JP6526795B2 - 基板の保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を保持する基板保持機構、基板に所定の膜を形成する成膜装置、および基板の保持方法に関する。

基板に所定の膜を形成する成膜装置には、例えば、枚葉式のスパッタ装置が知られている。枚葉式のスパッタ装置は、成膜処理を行う処理室を備え、処理室には、ほぼ垂直に配置されたターゲットと、基板を保持しかつターゲットに対する基板の姿勢を変える基板保持機構とを備える構成が提案されている。基板保持機構は、ターゲットに対してほぼ垂直な状態と、ターゲットとほぼ平行な状態とに基板の姿勢を変える。こうしたスパッタ装置では、基板保持機構が載置台の載置面にクランプ機構を用いて基板の外周を機械的に保持する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３３２１１７号公報

ところで、近年では、スパッタ装置を用いて形成された膜を備える製品を軽量化したり、製品に可撓性や柔軟性を与えたりする目的で、成膜の対象である基板の厚さがより小さいことが求められている。

ここで、クランプ機構を用いて基板を載置台に保持するとき、クランプ機構では、クランプ片の基端において基板にかかる力が最も大きく、クランプ片の先端に向かうほど基板にかかる力が小さくなる。そして、基板の厚さが小さいほど、クランプ片が基板に大きい力をかけると、クランプ片の基端と接する基板部分において応力が集中して基板が割れてしまう。このため、クランプ片が基板にかけられる力には限界がある。結果として、基板の姿勢がターゲットに対してほぼ垂直な状態からほぼ平行な状態に変えられたときに基板の位置が変わる程度、さらには基板が座屈してしまう程度にクランプ片が基板にかける力が弱くなってしまう場合がある。

なお、こうした事項は、基板の姿勢をほぼ９０°変える基板保持機構に限らず、基板を揺動させたり、基板の表裏を反転させたりすることで、基板の姿勢を変える基板保持機構においても共通し、また、上述したスパッタ装置に限らず、他の基板処理装置、例えば、蒸着装置やエッチング装置などにおいても共通する。

本発明は、基板の姿勢が変わることに伴って、載置面に対する基板の位置が変わることが抑えられる基板保持機構、成膜装置、および基板の保持方法を提供することを目的とする。

一態様による基板保持機構は、基板の外周部が載置される載置面を有して前記基板を保持する保持部であって、前記載置面の位置を第１位置と、前記第１位置とは異なる第２位置との間で変える保持部を備え、前記保持部は、前記載置面の少なくとも一部に前記基板を静電的に吸着する吸着部を備える。

この構成によれば、基板の外周部が載置面に載置され、載置面の少なくとも一部に基板が吸着されるため、基板の位置を保つための力が基板の縁などに集中することが、基板と載置面との面接触によって抑えられる。それゆえに、基板の位置を保つための力が基板の縁などに集中するクランプ片のみによる基板の保持と比べて、基板の姿勢が変わることに伴って、載置面に対する基板の位置が変わることが抑えられる。

上記基板保持機構の他の態様において、前記基板保持機構は前記基板の温度を温調する温調部をさらに備え、前記載置面は環形状を有し、前記温調部は前記載置面の内側に位置していることが好ましい。
この構成によれば、基板保持機構によって保持される基板の温度を温調部によって調節することができる。

上記基板保持機構の他の態様において、前記温調部は、前記載置面の内側に位置して前記基板から離れるように構成されていてもよい。

この構成によれば、基板の温度が基板から離れて位置する温調部の輻射熱によって調節されるため、基板の面内における温度分布のばらつきが抑えられる。
上記基板保持機構の他の態様において、前記温調部は、前記載置面の内側に位置して前記基板に接するように構成されていてもよい。
この構成によれば、基板の温度が基板に接する温調部によって調節されるため、基板の温調される効率が高まる。

上記基板保持機構の他の態様において、前記基板保持機構は、前記載置面の内側に配置され、前記基板を支持する第１支持部をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、第１支持部が、載置面よりも内側に位置する基板の内側部分に接するため、基板の内側部分が撓むことが抑えられる。

上記基板保持機構の他の態様において、前記第１支持部は、前記基板に接する先端部を備え、前記先端部は、前記基板を静電的に吸着する支持吸着部を備えることが好ましい。

この構成によれば、基板の一部が支持吸着部によって吸着されるため、載置面の位置が変わるとき、載置面に載置された基板が好適に保持される。

上記基板保持機構の他の態様において、前記保持部は、前記基板の縁を機械的に支持する第２支持部をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、基板の載置面が吸着部によって吸着されることに加えて、基板の縁が第２支持部によって支持されるため、載置面に対する基板の位置が変わることがより抑えられる。

一態様による成膜装置は、基板に向けて成膜種を放出する成膜部と、前記基板の外周部が載置される載置面を有して前記載置面上に前記基板を保持する保持部であって、前記載置面の位置を前記成膜部と対向する第１位置と、前記第１位置とは異なる第２位置との間で変える前記保持部とを備える。前記保持部は、前記載置面の少なくとも一部に前記基板を静電的に吸着する吸着部を備える。

この構成によれば、基板の外周部が載置面に載置され、載置面の少なくとも一部に基板が吸着されるため、基板の位置を保つための力が基板の縁などに集中することが、基板と載置面との面接触によって抑えられる。それゆえに、基板の位置を保つための力が基板の縁などに集中するクランプ片のみによる基板の保持と比べて、基板の姿勢が変わることに伴って、載置面に対する基板の位置が変わることが抑えられる。

成膜処理では、基板の中心に近いほど、成膜種によって基板に与えられた熱が基板の外部に放出されにくいため、基板の中心部における温度、ひいては、基板の中心部と重なる保持部の中心部における温度が高くなる。これにより、保持部の温度が、吸着部が機能することのできる温度よりも高い温度になる場合がある。

この点で、上記成膜装置の構成によれば、吸着部が、基板の外周部が接する載置面に位置するため、吸着部が保持部の他の部分に位置する構成と比べて、吸着部の温度が高まることが抑えられる。これにより、吸着部の機能の低下も抑えられ、結果として、載置面の位置が変わることによって基板の姿勢が変わることに伴って、載置面に対する基板の位置が変わることが抑えられる。
一態様による基板の保持方法は、第１位置と前記第１位置とは異なる第２位置との間で位置を変更可能な載置面上に前記基板の外周部を載置すること、前記載置面の少なくとも一部に前記基板を静電的に吸着することを備える。
好ましくは、前記基板を静電的に吸着することは、前記載置面の少なくとも２箇所で前記基板の外周部を吸着することを含む。
一態様では、前記基板を静電的に吸着することは、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの１つで前記基板の外周部の吸着を開始すること、前記少なくとも２箇所の全てで前記吸着が行われる状態となるまで、前記吸着を開始した箇所で前記吸着を維持したまま、前記少なくとも２箇所の各々での前記吸着を順番に開始することを含む。
一態様では、前記基板を静電的に吸着することは、前記載置面の少なくとも２箇所の全てで前記基板の外周部の吸着を開始すること、前記吸着を開始した後、前記少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することを含む。
好ましくは、前記基板を静電的に吸着することは、前記載置面の少なくとも２箇所の全てで前記吸着が行われている状態から前記少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除すること、前記吸着を解除した箇所で前記吸着を再開することによって前記少なくとも２箇所の全てで前記吸着を行うことを含む。
一態様では、前記基板は、前記載置面が前記第２位置にあるときに前記載置面上に受け取られ、前記載置面が前記第１位置にあるときに成膜が行われる。この場合、好ましくは、前記基板を静電的に吸着することは、前記載置面が前記第２位置にあるとき、前記載置面の少なくとも２箇所の１つまたは全てで前記吸着を開始すること、前記載置面が前記第２位置または前記第１位置にあるとき、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することを含む。
また、好ましくは、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、前記基板が成膜される前、前記基板が成膜されている間、および前記基板が成膜された後のうちの少なくとも１つにおいて、前記載置面の前記第１位置で前記吸着を解除することを含む。
一態様では、前記基板保持方法は、前記基板が成膜されて前記載置面が前記第１位置から前記第２位置に戻された後、前記載置面の少なくとも２箇所における前記吸着を順番に解除することを備える。
一態様では、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの１つで前記吸着を維持しつつ、前記少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つの残りの箇所で前記吸着を解除することを含む。
一態様では、前記載置面の少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、前記吸着が解除されている間、前記基板の前記外周部をクランプ部によって機械的に保持することを含む。

