(57)【要約】【課題】装置価格の上昇を抑えつつ処理時間を短縮することのできるプラズマ洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】プラズマ洗浄装置１は、基板５０を搬送する搬送機構１５を備えた前チャンバ２と、主チャンバ入口１４に繋がっており、基板５０をプラズマ洗浄する高周波電極２５等を備えると共に、搬送機構１８を備えた主チャンバ３と、主チャンバ出口１７に繋がって、搬送機構２１を備えた後チャンバ４と、主チャンバ３に接続される主真空ポンプ７と、前チャンバ２および後チャンバ４に共通して接続される副真空ポンプ６とを備え、主真空ポンプ７によって真空引きされた主チャンバ３に前チャンバ２から基板５０を搬送するとき、および主チャンバ３から後チャンバ４に基板５０を搬送するときには、前チャンバ２、後チャンバ４を副真空ポンプ６で予め真空引きしておくものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物をプラズマ真空洗浄するインライン型のプラズマ洗浄装置であって、
側面に形成された開閉可能な搬入口から、該搬入口に対向する側面に形成された開閉可能な主チャンバ入口まで該被処理物を搬送する前チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である前チャンバと、
該主チャンバ入口に繋がっており、該主チャンバ入口から搬送される該被処理物をプラズマ洗浄するプラズマ洗浄手段を備えると共に、該主チャンバ入口からこれに対向する側面に形成された開閉可能な主チャンバ出口まで該被処理物を搬送する主チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である主チャンバと、
該主チャンバ出口に繋がって、該主チャンバ出口から搬送される該被処理物を、該主チャンバ出口に対向する側面に形成された開閉可能な搬出口まで搬送する後チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である後チャンバと、
該主チャンバに接続される主真空ポンプと、
該前チャンバおよび該後チャンバに共通して接続される副真空ポンプと、を備え、
該主真空ポンプによって真空引きされた該主チャンバに該前チャンバから該被処理物を搬送するときに該前チャンバを該副真空ポンプによって予め真空引きしておき、該真空引きされた該主チャンバから該後チャンバに該被処理物を搬送するときに該後チャンバを該副真空ポンプによって予め真空引きしておくことを特徴とするプラズマ洗浄装置。
【請求項２】
前記副真空ポンプは、前記前チャンバおよび前記後チャンバを、前記主チャンバの真空度よりも低い所定の真空度に真空引きすることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ洗浄装置。
【請求項３】
前記前チャンバおよび前記後チャンバは交代して前記副真空ポンプで真空引きされることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ洗浄装置。
【請求項４】
前記前チャンバおよび前記後チャンバは少なくとも一部の期間を重複させて前記副真空ポンプで真空引きされることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物をプラズマ真空洗浄するインライン型のプラズマ洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理物をプラズマ洗浄するためには、プラズマ洗浄チャンバ内に被処理物を搬入した後、大気圧から真空引きする必要がある。しかし、この真空引きには時間が掛り、処理時間短縮のボトルネックとなっている。
【０００３】
例えば、処理時間短縮を目的とする装置として、特許文献１に、２つのチャンバを備え、その各々に真空ポンプを配して並列処理するプラズマ洗浄装置が記載されている。特許文献１には、高周波電源は共通化して用いることも記載されている。
【０００４】
