JP2008266710A - 真空成膜設備 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、真空ポンプ逆止弁の機能不全を常時監視することが可能な真空製膜設備を提供することである。
【解決手段】真空状態で薄膜を形成するための真空成膜装置２と、真空成膜装置２に対応するように設けられている真空ポンプ３と、真空ポンプ３の下流側に設けられ、真空成膜装置２から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁４とを備えている真空成膜設備１において、真空成膜装置２と真空ポンプ３との間を接続する排気管７には、圧力計１２が設けられている
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空成膜設備に関する。詳細には、真空ポンプ逆止弁の機能不全を監視することが可能な真空成膜設備に関する。

従来では、アルモファスシリコン太陽電池等の太陽電池用の薄膜を形成するために、真空成膜装置を使用している。このような真空成膜装置の代表的な例として、ＣＶＤ装置が挙げられる。
ＣＶＤ装置で薄膜を形成する場合、まず、ＣＶＤ装置内に設けられている成膜室を真空ポンプで真空状態にする。その後、モノシラン（ＳｉＨ₄）等の特殊材料ガスを成膜室に流し込み、この雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、薄膜が形成される。また、薄膜形成後に残った特殊材料ガスは、真空ポンプによって吸引され、排気配管に搬送されるようになっている。

モノシラン等の特殊材料ガスは、空気に触れると発火するような性質をもっているため、ＣＶＤ装置を備える真空製膜設備には、排気配管内に搬送された特殊材料ガスに大気が混入しないような構成が必要となる。通常、真空ポンプと排気配管との間には、真空ポンプ逆止弁が設けられており、真空ポンプが停止した際に、排気配管から特殊材料ガスが真空ポンプ側へ逆流するのを防止するようになっている。
しかしながら、モノシラン等の特殊材料ガスは、反応活性が高く、気相中で反応した際に副生成物としてパウダー（粉）を析出する。このパウダーが真空ポンプ逆止弁内に堆積することにより、真空ポンプ逆止弁が機能不全となってしまうことがある。従来では、真空ポンプ逆止弁の機能不全を防ぐため、頻繁に真空成膜装置を停止し、真空ポンプ逆止弁の設置箇所を分解して、清掃を行っている。

一方、特許文献１には、窒素あるいは酸素がもつ固有のスペクトル光の光強度を監視する光検出器と、ガスの圧力を測定する真空計とを備えているプラズマ真空処理装置が開示されている。
特開平７−１７６５１５号公報

従来の真空成膜装置においては、真空ポンプ逆止弁の機能の低下を検知する方法がなく、頻繁に真空成膜装置を停止して、真空ポンプ逆止弁の設置箇所を分解する必要があった。また、頻繁に真空成膜装置を停止するため、生産性の低下が生じている。一方、特許文献１では、チャンバー（成膜室）のリークを検知することはできるが、ガスが排出される排気管からの逆流を検知することはできない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、真空ポンプ逆止弁の機能の低下を検知して、真空ポンプ逆止弁の機能不全を監視することが可能な真空製膜設備を提供することである。

上記従来技術の有する課題を解決するために、請求項１の本発明では、真空状態で薄膜を形成するための真空成膜装置と、前記真空成膜装置に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管には、圧力計が設けられている。

請求項２の本発明では、真空状態で薄膜を形成するための複数の真空成膜装置と、前記真空成膜装置の各々に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側の各々に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管の各々には、圧力計が設けられている。

上述の如く、本発明に係る真空成膜設備によれば、真空状態で薄膜を形成するための真空成膜装置と、前記真空成膜装置に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管には、圧力計が設けられているため、真空ポンプ逆止弁にパウダーが堆積した場合に起こる排気圧力の低下を圧力計により検知することができる。これにより、機能が低下した真空ポンプ逆止弁に対して迅速に分解及び清掃ができるため、排気ガスの逆流を防止することができる。更に、真空成膜装置を停止する回数が少なくなり、真空成膜設備全体の生産性が向上する。

また、本発明に係る真空成膜設備によれば、真空状態で薄膜を形成するための複数の真空成膜装置と、前記真空成膜装置の各々に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側の各々に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管の各々には、圧力計が設けられているため、真空成膜装置が複数ある場合においても、真空ポンプ逆止弁が低下した真空成膜装置のみを検知することができる。これにより、従来のように全ての真空成膜装置を頻繁に停止させる必要がなく、機能が低下した真空ポンプ逆止弁に関連する真空成膜装置のみを停止して、真空ポンプ逆止弁の清掃を行うことができる。これにより、分解及び清掃を行う作業者の負担を低減させることができる。

以下、本発明に係る真空成膜設備の構造を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る真空成膜設備１の実施形態を示すものである。

