JP2009246344A

JP2009246344A - 真空処理装置、真空処理装置の制御方法、デバイスの製造方法、及び記憶媒体

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Publication number: JP2009246344A
Application number: JP2009039817A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Shirai; 泰幸白井
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: KR101086544B1; CN101532582B; CN101532582A; US8308440B2; US20090229688A1; JP5415781B2; KR20090098744A

Abstract

【課題】排気ポンプ及びゲートバルブの駆動部を設置するためのスペースを低減し、装置全体の小型化を図ること。
【解決手段】排気ポンプ及びゲートバルブの駆動部を設置するためのスペースを低減し、装置全体の小型化を図る。真空チャンバ５と、真空チャンバ５の排気口１０に連通された排気ポンプ６と、排気口１０に対して近接離間する方向に移動されて排気口１０を開閉する弁体１１を有するゲートバルブ７と、を備える。真空チャンバ５には、排気口１０から弁体１１の移動方向に対して傾斜された方向に延ばされた接続部８が設けられ、接続部８に排気ポンプ６が接続されている。また、ゲートバルブ７は、真空チャンバ５内に設けられた弁体１１と、弁体１１の移動方向に延ばされて弁体１１を駆動するロッド１３を有する駆動部１２と、を備え、駆動部１２が接続部８の外側に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空チャンバの排気口を開閉するゲートバルブを備え、排気ポンプによって真空チャンバ内を排気する真空処理装置、真空処理装置の制御方法、デバイスの製造方法、及び記憶媒体に関する。

従来の真空処理装置としては、例えば図３に示すような構成が知られている（特許文献１参照）。図３に示すように、この真空処理装置１０１は、排気口１１０が設けられた真空チャンバ１０５と、この真空チャンバ１０５の排気口１１０に連通された排気ポンプ１０６とを備えている。真空チャンバ１０５の排気口１１０近傍には、排気口１１０を開閉する弁体１１１を有するゲートバルブ１０７が配置されている。

このゲートバルブ１０７は、真空チャンバ１０５内に配置された弁体１１１と、この弁体１１１を駆動するための駆動部１１２と備えている。駆動部１１２は、弁体１１１を排気口１１０に対して近接させる方向（図３中の矢印ｂ）、または離間させる方向（図３中の矢印ａ方向）に駆動する一組のロッド１１３ａ，１１３ｂと、これらロッド１１３ａ，１３ｂを駆動するための一組のシリンダ１１４ａ，１１４ｂとを有している。

ロッド１１３ａ，１１３ｂは、弁体１１１の移動方向と平行に延ばされており、一端部に弁体１１１が支持されている。一組のシリンダ１１４ａ、１１４ｂは、排気口１１０を挟んで対向する位置に配置されており、ロッド１１３ａ，１１３ｂの他端部が連結されている。また、駆動部１１２には、ロッド１１３ａ，１１３ｂ及びシリンダ１１４ａ，１１４ｂを真空に密閉するために、ロッド１１３ａ，１１３ｂの外周部を覆ってベローズ１１８ａ，１１８ｂが設けられている。

また、真空チャンバ１０５の排気口１１０には、弁体１１１が当接されて真空チャンバ１０５内を気密に閉じるためのシール部１１６が設けられている。また、排気口１１０と排気ポンプ１０６との間には、可変オリフィス１２３が取り付けられている場合もある。また、弁体１１１の外形寸法は、真空チャンバ１０５の排気口１１０の開口面積よりも大きく形成されている。弁体１１１は、駆動部１１２によって、排気口１１０を閉じる閉位置Ｐ１１と、排気口１１０を開く開位置Ｐ１２とに移動可能に支持されている。さらに、真空チャンバ１０５には、他の排気口１２０が設けられており、この排気口１２０に補助ポンプ（不図示）が連通されている。

真空チャンバ１０５の真空排気中には、弁体１１１が、排気口１１０を開く開位置Ｐ１２に移動されている。また、真空チャンバ１０５の真空排気の停止中には、弁体１１１が、排気口１１０を閉じる閉位置Ｐ１１に移動されている。

