JP2007073541A - Vacuum processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空処理技術に関し、特に、液晶表示装置(LCD)やプラズマディスプレイ等に代表されるFPD(フラットパネルディスプレイ)用のガラス基板等に対し、ドライエッチング等の真空処理を施す真空処理装置等に対して有効に適用可能な技術に関する。 The present invention relates to a vacuum processing technique, and in particular, a vacuum processing apparatus for performing vacuum processing such as dry etching on a glass substrate for an FPD (flat panel display) represented by a liquid crystal display (LCD), a plasma display, or the like. The present invention relates to a technique that can be effectively applied to the above.
例えば、LCD製造プロセスにおいては、被処理基板であるLCDガラス基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、CVD(化学気相成長)等の真空処理が多用されている。 For example, in an LCD manufacturing process, vacuum processing such as dry etching, sputtering, and CVD (chemical vapor deposition) is frequently used for an LCD glass substrate that is a substrate to be processed.
このような真空処理を行う真空処理装置においては、真空に保持されて上記処理を行う真空処理室(プロセスモジュール)に隣接して真空予備室が設けられており、被処理基板の搬入出時に真空処理室内の雰囲気変動を極力小さくする構造となっている。 In a vacuum processing apparatus that performs such vacuum processing, a vacuum preparatory chamber is provided adjacent to a vacuum processing chamber (process module) that is held in a vacuum and performs the above processing, and a vacuum is provided when a substrate to be processed is carried in and out. It has a structure that minimizes atmospheric fluctuations in the processing chamber.
具体的には、例えば、大気側に配置されたカセットとエッチング処理等を行う真空処理室との間に、真空予備室として、大気側と真空側とのインターフェイスの役割を有するロードロック室が設けられている。 Specifically, for example, a load lock chamber having a role of an interface between the atmosphere side and the vacuum side is provided as a vacuum preparatory chamber between a cassette disposed on the atmosphere side and a vacuum processing chamber for performing an etching process or the like. It has been.
このロードロック室では、被処理基板の通過の都度、大気開放状態と、真空処理室と同等の高真空までの排気と、が繰り返される。このため、ロードロック室と常時真空状態が維持される真空処理室との間には、両室の気密性を確保すべく、ゲートバルブが配備されている(例えば、特許文献1)。 In this load lock chamber, every time the substrate to be processed passes, the air release state and the exhaust to a high vacuum equivalent to the vacuum processing chamber are repeated. For this reason, a gate valve is provided between the load lock chamber and the vacuum processing chamber in which a vacuum state is always maintained to ensure airtightness of both chambers (for example, Patent Document 1).
しかし、ゲートバルブによる気密性が十分でない場合、大気開放状態のロードロック室側から高真空状態の真空処理室内に大気中の水分が漏れ込む場合がある。真空処理室内に水分が混入すると、例え微量であっても、エッチングや成膜などの真空処理に悪影響を与え、製造されるFPD等の製品の信頼性を低下させる懸念があった。 However, when the airtightness due to the gate valve is not sufficient, moisture in the atmosphere may leak into the vacuum processing chamber in the high vacuum state from the load lock chamber side in the atmosphere open state. When moisture is mixed into the vacuum processing chamber, there is a concern that even if it is in a very small amount, it adversely affects the vacuum processing such as etching and film formation, thereby reducing the reliability of manufactured products such as FPD.
また、従来のゲートバルブ構造として、真空処理室と搬出入用真空室(ロードロック室)との気密性を確保するために、可動体の両側に、各室の開口部をそれぞれ封止する一対の弁体を配備したゲートバルブも提案されている(例えば、特許文献2)。しかし、特許文献2のゲートバルブは、前記可動体から、大気側の搬入出用真空室の開口部と真空処理室の開口部の両方に向けて正反対の方向に各弁体を移動させることにより両開口部を同時に封止する構造であることから、搬入出用真空室側の弁体は、高圧側から低圧側へ向かう差圧方向に対して反対の方向に押し当てられることになり、この部分の密閉性が十分に確保できないという構造上の問題があった。
前記のように、ロードロック室と真空処理室との気密性が十分に確保できない場合には、真空処理室にロードロック室側から水分を含む空気が混入して被処理基板の処理に悪影響を与える懸念がある。 As described above, when sufficient airtightness between the load lock chamber and the vacuum processing chamber cannot be ensured, air containing moisture from the load lock chamber side enters the vacuum processing chamber, which adversely affects the processing of the substrate to be processed. There are concerns to give.
また、たとえゲートバルブの密閉性を確保できたとしても、ロードロック室内は繰り返し大気開放状態におかれるため、大気中に含まれる水分が排気後のロードロック室内に残存していると、ゲートバルブを開けて被処理基板を通過させる際に、残存した水分が真空処理室内に移行してしまうという問題がある。特に、ロードロック室を高速排気した場合には、急激な圧力の減少に伴い、大気中の水分が霧化し、ロードロック室の内部に付着して残存しやすくなり、これがゲート開口を介して真空処理室に混入しやすくなる。 Even if the gate valve can be sealed, the load lock chamber is repeatedly opened to the atmosphere. If moisture contained in the atmosphere remains in the load lock chamber after exhaust, the gate valve There is a problem that the remaining moisture is transferred into the vacuum processing chamber when the substrate is opened and passed through the substrate to be processed. In particular, when the load lock chamber is exhausted at a high speed, moisture in the atmosphere tends to atomize and adhere to the inside of the load lock chamber as the pressure rapidly decreases, and this is evacuated through the gate opening. It becomes easy to mix in the processing chamber.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、真空処理室への水分の混入を確実に防止することが可能な真空処理装置を提供することを課題とする。
すなわち、まず第1に、ロードロック室と真空処理室との間の気密性を十分に確保できるゲートバルブを提供することを目的とする。また、第2に、ロードロック室内を排気する過程での水分の残存や、霧化を防止できる技術を提供することを目的とする。
This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the vacuum processing apparatus which can prevent mixing of the water | moisture content into a vacuum processing chamber reliably.
