JP2017088935A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理対象物に付着した付着物を容易に除去することができる真空処理装置を提供することである。【解決手段】 実施の形態の真空処理装置１は、 真空処理スペース１２を有し、大気圧よりも減圧された雰囲気に減圧可能なメインチャンバ２と、前記メインチャンバ２に接続されたロードロックスペース１３と、成膜対象物７を前記メインチャンバ２と前記ロードロックスペース１３との間で搬送する回転テーブル５と、ロードロック室と真空容器の外部に配置された投入部４１との間で成膜対象物７を搬送する外部搬送機構３０を備え、成膜対象物７は、成膜対象物７を保持するホルダ８に保持された状態で、前記外部搬送機構３０によって搬送される真空処理装置１において、前記外部搬送機構３０は、搬送時に前記成膜対象物７にガスを吹きつけるガス吹き付け部３５を備えたことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明の実施の形態は真空処理装置に関する。

近年、眼鏡、レンズ、特定の波長の光を遮断するフィルター等に用いられる光学薄膜または自動車の部品、腕時計等に用いられる装飾膜を成膜する装置としてスパッタリング装置が用いられる。（例えば特許文献１参照。）
光学レンズや自動車部品等のように、成膜対象物が凹凸のある立体形状の場合、ホルダに成膜対象物を載置して搬送するのが一般的である。

ホルダは、例えば、底部を有した筒状の形状をしており、底の部分で成膜対象物を保持することができる。

スパッタリング装置では、成膜処理時に、上述のホルダにも成膜する膜が付着する。この付着した膜は、大気に暴露されると水分を吸着し、膜応力変化を起こす。

ところで、ホルダは、ある程度の期間、または、回数、繰り返して使用される。そのため、上述の膜応力を持つ膜の上に膜応力を持つ別の膜が積層されていく。この結果、ホルダに付着された膜は、積層されるに伴い膜応力が増加し、ついには、ホルダ内側面および底部から剥がれる。

このようなホルダから剥がれた膜（以後、「剥がれた膜」と呼ぶ。）が、搬送中に成膜対象物上に落下し付着する。または、ホルダの底部に落下した剥がれた膜が、搬送動作により発生した気流のために舞い上がり、成膜対象物上へと付着する。成膜対象物上へ付着した剥がれた膜は、付着物となる。付着物が、成膜対象物上に付着したまま成膜処理を行うと、歩留まりを低下させるという問題がある。

特開２００２−２５６４２８号公報

本発明が解決しようとする課題は、処理対象物に付着した付着物を容易に除去することができる真空処理装置を提供することである。

本発明に係る真空処理装置の実施の形態は、処理対象物に真空処理が行なわれる真空処理室を有し、大気圧よりも減圧された雰囲気に減圧可能な真空容器と、
前記真空容器に接続され、前記真空容器とは独立して減圧可能なロードロック室と、
前記処理対象物を前記真空処理室と前記ロードロック室との間で搬送する搬送機構と、
前記真空処理室に配置され、前記処理対象物に対して真空処理を施す真空処理源と、
前記ロードロック室と真空容器の外部に配置された投入部との間で前記処理対象物を搬送する外部搬送機構とを備え、
前記処理対象物は、前記処理対象物を保持する処理対象物保持部に保持された状態で、前記搬送機構および前記外部搬送機構によって搬送される真空処理装置において、
前記外部搬送機構は、搬送時に前記処理対象物にガスを吹きつけるガス吹き付け部を備えたことを特徴とする真空処理装置である。

本発明に係る真空処理装置の全体図である。 本発明に係る搬送装置の断面図である。 第１の実施の形態の真空蓋の拡大図であり、（ａ）は、真空蓋の正面図であり、（ｂ）は、Ｘ−Ｘ断面の断面図である。 第１の実施の形態における真空蓋に設けた放電電極を模式的に示した底面図である。 本発明に係る搬送装置の第２の実施の形態における真空蓋の正面図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る真空処理装置の第１の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本実施の形態において、真空処理装置は、具体的には、枚葉式マグネトロンスパッタリング装置である。

本実施の形態の真空処理装置１は、図１に示すように、真空容器としてのメインチャンバ２を有する。メインチャンバ２は、平面視で略円形であり、本体２ａと本体２ａの上に配置され、本体２ａを気密に閉塞する上壁部２ｂとで構成される。メインチャンバ２の内部空間Ｓは図示しない真空排気系により真空排気される。

そして、メインチャンバ２の内部空間Ｓの中央には、メインチャンバ２の底壁を貫通して垂直に延在する回転軸３が設けられる。この回転軸３の下端は、メインチャンバ２の下面に固定されたモータ（不図示）と連結され、回転軸３の上端は、平面視で円板状の回転テーブル５の中心と連結される。回転テーブル５には、複数の円形開口５ａが形成されている。この複数の円形開口５ａは、回転軸３を中心とした同一円周上に配置される。

回転テーブル５は、搬送機構として機能する。

本実施の形態では、円形開口５ａは、２つである。それぞれの円形開口５ａは、回転テーブル５の回転中心に対して点対称の位置に配置される。

回転テーブル５上における各円形開口５ａに対応する位置には、円形開口５ａよりも大きな直径の底部を有する円筒状のワークチャンバ６がそれぞれ支持される。ワークチャンバ６には、上部開口６ａと下部開口６ｂとがそれぞれ設けられている。ワークチャンバ６の内壁には、スパッタ粒子が付着するのを防ぐリフレクタ（不図示）が配置されている。