確かにチャンバや真空ポンプを複数並列に備えることによって、全体的な処理時間を短縮することができるが、高周波電源を共通化したとしても、高価で複雑な装置となってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３７２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、装置価格の上昇を抑えつつ処理時間を短縮することのできるプラズマ洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項１に記載のプラズマ洗浄装置は、被処理物をプラズマ真空洗浄するインライン型のプラズマ洗浄装置であって、側面に形成された開閉可能な搬入口から、該搬入口に対向する側面に形成された開閉可能な主チャンバ入口まで該被処理物を搬送する前チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である前チャンバと、該主チャンバ入口に繋がっており、該主チャンバ入口から搬送される該被処理物をプラズマ洗浄するプラズマ洗浄手段を備えると共に、該主チャンバ入口からこれに対向する側面に形成された開閉可能な主チャンバ出口まで該被処理物を搬送する主チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である主チャンバと、該主チャンバ出口に繋がって、該主チャンバ出口から搬送される該被処理物を、該主チャンバ出口に対向する側面に形成された開閉可能な搬出口まで搬送する後チャンバ用の搬送機構を内部に備えた真空容器である後チャンバと、該主チャンバに接続される主真空ポンプと、該前チャンバおよび該後チャンバに共通して接続される副真空ポンプと、を備え、該主真空ポンプによって真空引きされた該主チャンバに該前チャンバから該被処理物を搬送するときに該前チャンバを該副真空ポンプによって予め真空引きしておき、該真空引きされた該主チャンバから該後チャンバに該被処理物を搬送するときに該後チャンバを該副真空ポンプによって予め真空引きしておくことを特徴とする。
【０００８】
なお、真空度とは、真空の度合いを表し、真空度の高いほうが圧力が低圧で、真空度の低いほうが圧力が高圧であることを示す。
【０００９】
同じく請求項２に記載のプラズマ洗浄装置は、請求項１に記載されたもので、前記副真空ポンプは、前記前チャンバおよび前記後チャンバを、前記主チャンバの真空度よりも低い所定の真空度に真空引きすることを特徴とする。
【００１０】
同じく請求項３に記載のプラズマ洗浄装置は、請求項１に記載されたもので、前記前チャンバおよび前記後チャンバは交代して前記副真空ポンプで真空引きされることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載のプラズマ洗浄装置は、請求項１に記載されたもので、前記前チャンバおよび前記後チャンバは少なくとも一部の期間を重複させて前記副真空ポンプで真空引きされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラズマ洗浄装置では、各々真空容器である前チャンバと、主チャンバと、後チャンバとをこの順で密着して直列配置して、プラズマ真空洗浄を行う主チャンバには、主真空ポンプを接続し、前チャンバおよび後チャンバには、共通の副真空ポンプを接続する。前チャンバから主チャンバに被処理物を搬送するときに予め前チャンバを真空引きしておき、主チャンバから後チャンバに被処理物を搬送するときに予め後チャンバを真空引きしておくことで、主チャンバの真空度を大気圧まで低下させることなく被処理物を受け渡すことができる。したがって、全体的な処理時間を短縮することができる。また、前チャンバと後チャンバとは１つの共通する真空ポンプで真空引きされるので、各々に真空ポンプを備える構成よりも装置価格の上昇を小さく抑えることができる。
【００１３】
また、本発明のプラズマ洗浄装置によれば、副真空ポンプは、前チャンバおよび後チャンバを、主チャンバの真空度よりも低い所定の真空度に真空引きする。この場合、被処理物を前チャンバから主チャンバに受け渡すとき、および、主チャンバから後チャンバに受け渡すときには、主チャンバの真空度は、前チャンバや後チャンバの真空度まで低下するが、その低下する真空度の差は、大気圧との差に比べたらはるかに小さい。そのため、低下した主チャンバの真空度を、僅かな時間真空引きするだけで、再び高めることができる。このように、前チャンバおよび後チャンバの真空度を、主チャンバの真空度よりも低いものとすることで、副真空ポンプを主真空ポンプよりも安価なものを用いることができ、装置価格の上昇を一層小さく抑えることができる。
【００１４】
また、本発明のプラズマ洗浄装置によれば、前チャンバおよび後チャンバを交代して副真空ポンプで真空引きすることにより、１つの真空ポンプでも前チャンバおよび後チャンバを真空引きすることができる。
【００１５】
前チャンバおよび後チャンバを少なくとも一部の期間を重複させて副真空ポンプで真空引きすることにより、真空引き可能な時間が短くても所定の真空度まで確実に真空引きすることができる。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の好ましい形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１には本発明の一実施形態であるプラズマ洗浄装置の正面図が図示されている。
