(57)【要約】【課題】基板の真空処理を行う基板処理装置において、真空処理室内の基板の位置決めを精度よく行うことを目的とする。【解決手段】基板１０の処理を行う真空処理室２００を有する基板処理装置の該真空処理室２００内に、基板１０を収納したサセプタ１１を保持するフック６を有する基板ホルダ５と、外部から搬入されたサセプタ１１を保持し、保持したサセプタ１１を前記基板ホルダ５のフック６の位置まで移動する昇降部２とを設ける。そして、基板ホルダ５に、昇降部２がサセプタ１１をフック６の位置まで移動させた場合に、フック６を回転させることで、サセプタ１１とフック６とを接触させて、サセプタ１１をフック６の所定の位置に固定する固定機構を設けるようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理を行う真空処理室を有する基板処理装置であって、
前記真空処理室は、
基板を収納した基板サセプタを保持する保持部を有する基板ホルダと、
外部から搬入された、前記基板を収納した基板サセプタを保持し、該保持した基板サセプタを前記基板ホルダの保持部まで移動する搬送部と、を有し、
前記基板ホルダは、前記搬送部が基板サセプタを前記保持部まで移動させた場合、前記保持部を回転させることで、該基板サセプタと該保持部とを接触させて、該基板サセプタを該保持部の所定の位置に固定する固定機構を有すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記固定機構は、前記保持部と前記基板サセプタとを調芯させることで、前記基板サセプタを固定する所定の位置を特定すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記搬送部は、水平方向に移動可能な水平移動機構に前記基板サセプタを載せて保持し、
前記固定機構は、前記搬送部が水平方向に移動可能な状態で保持する前記基板サセプタと前記保持部とを調芯させること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の基板処理装置であって、
前記固定機構は、モータにより駆動されるものであって、駆動の際のモータのトルクの値を用いて、前記保持部と前記基板サセプタとの調芯および固定の状態を判断すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の基板処理装置であって、
前記固定機構は、
空圧駆動のアクチュエータにより駆動されるものであって、
前記保持部と前記基板サセプタとの調芯および固定の状態を検出するセンサを有し、該センサの検出結果に基づいて、該調芯および固定の状態を判断すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
基板の処理を行う真空処理室を有する、基板処理装置における基板の保持方法であって、
前記真空処理室は、基板を収納した基板サセプタを保持する保持部を有する基板ホルダと、外部から搬入された、前記基板を収納した基板サセプタを受け取り、保持する搬送部とを有していて、
前記搬送部は、前記保持した基板サセプタを前記基板ホルダの保持部の位置まで移動する処理を行い、
前記基板ホルダは、前記保持部を回転させることにより、該基板サセプタおよび該保持部を接触させ、かつ両者を調芯させて該基板サセプタを該保持部の所定の位置に固定する処理を行うこと
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の処理を行う基板処理装置に関し、特に、真空中で基板の処理を行う基板処理装置において、真空中で基板を位置決めし保持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の生産工程には、例えば、処理前の基板を基板処理装置に搬入する工程と、搬入した基板を基板処理装置の基板ホルダの搭載する工程と、基板ホルダに搭載された基板に処理（例えばイオンミリング処理）を施す工程と、処理された基板を基板処理装置から搬出する工程とがある。また、例えば、半導体基板の基板処理装置には、複数の処理を行うために、処理室内で基板を搭載した基板ホルダを移動させるものや、基板に対する処理を行う際に基板ホルダを回転させたり、傾斜させたりするものがある。そして、所望するレベルの品質の基板を生産するためには、上記基板ホルダに搭載されている基板は、正確に位置決めがされていることが望ましい。
【０００３】
