專利名稱：氣體供給裝置以及真空處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體供給裝置和具有該氣體供給裝置的真空處理設(shè)備，所述氣體 供給裝置能夠根據(jù)真空設(shè)備的氣體供給門的打開/關(guān)閉而連接氣體管道。
背景技術(shù)：
例如，在日本專利特開No. 2002-68476中公開的濺射設(shè)備中，陰極附裝到門，所述 門經(jīng)由鉸鏈相對(duì)于真空容器打開和關(guān)閉。氣體管道使用柔性管布置，并且放電氣體經(jīng)由氣 體管道從門外供給到陰極。當(dāng)多個(gè)陰極附裝到一個(gè)門時(shí)，用于供給氣體到相應(yīng)陰極的管道之間的長度差會(huì)導(dǎo) 致供給氣體到相應(yīng)陰極的時(shí)間差。為了防止這樣，管道需要布置成具有相同的管道路線長度。然而，將柔性管布置在真空容器外部需要較長的管道路線，這會(huì)影響氣體供給響 應(yīng)和維護(hù)。較長的管道路線需要許多管道構(gòu)件，這不利于成本減少。另外，柔性管在門打開/ 關(guān)閉操作時(shí)可能會(huì)接觸和破壞真空容器的其它構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而作出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種氣體供給裝置 和具有該氣體供給裝置的真空處理設(shè)備，所述氣體供給裝置能夠縮短布置在真空容器外部 的氣體管道路線，以便使供給放電氣體到相應(yīng)陰極的時(shí)間彼此一致，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速的 氣體響應(yīng)、容易維護(hù)、高可靠性、以及成本減少。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種氣體供給裝置，其包括室框架；門，其附裝到室框架以便使門能夠打開和關(guān)閉，并且具有陰極；門側(cè)引入塊，其附裝到門，并且具有用于供給放電氣體到陰極的氣體流動(dòng)路徑；和室側(cè)引入塊，其附裝到室框架，并且具有用于將從室框架外部引入的放電氣體供 給到門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑，其中，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑和室側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑彼 此連通。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述的氣體供給裝置的真空處理設(shè)備。使用本發(fā)明的氣體管道裝置作為用于供給氣體到真空容器的裝置，可以縮短在真 空容器外部布置的氣體管道，改進(jìn)氣體響應(yīng)、維護(hù)、以及可靠性。另外，可以減少用于氣體供 給的部件的數(shù)量，減少了成本。本發(fā)明的其它特征將從以下(參照附圖)的示例性實(shí)施例的說明而變得清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的直列式沉積設(shè)備的示意性布置的視圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例沿著線I-I得到的沉積室的示意性剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例沿著線II-II得到的沉積室的示意性剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氣體系統(tǒng)的視圖；圖5是圖2中的部分A的放大剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的室側(cè)引入塊和門側(cè)引入塊的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的門側(cè)引入塊的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意到，實(shí)施例中闡述的構(gòu)件、布 置等僅是本發(fā)明的示例，并不限制本發(fā)明的范圍，而是可以在沒有脫離本發(fā)明的情況下進(jìn) 行多種修改。