JPH07161643A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理物を排気室に挿入する時の排気室への
水蒸気の侵入量を大幅に低減し、排気時間を短縮するこ
とができる。 【構成】 排気室３には、入口扉６の開放前に乾燥空気
が乾燥空気導入管１３から導入され、この導入は入口扉
６の開放から閉成まで継続される。この乾燥空気の導入
によって排気室３の圧力が大気圧に等しくなった時に、
入口扉６が開放され、被処理物が排気室３に挿入され
る。この時、排気室３から外部に放出される乾燥空気
は、排気室３への大気の侵入量を低減する。入口扉６の
閉成後に、排気室３への乾燥空気の導入が停止されると
共に、乾燥空気管１１から乾燥空気が溝１０を介して真
空シール材８に吹付けられる。この吹付けは排気室３の
圧力が排気弁４による排気によって大気圧よりも低くな
るまで続けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空処理装置に係り、特
に排気室と真空処理室とが隔離弁を介して隣接し、被処
理物を排気室側から真空処理室に挿入する真空処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空処理装置は、ドライエッチング装置
やスパッタリング装置やＣＶＤ装置等の半導体製造装置
を含め種々の分野で広く使用されている。このような真
空処理装置は、真空処理室の入口扉を開放して被処理物
を内部に挿入する際に、大気が真空処理室に混入する。
この大気中の窒素や酸素は、蒸気圧が高いので真空処理
室の排気に大きな影響を与えない。しかしながら、大気
中の水蒸気は蒸気圧が約３０００Ｐａと低く、真空処理
室の内部に吸着し真空排気中に徐々に放出されるため、
その除去に長時間を要する。特に、真空処理室内部に
は、処理を行うための電極や吸湿性の高い有機物が多く
存在するために、排気に数時間乃至数十時間を要するこ
ともある。

【０００３】そこで、この排気時間の短縮を図るため
に、高い生産効率が要求される工業生産用の真空処理装
置としては、真空処理室に隔離弁を介して排気室を接続
した構成のものが一般に使用される。この種の真空処理
装置では、最初に排気室の入口扉を開けてそこに被処理
物を挿入し、この入口扉の閉成後に排気室を所定の圧力
まで排気し、その後に隔離弁を開けて被処理物を真空処
理室に挿入する。この場合に、排気室には被処理物の挿
入時に大気が侵入するので、この排気室内への大気の侵
入量をできるだけ少なくするために、入口扉の開放前
に、水蒸気を含有しない窒素ガスなどを排気室に導入し
て排気室を予め昇圧することが行われる。このような排
気室の付設によって、排気時間は数分乃至数十分に短縮
される。

【０００４】最近は、真空処理装置の生産性を高めるた
めに、排気時間のなお一層の短縮が要求されている。例
えば、光磁気ディスクなどを大量生産するスパッタリン
グ成膜用の真空処理装置では、排気時間を数秒乃至数十
秒に短縮することが要求されている。このため、排気ポ
ンプの大容量化や、水蒸気の吸着表面積を縮小するため
の排気室の小型化や、水蒸気の吸着量を低減するための
排気室の加熱などの種々の手段が講じられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の真空
処理装置は、いずれも大気中の水蒸気の侵入を阻止、も
しくは低減するものではないため、排気室での水蒸気の
吸着に起因する問題を本質的に解決することはできなか
った。

【０００６】具体的には、排気室内表面に吸着した水蒸
気の再放出は単純に排気時間に依存して低下するため、
上述の大容量の排気ポンプを使用しても排気室内表面か
ら放出される水蒸気の量は変化せず、従ってこの水蒸気
が真空処理に悪影響を及ぼすといった問題がある。例え
ば、スパッタリング成膜法にあっては、放出される水蒸
気と堆積膜との相互作用によって、薄膜の品質が低下す
るといった問題がある。

