KR101120862B1 - 진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 유지 보수 방법 및 진공 처리 공장 - Google Patents
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Abstract
진공 처리 장치(1)는, 피처리물(107)을 수용하여 진공 처리를 실시하는 제1 처리실(101)과, 진공 처리되기 전의 피처리물과, 진공 처리된 후의 피처리물을 수용하는 진공 배기 가능한 제2 처리실(102)과, 제1 처리실과 제2 처리실 사이에, 제1 처리실과 착탈 가능하게 개재 장착되는 게이트부(103)와, 게이트부(103)를 통하여, 진공 처리되기 전의 피처리물을 반입부(108)로부터 진공 처리부(104)로 반입하고, 진공 처리된 후의 피처리물을 진공 처리부(104)로부터 반출부(119)로 반출하는 반송 장치(202)와, 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시키는 이동 기구(200)를 구비한다.
Description
본 발명은 피처리물에 진공 처리를 실시하는 진공 처리 장치 및 당해 진공 처리 장치의 유지 보수 방법에 관한 것이며, 특히 피처리물을 수용하여 진공 처리를 실시하는 제1 처리실과, 진공 처리되기 전의 피처리물과 진공 처리된 후의 피처리물을 수용하는 진공 배기 가능한 제2 처리실을 갖는 진공 처리 장치 및 당해 진공 처리 장치의 유지 보수 방법에 관한 것이다.
반도체막, 절연막 및 금속막 등의 성막이나 에칭에 사용되는 종래의 진공 처리 장치는, 일반적으로 로드 로크실과 진공 처리실을 구비하고 있다. 로드 로크실에 있어서는, 기판이 반입된 후에 진공 배기가 행하여져, 기판이 예비 가열된다. 진공 처리실에 있어서는, 로드 로크실에서 가열된 기판이 반입되어, 기판에 대하여 성막 또는 에칭 처리가 실시된다. 이러한 진공 처리 장치에 있어서는, 생산 효율을 향상시키기 위해, 진공 처리실에서 연속해서 기판을 처리할 필요가 있고, 예비 가열된 기판을 연속해서 공급할 필요가 있다. 그로 인해, 진공 처리실로부터 기판이 반출되는 언로드 로크실을 더 설치한 진공 처리 장치가 사용되고 있다.
일본 특허 공개 제2001-239144호 공보(특허문헌 1)에는, 로드 로크실과 언로드 로크실을 겸용한 진공 예비 가열실을 설치한 진공 처리 장치가 개시되어 있다. 이러한 구성에서는, 진공 처리 장치의 설치 면적을 저감할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2001-239144호 공보(특허문헌 1)에 기재된 진공 처리 장치는, 기판을 예비 가열하는 진공 예비 가열 장치와, 진공 예비 가열 장치로부터 반송된 기판을 처리하는 처리실을 구비함과 함께, 진공 예비 가열 장치 내의 복수의 기판 반송 수단 중 임의의 기판 반송 수단에 의해 처리실에서 처리된 기판을 반송하는 것이다. 이에 의해, 처리실에서 기판을 처리하고 있을 때에, 진공 예비 가열실에서 다른 기판에 대하여 예비 가열이 가능해지고, 처리 후의 기판을 처리실로부터 취출할 때에 예비 가열된 기판을 처리실에 도입할 수 있게 될 수 있다. 즉, 예비 가열을 위한 대기 시간이 적어져 생산 효율이 향상된다고 하는 효과를 갖는다.
또한, 미국 특허 제4289598호 명세서(특허문헌 2)에는, 캐소드 전극과 애노드 전극의 쌍을 복수쌍 배치한 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제2001-239144호 공보(특허문헌 1)에 기재된 진공 장치의 진공 처리실에는, 기판에 진공 처리를 실시하기 위한 복수의 부재가 배치되어 있어, 진공 처리실의 내측에 위치하는 부재의 유지 보수성이 나쁘다. 그리고, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-239144호 공보(특허문헌 1)에 기재된 진공 장치에, 미국 특허 제4289598호 명세서(특허문헌 2)에 기재된 바와 같은 캐소드 전극과 애노드 전극의 쌍을 반송 방향과 수직 방향으로 복수쌍 배열한 구성을 채용하면, 진공 처리실의 내측에 위치하는 부재의 유지 보수성은 더 나빠진다.
통상의 진공 처리 장치는, 진공 처리실의 상면 또는 측면을 개구하기 위한 개구 도어가 설치되어 있고, 그 개구 도어를 통하여 유지 보수가 행하여진다. 그러나, 예를 들어 캐소드 전극과 애노드 전극의 쌍으로 이루어지는 진공 처리부를 복수 배열한 구성으로 하면, 개구 도어 부근에 배치된 진공 처리실 내부의 부재의 유지 보수성은 좋지만, 진공 처리실의 내측(개구 도어로부터 먼 위치)에 있는 부재의 유지 보수성이 나빠진다. 특히, 개구부 도어로부터 진공 처리 장치의 내부의 부재까지의 거리가 길기 때문에, 대형 기판에 대응한 진공 처리 장치의 유지 보수는 매우 곤란하다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 주요 목적은 진공 처리 장치의 진공 처리실 내부의 유지 보수성을 개선하는 것이다.
본 발명의 하나의 국면에 따르면, 피처리물에 진공 처리를 실시하기 위한 진공 처리 장치가 제공된다. 진공 처리 장치는, 피처리물을 제1 개구부를 통하여 받아들여 수용하는 제1 처리실을 구비한다. 제1 처리실은, 피처리물을 지지하여 진공 처리를 실시하는 진공 처리부를 포함한다. 진공 처리 장치는, 진공 처리되기 전의 피처리물과, 진공 처리된 후의 피처리물을 수용하는 진공 배기 가능한 제2 처리실을 더 구비한다. 제2 처리실은, 진공 처리되기 전의 피처리물을 지지하는 반입부와, 진공 처리된 후의 피처리물을 지지하는 반출부를 포함한다. 진공 처리 장치는, 제1 개구부와 제2 처리실 사이에, 제1 처리실과 착탈 가능하게 개재 장착되는 게이트부를 더 구비한다. 게이트부는, 당해 게이트부를 통하여 접속된 제1 처리실과 제2 처리실을 차단 및 연통한다. 진공 처리 장치는, 제1 개구부 및 게이트부를 통하여, 진공 처리되기 전의 피처리물을 반입부로부터 진공 처리부로 반입하고, 진공 처리된 후의 피처리물을 진공 처리부로부터 반출부로 반출하는 반송 장치와, 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시키는 이동 기구를 더 구비한다.
바람직하게는, 진공 처리 장치는, 이동 기구와 제2 처리실을 지지하는 베이스부를 더 구비한다. 이동 기구는, 제1 처리실의 하부에 설치된 차륜과, 베이스부에 적재되는 레일을 포함한다.
바람직하게는, 진공 처리 장치는, 적어도 하나의 다른 제1 처리실을 더 구비한다. 이동 기구는, 다른 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시킨다. 진공 처리 장치는, 다른 제1 처리실을, 이동 기구에 의한 제1 처리실의 이동 방향과 수직인 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구를 더 구비한다.
바람직하게는, 제1 처리실은, 피처리물의 반입 방향에 수직인 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 진공 처리부를 포함한다. 제2 처리실은, 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 반입부와, 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 반출부를 포함한다. 복수의 반입부의 배열 간격과, 복수의 반출부의 배열 간격과, 복수의 진공 처리부의 배열 간격이 대략 동일하다.
바람직하게는, 제1 개구부는 게이트부와의 접속 개소에 진공 처리부의 단면보다도 크게 형성된다.
바람직하게는, 제1 처리실에는 제1 개구부와 대향하는 벽면에 제2 개구부가 형성된다. 제1 처리실은 제2 개구부를 밀폐 및 개방하기 위한 도어를 더 포함한다.
