WO2021045070A1 - ロードロック装置 - Google Patents

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load lock
substrate
lock device
holding structure
gas
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順 三浦
直哉 福田
信二 高城
英利 下川
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キヤノンアネルバ株式会社
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    • H01L2223/54493—Peripheral marks on wafers, e.g. orientation flats, notches, lot number

Definitions

  • the present invention relates to a load lock device.
  • Patent Document 1 discloses a vacuum processing apparatus having a load lock chamber, a wafer stage arranged in the load lock chamber, and a mechanism for raising and lowering the wafer stage.
  • the wafer stage has a convex shape.
  • the wafer stage can generate a standing vortex when forming a gas flow in the load lock chamber.
  • a standing vortex for example, causes the particles to fly up from the lower part of the substrate to the upper part of the substrate, and the particles can be attached to the substrate.
  • the present invention provides an advantageous technique for preventing particles from adhering to a substrate.
  • One aspect of the present invention is a load lock device including a load lock chamber and a substrate holding structure for holding a substrate in the load lock chamber, wherein the substrate holding structure has a facing surface facing the substrate. It is configured so that gas can flow in the space between the substrate and the facing surface, and is located inside the outer edge of the facing surface in a state where the substrate is held by the substrate holding structure. The distance between the portion and the substrate is larger than the distance between the outer edge of the facing surface and the substrate.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic side view of a substrate holding structure in the load lock device according to the first and fifth embodiments of the present invention.
  • 13A is a diagram illustrating the shape of the first member or the facing surface of the substrate holding structure of FIG. 13A.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a processing device including the load lock device 100 of the first embodiment of the present invention.
  • the load lock device 100 may have a load lock chamber 110 arranged between the loader chamber 30 and the transfer chamber 20.
  • the loader chamber 30 can be maintained in an atmospheric environment.
  • the substrate S may be provided by the carrier.
  • the loader chamber 30 may be provided with the substrate S from the pretreatment apparatus.
  • the loader chamber 30 can be provided with a filter 32 on its ceiling, and downflow can be supplied to the internal space of the loader chamber 30 through the filter 32.
  • a transfer robot 34 is arranged in the loader chamber 30, and the substrate S can be transferred by the transfer robot 34.
  • the transfer robot 34 can transfer the substrate S from the loader chamber 30 to the load lock chamber 110 through the valve 50.
  • the load lock chamber 110 to which the substrate S has been conveyed is sufficiently depressurized.
  • the transfer robot 22 arranged in the transfer chamber 20 can transfer the substrate S from the load lock chamber 110 to the transfer chamber 20 through the valve 40.
  • the transfer robot 22 can transfer the substrate S from the transfer chamber 20 to the decompression processing device 10 through the valve 60.
  • the depressurization processing device 10 can be, for example, any of a CVD device, a PVD device, an etching device, a plasma processing device, and an electron beam drawing device.
  • the load lock chamber 110 may have a first transport port 111 connected to the transfer chamber 20 connected to the decompression processing device 10 and a second transport port 112 connected to the loader chamber 30.
  • the height of the first transport port 111 (for example, the height of the lower end of the first transport port 111) is higher than the height of the second transport port 112 (for example, the height of the lower end of the second transport port 112).
  • the first transfer port 111 may be arranged so as to be communicative with the internal space of the transfer chamber 20 through the valve 40.
  • the second transport port 112 may be arranged so as to be communicable with the internal space of the loader chamber 30 through the valve 50.
  • the load lock device 100 may include a gas introduction unit 160 that introduces a gas (for example, clean dry air or nitrogen gas) into the load lock chamber 110.
  • the gas introduction unit 160 may be arranged above the path between the substrate holding structure 120 and the transfer chamber 20 in a state where the substrate S is conveyed to the transfer chamber 20 through the first transfer port 111, for example.
  • the gas introduction unit 160 may be located above the first transport port 111.
  • the gas introduction unit 160 may include a gas dispersion unit 162 that disperses the gas in the internal space of the load lock chamber 110. At least a part of the gas dispersion part 162 may be arranged inside the load lock chamber 110.
  • the gas dispersion unit 162 may be arranged at a position facing the second transport port 112.
  • the gas introduction unit 160 may include a flow rate adjusting valve 164 for adjusting the introduction of gas.
  • the gas dispersion portion 162 may have a pillar-shaped portion, and the inner surface of the load lock chamber 110 may include a curved surface that is separated from the pillar-shaped portion and along the pillar-shaped portion.
  • the pillar-shaped portion can have a cylindrical shape, and the curved surface can form a part of the cylindrical surface.
  • the load lock device 100 may include a substrate holding structure 120 that holds the substrate S in the load lock chamber 110.
  • the substrate holding structure 120 can have a facing surface OS facing the substrate S, and can be configured so that gas can flow in the space between the substrate S and the facing surface OS.
  • the substrate holding structure 120 includes a partial PP located inside the outer edge EE of the facing surface OS and the substrate S in a state where the substrate S is held by the substrate holding structure 120. It may have a structure in which the distance is larger than the distance between the outer edge EE of the facing surface OS and the substrate S. As shown schematically by the dotted arrow in FIG.
