特許 5917750 ロードロック装置および真空処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5917750

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】ロードロック装置および真空処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20160428BHJP

   C23C 14/56 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   C23C14/56 G

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-97166(P2015-97166)

(22)【出願日】2015年5月12日

(62)【分割の表示】特願2010-291683(P2010-291683)の分割

【原出願日】2010年12月28日

(65)【公開番号】特開2015-173282(P2015-173282A)

(43)【公開日】2015年10月1日

【審査請求日】2015年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉村 浩司

【審査官】 今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０５４０６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００２７５４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第００／７２３７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１９４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９９１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０８４４２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１１３４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００５１３１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８７

Ｃ２３Ｃ １４／５６

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空槽の内外に前記真空槽内の減圧状態を維持したまま基板を搬入出可能なロードロック装置であって、
前記基板を載置する、壁部に取り囲まれた凹部を有するトレイと、
このトレイを支持することが可能な支持台と、
蓋部と、
を備え、
前記真空槽には、前記基板を搬入出する開口が設けられ、
前記真空槽の前記開口において、前記真空槽外部から前記蓋部によって閉塞され、前記真空槽内部より前記支持台によって閉塞させることで、前記真空槽の壁、前記蓋部、および前記支持台によって前記真空槽の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成され、
前記閉塞空間を大気圧とする通気手段と、
前記閉塞空間を減圧する排気手段と、
を、さらに備え、
前記トレイにおける前記凹部は、前記基板が載置される底面と、前記基板が載置される底面よりも深い底面とを有し、
前記蓋部または前記トレイの少なくとも一方には、前記閉塞空間が形成されているときに、前記トレイの前記凹部に載置された基板の外縁より外側に位置し、前記蓋部の底面から前記トレイの前記凹部における前記深い底面にかけて側面を形成する、前記基板の外縁が前記トレイの前記凹部から外れないように保護する保護部材を設けていることを特徴とするロードロック装置。

【請求項2】

真空槽の内外に前記真空槽内の減圧状態を維持したまま基板を搬入出可能なロードロック装置であって、
前記基板を載置する、壁部に取り囲まれた凹部を有するトレイと、
このトレイを支持することが可能な支持台と、
蓋部と、
を備え、
前記真空槽には、前記基板を搬入出する開口が設けられ、
前記真空槽の前記開口において、前記真空槽外部から前記蓋部によって閉塞され、前記真空槽内部より前記支持台によって閉塞させることで、前記真空槽の壁、前記蓋部、および前記支持台によって前記真空槽の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成され、
前記閉塞空間を大気圧とする通気手段と、
前記閉塞空間を減圧する排気手段と、
を、さらに備え、
前記トレイにおける前記凹部は、前記基板が載置される底面と、前記基板が載置される底面よりも深い底面とを有し、
前記蓋部には、前記閉塞空間が形成されているときに、前記トレイの前記凹部に載置された基板の外縁より外側に位置し、前記蓋部の底面から前記トレイの前記凹部における前記深い底面に向け、前記基板が載置される底面よりも深い位置にまで挿入するように側面を形成する、前記基板の外縁が前記トレイの前記凹部から外れないように保護する保護部材を設けていることを特徴とするロードロック装置。

【請求項3】

真空槽の内外に前記真空槽内の減圧状態を維持したまま基板を搬入出可能なロードロック装置であって、
前記基板を載置する、壁部に取り囲まれた凹部を有するトレイと、
このトレイを支持することが可能な支持台と、
蓋部と、
を備え、
前記真空槽には、前記基板を搬入出する開口が設けられ、
前記真空槽の前記開口において、前記真空槽外部から前記蓋部によって閉塞され、前記真空槽内部より前記支持台によって閉塞させることで、前記真空槽の壁、前記蓋部、および前記支持台によって前記真空槽の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成され、
前記閉塞空間を大気圧とする通気手段と、
前記閉塞空間を減圧する排気手段と、
を、さらに備え、
前記蓋部または前記トレイの少なくとも一方には、前記閉塞空間が形成されているときに、前記蓋部の底面から前記トレイの前記壁部の上面にかけて側面を形成する、前記基板の外縁が前記トレイの前記凹部から外れないように保護する保護部材を設けていることを特徴とするロードロック装置。

【請求項4】

真空槽の内外に前記真空槽内の減圧状態を維持したまま基板を搬入出可能なロードロック装置であって、
前記基板を載置する、壁部に取り囲まれた凹部を有するトレイと、
このトレイを支持することが可能な支持台と、
蓋部と、
を備え、
前記真空槽には、前記基板を搬入出する開口が設けられ、
前記真空槽の前記開口において、前記真空槽外部から前記蓋部によって閉塞され、前記真空槽内部より前記支持台によって閉塞させることで、前記真空槽の壁、前記蓋部、および前記支持台によって前記真空槽の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成され、
前記閉塞空間を大気圧とする通気手段と、
前記閉塞空間を減圧する排気手段と、
を、さらに備え、
前記トレイにおける前記壁部は、その上面に凹部が設けられており、
前記蓋部には、前記閉塞空間が形成されているときに、前記蓋部の底面から前記壁部の前記凹部に向け、前記壁部の上面よりも深い位置まで挿入するように側面を形成する、前記基板の外縁が前記トレイの前記凹部から外れないように保護する保護部材を設けていることを特徴とするロードロック装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つのロードロック装置と、
前記真空槽にさらに内包され、前記ロードロック装置から搬送された前記基板に真空処理をすることが可能な成膜装置と、
を備えたことを特徴とする真空処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロードロック装置および真空処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

