JP4515630B2

JP4515630B2 - 真空処理装置

Info

Publication number: JP4515630B2
Application number: JP2000400992A
Authority: JP
Inventors: 暮公男小
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002200419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物に対して成膜処理等の真空処理を施すための真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の真空処理装置は、半導体製造工程、液晶表示パネル製造工程、或いは光ディスク製造工程等の各種の工程において、ディスクやシリコンウエハ等の被処理物の表面処理を行うために使用され、真空空間内に配置された被処理物に対してスパッタリング、エッチング、ベーキング、或いはアッシング等の処理を行って、被処理物の表面に薄膜を形成したり、被処理物表面に形成された薄膜に微細加工を施したりする。
【０００３】
同一出願人による特願平１０−２７８２４５号（特開平１１−１６５０５８号）には、複数の真空処理室を備えた従来の真空処理装置の一例が示されている。
【０００４】
図６は、特開平１１−１６５０５８号に記載の装置と同種の装置を示しており、この装置は、内部を真空排気可能な真空搬送室１００と、この真空搬送室１００に対向する面に開口部１０１を有し真空搬送室１００の外周に沿って配置された複数の真空処理室１０２と、真空搬送室１００の内部に半径方向に移動自在に設けられた複数のバルブ板１０３と、バルブ板１０３に回転可能に設けられ、被処理物（ディスク）を保持するためのディスクホルダー１０４と、バルブ板１０３に連結されバルブ板１０３を半径方向に移動させて真空処理室１０２の開口部１０１を開閉するためのバルブ開閉機構１０５とを有する。バルブ板１０３の前面にはＯリング１０６が設けられている。
【０００５】
バルブ開閉機構１０５は、外周に大歯車１０７を有する回転テーブル１０８に配置されたリンク機構１０９を有し、このリンク機構１０９の自由端がスライドブロック１１０に接続され、スライドブロック１１０にバルブ板１０３が固着されている。リンク機構１０９には被駆動ロッド１１１の上端が接続されており、被駆動ロッド１１１の下端には略Ｃ型の部材から成る取付けブロック１１２が設けられている。
【０００６】
また、図６において符号１１３はエアシリンダを示し、このエアシリンダ１１３はピストンロッド１１４を昇降駆動する。ピストンロッド１１４の上端には係合部１１５が設けられ、回転テーブル１０８と共に被駆動ロッド１１１が回転することにより、取付けブロック１１２と係合部１１５とが分離可能に連結される。この状態でエアシリンダ１１３を駆動してピストンロッド１１４を昇降させることにより、リンク機構１０９を介してバルブ板１０３が開閉駆動される。
【０００７】
大歯車１０７には小歯車１１６が噛み合っており、モータ１１７の駆動力をインデックス１１８及び駆動軸１１９を介して小歯車１１６に伝達するように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した従来の真空処理装置においては、回転テーブル１０８及びバルブ板１０３の旋回動作をモータ１１７及びインデックスユニット１１８により行い、バルブ板１０３の開閉動作をエアシリンダ１１３により行うようにしている。このようにバルブ板１０３の旋回動作と開閉動作とを、互いに独立した駆動機構によって行うようにしているので、バルブ開−バルブ旋回−バルブ閉の一連の動作において、各動作が完了したことを確認するための時間が必要となり、被処理物の搬送シーケンスに要する時間が長期化してしまうという問題がある。
【０００９】
また、複数のバルブ板１０３を同時に開閉動作するために複数のバルブ開閉機構１０５の各リンク機構１０９を同時に駆動させようとしても、バルブ開閉機構１０５同士の間で動作時間にバラツキが発生してしまい、複数のバルブ板１０３を同時に開閉できないという問題がある。
【００１０】
