JP5869003B2 - ロードロック装置及びそれを備えた真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロードロック室内における処理対象物への異物（パーティクル）の付着を抑制することができるロードロック装置及びそれを備えた真空処理装置に関する。

例えば、液晶表示装置用のガラス基板の製造プロセスや、半導体ウェハの製造プロセスにおいては、スパッタリング、エッチング、及びプラズマＣＶＤ等の真空処理が行なわれる。

そして、このような真空処理を行う真空処理装置においては、真空処理を行う処理室にガラス基板等の処理対象物を搬入または搬出する際に、真空処理室の内部を、一旦、大気圧に戻してしまうと、真空処理室の内壁にガスが吸着する等の現象が生じる。従って、真空処理室の内部を、次の処理が開始可能な状態にするまでに、非常に長時間を要することになり、結果として、装置の処理能力が大幅に低下してしまうという問題があった。

そこで、このような不都合を回避すべく、ロードロック装置を設け、このロードロック装置の内部のみを大気圧に戻すことにより、ロードロック装置を介して、処理対象物を真空処理室に搬入及び搬出することが行われている。そして、このようなロードロック装置を設けて、真空処理室の内部を高真空にした状態で真空処理を行うことにより、装置の処理能力の低下を防止することが可能になる。

ここで、ロードロック装置の内部においては、真空処理室内における反応生成物や処理対象物の搬送機構等からの発塵により、多数の異物が存在する。そして、ロードロック装置の真空排気やベントを行う際に、この異物が、急激な気体の流れによって、ロードロック装置の内部で舞い上がって、処理対象物に付着し、結果として、不良品が発生して、処理対象物の歩留まりが低下するという問題が生じていた。

そこで、このような異物に起因する歩留まりの低下を抑制するためのロードロック装置が提案されている。より具体的には、例えば、ロードロック室内に導入されるベントガスを拡散させるガス拡散板を備えたロードロック装置が提案されている。そして、このようなガス拡散板を設けることにより、導入ガスの流速を低減して、異物の巻き上げを抑制することができると記載されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ウェハ支持部とロードロック排気口との間に、ウェハ支持部を包括するように配置され、多数の孔を有する干渉板を備えたロードロック装置が提案されている。そして、このような干渉板を設けることにより、ウェハ周辺部の気流の乱れを抑制して、ウェハ周辺において、ガスを等方的に排気することが可能になるため、異物の巻き上げを抑制することができると記載されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１２４９９３号公報 特開平６−３１８５３６号公報

しかし、上記特許文献１，２に記載のロードロック装置においては、処理対象物上における気流を抑制することにより、異物の巻き上げを、ある程度は抑制することはできるものの、ロードロック装置の内部の全体におけるベントガスの気流の乱れに起因する異物の巻き上げを十分に抑制することが困難であった。従って、処理対象物における異物の付着を十分に抑制することができず、結果として、処理対象物の歩留まりが低下するという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ロードロック室内における処理対象物への異物の付着を効果的に抑制することができるロードロック装置及びそれを備えた真空処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のロードロック装置は、内部を真空排気可能に構成され、処理対象物が収納されるロードロック室と、ロードロック室の内部に収納され、処理対処物を支持する支持台と、ロードロック室に設けられ、真空状態にあるロードロック室の内部にベントガスを供給して、大気圧状態に切り替えるスローベント手段と、ロードロック室に接続され、ロードロック室の内部にベントガスを供給するベントガス供給管とを備え、支持台は、処理対象物を縦置きの状態で支持し、スローベント手段は、ロードロック室に接続され、ロードロック室の内部にベントガスを供給するスローベント管を有し、スローベント管とベントガス供給管とが接続され、接続された一対のスローベント管とベントガス供給管が、支持台に沿った方向に対して左右対称に配置され、一対のベントガス供給管を有し、スローベント管は、一対のベントガス供給管の間に配置されていることを特徴とする。

