JP2009024264A - 真空処理装置用真空チャンバー - Google Patents

Abstract

【課題】 真空チャンバーを設置した後においても、ユーザーの要望等によって真空チャンバーの形状や大きさを簡易に変更することができるようにする。
【解決手段】 真空チャンバー１が、長方形状に形成されたチャンバー本体２と、チャンバー本体２の両側面にボルト留めで取り外し自在に密着接合される３角形状の側面枠３ａ、３ｂと、チャンバー本体２と側面枠３ａ、３ｂのそれぞれの開口している上面に接合される上板６、９ａ、９ｂと、チャンバー本体２と側面枠３ａ、３ｂのそれぞれの開口している底面に接合される底板７と、に分割自在に構成されているので、ユーザーの要望等によって真空チャンバーの形状や大きさを簡易に変更することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばスパッタ成膜装置などの真空処理装置に使用される真空処理装置用真空チャンバーに関する。

近年、ガラスなどからなる基板上に配線用金属膜などを成膜するスパッタ装置等の真空処理装置では、成膜技術の向上等によって大型の基板にも高精度の成膜を行うことが可能となってきた。また、近年においては、例えば図８や図９に示すような複数のプロセスを真空中の移動のみにより連続して行うためのマルチチャンバー方式の真空処理装置が主流になっている。

図８に示すマルチチャンバー方式の真空処理装置３０では、基板搬送ロボット３１が設置される中央の搬送室３２の周囲に６つの真空処置室３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆを備えている。また、図９に示すマルチチャンバー方式の真空処理装置４０では、基板搬送ロボット４１が設置される中央の搬送室４２の周囲に３つの真空処置室４３ａ、４３ｂ、４３ｃを備えている。

このため、基板の大型化に伴って真空処理装置に用いられる真空チャンバーも大型化（例えば、所謂第６世代の基板では、縦、横の寸法が１８００ｍｍ×１５００ｍｍ、第７世代の基板では、縦、横の寸法が２１００ｍｍ×１８５０ｍｍ）してきた。これにより、真空チャンバーの加工機械が従来よりも大型化するなどして、真空チャンバーの製造コストが高くなる。

このため、従来では、枠状のチャンバー本体を複数の構成部材に分割し、分割した複数の構成部材を溶接して接合することにより、加工機械を大型化することなく製造コストを抑えて大型の真空チャンバーを得ることができるようにした製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−６４５４２号公報（図１）

ところで、上記した特許文献１のような製造方法では、複数に分割した構成部材を溶接して真空チャンバーの側壁部を得ることにより、製作後には再び各構成部材を取り外すことができないので、製作後には真空チャンバーの側壁部の大きさや形状を変えることができなかった。

また、上記した特許文献１では、真空チャンバーの側壁部の上下面にそれぞれ取り付けられる上板と底板は分割されていない一体物なので、大きさも大きく、かつ重量も重い。

このため、上板と底板の吊り上げ等には大型のクレーン設備が必要となり、製造コストも高くなる。更に、上板と底板の寸法は大きいままなので、真空チャンバーを完成品又は組み立て前の状態で設置場所まで輸送する際には、特殊な大型トレーラ等が必要となる。

そこで本発明は、製作後においても真空チャンバーの大きさや形状を容易に変えることができる真空処理装置用真空チャンバーを提供することを目的とする。

また、本発明は、組み立て後の大きさが大きくても、大型のクレーン設備や輸送する際に特殊な大型トレーラ等の必要のない真空処理装置用真空チャンバーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、真空処理装置に使用される真空チャンバーにおいて、前記真空チャンバーは、多角形状に形成された枠状のチャンバー本体と、前記チャンバー本体の少なくとも開口した一側面に取り外し自在に密着接合される開口面を有する多角形状の側面枠と、前記チャンバー本体と前記側面枠のそれぞれの開口している上面に接合されるそれぞれの上板と、前記チャンバー本体と前記側面枠のそれぞれの開口している底面に接合されるそれぞれの底板と、に分割自在であることを特徴としている。