従来の基板処理装置には、基板を基板ホルダ（ウエハステージ）に搭載する際、基板を吊り下げて保持した状態で、基板の中心位置を求めてから、基板を基板ホルダに載置するように構成しているものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の基板処理装置（露光装置）は、回転動作および上下動作が可能な回転上下部に接続されているウエハロードアームと、ウエハの位置を検出するために用いられる照明系と、該照明系が照射した照明光を利用してウエハの複数の計測点を画像信号として取込む撮像系と、を有している。そして、上記撮影系で撮影した画像信号を用いて、ウエハの中心位置のズレおよび回転誤差を求め、これらを正確な位置に補正し、該ウエハをウエハステージに載置するように上記回転上下部を制御している。このように構成することで、上記特許文献１では、基板をウエハステージに載置する際の位置決めの精度を向上させている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１９９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の基板処理装置は、大気中でのウエハの位置決めの精度を向上させるものであり、真空中における基板の位置決めについて特に考慮されていない。そして、特許文献１に記載の基板の位置決めに用いる構成を、真空中における基板の位置決めに適用した場合、以下の問題がある。
【０００７】
具体的には、真空処理室内に撮像系および照明系を設置するためには、撮像系および照明系に対し、真空中でも耐えうるような強度に設計する必要がある。そのため、真空処理装置内に、撮像系および照明系を設置するように構成した場合、装置自身のコストを上昇させてしまう。さらに、上記特許文献１の位置決めの構成を真空処理室内に設けるためには、新たに真空処理室内に撮像系等の設置スペースを確保しなければならず、基板処理装置を大型化させてしまうという問題もある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の基板の位置決めの構成は、基板に施す処理の種類によっては、適用することができないものがある。例えば、スパッタリング装置の真空処理室内での基板の位置決めに、撮像系を用いた場合、撮像系のレンズ部にスパッタ粒子が付着し、レンズ表面に膜が蒸着する。その結果、撮像系は正確に計測点を検出できず、精度よく位置決めができない場合が生じる。なお、所定の処理回数毎に撮像系のレンズ交換を行うことも考えられるが、その場合には、基板処理装置の生産性を低下させてしまう。
【０００９】
また、上記特許文献１の基板処理装置は、処理室内で基板ホルダを移動させる場合の基板の位置決めや、処理を行う際に、基板ホルダを回転させたり、又は傾斜させたりする場合の基板ホルダに搭載された基板の位置決めについて特に考慮されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、真空中で基板の処理を行う基板処理装置において、真空中で基板の位置決めを精度よく行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、基板の処理を行う真空処理室を有する基板処理装置の該真空処理室内に、基板を収納した基板サセプタを保持する保持部を有する基板ホルダと、外部から搬入された基板サセプタを保持し、該保持した基板サセプタを前記基板ホルダの保持部まで移動する搬送部と、を設けるようにする。そして、前記基板ホルダに、前記搬送部が基板サセプタを前記保持部まで移動させた場合、前記保持部を回転させることで、該基板サセプタと該保持部とを接触させて、該基板サセプタを該保持部の所定の位置に固定する固定機構を設けるようにする。
【００１２】
このように本一態様では、基板ホルダの保持部を回転させることにより、該基板サセプタと該保持部とを接触させて、該基板サセプタを該保持部の所定の位置に固定するようにしている。つまり、本一態様では、基板サセプタの所定の位置に基板を固定して収納しておけば、基板は基板ホルダの所定の位置に位置決めされて固定されることとなる。すなわち、本一態様では、上記特許文献１のように、撮像系および照明系を設けることなく、真空処理室内で基板の位置決めを行うことができる。
【００１３】
また、前記固定機構は、前記保持部と前記基板サセプタとを調芯させることで、前記基板サセプタを固定する所定の位置を特定することとしてもよい。
【００１４】
このように、本一態様では、基板保持部と基板サセプタとを調芯させることで、基板サセプタを固定する位置を特定するようにしている。すなわち、本一態様では、基板を固定する位置を特定するために、複数箇所を測定し判断する必要がない（例えば、特許文献１は、大型基板の位置決めの際、照明系を回転可能に構成し、基板の外周を２組の計測点を用いて検出するようにしている）。したがって、大型基板の位置決めを行う場合であっても、複雑な位置決めの処理を行うことなく、精度の高い位置決めを実現することができる。
【００１５】
また、本一態様によれば、基板を収納した基板サセプタは、基板ホルダの所定の位置に固定され、保持されている。そのため、真空処理室内で基板ホルダを移動させる場合であっても、基板を再度位置決めする必要がなく、基板処理装置の生産性を向上させることができる。また、基板の処理を行う際に、基板ホルダを回転させたり、又は傾斜させたりする場合であっても、基板は位置決めされた状態で固定されているため、生産する基板の品質レベルを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
