JP2008075135A - 真空処理装置および大気開放方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空圧の低いチャンバのメンテナンスの際にも、その真空圧の低いチャンバに対してのみ大気圧に戻すだけで済む真空処理装置を提供する。
【解決手段】 所定の真空圧の第一真空チャンバ（２０）と、この第一真空チャンバ（２０）より真空圧の低い第二真空チャンバ（４２）と、第一真空チャンバと第二真空チャンバとを連絡するゲートロックチャンバ（７０）と、第一真空チャンバとゲートロックチャンバとの間で開閉する第一ゲート弁（ＧＶ１）と、第二真空チャンバとゲートロックチャンバとの間で開閉する第二ゲート弁（ゲート弁ＧＶ２）と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハ、水晶ウエハのような基板に各種の処理を行うために使用される真空処理装置、および真空チャンバを大気開放する方法に関する。

半導体製造工程または水晶振動子製造工程において用いられる真空処理装置として、内部に搬送ロボットを収納した搬送チャンバ（搬送チャンバ）および真空処理を行う各種処理チャンバが知られている。そして、搬送チャンバまたは処理チャンバを真空にするためにはロータリーポンプもしくはスクロールポンプ（ドライポンプ)または拡散ポンプもしくはターボ分子ポンプ（ドライポンプ)が使用されている。これら搬送チャンバと処理チャンバと間、または搬送チャンバと外部との間には、基板を出し入れするゲートロックチャンバ（搬送経路）がそれぞれ設けられている。ゲートロックチャンバには搬送チャンバと処理チャンバとの気圧差を遮断するためのゲート弁が設けられている。

水晶振動子の真空封止、またはスパッタなどを行う処理チャンバは、用途によっていろいろな真空圧が要求され、一般に、真空圧は１＊１０⁻²Ｐａから１＊１０^−４Ｐａほどである。それら処理チャンバへ半導体ウエハまたは水晶ウエハを搬送する搬送チャンバは、処理チャンバより一桁ないし三桁ほど真空圧を高く（１＊１０¹Ｐａから１＊１０^−１Ｐａ）している。搬送チャンバをターボ分子ポンプで排気すれば直ちに真空圧を低くすることも可能だが、ターボ分子ポンプが必要ない搬送チャンバにまではターボ分子ポンプを付加することは高コストな装置となってしまうからである。

このような搬送チャンバまたは処理チャンバは、故障だけでなく定期的な部品交換などのためにメンテナンスする必要がある。複数の搬送チャンバまたは処理チャンバが連なっている場合には、一つの真空圧の低い処理チャンバに対して部品交換のため大気圧に戻そうとすると（いわゆる真空破壊とは大気開放と呼ばれる）、それより高い真空圧の搬送チャンバまたは処理チャンバに対しても、大気圧に戻さなくてならない。ゲート弁が真空圧が高い方から真空圧の低い方の一方方向に気圧差を利用して閉めているからである。
特開２００１−２９１７５８号公報

このため、一つの真空圧の低い処理チャンバに対して部品交換を行う際には、それより真空圧の高い搬送チャンバ内に入っている基板を取り出さなくてはならない。これでは作業の効率が悪くなってしまう。また、大気圧にしたすべてのチャンバを再び所定の真空圧にしなければならない。

本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、真空圧の低い処理チャンバのメンテナンスの際にも、その真空圧の低い処理チャンバに対してのみ大気圧に戻すだけで済む真空処理装置を提供することを目的とする。

第一の観点による真空処理装置は、所定の真空圧の第一真空チャンバと、この第一真空チャンバと異なる第二真空チャンバと、第一真空チャンバと第二真空チャンバとを連絡するゲートロックチャンバと、第一真空チャンバとゲートロックチャンバとの間で開閉する第一ゲート弁と、第二真空チャンバとゲートロックチャンバとの間で開閉する第二ゲート弁と、を備えている。
この構成により、第一真空チャンバのみまたは第二真空チャンバのみを大気圧に開放した場合であっても、第一ゲート弁または第二ゲート弁が第二真空チャンバまたは第一真空チャンバの真空圧を維持することができる。これまでいずれか一方の真空チャンバを大気圧に開放した場合には、他方の真空チャンバも大気圧に開放しなければならなかったが、本発明では片方のみを大気圧に開放するだけで済む。