더욱 바람직하게는, 제2 개구부는 진공 처리부의 단면보다도 크게 형성된다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 상기의 진공 처리 장치가 배치되는 진공 처리 공장이 제공된다. 진공 처리 공장은, 게이트부를 통하여 접속된 상태의 제1 처리실과 제2 처리실이 배치되는 진공 처리 에리어와, 제2 처리실로부터 이격된 상태의 제1 처리실이 배치되는 유지 보수 에리어가 규정된다. 제1 처리실은, 유지 보수가 행하여질 때에, 이동 기구에 의해 유지 보수 에리어로 이동하고, 유지 보수가 종료되었을 때에, 이동 기구에 의해 진공 처리 에리어로 이동한다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 피처리물에 진공 처리를 실시하는 진공 처리 장치의 유지 보수 방법이 제공된다. 진공 처리 장치는, 피처리물을 제1 개구부를 통하여 받아들여 수용하는 제1 처리실을 구비한다. 제1 처리실은, 피처리물을 지지하여 진공 처리를 실시하는 진공 처리부를 포함한다. 진공 처리 장치는, 진공 처리되기 전의 피처리물과, 진공 처리된 후의 피처리물을 수용하는 진공 배기 가능한 제2 처리실을 더 구비한다. 제2 처리실은, 진공 처리되기 전의 피처리물을 지지하는 반입부와, 진공 처리된 후의 피처리물을 지지하는 반출부를 포함한다. 진공 처리 장치는, 제1 개구부와 제2 처리실 사이에, 제1 처리실과 착탈 가능하게 개재 장착되는 게이트부를 더 구비한다. 게이트부는, 당해 게이트부를 통하여 접속된 제1 처리실과 제2 처리실을 차단 및 연통한다. 진공 처리 장치는, 제1 개구부 및 게이트부를 통하여, 진공 처리되기 전의 피처리물을 반입부로부터 진공 처리부로 반입하고, 진공 처리된 후의 피처리물을 진공 처리부로부터 반출부로 반출하는 반송 장치와, 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시키는 이동 기구를 더 구비한다. 유지 보수 방법은, 이동 기구를 사용하여, 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시키는 스텝과, 제1 처리실을 유지 보수하는 스텝과, 이동 기구를 사용하여, 게이트부를 통하여 제1 처리실과 제2 처리실을 접속시키는 스텝을 구비한다.
바람직하게는, 진공 처리 장치는, 적어도 하나의 다른 제1 처리실을 더 구비한다. 이동 기구는, 다른 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시킨다. 진공 처리 장치는, 다른 제1 처리실을, 이동 기구에 의한 제1 처리실의 이동 방향과 수직인 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구를 더 구비한다. 유지 보수 방법은, 이동 기구를 사용하여, 다른 제1 처리실과 제2 처리실을 이격시키는 스텝과, 슬라이드 기구를 사용하여, 다른 제1 처리실을 슬라이드시키는 스텝과, 다른 제1 처리실을 유지 보수하는 스텝을 더 구비한다.
본 발명에 따르면, 진공 처리 장치의 진공 처리실 내부의 유지 보수성을 개선할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치를 도시하는 개략적인 측면도.
도 2는, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치의 기능 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 3은, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치를 도시하는 개략적인 평면 단면도.
도 4a는, 피처리물 및 반송부를 도시하는 개략적인 측면도.
도 4b는, 도 4a에서의 IVB-IVB 화살표 방향으로 본 개략적인 단면도.
도 5는, 진공 처리실을 게이트 밸브로부터 이격시킨 상태를 도시하는 개략적인 측면도.
도 6은, 도 5에서의 VI 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도.
도 7은, 도 5에서의 VII 화살표 방향으로 본 개략적인 정면도.
도 8은, 도 5에서의 VIII 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도.
도 9는, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치에서의 진공 처리 방법의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 10은, 설치 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 11은, 설치ㆍ취출 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 12는, 유지 보수 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 13은, 진공 처리 장치의 변형예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 2는, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치의 기능 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 3은, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치를 도시하는 개략적인 평면 단면도.
도 4a는, 피처리물 및 반송부를 도시하는 개략적인 측면도.
도 4b는, 도 4a에서의 IVB-IVB 화살표 방향으로 본 개략적인 단면도.
도 5는, 진공 처리실을 게이트 밸브로부터 이격시킨 상태를 도시하는 개략적인 측면도.
도 6은, 도 5에서의 VI 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도.
도 7은, 도 5에서의 VII 화살표 방향으로 본 개략적인 정면도.
도 8은, 도 5에서의 VIII 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도.
도 9는, 실시 형태에 관한 진공 처리 장치에서의 진공 처리 방법의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 10은, 설치 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 11은, 설치ㆍ취출 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 12는, 유지 보수 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 13은, 진공 처리 장치의 변형예를 도시하는 개략적인 평면도.
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하고, 그 부품의 명칭이나 기능이 동일한 경우에는, 그 부품에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<진공 처리 장치의 전체 구성>
이하에서는, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)의 전체 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)를 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)의 기능 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
우선, 진공 처리 장치(1)의 개요에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)는, 예비 진공실(102)(제2 처리실) 내의 반입부(108)에 진공 처리 전의 피처리물(107)이 설치된다. 예비 진공실(102)의 내부가 감압되어 있는 동안에, 피처리물(107)이 반입측 가열 장치(111)에 의해 가열된다. 예비 진공실(102) 내의 기압이 소정의 기압에 도달하고, 피처리물(107)의 온도가 소정의 온도에 도달하면, 게이트 밸브(103)가 개방된다.
게이트 밸브(103)의 개방 중에, 진공 처리 후의 피처리물(107)이, 진공 처리실(101)(제1 처리실) 내의 진공 처리부(104)로부터 예비 진공실(102) 내의 반출부(119)로 반출된다. 그리고, 진공 처리 전의 피처리물(107)이, 예비 진공실(102) 내의 반입부(108)로부터 진공 처리실(101)(제1 처리실)의 진공 처리부(104)로 반입된다.
게이트 밸브(103)가 폐쇄된 후, 진공 처리부(104)에 있어서, 피처리물(107)에 진공 처리가 실시된다. 진공 처리 중에, 반출부(119)로부터 진공 처리 후의 피처리물(107)이 외부에 취출되고, 반입부(108)에 진공 처리 전의 피처리물(107)이 설치된다.
본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)는, 진공 처리가 소정의 횟수 혹은 소정의 기간 행하여진 후에, 이동 기구(200)에 의해 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)(게이트 밸브(103))이 이격된다. 진공 처리 장치(1)의 보수원 등은, 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)(게이트 밸브(103))이 이격된 상태에 있어서, 용이하게 진공 처리실(101) 내부의 유지 보수를 행할 수 있다.
이하, 이러한 기능을 실현하기 위한 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 진공 처리 장치(1)는, 진공 처리가 행하여지는 진공 처리실(101)과, 게이트 밸브(103)와, 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103)를 통하여 접속되는 진공 배기 가능한 예비 진공실(102)을 포함한다.
진공 처리실(101)에는, 진공 처리실(101) 내를 배기하는 진공 배기 장치(113a)가 배기 배관(313a)을 통하여 접속되어 있다. 진공 배기 장치(113a)와 진공 처리실(101)의 사이에는, 가스 도입관(112a)으로부터 도입된 가스의 진공 처리실(101) 내에서의 압력을 일정하게 유지하기 위한 압력 조정 밸브(118)가 설치되어 있다. 배기 배관(313a)에는 퀵 커플링(315)이 설치되어 있고, 퀵 커플링(315)에 있어서 진공 처리실(101)로부터 배기 배관(313a)이 용이하게 제거되는 구성으로 되어 있다.
예비 진공실(102)에는, 예비 진공실(102) 내를 배기하는 진공 배기 장치(113b)가 배기 배관(313b)을 통하여 접속되어 있다. 진공 배기 장치(113a, 113b)에는, 예를 들어 진공 펌프 등이 사용된다.
진공 처리실(101)에는, 플라즈마 처리 등의 진공 처리에 사용하는 가스를 도입하는 가스 도입관(112a)이 설치되어 있다. 가스 도입관(112a)에는, 퀵 커플링(316)이 설치되어 있고, 퀵 커플링(316)을 이용하여 진공 처리실(101)로부터 가스 도입관(112a)이 용이하게 제거되는 구성으로 되어 있다.
또한, 진공 처리실(101)에는, 진공 처리실(101) 내의 전극에 전력을 공급하기 위한 전원(219)이 접속되어 있다. 전원(219)은, 임피던스 정합 장치(220)를 통하여 전력 공급선(221)에 의해 진공 처리실(101)에 접속되어 있다. 진공 처리실(101)과 전력 공급선(221)은, 진공 처리실(101)의 외벽에 설치된 전기 커넥터(222)를 통하여 접속되어 있고, 진공 처리실(101)로부터 전력 공급선(221)이 용이하게 제거되는 구성으로 되어 있다.