同構成によれば、ロードロック室のスローベントを行う際に、ロードロック室内の全体において、ベントガスの気流を一定方向（例えば、支持台に支持された処理対象物に対する上方から下方への方向）に生じさせることが可能になる。従って、ロードロック室の内部の全体におけるベントガスの気流の乱れに起因する異物の巻き上げを抑制することが可能になるため、ロードロック室内における処理対象物への異物の付着を効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物の歩留まりの低下を抑制することが可能になる。

また、支持台は、処理対象物を縦置きの状態で支持するため、本ベント処理を行う前のスローベント処理の段階で、既に処理対象物に付着している異物を除去することが可能になるため、処理対象物への異物の付着をより一層効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物の歩留まりの低下をより一層抑制することが可能になる。

本発明のロードロック装置においては、スローベント手段は、スローベント管に設けられ、スローベント管からロードロック室へのベントガスの流入量を調節するスローベント弁を有する構成としてもよい。

本発明のロードロック装置においては、ロードロック室に形成され、ロードロック室の内部のガスをロードロック室の外部へと排気するための排気口と、排気口に接続された排気ポンプとを更に備え、排気口がメッシュ形状を有していてもよい。

同構成によれば、ロードロック室から排気ポンプへの異物の侵入を防止することができるとともに、ロードロック室の真空排気を行う際に、ロードロック室の内部における排気流の乱れに起因する異物の巻き上げを抑制することが可能になる。従って、ロードロック室の真空排気を行う際に、ロードロック室内における処理対象物への異物の付着を効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物の歩留まりの低下を抑制することが可能になる。

本発明のロードロック装置においては、一対のベントガス供給管を有し、スローベント管は、一対のベントガス供給管の間に配置されていてもよい。

また、本発明のロードロック装置は、ロードロック室内における処理対象物への異物の付着を効果的に抑制して、処理対象物の歩留まりの低下を抑制することができるという優れた特性を備えている。従って、本発明は、ロードロック装置と、ロードロック室から搬入されてくる処理対象物に対して、真空雰囲気下で所定の処理を施す真空処理室とを備える真空処理装置に好適に使用される。

本発明によれば、ロードロック室内における処理対象物への異物の付着を効果的に抑制して、処理対象物の歩留まりの低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る真空処理装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る真空処理装置におけるロードロック装置を示す図である。 本発明の本実施形態に係る真空処理装置による処理対象物の処理フローを説明するための図である。 本発明の実施形態に係る真空処理装置におけるロードロック装置の真空排気口の形状を示す図である。 本発明の変形例に係るロードロック装置を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る真空処理装置の全体構成を示す図であり、図２は、本発明の実施形態に係る真空処理装置におけるロードロック装置を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の真空処理装置１は、真空処理室２とロードロック装置３と大気搬送室２４とを備えている。

真空処理室２は、例えば、液晶表示装置用のガラス基板等の処理対象物Ｓに対して、真空雰囲気下で所定の処理（例えば、スパッタリング、エッチング、及びプラズマＣＶＤ等）を施すためのものである。

大気搬送室２４は、未処理の処理対象物Ｓをロードロック装置３へ搬送するとともに、ロードロック装置３を介して、真空処理室２にて所定の処理が施された処理対象物Ｓが搬入されるものである。

ロードロック装置３は、ロードロック装置３の内部を真空状態から大気圧に戻すことにより、ロードロック装置３を介して、真空処理室２により処理された処理対象物Ｓを真空処理室２から大気搬送室２４へと搬出するとともに、ロードロック装置３の内部を大気圧から真空状態に戻すことにより、ロードロック装置３を介して、処理対象物Ｓを大気搬送室２４から真空処理室２へと搬出するためのものである。

このロードロック装置３は、図１、図２に示すように、内部を真空排気可能に構成され、処理対象物Ｓが収納されるロードロック室４と、ロードロック室４に接続され、ロードロック室４の内部にベントガスを供給するベントガス供給管７と、ベントガス供給管７に設けられ、ベントガス供給管７からロードロック室４へのベントガスの流入量を調節するベントバルブ８とを備えている。

