KR101124922B1

KR101124922B1 - 로드록 장치 및 진공 처리 시스템

Info

Publication number: KR101124922B1
Application number: KR1020090119209A
Authority: KR
Inventors: 유키 나베야마; 츠토무 아마노; 츠토무 와카모리
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2012-03-27
Also published as: CN101752220B; KR20100064346A; CN101752220A; JP2010135536A; TW201037781A

Abstract

본 발명은 다단의 진공 예비실을 갖는 로드록 장치에 있어서, 격벽의 변형에 기인하는 파티클의 발생을 방지한다. 로드록 장치(5)는 격벽(47)에 의해 가로막힌 상하 2단의 진공 예비실(27a, 27b)을 갖고 있다. 격벽(47)에는 상하로 관통하는 한쌍의 슬릿(101, 102)이 형성되어 있다. 슬릿(101)의 내부는 공동이며, 슬릿(101)의 상하의 개구 부분은 탄성판(61)에 의해 밀봉되어 있다. 슬릿(101) 내에는 슬릿(101)의 폭방향으로 가해지는 압축력에 저항하도록 보강 부재(71)가 배치되어 있다. 격벽(47)에는 슬릿(101, 102)의 내부로부터 시일면(47a, 47b)에 각각 도달하는 압력 조정 구멍(50)이 마련되어 있다.

Description

로드록 장치 및 진공 처리 시스템{LOAD LOCK APPARATUS AND VACUUM PROCESSING SYSTEM}

본 발명은, 로드록 장치 및 진공 처리 시스템에 관한 것이며, 상세하게는 기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리 장치로 해당 기판을 반송하기 위해서 대기압 상태와 진공 상태를 전환하는 것이 가능하도록 구성된 로드록 장치 및 그 로드록 장치를 구비한 진공 처리 시스템에 관한 것이다.

FPD(플랫 패널 디스플레이)용 유리 기판 등의 기판에 대해 진공 조건 하에서 플라즈마 에칭, 플라즈마 애싱, 플라즈마 성막 등의 처리를 실행하기 위해서, 진공 처리 장치가 이용되고 있다. 이와 같은 진공 처리 장치로의 외부로부터의 기판의 반송은, 기판을 대기시키는 대기 스테이지(버퍼 스테이지)를 구비하는 동시에, 내부 압력을 대기압 상태와 진공 상태로 전환 가능한 진공 예비실을 구비한 로드록 장치를 거쳐서 실행되고 있다. 로드록 장치에 관한 기술로서, 진공 처리 장치로의 기판 반송의 스루풋을 향상시키는 동시에 설치 스페이스를 작게 하기 위해서, 복수 의 진공 예비실이 상하에 다단으로 형성된 구성이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1, 특허문헌 2). 진공 예비실을 다단으로 배치하는 경우, 복수의 진공 예비실을 단순히 적층하는 구성도 있지만, 로드록 장치 자체의 소형화, 경량화를 고려하면, 한 개의 하우징의 내부를 격벽을 이용하여 분할하고 하우징 안에 복수의 진공 예비실을 형성하는 구성이 바람직하다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제 2004-216982 호

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제 2004-273949 호

최근, FPD용의 기판에 대한 대형화의 요구가 강해지고 있고, 한 변이 2m를 넘는 거대한 기판을 처리 대상으로 하는 경우도 있다. 기판의 대형화에 대응해서 로드록 장치도 대형화하고 있으며, 상술한 격벽에 의해 복수의 진공 예비실을 형성한 로드록 장치에서는 복수의 진공 예비실을 가로막는 격벽도 대형화하고 있다.

다단의 진공 예비실에 있어서, 인접하는 진공 예비실 내의 압력이 다른 경우, 압력차에 의해 약간이기는 하지만 격벽에 변형(비틀림)이 생긴다. 예컨대, 진공 예비실이 상하 2단으로 구성된 타입의 로드록 장치에 있어서, 상단의 진공 예비실이 진공 상태, 하단의 진공 예비실이 대기압 상태인 경우, 압력차에 의해 격벽에 큰 힘이 가해져서, 격벽이 위로 볼록한 형상으로 활 형상으로 변형한다. 또한, 상단의 진공 예비실이 대기압 상태, 하단의 진공 예비실이 진공 상태인 경우에는 상기와는 반대로 아래로 볼록한 형상으로 격벽이 변형한다. 이와 같은 압력차에 의한 변형은 격벽 단부의 시일면의 변위를 발생시킨다. 격벽 단부의 시일면은 O링 등의 시일 부재를 끼워서 게이트 밸브의 밸브체 시일면 등과 접하고 있기 때문에, 격벽 단부의 시일면이 변위할 때마다, 양쪽의 시일면에 끼워진 O링 등의 시일 부재는 마찰해서 마모하여, 파티클 발생의 원인이 된다고 하는 문제가 있었다. 압력차에 의한 변형이 생기지 않도록 격벽에 사용되는 알루미늄 등의 금속 부재를 두껍게 해서 강성을 높이면 상기 문제는 개선할 수 있지만, 격벽의 두께가 두꺼워지는 만큼 로드록 장치 전체의 높이를 증가시킬 필요가 있어서, 대형화, 중량의 증가, 재 료 비용의 증가로 이어지게 한다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 다단의 진공 예비실을 갖는 로드록 장치에 있어서, 격벽의 변형에 기인하는 파티클의 발생을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 실정에 비추어 보아서, 본 발명자들은 예의 연구의 결과, 격벽의 강성을 높게 해서 변형을 없애는 것이 아니라, 오히려 반대로 격벽의 변형을 어느 정도 허용하면서, 그 변형에 의한 영향이 시일면에 전해지지 않도록 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하는 것에 도달했다.

