(57)【要約】【課題】  輸送にも便利で、かつ、コンパクトで前処理工程に適する真空チャンバを提供する。また、前記真空チャンバを備えたロードロックチャンバ及び処理装置を提供する。【解決手段】  貫通穴１０ａ〜１０ｃが形成された略直方体のチャンバ部材１１ａ〜１１ｃを２以上備え、前記チャンバ部材１１ａ〜１１ｃのうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に、シール部材の装着を可能とする溝が形成され、この溝にシール部材を装着して、隣接するチャンバ部材の各貫通穴が連通するように、チャンバ部材を２以上接合してなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通穴が形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に、シール部材の装着を可能とする溝が形成され、この溝にシール部材を装着して、隣接するチャンバ部材の各貫通穴が連通するように、チャンバ部材を２以上接合してなることを特徴とする真空チャンバ。
【請求項２】
前記チャンバ部材には２以上の貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空チャンバ。
【請求項３】
前記接合されたチャンバ部材を、２段以上積み重ねてなることを特徴とする請求項１又は２記載の真空チャンバ。
【請求項４】
貫通穴が２以上形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に設けられた溝にＯリングを装着し、隣接する各貫通穴が連通するように、隣接するチャンバ部材を接合してなる真空チャンバからなり、端部のチャンバ部材の貫通穴には蓋部材が設けられており、各貫通穴が連通してなる処理空間には、真空ポンプが接続されていることを特徴とするロードロックチャンバ。
【請求項５】
貫通穴が２以上形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に設けられた溝にＯリングを装着し、隣接する各貫通穴が連通するように、隣接するチャンバ部材を接合してなる真空チャンバからなり、端部のチャンバ部材のうち、一端のチャンバ部材の貫通穴には壁面部材が設けられ、他端のチャンバ部材の貫通穴には蓋部材が設けられており、各貫通穴が連通してなる処理空間は、真空ポンプが接続され、かつ、各処理空間の底部には、基板を載置する載置台及び基板を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバ、ロードロックチャンバ、及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイは大型化が進み、処理基板としては、例えば２８５０ｍｍ×３３５０ｍｍサイズのガラス基板が用いられるようになってきている。この液晶ディスプレイの製造には、配線用金属膜の成膜プロセスを行うスパッタリング装置など多くの処理装置が用いられ、これらの処理装置は、所定のプロセスを行うべく真空チャンバを有している。
【０００３】
処理基板の大型化に伴って、この処理基板の全面に亘って成膜プロセスなどを一括して行うことができるように、処理装置の真空チャンバ自体も大型化させる必要がある。この場合、１の大型のアルミニウムブロックから削り出して大型の真空チャンバを製作したのでは、専用の大型切削加工装置が必要になる等、真空チャンバ自体の製作費の高騰を招く。
【０００４】
このことから、処理装置の価格を低減することができ、また、装置材料を効率良く使用して材料の無駄を少なくすべく、分割された複数個の構成部材が溶接により接合された枠状の側壁部と、この側壁部に対してボルトにより固定される底板および蓋板から構成される真空チャンバが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−６４５４２号公報（図１及び請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロードロックチャンバーや前処理工程などの大気状態と低圧状態とを繰り返して行うための処理装置を前記真空チャンバを用いて構成すると、溶接で部材が接合されている側壁部でリークが発生しやすくなるという問題がある。
【０００６】
また、枠上の側壁部のみ複数に分割した構成部品を溶接して形成しても、底板および蓋板を処理装置の設置場所まで輸送するためには、大型のトレーラなどの輸送手段が必要になって不便であり、また、そのサイズや重量によっては法令の制限を受けて輸送できないという問題がある。