このように本発明によれば、真空中で基板の処理を行う基板処理装置において、真空中での基板の位置決めを精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
最初に本実施形態が適用された真空基板処理装置の概略構成について図１を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態が適用された真空基板処理装置を上面から見た概略図である。図示するように、本実施形態の真空基板処理装置は、ロードロック室１００と、仕切弁３０と、真空処理室２００とを有している。そして、ロードロック室１００は、仕切弁３０を介し真空処理室２００と接続されている。
【００２０】
ロードロック室１００は、大気中にある処理前の試料（例えば半導体）を、真空状態に保たれている真空処理室２００に搬入し、又は処理が施された試料を真空処理室２００から搬出するために設けられている。具体的には、ロードロック室１００は、試料を真空処理室２００に搬入し、又は、処理された後の試料を真空処理室２００からロードロック室１００に取り出す機能を有する基板移動機構（図１では図示せず）と、ロードロック室１００の内部を真空に保持する真空ポンプ（図示せず）とを有している。
【００２１】
仕切弁３０は、ロードロック室１００と真空処理室２００との間の弁であり、図示していない制御装置により、上記基板移動機構（図１では図示せず）が試料を真空処理室２００に出し入れする際に弁を開き、それ以外の場合は、弁を閉じるように構成されている。
【００２２】
真空処理室２００は、搬入された試料を保持し、試料に対して各種の処理を施す機能を有している。具体的には、真空処理室２００には、搬入された試料を受け取り保持する昇降機構（図１では図示せず）と、昇降機構から試料を受け取り位置決めして保持し、かつ真空処理室２００内を移動する機能を有する基板ホルダ（図１では図示せず）と、真空処理室２００内を真空状態に保持する真空ポンプ（図示せず）と、基板ホルダに保持されている試料に対して各種の処理を行う処理機構（図１では図示せず）と、を有している。
【００２３】
なお、本実施形態は、真空処理室２００内で試料に施す各種処理については、特に限定しないが、以下では、真空処理室２００内で、半導体基板（以下において単に「基板」という）に対してイオンミリング処理およびスパッタリング処理の２つの工程を行う場合を例にして説明する。
【００２４】
次に、ロードロック室１００から真空処理室２００に基板を搬入し、その搬入した基板を真空処理室２００内の基板ホルダの所定の位置に位置決めして固定する構成について、図２を用いて説明する。
【００２５】
図２は、本実施形態の真空基板処理装置の内部を、図１で示すＡ１方向から見た概略構成図である。
【００２６】
ロードロック室１００は、基板移動機構１と、真空ポンプ（図示せず）とを有している。また、基板移動機構１は、基板１０を収納した基板収納ケース１１を保持している。なお、本実施形態では、基板１０は、基板１０を所定の位置で固定して収納する基板収納ケース（以下において「サセプタ１１（又はアダプタ）」という）に収納された状態で、ロードロック室１００にセットされるものとする。そして、基板１０は、サセプタ１１に収納された状態のまま、真空処理室２００に挿入されるものとする（サセプタ１１の形状については後述する）。基板移動機構１は、基板１０を収納したサセプタ１１を保持し、かつ水平方向に移動可能なアーム１ａと、アーム１ａの水平方向の移動を制御する移動制御機構（図示せず）とを有する。
【００２７】
真空処理室２００は、移動機構１が搬入するサセプタ１１を受取り保持する昇降機構２と、昇降機構２からサセプタ１１を受取り、サセプタ１１を所定の位置に位置決めし保持する基板ホルダ５と、真空処理室２００内を真空状態に保持する真空ポンプ（図示せず）と、基板ホルダ５が保持するサセプタ１１に収納された基板１０に各種の処理を行う基板処理部（図２では示さず）と、を有している。
【００２８】
昇降機構２は、垂直方向に上下移動が可能に構成されている昇降部８およびサセプタ１１を保持するサセプタ保持部９を有している。サセプタ保持部９は、保持するサセプタ１１の水平方向に対する移動の自由度を確保するためのＸ−Ｙステージ３を有している（Ｘ−Ｙステージ３の具体的な構成については後述する）。
【００２９】
基板ホルダ５は、回転機構７と、回転機構７の回転軸に接続されている基板フック６とを有している。なお、回転機構７の具体的構成については、特に限定しないが、例えば、サーボモータ或いは、インダクションモータを使用することができる。また、回転機構７には、空圧により駆動するアクチュエータを使用することもできる。
【００３０】
続いて、基板１０がロードロック室１００から真空処理室２００に挿入され、基板ホルダ５に固定されるまでの処理の概略を説明する。
【００３１】