  • the gas flow is such that the gas is introduced into the internal space of the load lock chamber 110 by the gas introduction unit 160, and / or the gas is discharged from the internal space by the pump 150 or the like as described later. By doing so, it can be formed. Therefore, in the load lock chamber 110 where the pressure changes in a wide range including from atmospheric pressure to high vacuum, a gas flow can inevitably be formed.
  • the substrate holding structure 120 may include a first member 125 having a facing surface OS and a second member 126 having an upper surface US facing the lower surface LS of the first member 125.
  • the substrate holding structure 120 may include a plurality of contact portions 124 that come into contact with the substrate S so as to support the substrate S.
  • the second member 126 may support the first member 125 and a plurality of contact portions 124.
  • the upper surface US of the second member 126 may have a shape along the lower surface LS of the first member 125. Such a structure allows for a smooth flow of gas.
  • a structure in which the space defined by the first member 125 (lower surface LS) and the second member 126 (upper surface US) facing each other does not exist as a gas flow path, that is, the space is filled with a solid. In the structure, the flow of gas is obstructed and a standing vortex is generated.
  • a structure in which the first member 125 (lower surface LS) and the second member 126 (upper surface US) face each other is advantageous for suppressing the generation of a standing vortex.
  • the load lock device 100 may include a drive mechanism 130.
  • the drive mechanism 130 may be arranged below the load lock chamber 110 so as to raise and lower the substrate holding structure 120.
  • the drive mechanism 130 can be connected to the substrate holding structure 120 via the connecting member 122.
  • the load lock chamber 110 includes an extension chamber 140 extending laterally from the lower part of the load lock chamber 110, and a pump 150 arranged below the extension chamber 140 and discharging gas from the load lock chamber 110 via the extension chamber 140.
  • the extension chamber 140 may have a bottom surface 144 having an opening 142 at a position offset from vertically below the substrate holding structure 120.
  • the pump 150 may be connected to the opening 142.
  • a valve may be placed between the pump 150 and the opening 142.
  • the pump 150 may include, for example, a rotary pump and a turbo molecular pump located between the rotary pump and the opening 142.
  • the turbine of a turbo molecular pump rotates at high speed during operation. When particles sucked by a turbo molecular pump collide with a turbine, they can be ejected from the turbine. Also, regardless of whether the pump 150 is a turbo molecular pump, the pump 150 itself can generate particles. Therefore, it is preferable to connect the pump 150 to the opening 142 provided in the bottom surface 144 of the extension chamber 140 extending laterally from the lower part of the load lock chamber 110. As a result, it is possible to reduce the particles from the pump 150 reaching the space above the substrate S through the gap G between the side surface of the substrate holding structure 120 and the inner surface of the load lock chamber and adhering to the substrate S.
  • a gas discharge line 52 can be connected to the valve 50 arranged between the second transport port 112 of the load lock chamber 110 and the loader chamber 30. Gas in the space near the second transport port 112 can be discharged to the external space of the load lock chamber 110 through the gas discharge line 52.
  • a pump (not shown) may be connected to the gas discharge line 52.
  • At least a part of the second transport port 112 may be arranged above the extension chamber 140 (vertically above). Alternatively, at least a portion of the extension chamber 140 may be located between the second transport port 112 and the pump 150. Such a configuration is advantageous for reducing the footprint of the load lock device 100.
  • At least a part of the loader chamber 30 can be arranged above the extension chamber 140 (vertically above). Alternatively, at least a portion of the extension chamber 140 may be located between the loader chamber 30 and the pump 150. Such a configuration is also advantageous for reducing the footprint of the load lock device 100.
  • FIG. 15 is a plan view showing the arrangement of the load lock chamber 110, the extension chamber 140, and the gas dispersion portion 162.
  • This plan view can also be understood as a normal projection onto the floor on which the load lock device 100 is located.
  • the substrate holder 120 may be located between the gas dispersion portion 162 and the extension chamber 140 in the plan view or the normal projection.
  • the opening 142 may be located between the gas dispersion portion 162 and the extension chamber 140 in the plan view or the normal projection.
  • the area of the gap G between the side surface of the substrate holding structure 120 and the inner surface surface of the load lock chamber 110 is preferably smaller than the cross-sectional area of the second transport port 112. It is more preferable that the area of the gap G is smaller than 1/2, 1/3 or 1/4 of the cross-sectional area of the second transport port 112.
  • the gas introduced from the gas dispersion unit 162 into the internal space of the load lock chamber 110 when the substrate S is conveyed from the loader chamber 30 to the internal space of the load lock chamber 110 through the second transport port 112, the gas introduced from the gas dispersion unit 162 into the internal space of the load lock chamber 110.
  • the amount discharged through the second transport port 112 and the gas discharge line 52 is larger than the amount discharged from the space above the substrate S to the space below the substrate holding structure 120 through the gap G. This is effective for suppressing particles from entering the internal space of the load lock chamber 110 from the loader chamber 30 through the second transport port 112.
  • the area of the gap G between the side surface of the substrate holding structure 120 and the inner surface surface of the load lock chamber 110 is preferably smaller than the cross-sectional area of the opening 142 provided on the bottom surface 144 of the extension chamber 140. Such a configuration is advantageous for reducing the particles from the pump 150 reaching the space above the substrate S through the gap G and adhering to the substrate S.
