JP3042056B2 - Substrate processing equipment - Google Patents

Substrate processing equipment

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JP3042056B2
JP3042056B2 JP3210559A JP21055991A JP3042056B2 JP 3042056 B2 JP3042056 B2 JP 3042056B2 JP 3210559 A JP3210559 A JP 3210559A JP 21055991 A JP21055991 A JP 21055991A JP 3042056 B2 JP3042056 B2 JP 3042056B2
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chamber
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一 橋本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、所定真空下で基体に所
定の処理を施す装置、例えば液晶表示装置用基板、EL
表示装置用基板、超電導部材の基体等の基体表面に液晶
素子用の膜、EL素子用の膜、超電導膜等、それぞれの
用途に適した機能を有する薄膜を形成するための薄膜製
造装置に関する。
The present invention relates, Tokoro to the substrate under a predetermined vacuum
Apparatus for performing a predetermined process, for example , a substrate for a liquid crystal display device, EL
The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus for forming a thin film having a function suitable for each application, such as a film for a liquid crystal element, a film for an EL element, and a superconducting film on a surface of a substrate such as a substrate for a display device or a substrate of a superconducting member.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定真空下で基体に所定の処理を施す、
例えば薄膜製造装置には種々のタイプのものがあるが、
その一つに、成膜室と、基体の交換を行うためのロード
ロック室とを連設し、新たな基体の設置或いは基体の交
換にあたって、前記ロードロック室を基体のホルダを兼
ねる弁体で成膜室から気密に隔絶し、成膜時には、基体
を支持した該弁体を成膜室に配置するタイプのものが知
られている。
2. Description of the Related Art A predetermined process is performed on a substrate under a predetermined vacuum.
For example, there are various types of thin film manufacturing equipment,
As one of them, a film forming chamber and a load lock chamber for exchanging a substrate are connected to each other, and when installing a new substrate or exchanging a substrate, the load lock chamber is provided with a valve body also serving as a holder for the substrate. 2. Description of the Related Art There is known a type in which a valve body supporting a substrate is disposed in a film forming chamber in an airtight manner while being isolated from a film forming chamber.

【0003】このタイプの薄膜製造装置の一例を図6を
参照して説明すると、成膜室10の上部にロードロック
室20が連設されている。成膜室10内にはターゲット
40が配置され、このターゲット40に向けイオン源3
0からイオンビームが照射されるようになっている。ロ
ードロック室20はその上端開口が扉100によって開
閉される。成膜室10は高真空ポンプPHにより所定の
真空度に真空引きすることができ、ロードロック室20
は荒引き真空ポンプPLによって所定の真空度に真空引
きすることができる。
[0003] An example of this type of thin film manufacturing apparatus will be described with reference to FIG. 6. A load lock chamber 20 is provided continuously above a film forming chamber 10. A target 40 is disposed in the film forming chamber 10, and the ion source 3 is directed toward the target 40.
From 0, the ion beam is irradiated. The upper end opening of the load lock chamber 20 is opened and closed by a door 100. The film forming chamber 10 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum by a high vacuum pump PH.
Can be evacuated to a predetermined degree of vacuum by a roughing vacuum pump PL.

【0004】成膜室10とロードロック室20の境目の
開口は弁体60によって気密にシールすることができ
る。弁体60はその上面に基体50を支持するようにな
っており、基体支持部分の周囲にはロードロック室20
下面の弁座201に気密に接し得るオーリング70を備
えている。弁体60は成膜室10の下方に配置したエア
シリンダ90の駆動により昇降するロッド901の上端
に支持されており、このロッド901が上昇することで
弁体上のオーリング70がロードロック室の弁座201
に気密に接し、ロードロック室20が成膜室10に対し
気密に隔絶される。また、ロッド901を下降させるこ
とで、弁体上の基体50を成膜室10内の成膜位置に配
置し、ターゲット40からのスパッタ粒子に曝すことが
できる。なお、ロッド901は成膜室10の底壁101
を、この底壁外面とロッド901に渡し設けた伸縮ベロ
ーズタイプの気密シール装置80によって気密に、且
つ、摺動自在に貫通している。
The opening between the film forming chamber 10 and the load lock chamber 20 can be hermetically sealed by a valve body 60. The valve body 60 supports the base 50 on its upper surface, and the load lock chamber 20 is provided around the base support portion.
An O-ring 70 is provided which can be in airtight contact with the valve seat 201 on the lower surface. The valve body 60 is supported on the upper end of a rod 901 that moves up and down by driving an air cylinder 90 disposed below the film forming chamber 10. When the rod 901 rises, the O-ring 70 on the valve body moves the load lock chamber. Valve seat 201
The load lock chamber 20 is airtightly isolated from the film formation chamber 10. Further, by lowering the rod 901, the base 50 on the valve body can be arranged at a film forming position in the film forming chamber 10 and exposed to sputter particles from the target 40. The rod 901 is connected to the bottom wall 101 of the film forming chamber 10.
Are slidably and slidably penetrated by a telescopic bellows-type airtight sealing device 80 provided between the outer surface of the bottom wall and the rod 901.