成膜装置の一例であるスパッタ装置の第１実施形態を示す概略構成図である。 第１実施形態におけるスパッタチャンバの概略構成図である。 基板保持機構の平面図である。 第１実施形態の変形例における基板保持機構の部分断面図である。 第１実施形態の別の変形例における基板保持機構の部分断面図である。 第１実施形態の変形例における成膜装置の概略構成図である。 第１実施形態の別の変形例における基板保持装置の概略構成図である。 第２実施形態における基板保持機構の部分断面図である。 第２実施形態の変形例における基板保持機構の部分断面図である。 第３実施形態における基板保持機構の平面図である。 第３実施形態における基板保持機構の部分断面図である。 第３実施形態における支持部の概略構成を示す部分拡大図である。 第４実施形態における基板保持機構の平面図である。 クランプ部の一部と基板の一部とを示す部分拡大図である。 第４実施形態の基板保持機構の作用を説明する図である。 第４実施形態の変形例における吸着部の平面図である。

［第１実施形態］
図１から図３を参照して、第１実施形態の基板保持機構、成膜装置、および基板の保持方法を説明する。第１実施形態では、成膜装置の一例であるスパッタ装置と、そのスパッタ装置に備えられる基板保持機構を説明する。以下では、スパッタ装置の全体構成、スパッタチャンバの構成、基板保持機構の構成、およびスパッタ装置の作用を順番に説明する。

［スパッタ装置の全体構成］
図１を参照してスパッタ装置の全体構成を説明する。

図１が示すように、スパッタ装置１０は、１つの搬送チャンバ１１と、搬送チャンバ１１に接続する２つのロードロックチャンバ１２と、搬送チャンバ１１に接続する２つのスパッタチャンバ１３とを備えている。各ロードロックチャンバ１２と搬送チャンバ１１との間、および各スパッタチャンバ１３と搬送チャンバ１１との間には、仕切弁１４が１つずつ配置されている。各仕切弁１４は、搬送チャンバ１１と対応するチャンバとの間における接続路を連通状態と非連通状態との間で変える。

ロードロックチャンバ１２は、スパッタ装置１０での処理の対象である基板Ｓをスパッタ装置１０の外部から内部に搬入し、かつスパッタ装置１０の内部から外部に搬出する。ロードロックチャンバ１２は、基板Ｓを搬出入するとき、搬送チャンバ１１に連通していない状態でロードロックチャンバ１２の内部を大気に開放する。一方で、ロードロックチャンバ１２は、基板Ｓを搬送チャンバ１１に受け渡すときおよび基板Ｓを搬送チャンバ１１から受け取るとき、搬送チャンバ１１に連通した状態で搬送チャンバ１１とともに所定の圧力に減圧された内部空間を形成する。

なお、スパッタ装置１０は、１つのロードロックチャンバ１２を備える構成であってもよいし、３つ以上のロードロックチャンバ１２を備える構成であってもよい。

スパッタチャンバ１３は、カソード１５を備え、カソード１５によって基板Ｓの１つの面に所定の膜を形成する。スパッタチャンバ１３は、基板Ｓに膜が形成されるとき、搬送チャンバ１１の内部の圧力と同じかあるいはそれよりも低い圧力に減圧された内部空間を形成する。

なお、スパッタ装置１０の２つのスパッタチャンバ１３の各々は、相互に同じ膜を基板Ｓに形成するためのカソード１５を備えていてもよいし、相互に異なる膜を基板Ｓに形成するためのカソード１５を備えていてもよい。また、スパッタ装置１０は、１つのスパッタチャンバ１３を備える構成であってもよいし、３つ以上のスパッタチャンバ１３を備える構成であってもよい。

搬送チャンバ１１は、基板Ｓを搬送する搬送ロボット１６を備えている。搬送ロボット１６は、搬送チャンバ１１を通ってロードロックチャンバ１２からスパッタチャンバ１３に成膜前の基板Ｓを搬送し、かつ、搬送チャンバ１１を通ってスパッタチャンバ１３からロードロックチャンバ１２に成膜後の基板Ｓを搬送する。

なお、スパッタ装置１０は、上述したロードロックチャンバ１２およびスパッタチャンバ１３以外のチャンバ、例えば、基板Ｓに膜を形成する前の処理を行うための前処理チャンバや、基板Ｓに膜を形成した後の処理を行うための後処理チャンバなどを備えていてもよい。

［スパッタチャンバの構成］
図２を参照してスパッタチャンバ１３の構成をさらに説明する。なお、以下では、説明の便宜上から、スパッタチャンバ１３の構成のうち、基板Ｓを保持する基板保持機構２０と、基板Ｓに膜を形成するためのカソード１５とについてのみ説明する。

図２が示すように、スパッタチャンバ１３は真空槽１３ａを備え、真空槽１３ａの内部には、基板Ｓを保持する基板保持機構２０と、基板Ｓに膜を形成するためのカソード１５とが配置されている。

真空槽１３ａは箱体形状を有し、基板保持機構２０とカソード１５とを収容することが可能な大きさを有する内部空間を有している。真空槽１３ａの内部空間は、真空槽１３ａに接続された排気部によって排気されることで、所定の圧力、例えば真空まで減圧される。

カソード１５は真空槽１３ａの内周面に固定されている。カソード１５は成膜部の一例であり、真空槽１３ａの内周面に固定されたバッキングプレート３１と、バッキングプレート３１に固定されたターゲット３２とを備えている。

基板保持機構２０は、基板Ｓが載置されるステージ２１と、カソード１５に対するステージ２１の位置を変える変更部２２とを備えている。ステージ２１と変更部２２とが、保持部の一例を構成している。ステージ２１は、基板Ｓの外周部が載置される載置面２１Ｓを有している。基板保持機構２０は、載置面２１Ｓ上に載置された基板Ｓを保持する。

変更部２２は、カソード１５に対してステージ２１がほぼ直交する位置と、カソード１５に対してステージ２１がほぼ平行な位置との間で、カソード１５に対するステージ２１の位置を変える。すなわち、変更部２２は、載置面２１Ｓがほぼ水平方向に沿って位置する状態と、載置面２１Ｓがほぼ鉛直方向に沿って位置する状態との間で、ステージ２１の位置を変える。

そして、カソード１５に対してステージ２１がほぼ平行な位置にあるとき、載置面２１Ｓは、カソード１５と対向する第１位置Ｐ１に位置する。一方で、カソード１５に対してステージ２１がほぼ直交する位置にあるとき、載置面２１Ｓは、第１位置Ｐ１とは異なる位置であって、カソード１５と対向しない第２位置Ｐ２に位置する。

このように、変更部２２は、カソード１５に対するステージ２１の位置を変えることによって、載置面２１Ｓの位置を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で変え、載置面２１Ｓの位置が変わることによって、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓの姿勢が変わる。そして、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１にあるとき、基板保持機構２０によって保持された基板Ｓの全体が、基板Ｓとターゲット３２とが対向する方向において、ターゲット３２によって覆われる。すなわち、基板Ｓの面積はターゲット３２の面積よりも小さい。

基板Ｓに膜が形成されるときには、まず、変更部２２が、ステージ２１の載置面２１Ｓとカソード１５とが対向する第１位置Ｐ１に載置面２１Ｓを位置させる。そして、真空槽１３ａの内部に所定のスパッタガスが供給され、次いで、バッキングプレート３１に接続された電源からバッキングプレート３１を介してターゲット３２に電圧が印加される。

これにより、ターゲット３２の周囲にプラズマが生成され、プラズマ中のイオンがターゲット３２に衝突することによって、ターゲット３２が、成膜種としてのスパッタ粒子Ｓｐを基板Ｓに向けて放出する。そして、スパッタ粒子Ｓｐが基板Ｓに到達することによって、カソード１５と対向する基板Ｓの成膜面に所定の膜が形成される。

［基板保持機構の構成］
図３を参照して基板保持機構２０の構成をより詳しく説明する。なお、図３では、図示の便宜上から、基板保持機構２０のステージ２１の平面構造のみが示され、基板保持機構２０に保持された基板Ｓの外周部が二点鎖線で示されている。また、図３において、紙面に直交する方向における上方が、鉛直方向における上方である。