また、前記チャンバー本体内には、その外側に設けられる複数の真空処理室に対して基板を出し入れするための基板搬送用ロボットが設置されることを特徴としている。

以上説明したように本発明に係る真空チャンバーは、多角形状に形成された枠状のチャンバー本体と、チャンバー本体の少なくとも開口した一側面に取り外し自在に密着接合される開口面を有する多角形状の側面枠と、チャンバー本体と側面枠のそれぞれの開口している上面に接合されるそれぞれの上板と、チャンバー本体と側面枠のそれぞれの開口している底面に接合されるそれぞれの底板と、に分割自在なので、真空チャンバーを組み立てて設置後において、ユーザーの要求等に応じて別の多角形状の側面枠に容易に取り替えて真空チャンバーの形状を変更することができるので、ユーザーの要求仕様にフレキシブルに対応することができる。

また、本発明によれば、分割されたチャンバー本体、側面枠、上板、底板を組み立てることにより真空チャンバーを得ることができるので、大型の基板を用いる大型の真空チャンバーを製作する場合でも、チャンバー本体、側面枠、上板、底板はそれぞれ分割されていることによって、それぞれの大きさと重さを小さく抑えることが可能となる。よって、特注の大型の加工機械を使用することなく従来の加工機械で容易に製作することができるので、製造コストの低減を図ることができる。

更に、大型の基板を用いる大型の真空チャンバーを製作する場合でも、チャンバー本体、側面枠、上板、底板はそれぞれ分割されていることによって、それぞれの大きさと重さを小さく抑えることが可能となるので、これらの分割された各構成部材を通常のトレーラ等で設置場所まで容易に輸送することが可能となり、且つ、設置場所で容易に組み立てることができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る真空処理装置用真空チャンバーを示す斜視図、図２は、その分解斜視図である。本実施の形態における真空処理装置用真空チャンバー（以下、真空チャンバーという）は、例えば６つの処理室を有するマルチチャンバー（多室）型枚葉式スパッタ成膜（以下、成膜装置という）の中央部に設けた基板搬送ロボットを有する搬送室として用いることができる。

本発明の実施の形態に係る真空チャンバー１は、図１に示すように、分割された断面が長方形状の空間を形成する中央のチャンバー本体２と、チャンバー本体２の両側に断面が３角形状の空間を形成する側面枠３ａ、３ｂとを接合して６角形状に形成されている。チャンバー本体２と側面枠３ａ、３ｂの各側面（全部で６面）には、基板（不図示）を出し入れするための開口４が形成されている。チャンバー本体２と側面枠３ａ、３ｂは、アルミニウムやステンレス等の金属材料で形成されている。

長方形状の枠状のチャンバー本体２の上面と下面には、上板５と基板搬送ロボット６が設置される底板７が接合される開口がそれぞれ形成されている。また、チャンバー本体２の側面枠３ａ、３ｂが接合される長辺状の両側面にも開口が形成されており、チャンバー本体２の短辺状の両側面には基板（不図示）を出し入れするための開口４が形成されている。

また、３角形状の枠状の側面枠３ａ、３ｂの上面と下面には、上板８と底板９が接合される開口がそれぞれ形成されている。また、側面枠３ａ、３ｂの長辺状の両側面にはチャンバー本体２の側面に接合される開口が形成されており、側面枠３ａ、３ｂの短辺状の両側面には基板（不図示）を出し入れするための開口４が形成されている。

次に、上記した本実施の形態に係る真空チャンバー１の製造方法について説明する。

チャンバー本体２の底部にＯリング（不図示）を介して底板７をボルト（不図示）によって接合すると共に、側面枠３ａ、３ｂの底部にＯリング（不図示）を介して底板９をボルト（不図示）によってそれぞれ接合する。そして、この側面枠３ａ、３ｂを、チャンバー本体２の両側面の各開口にＯリング１０ａ、１０ｂを介してボルト１１ａ、１１ｂによってそれぞれ接合する。

