KR20140116778A - 성막장치 - Google Patents

Abstract

밸브체에 의한 압압력이 불균일해지는 것을 억제할 수 있는 성막장치를 제공한다.
성막장치(100)는, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗어 밸브체(9)에 접속된 크로스튜브(32)와, 일부가 크로스튜브(32)의 내부에 진입하는 토션바(31)와, 토션바(31)에 회전 구동력을 부여하는 회전 구동부(4)를 구비하고 있다. 또, 토션바(31)는, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 체결부(34)에 의하여 크로스튜브(32)에 체결되어 있다. 따라서, 회전 구동부(4)에 의하여 토션바(31)에 부여된 회전 구동력은, 당해 토션바(31)를 통하여, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 크로스튜브(32)에 전달된다. 따라서, 당해 회전 구동력은, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗는 크로스튜브(32)를 통하여, 길이 방향(D1)에 있어서의 양측으로 밸런스 좋게 밸브체(9)에 전달된다.

Description

성막장치{Film Forming Apparatus}

본 출원은 2013년 3월 25일에 출원된 일본 특허출원 제2013-062409호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 진공챔버의 개폐기구를 구비하는 성막장치에 관한 것이다.

종래, 진공챔버의 개폐를 행하는 개폐기구를 구비하는 성막장치로서, 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1의 성막장치의 개폐기구는, 기판을 반입 또는 반출하기 위한 진공챔버의 구멍부를 막기 위한 밸브체와, 밸브체로 압압됨으로써 구멍부를 밀봉하는 O링과, 구멍부의 개폐를 위하여 밸브체를 이동시키는 1개의 실린더를 구비하고 있다. 이 실린더의 단부는, 밸브체에 직접 접속되어 있다.

선행기술문헌

(특허문헌)

특허문헌 1: 일본 특허공개공보 평06-338469호

상술과 같은 성막장치의 개폐기구에서는, 밸브체 중, 실린더의 단부가 접속되어 있는 부분만 압압력이 강해져, 밸브체에 의한 O링의 압압이 불균일해진다는 문제가 발생한다. 여기에서, 밸브체의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 막대형상 부재를 설치하고, 당해 막대형상 부재와 밸브체를 접속함과 함께, 막대형상 부재의 단부에 회전 구동력을 부여하는 기구를 생각할 수 있다. 그러나, 당해 구성을 적용하였다고 하여도, 막대형상 부재의 일단측과 타단측과의 사이에서는 뒤틀림이 발생하고, 뒤틀림의 영향에 의하여, 밸브체에 의한 압압력은 역시 불균일해진다. 따라서, 밸브체에 의한 압압력이 불균일해지는 것을 억제하는 것이 종래부터 요구되고 있었다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 밸브체에 의한 압압력이 불균일해지는 것을 억제할 수 있는 성막장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 성막장치는, 성막재료의 입자를 성막대상물에 부착시키는 성막장치로서, 성막대상물을 반입 또는 반출하기 위한 구멍부를 가지는 진공챔버와, 구멍부를 폐쇄하는 위치와 구멍부를 통하여 반입 또는 반출되는 성막대상물과 간섭하지 않는 위치와의 사이에서 이동 가능하고, 길이 방향으로 뻗는 밸브체와, 밸브체의 길이 방향을 따라 뻗으며, 밸브체에 접속된 관형상 부재와, 적어도 일부가 관형상 부재의 내부에 진입하며, 밸브체의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서, 관형상 부재에 체결된 막대형상 부재와, 막대형상 부재에 회전 구동력을 부여하는 회전 구동부를 구비한다.

본 발명에 관한 성막장치는, 밸브체의 길이 방향을 따라 뻗어 밸브체에 접속된 관형상 부재와, 적어도 일부가 관형상 부재의 내부에 진입하는 막대형상 부재와, 막대형상 부재에 회전 구동력을 부여하는 회전 구동부를 구비하고 있다. 또, 막대형상 부재는, 밸브체의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서 관형상 부재에 체결되어 있다. 따라서, 회전 구동부에 의하여 막대형상 부재에 부여된 회전 구동력은, 당해 막대형상 부재를 통하여, 밸브체의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서 관형상 부재로 전달된다. 따라서, 당해 회전 구동력은, 밸브체의 길이 방향을 따라 뻗는 관형상 부재를 통하여, 길이 방향에 있어서의 양측으로 밸런스 좋게 밸브체로 전달된다. 이로써, 밸브체에 의한 압압력이 불균일해지는 것이 억제된다.

본 발명에 관한 성막장치는, 진공챔버의 내부에 있어서, 막대형상 부재를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링부를 더욱 구비하여도 된다. 제1 베어링부는, 진공챔버의 내부, 즉, 밸브체로 하중을 전달하는 관형상 부재의 근처에서 막대형상 부재를 지지하는 것이 가능해진다. 따라서, 밸브체의 압압반력을 지지할 때에, 막대형상 부재에 큰 굽힘응력이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 강성 확보를 위하여 막대형상 부재의 직경이 커지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 관한 성막장치에 있어서, 관형상 부재는, 밸브체의 길이 방향을 따라 분할되어 있으며, 분할된 관형상 부재끼리의 사이에는, 막대형상 부재가 진입하고 있음과 함께, 막대형상 부재를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링부가 설치되어 있어도 된다. 이로써, 밸브체의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에 있어서도, 제2 베어링부로 막대형상 부재를 지지할 수 있다. 따라서, 성막대상물이 커지는 것에 의하여 밸브체가 커졌다고 하여도, 강성 확보를 위하여 막대형상 부재의 직경이 커지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 밸브체에 의한 압압력이 불균일해지는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 각 실시형태에 관한 성막장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 성막장치의 단면도이며, 도 1에 나타내는 II-II선을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 개폐기구를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 개폐기구를 화살표(V)로부터 본 도이다.
도 6은 도 2 중에 있어서 E1로 나타내는 부분의 확대도이다.
도 7은 도 2 중에 있어서 E2로 나타내는 부분의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 성막장치의 단면도이며, 도 2에 대응하는 도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 개폐기구를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 성막장치의 단면도이며, 도 1에 나타내는 X-X선을 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 개폐기구를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 12는 도 10 중에 있어서 E3으로 나타내는 부분의 확대도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 성막장치의 일 실시형태를 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

［제1 실시형태］

도 1은, 본 실시형태에 관한 성막장치(100)의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에 나타내는 성막장치(100)는, 성막대상물인 기판(101)(예를 들면 유리기판)에 대하여 성막 등의 처리를 실시하기 위한 것이다. 성막장치(100)는, 예를 들면 RPD법(반응성 플라즈마 증착법)에 의한 성막을 행하는 장치이다. 성막장치(100)는, 플라즈마를 생성하는 플라즈마건을 구비하고, 생성된 플라즈마를 이용하여, 성막재료(증착원(140))를 이온화하고, 성막재료의 입자를 기판(101)의 표면에 부착시킴으로써 성막을 행한다. 설명의 편의상, 도 1에는, XYZ좌표계를 나타낸다. Y축 방향은, 기판(101)이 반송되는 방향이다. Z축 방향은, 상하 방향을 나타내고 있으며, 본 실시형태에서는 기판(101)과 증착원(140)이 대향하는 방향이다. X축 방향은, Y축 방향과 Z축 방향에 직교하는 방향이다. 다만, 제1 실시형태에서는, 기판(101)의 판두께 방향이 대략 연직 방향이 되도록 기판(101)이 진공용기 내에 배치되어 반송되는 이른바 횡형의 성막장치를 예시하고 있다. 단, 후술의 제3 실시형태에 나타내는 예에서는, 기판(101)의 판두께 방향이 수평 방향이 되도록, 기판(101)을 직립 또는 직립시킨 상태로부터 경사진 상태로, 기판(101)이 진공챔버 내에 배치되어 반송되는, 이른바 종형의 성막장치여도 된다. 이 경우는, 횡형의 성막장치와는 X축과 Z축이 바뀌어져, X축 방향에 있어서, 기판(101)과 증착원(140)이 대향한다.