第二の観点による真空処理装置は、第一真空チャンバの真空圧が第二真空チャンバの真空圧より高い。
この構成により、真空圧の低い第二真空チャンバのみを大気圧に開放した場合であっても、第二ゲート弁が第一真空チャンバの真空圧を維持することができる。

第三の観点による真空処理装置において、ゲートロックチャンバは、大気圧と連通する管路と、この管路を開閉する開閉弁とを有する。
この構成により、たとえば、真空圧の低い第二真空チャンバ側の第二ゲート弁のみが開いてから第二ゲート弁が閉まると、ゲートロックチャンバ内部の真空圧も低い。この状態で、真空圧の高い第一真空チャンバの第一ゲート弁を開けようとすると、気圧差の影響で開けることができない。このような場合に開閉弁を徐々に開けて、ゲートロックチャンバの真空圧を第１真空チャンバの真空圧と同じまたはより真空圧を高くすることができる。また、第１真空チャンバおよび第２真空チャンバが真空圧が高く、ゲートロックチャンバ内部が真空圧の低いような場合にも、開閉弁を有することで、ゲート弁を開けることができる。

第四の観点による真空処理装置において、第一ゲート弁または第二ゲート弁は、ゲートロックチャンバ側に突き出た突出部を有する。
この構成により、ゲートロックチャンバ内の体積が少なくなる。このため、ゲートロックチャンバを真空にしたり大気圧にしたりする時間が少なくて済む。

第五の観点による真空処理装置において、第一ゲート弁と第一真空チャンバとの間に、且つ第二ゲート弁と第二真空チャンバとの間に、シール部材を配置する。
この構成により、第一真空チャンバまたは第二真空チャンバのいずれか一方をメンテナンスのため大気開放した場合であっても、第一ゲート弁または第二ゲート弁の一方が大気圧に押されてシール部材がしっかり働くようになる。

第六の観点は、所定の真空圧の第一真空チャンバとこの第一真空チャンバより真空圧の低い第二真空チャンバとを備え、第二真空チャンバを大気開放する大気開放方法である。そして、第一真空チャンバと第二真空チャンバとを連絡するゲートロックチャンバに第一真空チャンバとの間で開閉する第一ゲート弁を配置し、またゲートロックチャンバに第二真空チャンバとの間で開閉する第二ゲート弁を配置し、第二真空チャンバのベント弁からガスを供給して、第二真空チャンバを大気開放する。
この構成により、真空圧の低い第二真空チャンバのみを大気圧に開放した場合であっても、第二ゲート弁が第一真空チャンバの真空圧を維持することができる。

以上説明したように、本発明によれば、複数の真空チャンバが連なっている場合に、一つの真空圧の低いチャンバに対してメンテナンスのため大気圧に戻しても、それより高い真空圧のチャンバに対しては大気圧に戻す必要がない。本発明では真空度の低いチャンバのみを大気圧に開放するだけで済む。このため、真空圧の高いチャンバに入っているワーク、たとえばウエハ基板などを真空圧の高いチャンバから取り出す必要も無く、作業効率をあげることができる。

＜真空処理システムＳＹＳの構成＞
以下に、本発明に係る真空処理システムＳＹＳの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明の真空処理システムＳＹＳを示す概略構成図である。図示するように、この真空処理システムＳＹＳは、被処理体である水晶ウエハＷに第１の処理を施す第１処理ユニットＵＮＩ―Ａと第２の処理を施す第２処理ユニットＵＮＩ―Ｂとにより主に構成される。ここでは第１処理ユニットＵＮＩ−Ａ側で、例えば水晶ウエハＷに形成されている水晶振動子にクロム層（Ｃｒ層）のスパッタリングを行い、第２処理ユニットＵＮＩ−Ｂで金層（Ａｕ層）のスパッタリングを行う。なお、以下の説明では、一枚の水晶ウエハＷの処理について説明するが、パレットに水晶振動子を複数載置している場合、複数の水晶ウエハＷをパレットに載置している場合であってもよい。
なお、本実施形態で、真空圧が低いまたは真空圧が高いとは２つの真空チャンバの真空圧の比較である。

