JPH09173816A - 真空槽の冷却方法および該方法に用いる真空処理装置 - Google Patents

真空槽の冷却方法および該方法に用いる真空処理装置

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JPH09173816A
JPH09173816A JP34322095A JP34322095A JPH09173816A JP H09173816 A JPH09173816 A JP H09173816A JP 34322095 A JP34322095 A JP 34322095A JP 34322095 A JP34322095 A JP 34322095A JP H09173816 A JPH09173816 A JP H09173816A
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vacuum chamber
vacuum
cooling
tank
inert gas
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JP34322095A
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Masaru Yamada
勝 山田
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Advanced Display Inc
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Advanced Display Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空処理装置の加熱真空槽をヒートダウンさ
せる際、真空槽内の冷却速度を向上させることによって
停止時間を短縮し、装置の稼働率を向上させることがで
きる真空槽の冷却方法を提供する。 【解決手段】 加熱源を有する真空槽1を加熱状態から
室温近傍へ冷却するための真空槽1の冷却方法であっ
て、該真空槽1に大気圧よりも低いガス圧力の不活性ガ
スを封入した後、該真空槽1に接続され、該真空槽1の
圧力よりも減圧された予備真空槽3内に前記真空槽1内
の不活性ガスを拡散させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は真空槽の冷却方法お
よび該方法に用いる真空処理装置に関する。さらに詳し
くは、液晶表示装置または半導体などの製造装置に用い
られる、室温以上に加熱される真空槽の冷却方法および
該方法に用いる真空処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置または半導体などの製造装
置の中でも特にスパッタ装置やCVD装置などは、真空
槽内に内蔵するヒーターにより概ね100〜500℃程
度の高温に加熱され、10-4〜10-5Pa程度の高真空
状態まで排気された清浄な真空槽を有する。真空槽は、
定期的なメンテナンスや不定期のトラブルなどのため、
内部を大気圧まで戻した上で開放し、所定の作業を行な
う必要がある。しかし、加熱真空槽を大気開放する場
合、加熱された状態のまま大気圧に戻すと、高温による
周辺環境・人体への悪影響、真空槽内部品の急激な温度
変化による変形・損傷、または大気中の酸素との酸化反
応の進行による槽内部品の劣化などの不具合が発生す
る。これらを避けるため、加熱真空槽を大気開放する場
合は、事前に槽内温度を室温近傍まで低下させる必要が
ある。この槽内冷却には、通常は数時間以上を要するた
め、装置停止時間が長くなり装置の生産性を低下させる
原因になっている。とりわけ、液晶表示装置の製造に用
いられるインライン式スパッタ装置やCVD装置など
は、最大1000リットル前後の大容量真空槽を有する
ため、冷却に10時間程度の長時間を要していた。
【0003】従来は、前述の加熱真空槽内の冷却時間を
短縮させるために、加熱真空槽内に1気圧以上の窒素、
またはアルゴンなどの不活性ガスを導入し、真空槽内に
導入されたガスの対流による熱移動効果を利用し冷却速
度を向上させる方法がある(特開平6−184628号
公報)。
【0004】また、図4に示すように、真空槽50に不
活性ガスの導入口51、排出口52をそれぞれ設け、該
排出口52から導入口51へガスを循環させるガス冷却
管53を設け、ガス冷却管53には熱交換器54を介設
し、真空槽50に導入されるガスを冷却することにより
真空槽の冷却効率を向上させる方法がある(特開昭60
−23813号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平6−184628号公報の冷却方法では、ガス対流
による熱移動効果は真空槽内に流入させたガス密度が低
く、1気圧未満の場合はあまり効果がない。従って、ガ
ス対流による冷却効果を大きくするために1気圧以上に
加圧するものであった。しかし、通常の液晶や半導体製
造装置の真空槽は、構造上、内圧を1気圧以上にできな
いという制約があるため、この方法による冷却効果はあ
まり期待できない。
【0006】また前記特開昭60−23813号公報の
冷却方法では、真空槽から排気された不活性ガスが真空