最初に、オペレータにより、ロードロック室１００の基板移動機構１に、基板１０を収納したサセプタ１１がセットされる。基板移動機構１にサセプタ１１がセットされた場合、図示しない真空ポンプによる真空引きが行われ、ロードロック室１００の内部は真空状態で保持されるようになる。ロードロック室１００が真空状態で保持された場合、図示していない制御装置により、仕切弁３０が開かれ、移動機構１の移動制御機構は、アーム１ａを真空処理室２００に伸ばし、保持しているサセプタ１１を真空処理室２００内に挿入する。
【００３２】
アーム１ａが真空処理室２００に挿入された場合、真空処理室２００の昇降機構２の昇降部８は、アーム１ａが保持しているサセプタ１１を受取り可能な高さまで上昇し、サセプタ１１を受け取る。そして、移動機構１の移動制御機構は、アーム１ａをロードロック室１００内に戻す。アーム１ａがロードロック室１００に戻った後、図示していない制御装置により、仕切弁３０は、閉められる。その後、昇降機構２の昇降部８が所定の高さまで上昇し、サセプタ１１は、フック６の所定の位置に固定される（サセプタ１１が基板ホルダ５の所定位置に固定される動作については、後段で詳細に説明する）。
【００３３】
次に、真空処理室２００で行われる、基板ホルダ５に固定され保持されている基板１０に対する処理について図３を用いて説明する。
【００３４】
図３は、本実施形態の真空処理室２００の内部を図１で示すＡ２方向から見た概略構成図である。
【００３５】
図示するように、真空処理室２００は、基板搬入部２００ａと、基板処理部２００ｂ、２００ｃとを有している。また、基板ホルダ５は、移動機構（図示せず）を有しており、該移動機構により基板搬入部２００ａと基板処理部２００ｂ、２００ｃとの間を移動可能に構成されている。
【００３６】
基板搬入部２００ａでは、上述した通り、ロードロック室１００から基板１０を収納したサセプタ１１を受取る処理と、該受取った基板１０（基板１０を収納したサセプタ１１）を基板ホルダ５の所定の位置に固定する処理とが行われる。そして、基板ホルダ５は、基板１０（基板１０を収納したサセプタ１１）を所定の位置に固定し保持した後、該保持した状態で、基板処理部２００ｂの所定の位置まで移動する。
【００３７】
基板処理部２００ｂでは、基板ホルダ５に固定されている基板１０に対してミリング加工が行われる。具体的には、基板処理部２００ｂは、イオン源２１０を有している。イオン源２１０は、イオンを生成するイオン生成部（図示せず）と、生成されたイオンをイオンビーム２１１として基板１０に向けて照射する引出電極２１２とを有している。そして、イオンビーム２１１が基板１０に照射されることで、基板１０はミリング加工される。ミリング加工が終了した後、基板ホルダ５は、基板処理室２００ｃの所定の位置まで移動する。
【００３８】
基板処理部２００ｃでは、基板ホルダ５に固定されている基板１０に対し、スパッタリング処理が行われる。具体的には、基板処理部２００ｃは、イオン源２２０と、ターゲット（例えば金属板）を保持しているターゲット部２２３とを有している。イオン源２２０は、イオンを生成するイオン生成部（図示せず）と、生成されたイオンをイオンビーム２２５としてターゲットに向けて照射する引出電極２２４とを有している。イオンビーム２２５がターゲットに照射されると、ターゲットからスパッタ粒子２２１が飛び出す。そして、その飛び出したスパッタ粒子２２１が基板１０の表面に蒸着し、基板１０の表面は、スパッタ粒子でコーティングされる。
【００３９】
スパッタリング処理が終了した後、基板ホルダ５は、基板搬入部２００ａまで戻る。昇降機構２は、基板１０を受取ることができる位置まで上昇し、基板１０を基板ホルダ５から受取る。基板１０を受け取った昇降機構２は、アーム１ａに基板１０（基板１０を収納したサセプタ１１）を引き渡すことができる位置まで下降し待機する。その後は、上記図２の基板１０の搬入処理と同様の方法により基板１０は真空処理室２００から搬出される。具体的には、図示していない制御装置により、ゲート弁３０が開かれた後、基板移動機構１は、アーム１ａを、真空処理室２００内に伸ばし、基板１０（基板１０を収納したサセプタ１１）を受け取る。その後、基板移動機構１は、基板１０を保持しているアーム１ａをロードロック室１００に戻す。そして、図示していない制御装置により、ゲート３０が閉められ、真空処理室２００からの基板１０の搬出処理が終了する。
【００４０】
このように、本実施形態の基板ホルダ５は、基板１０を収納したサセプタ１１を所定の位置に固定し保持し、固定し保持した状態のまま移動可能に構成されている。また、上述した通り、基板１０は、サセプタ１１の所定の位置で固定して収納されている。つまり、基板ホルダ５の所定の位置にサセプタ１１を保持し移動することは、基板ホルダ５の所定の位置に基板１０を固定し保持し、かつ移動することになる。したがって、本実施形態では、真空処理室２００内で基板ホルダ５を移動させる場合であっても、基板１０の位置決めを再度行う必要がないため、効率よく基板１０に各種の処理を施すことができる。また、基板１０の処理を行う際に、基板ホルダ１０を回転させたり、又は傾斜させたりする場合であっても、基板１０は所定の位置で固定されているため、生産する基板の品質レベルを向上させることができる。
