KR101033055B1 - 진공 장치, 진공 처리 시스템 및 진공실의 압력 제어 방법 - Google Patents

진공 장치, 진공 처리 시스템 및 진공실의 압력 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공실에 구비된 게이트 밸브의 작동용 에어의 공급이 부족한 경우에도, 게이트 밸브가 급격하게 개방되는 것을 방지하는 것에 관한 것이다. 압력 제어 기구(201)에서는, 에어 실린더(123)로 공급되는 에어가 정지하면, 메카니컬 밸브(121)의 포트가 전환하고, 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방되어, 진공 리크용 포트(109), 기체 도입 배관(111) 및 연통 구멍(107)을 거쳐서 진공 상태의 반송실(3) 내에 외부 기체가 조금씩 유입한다. 반송실(3)의 압력 제어는, 체크 밸브(103) 및 버퍼 탱크(105)에 의해 에어 실린더(47)의 작동용 에어를 확보한 상태에서 실행되기 때문에, 게이트 밸브(7b)의 급격한 개방이 방지된다.

Description

진공 장치, 진공 처리 시스템 및 진공실의 압력 제어 방법{VACUUM APPARATUS, VACUUM PROCESSING SYSTEM AND PRESSURE CONTROL METHOD OF A VACUUM CHAMBER}
본 발명은, 예를 들면 평판 디스플레이(FPD) 용의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 대하여 진공 조건에서 플라즈마 처리 등을 실행하는 진공 장치, 이 진공 장치를 구비한 진공 처리 시스템 및 진공실의 압력 제어 방법에 관한 것이다.
액정 모니터(LCD)에 대표되는 FPD나 반도체 디바이스의 제조 과정에 있어서는, 진공하에서 피처리체에, 에칭, 성막 등의 각종 처리가 실시된다. 플라즈마를 이용해서 상기 처리를 실행하기 위해서, 진공 흡인 가능한 진공 처리실을 구비한 진공 처리 시스템이 사용된다.
진공 처리 시스템에서는, 피처리체에 대한 처리 용기로서의 진공 처리실에 인접해서, 상기 진공 처리실로 피처리체를 반송하는 반송 장치를 구비한 반송실이 마련되어 있다. 반송실은, 통상, 진공 처리실과 마찬가지로 진공 상태로 유지된다. 진공 상태의 반송실과, 대기압 개방된 진공 처리 시스템의 외부와의 사이에서 피처리체의 주고받음을 실행하기 위해서, 진공 상태와 대기압 개방 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실(로드록실)이 구비되어 있다. 반송실과 진공 예비실은 피처리체를 반입반출하기 위한 개구부에 의해 연통하고 있다. 개구부에는 게이트 밸브가 마련되고, 반송실과 진공 예비실과의 사이가 차단된다. 즉, 진공 예비실 내를 대기압 개방한 상태에서, 인접하는 진공 상태의 반송실과의 사이의 기밀성이 게이트 밸브에 의해 확보되도록 되어 있다.
게이트 밸브의 개폐는, 진공 처리 시스템이 설치된 공장의 에어 공급원(에어 컴프레서)에서 공급되는 작동용 에어의 압력을 이용해서 실행된다. 구체적으로는, 게이트 밸브는 작동용 에어의 압력에 의해 대기 개방 상태의 진공 예비실과의 사이의 압력차에 저항해서 반송실 내를 진공 상태로 유지하고 있다. 이 때문에, 정전 등의 때에 공장용력이 저하 또는 정지하고, 에어 공급원으로부터 공급되는 에어가 부족하면, 작동용 에어의 압력이 저하하고, 게이트 밸브가 압력차에 견딜 수 없게 되어 급격하게 개방되는 사태가 발생한다. 게이트 밸브가 급격하게 개방되면, 대기가 반송실 내로 급격하게 흘러 들어 오고, 반송실 내의 피처리체나 구성 부품을 파손시켜 버린다는 문제가 있었다.
진공 처리 시스템에서는, 에어 공급원으로부터 공급되는 에어의 부족이나 정지를 검지하기 위해서, 게이트 밸브를 작동시키는 에어의 공급 경로 상에 압력 스위치나 압력 센서를 구비하는 것도 실행되고 있다. 그러나, 압력 센서나 압력 스위치는, 전기적 신호에 근거해 에어 압력의 저하 등을 검지하는 것이기 때문에, 예를 들면 정전으로 전력 공급이 정지한 경우에는 사용할 수 없게 되어 버린다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 실정에 비추어 보아서 행해진 것으로서, 진공실에 구비된 게이트 밸브의 작동용 에어의 공급이 부족한 경우에도, 게이트 밸브가 급격하게 개방되는 것을 방지할 수 있는 진공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 진공 장치는, 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스에 의해 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실을 구비한 진공 장치이다. 이 진공 장치는, 상기 진공실 내에 외부 기체를 도입하기 위해서 상기 진공실의 벽에 관통 형성된 연통 구멍과, 일단측이 상기 연통 구멍에 접속되고, 타단측에 진공 리크용 포트가 형성된 배관과, 상기 배관에 설치되고, 제 1 제어용 가스에 의해 개폐해서 상기 진공 리크용 포트로부터의 외부 기체의 도입을 전환하는 제 1 개폐 기구를 구비하고 있다. 그리고, 본 발명에 따른 진공 장치에 있어서, 상기 제 1 개폐 기구는, 상기 제 1 제어용 가스의 공급 압력 이 소정의 압력 이하가 되면 개방되어서 외부 기체를 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실에 도입시키는 것이다.
본 발명에 따른 진공 장치는, 상기 가스 공급원으로부터 상기 게이트 밸브에 달하는 상기 작동용 가스의 공급 경로의 도중에 체크 밸브를 더 구비하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 장치에 있어서, 상기 제 1 제어용 가스는, 상기 체크 밸브 보다도 상기 가스 공급원에 가까운 위치에 있어서 상기 작동용 가스의 공급 경로로부터 분기한 공급 경로에 의해 공급되는, 상기 작동용 가스와 동 계통의 가스이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 장치는, 상기 작동용 가스의 공급 경로에 있어서 상기 체크 밸브 보다도 상기 게이트 밸브에 가까운 위치에, 상기 작동용 가스를 저류해 두는 버퍼 탱크를 더 구비하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 장치는, 상기 제 1 개폐 기구의 개폐를 제어하는 개폐 제어부를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 개폐 제어부는, 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급 또는 차단을 전환하는 제 2 개폐 기구와, 상기 작동용 가스와 동 계통의 제 2 제어용 가스로 작동해서 상기 제 2 개폐 기구의 전환을 실행하는 액추에이터를 구비하고 있어도 좋다. 그리고, 본 발명에 따른 진공 장치에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 제 2 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면 상기 제 2 개폐 기구를 전환해서 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급을 차단시키는 것이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 장치에 있어서, 상기 개폐 제어부는 상기 액추에이터와 상기 제 2 개폐 기구의 사이에 개재되고, 가압력에 의해 상기 제 2 개폐 기구의 전환의 타이밍을 조절하는 가압 부재를 더 구비하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 장치는, 상기 진공 리크용 포트에 불활성 가스 공급원을 접속해도 좋다.