特開平０８−４２７３７号公報

しかしながら、上述した従来の真空処理装置は、排気ポンプ及び駆動部を、真空チャンバの外部における同じ側に設置する場合に、シリンダ及びロッドを、排気ポンプを間に挟んでそれぞれ一組配置しなければならなかった。このため、従来の真空処理装置では、弁体１１１を支持するために、２軸以上のロッド１１３ａ、１１３ｂを配置する、複数箇所の設置スペースが必要になるという問題点があった。すなわち、従来の真空処理装置には、装置全体の大型化を招く不都合があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決すべく、排気ポンプ及びゲートバルブの駆動部を設置するためのスペースを低減し、装置全体の小型化を図ることができる真空処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る真空処理装置は、真空チャンバを有する真空処理装置であって、
前記真空チャンバの内部に設けられ、前記真空チャンバの排気口に対して近接する方向または離間する方向に移動することにより前記排気口を開閉する弁体と、当該弁体を移動させる駆動手段と、を有するゲートバルブと、
前記真空チャンバの排気口と一の端部が接続され、前記弁体の移動方向に対して傾斜された方向に構成された接続部と、
前記接続部の他の端部と接続され、当該接続部の内部の排気が可能な排気ポンプと、を備え、
前記ゲートバルブは、前記接続部の前記一の端部と前記他の端部との間に設けられ、かつ、当該接続部の外側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、真空チャンバの外側に、排気ポンプ及びゲートバルブの駆動部を設置するために要するスペースを低減し、省スペース化を図ることができる。したがって、本発明によれば、真空処理装置全体の小型化を図ることができる。

図１は、第１の実施形態の真空処理装置を示す図であって、１Ａが断面図であり、１Ｂが部分側面図である。図２は、第２の実施形態の真空処理装置を示す図であって、２Ａが断面図であり、２Ｂが部分側面図である。図３は、従来の真空処理装置を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１の実施形態）
図１−１Ａに第１の実施形態の真空処理装置の断面図を示し、図１−１Ｂに第１の実施形態の真空処理装置を図１−１Ａ中の矢印Ｘ方向から見た部分側面図を示す。

図１−１Ａに示すように、第１の実施形態の真空処理装置１は、真空チャンバ５と、この真空チャンバ５の排気口１０に連通された排気ポンプ６と、排気口１０を開閉する弁体１１を有するゲートバルブ７と、を備える。コントローラ１８０は、真空処理装置の動作を制御する。

真空チャンバ５には、ロッド１３の軸方向に対して所定の角度、傾斜された方向に接続部８が接続されている。接続部８の一端部は排気口１０に挿入されている。この接続部８の他端部には排気ポンプ６が接続されている。また、真空チャンバ５には、補助用の他の排気口２０が設けられており、この排気口２０に、接続部２１を介して補助ポンプ（不図示）が接続されて連通されている。

ゲートバルブ７は、真空チャンバ５内に配置された弁体１１と、この弁体１１を駆動するための駆動部１２と備えている。駆動部１２は、弁体１１を排気口１０に対して近接させる方向（図１−１Ａの矢印ｂ）、または離間させる方向（図１−１Ａの矢印ａ）に駆動する駆動軸としてのロッド１３と、このロッド１３を駆動するためのシリンダ１４とを有している。ロッド１３は、弁体１１の移動方向と平行に延ばされており、一端部に弁体１１が支持されている。シリンダ１４は、接続部８の外側に配置されており、ロッド１３の他端部に連結されている。また、接続部８には、ロッド１３を矢印ａ，ｂ方向に移動可能に支持する軸支部１７が一体に形成されている。したがって、弁体１１は、駆動部１２によって、排気口１０を閉じる閉位置Ｐ１と、排気口１０を開く開位置Ｐ２とに移動可能に支持されている。

また、弁体１１の外形寸法は、排気口１０に挿入されて接続された接続部８の一端部の開口面積よりも大きく形成されている。閉じ位置Ｐ１まで弁体１１が移動されると、弁体１１は接続部８の一端部を閉じることが可能である。また、弁体１１の外形寸法は、真空チャンバ５の排気口１０の開口面積よりも小さく形成されている。また、接続部８の一端部には、弁体１１によって真空チャンバ５内を気密に閉じるためのシール部１６が設けられている。このため、弁体１１は、閉位置Ｐ１に移動された状態で、シール部１６を介して接続部８の一端部の端面に突き当てられ、真空チャンバ５内を密閉することが可能にされている。