【００４１】
続いて、本実施形態の基板ホルダ５が行う基板１０を所定に位置に位置決めし、固定する処理について、図４〜図７および上記図２を用いて具体的に説明する。
【００４２】
図４は、本実施形態のサセプタ１１の形状を説明するための図である。図５は、本実施形態の基板ホルダ５が有するフック６の形状を説明するための図である。図６は、昇降機構２の構成を説明するための図である。
また、図７は、サセプタ１１とフック６との嵌合部分を示す図である。
【００４３】
まず、図４を用いてサセプタ１１の形状を説明する。図４は、（ａ）図にサセプタ１１の上から見た形状を示し、（ｂ）図に基板１０を収納した状態のサセプタ１１の断面図を示し、（ｃ）図にサセプタ１１の側面図を示している。（ｃ）図に示すように、サセプタ１１は、ケース１１ｂおよび基板押さえ１１ａを有している。そして、サセプタ１１は、基板１０をケース１１ｂおよび基板押さえ１１ａで挟み込んで基板１０を固定する。なお、基板１０は、オペレータにより、基板１０の処理面１０ａの中心とサセプタ１１の上面（或いは底面）上の中心点１３とが一致するように調整された上で、基板押さえ１１ａおよびケース１１ｂに挟み込まれ保持されるものとする。
【００４４】
また、（ｂ）図に示すように、ケース１１ｂは、底面に開口部を有し、開口部から基板１０の処理面１０ａが表れるように、基板１０を固定する。また、（ａ）図に示すように、押さえ１１ａは、上面に引き込み部１２を有している。引き込み部１２は、円弧形状１２ａ、１２ｂ、１２ｃで囲まれた開口部を有している。
【００４５】
次に、図５を用いてフック６の形状を説明する。図５では、（ａ）図にフック６を側面から見た図を示し、（ｂ）図にフック６を上面から見た図（（ａ）図に示すＢ１方向からフック６を見た図）を示している。（ａ）図に示すように、フック６は、回転機構７の回転軸に接続されている（フック６の回転の中心点４２が回転機構７の回転軸の中心と一致しているものとする）。また、（ｂ）図に示すようにフック６は、上述したサセプタ１１の引き込み部１２が有する開口部分（図４（ａ）に示す円弧形状１２ａ、１２ｂ、１２ｃで囲まれた部分）に挿入される風車形状に構成されている挿入部４１ａ、ｂ、ｃを有している。また、風車形状の挿入部４１ａ、ｂ、ｃは、上面にそれぞれ円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃを有している。
【００４６】
次に、図６および図２を用いて、昇降機構２の構成を説明する。図６では、（ａ）図に昇降機構２のサセプタ１１を保持するサセプタ保持部９および昇降部８の側面図を示し、（ｂ）図にサセプタ保持部９を上面から見た図を示している。
【００４７】
図６（ａ）図に示すように、昇降機構２は、昇降部８およびサセプタ保持部９と、リニア機構４とを有している（なお、図２にはリニア機構４は示していない）。サセプタ保持部９は、サセプタ１１を水平方向に動作可能に保持する、Ｘ−Ｙステージ３と、Ｘ−Ｙステージ３の水平方向の動作範囲を規定する枠１４とを有している。Ｘ−Ｙステージ３は、サセプタ１１を支える基板受けピン３ｂを有し、枠１４の上に複数個のボール３ａを介して設置されている。このように、Ｘ−Ｙステージ３は、枠１４の上の置かれたボール３ａにより、枠１４の範囲で水平方向に自由に動作することができる。また、図６（ｂ）図に示すように、基板受けピン３ｂは、Ｘ−Ｙステージ３上に複数本設けられている（図示する例では６本）。そして、サセプタ保持部９は、上記複数本の基板受けピン３ｂにより、サセプタ１１の外周端部を支えることで、サセプタ１１を保持するように構成されている。
【００４８】
図６（ａ）図に示すように、リニア機構４は、昇降部８が昇降動作をする際、Ｘ−Ｙステージ３の水平方向の動作および回転動作を制限する。具体的には、リニア機構４は、Ｘ−Ｙステージ３に設けられた略円状の開口部４ａおよび昇降部８に設けられた略円状の開口部４ｃと、上記開口部４ａ、４ｃを貫通するポール４ｂとを有している。この開口部４ａは、図６（ｂ）図に示すように、Ｘ−Ｙステージ３上で、基板受けピン３ｂよりも外周部に設けられている（図示する例では２個）。そして、ポール４ｂの直径は、少なくとも、サセプタ１１をフック６に固定する位置で、上記開口部４ａ、４ｃの直径に比べて短くなるようにする。このように構成することで、保持しているサセプタ１１を、基板ホルダ５のフック６に固定する際、サセプタ１１の水平方向の移動の自由度を確保することができる（サセプタ１１の水平方向の移動の自由度を、開口部４ａ、４ｃの直径とポール４ｂの直径の差に制限することができる）。なお、サセプタ１１を基板ホルダ５に固定する高さ以外の位置のポール４ｂの直径は、開口部４ａ、４ｂと同程度の寸法に設定しておくとよい。このようにポール４ｂの直径を設定しておくことで、Ｘ−Ｙステージの水平方向の動作を固定した状態で、サセプタ保持部９を昇降させることができる（昇降動作の際には、Ｘ−Ｙステージが水平方向移動する必要がないため）。
【００４９】