성막장치(100)는, 로드록챔버(121), 버퍼챔버(122), 성막챔버(123), 버퍼챔버(124), 로드록챔버(125)를 구비하고 있다. 이들 챔버(121~125)는, 이 순서로 나열되어 배치되어 있다. 모든 챔버(121~125)가 진공챔버(150)로서 구성되고, 챔버(121~125)의 출입구에는, 본 실시형태에 관한 개폐기구(1)가 설치되어 있다. 성막장치(100)는, 버퍼챔버(122, 124), 성막챔버(123)가 복수 나열되어 있는 구성이어도 된다. 또, 성막장치(100)는, 이들 진공챔버가 일체적으로 형성되어 있어도 된다.

각 진공챔버(121~125)에는, 내부를 적절한 압력으로 하기 위한 진공펌프(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 또, 각 진공챔버(121~125)에는, 챔버 내의 압력을 감시하기 위한 진공계(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 각 챔버(121~125)에는, 진공펌프에 접속된 진공 배기관이 연통되고, 이 진공 배기관에 진공계가 설치되어 있다.

다음으로, 도 2~도 7을 참조하여, 본 실시형태에 관한 진공챔버(150)(각 챔버(121~125))의 개폐기구(1)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 도 1에 나타내는 II-II선을 따른 단면도이다. 도 3은, 본 실시형태에 관한 개폐기구(1)를 모식적으로 나타낸 개념도이다. 도 4는, 도 2에 나타내는 IV-IV선을 따른 단면도이다. 도 5는, 도 2에 나타내는 개폐기구(1)를 화살표(V)로부터 본 도이다. 도 6은, 도 2 중에 있어서 E1로 나타내는 부분의 확대도이다. 도 7은, 도 2 중에 있어서 E2로 나타내는 부분의 확대도이다. 다만, 도 4 및 도 5에서는, 밸브체(9)가 개방된 상태를 나타내고 있지만, 구성을 명확하게 하기 위하여, 도 2는 밸브체(9)로 구멍부(151)를 폐쇄한 상태를 나타내고 있다. 진공챔버(150)는, 기판(101)을 반입 또는 반출하기 위한 구멍부(151)를 가진다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 구멍부(151)는, 기판(101)의 반송 방향에 있어서의 각 진공챔버(150)의 단벽부(150a)에 형성되어 있다. 구멍부(151)는, 단벽부(150a)를 관통함과 함께 X축 방향으로 뻗는 슬릿형상의 관통공에 의하여 구성되고, 기판(101) 및 당해 기판(101)을 지지하는 반송 트레이가 통과 가능한 크기로 형성되어 있다. 하나의 진공챔버(150)의 단벽부(150a)와, 인접하는 다른 진공챔버(150)의 단벽부(150a)는, 서로 접촉하도록 배치되어 있다. 하나의 진공챔버(150)의 단벽부(150a)의 구멍부(151)는, 인접하는 다른 진공챔버(150)의 단벽부(150a)의 구멍부(151)와 대응하는 위치 및 크기로 형성되어 있으며, 서로 연통하고 있다.

개폐기구(1)는, 당해 구멍부(151)의 개폐를 전환 가능하게 구성되어 있다. 개폐기구(1)는, 구멍부(151)를 개폐하는 개폐부(2)와, 개폐부(2)를 회전 가능하게 지지하는 회전축부(3)와, 회전축부(3)에 회전력을 부여하는 회전 구동부(4)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 관한 개폐기구(1)는, 이른바 플래퍼식 챔버게이트이다.

도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 회전축부(3)는, 진공챔버(150) 내에 있어서, 구멍부(151)의 연재 방향과 동일 방향으로 뻗어 있다. 회전축부(3)는, Z축 방향에 있어서, 진공챔버(150)의 상벽부(150b)와 구멍부(151)와의 사이에 배치되어 있으며, 구멍부(151)가 형성된 단벽부(150a)로부터 이간된 상태로 설치되어 있다. 회전축부(3)는, 단벽부(150a)에 고정된 베어링 브래킷(6)으로 회전 가능하게 지지된다. 또, 회전축부(3)의 일방의 단부(3a)는, 진공챔버(150)의 측벽부(150c)를 관통하여, 진공챔버(150)의 외측까지 뻗어 있다. 회전축부(3) 중, 진공챔버(150)의 외측으로 뻗은 부분은, 베어링(7)으로 회전 가능하게 지지된다. 회전축부(3)의 타방의 단부(3b)는, 진공챔버(150)의 측벽부(150d)로 지지된다(도 2 참조). 다만, 본 실시형태에서는, 회전축부(3)는, 상벽부(150b) 가까이에 설치되어 있지만, 하벽부(150e) 가까이에 설치되어도 된다. 다만, 하벽부(150e)측에는 기판(101)을 반송하기 위한 반송기구(반송롤러) 등이 배치되기 때문에, 회전축부(3)를 상벽부(150b) 가까이에 설치함으로써, 반송기구와의 간섭을 막을 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 회전 구동부(4)가 진공챔버(150)의 측벽부(150c)측에 설치되어 있기 때문에, 회전축부(3)의 일방의 단부(3a)가 측벽부(150c)로부터 외측으로 뻗어 있지만, 회전 구동부(4)를 측벽부(150d)측에 설치하여도 되고, 이 경우는, 회전축부(3)의 타방의 단부(3b)가 측벽부(150d)로부터 외측으로 뻗는다. 다만, 회전축부(3)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.

도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 개폐부(2)는, 회전축부(3)에 장착된 암(8)(8A~8D)과, 구멍부(151)를 개폐하는 밸브체(9)와, 밸브체(9)의 밀봉면(9a)에 설치된 밀봉부재(11)를 구비하고 있다. 암(8)은, 회전축부(3)의 연재 방향으로 소정의 간격으로 복수 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 암(8)이 4개 설치되어 있지만, 특별히 수는 한정되지 않는다. 암(8)은, 회전축부(3)로부터 직경 방향으로 뻗어 있으며, 선단(8a)측에서 밸브체(9)를 지지하고 있다. 이로써, 회전축부(3)는, 암(8)을 통하여 밸브체(9)에 연결된다.

