JPH03111575A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、真空処理室内に回転機構を有する真空処理装
置に関する。

（従来の技術） この種の真空処理装置として、蒸着装置、イオンブレー
ティング装置又はＣＶＤ装置等を挙げることができる。

この種の装置では、被処理体の膜付けを均一に行う等の
ため、被処理体を真空処理室内部にて回転するようにし
ている。

蒸着装置を例に挙げれば、容器底面側に設けた蒸着源を
加熱し、その上側の被処理体に対して蒸着物を直進させ
て蒸着を行っている。従って、被処理体の全ての面に蒸
着処理を実施するためには、被処理体又は蒸着源を相対
的に回転駆動することが不可欠となっている。

さらに、処理のスループットを上げるためには、−度に
複数の被処理体を処理するバッチ処理が有効であり、被
処理体を回転支持する軸の多軸化が進む傾向にあり、さ
らには各軸を自転すると共に公転する必要も生ずる。

このように、真空処理室内部に配置される回転機構はよ
り複雑化する傾向にある。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような真空処理室では、その処理を行うに際して
処理室内部を真空引きする必要があり、バッチ処理が終
了した被処理体を交換する度に、真空処理室内部を所定
真空度に設定するための立ち上げ時間が必要となってい
る。そして、この真空引きの立ち上げ時間は、上述した
回転機構が複雑化するにつれ長時間化する恐れがある。

すなわち、多数枚のバッチ処理をするために真空室容量
が大型化した場合には、この真空容器に合わせて高性能
の真空ポンプを配置すれば良いが、回転機構の複雑化に
より、この回転機構周囲の被排気部が迷路状に複雑化し
、このような迷路に沿って真空引きした場合には効率の
良い真空引きが実現できない。特に、この種の装置では
回転機構が反応生成物等によって汚染されることを防止
するために、被処理体が配置される部屋とは保護カバー
などによって仕切られることがあり、被排気部の迷路化
がより促進されることになる。このため、特に回転機構
付近の被排気部が所定真空度に達するまでの立ち上げ時
間を長く要していた。

そこで１本発明の目的とするところは、真空処理室内部
に回転機構を有し、たとえこの回転機構が複雑化しても
、この複雑化した回転機構付近の複雑経路の被排気部の
真空引きを効率良〈実施し、もって処理終了後の真空引
き立ち上げ時間を短縮することで装置の稼動率を高め、
スループットを向上することができる真空処理装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、真空ポートを介して真空引き可能な真空処理
容器内に、被回転駆動部を回転駆動する回転機構を配置
して成る真空処理装置において、上記真空処理容器の回
転機構付近に連結耐直され、この回転機構付近の複雑な
連通経路の被排気部を真空引きする予備真空ポートを設
けた構成としている。

（作用） 上記構成によれば、真空処理室の大部分の領域は従来通
りメインの真空ポートを介して真空弓きすることになる
が、他の領域すなわち回転機構付近の複雑な被排気部に
ついては、その近傍に配設した予備真空ポートを介して
真空引きを実現できる。この際、回転機構付近の被排気
部は、メインの真空ポートまでの排気経路距離よりも予
備真空ポートまでの排気経路距離が大幅に短くなるため
、効率の良い排気を実現でき、真空処理室全域を所定真
空度に設定するための立ち上げ時間を大幅に短縮できる
。

（実施例） 以下１本発明を工業用蒸着装置に適用した一実施例につ
いて、図面を参照して具体的に説明する。

この蒸着装置は、第４図に示すように、背面側に後述す
る排気系及び回転機構系を有する筐体ＩＯを有し、この
筐体１０に対してレール１２．１２を介して図示矢印Ａ
方向に移動可能なチャンバー１４が設けられている。そ
して、このチャンバー１４の内部空間が蒸着処理室１４
ａとして構成される。　この蒸着処理室１４ａの底面側
には、蒸着物質を収容したポート（図示せず）が配置さ
れ、さらにこのポートを加熱するための加熱源が配置さ
れている。