【０００７】また、排気室の小型化及び加熱も、被処理
物の挿入時の水蒸気の侵入自体を低減するものではな
い。更に、排気室の小型化は被処理物の大きさによって
制限を受けるし、また加熱は被処理物の耐熱温度によっ
て制限されるといった問題もある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、被処理物を排気
室に挿入する時の排気室への水蒸気の侵入量を大幅に低
減し、排気時間を短縮することができる真空処理装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、入口扉とこの入口扉をシールする真空シー
ル材とを備える排気室と、この排気室を真空排気する排
気手段と、隔離弁を介して上記排気室に接続され、上記
排気室から挿入された被処理物を真空処理する真空処理
室とを具備する真空処理装置において、上記入口扉の開
放から閉成までの間、上記排気室に乾燥空気を導入する
乾燥空気導入機構と、上記真空シール材を挟んで大気側
から乾燥空気を上記真空シール材の周囲に吹付け、この
乾燥空気の吹付けを上記排気室の圧力が大気圧よりも小
さくなるまで続行する乾燥空気吹付け機構とを具備する
ことを特徴とするものである。

【００１０】このような構成にあっては、上記乾燥空気
導入機構は、上記入口扉の開放に先立って上記排気室内
の圧力がほぼ大気圧に等しくなるまで、上記乾燥空気を
上記排気室に導入し、上記入口扉の閉成後に上記乾燥空
気の導入を停止することが望ましい。従来用いられてい
る窒素ガス等を用いた、排気室の昇圧は、入口扉の開弁
と共に、窒素ガスとの供給を停止するものであって、本
質的に、外気の混入を防ぐことは出来ない。

【００１１】

【作用】被処理物は開放された入口扉から排気室内に挿
入される。この入口扉が閉成されると、排気室は真空シ
ール材によって密閉され、排気が行われる。

【００１２】乾燥空気導入機構は入口扉の開放から閉成
までの間、排気室に乾燥空気を導入する。この乾燥空気
は入口扉の開放時に排気室から外部に流出し、大気中の
水蒸気が排気室内に侵入することを阻止、または低減す
る。

【００１３】乾燥空気吹付け機構は、入口扉の閉成時に
乾燥空気を真空シール材の周囲に吹付け、この乾燥空気
の吹付けを上記排気室の圧力が大気圧よりも小さくなる
まで続行する。これによって、排気室の排気開始の際に
真空シール材ととびらのすきまから吸引される気体は、
水蒸気を含まない、乾燥空気となり、排気開始に伴なう
水蒸気の吸引を防ぐことができる。

【００１４】排気室が充分に排気された後に隔離弁が開
放され、被処理物は排気室から真空処理室に挿入され、
真空処理を受ける。

【００１５】図２は、排気室の入口扉を所定時間だけ開
放した後に、一定時間の排気を行った時の到達圧力を測
定した実験結果を示したグラフであり、横軸が排気室の
入口扉の開放時間で、縦軸が到達圧力である。

【００１６】同図において、線ａは入口扉の開放中、特
別な措置を施さない場合であり、線ｂは入口扉の開放
中、窒素を排気室に導入し入口扉から外部に放出した場
合であり、線ｃは入口扉の開放中、乾燥空気を排気室に
導入し入口扉から外部に放出した場合である。線ａでは
到達圧力は入口扉の開放時間に大きく依存し、入口扉の
開放時間が長くなるにつれて到達圧力も大きくなってし
まうことが分かる。他方、入口扉の開放中に窒素または
乾燥空気を放出した場合には、線ｂ及び線ｃに示したよ
うに到達圧力は入口扉の開放時間にあまり依存しなくな
り、ほぼ一定となる。これは、窒素または乾燥空気の放
出によって排気室への大気の侵入量が減少し、水蒸気の
吸着量が低減されたことを表している。

