JP5967993B2 - 減圧装置 - Google Patents

Description

後述する実施形態は、概ね、減圧装置に関する。

半導体装置、フラットパネルディスプレイ、フォトマスク、光学部品、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）における要素などの微細構造体の製造においては、大気圧よりも減圧された雰囲気において各種の処理が行われている。
この様な微細構造体の処理においては、減圧雰囲気中に存在するパーティクルが微細構造体となる被処理物に付着することを抑制する必要がある。
そのため、パーティクルが被処理物に付着することを抑制することができる内部構造を有した減圧装置が提案されている。
しかしながら、微細構造体の処理部分における微細化が進むにつれ、パーティクルが被処理物に付着することをさらに抑制することが望まれている。

特開２０１０−２７８３６２号公報

本発明が解決しようとする課題は、パーティクルが被処理物に付着することを抑制する
ことができる減圧装置を提供することである。

実施形態に係る減圧装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な容器と、前記容器の内部にある気体を排気する排気部と、前記容器の内部に設けられ、主面が平坦面である支持板と、前記支持板の主面に設けられ、被処理物を支持する支持体と、前記支持板と、前記容器の底側の内壁と、の間に隙間を形成するための部材と、を備えている。そして、前記支持板の主面の大きさは、前記被処理物の大きさよりも大きく、前記支持体に支持された前記被処理物と前記支持板との間の寸法Ｈと、前記被処理物の厚み寸法Ｔと、が以下の式を満たす。

第１の実施形態に係る減圧装置を例示するための模式断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 比較例に係る減圧装置の減圧部を例示するための模式図である。 比較例に係る減圧装置の容器の内部における排気部３ａによる排気開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。（ａ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、排気部における圧力Ｐ２との差圧ΔＰと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｂ）は排気系のコンダクタンスＣと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｃ）は排気量Ｑと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｄ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。 減圧装置の容器の内部における排気部３ａによる排気開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。（ａ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、排気部３ａにおける圧力Ｐ２との差圧ΔＰと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｂ）は排気系のコンダクタンスＣと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｃ）は排気量Ｑと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｄ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。 容器の内部を排気する方法を例示するための模式グラフ図である。 制御部によるコンダクタンス制御部の制御について例示をするための模式グラフ図である。 比較例に係る減圧装置の容器の内部におけるガス供給部４による気体供給開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。（ａ）は供給部における圧力Ｐ３と、容器の内部における圧力Ｐ１との差圧ΔＰ’と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｂ）は給気系のコンダクタンスＣ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｃ）は給気量Ｑ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｄ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。 減圧装置の容器の内部におけるガス供給部４による気体供給開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。（ａ）は供給部における圧力Ｐ３と、容器の内部における圧力Ｐ１との差圧ΔＰ’と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｂ）は給気系のコンダクタンスＣ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｃ）は給気量Ｑ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｄ）は容器の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。 制御部によるコンダクタンス制御部の制御について例示をするための模式グラフ図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
ここで、減圧装置には、例えば、プラズマ処理装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置、熱処理装置などの処理装置や、ゲートバルブなどを介して処理装置に接続されるロードロック装置などがある。
そのため、以下においては、一例として、減圧装置がロードロック装置である場合を例に挙げて説明することにする。
なお、減圧装置がロードロック装置などの場合には、減圧装置において処理が施されることがないが、本明細書においては、減圧装置に搬入、搬出されるものを被処理物と称することにする。

[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る減圧装置を例示するための模式断面図である。
図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
図１、図２に示すように、減圧装置１には、容器２、減圧部３、ガス供給部４、支持部５が設けられている。

容器２は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造となっている。
容器２は、例えば、有底の角筒状を呈したものとすることができる。
図２に示すように、容器２の開口端にはＯ（オー）リングなどのシール部材２ｅ１が設けられている。そして、シール部材２ｅ１により、天井板２ｅが容器２と気密に接続されるようになっている。

容器２の側壁には、被処理物２００の搬入、搬出を行うための開口部２ａ、２ｂが設けられている。
例えば、容器２の大気圧環境側の側壁に設けられた開口部２ａと、容器２の処理装置１００側の側壁に設けられた開口部２ｂとを設けることができる。
また、開口部２ａを気密に閉鎖する扉６と、開口部２ｂを気密に閉鎖するゲートバルブ７とを設けることができる。扉６、ゲートバルブ７には、図示しない開閉機構がそれぞれ設けられ、開口部２ａ、２ｂの閉鎖と開放が行えるようになっている。
扉６、ゲートバルブ７には、Ｏ（オー）リングなどのシール部材６ａ、６ｂがそれぞれ設けられ、シール部材６ａ、６ｂを容器２の壁面に押しつけることで気密が保たれるようになっている。