本実施形態の真空成膜設備１は、薄膜を形成するための複数のＣＶＤ装置２と、ＣＶＤ装置２の各々に対応するように設けられている真空ポンプ３と、真空ポンプ３の下流側の各々に設けられている真空ポンプ逆止弁４と、ＣＶＤ装置２から排出される特殊材料ガスを燃焼処理する燃焼除害装置５と、ＣＶＤ装置２から排出される特殊材料ガスを燃焼除害装置５へ搬送する排気配管６とを備えている。
ＣＶＤ装置２には、成膜室（図示せず）が設けられており、ＣＶＤ装置２の成膜室と真空ポンプ３とは、第１の排気管７で接続されている。ＣＶＤ装置２は、成膜室を真空ポンプ３により真空状態にした後、モノシラン（ＳｉＨ₄）等の特殊材料ガスを成膜室に流し込み、この雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、薄膜を形成するようになっている。
真空ポンプ３は、第１の排気管７を介してＣＶＤ装置２の成膜室にそれぞれ接続されており、成膜室を真空状態にするようになっている。また、真空ポンプ３は、第２の排気管８を介して排気配管６にそれぞれ接続されており、薄膜形成後には、残った特殊材料ガスを排気ガスとして吸引し、排気配管６へ搬送するようになっている。
真空ポンプ逆止弁４は、真空ポンプ３の下流側の第２の排気管８に設けられている。真空ポンプ逆止弁４は、管状に形成されており、内部にはボール状の弁（図示せず）が配置されている。真空ポンプ３が停止すると、真空破壊により排気配管６から真空ポンプ３へ向かって逆流が発生するが、ボール状の弁が管路を塞ぐことにより、逆流が防止されるようになっている。

燃焼除害装置５は、排気配管６で搬送されてきた排気ガスを燃焼して分解することにより、排気ガスを無害化するように構成されている。また、燃焼除害装置５の下流側には、排気ファン９が設けられており、燃焼除害装置５と排気ファン９とは、第１の搬送管１０で接続されている。更に、排気ファン９の下流側には、第２の搬送管１１が設けられている。燃焼除害装置５によって無害化された排気ガスは、第１の搬送管１０により排気ファン９へ搬送され、その後、排気ファン９により第２の搬送管１１へ搬送され、大気中に放出されるようになっている。

本実施形態では、各第１の排気管７の管路に圧力計１２がそれぞれ設けられている。また、圧力計１２は、圧力計１２の動作を制御するための制御手段１３を備えている。
制御手段１３は、設定された所定の時間間隔で圧力計１２を動作させるためのタイマー手段１４と、圧力計１２から取込んだ圧力値と基準となる圧力値とを比較するための演算手段１５とを備えており、これらタイマー手段１４と演算手段１５とは電気的に接続されている。

次に、本実施形態の圧力計１２を用いて、真空ポンプ逆止弁４の機能の低下を検知する方法について説明する。
タイマー手段１４には、所定の時間間隔が設定されており、設定された時間間隔で圧力計１２を動作させるようになっている。圧力計１２が動作した際には、計測した現在の圧力値が演算手段１５に送られる。演算手段１５は、第１の排気管７における基準の圧力値と現在の圧力値とを比較する。ここで、現在の圧力値が基準の圧力値より低い場合は、真空ポンプ逆止弁４の機能が低下していると判定し、アラームを鳴らす。
以上により、真空ポンプ逆止弁４の機能の低下が検知され、作業者に警告されるようになっている。

このように、本実施形態の真空成膜設備１によれば、真空ポンプ逆止弁４にパウダーが堆積した場合に起こる排気圧力の低下を圧力計１２により検知することができる。これにより、機能が低下した真空ポンプ逆止弁４に対して迅速に分解及び清掃作業が行えるため、特殊材料ガスの逆流を防止することができる。更に、本実施形態のようにＣＶＤ装置２が複数ある場合においては、各第１の排気管７に圧力計１２がそれぞれ設けられているため、機能が低下した真空ポンプ逆止弁４のみを検知することができる。これにより、従来のように全てのＣＶＤ装置２を頻繁に停止させる必要がなく、機能が低下した真空ポンプ逆止弁４に関連するＣＶＤ装置２のみを停止して、真空ポンプ逆止弁４の清掃を行うことができる。したがって、分解及び清掃を行う作業者の負担を低減させることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

上述した実施形態では、真空成膜設備１が複数のＣＶＤ装置２を備えているが、ＣＶＤ装置２が１つの場合でも適用可能である。
これにより、真空ポンプ逆止弁４にパウダーが堆積した場合に起こる排気圧力の低下を圧力計１２により検知することができる。また、機能が低下した真空ポンプ逆止弁４に対して迅速に分解及び清掃ができるため、排気ガスの逆流を防止することができる。更に、ＣＶＤ装置２を停止する回数が少なくなり、真空成膜設備全体の生産性が向上する。

上述した実施形態では、圧力計１２が制御手段１３をそれぞれ備えている構成となっているが、圧力計１２の全てを一つの制御手段１３に接続して、一括して圧力計１２の動作を管理してもよい。

本発明に係る真空成膜設備の実施形態を示している図である。

符号の説明

１ 真空成膜設備
２ ＣＶＤ装置
３ 真空ポンプ
４ 真空ポンプ逆止弁
５ 燃焼除害装置
６ 排気配管
７ 第１の排気管
８ 第２の排気管
９ 排気ファン
１０ 第１の搬送管
１１ 第２の搬送管
１２ 圧力計
１３ 制御手段
１４ タイマー手段
１５ 演算手段

Claims (2)

1. 真空状態で薄膜を形成するための真空成膜装置と、前記真空成膜装置に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、
   前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管には、圧力計が設けられていることを特徴とする真空成膜設備。
2. 真空状態で薄膜を形成するための複数の真空成膜装置と、前記真空成膜装置の各々に対応するように設けられている真空ポンプと、該真空ポンプの下流側の各々に設けられ、前記真空成膜装置から排出される排気ガスの逆流を防止する真空ポンプ逆止弁とを備えている真空成膜設備において、
   前記真空成膜装置と前記真空ポンプとの間を接続する排気管の各々には、圧力計が設けられていることを特徴とする真空成膜設備。
   
   
   
   
   

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