밸브체(9)는, 회전축부(3)의 회전에 따라 이동 가능하다. 밸브체(9)는, 구멍부(151)를 폐쇄하는 제1 위치(P1)와, 구멍부(151)를 개방하는 제2 위치(P2)와의 사이에서 이동 가능하다. 도 4에 있어서는, 2점 쇄선으로 나타나 있는 밸브체(9)의 위치가 제1 위치(P1)에 해당하고, 실선으로 나타나 있는 밸브체(9)의 위치가 제2 위치(P2)에 해당한다. 도 2에서는, 제1 위치(P1)에 배치되어 있는 상태의 밸브체(9)가 실선으로 나타나 있다. 다만, 제2 위치(P2)는, 밸브체(9)가 반입·반출되는 기판(101)(및 당해 반입·반출을 위한 반송 트레이 등의 기구)과 간섭하지 않는 위치이면, 어디에 설정되어도 된다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 밸브체(9)가 제1 위치(P1)로부터 회전축부(3)를 중심으로 대략 90°회전한 위치가 제2 위치(P2)로서 설정되어 있다. 단, 밸브체(9)가 제2 위치(P2)에서 기판(101)과 간섭하지 않는 한, 대략 90°가 아니어도 된다. 기판 반송 방향(Y축 방향)에 있어서의 구멍부(151)의 연장선 상의 공간을 반송 공간(CE)으로 한 경우, 제2 위치(P2)에 있어서의 밸브체(9)는, 반송 공간(CE)보다 외측에 배치된다.

밸브체(9)는, 구멍부(151)의 연재 방향을 따라 뻗어, 길이 방향을 가지는 장척인 형상을 가지고 있다. 밸브체(9)는, 제1 위치(P1)에 배치되었을 때에, 단벽부(150a)와 대향하는 면인 밀봉면(9a)에서, 구멍부(151)의 전체를 기판 반송 방향(Y축 방향)으로부터 보아 완전히 덮는 형상 및 크기로 형성되어 있다(도 2 참조). 또, 밸브체(9)는, 대략 사다리꼴의 단면 형상을 가지고 있으며, 밑변측의 면이 밀봉면(9a)으로서 구성되고, 윗변측의 면(9b)으로 암(8)에 지지된다(도 4 참조). 다만, 밸브체(9)가 제2 위치(P2)로부터 제1 위치(P1)로 이동하여 밸브체(9)를 압압할 때에, 밸브체(9)가 단벽부(150a)에 평행하게 닿음으로써 후술하는 밀봉부재(11)(O링)가 균등하게 찌그러져 구멍부(151)를 확실히 폐쇄할 수 있도록, 암(8)은, 다소의 덜컹거림을 허용한 상태로 밸브체(9)를 지지하고 있다.

밀봉부재(11)는, 밸브체(9)의 밀봉면(9a)에 형성된 홈부(12)에 끼워넣어진 O링에 의하여 구성되어 있다. 밀봉부재(11)는, 밸브체(9)가 제1 위치(P1)에 배치되어 있을 때에, 단벽부(150a)의 구멍부(151) 주변의 가장자리부(152)에 접촉한 상태에서, 밸브체(9)로 압압됨으로써, 구멍부(151)를 밀봉한다. Y축 방향으로부터 보았을 때(도 2로 나타내는 상태), 밀봉부재(11)는, 구멍부(151)의 전체 둘레를 둘러싸도록 설치된다. 다만, 밀봉부재(11)는, 구멍부(151)를 밀봉할 수 있는 것이면 어떠한 것을 적용하여도 되고, 구멍부(151) 전체를 덮는 탄성체의 판재여도 된다.

도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 회전 구동부(4)는, 회전축부(3)에 연결되는 레버(21)와, 구멍부(151)의 개폐를 위하여 밸브체(9)를 이동시키는 실린더(22)를 구비하고 있다. 도 5에 있어서는, 밸브체(9)가 제2 위치(P2)에 배치되어 있을 때의 레버(21) 및 실린더(22)의 상태가 실선으로 나타나고, 밸브체(9)가 제1 위치(P1)에 배치되어 있을 때의 레버(21) 및 실린더(22)의 상태가 2점 쇄선으로 나타나 있다. 다만, 진공챔버(150)의 하측에는, 프레임체(160)가 설치되어 있다. 프레임체(160)는, Y축 방향으로 뻗는 프레임(161)과, Z축 방향으로 뻗는 프레임(162)과, X축 방향으로 뻗는 프레임(163)을 구비하고 있다. 레버(21), 실린더(22), 및 프레임(161, 162)은, X축 방향에 있어서 대략 동일 위치에 배치되어 있다(도 2 참조).

레버(21)는, 회전축부(3)로부터 직경 방향으로 뻗는 부재이다. 레버(21)의 기단측에는 회전축부(3)에 장착되는 원통형상의 연결부재(26)가 설치되어 있다. 연결부재(26)에 회전축부(3)가 삽입됨으로써, 레버(21)는 회전축부(3)와 연결되고, 당해 회전축부(3)와 함께 회전한다. 레버(21)는, 개폐부(2)의 암(8)이 뻗는 방향과는 상이한 방향으로 뻗는다. 또, 레버(21)는, 회전축부(3)의 연재 방향(X축 방향)으로부터 보아, 하나의 방향으로 뻗는 판형상 부재에 의하여 구성되어 있다(도 5 참조).

실린더(22)는, 레버(21)를 통하여 회전축부(3)를 대략 90°회전시킴으로써, 밸브체(9)를 제1 위치(P1)로부터 제2 위치(P2)로, 또는 제2 위치(P2)로부터 제1 위치(P1)로 이동시키는 것이다. 본 실시형태에서는, 실린더(22)로서, 로드(27) 및 통체(28)로 구성되는 에어 실린더가 적용되어 있다. 다만, 실린더(22)로서, 유압식이나 전기식 실린더를 적용하여도 된다. 실린더(22)는, 레버(21)의 선단측에 접속된다. 구체적으로는, 실린더(22)의 로드(27)의 선단의 조인트부(27a)는, 레버(21)의 선단부에, X축 방향으로 뻗는 핀에 의하여 회전 가능하게 접속된다. 한편, 실린더(22)의 통체(28)의 선단의 조인트부(28a)는, 프레임체(160)의 Z축 방향으로 뻗는 프레임(162)의 측면에 설치된 브래킷(29)에, X축 방향으로 뻗는 핀에 의하여 회전 가능하게 접속된다. 다만, 실린더(22)는, 브래킷(29)으로부터 레버(21)를 향하여, Z축에 대하여 대략 평행하게 뻗어 있다. 실린더(22)의 로드(27)가 통체(28)로부터 Z축 정방향을 향하여 신장됨으로써, 도 5에 나타내는 방향(D3)을 향하여 레버(21)도 Z축 정방향으로 압출되고, 이로써 회전축부(3)가 회전한다.

다음으로, 도 2, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하여, 회전축부(3)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전축부(3)는, 토션바(막대형상 부재)(31)와, 크로스튜브(관형상 부재)(32)와, 크로스튜브 서포트(33)를 구비하고 있다. 또, 회전축부(3)는, 크로스튜브(32) 내에 있어서 토션바(31)와 크로스튜브(32)를 체결하는 체결부(34)와, 크로스튜브(32)의 일방의 단부(32a)에 있어서 토션바(31)를 지지하는 지지 베어링부(36)와, 크로스튜브(32)의 타방의 단부(32b)에 있어서 크로스튜브 서포트(33)를 회전 가능하게 지지하는 회전 베어링부(37)를 가지고 있다.