また、減圧装置１は、処理装置１００と接続されている。
処理装置１００は、例えば、プラズマ処理装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置、熱処理装置などとすることができる。
処理装置１００の側壁には、被処理物２００の搬入、搬出を行うための開口部１００ａが設けられている。そして、開口部１００ａと容器２の開口部２ｂとを介して、処理装置１００の内部と、容器２の内部とがつながっている。
また、処理装置１００の側壁には、Ｏ（オー）リングなどのシール部材１００ｂが設けられている。そして、シール部材１００ｂにより、減圧装置１が処理装置１００と気密に接続されるようになっている。

減圧部３は、容器２の内部にある気体を排気して容器２の内部における圧力を減圧する。
減圧部３には、排気部３ａ、コンダクタンス制御部３ｂ（第１のコンダクタンス制御部の一例に相当する）、検出部３ｃ、制御部３ｄ、接続部３ｅ（第１の接続部の一例に相当する）が設けられている。
排気部３ａ、コンダクタンス制御部３ｂ、接続部３ｅは、配管３ｆで接続されている。 排気部３ａは、コンダクタンス制御部３ｂ、配管３ｆ、接続部３ｅを介して、容器２の内部とつながっている。
排気部３ａは、容器２の内部にある気体を排気する。
排気部３ａは、例えば、真空ポンプなどとすることができる。

コンダクタンス制御部３ｂは、気体の排気に係るコンダクタンスＣ（以下、排気系のコンダクタンスＣと称する）を制御する。
コンダクタンス制御部３ｂは、例えば、バルブ弁の回転角を変化させてコンダクタンスを制御するバタフライバルブなどとすることができる。
検出部３ｃは、容器２の側壁に設けられ、容器２の内部における圧力を検出する。
検出部３ｃは、検出した圧力に応じた電気信号を出力するものとすることができる。
検出部３ｃは、例えば、真空計などとすることができる。

制御部３ｄは、コンダクタンス制御部３ｂ、検出部３ｃとそれぞれ電気的に接続されている。
制御部３ｄは、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、コンダクタンス制御部３ｂを制御する。
なお、コンダクタンス制御部３ｂによる排気系のコンダクタンスＣの制御に関する詳細は後述する。

接続部３ｅは、容器２の側壁に設けられた開口部２ｃ（第１の開口部の一例に相当する）に気密となるように設けられている。
接続部３ｅは、容器２の側壁に設けられたＯ（オー）リングなどのシール部材３ｅ２にフランジ部３ｅ１を押し付けることで気密となるように設けられている。
ガス供給部４は、容器２の内部に気体を供給することで容器２の内部における圧力を大気圧に戻す。
ガス供給部４には、供給部４ａ、コンダクタンス制御部４ｂ（第２のコンダクタンス制御部の一例に相当する）、接続部４ｃ（第２の接続部の一例に相当する）、制御部４ｄが設けられている。
供給部４ａ、コンダクタンス制御部４ｂ、接続部４ｃは、配管４ｅで接続されている。 供給部４ａは、接続部４ｃ、コンダクタンス制御部４ｂを介して、容器２の内部とつながっている。
供給部４ａは、容器２の内部に気体を供給する。
供給部４ａは、例えば、加圧された窒素ガスや不活性ガスなどが収納されたボンベなどとすることができる。

コンダクタンス制御部４ｂは、供給部４ａと、接続部４ｃと、の間に設けられ、気体の供給に係るコンダクタンスＣ１（以下、給気系のコンダクタンスＣ１と称する）を制御する。
コンダクタンス制御部４ｂは、例えば、流量制御バルブなどとすることができる。
接続部４ｃは、容器２の側壁に設けられた開口部２ｄ（第２の開口部の一例に相当する）に気密となるように設けられている。

制御部４ｄは、コンダクタンス制御部４ｂ、検出部３ｃとそれぞれ電気的に接続されている。
制御部４ｄは、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、コンダクタンス制御部４ｂを制御する。
例えば、制御部４ｄは、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、コンダクタンス制御部４ｂを制御する。
なお、コンダクタンス制御部４ｂによる給気系のコンダクタンスＣ１の制御に関する詳細は後述する。