図１−１Ａ及び図１−１Ｂに示すように、駆動部１２には、ロッド１３及びシリンダ１４を真空に密閉するために、ロッド１３の外周部を覆ってベローズ１８が設けられている。このベローズ１８は、一端が軸支部１７に固定され、他端がシリンダ１４の軸受け部に固定されている。なお、ロッド１３及びシリンダ１４を真空に密閉するための密閉機構としては、ベローズ１８等の蛇腹部材を用いる構成に限定されるものではなく、蛇腹部材の代わりに例えばロッド１３の外周部にOリング（不図示）が設けられる構成が採られてもよい。

本実施形態によれば、真空チャンバ５から排気系一式である、弁体１１、ロッド１３、シリンダ１４、接続部８、排気ポンプ６の全てを分解することなく、比較的容易に取り外すことが可能にされている。

シリンダ１４には、シリンダ１４を動作させるための動作媒体を供給し、または排出するためのポート５１ａ、５１ｂと、フランジ５２が設けられている。ポート５１ａから動作媒体がシリンダ１４に供給されていくと、フランジ５２の下面側に供給された動作媒体はフランジ５２を押し上げる。フランジ５２の上面側にある動作媒体は、フランジ５２の上昇に従ってポート５１ｂから排出される。ロッド１３はフランジ５２と接続されており、フランジ５２の上昇に従って、ロッド１３も上昇する。ロッド１３に接続されている弁体１１は、ロッド１３の上昇に従って、閉じ位置Ｐ１に達するまで移動する。この状態で、真空チャンバの開口部１０は、弁体１１により閉じられた状態になる。

一方、ポート５１ｂから動作媒体がシリンダ１４に供給されていくと、フランジ５２の上面側に供給された動作媒体はフランジ５２を押し下げる。フランジ５２の下面側にある動作媒体は、フランジ５２の降下に従ってポート５１ａから排出される。フランジ５２の降下に従って、ロッド１３も降下する。ロッド１３に接続されている弁体１１は、ロッド１３の降下に従って、開位置Ｐ２に達するまで移動する。この状態で、真空チャンバの開口部１０は、弁体１１により開かれた状態になり、接続部８を介して、真空チャンバ５の内部は排気ポンプ６と連通した状態になる。

また、接続部８内が排気ポンプ６により排気された状態で、弁体１１が閉位置Ｐ１で真空チャンバ５内を大気圧付近まで上昇させる場合には、弁体１１が真空チャンバ５内に配置されたことで、排気口１０にかかる大気圧を弁体１１が受けることになる。真空チャンバ５の内部に面する弁体１１の下面側は、大気圧により付勢される。例えば、弁体１１が開位置Ｐ２にあるとき、大気圧による付勢は弁体１１を駆動するための駆動力の一部となり得る。この場合、大気圧による付勢はシリンダ１４によって弁体１１を閉じる駆動力には依存しない。接続部側に面する弁体１１の上面側は、排気ポンプ６により接続部８内が排気されるので、弁体１１が開位置Ｐ２から閉位置Ｐ１まで移動する際に、弁体１１の上面側にあるガスを押し上げて移動するという負荷が軽減される。

そのため、排気ポンプ６による接続部８の内部の排気と、大気圧による付勢とを利用することにより、シリンダ１４は、弁体１１を閉じるときに弁体１１及びロッド１３を矢印ｂ方向に移動させるために必要とされる駆動力のみを有する程度の比較的小さなサイズに構成することができる。したがって、本実施形態によれば、従来のように排気口にかかる大気圧以上の駆動力を駆動部が必要とする構成の場合に比べて、駆動部１２のシリンダ１４の小型化を図ることができる。

