JPH0631154A - 真空装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】大気よりも水分濃度の小さいガスを装置に導入
すると共に、開口部付近にガスの流れを作り、メンテナ
ンスや内部部品の交換時に、水分を多く含んだ外部の空
気が真空装置１に侵入することを防ぐ。あるいは、乾燥
ガスを導入したロードロック室を経由して内部部品の搬
入出を行う。 【効果】少ない費用で、真空装置を大気圧に戻した際
に、真空容器内に吸着する水分子を低減し、再排気時間
を短縮できる。その結果、装置の稼働率が向上する。さ
らに、真空容器内の不純物ガスを低減でき、成膜などの
処理を行う際、膜質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング等の成
膜処理を行うのに好適で、大気開放後の再排気時間が短
く、運転効率の高い真空装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高真空以下の圧力領域の真空装置では、
装置を大気開放した後の再排気時間が長いことが問題で
ある。装置を大気開放する要因は、被処理物の搬入出
や，内部部品の交換，故障の修理，清掃，メンテナンス
などがある。

【０００３】この問題の解決法の一つは装置を極力大気
にさらさないことである。被処理物の搬入出について
は、例えば、真空技術ハンドブック（日刊工業新聞社）
６８頁に記載の例のように、処理室とは別にロードロッ
ク室（準備室）を設け、一旦、被処理物をロードロック
室に入れた後、ロードロック室を真空排気し、それから
処理室に搬入することにより処理室への大気の侵入を防
止する方法があり、広く用いられている。また、例え
ば、スパッタ装置のターゲットの交換といった内部部品
の交換についても、特開平3−207857 号公報に記載のよ
うに、同様のロードロック室を設置した例がある。しか
し、一般に、被処理物の搬入出に比べて、内部部品の交
換はそれほど頻繁に行われないので、別の排気系が必要
なロードロック室を設けることは、コスト的に無理な場
合が多い。また、部品の交換や，修理，メンテナンス等
のためには、どうしても真空容器を開けて、人的介入を
することが不可欠な場合が多い。

【０００４】また、別の解決法は、装置を大気圧に戻す
とき普通の空気ではなく、高純度のアルゴンなどの不活
性ガスや窒素ガス，乾燥空気を導入する方法がある。例
えば、第３１回真空に関する連合講演会講演予稿集（日
本真空協会）２７頁に記載のアルミニウム合金の超高速
排気システムの例のように、水分濃度のきわめて低い乾
燥窒素を導入して大気圧まで戻した後、排気を行うと極
めて排気時間が短いことが知られている。しかし、真空
容器を開けてしまうと、外の湿った空気が侵入してしま
うという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、真空
装置において、被処理物の搬入出や，内部部品の交換，
故障の修理，清掃，メンテナンス等のため大気開放した
後の再排気時間を短縮することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、大気よりも
水分濃度の小さいガスを装置に導入すると共に、開口部
付近に前記ガスの流れを作り、水分を多く含んだ外部の
空気が真空装置に侵入することを防ぐことにより達成さ
れる。

【０００７】

【作用】大気圧の真空容器から、高，超高真空の圧力領
域まで排気を行う場合、その排気時間のほとんどは、真
空容器に吸着したガス分子、特に、水分子の排気に費や
される。

【０００８】本発明によれば、真空容器を大気圧に戻し
たときに、容器に吸着する水分子が減少し、その後の再
排気時間が短縮される。

【０００９】

【実施例】図１に、本発明による真空装置の一実施例を
示す。真空容器１には、バルブ２を介して排気系３，バ
ルブ４を介して乾燥ガスの供給系５が設置される。ま
た、内部の部品の交換や内部のメンテナンスを行うため
のポート６があり、ポート６の近くには、乾燥ガスの噴
出口７がある。ポート６を開けるときには、まず、バル
ブ２を閉じ、ガス導入系５より、バルブ４を介して乾燥
ガスを容器の圧力が１気圧以上になるまで導入する。そ
の後も導入は続ける。次に、ガス噴出口７よりガスを噴
出し、ポート６を開放する。ガス噴出口７からの乾燥ガ
ス９ａの噴出は、外の湿った空気が中に侵入するのを防
ぐ役割がある。その流れは、例えば、図２（ａ）の矢印
に示すような向きや図２（ｂ）の矢印に示すような向き
にすればよい。また、バルブ４を介して真空容器１内に
導入された乾燥ガス９ｂは１気圧以上になっているの
で、ポート６から外部に向かって流れ、この流れによっ
ても外の湿った空気が中に侵入するのを防いでいる。

【００１０】以上の操作によってポート６を開放すれ
ば、外部の湿った空気が、容器に侵入することはない。

【００１１】また、図３に示すように真空用のフランジ
にあらかじめ噴出口７を作っておくことによって、図１
に示したような実施例を容易に実現することができる。

【００１２】導入する乾燥ガスには、窒素ガスや空気、
あるいはアルゴン，ヘリウム等の不活性ガスが望まし
い。また、ガスの温度は、常温でもよいが、１００℃以
上の高温に熱すれば、乾燥ガス中の水分が、真空容器の
内壁に付着しにくくなる。また、外の湿った空気が真空
容器内に混入しても、真空容器が熱せられるので、水分
の真空容器への付着量が少なくなるので効果的である。