즉, 본 발명의 제 1 관점에 따른 로드록 장치는, 기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리 시스템 내에서, 기판을 대기시키면서 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실을 격벽에 의해 가로막아 복수 배치하여 이루어지는 로드록 장치에 있어서,

상기 진공 예비실은,

기판을 반입출하기 위한 개구부와,

상기 개구부를 개폐 가능하게 밀봉하는 게이트 밸브 장치를 구비하고 있으며,

상기 격벽은 상기 게이트 밸브 장치와의 사이에 시일 부재를 개재시켜서 기밀성을 유지하는 시일면을 갖고, 인접하는 진공 예비실 사이의 압력차에 의해 상기 격벽에 응력이 가해진 경우에, 상기 격벽의 중앙 부분으로부터 상기 시일면으로 전달되는 상기 응력을 완화하는 수단을 상기 격벽의 중앙 부분과 상기 시일면 사이에 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 제 2 관점에 따른 로드록 장치는, 기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리 시스템 내에서, 기판을 대기시키면서 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실을 격벽에 의해 가로막아 복수 배치하여 이루어지는 로드록 장치에 있어서,

상기 진공 예비실은,

기판을 반입출하기 위한 개구부와,

상기 격벽은, 상기 게이트 밸브 장치와의 사이에 시일 부재를 개재시켜서 기밀성을 유지하는 시일면과,

상기 시일면 근방에 형성된 관통 개구부와,

상기 관통 개구부의 개구 부분을 밀봉하는 탄성 부재를 구비하고 있다.

본 발명의 제 2 관점에 따른 로드록 장치에 있어서, 상기 격벽의 중앙 부분과 상기 격벽의 단부에 형성된 상기 시일면 사이에, 상기 중앙 부분을 중심으로 대칭이 되도록 한쌍의 상기 관통 개구부가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 관통 개구부는 길게 형성되고, 상기 시일면에 대해 해당 관통 개구부의 길이방향이 평행인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 2 관점에 따른 로드록 장치에 있어서, 상기 관통 개구부 내에 상기 관통 개구부에 가해지는 압축력에 저항하는 보강 부재가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 보강 부재는 관통 개구부 내부의 벽면에 접촉하는 회전체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 2 관점에 따른 로드록 장치에 있어서, 상기 격벽에는, 상기 시일면으로부터 상기 관통 개구부의 내부까지 연통하고 상기 관통 개구부 내의 압력을 조정하는 압력 조정 구멍이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 3 관점에 따른 기판 처리 시스템은, 기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리실과, 진공 조건 하에서 상기 진공 처리실로 기판을 반송하는 진공 반송실과, 상기 제 1 관점 또는 제 2 관점의 로드록 장치를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 로드록 장치에서는, 인접하는 진공 예비실 사이의 압력차에 의해 격벽에 응력이 가해진 경우에 격벽의 중앙 부분으로부터 시일면으로 전달되는 응력을 완화하는 수단(예컨대, 관통 개구부와, 그 개구 부분을 막는 탄성 부재)를 마련했으므로, 격벽의 변형을 그 중앙부에만 남기는 것이 가능해서, 격벽의 양단의 시일면의 변위를 제어할 수 있다. 그 결과, 시일 부재의 마모에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

본 발명의 진공 처리 시스템에서는, 로드록 장치 내에서의 파티클의 발생이 억제되기 때문에, 로드록 장치 내에 대기시키는 기판으로의 파티클 오염이 방지되 어서, 진공 처리 시스템 내에서 제조되는 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 여기에서는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 로드록 장치를 구비한 진공 처리 시스템을 예로 들어서 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 진공 처리 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 2는 각 챔버의 상측 덮개를 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, 예컨대 FPD용의 유리 기판(이하, 단순히「기판」으로 기재)(S)에 대해 플라즈마 처리를 실행하기 위한 처리 시스템으로서 구성되어 있다. 또한, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네센스(Electro Luminescence ; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.

진공 처리 시스템(100)에서는 복수의 대형 챔버가 십자형으로 연결되어 있다. 중앙부에는 반송 챔버(3)가 배치되고, 그 3방향의 측면에 인접해서 기판(S)에 대해 플라즈마 처리를 실행하는 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)가 배치되어 있다.

프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)는 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상 태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(S)을 탑재하는 탑재대로서의 서셉터(2)가 배치되어 있다.

또한, 반송 챔버(3)의 나머지 한쪽의 측면에 인접해서 로드록 장치(5)가 배치되어 있다.

3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c), 반송 챔버(3) 및 로드록 장치(5)는 모두 진공 챔버로서 구성되어 있다.

