CN107689336B - 盖体和使用了该盖体的基板处理装置 - Google Patents

盖体和使用了该盖体的基板处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够防止副生成物的附着本身的盖体和使用了该盖体的基板处理装置。该盖体具有：金属板；石英板，其设置于该金属板上；螺纹孔，其贯穿所述石英板，该螺纹孔设置到所述金属板的预定深度；螺钉，其插入该螺纹孔，该螺钉用于将所述石英板固定于所述金属板；以及吹扫气体供给孔，其在俯视时设置于比该螺钉靠内侧的位置，该吹扫气体供给孔能够从所述金属板的内部朝向所述石英板的底面供给吹扫气体，以便能够向所述石英板与所述金属板之间的间隙供给吹扫气体。

Description

盖体和使用了该盖体的基板处理装置
技术领域
本发明涉及盖体和使用了该盖体的基板处理装置。
背景技术
以往以来，公知有一种基板处理装置，该基板处理装置具有：处理室，其具有供基板出入的炉口；开闭门，其对处理室的炉口进行开闭；包围部，其在开闭门的开位置包围开闭门的周围的至少一部分；排气部件，其对包围部内强制地进行排气，通过对包围部内进行强制排气，防止已附着到开闭门的副生成物固定(参照例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-93489号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的结构中，无法防止副生成物附着于开闭门，因此，无法防止所附着的副生成物中的、一定程度的副生成物的残留。
因此，本发明的目的在于提供一种能够防止副生成物的附着本身的盖体和使用了该盖体的基板处理装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的一形态的盖体具有：金属板；
石英板，其设置于该金属板上；
螺纹孔，其贯穿所述石英板，该螺纹孔设置到所述金属板的预定深度；
螺钉，其插入该螺纹孔，该螺钉用于将所述石英板固定于所述金属板；以及
吹扫气体供给孔，其在俯视时设置于比该螺钉靠内侧的位置，该吹扫气体供给孔能够从所述金属板的内部朝向所述石英板的底面供给吹扫气体，以便能够向所述石英板与所述金属板之间的间隙供给吹扫气体。
发明的效果
根据本发明，能够防止副生成物向盖体的附着本身。
附图说明
图1是表示所述立式热处理装置的内部的平面图。
图2是从右侧方侧观察立式热处理装置的纵剖视图。
图3是从后方侧观察立式热处理装置的纵剖视图。
图4是热处理炉、晶圆舟皿和盖体的立体图。
图5是表示本发明的参考例的盖体的图。
图6是表示本发明的实施方式的盖体的一个例子的表面的平面图。
图7是表示本实施方式的盖体的一个例子的背面的平面图。
图8是表示图6的A-A截面的图。
图9是表示图6的B-B截面的图。
图10是表示图6的B-B截面的立体图。
图11是表示本发明的实施方式的盖体的石英板的一个例子的平面形状的图。
图12是表示图6的A-A截面的第2图。
图13是表示图6的B-B截面的第2图。
图14是图13的俯视放大图。
图15是表示本发明的实施方式的盖体的振动抑制结构的一个例子的立体图。
图16是表示本发明的实施方式的盖体的振动抑制结构的一个例子的剖视图。
图17是本发明的实施方式的盖体的一个例子的整体结构的图。
图18是用于对在吹扫气体供给管设置气体加热器的结构进行说明的图。
附图标记说明
2、热处理炉；3A、3B、晶圆舟皿；41、舟皿升降机；6、盖体开闭机构；60、盖体；61、金属板；62、石英板；62a、缺口；65、螺钉；66、螺纹孔；68、吹扫气体供给孔；70、吹出间隙；71、间隙；72、缓冲区域；73、气体供给管；74、气体加热机构；75、氟橡胶片；W、半导体晶圆；C、FOUP。