  • the area of the gap G is preferably smaller than the cross-sectional area (cross-sectional area in the vertical plane) of the connecting portion 146 between the load lock chamber 110 and the extension chamber 140. Such a configuration is also advantageous for reducing the particles from the pump 150 reaching the space above the substrate S through the gap G and adhering to the substrate S.
  • FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 schematically show the operation of the processing apparatus shown in FIG.
  • the gas in the internal space can be discharged to the external space of the load lock chamber 110 by the pump 150 while the gas is introduced (supplied) from the gas introduction unit 160 into the internal space of the load lock chamber 110.
  • the amount of gas introduced from the gas introduction unit 160 into the internal space can be made larger than the amount of gas discharged by the pump 150 so that the pressure in the internal space rises.
  • the valve 50 can be opened and gas discharge by the gas discharge line 52 can be started.
  • the transfer robot 34 can transfer the substrate S from the loader chamber 30 to the substrate holding structure 120 in the internal space of the load lock chamber 110.
  • the valve 50 is closed and the substrate holding structure 120 can be driven upward by the drive mechanism 130. Further, in a state where the gas is introduced from the gas introduction unit 160 into the internal space of the load lock chamber 110, the amount of gas discharged from the internal space by the pump 150 is increased, and the internal space is depressurized. After that, the introduction of gas into the internal space by the gas introduction unit 160 is stopped, and the amount of gas discharged from the internal space by the pump 150 can be further increased.
  • the substrate holding structure 120 is driven downward by the drive mechanism 130 to a height for transporting the substrate S to the transfer chamber 20, as shown in FIG. Can be done.
  • the valve 40 is opened, and the transfer robot 22 can transfer the substrate S from the internal space of the load lock chamber 110 to the transfer chamber 20 and further to the decompression processing device 10.
  • the valve 40 is closed and the substrate S is processed in the decompression processing device 10.
  • valve 40 is opened, and as shown in FIG. 5, the substrate S of the decompression processing device 10 can be conveyed to the internal space of the load lock chamber 110 by the transfer robot 22. After that, the valve 40 can be closed.
  • the gas in the internal space can be discharged to the external space of the load lock chamber 110 by the pump 150 while the gas is introduced from the gas introduction unit 160 into the internal space of the load lock chamber 110.
  • the amount of gas introduced from the gas introduction unit 160 into the internal space can be made larger than the amount of gas discharged by the pump 150 so that the pressure in the internal space rises.
  • the valve 50 can be opened and gas discharge by the gas discharge line 52 can be started.
  • the transfer robot 34 can transfer the substrate S from the substrate holding structure 120 in the internal space of the load lock chamber 110 to the loader chamber 30.
  • the valve 50 can be closed and the gas discharge by the gas discharge line 52 can be stopped.
  • the substrate holding structure 120 holds the substrate S so that at least a part of the side surface (outer peripheral surface) of the substrate S faces the inner surface of the load lock chamber 110. sell.
  • at least a part of the side surface (outer peripheral surface) of the substrate S held by the substrate holding structure 120 faces the inner surface of the load lock chamber 110 in a direction parallel to the surface of the substrate S. Can be retained.
  • the substrate holding structure 120 can be arranged at a plurality of positions in the internal space of the load lock chamber 110. As illustrated in FIG. 1, the plurality of positions may include a position where a part of the side surface of the substrate S held by the substrate holding structure 120 faces the gas dispersion portion 162. Here, the part of the side surface (outer peripheral surface) of the substrate S held by the substrate holding structure 120 may face the gas dispersion portion 162 in a direction parallel to the surface of the substrate S.
  • the dimension DH of the facing surface OS of the substrate holding structure 120 in the surface direction along the surface of the substrate S is based on the dimension DS of the substrate S in the surface direction.
  • the substrate holding structure 120 may be configured to be small.
  • the partial PP of the substrate holding mechanism 120 may be located inside the outer edge EE of the facing surface OS with respect to a predetermined direction (Y direction) in the horizontal plane (XY plane).
  • the cross sections of the facing planes OS cut in each of the plurality of planes (plurality of planes parallel to the YZ plane) perpendicular to the horizontal plane (XY plane) and parallel to the predetermined direction (Y direction) have the same shape.
  • the substrate S held by the substrate holding structure 120 may have a rectangular shape.
  • the substrate S held by the substrate holding structure 120 may have a circular shape with a notch NT indicating a reference orientation.
  • the substrate S held by the substrate holding structure 120 may have another shape.
  • FIG. 6 schematically shows the configuration of a processing device including the load lock device 100 of the second embodiment of the present invention. Matters not mentioned as the second embodiment may follow the first embodiment.
  • the ceiling portion of the load lock chamber 110 includes a portion 601 facing the inner region of the outer edge of the substrate S and a portion 602 facing the outer edge of the substrate S. The distance to the substrate S is larger than the distance between the portion 602 and the substrate S.
  • FIG. 7 schematically shows the configuration of a processing device including the load lock device 100 according to the third embodiment of the present invention. Matters not mentioned as the third embodiment may follow the first embodiment.