【0005】この従来装置によると、当初、ロードロッ
ク室20は弁体60によって成膜室10から気密に隔絶
され、この状態で成膜室10内がポンプPHにより予め
定めた真空度に真空引きされる。一方、ロードロック室
20においては扉100が開かれ、弁体60上に基体5
0が設置される。基体50の設置後、扉100は気密に
閉じられ、真空ポンプPLによってロードロック室20
内が所定の真空度に荒引きされる。
According to this conventional apparatus, initially, the load lock chamber 20 is airtightly isolated from the film forming chamber 10 by the valve body 60, and in this state, the inside of the film forming chamber 10 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by the pump PH. Is done. On the other hand, in the load lock chamber 20, the door 100 is opened, and the base 5 is placed on the valve body 60.
0 is set. After the installation of the base 50, the door 100 is closed airtightly, and the load lock chamber 20 is opened by the vacuum pump PL.
The inside is roughened to a predetermined degree of vacuum.

【0006】しかるのちエアシリンダ90によりロッド
901が下降せしめられ、それによって基体50が成膜
室10内の成膜位置に配置されるとともに、成膜室10
内がポンプPHで成膜真空度とされ、その後、イオン源
30からのイオンビーム照射によりターゲット40から
スパッタ粒子が発せられ、該スパッタ粒子により基体5
0表面に所望の薄膜が形成される。
Thereafter, the rod 901 is lowered by the air cylinder 90, whereby the substrate 50 is disposed at the film forming position in the film forming chamber 10, and
The inside is set to a film forming vacuum degree by a pump PH, and then sputtered particles are emitted from a target 40 by ion beam irradiation from an ion source 30, and the substrate 5
A desired thin film is formed on the zero surface.

【0007】薄膜形成後はエアシリンダ90によるロッ
ド901の上昇により基体50が弁体60ごと上昇せし
められ、弁体60上面のオーリング70がロードロック
室20の弁座201に気密に接する。この状態で扉10
0が開かれ、基体50の交換が行われる。基体50を交
換した後は、最初と同様ロードロック室20内がポンプ
PLにより所定真空度に荒引きされ、しかるのち基体5
0が弁体60ごと成膜位置に配置される。
After the thin film is formed, the base 50 is raised together with the valve body 60 by raising the rod 901 by the air cylinder 90, and the O-ring 70 on the upper surface of the valve body 60 comes into airtight contact with the valve seat 201 of the load lock chamber 20. In this state, the door 10
0 is opened, and the replacement of the base 50 is performed. After replacing the base 50, the inside of the load lock chamber 20 is roughly evacuated to a predetermined degree of vacuum by the pump PL as in the first place.
0 is arranged at the film forming position together with the valve element 60.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来薄膜製造装置によると、基体50を弁体60上に設置
したり、基体50を交換するとき、成膜の準備のため成
膜室10内がポンプPHにより予め所定真空度に真空引
きされた状態でロードロック室20の扉100が開けら
れるため、弁体60の上面に大気圧がかかり、それは例
えば直径が30cmの基体を支持する弁体の場合、80
0kgにもなる。この大気圧はそのまま弁体駆動系に加
わる。さらに、このような大気圧を受ける弁体の反りを
防止するため、弁体は厚くされて重くなっており、この
弁体重量も駆動系に加わる。さらに、この大気圧を受け
るため、弁体60のオーリング70は弁座201に強く
押しつけられるが、そのオーリングの締め付け反力も駆
動系に加わる。このように、エアシリンダ90を含む弁
体の駆動系は、これら大気圧、弁体重量及びオーリング
の締め付け反力を全て支えなければならず、そのため駆
動系を高出力且つ頑丈な構造のものにしなければなら
ず、それだけ装置の大型化及びコスト高を招いていると
いう問題がある。
However, according to the conventional thin film manufacturing apparatus, when the substrate 50 is installed on the valve body 60 or when the substrate 50 is replaced, the inside of the film forming chamber 10 is prepared in preparation for film formation. Since the door 100 of the load lock chamber 20 is opened in a state where the pump 100 has been evacuated to a predetermined degree of vacuum in advance, atmospheric pressure is applied to the upper surface of the valve body 60. If 80
It can be 0 kg. This atmospheric pressure is directly applied to the valve drive system. Further, in order to prevent the valve body from being warped under such atmospheric pressure, the valve body is thick and heavy, and the weight of the valve body also acts on the drive system. Further, to receive this atmospheric pressure, the O-ring 70 of the valve body 60 is strongly pressed against the valve seat 201, but the reaction force of the O-ring tightening is also applied to the drive system. As described above, the drive system of the valve body including the air cylinder 90 must support all of the atmospheric pressure, the weight of the valve body, and the reaction force against the tightening of the O-ring. However, there is a problem that the size and cost of the apparatus are correspondingly increased.