ロードロック室４は、例えば、アルミニウム等の材質により、容器状に形成されている。また、ベントガス供給管７は、ガス供給源（図示せず）に接続されている。

また、ロードロック装置３は、ロードロック室４へのガス供給を徐々に行う（即ち、ロードロック室４へのガス供給量を徐々に変化させる）、いわゆる「スローベント」を行うためのスローベント手段１５を備えている。このスローベント手段１５は、ロードロック室４に設けられており、真空状態にあるロードロック室４の内部にベントガスを徐々に供給して、大気圧状態に切り替えるものである。

また、スローベント手段１５は、ベントガス供給管７及びロードロック室４に接続され、ロードロック室４の内部にベントガスを供給するスローベント管９と、スローベント管９に設けられ、スローベント管９からロードロック室４へのベントガスの流入量を調節するスローベント弁１０とにより構成されている。

また、ロードロック装置３は、ロードロック室４の内部のガスを排気することにより、ロードロック室４の内部の真空排気を行うための排気手段２０を備えている。

この排気手段２０は、ロードロック室４に形成され、ロードロック室４の内部のガスをロードロック室４の外部へと排気するための排気口１４と、排気口１４に接続され、排気されたガスが供給される排気管３４と、排気管３４に設けられた排気弁５と、排気弁５を介して、排気管３４及び排気口１４に接続された排気ポンプ６により構成されている。

そして、排気ポンプ６が駆動状態であって、排気弁５が開いている状態の時に、ロードロック室４の内部の真空排気が行われる構成となっている。

また、ロードロック装置３は、ロードロック室４の内部に収納され、処理対象物Ｓを支持する支持台１３を備えている。この支持台１３は、図２に示すように、処理対象物Ｓを縦置き（垂直置き）の状態で支持するように構成されており、支持台１３に設けられた支持片１８により、処理対象物Ｓが略垂直に支持されるように構成されている。

また、ロードロック装置３は、支持台１３に取り付けられるとともに、処理対象物Ｓを搬送する（即ち、支持台１３を搬送する）ための搬送手段３０を備えている。

また、図１に示すように、真空処理室２とロードロック装置３との間には、開閉可能なゲートバルブ２１が設けられるととともに、ロードロック装置３と大気搬送室２４との間には、開閉可能なゲートバルブ２２が設けられている。

そして、ゲートバルブ２１が開いた状態において、上述の搬送手段３０が、処理対象物Ｓを、真空処理室２とロードロック装置３との間で搬送する構成となっている。また、同様に、ゲートバルブ２２が開いた状態において、上述の搬送手段３０が、処理対象物Ｓを、ロードロック装置３と大気搬送室２４との間で搬送する構成となっている。

この際、本実施形態においては、図１、図２に示すように、処理対象物Ｓは、横置き（水平置き）ではなく、縦置き（垂直置き）の状態で搬送される構成となっている。即ち、真空処理装置１は、処理対象物Ｓを支持台１３に設置した状態で、装置設置床に対して垂直に立てて搬送及び処理する装置である。

また、搬送手段３０としては、例えば、搬送コロが使用され、支持台１３に支持された処理対象部Ｓが、搬送手段３０により、図１に示す矢印Ｘの方向に搬送される構成となっている。なお、搬送手段３０は、処理対象物Ｓを搬送できるものであれば、特に限定されず、搬送コロの代わりに、搬送ベルト等を使用する構成としても良い。

次に、本実施形態における真空処理装置１による処理対象物の処理フローを説明する。まず、真空処理室２において、例えば、液晶表示装置用のガラス基板等の処理対象物Ｓに対して、真空雰囲気下で所定の処理（例えば、スパッタリング、エッチング、及びプラズマＣＶＤ等）が行われる（ステップＳ１）。