図１に示すように、接続部４ｃと接続部３ｅとは平面視において対峙して設けられている。そして、接続部４ｃの中心軸４ｃ３と、接続部３ｅの中心軸３ｅ３と、は平面視において同一直線上にあるようになっている。
接続部４ｃは、容器２の側壁に設けられたＯ（オー）リングなどのシール部材４ｃ２にフランジ部４ｃ１を押し付けることで気密となるように設けられている。
接続部４ｃの流路断面積（流路における流れ方向に直交する方向の断面積）は、配管４ｅの流路断面積よりも大きくなっている。そのため、容器２の内部に供給される気体の流速を遅くすることができる。

支持部５は、被処理物２００を支持するとともに、被処理物２００を昇降させる。
支持部５には、支持板５ａ、支持体５ｂ、昇降軸５ｃ、昇降板５ｄ、昇降部５ｅ、カバー５ｆが設けられている。
支持板５ａは、容器２の内部に設けられている。支持板５ａは、板状を呈している。支持板５ａの主面５ａ２、５ａ３の大きさは、被処理物２００の大きさよりも大きくなっている。
図２に示すように、支持板５ａの主面５ａ２は、支持板５ａの被処理物２００と対峙する面である。支持板５ａの主面５ａ３は、支持板５ａの主面５ａ２に対向する面である。 支持体５ｂは、柱状を呈し、一方の端部に被処理物２００を支持するための斜面５ｂ１が設けられている。支持体５ｂの他方の端部には図示しない雌ネジ部が設けられている。そして、支持体５ｂは、支持板５ａの支持体５ｂが設けられる側とは反対の側から挿入されたネジにより支持板５ａの主面５ａ２上に設けられている。
図２においては、支持体５ｂが４つ設けられる場合を例示したが、支持体５ｂの数はこれに限定されるわけではない。支持体５ｂの数は２つ以上であればよく、被処理物２００の形状、大きさなどに応じて適宜変更することができる。

昇降軸５ｃは、柱状を呈し、一方の端部が支持板５ａに設けられている。昇降軸５ｃの他方の端部は、昇降板５ｄに設けられている。
昇降板５ｄは、板状を呈し、昇降軸５ｃとともに昇降動作するようになっている。
昇降部５ｅは、支持板５ａ、支持体５ｂ、昇降軸５ｃ、昇降板５ｄを昇降させる。昇降部５ｅは、例えば、空圧や油圧を利用した昇降機構（例えば、空圧シリンダや油圧シリンダなど）などとすることができる。
カバー５ｆは、容器２の底部と昇降板５ｄとの間において昇降軸５ｃを覆うようにして設けられている。カバー５ｆは、昇降方向に伸縮できるものとなっている。カバー５ｆは、例えば、蛇腹構造を持った伸縮管（いわゆるベローズ）とすることができる。

被処理物２００を昇降させる機能は、減圧装置１に被処理物２００を搬入、搬出させる図示しない搬送装置と、支持部５との間における被処理物２００の受け渡しのために設けられている。そのため、図示しない搬送装置に被処理物２００を昇降させる機能が設けられている場合には、昇降軸５ｃ、昇降板５ｄ、昇降部５ｅ、カバー５ｆを省略することができる。なお、昇降軸５ｃ、昇降板５ｄ、昇降部５ｅ、カバー５ｆを省略する場合には、支持板５ａと容器２の底側の内壁との間に隙間を形成するための部材を設けるようにすればよい。

ここで、被処理物２００の処理部分における微細化が進むにつれ、製造段階において除去すべきパーティクルの大きさも小さくなってきている。しかしながら、パーティクルの大きさが小さくなるほど除去が困難となる。例えば、排気部３ａによる排気により容器２の内部にある直径寸法が０．２μｍ以上の粒子を除去したとしても、直径寸法が０．１μｍ以下の粒子は相当数残留するおそれがある。そのため、減圧装置１は、容器２の内部にあるパーティクルが被処理物２００に付着することを抑制することができる構成を有したものとされている。

まず、減圧部３やガス供給部４により形成された気流によりパーティクルが舞い上げられる場合がある。
そのため、減圧装置１は、舞い上げられたパーティクルが被処理物２００に付着し難くなるような構成を有している。