図３が示すように、載置面２１Ｓと対向する方向から見て、ステージ２１は矩形板形状を有し、載置面２１Ｓに載置される基板Ｓは、ステージ２１よりも小さい矩形板形状を有している。なお、ステージ２１および基板Ｓの各々は、載置面２１Ｓと対向する方向から見て、矩形形状とは異なる形状、例えば、円形状あるいは多角形形状を有していてもよい。

ステージ２１は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するときカソード１５と対向する対向面２１ａを含む。載置面２１Ｓは、基板Ｓの外周部Ｓａが載置される対向面２１ａの部分として規定されている。基板Ｓの外周部Ｓａは、基板Ｓの外周縁を含む所定幅の帯状部分である。すなわち、基板Ｓの外周部Ｓａは、基板Ｓの中央部を囲む矩形環形状を有している。

ステージ２１は矩形板形状を有し、ステージ２１の対向面２１ａはほぼ平坦面である。そのため、載置面２１Ｓによって囲まれる対向面２１ａの内側部分のほぼ全体が、基板Ｓの非成膜面の一部と接する。つまり、ステージ２１の対向面２１ａのうち、載置面２１Ｓと、載置面２１Ｓに囲まれる内側部分とが、基板Ｓに接している。

基板保持機構２０はさらに、載置面２１Ｓの少なくとも一部に基板Ｓを静電的に吸着する吸着部２３を備えている。載置面２１Ｓは、基板Ｓの外周部Ｓａの４つの辺に対応して第１〜第４側部２１Ｓａ〜２１Ｓｄを含む。ステージ２１がほぼ鉛直方向に沿って位置する状態で、載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａは鉛直方向における基板Ｓの上端のほぼ全体に接し、第２側部２１Ｓｂは基板Ｓの下端のほぼ全体に接し、第３側部２１Ｓｃは鉛直方向における基板Ｓの右端のほぼ全体に接し、第４側部２１Ｓｂは基板Ｓの左端のほぼ全体に接する。吸着部２３は、載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａに設けられた第１部分２３ａと、第２側部２１Ｓｂに設けられた第２部分２３ｂとを含む。
なお、吸着部２３の第１部分２３ａと第２部分２３ｂを、図３の例においては基板Ｓの上端と下端に対応する載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａと第２側部２１Ｓｂにそれぞれ配したが、吸着部２３の配置はこれに限られない。例えば、第１および第２部分２３ａ，２３ｂに代えて、吸着部２３は、基板Ｓの右端に対応する載置面２１Ｓの第３側部２１Ｓｃに設けられた第３部分と、基板Ｓの左端に対応する載置面２１Ｓの第４側部２１Ｓｄに設けられた第４部分とを含む構成であってもよい。あるいは、吸着部２３は、これら第３および第４部分を、第１および第２部分２３ａ，２３ｂと共に含み、基板Ｓの上下左右端に対応する第１〜第４側部２１Ｓａ〜２１Ｓｄにそれぞれ吸着部が配されてもよい。

ステージ２１の載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するとき、基板Ｓは、ほぼ鉛直方向に沿って位置する状態である。そのため、基板Ｓの自重によって、基板Ｓの上端が鉛直方向の下方に向けて移動し、また、基板Ｓの下端も鉛直方向の下方に向けて移動しようとする。

この点で、吸着部２３が、鉛直方向における基板Ｓの上端のほぼ全体に対応する載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａ、および基板Ｓの下端のほぼ全体に対応する載置面２１Ｓの第２側部２１Ｓｂに位置する構成は、上述のような基板Ｓの動きを抑える上で好ましい構成である。

吸着部２３は、対向面２１ａの一部、つまり載置面２１Ｓの一部を構成している。そのため、載置面２１Ｓに基板Ｓの外周部Ｓａが載置されたとき、基板Ｓの外周部Ｓａと吸着部２３とが直に面接触する。

このように、基板Ｓの外周部Ｓａが載置面２１Ｓに載置され、載置面２１Ｓの少なくとも一部に基板Ｓが吸着されるため、基板Ｓの位置を保つための力が基板Ｓの縁などに集中することが基板Ｓと載置面２１Ｓとの面接触によって抑えられる。それゆえに、基板Ｓの位置を保つための力が基板Ｓの縁などに集中するクランプ片のみによる基板Ｓの保持と比べて、基板Ｓの姿勢が変わることに伴って、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変わることが抑えられる。さらには、吸着部２３の静電気力が、基板Ｓに直に作用するため、基板Ｓが吸着部２３によって吸着されやすい。

なお、吸着部２３の表面の全体が基板Ｓに直に接していなくてもよく、例えば、吸着部２３の表面における一部が、成膜種の付着を防止するための防着板によって覆われていてもよい。吸着部２３は、吸着部２３の表面全体が直に基板Ｓに接しない構成であっても、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓを吸着するだけの静電気力を生じる構成であればよい。

吸着部２３は、例えば、静電気力によって基板Ｓを吸着する静電チャックである。吸着部２３は、単極型の静電チャックであってもよいし、双極型の静電チャックであってもよい。また、吸着部２３は、クーロン力によって基板Ｓを吸着する静電チャックであってもよいし、ジョンソン・ラーベック力によって基板Ｓを吸着する静電チャックであってもよいし、グラディエント力によって基板Ｓを吸着する静電チャックであってもよい。

［スパッタ装置の作用］
上述したスパッタ装置１０の作用を説明する。
変更部２２は、成膜前の基板Ｓを搬送ロボット１６から受け取るとき、ステージ２１をカソード１５とほぼ直交する状態に移動させることで載置面２１Ｓを第２位置Ｐ２に位置させる。そして、基板Ｓがステージ２１に載置されると、吸着部２３の第１及び第２部分２３ａ，２３ｂ（つまり全ての吸着部２３）が基板Ｓを吸着し、変更部２２は、ステージ２１をカソード１５とほぼ平行な状態に移動させて載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１に位置させる。また、基板Ｓへの膜の形成が開始されてから終了するまでの間にわたって、変更部２２はステージ２１をカソード１５とほぼ平行な状態に保つ。

基板Ｓへの膜の形成が終了すると、変更部２２は、ステージ２１をカソード１５とほぼ直交する状態に移動させることで載置面２１Ｓを再び第２位置Ｐ２に位置させる。そして、吸着部２３の第１及び第２部分２３ａ，２３ｂが基板Ｓの吸着を解除する。このように、本例では、基板Ｓへの成膜中だけでなく、搬送ロボット１６によって搬送された基板Ｓが基板保持機構２０にて受け取られてから、成膜された基板Ｓが搬送ロボット１６によって基板保持機構２０から搬送チャンバ１１に搬出されるまで、全ての吸着部２３が基板Ｓの外周部Ｓａを吸着する。

基板Ｓに膜を形成する成膜処理では、基板Ｓの中心に近いほど、スパッタ粒子Ｓｐによって基板Ｓに与えられた熱が、基板Ｓの外部に放出されにくいため、基板Ｓの中心部における温度、ひいては基板Ｓの中心部と重なる対向面２１ａの中心部における温度が高くなる。これにより、対向面２１ａの温度が、吸着部２３の構成部材の耐熱温度よりも高い温度になる場合がある。

ここで、吸着部２３がクーロン力によって基板Ｓを吸着する静電チャックである場合には、吸着部２３の構成部材には、静電チャックの表面を形成し、電極が埋め込まれた絶縁層、およびその絶縁層を支持するベース部などが含まれる。そして、絶縁層の形成材料には、例えばポリイミドなどの樹脂が用いられ、ベース部の形成材料には、例えばアルミニウムが用いられる。

これら形成材料の耐熱温度は、例えば２００℃程度であり、耐熱温度とは、構成部材の形状を保持すること、および機械的機能を維持することが可能な温度である。成膜処理中に吸着部２３が熱を受けることにより、吸着部２３の温度が構成部材の耐熱温度よりも高くなると、絶縁層がベース部から剥離したり、ベース部が変形したりすることで、吸着部２３が基板Ｓを安定に保持する機能が低下する、すなわち、吸着部２３の機能が低下する。