次いで、ロードロック装置３のロードロック室４の内部を真空にした状態で、ゲートバルブ２１を開き、支持台１３に支持された真空処理後の処理対象物Ｓが、搬送手段３０により、真空処理室２からロードロック装置３へと搬送されて、処理対象物Ｓがロードロック室４の内部へと搬入され、処理対象物Ｓが、ロードロック室４の内部にて、図１に示す位置に固定される（ステップＳ２）。なお、処理対象物Ｓがロードロック室４の内部へと搬入されると、ゲートバルブ２１が閉じられる。

次いで、ロードロック室４のベントを行う（ステップＳ３）。即ち、真空処理後の処理対象物Ｓが搬入されたロードロック室４は真空状態であるため、処理対象物Ｓを大気搬送室２４へと搬送するために、ベントガスを使用して、ロードロック室４を大気圧までベントする。

ロードロック室４のベントは、まず、スローベント弁１０を開いて、ロードロック室４へのベントガスの流入量を調節しながら、スローベントを、所定時間（例えば、３〜５秒間）行う。次いで、ベントバルブ８を開いて、ロードロック室４の本ベントを行う。なお、ロードロック室４のベントを行う際には、排気弁５は閉じられた状態となっている。

ここで、本実施形態においては、図１に示すように、ロードロック室４のスローベントを行うためのスローベント手段１５が、支持台１３（即ち、処理対象物Ｓ）に対して左右対称に配置されている点に特徴がある。

そして、このような構成により、ロードロック室４のスローベントを行う際に、ロードロック室４内の全体において、ベントガスの気流を一定方向（即ち、処理対象物Ｓに対する上方から下方への方向であって、図１に示す矢印Ｙの方向）に生じさせることが可能になる。

従って、ロードロック室４の内部の全体におけるベントガスの気流の乱れに起因する異物の巻き上げを抑制することが可能になるため、ロードロック室４内における処理対象物Ｓへの異物の付着を効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物Ｓの歩留まりの低下を抑制することが可能になる。

また、上述のごとく、本実施形態においては、支持台１３により、処理対象物Ｓを縦置き（垂直置き）の状態で支持するため、図１に示すように、処理対象物Ｓの全体に対して、ベントガスの気流を当てることが可能になる。従って、本ベント処理を行う前のスローベント処理の段階で、既に処理対象物Ｓに付着している異物を除去することが可能になるため、処理対象物Ｓへの異物の付着をより一層効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物Ｓの歩留まりの低下をより一層抑制することが可能になる。

次いで、ロードロック室４のベントが終了後、ゲートバルブ２２が開き、支持台１３に支持された真空処理後の処理対象物Ｓが、搬送手段３０により、ロードロック室４から大気搬送室２４へと搬送され、処理対象物Ｓが大気搬送室２４の内部へと搬入される（ステップＳ４）。

次いで、支持台１３に支持された別の処理対象物Ｓが、搬送手段３０により、大気搬送室２４からロードロック室４へと搬送され、処理対象物Ｓがロードロック室４の内部へと搬入される（ステップＳ５）。なお、処理対象物Ｓがロードロック室４の内部へと搬入されると、ゲートバルブ２２が閉じられる。

次いで、ロードロック室４の真空排気を行う（ステップＳ６）。即ち、真空処理前の処理対象物Ｓが搬入されたロードロック室４は大気圧状態であるため、処理対象物Ｓを真空処理室２へと搬送する為に、ロードロック室４を真空排気する。

より具体的には、まず、排気ポンプ６を駆動し、次いで、排気ポンプ６が駆動されている状態で、排気弁５を開き、排気口１４を介して、ロードロック室４の真空排気を行う。

ここで、本実施形態においては、図４に示すように、排気口１４がメッシュ形状を有する点に特徴がある。

従来のロードロック装置においては、ロードロック室の内部で発生した異物が排気ポンプへ侵入することを防止するために、真空排気口の上部に異物混入防止用のカバーを設けていた。しかし、このカバーを設けると、ロードロック室の真空排気を行う際に、排気流の乱れが生じて、ロードロック室の内部において、排気流の乱れに起因する異物の巻き上げが生じていた。