前記筐体１０には円板状のベースプレート１６が設けら
れ、このベースプレート１６の上側領域には例えば直径
５００＋ｍのメイン真空ポート１８が配置されている。

そして、チャンバー１４の端面がベースプレート１６に
当接された後に、上記メイン真空ポート１８を介してチ
ャンバ−１４内部を真空引き可能としている。

前記ベースプレート１６の下側領域の左右にはフランジ
５５．５５が設けられている。この各フランジ５５には
１例えば２〜２０本の被蒸着物支持軸２０が配置され、
この各被蒸着物支持軸２０を一体的に同図の矢印Ｂ方向
に公転駆動可能とし、かつ、各被蒸着物支持軸２０を同
図の矢印Ｃ方向に自転駆動可能としている。尚、前記被
蒸着物支持軸２０は、例えば直径２０〜２００＋ａｍで
あり、長さ１〜４ｍで構成され、例えば長さ１０〜５０
ｃ＋ｍの被蒸着物を１本の被蒸着物支持軸２０に２〜４
０個挿入支持可能であり、２〜２０本の被蒸着物支持軸
２０を２組配置したこの蒸着装置では、１度の処理８〜
１６００個の被蒸着物をバッチ処理可能としている６ 」二記蒸着処理室Ｌｉａ内での蒸着処理は以下の手順で
実施される。まず、蒸着処理室１４ａ内部を分子流領域
例えばＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ程度に真空引きしてお
き、被蒸着物支持軸２０の下方に配置したボート内の蒸
着物質などを２００℃〜６００℃に加熱する。そうする
と、直進して被蒸着物表面に付着することになる。二九
を、被蒸着物を公転、自転駆動しながら行うことで、被
蒸着物のドラム表面に均一な蒸着膜を形成することが可
能となる。なお、被処理体である被蒸着物自体を例えば
５０〜３００℃程度に加熱し、より均一な膜付けと膜質
の向上を図ることも可能である。

次に、前記筐体１０の背面側に配置され、前記被蒸着物
支持軸２０を公転駆動し、かつ自転駆動するための回転
機構及びその周辺の被排気部の排気系について、第１図
、第２図を参照して説明する。

この回転機構を固定するために、筒状のハウジング２２
が設けられ、このハウジング２２は前記ベースプレート
１６にねじ止め固定され、かつ、前記フランジ５５をそ
の開口端側に固定している。このハウジング２２の周面
上の１、箇所には排気孔２２ａが形成され、この排気孔
２２ａに予備真空ボート２４のフランジがねじ止め固定
されている。主、この予備真空ボート２４の内径は、例
えば１００ｍｍとなっている。

このハウジング２２内部には、公転駆動用筒体２６が配
置されている。この公転駆動用筒体２６の周面には、そ
の外壁より内壁に貫通する連通孔２６ａが多数形成され
ている。そして、この公転駆動用筒体２６は、前記ハウ
ジング２２に対して公転用ベアリング２８を介して回転
自在に支持されており、かつ。

公転軸２７をその一端側に固着している。また、前記ハ
ウジング２２と公転駆動用筒体２６との間には、例えば
磁性流体やエラストマー等を充填することで構成される
公転部シール材３０が配置され、第１図において公転部
シール材３０よりも上方領域が真空領域として確保され
るようになっている。

前記公転駆動用筒体２６には、自転軸支持用筒体３２が
固着されている。この自転軸支持用筒体３２は、第４図
に示す２〜２０本の被蒸着物支持軸２０に対応して、第
２図に示すように前記公転駆動用筒体２６の円周方向に
沿って等間隔にて２〜２０カ所に配置されている。この
各自転軸支持用筒体３２の内部には、自転軸３４が挿通
支持され、その一端は前記被蒸着物支持軸２０にねじ止
め固定されている。この自転軸３４は、前記自転軸支持
用筒体３２に対して自転用ベアリング３６を介して回転
可能に支持されており、かつ、磁性流体やエラストマー
等の自転部シール材３８により第１図の下側領域にて真
空シールされている。