処理対象物としての成膜対象物７は、処理対象物保持部としてのホルダ８に載置された状態でメインチャンバ２の内部へ供給される。したがって、図１でワークチャンバ６に保持される成膜対象物７は、ホルダ８に載置された状態でワークチャンバ６に保持される。

ホルダ８は、図３に示すように、平面視で円板状の底部８ａと、この底部８ａの上面の外周部に設けられた受け部８ｂとを有する。受け部８ｂは、四角柱であり、その自由端部には、開口部８ｃが設けられている。本実施の形態では、受け部８ｂは、３つであり、底部８ａの上面の外周部に等間隔（ここでは、１２０°間隔）で配置される。

また、ホルダ８は、底部８ａ上面に４つの円柱状の保護部材８ｄを有する。

保護部材８ｄは、成膜対象物７を囲むように、成膜対象物７の側面に接する位置にそれぞれ配置されている。保護部材８ｄの高さは、成膜対象物７の側面の上端の高さと比べて低いことが好ましい。これは、保護部材８ｄが成膜対象物７の側面よりも高いと、保護部材８ｄがスパッタ粒子を遮蔽してしまい、遮蔽された部分に膜を形成することができないためである。

この保護部材８ｄにより、ホルダ８に対する成膜対象物７の位置決めおよび後述するガス吹きつけによる成膜対象物７の位置ずれを防止する。

また、メインチャンバ２には、回転軸３を挟んでプッシャ９，１０が設けられる。プッシャ９，１０の下端は、アクチュエータ（不図示）に接続されており、プッシャ９，１０は、アクチュエータ（不図示）により昇降される。プッシャ９，１０は、メインチャンバ２の底壁を貫通し、回転テーブル５の円形開口５ａを通過して、ワークチャンバ６を支持した状態で内部空間Ｓ中を昇降する。下降状態のプッシャ９，１０においては、その上面が、回転テーブル５の下面の高さ位置よりも下方に位置付けられるようになっている。

図１は、プッシャ９、１０がそれぞれ上がった状態を示す。なお、図１に示されるように、プッシャ９とプッシャ１０の上端位置は異なる。この点は、後述する。

一方、メインチャンバ２の上壁部２ｂには、真空処理用開口部２ｃとロードロック用開口部２ｄとが設けられている。真空処理用開口部２ｃとロードロック用開口部２ｄとは、回転テーブル５の円形開口５ａが配置された同一円周上であり、回転テーブル５の回転中心に対して点対称の位置に形成されている。これにより、回転テーブル５の一方の円形開口５ａが真空処理用開口部２ｃと対向する位置に回転移動すると、もう一方の円形開口５ａがロードロック用開口部２ｄと対向する位置となる。

上述したプッシャ９、１０のうち、プッシャ９は、真空処理用開口部２ｃの下方に位置し、プッシャ１０は、ロードロック用開口部２ｄの下方に位置している。

また、上壁部２ｂの真空処理用開口部２ｃ上には、円柱状の蓋部２０が設けられる。

ワークチャンバ６がプッシャ９により上方に持ち上げられた状態において、真空処理用開口部２ｃとワークチャンバ６および蓋部２０とで形成される空間は、成膜対象物７の真空処理を行う真空処理室としての真空処理スペース１２となる。また、ワークチャンバ６がプッシャ１０により上方に持ち上げられた状態において、ロードロック用開口部２ｄとワークチャンバ６と後述する真空蓋３３とで形成される空間は、ロードロック室としてのロードロックスペース１３となる。すなわち、メインチャンバ２は、真空処理室およびロードロック室を有する。

なお、プッシャ９によって最高上昇位置まで持ち上げられたワークチャンバ６の上部開口６ａと真空処理用開口部２ｃの下側縁部との間には、数ｍｍの間隔が設けられ、気密に閉塞はされない。これは、内部空間Ｓを真空排気する前述の真空排気系により真空処理スペース１２を真空排気するためである。

真空処理用開口部２ｃの側壁には、メインチャンバ２の内壁へスパッタ粒子が付着するのを防ぐための概略円環形状のリフレクタ１４が配置される。

蓋部２０は、その外周部に鍔部２０ａを有する。蓋部２０は、鍔部２０ａにて真空処理用開口部２ｃの上側縁部と接続され、真空処理用開口部２ｃを気密に閉塞する。

また、蓋部２０は、真空処理源としてのスパッタ源２１を備えている。

スパッタ源２１は、ターゲット２２と磁石（不図示）を備えている。スパッタ源２１は、蓋部２０を貫通して、その先端部が真空処理用開口部２ｃに対向するように、配置される。末端部は、蓋部２０上方の装置外部に配置される。

ターゲット２２は、成膜物質からなるディスク状の形状をしており、スパッタ源２１の先端部に図示しないバッキングプレート等を介して固定される。ターゲット２２の材質は、例えばＡｌ、Ａｇなどである。

メインチャンバ２の側壁部には、メインチャンバ２内にガスを導入するためのガス導入口（不図示）が設けられる。このガス導入口には、ガス導入管（不図示）が接続され、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の放電ガスが供給される。

なお、メインチャンバ２への放電ガスの導入量は、ガス導入管の途中に設けられたバルブを介してマスフローコントローラで制御することにより調整される。

ロードロック用開口部２ｄ近傍のメインチャンバ２の側壁部に設けられた台座１７上に外部搬送機構３０が配置される。外部搬送機構３０の詳細な構成については後ほど述べるが、外部搬送機構３０には、２つの真空蓋３３が設けられている。真空蓋３３は、成膜対象物７が載置されたホルダ８を保持したり、この保持を解除したりする保持装置としての機能を備える。

ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋３３のうち、ロードロック用開口部２ｄ上に位置付けられた真空蓋３３によって、気密に閉塞される。

成膜対象物７が載置されたホルダ８を投入する投入部４１が、メインチャンバ２に隣接して配置されている。

そこで、外部搬送機構３０は、ロードロック用開口部２ｄの上に真空蓋３３の一方が位置付けられたとき、他方の真空蓋３３は、投入部４１の上に位置付けられるように構成される。これにより、ホルダ８は、真空蓋３３により投入部４１から内部空間Ｓ中のワークチャンバ６へと供給される。

なおここで、投入部４１は、ホルダ８を位置決めする位置決め部材（不図示）を有する。この位置決め部材（不図示）により、真空蓋３３のチャック部３３ｂ（図３参照）がホルダ８の受け部８ｂに設けられた開口部８ｃを保持することができる。また、投入部４１へのホルダ８の投入は、作業者が行っても良いし、ロボットなどにより自動で投入されても良い。

真空蓋３３によってロードロック用開口部２ｄが閉じられたときには、ロードロックスペース１３は、前述の真空排気系とは別の図示しない排気ポンプにより真空排気され、真空蓋３３によってロードロック用開口部２ｄが開放されるときには、図示しない真空破壊弁によりロードロックスペース１３は大気解放される。

また、メインチャンバ２の外部には、電源４２と制御装置４３が設けられる。電源４２は、例えば直流電源であり、電力供給線４４を介してスパッタ源２１に電力を供給する。

制御装置４３は、例えばマイクロプロセッサを含む回路装置であり、電源４２のスパッタ源２１への電力供給を制御する。制御装置４３は、電源４２の制御の他にも、モータやアクチュエータ、マスフローコントローラ、外部搬送機構３０、バルブ等の動作も制御する。

次に、上述の真空処理装置１を用いた成膜処理について図を用いて説明する。

外部搬送機構３０の搬送動作の詳細については後ほど述べるが、図１に示すように、成膜対象物７は、外部搬送機構３０によりメインチャンバ２内に搬入される。そして、成膜対象物７がメインチャンバ２内に搬入されると、ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋３３により気密に閉塞される。

なお、成膜対象物７が、外部搬送機構３０によりメインチャンバ２内に搬入される間、ワークチャンバ６は、プッシャ１０により上方に持ち上げられている。これにより、ロードロック用開口部２ｄが開放されている状態でも、メインチャンバ２の内部空間Ｓを図示しない真空排気系が減圧状態に常に保つことができる。また、これにより、ロードロック用開口部２ｄが真空蓋３３により気密に閉塞されると、ロードロックスペース１３が直ちに形成される。

ロードロックスペース１３は、図示しない排気ポンプによって減圧される。このとき、真空蓋３３に保持されていたホルダ８は、成膜対象物７とともに、ワークチャンバ６内へ載置される。

ロードロックスペース１３が十分減圧、好ましくは、メインチャンバ内の圧力まで減圧された後、プッシャ１０は下降して、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、回転テーブル５により支持される。回転テーブル５によりワークチャンバ６が支持されたとき、プッシャ９も、下降状態とされている。

不図示のモータにより回転軸３が回転され、これにより回転テーブル５が水平面内で回転される。ロードロック用開口部２ｄに対向する位置にある、ホルダ８を支持したワークチャンバ６は、回転テーブル５の上に支持された状態で回転テーブル５の回転に伴い、円形の軌跡を移動し、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。

ここで、プッシャ９が上昇され、プッシャ９によってワークチャンバ６（ホルダ８を載置している）は、持ち上げられる。前述したように、プッシャ９によって最高上昇位置まで持ち上げられたワークチャンバ６の上部開口６ａと真空処理用開口部２ｃの下側縁部との間には、数ｍｍの間隔が設けられる。この数ｍｍの間隔を設けることで、真空処理スペース１２は、図示しない真空排気系により減圧された状態に常に保たれる。

真空処理スペース１２には、放電ガスとして、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスがガス導入管およびガス導入口を介して導入される。ワークチャンバ６がプッシャ９によって最高上昇位置まで持ち上げられた後、真空処理スペース１２内の圧力が所望の圧力（例えば、０．５〜１[Ｐａ]）に安定したところで、電源４２をオンさせ、ターゲット２２に電力を供給する。この電力の供給により、ターゲット２２をカソード、真空処理スペース１２の壁部をアノードとする放電が生じ、アルゴン（Ａｒ）ガスが電離して真空処理スペース１２内にプラズマが生起され、加速されたアルゴン（Ａｒ）イオンによってターゲット２２がスパッタされる。

スパッタされたターゲット２２の構成原子は、成膜対象物７の成膜面に付着堆積され、成膜対象物７にターゲット材料の膜が形成される。このとき、ホルダ８にもターゲット材料が付着堆積される。しかも、ホルダ８は、成膜対象物７とは異なり、設定された使用回数、または、設定された期間、例えば、１週間、だけ繰り返して使用される。この結果、この使用期間だけターゲット材料は、ホルダ８に付着堆積することとなる。

成膜処理が終了すると、プッシャ９が下降され、ワークチャンバ６は、回転テーブル５上に戻される。次いで、回転テーブル５が回転され、処理を終えた成膜対象物７を保持したホルダ８は、ロードロック用開口部２ｄに対向する位置にワークチャンバ６ごと回転移動される。そして、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、プッシャ１０により持ち上げられ、ロードロック用開口部２ｄの下側縁部に密着する。この後、ロードロックスペース１３は、大気開放される。