具体实施方式
以下，参照附图进行用于实施本发明的形态的说明。
首先，对可恰当地适用本发明的实施方式的盖体的立式热处理装置的一实施方式进行说明。图1是表示所述立式热处理装置的内部的平面图。此外，在图1中，将纸面里侧设为前方侧、将纸面跟前侧设为后方侧、将图1中的X方向设为左右方向、将图1中的Y方向设为前后方向来进行说明。图2是从右侧方侧观察立式热处理装置的纵剖视图，图3是从后方侧观察的纵剖视图。在图1、2中，示出了构成装置的外包装体的壳体1。在壳体1内设置有：用于将收纳有作为基板的晶圆W的承载件C相对于装置输入、输出的输入输出区域S1；用于输送承载件C内的晶圆而向随后论述的热处理炉内输入的作为加载室的加载区域S2。输入输出区域S1和加载区域S2被分隔壁11分隔开，输入输出区域S1设为大气气氛，加载区域S2设为例如清洁干燥气体气氛(微粒和有机成分较少、露点-60℃以下的空气)。
如图1所示，输入输出区域S1由跟前侧的第1区域12和里侧的第2区域13构成。另外，如图2所示，在第1区域12中设置有用于载置承载件C的第1载置台14。作为承载件C，使用密闭型的FOUP(前开式晶圆传送盒，Front-Opening Unified Pod)，该FOUP将多张例如25张例如直径300mm的晶圆W排列并收纳成架状，前表面的未图示的取出口被盖体堵塞。在第2区域13中设置有第2载置台15和承载件保管部16，并且，设置有将承载件C在第1载置台14、第2载置台15以及承载件保管部16之间输送的承载件输送机构17。另外，如图1所示，设置有使承载件C内和加载区域S2连通的开口部10、开口部10的门18、对承载件C的盖体进行开闭的盖开闭机构19。
在加载区域S2的里侧上方设置有下端作为炉口20开口的立式的热处理炉2。热处理炉2是用于收容晶圆来进行热处理的处理容器。炉口20构成热处理炉2的开口部。例如，如图4所示，在该热处理炉2连接有用于向热处理炉2内供给处理气体的处理气体供给路径2A、用于对热处理炉2内的气氛气体进行排气的排气路径2B。处理气体供给路径2A和排气路径2B分别与未图示的处理气体供给源和排气机构连接。此外，在图1～图3中，出于方便图示，省略了处理气体供给路径2A和排气路径2B。
另外，在加载区域S2内设置有例如两台晶圆舟皿3(3A、3B)。这些晶圆舟皿3(3A、3B)构成分别将许多张晶圆W以沿着铅垂方向具有预定间隔地叠置的方式排列保持的基板保持器具，由例如石英形成。在此，参照图4简单地说明晶圆舟皿3，在顶板31与底板32之间设置有例如4根支柱33，晶圆W的周缘部被保持于在该支柱33形成的未图示的槽部，晶圆舟皿3构成为，能够将例如100张晶圆W以预定的间隔沿着上下排列而保持。在底板32的下部设置有支承部34。
并且，在加载区域S2内设置有构成保持器具升降机构的舟皿升降机41。该舟皿升降机41构成为，利用移动机构42沿着在上下方向上延伸的导轨43升降自由，在该舟皿升降机41之上以热处理炉2的盖体21和绝热材料22的顺序设置有热处理炉2的盖体21和绝热材料22。绝热材料22由例如石英等形成，晶圆舟皿3被搭载于该绝热材料22上。
这样一来，晶圆舟皿3利用舟皿升降机41在热处理炉2内的加载位置与卸载位置之间升降。加载位置是晶圆舟皿3被向热处理炉2内输入、盖体21覆盖热处理炉2的炉口20的处理位置，卸载位置是晶圆舟皿3向热处理炉2的下方侧输出的位置(图2～图4所示的位置)。
另外，在加载区域S2中设置有用于载置晶圆舟皿3的第1载置台44和第2载置台45、在这些舟皿升降机41、第1载置台44和第2载置台45之间进行晶圆舟皿3的移载的舟皿输送机构46。该舟皿输送机构46构成为，载置晶圆舟皿3的支承部34的保持臂47升降自由、绕水平轴线旋转自由、进退自由。此外，在图2中，出于方便图示，省略了舟皿输送机构46。