【０００７】
ところで、処理基板の脱気処理等の前処理を行う処理装置では、多数枚の大型基板を同時に処理するために、１の処理空間を有する各真空チャンバを積み上げ固定して、多段の処理空間を有するように構成した多段の真空チャンバを用いることがある。この場合、各真空チャンバの底板および蓋板は、低圧にした処理空間内と真空チャンバ外部との圧力差によるゆがみに耐えられるように所定の厚さが必要であり、薄くすることができないため、各真空チャンバの高さは高くなる。従って、各真空チャンバを積み重ねて、例えば１０段の真空チャンバを構成すると、多段の真空チャンバの高さは非常に高くなってしまい、装置の設置場所が限定され、また、装置作製材料が多くなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消すべく、輸送にも便利で、かつ、装置作製材料が少ない構成部品からなる真空チャンバを提供することにある。また、この真空チャンバを備えたロードロックチャンバ及び処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の真空チャンバは、貫通穴が形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に、シール部材の装着を可能とする溝が形成され、この溝にシール部材を装着して、隣接するチャンバ部材の各貫通穴が連通するように、チャンバ部材を２以上接合してなることを特徴とする。
【００１０】
真空チャンバを構成する部材が、貫通穴を形成した略直方体のチャンバ部材であるので、輸送に便利である。また、溶接ではなく、シール部材を用いて接合することで、大気状態と低圧状態とを繰り返して処理を行うような装置に真空チャンバを用いる場合であっても、接合部からのリークの発生を抑制することができる。
【００１１】
前記貫通穴が２以上形成されていることが好ましい。貫通穴が２以上形成されていることで、多段の真空チャンバを構成することが可能である。２以上の貫通穴が形成された略直方体のチャンバ部材を用いる場合、この貫通穴が連通して多段の処理空間を形成していることで、処理空間の間に大気状態の空間がない。従って、本発明の真空チャンバでは、処理空間の間には、各処理空間の真空状態に耐えられるだけの厚みを有する壁部があればよいので、よりコンパクトに段数の多い真空チャンバを作製することが可能である。
【００１２】
前記真空チャンバは、前記接合されたチャンバ部材を、２段以上積み重ねてなることが好ましい。より多段の真空チャンバを容易に構成することが可能である。
【００１３】
本発明のロードロックチャンバは、貫通穴が２以上形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に設けられた溝にＯリングを装着し、隣接する各貫通穴が連通するように、隣接するチャンバ部材を接合してなる真空チャンバからなり、端部のチャンバ部材の貫通穴には蓋部材が設けられており、各貫通穴が連通してなる処理空間には、真空ポンプが接続されていることを特徴とする。このように多段の真空チャンバを有するロードロックチャンバを、２以上のチャンバ部材を配置して各貫通穴を連通してなる処理空間を２以上備えた真空チャンバで作製することで、各チャンバ部材自体は小さくすることができ、輸送に便利である。かつ、前記のチャンバ部材で構成することで、ロードロックチャンバ全体をコンパクトに形成でき、また、Ｏリングでチャンバ部材同士を接合することで、真空引きを多数繰り返してもリークが発生しにくい。
【００１４】
本発明の処理装置は、貫通穴が２以上形成された略直方体のチャンバ部材を２以上備え、前記チャンバ部材のうち、少なくとも１のチャンバ部材の貫通穴の一方の口が形成されている面に設けられた溝にＯリングを装着し、隣接する各貫通穴が連通するように、隣接するチャンバ部材を接合してなる真空チャンバからなり、端部のチャンバ部材のうち、一端のチャンバ部材の貫通穴には壁面部材が設けられ、他端のチャンバ部材の貫通穴には蓋部材が設けられており、各貫通穴が連通してなる処理空間は、真空ポンプが接続され、かつ、各処理空間の底部には、基板を載置する載置台及び基板を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。このように多段の処理空間（脱気室）を有する処理装置を、前記のチャンバ部材を配置して貫通穴を連通してなる脱気室を２以上備えるように作製することで、各チャンバ部材自体は小さくすることができ、輸送に便利である。