【0009】そこで本発明は、所定真空下で基体に所定
の処理を施すための基体処理室と、基体の設置、交換を
行うためのロードロック室とを連設し、基体のホルダを
兼ねる弁体でロードロック室を基体処理室から気密に隔
絶することができるタイプの基体処理装置において、基
体の設置或いは交換にあたり、弁体の駆動系に大きな負
担がかからないようにし、それだけ全体を小型、安価に
製作できるようにした基体処理装置、例えば薄膜製造装
置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a method for applying a predetermined
And a load lock chamber for installing and exchanging the substrate are connected to each other, and the load lock chamber is hermetically isolated from the substrate processing chamber by a valve that also serves as a holder for the substrate. In the substrate processing apparatus of the type that can be performed, a large load is not applied to the drive system of the valve body when installing or replacing the substrate , and a substrate processing apparatus, such as a thin film manufacturing apparatus, that can be manufactured as small and inexpensively as a whole is provided. The purpose is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、下端に開口を有する基体処理室と、下端に開口及び
その周囲の弁座を有し、該下端開口及びその周囲の弁座
が前記基体処理室下端開口の横に隣り合って配置される
ように前記基体処理室の隣りに横並べに連設された、基
体の設置、交換のための1又は2以上のロードロック室
と、隣り合う前記基体処理室及び前記ロードロック室を
連通させるように該基体処理室の下端開口及び該ロード
ロック室の下端開口に臨んでそれら開口の下方で横方向
に延びる弁移動路と、前記弁移動路に、前記基体処理室
開口又はロードロック室開口に選択的に臨むことができ
るように横移動可能に設けられ、上方に向けられた弁座
当接部を有する基体ホルダを兼ねる弁体と、前記弁体を
前記弁移動路に沿って横移動させる駆動手段とを備えて
おり、前記ロードロック室下端開口周囲の弁座は、前記
弁体の前記弁移動路に沿う横移動方向において前記基体
処理室下端開口から遠ざかるにつれ下方へ下り傾斜する
傾斜面に位置するとともに、前記弁体の弁座当接部は該
傾斜面と平行な傾斜面に位置しており、前記ロードロッ
ク室の弁座及び前記弁体の弁座当接部は、該弁体が前記
基体処理室開口に臨む位置から該ロードロック室開口に
臨む位置へ横移動するに伴って前記傾斜面において互い
に気密に接することを特徴とする基体処理装置を提供す
るものである。
According to the present invention, there is provided a substrate processing chamber having an opening at a lower end, an opening at a lower end and a valve seat around the lower end. It provided continuously in side by side next to next to the substrate processing chamber to be placed adjacent the side of the substrate processing chamber bottom opening, installation of the base, and one or more load lock chambers for the exchange, next a valve movement path extending transversely beneath their opening said substrate processing chamber and facing the lower end opening of the lower end opening and the load lock chamber of the substrate processing chamber so as to communicate the load lock chamber fit, moving the valve The passage is provided so as to be laterally movable so as to selectively face the opening of the substrate processing chamber or the opening of the load lock chamber, and also serves as a substrate holder having an upwardly directed valve seat contact portion. A valve element and the valve element in the valve moving path. And a driving means for lateral movement I, the valve seat around the load lock chamber bottom opening, the base in the lateral direction of movement along the valve movement path of the valve body
The valve seat of the valve body is located on an inclined surface parallel to the inclined surface, and the valve seat abutment portion of the valve body is located on an inclined surface that inclines downward as the distance from the processing chamber lower end opening increases. And the valve seat contact portion of the valve body, the valve body is the
It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus , characterized in that the substrate is brought into air-tight contact with each other on the inclined surface as it laterally moves from a position facing the opening of the substrate processing chamber to a position facing the opening of the load lock chamber.

【0011】[0011]

【作用】本発明基体処理装置によると、弁体はその駆動
手段により横移動され、基体処理室に臨む位置又はロー
ドロック室に臨む位置に選択的に配置される。ロードロ
ック室下端開口周囲の弁座は、弁体の弁移動路に沿う横
移動方向において基体処理室下端開口から遠ざかるにつ
れ下方へ下り傾斜する傾斜面に位置するとともに、弁体
の弁座当接部は該傾斜面と平行な傾斜面に位置してお
り、従って、ロードロック室に臨む位置に配置される弁
体は、基体処理室からの移動に伴い、その弁座当接部
が、弁体移動方向に対し傾斜した傾斜面を境にしてロー
ドロック室開口周囲の弁座に楔打ち込み様に気密に接
し、ロードロック室を基体処理室から気密に隔絶する。
According to the substrate processing apparatus of the present invention, the valve body is laterally moved by the driving means and is selectively disposed at a position facing the substrate processing chamber or a position facing the load lock chamber. The valve seat around the lower end opening of the load lock chamber is located on an inclined surface that is inclined downward downward as the distance from the lower end opening of the substrate processing chamber in the lateral movement direction along the valve moving path of the valve body, and the valve body comes into contact with the valve seat. The portion is located on an inclined surface parallel to the inclined surface, and accordingly, the valve body disposed at a position facing the load lock chamber, when its valve seat abutment portion moves from the substrate processing chamber , causes the valve seat to contact the valve. The load lock chamber is air-tightly in contact with the valve seat around the opening of the load lock chamber in a wedge-like manner with a slope inclined with respect to the body movement direction, and the load lock chamber is air-tightly isolated from the substrate processing chamber .