次に、本実施形態における基板１０の位置決めについて説明する。
【００５０】
さて、図２で説明したように、昇降機構２は、基板１０を収納したサセプタ１１をロードロック室１００から受け取った後、上昇を開始する。まず、昇降機構２は、上記リニア機構４により、サセプタ１１を保持したサセプタ保持部９の水平方向の動作を固定した状態で上昇を開始する。また、昇降機構２がフック６の付近まで上昇した場合、サセプタ保持部９は、上記リニア機構４により、水平方向に所定範囲（図６に示す、開口部４ａ、４ｃの直径とポール４ｂの直径の差分）移動可能な状態でサセプタ１１を保持する。そして、昇降機構２の昇降部８は、基板ホルダ５のフック６が有する挿入部４１ａ、ｂ、ｃが、それぞれ、サセプタ１１の引き込み部１２が有する開口部分（図４（ａ）に示す円弧形状１２ａ、１２ｂ、１２ｃで囲まれた部分）の所定の深さまで挿入された状態で上昇を停止する。
【００５１】
基板ホルダ５の回転機構７は、昇降機構２の上昇動作の停止を確認した後、回転動作によりフック６を回転させる。なお、回転機構７が、上記昇降機構２の上昇停止を確認する手段について特に限定しない。例えば、昇降機構２に上昇動作を停止した場合に、確認信号を出力する手段を設け、回転機構７に、昇降機構２からの該確認信号を検知する手段を設けておく。そして、回転機構７は、昇降機構２が出力した確認信号の検知により、上記上昇動作の停止を確認するようにしてもよい。
【００５２】
次に回転機構７の回転動作について、回転機構７にモータを用いる場合と、空圧を利用したアクチュエータを用いる場合とに分けて説明する。
【００５３】
まず、回転機構７にモータを用いる場合を説明する。回転機構７にサーボモータ或いはインダクションモータを用いる場合、基板ホルダ５に、モータ回転速度を任意に変化させ、かつ一定に保つことができる機能と、モータのトルクをモニタできる機能とを有する制御系を設け、該制御系により回転機構７を制御して駆動させるようにする。
【００５４】
具体的には、上記制御系は、最初に定格の１０数％程度の出力でモータの駆動を開始する。そして、上記制御系は、フック６の挿入部４１ａ、ｂ、ｃが、サセプタ１１の引き込み部１２が有する開口部の内側を回転している間は（開口部の内側に接触しない状態で回転している間）、そのままの出力（モータの定格の１０数％程度）でモータを動作させる。
【００５５】
ここで、フック６とサセプタ１１との嵌合部分の概略を図７に示す。図７では、フック６の挿入部４１ａ、ｂ、ｃが、サセプタ１１の引き込み部１２が有する開口部の内側を回転していている状態を示している（サセプタ１１の引き込み部１２とフック６の有する挿入部４１ａ、ｂ、ｃに設けられた円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃとを斜線で示している）。そして、図示する状態で、さらに矢印方向にフック６の回転を続けると、円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが、サセプタ１１の引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃにぶつかる。上記制御系は、円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃと、上記引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃにぶつかった後も駆動を続けるようにモータを制御する。その結果、基板ホルダ５の回転機構７の回転軸を基準にして、フック６およびサセプタ１１のうち一方が回転することとなる。そして、引き込み部４１の円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが有する面と、サセプタ１１の引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃが有する面とがすり合わさっていく。
【００５６】
また、上記円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが有する面と、引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃが有する面とがすり合わさるため、モータのトルクは増大する。この場合に、上記制御系は、モータのトルクが所定のトルクになるまで増加させるように駆動を制御し、該所定のトルクを検知した場合に駆動を停止する。
【００５７】
このように、所定のトルクを検知するまで、基板ホルダ５のフックの円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが有する面と、引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃが有する面とが回転により嵌合する方向にすり合わさることで、サセプタ１１とフック６とが調芯され（回転により３つの面が均等に合うまで、引き込み部が引き込まれることとなり調芯される）、かつフック６にサセプタ１１が固定されるようになる。