진공 처리실(101)의 게이트 밸브(103)와 반대측의 벽면에는, 진공 처리실(101) 내의 유지 보수를 행하기 위한 유지 보수 도어(114a)가 설치되어 있다. 유지 보수 도어(114a)는, 진공 처리실(101) 내의 유지 보수를 행하기 쉽도록, 진공 처리실(101)의 게이트 밸브(103)의 반대측의 벽면 전체의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
예비 진공실(102)에는, 예비 진공실(102) 내를 대기 개방할 때에 서서히 리크용 가스를 도입하기 위한 가스 도입관(112b)이 설치되어 있다.
예비 진공실(102)의 게이트 밸브(103)와 반대측의 벽면에는, 피처리물(107)을 예비 진공실(102) 내에 설치하거나, 피처리물(107)을 예비 진공실(102) 내로부터 취출하기 위한 설치 취출 도어(114b)가 설치되어 있다. 설치 취출 도어(114b)는, 반입부(108) 및 반출부(119)를 이동하지 않고 피처리물(107)의 출납이 가능한 크기로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 설치 취출 도어(114b)는, 그 높이가 반입부(108) 및 반출부(119)의 높이보다도 길게 형성되고, 그 폭이 반입부(108) 및 반출부(119)의 폭보다도 길게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 사용자가, 반입부(108)에 피처리물(107)을 적재한 후에, 반입부(108)와 반출부(119)를 이동시키지 않고, 반출부(119)로부터 피처리물(107)을 취출하는 것이 가능하게 된다.
예비 진공실(102)은, 지지부(204)를 개재하여 베이스부(201) 상에 적재되어 있다. 진공 처리실(101)의 하부에는 이동 기구(200)가 설치되어 있다. 이동 기구(200)는, 베이스부(201) 상에 배치된다. 보다 상세하게는, 진공 처리실(101)의 하부에는, 차륜(223)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 베이스부(201) 상에는, 예비 진공실(102)로부터 진공 처리실(101)을 향하여 레일(224)이 깔려져 있다. 이동 기구(200)는, 차륜(223)과 레일(224)을 포함하고, 차륜(223)이 레일(224) 상에 배치된다.
이상과 같이, 차륜(223)이 회전함으로써, 진공 처리실(101)이 게이트 밸브(103) 및 예비 진공실(102)로부터 이격되거나, 접근하게 할 수 있다. 예를 들어, 진공 처리실(101)이 큰(무거운) 경우에는, 차륜(223)의 직경을 크게 하거나, 레일 상에 윤활유를 공급하거나, 진공 처리실(101)을 에어 부상시키기 위한 에어 분출 장치를 배치하는 것이 바람직하다.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)의 내부를 도시하는 개략적인 평면도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 진공 처리실(101) 내에는, 복수의 진공 처리부(104a 내지 104e)가 설치되어 있다. 이하에서는, 진공 처리부(104a 내지 104e)를 총칭하여 진공 처리부(104)라고도 기재한다. 각각의 진공 처리부(104)는, 평행 평판형의 전극 구조를 갖는 캐소드 전극(105)과 애노드 전극(106)의 쌍을 갖는다. 캐소드 전극(105)에는, 전원(219)으로부터 임피던스 정합 장치(220) 및 전력 공급선(221)을 통하여 교류 전력이 공급된다. 애노드 전극(106)은 접지되어 있다.
진공 처리실(101) 내에는, 각각의 진공 처리부(104)의 애노드 전극(106)측에, 피처리물(107)을 가열하기 위한 진공 처리측 가열 장치(110)가 설치되어 있다. 진공 처리측 가열 장치(110)에는, 일반적으로 램프 히터나 저항체의 발열을 이용한 히터 등이 사용된다. 단, 진공 처리측 가열 장치(110)는, 애노드 전극(106)과 일체일 필요는 없고, 애노드 전극(106)과 분리하여 설치되어도 된다. 피처리물(107)은, 애노드 전극(106)과 평행하면서, 애노드 전극(106)과 전기적으로 접속되도록 설치된다.
본 실시 형태에 있어서는, 각각의 진공 처리부(104)에 있어서, 피처리물(107)이, 캐소드 전극(105)과 애노드 전극(106) 사이에 발생하는 플라즈마에 의해 플라즈마 처리(진공 처리)된다. 진공 처리로서는, 예를 들어 플라즈마 CVD(Chemical vapor deposition)에 의한 성막을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, 스퍼터링법이나 증착법 등에 의한 성막 또는 플라즈마 에칭 등도 포함한다.
예비 진공실(102) 내에는, 복수의 반입부(108a 내지 108e)가 설치되어 있다. 이하에서는, 반입부(108a 내지 108e)를 총칭하여 반입부(108)라고도 기재한다. 각각의 반입부(108)에는 진공 처리실(101)에서 진공 처리되기 전의 피처리물(107)이 배치된다. 각각의 반입부(108)는, 피처리물(107)을 예비 과열하기 위한 히터(반입측 가열 장치)(111)를 갖는다.
각각의 반입부(108a 내지 108e)에 설치된 히터(111a 내지 111e)는, 각 반입부(108a 내지 108e)에 유지되는 피처리물(107)과 각 히터(111a 내지 111e)와의 상대적인 위치 관계가(양자의 간격이), 각 반입부(108a 내지 108e)간에 있어서 대략 동일해지도록 설치된다. 즉, 반입부(108a)에 수납되는 피처리물(107)과 히터(111a)와의 상대적인 위치 관계는, 그 밖의 반입부(108b 내지 108e)에 있어서도 대략 동일하다.
또한, 예비 진공실(102) 내에는, 복수의 반출부(119a 내지 119e)가 설치되어 있다. 이하에서는, 반출부(119a 내지 119e)를 총칭하여 반출부(119)라고도 기재한다. 각각의 반출부(119)에는, 진공 처리실(101)에서 진공 처리된 후의 피처리물(107)이 적재되고, 진공 처리된 후의 피처리물(107)은 각각의 반출부(119)로부터 예비 진공실(102) 외부로 취출된다.
여기서, 복수의 반입부(108a 내지 108e)끼리는, 반입부(108a 내지 108e)에 유지되는 각각의 피처리물(107)의 (피처리면(107a)끼리의) 간격과 복수의 진공 처리부(104a 내지 104e)에 유지되는 각각의 피처리물(107)의 (피처리면(107a)끼리의) 간격이 대략 동일해지도록 배열하여 배치되어 있다. 마찬가지로, 복수의 반출부(119a 내지 119e)끼리도, 반출부(119a 내지 119e)에 유지되는 피처리물(107)의 간격과 복수의 진공 처리부(104a 내지 104e)에 유지되는 피처리물(107)의 간격이 대략 동일해지도록 배열하여 배치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)에서는, 예비 진공실(102) 내의 반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)가, 그들의 이동 방향 Y를 따라 교대로 배열하여 배치되어 있다. 즉, 반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)는, 반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)의 이동 방향 Y를 따라, 우측(도 3에 있어서는 상측)으로부터 반출부(119a)ㆍ반입부(108a)ㆍ반출부(119b) … 반입부(108e)의 순서대로 배열하여 배치되어 있다.
반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)는, 피처리물(107)의 반송 방향 X에 수직인 방향 Y로 소정 거리 이격하여 배치되어 있고, 그들 배열 방향 Y(도 3에서의 상하 방향)로 소정 거리만큼 이동 가능하게 구성되어 있다.
본 실시 형태에서의 반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)의 이동 거리는, 서로 인접하는 반입부(108a) 및 반출부(119a)에 유지되는 피처리물(107)의 피처리면(107a)끼리의 간격과 대략 동등한 거리이다. 예를 들어, 반입부(108a 내지 108e) 및 반출부(119a 내지 119e)는, 반입부(108a)와 반출부(119a)에 유지되는 피처리물(107)의 피처리면(107a)의 간격분의 거리(117)만큼 이동 가능하다.
보다 상세하게는, 각각의 반입부(108a 내지 108e)는, 반입부 이동 장치(150a)에 의해 Y 방향으로 이동한다. 각각의 반출부(119a 내지 119e)는, 반출부 이동 장치(150b)에 의해 Y 방향으로 이동한다. 여기서, 반입부(108a 내지 108e)와 반출부(119a 내지 119e)는, 각각이 따로따로 Y 방향으로 이동하는 구성이어도 되고, 그것들이 일체가 되어 Y 방향으로 이동하는 구성이어도 된다. 진공 처리 장치(1) 자체의 장치 구성을 간략화하기 위해서는, 반입부 이동 장치(150a)와 반출부 이동 장치(150b)가 연동하여 이동하고, 반입부(108a 내지 108e)와 반출부(119a 내지 119e)가 일체가 되어 이동하는 구성이 바람직하다.