上記回転機構がフランジ５５よりチャンバー１４側に突
出する領域では、蒸着物の回り込みによってこれらが汚
染される可能性がある。そこで、本実施例装置では第１
図に示すような汚染保護カバーを設けている。第１の汚
染保護カバー４０は、自転軸３４及び自転軸支持用筒体
３２の周面とフランジ５５の表面を覆うものであり、特
に、自転用ベアリング３６を蒸着物から保護するための
ものである。第２の汚染保護カバー４２は、前記第１の
汚染保護カバー４０の外側を覆い、さらにその汚染保護
領域を被蒸着物支持軸２０と自転軸３４の連結部付近ま
で拡大したものである。第３の汚染保護カバー４４は、
前記フランジ５５の表面付近にて重合配置される前記第
１．第２の保護カバー４０．４２を覆い、かつ、フラン
ジ５５とハウジング２２との連結部及びハウジング２２
とベースプレート１６の連結部とを覆うように配置され
ている。これら各種保護カバー４０．４２゜４４は、各
保護領域を確保できるように適宜ねじ止め固定されてい
る。

本実施例装置では、ベースプレート１６にチャンバー１
４が密着することでチャンバー１４内に形成される蒸着
処理室１４ａを真空引きすることはもちろんであるが、
フランジ５５の背面側も前記蒸着室１４ａに連通してい
るので、　このフランジ５５の背面側の被排気部をも真
空引きする必要がある。このフランジ５５の背面側の被
排気部について説明すると、ハウジング２２と公転駆動
用筒体２６との間に被排気部５０が形成され、かつ、こ
の被排気部５０と前記公転駆動用筒体２６の連通孔２６
ａを介して連通され、前記公転駆動用筒体２６内部に形
成される被排気部５２が存在する。

また、保護カバー内の被排気部５８は、フランジ５５の
継目領域を介して、前記ハウジング２２の内側の被排気
部５０に連通している。また、保護カバー内部に存在す
る前記被排気部５８は、保護カバー４０゜４２、４４の
合せ目を介して蒸着処理室１４ａ内の被排気部に連通し
ている。

上述したように、回転機構付近に形成される各種被排気
部５０〜５８は、複雑な迷路状をなしており、これら各
被排気部をメイン真空ポート１８のみによって真空引き
すると、チャンバー１４を開放した後の大気圧状態から
、チャンバー１４を閉鎖した後にｌＸ１ｆ）’″’　Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度に到達するまでの荒引きの立上がり
時間が極めて増大してしまう。

そこで、本実施例装置では、前記ハウジング２２の周面
に形成した排気孔２２ａに前記予備真空ボート２４を連
結し、この迷路状の被排気部の近傍にて真空引きを可能
としている。また、公転駆動用筒体２６の周面に、前記
予備真空ボート２４までの排気経路距離を短くするため
の前記連通孔２６ａを形成している。

次に、前記メイン真空ポート１８及び２つの予備真空ボ
ート２４（２つのフランジ５５に対応している）を介し
ての排気系の構成について第３図を参照して説明する。

前記メイン真空ポート１８には、内径５００ｍｍの主排
気管６０が連結されている。この主排気管６０の配管経
路途中には、第１のバルブＶｌ、主ポンプとしての拡散
ポンプＤＰ、第２のバルブｖ２がそれぞれ接続され、そ
の末端側にロータリポンプＲＰがそれぞれ連結されてい
る。さらに、前記主排気管６０の第１のバルブ■１の前
段側と第２のバルブｖ２の後段側とをバイパスして連結
するように荒引き排気管６２が配置されている。この荒
引き排気管６２は例えば内径１５０ｍｍにて構成され、
　その配管途中には第３のバルブｖ３及びメカニカルブ
ースターポンプＭＢＰがそれぞれ連結されている。また
、前記メカニカルブースターポンプＭＢＰのバイパス経
路としてのバイパス管６４が連結され、このバイパス管
６４途中には第４のバルブｖ４が連結されている。

