筒体4e内面において、実施の形態1と同様にして、永久磁石1aと冷媒配管1bとが配置されコールドトラップ1が構成されている。コールドトラップ1の円筒体4eへの永久磁石1a及び冷媒配管1bの取付構成も実施の形態1と同様である。冷媒配管1bの両端は、排気弁4を貫通してアーム5aを伝い、支軸5bを貫通して外部の冷媒冷却循環装置(図示せず)に接続されるように構成されている。これによって、開閉弁4開放時には開閉弁4の主面は、屈曲する排気流路(図5中矢印)の外側に位置し、かつ排気流路に曝露されるように位置する。したがって、排気時には、ダクト口3a側から排気されてきた気体粒子は、屈曲方向外側に遠心力を受けるので、開閉弁4の主面近傍には気体粒子濃度が比較的高くなる。これによって、排気中の電子はさらに効率的に永久磁石1bの磁場に拘束されやすくなり、排気中のイオン化した水分子もクーロン力によって電子に追随して誘導されかつ永久磁石1a近傍に拘束される。これによって、イオン化した水分子はより多くが冷媒配管に凝結されることになる。
That is, the
また、このように構成された実施の形態2の真空成膜装置用排気システム120の動作は、実施の形態1の真空成膜装置用排気システム100と同様である。
Further, the operation of the vacuum film forming
排気コンダクタンスの悪化を押さえながら排気中の水分の除去効率を高める真空成膜装置用コールドトラップ及び真空成膜装置用排気システムとして有用である。 It is useful as a cold trap for a vacuum film formation apparatus and an exhaust system for a vacuum film formation apparatus that increase the removal efficiency of moisture in the exhaust while suppressing deterioration in exhaust conductance.
1 コールドトラップ
1a 永久磁石
1b 冷媒配管
2 排気ポンプ
3 第1の排気ダクト
3a、3b ダクト口
3c,3e 壁面
3f 軸封部
4 開閉弁
4a スクィーズパッキン
4e 円筒体
5 開閉弁駆動軸
5a 弁アーム
5b 支軸
5c 梃子部材
5d シリンダ軸接合軸
5e シリンダ軸
6 シリンダ装置
7 第2の排気ダクト
7c 排気空間
7d 取付部材
10 成膜室
10a 開口部
20 真空ポンプ
21,22 開閉弁
100、110,120 真空成膜装置用排気システム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気流路を流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている、真空成膜装置用コールドトラップ。 One or more permanent magnets arranged inside the exhaust passage so as to generate a magnetic field in an exhaust passage between the film formation chamber and an exhaust means for exhausting the inside of the film formation chamber;
A cold trap for a vacuum film-forming apparatus, which is provided in the vicinity of the permanent magnet, and includes a refrigerant pipe for allowing water molecules in the exhaust gas flowing through the exhaust passage to condense and remove the water molecules in the refrigerant pipe. .
前記排気手段と前記成膜室とを結ぶ排気ダクトと、
前記排気ダクトに配置された開閉弁と、
前記開閉弁と前記排気手段との間の前記排気ダクト内に設置されたコールドトラップとを備え、
前記コールドトラップは、前記開閉弁と前記排気手段との間の前記排気ダクト内に磁界を発生させるようにして前記排気ダクトの内部に配置された1以上の永久磁石と、前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気ダクトを流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている、真空成膜装置用排気システム。 An exhaust means for exhausting the inside of the film forming chamber;
An exhaust duct connecting the exhaust means and the film forming chamber;
An on-off valve disposed in the exhaust duct;
A cold trap installed in the exhaust duct between the on-off valve and the exhaust means;
The cold trap includes at least one permanent magnet disposed inside the exhaust duct so as to generate a magnetic field in the exhaust duct between the on-off valve and the exhaust means, and in the vicinity of the permanent magnet. An exhaust system for a vacuum film forming apparatus, comprising: a refrigerant pipe that is disposed and circulates the refrigerant to condense water molecules in the exhaust gas flowing through the exhaust duct and condense it in the refrigerant pipe.