That is, firstly, it is an object to provide a gate valve that can sufficiently ensure airtightness between a load lock chamber and a vacuum processing chamber. Another object of the present invention is to provide a technique capable of preventing moisture remaining and atomization in the process of exhausting the load lock chamber.
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点は、基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空処理室と前記真空予備室との間において、2重に配備されたゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、真空処理装置を提供する。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is to provide a vacuum processing chamber for performing predetermined processing on a substrate in a vacuum,
A vacuum preparatory chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the inside thereof is alternately held in an atmosphere open state and a vacuum state;
A double gate valve disposed between the vacuum processing chamber and the vacuum preparatory chamber;
A vacuum processing apparatus is provided.
上記第1の観点によれば、真空処理室と真空予備室との間にゲートバルブを二重に配備したので、ゲートバルブを閉じた状態では、真空予備室と真空処理室との隔離が確実になされ、大気状態と高真空状態とを繰り返す真空予備室から真空処理室への水分の混入を極力低減することが可能になる。 According to the first aspect, since the gate valve is doubled between the vacuum processing chamber and the vacuum preparatory chamber, the vacuum preparatory chamber and the vacuum processing chamber are reliably separated when the gate valve is closed. Thus, it is possible to reduce the mixing of moisture from the vacuum preparatory chamber that repeats the atmospheric state and the high vacuum state into the vacuum processing chamber as much as possible.
上記第1の観点において、前記真空処理室に形成された開口を開閉する第1のゲートバルブと、
該第1のゲートバルブに隣接配備され、該第1のゲートバルブとの間に形成された開口を開閉する第2のゲートバルブと、
を具備することが好ましい。
また、前記第1のゲートバルブと前記第2のゲートバルブとは、同期して開閉することが好ましい。
In the first aspect, a first gate valve that opens and closes an opening formed in the vacuum processing chamber;
A second gate valve disposed adjacent to the first gate valve and opening and closing an opening formed between the first gate valve;
It is preferable to comprise.
Further, it is preferable that the first gate valve and the second gate valve are opened and closed in synchronization.
また、前記第1のゲートバルブと前記第2のゲートバルブとは、封止時に相対的に高圧となる真空予備室側から低圧となる真空処理室側へ向けて弁体を押圧するものであることが好ましい。このように、各ゲートバルブの弁体は、封止時に差圧方向、すなわち、大気圧側の真空予備室から真空側の真空処理室の方向へ押圧されるので、封止が確実になされる。 The first gate valve and the second gate valve press the valve body from the vacuum preparatory chamber side, which is relatively high in pressure, toward the vacuum processing chamber, which is low pressure. It is preferable. Thus, the valve body of each gate valve is pressed in the differential pressure direction at the time of sealing, that is, from the vacuum preparatory chamber on the atmospheric pressure side toward the vacuum processing chamber on the vacuum side, so that the sealing is surely performed. .
また、前記第1のゲートバルブには、バルブ容器内を減圧排気するための排気管が接続されていることが好ましい。
これにより、真空予備室内を大気開放した状態においても、真空処理室との間に、内部が所定圧力まで減圧された第1のゲートバルブのバルブ容器を介在させることが可能になって、真空予備室から真空処理室への空気のリークをより確実に防止し、真空処理室への水分の混入を防止できる。
Further, it is preferable that an exhaust pipe for evacuating the inside of the valve container is connected to the first gate valve.
As a result, even when the vacuum preparatory chamber is opened to the atmosphere, the valve container of the first gate valve whose inside is depressurized to a predetermined pressure can be interposed between the vacuum preparatory chamber and the vacuum preparatory chamber. Air leakage from the chamber to the vacuum processing chamber can be more reliably prevented, and moisture can be prevented from entering the vacuum processing chamber.
また、前記真空予備室には、流路コンダクタンスの異なる複数の排気管が接続されていることが好ましい。
さらに、前記真空予備室には、パージガスを導入するパージガス供給源が接続されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that a plurality of exhaust pipes having different flow conductances are connected to the vacuum preliminary chamber.
Further, it is preferable that a purge gas supply source for introducing a purge gas is connected to the vacuum preliminary chamber.
また、本発明の第2の観点は、基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管と、
前記排気管に接続され、前記真空予備室内を真空排気するための排気手段と、
を具備することを特徴とする、真空処理装置を提供する。
A second aspect of the present invention is a vacuum processing chamber for performing a predetermined process on a substrate in a vacuum,
A vacuum preparatory chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the inside thereof is alternately held in an atmosphere open state and a vacuum state;
A plurality of exhaust pipes having different flow conductances connected to the vacuum preliminary chamber;
An exhaust means connected to the exhaust pipe for evacuating the vacuum preparatory chamber;
A vacuum processing apparatus is provided.
上記第2の観点において、前記複数の排気管は、
第1の排気管と、
前記第1の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第2の排気管と、
前記第2の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第3の排気管と、
を具備することが好ましい。
In the second aspect, the plurality of exhaust pipes are:
A first exhaust pipe;
A second exhaust pipe having a larger flow conductance than the first exhaust pipe;
A third exhaust pipe having a larger flow conductance than the second exhaust pipe;
It is preferable to comprise.