上述したスパッタ装置１０によれば、吸着部２３が、基板Ｓの外周部Ｓａに接する載置面２１Ｓに位置するため、吸着部２３が対向面２１ａの他の部分に位置する構成と比べて、吸着部２３の温度が高まることが抑えられる。つまり、吸着部２３が位置する対向面２１ａの部分の温度は、吸着部２３の構成部材の耐熱温度よりも高くなりにくいため、吸着部２３の温度が吸着部２３の構成部材の耐熱温度よりも高くなることで吸着部２３の機能が低下することが抑えられる。結果として、載置面２１Ｓの位置が変わることによって基板Ｓの姿勢が変わることに伴って、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変わることが抑えられる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）基板Ｓの外周部Ｓａが載置面２１Ｓに載置され、載置面２１Ｓの少なくとも一部に基板Ｓが吸着されるため、基板Ｓの位置を保つための力が基板Ｓの縁などに集中することが基板Ｓと載置面２１Ｓとの面接触によって抑えられる。それゆえに、基板Ｓの位置を保つための力が基板Ｓの縁などに集中するクランプ片のみによる基板Ｓの保持と比べて、基板Ｓの姿勢が変わることに伴って、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変わることが抑えられる。

（２）吸着部２３の温度が高まることが抑えられるため、吸着部２３の機能が低下することが抑えられ、結果として、基板Ｓの姿勢が変わることに伴って、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変われることが抑えられる。

なお、上述した第１実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・基板保持機構２０は、基板Ｓの温度を調節する温調部を備えていてもよく、温調部は、載置面２１Ｓの内側に位置することが好ましい。なお、温調部が、載置面２１Ｓと同一の平面上に位置する面を含むことで、温調部が基板Ｓに直に接してもよいし、温調部の全体がステージ２１の内部に位置することで、温調部がステージ２１を介して基板Ｓと間接的に接する構成でもよい。
図４および図５を参照して、温調部が基板Ｓに直に接する構成の例を説明する。なお、図４および図５は、ステージ２１がほぼ水平方向に沿って位置する状態でのステージ２１の断面構造を示し、ステージ２１の対向面２１ａは、ほぼ水平方向に沿う面である。
図４が示すように、金属製のステージ２１は、対向面２１ａから窪んだ溝部２１ｃを載置面２１Ｓの内側に有し、溝部２１ｃは、水路２１ｃ１と、水路２１ｃ１の開口を塞ぐ金属製の蓋部材２４ａが嵌め込まれる蓋用溝２１ｃ２とから構成されている。水路２１ｃ１には、温媒もしくは冷媒である熱媒体が供給される。鉛直方向に沿う蓋用溝２１ｃ２の深さと、蓋部材２４ａの厚さとはほぼ等しく、蓋部材２４ａは、蓋用溝２１ｃ２に嵌め込まれることによって、載置面２１Ｓと同一の平面上に位置する。
水路２１ｃ１が区画されたステージ２１の部分は、熱媒体によって加熱もしくは冷却される温調部分２１ｄとして機能する。そのため、こうしたステージ２１を備える基板保持機構２０では、温調部分２１ｄおよび蓋部材２４ａが、ステージ２１と一体の温調部２４を構成している。
図５は別の温調部２４の構成例を示す。基板保持機構２０の載置面２１Ｓは、載置面２１Ｓと対向する方向から見て、環形状を有している。ステージ２１において、載置面２１Ｓよりも内側に位置する対向面２１ａの部分には、対向面２１ａから窪んだ１つの窪み２１ｂが形成されている。温調部２４は窪み２１ｂの内部に位置し、窪み２１ｂによって区画される空間とほぼ同じ大きさを有している。そのため、温調部２４の上面は、載置面２１Ｓと同一の平面上に位置している。温調部２４は、ステージ２１とは別体である金属製の基体２４ｂを備え、基体２４ｂは、熱媒が供給される水路２４ｃを有している。
なお、基体２４ｂの厚さが窪み２１ｂの深さとほぼ等しい一方で、基体２４ｂの平面視の大きさは、窪み２１ｂによって区画される空間よりも小さくてもよい。すなわち、温調部２４は、基板Ｓに接する一方で、窪み２１ｂを区画するステージ２１の内壁面との間に隙間を有する大きさであってもよい。
また、ステージ２１と別体である温調部２４は、基体と蓋部材とを備える構成であってもよく、この場合には、基体は、基体の１つの面に開口する水路を有し、蓋部材は、水路の開口を塞いでいる。
このように、ステージ２１の載置面２１Ｓが環形状を有し、温調部２４が載置面２１Ｓの内側に位置して基板Ｓに接するように構成されていれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（３）基板Ｓの温度が、基板Ｓに接する温調部２４によって調節されるため、基板Ｓの温調される効率が高まる。

・吸着部２３は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するときに、基板Ｓの上端に接する載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａに間隔を開けて並ぶ複数の吸着部位において基板Ｓを吸着する構成であってもよい。また、吸着部２３は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するときに、基板Ｓの下端に接する載置面２１Ｓの第２側部２１Ｓｂに間隔を開けて並ぶ複数の吸着部位において基板Ｓを吸着する構成であってもよい。さらに、吸着部２３は、載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａに離散的に位置する複数の吸着部位にて基板Ｓを吸着する構成と、載置面２１Ｓの第２側部２１Ｓｂに離散的に位置する複数の吸着部位にて基板Ｓを吸着する構成とを組み合わせて実施されてもよい。

なお、吸着部２３において離散的に位置する複数の吸着部位にて基板Ｓを吸着する構成は、例えば載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａおよび第２側部２１Ｓｂの各々に沿って複数の静電チャックが間隔を空けて配置された構成として具体化することができる。

・吸着部２３は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するときに、基板Ｓの上端に接する載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａと基板Ｓの下端に接する載置面２１Ｓの第２側部２１Ｓｂで基板Ｓを静電的に吸着することに加えて、基板Ｓの右端に接する載置面２１Ｓの第３側部２１Ｓｃと基板Ｓの左端に接する載置面２１Ｓの第４側部２１Ｓｄで基板Ｓを静電的に吸着してもよい。この場合には、吸着部２３は、載置面２１Ｓの第１〜第４側部２１Ｓａ〜２１Ｓｄの各々に１つ以上の静電チャックが位置するように構成されてもよい。あるいは、吸着部２３は、載置面２１Ｓの全体で基板Ｓを静電的に吸着することが可能な１つの静電チャックによって構成されてもよい。