본 발명에 따른 진공 처리 시스템은, 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실행하는 진공 처리 시스템이고, 상기 진공 장치를 구비하고 있다.
본 발명에 따른 진공 처리 시스템에 있어서, 상기 진공실은 피처리체에 대해 소정의 처리를 실행하는 진공 처리실에 피처리체를 반송하는 진공 반송실이어도 좋다. 또는, 상기 진공실은, 진공 처리 시스템 내로 피처리체를 반입반출하기 위해서 대기압 개방 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공 처리 시스템은, 피처리체에 대해 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 시스템이어도 좋다.
본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법은, 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스에 의해 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실을 구비한 진공 장치에 있어서 상기 진공실의 압력을 제어하는 진공실의 압력 제어 방법이다. 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에 있어서, 상기 진공 장치는, 상기 진공실에 외부 기체를 도입하기 위한 연통 구멍과, 일단측이 상기 연통 구멍에 접속되고, 타단측에 진공 리크용 포트가 형성된 배관과, 상기 배관에 설치되고, 제 1 제어용 가스에 의해 개폐해서 상기 진공 리크용 포트로부터의 외부 기체의 도입을 전환하는 제 1 개폐 기구와, 상기 가스 공급원으로부터 상기 게이트 밸브에 달하는 상기 작동용 가스의 공급 경로의 도중에 마련된 체크 밸브를 구비하고 있다. 그리고, 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에서는, 상기 진공실을 진공으로 한 상태에서, 상기 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스의 압력이 저하한 경우에, 상기 체크 밸브에 의해 상기 작동용 가스의 역류를 방지하면서 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실에 외부 기체를 도입해서, 상기 진공실의 압력을 대기압에 가깝게 한다.
본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에 있어서, 상기 작동용 가스의 공급 경로에 있어서 상기 체크 밸브 보다도 상기 게이트 밸브에 가까운 위치에, 상기 작동용 가스를 저류해 두는 버퍼 탱크를 마련하여, 상기 작동용 가스를 확보해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에 있어서, 상기 제 1 제어용 가스는, 상기 체크 밸브 보다도 상기 가스 공급원에 가까운 위치에 있어서 상기 작동용 가스의 공급 경로로부터 분기한 공급 경로에 의해 공급되는, 상기 작동용 가스와 동 계통의 가스이며, 상기 제 1 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면, 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 외부 기체를 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실에 도입하는 것이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에 있어서, 상기 진공 장치는, 상기 제 1 개폐 기구의 개폐를 제어하는 개폐 제어부를 더 구비하고 있어도 좋 다. 이 개폐 제어부는, 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급 또는 차단을 전환하는 제 2 개폐 기구와, 상기 작동용 가스와 동 계통의 제 2 제어용 가스로 작동해서 상기 제 2 개폐 기구의 전환을 실행하는 액추에이터를 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 제 2 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면 상기 액추에이터가 상기 제 2 개폐 기구를 전환해서 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급을 차단시키고, 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 상기 진공 리크용 포트로부터 외부 기체를 상기 진공실에 도입하는 것이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에서는, 상기 액추에이터와 상기 제 2 개폐 기구의 사이에 가압 부재를 개재시켜서, 상기 가압 부재에 의해 상기 제 2 개폐 기구의 전환의 타이밍을 조절해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 진공실의 압력 제어 방법에서는, 상기 진공 리크용 포트로부터 도입되는 외부 기체가 불활성 가스이어도 좋다.
본 발명의 진공 장치에 의하면, 가스 공급원으로부터의 에어 등의 가스의 공급이 끊어진 경우, 제 1 개폐 기구를 개방해서 진공 리크용 포트로부터 외부 기체를 조금씩 진공실 내에 도입할 수 있다. 이 때문에, 게이트 밸브에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실의 내외의 압력차가 완화되어서, 게이트 밸브가 급격하게 개방되는 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 게이트 밸브의 급격한 개방에 의한 진공실 내에서의 피처리체나 기재의 파손 등의 사고를 방지할 수 있다는 효과를 달성한 다.
또한, 본 발명의 진공 장치에서는, 제 1 제어용 가스를 이용해서 제 1 개폐 기구의 개폐를 제어한다. 이렇게, 제 1 개폐 기구의 개폐에는 전력을 필요로 하지 않기 때문에, 정전 등에 의해 작동용 에어의 공급이 정지된 경우에도 제 1 개폐 기구를 기능시키는 것이 가능하다. 이 점에서, 전력의 공급이 정지한 경우에 작동할 수 없는 압력 센서나 압력 스위치 등의 전기 기기를 이용하는 경우에 비해서 뛰어나다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 여기에서는, 본 발명의 제 1 실시형태의 진공 장치를 구비한 기판 처리 시스템을 예로 들어서 설명을 실행한다. 도 1은 기판 처리 시스템으로서의 진공 처리 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 각 챔버의 덮개(도시 생략)를 개방한 상태에서 내부를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 이 진공 처리 시스템(100)은, 복수의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)를 갖는 멀티 챔버 구조를 하고 있다. 진공 처리 시스템(100)은, 예를 들면 FPD용의 유리 기판(이하, 단지 "기판"이라고 한다)(S)에 대하여 플라즈마 처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리 시스템으로 구성되어 있다. 또한, FPD로서는, 액정 모니터(LCD), 엘렉트로 루미네센스(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.
진공 처리 시스템(100)에서는, 복수의 대형 챔버가 십자형으로 연결되어 있다. 중앙부에는 반송실(3)이 배치되고, 그 3방면의 측면에 인접해서 기판(S)에 대해 플라즈마 처리를 실행하는 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)가 배설되어 있다. 또한, 반송실(3)의 나머지의 한쪽의 측면에 인접해서 로드록실(5)이 배설되어 있다. 이들 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c), 반송실(3) 및 로드록실(5)은, 어느 것이나 진공 챔버로서 구성되어 있다. 반송실(3)과 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)와의 사이에는 도시하지 않는 개구부가 마련되어 있고, 상기 개구부에는 개폐 기능을 갖는 게이트 밸브(7a)가 각각 배설되어 있다. 또한, 반송실(3)과 로드록실(5)의 사이에는 게이트 밸브(7b)가 배설되어 있다. 게이트 밸브(7a, 7b)는, 폐쇄 상태에서 각 챔버의 사이를 기밀하게 시일하는 동시에, 개방 상태에서 챔버 간을 연통시켜서 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다. 또한, 로드록실(5)과 외부의 대기 분위기와의 사이에도 게이트 밸브(7c)가 구비되어 있어, 폐쇄 상태에서 로드록실(5)의 기밀성을 유지하는 동시에 개방 상태에서 로드록실(5) 내와 외부의 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다.