第１処理ユニットＵＮＩ−Ａは、スパッタリングによりＣｒ膜を連続処理する第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａと、この処理チャンバ４２に水晶ウエハＷを搬出入する第１搬送チャンバ２２−Ａと、この第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとの真空圧の差を遮断する第１ゲートロックチャンバ７０−Ａとを有している。この第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａは、成膜ガスの供給及び真空排気が可能になされており、内部には、水晶ウエハＷを載置する支持台（サセプタ）およびローダＬが設けられている。第１ゲートロックチャンバ７０−Ａには、気密に開閉可能になされたゲート弁ＧＶ１とゲート弁ＧＶ２とが設けられている。

第１搬送チャンバ２２−Ａは、真空排気可能になされており、この内部には、例えば屈伸及び旋回可能になされた多関節の搬送ロボットＲＢ１が設けられ、水晶ウエハＷの受け渡しを行うようになっている。この内部には、水晶ウエハＷを載置する受け渡し台またはローダＬが設置される。このローダＬには、必要に応じて冷却ジャケットを設けて処理済みの水晶ウエハＷを冷却したり、または加熱ランプを設けて処理前の水晶ウエハＷを予熱したりしてもよい。第１処理ユニットＵＮＩ−Ａより前工程から水晶ウエハＷが搬入されるため、第１搬送チャンバ２２−Ａにはゲート弁ＧＶ５が設けられている。

一方、第２処理ユニットＵＮＩ−Ｂには、金層（Ａｕ層）の第２スパッタ処理チャンバ４２−Ｂと、この処理チャンバ４２−ＢにウエハＷを搬出入する第２搬送チャンバ２２−Ｂと、この第２搬送チャンバ２２−Ｂと第２スパッタ処理チャンバ４２−Ｂとの真空圧の差を遮断する第２ゲートロックチャンバ７０−Ｂとを有している。この第２スパッタ処理チャンバ４２−Ｂは、真空排気が可能になされており、内部にはウエハＷを載置するサセプタおよびローダＬが設けられている。第２ゲートロックチャンバ７０−Ｂには、気密に開閉可能になされたゲート弁ＧＶ３とゲート弁ＧＶ４とが設けられている。

第２搬送チャンバ２２−Ｂは、真空排気可能になされており、この内部には、例えば屈伸及び旋回可能になされた多関節の搬送ロボットＲＢ２が設けられ、水晶ウエハＷの受け渡しを行うようになっている。また、この内部には、水晶ウエハＷを載置する受け渡し台またはローダＬが設置される。第２処理ユニットＵＮＩ−Ｂより後工程へ水晶ウエハＷを搬出するため、ゲート弁ＧＶ１０が設けられている。

さらに、真空処理システムＳＹＳは、第１搬送チャンバ２２−Ａと第２搬送チャンバ２２−Ｂとの間に第３搬送チャンバ２２−Ｃが介在されている。この第３搬送チャンバ２２−Ｃも真空排気可能になされており、屈伸及び旋回可能になされた多関節の搬送ロボットＲＢ３が設けられ、水晶ウエハＷの受け渡しを行う。そして、この第３搬送チャンバ２２−Ｃと両側の第１搬送チャンバ２２−Ａ及び第２搬送チャンバ２２−Ｂとの間には、真空圧の差を遮断する第３ゲートロックチャンバ７０−Ｃを有している。第３ゲートロックチャンバ７０−Ｃの左右にはそれぞれ気密に開閉可能になされたゲート弁ＧＶ６およびゲート弁ＧＶ７とゲート弁ＧＶ８およびゲート弁ＧＶ９とが配置されている。