圖1至7示出本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是直列式沉積設(shè)備的示意性布置的視圖。圖 2是沿著線I-I得到的沉積室的示意性剖視圖。圖3是沿著線II-II得到的沉積室的示意 性剖視圖。圖4是氣體系統(tǒng)的視圖。圖5是圖2中的部分A的放大剖視圖。圖6是氣體管 道連接部分的放大圖。圖7是密封構(gòu)件的側(cè)視圖。圖1中所示的直列式沉積設(shè)備S包括用作沉積室Sl的多個(gè)真空室和其它的處理 室。這些真空室聯(lián)接成矩形的形狀。襯底G沿著直列式沉積設(shè)備S的襯底傳輸路線R傳輸 并且在相應(yīng)的處理室中進(jìn)行預(yù)定的處理。在本實(shí)施例中，襯底G是用于諸如磁盤或者光盤 的存儲(chǔ)介質(zhì)的盤狀構(gòu)件。通過替換襯底保持器11 (后面將說明)，本發(fā)明可應(yīng)用到具有各種 形狀的玻璃襯底、硅襯底、樹脂襯底以及類似襯底。在本說明書中，將舉例說明用于沉積室Sl中布置的陰極的氣體供給裝置1，所述 沉積室Sl用作作為真空處理設(shè)備的濺射設(shè)備，但是本發(fā)明不限于此。例如，本發(fā)明優(yōu)選地 可應(yīng)用到甚至在反應(yīng)PVD設(shè)備中使用的反應(yīng)氣體供給裝置，或者在CVD設(shè)備中使用的源氣 體供給裝置，或者用于灰化設(shè)備、干法刻蝕設(shè)備等的氣體供給裝置。圖2中所示的沉積室Sl是一種構(gòu)建直列式沉積設(shè)備S的處理室。沉積室Sl可以 通過濺射而執(zhí)行用于襯底G的沉積處理。沉積室Sl包括襯底傳輸裝置2，該襯底傳輸裝置 2連接到真空泵4并且可以傳輸襯底G。襯底傳輸裝置2是所謂的豎直傳輸裝置，并且襯底 傳輸裝置2可以在運(yùn)載構(gòu)件10保持襯底G處于豎直姿態(tài)中時(shí)將襯底G傳遞到每個(gè)真空室。 能夠保持盤狀構(gòu)件的襯底保持器11附裝到運(yùn)載構(gòu)件10的上部分。如圖3中所示，門15在沉積室Sl (室)的一側(cè)上附裝到壁面，所述門15可以經(jīng)由 鉸鏈13相對(duì)于沉積室Sl打開和關(guān)閉。應(yīng)注意到，沒有附裝門的沉積室Sl (室)將稱為室框 架。門15具有陰極單元17，S卩，各自都能夠安裝用作氣相沉積源的靶TG的陰極單元17a、 17b。為了在由襯底保持器11所保持的襯底G的兩個(gè)表面上同步地執(zhí)行沉積處理，多個(gè) 陰極單元17a和17b布置在用于襯底G的傳輸路線R的兩側(cè)上。如后面將說明，陰極單元 17a附裝到門15，并且陰極單元17b附裝到沉積室Sl的壁面。當(dāng)沉積室Sl的門15關(guān)閉時(shí)，附裝到門15的陰極單元17a在預(yù)定的距離處面對(duì)由 襯底保持器11所支撐的襯底G。不必說，沉積室Sl的內(nèi)部在門15關(guān)閉時(shí)保持氣密。將更加詳細(xì)地解釋門15和陰極單元17a。如上所述，門15經(jīng)由鉸鏈13附裝到室框架以便使門15能夠打開和關(guān)閉。兩個(gè)陰極單元17a在門15的中心附近并排地布置。除 了電纜和冷卻水供給管道以外，陰極單元17a和17b還連接到氣體供給裝置，所述氣體供給 裝置具有供給諸如氬氣之類的用于濺射的放電氣體的氣體管道。將說明由氣體管道導(dǎo)引的放電氣體的路線。氬氣從布置在沉積室Sl上方的氬供 給源經(jīng)由氣體管道供給到四個(gè)陰極單元17，即，兩個(gè)陰極單元17a和兩個(gè)陰極單元17b。