【００１３】図４に本発明による真空装置の第二の実施
例を示す。図１に示した実施例では、ポート６の近くに
外気遮断用のガス噴出口が設けられていたが、部品の交
換によっては、噴出口は不用である。すなわち、部品交
換用ポート６の開口部の断面積が小さいときは、導入系
５からバルブ４を介して導入された乾燥ガスが、ポート
６を通って外に流れていくため外気はほとんど侵入しな
いが、断面積が大きいときは、普通に開けると外気が侵
入してくる。これを防ぐため、図４における内部部品１
０の様な部品の交換を考えると、ガス導入系５から乾燥
ガスを流し続けながら、部品１０をわずかに持ち上げ、
その隙間から板状体１１を挿入し、部品１０と新たな部
品１２を交換する。次に、部品１２を板状体１１に近接
した状態で、板状体１１を取り除き、部品１２を下に降
ろして固定する。このような機構により、部品の交換を
行えば、ポートが全開することなく、また、常時、内部
の乾燥ガスが外に向かって流れているので、外気が侵入
することなく部品の交換が行える。

【００１４】図５に本発明による真空装置の第三の実施
例を示す。交換する内部部品１０と次に取り付ける部品
１２が同一平面上となるような交換機構１３を設けてい
る。これによって、まず、交換機構１３全体をわずかに
持ち上げ、新しい部品１２が元の１０の位置にくるよう
にスライドさせた後、全体を下げて、部品１２を取り付
ける。このような機構により図４の場合と同様に、ポー
トが全開することなく、また、常時、内部の乾燥ガスが
外に向かって流れているので、外気が侵入することなく
部品の交換が行える。

【００１５】図６に本発明による真空装置の第四の実施
例を示す。部品交換のためバルブ１４を介してロードロ
ック室１５を設ける。ロードロック室には乾燥ガスが導
入される。ただし、ロードロック室は大気圧下で用い、
特に厳密なシールは必要でなく、真空用に比べて簡単な
ものでよいので、コスト的な問題は少ない。部品の交換
は、このロードロック室を介して行う。新たな部品を導
入するときは、まず、ロードロック室に入れ、しばらく
乾燥ガスを流し、ロードロック室内の水分がなくなって
から、乾燥ガスを満たした真空容器に導入を行う。

【００１６】図７に本発明による真空装置の第五の実施
例を示す。ターゲット等の交換する部品１０をベローズ
１６の伸縮によって移動可能とする。古い部品を取り出
すときは、バルブ１４を閉じた状態で、真空容器１およ
びベローズ内の空間１７に乾燥ガスを導入した後、バル
ブ１４を開け、ベローズ１６を縮めてアーム１８によっ
て、部品１０を容器から引出し、バルブ１４を閉じた
後、部品を取り外す。新しい部品を装着するときは、ま
ずアーム１８に取り付け、次にベローズ内の空間１５に
乾燥ガスを流し、空間１５内の水分を取り除く。次にバ
ルブ１４を開き、ベローズ１６を縮めて部品１０を導入
して設置した後、アーム１８を部品１０から取り外し、
ベローズ１６を伸ばして真空容器１からアーム１８を出
してから、バルブ１４を閉じる。

【００１７】図８に本発明の第六の実施例を示す。メン
テナンスなどのために、定期的に大気にさらす必要のあ
る真空容器１の真空排気に必要な排気系３を真空容器１
とは別の真空容器１９に取り付け、さらに真空容器１と
真空容器１９をバルブ１４で仕切った構造とする。ま
た、真空容器１は、最小限の大きさとし、真空計、質量
分析計等の測定系２０は、大気にさらさない真空容器１
９側に設ける。これにより、大気中の水分の容器への付
着を最小限にし、更に、排気系３，測定系２０を、常
時、運転可能にでき、再排気の時間が短縮される。再排
気を行うときは、バルブ２を閉じ、バルブ２１を開放
し、真空容器１を粗引きした後、バルブ２１を閉じ、バ
ルブ２，１４を開いて排気を行えばよい。また、図８に
は、真空容器を別々に示したが、本発明は、見かけ上同
じ真空容器であるが、その内部をバルブにより隔離した
２室構造とした場合も含み、この場合も同じ効果が得ら
れる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、少ない費用で、真空装
置を大気圧に戻した際に、真空容器内に吸着する水分子
を低減し、再排気時間を短縮できる。その結果、装置の
稼働率が向上する。

【００１９】さらに、真空容器内の不純物ガスを低減で
きるので、成膜などの処理を行う際、膜質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】乾燥ガスの流れを示す断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す斜視図。

【図４】本発明の第二の実施例を示す断面図。

【図５】本発明の第三の実施例を示す断面図。

【図６】本発明の第四の実施例を示す断面図。

【図７】本発明の第五の実施例を示す断面図。

【図８】本発明の第六の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１…真空容器、２…ゲートバルブ、３…排気系、４…バ
ルブ、５…乾燥ガスの供給系、６…ポート、７…乾燥ガ
スの噴出口、８…バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中で処理を行う真空装置において、大
   気よりも水分濃度の小さいガスを装置内に導入し、外部
   の空気が前記真空容器の開口部から前記真空装置内に侵
   入することを妨げるような方向に前記ガスの流れを形成
   することを特徴とする真空装置。