大気解放後、外部搬送機構３０は、真空蓋３３の一方の下面に処理済みの成膜対象物７を保持したホルダ８を保持し、真空蓋３３の他方の下面に処理前の成膜対象物７を保持したホルダ８（投入部４１に投入されたホルダ８）を保持する。

この状態で、外部搬送機構３０は、水平面内で回転され、これにより、処理済みの成膜対象物７がメインチャンバ２の外部に搬出されると共に、処理前の成膜対象物７がロードロック用開口部２ｄに臨む位置に移動される。ロードロック用開口部２ｄに臨む位置に移動された処理前の成膜対象物７に対しては、上述と同様の動作および処理が行われる。

以上のことが繰り返され、成膜対象物７は１枚ずつ次々と成膜処理される。

この成膜処理を繰り返し行っていると、ホルダ８に付着堆積した膜がホルダ８から剥がれ、搬送中の成膜対象物７上に付着することがある。

すなわち、ホルダ８は、成膜対象物７とは異なり、予め設定された使用回数だけ繰り返し使用される。そのため、ホルダ８には使用回数に応じた数だけ膜が積層されることとなる。

上述の減圧雰囲気下で堆積された膜は、大気に暴露されると水分を吸着して膜応力変化を起こす。ホルダ８が繰り返し使用されることで、この膜応力を持つ膜の上に膜応力を持つ膜がさらに積層されていくため、積層数の増加に伴い膜応力が増加し、ついには、ホルダ８から剥がれるということが生じる。このようにして、ホルダ８から剥がれた膜（以後、「剥がれた膜」と呼ぶ。）が成膜処理前、あるいは成膜処理後の成膜対象物７上に付着することがあり、このような場合、次のような不具合が生じる。なお、本明細書中では、ホルダ８から剥がれ、成膜対象物７に付着した膜を「付着物」と呼ぶ。

すなわち、成膜処理前の成膜対象物７上に付着物が付着したまま、成膜処理を行うと、付着物が付着した部分に膜を形成することができない。

成膜面の極一部（付着物が付着した部分）でも、成膜処理できないと、例えば、成膜する膜が光学薄膜の場合は、所望の光学特性を得ることができない。また、装飾膜の場合は、剥がれた膜が付着した部分の色が異なって見える。

このように、付着物が付着したまま成膜処理を行った成膜対象物７は、成膜処理後の品質検査を合格することができない。これは、歩留まりの低下につながってしまう。

また、成膜処理後の搬送中に成膜対象物７上に剥がれた膜が付着すると、以後の工程、例えば、蒸着やＣＶＤによる成膜処理が行われる場合、上述と同様の問題が発生する。やはり、この場合も歩留まりの低下につながってしまう。

このため、成膜対象物７上に付着した剥がれた膜を除去する必要がある。

そこで、本実施の形態の外部搬送機構３０は、ガス吹き付け部３５を備える。

以下、ガス吹き付け部３５を備えた外部搬送機構３０について図を用いて詳細に説明する。

図２に示すように、外部搬送機構３０は、回転機構３１、ベース部３２、真空蓋３３、ガス吹き付け部３５を備えている。

回転機構３１は、メインチャンバ２の側壁に設けられた台座１７の上に配置されている。回転機構３１は、垂直方向に延在する中空の円柱状に形成されたロッド３６を備えている。ロッド３６は、回転機構３１により１８０°正逆回転される。

ロッド３６は、回転機構３１と連結している端部近傍の側面に開口部３６ａを有する。また、ロッド３６は、その上端に開口部３６ｂを有する。さらにロッド３６の上端には、ベース部３２が接続されている。

ベース部３２は、長尺な水平アーム３２１と、この水平アーム３２１の両端に一つずつ配置された垂直アーム３２２とを備えて構成され、水平アーム３２１の中央がロッド３６の上端に支持されている。

水平アーム３２１は、高さよりも幅の大きな直方体であり、水平アーム３２１の中央には、ロッド３６の開口部３６ｂと連通する開口部３２３が設けられている。

垂直アーム３２２は、水平アーム３２１の両端にリニアガイド３７を介して設けられている。

リニアガイド３７は、ガイドレール３７ａおよびガイドブロック３７ｂ、ガイドブロック３７ｂを駆動させるアクチュエータ（不図示）を備えている。ガイドレール３７ａが水平アーム３２１と接続され、ガイドブロック３７ｂが垂直アーム３２２と接続されているつまり、垂直アーム３２２は、リニアガイド３７により、垂直方向に移動する。

垂直アーム３２２は、正面視でＬ字状に形成された板である。そして、垂直アーム３２２の水平部分の下面には、真空蓋３３が取付けられている。さらに、垂直アーム３２２の水平部分には、真空蓋３３の中心に対応する部分には円形の開口部３２４が設けられ、真空蓋３３の中心に設けられた円形の開口部３３ａと気密に接続されている。

垂直アーム３２２の開口部３２４の上側縁部には、真空用フランジ３８が接続されている。真空用フランジ３８は、円筒部３８ａと鍔部３８ｂで構成されており、鍔部３８ｂで垂直アーム３２２と気密に接続されている。

真空蓋３３は、図３に示すように、その下面に３つのチャック部３３ｂを有する。チャック部３３ｂは、かぎ爪型チャックであり、真空蓋３３の外周部に等間隔（ここでは、１２０°間隔）で配置され、成膜対象物７が載置されたホルダ８の開口部８ｃを保持したり、この保持を解除したりする。