  • the ceiling portion of the load lock chamber 110 includes a portion 601 facing the inner region of the outer edge of the substrate S and a portion 602 facing the outer edge of the substrate S. The distance to the substrate S is larger than the distance between the portion 602 and the substrate S.
  • the portion 601 is composed of a smooth curved surface.
  • FIG. 8 schematically shows the configuration of a processing device including the load lock device 100 according to the fourth embodiment of the present invention. Matters not mentioned as the fourth embodiment may follow the first embodiment.
  • the first member 125 has a corrugated blade shape.
  • the corrugated blade shape is advantageous for suppressing large vortices such as over the space between the facing surface OS and the substrate S, for example.
  • FIG. 9 schematically shows a plan view of the first member 125 in the load lock device 100 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 schematically shows a side view of the first member 125 in the load lock device 100 according to the fifth embodiment of the present invention. Matters not mentioned as the fifth embodiment may follow the first embodiment.
  • the partial PP located inside the outer edge EE of the facing surface OS is inside the outer edge EE of the facing surface OS with respect to the predetermined direction DIR.
  • the first member 125 is divided into a plurality of portions 125a, 125b with respect to a direction orthogonal to a predetermined direction DIR.
  • 100 Load lock device, 110: Load lock chamber, 111: First transport port, 112: Second transport port, 120: Substrate holding structure, 140: Extension chamber, 142: Opening, 144: Bottom surface, 150: Pump, 160 : Gas introduction part, 162: Gas dispersion part, PP: Part, EE: Outer edge, OS: Facing surface

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Abstract

ロードロック装置は、ロードロック室と、前記ロードロック室の中で基板を保持する基板保持構造とを備える。前記基板保持構造は、前記基板に対向する対向面を有し、前記基板と前記対向面との間の空間をガスが流れることができるように構成される。前記基板保持構造によって前記基板が保持された状態において、前記対向面の外縁よりも内側に位置する部分と前記基板との距離は、前記対向面の前記外縁と前記基板との距離より大きい。

Description

ロードロック装置
　本発明は、ロードロック装置に関する。
　特許文献１には、ロードロック室と、ロードロック室の中に配置されたウエハステージと、ウエハステージを昇降させる機構とを有する真空処理装置が開示されている。ウエハステージは、凸形状を有する。
　特許文献１に記載されたウエハステージのような構造を有する基板保持構造では、ロードロック室にガスの流れを形成する際にウエハステージが定在渦を生じさせうる。このような定在渦は、例えば、基板の下方から基板の上方へのパーティクルの舞い上がりをもたらし、基板へのパーティクルを付着させうる。
特開平５－１４０７４３号公報
　本発明は、基板へのパーティクルの付着を防止するために有利な技術を提供する。
　本発明の１つの側面は、ロードロック室と、前記ロードロック室の中で基板を保持する基板保持構造とを備えるロードロック装置において、前記基板保持構造は、前記基板に対向する対向面を有し、前記基板と前記対向面との間の空間をガスが流れることができるように構成され、前記基板保持構造によって前記基板が保持された状態において、前記対向面の外縁よりも内側に位置する部分と前記基板との距離は、前記対向面の前記外縁と前記基板との距離より大きい。