또, 성막장치(100)의 개폐기구(1)는, 진공챔버(150)의 외부에 있어서 회전축부(3)의 토션바(31)를 회전 가능하게 지지하는 외측 회전 베어링부(38)와, 크로스튜브 서포트(33)를 진공챔버(150)에 고정하는 고정 지지부(39)와, 진공챔버(150)의 내부에 있어서 토션바(31)를 회전 가능하게 지지하는 내측 회전 베어링부(제1 베어링부)(41)와, 진공챔버(150)의 내부에 있어서 크로스튜브 서포트(33)를 지지하는 내측 지지 베어링부(42)를 구비하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 크로스튜브(32)는, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)(X축 방향으로 평행함)을 따라 뻗는 관형상 부재로서, 밸브체(9)와 평행하게 나열되도록 설치되어 있다. 밸브체(9)에는, 길이 방향(D1)으로 소정의 간격으로 복수(본 실시형태에서는 4개)의 암(8A~8D)이 설치되어 있으며, 각 암(8A~8D)은, 크로스튜브(32)의 외주면에 고정되어 있다. 이로써, 크로스튜브(32)는, 암(8A~8D)을 통하여 밸브체(9)에 접속되어 있다.

다만, 밸브체(9)에 대한 암(8A~8D)의 고정 위치는 특별히 한정되지 않지만, 암(8A~8D)은, 밸브체(9)에 대하여 대략 등간격으로 배치되어 있다. 가장 측벽부(150d)측에 배치되는 암(8A)은, 밸브체(9)의 측벽부(150d)측의 단부(9c)로부터 중앙 위치측으로 이간된 위치에 배치된다. 가장 측벽부(150c)측에 배치되는 암(8D)은, 밸브체(9)의 측벽부(150c)측의 단부(9d)로부터 중앙 위치측으로 이간된 위치에 배치된다. 여기에서, 밸브체(9)의 “중앙 위치”란, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중심선(CL)을 포함한, 당해 중심선(CL) 부근의 영역이다. 중심선(CL)측의 암(8B) 및 암(8C)은, 밸브체(9)의 중앙 위치를 사이에 두도록 배치되어 있다. 크로스튜브(32)는, 길이 방향(D1)에 있어서의 중심선이, 밸브체(9)의 중심선(CL)과 대략 일치하도록 배치된다. 회전 구동부(4)측에 있어서의 크로스튜브(32)의 일방의 단부(32a)는, 밸브체(9)의 단부(9d)와 암(8D)과의 사이의 위치로서, 암(8D) 가까이의 위치(암(8D)보다, 지지 베어링부(36) 1개분 정도 뻗은 위치)에 배치되어 있다. 이로써, 크로스튜브(32)의 단부(32a)와 진공챔버(150)의 측벽부(150c)와의 사이에는 소정의 크기의 간격이 형성된다. 반대측에 있어서의 크로스튜브(32)의 타방의 단부(32b)는, 밸브체(9)의 단부(9c)와 암(8A)과의 사이의 위치로서, 암(8A) 가까이의 위치(암(8A)보다, 회전 베어링부(37) 1개분 정도 뻗은 위치)에 배치되어 있다. 이로써, 크로스튜브(32)의 단부(32b)와 진공챔버(150)의 측벽부(150d)와의 사이에는 소정의 크기의 간격이 형성된다. 단, 크로스튜브(32)의 단부(32a, 32b)의 위치는 상술의 위치에 한정되는 것은 아니다.

토션바(31)는, 크로스튜브(32)와 중심축선이 대략 일치하도록 배치되고, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗어 있는 원기둥 형상의 막대형상 부재이다. 토션바(31)는, 회전 구동부(4)로부터의 회전 구동력을 크로스튜브(32)로 전달하기 위한 부재이다. 토션바(31)는, 회전 구동부(4)로부터 진공챔버(150) 내로 뻗어, 단부(32a)측으로부터 크로스튜브(32)의 내부로 진입하고, 단부(31b)가 밸브체(9)의 중앙 위치까지 뻗어 있다. 토션바(31)의 단부(31b)는, 밸브체(9)의 중심선(CL)보다 약간 밸브체(9)의 단부(9c)측으로 뻗어 있다. 토션바(31)의 회전 구동부(4)측의 단부(31a)에는, 키 및 키홈의 구조에 따라 연결부재(26)가 장착되어 있다. 토션바(31)의 외경은 길이 방향(D1)의 위치에 따라 일정하지 않고, 각 부분에 맞춰 적절한 외경으로 설정되어 있다. 단, 크로스튜브(32) 내에 진입하고 있는 부분에 있어서의 토션바(31)의 외경은, 체결부(34) 이외의 부분에서 크로스튜브(32)에 회전 구동력을 전달하지 않도록, 토션바(31)의 외주면과 크로스튜브(32)의 내주면과의 사이에 약간의 간극을 형성하도록(즉, 토션바(31)가 크로스튜브(32)에 압입된 상태가 되지 않도록) 설정되어 있다.

크로스튜브 서포트(33)는, 크로스튜브(32) 및 토션바(31)와 중심축선이 대략 일치하도록 배치되고, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗어 있는 원기둥 형상의 막대형상 부재이다. 크로스튜브 서포트(33)는, 크로스튜브(32)의 회전을 지지하기 위한 부재이며, 크로스튜브 서포트(33) 자체는 진공챔버(150)에 고정되어, 회전 불가능하게 구성되어 있다. 크로스튜브 서포트(33)는, 진공챔버(150)의 측벽부(150d)로부터 진공챔버(150) 내로 뻗고, 단부(32b)측으로부터 크로스튜브(32)의 내부에 진입하고 있다. 크로스튜브 서포트(33)의 단부(33a)는, 회전 베어링부(37)에서 지지 가능한 정도로, 크로스튜브(32) 내에 배치되어 있다.

다만, 크로스튜브(32)의 내부 공간에는, 토션바(31)의 단부(31b)와 크로스튜브 서포트(33)의 단부(33a)와의 사이에, 크로스튜브(32)를 내측으로부터 지지하는 크로스튜브 서포트(44)가 설치되어 있다. 크로스튜브 서포트(44)는, 길이 방향(D1)에 있어서의 양단측에서 외경이 확대되는 확대부(44a)가 크로스튜브(32)의 내주면과 접촉하여 고정되어 있으며(도 6 및 도 7 참조), 크로스튜브(32)의 회전에 따라 회전한다.

도 2 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 체결부(34)는, 밸브체(9)의 중앙 위치에 있어서, 토션바(31)의 단부(31b)를 크로스튜브(32)의 내주면에 체결한다. 구체적으로는, 체결부(34)는, 크로스튜브(32)의 중앙 위치에 형성된 단면 직사각형 형상의 직사각형 구멍부(46)와, 토션바(31)의 단부(31b)측에 설치되고, 직사각형 구멍부(46)에 삽입된 단면 직사각형 형상의 각기둥부(47)에 의하여 구성되어 있다. 토션바(31)의 각기둥부(47)의 사방의 평면(47a)이, 크로스튜브(32)의 직사각형 구멍부(46)의 평면형상의 내주면(46a)과 접촉함으로써, 토션바(31)는 체결부(34)를 통하여 회전 구동력을 크로스튜브(32)에 전달한다(도 4 참조). 각기둥부(47)는, 토션바(31)의 단부(31b)측의 일부에만 형성되어 있으며, 직사각형 구멍부(46)는, 크로스튜브(32)의 중앙 위치에만 형성되어 있다. 다만, 체결부(34)에서의 체결구조는, 직사각형 구멍부(46) 및 각기둥부(47)에 의한 체결구조에 한정되지 않고, 키 및 키홈에 의한 체결구조, 세레이션에 의한 체결구조, 스플라인에 의한 체결구조 등을 채용하여도 된다.