そして、チャンバー本体２に接合した底板７に基板搬送ロボット６を設置し、その後、チャンバー本体２の上部にＯリング１０ｃを介して上板５をボルト１１ｃによって接合する。そして、側面枠３ａ、３ｂの各上部にＯリング１０ｄ、１０ｅを介して上板８をボルト１１ｄ、１１ｅによってそれぞれ接合することによって、図１に示した６角形状の真空チャンバー１が作製される。

上記のように製作された真空チャンバー１は、６つの処理室を有する成膜装置の中央部に基板搬送ロボット６を備えた搬送室として設置され、真空チャンバー１の側面の各開口４の周囲には、不図示の６つの処理室（仕入れ取出し室、予備加熱室、成膜室、基板冷却室など）がゲートバルブ（不図示）を介して設置される。

このように本実施の形態では、３つに分割された各構成部分（基板搬送ロボットが設置されるチャンバー本体２と、その両側の側面枠３ａ、３ｂ）をボルト留めで組み立てて真空チャンバーを製作することにより、製作された真空チャンバー１を設置後において、例えば基板上への成膜プロセスの変更等が生じた場合でも、チャンバー本体２から３角形状の側面枠３ａ、３ｂをボルト１１ａ、１１ｂを外して取り外して、処理室の増減に応じて別の形状の側面枠に容易に取り替えて真空チャンバー（搬送室）の形状を変更することができるので、ユーザーの要求仕様にフレキシブルに対応することができる。

また、基板搬送ロボット６が設置されるチャンバー本体２を、他の真空チャンバーのチャンバー本体としても使用可能な共通部品として用いることができるので、予め大量に製作することが可能となり、コストダウンを図ることができる。

また、本実施の形態では、３つに分割された各構成部分（基板搬送ロボット６が設置されるチャンバー本体２と、その両側の側面枠３ａ、３ｂ）を組み立てて真空チャンバー１を製作することにより、大型の基板を用いる大型の真空チャンバーを製作する場合でも、分割されているチャンバー本体２と側面枠３ａ、３ｂのそれぞれ大きさを小さく抑えることができ、特注の大型の加工機械を使用することなく従来の加工機械で容易に製作することができるので、製造コストの低減を図ることができる。

更に、大型の基板を用いる大型の真空チャンバーを製作する場合でも、分割されているチャンバー本体２に接合する上板５の大きさも抑えることができるので、上板５の軽量化を図ることができ、更に、上板５を一体物の金属で容易に加工することができる。

また、本実施の形態では、３つ（基板搬送ロボット６が設置されるチャンバー本体２と、その両側の側面枠３ａ、３ｂ）に分割して真空チャンバー１を製作することにより、大型の基板を用いる大型の真空チャンバーを製作する場合でも、各構成部材（チャンバー本体２、側面枠３ａ、３ｂ）の大きさを小さく抑えることができるので、これらの分割された各構成部材を通常のトレーラ等で設置場所まで容易に輸送することが可能となり、且つ、設置場所で容易に組み立てることができる。

〈実施の形態２〉
実施の形態１では、長方形状のチャンバー本体２を中心（コア）として、その両側に３角形状の側面枠３ａ、３ｂをボルト留めで接合して６角形状の真空チャンバーを組み立てる構造であったが、本実施の形態では、図３に示すように、実施の形態１で使用した長方形状のチャンバー本体２を中心（コア）とし、その両側に長方形状の側面枠１２ａ、１２ｂをボルト留めで接合して、正方形状の真空チャンバー１３を組み立てる構造である。長方形状の側面枠１２ａ、１２ｂを使用した以外は実施の形態１と同様であり、重複する説明は省略する。

本実施の形態における正方形状の真空チャンバー１３は、各側面に開口を有し、それらの周囲に全部で４つの処理室（不図示）が設置される。

〈実施の形態３〉
実施の形態２では、長方形状のチャンバー本体２を中心（コア）として、その両側に長方形状の側面枠１２ａ、１２ｂをボルト留めで接合して４角形状の真空チャンバーを組み立てる構造であったが、本実施の形態では、図４に示すように、実施の形態２で得られた正方形状の真空チャンバー１３の各側面に３角形状の側面枠１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄをボルト留めで接合して、８角形状の真空チャンバー１５を組み立てる構造である。