ポンプ内を経て、再度真空槽内に導入されるため、特に
真空ポンプとして油回転ポンプを使用した場合はオイル
ミストが、その他のポンプの場合はポンプ内摺動部から
発生したダストが真空槽内を汚染する危険性があり、ガ
スの清浄性の点で問題がある。
【0007】本発明は、叙上の事情に鑑み、真空処理装
置の加熱真空槽をヒートダウンさせる際、真空槽内の冷
却速度を向上させることによって停止時間を短縮し、装
置の稼働率を向上させることができる真空槽の冷却方法
および該方法に用いる真空処理装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の真空槽の冷却方
法は、加熱源を有する真空槽を加熱状態から室温近傍へ
冷却するための真空槽の冷却方法であって、該真空槽に
大気圧よりも低いガス圧力の不活性ガスを封入した後、
該真空槽に接続され、該真空槽の圧力よりも減圧された
予備真空槽内に前記真空槽内の不活性ガスを拡散させる
ことを特徴としている。
【0009】また本発明の真空槽の冷却方法は、加熱源
を有する真空槽を加熱状態から室温近傍へ冷却するため
の真空槽の冷却方法であって、該真空槽に接続される予
備真空槽内に大気圧よりも低いガス圧力の不活性ガスを
封入した後、前記真空槽内に予備真空槽内の不活性ガス
を拡散させることを特徴としている。
【0010】さらに本発明の真空槽の冷却方法は、加熱
源を有する真空槽を加熱状態から室温近傍へ冷却するた
めの真空槽の冷却方法であって、該真空槽に不活性ガス
の供給手段と真空排気手段を接続し、該真空槽内にガス
圧力が高い不活性ガスを拡散させると同時に、真空排気
を行なうことを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の真空槽の冷却方法および該方法に用いる真空処理装置
を説明する。
【0012】図1は本発明の真空槽の冷却方法の一実施
例を説明する模式図、図2は本発明の真空槽の冷却方法
の他の実施例を説明する模式図、図3は本発明の真空槽
の冷却方法の更に他の実施例を説明する模式図である。
【0013】図1(a)に示すように、真空処理装置A
における冷却の対象となる真空槽1には、不活性ガスを
供給するための供給手段S1と、仕切弁(流量制御弁)
2を介して予備真空槽3とが接続されている。また前記
真空槽1は、抵抗体などの加熱源を有しており、予備真
空槽3には、真空排気手段S2が接続されている。前記
供給手段S1は、真空槽1のガス供給口4に仕切弁5を
介して接続されるポンプユニット6からなり、また前記
真空排気手段S2は、予備真空槽3に仕切弁7を介して
接続されるポンプユニット8からなる。ポンプユニット
6、8としては、例えばメカニカルブースターポンプま
たはロータリーポンプなどを用いることができる。
【0014】次に本発明の冷却方法を適用した真空処理
装置Aの動作を説明する。まず図1(a)に示すよう
に、仕切弁5を開けるとともに、仕切弁2を閉じたの
ち、供給手段S1のポンプユニット6を運転して、真空
槽1内に大気圧より低いガス圧力、例えば104Paの
不活性ガスを封入する。ついで予備真空槽3を真空排気
手段S2のポンプユニット8により減圧し、真空槽1の
圧力P1よりも低い圧力P2の状態にする。これらの圧
力P1および圧力P2としては、例えば圧力P1が10
4Paであり、圧力P2が10Paである。次に図1
(b)に示すように、仕切弁5、7を閉じるとともに、
仕切弁2を開ける。これにより真空槽1内のガスが予備
真空槽3内へ急激に拡散するため、断熱膨張により拡散
ガスの温度が低下し、真空槽1内と予備真空槽3内の圧
力が等しくなりつつ、真空槽1が冷却される。引き続き
図1(a)に示すように、前記仕切弁2を閉じるととも
に、仕切弁7を開けて、予備真空槽3を減圧する。そし
て仕切弁7を閉じてから、図2(b)に示すように仕切
弁2を開けて、真空槽1内のガスを予備真空槽3内へ拡
散させる。この拡散の操作を繰り返すことにより断続的
に真空槽1を冷却する。なお前記拡散の操作を繰り返し
ているあいだに、真空槽1内のガス圧力が103PAよ
りも下がりすぎた場合、断熱膨張による冷却速度向上の
媒体となる不活性ガスを補充するために真空槽1のガス
供給口4からガス圧力が元の圧力P1になるまで不活性
ガスが補充される。
【0015】次に本発明の他の実施例を説明する。図2
(a)に示すように、真空処理装置Bにおける冷却の対
象となる真空槽21には、仕切弁22を介して予備真空
槽23が接続されている。また真空槽21には、真空排
気手段S3が、予備真空槽23には、供給手段S4がそ
れぞれ接続されている。これらの真空排気手段S3と供
給手段S4は、前記実施例における真空排気手段S2と
供給手段S1を用いることができる。
【0016】この真空処理装置Bの動作は、まず図2
(a)に示すように、仕切弁22を閉めるとともに、真
空排気手段S3における仕切弁24および供給手段S4
における仕切弁25を開ける。ついで予備真空槽23に
は、ポンプユニット26を運転して、不活性ガスを封入
する。また真空槽21をポンプユニット27により減圧
し、予備真空槽23のガス圧力P3よりも十分に低い圧
力P4の状態にする。これらの圧力P3および圧力P4
としては、例えば圧力P3が104Paであり、圧力P
4が10Paである。次に図2(b)に示すように、仕