＜真空処理システムＳＹＳの動作＞
次に、以上のように構成された真空処理システムＳＹＳの動作について説明する。まず、窒素が供給されて第１搬送チャンバ２２−Ａが大気圧に戻される。次にゲート弁ＧＶ５が開いて大気圧下に置かれた未処理の水晶ウエハＷが、第１搬送チャンバ２２−Ａに搬入される。水晶ウエハＷが第１搬送チャンバ２２−Ａに搬入されると、ゲート弁ＧＶ５が閉じて所定の真空圧まで第１搬送チャンバ２２−Ａ内が真空引きされる。その後、第１搬送チャンバ２２−Ａ内で所定の位置に位置合わせが行われた水晶ウエハＷは、搬送ロボットＲＢ１のフォーク部に載置される。

次に、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａのゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２が開く。そして、第１搬送チャンバ２２−Ａが第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ内と同じ真空圧に真空引きされる。搬送ロボットＲＢ１のフォーク部に載置された水晶ウエハＷは、第１スパッタ処理チャンバ４２−ＡのローダＬに載置される。このようにウエハＷの移しが完了したならば、搬送ロボットＲＢ１のフォーク部が第１搬送チャンバ２２−Ａが戻る。そして、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａのゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２が再び閉じられる。第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ内で所定のプロセス条件に基づいて水晶ウエハＷにＣｒ層が形成される。処理後の水晶ウエハＷは、第１搬送チャンバ２２−Ａへ戻すため、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａのゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２が開く。そして、水晶ウエハＷは第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａから搬送ロボットＲＢ１によって第１搬送チャンバ２２−Ａへ取り出される。そして、ゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２が閉じられる。

次に、水晶ウエハＷは、第１搬送チャンバ２２−Ａから第３搬送チャンバ２２−Ｃを介して第２搬送チャンバ２２−Ｂへ移される。水晶ウエハＷが、第１搬送チャンバ２２−Ａから第３搬送チャンバ２２−Ｃへ移す際には、第３搬送チャンバ２２−Ｃの真空圧が第１搬送チャンバ２２−Ａの真空圧と同じになる。そして、第３ゲートロックチャンバ７０−Ｃのゲート弁ＧＶ６およびゲート弁ＧＶ７が開く。第３搬送チャンバ２２−Ｃ内の搬送ロボットＲＢ３が水晶ウエハＷを第１搬送チャンバ２２−Ａから第３搬送チャンバ２２−Ｃへ移すと、ゲート弁ＧＶ６およびゲート弁ＧＶ７が閉まる。引き続き、第２搬送チャンバ２２−Ｂの真空圧が第１搬送チャンバ２２−Ａの真空圧と同じになる。そして、ゲート弁ＧＶ８およびゲート弁ＧＶ９が開く。搬送ロボットＲＢ３が水晶ウエハＷを第３搬送チャンバ２２−Ｃから第２搬送チャンバ２２−Ｂへ移すと、ゲート弁ＧＶ８およびゲート弁ＧＶ９が閉まる。

第３搬送チャンバ２２−Ｃは、必ずしも必須ではない。特に第１処理ユニットＵＮＩ−Ａで要求される真空圧と第２処理ユニットＵＮＩ―Ｂで要求される真空圧がほぼ同じであれば、第３搬送チャンバ２２−Ｃを設ける必要なない。一方、第１処理ユニットＵＮＩ−Ａで要求される真空圧と第２処理ユニットＵＮＩ―Ｂで要求される真空圧が二桁以上であれば、真空ポンプによる真空引き時間を考慮すると、第３搬送チャンバ２２−Ｃを設けた方がよい。