반송 챔버(3)와 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)의 사이에는, 개폐 기능을 갖는 게이트 밸브 장치(7)가 각각 배치되어 있다. 또한, 반송 챔버(3)와 로드록 장치(5) 사이에는 게이트 밸브 장치(8)가 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(7, 8)는 폐쇄 상태에서 각 챔버의 사이를 기밀하게 시일하는 동시에, 개방 상태에서 챔버 사이를 연통시켜서 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다.

또한, 로드록 장치(5)와 외부의 대기 분위기 사이에도 게이트 밸브 장치(9)가 배치되어 있으며, 폐쇄 상태에서 로드록 장치(5)의 기밀성을 유지하는 동시에 개방 상태에서 로드록 장치(5) 내부와 외부 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다.

로드록 장치(5)의 외측에는 2개의 카세트 인덱서(11a, 11b)가 마련되어 있다. 각 카세트 인덱서(11a, 11b) 위에는 각각 기판(S)을 수용하는 카세트(C1, C2)가 탑재되어 있다. 각 카세트(C1, C2) 내에는 기판(S)이 상하에 간격을 두고 다단으로 배치되어 있다. 또한, 각 카세트(C1, C2)는 승강 기구부(13a, 13b)에 의해 각각 승강 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대 한쪽의 카세트(C1)에는 미처리 기판을 수용하고, 다른 쪽의 카세트(C2)에는 처리 완료 기판을 수용할 수 있도록 구성되어 있다.

이들 2개의 카세트(C1, C2) 사이에는 기판(S)을 반송하기 위한 반송 장치(15)가 마련되어 있다. 이 반송 장치(15)는 상하 2단으로 마련된 기판 보지구로서의 포크(17a, 17b)와, 이들 포크(17a, 17b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(19)와, 이 지지부(19)를 구동시키는 구동 기구를 구비한 구동부(21)를 구비하고 있다.

각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서는, 기판(S)을 서셉터(2)에 탑재한 상태에서, 기판(S)에 대해, 예컨대 진공 조건에서의 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리가 실행된다. 본 실시형태에서는, 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서 같은 종류의 처리를 실행해도 좋고, 프로세스 챔버마다 다른 종류의 처리를 실행해도 좋다. 또한, 프로세스 챔버의 수는 3개로 한정되지 않으며, 4개 이상이어도 좋다.

반송 챔버(3)는 진공 처리실인 프로세스 챔버(1a 내지 1c)와 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 보지할 수 있도록 구성되어 있다. 반송 챔버(3) 중에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 반송 장치(23)가 배치되어 있다. 반송 장치(23)는 선회 가능하게 구성되어 있으며, 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 로드록 장치(5)의 사이에서 기판(S)의 반송이 실행된다.

반송 장치(23)는 도시는 생략하지만, 상하 2단으로 마련된 반송 기구를 구비하고, 각각 독립해서 기판(S)의 반송을 실행할 수 있도록 구성되어 있다.

로드록 장치(5)는 프로세스 챔버(1a 내지 1c) 및 반송 챔버(3)와 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 보지할 수 있도록 구성되어 있다. 로드록 장치(5)는 대기압인 카세트(C1, C2)와, 감압 분위기의 반송 챔버(3) 사이에서 기판(S)의 수수를 실행하기 위한 것이다.

로드록 장치(5)에는 진공 예비실(27a, 27b)이 상하 2단으로 마련되어 있다(도 2에서는 상단만을 도시). 진공 예비실(27a, 27b)은 대기압 상태와 진공 상태를 반복하는 관계상, 그 내부 용적이 매우 작게 구성되어 있다. 각 진공 예비실(27a, 27b)에는 기판(S)을 지지하는 복수의 버퍼(28)가 간격을 두고 배치되어 있다. 이들 버퍼(28)끼리의 간극은 빗살 형상의 포크[예컨대, 포크(25)]의 간극 홈으로 되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 진공 처리 시스템(100)의 각 구성부는 제어부(30)에 접속되어서 제어되는 구성으로 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 컴퓨터 기능을 갖고 있고, 진공 처리 시스템(100)에 있어서, 예컨대 프로세스 챔버(1a 내지 1c), 로드록 장치(5), 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 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 보존되어 있다. 유저 인터페이스(32) 및 기억부(33)는 컨트롤러(31)에 접속되어 있다.

그리고, 필요에 따라, 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, 예컨대 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래쉬 메모리 등에 격납된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또는, 다른 장치로부터, 예컨대 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 구동시켜서, 카세트(C1)로부터 미처리 기판(S)을 수취하고, 로드록 장치(5)의 상하 2단의 각 진공 예비실(27a, 27b)의 버퍼(28)에 각각 탑재한다.

포크(17a, 17b)를 퇴피시킨 후, 로드록 장치(5)의 대기측의 게이트 밸브 장치(9)를 폐쇄한다. 그 후, 로드록 장치(5) 내를 배기하고, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 다음에, 반송 챔버(3)와 로드록 장치(5) 사이의 게이트 밸브 장치(8)를 개방하고, 반송 장치(23)의 포크(25)에 의해 로드록 장치(5)의 진공 예비 실(27a 또는 27b)에 수용된 기판(S)을 수취한다.