구체적으로는, 반입부(108)와 반출부(119)가 동일한 프레임(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 프레임이 Y 방향으로 깔려진 레일(도시하지 않음) 위를 슬라이드하는 구성을 들 수 있다.
그리고, 반입부(108) 및 반출부(119)의 이동 방향 Y는, 피처리물(107)의 반송 방향 X(도 3에 있어서 좌우 방향)에 대하여 직각인 방향인 것이 바람직하다. 이동 방향 Y는, 도 3에 도시하는 Y 방향이어도 되고, 도 3에서의 종이면에 수직인 방향(반송 방향 X와 이동 방향 Y에 대하여 모두 직각인 방향, 이하 Z 방향으로 함)이어도 된다. 즉, 피처리물(107)을 후술하는 진공 처리부(104)의 반송부(202A)에 전달하기 쉬운 위치까지, 반입부(108)나 반출부(119)를 이동할 수 있으면 된다. 즉, Y 방향 및 Z 방향 중 적어도 어느 하나의 성분을 포함하는 방향으로 반입부(108)와 반출부(119)를 배열하여, 반입부(108)와 반출부(119)를 당해 방향으로 이동할 수 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 3을 평면도로서, Z 방향을 수직 방향으로 하고 있지만, 도 3을 측면도로서, Y 방향을 수직 방향으로 한 형태이어도 된다.
진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)의 사이에 설치된 게이트 밸브(103)는 개폐 가능하고, 게이트 밸브(103)를 개방함으로써, 진공 처리실(101) 내부와 예비 진공실(102) 내부가 연통된다. 예비 진공실(102) 내를 진공으로 한 상태에서 게이트 밸브(103)를 개방함으로써, 진공 처리실(101) 내의 진공 상태를 유지한 채로, 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102) 사이에서 피처리물(107)을 반송할 수 있다.
진공 처리실(101) 및 예비 진공실(102)에는 반송부(202)가 설치되어 있다. 반송부(202)는, 반입부(108)로부터 진공 처리부(104)에의 피처리물(107)의 반송과, 진공 처리부(104)로부터 반출부(119)에의 피처리물(107)의 반송이 가능하면 되며, 진공 처리실(101) 혹은 예비 진공실(102) 중 어느 한쪽, 또는 양쪽에 설치되어도 된다.
본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)에 있어서는, 전술한 바와 같이, 반입부(108)와 반출부(119)를 그것들이 배열되는 방향(배열 방향 Y)으로 이동 가능하게 하고, 진공 처리부(104)와 반입부(108)가, 또한 진공 처리부(104)와 반출부(119)가, 피처리물(107)의 반송 방향 X로 직선적으로 배열할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 진공 처리 장치(1)는, 반입부(108) 및 반출부(119)를 이동시키기 위한 이동 장치(반입부 이동 장치(150a) 및 반출부 이동 장치(150b))를 장비함으로써, 반송부(202)에 의해 피처리물(107)을 직선적으로 반송할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 반송부(202)는, 반입부(108)에 설치되어 진공 처리 전의 피처리물(107)을 유지하는 반입측 반송부(202B)와, 반출부(119)에 설치되어 진공 처리 후의 피처리물(107)을 유지하는 반출측 반송부(202C)와, 진공 처리부(104)에 설치되어 진공 처리되는 피처리물(107)을 유지하는 진공 처리측 반송부(202A)로 구성되어 있다. 각각의 반송부(202A, 202B, 202C)의 구성은 대략 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 이하에서는 진공 처리부(104)에 설치된 진공 처리측 반송부(202A)에 대하여 설명한다.
도 4a는 피처리물(107)의 피처리면(107a)측으로부터 본 피처리물(107) 및 반송부(202)의 측면도이고, 도 4b는 도 4a에서의 IVB-IVB 화살표 방향으로 본 개략적인 단면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 피처리물(107)은, 수평 방향으로 회동축을 갖는 구동 롤러(202c) 상에 적재되어 있다. 피처리물(107)의 측면은, 종동 롤러(202a) 및 종동 롤러(202b)에 의해 측방으로부터 지지되어 있다. 구동 롤러(202c)는 모터 등에 의해 회동되는 것이며, 피처리물(107)을 직선적으로 반송 방향 X로 이동시키는 것이다.
이러한 구성으로 함으로써, 진공 처리가 실시되기 전의 피처리물(107)을 진공 처리부(104)에 반송하여, 피처리면(107a)에 진공 처리를 실시할 수 있고, 진공 처리가 실시된 후의 피처리물(107)을 반출부(119)에 반송할 수 있다. 상세하게는, 반입부(108)의 반송부(202B)와 진공 처리부(104)의 반송부(202A)가, 진공 처리되기 전의 피처리물(107)을 반입부(108)로부터 진공 처리부(104)로 반입하고, 진공 처리부(104)의 반송부(202A)와 반출부(119)의 반송부(202C)가, 진공 처리된 후의 피처리물(107)을 진공 처리부(104)로부터 반출부(119)로 반출하는 구성으로 되어 있다. 피처리물(107)을 반송 방향 X을 따라 직선적으로 이동시키는 경우, 이와 같이 롤러(202aㆍ202b …)나 가이드나 레일이나 홈 등을 이용하여, 피처리물(107)에 모터 등에 의해 추진력을 부여하는 간이한 구성의 반송계를 채용할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 피처리면(107a)이 수평면에 대하여 수직인 방향으로 되도록, 피처리물(107)을 설치하는 구성으로 하였지만, 전술한 바와 같이, 어떠한 각도로 피처리물(107)을 유지하여도 되는 것으로 한다.
<이동 기구(200)>
다음에, 진공 처리실(101)을 예비 진공실(102)에 대하여 이동시키기 위한 이동 기구(200)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5는, 진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)로부터 이격시킨 상태를 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 퀵 커플링(315)을 제거함으로써, 배기 배관(313a)이 진공 처리실(101)로부터 제거된다. 또한, 퀵 커플링(316)을 제거함으로써, 가스 도입관(112a)이 진공 처리실(101)로부터 제거된다. 또한, 전력 공급선(221)이 전기 커넥터(222)로부터 제거됨으로써, 전력 공급선(221)이 진공 처리실(101)로부터 제거된다.
진공 처리실(101)로부터 배기 배관(313a)과 가스 도입관(112a)과 전력 공급선(221)이 제거된 상태에서, 진공 처리실(101)의 하부에 설치된 차륜(223)이 레일(224) 위를 회전함으로써, 진공 처리실(101)이 게이트 밸브(103)로부터 이격되거나 접근하거나 한다.
도 6은, 도 5에서의 VI 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도이다. 즉, 도 6은, 게이트 밸브(103)로부터 진공 처리실(101)을 이격한 상태에 있어서, 진공 처리실(101)측으로부터 본 게이트 밸브(103)를 도시하는 개략적인 배면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 게이트 밸브(103)와 진공 처리실(101) 사이의 기밀을 확보하기 위해, 게이트 밸브(103)의 주위에는 진공 시일용의 O링(103a)이 설치되어 있다. 예를 들어, O링(103a)은, 게이트 밸브(103)의 주위에 형성된 도브테일 홈(패킹 홈)에 끼워 넣어져 있다. 그리고, O링(103a)의 도브테일 홈으로부터 튀어나와 있는 부분이, 진공 처리실(101)이 게이트 밸브(103)에 접속되었을 때의 압력에 의해 변형하고, 진공 처리실(101)의 주위에 밀착한다. 이와 같이 하여 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103) 사이가 시일된다.
도 1, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 게이트 밸브(103) 후단부의 주위에는 리브(123)가 형성되어 있다. 리브(123)에는 볼트 구멍(123b)이 형성되어 있다.
도 7은, 도 5에서의 VII 화살표 방향으로 본 개략적인 정면도이다. 즉, 도 7은, 게이트 밸브(103)로부터 진공 처리실(101)을 이격한 상태에 있어서, 게이트 밸브(103)측으로부터 본 진공 처리실(101)을 도시하는 개략적인 정면도이다. 진공 처리실(101)의 게이트 밸브(103)와 접속되는 측에는, 제1 개구부(317)가 형성되어 있다. 진공 처리실(101)이 게이트 밸브(103)로부터 이격되었을 때에, 진공 처리실(101) 내의 양호한 유지 보수성을 확보하기 위해, 제1 개구부(317)는, 정면에서 보아 진공 처리부(104a 내지 104e)의 크기보다 크게 개구되는 것이 바람직하다. 즉, 정면에서 보아, 제1 개구부(317)가 진공 처리실(101) 내에 배치되어 있는 진공 처리부(104a 내지 104e)를 내포하도록, 제1 개구부(317)가 형성되어 있다.