上述したロッド３６の１８０°の正逆回転により、真空蓋３３の一方が、メインチャンバ２のロードロック用開口部２ｄの上の位置に移動した場合、真空蓋３３の他方は、投入部４１の上の位置に移動する。

ガス吹き付け部３５は、クリーンエア供給装置３９、真空用チューブ３５ａ、バルブ３５ｂ、噴射部３５ｃで構成されている。

クリーンエア供給装置３９は、圧縮空気を供給する高圧ガス供給部３９ａ、ダストを除去するダストフィルタ３９ｂ、水分を除去するミストフィルタ３９ｃから構成されている。クリーンエア供給装置３９は、高圧ガス供給部３９ａから供給された圧縮空気からダストフィルタ３９ｂと、ミストフィルタ３９ｃを介してクリーンエアを生成する。生成されたクリーンエアは、真空用チューブ３５ａの中を通過して、成膜対象物７まで供給される。

真空用チューブ３５ａは、例えば、ポリウレタンやエラストマー等で形成されたチューブである。

真空用チューブ３５ａの一端は、クリーンエア供給装置３９のミストフィルタ３９ｃと接続され、他端は、ロッド３６の開口部３６ａから外部搬送機構３０の中へと導入される。このとき、真空用チューブ３５ａは、開口部３６ａの外側でたわみ部Ｆが形成されるように、メインチャンバ２の台座１７に長さに余裕を持たせた状態で不図示の支持具を用いて支持される。このように真空用チューブ３５ａを支持することで、搬送動作時に、ロッド３６等との擦れを防止できる。真空用チューブ３５ａは、ロッド３６の中を通り、水平アーム３２１の開口部３２３から外部搬送機構３０外部に導出され、二股に分岐される。

二股に分岐された真空用チューブ３５ａの一方は、水平アーム３２１の開口部３２３と垂直アーム３２２との間の水平アーム上に配置されたバルブ３５ｂを介して真空用フランジ３８の円筒部３８ａに気密に接続される。

他方も同様に、もう一方の真空用フランジ３８に接続される。

このとき、真空用チューブ３５ａは、バルブ３５ｂと垂直アーム３２２との間に、たわみ部Ｆを形成するように、垂直アーム３２２の上端で長さに余裕を持たせた状態で不図示の固定具を用いて固定される。このように真空用チューブ３５ａが固定されることで、垂直アーム３２２の昇降時に、垂直アーム３２２との擦れを防止できる。

ここで、真空用フランジ３８、垂直アーム３２２の開口部３２４、真空蓋３３の中心に設けられた円形の開口部３３ａは、ガス吹き付け部３５の噴射部３５ｃとして機能する。

上述のように、真空用チューブ３５ａを真空用フランジ３８に接続させた後、バルブ３５ｂを開閉することで、成膜対象物７上へのクリーンエアの供給を開始したり、終了したりすることができる。

次に、ガス吹き付け部３５を用いた外部搬送機構３０の動作について図を用いて説明する。

外部搬送機構３０の真空蓋３３は、ロッド３６の１８０°の正逆回転により、ロードロック用開口部２ｄの上の位置または投入部４１の上の位置で停止するようになっている。つまり、真空蓋３３は、投入部４１にホルダ８が投入されるとき、投入部４１の上の位置で待機するようになっている。

図２に示すように、投入部４１にホルダ８（成膜対象物７が載置されている。）を投入する。このとき、前述の位置決め部材（不図示）により、ホルダ８は、位置決めされる。

投入部４１にホルダ８を投入後、リニアガイド３７により、真空蓋３３が下降し、真空蓋３３のチャック部３３ｂがホルダ８を保持する。

チャック部３３ｂがホルダ８を保持した後、クリーンエア供給装置３９から供給されたクリーンエアが、真空蓋３３の開口部３３ａから成膜対象物７の成膜面上に吹きつけられる。具体的には、チャック部３３ｂによるホルダ８の保持が完了した時点でバルブ３５ｂが開き、クリーンエア供給装置３９から供給されたクリーンエアが真空蓋３３の開口部３３ａへ供給され、成膜対象物７の成膜面上に吹き付けられる。このとき、前述の保護部材８ｄにより、成膜対象物７の位置ずれが防止されている。

真空蓋３３の下面にホルダ８を保持した状態で、リニアガイド３７により、真空蓋３３が上昇する。上昇後、回転機構３１により、ベース部３２が時計回り方向に１８０°回転し、真空蓋３３は、ロードロック用開口部２ｄの上に移動する。そして、リニアガイド３７により、真空蓋３３が下降し、ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋３３により気密に閉塞される。

このようにして、成膜対象物７は、外部搬送機構３０によりメインチャンバ２内に搬入される。

このとき、クリーンエアの吹き付けは、真空蓋３３が投入部４１でホルダ８を保持したときから開始され、真空蓋３３がロードロック用開口部２ｄの上に移動し、ロードロック用開口部２ｄを閉塞する直前まで継続される。具体的には、閉塞と同時か、または閉塞する１〜２秒前にクリーンエアの吹き付けは、停止する。

クリーンエアの供給を停止するタイミングは、予め算出したり、実験で求めたりして 決定すると良い。

クリーンエアの吹き付けが停止するのと同時に、または停止してから１〜２秒後、ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋３３により気密に閉塞される。