다음에, 반송 장치(23)의 포크(25)에 의해, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 중 어느 하나에 기판(S)을 반입하고, 서셉터(2)에 수수한다. 그리고, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에서 기판(S)에 대해 에칭 등의 소정의 처리가 실시된다. 이어서, 처리 완료된 기판(S)은 서셉터(2)로부터 반송 장치(23)의 포크(25)에 수수되어서, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)로부터 반출된다.

그리고, 기판(S)은 상기와는 반대의 경로로 로드록 장치(5)를 거쳐서, 반송 장치(15)에 의해 카세트(C2)에 수용된다. 또한, 처리 완료된 기판(S)을 원래의 카세트(C1)로 되돌려도 좋다.

상기 순서에 있어서, 기판(S)의 처리 순서나 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서의 처리 상황에 따라, 상단의 진공 예비실(27a)과 하단의 진공 예비실(27b)이 동시에 다른 압력 상태(진공 상태와 대기압 상태)로 되는 일이 있다. 그 경우, 상술한 바와 같이, 종래의 로드록 장치에서는, 진공 예비실(27a, 27b)을 가로막는 격벽의 변형에 의해 시일 부재가 마찰해서 마모하여, 파티클 발생 원인이 되고 있었다.

다음에, 상기 문제로의 대책을 강구한 본 실시형태에 따른 로드록 장치(5)의 구성에 대해서, 도 3 내지 도 8을 참조하면서 상세하게 설명한다. 우선, 도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 로드록 장치(5)의 구조를 도시하는 단면도이고, 도 4는 로드록 장치(5)의 주요한 구성 부재를 분명히 도시하기 위한 분해 사시도이다. 로드록 장치(5)는 바닥벽(41)과, 이 바닥벽(41)과 쌍을 이루는 천장벽(43)과, 한쌍의 측벽(45a, 45b)을 구비하고 있다. 바닥벽(41), 천장벽(43), 측벽(45a, 45b)은 모두 알루미늄 등의 금속 부재로 구성되고, 용접 등의 방법에 의해 접합되어 있다. 또한, 바닥벽(41), 천장벽(43) 및 측벽(45a, 45b)은 일체 성형된 통형상체여도 좋고, 바닥벽(41), 천장벽(43)에 덮개를 마련해도 좋다.

천장벽(43)의 위 및 바닥벽(41) 아래에는 보강용의 리브(44)가 장착되어서, 충분한 내압 강도가 얻어지도록 되어 있다. 리브(44)는, 예컨대 H 형강이고, 용접이나 볼트 체결 등의 방법으로 천장벽(43) 및 바닥벽(41)에 고정되어 있다. 리브(44)는 측벽(45a, 45b)에 걸쳐지도록 병렬로 배치되어 있으며, 진공 예비실(27a, 27b)이 고진공 상태일 때에, 천장벽(43) 및 바닥벽(41)(특히, 이들의 중앙 부분)이 대기압에 의해 진공 예비실(27a, 27b)의 내측을 향해서 각각 활 형상으로 변형하는 것을 방지하고 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 로드록 장치(5)에 있어서, 상하 2단의 진공 예비실(27a, 27b)은 격벽(47)에 의해 가로막혀 있다. 즉, 상기 바닥벽(41) 또는 천장벽(43), 측벽(45a, 45b) 및 격벽(47)에 의해, 기판(S)의 반송 방향에 앞뒤로 개구한 진공 예비실(27a, 27b)이 구성되어 있다. 이 격벽(47)은 알루미늄 등의 금속 부재로 다른 벽보다도 약간 두께가 두꺼운 판 형상으로 구성되어 있다.

격벽(47)에는, 도 5에도 도시한 바와 같이, 격벽(47)을 상하로 관통하는 관통 개구부인 한쌍의 슬릿(101, 102)이 형성되어 있다. 또한, 두께가 두꺼운 격벽(47)의 길이방향(Y 방향)에 평행한 2개의 측면(단부)은 측벽(45a, 45b)에 용접 등의 방법으로 접합되어 고정되어 있다. 격벽(47)의 다른 2개의 측면(단부)은 O링(51 내지 54)이 접촉되는 시일면(47a, 47b)으로 되어 있다.

격벽(47)의 2개의 슬릿(101, 102)은 그 길이방향(X 방향)이 서로 평행으로, 또한 시일면(47a, 47b)[O링(51 내지 54)의 배치 방향과 같음]과도 평행이 되도록 길게 형성되어 있다.