一方、本実施形態においては、異物混入防止用のカバーを設ける代わりに、排気口１４の形状をメッシュ形状にしているため、ロードロック室４から排気ポンプ６への異物の侵入を防止することができるとともに、ロードロック室４の真空排気を行う際に、ロードロック室４の内部における排気流の乱れに起因する異物の巻き上げを抑制することが可能になる。

従って、ロードロック室の真空排気を行う際に、ロードロック室４内における処理対象物Ｓへの異物の付着を効果的に抑制することが可能になる。その結果、処理対象物Ｓの歩留まりの低下を抑制することが可能になる。

次いで、ロードロック室４の真空排気が終了後、ゲートバルブ２１が開き、支持台１３に支持された真空処理前の処理対象物Ｓが、搬送手段３０により、ロードロック室４から真空処理室２へと搬送され、処理対象物Ｓが真空処理室２の内部へと搬入される（ステップＳ７）。なお、処理対象物Ｓが真空処理室２の内部へと搬入されると、ゲートバルブ２１が閉じられる。

そして、上述のステップＳ１〜Ｓ７の処理が繰り返し行われ、複数の処理対象物Ｓの真空処理が行われる構成となっている。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。

上述の実施形態においては、処理対象物Ｓを縦置き（垂直置き）の状態で搬送する構成としたが、図５に示すように、処理対象物Ｓを横置き（水平置き）の状態にして搬送する構成としてもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の活用例としては、ロードロック装置を備える真空処理装置が挙げられる。

１ 真空処理装置
２ 真空処理室
３ ロードロック装置
４ ロードロック室
５ 排気弁
６ 排気ポンプ
７ ベントガス供給管
８ ベントバルブ
９ スローベント管
１０ スローベント弁
１３ 支持台
１４ 排気口
１５ スローベント手段
１８ 支持片
２０ 排気手段
２１ ゲートバルブ
２２ ゲートバルブ
２４ 大気搬送室
３０ 搬送手段
３４ 排気管

Claims (4)

1. 内部を真空排気可能に構成され、処理対象物が収納されるロードロック室と、
   前記ロードロック室の内部に収納され、前記処理対処物を支持する支持台と、
   前記ロードロック室に設けられ、真空状態にある前記ロードロック室の内部にベントガスを供給して、大気圧状態に切り替えるスローベント手段と、
   前記ロードロック室に接続され、該ロードロック室の内部に前記ベントガスを供給するベントガス供給管と
   を備えるロードロック装置において、
   前記支持台は、前記処理対象物を縦置きの状態で支持し、
   前記スローベント手段は、前記ロードロック室に接続され、該ロードロック室の内部に前記ベントガスを供給するスローベント管を有し、
   前記スローベント管と前記ベントガス供給管とが接続され、接続された一対の前記スローベント管と前記ベントガス供給管が、前記支持台に沿った方向に対して左右対称に配置され、
   一対の前記ベントガス供給管を有し、前記スローベント管は、該一対のベントガス供給管の間に配置されていることを特徴とするロードロック装置。
2. 前記スローベント手段は、前記スローベント管に設けられ、該スローベント管から前記ロードロック室へのベントガスの流入量を調節するスローベント弁を有することを特徴とする請求項１に記載のロードロック装置。
3. 前記ロードロック室に形成され、該ロードロック室の内部のガスを該ロードロック室の外部へと排気するための排気口と、
   前記排気口に接続された排気ポンプと
   を更に備え、
   前記排気口がメッシュ形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロードロック装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の前記ロードロック装置と、
   前記ロードロック室から搬入されてくる前記処理対象物に対して、真空雰囲気下で所定の処理を施す真空処理室と
   を備えることを特徴とする真空処理装置

Images