第２処理ユニットＵＮＩ―Ｂの動作は、第１処理ユニットＵＮＩ−Ａの動作とほぼ同じである。第２搬送チャンバ２２−Ｂ内で位置合わせが行われた水晶ウエハＷは、搬送ロボットＲＢ２のフォーク部に載置される。第２ゲートロックチャンバ７０−Ｂのゲート弁ＧＶ３およびゲート弁ＧＶ４が開き、水晶ウエハＷは、第２スパッタ処理チャンバ４２−ＢのローダＬに載置される。水晶ウエハＷのローダＬによる載置の間、第２搬送チャンバ２２−Ｂ内が第２スパッタ処理チャンバ４２−Ｂと同じ真空圧になるように真空引きされる。そして、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａのゲート弁ＧＶ３およびゲート弁ＧＶ４が再び閉じられる。第１スパッタ処理チャンバ４２−Ｂ内で所定のプロセス条件に基づいて水晶ウエハＷにＡｕ層が形成される。処理後の水晶ウエハＷは、第２搬送チャンバ２２−Ｂへ戻される。その後、水晶ウエハＷは、ゲート弁ＧＶ１０から外部に搬出される。

＜スパッタ処理チャンバの大気開放＞
以上のように、真空処理システムＳＹＳは、気圧差があるチャンバ間においてゲート弁が二箇所設けられている。この構成は、一つの真空圧の低いチャンバに対して大気開放しても、それより高い真空圧のチャンバを、大気圧に戻す必要を無くすためである。これについて、第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとの関係で説明する。ゲート弁ＧＶ２が仮に設けられていないと、第１搬送チャンバ２２−Ａが真空状態であるため、ゲート弁ＧＶ１が第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ側から押される。このため、第１搬送チャンバ２２−Ａが真空状態を維持することができない。これまでは、このような状態を防ぐ必要から、真空処理システムＳＹＳは、一つの真空圧の低いチャンバを大気開放する際には、真空圧の高いチャンバからもウエハＷを取り出しておく必要があった。

第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａを大気開放する際には、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａのゲート弁ＧＶ２が閉められている。ゲート弁ＧＶ２が真空圧の高いから真空圧の低いほうへ一方方向に気圧差を利用して閉めている。このため、第１搬送チャンバ２２−Ａが大気圧状態になることはない。したがって、すべてのチャンバからウエハＷを取り出す必要がなく、単に第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａのみを大気開放することができる。

＜真空引きの配管およびポンプの構成＞
図２は、第１搬送チャンバ２２−Ａおよび第１処理ユニットＵＮＩ−Ａの真空引きの配管およびポンプに配置を示した図である。第２処理ユニットＵＮＩ−Ｂは図で示さないが、真空引きの配管およびポンプの配置は同じである。たとえば、第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａの真空圧は約１＊１０^−３Ｐａほどに設定される。第１搬送チャンバ２２−Ａの真空圧は第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａより三桁高い約１＊１０⁰Ｐａほどに設定される。第１搬送チャンバ２２−Ａは、第１搬送チャンバ２２−Ａ内が大気圧か否かを測定する大気圧センサーＢａ１およびピラニー真空計Ｐｉ１を備えている。第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａは、第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ内が大気圧か否かを測定する大気圧センサーＢａ２、ピラニー真空計Ｐｉ２および低い真空圧を計測するペニング真空計Ｐｅを備えている。大気圧センサーＢａ１およびＢａ２は各チャンバ内を大気開放する際に使用する。

第１搬送チャンバ２２−Ａの最上流のパージガスラインＰＬには、ロータリーポンプＲＰ１が配置してある。第１ロータリーポンプＲＰ１は大気圧から作動することができる。１＊１０^−１Ｐａ程度の真空圧までなら第１ロータリーポンプＲＰ１一台で第１搬送チャンバ２２−Ａに要求される真空圧に対応できる。一般に、ロータリーポンプの到達真空圧は１０Ｐａから１＊１０^−１Ｐａ程度である。第１ロータリーポンプＲＰ１の下流は、第１メイン弁ＭＶ１を介して第１搬送チャンバ２２−Ａに接続される。第１メイン弁ＭＶ１の下流には、第１搬送チャンバ２２−Ａを大気圧に戻す際に窒素などを供給するベント弁ＶＶ１を備えたガス供給ラインＳＬが設けられている。

