(57)【要約】 【課題】  本発明は、真空ポンプの再生のためによる装置稼働率の低下を防止できる真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。【解決手段】  本発明は、真空チャンバ内を所定の真空度にし、該所定の真空度を維持し、前記所定の真空度を有する前記チャンバ内で所定の処理をする真空処理装置または真空処理方法であって、再生処理が必要な複数台の真空ポンプで前記所定の真空度を得、複数台の前記真空ポンプのうち少なくとも１台の第１の真空ポンプと前記真空チャンバとを隔離し、前記隔離された前記真空ポンプの再生処理を行ない、複数台の前記真空ポンプのうち前記第１の真空ポンプでない他の前記真空ポンプのうち少なくとも1台の第２の前記真空ポンプで前記真空チャンバの前記所定の真空度を維持することを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で所定の処理を行う真空チャンバと、
該真空チャンバ内を所定の真空度にするための真空ポンプシステムと、
を備えた真空処理装置であって、
前記真空ポンプシステムは、前記所定の真空度を得るための再生処理が必要な複数台の真空ポンプと、該真空ポンプと前記真空チャンバとを隔離する隔離手段と、該隔離手段によって複数台の前記真空ポンプのうち少なくとも１台を隔離し、前記隔離された前記真空ポンプの前記再生処理を制御し、前記隔離されていない他の真空ポンプのうち少なくとも1台の真空ポンプで前記真空チャンバの真空度を維持する制御ユニットと、
を有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の真空処理装置において、
前記再生処理を前記所定の処理と並行して行うことを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の真空処理装置において、
前記制御ユニットは、予め決められたスケジュール、或いは記憶された前記真空ポンプの稼動可能時間並びに稼働時間、再生処理時間、配置位置及び配置位置における気体の凝縮、吸着の過去の実績データのうち少なくとも一つのデータから得られたスケジュールに基づいて前記再生処理を自動で行なうことを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項２記載の真空処理装置において、
前記制御ユニットは、複数の前記真空ポンプの稼働時間を記憶し、該記憶された稼働時間の情報に基づいて再生すべき前記真空ポンプを判断し、前記判断の結果に基づいて自動的に或いは作業員の指示に基づいて、前記再生処理を行なうことを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項２記載の真空処理装置において、
前記真空ポンプの稼動状態を表示する表示手段、前記再生処理をすべく前記真空ポンプを作業員に報知する報知手段のうち少なくとも一方を有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の真空処理装置において、
前記真空ポンプがクライオポンプであることを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
真空チャンバ内を所定の真空度にする真空ステップと、
該所定の真空度を維持する真空維持ステップと、
前記所定の真空度を有する前記チャンバ内で所定の処理をする処理ステップと、を有する真空処理方法であって、
再生処理が必要な複数台の真空ポンプで行なわれる前記真空ステップと、
複数台の前記真空ポンプのうち少なくとも１台の第１の真空ポンプと前記真空チャンバとを隔離する隔離ステップと、
前記隔離された前記真空ポンプの再生処理を行なう再生処理ステップと、
複数台の前記真空ポンプのうち前記第１の真空ポンプでない他の前記真空ポンプのうち少なくとも1台の第２の前記真空ポンプで前記真空チャンバの前記所定の真空度を維持する前記真空維持ステップと、
を有することを特徴とする真空処理方法。
【請求項８】
請求項７記載の真空処理方法において、
前記再生処理を前記所定の処理と並行して行うことを特徴とする真空処理方法。
【請求項９】
請求項８記載の真空処理方法において、
予め決められたスケジュール、或いは記憶された前記真空ポンプの稼動可能時間並びに稼働時間、再生処理時間、配置位置及び配置位置における気体の凝縮、吸着の過去の実績データのうち少なくとも一つのデータから得られたスケジュールに基づいて前記再生処理を自動で行なうことを特徴とする真空処理方法。
【請求項１０】
請求項８記載の真空処理方法において、
複数の前記真空ポンプの過去の稼働時間を記憶し、該記憶された稼働時間の情報に基づいて再生すべき前記真空ポンプを判断し、前記判断の結果に基づいて自動的に或いは作業員の指示に基づいて、前記再生処理を行なうことを特徴とする真空処理方法。
【請求項１１】
請求項８記載の真空処理方法において、