上記第2の観点の真空処理装置では、流路コンダクタンスの異なる排気管を配備したことによって、これらを組み合わせて複数パターンの排気経路を構成することが可能になる。そして、真空予備室を排気する過程で、排気経路を切替えることによって、急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。 In the vacuum processing apparatus according to the second aspect, by providing exhaust pipes having different flow conductances, it becomes possible to configure a plurality of patterns of exhaust paths by combining them. In the process of exhausting the vacuum preparatory chamber, by switching the exhaust path, it becomes possible to prevent water from being atomized due to a rapid pressure drop.
また、本発明の第3の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことを特徴とする、真空予備室の排気方法を提供する。
A third aspect of the present invention is a vacuum preparatory chamber in which a substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the interior thereof is alternately held in an open air state and a vacuum state. Is an exhaust method for exhausting to a vacuum state,
An exhaust method of the vacuum preliminary chamber, characterized in that exhaust speed is switched using a plurality of exhaust pipes connected to the vacuum preliminary chamber and having different flow conductances, and exhaust is performed by increasing the exhaust speed stepwise. provide.
上記第3の観点では、真空予備室を真空状態まで排気する際に、流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことによって、真空予備室内の急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。 In the third aspect, when the vacuum preparatory chamber is exhausted to a vacuum state, the exhaust speed is switched using a plurality of exhaust pipes having different flow conductances, and exhaust is performed by gradually increasing the exhaust speed. It becomes possible to prevent water from being atomized due to a rapid pressure drop in the vacuum preparatory chamber.
上記第3の観点において、前記真空予備室内の圧力を基準にして前記排気速度の切替えを行うことが好ましい。また、前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することが好ましい。 In the third aspect, it is preferable to switch the exhaust speed based on the pressure in the vacuum preliminary chamber. In addition, it is preferable that a purge gas is introduced into the vacuum preliminary chamber for a predetermined time while continuing to be exhausted when the vacuum preliminary chamber is reduced to a predetermined pressure.
本発明の第4の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することを特徴とする、真空予備室の排気方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vacuum preliminary chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the interior thereof is alternately held in an open air state and a vacuum state. An exhaust method for exhausting to the vacuum state,
Provided is a method for exhausting a vacuum preliminary chamber, wherein purge gas is introduced into the vacuum preliminary chamber for a predetermined time while continuing to be exhausted when the vacuum preliminary chamber is reduced to a predetermined pressure.
上記第4の観点によれば、パージガスの導入により、減圧下で真空予備室内の雰囲気をパージガスで置換することが可能になる。これによって、真空予備室内に残存している水分を確実に除去できる。 According to the fourth aspect, by introducing the purge gas, the atmosphere in the vacuum preliminary chamber can be replaced with the purge gas under reduced pressure. As a result, moisture remaining in the vacuum preliminary chamber can be reliably removed.
また、本発明の第5の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態から昇圧する真空予備室の昇圧方法であって、
前記真空予備室内を大気開放する際に所定流量でパージガスを導入することにより、大気開放状態で前記真空予備室内を陽圧にすることを特徴とする、真空予備室の昇圧方法を提供する。
A fifth aspect of the present invention is a vacuum preparatory chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the interior thereof is alternately held in an open air state and a vacuum state. Is a method for boosting the vacuum preliminary chamber for boosting from the vacuum state,
There is provided a method for boosting a vacuum preliminary chamber, wherein a purge gas is introduced at a predetermined flow rate when the vacuum preliminary chamber is opened to the atmosphere so that the vacuum preliminary chamber is set to a positive pressure in the open state.
上記第5の観点によれば、大気開放と同時に、真空予備室内に所定流量でパージガス導入して内部を陽圧にすることにより、クリーンルーム内からの大気の進入が抑制され、水分やパーティクルが真空予備室内に進入することを防ぐことができる。 According to the fifth aspect, at the same time as the atmosphere is released, purge gas is introduced into the vacuum preliminary chamber at a predetermined flow rate to make the inside a positive pressure, thereby suppressing the entrance of the atmosphere from the clean room, and the moisture and particles are evacuated. It is possible to prevent entry into the spare room.