・カソード１５は、真空槽１３ａに固定されていなくてもよく、カソード１５は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置しているとき、基板Ｓに対するカソード１５の位置を変えるカソード搬送機構を備える構成であってもよい。こうした構成では、カソード１５を構成するバッキングプレート３１およびターゲット３２の各々において、カソード１５の搬送方向、すなわち、基板Ｓの４辺のうちの１つの方向に沿う幅が、基板Ｓよりも小さいことが好ましい。
・吸着部２３は、第１部分２３ａと第２部分２３ｂとが、互いに独立したタイミングで、基板Ｓを吸着することが可能な構成でもよい。こうした構成では、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１または第２位置Ｐ２に位置させた状態で、例えば、吸着部２３の第１部分２３ａが基板Ｓの吸着を維持する一方で、第２部分２３ｂは、基板Ｓの吸着を一旦解除してもよい。
基板Ｓが載置面２１Ｓに載置される際、すなわち、ステージ２１の載置面２１Ｓがカソード１５と対向しない第２位置Ｐ２に位置し、この位置で基板Ｓの外周部Ｓａを吸着部２３によって吸着する際、一度に全ての吸着部２３（図３の例では第１部分２３ａおよび第２部分２３ｂ）で基板Ｓを吸着しようとすると、吸着のタイミングのずれにより、基板Ｓの一部が載置面２１Ｓから突き出る状態（つまり基板Ｓが変形した状態）で吸着部２３によって吸着されることがある。
また、基板Ｓへの膜の形成によって膜応力が発生し、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓが変形する場合もある。
このように、基板Ｓへの膜の形成前および膜の形成後に基板Ｓが変形することがある。こうした場合にも、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１または第２位置Ｐ２に位置させた状態で、第２部分２３ｂによる基板Ｓの吸着を一旦解除することによって基板Ｓの変形を解消でき、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓを撓み無く保持することが可能になる。
また、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１または第２位置Ｐ２に位置させた状態で、吸着部２３の第１部分２３ａが基板Ｓの吸着を維持する一方で、第２部分２３ｂが基板Ｓの吸着を一旦解除した後、再び基板Ｓを吸着してもよい。
このように、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓが変形した場合に、吸着部２３の第２部分２３ｂによる基板Ｓの吸着を一旦解除し、再び基板Ｓを吸着することによって、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓの変形を解消したうえで基板Ｓを撓み無く吸着することが可能になる。
また、基板Ｓへの膜の形成中に、吸着部２３の第１部分２３ａが基板Ｓの吸着を維持する一方で、第２部分２３ｂは基板Ｓの吸着を解除してもよい。そして、基板Ｓへの膜の形成が終了した後、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１に位置させている状態で、第２部分２３ｂが、再び基板Ｓを吸着してもよい。これにより、基板Ｓへの入熱によって基板Ｓが変形しても、第２部分２３ｂによる基板Ｓの吸着を解除しているため、基板Ｓが載置面２１Ｓに沿って変形し（熱伸びし）、載置面２１Ｓに対して平坦な状態を維持することができる。さらに、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓが平坦な状態で基板Ｓを撓み無く吸着することが可能になる。
このような構成は、載置面２１Ｓが第２位置Ｐ２に位置した状態で、温調部２４により基板Ｓの温度が調節され、基板Ｓに熱変形が発生する場合でも有効である。温調部２４による温度調節により基板Ｓが熱伸びをする場合でも、吸着部２３の第１部分２３ａが基板Ｓの吸着を維持する一方で、第２部分２３ｂが基板Ｓの吸着を解除しているため、基板Ｓが載置面２１Ｓに沿って変形し（熱伸びし）、載置面２１Ｓに対して平坦な状態を維持することができる。言い換えれば、温度調節の際に生じる基板Ｓの熱伸びを利用して、第２部分２３ｂが基板Ｓの吸着を解除している間に基板Ｓの変形を解消する。そして、基板Ｓの変形を解消した後に、第２部分２３ｂによる基板Ｓの吸着を行う。
なお、この場合には、基板Ｓが載置面２１Ｓに載置される際に、はじめから吸着部２３の第１部分２３ａのみで基板Ｓを吸着すればよい。つまり、はじめから吸着部２３全てで基板Ｓを吸着する必要はない。このように、第２位置Ｐ２で基板Ｓが載置面２１Ｓに載置される際に、はじめに一部の吸着部２３（図３では例えば第１部分２３ａ）のみで吸着を開始し、その後順に残りの吸着部２３（図３では第２部分２３ｂ）も基板Ｓの吸着を開始することで、基板Ｓの変形を解消しながら基板Ｓを平坦に保持することが可能となる。
このような構成は、成膜後の基板Ｓの吸着を解除する際にも有効である。たとえば、成膜後の基板Ｓが第２位置Ｐ２において載置面２１Ｓに載置された状態で変形している場合がある。その場合において、複数の吸着部２３が一度に吸着を解除すると、吸着の解除と同時に基板Ｓの変形が一度に解消し、このため、基板Ｓが載置面２１Ｓに対して滑るなどの位置ずれが発生する恐れがある。
このような場合に、複数の吸着部２３を順に解除することによって基板Ｓの変形を段階的に解消することが可能となり、最後の吸着部２３を解除する際には既に基板Ｓは載置面２１Ｓに対して平坦な状態とすることができているため、基板Ｓが載置面２１Ｓに対して位置ずれを発生することがない。

・図６が示すように、スパッタ装置は、基板Ｓがほぼ鉛直方向に沿って立てられた状態で基板Ｓを搬送する構成であってもよい。なお、図６には、基板Ｓの上端と対向する方向から見たスパッタ装置の概略構成が示されている。

例えば、基板保持機構４０は、基板Ｓを保持するトレー４１と、搬送方向Ｄに沿ってトレー４１を搬送する搬送部４２と、吸着部２３とを備える構成であってもよい。トレー４１の片面に、基板Ｓの外周部Ｓａが載置される載置面４１Ｓが形成されており、吸着部２３は、載置面４１Ｓの少なくとも一部に基板Ｓを静電的に吸着する。

搬送部４２は、トレー４１がほぼ鉛直方向に沿った状態でトレー４１を保持する。搬送部４２は、トレー４１とスパッタチャンバ１３の真空槽１３ａ内に固定されたカソード１５とが対向しない位置から、トレー４１とカソード１５とが対向する位置まで、搬送方向Ｄに沿ってトレー４１を搬送する。また、搬送部４２は、トレー４１とカソード１５とが対向する位置から、トレー４１とカソード１５とが対向しない位置まで、搬送方向Ｄに沿ってトレー４１を搬送する。

すなわち、トレー４１とカソード１５とが互いに対向するとき、カソード１５と対向する第１位置Ｐ１に載置面４１Ｓが位置する。一方で、トレー４１とカソード１５とが互いに対向しないとき、載置面４１Ｓが第１位置Ｐ１とは異なる第２位置Ｐ２に位置する。

なお、搬送部４２は、トレー４１に保持された基板Ｓに膜が形成されるとき、カソード１５に対する基板Ｓの位置を固定してもよいし、カソード１５に対する基板Ｓの位置を搬送方向Ｄに沿って変えてもよい。

・図７が示すように、基板保持機構５０は、基板Ｓを保持するトレー５１と、トレー５１を反転させる反転部５２と、吸着部２３とを備える構成であってもよい。トレー５１の片面に、基板Ｓの外周部Ｓａが載置される載置面５１Ｓが形成されており、吸着部２３は、載置面５１Ｓの少なくとも一部に基板Ｓを静電的に吸着する。

反転部５２は、水平方向に沿った回転軸を中心としてトレー５１を反転させることによって、基板Ｓがトレー５１の上方に位置する状態と、基板Ｓがトレー５１の下方に位置する状態との間でトレー５１の向きを変える。そして、例えば、基板Ｓがトレー５１の上方に位置する状態で、載置面５１Ｓは、成膜部（カソード１５）と対向する第１位置に位置する。一方で、基板Ｓがトレー５１の下方に位置する状態で、載置面５１Ｓは、第１位置とは異なる位置であって、成膜部（カソード１５）と対向しない第２位置に位置する。

なお、基板保持機構５０の載置面５１Ｓは、基板Ｓがトレー５１の下方に位置する状態で成膜部（カソード１５）と対向する第１位置に位置する一方で、基板Ｓがトレー５１の上方に位置する状態で成膜部（カソード１５）と対向しない第２位置に位置する構成であってもよい。
・成膜装置は、上述したスパッタ装置に限らず、例えば、真空蒸着装置など、基板Ｓの１つの面に対して所定の膜を形成することの可能な装置であればよい。

・基板保持機構は、上述したスパッタ装置などの成膜装置に備えられるものに限らず、他の基板処理装置、例えば、エッチング装置やレーザー照射装置などが備える基板保持機構として具体化されてもよい。
・第１実施形態および第１実施形態の変形例の構成は、適宜組み合わせて実施することもできる。

［第２実施形態］
図８を参照して、第２実施形態の基板保持機構、成膜装置、および基板の保持方法を説明する。第２実施形態では、成膜装置の一例であるスパッタ装置と、そのスパッタ装置に備えられる基板保持機構を説明する。なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて、基板保持機構における載置面の周辺の構成が異なる。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明する一方で、第２実施形態において第１実施形態と共通する構成には、第１実施形態と同じ符号を付すことによって、その詳しい説明を省略する。

［基板保持機構の構成］
図８を参照して、基板保持機構２０の構成を説明する。なお、図８では、図示の便宜上から、基板保持機構２０の変更部２２の図示が省略されている。
図８が示すように、基板保持機構２０の載置面２１Ｓは、載置面２１Ｓと対向する方向から見て環形状を有し、載置面２１Ｓの内側が中空である。すなわち、基板保持機構２０のステージ２１において、載置面２１Ｓよりも内側における対向面２１ａの部分には、対向面２１ａから窪んだ１つの窪み２１ｂが形成されている。そのため、カソード１５と対向する基板Ｓの成膜面とは反対側の非成膜面は、ステージ２１の載置面２１Ｓに接する一方で、載置面２１Ｓ以外の部分でステージ２１に接していない。