前記真空ポンプの稼動状態を表示する表示ステップ、前記再生処理をすべく前記真空ポンプを作業員に報知する報知ステップのうち少なくとも一方を有することを特徴とする真空処理方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかに記載の真空処理方法において、
前記真空ポンプがクライオポンプであることを特徴とする真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で所定の処理を行う真空チャンバと該真空チャンバ内を減圧し、所定の真空度を得るための複数の真空ポンプを備えた真空処理装置及び真空処理方法に係わり、特にクライオポンプのような再生が必要な真空ポンプを備えた真空処理装置及び真空処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、クライオポンプは、真空チャンバ内に極低温面を有するクライオパネルを設置し、極低温面に真空チャンバ内の気体分子を凝縮または吸着して捕捉し、排気するポンプである。従って、真空ポンプとしての性能を維持するためには凝縮または吸着したガスを定期的に放出する“再生処理”が必要である。
【０００３】
しかし、再生の間はチャンバ内を真空に引けないので、真空処理装置を停止させなければならない。真空処理装置の稼働率を向上するためには、再生時間を短くする必要がある。このような再生時間を短くする方法として、特許文献１には、クライオパネル面の温度を一定に保ったまま、クライオポンプの内圧を急速に減圧し、更にクライオパネル面を急速冷却する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クライオポンプの再生時間が短くなれば真空処理装置の稼働率を向上することはできるが、特許文献１記載の技術でも再生時間をゼロにすることはできない。また、特許文献１記載の技術は、再生処理時の間、真空チャンバ内を所定の真空度に保つことができず、再度所定の真空度に上げるための時間が必要である。さらに、特許文献１記載の技術では、再生中は真空チャンバ内での処理を停止しなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、真空ポンプの再生処理のためによる装置稼働率の低下を防止できる真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、真空チャンバ内を所定の真空度にし、該所定の真空度を維持し、前記所定の真空度を有する前記チャンバ内で所定の処理をする真空処理装置または真空処理方法であって、再生処理が必要な複数台の真空ポンプで前記所定の真空度を得、複数台の前記真空ポンプのうち少なくとも１台の第１の真空ポンプと前記真空チャンバとを隔離し、前記隔離された前記真空ポンプの再生処理を行ない、複数台の前記真空ポンプのうち前記第１の真空ポンプでない他の前記真空ポンプのうち少なくとも1台の第２の前記真空ポンプで前記真空チャンバの前記所定の真空度を維持することを第１の特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記再生処理を前記所定の処理と並行して行うことを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、予め決められたスケジュール、或いは記憶された前記真空ポンプの稼動可能時間並びに稼働時間、再生処理時間、配置位置及び配置位置における気体の凝縮、吸着の過去の実績データのうち少なくとも一つのデータから得られたスケジュールに基づいて前記再生処理を自動で行なうことを第３の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、複数の前記真空ポンプの過去の稼働時間を記憶し、該記憶された稼働時間の情報に基づいて再生すべき前記真空ポンプを判断し、前記判断の結果に基づいて自動的に或いは作業員の指示に基づいて、前記再生処理を行なうことを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記真空ポンプの稼動状態を表示する表示ステップ、前記再生処理をすべく前記真空ポンプを作業員に報知する報知ステップのうち少なくとも一方を有することを第５の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記真空ポンプがクライオポンプであることを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、真空ポンプの再生処理のためによる装置稼働率の低下を防止できる真空処理装置及び真空処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態であるアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置を示す図である。