本発明によれば、大気状態と高真空状態とを繰り返す真空予備室から真空処理室への水分の混入を極力低減することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce the mixing of moisture from the vacuum preparatory chamber that repeats the atmospheric state and the high vacuum state into the vacuum processing chamber as much as possible.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置100の概略構成を示す斜視図、図2は図1の真空処理装置100における要部を示す水平断面図である。真空処理装置100は、真空雰囲気で透明のLCDガラス基板等の基板Gに対してプラズマエッチング処理や薄膜形成処理等の所望の真空処理を行う真空処理室10と、この真空処理室10に連設され、真空予備室として機能するロードロック室20と、真空処理室10とロードロック室20との間に二重に設けられたゲートバルブ30a,30bと、ロードロック室20と外部の大気側搬送機構50とを隔てるゲートバルブ40を備えている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
図2に示すように、真空処理室10には、排気制御弁61を介して排気手段としての真空ポンプ60が接続されており、基板Gの所定の真空処理に必要な真空度までの真空排気が可能になっている。また、真空処理室10には、ガス制御弁11を介して処理ガス供給部12が接続されており、真空処理室10の内部に、所定圧の処理ガス雰囲気を形成することを可能にしている。真空処理室10の内部には処理ステージ13が設けられ、処理対象の基板Gが載置される。
As shown in FIG. 2, the
ロードロック室20には、コンダクタンスの異なる3本の排気管21,22,23が接続されており、各排気管21,22,23の途中には、それぞれ開閉弁62,63,64が配備されている。各排気管21,22,23は、それぞれ真空ポンプ60に接続され、ロードロック室20内を、真空処理室10と同等の真空度まで真空排気することを可能にしている。
Three
また、ロードロック室20には、ガス制御弁25を介してパージガスとしてのN2ガスを導入するためのN2ガス供給源26が接続されており、ロードロック室20の内部に、N2ガスを導入できるように構成されている。
In addition, the
図示のように、本実施形態の真空処理装置では、真空処理室10とロードロック室20との間に、ゲートバルブ30a,30bが二重に配備された構成となっている。ゲートバルブ30aは、真空処理室10とロードロック室20とを連通させ、基板Gが通過可能な大きさの開口90(図3参照;後述)の開閉動作を行う弁体31aを有している。また、同様に、ゲートバルブ30bも、真空処理室10とロードロック室20とを連通させ、基板搬送装置70に支持された基板Gが通過可能な大きさの開口94(図3参照;後述)の開閉動作を行う弁体31bを有している。なお、図2は、ゲートバルブ30a,30bを両方とも閉じた状態を示している。
As shown in the figure, the vacuum processing apparatus according to the present embodiment has a configuration in which
また、真空処理室10の側に配備されたゲートバルブ30aには、排気管27が配備されている。排気管27は、真空ポンプ60と接続されており、その途中には排気制御弁65が設けられている。排気管27を設けることによって、ゲートバルブ30a,30bを閉じた状態で、ゲートバルブ30aのバルブ筐体95a内を排気して所定の圧力まで減圧することが可能になる。このように、ゲートバルブ30aに排気手段を接続することによって、ゲートバルブ30a,30bを閉じ、ロードロック室20内を大気開放した状態においても、真空処理室10との間に、バルブ筐体95aの内部全体が減圧状態となったゲートバルブ30aを介在させることが可能になるため、ロードロック室20から真空処理室10への空気のリークをより確実に防止することが可能となり、真空処理室10への水分の混入を防止できる。
Further, an
ゲートバルブ40には、ロードロック室20と外部の大気側とを連通させ、前記大気側搬送機構50に支持された基板Gが通過可能な大きさの開口部41と、この開口部41の開閉動作を行う弁体42が設けられている。
The
ロードロック室20の内部には、基板搬送装置70が設けられている。この基板搬送装置70は、ロードロック室20の底部に固定されたベースプレート(図示せず)と、このベースプレートの上に積層され、基板Gが載置される基板支持台としてのスライドプレート74を備えている。スライドプレート74には、載置される基板Gの下面を支持する略コ字形のスライドピック部74aが設けられている。
Inside the
基板搬送装置70は、図2に例示される縮退状態から、図示しない駆動モータを作動させることにより、基板Gを載置した状態のスライドプレート74が同図の紙面に向かって右方向に移動することによって、スライドピック部74aに支持された基板Gをロードロック室20から真空処理室10へ向けて搬入する。また、逆に真空処理室10から基板Gを搬出する場合は、真空処理室10内でスライドピック部74aにより基板Gを受け取った後、図示しない駆動モータを逆転させることで、図2に例示される縮退状態とすることができる。
The
ロードロック室20の内部において、基板搬送装置70を挟む位置には、バッファプレート81およびバッファプレート82と、このバッファプレート81および82を昇降させる図示しないバッファ昇降機構を備えた基板受け渡し機構80が設けられており、基板搬送装置70のスライドプレート74に載置された基板Gの周辺部をバッファプレート81および82にて下方から支持して、当該スライドプレート74から基板Gを浮上させる動作、および大気側搬送機構50から受け取った基板Gをスライドプレート74上に降下させる動作、等の基板受け渡し動作を行う。
Inside the
図1を参照するに、大気側搬送機構50は、旋回および伸縮が可能な搬送アーム51を備えており、複数の基板Gが収納された基板ラック55から未処理の1枚の基板Gを取り出し、ゲートバルブ40を介してロードロック室20内の基板搬送装置70に渡す動作、および処理済の基板Gを、ロードロック室20内の基板搬送装置70から受け取ってゲートバルブ40を介して大気側に取り出し、基板ラック55に収納する動作を行う。
Referring to FIG. 1, the atmosphere-
図3および図4に、ゲートバルブ30a,30bの断面構造を示す。
ゲートバルブ30aは、真空処理室10の側壁10aに設けられた基板搬入出口90をロードロック室20側から開閉する。ゲートバルブ30aは、基板Gを水平姿勢で搬入出可能な開口90を閉塞できるように、横長に形成された弁体31aと、この弁体31aを一対のクランク32a,33aを介して支持する昇降移動可能な横長のバルブ本体34aとを有している。
3 and 4 show cross-sectional structures of the
The
バルブ本体34aは、エアシリンダ35aのピストンロッド36aに連結されるとともに、垂直に配置されているガイドレール37aによって摺動可能に案内されるようになっている。つまり、エアシリンダ35aを作動させて、ピストンロッド36aを上下に昇降させると、バルブ本体34aがガイドレール37aの案内で垂直方向に昇降移動するようになっている。