本発明の第１実施形態のロードロック装置を含む処理装置の構成を模式的に示す図。 本発明の第１実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第１実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第１実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第１実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第２実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第３実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第４実施形態のロードロック装置を含む処理装置の動作を例示する図。 本発明の第５実施形態のロードロック装置における第１部材の模式的な平面図。 本発明の第１、第５実施形態のロードロック装置における基板保持構造の拡大された模式的な側面図。 課題を説明する図。 課題を説明する図。 基板保持構造を例示する図。 図１３Ａの基板保持構造の第１部材あるいは対向面の形状を例示する図。 基板の一例を示す図。 基板の他の例を示す図。 ロードロック室、延長室およびガス分散部の配置を示す平面図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　図１には、本発明の第１実施形態のロードロック装置１００を含む処理装置の構成が模式的に示されている。ロードロック装置１００は、ローダー室３０とトランスファー室２０との間に配置されたロードロック室１１０を有しうる。ローダー室３０は、大気環境に維持されうる。ローダー室３０では、例えば、キャリアから基板Ｓが提供されうる。あるいは、ローダー室３０には、前処理装置から基板Ｓが提供されうる。ローダー室３０は、その天井にフィルタ３２を備えることができ、フィルタ３２を通してローダー室３０の内部空間にダウンフローが供給されうる。ローダー室３０には、搬送ロボット３４が配置され、基板Ｓは、搬送ロボット３４によって搬送されうる。搬送ロボット３４は、バルブ５０を通して基板Ｓをローダー室３０からロードロック室１１０に搬送しうる。基板Ｓが搬送されてきたロードロック室１１０は、十分に減圧される。その後、トランスファー室２０に配置された搬送ロボット２２は、バルブ４０を通して基板Ｓをロードロック室１１０からトランスファー室２０に搬送しうる。その後、搬送ロボット２２は、バルブ６０を通してトランスファー室２０から減圧処理装置１０に基板Ｓを搬送しうる。減圧処理装置１０は、例えば、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、エッチング装置、プラズマ処理装置および電子線描画装置のいずれかでありうる。
　ロードロック室１１０は、減圧処理装置１０と接続されるトランスファー室２０と接続される第１搬送口１１１と、ローダー室３０と接続される第２搬送口１１２とを有しうる。一例において、第１搬送口１１１の高さ（例えば、第１搬送口１１１の下端の高さ）は、第２搬送口１１２の高さ（例えば、第２搬送口１１２の下端の高さ）より低い。第１搬送口１１１は、バルブ４０を通してトランスファー室２０の内部空間と連通可能に配置されうる。第２搬送口１１２は、バルブ５０を通してローダー室３０の内部空間と連通可能に配置されうる。
　ロードロック装置１００は、ロードロック室１１０にガス（例えば、クリーンドライエアまたは窒素ガス）を導入するガス導入部１６０を備えうる。ガス導入部１６０は、例えば、第１搬送口１１１を通して基板Ｓがトランスファー室２０に搬送される状態における基板保持構造１２０とトランスファー室２０との間の経路の上方に配置されうる。一例において、ガス導入部１６０は、第１搬送口１１１の上方に配置されうる。ガス導入部１６０は、ロードロック室１１０の内部空間にガスを分散させるガス分散部１６２を含みうる。ガス分散部１６２の少なくとも一部は、ロードロック室１１０の内部に配置されうる。ガス分散部１６２は、第２搬送口１１２に対向する位置に配置されうる。ガス導入部１６０は、ガスの導入を調整する流量調整バルブ１６４を含みうる。ガス分散部１６２は、柱形状部を有することができ、ロードロック室１１０の内側面は、該柱形状部から離隔し、かつ該柱形状部に沿った湾曲面を含むことができる。該柱形状部は、円柱形状を有することができ、該湾曲面は、円筒面の一部を構成することができる。
　ロードロック装置１００は、ロードロック室１１０の中で基板Ｓを保持する基板保持構造１２０を備えうる。基板保持構造１２０は、基板Ｓに対向する対向面ＯＳを有することができ、基板Ｓと対向面ＯＳとの間の空間をガスが流れることができるように構成されうる。基板保持構造１２０は、図１０に拡大して示されるように、基板保持構造１２０によって基板Ｓが保持された状態において、対向面ＯＳの外縁ＥＥよりも内側に位置する部分ＰＰと基板Ｓとの距離が対向面ＯＳの外縁ＥＥと基板Ｓとの距離より大きい構造を有しうる。このような構造は、図１０に点線矢印で模式的に示されるように、ロードロック室１１０の内部空間においてガスの流れに定在渦が形成されることを抑制する効果が高いことが、シミュレーションによって確認された。ここで、ガスの流れは、ガス導入部１６０によってロードロック室１１０の内部空間にガスが導入されることによって、および／または、後述のようにポンプ１５０等によってガスが該内部空間から排出されることによって、形成されうる。したがって、大気圧から高真空までを含む広い範囲で圧力が変化するロードロック室１１０においては、ガスの流れが必然的に形成されうる。
　一方、図１１に点線矢印で模式的に示されるように、基板Ｓを保持する基板保持構造ＳＨがガスの流れを妨げるような壁を有する場合には、ガスの流れに定在渦が形成されうる。このような定在渦は、パーティクルを舞い上げて、該パーティクルを基板Ｓに付着させうる。また、図１２に点線矢印で模式的に示されるように、基板Ｓを保持する基板保持構造ＳＨ’が基板Ｓの下面に平行な平面の対向面ＯＳ’を有する場合においても、ガスの流れに定在渦が形成されることがシミュレーションによって確認された。このような定在渦は、パーティクルを舞い上げて、該パーティクルを基板Ｓに付着させうる。