도 2 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 베어링부(37)는, 크로스튜브(32)의 타방의 단부(32b)에 있어서 크로스튜브 서포트(33)의 단부(33a)측을 회전 가능하게 지지한다. 회전 베어링부(37)는, 크로스튜브(32)의 단부(32b)측의 내주면에 니들 베어링(51)을 배치함으로써 구성되어 있다. 단, 회전 베어링부(37)는, 크로스튜브 서포트(33)를 축으로 하여 크로스튜브(32)가 회전할 수 있는 한, 니들 베어링(51)에 한정되지 않고, 미끄럼 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 지지 베어링부(36)는, 크로스튜브(32)의 일방의 단부(32a)에 있어서, 토션바(31)를 지지한다. 지지 베어링부(36)는, 토션바(31)의 회전 구동력이 크로스튜브(32)에 전달되지 않는 상태에서, 토션바(31)를 직경 방향으로 지지한다. 지지 베어링부(36)는, 크로스튜브(32)의 단부(32a)측의 내주면에, 도 6에 나타내는 바와 같은 회전 베어링부(37)와 동일한 니들 베어링(51)을 배치함으로써 구성되어 있다. 단, 지지 베어링부(36)는, 회전 구동력을 전달하는 일 없이 토션바(31)가 직경 방향으로 지지되는 한, 니들 베어링(51)에 한정되지 않으며, 예를 들면, 미끄럼 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다. 또, 지지 베어링부(36)는, 토션바(31)가 크로스튜브(32)에 대하여 회전 가능한 상태로 지지할 필요는 없고, 예를 들면, 크로스튜브(32)의 내주면에 원통형상의 스페이서를 설치하여, 스페이서의 내주면으로 토션바(31)의 외주면을 지지하여도 된다.

외측 회전 베어링부(38)는, 토션바(31) 중, 진공챔버(150)의 측벽부(150c)보다 외측으로 뻗은 부분을, 진공챔버(150)의 외부에 있어서 회전 가능하게 지지한다. 외측 회전 베어링부(38)는, 진공챔버(150)의 측벽부(150c)의 외면측에 설치된 베어링(7)에 의하여 구성되어 있다. 베어링(7)은, 볼베어링을 구비함과 함께, 기밀성을 확보하기 위한 진공 회전 씰도 구비하고 있다. 단, 외측 회전 베어링부(38)는, 토션바(31)가 회전할 수 있는 한, 볼베어링에 한정되지 않으며, 크로스 롤러 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다.

고정 지지부(39)는, 크로스튜브 서포트(33)를 단부(33b)측에 있어서, 진공챔버(150)의 측벽부(150d)에 고정하여 지지한다. 고정 지지부(39)는, 진공챔버(150)의 벽부에 의한 지지력으로, 크로스튜브(32)(및 크로스튜브(32)에 작용하는 밸브체(9) 및 회전축부(3) 전체의 하중)를 지지한다. 고정 지지부(39)는, 진공챔버(150)의 측벽부(150d)를 관통하는 크로스튜브 서포트(33)의 단부(33b)에 판부재(52)를 고정하고, 당해 판부재(52)를 진공챔버(150)의 측벽부(150d)에 볼트 등으로 고정함으로써 구성되어 있다. 판부재(52)와 측벽부(150d)와의 사이는, O링 등에 의하여 기밀성이 확보되어 있다. 다만, 고정 지지부(39)는, 크로스튜브 서포트(33)를 회전 불가능하게 고정 지지할 수 있는 것이면, 고정 방법은 한정되지 않는다.

도 2 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 내측 지지 베어링부(42)는, 진공챔버(150)의 내부에 있어서, 회전 베어링부(37)에 인접하는 위치에서 크로스튜브 서포트(33)를 지지한다. 내측 지지 베어링부(42)는, 진공챔버(150)의 벽부에 의한 지지력으로, 크로스튜브 서포트(33)(및 크로스튜브 서포트(33)에 작용하는 밸브체(9) 및 회전축부(3) 전체의 하중, 밸브체(9)로 구멍부(151)를 폐쇄할 때의 압압반력)를 직경 방향에 있어서 지지한다. 내측 지지 베어링부(42)는, 진공챔버(150)의 단벽부(150a)에 고정되는 고정부(6a)와, 크로스튜브 서포트(33)를 삽입통과시켜서 지지하는 축지지부(6b)를 구비하는 베어링 브래킷(6)에 의하여 구성되어 있다(도 6 및 도 4 참조). 베어링 브래킷(6)의 축지지부(6b)의 내주면에는, 니들 베어링(53)이 배치되어 있다. 베어링 브래킷(6)의 축지지부(6b)는, 측벽부(150d)와 크로스튜브(32)의 단부(32b)와의 사이로서, 크로스튜브(32) 가까운 위치에 배치되어 있다. 축지지부(6b)와 크로스튜브(32)의 단부(32b)와의 사이에는, 서로 간섭하지 않을 정도의 간극이 형성되어 있다. 베어링 브래킷(6)은, 크로스튜브(32), 밸브체(9) 및 암(8) 중 어느 것도 간섭하지 않는 위치에 배치된다. 다만, 내측 지지 베어링부(42)는, 크로스튜브 서포트(33)가 직경 방향으로 지지되는 한, 니들 베어링(53)에 한정되지 않으며, 예를 들면, 미끄럼 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다. 또, 내측 지지 베어링부(42)는, 크로스튜브 서포트(33)를 회전 가능한 상태로 지지할 필요는 없고, 예를 들면, 내측 지지 베어링부(42)의 내주면에 원통형상의 스페이서를 설치하여, 스페이서의 내주면으로 크로스튜브 서포트(33)의 외주면을 지지하여도 된다. 또, 회전축부(3)의 분해의 용이성을 고려하면, 내측 지지 베어링부(42)로서, 회전 베어링 등을 이용하는 것이 바람직하지만, 단순히 크로스튜브 서포트(33)를 고정하는 구조를 채용하여도 된다. 또, 내측 지지 베어링부(42)가 하중을 전달하는 벽부도 단벽부(150a)에 한정되지 않고, 다른 벽부여도 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 내측 회전 베어링부(41)는, 진공챔버(150)의 내부에 있어서, 지지 베어링부(36)에 인접하는 위치에서 토션바(31)를 회전 가능하게 지지한다. 내측 회전 베어링부(41)는, 진공챔버(150)의 벽부에 의한 지지력으로, 토션바(31)(및 토션바(31)에 작용하는 밸브체(9) 및 회전축부(3) 전체의 하중, 밸브체(9)로 구멍부(151)를 폐쇄할 때의 압압반력)를 지지한다. 내측 회전 베어링부(41)는, 내측 지지 베어링부(42)와 동일한 구성을 가지는 베어링 브래킷(6)에 의하여 구성되어 있다. 베어링 브래킷(6)의 축지지부(6b)는, 측벽부(150c)와 크로스튜브(32)의 단부(32a)와의 사이로서, 크로스튜브(32) 가까운 위치에 배치되어 있다. 베어링 브래킷(6)은, 크로스튜브(32), 밸브체(9) 및 암(8) 중 어느 것도 간섭하지 않는 위치에 배치된다. 축지지부(6b)와 크로스튜브(32)의 단부(32a)와의 사이에는, 서로 간섭하지 않을 정도의 간극이 형성되어 있다. 다만, 내측 회전 베어링부(41)는, 토션바(31)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 한, 니들 베어링에 한정되지 않으며, 미끄럼 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다. 또, 내측 회전 베어링부(41)가 하중을 전달하는 벽부도 단벽부(150a)에 한정되지 않고, 다른 벽부여도 된다.

