JP4406666B2 - 真空処理装置および真空処理工場 - Google Patents
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Description
この発明の別の局面に従うと、上記の真空処理装置が配置される真空処理工場が提供される。真空処理工場は、ゲート部を介して接続された状態の第1の処理室と第2の処理室とが配置される真空処理エリアと、第2の処理室から離間された状態の第1の処理室が配置されるメンテナンスエリアとが規定される。第1の処理室は、メンテナンスが行われる際に、移動機構によってメンテナンスエリアへと移動し、メンテナンスが終了した際に、移動機構によって真空処理エリアへと移動する。
以下では、本実施の形態に係る真空処理装置1の全体構成について、図面を参照しながら説明する。図1は本実施の形態に係る真空処理装置1を示す概略側面図である。図2は本実施の形態に係る真空処理装置1の機能構成を示す機能ブロック図である。
図1および図2に示すように、真空処理装置1は、真空処理が行われる真空処理室101と、ゲートバルブ103と、真空処理室101とゲートバルブ103を介して接続される真空排気可能な予備真空室102とを含む。
次に、真空処理室101を予備真空室102に対して移動させるための移動機構200の構成について説明する。図5は、真空処理室101をゲートバルブ103から離間させた状態を示す概略側面図である。図5に示すように、クイックカップリング315を取り外すことによって、排気配管313aが真空処理室101から取り外される。また、クイックカップリング316を取り外すことによって、ガス導入管112aが真空処理室101から取り外される。また、電力供給線221が電気コネクタ222から取り外されることによって、電力供給線221が真空処理室101から取り外される。
以下、本実施の形態に係る真空処理装置1を用いた真空処理方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。図2に示したように、真空処理装置1の各装置には、ケーブルやインタフェースを介して制御装置100が接続されており、以下の工程は主に制御装置100による操作によって行われるものである。具体的には、制御装置100には、真空処理装置1の制御用のプログラムが記憶されているメモリ98や、当該プログラムを読み込んで真空処理装置1を制御するCPU99とが内蔵されている。本実施の形態においては、真空処理装置1によって行われる真空処理は、制御装置100上で実行されるソフトウェアによって制御されるものとする。
図9に示すように、まず、制御装置100は、ガス導入管112bを開放して予備真空室102内に窒素ガスを導入しリークする。予備真空室102内が大気圧になると、設置取出扉114bが開放されて予備真空室102内部が大気開放される。この状態において、真空処理される前の被処理物107が搬入部108へと配置される。被処理物107が搬入部108に配置されると、設置取出扉114bが密閉される(ステップ10、以下ステップをSと略す。)。
次に、排気装置113bが稼動され、予備真空室102内の真空排気が行われる。同時に、ヒータ111の電源がONされ、被処理物107が加熱される(S20)。
被処理物107の温度が所定の温度になり、予備真空室102内の真空度が所定の真空度に達した後、真空処理室101と予備真空室102とを連通および遮断するゲートバルブ103が開放される。そして、真空処理室101内と予備真空室102内とが真空に維持された状態において、搬送部202によって予備真空室102内の搬入部108から真空処理室101内の真空処理部104へと真空処理前の被処理物107が搬入される(S30)。被処理物107が真空処理部104へ搬入された後、ヒータ111の電源がOFFになり、ゲートバルブ103が遮断される。ここで、搬入部108が搬送用の所定位置(搬入部108と真空処理部104とが一直線上に並ぶ位置)まで移動されるタイミングについては、ゲートバルブ103が開放される前であっても後であっても開放中であっても良いものとする。
制御装置100は、カソード側の電圧を印加して、真空処理部104に搬入された被処理物107に対してプラズマCVD法等によりシリコン膜等を成膜する(S40−1)。真空処理室101内の真空処理側加熱装置110は、真空処理装置1の稼動中は常に電源が入れられており、被処理物107の温度を、たとえば170℃に保持するように、制御装置100によって出力制御されている。
図10は、設置工程(S40−2)の処理手順を示すフローチャートである。図9および図10に示すように、被処理物設置工程(S41)と加熱工程(S42)と搬入部・搬出部移動工程(S43)とは(これらの工程をまとめて設置工程S40−2とする。)、真空処理工程(S40−1)を実施中に並行して実施されるものである。
予備真空室102においては、制御装置100が、搬出部119の温度が所定の温度に下がった後に、ガス導入管112bから予備真空室102内へと窒素ガスを導入してリークする。予備真空室102内が大気圧になった後に、設置取出扉114bが開放されて予備真空室102内が大気開放される。真空処理前の被処理物107が搬入部108に配置されると、設置取出扉114bが密閉される(S41)。
次に、制御装置100は、排気装置113bを稼動して予備真空室102内の真空排気を開始し、ヒータ111の電源をONして、真空処理される前の被処理物107を加熱する(S42)。