例えば、図２に示すように、支持板５ａの主面５ａ２、５ａ３は、減圧部３やガス供給部４により容器２の内部に形成される気流の流れ方向と平行になるように設けられている。
また、接続部４ｃと接続部３ｅとは平面視において対峙して設けられている。そして、接続部４ｃの中心軸４ｃ３と、接続部３ｅの中心軸３ｅ３とは平面視において同一直線上にあるようになっている。
そのため、気流の流れが乱れることを抑制することができるので、パーティクルが舞い上げられることを抑制することができる。
また、支持板５ａの主面５ａ２、５ａ３の大きさは、被処理物２００の大きさよりも大きくなっている。
そのため、仮に、容器２の底面側にあるパーティクルが舞い上げられたとしても、舞い上げられたパーティクルが被処理物２００の側に侵入することを抑制することができる。

次に、容器２の内部に設けられた支持部５を構成する要素に気流があたると渦が発生する。そして、渦が発生すると発生した渦にパーティクルが捕獲され容器２の外に排出されにくくなる。
そのため、支持部５は、渦が発生しにくくなるような構成を有している。
例えば、支持板５ａの主面５ａ２、５ａ３は平坦面であるので、空気抵抗が少なく渦の発生を抑制することができる。
また、例えば、支持体５ｂは柱状を呈しているので、空気抵抗が少なく渦の発生を抑制することができる。この場合、支持体５ｂの断面形状を円形や楕円形などとすれば、渦の発生をより少なくすることができる。
また、前述したように、支持板５ａの主面５ａ２、５ａ３は気流の流れ方向と平行になるように設けられているので、空気抵抗が少なく渦の発生を抑制することができる。

そして、被処理物２００と、支持板５ａとの位置関係が以下のようになっている。
例えば、図２に示すように、被処理物２００と支持板５ａとの間の寸法Ｈと、被処理物２００の厚み寸法Ｔとが以下の（１）式を満たすようになっている。

この様にすれば、被処理物２００の支持板５ａ側を流れる気流の流速の上昇を抑えることができるので、パーティクルが舞い上げられ難くすることができる。また、被処理物２００の支持板５ａ側を流れる気流の流速と、被処理物２００の天井板２ｅ側を流れる気流の流速との差を小さくすることができる。そのため、被処理物２００の支持板５ａ側と天井板２ｅ側との間における圧力の差を小さくすることができるので、被処理物２００の位置がずれることを抑制することができる。
また、被処理物２００と支持板５ａとの間の寸法Ｈと、被処理物２００における排気の下流側の端部２００ａと支持板５ａにおける排気の下流側の端部５ａ１との間の寸法Ｌと、が以下の（２）式を満たすようになっている。

この様にすれば、被処理物２００の下流側の端部２００ａ近傍に発生した渦と、支持板５ａの下流側の端部５ａ１近傍に発生した渦との間の距離をとることができるので、発生した渦同士が干渉することを抑制することができる。そのため、渦同士が干渉することで渦が成長することを抑制することができる。

そして、減圧装置１は、パーティクルが舞い上げられ難くなるような構成を有している。
例えば、接続部３ｅの中心軸３ｅ３が、被処理物２００の支持板５ａ側の面と、支持板５ａの主面５ａ２との間に位置するようになっている。
また、接続部４ｃの中心軸４ｃ３が、被処理物２００の厚み寸法Ｔの中心線と一致するようになっている。
この様にすれば、容器２の底側にあるパーティクルが舞い上げられ難くなる。
また、被処理物２００の支持板５ａ側を流れる気流の流速と、被処理物２００の天井板２ｅ側を流れる気流の流速との差を小さくすることができる。そのため、被処理物２００の支持板５ａ側と天井板２ｅ側との間における圧力の差を小さくすることができるので、気流の渦の発生を抑止することができる。
そして、前述したように、接続部４ｃを設けることで容器２の内部に供給される気体の流速を遅くすることができる。そのため、容器２の内部にあるパーティクルが舞い上げられ難くなる。

そして、減圧装置１は、容器２の内部において発生したパーティクルが被処理物２００に付着することを抑制することができる構成を有している。
例えば、ネジは、締結する際に大きな摩擦力を発生させる。そのため、締結部分において磨耗粉が発生し、発生した磨耗粉が締結部分に溜め込まれることになる。そして、磨耗粉がパーティクルとなる。
減圧装置１においては、支持体５ｂは、支持板５ａの支持体５ｂが設けられる側とは反対の側から挿入されたネジにより締結される。
そのため、締結部分において発生した磨耗粉（パーティクル）が被処理物２００の側に侵入することが、支持板５ａにより阻害される。そのため、構造的に簡潔で且つ安価なネジによる締結を採用した場合であっても、磨耗粉が被処理物２００に付着することを抑制することができる。
また、カバー５ｆが昇降方向に伸縮した際にパーティクルが発生するが、発生したパーティクルが被処理物２００の側に侵入することが、支持板５ａにより阻害される。そのため、カバー５ｆが設けられた場合であっても、パーティクルが被処理物２００に付着することを抑制することができる。
また、支持体５ｂの斜面５ｂ１により被処理物２００の角を支えるようにしているため、接触面積を小さくすることができる。そのため、パーティクルの発生を抑制することができる。また、支持体５ｂの斜面５ｂ１により被処理物２００を支えるようにすれば、支持位置の位置合わせを行うこともできる。