【００１８】
プラズマ洗浄装置１は、被処理物の一例である基板５０をプラズマ真空洗浄するインライン型の装置である。なお、同図には、部品５１の実装された基板５０が図示されているが、部品実装されていない基板を洗浄してもよいし、基板以外の例えばガラス部材を洗浄してもよく、特に限定されていない。
【００１９】
このプラズマ洗浄装置１は、同図に正面断面が示されるように、前チャンバ２、主チャンバ３、および後チャンバ４がこの順で密着して直列配置されている。
【００２０】
前チャンバ２は、非図示の搬送ラインから搬入される基板５０を、主チャンバ３の真空度を可及的低下させずに受け渡しするためのものである。この前チャンバ２は、真空容器であって、その一側面には、開閉可能なゲート扉１１の付された搬入口１２が形成されている。また、搬入口１２に対面する側面には、主チャンバ３に繋がる、開閉可能なゲート扉１３の付された主チャンバ入口１４が形成されている。ゲート扉１３は、前チャンバ２の内側に向かって開閉可能に取り付けられている。
【００２１】
また、前チャンバ２には、搬入口１２で基板５０を受け取って、入口１４まで基板５０を搬送可能な前チャンバ用の搬送機構１５を内部に備えている。この搬送機構１５は、それ自体が搬入口１２から入口１４までの間を水平移動可能であると共に、それ自体にコンベアベルトを有している。
【００２２】
主チャンバ３は、真空容器であり、プラズマ発生させる高周波電極２５等が備えられていて、基板５０をプラズマ洗浄するものである。この主チャンバ３の入口１４に対面する側面には、後チャンバ４に繋がる、ゲート扉１６の付された主チャンバ出口１７が形成されている。ゲート扉１６は、後チャンバ４の内側に向かって開閉可能に取り付けられている。
【００２３】
また、主チャンバ３には、入口１４から出口１７まで基板５０を搬送可能な主チャンバ用の搬送機構１８を内部に備えている。搬送機構１８は、コンベアベルトを有している。
【００２４】
後チャンバ４は、洗浄済みの基板５０を、主チャンバ３の真空度を可及的低下させずに受け渡しされて、装置外部に搬出するためのものである。この後チャンバ４は、真空容器であって、出口１７に対面する側面には、開閉可能なゲート扉１９の付された搬出口２０が形成されている。また、後チャンバ４には、出口１７から搬出口２０まで基板５０を搬送可能な後チャンバ用の搬出機構２１を内部に備えている。この搬出機構２１は、それ自体が出口１７から搬出口２０まで移動すると共に、それ自体がコンベアベルトを有している。
【００２５】
また、同図に示されるように、主チャンバ３には、プラズマ発生させるための反応ガス（一例としてアルゴンガス）を所定量だけ供給する定量弁４０や、定量弁４０から反応ガスの供給を開始・停止させる制御弁３９，４１が付されている。これらや高周波電極２５が本発明におけるプラズマ洗浄手段に相当する。
【００２６】
この主チャンバ３には、主真空ポンプ７が、開閉制御可能な真空弁３６を介して配管接続されている。真空弁３６と主真空ポンプ７との間には、解放弁３７が付されている。主真空ポンプ７は、一例として、ロータリーポンプであって、主チャンバ３内の圧力を５〜１０Ｐａ程度の高い真空度まで真空引き可能なものである。
【００２７】
また、主チャンバ３には、真空度確認用のピラニ式の真空センサ４２が付されて圧力を検出可能になっている。
【００２８】
前チャンバ２および後チャンバ４には、共通の副真空ポンプ６が繋がっている。この場合、副真空ポンプ６に繋がる配管が２分岐して前チャンバ２および後チャンバ４に配管接続されている。分岐後の前チャンバ２に繋がる配管には、真空弁３１が付されており、後チャンバ４に繋がる配管には、真空弁４３が付されている。分岐前の配管には解放弁３２が付されている。真空弁３１，４３は開閉制御可能な制御弁である。解放弁３２は、副真空ポンプ６の停止時に開いてポンプ内を大気解放するものである。
【００２９】
副真空ポンプ６は、前チャンバ２および後チャンバ４の真空度を主チャンバ３の真空度に可及的近づけるためのものである。この場合、副真空ポンプ６は、後述する動作タイミングで十分に真空引きできるだけの排気速度(時間当たりの吐出空気量)を有したものである。前チャンバ２および後チャンバ４の真空度を主チャンバ３の真空度よりも低い所定の真空度とすることで、副真空ポンプ６を主真空ポンプ７よりも排気速度の遅い安価なものを用いることができるようになる。
【００３０】
本実施例では、副真空ポンプ６は、一例として、主真空ポンプ７よりも小さなロータリーポンプであって、前チャンバ２および後チャンバ４を、大気圧から１０〜１５秒程度の真空引きで２０Ｐａ程度の真空度まで真空引きするものである。なお、価格は上昇するが主真空ポンプ７と同様のものを用いてもよい。