大型のバッチ式装置と比較して、省スペース、高い均一性、高速処理を可能にする枚葉式装置がある。枚葉式装置は、一般的に被処理体である基板を出し入れするロードロック装置と、基板に真空処理を施す真空処理装置（例えば、成膜装置）と、を備える（例えば、特許文献１、２参照）。枚葉式装置においては、基板ごとに出し入れが行われるので、ロードロック空間での排気および通気時間を短くすることが生産性を上げるために重要である。基板については、表面への汚染防止や処理面積を稼ぐため、治具等が表面に触れない状態とすることが望ましい。また、微細化のため、基板の厚さが薄くなっている。このような薄い基板の場合、トレイに基板を載せて搬送するのが一般的である。

【0003】

しかし、基板を係止する機構をもたないトレイに基板を載せただけの状態で、枚葉式装置のタクトタイムを速くするため、ロードロック装置の排気時間および通気（ベント）時間をなるべく短くなるように、急激に排気したり、通気したりすると、通排気による風力（気流）により基板がトレイからずれたり、あるいは、割れ、欠けが生じたりするという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−０１３２２３号公報

【特許文献2】特開２００２−１９４５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、被処理体を安定して保持することが可能なロードロック装置と、このロードロック装置が付設された真空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】

【0006】

本発明の一態様によれば、真空槽の内外に前記真空槽内の減圧状態を維持したまま基板を搬入出可能なロードロック装置であって、前記基板を載置する、壁部に取り囲まれた凹部を有するトレイと、このトレイを支持することが可能な支持台と、蓋部と、を備え、前記真空槽には、前記基板を搬入出する開口が設けられ、前記真空槽の前記開口において、前記真空槽外部から前記蓋部によって閉塞され、前記真空槽内部より前記支持台によって閉塞させることで、前記真空槽の壁、前記蓋部、および前記支持台によって前記真空槽の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成され、前記閉塞空間を大気圧とする通気手段と、前記閉塞空間を減圧する排気手段と、を、さらに備え、前記トレイにおける前記凹部は、前記基板が載置される底面と、前記基板が載置される底面よりも深い底面とを有し、前記蓋部または前記トレイの少なくとも一方には、前記閉塞空間が形成されているときに、前記トレイの前記凹部に載置された基板の外縁より外側に位置し、前記蓋部の底面から前記トレイの前記凹部における前記深い底面にかけて側面を形成する、前記基板の外縁が前記トレイの前記凹部から外れないように保護する保護部材を設けていることを特徴とするロードロック装置が提供される。

【0007】

本発明の一態様によれば、上述したロードロック装置と、前記真空槽にさらに内包され、の中でプラズマを生成し前記ロードロック装置から搬送された前記基板に真空処理をすることが可能なスパッタリング成膜装置と、を備えたことを特徴とする真空処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、被処理体を安定して保持することが可能なロードロック装置およびこのロードロック装置が付設された真空処理装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るロードロック装置の要部図であり、（ａ）は、ロードロック装置の全体概要を表す要部断面模式図、（ｂ）は、（ａ）の部分Ａの拡大図である。

【図2】ロードロック空間を大気開放後、蓋部を開けた状態のロードロック装置の要部断面模式図である。

【図3】真空処理装置の要部斜視図である。

【図4】真空処置装置の要部断面模式図である。

【図5】第１具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の変形例である。

【図6】第２具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【図7】第３具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【図8】第４具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部断面模式図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【図9】参考例に係るロードロック装置の要部図であり、（ａ）は、ロードロック装置の全体概要を表す要部断面模式図、（ｂ）は、（ａ）の部分Ａの拡大図である。

【図10】第２実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。

【図11】第３実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。

【図12】第４実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図であり、（ａ）は、基板を載置したトレイおよび保護部材の要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’位置における蓋部、保護部材、およびトレイの要部断面模式図である。

【図13】第５実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。本実施の形態において同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については、適宜その説明を省略する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るロードロック装置の要部図であり、（ａ）は、ロードロック装置の全体概要を表す要部断面模式図、（ｂ）は、（ａ）の部分Ａの拡大図である。
図１（ａ）に示すロードロック装置１は、真空槽２１の内外に真空槽２１内の減圧状態を維持したまま基板１０を搬入出可能なロードロック装置である。ロードロック装置１は、大気圧下の外部から減圧下の真空槽２１の内部へ、真空槽２１内の減圧状態を維持したまま、被処理体である基板１０の搬入出を可能にする。ロードロック装置１は、大気開放が可能であるとともに、真空ポンプおよび真空ライン等の排気機構を備え、大気圧よりも減圧した雰囲気を維持可能にする。

【0012】

ロードロック装置１は、後述する真空処理装置９０の真空槽２１に内包されている。真空槽２１には、ロードロック装置１のほか、基板１０に対して例えばスパッタリング等の真空処理を施す成膜装置８０も内包されている。成膜装置８０を含めた真空処理装置９０の構成については、後述する。