そして、チャンバ−１４内部の蒸着処理室１４ａ内部を
大気圧状態より約１０Ｔｏｒｒ程度の真空度にするため
の荒引きは、第３．第４のバルブＶ３．Ｖ４のみをオー
プンとし、第３図に示す排気経路Ｒ３に沿って真空引き
を行う、この理由は、約１０Ｔｏｒｒ以上の圧力状態に
てメカニカルブースターポンプＭＢＰを使用すると、こ
れが破損してしまう可能性が高いからである。蒸着処理
室１４を約１０ＴｏｒｒよりＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
程度まで荒引きする際には、第３のバルブｖ３のみをオ
ープンとし、メカニカルブースターポンプＭＢＰを使用
しての排気経路Ｒ２に沿って真空引きを行う。そして、
前記蒸着処理室１４ａをＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下
の高真空度とするためには、第１．第２のバルブＶｌ、
Ｖ２のみをオープンとし、同図に示す排気経路Ｒ１に沿
って真空引きを行う。

一方、蒸着処理室１４ａでの蒸着処理が終了し。

チャンバー１４を開放する以前に、チャンバ−１４内部
での圧力状態を大気圧とする必要がある。そこで、前記
主排気管６０途中にはリーク管６６が連結され、クリー
ンエリア７０内部に配置された前記リーク管６６の開口
端にはフィルター７２が配置され、かつ、そのリーク管
６６途中には第５のバルブ■５が接続されている。そし
て、クリーンエリア７０内部の空気をリーク経路Ｒ４に
沿ってチャンバ−１４内部に供給可能としている。

本実施例装置では、２つの予備真空ボート２４が配置さ
れているので、予備ポート排気管６８の一端が上記各予
備真空ボート２４に連結され、その他端側は前記主排気
管６０に接続されている。そして、この予備ボート排気
管６８途中に第６のバルブ■６を接続している。この第
６のバルブ■６は、チャンバ−１４内部を荒引き、高真
空引きする際にオープンとされ、チャンバ−１４内部を
大気圧状態とする際にはクローズとされる。尚、チャン
バ−１４内部にて蒸着処理が開始された際にこのバルブ
ｖ６をクローズとして、蒸着物が回転機構付近に回り込
むことを低減するようにしてもよい。

次に、作用について説明する。

このバッチ処理は下記の手順に従って実行される。

チャンバー１４の閉鎖→チャンバー１４内部の荒引き→
チャンバー１４内部の高真空引き→蒸着源の加熱→蒸着
プロセス→冷却→チャンバー１４内部へのり−ク→チャ
ンバー１４の開放→被蒸着物の交換上記のように、この
蒸着処理装置では１パツチ処理毎にチャンバー１４を開
放して被蒸着物の交換を行い、その後チャンバー１４を
閉鎖後に大気圧から所定真空度に達するまでの荒引きを
行わなければならない。そして、従来は、チャンバ−１
４内部が所定真空度に達するまでの真空引き立上げ時間
が長く、バッチ処理のスループットが大幅に低下してい
た。この理由は、フランジ５５背面側の回転機構周囲の
被排気部をも、メイン真空ポート１８のみによって真空
引きしなければならなかったからである。

本実施例装置では、この複雑な迷路状の被排気部を有す
る回転機構部周辺の真空引きを、主に予備真空ポート２
４を介して行っている。特に、ハウジング２２と公転駆
動用筒体２６との間の被排気部５ｏ、及びこの被排気部
５０と公転駆動用筒体２６の連通孔２６ａを介して連通
される公転駆動用筒体２６内部の被排気部５２が、予備
真空ポート２４によって効率よく真空引き可能となるの
で、この領域の真空引きを速かに実施することが可能と
なる。また、各汚染保護カバー４０．４２．４４内部の
被排気部５８は、フランジ５５内部を介して前記被排気
部５ｏに連通されているので、この汚染保護カバー内の
前記被排気部５８の真空引きを、メイン真空ボート１８
と併せて前記予備真空ポート２４を介して真空引きでき
るので、荒引き時間を短縮することが可能となる。