【００３１】
前チャンバ２には、開閉制御可能な真空破壊弁３３、大気圧確認用の圧力センサ３４、および真空度確認用の真空センサ３５が付されている。後チャンバ４にも、同様に、真空破壊弁４４、大気圧確認用の圧力センサ４５、および真空度確認用の真空センサ４６が付されている。
【００３２】
次に、プラズマ洗浄装置１の動作について説明する。
【００３３】
主チャンバ３は、主真空ポンプ７によって真空引きされ、所定の高い真空度に維持されている。この真空下でプラズマ化したガスによって、一例として、３０秒間、基板５０がプラズマ洗浄される。通常、真空弁３６は開かれ、解放弁３７は閉じられている。
【００３４】
この主チャンバ３でプラズマ洗浄を行っている間に、前チャンバ２に未洗浄の基板５０を搬入して、副真空ポンプ６によって、主チャンバ３の真空度よりも低い所定の真空度まで真空引きしておく。また、主チャンバ３で洗浄等を行っている間に、洗浄済みの基板５０を後チャンバ４から装置外部に搬出してから、後チャンバ４を前チャンバ２と同様の所定の真空度まで副真空ポンプ６によって真空引きしておく。
【００３５】
具体的には、前チャンバ２に基板５０を搬入するときには、プラズマ洗浄装置１は、閉じられている真空破壊弁３３を開き、圧力センサ３４の検出により大気圧になったことを確認後、ゲート扉１１を開く。続いて、搬送機構１５を搬入口１２まで移動する。搬送機構１５は、コンベアベルトを駆動して、基板５０が搬送機構１５の上部所定位置まで移動したときにコンベアベルトを停止する。次に、搬送機構１５自体が前チャンバ２内に移動して、ゲート扉１１を閉じる。
【００３６】
ゲート扉１１を閉じた後に、真空破壊弁３３を閉じて真空弁３１を開き、前チャンバ２を副真空ポンプ６で真空引きする。真空引きしているときには、解放弁３２は閉じられている。真空センサ３５の検出によって、所定の真空度に達したことを確認したときに真空弁３１を閉じてこの真空度を維持する。なお、維持させている間に真空度が低下したことを真空センサ３５によって検出したときには、真空弁３１を開閉させて所定の真空度を維持する。
【００３７】
また、洗浄済み基板５０を後チャンバ４から装置外部に搬出するときには、プラズマ洗浄装置１は、閉じられている真空破壊弁４４を開き、圧力センサ４５の検出により後チャンバ４が大気圧になったことを確認後、ゲート扉１９を開く。続いて、搬送機構２１を搬出口２０まで移動し、搬送機構２１のコンベアベルトを駆動して、基板５０を装置から非図示の搬送ラインに搬出する。
【００３８】
ゲート扉１９を閉じた後に、真空破壊弁４４を閉じて真空弁４３を開き、後チャンバ４を副真空ポンプ６で真空引きする。真空センサ４６の検出によって、所定の真空度に達したことを確認したときに真空弁４３を閉じてこの真空度を維持する。なお、維持させている間に真空度が低下したことを真空センサ４６によって検出したときには、真空弁４３を開閉させて所定の真空度を維持する。
【００３９】
主チャンバ３でプラズマ洗浄が終了すると、プラズマ洗浄装置１は、直ちに出口１７のゲート扉１６を開き、主チャンバ３の搬送機構１８と後チャンバ４の搬送機構２１とを協働させて主チャンバ３から後チャンバ４に洗浄済み基板５０を搬送する。
【００４０】
主チャンバ３から洗浄済み基板５０を搬送後、または、搬送作業と共に、入口１４のゲート扉１３を開き、前チャンバ２の搬送機構１５と主チャンバ３の搬送機構１８とを協働させて前チャンバ２から主チャンバ３に未洗浄基板５０を搬送する。
【００４１】
この基板５０の搬入出時に、主チャンバ３の真空度は、前チャンバ２および後チャンバ４の真空度までしか低下しない。そのため、主チャンバ３を再度所定の真空度まで真空引きする時間は、大気圧から真空引きする時間と比べて、僅かな時間となる。一例として、主チャンバ３を大気圧から真空引きするのに約３０秒必要であるのに対して、２〜３秒程度となる。
【００４２】
このプラズマ洗浄装置１の動作をさらに、図２に示される各チャンバの動作を示すタイムチャートを用いて説明する。なお、同図のタイムチャートは、連続的に繰り返し動作している各チャンバの様子を、ある時間分だけ抜き出して図示されている。
【００４３】
図２に示される基板５０Ａ(図ではＡとも表示）の流れについてみると、基板５０Ａは、矢印７０で示されるように、先ず前チャンバ２に搬入される。搬入された後、前チャンバ２は、真空引きされる。主チャンバ３内の基板５０Ｚ（図ではＺとも表示）の洗浄が終了して後チャンバ４に搬送されると、基板５０は、矢印７１で示されるように、主チャンバ３に搬送される。主チャンバ３では圧力低下分だけ真空引き後、基板５０Ａがプラズマ洗浄される。洗浄終了後、矢印７２で示されるように、基板５０Ａは後チャンバ４に搬送される。後チャンバ４が真空破壊後、基板５０Ａは、矢印７３で示されるように、装置外に搬出される。