【00012】この状態で基体処理室内は所定真空度に
真空引きされる一方、このロードロック室において弁体
上に基体が設置され、或いは弁体上の基体が交換され、
しかるのち、該ロードロック室内が所定真空度に真空引
きされ、そのあと基体が弁体ごと基体処理室に臨む位置
に移動配置され、そこで所定の処理が基体上に施される
る。処理後、基体は弁体ごと再びロードロック室側に移
動され、ここで新たな基体と交換される。
[00012] While this substrate processing chamber while the to be evacuated to a predetermined vacuum degree, this is in the load lock chamber is installed base on the valve body, or substrate on the valve body is exchanged,
Thereafter, the load lock chamber is evacuated to a predetermined degree of vacuum, and then the base is moved and arranged together with the valve body to a position facing the base processing chamber , where predetermined processing is performed on the base.
You. After the treatment, the substrate is moved again to the load lock chamber together with the valve body, and is replaced with a new substrate.

【0013】前記弁体によるロードロック室開口の気密
閉塞は、弁体の横移動方向に対し傾斜した傾斜面を境に
して行われるので、弁体上面に加わる大気圧は、その横
方向分力のみが直接弁駆動手段に加わることになる。ま
た、弁体に加わる他の力もその横方向分力のみが弁体駆
動手段に加わるだけである。従って、弁体駆動手段は比
較的低出力でロードロック室開口を気密に閉じることが
できる。
The hermetic closing of the load lock chamber opening by the valve element is performed on an inclined surface which is inclined with respect to the lateral movement direction of the valve element, so that the atmospheric pressure applied to the upper surface of the valve element has a lateral component. Only will directly participate in the valve drive means. As for other forces applied to the valve element, only the lateral component force is applied to the valve element driving means. Therefore, the valve drive means can close the load lock chamber opening airtight with a relatively low output.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図1から図3は本発明の一実施例を示している。図
1は弁体でロードロック室を閉じた状態の概略断面を、
図2は弁体上の基体を成膜室に臨ませた状態の概略断面
を示している。図3は図1の矢印A方向から見た弁体移
動機構を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross section of a state where the load lock chamber is closed by a valve body.
FIG. 2 shows a schematic cross section of a state in which the substrate on the valve body faces the film forming chamber. FIG. 3 shows the valve body moving mechanism viewed from the direction of arrow A in FIG.

【0015】この装置は、成膜室1とロードロック室2
を横並べに連設したものである。成膜室1は下端に開口
10を備え、ロードロック室2も下端に開口20を備え
ている。両室の下端開口10、20は水平方向に延びる
弁移動路30によって互いに連通している。成膜室1中
にはターゲット4が設置され、このターゲットに向けイ
オン源3からイオンビームが照射されるようになってい
る。また、ターゲット4の下方には、丁度開口10の位
置で、中央部を開口したマスク板11が設置してある。
この成膜室1は高真空ポンプPHによって所定真空度に
真空引き可能である。
This apparatus comprises a film forming chamber 1 and a load lock chamber 2
Are arranged side by side. The film forming chamber 1 has an opening 10 at the lower end, and the load lock chamber 2 also has an opening 20 at the lower end. The lower end openings 10 and 20 of both chambers communicate with each other by a valve moving path 30 extending in the horizontal direction. A target 4 is provided in the film forming chamber 1 and an ion beam is irradiated from the ion source 3 toward the target. Below the target 4, a mask plate 11 having an opening at the center just at the position of the opening 10 is provided.
The film forming chamber 1 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum by a high vacuum pump PH.

【0016】ロードロック2はその上端開口が扉10A
によって開閉されるようになっており、扉10Aが閉じ
る部分には気密シール用のオーリング21を設けてあ
る。このロードロック室2は荒引き真空ポンプPLによ
り所定の真空度に真空引き可能である。弁移動路30に
は弁体6が設置されている。図3に示すように、この弁
体6は弁体支持台61上に固定支持され、該支持台61
は弁体移動路30の長手方向に沿って水平に延びるリニ
アガイド62に上方から外嵌しており、このガイドに沿
って水平方向に移動し、成膜室1の開口10に臨む位置
又はロードロック室2の開口20に臨む位置に選択的に
位置することができる。本例ではこのガイド62は平板
レール形状のものであるが、スライドシャフト形状のも
の等を採用してもよい。
The upper end opening of the load lock 2 is a door 10A.
The door 10A is provided with an O-ring 21 for hermetic sealing at a portion where the door 10A is closed. The load lock chamber 2 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum by a roughing vacuum pump PL. The valve body 6 is provided in the valve moving path 30. As shown in FIG. 3, the valve body 6 is fixedly supported on a valve body support
Is externally fitted from above to a linear guide 62 that extends horizontally along the longitudinal direction of the valve element moving path 30, moves horizontally along this guide, and faces a position or load facing the opening 10 of the film forming chamber 1. It can be selectively located at a position facing the opening 20 of the lock chamber 2. In this embodiment, the guide 62 has a flat rail shape, but may have a slide shaft shape.