The
クランク32a,33aは、バルブ本体34aの左側面と弁体31aの左側面との間、およびバルブ本体34aの右側面と弁体31aの右側面との間にそれぞれ掛架されている(なお、図3および図4では、右側面のクランク32a,33aのみを図示している)。また、弁体31aの上面には、天井部91aとの摩擦を回避するためのコロ38aが取り付けられている。
The
ゲートバルブ30bは、ゲートバルブ30aとロードロック室20との間に配置され、ゲートバルブ30aとゲートバルブ30bとを区画する隔壁92に形成された開口94を開閉する。なお、図3および図4中、符号93は、基板Gを搬入出させるためロードロック室20の側壁に設けられた開口である。
The
ゲートバルブ30bは、基板Gを水平姿勢で搬入出させることが可能な開口94を閉塞できるように、横長に形成された弁体31bと、この弁体31bを一対のクランク32b,33bを介して支持する昇降移動可能な横長のバルブ本体34bとを有している。
The
バルブ本体34bは、エアシリンダ35bのピストンロッド36bに連結されるとともに、垂直に配置されているガイドレール37bによって摺動可能に案内されるようになっている。従って、エアシリンダ35bを作動させて、ピストンロッド36bを上下に昇降させると、バルブ本体34bがガイドレール37bの案内で垂直方向に昇降移動するようになっている。
The
クランク32b,33bは、バルブ本体34bの左側面と弁体31bの左側面との間、およびバルブ本体34bの右側面と弁体31bの右側面との間にそれぞれ掛架されている(なお、図3および図4では、右側面のクランク32b,33bのみを図示している)。また、弁体31bの上面には、天井部91bとの摩擦を回避するためのコロ38bが取り付けられている。
The
図示しない作動エア供給源からは、作動エアがエアシリンダ35a,35bに均等に分配されるとともに、エアシリンダ35aの駆動力はピストンロッド36aに、また、エアシリンダ35bの駆動力はピストンロッド36bに伝達されるように構成されている。従って、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bは、それぞれ同期して開口90および開口94を封止し、または封止を解除する。ゲートバルブ30a,30bが開いているときは、図3に示すように、弁体31a,31bは開口90,94よりも低い待機位置におかれ、バルブ本体34a,34bは弁体31a,31bよりもさらに低い待機位置で待機している。
A working air supply source (not shown) distributes the working air evenly to the
ゲートバルブ30a,30bを閉じる際には、図3の状態からエアシリンダ35a,35bを作動させてピストンロッド36a,36bを所定のストロークで前進させる。そして図4に示すように、バルブ本体34a,34bと弁体31a,31bとがそれぞれの原位置から、互いに平行に垂直に上昇して、弁体31a,31bのコロ38a,38bが天井面91a,91bに当接し、次いでバルブ本体34a,34bがストッパ39a,39bに当接する。
When closing the
そして、クランク32a,33aおよびクランク32b,33bが働いて、弁体31a,31bを開口90,94に向けて押し出して、開口90の周囲(側壁10a)および開口94の周囲(隔壁92)に押し当てる。この動作の際には、コロ38a,38bが天井面91a,91bで水平方向に転動することにより、弁体31a,31bは水平に移動して前記開口90,94の周囲の壁に横方向に押し付けられる。開口90,94の周囲には、Oリング等のシール部材(図示せず)が取り付けられているため、弁体31a,31bは、それぞれ高い気密性をもって開口90,94の周囲に押し当てられ、開口90,94を封止することができる。
Then, the
図4に示す閉状態から、ゲートバルブ30a,30bを開けるときは、エアシリンダ35a,35bを作動させてピストンロッド36a,36bを往動時と同一のストロークだけ下降させることにより、封止過程の動作の逆動作によってバルブ本体34a,34bおよび弁体31a,31bがそれぞれ元の待機位置へ戻り、開口90,94の封止が解除される。
When the
なお、図3および図4に示すゲートバルブ30a,30bでは、一系統の作動エアをエアシリンダ35a,35bに均等に分配し、ゲートバルブ30a,30bを同時に動作させる構成としたが、エアシリンダ35a,35bにそれぞれ別個に作動エア供給源を設けて作動エアを供給する構成とし、ゲートバルブ30a,30bを、ある一定の時間間隔をあけて個別に動作させることも可能である。
In the
次に、本実施形態の真空処理装置100における基板Gの処理手順について説明する。まず、基板搬送装置70は、ロードロック室20内に縮退状態とされ、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bが閉じられ、真空処理室10の内部は真空ポンプ60にて必要な真空度に排気される。また、この状態で排気制御弁65を開にして排気管27を介してゲートバルブ30aのバルブ筐体95a内を減圧排気する。
Next, a processing procedure for the substrate G in the
大気側搬送機構50は、搬送アーム51にて、未処理の基板Gを基板ラック55から取り出し、ゲートバルブ40の開口部41を通じてロードロック室20内に搬入し、基板搬送装置70のスライドプレート74の直上部に位置決めする。
The atmosphere-
次に、バッファプレート81および82が上昇して基板Gの周辺部を両側から持ち上げることで、基板Gは搬送アーム51から浮上する。
Next, the
その後、搬送アーム51を大気側に引き抜いてロードロック室20の外部に退避させた後、バッファプレート81および82を下降させることで、基板Gは、基板搬送装置70のスライドプレート74(スライドピック部74a)上に移行して載置される。
Thereafter, the
そして、ゲートバルブ40の弁体42を閉じてロードロック室20を密閉状態にし、開閉弁62,63,64のいずれか1つ以上を開くとともに真空ポンプ60を作動させることにより、ロードロック室20内を真空処理室10と同程度の真空度まで排気した後、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bによる開口90,94の封止を解除する。この時、ロードロック室20は真空排気されているため、真空処理室10の真空度や雰囲気が損なわれることはない。
Then, the
次に、開口93,90,94を通じて、基板搬送装置70のスライドプレート74を真空処理室10の内部に向けて進入させ、基板Gを真空処理室10の処理ステージ13の直上部に搬入し、真空処理室10内に設けられた図示しない突き上げピン等を介して処理ステージ13上に載置する。その後に、スライドプレート74をロードロック室20内に縮退させて退避させ、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bにより開口90,94を封止し、真空処理室10を密閉する。
Next, through the
その後、密閉された真空処理室10内に、処理ガス供給部12から必要なガスを導入して処理ガス雰囲気を形成し、基板Gに必要な処理を施す。
Thereafter, necessary gas is introduced from the processing