また、図１−１Ａに示すように、必要に応じて、排気ポンプ６と接続部８との間に可変オリフィス２３が設置されてもよい。

以上のように構成された本実施形態の真空処理装置１について、真空チャンバ５内を排気する動作を説明する。

真空チャンバ５内を排気する場合、コントローラ１８０によって排気ポンプ６が駆動され、接続部８の内部が排気される。このとき、弁体１１は、閉位置Ｐ１または開位置Ｐ２のどちらに位置されていてもかまわない。弁体１１の位置は、弁体１１の位置を検出するための検出部として機能するセンサ（不図示）により検出され、検出結果はコントローラ１８０に入力される。

まず、真空チャンバ５内のみを大気圧近傍まで戻す、つまりベントする場合には、コントローラ１８０の制御の下、シリンダ１４を駆動することで弁体１１を矢印ｂ方向に移動させて、弁体１１を閉位置Ｐ１に停止させた状態にする。その後、真空チャンバ５内のみを大気圧近傍までベントする。

引き続き、真空チャンバ５内を真空に排気する場合には、コントローラ１８０は、補助ポンプ（不図示）を駆動させて、補助ポンプによって真空チャンバ５内を排気する。その後、シリンダ１４によってロッド１３を矢印ａ方向へ動作させ、弁体１１を開位置Ｐ２に停止させた状態にする。

本実施形態の真空処理装置１によれば、接続部８が弁体１１の移動方向に対して傾斜された方向に延ばされ、駆動部１２のロッド１３が弁体１１の移動方向に延ばされて構成されている。この構成によって、真空チャンバ５の外側に、排気ポンプ６及びゲートバルブ７の駆動部１２のシリンダ１４を設置するために要するスペースを低減し、省スペース化を図ることができる。したがって、真空処理装置１によれば、装置全体の小型化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、弁体１１が真空チャンバ５の排気口１０よりも小さく形成され、シール部１６が接続部８の端部に設けられたことで、ゲートバルブ７、排気ポンプ６からなる排気系一式を組み立て状態で、真空チャンバ５に対して脱着することができる。すなわち、ゲートバルブ７、排気ポンプ６を完全に分解することなく、ゲートバルブ７を真空チャンバ５から比較的容易に取り外すことが可能になる。したがって、真空処理装置１によれば、例えばゲートバルブ７の駆動部１２をメンテナンスするときの作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、弁体１１が真空チャンバ５内に配置されることで、駆動部１２のシリンダ１４を小型化することができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、真空チャンバ５に接続部８を介して排気ポンプ６が連通される構成が採られたが、真空チャンバ５と接続部８との間に、更に他の接続部が配置される構成が採られてもよい。

図２に、第２の実施形態の真空処理装置の断面図を示す。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態の真空処理装置と同様に機能する構成部材には同一の符号を付し、説明を省略する。

図２−２Ａ及び図２−２Ｂに示すように、第２の実施形態の真空処理装置２は、第１の実施形態における接続部８に相当する第１の接続部２８を備えており、この第１の接続部２８の一端部には、第２の接続部２９が接続されており、第１の接続部２８の他端部には、排気ポンプ６が接続されている。この第２の接続部２９は、直管状に形成されており、一端部が真空チャンバ５の排気口１０に挿入されて接続されており、他端部が第１の接続部２８に接続されて固定されている。

また、ゲートバルブ７が有する弁体１１の外形形状は、排気口１０に挿入されて接続された第２の接続部２９の一端部の開口面積よりも大きく形成されている。、閉じ位置Ｐ１まで弁体１１が移動されると、弁体１１は第２の接続部２９の一端部を閉じることが可能である。また、弁体１１の外形寸法は、真空チャンバ５の排気口１０の開口面積よりも小さく形成されている。また、第２の接続部２９の一端部には、弁体１１によって真空チャンバ５内を気密に閉じるためのシール部１６が設けられている。このため、弁体１１は、閉位置Ｐ１に移動された状態で、シール部１６を介して第２の接続部２９の一端部の端面に突き当てられ、真空チャンバ５内を密閉することが可能にされている。

また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、排気ポンプ６と第１の接続部２８との間に可変オリフィス２３が配置される構成が採られてもよい。