待 供給到陰極單元17b的氬氣從氬供給源在通過質(zhì)量流控制器(MFC)和氣體連通路徑21之 后經(jīng)由由不銹鋼柔性管所形成的管道而引入到沉積室Sl中。在沉積室Sl中，銅或不銹鋼 管將氬氣導(dǎo)引到陰極單元17b的氣體入口 19b。接下來，將解釋供給至附裝到門15的陰極單元17a的氣體供給的路線。至陰極單 元17a的路線與至陰極單元17b的路線相同，直到從氬供給源供給的氬氣在通過質(zhì)量流控 制器(MFC)和氣體連通路徑21之后經(jīng)由由不銹鋼柔性管所形成的管道而引入到沉積室Sl 中為止。在至陰極單元17a的路線上，氬氣通過布置在氣體連通路徑21的出口側(cè)上的連接 塊30(室側(cè)引入塊31和門側(cè)引入塊41)以及由銅或不銹鋼制成的氣體管道18被導(dǎo)引到陰 極單元17a、17b的氣體入口 19a。在本說明書中，氣體供給裝置1是包括用于導(dǎo)引放電氣體 的氣體管道18和連接塊30的布置。氬氣將僅舉例說明為放電氣體，但是含有氧氣的氬氣 或者其它放電氣體也是可用的。將參照?qǐng)D4說明沉積室Sl的空氣側(cè)上的氣體供給路線。將參照?qǐng)D5至7解釋沉 積室Sl內(nèi)的氣體供給路線。在本實(shí)施例中，如圖4的氣體系統(tǒng)視圖所示，從兩個(gè)氬供給源供給的氬氣流分別 通過MFC調(diào)節(jié)并且繼而被合并(位置P1)。當(dāng)氣體管道在MFC的下游合并之后，氣體管道根 據(jù)陰極單元17a和17b的數(shù)量再次分支(位置P2和位置P3)。在下游側(cè)，分支的氣體管道 被導(dǎo)引到形成在沉積室Sl的室壁(沉積室Sl的頂板)中的氣體連通路徑21。壓力計(jì)在由 MFC調(diào)節(jié)之后氣體管道合并的位置(位置Pl)與氣體管道分支的位置(位置P2)之間附裝 到氣體管道。在本實(shí)施例中，如圖4的氣體系統(tǒng)視圖所示，在沉積室Sl的頂板中形成有四條氣 體連通路徑21。這是因?yàn)槌练e室Sl總共有四個(gè)陰極單元17，S卩，兩個(gè)陰極單元17a和兩個(gè) 陰極單元17b。從MFC的下游側(cè)的分支位置(位置P2)到相應(yīng)的氣體連通路徑21形成氣體 流動(dòng)路徑的管道被調(diào)節(jié)到具有相同的長度。通過將氣體流動(dòng)路徑設(shè)定成具有相同的長度， 可以消去在氣體流動(dòng)路徑之間的氣體響應(yīng)和氣體供給時(shí)間中的差異。當(dāng)然，從相應(yīng)的氣體 連通路徑21到陰極單元17a和17b的氣體入口 19a和19b的氣體流動(dòng)路徑具有相同的長 度。應(yīng)當(dāng)注意到，MFC是已知的裝置，其將從諸如氬氣氣瓶的氬供給源供給的氬氣的流 量調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)值并且繼而將氬氣供給到陰極。在MFC前后附裝有閥。如圖5中所示，氣體連通路徑21是延伸通過沉積室Sl的室壁的氣體流動(dòng)路徑。氣 體連通路徑21形成為延伸通過沉積室Sl的上壁23。從MFC側(cè)供給的氬氣通過氣體連通路 徑21并且被導(dǎo)引到沉積室Sl中。應(yīng)當(dāng)注意到，本實(shí)施例中的氣體連通路徑21形成為在上壁23中彎曲的通路，但是 可以是直通路。經(jīng)由門15側(cè)的氣體連通路徑21導(dǎo)引到沉積室Sl中的氬氣被導(dǎo)引到連接塊30。連接塊30由一對(duì)室側(cè)引入塊31和門側(cè)引入塊41形成。當(dāng)門15關(guān)閉時(shí)，室側(cè)引入塊31和 門側(cè)引入塊41的氣體流動(dòng)路徑連接以將氬氣供給到陰極。后面將說明連接塊30的細(xì)節(jié)。通過了連接塊30的氬氣被導(dǎo)引到氣體管道18，并且繼而經(jīng)由形成在陰極單元17a 的側(cè)壁中的氣體入口 19a而引入到陰極單元17。引入到陰極單元17a中的氬氣從氣體噴射 端口(未示出)朝向附裝到陰極單元17的靶TG的前表面噴濺，所述氣體噴射端口形成在 靶TG的邊緣附近。將參照?qǐng)D6和7解釋連接塊30。