以上は、減圧装置１の機械的な構成により、容器２の内部にあるパーティクルが被処理物２００に付着することを抑制する場合である。
以下においては、減圧装置１の作用により、容器２の内部にあるパーティクルが被処理物２００に付着することを抑制する場合について例示する。
図３は、比較例に係る減圧装置の減圧部を例示するための模式図である。なお、図３中のＳは実効排気速度、Ｃは排気系のコンダクタンス、Ｓｐは排気部３ａの排気速度、Ｐ１は減圧装置の容器２の内部における圧力、Ｐ２は排気部３ａにおける圧力、Ａは配管３ｆの流路断面積、Ｌ１は容器２と排気部３ａとの間の寸法である。
図４は、比較例に係る減圧装置の容器２の内部における排気部３ａによる排気開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。図４（ａ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、排気部３ａにおける圧力Ｐ２との差圧ΔＰと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図４（ｂ）は排気系のコンダクタンスＣと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図４（ｃ）は排気量Ｑと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図４（ｄ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。

図３に示すように、比較例に係る減圧装置は、前述したコンダクタンス制御部３ｂが設けられていない場合である。そのため、排気系のコンダクタンスＣは主に配管３ｆのコンダクタンスとなる。

図３に例示をしたものの場合には、実効排気速度Ｓは以下の（３）式で表すことができる。

ここで、排気部３ａの排気速度Ｓｐは一定であるとすると、排気系のコンダクタンスＣは以下の（４）式で表すことができる。

この場合、配管３ｆの流路断面積Ａと、容器２と排気部３ａとの間の寸法Ｌ１は一定であるため、Ｐ１−Ｐ２、すなわち、容器２の内部における圧力Ｐ１と、排気部３ａにおける圧力Ｐ２との差圧ΔＰが変化するとそれに応じて排気系のコンダクタンスＣが変化する。
つまり、図４（ａ）に示すように差圧ΔＰが時間Ｔの経過とともに変化すると、図４（ｂ）に示すように排気系のコンダクタンスＣも差圧ΔＰの変化に応じて変化する。

また、排気系のコンダクタンスＣが変化するとそれに応じて排気量Ｑが変化することになる。すなわち、図４（ｃ）に示すように排気量Ｑが変化する。
そして、排気量Ｑが図４（ｃ）に示すような変化をすれば、容器２の内部における圧力Ｐ１は図４（ｄ）に示すような変化をすることになる。
そのため、図４（ｄ）から分かるように、排気部３ａの起動から間もないあいだは容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化する。
容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化すると、容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がり易くなるのでパーティクルが被処理物２００に付着しやすくなる。

図５は、減圧装置１の容器２の内部における排気部３ａによる排気開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。図５（ａ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、排気部３ａにおける圧力Ｐ２との差圧ΔＰと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図５（ｂ）は排気系のコンダクタンスＣと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図５（ｃ）は排気量Ｑと、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図５（ｄ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。

図５（ａ）に示すように、差圧ΔＰが時間Ｔの経過とともに変化すると、図４（ｂ）に示したように排気系のコンダクタンスＣも差圧ΔＰの変化に応じて変化することになる。 しかしながら、減圧装置１にはコンダクタンス制御部３ｂが設けられている。そのため、コンダクタンス制御部３ｂにより排気系のコンダクタンスＣを任意に変化させることができる。