【0013】

ロードロック装置１は、支持台２０と、蓋部２２と、を備える。支持台２０と、蓋部２２とは、対向している。

【0014】

支持台２０は、基板１０を載置したトレイ１１を支持することができる。トレイ１１は、基板１０を載置する凹部１１ｈを有する。支持台２０は、その下に設置されたプッシャー７０によって、上下に昇降される。

【0015】

トレイ１１の凹部１１ｈは、壁部１１ｗによって取り囲まれている。正常状態では、基板１０は、トレイ１１の凹部１１ｈ内に載置されている。すなわち、基板１０がトレイ１１の凹部１１ｈ内に載置されている状態は、トレイ１１に対する基板１０の「位置ずれ」が生じていない状態である。また、本実施形態では、この「位置ずれ」状態を単に「外れる」と称する場合もある。

【0016】

支持台２０と、真空槽２１の上壁部２１ｕと、蓋部２２と、によりロードロック空間２６が形成される。ロードロック空間２６内に、基板１０およびトレイ１１が収納される。ロードロック空間２６は、大気圧および大気圧よりも減圧した雰囲気を形成する。すなわち、真空槽２１の壁の一部、蓋部２２、および支持台２０が協働して、真空槽２１内の空間から遮断された状態で大気開放および減圧した雰囲気が維持可能である。

【0017】

支持台２０と、真空槽２１の上壁部２１ｕと、蓋部２２と、のそれぞれのあいだには、弾性体で構成されたシール部材２５が設けられている。シール部材２５は、例えば、樹脂製のＯ−リングである。基板１０は、例えば、ガラス基板、石英基板、半導体ウェーハ等である。基板１０の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以下である。

【0018】

蓋部２２には、複数のチャック部２２ｃが設けられている。チャック部２２ｃは、爪型チャックであり、基板１０が載置されたトレイ１１の底面を保持したり、この保持を解除したりする。支持台２０には、チャック部２２ｃを収容する凹部２０ｒが設けられている。ロードロック空間２６が減圧状態では、チャック部２２ｃによるトレイ１１の保持は、解除されている。トレイ１１を保持する手段は、チャック部２２ｃに限らず、例えば、バキューム式の吸着機構でもよい。

【0019】

さらに、蓋部２２は、基板１０を保持することができる。蓋部２２には、トレイ１１に対する基板１０の位置ずれを抑制する複数の保護部材３０が設けられている。複数の保護部材３０のそれぞれは、トレイ１１に接触可能である。保護部材３０のそれぞれは、基板１０の表面（被処理面）には触れず、基板１０の端に接触可能である。保護部材３０は、例えば、金属製である。

【0020】

保護部材３０の構造について、図１（ｂ）を参照しながら説明する。
保護部材３０は、支柱部３１と、支柱部３１によって軸支された円状の筒部３２と、を有する。支柱部３１は、蓋部２２に設けられた凹部２２ｒの底面２２ｂに固定されている。

【0021】

筒部３２は、支柱部３１の長手方向にスライド可能である。例えば、図中の矢印で示すごとく、筒部３２は、基板１０の主面に対し略垂直な方向に移動可能である。

【0022】

支持台２０と、真空槽２１と、蓋部２２と、を嵌合させた後、ロードロック空間２６を大気圧状態から減圧状態にすると、シール部材２５が弾性変形して、蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まる。筒部３２の可動距離は、この縮まる距離以上に設定されている。ロードロック空間２６が大気圧状態においては、筒部３２はトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触している。ロードロック空間２６が減圧状態になると、大気圧状態に比べ蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まるものの、筒部３２が上記縮んだ分だけ上方にスライドして、同じく筒部３２はトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触する。

【0023】

すなわち、ロードロック空間２６が形成されているときに、ロードロック空間２６が大気圧状態または減圧状態にかかわらず、筒部３２は、基板１０の外縁の外側においてトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触している。このように、複数の保護部材３０のそれぞれは、トレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂにおいて、トレイ１１に接触可能である。

【0024】

ロードロック空間２６を大気圧状態から減圧状態にするには、排気口（排気手段）２１Ｖを通じて排気がなされる。ロードロック空間２６を減圧状態から大気開放するには、通気口（通気手段）２１Ｌを通じて通気がなされる。通気口２１Ｌおよび排気口２１Ｖは、基板１０の主面に対し、略平行に設けられている。このため、ロードロック空間２６の通排気において、ロードロック空間２６内の風力は、主に基板１０に対し略平行な方向に働く。

【0025】

図２は、ロードロック空間を大気開放後、蓋部を開けた状態のロードロック装置の要部断面模式図である。
ロードロック空間２６が大気開放された後、蓋部２２は、蓋部２２に設けられたチャック部２２ｃがトレイ１１の底面を保持し、基板１０およびトレイ１１ごと外部搬送手段によって持ち上げられる。この後、基板１０およびトレイ１１は、ロードロック装置１とは別の場所に搬送される。蓋部２２を搬送する外部搬送手段については後述する。

【0026】

次に、ロードロック装置１を内包する真空処理装置９０について説明する。
図３は、真空処理装置の要部斜視図である。
図４は、真空処置装置の要部断面模式図である。
図４には、図３のＸ−Ｘ’線に沿った位置での断面が示されている。