ロードロック用開口部２ｄが閉塞されるとすぐに、ロードロックスペース１３が、図示しない排気ポンプによって減圧される。このとき、真空蓋３３に保持されていたホルダ８は、ワークチャンバ６内へ載置される。

本実施の形態における外部搬送機構３０では、ガス吹き付け部３５は、真空蓋３３が投入部４１でホルダ８を保持したときから、成膜対象物７の成膜面に対しクリーンエアの吹き付けを開始する。その後、クリーンエアの吹き出しは継続され、そして、真空蓋３３がロードロック用開口部２ｄを閉塞するのと同時に、または閉塞する１〜２秒前にクリーンエアの吹き付けは、停止する。

このため、成膜対象物７上に付着した付着物を除去することができる。さらに、搬送中にホルダ８に付着した膜が剥がれ落ちたとしても、その剥がれた膜が成膜対象物７に付着することが防止できる。また、剥がれた膜が仮に成膜対象物７に付着したとしてもそれを吹き飛ばして除去することができる。また、投入部４１に投入された時点で工場内を漂っているパーティクルが付着していたとしても、それを除去することができる。また、搬送中に工場内を漂っているパーティクルが成膜対象物７に付着することも防止できる。

なお、図４に示すように、真空蓋３３の開口部３３ａに放電電極３５ｄを設けて、成膜対象物７が搬送される間、イオン化された気体を成膜対象物７の成膜面上に常に吹き付けてもよい。このように構成することで、剥がれた膜、または、成膜対象物７が静電気を帯びていたとしても、その静電気を除去することで、剥がれた膜をより除去しやすくできる。また、成膜対象物７が帯電することも防止できるので、工場内を漂っているパーティクルが成膜対象物７に引き寄せられて付着することも防止できる。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について図を用いて説明する。なお、上述の第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する
第２の実施の形態では、図５に示すように、外部搬送機構３０が成膜対象物７の成膜面を撮像するカメラ部５１を備えている点で第１の実施の形態と相違する。このため、垂直アーム３２２および真空蓋３３の構成も相違する。すなわち、本実施の形態では、付着物が付着したままでの成膜処理を防止する効果のより確実性を増すために、成膜対象物７に付着した付着物が除去されたことを確認するカメラ部５１を真空蓋３３毎に備える。このカメラ部５１は、垂直アーム３２２に後述のように支持されるが、まずは、垂直アーム３２２の構成から順次説明する。

垂直アーム３２２は、図５に示すように、その水平部分において、真空用フランジ３８に隣接する位置に円形の開口部３２５が形成されている。なお、真空蓋３３には、開口部３２５と連通する円形の開口部３３ｄが形成されており、気密に接続されている。

開口部３２５の上部には、のぞき窓５２が設けられる。のぞき窓５２は、ガラス製の覗き板５２ａと覗き板５２ａを係止する係止片５２ｂによって構成されている。のぞき窓５２は、開口部３２５を上から覆うように設けられ、気密が保持される。

のぞき窓５２の上方には、カメラ部５１をのぞき窓５２に対向する位置で固定する四角柱状の固定部５３が、垂直アーム３２２の垂直部分に設けられている。

固定部５３は、のぞき窓５２の上方において、カメラ部５１の焦点が成膜対象物７の成膜面に合う位置で、カメラ部５１を固定する。図５においては、便宜上、カメラ部５１を成膜対象物７の縁部の上方に示し、また、開口部３２５とそれにつながる開口部３３ｄの長さが比較的に長く示していることから、カメラ部５１による撮像範囲が成膜対象物７の縁部近辺に限られるようにも見えるが、実際には、カメラ部５１の配置位置や開口部３２５、３３ｄの大きさ等を適宜選択することで、成膜対象物７全体を撮像することが可能である。なお、真空蓋３３の開口部３３ｄに広角レンズなどの視野を拡大するレンズを適宜設けてもよい。

カメラ部５１はケーブル５４を有する。このケーブル５４は、カメラ部５１からの撮像情報を制御装置４３に伝えるため、外部搬送機構３０の搬送動作を阻害しないよう誘導され、制御装置４３に接続されている。

次に、動作について図を用いて説明する。

投入部４１に投入されたホルダ８は、外部搬送機構３０によって、第１の実施の形態で説明したのと同様の動作で、ロードロック用開口部２ｄへと搬送される。そして、クリーンエアの供給が終了し、ロードロック用開口部２ｄが真空蓋３３により気密に閉塞され、ロードロックスペース１３内の減圧が開始される。

カメラ部５１による成膜対象物７の成膜面の撮像は、ロードロック用開口部２ｄが真空蓋３３により気密に閉塞され、ロードロックスペース１３内の減圧が開始されるまでの間で行われる。

この撮像画像のデータが、ケーブル５４を介して制御装置４３に送信される。制御装置４３は、送られてきたデータを解析し、成膜対象物７の成膜面上に付着物が付着しているかどうかを判断する。

具体的には、予め記憶しておいたきれいな成膜面の画像と上述で撮像した成膜面の画像を公知の画像処理技術を用いて比較して、付着物の付着の有無を判断する。

制御装置４３により、成膜対象物７の成膜面上に付着物が付着していないと判断されると、ロードロックスペース１３が、図示しない排気ポンプによって減圧される。

また、制御装置４３により、成膜対象物７の成膜面の上に付着物が付着していると判断されると、制御装置４３から処理停止の信号が送られ、装置が停止する。このとき、真空処理スペース１２において成膜処理が行われていた場合は、その成膜処理が終了後、装置が停止されるようになっている。