【００４４】
前チャンバ２から基板５０Ａを搬送後、前チャンバ２は、真空破壊して基板５０Ｂ（図ではＢとも表示）が搬入される。
【００４５】
前チャンバ２と後チャンバ４とは、共通する副真空ポンプ６によって真空引きされるが、この真空引きのタイミングについてみると、後チャンバ４から基板５０Ａが搬出後、後チャンバ４は、直ちに真空引きされる。この後チャンバ４の真空引き完了後、矢印７４で示されるように、直ちに前チャンバ２が真空引きされる。この順番は、同図からわかるように、後チャンバ４のほうが先に真空引き可能となることによる。このように後チャンバ４から先に真空引きすることで、真空引き可能な時間を長くすることができる。
【００４６】
前チャンバ２および後チャンバ４の各々の真空引きの時間は、プラズマ洗浄時間の概ね二分の一程度まで許容できる。この時間は、主チャンバ３の真空引きの時間や各チャンバ２〜４の基板５０の入出に必要な時間によって多少変わる。後チャンバ４から前チャンバ２への真空引きの切り替えは、前述したように後チャンバ４が所定の真空度に達したことによって切り替えてもよいが、許容可能な真空引きできる時間だけ経過したときに切り替えてもよい。また、多少真空引きできる時間は短くなるが、先に前チャンバ２を真空引きして、真空引き完了後、後チャンバ４を真空引きすることもできる。
【００４７】
なお、図２のタイムチャートでは、前チャンバ２と後チャンバ４との真空引きを切り替えて行う例について説明したが、図３のタイムチャートに示されるように、前チャンバ２および後チャンバ４を少なくとも一部の期間を重複させるように真空引きすることもできる。図３では、前チャンバ２および後チャンバ４の真空引き以外の動作タイミングは図２と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００４８】
図３では、前チャンバ２および後チャンバ４の真空引き可能な時間を、すべて共通する真空ポンプ６で真空引きしている。このときの、真空引きの開始および終了タイミングは、前チャンバ２と後チャンバ４とで異なっているが、同図に示されるように、真空弁３１，４３を開閉することにより制御することができる。また、所定の真空度に達したときに、真空弁３１や真空弁４３を閉じることで真空引きを停止させてもよい。
【００４９】
プラズマ洗浄の時間は、被処理物の種類や大きさ、洗浄度合によって変化する。プラズマ洗浄時間が短い場合には、このように前チャンバ２および後チャンバ４を重複して真空引きすることで、いずれも所定の真空度にすることができる。
【００５０】
なお、図３では、真空引きの開始および終了タイミングは、前チャンバ２と後チャンバ４とで異なるようにして真空引きしているが、開始および終了タイミングのいずれか一方を、前チャンバ２と後チャンバ４とで同じタイミングとすることもできるし、両方のタイミングを一致させて、完全に重複させて真空引きすることもできる。
【００５１】
また、図１〜図３を用いた説明では、主チャンバ３から後チャンバ４に基板５０を出した後に、前チャンバ２から主チャンバ３に入れるプラズマ洗浄装置１について説明したが、搬送機構１５，１８，２１を協働させることで、主チャンバ３に同時に基板５０を出し入れさせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を適用するプラズマ洗浄装置の概略図である。
【図２】本発明を適用するプラズマ洗浄装置のタイムチャートである。
【図３】本発明を適用するプラズマ洗浄装置の別のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１はプラズマ洗浄装置、２は前チャンバ、３は主チャンバ、４は後チャンバ、６は副真空ポンプ、７は主真空ポンプ、１１，１３，１６，１９はゲート扉、１２は搬入口、１４は主チャンバ入口、１５，１８，２１は搬送機構、１７は主チャンバ出口、２０は搬出口、２５は高周波電極、３１，３６，４３は真空弁、３２，３７は解放弁、３３，４４は真空破壊弁、３４，４５は圧力センサ、３９，４１は制御弁、４０は定量弁、３５，４２，４６は真空センサ、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｚは基板、５１は部品、７０〜７４はタイムチャート中の矢印である。
【図１】
2010089014.tif 000003
【図２】
2010089014.tif 000004
【図３】
2010089014.tif 000005