而且，在加载区域S2中，与例如第1载置台44相邻地设置有晶圆输送机构48。晶圆输送机构48用于在例如第1载置台44上的晶圆舟皿3、舟皿升降机上41的晶圆舟皿3以及第2载置台15上的承载件C之间进行晶圆的移载。晶圆输送机构48具备：多个例如5个叉49，其保持晶圆W；输送基体49a，其将叉49支承成进退自由，输送基体49a构成为绕铅垂轴线旋转自由和升降自由。
而且，在加载区域S2的除了热处理炉2以外的区域中，在例如热处理炉2的开口部附近的高度位置形成有顶部23。另外，在加载区域S2的左右方向的一侧的侧面设置有过滤器单元5。如图3所示，过滤器单元5具备过滤器部51和通气空间52，通气空间52构成为，与在加载区域S2的底板24的下方形成的通气室25连通。
在通气室25的一端侧设置有第1风扇53和第1闸阀54。另外，另一端侧借助第2闸阀55和第2风扇56与工厂的排气设备连接。如图1和图3所示，在底板24形成有排气口26。
而且，在加载区域S2的位于顶部23的附近的部分设置有盖体开闭机构6，该盖体开闭机构6具备用于堵塞热处理炉2的炉口20的盖体60。盖体60是为了在例如相对于热处理炉2卸载晶圆舟皿3后堵塞热处理炉2的炉口20而设置的，该盖体60形成为堵塞炉口20的大小。
如图4所示，盖体开闭机构6具备：支承构件7，其支承盖体60；盖体移动机构8，其使盖体60在堵塞炉口20的位置和打开炉口20的位置之间移动。打开炉口20的位置在该例中是炉口20的侧方的位置，将其设为待机位置。另外，盖体移动机构8是组合将例如支承构件7的基端侧支承成升降自由的升降机构8A和使升降机构8A绕铅垂轴线旋转的旋转机构8B而构成的。如图3所示，该盖体移动机构8设置于在例如壳体1的侧壁部设置的载置构件9上。
在此，待机位置是炉口20的下方侧的侧方且是呈以旋转机构8B为中心的同心圆状与炉口20相邻的位置。并且，盖体60被旋转机构8B从待机位置回转到炉口20的下方侧，接下来，利用升降机构8A上升，从而向堵塞炉口20的位置移动。此外，在图1和图2中，盖体60处于待机位置，在图3中示出处于堵塞炉口20的位置的情形。此时，盖体开闭机构6构成为，在加载区域S2内不妨碍例如晶圆舟皿3的加载和卸载、晶圆舟皿3的在载置台44、45与绝热材料22之间的移动、就能够使盖体60在所述待机位置与堵塞炉口20的位置之间移动。
如此，盖体60是为了在晶圆舟皿3被卸载了时、对热处理炉2的内部进行清洁之际堵塞炉口20而设置的。本发明的实施方式的盖体未必限定于这样的暂时堵塞热处理炉2的炉口20的用途，也能够恰当地利用这样的用途。
以下，更详细地说明本发明的实施方式的盖体60。首先，在对本发明的实施方式的盖体60进行说明之前，对参考例的盖体160进行说明。
图5是表示本发明的参考例的盖体160的图。参考例的盖体160具备金属板161和石英板162。另外，在金属板161的内部设置有冷却路径63，在金属板161的外周部设置有O形环64。
参考例的盖体160具有在金属板161之上设置有石英板162的结构，在晶圆舟皿3从热处理炉2卸载了的情况等使用，但在使用热处理炉2来进行ALD(Atomic LayerDeposition、原子堆积法)成膜的情况下，存在如下问题：氯化铵(NH4Cl)163附着于石英板162与金属板161之间，必须定期地(例如一周一次等)进行盖体160的清洁。在本实施方式的盖体60中，设为如下结构：向氯化铵易于附着的金属板161与石英板162之间供给吹扫气体，来防止这样的氯化铵的附着，能够使盖体60的清洁频度降低。此外，对于在图5中进行了说明的冷却路径63和O形环64，在本发明的实施方式的盖体60中也是同样的，因此，使用相同的附图标记。