다음으로, 본 실시형태에 관한 성막장치(100)의 작용·효과에 대하여 설명한다.

종래의 성막장치로서, 예를 들면, 밸브체를 이동시키기 위한 실린더의 단부를, 밸브체의 중앙 위치에 직접 접속하고, 실린더를 뻗음으로써 밸브체를 구멍부 주변의 가장자리부에 압압하는 개폐기구를 구비하는 것을 들 수 있다. 이러한 개폐기구에 있어서는, 밸브체 중, 실린더의 단부가 접속되어 있는 부분만 압압력이 강해져, 밸브체에 의한 O링의 압압이 불균일해진다는 문제가 발생한다. 여기에서, 비교예에 관한 개폐기구로서, 밸브체의 길이 방향을 따라 뻗어 있는 회전축을 설치하고, 당해 회전축의 외주면과 밸브체를 암으로 접속함과 함께, 회전축의 단부에 회전 구동력을 부여하는(본 실시형태의 레버(21)와 실린더(22)를 이용한 기구로 회전력을 부여하는) 것을 들 수 있다. 그러나, 이러한 기구를 채용한 경우, 막대형상 부재의 일단측과 타단측과의 사이에서는 뒤틀림이 발생하고, 뒤틀림의 영향에 의해, 밸브체에 의한 압압력이 불균일해진다.

한편, 본 실시형태에 관한 성막장치(100)는, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗음과 함께 밸브체(9)에 접속된 크로스튜브(32)와, 일부가 크로스튜브(32)의 내부에 진입하는 토션바(31)와, 토션바(31)에 회전 구동력을 부여하는 회전 구동부(4)를 구비하고 있다. 또, 토션바(31)는, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 체결부(34)에 의하여 크로스튜브(32)에 체결되어 있다. 따라서, 회전 구동부(4)에 의하여 토션바(31)에 부여된 회전 구동력은, 당해 토션바(31)를 통하여, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 크로스튜브(32)에 전달된다. 따라서, 당해 회전 구동력은, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗는 크로스튜브(32)를 통하여, 길이 방향(D1)에 있어서의 양측으로 밸런스 좋게 밸브체(9)에 전달된다. 이로써, 밸브체(9)에 의한 압압력이 불균일해지는 것이 억제된다.

여기에서, 도 3에 나타내는 성막장치(100)의 개폐기구(1)에 있어서, 내측 회전 베어링부(41) 및 내측 지지 베어링부(42)가 설치되어 있지 않은 구조에 대하여 설명한다. 이러한 구조에서는, 크로스튜브(32)는, 외측 회전 베어링부(38)와 지지 베어링부(36)와의 사이의 길이(L1)를 굽힘 암길이로 하는 외팔보 상태의 토션바(31)에 지지됨과 함께, 고정 지지부(39)와 회전 베어링부(37)와의 사이의 길이(L2)를 굽힘 암길이로 하는 외팔보 상태의 크로스튜브 서포트(33)에 지지되는 구성이 된다.

한편으로, 최근 기판(101)의 대형화에 따라 밸브체(9)의 길이 방향(D1)의 크기가 커지는 경우가 있다. 이와 같이 밸브체(9)의 길이 방향(D1)의 크기가 커지는 경우, 긴 굽힘 암길이로 크로스튜브(32)를 외팔보 지지하기 위하여, 토션바(31)(및 크로스튜브 서포트(33))의 직경을 크게 하여 강성을 올릴 필요가 생긴다. 또한, 최근(예를 들면 태양전지용의 기판 등의 성막을 행하는) 성막장치에 있어서는, 엄밀하게 파티클의 관리를 행하는 것보다, 생산성을 중시함으로써, 다소의 파티클의 발생을 전제로 하여, 밸브체(9)의 밀봉부재(11)에 파티클이 부착되는 것에 의한 기밀성에 끼치는 영향에 대한 대책이 요구되고 있다. 이러한 요구에 대하여, 밀봉부재(11)의 사이즈를 크게 하고, 또한 찌그러짐 양을 늘림으로써, 파티클에 의한 기밀성에 대한 영향을 저감시키는 경우가 있다. 이러한 경우는, 밸브체(9)의 압압반력(F)이 커짐으로써, 토션바(31)의 직경을 크게 하여 강성을 올릴 필요가 생긴다. 이상과 같이, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)의 굽힘 암길이가 긴 경우는, 기판(101)의 대형화 등에 따라, 직경을 크게 할 필요가 생긴다. 이와 같이, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)의 직경을 크게 한 경우는, 이에 따라 크로스튜브(32)의 직경도 커진다. 또, 크로스튜브(32)의 직경이 커지는 것에 따라, 밸브체(9)까지의 연결용 암(8)의 길이가 길어지고, 이에 따라 토션바(31)의 뒤틀림 토크가 증대하여, 당해 뒤틀림 토크의 증대에 수반하는 직경의 확대가 필요해진다. 이와 같이, 기판(101)의 대형화에 따라 구조의 확대 연쇄가 발생한다.

이에 대하여, 본 실시형태에 관한 성막장치(100)는, 진공챔버(150)의 내부에 있어서, 토션바(31)를 회전 가능하게 지지하는 내측 회전 베어링부(41)와, 크로스튜브 서포트(33)를 지지하는 내측 지지 베어링부(42)를 구비하고 있다. 이러한 내측 회전 베어링부(41) 및 내측 지지 베어링부(42)는, 진공챔버(150)의 내부, 즉, 밸브체(9)에 하중을 전달하는 크로스튜브(32)의 근처에서 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)를 지지할 수 있다.

구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 토션바(31)에 의한 외팔보 지지의 굽힘 암길이는, 내측 회전 베어링부(41)와 지지 베어링부(36)와의 사이의 길이(L3)가 됨과 함께, 크로스튜브 서포트(33)에 의한 외팔보 지지의 굽힘 암길이는, 내측 지지 베어링부(42)와 회전 베어링부(37)와의 사이의 길이(L4)가 된다. 이와 같이, 각 외팔보 지지의 굽힘 암길이를 짧게 할 수 있어, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)에 큰 굽힘응력이 가해지지 않는 구성으로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 밸브체(9)의 압압반력(F)을 지지할 때에, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)에 큰 굽힘응력이 가해지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 강성을 올리기 위하여 직경을 크게 하는 것을 억제할 수 있다. 이상에 의하여, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)의 직경을 크게 하지 않고, 밸브체(9)를 지지하는 것이 가능해진다. 또, 토션바(31) 및 크로스튜브 서포트(33)의 직경이 커짐으로써, 크로스튜브(32)의 직경이 커지는 것 및 암(8)이 길어지는 것도 억제할 수 있다.