　図１に戻って説明を続ける。基板保持構造１２０は、対向面ＯＳを有する第１部材１２５と、第１部材１２５の下面ＬＳに対向する上面ＵＳを有する第２部材１２６とを含みうる。基板保持構造１２０は、基板Ｓを支持するように基板Ｓと接触する複数の接触部１２４を含みうる。第２部材１２６は、第１部材１２５および複数の接触部１２４を支持しうる。第２部材１２６の上面ＵＳは、第１部材１２５の下面ＬＳに沿った形状を有しうる。このような構造は、ガスの円滑な流れを可能にする。ここで、互いに対向する第１部材１２５（下面ＬＳ）と第２部材１２６（上面ＵＳ）とで規定される空間がガスの流路として存在しない構造、つまり該空間に固体が充填されたような構造では、ガスの流れが阻害され、定在渦が発生しる。一方、第１部材１２５（下面ＬＳ）と第２部材１２６（上面ＵＳ）とが互いに対向した構造は、定在渦の発生を抑制するために有利である。
　ロードロック装置１００は、駆動機構１３０を備えうる。駆動機構１３０は、基板保持構造１２０を昇降させるようにロードロック室１１０の下方に配置されうる。駆動機構１３０は、連結部材１２２を介して基板保持構造１２０に連結されうる。
　ロードロック室１１０は、ロードロック室１１０の下部から側方に延長された延長室１４０と、延長室１４０の下方に配置され延長室１４０を介してロードロック室１１０のガスを排出するポンプ１５０とを備えうる。延長室１４０は、基板保持構造１２０の鉛直下方からずれた位置に開口１４２を有する底面１４４を有しうる。ポンプ１５０は、開口１４２に接続されうる。図示されていないが、ポンプ１５０と開口１４２との間にはバルブが配置されうる。
　ポンプ１５０は、例えば、ロータリーポンプと、該ロータリーポンプと開口１４２との間に配置されたターボ分子ポンプとを含みうる。ターボ分子ポンプのタービンは、動作時に高速で回転する。ターボ分子ポンプによって吸引されたパーティクルがタービンに衝突すると、タービンから弾き飛ばされうる。また、ポンプ１５０がターボ分子ポンプであるかどうかに拘わらず、ポンプ１５０は、それ自体がパーティクルを発生しうる。したがって、ロードロック室１１０の下部から側方に延長された延長室１４０の底面１４４に設けられた開口１４２にポンプ１５０を接続することが好ましい。これによって、ポンプ１５０からのパーティクルが基板保持構造１２０の側面とロードロック室の内側面との間隙Ｇを通して基板Ｓの上方の空間に至り、基板Ｓに付着することを低減することができる。
　ロードロック室１１０の第２搬送口１１２とローダー室３０との間に配置されたバルブ５０には、ガス排出ライン５２が接続されうる。ガス排出ライン５２を通して第２搬送口１１２の付近の空間のガスがロードロック室１１０の外部空間に排出されうる。ガス排出ライン５２には、不図示のポンプが接続されうる。
　第２搬送口１１２の少なくとも一部は、延長室１４０の上（鉛直上方）が配置されうる。あるいは、延長室１４０の少なくとも一部は、第２搬送口１１２とポンプ１５０との間が配置されうる。このような構成は、ロードロック装置１００のフットプリントの縮小に有利である。
　ローダー室３０の少なくとも一部は、延長室１４０の上（鉛直上方）に配置されうる。あるいは、延長室１４０の少なくとも一部は、ローダー室３０とポンプ１５０との間に配置されうる。このような構成も、ロードロック装置１００のフットプリントの縮小に有利である。
　図１５は、ロードロック室１１０、延長室１４０およびガス分散部１６２の配置を示す平面図である。この平面図は、ロードロック装置１００が配置された床に対する正射影としても理解されうる。基板ホルダ１２０は、該平面図あるいは該正射影において、ガス分散部１６２と延長室１４０との間に位置しうる。あるいは、開口１４２は、該平面図あるいは該正射影において、ガス分散部１６２と延長室１４０との間に位置しうる。
　基板保持構造１２０の側面とロードロック室１１０の内側面との間隙Ｇの面積は、第２搬送口１１２の断面積より小さいことが好ましい。間隙Ｇの面積は、第２搬送口１１２の断面積の１／２、１／３または１／４より小さいことが更に好ましい。このような構成は、ローダー室３０から第２搬送口１１２を通してロードロック室１１０の内部空間に基板Ｓが搬送される際に、ガス分散部１６２からロードロック室１１０の内部空間に導入されたガスが第２搬送口１１２およびガス排出ライン５２を通して排出される量を、基板Ｓの上方の空間から間隙Ｇを通して基板保持構造１２０の下方の空間に排出される量より大きくするために有利である。これは、ローダー室３０から第２搬送口１１２を通してロードロック室１１０の内部空間にパーティクルが侵入することを抑制するために効果的である。
　基板保持構造１２０の側面とロードロック室１１０の内側面との間隙Ｇの面積は、延長室１４０の底面１４４に設けられた開口１４２の断面積より小さいことが好ましい。このような構成は、ポンプ１５０からのパーティクルが間隙Ｇを通して基板Ｓの上方の空間に至り、基板Ｓに付着することを低減するために有利である。間隙Ｇの面積は、ロードロック室１１０と延長室１４０との間の接続部分１４６の断面積（鉛直面における断面積）より小さいことが好ましい。このような構成も、ポンプ１５０からのパーティクルが間隙Ｇを通して基板Ｓの上方の空間に至り、基板Ｓに付着することを低減するために有利である。
　図２、図３、図４および図５には、図１に示された処理装置の動作が例示的に示されている。まず、ガス導入部１６０からロードロック室１１０の内部空間にガスが導入（供給）されつつポンプ１５０によって該内部空間のガスがロードロック室１１０の外部空間に排出されうる。この際に、該内部空間の圧力が上昇するように、ガス導入部１６０から該内部空間へのガスの導入量がポンプ１５０によるガスの排出量より多くされうる。該内部空間の圧力が大気圧以上になったら、図２に示されるように、バルブ５０が開かれるとともにガス排出ライン５２によるガスの排出が開始されうる。その後、搬送ロボット３４によって、ローダー室３０からロードロック室１１０の内部空間の基板保持構造１２０に基板Ｓが搬送されうる。