【図２】図１における真空搬送室と真空蒸着チャンバの構成の模式図と動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態である真空ポンプシステムを示す図である。
【図４】図３に示す真空ポンプの例であるクライオポンプの概略構成図である。
【図５】真空ポンプシステムの動作フローを中心にした真空チャンバの処理フローを示す図である。
【図６】図５のステップ３に示す真空ポンプの再生処理のシーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の真空処理装置を有機ＥＬデバイス製造装置に適用した実施形態であって、更にアライメントと蒸着を同一の真空蒸着チャンバ１で実現する有機ＥＬデバイス製造装置１００を示している。有機ＥＬデバイス製造装置１００は、中心部に真空搬送ロボット５を持った多角形の真空搬送室２を、その周辺部に放射状に基板ストッカ室３や成膜室である真空蒸着チャンバ１を配置したクラスタ型の構成を有し、さらに、各構成機器を監視し制御する制御装置１５と、運転状況の表示や作業員からの指示を入力するためのタッチパネル式の表示装置１６とを有する。
【００１４】
各真空蒸着チャンバ１は、基板６を保持する基板保持部９と、マスク８と、蒸着材料を備える蒸着源７と、真空蒸着チャンバの側壁に設けられた真空ポンプシステム２０とを有する。また、真空蒸着チャンバ１及び基板ストッカ室３と真空搬送室２との間には互いの真空を隔離するゲート弁１０が設けられている。なお、基板ストッカ室３室にも真空ポンプシステム２０と同じまたは同様な真空処理装置を設けているが省略している。
【００１５】
図２は、図１における真空搬送室２と真空蒸着チャンバ１の構成の模式図と動作説明図である。図２における真空搬送ロボット５は、全体を上下に移動可能(図示せず)で、左右に旋回可能な２リンク構造のアーム５７を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド５８を有する。
【００１６】
一方、真空蒸着チャンバ１は、真空搬送ロボット５から搬入された基板６を保持する基板保持部９と、発光層を形成する蒸着材料を蒸発または昇華させ基板６に成膜させる蒸着源７と、蒸着源を上下方向移動させる蒸着源走査手段４３、基板６への蒸着パターンを規定するマスク８とを有する。基板保持部９は、櫛歯状ハンド９１と基板保持部９を旋回させて直立しているマスク８に正対させる基板旋回手段９３とを有する。また、真空蒸着チャンバ１は、マスク８の上部にマスク８と基板６とにそれぞれ存在するアライメントマーク８５、８４(引出図参照)を撮像するアライメントカメラ８６と、その撮像結果に基づいてマスク８移動させるアライメント駆動部(図示せず)とを有する。
【００１７】
このような構成によって、真空搬送ロボット５は基板ストッカ室３から基板を取出し、所定の真空蒸着チャンバ１の基板保持部９に搬入する。そして、真空蒸着チャンバ１では、搬入された基板６を基板旋回手段９３でマスク８に正対させ、アライメントし、蒸着源７を上下させ基板６に蒸着する。蒸着後、基板６を水平状態に戻す。その後、真空搬送ロボット５により基板６を真空蒸着チャンバ１から搬出し、他の真空蒸着チャンバ１に搬入又は基板ストッカ室３に戻す。このような処理における基板６の搬出入おいて、各真空蒸着チャンバ１の処理に影響を与えないように関連するゲート弁１０が制御される。
【００１８】
図３は本発明の真空ポンプシステム２０の実施形態を示す図である。図４は、図３に示す真空ポンプの例であるクライオポンプ３０の概略構成図である。
図３に示す真空ポンプシステム２０は、ゲート弁２１を介して真空蒸着チャンバ１の側壁に設けられた４台のクライオポンプ３０(３０Ａ〜３０Ｄ)と、クライオポンプの所定の箇所を冷却する冷媒、例えばＨｅを供給する冷媒ユニット２２と、クライオポンプの該所定の箇所を加熱するために熱風を供給する加熱手段である熱風供給ユニット２３と、クライオポンプ３０の再生時に放出された気体を排気する排気ポンプ４０と、クライオポンプ３０は大気圧から起動できないので、起動できる真空度まで引く粗引真空ポンプ６０と、クライオポンプ３０の状態等を示すランプ５１と、これらを監視し制御装置１５から指令に基づいて所定の状態に制御する制御ユニット５０と、を有する。図３において、実線はクライオポンプ３０と各ユニットを結ぶ配管を示し、破線は制御ユニット５０とクライオポンプ３０または各ユニットを結ぶ信号線を示す。なお、制御ユニット５０は、有機ＥＬデバイス製造装置１００全体の制御装置１５が兼用してもよい。
【００１９】
本実施形態ではクライオポンプ３０は４台設けたが、２台叉は３台或いは５台以上のクライオポンプ３０を設けてもよい。さらに、本実施形態では、４台全て真空蒸着チャンバ１に独立して設けられているが、複数台纏めて一つのゲート弁２１を介して真空蒸着チャンバ１に設けてもよい。しかし、本実施形態を適用するためには、全クライオポンプ３０が２つ以上のゲート弁を介して真空蒸着チャンバ１に設けられる必要がある。