これにより、基板Ｓが載置面２１Ｓ以外の部分で基板保持機構２０のステージ２１と接しないため、基板Ｓとステージ２１との接触領域において、スパッタ粒子Ｓｐなどを含むパーティクルが基板Ｓとステージ２１とによって挟まれることが抑えられる。それゆえに、基板Ｓにおける非成膜面が、パーティクルによって汚染されたり傷付けられたりすることが抑えられる。

基板保持機構２０は、基板Ｓの温度を調節する温調部２４をさらに備え、温調部２４は、載置面２１Ｓの内側に位置して基板Ｓから離れるように構成されている。すなわち、温調部２４は、載置面２１Ｓの内側であって、かつ、窪み２１ｂの内部に位置している。そして、ステージ２１がほぼ水平方向に沿って位置する状態では、鉛直方向に沿う窪み２１ｂの深さが、鉛直方向に沿う温調部２４の幅よりも大きいため、温調部２４は、基板Ｓの非成膜面には接していない。
そのため、基板Ｓの温度が、基板Ｓから離れて位置する温調部２４の輻射熱によって調節されるため、基板Ｓの面内における温度分布のばらつきが抑えられる。

以上説明したように、第２実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（４）パーティクルが基板Ｓとステージ２１とによって挟まれることが抑えられるため、基板Ｓにおける非成膜面が、パーティクルによって汚染されたり傷付けられたりすることが抑えられる。
（５）基板Ｓの温度が、基板Ｓから離れて位置する温調部２４の輻射熱によって調節されるため、基板Ｓの面内における温度分布のばらつきが抑えられる。

なお、上述した第２実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・図９が示すように、温調部２４は、ステージ２１に接する第１面（図９では下面）と、その反対側に位置して、基板Ｓと対向する第２面（図９では上面）とを含む。この温調部２４の第２面に複数のパッド６１が位置してもよい。図９の構成では、各パッド６１が第１支持部の一例である。複数のパッド６１は樹脂製であり、温調部２４と基板Ｓとの間において、パッド６１を介した熱の伝導はほぼ生じない。そのため、温調部２４は、温調部２４の輻射熱によって基板Ｓの温度を調節する。
パッド６１の厚さは、温調部２４の第２面からステージ２１の対向面２１ａまでの距離とほぼ等しく、パッド６１は、載置面２１Ｓと同一の平面上に位置する端面（先端部）を有している。そのため、載置面２１Ｓに基板Ｓが載置されたとき、各パッド６１の端面は基板Ｓに接する。
パッド６１は、窪み２１ｂと対向する基板Ｓの内側部分を支持することで、その基板Ｓの内側部分が温調部２４に向けて撓むことを抑える。そのため、基板Ｓが温調部２４に接することが抑えられ、結果として、基板Ｓの温度が急激に変わることによって、基板Ｓにストレスが加わることが抑えられる。また、基板Ｓが温調部２４に接することが抑えられるため、基板Ｓが温調部２４によって傷付けられることが抑えられる。
・基板保持機構２０において、温調部２４が割愛されてもよい。こうした構成によっても、ステージ２１に窪み２１ｂが形成されている以上は、上述した（４）に準じた効果を得ることはできる。
・第２実施形態および第２実施形態の変形例の各々の構成は、第１実施形態の変形例の各々の構成と適宜組み合わせて実施することもできる。

［第３実施形態］
図１０から図１２を参照して、第３実施形態の基板保持機構、成膜装置、および基板の保持方法を説明する。第３実施形態では、成膜装置の一例であるスパッタ装置と、そのスパッタ装置に備えられる基板保持機構を説明する。なお、第３実施形態は、上述した第２実施形態と比べて、基板保持機構が基板を支持する支持部を備える点が異なる。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明する一方で、第２実施形態と同じ構成には同じ符号を付すことによって、その詳しい説明を省略する。

［基板保持機構の構成］
図１０から図１２を参照して、基板保持機構２０の構成を説明する。なお、図１０では、図示の便宜上から、図３と同様、基板保持機構２０のステージ２１の平面構造のみが示され、基板保持機構２０に保持された基板Ｓの外周部Ｓａが二点鎖線で示されている。また、図１０において、紙面に直交する方向の上方が鉛直方向の上方である。そして、図１１では、図示の便宜上から、図６と同様、基板保持機構２０の変更部２２の図示が省略されている。また、図１２では、説明の便宜上から、基板Ｓの一部と、支持部の一部とが概略的に示されている。

図１０が示すように、基板保持機構２０は、第１支持部の一例である支持部７０をさらに備え、支持部７０は、載置面２１Ｓの内側に配置され、基板Ｓを支持する。基板保持機構２０は、複数の支持部７０、例えば４つの支持部７０を備え、各支持部７０は、窪み２１ｂの内部に位置している。支持部７０は、その先端部が基板Ｓの非成膜面に接することで、基板Ｓを支持している。

支持部７０は、載置面２１Ｓよりも内側に位置する基板Ｓの内側部分を支持することで、基板Ｓの内側部分が撓むことを抑える。すなわち、窪み２１ｂと対向する基板Ｓの内側部分が窪み２１ｂの底部に向けて凸に撓むことが、支持部７０によって抑えられる。

窪み２１ｂは有底の矩形孔であり、各支持部７０は矩形孔における四隅に１つずつ配置されている。４つの支持部７０は、窪み２１ｂの内部に位置する温調部２４を囲んでいる。すなわち、４つの支持部７０は、ステージ２１の対向面２１ａと対向する平面視にて、窪み２１ｂによって囲まれる空間内において温調部２４よりも外側に配置されている。

なお、各支持部７０は、例えば、有底の矩形孔における四隅以外の部分であって、窪み２１ｂの底部における各辺に沿う部分に配置されてもよい。あるいは、各支持部７０は、窪み２１ｂによって囲まれる空間内において、例えば、対向面２１ａと対向する平面視において、温調部２４と重なる位置に配置されていてもよい。また、窪み２１ｂは、矩形孔以外の孔、例えば、円形孔であってもよい。要は、各支持部７０は、載置面２１Ｓの内側において基板Ｓを支持することが可能な位置に配置されていればよい。また、基板保持機構２０は、３つ以下の支持部７０を備えていてもよいし、５つ以上の支持部７０を備えていてもよい。

図１１が示すように、各支持部７０は、１つの方向に沿って延びる柱形状を有し、ステージ２１の載置面２１Ｓがほぼ水平方向に沿った状態であるとき、各支持部７０は、ほぼ鉛直方向に沿って延びている。窪み２１ｂの底部は、矩形状を有した平面であり、支持部７０の基端部７０ｂが窪み２１ｂの底部に位置し、支持部７０は窪み２１ｂの底部から窪み２１ｂの開口に向けて延びている。支持部７０は窪み２１ｂの深さとほぼ同じ長さを有して、支持部７０の先端部７０ａが基板Ｓの非成膜面に接している。

図１２が示すように、支持部７０の先端部７０ａは、基板Ｓを静電的に吸着する支持吸着部７１を備えている。支持吸着部７１以外の支持部７０の部分は、支持吸着部７１を支持する支持柱７２である。支持部７０が支持吸着部７１を備えているため、基板Ｓの一部が支持吸着部７１によって吸着される。そのため、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓをさらに保持しやすくなる。支持吸着部７１は、例えば、静電チャックであり、上述した吸着部２３と同様の吸着機能を有することが好ましい。

支持吸着部７１は、支持部７０の先端部７０ａを先端面として有している。そのため、支持吸着部７１が基板Ｓの非成膜面に直に接し、結果として、基板Ｓが支持吸着部７１によって吸着されやすくなる。

なお、支持吸着部７１が支持部７０の支持柱７２の内部に位置して、支持柱７２が基板Ｓに接する構成であってもよく、こうした構成であっても、支持吸着部７１が、基板Ｓを吸着できる程度の静電気力を有していればよい。

以上説明したように、第３実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（６）支持部７０が、載置面２１Ｓよりも内側に位置する基板Ｓの内側部分に接するため、基板Ｓの内側部分が撓むことが抑えられる。

（７）基板Ｓの一部が支持吸着部７１によって吸着されるため、載置面２１Ｓの位置が第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で変わるときにも、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓを好適に保持することができる。

なお、上述した第３実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・基板保持機構２０が複数の支持部７０を備える構成であれば、複数の支持部７０のうち、一部の支持部７０のみが支持吸着部７１を備えていてもよい。