　その後、図３に示されるように、バルブ５０が閉じられ、基板保持構造１２０が駆動機構１３０によって上方に駆動されうる。また、ガス導入部１６０からロードロック室１１０の内部空間にガスが導入された状態で、ポンプ１５０による該内部空間からのガスの排出量が高められ、該内部空間が減圧される。その後、ガス導入部１６０による該内部空間へのガスの導入が停止され、ポンプ１５０による該内部空間からのガスの排出量が更に高められうる。
　ロードロック室１１０の内部空間の圧力が十分に減圧されたら、図４に示されるように、基板Ｓをトランスファー室２０に搬送するために高さまで、基板保持構造１２０が駆動機構１３０によって下方に駆動されうる。その後、図５に示されるように、バルブ４０が開かれて、搬送ロボット２２によって、基板Ｓがロードロック室１１０の内部空間からトランスファー室２０に搬送され、更に減圧処理装置１０に搬送されうる。その後、バルブ４０が閉じられるとともに、減圧処理装置１０において基板Ｓが処理される。
　その後、バルブ４０が開かれて、図５に示されるように、減圧処理装置１０の基板Ｓが搬送ロボット２２によってロードロック室１１０の内部空間に搬送されうる。その後、バルブ４０が閉じられうる。
　その後、ガス導入部１６０からロードロック室１１０の内部空間にガスが導入されつつポンプ１５０によって該内部空間のガスがロードロック室１１０の外部空間に排出されうる。この際に、該内部空間の圧力が上昇するように、ガス導入部１６０から該内部空間へのガスの導入量がポンプ１５０によるガスの排出量より多くされうる。該内部空間の圧力が大気圧以上になったら、図２に示されるように、バルブ５０が開かれるとともにガス排出ライン５２によるガスの排出が開始されうる。その後、搬送ロボット３４によって、ロードロック室１１０の内部空間の基板保持構造１２０からローダー室３０に基板Ｓが搬送されうる。その後、バルブ５０が閉じられ、ガス排出ライン５２によるガスの排出が停止されうる。
　図１、図３、図４に例示されるように、基板保持構造１２０は、基板Ｓの側面（外周面）の少なくとも一部がロードロック室１１０の内面に対向するように基板Ｓを保持しうる。ここで、基板保持構造１２０によって保持された基板Ｓの側面（外周面）の該少なくとも一部は、基板Ｓの表面に平行な方向に関して、ロードロック室１１０の内面に対向するように基板Ｓを保持しうる。
　図１～図５に例示されるように、基板保持構造１２０は、ロードロック室１１０の内部空間における複数の位置に配置されうる。該複数の位置は、図１に例示されるように、基板保持構造１２０によって保持された基板Ｓの側面の一部がガス分散部１６２に対向する位置を含みうる。ここで、基板保持構造１２０によって保持された基板Ｓの側面（外周面）の該一部は、基板Ｓの表面に平行な方向に関して、ガス分散部１６２に対向しうる。
　図１３Ａに例示されるように、基板Ｓの表面に沿った表面方向（ＸＹ平面に平行な方向）における基板保持構造１２０の対向面ＯＳの寸法ＤＨは、該表面方向における基板Ｓの寸法ＤＳより小さいように基板保持構造１２０が構成されてもよい。図１３Ａ、図１３Ｂに例示されるように、基板保持機構１２０の部分ＰＰは、水平面（ＸＹ平面）内の所定方向（Ｙ方向）に関して対向面ＯＳの外縁ＥＥよりも内側に位置しうる。該水平面に（ＸＹ平面）に垂直で所定方向（Ｙ方向）に平行な複数の平面（ＹＺ平面に平行な複数の面）のそれぞれで切断された対向面ＯＳの断面は、互いに同一の形状を有しうる。
　図１４Ａに例示されるように、基板保持構造１２０によって保持される基板Ｓは、矩形形状を有しうる。あるいは、図１４Ｂに例示されるように、基板保持構造１２０によって保持される基板Ｓは、基準方位を示す切り欠き部ＮＴを有する円形形状を有しうる。ただし、基板保持構造１２０によって保持される基板Ｓは、他の形状を有してもよい。
　図６には、本発明の第２実施形態のロードロック装置１００を含む処理装置の構成が模式的に示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態のロードロック装置１００は、ロードロック室１１０の天井部が、基板Ｓの外縁の内側領域に対向する部分６０１と、基板Ｓの外縁に対向する部分６０２とを含み、部分６０１と基板Ｓとの距離が部分６０２と基板Ｓとの距離より大きい。
　図７には、本発明の第３実施形態のロードロック装置１００を含む処理装置の構成が模式的に示されている。第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第３実施形態のロードロック装置１００は、ロードロック室１１０の天井部が、基板Ｓの外縁の内側領域に対向する部分６０１と、基板Ｓの外縁に対向する部分６０２とを含み、部分６０１と基板Ｓとの距離が部分６０２と基板Ｓとの距離より大きい。第３実施形態では、部分６０１が滑らかな曲面で構成されている。
　図８には、本発明の第４実施形態のロードロック装置１００を含む処理装置の構成が模式的に示されている。第４実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第４実施形態では、第１部材１２５は、コルゲート翼形状を有する。コルゲート翼形状は、例えば、対向面ＯＳと基板Ｓとの間の空間にわたるような大きな渦を抑制するために有利である。
　図９には、本発明の第５実施形態のロードロック装置１００における第１部材１２５の平面図が模式的に示されている。図１０には、本発明の第５実施形態のロードロック装置１００における第１部材１２５の側面図が模式的に示されている。第５実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第５実施形態では、基板保持構造１２０によって基板Ｓが保持された状態において、対向面ＯＳの外縁ＥＥよりも内側に位置する部分ＰＰは、所定方向ＤＩＲに関して対向面ＯＳの外縁ＥＥよりも内側に位置し、第１部材１２５は、所定方向ＤＩＲに直交する方向に関して複数の部分１２５ａ、１２５ｂに分割されている。
　発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
１００：ロードロック装置、１１０：ロードロック室、１１１：第１搬送口、１１２：第２搬送口、１２０：基板保持構造、１４０：延長室、１４２：開口、１４４：底面、１５０：ポンプ、１６０：ガス導入部、１６２：ガス分散部、ＰＰ：部分、ＥＥ：外縁、ＯＳ：対向面

Claims (19)