진공 예비실(27a, 27b)의 반송 챔버측의 개구부(111a, 111b)는 게이트 밸브 장치(8)[부호(8a, 8b)는 밸브체임]에 의해 개폐 가능하게 밀봉되어 있으며, 대기측의 개구부(112a, 112b)는 게이트 밸브 장치(9)[부호(9a, 9b)는 밸브체임]에 의해 개폐 가능하게 밀봉되어 있다. 진공 예비실(27a, 27b)과 게이트 밸브 장치(8) 사이에는 시일 부재로서의 O링(51, 52)이 개재 배치되어서, 개구부(111a, 111b)의 주위의 기밀성이 확보되어 있다. 즉, O링(51)은 천장벽(43), 측벽(45a, 45b), 격벽(47)의 각 단면과, 게이트 밸브 장치(8)의 측면 사이에 배치되어서 진공 예비실(27a)의 개구부(111a)를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 되어 있다. O링(52)은 격벽(47), 측벽(45a, 45b), 바닥벽(41)의 각 단면과, 게이트 밸브 장치(8)의 측면 사이에 배치되어서 진공 예비실(27b)의 개구부(111b)를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 되어 있다.

또한, 진공 예비실(27a, 27b)과 게이트 밸브 장치(9)의 밸브체(9a, 9b) 사이에는 시일 부재로서의 O링(53, 54)이 개재 배치되어서, 개구부(112a, 112b)의 주위의 기밀성이 확보되어 있다. 즉, O링(53)은 천장벽(43), 측벽(45a, 45b), 격벽(47)의 각 단면과, 밸브체(9a) 사이에 배치되어서 진공 예비실(27a)의 개구부(112a)를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 되어 있다. O링(54)은 격벽(47), 측벽(45a, 45b), 바닥벽(41)의 각 단면과, 게이트 밸브 장치(9)의 밸브체(9b) 사이에 배치되어서 진공 예비실(27b)의 개구부(112b)를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 되어 있다.

또한, 밸브체(8a, 8b)에는 O링(55, 56)이 배치되어서, 기판 반입출구(113a, 113b)를 기밀하게 밀봉할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 게이트 밸브 장치(8)와 반송 챔버(3) 사이에는 O링(57)이 배치되어서, 반송 챔버(3)의 기판 반입출구(114a, 114b)의 주위의 기밀성을 확보할 수 있도록 구성되어 있다.

격벽(47)의 시일면(47a, 47b)에는 경면 연마 가공 처리 및 불소 수지 코팅 처리가 실시되어, 그 중심선 평균 표면 거칠기(Ra)가 0.4 이하로 되어 있다. 또한, 게이트 밸브 장치(8)의 시일면(8s), 게이트 밸브 장치(9)의 밸브체(9a, 9b)의 시일면(9s)에도 경면 연마 가공 및 불소 수지 코팅이 실시되어, Ra가 0.4 이하로 되어 있다. 이것에 의해, O링(51 내지 54)의 마모에 의한 파티클의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 마모를 막기 위해서, O링(51 내지 54) 자체에 불소 수지 코팅을 실시하는 것도 가능하다.

도 6은 격벽(47)의 슬릿(102)을 확대해서 도시하는 단면도이다. 또한, 슬릿(101)도 같은 구성이기 때문에, 여기에서는 슬릿(102)을 예로 들어서 설명한다. 슬릿(102)의 내부는 공동이며, 슬릿(102)의 상하의 개구 부분은 탄성 부재로서의 탄성판(61)에 의해 폐색되어 있다. 탄성판(61)은 클램프 부재(63)에 의해 고정되어 있다. 클램프 부재(63)는 격벽(47)에, 예컨대 나사(65)를 이용하여 고정되어 있다. 또한, 탄성판(61)과 격벽(47) 사이는 O링(67)에 의해 밀봉되어 있다.

탄성판(61)의 재질은 탄성 변형을 가능하게 하는 관점으로부터, 예컨대 PTFE(폴리테트라 플루오로에틸렌) 등의 합성 수지가 바람직하다.

공동으로 되어 있는 슬릿(102) 내에는, 그 폭방향(Y 방향)으로 가해지는 압축력에 저항하도록 보강 부재(71)가 배치되어 있다. 보강 부재(71)는 슬릿(101)의 내벽면에 접촉하는 롤러(73)와, 이 롤러(73)를 회전 가능하게 축 지지하는 기부(75)를 갖고 있다. 롤러(73)는, 예컨대 SUS 등의 금속으로 구성되어 있다. 기부(75)는 도시하지 않는 나사 등의 고정 수단으로 슬릿(102) 내의 벽에 고정되어 있다.

또한, 격벽(47)의 내부에는 시일면(47a, 47b)으로부터 슬릿(101, 102) 내까지 연통하는 압력 조정 구멍(50)이 횡방향으로 마련되어 있다.

다음에, 도 7 및 도 8을 참조하면서, 슬릿(101, 102)의 작용에 대해서 설명한다. 우선, 도 7의 (a)는 슬릿(101, 102)을 갖고 있지 않은 격벽(48)을 사용한 것 이외에는, 도 3과 같은 구성의 로드록 장치를 도시하고 있다. 도 7의 (a)에 있어서, 가령 상단의 진공 예비실(27a)이 진공 상태, 하단의 진공 예비실(27b)이 대기압 상태인 경우, 압력차에 의해 화살표로 도시한 바와 같이 격벽(48)에 큰 힘이 가해지고, 이점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 격벽(48)의 중앙부(48c)가 위로 볼록 형상으로 변형한다. 상단의 진공 예비실(27a)이 대기압 상태, 하단의 진공 예비실(27b)이 진공 상태인 경우에는, 도 7의 (a)와는 반대 방향으로 격벽(48)이 변형한다. 이와 같은 압력차에 의한 격벽(48)의 변형이 반복되면, 격벽(48)의 시일면[격벽(48)의 좌우의 단면(48a, 48b)]이 상하로 변위를 반복하게 된다. 그 결과, 시일 부재인 O링(51 내지 54)이 마찰해서 마모하여, 파티클을 발생시키는 원인이 된다. 압력차에 의한 변형이 발생하지 않도록, 격벽(48)으로서의 알루미늄판의 두께를 증가시켜 강성을 높이면 상기 문제는 개선할 수 있지만, 격벽(48)이 두께가 두꺼워지는 만큼, 로드록 장치 전체의 높이를 증가시킬 필요가 있어서, 대형화, 중량의 증가, 재료 비용의 증가로 이어진다.