로드록실(5)의 외측에는 2개의 카세트 인덱서(9a, 9b)가 마련되어 있다. 각 카세트 인덱서(9a, 9b) 상에는 각각 기판(S)을 수용하는 카세트(11a, 11b)가 탑재되어 있다. 각 카세트(11a, 11b) 내에는 기판(S)이, 상하에 간격을 두고 다단에 배치되어 있다. 또한, 각 카세트(11a, 11b)는 승강 기구부(13a, 13b)에 의해 각각 승강 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들면 카세트(11a)에는 미처리의 기판(S)을 수용하고, 다른쪽의 카세트(11b)에는 처리 완료의 기판(S)을 수 용할 수 있도록 구성되어 있다.
이들 2개의 카세트(11a, 11b)의 사이에는 기판(S)을 반송하기 위한 반송 장치(15)가 마련되어 있다. 이 반송 장치(15)는, 상하 2단에 마련된 기판 유지구로서의 포크(17a, 17b)와, 이들 포크(17a, 17b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 작동부(19)와, 이 작동부(19)를 지지하는 지지대(21)를 구비하고 있다.
프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)는 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에는, 도 2에 도시한 것과 같이, 기판(S)을 탑재하는 탑재대로서의 서셉터(2)가 구비되어 있다. 그리고, 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서는, 기판(S)을 서셉터(2)에 탑재한 상태에서, 기판(S)에 대하여, 예를 들면 진공 조건에서의 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리가 실행된다.
본 실시형태에서는, 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서 동종의 처리를 실행해도 좋고, 프로세스 챔버마다 다른 종류의 처리를 실행해도 좋다. 또한, 프로세스 챔버의 수는 3개에 한정되지 않고, 4개 이상이어도 좋다.
반송실(3)은 진공 처리실인 프로세스 챔버(1a 내지 1c)와 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성된 진공실이다. 반송실(3) 안에는, 도 2에 도시한 것과 같이, 반송 장치(23)가 배설되어 있다. 반송 장치(23)는, 회전 가능하게 구성되어 있고, 진출·퇴피해서 기판(S)을 반송하는 빗살 형상의 포크(25)를 구비하고 있다. 그리고, 반송 장치(23)에 의해, 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 및 로드록실(5) 사이에서 기판(S)의 반송이 실행된다. 반송 장치(23)는, 상하 2단 에 마련된 반송 기구를 구비하고, 각각 독립해서 기판(S)의 출납을 실행할 수 있도록 구성되어 있다.
진공 예비실로서의 로드록실(5)은 프로세스 챔버(1a 내지 1c) 및 반송실(3)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 로드록실(5)은, 대기 분위기에 있는 카세트(11a, 11b)와 감압 분위기의 반송실(3)의 사이에서 기판(S)의 주고받음을 실행하기 위한 것이다. 로드록실(5)은, 대기 분위기와 감압 분위기를 반복하는 관계 상, 극히 그 내용적이 작게 구성되어 있다. 로드록실(5)에는 기판 수용부(27)가 상하 2단에 마련되어 있고(도 2에서는 상단만 도시), 각 기판 수용부(27)에는 기판(S)을 지지하는 복수의 버퍼(28)가 간격을 두고 마련되어 있다. 이들 버퍼(28)의 간격은, 빗살 형상의 포크[예를 들면 포크(25)]의 틈새 홈(언더컷)이 되어 있다. 또한, 로드록실(5) 내에는, 직사각형 형상의 기판(S)이 서로 대향하는 각부 부근에 접촉해서 위치 맞춤을 실행하는 포지셔너(29)가 마련되어 있다.
도 2에 도시한 것과 같이, 진공 처리 시스템(100)의 각 구성부는, 제어부(30)에 접속되어서 제어되는 구성이 되어 있다(도 1에서는 도시를 생략). 제어부(30)는 CPU를 구비한 컨트롤러(31)와, 유저 인터페이스(32)와 기억부(33)를 구비하고 있다. 컨트롤러(31)는, 진공 처리 시스템(100)에 있어서, 예를 들면 프로세스 챔버(1a 내지 1c), 반송 장치(15), 반송 장치(23) 등의 각 구성부를 통괄해서 제어한다. 유저 인터페이스(32)는, 공정 관리자가 진공 처리 시스템(100)을 관리하기 위해서 명령의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 진공 처리 시스템(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 구성된다. 기억부(33)에는, 진공 처리 시스템(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(31)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 보존되어 있다. 유저 인터페이스(32) 및 기억부(33)는 컨트롤러(31)에 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(32)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(33)로부터 호출해서 컨트롤러(31)에 실행시키는 것으로, 컨트롤러(31)의 제어 하에서, 진공 처리 시스템(100)에서의 원하는 처리가 실행된다.
상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉서블 디스크, 플래쉬 메모리 등에 격납된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또는, 상기 레시피를 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 수시로 전송시켜서 온라인에서 이용하거나 하는 것도 가능하다.
다음에, 이상과 같이 구성된 진공 처리 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 반송 장치(15)의 2장의 포크(17a, 17b)를 진퇴 구동시키고, 미처리 기판을 수용한 카세트(11a)로부터 기판(S)을 받아들여서, 로드록실(5)의 상하 2단의 기판 수용부(27)의 버퍼(28)에 각각 탑재한다.
포크(17a, 17b)를 퇴피시킨 후, 로드록실(5)의 대기측의 게이트 밸브(7c)를 닫는다. 그 후, 로드록실(5) 내를 배기해서, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 다음에, 반송실(3)과 로드록실(5)과의 사이의 게이트 밸브(7b)를 열고, 반송 장치(23)의 포크(25)에 의해, 로드록실(5)의 기판 수용부(27)에 수용된 기판(S)을 받 아들인다.
다음에, 반송 장치(23)의 포크(25)에 의해, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 중 어느 한 기판(S)을 반입하고, 서셉터(2)에 주고받는다. 그리고, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에서 기판(S)에 대하여 에칭 등의 소정의 처리가 실시된다. 다음에, 처리 완료의 기판(S)은, 서셉터(2)로부터 반송 장치(23)의 포크(25)에 주고받게 되어, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)로부터 반출된다.
그리고, 기판(S)은, 상기와는 반대의 경로로 로드록실(5)을 거치고, 반송 장치(15)에 의해 카세트(11b)에 수용된다. 또한, 처리 완료의 기판(S)을 원래의 카세트(11a)에 되돌려도 좋다.
다음에, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 반송실(3)과 로드록실(5)과의 사이에 개재 구비된 게이트 밸브(7b)의 구조와 동작에 대해서 간단히 설명한다. 게이트 밸브(7b)는, 로드록실(5)의 측벽(5a)에 마련된 기판 반입반출구(5b)를 반송실(3)측으로부터 개폐한다. 여기에서는, 게이트 밸브(7b)와 이 게이트 밸브(7b)에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실로서의 반송실(3)이 본 실시형태에 따른 진공 장치를 구성하고 있다. 게이트 밸브(7b)는, 기판(S)을 수평 자세로 반입반출 가능한 기판 반입반출구(5b)를 폐색할 수 있도록, 가로 길이로 형성된 밸브 본체(41)와, 이 밸브 본체(41)를 지지하는 링크(43a, 43b)와, 이들 링크(43a, 43b)에 의해 밸브 본체(41)에 연결된 승강 이동 가능한 가로 길이의 가동 블록(45)을 갖고 있다. 링크(43a, 43b)는, 가동 블록(45)의 좌측면과 밸브 본체(41)의 좌측면과의 사이, 및 가동 블록(45)의 우측면과 밸브 본체(41)의 우측면과의 사이에 각각 걸쳐져 있다 [또한, 도 3 및 도 4에서는, 좌측면의 링크(43a, 43b)만을 도시하고 있다].