所定時間経過後、処理ガスの導入を停止して、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bを下降させて開口90,94の封止を解除する。そして、ロードロック室20内の基板搬送装置70のスライドプレート74を真空処理室10の内部に多段に伸長させ、上述の搬入動作と逆の手順で、真空処理室10の処理済の基板Gを処理ステージ13上からスライドプレート74上に移行させてスライドプレート74を縮退させ、ロードロック室20内に搬出する。その後、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bにより開口90,94を閉じ、真空処理室10を密閉する。また、前記と同様に排気制御弁65を開にして排気管27を介してゲートバルブ30aのバルブ筐体95a内を減圧排気する。
After a predetermined time has elapsed, the introduction of the processing gas is stopped, and the
その後、ロードロック室20の排気を停止するとともに、バッファプレート81,82を上昇させて、基板Gの周辺部を支持して浮上させ、後述する圧力調整ライン28,29(図5参照)を介してN2等を徐々に導入して大気に近い圧力としたのち、ゲートバルブ40の弁体42を開いて、大気側搬送機構50の搬送アーム51を浮上した基板Gの下側に挿入し、その状態でバッファプレート81,82を降下させることで、基板Gを搬送アーム51に移行させる。
Thereafter, the exhaust of the
そして、搬送アーム51を大気側に引き出すことで、処理済の基板Gをロードロック室20から大気側に搬出し、基板ラック55に収納する。
Then, by pulling the
以上の構成の真空処理装置100では、ゲートバルブ30a,30bを二重に配備したので、ゲートバルブ30a,30bを閉じた状態では、ロードロック室20と真空処理室10との隔離が確実になされ、大気状態と高真空状態とを繰り返すロードロック室20から真空処理室10への水分の混入を極力低減することが可能になる。
In the
また、ゲートバルブ30a,30bの弁体31a,31bは、封止時に差圧方向、すなわち、大気圧側のロードロック室20から真空側の真空処理室10の方向へ押圧されるので、弁体31a,31bによる封止が確実になされる。
Further, the
さらに、ゲートバルブ30aのバルブ筐体95a内部を減圧排気する排気管27を設けたので、ロードロック室20内を大気開放した状態においても、真空処理室10との間に、内部が所定圧力まで減圧されたゲートバルブ30aのバルブ筐体95aを介在させることが可能になって、ロードロック室20から真空処理室10への空気のリークをより確実に防止し、真空処理室10への水分の混入を防止できる。
Further, since the
次に、図5および図6を参照しながら、真空処理室10への水分の混入をより確実に防止するためのロードロック室20の排気とガス置換の手順について説明を行う。図5に、ロードロック室20の排気経路とパージガス供給経路の概略構成を模式的に示した。前記のとおり、ロードロック室20には、それぞれコンダクタンスの異なる排気管21,22,23が接続配備されている。具体的には、各排気管21,22,23には、その途中に図示しないオリフィス(絞り部)が配備されており、各オリフィスの径を異なるものとすることによって、排気管21,22,23の流路コンダクタンスを調整している。なお、各排気管21,22,23の径を変化させて所望のコンダクタンスになるように調節してもよい。
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, a procedure for exhausting the gas and replacing the gas in the
排気管21の途中には開閉弁62が、排気管22の途中には開閉弁63が、排気管23の途中には開閉弁64が、それぞれ設けられている。各排気管21,22,23は、メカニカルブースターポンプ(MBP)60aおよびドライポンプ(DP)60b(真空ポンプ60)に接続されており、ロードロック室20内を真空排気できるようになっている。
An open /
また、ロードロック室20には、N2ガス供給ライン24を介してN2ガス供給源26が接続されており、ロードロック室20内にパージガスとしてのN2ガスを供給できるようになっている。
なお、ロードロック室20は、コンダクタンスの大きな圧力調整用ライン28およびコンダクタンスの小さな圧力調整用ライン29を介してもN2ガス供給源26と接続されており、開閉弁65と開閉弁66とを切替えてN2ガスを徐々に導入することより、真空状態のロードロック室20内を大気開放する際の急激な圧力上昇を抑えられるようになっている。
In addition, the
The
排気管21は、最も流路コンダクタンスの大きな高速排気用の排気経路として機能するものである。排気管23は、排気管21に比べて流路コンダクタンスが小さく、また、排気管22は、排気管23に比べてさらに流路コンダクタンスが小さな排気管路である。これらの排気管21,22,23を設け、開閉弁62,63,64の開閉を組み合わせることによって、複数の排気経路パターンを作り出せるようになっている。例えば、本実施形態では、排気管21のオリフィス径を40mm、排気管22のオリフィス径を10mm、排気管23のオリフィス径を15mmとした。なお、排気管の本数は3本に限るものではなく、例えば、排気管の本数をn本としたときには、組み合わせにより(2n−1)パターンの排気経路を作り出すことができる。
The
本実施形態において、開閉弁62,64を閉じ、開閉弁63を開けた状態では、最小開口径が10mmの排気管22により排気が行われるので、流路コンダクタンスが最小の排気経路(「第1の排気経路」と称する)が構成される。
また、開閉弁62,63を閉じ、開閉弁64を開けた状態では、最小開口径が15mmの排気管23により排気が行われるので、排気管22による第1の排気経路よりも少し流路コンダクタンスが大きな排気経路(「第2の排気経路」と称する)が構成される。
In the present embodiment, when the on-off
Further, when the on-off
また、開閉弁62を閉じ、開閉弁63と開閉弁64を開けた状態では、排気管22と排気管23の最小開口径の合計は25mm(10mm+15mm)となるので、排気管23による第2の排気経路に比べてさらに流路コンダクタンスが少し大きな排気経路(「第3の排気経路」と称する)が構成される。
さらに、開閉弁63,64を閉じ、開閉弁62のみを開けた状態では、最小開口径が40mmの排気管21により排気が行われるので、さらに流路コンダクタンスの大きな高速排気経路(「第4の排気経路」と称する)が構成される。
When the on-off
Further, in a state where the on-off
このように、流路コンダクタンスの異なる排気管21,22,23を配備し、バルブ62,63,64の開閉を切替えることによって、複数パターンの排気経路を構成することが可能になる。そして、ロードロック室20を排気する過程で、これら第1〜第4の排気経路を切替えることによって、急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。このため、排気過程における排気経路の切替えは、ロードロック室20内の圧力を指標として行うことが好ましい。例えば、大気圧の101325Pa(760Torr)から排気を行い、ロードロック室20内を排気していく過程で、およそ26664Pa(200Torr)までは水分の霧化が起こりやすいため、この圧力に至るまでの降圧過程では、第4の排気経路による高速排気は避けることが好ましい。
As described above, by arranging the