도 1, 도 5, 도 7에 도시한 바와 같이, 진공 처리실(101) 전단부의 주위에는 리브(124a)가 형성되어 있다. 리브(124a)에는 볼트 구멍(124b)이 형성되어 있다.
이에 의해, 도 1, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)에 접촉시킨 상태에서, 게이트 밸브(103) 후단부의 리브(123)와 진공 처리실(101) 전단부의 리브(124a)를 체결 볼트(126)에 의해 체결함으로써, 진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)에 가압하여 고정할 수 있다. 반대로, 도 5, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 게이트 밸브(103) 후단부의 리브(123)와 진공 처리실(101) 전단부의 리브(124a)로부터 체결 볼트(126)를 제거하고, 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103)의 연결을 해제하여, 이동 기구(200)를 통하여 진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)로부터 이격시킬 수 있다.
도 8은, 도 5에서의 VIII 화살표 방향으로 본 개략적인 배면도이다. 즉, 도 8은, 유지 보수 도어(114a)가 개방된 상태에 있어서, 게이트 밸브(103)의 반대측으로부터 본 진공 처리실(101)을 도시하는 개략적인 배면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 진공 처리실(101)에는, 유지 보수 도어(114a)에 의해 개폐 가능한 제2 개구부(318)가 형성되어 있다. 제2 개구부(318)도 제1 개구부(317)와 마찬가지로, 개구 사이즈가 클수록 유지 보수에는 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 유지 보수 도어(114a)를 개방함으로써 진공 처리실(101) 내의 배면 전체가 개구하도록, 제2 개구부(318)가 형성되어 있다.
유지 보수 도어(114a)가 개방되었을 때에, 진공 처리실(101) 내의 양호한 유지 보수성을 확보하기 위해, 제2 개구부(318)는, 배면에서 보아 진공 처리부(104a 내지 104e)의 크기보다 크게 개구되는 것이 바람직하다. 즉, 배면에서 보아, 제2 개구부(318)가 진공 처리실(101) 내에 배치되어 있는 진공 처리부(104a 내지 104e)를 내포하도록, 제2 개구부(318)가 형성되어 있다.
진공 처리실(101) 배면의 제2 개구부(318) 주위에는, 게이트 밸브(103)의 주위와 마찬가지로, 도브테일 홈이 형성되어 있고, 도브테일 홈에 O링(101a)이 채워져 있다. 유지 보수 도어(114a)가 폐쇄되었을 때에, O링(101a)에 의해 유지 보수 도어(114a)와 진공 처리실(101) 배면의 주위가 시일되어, 진공 처리실(101) 내의 진공을 유지할 수 있다.
구체적으로는, 유지 보수 도어(114a)는, 좌변을 축으로 하여 회전 가능하게, 진공 처리실(101)에 접속되어 있다. 진공 처리실(101)의 후단부 주위에는, 리브(124c)가 형성되어 있다. 리브(124c)에는 볼트 구멍(124d)이 형성되어 있다. 유지 보수 도어(114a)의 주위에는 리브(125)가 형성되어 있다. 리브(125)에는, 도시하지 않은 볼트 구멍이 형성되어 있다.
도 1, 도 5, 도 8에 도시한 바와 같이, 유지 보수 도어(114a)를 회전시켜, 유지 보수 도어(114a)를 O링(101a)에 밀착시킨 상태에서, 유지 보수 도어(114a)의 리브(125)와 진공 처리실(101)의 리브(124c)를 체결 볼트(127)로 체결함으로써, 진공 처리실(101)의 후방부를 밀폐시킨다. 반대로, 체결 볼트(127)를 제거함으로써 유지 보수 도어(114a)의 리브(125)와 진공 처리실(101)의 리브(124c)의 체결을 해제하고, 유지 보수 도어(114a)를 회전시켜, 진공 처리실(101)의 후방부를 개방한다.
상술한 바와 같이, 게이트 밸브(103)와 이격하도록 진공 처리실(101)을 이동함으로써, 진공 처리실(101) 내의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다. 즉, 진공 처리실(101)의 제1 개구부(317)가 형성되어 있음으로써, 진공 처리 장치(1)의 사용자는 진공 처리실(101) 내의 전극 등의 구조물에 방해받지 않고, 진공 처리실(101) 내의 청소 작업에 필요한 스페이스를 확보할 수 있고, 진공 처리실(101)의 전방으로부터 용이하게 진공 처리실(101) 내의 부품을 교환할 수 있다.
또한, 유지 보수 도어(114a)를 개방함으로써, 진공 처리실(101)의 후방을 개방할 수 있으므로, 진공 처리실(101)의 사용자가 진공 처리실(101)의 후방으로부터도 진공 처리실(101) 내부에 접근하는 것이 가능해져, 진공 처리실(101) 내의 유지 보수의 작업성이 향상된다. 즉, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)에 있어서는, 보수원 등이 진공 처리실(101)의 전방(제1 개구부(317))과 후방(제2 개구부(318))으로부터 진공 처리실(101)의 내부의 유지 보수를 행하는 것이 가능하고, 진공 처리실(101) 내의 전방부와 후방부의 양쪽을 용이하게 유지 보수할 수 있다.
단, 이동 기구(200)를, 예비 진공실(102) 및 게이트 밸브(103)측에 설치하여도 된다. 즉, 진공 처리실(101)을 지지부(204)에 적재하여, 예비 진공실(102)의 하방에 차륜(223)을 피봇한다. 이 경우에는, 예비 진공실(102)측에 레일(224)을 부설한다. 그리고, 진공 처리실(101) 내의 유지 보수를 행할 때에는, 예비 진공실(102)을 진공 처리실(101)로부터 이격시키는 방향으로 이동시킨다.
<진공 처리 장치에서의 진공 처리>
이하, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)를 사용한 진공 처리 방법의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 진공 처리 장치(1)의 각 장치에는, 케이블이나 인터페이스를 통하여 제어 장치(100)가 접속되어 있으며, 이하의 공정은 주로 제어 장치(100)에 의한 조작에 의해 행하여지는 것이다. 구체적으로는, 제어 장치(100)에는, 진공 처리 장치(1)의 제어용의 프로그램이 기억되어 있는 메모리(98)나, 당해 프로그램을 읽어들여 진공 처리 장치(1)를 제어하는 CPU(99)가 내장되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 진공 처리 장치(1)에 의해 행하여지는 진공 처리는, 제어 장치(100) 상에서 실행되는 소프트웨어에 의해 제어되는 것으로 한다.
도 9는, 본 실시 형태에 관한 진공 처리 장치(1)에서의 진공 처리 방법의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
(피처리물 설치 공정)
도 9에 도시한 바와 같이, 우선, 제어 장치(100)는, 가스 도입관(112b)을 개방하여 예비 진공실(102) 내에 질소 가스를 도입하여 리크시킨다. 예비 진공실(102) 내가 대기압이 되면, 설치 취출 도어(114b)가 개방되어 예비 진공실(102) 내부가 대기 개방된다. 이 상태에 있어서, 진공 처리되기 전의 피처리물(107)이 반입부(108)에 배치된다. 피처리물(107)이 반입부(108)에 배치되면, 설치 취출 도어(114b)가 밀폐된다(스텝 10, 이하 스텝을 S라고 약칭함).
(가열 공정)
다음에, 배기 장치(113b)가 가동되어, 예비 진공실(102) 내의 진공 배기가 행하여진다. 동시에, 히터(111)의 전원이 ON되고, 피처리물(107)이 가열된다(S20).
(피처리물 반입 공정)
피처리물(107)의 온도가 소정의 온도가 되고, 예비 진공실(102) 내의 진공도가 소정의 진공도에 도달한 후, 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)을 연통 및 차단하는 게이트 밸브(103)가 개방된다. 그리고, 진공 처리실(101) 내와 예비 진공실(102) 내가 진공으로 유지된 상태에 있어서, 반송부(202)에 의해 예비 진공실(102) 내의 반입부(108)로부터 진공 처리실(101) 내의 진공 처리부(104)로 진공 처리 전의 피처리물(107)이 반입된다(S30). 피처리물(107)이 진공 처리부(104)로 반입된 후, 히터(111)의 전원이 OFF가 되고, 게이트 밸브(103)가 차단된다. 여기서, 반입부(108)가 반송용의 소정 위치(반입부(108)와 진공 처리부(104)가 일직선 상에 배열되는 위치)까지 이동되는 타이밍에 대해서는, 게이트 밸브(103)가 개방되기 전이어도, 후이어도, 개방 중이어도 되는 것으로 한다.