또한, 게이트 밸브(7b)는, 가동 블록(45)을 상하로 변위시키기 위한 구동력을 주는 에어 실린더(47)와, 가동 블록(45)을 안내하는 수직으로 배치된 가이드 레일(49)을 구비하고 있다. 이 가이드 레일(49)의 상단부에는, 가동 블록(45)의 상면에 접촉해서 가동 블록(45)을 정지시키는 스토퍼(51)가 마련되어 있다. 또한, 밸브 본체(41)의 상면에는 천장부(53)와의 마찰을 회피하기 위한 회전체[회전자(55)]가 마련되어 있다.
가동 블록(45)은, 에어 실린더(47)의 피스톤 로드(47a)에 연결되어 있고, 피스톤 로드(47a)의 진퇴에 따라 상하로 변위한다. 이 가동 블록(45)은, 수직하게 배치되어 있는 가이드 레일(49) 상을 접동하면서 안내되도록 되어 있다. 즉, 에어 실린더(47)를 작동시켜서, 피스톤 로드(47a)를 상하에 진출·퇴피시키면, 가동 블록(45)이 가이드 레일(49)의 안내로 수직 방향으로 승강 이동한다. 따라서, 가동 블록(45), 링크(43a, 43b)를 거쳐서 피스톤 로드(47a)에 연결된 밸브 본체(41)도 상하로 변위하고, 기판 반입반출구(5b)를 시일하고, 또는 기판 반입반출구(5b)의 시일을 해제한다. 게이트 밸브(7b)가 열려 있을 때는, 도 3에 도시한 것과 같이, 밸브 본체(41)는 기판 반입반출구(5b) 보다도 낮은 대기 위치에 두어지고, 가동 블록(45)은 밸브 본체(41) 보다도 더욱 낮은 대기 위치에서 대기하고 있다.
도 3에 도시한 개방 상태로부터, 게이트 밸브(7b)를 닫는 경우에는, 에어 실린더(47)를 작동시켜서 피스톤 로드(47a)를 소정의 스트로크로 전진(상승)시킨다. 그렇게 하면, 도 4에 도시한 것과 같이, 가동 블록(45)과 밸브 본체(41)가 각각의 원위치로부터, 서로 평행하게 수직으로 상승하고, 밸브 본체(41)의 회전자(55)가 천장면(53)에 접촉하고, 이어서 가동 블록(45)이 스토퍼(51)에 접촉한다. 그리고, 링크(43a, 43b)가 움직여서, 밸브 본체(41)를 기판 반입반출구(5b)를 향해서 밀어내고, 기판 반입반출구(5b)의 주위(측벽)로 가압한다. 이 동작 시에는, 회전자(55)가 천장면(53)에서 수평 방향으로 회전함으로써, 밸브 본체(41)가 스무스하게 수평 이동한다. 기판 반입반출구(5b)의 주위에는, O링 등의 시일 부재(도시하지 않음)가 장착되어 있기 때문에, 밸브 본체(41)는, 높은 기밀성을 갖고 기판 반입반출구(5b)를 시일할 수 있다. 게이트 밸브(7b)가 폐쇄 상태의 때는, 로드록실(5) 내가 대기압 개방 상태, 반송실(3)이 진공 상태로 두어져 있다. 즉, 밸브 본체(41)는, 진공측으로부터 대기압에 저항해서 기판 반입반출구(5b)를 시일하고 있다.
도 4에 도시한 폐쇄 상태로부터, 게이트 밸브(7b)를 열 때는, 에어 실린더(47)를 작동시켜서 피스톤 로드(47a)를 왕동시와 동일한 스트로크만 하강시킨다. 이로써, 시일 과정의 동작의 역동작에 의해 가동 블록(45) 및 밸브 본체(41)가 각각 원래의 대기 위치로 되돌아오고, 기판 반입반출구(5b)의 시일이 해제된다.
게이트 밸브(7b)를 개폐 구동시키는 에어 실린더(47)는, 진공 처리 시스템(100)이 설치된 공장 전체의 용력의 일부로서의 에어 공급원으로부터 공급되는 작동용 에어에 의해 작동한다. 에어 공급원은, 게이트 밸브(7b)뿐만 아니라, 진공 처리 시스템(100) 내의 다른 장치나, 외부의 시스템에도 분배되어 있다. 이 때문에, 어떠한 사정 예를 들면 공장 내에서의 에어 수요의 급격한 증가나, 정전, 에어 컴프레서의 고장 등의 원인으로, 작동용 에어의 공급이 정지 또는 저하하면, 게이트 밸브(7b)를 폐쇄 상태로 유지할 수 없게 되는 경우가 있다.
에어 실린더(47)를 구동시키는 작동용 에어의 공급이 정지 또는 저하하면, 밸브 본체(41) 및 가동 블록(45)은, 대기압에 견딜 수 없게 되어서, 밸브 본체(41)가 기판 반입반출구(5b)로부터 가압 분리되는 동시에, 가동 블록(45)이 하강해서 기판 반입반출구(5b)가 개방된다. 그리고, 대기압의 로드록실(5)로부터 진공측의 반송실(3)에 공기가 급격하게 돌입한다. 이러한 급격한 압력 변동 및 공기의 유입에 의한 충격은, 반송실(3) 내의 기판(S)이나 반송 장치(23)를 파손시킬 정도로 큰 것이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 진공 처리 시스템(100)에 있어서의 압력 제어 기구(200)의 구성을 도시하고 있다. 진공 처리 시스템(100)에서는, 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어의 공급이 정지 또는 저하한 경우에, 게이트 밸브(7b)가 급격하게 개방되는 것과 같은 사태를 막기 위해서 압력 제어 기구(200)를 마련하고 있다. 이 압력 제어 기구(200)에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다.
압력 제어 기구(200)는, 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어의 공급이 정지 또는 저하한 경우에, 게이트 밸브(7b)를 소정 시간 시일 상태로 유지하는 동시에, 진공측의 반송실(3) 내의 압력을 상승시켜서 로드록실(5) 내와의 압력차를 완화시킨다. 압력 제어 기구(200)는, 게이트 밸브(7b)에 접속되는 것으로서, 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어를 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)로 공급하는 에어 공급 배관(101) 상에 마련된 체크 밸브(103)와, 이 체크 밸브(103) 보다 도 에어 공급 방향의 하류측의 에어 공급 배관(101) 상에 구비된 버퍼 탱크(105)를 구비하고 있다.