次に、真空処理された後の被処理物107を真空処理部104から搬出部119に搬送方向Xに沿って直線的に搬出できるように、搬入部108および搬出部119が被処理物107が搬送される方向と垂直な方向Yへと移動される(S43)。つまり、真空処理部104と搬出部119とが搬送方向Xの軸線上に並ぶように、真空処理部104と搬出部119との相対位置を調整する。但し、本工程は、被処理物設置工程(S41)の後であればよく、ヒータ111による被処理物107の加熱中に実施される形態であってもよい。
予備真空室102内の真空処理前の被処理物107の温度が所定の温度になり、予備真空室102内の真空度が所定の真空度に達し、真空処理室101内の真空処理工程が終了し、真空処理室101内の圧力が所望の圧力となった後に、真空処理室101と予備真空室102とを連通するゲートバルブ103が開放される。次に、搬送部202Cと搬送部202Bとが、真空処理部104から搬出部119へと真空処理された後の被処理物107を直線的に搬出する(S50)。
次に、搬送部202Aが搬入部108に収容されている真空処理前の被処理物107を真空処理部104まで直線的に移動できるように、つまり、搬入部108と真空処理部104とが軸線上に並ぶように、搬入部108および搬出部119を被処理物107が搬送される方向Xと直角の方向Yに移動する(S60)。
次に、真空処理側搬送部202Aと搬入側搬送部202Bによって、搬入部108から真空処理部104へ、真空処理される前の被処理物107を直線的に搬入する(S70)。真空処理前の被処理物107を真空処理部104に搬入した後、ゲートバルブ103が密閉され、ヒータ111の電源がOFFになる。
前述同様、真空処理部104に搬入された真空処理前の被処理物107にプラズマCVD法によってシリコン膜が成膜される(S80−1)。本工程は前述した真空処理工程(S40−1)と同一の処理が行われるものである。
シリコン膜が成膜された真空処理後の被処理物107の温度が所定の温度に下がると、ガス導入管112bが予備真空室102内へと窒素ガスを導入してリークする。予備真空室102内が大気圧と略同一になると、設置取出扉114bが開放されて予備真空室102が大気開放されて、真空処理された被処理物107が搬出部119から取り出される(S82)。
被処理物取出工程(S82)後、制御装置100のCPU99は、メモリ98に記憶されている真空処理回数等の管理項目に基づいてメンテナンスすべきか否かを判断する(S83)。具体的には、CPU99は、真空処理工程(S40−1,S80−1)が終了する度に、メモリ98の真空処理回数を更新する。そして、CPU100は被処理物取出工程(S82)が終了する度に、もしくは被処理物取出工程(S82)中に、真空処理回数が予めメモリ98に記憶されている設定回数を超えたか否かを判断する(S83)。
図12は、メンテナンス工程(S90)の処理手順を示すフローチャートである。図12に示すように、メンテナンス要と判断された場合(S83にてYESの場合)、被処理物取出工程(S82)が終了した後に、被処理物搬出工程(S91)と被処理物取出工程(S92)が行われる。被処理物搬出工程(S91)では、前述した被処理物搬出工程(S50)と同様の処理が行われる。被処理物取出工程(S92)では、前述した被処理物取出工程(S82)と同様の処理が行われる。
被処理物取出工程(S92)後、ヒータ110の電源をOFFにし、真空処理部104の温度が所定の温度に下がると、ガス導入管112aから真空処理室101内へと窒素ガスがリークされる(S93)。具体的には、真空処理室101内の残留ガスを充分にパージした後、真空処理室101を大気開放する。
真空処理室101の排気配管313aおよびガス導入管112aは、クイックカップリング315および316を取り外すことにより真空処理室101から取り外される。また、電力供給線221は、電気コネクタ222を取り外すことにより真空処理室101から取り外される。さらに、真空処理室101の各部を制御するための信号線および電源供給線も、電気コネクタ222から取り外される。そして、真空処理室101とゲートバルブ103とを締結している締結ボルト126を外して、真空処理室101とゲートバルブ103との連結を解除する(S94)。
真空処理室101の下部に取り付けられた車輪223をレール224上で回転させることによって、真空処理室101をゲートバルブ103から離間するように移動させる(S95)。この際、移動に必要な動力を軽減するためにガス圧力等により真空処理室101に浮力を与えるシステムを併用しても良い。
真空処理室101をゲートバルブ103から離間させた後、ゲートバルブ103と反対側に設けられたメンテナンス扉114aと真空処理室101後部とを締結している締結ボルト127を外して、メンテナンス扉114aを開放し、真空処理室101内の清掃および部品交換等を行う(S96)。これにより、真空処理装置1の使用者が、真空処理室101のゲートバルブ103側の第1の開口部317およびゲートバルブ103と反対側の第2の開口部318から、真空処理室101内にアクセス可能となり、容易に真空処理室101内の清掃および部品交換等のメンテナンス作業を行うことができる。