さらに、従来の真空処理装置においては、バルブ板１０３の開閉に際して加減速動作を行うことができず、このため、バルブ開閉時の衝撃が大きくなってしまい、被処理物の脱落やパーティクルの発生等が引き起こされるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、第１の目的は、バルブ開−バルブ旋回−バルブ閉の一連の動作において各動作が完了したことを確認する必要のない、複数の真空室を有する真空処理装置を提供することにあり、第２の目的は、複数のバルブ体を同時に開閉動作させることができる真空処理装置を提供することにあり、第３の目的は、バルブ体の開閉時の衝撃を軽減することができるバルブ開閉機構を備えた真空処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、内部を真空排気可能な真空搬送室と、前記真空搬送室に対向する面に開口部を有し、前記真空搬送室の外周に沿って配置された複数の真空室と、前記真空搬送室の内部に配置され、外周にテーブル用大歯車が設けられた回転テーブルと、前記回転テーブルにその半径方向に沿って直動可能に配置され、前記各開口部を封止できると共に被処理物を保持できる各バルブ体と、前記各バルブ体を開閉駆動するバルブ開閉機構と、前記テーブル用大歯車に噛み合わされた小歯車を有し、前記回転テーブルを回転駆動するテーブル駆動機構と、を備えた真空処理装置において、前記バルブ開閉機構は、前記各バルブ体を直動させるために一端が前記バルブ体に接続され他端が前記回転テーブルに接続された各リンク機構と、一端が前記リンク機構に接続され他端に被駆動側連結部が形成された各被駆動ロッドと、前記回転テーブルの回転によって前記被駆動側連結部が分離可能に連結される駆動側連結部を一端に有する各駆動ロッドと、前記各駆動ロッドに連結された各カムフォロアと、前記回転テーブルと同心にて回転可能であり、前記各カムフォロアが係合するカム溝が形成された円筒カムであって、前記カム溝は、前記円筒カムの回転によって前記各カムフォロアが同時に操作されて前記各駆動ロッドが駆動され、これにより前記複数のバルブ体が同時に開閉駆動されるようなカム曲線を成している円筒カムと、前記円筒カムに設けられたカム用大歯車と、を有し、前記真空処理装置は、さらに、前記バルブ開閉機構と前記テーブル駆動機構との間で共用されるモータと、２つの出力軸を有し、前記モータからの動力が入力されるインデックスユニットと、を有し、前記インデックスユニットの一方の前記出力軸の動力は前記小歯車に伝達され、他方の前記出力軸の動力は前記カム用大歯車に伝達されることを特徴とする。
【００１３】
また、好ましくは、前記各駆動ロッドと前記各カムフォロアとの間に配置された各エアシリンダをさらに有し、前記各カムフォロアは前記各エアシリンダの本体側に設けられ、前記各駆動ロッドは前記各エアシリンダの出力軸側に連結され、前記各エアシリンダを個別に駆動することにより前記各バルブ体を個別に開閉駆動できるようにする。
【００１４】
また、好ましくは、前記カム溝は、前記複数のバルブ体を加減速制御しながら開閉動作させるようなカム曲線を成している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。
図１は本発明による真空処理装置の一実施形態の平面図を示し、図１において符号１０は平面形状がほぼ八角形のハウジングを示す。八角形ハウジング１０の内側には真空排気可能な真空搬送室３が形成されている。
【００１６】
八角形ハウジング１０には、８辺の内の１辺に、真空搬送室３の内部に被処理物Ｗを搬入し又は搬出するための真空室であるロードロック室１が形成され、残りの７辺に真空室である７個の真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇが形成されている。真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの内部において被処理物（例えばディスク）Ｗに対してスパッタリング、エッチング、ベーキング、或いはアッシング等の真空処理が実施される。
【００１７】
ロードロック室１の真空搬送室３に面する側には被処理物Ｗを出し入れするための開口部１ａが形成されている。真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの真空搬送室３に面する側にも被処理物Ｗを出し入れするための開口部２ａが形成されている。各真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇには図示しないターボ分子ポンプが接続されている。ターボ分子ポンプは各真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの内部空間を真空排気するために作用する。各真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇには所定の真空処理を行うための加工装置（例えばスパッタ源）１４Ａ、１４Ｂ…１４Ｇがそれぞれ設置されている。
【００１８】