【0027】

真空処理装置９０は、真空槽２１と、ロードロック装置１と、成膜装置８０と、を備える。
真空槽２１は、減圧チャンバであり、真空処理装置９０の主容器である。真空槽２１の内部は、搬送空間２１ｓになっている。搬送空間２１ｓは、排気機構によって減圧された雰囲気を維持している。搬送空間２１ｓには、搬送アーム７５が設置されている。搬送アーム７５は、駆動機構７６によって回転することができる。

【0028】

真空槽２１の上壁部２１ｕには、孔部（開口部）２１ａが設けている。孔部２１ａを介して、真空槽２１に基板１０を搬入出することができる。孔部２１ａは、蓋部２２と、支持台２０と、により閉塞される。すなわち、真空槽２１は、真空槽２１の孔部２１ａにおいて、真空槽２１の外部から蓋部２２によって閉塞される。さらに、真空槽２１は、真空槽２１の内部より支持台２０によって閉塞される。真空槽２１においては、真空槽２１の壁、蓋部２２、および支持台２０によって真空槽２１の外部および内部から遮蔽された閉塞空間が形成される。この閉塞空間をロードロック空間２６とする。ロードロック空間２６が形成されているとき、蓋部２２は、基板１０を載置するトレイ１１の凹部１１ｈより外側に位置する複数の保護部材３０を有している。

【0029】

また、上壁部２１ｕには、孔部２１ａのほか、孔部２１ｂが設けられている。孔部２１ｂの上方には、ターゲット材であるスパッタ源８１が配置されている。

【0030】

ロードロック空間２６が大気開放されているときは、孔部２１ａは、下側から支持台２０によって塞がれている。これにより、搬送空間２１ｓの減圧状態が維持される。また、図２で例示したように、トレイ１１を保持した蓋部２２を孔部２１ａの上方に外すことができる。

【0031】

基板１０が載置されたトレイ１１を外部からロードロック装置１内に搬入する作用を説明する。
先ず、基板１０が載置されたトレイ１１を保持した蓋部２２が外部搬送手段７１によって孔部２１ａに嵌合される。嵌合後においては、支持台２０と、上壁部２１ｕと、蓋部２２と、によって取り囲まれたロードロック空間２６が形成される。ロードロック空間２６は、真空処理装置９０の外部とも、真空槽２１の搬送空間２１ｓとも遮断されている。この際、チャック部２２ｃに保持されていたトレイ１１が支持台２０に受け渡される。

【0032】

続いて、ロードロック空間２６は、排気されて、搬送空間２１ｓのように減圧状態になる。そして、プッシャー７０の降下により、支持台２０が下降し、基板１０が載置されたトレイ１１が搬送空間２１ｓに搬入される。

【0033】

基板１０が載置されたトレイ１１をロードロック装置１から搬出する作用を説明する。 孔部２１ａは、予め蓋部２２によって上側から塞がれている。これにより、真空槽２１の搬送空間２１ｓは、減圧状態を維持している。つまり、孔部２１ａの底がない状態で搬送空間２１ｓは、減圧状態を維持している。この際、支持台２０は、基板１０が載置されたトレイ１１を支持している。

【0034】

続いて、支持台２０の上昇によってトレイ１１が孔部２１ａに嵌合する。嵌合後においては、支持台２０と、上壁部２１ｕと、蓋部２２と、によって取り囲まれたロードロック空間２６が再び形成される。ロードロック空間２６は、真空処理装置９０の外部とも、真空槽２１の搬送空間２１ｓとも遮断されている。そして、ロードロック空間２６が大気状態にされる。

【0035】

続いて、トレイ１１の底面が蓋部２２のチャック部２２ｃによって保持される。さらに、外部搬送手段７１によって蓋部２２がロードロック空間２６から持ち上げられる。そして、外部搬送手段７１の回転によって、基板１０が載置されたトレイ１１がロードロック装置１とは別の場所に搬出される。外部搬送手段７１の回転、昇降は、駆動機構７２によって制御されている。

【0036】

外部搬送手段７１によって、蓋部２２が孔部２１ａから持ち上げられたり、孔部２１ａに置かれることから、蓋部２２は、いわゆるピック・アンド・プレイス型の蓋と称されている。

【0037】

基板１０が載置されたトレイ１１を搬送空間２１ｓで搬送する作用について説明する。搬送アーム７５は、その回転動作によって、ロードロック装置１から成膜装置８０へ、あるいは、成膜装置８０からロードロック装置１へ基板１０が載置されたトレイ１１を搬送することができる。

【0038】

搬送アーム７５の両側には、支持台２０を勘合し、支持台２０を載置可能にする孔部７５ｈが設けられている。プッシャー７０と、成膜装置８０の下方に設けられたプッシャー７７は、それぞれ孔部７５ｈを通過することができる。

【0039】

ロードロック装置１から搬送された基板１０に真空処理を施す成膜装置８０の作用について説明する。成膜装置８０は、スパッタ源８１と、蓋部８２と、壁部材８３と、防着板８４と、排気機構８５と、を備える。