【００５８】
さて、上述したように、サセプタ１１は、基板１０の処理面１０ａの中心が自身（サセプタ１１）の上面（或いは底面）上の中心点１３と一致するように基板１０を固定し保持している。また、フック６の回転の中心点４２は、回転機構７の回転軸の中心と一致している。そのため、フック６とサセプタ１１とが調芯された場合（フック６の回転の中心点４２とサセプタ１１の中心点１３が一致した場合）、サセプタ１１が収納している基板１０の処理面１０ａの中心が、フック６の回転の中心点４２と一致することとなる。すなわち、基板１０は、基板ホルダ５に、所定の位置に位置決めされた状態で固定され保持されることとなる。
【００５９】
なお、上記所定のトルクについては、特に限定しないが、例えば、通常動作のトルク（定格トルクの１０数％程度）の２倍〜１０倍（定格トルクの２０〜１００％程度）にするとよい。
【００６０】
次に、回転機構７に空圧を利用したアクチュエータを用いる場合について説明する。この場合、基板ホルダ５に、回転速度を、少なくとも低速および高速の２段階に切り替えることができる速度切り替え手段と、サセプタ１１と基板ホルダ５とが調芯したことを確認するためのセンサ（サセプタ１１とフック６とが調芯する位置を確認するセンサ）と、を設けるようにする。
【００６１】
上記速度切り替え手段は、最初は低速でアクチュエータを回転させ（この間フック６の挿入部４１ａ、ｂ、ｃが、サセプタ１１の引き込み部１２が有する開口部の内側を回転している）、所定時間経過後に高速回転に切り替えるようにする。上記所定時間は、予め速度切り替え手段に設定しておいて、アクチュエータが高速回転で動作している際には、引き込み部４１の円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが有する面と、サセプタ１１の引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃが有する面とがすり合わさるようにする。そして、上記センサが、サセプタ１１と基板ホルダ５とが調芯したことを確認した場合、アクチュエータは回転動作を停止する。このように、サセプタ１１は、基板ホルダ５が有するフック６と調芯することで、基板ホルダ５の所定の位置に固定されて保持されるようになる。この場合にも、上記と同様に、基板１０は、所定の位置に位置決めされた状態で、基板ホルダ５に保持されることとなる。
【００６２】
そして、昇降機構２は、回転機構７の回転動作の停止を検知した場合、下降して図２に示す位置に戻る。昇降機構２の下降が完了した場合、基板ホルダ５は、回転機構７を回転させ、サセプタ１１がフック６に正常にチャッキングされているか否かを確認する（サセプタ１１の固定位置を確認する）。この場合、回転機構７にモータを使用している場合には、モータのトルクの値を利用して、正常にチャッキングされているか否かを判断してもよい。例えば、基板ホルダ５は、モータのトルクが所定の範囲に入っている場合、正常にチャッキングされているものと判断する。
【００６３】
また、回転機構７に上記アクチュエータを使用する場合、センサによりサセプタ１１がフック６に正常にチャッキングされているか否かを確認するようにしてもよい（回転機構７にモータを使用している場合にセンサを使用してもかまわない）。具体的には、サセプタ１１が回転している際のサセプタ１１の振れをセンサで計測し、該振れが所定の範囲内の場合に正常にチャッキングされているものと判断する。
【００６４】
サセプタ１１がフック６に正常にチャッキングされていることを確認できた場合は、その後、基板ホルダ５は、図３で説明した通り、位置決めされたサセプタ１１を、その状態で固定したまま、基板処理部２００ｂ、ｃに移動させる。そして、基板処理部２００ｂ、ｃにおいて、基板１０に各種の処理が施こされる。
【００６５】
一方、基板ホルダ５は、サセプタ１１が正常にチャッキングされていないと判断した場合、昇降機構２にその旨を示す信号を出力し、再度、昇降機構２を上昇させて、チャッキング処理をやり直すようにする。
【００６６】
このように、本実施形態では、真空処理室２００内の基板ホルダ５に回転機構７を設け、基板を保持したサセプタ１１と基板ホルダ５のフック６の位置を回転により調芯させ、基板１０を位置決めし保持している。すなわち、上記特許文献１のように、撮像系や照明系等を設けることなく、真空処理室内で基板１０の位置決めを行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態では、基板１０の位置決めを回転機構７がフック６とサセプタ１１とを調芯させることにより行っている。すなわち、本実施形態では、例えば、上記特許文献１のように基板１０の複数箇所を測定し、基板を固定する位置を判断する必要がない。