【0017】弁体6には水平方向に延びるロッド91が
連設され、このロッドは、成膜室1から弁移動路30に
わたって延びる側壁12を貫通し、エアシリンダ9に連
結されている。側壁12の外面には伸縮自在のベローズ
タイプの気密シール装置8が設けられ、この装置はロッ
ド91を囲繞してこれに連結されており、ロッド91が
側壁12を貫通する部分を気密にシールしている。
A rod 91 extending in the horizontal direction is connected to the valve body 6. The rod 91 passes through the side wall 12 extending from the film forming chamber 1 to the valve moving path 30 and is connected to the air cylinder 9. The outer surface of the side wall 12 is provided with a telescopic bellows-type hermetic sealing device 8 which surrounds and is connected to a rod 91, and the rod 91 hermetically seals a portion passing through the side wall 12. ing.

【0018】ロードロック室2の開口20の周囲には弁
座面22が形成されており、この弁座面22は成膜室1
から遠ざかる方向に下り傾斜するように水平方向に対し
角度θ(約3°〜10°)だけ傾斜している。一方、弁
体6はその上面に基体5を設置する部分63を備えてお
り、その周囲に弁座当接部64を備えている。弁座当接
部64はロードロック室の弁座面22に対応するように
水平方向に対し角度θだけ傾斜している。また、この弁
座当接部64は弁座面22に気密に接するためのオーリ
ング7を含む。
A valve seat surface 22 is formed around the opening 20 of the load lock chamber 2.
It is inclined by an angle θ (about 3 ° to 10 °) with respect to the horizontal direction so as to incline downward in a direction away from the camera. On the other hand, the valve body 6 has a portion 63 on the upper surface of which the base 5 is installed, and a valve seat contact portion 64 around the portion 63. The valve seat contact portion 64 is inclined by an angle θ with respect to the horizontal direction so as to correspond to the valve seat surface 22 of the load lock chamber. Further, the valve seat contact portion 64 includes the O-ring 7 for hermetically contacting the valve seat surface 22.

【0019】従って、弁体6が成膜室1に臨む位置から
ロードロック室2に臨む位置に動かされると、該弁体は
弁座面22と、弁体を支持するリニアガイド62との間
に楔状に打ち込まれる如き状態で進入し、弁体上のオー
リング7が弁座面22に気密に接触し、且つ、基体設置
部分63がロードロック室2に臨む。以上説明した薄膜
製造装置によると、弁体6は、当初、図1に示すよう
に、エアシリンダ9にてロードロック室2の開口20を
気密に閉じる位置に配置され、この状態で成膜室1内が
真空ポンプPHにより所定真空度まで真空引きされる一
方、ロードロック室2においてその扉10Aが開かれ、
弁体6の基体設置部分63に成膜すべき基体5が設置さ
れる。しかるのち扉10Aが閉じられ、荒引き真空ポン
プPLの運転によりロードロック室2内が所定真空度に
真空引きされる。その後、エアシリンダ9により弁体6
が成膜室1の開口10に臨む位置まで動かされ、弁体上
の基体5がマスク11の中央開口を介してターゲット4
に臨む。図2はこの状態を示している。
Therefore, when the valve element 6 is moved from the position facing the film forming chamber 1 to the position facing the load lock chamber 2, the valve element moves between the valve seat surface 22 and the linear guide 62 supporting the valve element. The O-ring 7 on the valve body comes into contact with the valve seat surface 22 in an airtight manner, and the base mounting portion 63 faces the load lock chamber 2. According to the thin film manufacturing apparatus described above, the valve element 6 is initially disposed at a position where the opening 20 of the load lock chamber 2 is airtightly closed by the air cylinder 9 as shown in FIG. 1 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by a vacuum pump PH, while its door 10A is opened in the load lock chamber 2,
The substrate 5 on which a film is to be formed is installed on the substrate installation portion 63 of the valve element 6. Thereafter, the door 10A is closed, and the inside of the load lock chamber 2 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by operating the roughing vacuum pump PL. Thereafter, the valve body 6 is moved by the air cylinder 9.
Is moved to a position facing the opening 10 of the film forming chamber 1, and the substrate 5 on the valve body is moved through the central opening of the mask 11.
Face to. FIG. 2 shows this state.

【0020】かくして成膜室1内が真空ポンプPHの運
転にて所定の成膜真空度まで真空引きされ、イオン源3
からターゲット4にイオンビームが照射されることでタ
ーゲット4から発せられるスパッタ粒子が基体5表面に
付着し、そこに所定の薄膜が形成される。このとき、タ
ーゲット4から発せられるスパッタ粒子の一部はマスク
板11に遮られ、弁体6の弁座当接部64やそこのオー
リング7に付着堆積することが避けられる。
Thus, the inside of the film forming chamber 1 is evacuated to a predetermined film forming vacuum degree by the operation of the vacuum pump PH.
When the target 4 is irradiated with an ion beam, sputter particles emitted from the target 4 adhere to the surface of the base 5 and a predetermined thin film is formed thereon. At this time, a part of the sputtered particles emitted from the target 4 is blocked by the mask plate 11, and is prevented from adhering and depositing on the valve seat contact portion 64 of the valve element 6 and the O-ring 7 there.