第２の実施形態の真空処理装置２における動作は、上述した第１の実施形態の真空処理装置１と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の真空処理装置２によれば、弁体１１の移動方向に対して傾斜された方向に延ばされた第１の接続部２８と、真空チャンバ５の排気口１０との間に第２の接続部２９が設けられた。この構成によって、真空チャンバ５の排気口１０に対して、第１の接続部２８の位置を弁体１１の移動方向に移動させることが可能になり、真空チャンバ５と排気ポンプ６との間にスペースを確保することができる。言い換えれば、真空処理装置２は、第２の接続部２９を備えることで、排気口１０近傍に所望のスペースを確保することができる。

（デバイスの製造方法）
第１実施形態及び第２実施形態にかかる真空処理装置は、半導体製造工程や液晶製造工程における基板の処理工程に好適である。半導体デバイスや液晶デバイス（以下、単に「デバイス」という）を製造するデバイス製造方法は、第１実施形態または第２実施形態にかかる真空処理装置を用いて、基板を処理する工程を有する。

（他の実施形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録したコンピュータ可読の記憶媒体を、システムあるいは装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。また、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラム自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読出したプログラムを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される。また、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

Claims

真空チャンバを有する真空処理装置であって、
前記真空チャンバの内部に設けられ、前記真空チャンバの排気口に対して近接する方向または離間する方向に移動することにより前記排気口を開閉する弁体と、当該弁体を移動させる駆動手段と、を有するゲートバルブと、
前記真空チャンバの排気口と一の端部が接続され、前記弁体の移動方向に対して傾斜された方向に構成された接続部と、
前記接続部の他の端部と接続され、当該接続部の内部の排気が可能な排気ポンプと、を備え、
前記ゲートバルブは、前記接続部の前記一の端部と前記他の端部との間に設けられ、かつ、当該接続部の外側に設けられていることを特徴とする真空処理装置。
前記弁体は、前記接続部の前記一の端部の開口面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
前記弁体は、前記真空チャンバの前記排気口の開口面積よりも小さく形成され、
前記接続部の前記一の端部には、前記弁体との接触によって前記真空チャンバ内に形成された気密の状態を保持するためのシール部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置、
真空チャンバを有する真空処理装置であって、
前記真空チャンバの内部に設けられ、前記真空チャンバの排気口に対して近接する方向または離間する方向に移動することにより前記排気口を開閉する弁体と、当該弁体を移動させる駆動手段と、を有するゲートバルブと、
前記弁体の移動方向に対して傾斜された方向に構成された第１の接続部と、
前記真空チャンバの排気口と一の端部が接続され、他の端部が前記第１の接続部の一の端部と接続され、前記弁体の移動方向に対して平行な方向に構成された第２の接続部と、
前記第１の接続部の他の端部と接続され、当該第１接続部の内部及び前記第２の接続部の内部の排気が可能な排気ポンプと、を備え、
前記ゲートバルブは、前記接続部の前記一の端部と前記他の端部との間に設けられ、かつ、当該接続部の外側に設けられていることを特徴とする真空処理装置。
前記弁体は、前記第２の接続部の前記一の端部の開口面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項４に記載の真空処理装置。
前記弁体は、前記真空チャンバの前記排気口の開口面積よりも小さく形成され、
前記第２の接続部の前記一の端部には、前記弁体との接触によって前記真空チャンバ内に形成された気密の状態を保持するためのシール部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の真空処理装置。
真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に設けられ、前記真空チャンバの排気口に対して近接する方向または離間する方向に移動することにより前記排気口を開閉する弁体と、当該弁体を移動させる駆動手段と、を有するゲートバルブと、を有する真空処理装置の制御方法であって、
前記真空チャンバの排気口と、前記弁体の移動方向に対して傾斜された方向に構成された接続部を介して接続された排気ポンプを駆動して、前記接続部の内部を排気する排気工程と、
前記排気工程により前記接続部の内部が排気された後に、前記ゲートバルブの前記駆動手段を駆動して、前記弁体を移動させる移動工程と、
を有することを特徴とする真空処理装置の制御方。
請求項１に記載された真空処理装置を用いて、基板を処理する工程を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項４に記載された真空処理装置を用いて、基板を処理する工程を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項７に記載された真空処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ可読の記憶媒体。