真空搬送室３の内部には、環状の回転テーブル１５が回転可能に配置されている。この回転テーブル１５は外周に大歯車１８を有し、回転テーブル１５に設けた大歯車１８には小歯車１９が噛み合っている。回転テーブル１５の上面側には、ロードロック室１と７個の真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇに対応して８つのバルブ板２６が周方向に間隔を置いて配置されている。これらのバルブ板２６は、ロードロック室１の開口部１ａ及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの開口部２ａを封止可能である。各バルブ板２６は、ロードロック室１及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇに面する内面２６ａを有し、この内面２６ａに被処理物Ｗを保持するための保持手段である４個のディスクホルダ２８が回転（自転）可能に設けられている。
【００１９】
また、ロードロック室１の搬入側には、被処理物Ｗをロードロック室１内に搬入するための搬送装置２９が設けられている。この搬送装置２９は、ロードロック室１の内部に４枚一組で被処理物Ｗを搬入し又は搬出する。
【００２０】
図２及び図３に示したように、バルブ開閉機構２７は、各バルブ板２６に対応して、バルブ板２６の背面に固定された受けブロック３０と、この受けブロック３０を取付けた第１スライドブロック３１と、この第１スライドブロック３１より半径方向内側に間隔を置いて配置された第２スライドブロック３２とを有する。第１スライドブロック３１と第２スライドブロック３２は、回転テーブル１５の上面に固定された支持板３３に半径方向にスライド自在に支持されている。
【００２１】
支持板３３にスライド自在に支持された第１スライドブロック３１と第２スライドブロック３２は、コイルばね手段３４により連結され、互いに近付く方向にばね付勢されている。第２スライドブロック３２にはエンドブロック３５が取付けられている。第１スライドブロック３１に固定された受けブロック３０と第２スライドブロックに取付けられたエンドブロック３５はリンク機構３６により連結されている。
【００２２】
各リンク機構３６は、一対のリンク３６ａ，３６ｂと、一対のリンク３６ａ，３６ｂの端部を互いに枢着する軸３７とから形成されている。リンク機構３６のリンク３６ａの自由端は軸３８を介して受けブロック３０に枢着され、リンク３６ｂの自由端は軸３９を介してエンドブロック３５に枢着されている。各リンク機構３６のリンク３６ｂの長手方向中間部に開口が設けられている。リンク３６ｂは、開口に装着される軸受の機能を兼ねた軸４０により互いに連結されている。この軸４０に長孔４１を備えたハウジング４２が取付けられている。
【００２３】
軸４０に連結されたハウジング４２の下部に被駆動ロッド４３が取付けられている。被駆動ロッド４３の下端には連結手段として作用する被駆動側連結部５０が形成されている。被駆動側連結部５０は略Ｃ型のブロック部材によって構成されている。
【００２４】
さらに、図２及び図４に示したように回転テーブル１５には座板５２が配置されている。この座板５２にエンドブロック３５が当接する。この座板５２は、バルブ板２６がロードロック室１の開口部１ａまたは真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの開口部２ａを封止した時にエンドブロック３５の反力を受ける。また、第１スライドブロック３１にはリンク機構３６の一対のリンク３６ａ，３６ｂの端部を互いに枢着する軸３７に対応してリンクストッパ５３が配置されている。なお、バルブ板２６の前面にはＯリング２５が設けられている。
【００２５】
図５に示したように、複数のバルブ板駆動ロッド４９が周方向に所定間隔にて配置されており、各バルブ板駆動ロッド４９は、回転テーブル１５の回転によって被駆動側連結部５０に分離可能に連結される駆動側連結部４５を一端に有する。駆動側連結部４５は、被駆動側連結部５０との連結が円滑に成されるようにコロ部材を有している。バルブ板駆動ロッド４９はシャフトガイド４８に挿通されている。
【００２６】
各バルブ板駆動ロッド４９は各エアシリンダ４６の出力軸４７に連結されていおり、一方、各エアシリンダ４６の本体側には各カムフォロア６０が設けられている。回転テーブル１５と同心にて回転可能となるように円筒カム６１が設けられており、この円筒カム６１の外周面には、各カムフォロア６０が係合するカム溝６２が形成されている。
【００２７】
カム溝６２は、円筒カム６１の回転によって各カムフォロア６０が同時に操作されて各エアシリンダ４６及び各バルブ板駆動ロッド４９が同時に昇降駆動され、これにより複数のバルブ板２６が同時に開閉駆動されるようなカム曲線を成している。このカム曲線は、複数のバルブ板２６を加減速制御しながら開閉動作させるようにカムフォロア６０を操作するような曲線を成していることが好ましい。円筒カム６１にはカム用大歯車６３が設けられている。