圖6是室側(cè)引入塊31和門側(cè)引入塊41的透視圖。室側(cè)引入塊31包括室固定部 分33，其固定到沉積室Sl的頂面；室側(cè)密封面35，其抵靠門側(cè)引入塊41 ；和氣體流動(dòng)路徑 37，其形成為使氣體能夠在室固定部分33和室側(cè)密封面35之間流通。室固定部分33的氣 體流動(dòng)路徑37連接到氣體連通路徑21。室側(cè)密封面35附裝有0型環(huán)36，從而保持室側(cè)引 入塊31和門側(cè)引入塊41之間的密封。如圖7中所示，門側(cè)引入塊41包括門固定部分43，其固定到門15的內(nèi)表面；可 擴(kuò)展部分44，其聯(lián)接到門固定部分43 ；門側(cè)密封面45，其形成在可擴(kuò)展部分44的端部處并 且抵靠室側(cè)引入塊31的室側(cè)密封面35 ；和氣體流動(dòng)路徑47，其形成為使氣體能夠在門固定 部分43和門側(cè)密封面45之間流通。置于門固定部分43與門側(cè)密封面45之間的可擴(kuò)展部 分44通過柔性管48而聯(lián)接到門固定部分43和門側(cè)密封面45。螺旋彈簧49繞柔性管48 卷繞。圖7示出螺旋彈簧49的一部分的剖視圖。在柔性管48插入由螺旋彈簧49所形成的空間中時(shí)，螺旋彈簧49布置成其上支承 表面和下支承表面接觸門固定部分43和門側(cè)密封面45的背面。S卩，門固定部分43和門側(cè) 密封面45的背面總是通過螺旋彈簧49沿著其擴(kuò)展的方向偏壓。將解釋室側(cè)引入塊31和門側(cè)引入塊41隨著門15的打開/關(guān)閉而進(jìn)行的操作。當(dāng) 門15打開時(shí)，門側(cè)引入塊41的門側(cè)密封面45與室側(cè)引入塊31的室側(cè)密封面35間隔開。 如果氬氣在該狀態(tài)中供給，則氬氣從室側(cè)密封面35的氣體流動(dòng)路徑37釋放到空氣中。當(dāng)門15關(guān)閉時(shí)，門側(cè)引入塊41的門側(cè)密封面45抵靠室側(cè)引入塊31的室側(cè)密封 面35。門側(cè)密封面45通過柔性管48和螺旋彈簧49的彈性力朝向室側(cè)密封面35偏壓。結(jié) 果，室側(cè)密封面35總是受到來自門側(cè)密封面45的加壓力。此時(shí)，室側(cè)引入塊31的氣體流動(dòng)路徑37和門側(cè)引入塊41的氣體流動(dòng)路徑47彼 此連通。門側(cè)密封面45和室側(cè)密封面35經(jīng)由0型環(huán)36彼此壓靠，密封氣體流動(dòng)路徑37 和47。門15經(jīng)由鉸鏈13打開和關(guān)閉。當(dāng)關(guān)閉門15時(shí)，門側(cè)密封面45成一角度接近室 側(cè)密封面35。沿著加壓力方向的角度改變，直到門在門側(cè)密封面45和室側(cè)密封面35彼此 接觸之后關(guān)閉為止。如上所述，在門側(cè)引入塊41中，門固定部分43和門側(cè)密封面45通過 柔性管48聯(lián)接，并且螺旋彈簧49布置成圍繞柔性管48的外表面。借助該結(jié)構(gòu)，門側(cè)密封面45在沿著擴(kuò)展方向偏壓的同時(shí)甚至可以對(duì)角地柔性彎 曲。即使門側(cè)密封面45和室側(cè)密封面35彼此成一角度接觸，門側(cè)密封面45也可以緊密地 接觸室側(cè)密封面35，維持密封面35和45之間的密封。本實(shí)施例采用由不銹鋼制成的柔性管48，但是可以使用由樹脂或者類似物制成的 其它管。當(dāng)使用高彈性的柔性管時(shí)，可以省略螺旋彈簧49?？蓴U(kuò)展部分44可以布置在室側(cè)引入塊31中。螺旋彈簧49是具有直線形狀的壓縮螺旋彈簧，但是可以是直徑從門側(cè)密封面45 側(cè)逐漸增大的圓錐形的螺旋彈簧(錐形彈簧)。錐形彈簧使得彈簧難以彎折。當(dāng)采用其中 可擴(kuò)展部分44顯著地彎曲的門打開/關(guān)閉機(jī)構(gòu)時(shí)或者當(dāng)柔性管需要形成得較長時(shí)這是有 效的。