本実施の形態によれば、先の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、外部搬送機構３０では、成膜処理が行われる前に成膜対象物７の成膜面上に付着物が付着していないことを確認するため、付着物が付着していたときには、その成膜対象物７に対する成膜処理を行わないようにすることができる。また、その成膜対象物７をメインチャンバ２から取り出して洗浄を行った後に、再び成膜処理を行うこともできる。このことから、結果的に歩留まりが向上する。

以上説明した実施の形態の真空処理装置１によれば、外部搬送機構３０がガス吹き付け部３５を持ち、真空蓋３３が投入部４１でホルダ８を保持したときから、クリーンエアの吹き付けを成膜対象物７の成膜面に対し開始する。その後、真空蓋３３がロードロック用開口部２ｄを閉塞するまで、または閉塞する１〜２秒前までクリーンエアの吹き付けが継続されることにより、成膜処理前の段階で成膜対象物７上に付着した付着物を除去することができる。これにより、付着物が付着した部分に膜が形成できないことによる歩留まり低下を防止することができる。

さらに、搬送中にホルダ８に付着した膜が剥がれ落ちたとしても、その剥がれた膜が成膜対象物７に付着することが防止できる。また、剥がれた膜が仮に付着したとしてもそれを吹き飛ばして除去することができる。

また、投入部４１に投入された時点で工場内を漂っているパーティクルが付着していたとしても、それを除去することもできる。また、搬送中に工場内を漂っているパーティクルが成膜対象物７に付着することも防止できる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、保護部材８ｄは４つに限定されず、その取り付け位置および数量は、成膜対象物７の形状により適宜変更することができる。

また、真空蓋３３の開口部３３ａは１つに限定されず、複数個あってもよい。

また、真空蓋３３の下面にシャワーヘッドを設け、シャワーヘッドと開口部３３ａを接続するようにしてもよい。こうすることで、複数箇所から、成膜対象物７へクリーンエアを吹き付けることができる。

また、真空用チューブ３５ａは、金属製のパイプを用いてもよいし、チューブと金属製のパイプの両方を組み合せて用いてもよい。

また、実施の形態では、バルブ３５ｂを水平アーム３２１上に配置したが、これに限定されず、垂直アーム上あるいは真空蓋上に配置してもよい。

また、実施の形態では、リニアガイド３７を用いてベース部３２、具体的には垂直アーム３２２の垂直方向への移動を行ったが、これに限定されず、回転機構３１に垂直方向への駆動機構を持たせて、ベース部を回動および昇降させてもよい。

また、実施の形態では、成膜対象物７の成膜面上に吹き付けるガスは、クリーンエアを用いたが、これに限定されず、ミストフィルタ３９ｃのみを介して生成されたドライエアでもよいし、高圧ガス供給部３９ａから供給される圧縮空気をそのまま用いてもよい。また、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ_２）、酸素（Ｏ_２）等の高純度のガスでもよい。

また、実施の形態では、クリーンエアの吹き付けを停止するタイミングは、真空蓋３３によりロードロック用開口部２ｄが閉塞される直前、または、閉塞する１〜２秒前としたが、これに限定されず、真空蓋３３によりロードロック用開口部２ｄが閉塞されてから数秒後にクリーンエアの吹き付けを停止してもよい。

この場合、真空蓋３３によりロードロック用開口部２ｄが閉塞される直前に、図示しない排気ポンプにより、排気を開始するとよい。こうすることで、成膜対象物７が、メインチャンバ２内に搬入後もクリーンエアをふきつけるので、付着物が付着するのをより防止できる。また、ロードロックスペース１３内に付着物が混入された場合でも、図示しない排気ポンプにより、装置外へ排気されるので、付着物が再び成膜対象物７へ付着することを防止できる。

また、第２の実施の形態では、カメラ５１を外部搬送機構３０に設置したが、これに限定されず、ロードロック用開口部２ｄの上側外縁および投入部４１上に配置してもよい。

また、カメラ部５１は、同軸の光源を有し、暗視野にて撮像した画像を公知の画像処理技術を用いて処理し、剥がれた膜の付着の有無を判断してもよい。

また、１つの真空蓋３３に対して、複数のカメラ部５１を設けて成膜面の全体を切り分けて撮像してもよい。複数のカメラ５１を設ける場合、カメラ５１の数量に対応したのぞき窓５２を真空蓋３３上に複数配置する。また、成膜対象物７上のある範囲に剥がれた膜（リフレクタ１４からも含む）が付着することが分かっていれば、その範囲のみ撮像を行ってもよい。

また、のぞき窓５２を、水平アーム２２２上に設けたが、これに限定されず、真空蓋３３上に設けても良い。

また、剥がれた膜が付着していると判断したときに、装置を停止する前に、ロードロックスペース１３の排気を行った後、クリーンエアの供給を再度実行し、その後改めて、カメラ部５１で成膜対象物７を撮像し付着物の付着の有無の判断を行ってもよい。その際に、クリーンエアの供給圧力を搬送中の圧力よりも高い圧力に設定してもよいし、排気と供給を複数回行ってもよい。こうすることで、ガス吹き付け部３５の除去能力が向上する。

また、クリーンエアの供給とロードロックスペース１３の排気を同時に行ってもよい。こうすることで、クリーンエアにより成膜面から除去された付着物をロードロックスペース１３から装置外に排出するので、この付着物が再び付着することを防止することができる。