この場合、図５（ｃ）に示すように排気量Ｑが一定となるように、排気系のコンダクタンスＣをコンダクタンス制御部３ｂにより制御するようにする。
排気量Ｑが一定となるようにするためには、図５（ｂ）に示すように時間Ｔの経過とともに排気系のコンダクタンスＣを大きくすればよい。
そして、排気量Ｑが一定となるようにすれば、容器２の内部における圧力Ｐ１の変化は、図５（ｄ）に示すもののようになる。
すなわち、図４（ｄ）に示したもののように容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化することがなく、圧力Ｐ１を徐々に変化させることができる。
容器２の内部における圧力Ｐ１を徐々に変化させることができれば、容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がり難くなるのでパーティクルが被処理物２００に付着し難くなる。
また、容器２の内部における圧力Ｐ１を徐々に変化させることができれば、排気に要する時間を短縮することができる。
この場合、制御部３ｄは、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、容器２の内部における圧力Ｐ１が図５（ｄ）に示すような変化をするようにコンダクタンス制御部３ｂを制御すればよい。すなわち、制御部３ｄは、所定の割合で容器２の内部における圧力Ｐ１が減少するようにコンダクタンス制御部３ｂを制御すればよい。その様にすれば、コンダクタンス制御部３ｂは、容器２の内部にある気体を排気する際に、排気量Ｑが一定となるように排気系のコンダクタンスＣを制御することになる。なお、図示しない検出装置を用いて排気量Ｑを検出する場合には、制御部３ｄは、排気量Ｑが一定となるようにコンダクタンス制御部３ｂを制御するようにすればよい。

次に、制御部３ｄによるコンダクタンス制御部３ｂの制御についてさらに例示をする。 図６は、容器２の内部を排気する方法を例示するための模式グラフ図である。
なお、図中の２０は図５（ｄ）で例示をした排気過程、２１は図４（ｄ）で例示をした排気過程である。また、２２は、一般的に行われているいわゆるスロー排気を行う場合の排気過程である。Ｐ１１は排気開始の際の圧力（例えば、大気圧）、Ｐ１２はスロー排気から全開排気に切り換えを行う際の圧力、Ｐ１３は排気を終了させる際の圧力である。

前述したように、排気過程２１のような排気を行えば容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がるおそれがある。
この場合、排気過程２２のような排気を行えば容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がることを抑制することができる。
例えば、コンダクタンスの低い排気系と、コンダクタンスの高い排気系を設けて、圧力Ｐ１１から圧力Ｐ１２までの間はコンダクタンスの低い排気系を用いたスロー排気を行う。そして、圧力がＰ１２となった際に、コンダクタンスの高い排気系に切り替えて全開排気を行うようにする。
この様にすれば、圧力変化を緩やかにすることができるので容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がることを抑制することができる。

しかしながら、スロー排気を行えば圧力Ｐ１３に到達するまでの時間が長くなる。また、スロー排気を行えば排気のために必要となる電力量が増加する。
これに対して、前述したように、排気過程２０のような排気を行えば容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がることを抑制することができる。また、排気過程２２の場合と比べて、圧力Ｐ１３に到達するまでの時間を短縮したり、排気のために必要となる電力量を少なくしたりすることができる。

図７は、制御部３ｄによるコンダクタンス制御部３ｂの制御について例示をするための模式グラフ図である。
図５（ｄ）で例示をした排気過程２０は、理想的な状態を表している。そのため、実際に容器２の内部を排気する際には、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、容器２の内部における圧力が排気過程２０における圧力となるようにコンダクタンス制御部３ｂのフィードバック制御を行うようにすることができる。なお、排気量Ｑが一定となるような圧力変化、すなわち、排気過程２０は、実験やシミュレーションなどにより求めるようにすることができる。

この場合、排気開始から排気終了までの期間を複数の領域に分割し、各領域における圧力が排気過程２０における圧力になるようにコンダクタンス制御部３ｂの制御を行うようにすることができる。
例えば、図７中に示す圧力変化２０ａとなるようにコンダクタンス制御部３ｂをフィードバック制御するようにすることができる。
この様にすれば、実際に容器２の内部を排気する際に理想的な状態から解離が生じたとしても、その解離を解消することができる。そのため、容器２の内部に設けられた要素が変更されたり、排気系のコンダクタンスＣに機差などがあったりした場合であっても適正な排気を行うことができる。

以上は、減圧部３により容器２の内部から気体を排気する場合である。
次に、ガス供給部４により容器２の内部に気体を供給する場合について例示する。
図８は、比較例に係る減圧装置の容器２の内部におけるガス供給部４による気体供給開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。図８（ａ）は供給部４ａにおける圧力Ｐ３と、容器２の内部における圧力Ｐ１との差圧ΔＰ’と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図８（ｂ）は給気系のコンダクタンスＣ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図８（ｃ）は給気量Ｑ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図８（ｄ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。