もし、このような迷路状の被排気部５０〜５８全域を、
メイン真空ボート１８を介してのみ実施すれば、汚染保
護カバー４０．４２．４４の合せ目を介して真空引きし
なければ成らず、著しく効率の悪い排気とならざるを得
ない、特に、蒸着物の回り込みをより低減するためには
、汚染保護カバー４０．４２．４４間のクリアランスを
狭くする必要があるので、よす効率の悪い排気となって
しまう。

このように、予備真空ポート２４を配設して真空引きを
実施することにより、例えば１０ｍ３の容量を有するチ
ャンバ−１４内部及び回転機構付近の被排気部ＩＸＩ〇
−”　Ｔｏｒｒに真空引きするのに要した時間を５程度
度に短縮でき、従来この数倍以上の時間を要していたも
のと比較すれば、各バッチ処理毎の立ち上げ時間を大幅
に短縮できたことが理解される。

特に、本実施例装置のように１つのフランジ５５に２〜
２０本もの被蒸着物支持軸２０を支持し、これを自転及
び公転駆動する場合には、この自転、公転駆動のための
複雑な機構により被排気部の連通経路が複雑な迷路形状
となってしまう、今後は。

スループットの向上のためにさらに多軸化が進むので、
この種の回転機構付近の被排気部の真空引きに要する時
間が増大するものと予想される。このため、特にチャン
バ−１４内部の真空引きを行うためのメイン真空ポート
１８以外に、この多軸化した回転機構部周囲の真空引き
をになう予備真空ポート２４を配設する効果はますます
増大するものと予想される。

尚１本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施可能である。

上記実施例では本発明を蒸着処理装置に適用したもので
あったが１本発明は真空処理室内部にて回転機構を有す
る他の種々の真空処理装置に適用できる。この種の装置
としては、被処理体を真空処理室内部にて回転駆動する
機構を有するイオンブレーティング装置あるいはＣＶＤ
装置等を挙げることができる。

また、＠伝機構としては被回転駆動体を自転及び公転駆
動するものに限らず、そのいずれか一方の回転駆動を行
うものであってもよく、また被回転駆動物としては被処
理体に限らず、真空処理室内部に配置される電極等であ
ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、回転駆動部を有す
る真空処理室の真空引きを行うに際して、複雑な迷路形
状を形成する回転機構部付近の被排気部を、予備真空ポ
ートを介して真空引きすることができるので、真空処理
室内部を所定真空度に設定するための真空引き立上がり
時間を大幅に短縮でき、この結果処理するスループット
を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した蒸着装置の回転機構部及び
その排気系を説明するための概略断面図、第２図は、被
処理体の公転駆動部及び自動駆動部の横断面図、第３図
はメイン真空ボート及び予備真空ポートの排気経路を説
明するための概略説明図、第４図は、蒸着装置の外観構
成を説明するための概略斜視図である。 １４・・・チャンバー １４ａ・・・真空処理室（蒸着処理室）。 １８・・・メイン真空ボート、　２０・・・被蒸着物支
持軸、２４・・・予備真空ポート、　　２６ａ・・・連
通孔、２７・・・公転軸、　　　　　　３４・・・自転
軸。 ４０、４２．４４・・・汚染保護カバー５０〜５８・・
・被排気部。 ６０・・・主排気管、 ６８・・・予備ポート排気管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空ポートを介して真空引き可能な真空処理容器
   内に、被回転駆動部を回転駆動する回転機構を配置して
   成る真空処理装置において、上記真空処理容器の回転機
   構付近に連結配置され、この回転機構付近の複雑な連通
   経路の被排気部を真空引きする予備真空ポートを設けた
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. （２）回転機構付近の被排気部を仕切る壁面に、上記予
   備真空ポートへの排気経路距離を短くする連通孔を形成
   した請求項（１）に記載の真空処理装置。