(진공 처리 공정)
제어 장치(100)는, 캐소드측의 전압을 인가하여, 진공 처리부(104)에 반입된 피처리물(107)에 대하여 플라즈마 CVD법 등에 의해 실리콘막 등을 성막한다(S40-1). 진공 처리실(101) 내의 진공 처리측 가열 장치(110)는, 진공 처리 장치(1)의 가동 중에는 항상 전원이 넣어져 있고, 피처리물(107)의 온도를, 예를 들어 170℃로 유지하도록, 제어 장치(100)에 의해 출력 제어되고 있다.
상세하게는, 게이트 밸브(103)가 차단되면, 우선 수소 가스와 실란 가스로 이루어지는 반응 가스가 가스 도입관(112a)으로부터 진공 처리실(101) 내로 도입되고, 압력 조정 밸브(118)에 의해, 진공 처리실(101) 내의 압력이 소정의 압력으로 조정된다. 다음에, 캐소드 전극(105)에 고주파 전력(예를 들어 13.56MHz의 주파수)이 급전되고, 캐소드 전극(105)과 애노드 전극(106) 사이에 플라즈마가 발생한다. 당해 플라즈마에 의해 반응 가스가 분해되어, 피처리물(107) 상에 실리콘막이 성막된다. 원하는 막 두께의 실리콘막이 성막된 후, 제어 장치(100)는 캐소드 전극(105)에의 급전을 정지하여, 반응 가스의 도입을 멈추고, 진공 처리실(101) 내를 진공 배기한다.
(설치 공정)
도 10은, 설치 공정(S40-2)의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 피처리물 설치 공정(S41)과 가열 공정(S42)과 반입부ㆍ반출부 이동 공정(S43)은(이들 공정을 통합하여 설치 공정 S40-2로 함), 진공 처리 공정(S40-1)을 실시 중에 병행하여 실시되는 것이다.
(피처리물 설치 공정)
예비 진공실(102)에 있어서는, 제어 장치(100)가, 반출부(119)의 온도가 소정의 온도로 내려간 후에, 가스 도입관(112b)으로부터 예비 진공실(102) 내로 질소 가스를 도입하여 리크시킨다. 예비 진공실(102) 내가 대기압이 된 후에, 설치 취출 도어(114b)가 개방되어 예비 진공실(102) 내가 대기 개방된다. 진공 처리 전의 피처리물(107)이 반입부(108)에 배치되면, 설치 취출 도어(114b)가 밀폐된다(S41).
(가열 공정)
다음에, 제어 장치(100)는, 배기 장치(113b)를 가동하여 예비 진공실(102) 내의 진공 배기를 개시하고, 히터(111)의 전원을 ON하여, 진공 처리되기 전의 피처리물(107)을 가열한다(S42).
(반입부ㆍ반출부 이동 공정)
다음에, 진공 처리된 후의 피처리물(107)을 진공 처리부(104)로부터 반출부(119)로 반송 방향 X을 따라 직선적으로 반출할 수 있도록, 반입부(108) 및 반출부(119)가 피처리물(107)이 반송되는 방향과 수직인 방향 Y로 이동된다(S43). 즉, 진공 처리부(104)와 반출부(119)가 반송 방향 X의 축선 위에 배열되도록, 진공 처리부(104)와 반출부(119)의 상대 위치를 조정한다. 단, 본 공정은, 피처리물 설치 공정(S41)의 후이면 되며, 히터(111)에 의한 피처리물(107)의 가열 중에 실시되는 형태이어도 된다.
(피처리물 반출 공정)
예비 진공실(102) 내의 진공 처리 전의 피처리물(107)의 온도가 소정의 온도가 되고, 예비 진공실(102) 내의 진공도가 소정의 진공도에 도달하고, 진공 처리실(101) 내의 진공 처리 공정이 종료하고, 진공 처리실(101) 내의 압력이 원하는 압력이 된 후에, 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)을 연통하는 게이트 밸브(103)가 개방된다. 다음에, 반송부(202C)와 반송부(202B)가, 진공 처리부(104)로부터 반출부(119)로 진공 처리된 후의 피처리물(107)을 직선적으로 반출한다(S50).
(반입부ㆍ반출부 이동 공정)
다음에, 반송부(202A)가 반입부(108)에 수용되어 있는 진공 처리 전의 피처리물(107)을 진공 처리부(104)까지 직선적으로 이동할 수 있도록, 즉 반입부(108)와 진공 처리부(104)가 축선 위에 배열되도록, 반입부(108) 및 반출부(119)를 피처리물(107)이 반송되는 방향 X와 직각의 방향 Y로 이동한다(S60).
(피처리물 반입 공정)
다음에, 진공 처리측 반송부(202A)와 반입측 반송부(202B)에 의해, 반입부(108)로부터 진공 처리부(104)로, 진공 처리되기 전의 피처리물(107)을 직선적으로 반입한다(S70). 진공 처리 전의 피처리물(107)을 진공 처리부(104)에 반입한 후, 게이트 밸브(103)가 밀폐되고, 히터(111)의 전원이 OFF가 된다.
(진공 처리 공정)
전술한 바와 마찬가지로, 진공 처리부(104)에 반입된 진공 처리 전의 피처리물(107)에 플라즈마 CVD법에 의해 실리콘막이 성막된다(S80-1). 본 공정은 전술한 진공 처리 공정(S40-1)과 동일한 처리가 행하여지는 것이다.
도 11은, 설치ㆍ취출 공정의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 9 및 도 11에 도시한 바와 같이, 진공 처리 공정(S80-1)을 실시하고 있는 동안에, 이하의 피처리물 취출 공정(S82)과, 판단 공정(S83)과, 피처리물 설치 공정(S84)과, 경우에 따라서는 유지 보수 공정(이들 공정을 통합하여 설치ㆍ취출 공정 S80-2로 함)이 병행하여 실시된다.
(피처리물 취출 공정)
실리콘막이 성막된 진공 처리 후의 피처리물(107)의 온도가 소정의 온도로 내려가면, 가스 도입관(112b)이 예비 진공실(102) 내로 질소 가스를 도입하여 리크시킨다. 예비 진공실(102) 내가 대기압과 대략 동일해지면, 설치 취출 도어(114b)가 개방되어 예비 진공실(102)이 대기 개방되어, 진공 처리된 피처리물(107)이 반출부(119)로부터 취출된다(S82).
(판단 공정)
피처리물 취출 공정(S82) 후, 제어 장치(100)의 CPU(99)는, 메모리(98)에 기억되어 있는 진공 처리 횟수 등의 관리 항목에 기초하여 유지 보수해야 할지의 여부를 판단한다(S83). 구체적으로는, CPU(99)는, 진공 처리 공정(S40-1, S80-1)이 종료될 때마다, 메모리(98)의 진공 처리 횟수를 갱신한다. 그리고, CPU(100)는 피처리물 취출 공정(S82)이 종료될 때마다, 혹은 피처리물 취출 공정(S82) 중에, 진공 처리 횟수가 미리 메모리(98)에 기억되어 있는 설정 횟수를 초과하였는지의 여부를 판단한다(S83).
유지 보수가 필요하다고 판단된 경우(S83에서 "예"의 경우), 이하의 유지 보수 공정(S90)을 실시한다. 한편, 유지 보수가 불필요하다고 판단된 경우(S83에서 "아니오"의 경우), 통상대로 피처리물 설치 공정(S84)이 실시된다.
(유지 보수 공정)
도 12는, 유지 보수 공정(S90)의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 유지 보수가 필요하다고 판단된 경우(S83에서 "예"의 경우), 피처리물 취출 공정(S82)이 종료된 후에, 피처리물 반출 공정(S91)과 피처리물 취출 공정(S92)이 행하여진다. 피처리물 반출 공정(S91)에서는, 전술한 피처리물 반출 공정(S50)과 마찬가지의 처리가 행하여진다. 피처리물 취출 공정(S92)에서는, 전술한 피처리물 취출 공정(S82)과 마찬가지의 처리가 행하여진다.
(대기 개방 공정)
피처리물 취출 공정(S92) 후, 히터(110)의 전원을 OFF로 하고, 진공 처리부(104)의 온도가 소정의 온도로 내려가면, 가스 도입관(112a)으로부터 진공 처리실(101) 내로 질소 가스가 리크된다(S93). 구체적으로는, 진공 처리실(101) 내의 잔류 가스를 충분히 제거한 후, 진공 처리실(101)을 대기 개방한다.