かつ、前記のチャンバ部材で構成することで、処理装置全体をコンパクトに形成でき、また、Ｏリングでチャンバ部材同士を接合することで、前処理工程に適している。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の真空チャンバ、ロードロックチャンバー、及び処理装置は、コンパクトで、前処理工程に適したものであり、かつ、構成部材は輸送にも便利であるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の真空チャンバの実施の形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の多段の真空チャンバ１の模式的斜視図である。多段の真空チャンバ１は、真空チャンバ１全体で例として１０個の処理空間Ａを有するものであり、処理空間Ａが１つ形成された本発明の真空チャンバ１１を１０段重ねたものである。各真空チャンバ１１は、複数のチャンバ部材（図１では、説明を簡便にするため３つのチャンバ部材１１ａ〜１１ｃを例示する）をＯリング等のシール部材で接合して構成されているものである。各処理空間Ａも、各チャンバ部材１１ａ〜１１ｃに設けられた各貫通穴１０ａ〜１０ｃが連通して構成されているものである。このように、小さいブロック状のチャンバ部材１１ａ〜１１ｃをシール部材で接合して、１つの真空チャンバを作製し、この真空チャンバを積み上げ、ボルトなどで固定して多段の真空チャンバ１を作製することができるので、各チャンバ部材を処理装置の設置場所まで輸送し、そこで組み立てることができる。そのため、大型で特殊な輸送手段は不要である。かつ、シール部材で接合しているので大気状態から所定の圧力まで下げる工程をくりかえしたとしても、リークが生じにくいので特に前処理工程などを行うのに適している。
【００１７】
この多段真空チャンバ１の各チャンバ部材１１ａ〜１１ｃの側壁部１１１、上壁部１１２及び底壁部１１３は、それぞれの処理空間Ａ内を低圧にした場合の処理空間Ａ内と本発明の真空チャンバ１外部との圧力差によるゆがみに耐えられるように、所定の厚さが必要であり、例えば、図１中では、底壁部１１３の厚みは１９５ｍｍ、側壁部１１１の厚みは８５ｍｍ、上壁部１１２の厚みは１９５ｍｍである。特に、各処理空間Ａの間、即ち上部の真空チャンバ１１の底壁部１１３と、下部の真空チャンバ１１の上壁部１１２との間には、大気の空間（真空引きされない空間）１２が形成されてしまうため、処理空間を低圧にした場合に圧力差に耐えられるように、この空間１２と上部及び下部の処理空間Ａとの間には、それぞれ所定の厚み（１９５ｍｍ）が必要であり、薄くすることはできない。その結果、各貫通穴１０ａ間の厚みは３９０ｍｍとなる。従って、前記各真空チャンバ１１を図１のように１０段積み重ねて多段の真空チャンバ１を構成すると、高さが非常に高くなってしまう場合がある。
【００１８】
本発明の第２の真空チャンバの構成について図２〜図４を用いて説明する。図２は、本発明の第２の真空チャンバ２の構成を示す模式的斜視図であり、図３は、真空チャンバ２を構成するチャンバ部材２１ａ〜２１ｆの構成を示す模式図であり、図４は、本発明の真空チャンバ２の構成を示す模式的断面図である。
【００１９】
本発明の真空チャンバ２は、チャンバ部材が２以上接合されて構成されているものであり、処理基板を搬送することができる処理空間Ａが内部に多段で形成されている。図２中では、例として真空チャンバ２は、対向する壁面間を貫通する貫通穴２０ａ〜２０ｃが２以上形成されたチャンバ部材２１ａ〜２１ｃを横に３個ずつ並べてそれぞれ接合し、かつ、チャンバ部材２１ａ〜２１ｃの下に、貫通穴２０ｄ〜２０ｆが形成されたチャンバ部材２１ｄ〜２１ｆを配設しそれぞれ接合しているので、チャンバ部材は横に３つ、縦に２つ積み重ねられていることになる。従って、真空チャンバ２は、全部で６個のチャンバ部材２１ａ〜２１ｆからなる。積み重ねたチャンバ部材２１ａ〜２１ｃとチャンバ部材２１ｄ〜２１ｆ間は、ずれ防止のためにボルトで接合されていることが好ましい。
各処理空間Ａは、各チャンバ部材２１ａ〜２１ｆの断面が多角形状の貫通穴２０ａ〜２０ｃ、２０ｄ〜２０ｆを連通せしめて形成される。図２では、説明を簡単にするため、処理空間Ａについては各チャンバ部材の最上段の貫通穴２０ａ〜２０ｆについてのみ示したが、図４に図示したように、各チャンバ部材に各５段の貫通穴が設けられ、真空チャンバ２には、全部で１０段の処理空間Ａが形成されている。
【００２０】