图6是表示本发明的实施方式的盖体60的一个例子的表面的平面图。本发明的实施方式的盖体60具有在金属板61之上设置有石英板62的结构。金属板61由各种金属形成为佳，也可以由例如不锈钢形成。另外，石英板62如文字所述那样由石英形成。石英板62与金属板61相比较，厚度也可以较薄地形成，例如也可以将石英板62称为石英盖62。
金属板61构成得比石英板62大。金属板61和石英板62与处理容器的形状相应地构成为各种形状为佳，但在使用于如热处理炉2那样圆筒形的处理容器的情况下，如图6所示，具有圆形的形状。
石英板62不仅设置于金属板61上，还被螺钉65固定。螺钉65只要能够将石英板62恰当地固定于金属板61，设为各种个数为佳，例如，如图6所示，也可以在穿过中心的相反侧彼此相对地设置有两个。另外，在比螺钉65靠内侧的位置，吹扫气体供给孔68设置于金属板61的表面。在图6中，包括将相对的螺钉65彼此连结的穿过金属板61和石英板62的中心的直径上的两个吹扫气体供给孔68在内地设置有合计16个吹扫气体供给孔68。此外，吹扫气体供给孔68的位置、个数等根据用途适当变更为佳。另外，随后论述它们的截面形状的详细情况。
图7是表示本实施方式的盖体60的一个例子的背面的平面图。如图7所示，在盖体60的背面设置有吹扫气体供给管73。如图7所示，从围成为圆的背面的4个部位供给吹扫气体。也就是说，成为如下结构：在金属板61的背面侧设置有吹扫气体供给管73，贯穿金属板61而向石英板62与金属板61之间供给吹扫气体。此外，吹扫气体能够使用氮气、Ar气体、He气体等含有稀有气体的各种非活性气体。另外，来自吹扫气体供给管73的吹扫气体的供给部位在图7中成为4个部位，但供给部位的位置、个数等根据用途适当变更为佳。
图8是表示图6的A-A截面的图。如图8所示那样，以罩构件67嵌入金属板61的表面的凹坑61a的方式设置，在罩构件67形成有吹扫气体供给孔68。并且，罩构件67被螺钉69固定于金属板61。在罩构件67的下方设置有缓冲区域72，成为缓冲区域72与吹扫气体供给孔68连通了的结构。成为如下结构：在比罩构件67靠外侧的位置，在石英板62的底面与金属板61的上表面之间设置有吹出间隙70，吹扫气体通过吹出间隙70朝向外侧流通，防止氯化钠等副生成物附着于石英板62与金属板61之间的间隙。此外，在凹坑61a的内侧，金属板61和石英板62密合，内侧成为朝向石英板62的底面供给了的吹扫气体的终点，因此，成为最终必然朝向外侧的吹出间隙70流动的结构。
图9是表示图6的B-B截面的图。如图9所示那样，石英板62被螺钉65固定于金属板61。此外，在石英板62和金属板61形成有供螺钉65插入的螺纹孔66，螺纹孔66贯穿石英板62，从金属板61的表面形成到预定深度。另外，与图8的A-A截面同样，从在罩构件67形成的吹扫气体供给孔68供给吹扫气体，吹扫气体经由螺钉65与螺纹孔66之间的间隙71流通。由此，螺钉65的周边的副生成物的附着也被防止。此外，如图9所示，成为如下结构：在缓冲区域72连接有吹扫气体供给管73，吹扫气体直接向缓冲区域72供给，吹扫气体从与缓冲区域72连通的吹扫气体供给孔68向间隙71供给。
图10是表示图6的B-B截面的立体图。如图10所示，罩构件67形成为圆环状，在其下，缓冲区域72还是形成为圆环状地设置。螺钉65和螺纹孔66设置于比吹扫气体供给孔68靠外侧的位置，必须被吹扫气体吹扫。螺钉65等金属零部件有可能产生微粒，因此，优选利用吹扫气体进行吹扫。在本实施方式的盖体60中，通过将螺钉65和螺纹孔66设置于比吹扫气体供给孔68靠外侧的位置，不仅能够防止副生成物向石英板62与金属板61之间进入，还能够同时进行螺钉65和螺纹孔66的吹扫，成为使盖体60清洁化非常有效的结构。
此外，在图10中，O形环64设置于最外周附近。该结构与在图5中进行了说明的结构相同。
另外，在本实施方式中，缓冲区域72设置成圆环状，自不待言，其形状、配置等可根据吹扫气体供给孔68的设置位置适当变更。