また、成膜処理後の成膜対象物７が、ロードロック用開口部２ｄ直下に配置された状態において、ロードロックスペース１３内が大気解放される前に、成膜処理後の成膜対象物７の成膜面をカメラ５１により撮像してもよい。成膜処理後の成膜対象物７の成膜面を撮像することで、真空処理用開口部２ｃに設けられたリフレクタ１４からの膜剥がれを評価することもでき、最適なタイミングでリフレクタ１４の交換を行うことができる。

また、投入部４１にて真空蓋２３がホルダ８を保持した直後にも、カメラ部５１が成膜対象物７の成膜面を撮像してもよい。こうすることで、成膜対象物７の成膜面の搬送前（投入部４１にホルダ８が投入された直後）と搬送後（ロードロックスペース１３にホルダ８が搬入された直後）とを比較することができる。これにより、成膜面の上の付着物が、搬送前または搬送後に付着したかが判断できる。

例えば、搬送前なら成膜対象物７の洗浄工程を追加する、搬送後ならホルダを洗浄するあるいは新品と交換する等、対策を施すことができるので、歩留まり低下を防止できる。

また、搬送前、搬送後、成膜処理後の成膜面を撮像することで、それぞれの成膜面の状態を比較することもできる。これにより、歩留まり低下の原因が、搬送前、搬送後、成膜処理前のどの段階で発生しているかが分かる。このため、最適な対策を行うことができるので、歩留まり低下をより防止できる。

また、実施の形態では、成膜処理前の成膜対象物７にクリーンエアを吹き付けるものであったが、成膜処理後の成膜対象物７を投入部４１まで搬送する間にクリーンエアを成膜
対象物７に吹き付けてもよい。成膜処理後の搬送中に成膜対象物上に剥がれた膜が付着すると、以後の工程、例えば、蒸着やＣＶＤによる成膜処理が行われる場合、上述と同様の問題が発生するが、この問題も解決できる。

また、実施の形態では、真空処理としての枚葉式マグネトロンスパッタリング装置の成膜処理について述べた。しかし、成膜処理としては、例えば、蒸着、化学気相堆積（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）、イオンプレーティングなどを挙げることができ、スパッタリング法に限定されない。

１ 真空処理装置
２ メインチャンバ（真空容器）
２ａ 本体
２ｂ 上壁部
３ 回転軸
５ 回転テーブル（搬送機構）
５ａ 円形開口
６ ワークチャンバ
６ａ 上部開口
６ｂ 下部開口
７ 成膜対象物
８ ホルダ（処理対象物保持部）
８ａ 底部
８ｂ 受け部
８ｃ 開口部
８ｄ 保護部材
９ プッシャ
１０ プッシャ
１２ 真空処理スペース（真空処理室）
１３ ロードロックスペース（ロードロック室）
１４ リフレクタ
１７ 台座
２０ 蓋部
２１ スパッタ源（真空処理源）
２２ ターゲット
３０ 外部搬送機構
３１ 回転機構
３２ ベース部
３３ 真空蓋
３３ａ、３３ｄ 開口部
３３ｂ チャック部
３５ ガス吹き付け部
３５ａ 真空用チューブ
３５ｂ バルブ
３５ｃ 噴射部
３５ｄ 放電電極
３６ ロッド
３６ａ、３６ｂ 開口部
３７ リニアガイド
３７ａ ガイドレール
３７ｂ ガイドブロック
３８ 真空用フランジ
３８ａ 円筒部
３８ｂ 鍔部
３９ クリーンエア供給装置
３９ａ 高圧ガス供給部
３９ｂ ダストフィルタ
３９ｃ ミストフィルタ
４１ 投入部
４２ 電源
４３ 制御装置
４４ 供給線
５１ カメラ部
５２ のぞき窓
５２ａ 覗き板
５２ｂ 係止片
５３ 固定部
５４ ケーブル
３２１ 水平アーム
３２２ 垂直アーム
３２３、３２４、３２５ 開口部
Ｓ 内部空間
Ｆ たわみ部

Claims (5)

1. 処理対象物に真空処理が行なわれる真空処理室を有し、大気圧よりも減圧された雰囲気に減圧可能な真空容器と、
   前記真空容器に接続され、前記真空容器とは独立して減圧可能なロードロック室と、
   前記処理対象物を前記真空処理室と前記ロードロック室との間で搬送する搬送機構と、
   前記真空処理室に配置され、前記処理対象物に対して真空処理を施す真空処理源と、
   前記ロードロック室と、前記真空容器の外部に配置された投入部との間で前記処理対象物を搬送する外部搬送機構とを備え、
   前記処理対象物は、前記処理対象物を保持する処理対象物保持部に保持された状態で、前記搬送機構および前記外部搬送機構によって搬送される真空処理装置において、
   前記外部搬送機構は、搬送時に前記処理対象物にガスを吹きつけるガス吹き付け部を備えたことを特徴とする真空処理装置。
2. 前記ガス吹き付け部は、前記処理対象物が前記投入部から前記ロードロック室へ搬送される間、前記処理対象物にガスを絶えず吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 前記ガス吹き付け部は、ガスをイオン化する放電電極を備えたことを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の真空処理装置
4. 前記外部搬送機構に設けられた前記処理対象物を撮像するカメラ部と、
   前記カメラ部で撮像した画像に基づいて前記処理対象物の成膜面の上の付着物の有無を判断する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空処理装置。
5. 前記付着物は、成膜処理時に前記処理対象物保持部に付着堆積した膜が剥がれ落ちることで生じた剥がれた膜であることを特徴とする請求項４に記載の真空処理装置。

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