・支持部７０の備える支持吸着部７１が割愛されてもよい。こうした構成であっても、基板保持機構２０が、基板Ｓの非成膜面に接する支持部７０を備える以上は、上述した（６）に準じた効果を得ることはできる。

・基板保持機構２０において、温調部２４が割愛されてもよい。こうした構成であっても、基板保持機構２０が、基板Ｓの非成膜面に接する支持部７０を備える以上は、上述した（６）に準じた効果を得ることはできる。

・第３実施形態および第３実施形態の変形例の各々の構成は、第１実施形態の変形例および第２実施形態の変形例の各々の構成と、適宜組み合わせて実施することもできる。

［第４実施形態］
図１３から図１５を参照して、第４実施形態の成膜装置、基板保持機構、および基板の保持方法を説明する。第４実施形態では、成膜装置の一例であるスパッタ装置と、そのスパッタ装置に備えられる基板保持機構を説明する。なお、第４実施形態は、上述した第１実施形態と比べて、基板保持機構がクランプ部を備える点が異なる。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明する一方で、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付すことによって、その詳しい説明を省略する。

［基板保持機構の構成］
図１３から図１５を参照して基板保持機構２０の構成を説明する。なお、図１３では、図示の便宜上から、図３と同様、基板保持機構２０のステージ２１の平面構造のみが示され、基板保持機構２０に保持された基板Ｓの外周部Ｓａが二点鎖線で示されている。また、図１３において、紙面に直交する方向の上方が鉛直方向の上方である。そして、図１４には、クランプ部と基板とを基板の端面と対向する方向から見た構成であって、クランプ部と基板Ｓの一部との概略的な構成が拡大して示されている。

図１３が示すように、基板保持機構２０は吸着部２３を備え、吸着部２３は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置する状態で、基板Ｓの上端と接する載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａに基板Ｓを静電的に吸着する。すなわち、載置面２１Ｓの第１側部２１Ｓａに、吸着部２３の吸着面が露出している。

これにより、基板Ｓが載置面２１Ｓに載置されたとき、基板Ｓにおける非成膜面の一部と吸着部２３とが直に面接触するため、基板Ｓが吸着部２３によって吸着されやすい。なお、第１実施形態などでも上述したように、吸着部２３の全体が、ステージ２１の内部に位置していてもよい。

基板保持機構２０は、上述のように、載置面２１Ｓをほぼ鉛直方向に沿って第１位置Ｐ１に位置させる機能を有している。基板保持機構２０は、第２支持部の一例であるクランプ部８１をさらに備え、クランプ部８１は、載置面２１Ｓがほぼ鉛直方向に沿って位置する状態で、基板Ｓにおける鉛直方向の下端において、基板Ｓを載置面２１Ｓに向けて押し付ける。すなわち、クランプ部８１は、基板Ｓの縁に接することによって基板Ｓを機械的に支持する。

基板保持機構２０は、複数のクランプ部８１、例えば、３つのクランプ部８１を備え、３つのクランプ部８１は、基板Ｓの下端において、所定の間隔を空けて並んでいる。なお、基板保持機構２０は、２つ以下のクランプ部８１を備える構成であってもよいし、４つ以上のクランプ部８１を備える構成であってもよい。

図１４が示すように、クランプ部８１は、ステージ２１に対するクランプ部８１の位置を変える位置変更部により、クランプ部８１とステージ２１との間の距離が小さい保持位置と、クランプ部８１とステージ２１との間の距離が大きい非保持位置とに変えられる。なお、図１４では、保持位置に位置するクランプ部８１が実線で示される一方で、非保持位置に位置するクランプ部８１が二点鎖線で示されている。

基板Ｓの外周部Ｓａが載置面２１Ｓに載置されるとき、および載置面２１Ｓから取り外されるとき、クランプ部８１は非保持位置に位置する。一方、基板Ｓがステージ２１に保持されるとき、クランプ部８１は保持位置に位置する。

クランプ部８１が保持位置に位置するとき、基板Ｓの下端はクランプ部８１に接していてもよいし、基板Ｓの下端とクランプ部８１との間に隙間が形成されていてもよい。基板Ｓの下端がクランプ部８１と接する構成によれば、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するとき、基板Ｓの下端がクランプ部８１によって支えられるため好ましい。また、基板Ｓが自重によって鉛直方向における下方に移動しようとしても、基板Ｓの下端がクランプ部８１に接しているため、基板Ｓの位置が下方に向けて位置ずれしにくい点で好ましい。

［基板保持機構の作用］
図１５を参照して、基板保持機構２０の作用を説明する。なお、図１５では、図示の便宜上から、載置面２１Ｓが第２位置Ｐ２に位置するときのステージ２１および基板Ｓが二点鎖線で示される一方で、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するときのステージ２１および基板Ｓが実線で示されている。

図１５が示すように、基板Ｓに膜が形成されるとき、載置面２１Ｓに基板Ｓの外周部Ｓａが載置された状態で、変更部２２が載置面２１Ｓの位置を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に変える。載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置するとき、基板Ｓはほぼ鉛直方向に沿って立った状態であるため、基板Ｓの自重が基板Ｓの下端にかかる。

このとき、基板Ｓの下端はクランプ部８１によって載置面２１Ｓに押し付けられるとともに、クランプ部８１によって機械的に保持されている。そして、基板Ｓの下端面がクランプ部８１に接しているため、基板Ｓの下端は、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置しても、載置面２１Ｓが第２位置Ｐ２に位置しているときよりも鉛直方向における下方に移動しない。結果として、載置面２１Ｓの位置が変わることによって、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変わることが抑えられる。

なお、載置面２１Ｓが第２位置Ｐ２に位置するとき、基板Ｓの下端面とクランプ部８１との間に隙間が形成される構成では、載置面２１Ｓの位置が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に変わったときに、基板Ｓの下端が基板Ｓの自重によって鉛直方向の下方に向けて移動する場合もある。しかしながら、こうした基板Ｓの移動は、鉛直方向において、基板Ｓの下端面がクランプ部８１に接した位置にて止まるため、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が大きく変わることが抑えられる。
以上説明したように、第４実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。

（８）基板Ｓの自重がかかる下端がクランプ部８１によって機械的に保持されるため、仮に、基板Ｓが鉛直方向の下方に向けて移動しても、鉛直方向において、基板Ｓがクランプ部８１と接した位置にて、基板Ｓの移動が止まる。そのため、載置面２１Ｓに対する静電気的な保持力と、載置面２１Ｓに対する機械的な保持力とが１つの基板Ｓに対して作用するため、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置が変わることが抑えられる。

なお、上述した第４実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・基板Ｓへの膜の形成前において、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１に位置させた状態で、吸着部２３が基板Ｓの吸着を一旦解除した後、再び基板Ｓを吸着してもよい。これにより、例えば、基板Ｓの下端面とクランプ部８１との間に隙間が形成された状態で基板Ｓが吸着された場合に、吸着部２３が基板Ｓの吸着を一旦解除することによって、基板Ｓの下端面をクランプ部８１に接触させることが可能になる。そのため、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置をクランプ部８１を用いて所定の位置に合わせることが可能になる。
・図１６が示すように、吸着部９１は、クランプ部８１と重なる部分以外で基板Ｓの下端と接する載置面２１Ｓの部分において、基板Ｓを静電的に吸着する構成であってもよい。すなわち、基板Ｓの外周部Ｓａのうちの下端が、クランプ部８１と吸着部９１との両方によって、載置面２１Ｓに保持される構成であってもよい。

そして、吸着部９１は、基板Ｓの下端に接する載置面２１Ｓの第２側部２１Ｓｂにおいて、クランプ部８１と重なる部分以外の部分を埋めるように配置されてもよい。こうした構成によれば、載置面２１Ｓが第１位置Ｐ１に位置しているとき、載置面２１Ｓの一部において、鉛直方向に沿ってクランプ部８１と吸着部９１の一部とが並んでいる。そのため、基板Ｓの下端の一部がクランプ部８１のみによって支持される構成と比べて、載置面２１Ｓの位置が変わっても、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの下端の位置が変わりにくくなる。