したがって、大型基板の位置決めを行う場合であっても、複雑な位置決めの処理を行うことなく、基板１０を精度高く位置決めを行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態では、基板ホルダ５のフック６の円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃが有する面と、基板ホルダ１１の引き込み部１２の円弧形状部分１２ａ、ｂ、ｃが有する面とをすり合わせて嵌合させることにより、サセプタ１１をフック６の所定の位置（サセプタ１１とフック６とが調芯した位置）に固定している。このため、サセプタ１１を保持した状態で基板ホルダ５を移動させても、サセプタ１１を、所定の位置で保持された状態を維持することができる。すなわち、本実施形態では、一度、サセプタ１１を基板ホルダ５に位置決めし固定しておけば、その後は、基板１０を基板ホルダ５に位置決めすることなしに、基板ホルダ５を移動させ、複数の工程を行うことも可能となる。例えば、図３で説明したように、基板ホルダ５を移動させながら、イオンミリング処理とスパッタリング処理とを連続して行うことができる。また、基板１０の処理を行う際に、基板ホルダを回転させたり、又は傾斜させたりする場合であっても、基板１０は、基板ホルダ１１に位置決めされた状態で固定されているため、精度の高い基板の処理を行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態では、基板ホルダ５の回転機構７が、サセプタ１１を調芯する際、昇降機構２の保持部９がサセプタ１１を保持するようにしいている。そのため、基板ホルダ５の回転機構７は、調芯する際にサセプタ１１の質量に関係無く水平方向に移動可能な出力だけでサセプタ１１とフック６とを調芯することができる。すなわち、本実施形態では、容量の大きい回転機構７を設けることなく、大型の基板であっても位置決めを精度高く行うことができる。
【００７０】
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、真空処理室２００内で基板ホルダ５を移動させ、イオンミリング処理およびスパッタリング処理の２つの処理を基板１０に施す場合を例に説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、真空処理室２００内で基板１０に施す処理は、１つだけでもかまわない（または、３つ以上の処理を基板１０に施すようにしてもよい）。
【００７１】
また、上記実施形態で説明した、フック６の円弧形状部４０ａ、ｂ、ｃおよびサセプタ１１の引き込み部１２の形状は例示に過ぎない。フック６およびサセプタ１１のうちの一方が回転された際、両者が嵌合し固定されるような形状を有するものであればよい。
【００７２】
また、上記説明では、回転機構７にモータを用いる場合、モータのトルクが所定のトルクになった場合に、サセプタ１１とフック６との調芯がされたものと判断するようにしたが特にこれに限定するものではない。例えば、基板ホルダ５に、調芯完了を検知するサンサを設けておいて、センサにより調芯されたことを判断するようにしてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、昇降部２にリニア機構４を設けるようにしているが、昇降機構２に、リニア機構４を設けないこととしてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態が適用された真空基板処理装置を上面から見た概略図である。
【図２】本発明の実施形態が適用された真空基板処理装置の側面を図１で示すＡ１方向から見た装置内部の概略構成図である。
【図３】本実施形態の真空処理室２００の内部を図１で示すＡ２方向から見た概略構成図である。
【図４】本実施形態のサセプタ１１の形状を説明するための図である。
【図５】本実施形態の基板ホルダ５が有するフック６の形状を説明するための図である。
【図６】昇降機構２の構成を説明するための図である。
【図７】サセプタ１１とフック６の嵌合部分を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…基板移動機構、１ａ…アーム、２…昇降機構、３…Ｘ−Ｙステージ、３ａ…ボール、３ｂ…基板受けピン、４…リニア機構、４ａ…開口部、４ｂ…ポール、４ｃ…開口部、５…基板ホルダ、６…フック、７…回転機構、８…昇降部、９…サセプタ保持部、１０…基板、１１…サセプタ、１２…引き込み部、１３…サセプタの上面（底面）上の中心点、１４…枠、３０…仕切弁、４０（ａ、ｂ、ｃ）…円弧形状部、４１（ａ、ｂ、ｃ）…引き込み部、４２…フックの回転中心点、
１００…ロードロック室、２００…真空処理室、２００ａ…基板搬入部、２００ｂ…基板処理部、２００ｃ…基板処理部、２１０…イオン源、２１１…イオンビーム、２１２…引出電極、２２０…イオン源、２２１…スパッタ粒子、２２３…ターゲット部、２２４…引出電極、２２５…イオンビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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