図４（ａ）に例示をした場合と同様に、差圧ΔＰ’は時間Ｔの経過とともに図８（ａ）に示すように変化する。
また、図４（ｂ）に例示をした場合と同様に、給気系のコンダクタンスＣ１も差圧ΔＰ’の変化に応じて図８（ｂ）に示すように変化する。
また、給気系のコンダクタンスＣ１が変化するとそれに応じて給気量Ｑ１が変化することになる。すなわち、図８（ｃ）に示すように給気量Ｑ１が変化する。
そして、給気量Ｑ１が図８（ｃ）に示すような変化をすれば、容器２の内部における圧力Ｐ１は図８（ｄ）に示すような変化をすることになる。

すなわち、ガス供給部４により容器２の内部に気体を供給する場合も、減圧部３により容器２の内部から気体を排気する場合と同様となる。
そのため、図８（ｄ）から分かるように、供給部４ａの起動から間もないあいだは容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化する。
容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化すると、容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がり易くなるのでパーティクルが被処理物２００に付着しやすくなる。

図９は、減圧装置１の容器２の内部におけるガス供給部４による気体供給開始後の状態変化を例示するための模式グラフ図である。図９（ａ）は供給部４ａにおける圧力Ｐ３と、容器２の内部における圧力Ｐ１との差圧ΔＰ’と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図９（ｂ）は給気系のコンダクタンスＣ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図９（ｃ）は給気量Ｑ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図、図９（ｄ）は容器２の内部における圧力Ｐ１と、時間Ｔとの関係を例示するための模式グラフ図である。

図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、ガス供給部４により容器２の内部に気体を供給する場合も、減圧部３により容器２の内部から気体を排気する場合と同様の制御を行えばよいことが分かる。
例えば、図９（ｃ）に示すように給気量Ｑ１が一定となるように、給気系のコンダクタンスＣ１をコンダクタンス制御部４ｂにより制御するようにする。
給気量Ｑ１が一定となるようにするためには、図９（ｂ）に示すように時間Ｔの経過とともに給気系のコンダクタンスＣ１を大きくすればよい。
そして、給気量Ｑ１が一定となるようにすれば、容器２の内部における圧力Ｐ１の変化は、図９（ｄ）に示すもののようになる。
すなわち、図８（ｄ）に示したもののように容器２の内部における圧力Ｐ１が急激に変化することがなく、圧力Ｐ１を徐々に変化させることができる。
容器２の内部における圧力Ｐ１を徐々に変化させることができれば、容器２の内部にあるパーティクルが舞い上がり難くなるのでパーティクルが被処理物２００に付着し難くなる。
この場合、制御部４ｄは、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、容器２の内部における圧力Ｐ１が図９（ｄ）に示すような変化をするようにコンダクタンス制御部４ｂを制御すればよい。すなわち、制御部４ｄは、所定の割合で容器２の内部における圧力Ｐ１が増加するようにコンダクタンス制御部４ｂを制御すればよい。その様にすれば、コンダクタンス制御部４ｂは、容器２の内部に気体を供給する際に、給気量Ｑ１が一定となるように給気系のコンダクタンスＣ１を制御することになる。なお、図示しない検出装置を用いて給気量Ｑ１を検出する場合には、制御部４ｄは、給気量Ｑ１が一定となるようにコンダクタンス制御部４ｂを制御するようにすればよい。

図１０は、制御部４ｄによるコンダクタンス制御部４ｂの制御について例示をするための模式グラフ図である。
図９（ｄ）で例示をした給気過程３０は、理想的な状態を表している。そのため、実際に容器２の内部に給気する際には、検出部３ｃから送られてきた電気信号に基づいて、容器２の内部における圧力が給気過程３０における圧力となるようにコンダクタンス制御部４ｂのフィードバック制御を行うようにすることができる。なお、給気量Ｑ１が一定となるような圧力変化、すなわち、給気過程３０は、実験やシミュレーションなどにより求めるようにすることができる。

この場合、給気開始から給気終了までの期間を複数の領域に分割し、各領域における圧力が給気過程３０における圧力になるようにコンダクタンス制御部４ｂの制御を行うようにすることができる。
例えば、図１０中に示す圧力変化３０ａとなるようにコンダクタンス制御部４ｂをフィードバック制御するようにすることができる。
この様にすれば、実際に容器２の内部に給気する際に理想的な状態から解離が生じたとしても、その解離を解消することができる。そのため、容器２の内部に設けられた要素が変更されたり、給気系のコンダクタンスＣ１に機差などがあったりした場合であっても適正な給気を行うことができる。

以上においては、一例として、減圧装置がロードロック装置である場合を例に挙げたが、減圧装置はロードロック装置に限定されるわけではない。例えば、減圧装置は、プラズマ処理装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置、熱処理装置などの大気圧よりも減圧した状態を生じさせて被処理物の処理を行う処理装置などとすることもできる。