チャンバ部材２１ａ〜２１ｆは、例えば、それぞれアルミニウムやステンレス等から製作されものであり、図３では、例として略直方体形状のアルミニウムからなるチャンバ部材２１ａに、対向する壁面間を貫通する略直方体状の貫通穴２０ａを縦方向に５段設けたものを示す。そして、この各チャンバ部材２１ａ〜２１ｃに設けられた５段の各貫通穴２０ａ〜２０ｃが連通し、縦に５段の処理空間Ａが形成され、チャンバ部材は２つ上下に積み重ねられているので、処理空間Ａは真空チャンバ２全体で１０段形成されている。最上段の処理空間Ａを例にとって説明すると、チャンバ部材２１ａ〜２１ｃの最上段に形成された貫通穴２０ａ〜２０ｃが連通して１つの処理空間Ａとして形成されている。
【００２１】
チャンバ部材２１ａ〜２１ｆは例えば２２００ｍｍ×３２００ｍｍ×１２００ｍｍ（縦×横×奥行き）であり、このようなコンパクトで軽量なチャンバ部材２１から大型（例えば４４００ｍｍ×３２００ｍｍ×３６００ｍｍ（縦×横×奥行き））の多段の真空チャンバ２を構成することができる。チャンバ部材の輸送には大型で特殊な輸送手段は不要であるので、このチャンバ部材を処理装置の設置場所まで輸送し、そこで組み立てて任意の大型の多段の真空チャンバを作製できるというメリットがある。また、貫通穴２０ａ〜２０ｆは、前述のように連通して処理空間Ａを形成するものであり、例えば、２８５０ｍｍ×３３５０ｍｍのような大面積の基板を導入するために、貫通穴２０ａ〜２０ｆの断面は２１０ｍｍ×２９３０ｍｍの略長方形状に設定され、これらが連通した処理空間Ａは、２１０ｍｍ×２９３０ｍｍ×３６００ｍｍ（縦×横×奥行き）に設定されている。
【００２２】
このチャンバ部材は、真空チャンバ２が処理空間Ａ内部を所望の圧力（例えば１Ｐａ）とした場合に歪みを生じさせにくくするために、各壁部の厚さを所定の厚さに設定する必要がある。例えば、図３中では、側壁部２１１の厚みは８５ｍｍ、上壁部２１２の厚みは１９５ｍｍ、底壁部２１３の厚みは１９５ｍｍ、及び貫通穴２０ａ間の壁面の厚みは１９５ｍｍと設定されている。本発明の真空チャンバは、略直方体のチャンバ部材２１ａの壁面を貫いて貫通穴２０が形成されているので、処理空間Ａの間に大気状態の空間がないため、処理空間同士の間には、処理空間の低圧状態に耐えられるだけの厚みがあればよい。従って、チャンバ部材同士を接合しているチャンバ部材２１ａ〜２１ｃとチャンバ部材２１ｃ〜２１ｆとの間の部分のみ厚くなっているので、全体としてコンパクトな多段の真空チャンバを作製することが可能である。
【００２３】
また、各チャンバ部材２１ａ〜２１ｆには、接合部材が設けられて、隣接した各チャンバ部材２１と接合できるように構成されている。接合部材としては、例えばＯリングなどのシール部材があげられ、真空チャンバ２を構成するチャンバ部材２１ａ〜２１ｆのうち、チャンバ部材２１ａ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｆの貫通穴が形成されている１の面の各貫通穴の周囲に溝部２１４を形成し、この溝部２１４にＯリングＲを装着して図示しない固定具（例えば、チャンバ部材２１ａ〜２１ｃ、及び２１ｄ〜２１ｆを貫通するネジ）で固定し、隣接する各チャンバ部材２１ａと２１ｂ、２１ｂと２１ｃ、２１ｄと２１ｅ、及び２１ｅと２１ｆを接合できるように構成している。このように処理空間Ａを形成するために溶接ではなく、シール部材でチャンバ部材を接合することで、大気状態と真空状態とを繰り返したとしても、リークが発生しにくくなる。
【００２４】
図１に示した本発明の１０段の多段真空チャンバ１の場合、総重量は１８８９６０ｋｇ、大きさは６０００ｍｍ×３２００ｍｍ×３６００ｍｍ（縦×横×奥行き）であった。これに対し、図２に示した本発明の１０段の多段真空チャンバ２の場合、総重量は１３９８３０ｋｇ、上述のように大きさは４４００ｍｍ×３２００ｍｍ×３６００ｍｍ（縦×横×奥行き）であり、アルミ重量が図１の真空チャンバ１の０．７４倍となる。従って、本発明の第２の多段の真空チャンバ２によれば、よりコンパクトに構成でき、かつ重量を軽く、材料を節約して構成できることがわかる。
【００２５】
また、図２では、例としてチャンバ部材２１ａ〜２１ｃをチャンバ部材２１ｄ〜２１ｆ上に積み重ねているが、チャンバ部材２１ａ〜２１ｃのみでチャンバ部材を積み重ねずに、処理空間Ａを５個有する真空チャンバ２を構成することも可能である。この場合も、チャンバ部材２１ａ〜２１ｃに、各処理空間Ａをいくつ設けるかは適宜決定される。
【００２６】