또한, 압력 제어 기구(200)는, 반송실(3)에 부속되는 것으로서, 반송실(3)의 벽[예를 들면 바닥벽(3a)]에 관통 형성된 연통 구멍(107)과, 일단측이 이 연통 구멍(107)에 접속되고, 타단측이 진공 리크용 포트(109)를 형성하고 있는 협소한 유로를 갖는 기체 도입 배관(111)과, 이 기체 도입 배관(111)에 의한 유로를 개폐하는 제 1 개폐 기구로서의 에어 오퍼레이터 밸브(113)를 구비하고 있다. 에어 오퍼레이터 밸브(113)에는 제어용 에어 배관(115)이 접속되어 있고, 이 제어용 에어 배관(115)을 거쳐서 공급되는 제 1 제어용 가스로서의 제 1 제어용 에어에 의해 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐가 제어된다.
에어 공급 배관(101) 상에 마련된 체크 밸브(103)는, 예컨대 정전 등의 이유로 에어 공급원(300)이 정지하고, 작동용 에어의 공급이 끊어진 경우에, 상대적으로 양압이 되는 게이트 밸브(7b)측으로부터 부압이 되는 에어 공급원(300)측으로 에어가 역류하는 것을 방지한다. 또한, 체크 밸브(103) 보다도 에어 공급 경로의 하류측에 소정량의 에어를 저류하는 버퍼 탱크(105)를 마련한 것에 의해, 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)를 소정 시간 계속해서 구동하기 위해서 필요한 양의 에어를 확보할 수 있다. 이렇게, 체크 밸브(103)와 버퍼 탱크(105)는, 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어의 공급이 끊어진 경우에 협동해서 작동용 에어를 확보하고, 게이트 밸브(7b)에 의한 시일 상태를 극히 오래 유지할 수 있도록 기능하고 있다. 따라서, 예를 들면 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어의 공급이 단시간 정지한 경우 등에는, 체크 밸브(103)로 에어의 역류를 방지하면서 버퍼 탱크(105) 내에 축적된 작동용 에어를 사용해서 게이트 밸브(7b)를 시일 상태로 유지하는 것이 가능하다.
다음에, 반송실(3)에 마련된 연통 구멍(107)과 기체 도입 배관(111)과 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 작용에 대해서 설명한다. 연통 구멍(107)은, 반송실(3)의 바닥벽(3a)에 형성된 관통 구멍이다. 또한, 연통 구멍(107)은, 반송실(3)의 측벽에 형성해도 좋다. 연통 구멍(107)에는 기체 도입 배관(111)이 접속되어 있다.
기체 도입 배관(111)은 협소한 유로를 구비하고, 큰 유로 저항을 갖도록 형성되어 있다. 기체 도입 배관(111)의 도중에는 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 배설되어 있다. 또한, 기체 도입 배관(111)의 타단측에는 외부 기체를 도입하는 진공 리크용 포트(109)가 형성되어 있다. 즉, 연통 구멍(107)은, 기체 도입 배관(111)을 거쳐서 진공 리크용 포트(109)에 접속되어 있고, 기체 도입 배관(111)에 의한 유로는, 에어 오퍼레이터 밸브(113)에 의해 개폐가 제어되도록 구성되어 있다.
에어 오퍼레이터 밸브(113)는, 제어용 에어 배관(115)을 거쳐서 공급되는 제 1 제어용 에어에 의해 작동하는 노멀리 오픈의 밸브이다. 에어 오퍼레이터 밸브(113)는, 제어용 에어 배관(115)을 거쳐서 공급되는 제 1 제어용 에어의 공급이 소정 압력 이상으로 실행되고 있는 사이는 폐쇄 상태로 유지된다. 제어용 에어 배관(115)은, 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)를 구동하는 작동용 에어를 공급하는 에어 공급 배관(101)의 분기이다. 즉, 상기 제 1 제어용 에어와 상기 작동용 에어는 동일한 에어 공급원(300)으로부터 공급되는 동 계통의 에어이다. 제어용 에어 배관(115)은, 체크 밸브(103) 보다도, 에어 공급 방향의 상류측에서 에어 공급 배관(101)으로부터 분기하고 있다.
상기와 같이, 제어용 에어 배관(115)에 의해 공급되는 제 1 제어용 에어는, 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)를 구동하는 작동용 에어와 동 계통의 에어이기 때문에, 작동용 에어의 공급이 실행되고 있는 사이는 제 1 제어용 에어의 공급도 계속한다. 그러나, 예를 들면 정전 등으로 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어의 공급이 정지 또는 감소하는 사태가 발생하면, 제 1 제어용 에어의 공급도 정지 또는 감소한다. 상기 제 1 제어용 에어가 소정 압력 이하, 예를 들면 0.1MPa 이하가 되면, 에어 오퍼레이터 밸브(113)는 개방 상태로 바뀐다.
에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방되면, 진공 리크용 포트(109)로부터, 기체 도입 배관(111) 및 연통 구멍(107)을 거쳐서, 반송실(3) 내까지가 연통한 상태가 된다. 기체 도입 배관(111)은 유로 저항이 크게 설정되어 있다. 예를 들어 반송실(3)의 용적이 12㎥인 진공 시의 내부의 압력이 1Pa일 경우에 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방되면, 약 1.5 내지 2시간에 반송실(3) 내가 대기압이 되도록 설정되어 있다.
이와 같이, 정전 등의 사정에 의해, 에어 공급원(300)으로부터 공급되는 에어의 공급이 정지 또는 감소하면, 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방되어서 진공 리크용 포트(109), 기체 도입 배관(111) 및 연통 구멍(107)을 거쳐서 진공 상태의 반송실(3) 내로 예를 들면 대기 등의 외부 기체가 조금씩 유입하도록 구성되어 있다. 그리고, 외부 기체의 도입에 의해, 진공 상태의 반송실(3) 내의 압력은 서서 히 대기압에 가까워져 가기 때문에, 대기압의 로드록실(5)측으로부터 게이트 밸브(7b)의 밸브 본체(41)에 가해지는 압력은, 서서히 완화되어 간다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 에어 공급원(300)으로부터의 에어의 공급이 끊어진 경우, 체크 밸브(103)와 버퍼 탱크(105)에 의해, 당면 게이트 밸브(7b)의 폐쇄 상태를 유지하기 위해서 필요한 에어[즉, 에어 실린더(47)를 구동시키기 위해서 필요한 에어]를 확보할 수 있다. 이 상태에서, 반송실(3)에 접속된 에어 오퍼레이터 밸브(113)를 개방해서 유로 저항이 큰 협소한 기체 도입 배관(111)으로부터, 외부 기체를 조금씩 진공 상태의 반송실(3) 내로 도입함으로써, 로드록실(5)과 반송실(3)의 사이의 압력차가 완화되어서, 게이트 밸브(7b)가 급격하게 개방되는 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 게이트 밸브(7b)를 작동시키기 위한 작동용 에어의 공급이 정지한 경우이어도, 게이트 밸브(7b)의 급격한 개방에 의한 기판(S)이나 반송 장치(23)의 파손 등의 사고를 방지할 수 있다는 효과를 가져온다.