【００２０】
本実施形態における４台のクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄは、同じ構造を有するので代表してクライオポンプ３０として説明する。クライオポンプ３０は、水などの凝縮性気体を冷却して凝縮し、ヘリウム、水素などの非凝縮性気体を吸着して、真空チャンバ内を減圧するポンプである。そのために、クライオポンプ３０は、凝縮性気体を凝縮する凝縮クライオパネル３１と、凝縮性気体が入り難いように凝縮クライオパネルの内側に設けられ、非凝縮性気体を吸着する吸着剤を備える吸着クライオパネル３２と、凝縮クライオパネル３１と吸着クライオパネル３２とを冷凍機ステージ３３ａ等を介して冷却する冷凍機３３と、凝縮クライオパネル３１、吸着クライオパネル３２及び冷凍機ステージ３３ａを内包するポンプケース３４とを有する。
【００２１】
また、クライオポンプ３０は、真空蒸着チャンバ１が処理中に再生処理が行なえるように、熱風供給ユニット２３からの熱風をポンプケース３４内に供給するための開閉弁である供給弁３５と、凝縮クライオパネル３１と吸着クライオパネル３２から放出された気体を排気ポンプ４０へ排出するための開閉弁である排出弁３６とを有する。なお、３７は再生処理の際に放出されたガスが高圧ガスになるのを防ぐ安全弁である。なお、排気対象である気体の種類によっては、凝縮クライオパネル３１と吸着クライオパネル３２のうちどちらか一方だけでもよい。
【００２２】
次に、図５を用いて真空チャンバ１の処理フローを真空ポンプシステム２０の動作フローを中心に説明する。
まず、クライオポンプは大気圧から起動できないので、粗引真空ポンプ６０で引いた後に、４台のクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄを稼動させ、真空蒸着チャンバ１内を所定の真空度にする(Ｓｔｅｐ１）。真空蒸着チャンバ１で基板に蒸着処理を実施(Ｓｔｅｐ２）すると共に、蒸着処理と並行して、真空蒸着チャンバ１内を所定の真空度に維持し、適宜４台のクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄの再生処理を実施する(ステップ３)。ステップ１では所定の真空度をできるだけ得るために４台ある真空ポンプ３０をすべて稼動させる。しかし、一度所定の真空度を得ると、その真空度を維持するために４台全てを稼動する必要がないので、少なくとも１台の真空ポンプ３０を再生処理できる。
【００２３】
ステップ２、３の処理後、真空ポンプシステム２０以外の要因による真空蒸着チャンバ１の開放要求の有無を判断し(Ｓｔｅｐ４）、無ければ、ステップ２、３の処理を繰り返す。有ればステップ５に行く。真空ポンプシステム２０以外の要因とは、例えば、所定の基板枚数の処理が終了する、或いはマスク８のメンテナンスを実施するなどがある。勿論、真空ポンプシステム２０が故障したときも開放することがあり得る。
【００２４】
真空蒸着チャンバ１の開放後(Ｓｔｅｐ５）、４台のクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄの再生処理を行ない(Ｓｔｅｐ６)、一連の処理を終了し、真空チャンバ１の再立上げを待つ。
【００２５】
図６は、図５のステップ３に示すクライオポンプ３０の再生処理のシーケンスの一例を示す図である。図６において、縦軸は４台のクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄを示し、横軸は時間を示す。各グラフにおいて、実線の凸部は真空ポンプが稼動していることを示し、破線の凹部は再生処理していることを示す。
【００２６】
図５のステップ１で示す下ように、全てのクライオポンプ３０Ａ〜３０Ｄを稼動させ、時刻ｔ０からＴ１までの真空立上時間Ｔｔをかけて所定の真空度を得る。所定の真空度を得た後、直ぐに、クライオポンプ３０Ａのゲート弁２１を閉じて真空蒸着チャンバ１から分離し、Ｓｔ時間かけて再生処理に入る。その後、休止時間Ｑｔを経て再稼動する。次に、この停止、再生処理、休止、再稼動の個々のクライオポンプ再生処理サイクルを他の３台のクライオポンプ３０に順次行ない、４台全体としてのシステム再生処理サイクルＴｓで再生処理を繰り返す。
【００２７】
また、図６では、休止時間を設けたが、休止時間を設けず直ぐに他のクライオポンプ３０の再生処理に移行してもよい。さらに、所定の真空度を得た直後に、クライオポンプ３０Ａの再生処理を実施したが、適当な時間をおいて再生処理を実施してもよい。また、システム再生処理サイクルＴｓは一定でなくてもよい。例えば、真空立上げ直後は、再生処理時間は長くシステム再生処理サイクルＴｓは短く、真空度は安定してくれば、再生処理時間は短くシステム再生処理サイクルＴｓは長くする。さらに、一台毎に再生処理するのではなく、残りクライオポンプ３０で所定の真空度維持できれば、さらに、複数台を一度に再生処理をしてもよい。しかし、クライオポンプ３０の故障のことも考慮すれば、真空度を維持しているクライオポンプ３０の台数は、１台が故障しても真空度を維持できる台数とすることが望ましい。