본 실시형태의 로드록 장치에서는, 상술한 대로, 격벽(47)에 슬릿(101, 102)을 마련했다. 이 경우, 슬릿(101, 102)의 개구를 막는 탄성판(61)은 그 탄성 변형 능력에 의해 격벽(47)의 비틀림을 흡수한다. 그 때문에, 진공 예비실(27a, 27b)에 압력차가 있는 경우, 한쌍의 슬릿(101, 102) 사이[격벽(47)의 중앙부(47c)]에서는 압력차에 의해 응력이 가해지고, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 격벽(47)이 약간 변형하지만, 이 응력은 슬릿(101, 102)에서 억제되고, 슬릿(101, 102)의 외측[시일면(47a, 47b)측]에서는 대폭 완화된다. 따라서, 시일면(47a, 47b)에는 거의 변위가 생기지 않는다.

즉, 압력차에 의해 격벽(47)에 가해지는 응력은 2개의 슬릿(101, 102)에서 해소되기 때문에, 슬릿(101, 102)의 외측[시일면(47a, 47b)측]에는 응력이 거의 전해지지 않는다. 또한, 탄성판(61)의 강성이 지나치게 높으면, 격벽(47)의 중앙부(47c)의 응력이 그대로 시일면(47a, 47b)에 전해져서, 시일면(47a, 47b)을 상하로 변이시켜 버린다. 또한, 탄성판(61)의 강성이 지나치게 낮으면, 상하의 진공 예비실(27a, 27b)의 압력차에 견디지 못하고, 슬릿(101, 102)의 부분에서 누출이 발생하는 원인이 된다.

이상과 같이, 슬릿(101, 102) 및 슬릿(101, 102)을 폐색하는 탄성판(61)은 격벽(47)에 가해진 응력이 상기 시일면(47a, 47b)으로 전해지는 것을 억제하는 응력 완화 수단으로서 작용한다. 슬릿(101, 102) 및 탄성판(61)으로 구성되는 응력 완화 수단은, 격벽(47)의 중앙부(47c)의 변형은 허용하지만, 슬릿(101) 외측의 변형은 억제하도록 작용한다. 그 결과, 격벽(47)의 시일면(47a, 47b)의 변위가 억제되어, O링(51, 52, 53, 54)이 마찰되어서 마모하는 것에 의한 파티클의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

다음에, 슬릿(101, 102)에 배치된 보강 부재(71)의 작용에 대해서 설명한다. 격벽(47)에는 대기압인 게이트 밸브 장치(9)의 외측으로부터 대기압에 의해 횡(수평)방향의 압축력이 가해진다. 그러나, 격벽(47)에 슬릿(101, 102)을 마련하는 것에 의해, 횡방향의 압축력에 대한 기계 강도가 저하한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 기다란 슬릿(101, 102)의 폭방향(Y 방향)에서의 압축력에 저항하는 보강 부재(71)를 마련하고 있다. 롤러(73)는, 도 8에도 도시한 바와 같이, 격벽(47)의 중앙부(47c)의 변형에 의해 슬릿(101, 102)의 내벽면(W)이 상하로 움직여도, 슬릿(101, 102)의 내벽면(W)에 접촉하면서 회전함으로써 보강 기능을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 슬릿(101, 102) 부분에서 격벽(47)에 압축력에 의한 좌굴이 생기는 것과 같은 사태를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 압력 조정 구멍(50)에 의해, 슬릿(101)의 내부는 반송 챔버(3)와 같은 진공 상태로 되어 있고, 슬릿(102)의 내부는 외부와 같은 대기압으로 되어 있다. 슬릿(101, 102) 내부의 압력을 진공 상태 또는 대기압으로 함으로써, 슬릿(101, 102)의 폭방향(Y 방향)으로 가해지는 압축력을 저감할 수 있다. 또한, 슬릿(101, 102)의 응력 완화 기능이 손상되지 않는다면, 슬릿(101, 102)의 내부를 공동으로 하지 않아도 좋고, 예컨대 고무나 수지 등의 탄성 변형 가능한 부재를 조밀하게 충전하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 로드록 장치(5)에서는, 상하에 배치된 진공 예비실(27a)과 진공 예비실(27b)을 가로막는 격벽(47)에, 관통 개구부인 슬릿(101, 102)과, 이들의 슬릿(101, 102)의 개구 부분을 막는 탄성판(61)을 마련했으므로, 상하의 진공 예비실(27a, 27b)에 압력차가 생겨도 격벽(47)의 변형을 그 중앙부(47c)에만 남기는 것이 가능해서, 격벽(47)의 양단의 시일면(47a, 47b)의 변위를 억제할 수 있다. 그 결과, O링(51 내지 54)의 마모에 의한 파티클의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음에, 도 9 및 도 10을 참조하면서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 9는 제 2 실시형태에 따른 로드록 장치(5a)의 개략 구성을 도시하는 단면도이고, 도 10은 로드록 장치(5a)에 있어서의 격벽(47)의 요점부 확대도이다. 또한, 도 9 및 도 10에 있어서, 제 1 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는, 격벽(47)에는 상하로 관통하는 관통 개구부인 한쌍의 슬릿(101, 102)이 형성되어 있다. 슬릿(101, 102)의 구성은 제 1 실시형태와 같고, 슬릿(101, 102)은 그 길이방향이 서로 평행하며, 또한 시일면(47a, 47b)[O링(51 내지 54)의 배치 방향과 같음]과도 평행이 되도록 길게 형성되어 있다.