【0040】

まず、ロードロック空間２６を形成している支持台２０は、プッシャー７０の降下によって、搬送アーム７５の孔部７５ｈに勘合する。この際、支持台２０は、基板１０が載置されたトレイ１１を支持している。トレイ１１を搬送アーム７５に受け渡した後、搬送アーム７５の回転に支障のない位置にまでプッシャー７０が降下する。続いて、搬送アーム７５の回転によって、スパッタ源８１の下方に、基板１０、トレイ１１、および支持台２０が搬送される。

【0041】

次に、プッシャー７７が上昇し、基板１０、トレイ１１、および支持台２０が持ち上げられて、トレイ１１の上面が防着板８４の下面に接近する。これにより、スパッタ源８１、トレイ１１、壁部材８３、および防着板８４によって取り囲まれた成膜空間８６が形成される。

【0042】

成膜空間８６は、排気機構８５によって減圧された雰囲気を維持することができる。成膜空間８６は、閉塞空間ではなく、スパッタ用ガスが排気機構８５によって排気される孔が別途設けられている。そして、スパッタ源８１を稼働させて、トレイ１１上の基板１０にスパッタリング処理を施す。

【0043】

スパッタリング処理が施されると、プッシャー７７が降下し、基板１０、トレイ１１、および支持台２０は、再び、搬送アーム７５の孔部７５ｈに嵌合される。そして、プッシャー７７が搬送アーム７５の下側に下がった後、搬送アーム７５が回転して、基板１０、トレイ１１、および支持台２０を蓋部２２の下方にまで搬送する。

【0044】

次に、蓋部２２に設けられた保護部材３０と、基板１０およびトレイ１１との位置関係について説明する。基板１０およびトレイ１１には、いくつかの具体例がある。以下にそれらを例示する。

【0045】

図５は、第１具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の変形例である。

【0046】

トレイ１１には、凹部１１ｈが設けられている。凹部１１ｈは、四角状の基板１０Ａを収容する領域１１αと、保護部材３０が接触可能な領域１１βと、を有する。領域１１αの底面と、領域１１βの底面と、は面一であり、ともに同じ底面１１ｂである。

【0047】

トレイ１１の厚みは、例えば、５．０ｍｍである。凹部１１ｈの深さは、例えば、２．０ｍｍである。領域１１αにおいて、凹部１１ｈの内壁と、基板１０Ａの端とのクリアランスは、例えば、１．２ｍｍである。保護部材３０の筒部３２の側面は、トレイ１１の壁部１１ｗの内壁から、例えば、０．３ｍｍ外側に位置している。換言すれば、領域１１αと、領域１１βと、の境界線を図５（ａ）で示すＰ−Ｑ線とした場合、保護部材３０の筒部３２の側面は、Ｐ−Ｑ線から、例えば、０．３ｍｍ外側に位置している。これにより、保護部材３０によって、基板１０Ａの表面が踏み付けられることはない。壁部１１ｗの角は、Ｒ０．５ｍｍのＲ加工が施されている。このＲ加工が施されていることにより、基板１０Ａの外縁が角に乗り上げた程度では、基板１０Ａの外縁は角から滑り落ち、基板１０Ａは、もとの凹部１１ｈに収容される。

【0048】

このように、基板１０Ａの主面に対して垂直な方向からみて、基板１０Ａの外縁より外側に、それぞれの筒部３２の側面が位置している。

【0049】

保護部材３０および領域１１βの数は、図５に例示する数に限らない。５つ以上の保護部材３０および領域１１βを設けてもよい。複数の保護部材３０および領域１１βは、基板１０の外縁より外側において周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。

【0050】

なお、領域１１αと、領域１１βと、は繋げて１つの凹部１１ｈとする必要はない。図５（ｄ）に示すように、領域１１αと、領域１１βと、を壁によって分割してもよい。

【0051】

図６は、第２具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【0052】

トレイ１２には、凹部１２ｈが設けられている。凹部１２ｈは、円形状の基板１０Ｂを収容する領域１２αと、保護部材３０が接触可能な領域１２βと、を有する。領域１２αの底面と、領域１２βの底面と、はともに同じ底面１２ｂである。

【0053】

トレイ１２の厚みは、例えば、５．０ｍｍである。凹部１２ｈの深さは、例えば、２．０ｍｍである。領域１２αにおいて、凹部１２ｈの内壁と、基板１０Ｂの端とのクリアランスは、例えば、１．２ｍｍである。保護部材３０の筒部３２の側面は、トレイ１２の壁部１２ｗの内壁から、例えば、０．３ｍｍ外側に位置している。換言すれば、領域１２αと、領域１２βと、の境界線を図６（ａ）で示すＰ−Ｑ線とした場合、保護部材３０の筒部３２の側面は、Ｐ−Ｑ線から、例えば、０．３ｍｍ外側に位置している。これにより、基板１０Ｂの表面が保護部材３０によって踏み付けられることはない。壁部１２ｗの角は、Ｒ０．５ｍｍのＲ加工が施されている。

【0054】

このように、基板１０Ｂの主面に対して垂直な方向からみて、基板１０Ｂの外縁より外側に、それぞれの筒部３２の側面が位置している。

【0055】

保護部材３０および領域１２βの数は、図６に例示する数に限らない。５つ以上の保護部材３０および領域１２βを設けてもよい。複数の保護部材３０および領域１２βは、基板１０Ｂの外縁より外側において周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。