なお、クランプ部８１と吸着部９１とは、基板Ｓの下端に沿って並ぶ構成であってもよい。こうした構成であっても、基板Ｓの下端がクランプ部８１のみによって支持される構成と比べて、載置面２１Ｓの位置が変わることに伴って、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの下端の位置が変わりにくくなる。
こうした構成では、基板Ｓへの膜の形成前において、変更部２２が載置面２１Ｓを第１位置Ｐ１に位置させた状態で、吸着部２３，９１が基板Ｓの吸着を一旦解除した後、再び基板Ｓを吸着してもよい。これにより、例えば、基板Ｓの下端面とクランプ部８１との間に隙間が形成された状態で基板Ｓが吸着された場合に、吸着部２３が基板Ｓの吸着を一旦解除することによって、基板Ｓの下端面をクランプ部８１に接触させることが可能になる。そのため、載置面２１Ｓに対する基板Ｓの位置をクランプ部８１を用いて所定の位置に合わせることが可能になる。
また、吸着部９１のみが基板Ｓの吸着を一旦解除した後、再び基板Ｓを吸着してもよい。このように、基板Ｓが載置面２１Ｓから突き出る状態で吸着部２３によって吸着される構成において、吸着部９１による基板Ｓの吸着を一旦解除することによって、載置面２１Ｓに載置された基板Ｓを撓み無く吸着することが可能になる。

・基板保持機構２０は、基板Ｓの上端を載置面２１Ｓに向けて押し付ける上端クランプ部をさらに備えていてもよいし、基板Ｓの側端（右端または左端）を載置面２１Ｓに向けて押し付ける側端クランプ部（右端クランプ部または左端クランプ部）をさらに備えていてもよい。また、上端クランプ部を備える構成では、基板Ｓの上端に沿って上端クランプ部と吸着部とが並ぶ構成であってもよい。また、吸着部が、上端クランプ部と重なる部分以外で基板Ｓの上端と接する載置面２１Ｓの部分（第１側部２１Ｓａ）の全体において、基板Ｓを静電的に吸着する構成であってもよい。そして、側端クランプ部を備える構成では、基板Ｓの側端に沿って側端クランプ部と吸着部とが並ぶ構成であってもよい。また、吸着部が、側端クランプ部と重なる部分以外で基板Ｓの側端と接する載置面２１Ｓの部分（第２側部２１Ｓｃまたは第３側部２１Ｓｄ）の全体において、基板Ｓを静電的に吸着する構成であってもよい。

なお、上述したクランプ部８１に加えて上端クランプ部をさらに備える構成であれば、クランプ部８１と上端クランプ部とが第２支持部の一例であり、クランプ部８１に加えて側端クランプ部を備える構成であれば、クランプ部８１と側端クランプ部とが第２支持部の一例である。

・基板保持機構２０は、上述した第４実施形態におけるクランプ部８１を備えていない一方で、上端クランプ部および側端クランプ部の少なくとも一方を備える構成であってもよい。なお、こうした構成では、上端クランプ部および側端クランプ部の少なくとも一方が、第２支持部の一例である。

・第２支持部は、上述したクランプ部８１のように、基板Ｓを載置面２１Ｓに押し付けることで、ステージ２１の載置面２１Ｓとの間に基板Ｓを挟む構成に限らず、載置面２１Ｓに基板Ｓを押し付けずに、基板Ｓの縁に接することで、基板Ｓの縁を機械的に支持する構成であってもよい。こうした構成でも、第２支持部は、基板Ｓの縁を支持することで、ステージ２１の対向面２１ａに沿って基板Ｓの位置が変わることを抑えることができる。また、第２支持部は、基板Ｓの縁が載置面２１Ｓから離れるように変形することを抑える部分を備えることがより好ましい。

ここで、基板Ｓに膜が形成されるとき、基板Ｓに対する入熱によって、基板Ｓの縁が、載置面２１Ｓから浮き上がるように熱変形する場合がある。上述のように、第２支持部が、載置面２１Ｓから離れるように変形することを抑える部分を備えていれば、基板の縁が浮き上がることが抑えられる。

第２支持部を備える構成では、基板Ｓの姿勢が変更されることに伴って基板保持機構２０に対する基板Ｓの位置がずれることが、吸着部２３と第２支持部との両方によって抑えられる。

・第４実施形態および第４実施形態の変形例の各々の構成は、第１実施形態の変形例、第２実施形態、第２実施形態の変形例、第３実施形態、および第３実施形態の変形例の各々の構成と、適宜組み合わせて実施することもできる。

１０…スパッタ装置、１１…搬送チャンバ、１２…ロードロックチャンバ、１３…スパッタチャンバ、１３ａ…真空槽、１４…仕切弁、１５…カソード、１６…搬送ロボット、２０，４０，５０…基板保持機構、２１…ステージ、２１ａ…対向面、２１ｂ…窪み、２１ｃ…溝部、２１ｃ１，２４ｃ…水路、２１ｃ２…蓋用溝、２１ｄ…温調部分、２１Ｓ，４１Ｓ，５１Ｓ…載置面、２２…変更部、２３，９１…吸着部、２４…温調部、２４ａ…蓋部材、２４ｂ…基体、３１…バッキングプレート、３２…ターゲット、４１，５１…トレー、４２…搬送部、５２…反転部、６１…パッド、７０…支持部、７０ａ…先端部、７０ｂ…基端部、７１…支持吸着部、７２…支持柱、８１…クランプ部、Ｓ…基板、Ｓａ…外周部、Ｓｐ…スパッタ粒子。

Claims (8)

1. 基板の保持方法であって、
   第１位置と前記第１位置とは異なる第２位置との間で位置を変更可能な載置面上に前記基板の外周部を載置すること、
   前記載置面の少なくとも一部に前記基板を静電的に吸着すること、
   前記基板の縁を機械的に支持すること、
   を備え、
   前記基板を静電的に吸着することは、
   前記載置面の少なくとも２箇所のうちの１つで前記基板の外周部の吸着を開始すること、
   前記少なくとも２箇所の全てで前記吸着が行われる状態となるまで、前記吸着を開始した箇所で前記吸着を維持したまま、前記少なくとも２箇所の各々での前記吸着を順番に開始することを含む、
   基板の保持方法。
2. 前記基板を静電的に吸着することは、
   前記載置面の少なくとも１箇所で前記基板の外周部の吸着を開始すること、
   前記吸着を開始した箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することを含む、
   請求項１に記載の基板の保持方法。
3. 前記基板を静電的に吸着することは、
   前記載置面の少なくとも１箇所で前記吸着が行われている状態から前記吸着を開始した箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除すること、
   前記吸着を解除した箇所で前記吸着を再開することによって、前記吸着を解除した箇所の少なくとも１箇所で前記吸着を行うことを含む、
   請求項１に記載の基板の保持方法。
4. 前記基板は、前記載置面が前記第２位置にあるときに前記載置面上に受け取られ、前記載置面が前記第１位置にあるときに成膜が行われるものであり、
   前記基板を静電的に吸着することは、
   前記載置面が前記第２位置にあるとき、前記載置面の少なくとも１箇所で前記吸着を開始すること、
   前記載置面が前記第２位置または前記第１位置にあるとき、前記吸着を開始した箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することを含む、
   請求項１に記載の基板の保持方法。
5. 前記吸着を開始した箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、
   前記基板が成膜される前、前記基板が成膜されている間、および前記基板が成膜された後のうちの少なくとも１つにおいて、前記載置面の前記第１位置で前記吸着を解除することを含む、
   請求項４に記載の基板の保持方法。
6. 前記基板が成膜されて前記載置面が前記第１位置から前記第２位置に戻された後、前記吸着を開始した箇所における前記吸着を解除すること
   を備える請求項４または５に記載の基板の保持方法。
7. 前記基板を静電的に吸着することは、
   前記載置面の少なくとも２箇所の全てで前記基板の外周部の吸着を開始することと、
   前記吸着を開始した後、前記少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することを含み、
   前記載置面の少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、
   前記載置面の少なくとも２箇所のうちの１つで前記吸着を維持しつつ、前記少なくとも２箇所のうちの少なくとも１つの残りの箇所で前記吸着を解除することを含む、
   請求項１に記載の基板の保持方法。
8. 前記吸着を開始した箇所のうちの少なくとも１つで前記吸着を解除することは、
   前記吸着が解除されている間、前記基板の前記外周部をクランプ部によって機械的に保持することを含む、
   請求項２から５のうちのいずれか一項に記載の基板の保持方法。

Images