【００２８】
図５において符号７０は、回転テーブル１５を回転駆動するためのテーブル駆動機構を示し、このテーブル駆動機構７０は、テーブル用大歯車１８に噛み合わされた小歯車１９と、この小歯車１９に動力を伝達するための小歯車駆動ロッド７１と、を有する。小歯車駆動ロッド７１は、シャフトガイド７２に挿通されている。
【００２９】
本実施形態による真空処理装置は、さらに、バルブ開閉機構２７とテーブル駆動機構７０との間で共用されるモータ８０と、このモータ８０の出力軸８１が接続されたインデックスユニット８２とを有する。ここで、一般にインデックスユニットは入力軸と出力軸とを有し、一定回転数の動力を入力軸に与えることにより、出力軸に間欠のピッチ動作を行わせるようにした装置である。本実施形態におけるインデックスユニット８２は２つの出力軸８３、８４を有し、一方の出力軸８３は小歯車駆動ロッド７１に連結され、他方の出力軸８４には小歯車８５が設けられ、この小歯車８５はカム用大歯車６３と噛み合っている。
【００３０】
次に、本実施形態による真空処理装置の作用について説明する。
まず、４枚一組の被処理物Ｗを搬送装置２９によってロードロック室１内に搬入し、ロードロック室１の内部を真空排気した後、搬入した各被処理物Ｗをロードロック室１の開口部１ａを封止しているバルブ板２６に受け渡す。バルブ板２６のディスクホルダ２８に被処理物Ｗを受け渡した段階では、バルブ板２６はロードロック室１の開口部１ａを封止しており、この状態では、バルブ開閉機構２７は、図２に示すように、リンク機構３６のリンク３６ａ，３６ｂをほぼ一線上に位置する死点位置に維持している。
【００３１】
バルブ板２６をロードロック室１からロードロック室１に隣接した真空処理室２Ａまで移送するには、バルブ板２６をバルブ開閉機構２７によりロードロック室１の開口部１ａを開く方向に駆動し、駆動したバルブ板２６を回転テーブル１５により所定量だけ回転することで行う。
【００３２】
すなわち、図４に示したバルブ板２６を閉じた状態から、モータ８０を駆動することにより、まず初めにインデックスユニット８２の一方の出力軸８４が回転を開始し、その動力が小歯車８５を介してカム用大歯車６３に伝達され、円筒カム６１が回転駆動される。円筒カム６１が回転駆動されることにより、カム溝６２に係合している各カムフォロア６０が上昇駆動され、これにより、各エアシリンダ４６及び各バルブ板駆動ロッド４９が上昇駆動され、その結果、複数のバルブ板２６が同時に開放駆動される。
【００３３】
そして、複数のバルブ板２６が十分に開放されると、続いてインデックスユニット８２の他方の出力軸８３が回転を開始し、その動力が小歯車駆動ロッド７１を介して小歯車１９に伝達され、小歯車１９の回転により回転テーブル１５が回転駆動される。
【００３４】
回転テーブル１５が所定量だけ回転して、各バルブ板２６が所望の真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇ及びロードロック室１に対向する位置まで来たら、インデックスユニット８２の一方の出力軸８３はその回転を停止し、回転テーブル１５の回転が停止される。続いて、インデックスユニット８２の他方の出力軸８４の回転により円筒カム６１が回転駆動されて各カムフォロア６０が下降駆動され、これにより、各エアシリンダ４６及び各バルブ板駆動ロッド４９が下降駆動され、その結果、複数のバルブ板２６が同時に閉じられる。
【００３５】
なお、カムフォロア６０が操作されてエアシリンダ４６及びバルブ板駆動ロッド４９が昇降駆動されるタイミングは、被駆動側連結部５０と駆動側連結部４５とが連結状態にあるときである。
【００３６】
また、上述した通常のバルブ開閉操作においては、すべてのエアシリンダ４６の出力軸４７は常に引き側に位置している。つまり、バブル開閉に際してエアシリンダ４６自体は駆動されない。そして、何らかの事情により特定のバルブ板２６のみを開閉操作したい場合には、円筒カム６１を動かすことなく、当該バルブ板２６に対応するエアシリンダ４６を駆動することにより、当該バルブ板２６のみを開閉操作することができる。
【００３７】
以上述べたように本実施形態による真空処理装置によれば、共通のインデックスユニット８２によってバルブ旋回動作及びバルブ開閉動作の両方を行うようにしたので、バルブ開−バルブ旋回−バルブ閉の一連の動作において各動作が完了したことを確認する必要がなく、その結果、被処理物の搬送シーケンスに要する時間を短縮することができる。
【００３８】
また、共通の円筒カム６１によって複数のカムフォロア６０を操作するようにしたので、複数のリンク機構３６を同時に駆動して複数のバルブ板２６の開閉動作を同時に行うことができる。