また、第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａの最上流のパージガスラインＰＬには、第２ロータリーポンプＲＰ２が配置してある。第２ロータリーポンプＲＰ２は、真空圧が必要な第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａの粗引きとして用いられている。パージガスラインＰＬは、さらに２つに分岐される。第一のパージガスラインＰＬは、ラフ弁ＲＶを介して第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａに接続される。第二のパージガスラインＰＬは、フォア弁ＦＶ、ターボ分子ポンプＴＭＰおよび第一メイン弁ＭＶ２を介して第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａに接続される。

ターボ分子ポンプＴＭＰは、内部の金属製の羽根が空気を排気して最高到達真空圧は１０^−６Ｐａほどである。ターボ分子ポンプＴＭＰは、動作圧力には制限があるため、第２ロータリーポンプＲＰ２で一定の真空圧を確保してから、ターボ分子ポンプＴＭＰ内を一定の真空圧にする。第一メイン弁ＭＶ２の下流には、第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａを大気圧に戻す際に窒素などを供給するベント弁ＶＶ２を備えたガス供給ラインＳＬが設けられている。

ゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２で閉じられた第１ゲートロックチャンバ７０−Ａには、窒素などを供給するベント弁ＶＶ３を備えたガス供給ラインＳＬが設けられている。これは、第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとが修理などのため大気状態にあり、且つ第１ゲートロックチャンバ７０−Ａ内が真空状態である場合に、第１ゲートロックチャンバ７０−Ａを大気圧にする際に、ベント弁ＶＶ３が開けられる。

＜真空引きの動作＞
図３は、第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとの真空引きの動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、すべての弁が閉まっている状態から真空引きする動作である。なお、ステップＳ５１とステップＳ６１とは同時に開始してよいが、ステップＳ５１から説明する。

第１搬送チャンバ２２−Ａ側は、ステップ５１にて、第１ロータリーポンプＲＰ１が起動する。そして、ステップ５２にて、第１メイン弁ＭＶ１が開いて第１搬送チャンバ２２−Ａを真空引きする。ステップ５３では、所定の真空圧に達したか否かを、ピラニー真空計Ｐｉ１で確認し、所定の真空圧に達したら、真空引きを終了する。

第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ側は、ステップ６１にて、第２ロータリーポンプＲＰ２が起動する。そしてステップ６２にて、一定時間経過後にフォア弁ＦＶを開き、ステップ６３でターボ分子ポンプＴＭＰが起動する。ステップ６３でターボ分子ポンプＴＭＰが設定回転に達したか否かを判断する。
ターボ分子ポンプＴＭＰが設定回転に達したら、ステップ６５にて、フォア弁ＦＶを閉じ、そして所定時間経過後にラフ弁ＲＶを開く。これにより、第２ロータリーポンプＲＰ２より、ラフ弁ＲＶが開いて第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａを真空引きする。ステップ６６では、所定の真空圧に達したか否かを、ピラニー真空計Ｐｉ２で確認する。ステップ６７では、所定の真空圧に達したら、ラフ弁ＲＶを閉じ、フォア弁ＦＶを開き、しばらくして第２メイン弁ＭＶ２を開く。これにより、第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａがターボ分子ポンプＴＭＰで真空引きされる。ステップ６８では、所定の真空圧に達したか否かを、ペニング真空計Ｐｅで確認し、所定の真空圧に達したら、真空引きを終了する。

＜ゲートロックチャンバ７０の構成＞
＜＜第一実施例＞＞
図４は、第一実施例のゲート弁ＧＶおよびゲートロックチャンバ７０を示した断面図である。ゲートロックチャンバ７０は、矩形または円形の開口窓７２が設けられている。この開口窓７２を通って搬送ロボットＲＢ１のフォーク部に載置された水晶ウエハＷは、第１搬送チャンバ２２−Ａから第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａへ移動する。また、ゲートロックチャンバ７０は、大気圧と連通する開口孔７４が設けられている。開口孔７４はガス供給ラインＳＬとつながり、ガス供給ラインＳＬにはベント弁ＶＶ３が設けられている。ベント弁ＶＶ３を制御することによりゲートロックチャンバ７０内の気圧を制御できる。