【００２８】
なお、以上の説明おいて、休止時間Ｑｔには再稼動に必要な時間を含み、再生処理時間Ｓｔにはクライオポンプ３０が再生可能状態になるまでの時間を、更に休止時間Ｑｔが無い場合には再稼動に必要な時間も含む。
【００２９】
以上説明した本実施形態によれば、真空ポンプの再生可能状態になるまでの時間、再生時間、再稼動に必要な時間及びそれ等時の間の真空度低下を元に戻す時間が必要なく、それ等時間に基づく真空蒸着装置の稼働率の低下を防ぐことができる。
【００３０】
また、以上説明した本実施形態によれば、真空蒸着チャンバ１内の真空度を常に所定の真空度の保つことができるので、再生処理の間、真空蒸着チャンバの蒸着処理を行うことでき、真空蒸着装置の稼働率の低下を防ぐことができる。
【００３１】
以上説明した本実施形態のようにクライオポンプ３０が複数台設けられている場合、クライオポンプ３０の容量の違い、或いはクライオポンプ３０が設置された位置における気体の発生の違いなどにより、再生が必要なタイミングはクライオポンプ３０毎に異なる場合がある。クライオポンプ３０毎に稼動可能時間、再生処理時間、配置位置及び配置位置における気体の凝縮、吸着などの過去の実績を記憶しておき、それ等に基づいて図６に示すような再生処理のスケジューリングをすることもできる。この場合は、図６とは異なり、各クライオポンプ３０間において稼働時間、再生時間、或いは休止時間が異なる場合が多くなる。
【００３２】
以上の説明では、制御ユニット５０で予め決められた、例えば図６に示すスケジュールによって、自動的に再生処理を実行した。一方、制御ユニット５０は、次のようにしてもよい。まず、個々のクライオポンプ３０の過去の稼働時間及び許容稼動可能時間のデータに基づいて、再生処理すべきクライオポンプ３０を判断する。そして、図１に示す表示装置１６に再生すべきクライオポンプ３０を表示する、或いは図３に示すランプ５１を点滅させるなどの報知手段で作業員に報知し、再生処理を促す。その後、作業員の指示或いは一定時間後自動的に再生処理を実施する。
【００３３】
また、例えば、表示装置１６の表示画面のスケジュールに、或いは図３に示すランプ５１で各クライオポンプ３０の運転状態を表示してもよい。例えば、図６に示すスケジュールにおいて、稼働中はそのラインを青色で、再生中はそのラインを赤色で、休止中はそのラインを黄色で表示する。同様にランプ５１の色変えてもよい。
【００３４】
さらに、真空ポンプとしてクライオポンプを例に説明したが、クライオポンプのように凝縮、吸着の少なくとも一方によって気体を廃棄し、再生処理可能なポンプに適用可能である。
【００３５】
また、以上の説明では、真空チャンバとして有機ＥＬバイス製造装置の真空蒸着チャンバを例に説明したが、例えば、スパッタなどの成膜を行ったり、電子線溶接を行ったり、など種々のものがあるがいずれの処理を行うものであっても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：真空蒸着チャンバ                ２：真空搬送室
３：基板ストッカ室                  ５：真空搬送ロボット
６：基板                            ７：蒸着源
８：マスク                          ９：基板保持部  
１０：ゲート弁                      １５：制御装置
１６：表示装置                      ２０：真空ポンプシステム
２１：ゲート弁                      ２２：冷媒ユニット
２３：熱風供給ユニット              ３０、３０Ａ〜３０Ｄ：クライオポンプ
３１：凝縮クライオパネル            ３２：吸着クライオパネル
３３：冷凍機                        ３４：ポンプケース
３５：供給弁                        ３６：排出弁
３７：安全弁                        ４０：排気ポンプ
５０：制御ユニット                  ６０：粗引真空ポンプ
９３：基板旋回駆動手段              １００：有機ＥＬデバイス製造装置
Ｑｔ：休止時間                      Ｓｔ：再生処理時間
Ｔｔ：真空立上時間                  Ｔｓ：システム再生処理サイクル
【図１】
2013060853.tif 000003
【図２】
2013060853.tif 000004
【図３】
2013060853.tif 000005
【図４】
2013060853.tif 000006
【図５】
2013060853.tif 000007
【図６】
2013060853.tif 000008