【００３９】
さらに、円筒カム６１のカム溝６２のカム曲線を、複数のバルブ板２６を加減速制御しながら開閉動作させるようにカムフォロア６０を操作するような曲線としたので、バルブ板２６の開閉時の衝撃を低減することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による真空処理装置によれば、共通のインデックスユニットによってバルブ旋回動作及びバルブ開閉動作の両方を行うようにしたので、バルブ開−バルブ旋回−バルブ閉の一連の動作において各動作が完了したことを確認する必要がなく、その結果、被処理物の搬送シーケンスに要する時間を短縮することができる。
【００４１】
また、共通の円筒カムによって複数のカムフォロアを操作するようにしたので、複数のリンク機構を同時に駆動して複数のバルブ板の開閉動作を同時に行うことができる。
【００４２】
さらに、円筒カムのカム溝のカム曲線を、複数のバルブ体を加減速制御しながら開閉動作させるようにカムフォロアを操作するような曲線としたので、バルブ体の開閉時の衝撃を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による真空処理装置の概略構成を示した平面図。
【図２】図１に示した真空処理装置のバルブ開閉機構の主要部を示した斜視図。
【図３】図１に示した真空処理装置のバルブ開閉機構の主要部及びバルブ板を示した斜視図。
【図４】図１に示した真空処理装置のバルブ開閉機構によりバルブ板が真空処理室を封止した状態を示した図。
【図５】図１に示した真空処理装置の主要部を示した側断面図。
【図６】従来の真空処理装置を示した側断面図。
【符号の説明】
１ロードロック室（真空室）
２Ａ、２Ｂ…２Ｇ真空処理室（真空室）
３真空搬送室
１９小歯車
２６バルブ板
２７バルブ開閉機構
３６リンク機構
４３被駆動ロッド
４５駆動側連結部
４６エアシリンダ装置
４７出力軸
４９バルブ板駆動ロッド
５０被駆動側連結部
６０カムフォロア
６１円筒カム
６２カム溝
６３カム用大歯車
７０テーブル駆動機構
７１小歯車駆動ロッド
８０モータ
８２インデックスユニット
８３，８４出力軸
８５小歯車

Claims

内部を真空排気可能な真空搬送室と、前記真空搬送室に対向する面に開口部を有し、前記真空搬送室の外周に沿って配置された複数の真空室と、前記真空搬送室の内部に配置され、外周にテーブル用大歯車が設けられた回転テーブルと、前記回転テーブルにその半径方向に沿って直動可能に配置され、前記各開口部を封止できると共に被処理物を保持できる各バルブ体と、前記各バルブ体を開閉駆動するバルブ開閉機構と、前記テーブル用大歯車に噛み合わされた小歯車を有し、前記回転テーブルを回転駆動するテーブル駆動機構と、を備えた真空処理装置において、
前記バルブ開閉機構は、前記各バルブ体を直動させるために一端が前記バルブ体に接続され他端が前記回転テーブルに接続された各リンク機構と、一端が前記リンク機構に接続され他端に被駆動側連結部が形成された各被駆動ロッドと、前記回転テーブルの回転によって前記被駆動側連結部が分離可能に連結される駆動側連結部を一端に有する各駆動ロッドと、前記各駆動ロッドに連結された各カムフォロアと、前記回転テーブルと同心にて回転可能であり、前記各カムフォロアが係合するカム溝が形成された円筒カムであって、前記カム溝は、前記円筒カムの回転によって前記各カムフォロアが同時に操作されて前記各駆動ロッドが駆動され、これにより前記複数のバルブ体が同時に開閉駆動されるようなカム曲線を成している円筒カムと、前記円筒カムに設けられたカム用大歯車と、を有し、
前記真空処理装置は、さらに、前記バルブ開閉機構と前記テーブル駆動機構との間で共用されるモータと、２つの出力軸を有し、前記モータからの動力が入力されるインデックスユニットと、を有し、前記インデックスユニットの一方の前記出力軸の動力は前記小歯車に伝達され、他方の前記出力軸の動力は前記カム用大歯車に伝達されることを特徴とする真空処理装置。
前記各駆動ロッドと前記各カムフォロアとの間に配置された各エアシリンダをさらに有し、前記各カムフォロアは前記各エアシリンダの本体側に設けられ、前記各駆動ロッドは前記各エアシリンダの出力軸側に連結され、前記各エアシリンダを個別に駆動することにより前記各バルブ体を個別に開閉駆動できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
前記カム溝は、前記複数のバルブ体を加減速制御しながら開閉動作させるようなカム曲線を成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空処理装置。