图11是表示本发明的实施方式的盖体60的石英板62的一个例子的平面形状的图。如图11所示，在石英板62的螺钉65所插入的部位形成有缺口62a。以下，更详细地说明这一点。
图12是表示图6的A-A截面的第2图。图12的A-A截面与图8类似，但在罩构件67a的吹扫气体供给孔68与螺钉69之间形成有隆起部67b这点与图8不同。如此，也可以设为在罩构件67a设置隆起部67b、使隆起部67b和石英板62密合的结构。利用该结构，吹扫气体在从吹扫气体供给孔68供给了之后，不向内侧流动，立即向外侧的吹出间隙70流动，能够更高效地进行吹扫气体向外周侧的供给。
图13是表示图6的B-B截面的第2图。图13的B-B截面与图12同样，在罩构件67a具有隆起部67b这点与图9不同。而且，图13的B-B截面在螺钉65的外侧设置有缺口62a这点与图9不同。
图14是图13的俯视放大图。如图14所示，成为在螺钉65的外侧形成有缺口62a、螺钉65的外侧暴露的结构。这如以图8进行了说明那样，为了向螺钉65供给吹扫气体，将螺钉65配置到石英板62的外周侧，但若将螺钉65过于配置在石英板62的外周侧，则存在在石英板62的外侧产生裂纹、破损的情况。为了避免那样的破损，在石英板62的处于螺钉65的外侧的部分设置缺口62a，来释放螺钉65的应力。通过如此在螺钉65的外侧设置缺口62a，可将螺钉65设置于比吹扫气体供给孔68靠外侧的位置，防止破损、同时可谋求盖体60的清洁化。
图15和图16是用于对本实施方式的盖体60的振动抑制用的结构进行说明的图。在图6～图14中，对利用吹扫气体的供给来防止副生成物向盖体60附着的结构进行了说明，但在使吹扫气体的流量增加了的情况下，由于吹扫气体的供给压力的影响，担心石英板62产生振动。在那样的情况下，通过将弹性体配置于螺钉65的周围、也就是说螺钉65与螺纹孔66之间，能够抑制振动的产生。
图15是表示本发明的实施方式的盖体60的振动抑制结构的一个例子的立体图。图15的(a)是采用振动抑制结构前的立体图，图15的(b)是采用振动抑制结构后的立体图。如图15的(b)所示，通过将由弹性体形成的氟橡胶片75配置于螺钉65的周围，能够吸收并抑制振动。氟橡胶片是由橡胶等弹性体构成的带状的环，具有与O形环等同样的功能。
图16是表示本发明的实施方式的盖体60的振动抑制结构的一个例子的剖视图。图16的(a)是采用振动抑制结构前的剖视图，图16的(b)是采用振动抑制结构后的剖视图。如图16的(b)所示，通过将由弹性体形成的氟橡胶片75配置于螺钉65与螺纹孔66之间的空间，能够吸收并抑制振动。
此外，即使设置有氟橡胶片75，也能够维持间隙71，能够利用吹扫气体的来自吹扫气体供给孔68的供给直接进行螺钉65的吹扫。因而，可在维持清洁度的状态下谋求振动的抑制。
图17是表示本发明的实施方式的盖体60的一个例子的整体结构的图。如图17所示，在金属板61的下方形成有冷却路径63，在最外周配置有O形环64。并且，在金属板61的背面侧设置有吹扫气体供给管73，成为能够利用吹扫气体抑制副生成物的附着的结构。另外，在金属板61之上设置有石英板62，石英板62被螺钉65固定于金属板61。并且，在金属板61的比螺钉65靠内侧的内部设置有缓冲区域72，连接有吹扫气体供给管73。吹扫气体供给管73与未图示的吹扫气体供给源连接。在缓冲区域72的上方设置有罩构件67，被螺钉69固定。在罩构件67形成有吹扫气体供给孔68，成为可从比螺钉65靠内侧的位置朝向外侧沿着石英板62的底面供给吹扫气体的结构。能够利用该结构防止副生成物附着于石英板62与金属板61之间。另外，也可以是，根据需要，设为在石英板62的螺钉65的外侧的部分设置有缺口62a、或在螺钉65与螺纹孔66之间设置有弹性体、防止石英板62的破损、振动的结构。