도 10은 격벽(47)의 슬릿(102)을 확대해서 도시하고 있다. 또한, 슬릿(101)도 같은 구성이기 때문에, 여기에서는 슬릿(102)을 예로 들어서 설명한다. 슬릿(102)의 내부는 공동이며, 슬릿(102)의 상하 방향[격벽(47)의 두께 방향]의 대략 중앙 부분은 탄성 부재로서의 탄성판(62)에 의해 폐색되어 있다. 탄성판(62)은 슬릿(102)의 대향하는 내벽면으로부터 슬릿(102) 내 공간을 향해 돌출하여 마련된 한쌍의 지지 돌출부(64)와, 클램프 부재(66)에 의해 고정되어 있다. 지지 돌출부(64)는 격벽(47)과 일체로 형성되어 있어도 좋으며, 예컨대 용접이나 시일 부재와 나사 등의 체결 수단을 이용하는 방법으로 격벽(47)에 기밀하게 고정되어 있어도 좋다. 클램프 부재(66)는 지지 돌출부(64)에 예컨대 나사(68)를 이용하여 고정되어 있다. 또한, 탄성판(62)과 지지 돌출부(64) 사이는 O링(70)에 의해 밀봉되어 있다.

탄성판(62)의 재질은, 제 1 실시형태와 같이 탄성 변형을 가능하게 하는 관점으로부터, 예컨대 PTFE(폴리테트라 플루오로에틸렌) 등의 합성 수지가 바람직하다.

본 실시형태에서는, 공동으로 되어 있는 슬릿(102) 내에 있어서, 탄성판(62)의 상하에, 슬릿(102)의 폭방향으로 가해지는 압축력에 저항하도록, 각각 보강 부재(71a, 71b)가 배치되어 있다. 보강 부재(71a, 71b)는 슬릿(101)의 내벽면에 접촉하는 롤러(73)와, 이 롤러(73)를 회전 가능하게 축 지지하는 기부(75)를 갖고 있다. 롤러(73)는, 예컨대 SUS 등의 금속으로 구성되어 있다. 기부(75)는 도시하지 않는 나사 등의 고정 수단으로 슬릿(102) 내의 벽에 고정되어 있다.

슬릿(101, 102)은 제 1 실시형태와 같은 작용을 갖고 있다. 즉, 상하의 진공 예비실(27a, 27b)의 압력차에 의해 격벽(47)에 가해지는 응력은 2개의 슬릿(101, 102)으로 해소되기 때문에, 슬릿(101, 102)의 외측[시일면(47a, 47b)측]에는 응력이 거의 전해지지 않는다. 슬릿(101, 102) 및 탄성판(62)으로 구성되는 응력 완화 수단은, 격벽(47)의 중앙부의 변형은 허용하지만, 슬릿(101)보다도 외측의 변형은 억제하도록 작용한다. 그 결과, 격벽(47)의 시일면(47a, 47b)의 변위가 억제되어서, O링(51, 52, 53, 54)이 마찰해서 마모하는 것에 의한 파티클의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 슬릿(101, 102)에 배치된 보강 부재(71a, 71b)는 기다란 슬릿(101, 102)의 폭방향에서의 압축력에 저항하는 작용을 갖는 동시에, 격벽(47)의 중앙부의 변형에 의해 슬릿(101, 102)의 내벽면이 상하로 움직여도, 슬릿(101, 102)의 내벽면에 접촉하면서 회전함으로써 보강 기능을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 슬릿(101, 102) 부분에서 격벽(47)에 압축력에 의한 좌굴이 생기는 것과 같은 사태를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 탄성판(62)을 슬릿(101, 102)의 상하 방향의 대략 중앙 부근에 배치한 것에 의해, 슬릿(101, 102) 내는 상하의 진공 예비실(27a, 27b)과 연통하여 같은 압력이 되기 때문에, 제 1 실시형태와 같이 압력 조정 구멍(50)을 마련할 필요가 없다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 로드록 장치(5a)에서는, 상하에 배치된 진공 예비실(27a)과 진공 예비실(27b)을 가로막는 격벽(47)에 관통 개구부인 슬 릿(101, 102)과, 이들의 슬릿(101, 102)의 개구 부분을 막는 탄성판(62)을 마련했으므로, 상하의 진공 예비실(27a, 27b)에 압력차가 발생해도, 격벽(47)의 변형을 그 중앙부에만 남기는 것이 가능하고, 격벽(47)의 양단의 시일면(47a, 47b)의 변위를 억제할 수 있다. 그 결과, O링(51 내지 54)의 마모에 의한 파티클의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