(제거 공정)
진공 처리실(101)의 배기 배관(313a) 및 가스 도입관(112a)은, 퀵 커플링(315 및 316)을 제거함으로써 진공 처리실(101)로부터 제거된다. 또한, 전력 공급선(221)은, 전기 커넥터(222)를 제거함으로써 진공 처리실(101)로부터 제거된다. 또한, 진공 처리실(101)의 각 부를 제어하기 위한 신호선 및 전원 공급선도, 전기 커넥터(222)로부터 제거된다. 그리고, 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103)를 체결하고 있는 체결 볼트(126)를 풀어, 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103)의 연결을 해제한다(S94).
(진공 처리실 이동 공정)
진공 처리실(101)의 하부에 설치된 차륜(223)이 레일(224) 위를 회전함으로써, 진공 처리실(101)이 게이트 밸브(103)로부터 이격하도록 이동한다(S95). 이 때, 이동에 필요한 동력을 경감하기 위해 가스 압력 등에 의해 진공 처리실(101)에 부력을 제공하는 시스템을 병용하여도 된다.
(청소ㆍ부품 교환 공정)
진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)로부터 이격시킨 후, 게이트 밸브(103)와 반대측에 설치된 유지 보수 도어(114a)와 진공 처리실(101)의 후방부를 체결하고 있는 체결 볼트(127)를 풀어, 유지 보수 도어(114a)를 개방하고, 진공 처리실(101) 내의 청소 및 부품 교환 등을 행한다(S96). 이에 의해, 진공 처리 장치(1)의 사용자가, 진공 처리실(101)의 게이트 밸브(103)측의 제1 개구부(317) 및 게이트 밸브(103)와 반대측의 제2 개구부(318)로부터, 진공 처리실(101) 내에 접근 가능해져, 용이하게 진공 처리실(101) 내의 청소 및 부품 교환 등의 유지 보수 작업을 행할 수 있다.
(진공 처리실 이동 공정)
유지 보수 작업이 종료되면, 체결 볼트(127)에 의해 유지 보수 도어(114a)와 진공 처리실(101)을 체결한다. 진공 처리실(101)의 하부에 설치된 차륜(223)을 레일(224) 위에서 회전시킴으로써 진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)에 접촉시킨다(S97).
(접속 공정)
진공 처리실(101)을 게이트 밸브(103)에 접촉시키면, 체결 볼트(126)에 의해 진공 처리실(101)과 게이트 밸브(103)를 체결한다. 배기 장치(113a)에 의해, 진공 처리실(101) 내의 진공 배기를 행하여, 배압(排壓)의 상승 정도를 확인하거나, 헬륨 리크 테스트 등에 의해 진공 처리실(101) 내의 공기의 누설을 확인하거나 한다(S98).
(피처리물 설치 공정)
피처리물 설치 공정(S84) 혹은 유지 보수 공정(S90)이 종료되면, 진공 처리되기 전의 피처리물(107)이 반입부(108)에 배치되어, 설치 취출 도어(114b)가 밀폐된다(S84).
그 후, 도 9에 도시한 바와 같이, 제어 장치(100)는, 예비 진공실(102) 내의 진공 배기를 개시하고, 히터(111)의 전원을 ON하고, 반입부(108)에 있어서 진공 처리되기 전의 피처리물(107)을 가열한다(S20). 그리고, 피처리물 반입 공정(S30)과 진공 처리 공정(S40-1)과 설치 공정(S40-2)이 행하여진다. 이후, 도 9 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 제어 장치(100)는, 피처리물 반출 공정(S50)으로부터 진공 처리 공정(S80-1) 및 설치ㆍ취출 공정(S80-2)이 반복된다.
일련의 공정을 실시함으로써, 진공 처리부(104)에서 진공 처리되는 피처리물(107)의 교체를 효율적으로 행할 수 있고, 또한 진공 처리 공정 실시 중에 전에 진공 처리한 피처리물(107)의 냉각 및 다음에 진공 처리하는 피처리물(107)의 가열을 행할 수 있고, 진공 처리 장치(1)의 택트 타임(1개당 피처리물(107)에 필요한 공정 작업 시간)을 단축할 수 있다. 또한, 진공 처리실(101) 내에 캐소드 전극(105)이나 애노드 전극(106) 등의 복수의 부재가 배치되어 있는 경우라도, 보수원 등이 용이하게 진공 처리실(101) 내부의 유지 보수를 행할 수 있다.
<진공 처리 장치(1)의 변형예>
진공 처리 장치(1b)는 복수의 진공 처리실(101a, 101b)을 포함하여도 된다. 이 경우에는 게이트 밸브(103)로부터 분리된 진공 처리실(101a)을, 미리 유지 보수가 완료된 다른 진공 처리실(101b)과 교환할 수 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 유지 보수 시간을 단축할 수 있고, 진공 처리 장치(1)의 정지 시간을 짧게 할 수 있다.
도 13은, 진공 처리 장치(1b)의 변형예를 도시하는 개략적인 평면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 진공 처리 장치(1b)는, 복수의 진공 처리실(101a, 101b)과 슬라이드 기구(210)를 갖는다. 레일(224)은, 베이스부(201)에 고정 설치되어 있는 제1 레일(224a)과, 레일(224a)이 깔려진 방향과 수직인 방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 제2 레일(224b)과, 베이스부(201)에 고정 설치되어 있는 제3 레일(224c, 224d)을 포함한다.
제3 레일(224c, 224d)은, 진공 처리실(101a, 101b)마다 베이스부(201)에 설치되어 있다. 즉, 이동 기구(200)는, 제1 진공 처리실(101a) 하부에 피봇된 차륜(223)과, 제2 진공 처리실(101b) 하부에 피봇된 차륜(223)과, 베이스부(201)에 깔려져 있는 제1 레일(224a)과, 슬라이드 기구(210)에 적재됨과 함께 슬라이드 기구(210)에 의해 슬라이드되는 제2 레일(224b)과, 제1 진공 처리실(101a)이 적재되기 위한 제3 레일(224c)과, 제2 진공 처리실(101b)이 적재되기 위한 제3 레일(224d)을 포함한다.
그리고, 슬라이드 기구(210)에 의해, 제2 레일(224b)은, 제1 레일(224a) 및 제3 레일(224c) 사이의 양자의 축선 상으로부터, 제3 레일(224d)의 축선 상으로 슬라이드 가능하게 구성되어 있다. 보다 상세하게는, 제2 레일(224b)은 슬라이드 기구(210) 상에 적재되고, 슬라이드 기구(210)는 도시하지 않은 모터 등에 의해 슬라이드하는 구성이어도 되고, 수동에 의해 슬라이드하는 구성이어도 된다.
단, 진공 처리 장치(1b)가 제2 레일(224b)을 포함하지 않는 구성으로 하고, 제3 레일(224c, 224d)을 슬라이드 기구(210)에 의해 슬라이드시키는 구성으로 하여도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 유지 보수가 필요하게 된 진공 처리실(101a)을 게이트 밸브(103)로부터 제거하여, 제1 레일(224a)과, 제2 레일(224b)과, 슬라이드 기구(210)와, 제3 레일(224c)을 통하여 진공 처리 에리어(402)로부터 유지 보수 에리어(401)까지 이동시킬 수 있다.
그리고, 미리 유지 보수가 완료되어 있는 다른 진공 처리실(101b)을 유지 보수 에리어(401)로부터 제3 레일(224d)과, 제2 레일(224b)과, 슬라이드 기구(210)와, 제1 레일(224a)을 통하여 게이트 밸브(103)(진공 처리 에리어(402))까지 이동시켜, 게이트 밸브(103)에 접속하는 것도 가능하다. 보다 상세하게는, 진공 처리실(101b)을, 제3 레일(224d)과 제2 레일(224b)을 통하여 슬라이드 기구(210) 상에 이동시켜, 슬라이드 기구(210)를 제2 레일(224b)과 제1 레일(224a)이 직선 상에 배열되도록 슬라이드시킨다. 그리고, 진공 처리실(101b)을, 제2 레일(224b)과 제1 레일(224a)을 통하여, 게이트 밸브(103)에 연결시킨다.