[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態に係る減圧方法について例示する。
第２の実施形態に係る減圧方法は、例えば、前述した減圧装置１において実行することができる。
例えば、第２の実施形態に係る減圧方法は、容器２の内部に被処理物２００を支持する工程と、容器２の内部に被処理物２００を支持した状態で容器２の内部にある気体を排気する工程と、を備えたものとすることができる。そして、容器２の内部にある気体を排気する工程において、排気量Ｑが一定となるように排気系のコンダクタンスＣを制御するようにすることができる。
また、容器２の内部に被処理物２００を支持した状態で容器２の内部に気体を供給する工程をさらに備えたものとすることができる。例えば、減圧状態から大気圧状態に戻す工程をさらに備えたものとすることができる。そして、容器２の内部に気体を供給する工程において、給気量Ｑ１が一定となるように給気系のコンダクタンスＣ１を制御するようにすることができる。
その他、前述した減圧装置１の作用に関する要素をさらに備えるようにすることもできる。
なお、各工程における内容は、減圧装置１において例示をしたものと同様とすることができるため詳細な説明は省略する。

以上に例示をした実施形態によれば、パーティクルが被処理物に付着することを抑制することができる減圧装置および減圧方法を実現することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 減圧装置、２ 容器、３ 減圧部、３ａ 排気部、３ｂ コンダクタンス制御部、３ｃ 検出部、３ｄ 制御部、３ｅ 接続部、３ｆ 配管、４ ガス供給部、４ａ 供給部、４ｂ コンダクタンス制御部、４ｃ 接続部、４ｄ 制御部、４ｅ 配管、５ 支持部、５ａ 支持板、５ａ２ 主面、５ａ３ 主面、５ｂ 支持体、５ｃ 昇降軸、５ｄ 昇降板、５ｅ 昇降部、５ｆ カバー、２００ 被処理物

Claims (8)

1. 大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な容器と、
   前記容器の内部にある気体を排気する排気部と、
   前記容器の内部に設けられ、主面が平坦面である支持板と、
   前記支持板の主面に設けられ、被処理物を支持する支持体と、
   前記支持板と、前記容器の底側の内壁と、の間に隙間を形成するための部材と、
   を備え、
   前記支持板の主面の大きさは、前記被処理物の大きさよりも大きく、
   前記支持体に支持された前記被処理物と前記支持板との間の寸法Ｈと、前記被処理物の厚み寸法Ｔと、が以下の式を満たすことを特徴とする減圧装置。
   

   
2. 前記排気部が接続され、前記容器の第１の開口部に設けられた第１の接続部をさらに備え、
   前記第１の接続部の中心軸が、前記支持体に支持された前記被処理物の前記支持板側の面と、前記支持板の主面と、の間に位置することを特徴とする請求項１記載の減圧装置。
3. 前記容器の内部には、前記排気部が接続された前記第１の開口部を下流として排気の流れが形成され、
   前記被処理物と前記支持板との間の寸法Ｈと、
   前記被処理物における前記排気の下流側の端部と、前記支持板における前記排気の下流側の端部との間の寸法Ｌと、が以下の式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の減圧装置。
   

   
4. 前記排気部と、前記第１の接続部と、の間に設けられ、前記気体の排気に係るコンダクタンスを制御する第１のコンダクタンス制御部をさらに備え、
   前記第１のコンダクタンス制御部は、前記容器の内部にある気体を排気する際に、排気量が一定となるように前記排気に係るコンダクタンスを制御することを特徴とする請求項２に記載の減圧装置。
5. 前記容器の内部に気体を供給する供給部と、
   前記供給部が接続され、前記容器の第２の開口部に設けられた第２の接続部と、
   前記供給部と、前記第２の接続部と、の間に設けられ、前記気体の供給に係るコンダクタンスを制御する第２のコンダクタンス制御部と、
   前記供給部と、前記第２の接続部と、前記第２のコンダクタンス制御部と、を接続する配管と、
   をさらに備え、
   前記第２の接続部の流路断面積は、前記配管の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の減圧装置。
6. 前記第２のコンダクタンス制御部は、前記容器の内部に気体を供給する際に、給気量が一定となるように前記気体の供給に係るコンダクタンスを制御することを特徴とする請求項５記載の減圧装置。
7. 前記支持板の主面は、前記容器の内部に形成される気流の流れ方向と平行に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の減圧装置。
8. 前記支持体は、柱状を呈し、一方の端部に前記被処理物を支持する斜面が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の減圧装置。

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