또한, 압력 제어 기구(200)는, 게이트 밸브(7b)의 작동용 에어와 동 계통[같은 에어 공급원(300)]의 제 1 제어용 에어를 이용해서 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐를 제어하고 있어서, 전력을 필요로 하지 않는 기구이다. 그 때문에, 압력 제어 기구(200)는, 정전 등에 의해 작동용 에어의 공급이 정지한 경우에도 기능한다. 이 점에서, 전력의 공급이 정지한 경우에 작동할 수 없는 압력 센서나 압력 스위치 등의 전기 기기를 에어 공급 배관(101)에 구비하는 경우에 비해서 뛰어나다.
또한, 도 5에서는 에어 공급 배관(101) 상의 체크 밸브(103) 보다도, 에어 공급 방향 하류측에 버퍼 탱크(105)를 구비했다. 그러나, 체크 밸브(103)로부터 에어 실린더(47)까지 사이의 에어 공급 배관(101)만에 의해 게이트 밸브(7b)를 소정 시간 폐쇄 상태로 유지할 수 있는 충분한 양의 에어를 확보할 수 있는 경우에는, 버퍼 탱크(105)는 마련하지 않아도 좋다.
[제 2 실시형태]
다음에, 도 6 내지 도 8을 참조하면서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 압력 제어 기구(201)에 대해서 설명한다. 도 6은 본 실시형태에 따른 압력 제어 기구(201)의 구성을 도시하고 있다. 이 압력 제어 기구(201)는, 제 1 실시형태의 압력 제어 기구(200)와 마찬가지로, 진공 처리 시스템(100)에 적용 가능한 것이다. 따라서, 여기에서는, 제 1 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명을 실행한다. 도 6 내지 도 8 중 제 1 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
압력 제어 기구(201)는, 게이트 밸브(7b)에 접속되는 것으로서, 에어 공급원(300)으로부터의 작동용 에어를 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)에 공급하는 에어 공급 배관(101) 상에 마련된 체크 밸브(103)와, 이 체크 밸브(103) 보다도 에어 공급 방향의 하류측에 구비된 버퍼 탱크(105)를 구비하고 있다.
또한, 압력 제어 기구(201)는, 반송실(3)에 부속되는 것으로서, 반송실(3)의 바닥벽(3a)에 마련된 연통 구멍(107)과, 일단측이 이 연통 구멍(107)에 접속되고, 타단측이 진공 리크용 포트(109)를 형성하고 있는 협소한 유로를 갖는 기체 도입 배관(111)과, 이 기체 도입 배관(111)을 개폐하는 제 1 개폐 기구로서의 에어 오퍼 레이터 밸브(113)와, 이 에어 오퍼레이터 밸브(113)로의 에어의 흐름을 전환하는 제 2 개폐 기구로서의 메카니컬 밸브(121)와, 메카니컬 밸브(121)의 전환을 실행하는 액추에이터로서의 에어 실린더(123)와, 메카니컬 밸브(121)와 에어 실린더(123)의 사이에 개재하는 가압 부재로서의 스프링(125)을 구비하고 있다. 메카니컬 밸브(121)와 에어 실린더(123)와 스프링(125)은, 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐를 제어하는 개폐 제어부로서 기능한다.
에어 오퍼레이터 밸브(113)에는 제어용 에어 배관(115)이 접속되어 있고, 이 제어용 에어 배관(115)을 거쳐서 공급되는 제 1 제어용 에어에 의해 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐가 제어된다. 본 실시형태에서는 제어용 에어 배관(115)은, 도중에, 메카니컬 밸브(121)에 제 1 제어용 에어를 공급하는 배관(115a)과, 에어 실린더(123)에 제 2 제어용 에어를 공급하는 배관(115b)에 분기하고 있다.
체크 밸브(103) 및 버퍼 탱크(105)의 구성 및 작용은 제 1 실시형태와 같기 때문에 설명을 생략한다. 또한, 연통 구멍(107)과 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 구성 및 작용도 제 1 실시형태와 같다.
도 7 및 도 8에 개폐 제어부의 구성을 확대해서 도시했다. 메카니컬 밸브(121)는, 스프링(121a)과, 이 스프링(121a)의 가압력을 이용해서 온/오프의 전환을 하는 스위치부(121b)와, 3개의 포트(A, B, C)를 갖는 3포트 밸브이다. 포트 A는 배관(115a)에 접속되어 있다. 포트 B는 배관(115c)을 거쳐서, 에어 오퍼레이터 밸브(113)에 접속되어 있다. 포트 C는 대기 개방구(127)에 접속되어 있다.
도 7은, 메카니컬 버블(121)이 "온"이며, 포트 A로부터 포트 B에 달하는 유 로를 거쳐서 에어 오퍼레이터 밸브(113)로 에어가 공급되어 있는 상태이다. 대기 개방구(127)에 접속된 포트 C는 닫혀 있다. 도 8은, 메카니컬 밸브(121)가 "오프"이며, 포트 A가 닫혀서 에어 오퍼레이터 밸브(113)로의 에어의 공급이 차단되어 있는 상태이다. 대기 개방구(127)에 접속된 포트 C가 열려서 포트 B로부터 포트 C에 달하는 에어 유로가 형성되어 있다.
메카니컬 밸브(121)의 포트 A가 개방 상태에서 에어 오퍼레이터 밸브(113)로 보내지는 제 1 제어용 에어는, 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)를 작동시키는 작동용 에어와 같은 에어 공급원(300)으로부터 배관(115a, 115c)을 거쳐서 공급된다.
에어 실린더(123)는, 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)의 온/오프의 전환을 하는 구동부이다. 이 에어 실린더(123)도, 게이트 밸브(7b)의 에어 실린더(47)를 작동시키는 작동용 에어와 같은 에어 공급원(300)으로부터 배관(115b)을 거쳐서 공급되는 제 2 제어용 가스로서의 제 2 제어용 에어에 의해 작동한다. 즉, 에어 공급원(300)으로부터 에어가 공급되어 있으면, 에어 실린더(123)의 피스톤 로드(123a)가 진출하고, 도 7에 도시한 것과 같이 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)가 눌린 상태가 되어서, 포트 A-B 사이를 연통시킨다. 이렇게, 에어 공급원(300)으로부터의 에어가 공급되어 있는 상태에서는, 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)는 상시 온(ON)이 되어 있고, 포트 A-B 사이에 에어가 흐르는 상태가 되어 있다.
한편, 에어 공급원(300)으로부터의 에어의 공급이 정지하거나, 에어 압력이 저하하면, 도 8에 도시한 것과 같이, 에어 실린더(123)의 피스톤 로드(123a)가 후퇴하고, 스위치부(121b)가 스프링(121a)의 가압력에 의해 되밀려져서 "오프"가 되고, 메카니컬 밸브(121)의 포트 A-B 사이를 차단시킨다.