［제2 실시형태］

도 8은, 제2 실시형태에 관한 성막장치(200)의 단면도로서, 도 2에 대응하는 도이다. 도 9는, 본 실시형태에 관한 개폐기구를 모식적으로 나타낸 개념도이다. 제2 실시형태에 관한 성막장치(200)는, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)보다 소형의 성막장치이며, 내측 회전 베어링부(41) 및 내측 지지 베어링부(42)를 가지지 않은 점에서 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)와 주로 상이하다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 개폐기구(201)의 회전축부(203)는, 회전 구동부(4)로부터 회전 구동력이 부여되는 토션바(막대형상 부재)(231)와, 밸브체(209)와 암(208)(208A, 208B)을 통하여 접속되는 크로스튜브(관형상 부재)(232)와, 크로스튜브(232)를 지지하는 크로스튜브 서포트(233)를 구비하고 있다. 또, 회전축부(203)는, 크로스튜브(232) 내에 있어서 토션바(231)와 크로스튜브(232)를 체결하는 체결부(234)와, 크로스튜브(232)의 일방의 단부에 있어서 토션바(231)를 지지하는 지지 베어링부(236)와, 크로스튜브(232)의 타방의 단부에 있어서 크로스튜브 서포트(233)를 회전 가능하게 지지하는 회전 베어링부(237)를 가지고 있다. 또, 성막장치(200)는, 진공챔버(250)의 외부에 있어서 회전축부(203)의 토션바(231)를 회전 가능하게 지지하는 외측 회전 베어링부(238)와, 크로스튜브 서포트(233)를 진공챔버(250)에 고정하는 고정 지지부(239)와, 진공챔버(250)의 측벽부(250c)의 외면측에 있어서 토션바(231)를 회전 가능하게 지지하는 외측 회전 베어링부(241)를 구비하고 있다. 다만, 회전축부(203)는, 밸브체(209)보다 하측, 즉 하벽부(250e)측에 설치되어 있다.

본 실시형태에 관한 성막장치(200)에 있어서, 토션바(231)는, 밸브체(209)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 체결부(234)에 의하여 크로스튜브(232)에 체결되어 있다. 따라서, 회전 구동부(4)에 의하여 토션바(231)에 부여된 회전 구동력은, 당해 토션바(231)를 통하여, 밸브체(209)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 크로스튜브(232)에 전달된다. 따라서, 당해 회전 구동력은, 밸브체(209)의 길이 방향(D1)을 따라 뻗는 크로스튜브(232)를 통하여, 길이 방향(D1)에 있어서의 양측으로 밸런스 좋게 밸브체(209)에 전달된다. 이로써, 밸브체(209)에 의한 압압력이 불균일해지는 것이 억제된다.

본 실시형태에 관한 성막장치(200)에서는, 제1 실시형태와 같은, 내측 회전 베어링부(41) 및 내측 지지 베어링부(42)는 설치되어 있지 않고, 토션바(231)의 외팔보 지지의 굽힘 암길이는 도 9에 나타내는 길이(L5)가 됨과 함께, 크로스튜브 서포트(233)의 외팔보 지지의 굽힘 암길이는 도 9에 나타내는 길이(L6)가 된다. 이와 같이, 굽힘 암길이가 제1 실시형태의 성막장치(100)에 비하여 커지는 경우이더라도, 밸브체(9)의 길이 방향(D1)의 크기가 소정 범위 내로서, 토션바(231) 및 크로스튜브 서포트(233)의 직경을 필요 이상으로 크게 하지 않아도 강성이 충분히 확보되어 있는 경우는, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)와 같은 내측 회전 베어링부(41) 및 내측 지지 베어링부(42)가 설치되지 않아도 된다.

［제3 실시형태］

도 10은, 제3 실시형태에 관한 성막장치(300)의 단면도로서, 도 1에 나타내는 X-X선을 따른 단면도이다. 도 11은, 본 실시형태에 관한 개폐기구를 모식적으로 나타낸 개념도이다. 도 12는, 도 10 중에 있어서 E3으로 나타내는 부분의 확대도이다. 제3 실시형태에 관한 성막장치(300)는, 종형의 성막장치인 점에 있어서, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)와 상이하고, 크로스튜브(332)를 분할하고 있는 점에서, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)와 주로 상이하다.

제3 실시형태에 관한 성막장치(300)는, 종형의 성막장치이며, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)의 구조를 90°반전시킨 구조를 가지고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)에 있어서 상하 방향을 나타내고 있던 Z축이, 제3 실시형태에 관한 성막장치(300)의 X축에 해당하고, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)에 있어서의 X축이, 제3 실시형태에 관한 성막장치(300)에 있어서 상하 방향을 나타내는 Z축에 해당한다. 이로써, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에 관한 성막장치(300)의 진공챔버(350)의 측벽부(350b), 측벽부(350e), 상벽부(350d), 및 하벽부(350c)가, 제1 실시형태에 관한 성막장치(100)의 진공챔버(150) 상벽부(150b), 하벽부(150e), 측벽부(150d), 및 측벽부(150c)에 대응한다.

도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 개폐기구(301)의 회전축부(303)는, 회전 구동부(4)로부터 회전 구동력이 부여되는 토션바(막대형상 부재)(331)와, 밸브체(309)와 암(308)(308A~308F)을 통하여 접속되는 크로스튜브(관형상 부재)(332)와, 크로스튜브(332)를 지지하는 크로스튜브 서포트(333)를 구비하고 있다.

크로스튜브(332)는, 길이 방향(D1)을 따라 분할 크로스튜브(332A) 및 분할 크로스튜브(332B)로 분할되어 있다. 크로스튜브(332)는, 밸브체(309)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에서 분할되어 있다. 분할 크로스튜브(332A, 332B)간에는 소정의 크기(후술의 중앙 위치 회전 베어링부(382)를 배치할 수 있을 정도의 크기)의 간극이 형성되어 있다. 토션바(331)는, 회전 구동부(4)측의 분할 크로스튜브(332A)를 관통하여, 분할 크로스튜브(332A, 332B)간의 공간을 통과하여, 분할 크로스튜브(332B)의 내부에 진입하고 있다.

토션바(331)는, 회전 구동부(4)로부터 회전 구동력이 부여되는 부분을 포함하는 제1 부분(331A)과, 분할 크로스튜브(332A) 내를 통과하는 제2 부분(331B)과, 후술의 체결부(334A, 334B)를 구성하는 제3 부분(331C)을 가지고 있다. 이 중, 제1 부분(331A)은, 다른 부분(331B, 331C)과는 별체로 여겨지고 있으며, 분리 가능하게 되어 있다. 제1 부분(331A)과, 제2 부분(331B)은, 진공챔버(350) 내에 설치된 커플링(381)에 의하여 연결되어 있다.

또, 회전축부(303)는, 크로스튜브(332) 내에 있어서 토션바(331)와 크로스튜브(332)를 체결하는 체결부(334)와, 크로스튜브(332)의 일방의 단부에 있어서 토션바(331)를 지지하는 지지 베어링부(336)와, 크로스튜브(332)의 타방의 단부에 있어서 크로스튜브 서포트(333)을 회전 가능하게 지지하는 회전 베어링부(337)를 가지고 있다.

체결부(334)는, 분할 크로스튜브(332A)의 중앙 위치측의 단부와 토션바(331)를 체결하는 제1 체결부(334A)와, 분할 크로스튜브(332B)의 중앙 위치측의 단부와 토션바(331)를 체결하는 제2 체결부(334B)로 분할되어 있다. 각 체결부(334A, 334B)는, 토션바(331)의 제3 부분(331C)과, 분할 크로스튜브(332A, 332B)를, 키 및 키홈에 의하여 체결함으로써, 각각 구성되어 있다(도 12 참조). 다만, 체결부(334)에서의 체결구조는, 키 및 키홈에 의한 체결구조에 한정되지 않고, 직사각형 구멍부 및 각기둥부에 의한 체결구조, 세레이션에 의한 체결구조, 스플라인에 의한 체결구조 등을 채용하여도 된다.