【0021】所定の薄膜形成が終了すると、弁体6は再
びエアシリンダ9によりロードロック室2に臨む位置に
配置され、ここで弁体上のオーリング7がロードロック
室2の弁座面22に気密に接する。かくして成膜室1内
が真空を維持されたままロードロック室2に接続された
弁Vが開かれてベント処理されたのち、扉10Aが開か
れる。こうして弁体6上の基体5の交換が行われ、交換
後は再び扉10Aが閉じられ、室2内が荒引き真空ポン
プPLによって所定の真空度に真空引きされたのち、新
たな基体5が弁体6ごと成膜室1の方へ動かされ、そこ
で薄膜を形成される。このようにして順次繰り返し基体
5上に薄膜が形成されていく。
When the formation of the predetermined thin film is completed, the valve body 6 is again placed at a position facing the load lock chamber 2 by the air cylinder 9, and the O-ring 7 on the valve body is moved to the valve seat surface 22 of the load lock chamber 2. Be airtight. After the valve V connected to the load lock chamber 2 is opened and vented while the interior of the film forming chamber 1 is maintained at a vacuum, the door 10A is opened. In this way, the base 5 on the valve body 6 is replaced. After the replacement, the door 10A is closed again, and the inside of the chamber 2 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by the roughing vacuum pump PL. The valve body 6 is moved toward the film forming chamber 1 where a thin film is formed. In this manner, a thin film is sequentially formed on the substrate 5.

【0022】以上説明した工程中、弁体6がロードロッ
ク室2を成膜室1から気密に隔絶するように閉じている
状態のとき(図1参照)、該室の扉10Aを開けると、
弁体6上面に大気圧P1が加わるが、この大気圧はその
全てがエアシリンダ9側に加わるのではなく、弁座面の
傾斜角度θに対応する水平分力P3=P1sinθのみ
がエアシリンダ9側に加わるだけである。垂直分力P2
はリニアガイド62に加わる。また、オーリング7の締
め付け反力もその水平分力のみがエアシリンダ9側に加
わるだけである。さらに、弁体6、その支持台61等の
重量はこれがエアシリンダ9に直接加わることはない。
During the process described above, when the valve 6 is closed so that the load lock chamber 2 is airtightly isolated from the film forming chamber 1 (see FIG. 1), when the door 10A of the chamber is opened,
The atmospheric pressure P1 is applied to the upper surface of the valve body 6, but not all of the atmospheric pressure is applied to the air cylinder 9 side. Only the horizontal component P3 = P1 sin θ corresponding to the inclination angle θ of the valve seat surface is applied to the air cylinder 9. It only joins the side. Vertical component P2
Joins the linear guide 62. In addition, only the horizontal component force of the O-ring 7 is applied to the air cylinder 9 side. Further, the weight of the valve body 6, its support 61, etc. does not directly add to the air cylinder 9.

【0023】従って弁体6をロードロック室2を閉じる
位置に維持するためのエアシリンダ9の出力は比較的低
出力で足り、それだけ該シリンダを小型、安価なもので
済ますことができ、延いては薄膜製造装置全体の小型化
及び低価格化を実現できる。また、弁体6は平坦な弁体
支持台61によって支持されるので、大気圧によって反
る恐れがなく、比較的軽量に製作することができる。ま
た弁体6やその支持台61の重量は弁移動路30に設け
たリニアガイド62に支持されている。従って、支持台
61とガイド62の摩擦係数μを小さく選択することで
弁体移動のためのエアシリンダ9の負荷を少なくでき、
この点でもエアシリンダ9は従来の弁体駆動シリンダに
比べ低出力で足り、駆動系の省力化、小型化に寄与す
る。
Therefore, the output of the air cylinder 9 for maintaining the valve element 6 at the position for closing the load lock chamber 2 is relatively low, and the cylinder can be made small and inexpensive, so that it can be extended. Can reduce the size and cost of the entire thin film manufacturing apparatus. Further, since the valve element 6 is supported by the flat valve element support 61, there is no possibility of warping due to atmospheric pressure, and the valve element 6 can be manufactured relatively light. The weight of the valve body 6 and its support base 61 is supported by a linear guide 62 provided in the valve moving path 30. Therefore, by selecting a small friction coefficient μ between the support base 61 and the guide 62, the load on the air cylinder 9 for moving the valve body can be reduced,
Also in this regard, the air cylinder 9 requires a lower output than the conventional valve body driving cylinder, and contributes to labor saving and downsizing of the driving system.

【0024】次に図4及び図5に基づいて本発明の他の
実施例について説明する。本実施例は成膜室1に横並び
に連設されるロードロック室2が前記実施例におけるよ
うに一つではなく、成膜室1の左右に対称的に二つ連設
されている点及び二つのロードロック室を設けたことに
対応して弁体6が二つ設けられている点を除けば前述の
実施例と実質上同構造のものである。図中、図1から図
3に示す実施例におけると実質上同一構造、作用の部品
については図1〜図3において使用した符号と同じ参照
符号を付してある。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the previous embodiment in that the load lock chambers 2 provided side by side with the film forming chamber 1 are not one as in the previous embodiment, but two symmetrically connected left and right sides of the film forming chamber 1. The structure is substantially the same as that of the above-described embodiment except that two valve bodies 6 are provided corresponding to the provision of the two load lock chambers. In the drawings, parts having substantially the same structure and operation as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals as those used in FIGS. 1 to 3.