스프링(125)은, 에어 실린더(123)와 메카니컬 밸브(121)의 사이에 개재하고, 에어 실린더(123)의 피스톤 로드(123a)가 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)를 가압하는 때의 가압력을 미세조정한다. 에어 실린더(123)에 공급되는 에어의 압력이 저하해 가는 과정에서, 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)가 오프(OFF)로 바뀌는 타이밍이, 이 스프링(125)의 가압력을 이용해서 고정밀도로 조절되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 에어 공급원(300)으로부터 공급되는 제 2 제어용 에어의 압력이 035 내지 0.4MPa 정도의 범위 내가 된 경우에, 에어 실린더(123)의 피스톤 로드(123a)가 퇴피해서 메카니컬 밸브(121)의 스위치부(121b)가 오프(OFF)로 바뀌도록 설정되어 있다. 이렇게, 스프링(125)은, 구하는 압력 범위에서 메카니컬 밸브(121)의 전환이 실행되도록 작용한다. 즉, 스프링(125)은, 제 2 제어용 에어의 압력이 소정의 범위 내의 때에 메카니컬 밸브(121)의 온/오프의 전환(환언하면, 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐의 전환)이 실행되도록 미세조정하는 밸브 전환 타이밍 조절 수단으로서 기능하는 것이다.
도 7에 도시한 상태로부터, 에어 실린더(123)에 공급되는 에어가 정지 또는 소정 압력까지 저하하면, 도 8에 도시한 것과 같이, 메카니컬 밸브(121)의 포트 A-B 사이가 차단된다. 이로써, 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방되고, 진공 리크용 포트(109), 유로 저항이 큰 기체 도입 배관(111) 및 연통 구멍(107)을 거쳐서 진공 상태의 반송실(3) 내로 외부 기체(예를 들면 공기)가 조금씩 유입한다. 연통 구멍(107)으로부터의 외부 기체의 도입에 의해, 진공 상태의 반송실(3) 내의 압력은 서서히 대기압에 가까워져 가기 때문에, 대기압 개방 상태의 로드록실(5)측으로부터 게이트 밸브(7b)의 밸브 본체(41)에 가해지는 압력은, 서서히 완화되어 간다. 반송실(3)에 있어서의 이러한 압력 제어가, 체크 밸브(103) 및 버퍼 탱크(105)에 의해 에어 실린더(47)의 작동용 에어를 확보한 상태에서 실행됨으로써, 예를 들면 정전 등으로 게이트 밸브(7b)를 작동시키기 위한 작동용 에어의 공급이 정지된 경우라도, 게이트 밸브(7b)의 급격한 개방이 방지된다.
본 실시형태에서는, 개폐 제어부로서의 메카니컬 밸브(121)와 에어 실린더(123)와 스프링(125)을 마련하고, 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐를 제어하는 구성으로 했다. 이 때문에, 에어 오퍼레이터 밸브(113)만을 채용하는 제 1 실시형태에 비해서, 에어 오퍼레이터 밸브(113)의 개폐의 타이밍을, 개폐 제어부에 의해 고정밀도로 조정할 수 있게 한다는 장점이 있다. 또한, 메카니컬 밸브(121)와 에어 실린더(123)에 의해 에어 오퍼레이터 밸브(113)를 개폐의 타이밍을 소정 압력 범위 내로 조절할 수 있는 경우에는, 스프링(125)은 생략할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 제어용 에어로서, 에어 공급원(300)으로부터 공급되는, 게이트 밸브(7b)의 작동용 에어와는 다른 계통의 에어를 이용하는 것도 가능하다.
[제 3 실시형태]
다음에, 도 9 및 도 10을 참조하면서, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 압력 제어 기구(202a, 202b)에 대해서 설명한다. 도 9 및 도 10은 본 실시형태에 따른 압력 제어 기구(202a, 202b)의 구성을 도시하고 있다. 이 압력 제어 기구(202a, 202b)는, 제 1 및 제 2 실시형태의 압력 제어 기구(200, 201)와 마찬가지로, 진공 처리 시스템(100)에 적용 가능한 것이다. 따라서, 여기서는, 제 1 및 제 2 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명을 실행한다. 도 9 및 도 10중 제 1 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
제 1 실시형태의 압력 제어 기구(200)에서는, 에어 오퍼레이터 밸브(113)에 의해 개폐되는 기체 도입 배관(111)의 단부의 진공 리크용 포트(109)가 대기 개방 상태가 되어 있었다(도 5 참조). 이에 대하여 본 실시형태의 압력 제어 기구(202a)에서는, 도 9에 도시한 것과 같이, 진공 리크용 포트(109)를 N2 가스 공급원(131)에 접속했다. 따라서, 에어 공급원(300)으로부터 에어 실린더(47)의 작동용 에어의 공급이 정지하고, 혹은 압력 저하가 발생해서 에어 오퍼레이터 밸브(113)가 개방된 경우에는, N2 가스 공급원(131)으로부터의 N2 가스가, 진공 리크용 포트(109), 기체 도입 배관(111) 및 연통 구멍(107)을 거쳐서 반송실(3)에 조금씩 도입되는 구성이 되어 있다.
N2 가스는 수분을 거의 포함하지 않고, 진공 챔버의 퍼지용 가스로서도 일반적으로 이용되고 있다. 진공 리크용 포트(109)를 N2 가스 공급원(131)에 접속시켜 두는 것에 의해, 에어 공급원(300)으로부터 공장용력으로서의 에어의 공급이 재개 된 경우에, 새로 반송실(3)의 퍼지 처리 등을 실행할 필요가 없어져서, 에어 오퍼레이터 밸브(113)로부터 외부 기체를 도입하는 경우에 비해서 유리하다. 또한, N2 가스에 한정되지 않고, 예를 들면 Ar 등의 불활성 가스나 드라이 에어 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시형태의 구성은, 도 6 내지 도 8에 도시한 제 2 실시형태의 압력 제어 기구(201)에도 적용할 수 있다. 도 10은, 제 2 실시형태와 마찬가지로 개폐 제어부로서의 메카니컬 밸브(121)와 에어 실린더(123)와 스프링(125)을 구비한 구성에 있어서, 진공 리크용 포트(109)를 N2 가스 공급원(131)에 접속한 압력 제어 기구(202b)의 예를 도시하고 있다. 이 경우도, 상기와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 및 제 2 실시형태와 같다.
이상, 본 발명의 실시형태를 서술했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되는 것은 아니며, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, FPD용 기판을 처리 대상으로 삼는 기판 처리 시스템을 예로 들어서 설명했지만, 예를 들면 반도체 웨이퍼를 대상으로 삼는 기판 처리 시스템에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 진공 상태의 반송실과 대기압 개방 상태의 로드록실을 예로 들어서 설명을 했지만, 본 발명의 압력 제어 기구는, 에어에 의해 작동하는 게이트 밸브가 두개의 공간의 압력차에 저항해서 개구부를 시일하고 있는 구조라면 마찬가지로 적용할 수 있다. 예를 들면 진공 상태의 로드록실과 외부의 대기 분위기와의 사이의 게이트 밸브(7c)(도 1, 도 2 참조)에 관해서도 본 발명의 압력 제어 기구를 적용 가능하다.