【0056】

図７は、第３具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【0057】

トレイ１３には、凹部１３ｈが設けられている。凹部１３ｈは、８角形状の基板１０Ｃを収容する領域１３αと、保護部材３０が接触可能な領域１３βと、を有する。領域１３αの底面と、領域１３βの底面と、はともに同じ底面１３ｂである。

【0058】

トレイ１３の厚みは、例えば、５．０ｍｍである。凹部１３ｈの深さは、例えば、２．０ｍｍである。領域１３αにおいて、凹部１３ｈの内壁と、基板１０Ｃの端とのクリアランスは、例えば、１．２ｍｍである。領域１３αと、領域１３βと、の境界線を図７（ａ）で示すＰ−Ｑ線とした場合、保護部材３０の筒部３２の側面は、Ｐ−Ｑ線から、例えば、０．３ｍｍ外側に位置している。これにより、保護部材３０によって基板１０Ｃの表面が踏み付けられることはない。壁部１２ｗの角は、Ｒ０．５ｍｍのＲ加工が施されている。

【0059】

このように、基板１０Ｃの主面に対して垂直な方向からみて、基板１０Ｃの外縁より外側に、それぞれの筒部３２の側面が位置している。

【0060】

保護部材３０および領域１３βの数は、図７に例示する数に限らない。５つ以上の保護部材３０および領域１３βを設けてもよい。複数の保護部材３０および領域１３βは、基板１０Ｃの外縁より外側において周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。

【0061】

図８は、第４具体例に係る基板、トレイ、および保護部材の要部断面模式図であり、（ａ）は、要部平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【0062】

トレイ１４は、上述したトレイ１１の変形例である。
トレイ１４には、凹部１４ｈが設けられている。凹部１４ｈは、基板１０Ａを収容する領域１４αと、保護部材３０が接触可能な領域１４βと、を有する。領域１４αの底面１４αｂと、領域１４βの底面１４βｂと、には、段差が設けられている。底面１４βｂは、底面１４αｂよりも深い。これにより、保護部材３０の筒部３２は、底面１４αｂよりも深い位置にまで挿入することができる。すなわち、複数の保護部材３０のそれぞれは、トレイ１４の凹部１４ｈの底面１４αｂより深い位置において、トレイ１４に接触可能である。なお、このような基板を載置する領域１４αと、保護部材が接触可能な領域１４βとに段差を設ける構造は、トレイ１２、１３に転用してもよい。これにより、基板１０は、保護部材３０とトレイ１２、１３、１４との間により確実に挟まれ難くなる。

【0063】

次に、ロードロック装置１の作用効果について説明する。
ロードロック装置１の作用効果を説明する前に、参考例に係るロードロック装置１００の作用効果について説明する。

【0064】

図９は、参考例に係るロードロック装置の要部図であり、（ａ）は、ロードロック装置の全体概要を表す要部断面模式図、（ｂ）は、（ａ）の部分Ａの拡大図である。

【0065】

ロードロック装置１００においては、上述した保護部材３０が設けられていない。タクトタイムを短縮する都合上、ロードロック装置１００は、急激に排気したり、通気したりする。

【0066】

上述したように、ロードロック空間２６を通排気すると、ロードロック空間２６内の風力は、基板１０に対し略平行な方向に働く。ロードロック装置１００においては、保護部材３０が設けられていないため、急激な排気または通気により、基板１０がトレイ１１の凹部１１ｈから飛び出して、トレイ１１に対する基板１０の位置がずれたり、基板１０に割れ、欠けが生じたりする。例えば、図９（ｂ）には、基板１０がトレイ１１から外れ、壁部１１ｗ上に乗り上げた状態が例示されている。従って、ロードロック装置１００を用いると、製造歩留まりが低下する可能性がある。

【0067】

これに対し、ロードロック装置１においては、基板１０の外縁の外側に保護部材３０の筒部３２が設けられている。このため、ロードロック装置１を急激に排気したり、通気したりしても、基板１０の端が保護部材３０によってトレイ１１の凹部１１ｈから外れることなく保護される。

【0068】

例えば、ロードロック空間２６を急激に大気圧状態にしたり、減圧状態にしても、筒部３２は常時、トレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接しているか、あるいは、底面１１ｂよりも深く挿入されている。このため、基板１０の端は、筒部３２の側壁に接触可能である。従って、ロードロック空間２６を急激に大気圧状態にしたり、減圧状態にして、基板１０がトレイ１１から外れようとしても、基板１０の端が保護部材３０によって保護される、これにより、基板１０は、トレイ１１の凹部１１ｈから外れ難くなる。このように、ロードロック装置１は、基板１０を安定して保持することができる。

【0069】

このように、保護部材３０をトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触させるか、あるいは、凹部１１ｈの底面１１ｂよりも深く挿入する構成が望ましい。

【0070】

保護部材３０を凹部１１ｈの底面１１ｂよりも深く挿入する場合には、保護部材３０と、凹部１１ｈの底面１１ｂとの接触界面が基板１０の裏面側よりもさらに下側に位置する。これにより、基板１０は、保護部材３０とトレイ１１との間により確実に挟まれ難くなる。