【0025】この装置における二つの弁体6は一体的に
連設されており、これに伴ってこれら弁体6、6を支持
する弁体支持台610も大きく形成されており、支持台
610が走行するためのリニアガイド620も長く形成
されている。また、弁移動路300も長く形成されてい
る。弁体駆動用エアシリンダ9は一方のロードロック室
外に配置され、これに連設された弁体駆動ロッド91は
この室の壁を貫通している。なお、成膜室1の下端開口
には基体5がターゲット4に臨むための中央開口を設け
たマスク板110が設けてある。
The two valve elements 6 in this device are integrally connected to each other, and accordingly, a valve element support base 610 for supporting these valve elements 6, 6 is also formed large. The linear guide 620 for traveling is also formed long. Further, the valve moving path 300 is also formed to be long. The valve body driving air cylinder 9 is arranged outside one of the load lock chambers, and a valve body driving rod 91 connected to the air cylinder 9 passes through the wall of this chamber. Note that a mask plate 110 having a central opening for allowing the base 5 to face the target 4 is provided at the lower end opening of the film forming chamber 1.

【0026】この実施例によると、各弁体6には基体5
を載置することができるようになっているが、一方の弁
体が成膜室1に臨む位置に配置されるとき、他方の弁体
はそれに対応するロードロック室2の下端開口20を気
密に閉じる。図4に示す状態では、左側の弁体6が成膜
室1に臨む位置に配置され、該弁体上の基体5に薄膜形
成が行われる一方、右側の弁体6が右側のロードロック
室2を気密に閉じ、このロードロック室において弁体6
に対し基体5の設置或いは基体5の交換を行える。ま
た、図5に示す状態では、右側の弁体6が成膜室1に臨
み、該弁体上の基体5に薄膜形成が行われる一方、左側
の弁体6がこれに対応する左側のロードロック室2を気
密に閉じ、このロードロック室で左側弁体6に対し基体
5を設置したり、該弁体上の基体5を交換することがで
きる。
According to this embodiment, each valve element 6 has a base 5
Can be placed, but when one of the valve elements is disposed at a position facing the film forming chamber 1, the other valve element seals the lower end opening 20 of the load lock chamber 2 corresponding thereto. Close to. In the state shown in FIG. 4, the left valve body 6 is disposed at a position facing the film forming chamber 1, and a thin film is formed on the base 5 on the valve body, while the right valve body 6 is placed on the right load lock chamber. 2 is airtightly closed, and the valve 6
The base 5 can be installed or the base 5 can be replaced. Further, in the state shown in FIG. 5, the right valve 6 faces the film forming chamber 1 and a thin film is formed on the base 5 on the valve, while the left valve 6 corresponds to the left load. The lock chamber 2 is airtightly closed, and the base 5 can be installed on the left valve body 6 in the load lock chamber, or the base 5 on the valve body can be replaced.

【0027】各ロードロック室に接続した荒引き真空ポ
ンプPL及びベント用弁V並びに成膜室1に接続した高
真空ポンプPHの動作のタイミングは前述の実施例と同
様である。この装置によると、成膜中にいずれかのロー
ドロック室で基体交換を行えるので、高スループットが
得られ、量産に適する。前記実施例では、成膜手段とし
てイオン源3とターゲット4を用いているが、必要に応
じ、他の成膜手段を採用してもよい。なお、以上薄膜製
造装置について説明したが、本発明思想は所定真空下で
基体に所定の処理を施す各種装置に適用できることは、
言うまでもなく明らかである。
The operation timings of the roughing vacuum pump PL and vent valve V connected to each load lock chamber and the high vacuum pump PH connected to the film forming chamber 1 are the same as those in the above-described embodiment. According to this apparatus, the substrate can be replaced in any one of the load lock chambers during the film formation, so that a high throughput can be obtained and the apparatus is suitable for mass production. In the above embodiment , the ion source 3 and the target 4 are used as the film forming means, but other film forming means may be adopted as necessary. Note that the above
Although the manufacturing apparatus has been described, the idea of the present invention is that under a predetermined vacuum.
What can be applied to various devices that perform a predetermined process on a substrate is
It goes without saying that it is clear.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、
体処理室と、基体の設置、交換を行うためのロードロッ
ク室とを連設し、基体のホルダを兼ねる弁体でロードロ
ック室を基体処理室から気密に隔絶することができるタ
イプの基体処理装置において、基体の設置或いは交換に
あたり、弁体の駆動系に大きな負担がかからないように
し、それだけ全体を小型、安価に製作できるようにした
基体処理装置、例えば薄膜製造装置を提供することがで
きる。
According to the present invention, as described above, according to the present invention, group
Substrate processing of a type in which a body processing chamber and a load lock chamber for installing and exchanging a substrate are connected to each other, and the load lock chamber can be hermetically isolated from the substrate processing chamber by a valve body also serving as a holder for the substrate. In the device , when installing or replacing the base, a large load is not applied to the drive system of the valve body, and the whole can be made small and inexpensive.
A substrate processing apparatus, for example, a thin film manufacturing apparatus can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の概略断面図であり、ロード
ロック室を弁体で閉じている状態を示すものである。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention, showing a state in which a load lock chamber is closed by a valve body.