前記第1の排気ダクトは、成膜室と前記第2の排気ダクトとを結び、前記第2の排気ダクトとの接合部に開閉弁を有し、
前記第2の排気ダクトは、前記第1の排気ダクトと前記排気手段とを結び、
前記コールドトラップは、前記第2の排気ダクトの内部に構成されている、請求項3に記載の真空成膜装置用排気システム。 The exhaust duct comprises a first exhaust duct and a second exhaust duct,
The first exhaust duct connects the film formation chamber and the second exhaust duct, and has an on-off valve at a joint portion with the second exhaust duct,
The second exhaust duct connects the first exhaust duct and the exhaust means,
The exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to claim 3, wherein the cold trap is configured inside the second exhaust duct.
前記開閉弁は前記屈曲部に配置され、閉鎖時には、弁体の前記排気手段側の主面の縁部全周が前記排気ダクト内壁の壁面全周に亘って形成されているシール面と当接し、開放時には前記弁体が前記主面を前記排気ダクト内に向けて、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側に回動して退避し、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側の前記排気ダクト内壁に沿うようにして位置するように構成されている、請求項3に記載の真空成膜装置用排気システム。 The exhaust duct has a bent portion in the middle,
The on-off valve is disposed in the bent portion, and when closed, the entire periphery of the edge of the main surface of the valve body on the exhaust means side is in contact with a seal surface formed over the entire wall surface of the inner wall of the exhaust duct. When opened, the valve body turns with the main surface into the exhaust duct and rotates outward in the bending direction of the bent portion, and moves along the inner wall of the exhaust duct outside the bent portion in the bending direction. The exhaust system for a vacuum film forming apparatus according to claim 3, wherein the exhaust system is configured to be positioned as described above.
前記排気手段と前記成膜室とを結び、途中に屈曲部を有する排気ダクトと、
前記排気ダクトの前記屈曲部に配置された開閉弁と、
前記開閉弁の主面に配置されたコールドトラップとを備え、
前記開閉弁は、閉鎖時には、弁体の前記排気手段側の主面の縁部全周が前記排気ダクト内壁の壁面全周に亘って形成されているシール面と当接し、開放時には前記弁体が前記主面を前記排気ダクト内に向けて、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側に回動して退避し、かつ前記屈曲部の屈曲方向外側の前記排気ダクト内壁に沿うようにして位置するように構成され、
前記コールドトラップは、前記開閉弁の主面近傍に磁界を発生させるようにして前記開閉弁の主面の縁部を除く中心部に配置された1以上の永久磁石と、前記永久磁石の近傍に配置され、冷媒を流通させて前記排気ダクトを流通する排気中の水分子を冷媒配管に凝結させて除去する冷媒配管とを備えている、真空成膜装置用排気システム。 An exhaust means for exhausting the inside of the film forming chamber;
An exhaust duct connecting the exhaust means and the film forming chamber and having a bent portion in the middle;
An on-off valve disposed at the bent portion of the exhaust duct;
A cold trap disposed on the main surface of the on-off valve;
When the on-off valve is closed, the entire periphery of the edge of the main surface of the valve body on the exhaust means side is in contact with a seal surface formed over the entire wall surface of the inner wall of the exhaust duct. The main surface faces the inside of the exhaust duct and is retracted by turning outward in the bending direction of the bent portion, and is positioned along the inner wall of the exhaust duct outside the bent portion of the bent portion. Composed of
The cold trap includes one or more permanent magnets disposed in a central portion excluding an edge of the main surface of the on-off valve so as to generate a magnetic field in the vicinity of the main surface of the on-off valve, and in the vicinity of the permanent magnet. An exhaust system for a vacuum film forming apparatus, comprising: a refrigerant pipe that is disposed and circulates the refrigerant to condense water molecules in the exhaust gas flowing through the exhaust duct and condense it in the refrigerant pipe.
前記永久磁石は、複数の板状片の永久磁石であって、隣接する永久磁石の磁極面同士の極性が相違するようにして前記円筒体の内壁の壁面全周に亘って配設されている、請求項8に記載の真空成膜装置用排気システム。 In the central part excluding the edge part of the main surface of the on-off valve, a cylindrical body that abuts the end part is projected,
The permanent magnet is a permanent magnet of a plurality of plate-like pieces, and is disposed over the entire wall surface of the inner wall of the cylindrical body so that the polarities of the magnetic pole surfaces of adjacent permanent magnets are different. The exhaust system for a vacuum film-forming apparatus according to claim 8.
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- 2004-06-29 JP JP2004190634A patent/JP2006007149A/en active Pending
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