図6に、ロードロック室20内を大気開放してから高真空状態まで排気する手順の好ましい例を示す。なお、第1の排気経路から第4の排気経路までの切替えを行う圧力値は、以下の例に制約されるものではなく、適宜設定できる。また、圧力ではなく、例えば時間を目安に第1の排気経路から第4の排気経路までの切替えを行ってもよい。
FIG. 6 shows a preferred example of a procedure for exhausting the inside of the
まず、ステップS11では、ゲートバルブ40を開けてロードロック室20を大気開放した状態において、大気開放と同時に、必要に応じてガス制御弁25を開け、ロードロック室20内に所定流量でN2ガスをパージしておく。これにより、ロードロック室20内が陽圧となるため、クリーンルーム内からの大気の進入が抑制され、水分やパーティクルがロードロック室20内に進入することを防ぐことができる。なお、ゲートバルブ30a,30bは閉じている。
次に、ステップS12では、大気開放状態からゲートバルブ40を閉じ、ロードロック20を閉鎖する。
First, in step S11, in a state where the
Next, in step S12, the
次に、ステップS13では、開閉弁62,64を閉じ、開閉弁63を開け、メカニカルブースターポンプ(MBP)60aおよびドライポンプ(DP)60bを作動させて、第1の排気経路によりロードロック室20内の排気を行う。このステップS13における排気は、ロードロック室20内の圧力が、例えば約79992Pa(600Torr)に低下するまでを目安に実施する。
Next, in step S13, the on-off
ロードロック室20内の圧力が約79992Pa(600Torr)に低下したら、例えば3秒後に、ステップS13の状態から開閉弁63を閉じ、開閉弁64を開け、第2の排気経路により排気を行う(ステップS14)。このステップS14における排気は、ロードロック室20内の圧力が、例えば約53328Pa(400Torr)に低下するまでを目安に実施する。
When the pressure in the
ロードロック室20内の圧力が約53328Pa(400Torr)に低下したら、例えば5秒後に、ステップS14の状態から、さらに開閉弁63を開け、第3の排気経路に切替えて排気を行う(ステップS15)。このステップS15における排気は、ロードロック室20内の圧力が、例えば約26664Pa(200Torr)に低下するまでを目安に実施する。
When the pressure in the
ロードロック室20内の圧力が約26664Pa(200Torr)に低下したら、例えば1秒後にステップS15の状態から開閉弁63,64を閉じ、開閉弁62のみを開け、第4の排気経路に切替えて高速排気を行う(ステップS16)。このステップS16における排気は、ロードロック室20内の圧力が約26664Pa(200Torr)から所定の高真空状態に低下するまで実施する。
When the pressure in the
このように、ステップS13〜ステップS16では、第1の排気経路から第4の排気経路までをロードロック室20内の圧力に応じて切替えることにより、排気過程で大気中の水分が霧化しやすい26664Pa(200Torr)付近までの降圧過程では、ゆっくりとした排気から徐々に排気速度を上げていき、水分の霧化が起こりにくい約26664Pa(200Torr)以下では、高速排気に移行することにより、ロードロック室20内の水分を確実に除去し、真空処理室10への水分の混入を防止することができる。
As described above, in steps S13 to S16, the moisture in the atmosphere is easily atomized in the exhaust process by switching from the first exhaust path to the fourth exhaust path according to the pressure in the
そして、ステップS16での排気が進み、ロードロック室20内部の圧力が53.328Pa(400mTorr)に達した段階で、ガス制御弁25を開にして所定流量例えば6000〜8000mL/min、好ましくは7000mL/minでロードロック室20内にN2ガスを導入する(ステップS17)。なお、導入するN2ガスの流量は、真空ポンプ60の排気能力に応じて設定できるが、空気とN2との分圧比から上記例示の程度の流量とすることが好ましい。このN2ガスパージは、減圧下でロードロック室20内の雰囲気をN2に置換することにより、ロードロック室20内に残存している水分を最終的に除去するために実施される。このN2ガスのパージは、ロードロック室20内の圧力が例えば13.332Pa(100mTorr)に達するまでの間、所定時間例えば15〜30秒、好ましくは23秒程度かけて行うことが好ましい。
Then, when the exhaust in step S16 proceeds and the pressure in the
以上のステップS13からステップS16までの手順で第1〜第4の排気経路を切替えながらロードロック室20内を排気し、かつステップS17でのN2ガスパージを実施することにより、ロードロック室20内の水分の霧化と残留を抑制しつつ、ロードロック室20内を高真空状態まで減圧することが可能になる。従って、このようにしてロードロック室20内を減圧排気した後、ゲートバルブ30a,30bを開放し、真空処理室10との間で基板Gを受渡す際には、真空処理室10への水分の混入を確実に防止できる。
By evacuating the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、基板としてLCD基板を処理するための真空処理装置を例に挙げたが、これに限らず、他のFPD基板や半導体ウエハを処理する真空処理装置であってもよい。なお、FPDとしては、液晶ディスプレイ(LCD)以外に、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence;EL)ディスプレイ、蛍光表示管(Vacuum Fluorescent Display;VFD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)等が例示される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the idea of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a vacuum processing apparatus for processing an LCD substrate as a substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a vacuum processing apparatus for processing other FPD substrates or semiconductor wafers may be used. In addition to the liquid crystal display (LCD), the FPD includes a light emitting diode (LED) display, an electro luminescence (EL) display, a fluorescent display tube (VFD), a plasma display panel (PDP), and the like. Is exemplified.