성막장치(300)는, 진공챔버(350)의 외부에 있어서 회전축부(303)의 토션바(331)를 회전 가능하게 지지하는 외측 회전 베어링부(338)와, 크로스튜브 서포트(333)를 진공챔버(350)에 고정하는 고정 지지부(339)와, 진공챔버(350)의 내부에 있어서 토션바(331)를 회전 가능하게 지지하는 내측 회전 베어링부(341)와, 진공챔버(350)의 내부에 있어서 크로스튜브 서포트(333)를 지지하는 내측 지지 베어링부(342)와, 밸브체(309)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에 있어서 토션바(331)를 회전 가능하게 지지하는 중앙 위치 회전 베어링부(제2 베어링부)(382)를 구비하고 있다.

다만, 내측 회전 베어링부(341)는, 커플링(381)보다 크로스튜브(332)측에 배치되어 있다. 따라서, 커플링(381)에 굽힘력이 발생하지 않는 구조로 할 수 있어, 당해 커플링(381)으로서, 토크 전달만의 기능을 가지는 최저한도의 커플링을 적용할 수 있다.

도 10 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 중앙 위치 회전 베어링부(382)는, 진공챔버(350)의 내부에 있어서, 분할 크로스튜브(332A, 332B)간의 위치에서 토션바(331)를 회전 가능하게 지지한다. 중앙 위치 회전 베어링부(382)는, 진공챔버(350)의 벽부에 의한 지지력으로, 토션바(331)(및 토션바(331)에 작용하는 밸브체(309) 및 회전축부(303) 전체의 하중, 밸브체(309)로 구멍부를 폐쇄할 때의 압압반력)를 지지한다. 중앙 위치 회전 베어링부(382)는, 진공챔버(350)의 단벽부(350a)에 고정되는 고정부(306a)와, 토션바(331)를 삽입통과시켜 지지하는 축지지부(306b)를 구비하는 베어링 브래킷(306)에 의하여 구성되어 있다(도 12 참조). 베어링 브래킷(306)의 축지지부(306b)의 내주면에는, 니들 베어링(51)이 배치되어 있다. 베어링 브래킷(306)의 축지지부(306b)는, 분할 크로스튜브(332A)의 단부와 분할 크로스튜브(332B)의 단부와의 사이에 배치된다. 베어링 브래킷(306)은, 분할 크로스튜브(332A, 332B), 밸브체(309) 및 암(308) 중 어느 것과도 간섭하지 않는 위치에 배치된다. 축지지부(306b)와 분할 크로스튜브(332A, 332B)의 단부와의 사이에는, 서로 간섭하지 않을 정도의 간극이 형성되어 있다. 다만, 중앙 위치 회전 베어링부(382)는, 토션바(331)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 한, 니들 베어링에 한정되지 않으며, 미끄럼 베어링 등의 다른 베어링을 적용하여도 된다. 또, 중앙 위치 회전 베어링부(382)가 하중을 전달하는 벽부도 단벽부(350a)에 한정되지 않고, 다른 벽부여도 된다.

본 실시형태에 관한 성막장치(300)에 있어서, 크로스튜브(332)는, 밸브체(309)의 길이 방향(D1)을 따라 분할되어 있으며, 분할 크로스튜브(332A, 332B)끼리의 사이에는, 토션바(331)가 진입하고 있음과 함께, 토션바(331)를 회전 가능하게 지지하는 중앙 위치 회전 베어링부(382)가 설치되어 있다. 이로써, 밸브체(309)의 길이 방향(D1)에 있어서의 중앙 위치에 있어서도, 중앙 위치 회전 베어링부(382)로 토션바(331)를 지지할 수 있다. 이와 같이, 기판(101)이 커짐으로써 밸브체(309)가 커지는 종형의 성막장치(300)이더라도, 토션바(331)의 직경을 크게 하지 않고 밸브체(309)를 지지할 수 있다.

또, 크로스튜브(332)를 2개의 분할 크로스튜브(332A, 332B)로 분할함으로써, 밸브체(309)에 대한 분할 크로스튜브(332A, 332B) 1개 당의 길이를 짧게 할 수 있다. 이로써, 1개의 긴 크로스튜브를 적용하는 경우에 비하여, 1개 당에 있어서의 분할 크로스튜브(332A, 332B)의 휨을 억제할 수 있다.

또, 종형의 성막장치(300)에 있어서는, 진공챔버(350)가 세로 방향이 됨으로써, 조립 시나 메인터넌스 시에 토션바(331)를 바닥측(또는 천장측)으로 인출하기 어렵다는 문제가 있다. 그러나, 본 실시형태에 관한 토션바(331)는, 커플링(381)의 위치에 있어서, 제1 부분(331A)과 다른 부분(331B, 331C)으로 분할할 수 있다. 따라서, 조립 시나 메인터넌스 시에는, 제1 부분(331A)을 하측으로부터 뽑고, 다른 부분(331B, 331C)을 측벽부(350b)(개방 가능하게 구성되어 있음)로부터 가로 방향으로 취출할 수 있다. 이로써, 한정된 스페이스 중에서도, 조립이나 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있다. 또, 크로스튜브(332)를 분할함으로써, 장척의 관형상 부재 내의 기계 가공이나 용접 등을 회피할 수 있기 때문에, 코스트를 저감할 수 있다.

본 발명은 상기 서술의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 회전축이나 밸브체의 형상이나 크기, 진공챔버의 형상이나 크기는, 성막장치의 크기나 타입 등에 따라 적절히 변경하여도 된다.

1: 개폐기구
3, 203, 303: 회전축부
4: 회전 구동부
9, 209, 309: 밸브체
31, 231, 331: 토션바(막대형상 부재)
32, 232, 332: 크로스튜브(관형상 부재)
41, 341: 내측 회전 베어링부(제1 베어링부)
100, 200, 300: 성막장치
150: 진공챔버
151: 구멍부
382: 중앙 위치 회전 베어링부(제2 베어링부)

Claims (3)

1. 성막재료의 입자를 성막대상물에 부착시키는 성막장치로서,
   상기 성막대상물을 반입 또는 반출하기 위한 구멍부를 가지는 진공챔버와,
   상기 구멍부를 폐쇄하는 위치와, 상기 구멍부를 통하여 반입 또는 반출되는 상기 성막대상물과 간섭하지 않는 위치와의 사이에서 이동 가능하고, 길이 방향으로 뻗는 밸브체와,
   상기 밸브체의 상기 길이 방향을 따라 뻗으며, 상기 밸브체에 접속된 관형상 부재와,
   적어도 일부가 상기 관형상 부재의 내부에 진입하고, 상기 밸브체의 상기 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서, 상기 관형상 부재에 체결된 막대형상 부재와,
   상기 막대형상 부재에 회전 구동력을 부여하는 회전 구동부를 구비하는 성막장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공챔버의 내부에 있어서, 상기 막대형상 부재를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링부를 더욱 구비하는 성막장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 관형상 부재는, 상기 밸브체의 상기 길이 방향을 따라 분할되어 있으며,
   분할된 상기 관형상 부재끼리의 사이에는, 상기 막대형상 부재가 진입하고 있음과 함께, 상기 막대형상 부재를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링부가 설치되어 있는 성막장치.

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