【0071】

なお、このような保護部材３０については、トレイ１１側に取り付ける方策も考えられる。しかし、このような構造では、トレイ１１に載置された基板１０にスパッタリング等の真空処理と施すときに、トレイ１１に取り付けられた保護部材３０がマスクになって、被膜の膜厚が不均一になる可能性がある。従って、本実施形態のように、蓋部２２に保護部材３０を取り付ける構造が好ましい。
次に、保護部材の構造の変形例について説明する。

【0072】

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。図１０には、保護部材付近の拡大図が示されている。
図１０（ａ）に示すように、第２実施形態に係るロードロック装置２においては、保護部材４０のそれぞれは、蓋部２２に設けられた凹部２２ｒの底面２２ｂに固定された弾性体４１と、弾性体４１に直列状に接続されたピン部４２と、を有する。弾性体４１は、例えば、バネである。ピン部４２は、例えば、金属製である。ピン部４２は、弾性体４１の伸縮により、ピン部４２の長手方向に移動可能である。ピン部４２は、突起部４２ａと、突起部４２ａに接続された板部４２ｂと、を有する。板部４２ｂは、凹部２２ｒの入り口に設けられた掛止部２２ｓによって掛止される。

【0073】

また、トレイ１１の凹部１１ｈは、基板１０を収容する領域１１αと、保護部材４０が接触可能な領域１１βと、を有する。領域１１αの底面と、領域１１βの底面と、は、ともに底面１１ｂである。なお、複数の保護部材４０を、基板１０の外縁の外側に周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。

【0074】

ロードロック空間２６を大気圧状態から減圧状態にすると、シール部材２５が弾性変形して、蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まる。ピン部４２の可動距離は、この縮まる距離以上に設定されている。ロードロック空間２６が大気圧状態においては、ピン部４２はトレイ１１に接触している。ロードロック空間２６が減圧状態になると、大気圧状態に比べ蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まるものの、ピン部４２が上記縮んだ分だけ上方にスライドして、保護部材４０は、距離の変化を吸収できる。また、ロードロック空間２６が形成されているときに、ピン部４２は、基板１０の外縁の外側においてトレイ１１に接触可能である。すなわち、ピン部４２はトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触しつつ、確実にロードロック空間２６が密閉される。

【0075】

従って、ロードロック装置２においても、ロードロック装置１と同様に、基板１０を安定して保持することができる。なお、弾性体４１およびピン部４２を一体化し、保護部材４０全体をゴム、バネ等の弾性体で構成しても、同様の効果を得る。

【0076】

また、ピン部４２は、弾性体４１によってトレイ１１側に付勢されている。このため、ロードロック空間２６内を通排気しても、ピン部４２が風力により飛び跳ねることはない。その結果、基板１０がピン部４２と、トレイ１１との間に挟まれることはない。

【0077】

また、ピン部４２の突起部４２ａを凹部１１ｈの底面１１ｂよりさらに深く挿入させる構成も、本実施形態に含まれる。

【0078】

例えば、図１０（ｂ）に示すように、トレイ１１の凹部１１ｈは、基板１０を収容する領域１１αと、保護部材４０が接触可能な領域１１βと、を有する。領域１１αの底面１１αｂと、領域１１βの底面１１βｂと、には、段差が設けられている。底面１１βｂは、底面１１αｂよりも深い。これにより、保護部材４０の突起部４２ａは、底面１１αｂよりも深い位置にまで挿入する。保護部材４０を凹部１１ｈの底面１１αｂよりも深く挿入する場合には、保護部材４０と、凹部１１ｈの底面１１βｂとの接触界面が基板１０の裏面側よりもさらに下側に位置する。これにより、基板１０は、保護部材４０とトレイ１１との間により確実に挟まれ難くなる。

【0079】

（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。図１１には、保護部材付近の拡大図が示されている。
図１１（ａ）に示すように、第３実施形態に係るロードロック装置３においては、蓋部２２に保護部材５０が複数設けられている。保護部材５０は、棒材または板部材であり、例えば、金属製、弾性体である。保護部材５０が金属製の場合には、保護部材５０は、単独部材でもよく、蓋部２２の一部であってもよい。

【0080】

また、トレイ１１の凹部１１ｈは、基板１０を収容する領域１１αと、保護部材４０が接触可能な領域１１βと、を有する。領域１１αの底面と、領域１１βの底面と、は、ともに底面１１ｂである。なお、複数の保護部材５０を、基板１０の外縁の外側に周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。

【0081】

ロードロック空間２６を大気圧状態から減圧状態にすると、シール部材２５が弾性変形して、蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まる。保護部材５０がゴム等の弾性体材である場合において、ロードロック空間２６が大気圧状態のときは、保護部材５０はトレイ１１に接触している。ロードロック空間２６が減圧状態になると、大気圧状態に比べ蓋部２２と、基板１０との距離が若干縮まるものの、保護部材５０が弾性変形して、保護部材５０は、上記距離の変化を吸収できる。これにより、保護部材５０はトレイ１１の凹部１１ｈの底面１１ｂに接触しつつ、確実にロードロック空間２６が密閉される。

【0082】

また、保護部材５０を凹部１１ｈの底面１１ｂよりさらに深く挿入させる構成も、本実施形態に含まれる。この場合、複数の保護部材５０のそれぞれは、トレイ１１の凹部１１ｈの底面１１αｂより深く挿入可能であり、トレイ１１には接触しない。