도 1은 진공 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 진공 처리 시스템의 평면도,
도 3은 게이트 밸브가 개방된 상태를 도시하는 단면도,
도 4는 게이트 밸브가 시일된 상태를 도시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 압력 제어 기구의 구성을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 압력 제어 기구의 구성을 설명하는 도면,
도 7은 메카니컬 밸브가 온의 상태를 설명하는 도면,
도 8은 메카니컬 밸브가 오프의 상태를 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 압력 제어 기구의 구성예를 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 압력 제어 기구의 다른 구성예를 설명하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1a, 1b, 1c : 프로세스 챔버 2 : 서셉터
3 : 반송실 5 : 로드록실
7b : 게이트 밸브 47 : 에어 실린더
100 : 진공 처리 시스템 101 : 에어 공급 배관
103 : 체크 밸브 105 : 버퍼 탱크
107 : 연통 구멍 109 : 진공 리크용 포트
111 : 기체 도입 배관 113 : 에어 오퍼레이터 밸브
115 : 제어용 에어 배관 121 : 메카니컬 밸브
123 : 에어 실린더 125 : 스프링
127 : 대기 개방구 131 : N2 가스 공급원
300 : 에어 공급원 S : 기판

Claims (17)

  1. 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스에 의해 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실을 구비한 진공 장치에 있어서,
    상기 진공실 내로 외부 기체를 도입하기 위해서 상기 진공실의 벽에 관통 형성된 연통 구멍과,
    일단측이 상기 연통 구멍에 접속되고, 타단측에 진공 리크용 포트가 형성된 배관과,
    상기 배관에 설치되고, 제 1 제어용 가스에 의해 개폐해서 상기 진공 리크용 포트로부터의 외부 기체의 도입을 전환하는 제 1 개폐 기구를 구비하고,
    상기 제 1 개폐 기구는, 상기 제 1 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면 개방되어서 외부 기체를 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실로 도입시키는 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 장치는, 상기 가스 공급원으로부터 상기 게이트 밸브에 달하는 상기 작동용 가스의 공급 경로의 도중에 체크 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 제어용 가스는, 상기 체크 밸브 보다도 상기 가스 공급원에 가까운 위치에 있어서 상기 작동용 가스의 공급 경로로부터 분기한 공급 경로에 의해 공급되는, 상기 작동용 가스와 동 계통의 가스인 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 장치는, 상기 작동용 가스의 공급 경로에 있어서 상기 체크 밸브 보다도 상기 게이트 밸브에 가까운 위치에, 상기 작동용 가스를 저류해 두는 버퍼 탱크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 장치는, 상기 제 1 개폐 기구의 개폐를 제어하는 개폐 제어부를 더 구비하고,
    상기 개폐 제어부는,
    상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급 또는 차단을 전환하는 제 2 개폐 기구와,
    상기 작동용 가스와 동 계통의 제 2 제어용 가스로 작동해서 상기 제 2 개폐 기구의 전환을 실행하는 액추에이터를 구비하고,
    상기 액추에이터는, 상기 제 2 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면 상기 제 2 개폐 기구를 전환해서 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 개폐 제어부는 상기 액추에이터와 상기 제 2 개폐 기구 사이에 개재되고, 가압력에 의해 상기 제 2 개폐 기구의 전환의 타이밍을 조절하는 가압 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 리크용 포트에 불활성 가스 공급원을 접속한 것을 특징으로 하는
    진공 장치.
  8. 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실행하는 진공 처리 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 진공 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 진공실은 피처리체에 대하여 소정의 처리를 실행하는 진공 처리실로 피처리체를 반송하는 진공 반송실인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 진공실은 진공 처리 시스템 내로 피처리체를 반입반출하기 위해서 대기압 개방 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 시스템인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 시스템.
  12. 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스에 의해 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브에 의해 진공 상태로 유지되는 진공실을 구비한 진공 장치에 있어서 상기 진공실의 압력을 제어하는 진공실의 압력 제어 방법에 있어서,
    상기 진공 장치는,
    상기 진공실로 외부 기체를 도입하기 위한 연통 구멍과,
    일단측이 상기 연통 구멍에 접속되고, 타단측에 진공 리크용 포트가 형성된 배관과,
    상기 배관에 설치되고, 제 1 제어용 가스에 의해 개폐해서 상기 진공 리크용 포트로부터의 외부 기체의 도입을 전환하는 제 1 개폐 기구와,
    상기 가스 공급원으로부터 상기 게이트 밸브에 달하는 상기 작동용 가스의 공급 경로의 도중에 마련된 체크 밸브를 구비하고,
    상기 진공실을 진공으로 한 상태에서, 상기 가스 공급원으로부터 공급되는 작동용 가스의 압력이 저하한 경우에, 상기 체크 밸브에 의해 상기 작동용 가스의 역류를 방지하면서 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실로 외부 기체를 도입하고, 상기 진공실의 압력을 대기압에 가깝게 하는 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 작동용 가스의 공급 경로에 있어서 상기 체크 밸브 보다도 상기 게이트 밸브에 가까운 위치에, 상기 작동용 가스를 저류해 두는 버퍼 탱크를 마련하고, 상 기 작동용 가스를 확보하는 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 제어용 가스는, 상기 체크 밸브 보다도 상기 가스 공급원에 가까운 위치에 있어서 상기 작동용 가스의 공급 경로로부터 분기한 공급 경로에 의해 공급되는, 상기 작동용 가스와 동 계통의 가스이고, 상기 제 1 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면, 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 외부 기체를 상기 진공 리크용 포트로부터 상기 진공실로 도입하는 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 진공 장치는 상기 제 1 개폐 기구의 개폐를 제어하는 개폐 제어부를 더 구비하고,
    상기 개폐 제어부는,
    상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급 또는 차단을 전환하는 제 2 개폐 기구와,
    상기 작동용 가스와 동 계통의 제 2 제어용 가스로 작동해서 상기 제 2 개폐 기구의 전환을 실행하는 액추에이터를 구비하고,
    상기 제 2 제어용 가스의 공급 압력이 소정의 압력 이하가 되면 상기 액추에이터가 상기 제 2 개폐 기구를 전환해서 상기 제 1 개폐 기구로의 상기 제 1 제어용 가스의 공급을 차단시키고, 상기 제 1 개폐 기구를 개방해서 상기 진공 리크용 포트로부터 외부 기체를 상기 진공실로 도입하는 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 액추에이터와 상기 제 2 개폐 기구 사이에 가압 부재를 개재시키고, 상기 가압 부재에 의해 상기 제 2 개폐 기구의 전환의 타이밍을 조절하는 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 진공 리크용 포트로부터 도입되는 외부 기체가 불활성 가스인 것을 특징으로 하는
    진공실의 압력 제어 방법.
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