【００１７】入口扉の開放中の窒素の放出は、被処理物
を排気室に挿入する作業者の窒息などを招く恐れがある
ので、本発明では乾燥空気を使用する。

【００１８】図３は、乾燥空気を放出しながら入口扉を
開放し、その後に入口扉を閉成して所定時間だけ排気を
行った時の到達圧力を測定した実験結果を示したグラフ
である。このグラフにおいて、線ａは、入口扉を単に閉
じた後に排気を行った場合であり、線ｂは入口扉をネジ
止めによって固定した後に排気を行った場合であり、線
ｃは入口扉を閉じた後に、乾燥空気を外部側から入口扉
のゴム製ガスケットの周囲に吹付けながら排気を行った
場合である。

【００１９】この図において、入口扉を単に閉じた後に
排気を行った場合には、排気によってガスケットと入口
扉との間の極く僅かな隙間から大気が吸引され、この大
気中の水蒸気が排気室内に吸着するため、到達圧力が下
がらない、即ち排気時間が長くなってしまう。これに対
して、ネジ止めした場合は大気の吸引がなくなり、到達
圧力を下げることができる。同様に、乾燥空気をガスケ
ットの周囲に吹付けた場合には、ガスケットの周囲の水
蒸気は、乾燥空気によってガスケット近傍から除去され
るため、排気室内の排気作用によって吸引されるのは乾
燥空気のみとなり、水蒸気の吸引はなくなるため到達圧
力を下げることができる。

【００２０】本発明は、上述の実験結果の知見に基づ
き、入口扉の開放時に乾燥空気をそこから外部に放出し
て大気中の水蒸気の侵入を低減し、かつ真空シール材の
周囲への乾燥空気の吹付けによって真空シール材周囲か
らの水蒸気の吸着を低減するものである。

【００２１】

【実施例】以下に本発明による真空処理装置の実施例を
図１を参照して説明する。図１において、真空処理室１
には隔離弁２を介して排気室３が接続されている。この
排気室３には、排気弁４を介して排気管５が連通され、
この排気管５には図示を省略した排気ポンプが接続され
ている。また、排気室３の入口扉６に対向する排気室３
のフランジ面７には、真空シール用のゴムパッキン８を
収容するリング状溝９が刻設されると共に、このリング
状溝９の外側にリング状の乾燥空気吹出し溝１０が刻設
されている。この乾燥空気吹出し溝１０には乾燥空気管
１１が連通し、この乾燥空気管１１には遮断弁１２が設
置されている。

【００２２】排気室３の側壁には乾燥空気導入管１３が
設置され、この乾燥空気導入管１３には遮断弁１４が取
付けられている。また、排気室３には、排気室内の圧力
を測定する圧力計１５が取付けられている。

【００２３】次に、この実施例の作用を説明する。遮断
弁１４が開弁され、乾燥空気が乾燥空気導入管１３から
排気室３内に導入される。この乾燥空気の導入によって
排気室３内の圧力が大気圧に等しくなったことを圧力計
１５が検出すると、この検出に応じて、入口扉６が開放
され、図示を省略した被処理物搬送装置によって被処理
物が排気室３内に挿入される。この間、遮断弁１４は開
弁状態のままであるので、乾燥空気は乾燥空気導入管１
３から排気室３内に放出されており、入口扉６の開放時
に外部に流出する。

【００２４】このように、入口扉６の開放時には乾燥空
気が排気室３から外部に流出し続け、これによって排気
室３内への大気の侵入を阻止、または低減する。

【００２５】被処理物の挿入後、直ちに入口扉６が閉成
され、この入口扉６の閉成後に、遮断弁１４が閉弁され
て排気室３内への乾燥空気の導入を停止する。これと同
時またはその後に、遮断弁１２が開弁され、これによっ
て乾燥空気が乾燥空気吹出し溝１０から噴出し、この乾
燥空気はゴムパッキン８の周囲に吹付けられる。次い
で、排気弁４が開弁され排気室３が排気されて、ゴムパ
ッキン８の周囲に吹付けられた乾燥空気も、ゴムパッキ
ン８の周囲の水蒸気と共に排気される。