【0083】

例えば、図１１（ｂ）に示すように、トレイ１１の凹部１１ｈは、基板１０を収容する領域１１αと、保護部材５０が挿入可能な領域１１βと、を有する。領域１１αの底面１１αｂと、領域１１βの底面１１βｂと、には、段差が設けられている。底面１１βｂは、底面１１αｂよりも深い。保護部材５０は、底面１１αｂよりも深い位置にまで挿入する。このような段差を設けることにより、上記距離の変化が吸収される。さらに保護部材５０を凹部１１ｈの底面１１αｂよりも深く挿入する場合には、保護部材５０の下端が基板１０の裏面側よりもさらに下側に位置する。これにより、基板１０は、保護部材５０とトレイ１１との間により確実に挟まれ難くなる。

【0084】

また、保護部材５０は、固定物であるため、ロードロック空間２６内を通排気しても、保護部材５０は不動である。その結果、保護部材５０は風力によって飛び跳ねることはなく、基板１０が保護部材と、トレイ１１との間に挟まれることはない。

【0085】

従って、ロードロック装置３においても、ロードロック装置１と同様に、基板１０を安定して保持することができる。

【0086】

（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図であり、（ａ）は、基板を載置したトレイおよび保護部材の要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’位置における蓋部、保護部材、およびトレイの要部断面模式図である。

【0087】

第４実施形態に係るロードロック装置４においては、蓋部２２に保護部材５０が複数設けられている。保護部材５０は、基板１０Ａの外縁の外側に周期的に設けてもよく、不等間隔で設けてもよい。保護部材５０は、上述した保護部材３０、４０に置き換えてもよい。

【0088】

トレイ１５の凹部１５ｈは、基板１０Ａを収容する領域１５αと、保護部材５０が挿入する領域１５βと、を有する。領域１５βは、保護部材５０に対応するように周期的もしくは不等間隔で設けられている。

【0089】

領域１５αの底面と、領域１５βの底面と、は、面一にしてもよく、段差を設けてもよい。領域１５αの底面と、領域１５βの底面とに段差を設けた場合は、上述したように、領域１５αの底面よりも深く保護部材５０を挿入させることができる。

【0090】

このように複数の保護部材５０を基板１０Ａの外縁の外側に周期的もしくは不等間隔で設けることにより、より安定して基板１０Ａの位置ずれを防止することができる。

【0091】

（第５実施形態）
図１３は、第５実施形態に係るロードロック装置の要部断面模式図である。
第５実施形態のロードロック装置では、図１３（ａ）に示すロードロック装置５ａのように、保護部材３０を、トレイ１１の壁部１１ｗの上面に接触させている。このような構成でも、ロードロック装置５ａを急激に排気したり、通気したりしても、基板１０の端が保護部材３０によってトレイ１１の凹部１１ｈから外れることなく保護される。

【0092】

また、図１３（ｂ）に示すロードロック装置５ｂのように、保護部材３０の筒部３２を、壁部１１ｗに設けられた凹部１１ｗｈに挿入してもよい。筒部３２と、トレイ１１とは、接触させてもよく、接触させなくてもよい。

【0093】

このような構造であれば、基板１０は、保護部材３０とトレイ１１との間により確実に挟まれ難くなる。また、保護部材３０の下端を基板１０の裏面側よりもさらに下側に挿入させる構造であってもよい。なお、図１３に示す保護部材３０に代えて、保護部材４０、５０を用いてもよい。

【0094】

以上説明したロードロック装置１〜５ａ、５ｂのいずれか１つは、真空処理装置９０に組み込まれる。

【0095】

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、保護部材３０、４０、５０を構成する各部材の材質は、金属でもよく、樹脂でもよく、セラミックでもよい。また、保護部材３０、４０、５０の材質はこれらの材料に限られるものではない。

【0096】

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0097】

１、２、３、４、５ａ、５ｂ、１００ ロードロック装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 基板
１１、１２、１３、１４、１５ トレイ
１１α、１１β、１２α、１２β、１３α、１３β、１４α、１４β、１５α、１５β 領域
１１αｂ、１１βｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４αｂ、１４βｂ、２２ｂ 底面
１１ｈ、１２ｈ、１３ｈ、１４ｈ、１５ｈ、２０ｒ、２２ｒ 凹部
１１ｗ、１２ｗ、１３ｗ、１４ｗ 壁部
２０ 支持台
２１ 真空槽
２１Ｌ 通気口
２１Ｖ 排気口
２１ａ、２１ｂ、７５ｈ 孔部
２１ｓ 搬送空間
２１ｕ 上壁部
２２ 蓋部
２２ｃ チャック部
２２ｓ 掛止部
２５ シール部材
２６ ロードロック空間
３０、４０、５０ 保護部材
３１ 支柱部
３２ 筒部
４１ 弾性体
４２ ピン部
４２ａ 突起部
４２ｂ 板部
７０、７７ プッシャー
７１ 外部搬送手段
７２、７６ 駆動機構
７５ 搬送アーム
８０ 成膜装置
８１ スパッタ源
８２ 蓋部
８３ 壁部材
８４ 防着板
８５ 排気機構
８６ 成膜空間
９０ 真空処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】