切弁24、25を閉じた後、仕切弁22を開ける。これ
により予備真空槽23内のガスが真空槽21内へ急激に
拡散し、断熱膨張によりガスの温度が低下するため、真
空槽21が冷却される。引き続き図2(a)に示すよう
に、前記仕切弁22を閉じるとともに、仕切弁24、2
5を開けて、真空槽21を減圧するとともに、予備真空
槽23内へガスを封入する。そして仕切弁25を閉じて
から仕切弁22を開けて、予備真空槽23内のガスを真
空槽21内へ拡散させる。この拡散の操作を繰り返すこ
とにより断続的に真空槽21を冷却する。なお前記拡散
の操作を繰り返している間に、真空槽21内のガス圧力
が103Paよりも下がりすぎた場合、断熱膨張による
冷却速度向上の媒体となる不活性ガスを補充するために
真空槽21のガス供給口28からガス圧力が104Pa
になるまで不活性ガスが補充される。
【0017】次に本発明の更に他の実施例を説明する。
図3に示すように、真空処理装置Cにおける冷却の対象
となる真空槽31には、供給手段S5及び真空排気手段
S6が接続されている。これらの供給手段S5及び真空
排気手段S6は、前記実施例における供給手段S1およ
び真空排気手段S2を用いることができる。この真空処
理装置Cの動作は、仕切弁32、33を開け、ポンプユ
ニット34によりガス供給口35から真空槽31内へ不
活性ガスが導入すると同時に、仕切弁33を通じてポン
プユニット36により真空排気が行なわれる。このと
き、真空槽31内の圧力は、導入されるガス圧力に比べ
十分に低いため、ガスが真空槽31内で拡散する際に、
断熱膨張により真空槽31が冷却される。そして引き続
き前記拡散の操作を繰り返すことにより断続的に真空槽
31を冷却する。
【0018】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の冷却方法
および真空処理装置では、不活性ガスを拡散させ、断熱
膨張させることにより、真空槽を断続的に冷却するた
め、通常の真空槽へのガス封入、または自然冷却による
冷却方法に比較して、より大きな冷却速度が得られ、冷
却時間を短縮することが可能となる。その結果、装置の
稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空槽の冷却方法の一実施例を説明す
る模式図である。
【図2】本発明の真空槽の冷却方法の他の実施例を説明
する模式図である。
【図3】本発明の真空槽の冷却方法のさらに他の実施例
を説明する模式図である。
【図4】従来の冷却方法の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
1、21、31 真空槽 2、5、7、22、24、 25、32、33 仕切弁 3、23 予備真空槽 4、28、35 ガス供給口 6、8、26、27、 34、36 ポンプユニット A、B、C 真空処理装置 S1、S4、S5 供給手段 S2、S3、S6 真空排気手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱源を有する真空槽を加熱状態から室
    温近傍へ冷却するための真空槽の冷却方法であって、該
    真空槽に大気圧よりも低いガス圧力の不活性ガスを封入
    した後、該真空槽に接続され、該真空槽の圧力よりも減
    圧された予備真空槽内に前記真空槽内の不活性ガスを拡
    散させることを特徴とする真空槽の冷却方法。
  2. 【請求項2】 加熱源を有する真空槽を加熱状態から室
    温近傍へ冷却するための真空槽の冷却方法であって、該
    真空槽に接続される予備真空槽内に大気圧よりも低いガ
    ス圧力の不活性ガスを封入した後、前記真空槽内に予備
    真空槽内の不活性ガスを拡散させることを特徴とする真
    空槽の冷却方法。
  3. 【請求項3】 前記拡散の操作を繰り返している間に、
    真空槽内の不活性ガス圧力が断熱膨張によるガス温度冷
    却の効果が十分に得られる臨界点よりも下がりすぎた場
    合、該真空槽にガスを補充する請求項1または2記載の
    冷却方法。
  4. 【請求項4】 加熱源を有する真空槽を加熱状態から室
    温近傍へ冷却するための真空槽の冷却方法であって、該
    真空槽に不活性ガスの供給手段と真空排気手段を接続
    し、該真空槽内にガス圧力が高い不活性ガスを拡散させ
    ると同時に、真空排気を行なうことを特徴とする真空槽
    の冷却方法。
  5. 【請求項5】 前記真空槽と予備真空槽とを接続する仕
    切弁と、真空槽に接続される不活性ガスの供給手段と、
    前記予備真空槽に接続される真空排気手段からなる請求
    項1または3記載の冷却方法に用いる真空処理装置。
  6. 【請求項6】 前記真空槽と予備真空槽とを接続する仕
    切弁と、真空槽に接続される真空排気手段と、前記予備
    真空槽に接続される不活性ガスの供給手段からなる請求
    項2または3記載の冷却方法に用いる真空処理装置。
  7. 【請求項7】 真空槽に不活性ガスの供給手段と真空排
    気手段を接続してなる請求項4記載の冷却方法に用いる
    真空処理装置。
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