(진공 처리에서의 진공 처리실 교환 공정)
본 변형예에 관한 진공 처리 장치(1b)에서의 진공 처리의 처리 수순은, 도 9 내지 도 12에 나타낸 처리 수순과 마찬가지이지만, 유지 보수 공정(S90)에서의 처리 수순이 상이하다. 진공 처리 장치(1b)가 복수의 진공 처리실(101a, 101b)을 갖는 경우에는, 도 12에 도시하는 유지 보수 공정(S90)에 있어서, 청소ㆍ부품 교환 공정(S96)을 실시하는 대신에, 진공 처리실 교환 공정을 실행하여도 된다. 즉, 진공 처리실 이동 공정(S95, S97)에 있어서, 진공 처리실(101a)을 게이트 밸브(103)로부터 분리하여 이동시킨 후에, 미리 유지 보수가 완료되어 있는 다른 진공 처리실(101b)을 게이트 밸브(103)에 연결하는 것이 가능하다.
이러한 구성으로 함으로써, 진공 처리실(101b)을 게이트 밸브(103)에 연결하고, 진공 처리 장치(1)가 진공 처리에 복귀된 후에, 진공 처리실(101)의 유지 보수를 행하는 것이 가능해져, 유지 보수를 위해 진공 처리를 정지하는 시간을 단축할 수 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 진공 처리 장치(1b)는, 진공 처리 공장(400) 내에 배치되어 사용될 수 있다. 진공 처리 공장(400) 내에는, 게이트 밸브(103)를 통하여 접속된 상태의 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)이 배치되는 진공 처리 에리어(402)와, 예비 진공실(102)로부터 이격된 상태의 진공 처리실(101)이 배치되는 유지 보수 에리어(401)가 규정(구획)된다. 바람직하게는, 진공 처리 에리어(402)나 유지 보수 에리어(401)나 퇴피 에리어의 주위에는, 작업자의 출입을 방지하기 위한 펜스나 유리가 둘러쳐진다. 그리고, 진공 처리실(101)은, 유지 보수가 행하여질 때에, 이동 기구(200)에 의해 유지 보수 에리어(401)로 이동하고, 그 유지 보수가 종료되었을 때에, 이동 기구(200)에 의해 진공 처리 에리어(402)로 이동한다.
상술한 바와 같이, 진공 처리 장치(1b)에 있어서, 예비 진공실(102)이 이동 기구(200)에 의해 이동하도록 구성되어 있는 경우에는, 게이트 밸브(103)를 통하여 접속된 상태의 진공 처리실(101)과 예비 진공실(102)이 배치되는 진공 처리 에리어(402)와, 진공 처리실(101)로부터 이격된 상태의 예비 진공실(102)이 배치되는 도시하지 않은 퇴피 에리어가 규정된다. 그리고, 예비 진공실(102)은, 진공 처리실(101) 혹은 예비 진공실(102)의 유지 보수가 행하여질 때에, 이동 기구(200)에 의해 퇴피 에리어로 이동하고, 그 유지 보수가 종료되었을 때에, 이동 기구(200)에 의해 진공 처리 에리어(402)로 이동한다.
또한, 도 13에서는, 진공 처리 공장(400) 내에 진공 처리 장치(1b)가 배치되는 경우에 대하여 설명하였지만, 상기의 진공 처리 장치(1)도 마찬가지로 진공 처리 공장(400) 내에 배치된다. 즉, 진공 처리 공장(400) 내에 진공 처리 장치(1)가 배치되는 경우에 있어서도, 진공 처리 공장(400)에는 상술한 유지 보수 에리어(401)나 진공 처리 에리어(402)나 퇴피 에리어가 형성된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라, 청구범위에 의해 개시되며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 진공 처리실
101: 제1 처리실(진공 처리실)
102: 제2 처리실(예비 진공실)
103: 게이트 밸브
104, 104a 내지 104e: 진공 처리부
105: 캐소드 전극
106: 애노드 전극
107: 피처리물
107a: 피처리면
108, 108a 내지 108e: 반입부
111, 111a 내지 111e: 가열 장치
114a: 유지 보수 도어
114b: 설치 취출 도어
119, 119a 내지 119e: 반출부
200: 이동 기구
202: 반송부
204: 지지부
210: 슬라이드 기구
223: 차륜
224, 224a 내지 224d: 레일
101: 제1 처리실(진공 처리실)
102: 제2 처리실(예비 진공실)
103: 게이트 밸브
104, 104a 내지 104e: 진공 처리부
105: 캐소드 전극
106: 애노드 전극
107: 피처리물
107a: 피처리면
108, 108a 내지 108e: 반입부
111, 111a 내지 111e: 가열 장치
114a: 유지 보수 도어
114b: 설치 취출 도어
119, 119a 내지 119e: 반출부
200: 이동 기구
202: 반송부
204: 지지부
210: 슬라이드 기구
223: 차륜
224, 224a 내지 224d: 레일
Claims (10)
- 피처리물(107)에 진공 처리를 실시하기 위한 진공 처리 장치(1)로서,
상기 피처리물을 제1 개구부(317)를 통하여 받아들여 수용하는 제1 처리실(101)을 구비하고,
상기 제1 처리실은, 상기 피처리물을 지지하여 진공 처리를 실시하는 진공 처리부(104)를 포함하고,
진공 처리되기 전의 피처리물과, 진공 처리된 후의 피처리물을 수용하는 진공 배기 가능한 제2 처리실(102)을 더 구비하고,
상기 제2 처리실은,
상기 진공 처리되기 전의 피처리물을 지지하는 반입부(108)와,
상기 진공 처리된 후의 피처리물을 지지하는 반출부(119)를 포함하고,
상기 제1 개구부와 제2 처리실 사이에, 상기 제1 개구부와 착탈 가능하게 개재 장착되는 게이트부(103)를 더 구비하고,
상기 게이트부는, 당해 게이트부를 통하여 접속된 상기 제1 처리실과 상기 제2 처리실을 차단 및 연통하고,
상기 제1 개구부 및 상기 게이트부를 통하여, 상기 진공 처리되기 전의 피처리물을 상기 반입부로부터 상기 진공 처리부로 반입하고, 상기 진공 처리된 후의 피처리물을 상기 진공 처리부로부터 상기 반출부로 반출하는 반송 장치(202)와,
상기 제1 처리실을 이동시키는 것에 의해 상기 제1 처리실과 상기 제2 처리실을 이격시키는 이동 기구(200)를 더 구비하는, 진공 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 이동 기구는, 상기 제1 처리실을 상기 게이트부로부터 이격시키는, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이동 기구와 상기 제2 처리실을 지지하는 베이스부(201)를 더 구비하고,
상기 이동 기구는,
상기 제1 처리실의 하부에 설치된 차륜(223)과,
상기 베이스부에 적재되는 레일(224)을 포함하는, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 1개의 다른 제1 처리실(101b)을 더 구비하고,
상기 이동 기구는, 상기 다른 제1 처리실과 상기 제2 처리실을 이격시키고,
상기 다른 제1 처리실을, 상기 이동 기구에 의한 상기 제1 처리실의 이동 방향과 수직인 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구를 더 구비하는, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 처리실은, 상기 피처리물의 반입 방향에 수직인 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 상기 진공 처리부를 포함하고,
상기 제2 처리실은,
상기 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 상기 반입부와,
상기 배열 방향으로 배열하여 배치되는 복수의 상기 반출부를 포함하고,
상기 복수의 반입부의 배열 간격과, 상기 복수의 반출부의 배열 간격과, 상기 복수의 진공 처리부의 배열 간격이 동일한, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 개구부는, 상기 게이트부와의 접속 개소에, 상기 진공 처리부의 단면보다도 크게 형성되는, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 처리실에는, 상기 제1 개구부와 대향하는 벽면에 제2 개구부(318)가 형성되고,
상기 제1 처리실은, 상기 제2 개구부를 밀폐 및 개방하기 위한 도어(114a)를 더 포함하는, 진공 처리 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제2 개구부는, 상기 진공 처리부의 단면보다도 크게 형성되는, 진공 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 기재된 진공 처리 장치가 배치되는 진공 처리 공장(400)으로서,
상기 게이트부를 통하여 접속된 상태의 상기 제1 처리실과 상기 제2 처리실이 배치되는 진공 처리 에리어(402)와,
상기 제2 처리실로부터 이격된 상태의 상기 제1 처리실이 배치되는 유지 보수 에리어(401)가 규정되고,
상기 제1 처리실은,
유지 보수가 행하여질 때에, 상기 이동 기구에 의해 상기 유지 보수 에리어로 이동하고,
유지 보수가 종료되었을 때에, 상기 이동 기구에 의해 상기 진공 처리 에리어로 이동하는, 진공 처리 공장. - 삭제
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