  1. 　ロードロック室と、前記ロードロック室の中で基板を保持する基板保持構造とを備えるロードロック装置であって、
    　前記基板保持構造は、前記基板に対向する対向面を有し、前記基板と前記対向面との間の空間をガスが流れることができるように構成され、
    　前記基板保持構造によって前記基板が保持された状態において、前記対向面の外縁よりも内側に位置する部分と前記基板との距離は、前記対向面の前記外縁と前記基板との距離より大きい、
    　ことを特徴とするロードロック装置。
  2. 　前記基板保持構造は、前記対向面を有する第１部材と、前記第１部材の下面に対向する上面を有する第２部材とを含む、
    　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. 　前記基板保持構造は、前記基板を支持するように前記基板と接触する複数の接触部を更に含み、前記第２部材は、前記第１部材および前記複数の接触部を支持する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載のロードロック装置。
  4. 　前記第２部材の前記上面は、前記第１部材の前記下面に沿った形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のロードロック装置。
  5. 　前記第１部材は、コルゲート翼形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のロードロック装置。
  6. 　前記部分は、所定方向に関して前記対向面の前記外縁よりも内側に位置し、
    　前記第１部材は、前記所定方向に直交する方向に関して複数の部分に分割されている、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のロードロック装置。
  7. 　前記ロードロック室は、減圧処理装置に接続されるトランスファー室と接続する第１搬送口と、ローダー室と接続する第２搬送口とを有し、
    　前記ロードロック装置は、
    　前記第１搬送口を通して前記基板が前記トランスファー室に搬送される状態における前記基板保持構造と前記トランスファー室との間の経路の上方に配置されたガス導入部と、
    　前記基板保持構造の下方の空間を通してガスを排出するように配置されたガス排出部と、を更に備える、
    　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  8. 　前記第１搬送口の高さは、前記第２搬送口の高さより低い、
    　ことを特徴とする請求項７に記載のロードロック装置。
  9. 　前記ガス導入部は、ガスを分散させるガス分散部を含み、
    　前記ガス分散部は、前記第２搬送口に対向する位置に配置されている、
    　ことを特徴とする請求項７又は８に記載のロードロック装置。
  10. 　前記ガス分散部は、柱形状部を有し、前記ロードロック室の内側面は、前記柱形状部から離隔し、かつ前記柱形状部に沿った湾曲面を含む、
    　ことを特徴とする請求項９に記載のロードロック装置。
  11. 　前記柱形状部は、円柱形状を有し、前記湾曲面は、円筒面の一部を構成する、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロードロック装置。
  12. 　前記基板保持構造によって保持された前記基板が前記ガス分散部の中心軸より高い位置に配置された状態で前記ロードロック室の圧力を低下させる動作、および、前記基板保持構造によって保持された前記基板が前記ガス分散部の中心軸より低い位置に配置された状態で前記ロードロック室の圧力を低下させる動作を実行するように前記ガス導入部および前記ガス排出部が制御される、
    　ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  13. 　前記第２搬送口の付近の空間からガスを排出するように配置されたガス排出ラインを更に備える、
    　ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  14. 　前記基板保持構造は、前記基板の側面の少なくとも一部が前記ロードロック室の内面に対向するように前記基板を保持する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  15. 　前記ロードロック室の内部空間にガスを分散させるガス分散部を更に備え、
    　前記基板保持構造は、前記基板の側面の少なくとも一部が前記ロードロック室の内面に対向するように前記基板を保持し、
    　前記基板保持構造が配置されうる位置は、前記基板保持構造によって保持された前記基板の側面の一部が前記ガス分散部に対向する位置を含む、
    　ことを特徴とする請求項１乃至８及び１３のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  16. 　前記基板の表面に沿った表面方向における前記対向面の寸法は、前記表面方向における前記基板の寸法より小さい、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  17. 　前記部分は、水平面内の所定方向に関して前記対向面の前記外縁よりも内側に位置し、
    　前記水平面に垂直で前記所定方向に平行な複数の平面のそれぞれで切断された前記対向面の断面が互いに同一形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  18. 　前記基板保持構造によって保持される前記基板は、矩形形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のロードロック装置。
  19. 　前記基板保持構造によって保持される前記基板は、基準方位を示す切り欠き部を有する円形形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のロードロック装置。
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