メンテナンス作業が終了すると、締結ボルト127によってメンテナンス扉114aと真空処理室101とを締結する。真空処理室101の下部に取り付けられた車輪223をレール224上で回転させることによって、真空処理室101をゲートバルブ103に接触させる(S97)。
真空処理室101をゲートバルブ103に接触させると、締結ボルト126によって真空処理室101とゲートバルブ103とを締め付ける。排気装置113aによって、真空処理室101内の真空排気を行い、排圧の上昇の程度を確認したり、ヘリウムリークテストなどによって真空処理室101内の空気の漏れを確認したりする(S98)。
被処理物設置工程(S84)あるいはメンテナンス工程(S90)が終了すると、真空処理される前の被処理物107が搬入部108に配置されて、設置取出扉114bが密閉される(S84)。
真空処理装置1bは複数の真空処理室101a,101bを含んでもよい。この場合には、ゲートバルブ103から切り離した真空処理室101aを、予めメンテナンスが完了した別の真空処理室101bと交換できることが好ましい。これにより、メンテナンス時間を短縮することができ、真空処理装置1の停止時間を短くすることができる。
本変形例に係る真空処理装置1bにおける真空処理の処理手順は、図9〜図12に示した処理手順と同様であるが、メンテナンス工程(S90)における処理手順が異なる。真空処理装置1bが複数の真空処理室101a,101bを有する場合は、図12に示すメンテナンス工程(S90)において、清掃・部品交換工程(S96)を実施する代わりに、真空処理室交換工程を実行してもよい。すなわち、真空処理室移動工程(S95,S97)において、真空処理室101aをゲートバルブ103から切り離して移動させた上で、予めメンテナンスが完了している別の真空処理室101bをゲートバルブ103に連結することが可能である。
Claims (9)
- 被処理物に真空処理を施すための真空処理装置であって、
前記被処理物を第1の開口部を通じて受け入れて収容する第1の処理室を備え、
前記第1の処理室は、前記被処理物を支持して真空処理を施す真空処理部を含み、
真空処理される前の被処理物と、真空処理された後の被処理物とを収容する真空排気可能な第2の処理室をさらに備え、
前記第2の処理室は、
前記真空処理される前の被処理物を支持する搬入部と、
前記真空処理された後の被処理物を支持する搬出部とを含み、
前記第1の開口部と第2の処理室との間に、前記第1の開口部と着脱可能に介装されるゲート部をさらに備え、
前記ゲート部は、当該ゲート部を介して接続された前記第1の処理室と前記第2の処理室とを遮断および連通し、
前記第1の開口部および前記ゲート部を通じて、前記真空処理される前の被処理物を前記搬入部から前記真空処理部へと搬入し、前記真空処理された後の被処理物を前記真空処理部から前記搬出部へと搬出する搬送装置と、
前記第1の処理室を移動させることによって、前記第1の処理室と前記第2の処理室とを離間させる移動機構とをさらに備える、真空処理装置。 - 前記移動機構は、前記第1の処理室を前記ゲート部から離間させる、請求項1に記載の真空処理装置。
- 前記移動機構と前記第2の処理室とを支持するベース部をさらに備え、
前記移動機構は、
前記第1の処理室の下部に取り付けられた車輪と、
前記ベース部に載置されるレールとを含む、請求項1または2に記載の真空処理装置。 - 少なくとも1つの他の第1の処理室をさらに備え、
前記移動機構は、前記他の第1の処理室と前記第2の処理室とを離間させ、
前記他の第1の処理室を、前記移動機構による前記第1の処理室の移動方向と垂直な方向にスライドさせるスライド機構をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の真空処理装置。 - 前記第1の処理室は、前記被処理物の搬入方向に垂直な配列方向に並べて配置される複数の前記真空処理部を含み、
前記第2の処理室は、
前記配列方向に並べて配置される複数の前記搬入部と、
前記配列方向に並べて配置される複数の前記搬出部とを含み、
前記複数の搬入部の配列間隔と、前記複数の搬出部の配列間隔と、前記複数の真空処理部の配列間隔とが略同一である、請求項1から4のいずれか1項に記載の真空処理装置。 - 前記第1の開口部は、前記ゲート部との接続箇所に、前記真空処理部の断面よりも大きく形成される、請求項1から5のいずれか1項に記載の真空処理装置。
- 前記第1の処理室には、前記第1の開口部と対向する壁面に第2の開口部が形成され、
前記第1の処理室は、前記第2の開口部を密閉および開放するための扉をさらに含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の真空処理装置。 - 前記第2の開口部は、前記真空処理部の断面よりも大きく形成される、請求項7に記載の真空処理装置。
- 請求項1〜8に記載の真空処理装置が配置される真空処理工場であって、
前記ゲート部を介して接続された状態の前記第1の処理室と前記第2の処理室とが配置される真空処理エリアと、
前記第2の処理室から離間された状態の前記第1の処理室が配置されるメンテナンスエリアとが規定され、
前記第1の処理室は、
メンテナンスが行われる際に、前記移動機構によって前記メンテナンスエリアへと移動し、
メンテナンスが終了した際に、前記移動機構によって前記真空処理エリアへと移動する、真空処理工場。
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