본 실시형태에 있어서의 다른 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

이상, 본 발명의 실시형태를 서술했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되지 않고 각종 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는 상하 2단의 진공 예비실을 갖는 로드록 장치를 예시했지만, 로드록 장치의 진공 예비실을 3단 이상 마련한 경우에도 본 발명의 기술 사상은 적용 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 격벽(47)에 한쌍의 슬릿(101, 102)을 마련하는 구성으로 했지만, 슬릿은 한쌍(2개소)에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 진공 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도,

도 2는 도 1의 진공 처리 시스템의 내부의 구성을 도시하는 평면도,

도 3은 제 1 실시형태에 따른 로드록 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도,

도 4는 로드록 장치의 주요한 구성 부재를 도시하는 분해 사시도,

도 5는 격벽의 외관 사시도,

도 6은 도 3에 있어서, 슬릿 부분의 구조를 도시하는 요점부 확대 단면도,

도 7은 슬릿을 마련하지 않은 경우와 슬릿을 마련한 경우의 격벽의 변형 상태를 설명하는 도면,

도 8은 보강 부재의 작용을 설명하는 도면,

도 9는 제 2 실시형태에 따른 로드록 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도,

도 10은 도 9에 있어서, 슬릿 부분의 구조를 도시하는 요점부 확대 단면도.

부호의 설명

1a, 1b, 1c : 프로세스 챔버 3 : 반송 챔버

5 : 로드록 장치 7, 8, 9 : 게이트 밸브 장치

27a, 27b : 진공 예비실 28 : 버퍼

41 : 바닥벽 43 : 천장벽

44 : 리브 47 : 격벽

50 : 압력 조정 구멍 51 내지 57 : O링

61 : 탄성판 71 : 보강 부재

100 : 진공 처리 시스템 101, 102 : 슬릿

S : 기판

Claims

기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리 시스템 내에서, 기판을 대기시키면서 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실을 격벽에 의해 가로막아 복수 배치하여 이루어지는 로드록 장치에 있어서,

상기 진공 예비실은,

기판을 반입출하기 위한 개구부와,

상기 개구부를 개폐 가능하게 밀봉하는 게이트 밸브 장치를 구비하고 있으며,

상기 격벽은,

상기 게이트 밸브 장치와의 사이에 시일 부재를 개재시켜서 기밀성을 유지하는 시일면과,

상기 시일면 근방에 형성된 관통 개구부를 구비하며,

인접하는 진공 예비실 사이의 압력차에 의해 상기 격벽에 응력이 가해진 경우에, 상기 격벽의 중앙 부분으로부터 상기 시일면으로 전달되는 상기 응력을 완화하는 수단을 상기 격벽의 중앙 부분과 상기 시일면 사이에 구비하며,

상기 관통 개구부 내에 상기 관통 개구부에 가해지는 압축력에 저항하는 보강 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리 시스템 내에서, 기판을 대기시키면서 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 진공 예비실을 격벽에 의해 가로막아 복수 배치하여 이루어지는 로드록 장치에 있어서,

상기 진공 예비실은,

기판을 반입출하기 위한 개구부와,

상기 개구부를 개폐 가능하게 밀봉하는 게이트 밸브 장치를 구비하고 있으며,

상기 격벽은,

상기 게이트 밸브 장치와의 사이에 시일 부재를 개재시켜서 기밀성을 유지하는 시일면과,

상기 시일면 근방에 형성된 관통 개구부와,

상기 관통 개구부의 개구 부분을 밀봉하는 탄성 부재를 구비하며,

상기 관통 개구부 내에 상기 관통 개구부에 가해지는 압축력에 저항하는 보강 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 격벽의 중앙 부분과 상기 격벽의 단부에 형성된 상기 시일면 사이에, 상기 중앙 부분을 중심으로 대칭이 되도록 한쌍의 상기 관통 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 관통 개구부는 길게 형성되고, 상기 시일면에 대해 상기 관통 개구부의 길이방향이 평행인 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
삭제
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 보강 부재는 관통 개구부 내부의 벽면에 접촉하는 회전체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 격벽에는, 상기 시일면으로부터 상기 관통 개구부의 내부까지 연통하고 상기 관통 개구부 내의 압력을 조정하는 압력 조정 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는

로드록 장치.
진공 처리 시스템에 있어서,

기판을 진공 조건 하에서 처리하는 진공 처리실과,

진공 조건 하에서 상기 진공 처리실로 기판을 반송하는 진공 반송실과,

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 로드록 장치를 구비한

진공 처리 시스템.