ゲート弁ＧＶ１とゲート弁ＧＶ２とは同じ構造であるため、図３では同じ部材には同じ符号を付している。
ゲート弁ＧＶの蓋部３１は、第１搬送チャンバ２２−Ａからゲートロックチャンバ７０側へ、または第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａからゲートロックチャンバ７０側へ突き出た突起部３２を有する。突起部３２は、ゲートロックチャンバ７０の内部体積を減らすために設けられている。内部体積が少ないほど、真空にする体積が少なくて済むため効率がよいためである。

また蓋部３１は、図４では２つしか描かれていないが３つまたは４つのカム部３７を有する。カム部３７は、ゲートロックチャンバ７０から出た支持部３４の回転ローラ３５に接触するようになっている。ゲート弁ＧＶの蓋部３１は、ゲートロックチャンバ７０の壁部に接触する部分に溝部を形成し、その溝部にＯリング３３を配置している。ゲートロックチャンバ７０の壁部に溝部を形成し、ゲートロックチャンバ７０側にＯリング３３を配置してもよい。

蓋部３１の一部に、クランク３９が回転可能に取り付けられ、このクランク３９に回転可能なコンロッド３８が取り付けられている。また、クランク３９とコンロッド３８とは、バネなどから構成される弾性部材３６が設けられている。弾性部材３６は、クランク３９とコンロッド３８を一直線に維持する力を働かせている。コンロッド３８の下方には、蓋部３１を上下動させる不図示の駆動部が設けられている。

ゲートロックチャンバ７０の開口孔７４に設けられたベント弁ＶＶ３は、ゲートロックチャンバ７０内部の気圧を真空から大気圧に開放する際に開けられる。たとえば、第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとが大気圧に開放されており、ゲートロックチャンバ７０内部が真空の場合には、ゲート弁ＧＶ１およびゲート弁ＧＶ２を開けることができない。このような場合に、ベント弁ＶＶ３を開けてゲートロックチャンバ７０内を大気圧に開放する。

図５は、第一実施例のゲート弁ＧＶの動作である。図５Ａは、ゲートロックチャンバ７０の開口窓７２が開放状態の際に、ゲート弁ＧＶが閉状態に移行する途中の図である。図５Ｂは、ゲート弁ＧＶが開口窓７２を閉状態にした図である。

蓋部３１の一部に取り付けられたクランク３９およびコンロッド３８によって、―Ｚ方向から+Ｚ方向に蓋部３１が移動する。クランク３９とコンロッド３８とは、弾性部材３６により一直線に伸びた状態である。蓋部３１が+Ｚ方向に移動すると、カム部３７と回転ローラ３５とが接触する。カム部３７と回転ローラ３５とが接触すると、カム部３７の外周に沿って蓋部３１がＹ方向に移動し始める。弾性部材３６は、コンロッド３８の押圧よりも弱い力で折れ曲がる。コンロッド３８によって、+Ｚ方向に蓋部３１が移動するとともにカム部３７の頂点に回転ローラ３５が移動すると、Ｏリング３３がロックチャンバ７０の壁部に密着する。これで、図４Ｂに示したように蓋部３１によるシールが完了する。

ゲート弁ＧＶが開口窓７２を閉状態から開状態にするためには、上述した逆の手順を行う。なお、図４及び図５では、カム機構によって蓋部３１のＺ方向の動きをＹ方向へ変換したが、その他のガイド機構などによっても同じ動作を行うことができる。

＜＜第二実施例＞＞
図６は、第二実施例のゲート弁ＧＶおよびゲートロックチャンバ７０を示した断面図である。なお、図５では真空圧の低い第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａ側のゲート弁ＧＶ２のみを示している。ゲート弁ＧＶは、いわゆる扉形状になっており、扉部６１がヒンジ部６７によって回転できるようになっている。ヒンジ部６７に設けられたモ−タなどの駆動部によって扉部６１をロックチャンバ７０の壁部に密着させ、開口窓７２を閉めることができる。ゲート弁ＧＶの扉部６１は、第１搬送チャンバ２２−Ａからゲートロックチャンバ７０側へ、または第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａからゲートロックチャンバ７０側へ突き出た突起部６２を有する。また、ゲート弁ＧＶの扉部６１は、ゲートロックチャンバ７０の壁部に接触する部分に溝部を形成し、その溝部にＯリング６３を配置している。扉部６１による開閉においても、Ｏリング６３を壊してしまうことにがないように、開口孔７４にベント弁ＶＶ３を設ける。ベント弁ＶＶ３を開けることでゲートロックチャンバ７０内の気圧を制御できる。