本実施の形態における８角形状の真空チャンバー１５は、各側面に開口を有し、それらの周囲に全部で８つの処理室（不図示）が設置される。

〈実施の形態４〉
上述した各実施の形態では長方形状のチャンバー本体２を中心（コア）とした構成であったが、本実施の形態では、図５に示すように、台形状の４角形のチャンバー本体２ａを中心（コア）として、その一つの長辺に３角形状の側面枠１６をボルト留めで接合して５角形状の真空チャンバー１７を組み立てる構造である。

本実施の形態における５角形状の真空チャンバー１７は、各側面に開口を有し、それらの周囲に全部で５つの処理室（不図示）が設置される。

〈実施の形態５〉
本実施の形態では、図６に示すように、台形状の４角形のチャンバー本体２ｂを中心（コア）として、一方の長辺に台形状の４角形（チャンバー本体２ｂよりも小さい形状）の側面枠１８をボルト留めで接合し、他方の短辺に３角形状の側面枠１９をボルト留めで接合して７角形状の真空チャンバー２０を組み立てる構造である。

本実施の形態における７角形状の真空チャンバー２０は、各側面に開口を有し、それらの周囲に全部で７つの処理室（不図示）が設置される。

〈実施の形態６〉
本実施の形態では、図７に示すように、正方形状の４角形のチャンバー本体２ｃを中心（コア）として、その各側面に３角形状の側面枠２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄをボルト留めで接合して８角形状の真空チャンバー２２を組み立てる構造である。

本実施の形態における８角形状の真空チャンバー２２は、各側面に開口を有し、それらの周囲に全部で８つの処理室（不図示）が設置される。

図３〜図７に示した実施の形態２〜６のように、真空チャンバーを設置した後においても、基板搬送ロボットが設置される４角形（長方形、正方形、台形等）状のチャンバー本体２、２ａ、２ｂ、２ｃを中心（コア）として、ユーザーの要望等によって、その側面にボルト留めで接合する４角形状や３角形状の側面枠を取り替えることができるので、真空チャンバーを容易に任意の多角形状に変更することができる。

また、特に図４に示した実施の形態３のように、基板搬送ロボットが設置される４角形（長方形）状のチャンバー本体２の側面に多数の側面枠１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄをボルト留めで接合することによって、より大きな真空チャンバーを得ることができ、より大型の基板に対しても容易に対応することができる。

本発明の実施の形態１に係る真空チャンバーを示す斜視図。 本発明の実施の形態１に係る真空チャンバーを示す概略斜視図。 本発明の実施の形態２に係る真空チャンバーの製作手順を示す図。 本発明の実施の形態３に係る真空チャンバーの製作手順を示す図。 本発明の実施の形態４に係る真空チャンバーの形状を示す図。 本発明の実施の形態５に係る真空チャンバーの形状を示す図。 本発明の実施の形態６に係る真空チャンバーの形状を示す図。 従来例におけるマルチチャンバー方式の真空処理装置を示す概略平面図。 従来例におけるマルチチャンバー方式の真空処理装置を示す概略平面図。

符号の説明

１、１３、１５、１７、２０、２２ 真空チャンバー
２、２ａ、２ｂ、２ｃ チャンバー本体
３ａ、３ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１６、１８、 １９、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 側面枠
５、８ 上板
６ 基板搬送ロボット
７、９ 底板

Claims (2)

1. 真空処理装置に使用される真空チャンバーにおいて、
   前記真空チャンバーは、多角形状に形成された枠状のチャンバー本体と、前記チャンバー本体の少なくとも開口した一側面に取り外し自在に密着接合される開口面を有する多角形状の側面枠と、前記チャンバー本体と前記側面枠のそれぞれの開口している上面に接合されるそれぞれの上板と、前記チャンバー本体と前記側面枠のそれぞれの開口している底面に接合されるそれぞれの底板と、に分割自在である、
   ことを特徴とする真空チャンバー。
2. 前記チャンバー本体内には、その外側に設けられる複数の真空処理室に対して基板を出し入れするための基板搬送用ロボットが設置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバー。

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