图18是用于对在吹扫气体供给管73设置气体加热器74的结构进行说明的图。若盖体60成为低温，则副生成物易于产生，因此，为了更有效地防止副生成物的产生，也可以设为在吹扫气体供给管73设置气体加热器74的结构。在该情况下，气体加热器74能够设置于吹扫气体供给管73的任意的部位，能够设置于未图示的吹扫气体供给源与盖体60附近的吹扫气体供给管73之间的所期望的位置。
如此，根据本实施方式的盖体60，能够有效地防止副生成物的附着。另外，在本实施方式中，列举适用于基板处理装置、特别是立式热处理装置的盖体的例子进行了说明，但能够利用于需要防止副生成物的附着的各种用途。
以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述的实施方式，不脱离本发明的范围，就能够对上述的实施方式施加各种变形和置换。

Claims (9)

1.一种盖体，其具有：
金属板；
石英板，其设置于该金属板上；
螺纹孔，其贯穿所述石英板，该螺纹孔设置到所述金属板的预定深度；
螺钉，其插入该螺纹孔，该螺钉用于将所述石英板固定于所述金属板；以及
吹扫气体供给孔，其在俯视时设置于比该螺钉靠内侧的位置，该吹扫气体供给孔能够从所述金属板的内部朝向所述石英板的底面供给吹扫气体，以便能够向所述石英板与所述金属板之间的间隙供给吹扫气体，
所述石英板和所述金属板在比所述吹扫气体供给孔靠内侧的预定部位密合，
在比所述吹扫气体供给孔靠外侧的位置，在所述石英板与所述金属板之间设置有预定的吹出间隙，所述吹扫气体以从所述吹扫气体供给孔朝向外侧流动的方式被引导。
2.根据权利要求1所述的盖体，其中，
该盖体还具有：
缓冲区域，其与所述吹扫气体供给孔连通，该缓冲区域在所述金属板内的外周侧循环地设置；以及
吹扫气体供给管，其与该缓冲区域连接，该吹扫气体供给管用于向该缓冲区域供给所述吹扫气体。
3.根据权利要求2所述的盖体，其中，
该盖体还具有设置于所述吹扫气体供给管的气体加热器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的盖体，其中，
在贯穿所述石英板的所述螺钉与所述螺纹孔之间设置有所述吹扫气体能够流通的间隙。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的盖体，其中，
在所述螺钉与所述螺纹孔之间设置有没有完全堵塞设置于所述螺钉与所述螺纹孔之间的所述间隙的弹性体。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的盖体，其中，
在所述石英板的比所述螺钉靠外侧的部分设置有使所述螺钉的外侧的部分暴露的缺口。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的盖体，其中，
所述螺钉设置有多个，
所述吹扫气体供给孔设置得比所述螺钉多，
所述吹扫气体供给孔包括设置于将所述石英板的中心和所述螺钉连结的直线上的所述吹扫气体供给孔。
8.一种基板处理装置，其具有：
基板保持器具，其能够沿着铅垂方向具有预定的间隔地保持多个基板；
基板处理容器，其经由预定的开口部收容被保持到该基板保持器具的所述多个基板，该基板处理容器能够进行预定的基板处理；以及
权利要求1～7中任一项所述的盖体，其在所述基板保持器具未收容于该基板处理容器时堵塞所述预定的开口部。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
所述预定的开口部设置于所述基板处理容器的底部，
所述预定的基板处理是热处理，
所述盖体能够回转移动地被支承在比所述底部靠下方的高度。
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