【図2】図1に示す装置の同じく概略断面図であり、弁
体が成膜室に臨んでいる状態を示すものである。
2 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which a valve body faces a film forming chamber.

【図3】弁体の移動機構を図1中の矢印A方向から見て
示す図である。
FIG. 3 is a view showing a moving mechanism of the valve element as viewed from the direction of arrow A in FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施例の概略断面を示すもので、
右側の弁体が右側のロードロック室を閉じている状態を
示すものである。
FIG. 4 shows a schematic cross section of another embodiment of the present invention;
This shows a state in which the right valve body closes the right load lock chamber.

【図5】図4に示す装置の同じく概略断面図であり、左
側の弁体が左側のロードロック室を閉じている状態を示
すものである。
5 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 4, showing a state in which a left valve element closes a left load lock chamber.

【図6】従来例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成膜室 10 開口 2 ロードロック室 20 開口 22 弁座面 3 イオン源 4 ターゲット 5 基体 30、300 弁移動路 6 弁体 61、610 弁体支持台 62、620 リニアガイド 63 基体設置部分 64 弁座当接部 7 オーリング 8 気密シール用ベローズ 9 エアシリンダ 91 ロッド PH 高真空ポンプ PL 荒引き真空ポンプ V ベント用弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming chamber 10 opening 2 Load lock chamber 20 opening 22 Valve seat surface 3 Ion source 4 Target 5 Base 30, 300 Valve movement path 6 Valve 61, 610 Valve support 62, 620 Linear guide 63 Base installation part 64 Valve Seat contact part 7 O-ring 8 Airtight seal bellows 9 Air cylinder 91 Rod PH High vacuum pump PL Rough vacuum pump V Vent valve

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56 B01J 3/02 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 C23C 16/00-16/56 B01J 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下端に開口を有する基体処理室と、 下端に開口及びその周囲の弁座を有し、該下端開口及び
その周囲の弁座が前記基体処理室下端開口の横に隣り合
って配置されるように前記基体処理室の隣りに横並べに
連設された、基体の設置、交換のための1又は2以上の
ロードロック室と、 隣り合う前記基体処理室及び前記ロードロック室を連通
させるように該基体処理室の下端開口及び該ロードロッ
ク室の下端開口に臨んでそれら開口の下方で横方向に延
びる弁移動路と、 前記弁移動路に、前記基体処理室開口又はロードロック
室開口に選択的に臨むことができるように横移動可能に
設けられ、上方に向けられた弁座当接部を有する基体ホ
ルダを兼ねる弁体と、 前記弁体を前記弁移動路に沿って横移動させる駆動手段
とを備えており、 前記ロードロック室下端開口周囲の弁座は、前記弁体の
前記弁移動路に沿う横移動方向において前記基体処理室
下端開口から遠ざかるにつれ下方へ下り傾斜する傾斜面
に位置するとともに、前記弁体の弁座当接部は該傾斜面
と平行な傾斜面に位置しており、 前記ロードロック室の弁座及び前記弁体の弁座当接部
は、該弁体が前記基体処理室開口に臨む位置から該ロー
ドロック室開口に臨む位置へ横移動するに伴って前記傾
斜面において互いに気密に接することを特徴とする基体
処理装置
1. A substrate processing chamber having an opening at a lower end, an opening at a lower end and a valve seat around the lower end, and the lower end opening and a valve seat around the lower end are adjacent to a lower end opening of the substrate processing chamber. One or more load lock chambers for installing and exchanging a substrate, which are arranged side by side next to the substrate processing chamber so as to be disposed, and the adjacent substrate processing chamber and the load lock chamber. a valve movement path extending transversely beneath their opening faces the lower end opening of the lower end opening and the load lock chamber of the substrate processing chamber so as to communicate, to the valve movement path, said substrate processing chamber opening or loadlock A valve body that is provided so as to be able to move laterally so as to be able to selectively face the chamber opening, and also functions as a base holder having a valve seat abutting portion directed upward, and the valve body is moved along the valve moving path. Driving means for lateral movement Together with the load lock chamber bottom opening around the valve seat is located on the inclined surface of inclined downward downwards As in the lateral direction of movement along the valve movement path of the valve body away from said substrate processing chamber <br/> lower opening The valve seat abutment portion of the valve body is located on an inclined surface parallel to the inclined surface, and the valve seat of the load lock chamber and the valve seat abutment portion of the valve body have the valve body being the base. A base body which comes into airtight contact with each other on the inclined surface as it moves laterally from a position facing the processing chamber opening to a position facing the load lock chamber opening.
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