【００２６】この排気室３内の圧力が大気圧よりも小さ
くなると、これを検出した圧力計１５の検出出力に応じ
て遮断弁１２が閉弁され、この閉弁によって、乾燥空気
吹出し溝１０からの乾燥空気の噴出が停止される。

【００２７】その後に、排気室３が所定圧まで充分に排
気されると、排気弁４が閉弁されると共に、隔離弁２が
開弁され、排気室３内の被処理物が隔離弁２を介して真
空処理室１に挿入される。この後に、隔離弁２が閉弁さ
れ、被処理物が真空処理室１で真空処理される。その
後、上述の操作が繰り返される。

【００２８】このように、入口扉６の開放中、乾燥空気
の放出によって排気室への大気の侵入を低減し、かつ入
口扉６の閉成時に、ゴムパッキン８の周囲への乾燥空気
の吹付けによってゴムパッキン８付近の水蒸気を排気す
るので、排気室内での水蒸気の吸着を充分に減少させる
ことができ、排気時間が大幅に短縮される。

【００２９】なお、上記の実施例では、乾燥空気吹出し
溝１０を排気室３のフランジ面７に刻設し、乾燥空気管
１１を排気室３に形成した。しかしながら、この乾燥空
気吹出し溝１０及び乾燥空気管１１は入口扉６側に設け
ることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、入口扉の開放から閉成までの間、排気室に乾燥
空気を導入する乾燥空気導入機構と、真空シール材を挟
んで大気側から乾燥空気を真空シール材の周囲に吹付
け、この乾燥空気の吹付けを排気室の圧力が大気圧より
も小さくなるまで続行する乾燥空気吹付け機構とを具備
し、入口扉の開放時に乾燥空気をそこから外部に放出し
て大気中の水蒸気の侵入を低減し、かつ真空シール材の
周囲への乾燥空気の吹付けによって真空シール材周囲か
らの水蒸気の吸着を低減するので、排気室内での水蒸気
の吸着を充分に減少させることができ、排気時間を大幅
に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空処理装置の実施例を概略的に
示した断面図。

【図２】入口扉の開放時間と到達圧力との関係を示した
グラフ。

【図３】排気時間と到達圧力との関係を示したグラフ。

【符号の説明】

１ 真空処理室 ２ 隔離弁 ３ 排気室 ４ 排気弁 ５ 排気管 ４、５ 排気手段 ６ 入口扉 ８ 真空シール材 １０ 乾燥空気吹出し溝 １１ 乾燥空気管 １２ 遮断弁 １０、１１、１２ 乾燥空気吹付け機構 １３ 乾燥空気導入管 １４ 遮断弁 １３、１４ 乾燥空気導入機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野田 利 康 神奈川県座間市相模が丘６丁目25番22号 株式会社芝浦製作所相模工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口扉とこの入口扉をシールする真空シー
   ル材とを備える排気室と、この排気室を真空排気する排
   気手段と、隔離弁を介して上記排気室に接続され、上記
   排気室から挿入された被処理物を真空処理する真空処理
   室とを具備する真空処理装置において、上記入口扉の開
   放から閉成までの間、上記排気室に乾燥空気を導入する
   乾燥空気導入機構と、上記真空シール材を挟んで大気側
   から乾燥空気を上記真空シール材の周囲に吹付け、この
   乾燥空気の吹付けを上記排気室の圧力が大気圧よりも小
   さくなるまで続行する乾燥空気吹付け機構とを具備する
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】上記乾燥空気導入機構は上記入口扉の開放
   に先立って上記排気室内の圧力がほぼ大気圧に等しくな
   るまで、上記乾燥空気を上記排気室に導入し、上記入口
   扉の閉成後に上記乾燥空気の導入を停止することを特徴
   とする請求項１に記載の真空処理装置。