また、上記実施形態では、ロードロック室20に流路コンダクタンスの異なる3本の排気管21,22,23を配備する構成としたが、4本以上を配備する構成とすることも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which arrange | positions the three
また、上記実施形態では、真空処理室10に真空予備室20が隣接して配置された構成の真空処理装置100を例に挙げて説明を行ったが、真空処理室と真空予備室との間に、真空搬送室を介在配備した真空処理装置にも、本発明を適用できる。
Moreover, in the said embodiment, although the
本発明は、真空処理室と真空予備室を備えた真空処理装置に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for a vacuum processing apparatus including a vacuum processing chamber and a vacuum preliminary chamber.
10……真空処理室
20……ロードロック室
21,22,23……排気管
24……N2ガス供給ライン
26……N2ガス供給源
27……排気管
30a,30b,40……ゲートバルブ
50……大気側搬送機構
60……真空ポンプ
70……基板搬送装置
74……スライドプレート
74a……スライドピック部
80……基板受け渡し機構
81,82……バッファプレート
100……真空処理装置
G……基板
10 ......
Claims (14)
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空処理室と前記真空予備室との間において、2重に配備されたゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、真空処理装置。 A vacuum processing chamber for performing predetermined processing on the substrate in vacuum;
A vacuum preparatory chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the inside thereof is alternately held in an atmosphere open state and a vacuum state;
A double gate valve disposed between the vacuum processing chamber and the vacuum preparatory chamber;
A vacuum processing apparatus comprising:
該第1のゲートバルブに隣接配備され、該第1のゲートバルブとの間に形成された開口を開閉する第2のゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、請求項1に記載の真空処理装置。 A first gate valve for opening and closing an opening formed in the vacuum processing chamber;
A second gate valve disposed adjacent to the first gate valve and opening and closing an opening formed between the first gate valve;
The vacuum processing apparatus according to claim 1, comprising:
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管と、
前記排気管に接続され、前記真空予備室内を真空排気するための排気手段と、
を具備することを特徴とする、真空処理装置。 A vacuum processing chamber for performing predetermined processing on the substrate in vacuum;
A vacuum preparatory chamber in which the substrate is temporarily accommodated in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and the inside thereof is alternately held in an atmosphere open state and a vacuum state;
A plurality of exhaust pipes having different flow conductances connected to the vacuum preliminary chamber;
An exhaust means connected to the exhaust pipe for evacuating the vacuum preparatory chamber;
A vacuum processing apparatus comprising:
第1の排気管と、
前記第1の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第2の排気管と、
前記第2の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第3の排気管と、
を具備することを特徴とする、請求項8に記載の真空処理装置。 The plurality of exhaust pipes are
A first exhaust pipe;
A second exhaust pipe having a larger flow conductance than the first exhaust pipe;
A third exhaust pipe having a larger flow conductance than the second exhaust pipe;
The vacuum processing apparatus according to claim 8, comprising:
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことを特徴とする、真空予備室の排気方法。 In the process of temporarily storing the substrate in the process of being carried in and out of the vacuum processing chamber, the vacuum preliminary chamber in which the inside is alternately held in the atmosphere open state and the vacuum state is evacuated to the vacuum state. There,
An evacuation method for a vacuum preliminary chamber, wherein the exhaust speed is switched using a plurality of exhaust pipes having different flow conductances connected to the vacuum preliminary chamber and the exhaust speed is increased stepwise.
前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することを特徴とする、真空予備室の排気方法。 In the process of temporarily storing the substrate in the process of being carried in and out of the vacuum processing chamber, the vacuum preliminary chamber in which the inside is alternately held in the atmosphere open state and the vacuum state is evacuated to the vacuum state. There,
A method of exhausting a vacuum preparatory chamber, wherein purge gas is introduced into the vacuum preparatory chamber for a predetermined time while evacuation is continued when the vacuum preparatory chamber is depressurized to a predetermined pressure.
前記真空予備室内を大気開放する際に所定流量でパージガスを導入することにより、大気開放状態で前記真空予備室内を陽圧にすることを特徴とする、真空予備室の昇圧方法。 A vacuum preparatory chamber that temporarily holds the substrate in the process of being carried into and out of the vacuum processing chamber, and that boosts the vacuum preparatory chamber in which the inside is alternately held in an open air state and a vacuum state from the vacuum state Boosting method,
A method for boosting a vacuum prechamber, wherein a purge gas is introduced at a predetermined flow rate when the vacuum prechamber is opened to the atmosphere so that the vacuum prechamber is brought to a positive pressure in an open state.
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