壓力計(jì)(未示出)在MFC的陰極側(cè)上附裝到氣體流動(dòng)路徑，作為用于確定可靠地 實(shí)現(xiàn)門側(cè)密封面45與室側(cè)密封面35之間的密封的裝置。該布置可以檢測(cè)到夾在密封面45 和35之間的異物，或者可以檢測(cè)到由于0型環(huán)36等的劣化所導(dǎo)致的異常密封。如果密封 是不完全的，則可以通過讀取氣體供給中的壓力計(jì)值而發(fā)現(xiàn)異常密封。在本實(shí)施例中，壓力計(jì)(未示出)在通過MFC調(diào)節(jié)之后氣體流動(dòng)路徑合并的位置 (圖4中的位置Pl)與氣體流動(dòng)路徑再次分支的位置(圖4中的位置P2)之間附裝到氣體 管道。因此，一個(gè)壓力計(jì)可以檢測(cè)到甚至四個(gè)陰極之一的密封是不完全的情況。而且，可以 在緊鄰氣體流動(dòng)路徑連接到每個(gè)陰極單元17的位置之前附裝另一個(gè)壓力計(jì)。雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例說明本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不受所公開的示例性 實(shí)施例限制。以下權(quán)利要求的范圍將與最廣泛的解釋一致，從而包含所有這些修改和等同 結(jié)構(gòu)以及功能。
權(quán)利要求
1.一種氣體供給裝置，包括 室框架；門，所述門附裝到所述室框架以便使所述門能夠打開和關(guān)閉，并且具有陰極； 門側(cè)引入塊，其附裝到所述門，并且具有用于供給放電氣體到所述陰極的氣體流動(dòng)路 徑；和室側(cè)引入塊，其附裝到所述室框架，并且具有用于將從所述室框架外部引入的放電氣 體供給到所述門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑，其中，當(dāng)所述門關(guān)閉時(shí)，所述門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑和所述室側(cè)引入塊的氣體流 動(dòng)路徑彼此連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體供給裝置，其中， 所述門側(cè)引入塊包括固定到所述門的門固定部分； 抵靠所述室側(cè)引入塊的門側(cè)密封部分；和 可擴(kuò)展部分，其聯(lián)接所述門固定部分和所述門側(cè)密封部分，并且 所述可擴(kuò)展部分具有柔性管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體供給裝置，其中， 所述可擴(kuò)展部分具有所述柔性管和螺旋彈簧，并且 所述柔性管插入由所述螺旋彈簧形成的空間中。
4.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體供給裝置的真空處理設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體供給裝置，其包括室框架；門，其附裝到室框架以便使門能夠打開和關(guān)閉，并具有陰極；門側(cè)引入塊，其附裝到門，并且具有用于供給放電氣體到陰極的氣體流動(dòng)路徑；和室側(cè)引入塊，其附裝到室框架，并具有用于將從室框架外部引入的放電氣體供給到門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑。當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，門側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑和室側(cè)引入塊的氣體流動(dòng)路徑彼此連通。
文檔編號(hào)C23C14/56GK101994091SQ201010257198
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
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