以上の実施形態では、真空圧の低い真空チャンバとしてスパッタ処理用のチャンバを例示したが、その他の真空チャンバにも適用できることは言うまでもない。また、図１に示したゲートロックチャンバ７０−Ｃ，７０−Ｄのように、真空圧が異なる搬送チャンバと搬送チャンバとの間に、ゲートロックチャンバを配置してもよい。

真空処理システムＳＹＳを示す概略構成図である。 第１搬送チャンバ２２−Ａおよび第１処理ユニットＵＮＩ−Ａの真空引きの配管およびポンプに配置を示した図である。 第１搬送チャンバ２２−Ａと第１スパッタ処理チャンバ４２−Ａとの真空引きの動作を示すフローチャートである。 第一実施例のゲート弁ＧＶおよびゲートロックチャンバ７０を示した断面図である。 第一実施例のゲート弁ＧＶの動作を示した図である。 第二実施例のゲート弁ＧＶの動作を示した図である。

符号の説明

２２−Ａ，２２−Ｂ，２２−Ｃ … 搬送チャンバ
３１ … 蓋部
３２，６２ … 突起部
３３，６３ … Ｏリング
３５ … 回転ローラ
３７ … カム部
３８ … コンロッド
ＵＮＩ―Ａ，ＵＮＩ−Ｂ … 処理ユニット
４２−Ａ，４２−Ｂ … スパッタ処理チャンバ
６１ … 扉部
６７ … ヒンジ部
７０−Ａ，７０−Ｂ，７０−Ｃ，７０−Ｄ … ゲートロックチャンバ
７２ … 開口窓
７４ … 開口孔
ＳＬ … ガス供給ライン
ＰＬ … パージガスライン
ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＢ３ … 搬送ロボット
ＲＰ … ロータリーポンプ
ＴＭＰ … ターボ分子ポンプ

Claims (6)

1. 所定の真空圧の第一真空チャンバと、
   この第一真空チャンバと異なる第二真空チャンバと、
   前記第一真空チャンバと前記第二真空チャンバとを連絡するゲートロックチャンバと、
   前記第一真空チャンバと前記ゲートロックチャンバとの間で開閉する第一ゲート弁と、
   前記第二真空チャンバと前記ゲートロックチャンバとの間で開閉する第二ゲート弁と、
   を備えていることを特徴とする真空処理装置。
2. 前記第一真空チャンバの真空圧は、第二真空チャンバの真空圧より高いことを特徴とする真空処理装置。
3. 前記ゲートロックチャンバは、大気圧と連通する管路と、この管路を開閉する開閉弁と
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空処理装置。
4. 前記第一ゲート弁または第二ゲート弁は、前記ゲートロックチャンバ側に突き出た突出部を有することを特徴とする請求項１または請求項３のいずれか一項に記載の真空処理装置。
5. 前記第一ゲート弁と前記第一真空チャンバとの間に、且つ前記第二ゲート弁と前記第二真空チャンバとの間に、シール部材を配置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の真空処理装置。
6. 所定の真空圧の第一真空チャンバとこの第一真空チャンバより真空圧が低い第二真空チャンバとを備え、前記第二真空チャンバを大気開放する大気開放方法において、
   前記第一真空チャンバと前記第二真空チャンバとを連絡するゲートロックチャンバに、前記第一真空チャンバとの間で開閉する第一ゲート弁を配置し、
   前記ゲートロックチャンバに、前記第二真空チャンバとの間で開閉する第二ゲート弁を配置し、
   前記第二真空チャンバのベント弁からガスを供給して、前記第二真空チャンバのみを大気開放することを特徴とする大気開放方法。