ところで、真空チャンバ１１、並びに多段の真空チャンバ１及び２を使用するには、各処理空間Ａを大気から隔絶するために、処理空間Ａの一端を密閉し、他端を開閉自在にする部材を設ける必要がある。例えば、真空チャンバ２の場合、真空チャンバ２の端部を構成するチャンバ部材２１ａ、２１ｄの各貫通穴２０ａ、２０ｄに、壁面部材を設け、かつ、他端のチャンバ部材２１ｃ、２１ｆの各貫通穴２０ｃ、２０ｆには開閉自在の蓋部材を設け、これらの部材によって各処理空間Ａが構成されることが好ましい。これらの各部材もＯリング等のシール部材でチャンバ部材に接合されていることが好ましい。
【００２７】
以上述べた多段の真空チャンバ２は、大気状態と真空状態とを繰り返してもリークが発生しにくいので、例えば、大型基板用の多段のロードロックチャンバーに用いることができる。例えば、真空チャンバ２の端部を構成するチャンバ部材２１ａ、２１ｃ、２１ｄ及び２１ｆの各貫通穴２２０ａ、２０ｃ、２０ｄ及び２０ｆに、Ｏリング等のシール部材で蓋部材を接合する。そして、各処理空間Ａに真空ポンプを接続すると共に、チャンバ部材２１ｃ及び２１ｆを、例えば基板搬送用チャンバに接続するように構成する。このように構成すれば、チャンバ部材２１ａ及び２１ｄ側から各処理空間Ａ内に基板を搬送し、所定の圧力とした後に、基板搬送用チャンバー側の蓋部材を開けて、基板搬送用チャンバに設置されたロボットにより基板を取り出して、次の処理を行う処理装置に搬送するように用いることが可能である。
【００２８】
また、多段の真空チャンバ２は、前処理工程を行う処理装置にも用いることができる。例えば、図５は、本発明の真空チャンバ２を用いた脱気処理装置３の構成を説明するための断面模式図であり、図２〜図４と同一の構成要素については同じ参照符号を付してある。
【００２９】
本発明の脱気処理装置３は、本発明の真空チャンバ２の各処理空間Ａを脱気室３１としているので、全部で１０段の脱気室３１を有しているものである。脱気室３１の一端（チャンバ部材２１ａ、２１ｄ側）には開閉自在の蓋部材３１１が設けられ、他端（チャンバ部材２１ｃ、２１ｆ側）には壁面部材３１２が設けられており、脱気室内に基板を出しいれできるように構成されている。各脱気室３１の底部には、載置台３１３及び加熱手段３１４が設けられていて、脱気室３１内で基板の真空脱気処理を行うことができる。
【００３０】
また、各脱気室３１は、図示しないドライポンプ及びターボ分子ポンプに接続され、各脱気室３１内を所望の圧力にすることが可能である。
【００３１】
本発明の脱気処理装置３の真空チャンバ２の下部には、台座３２が設けられ、真空チャンバ２を支持し、台座３２内に周辺機器を収納することが好ましい。
【００３２】
例えば、脱気室３１に搬入された基板は、載置台３１３に載置され、次いで、ドライポンプによって脱気室３１内を所望の圧力（例えば１Ｐａ）とし、ターボ分子ポンプにより真空度を保持しながら、基板Ｓを加熱手段３１４によって７０℃まで加熱し、基板Ｓの脱気処理を行うことが可能である。この場合、加熱手段３１４としては、温水循環路を形成したものであってもよく、コイルヒーターやパネルヒーターなどでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の真空チャンバを用いれば、ロードロックチャンバーや多数枚の処理基板を処理するための処理装置を作製することが可能である。従って、半導体素子作製分野で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の真空チャンバの構成を示す模式的斜視図。
【図２】本発明の多段の真空チャンバの構成を示す模式的斜視図。
【図３】本発明の多段の真空チャンバを構成するチャンバ部材の構成を示す模式的斜視図。
【図４】本発明の多段の真空チャンバの構成を示す模式的断面図。
【図５】本発明の多段の真空チャンバを用いた真空処理装置を示す模式的断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１ 真空チャンバ
２ 真空チャンバ
３ 脱気処理装置
１０ａ〜１０ｃ 貫通穴
１１ａ〜１１ｃ チャンバ部材
１２ 空間
２０ａ〜２０ｆ 貫通穴
２１ａ〜２１ｆ チャンバ部材
３１ 脱気室
３２ 台座
１１１ 側壁部
１１２ 上壁部
１１３ 底壁部
２１１ 側壁部
２１２ 上壁部
２１３ 底壁部
２１４ 溝部
３１１ 蓋部材
３１２ 壁面部材
３１３ 載置台
３１４ 加熱手段
Ａ 処理空間
Ｒ リング
Ｓ 基板
【図１】
2008197374.tif 000003
【図２】
2008197374.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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