CN111312621A - 处理腔室以及基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理腔室,具有可装卸的盖部,用于对被处理基板实施加热处理,其能够抑制盖部下表面中的面向腔室内部空间的部分的温度降低。处理腔室具有:腔室主体,在上部具有开口,用于容纳被处理基板和对被处理基板进行加热的热源;盖部,相对于开口能够开闭;以及密封部,当盖部相对于开口处于关闭状态时,在盖部与腔室主体之间包围开口来对盖部与腔室主体之间的间隙进行密封。密封部具有:主体侧密封部件,由弹性材料形成,以沿着开口的周围包围开口的方式设置于腔室主体;盖侧密封部件,由弹性材料形成,设置于盖部的下表面中与主体侧密封部件相对的位置,在关闭状态下,通过主体侧密封部件与盖侧密封部件抵接对间隙进行密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在内部对基板进行加热处理的处理腔室以及使用该处理腔室的基板处理装置,特别地,涉及一种具有相对于腔室主体自由开闭的盖部的装置。
背景技术
例如,在半导体基板、显示装置用玻璃基板、光掩膜用玻璃基板、光盘用基板等各种的基板的处理工序中,广泛采用在基板上涂敷涂敷液后,使涂敷液所含的成分挥发的处理。为了促进挥发,有时对基板进行加热。在这样的以加热处理为目的的基板处理装置中,为了抑制热的扩散而提高能量效率,或者为了防止因加热而挥发的涂敷液的成分向周围飞散,通常在腔室内进行处理。在该情况下,因加热而挥发的涂敷液的成分在腔室内被冷却并析出,有时附着于腔室内壁面。这样的附着物因落到基板而成为污染源。
为了对应该问题,例如,在日本特开2008-251670号公报(专利文献1)中记载的基板处理装置中,沿着腔室的顶面设置有用于形成升温后的气体的气流的机构。即,在腔室的侧部设置有喷出加热气体的供气口。另外,加热气体从隔着基板而设置在与供气口相反一侧的排气口排气。由此,挥发的涂敷液的成分不会在腔室内析出而被排出到外部。
在这样的腔室中,为了进行设置在腔室内的加热装置等处理单元的装卸、清扫等维护作业,通常壁面的一部例如上表面构成为自由装卸的盖部。在该情况下,腔室主体与安装于其上的盖部之间的间隙通过插入密封件等密封部件来保持气密性。
然而,由于如上述那样进行加热处理的腔室内成为高温,因此,盖部中的面向腔室内空间的部分与除此以外的部分之间会产生较大的温度差。由于该温度差会导致盖部变形,从而密封变得不充分,气密性降低,从而外部气体有时会侵入腔室内。由此,在盖部的周缘部产生温度降低,特别地,会产生来自涂敷液的挥发成分液化或固化而附着于面向腔室内空间的面的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出,目的在于,提供一种处理腔室,该处理腔室具有可装卸的盖部,其能够防止盖部的热变形所导致的气密性的降低,能够抑制盖部下表面中的面对腔室内部空间的部分的温度降低。
本发明的一个实施方式提供一种处理腔室,用于对被处理基板实施加热处理,为了达到上述目的,该处理腔室具有:腔室主体,在上部具有开口,用于容纳所述被处理基板和对所述被处理基板进行加热的热源;盖部,相对于所述开口能够开闭;以及密封部,在所述盖部相对于所述开口处于关闭状态时,在所述盖部与所述腔室主体之间包围所述开口来对所述盖部与所述腔室主体之间的间隙进行密封。并且,所述密封部具有:主体侧密封部件,由弹性材料形成,以沿着所述开口的周围包围所述开口的方式设置于所述腔室主体;盖侧密封部件,由弹性材料形成,设置于所述盖部的下表面中与所述主体侧密封部件相对的位置,在所述关闭状态下,通过所述主体侧密封部件与所述盖侧密封部件抵接对所述间隙进行密封。
在这样的结构的发明中,通过均具有弹性的主体侧密封部件与盖侧密封部件抵接,对腔室主体与盖部之间的间隙进行密封。根据这样的结构,由于通过具有弹性的密封部件彼此的抵接来密封间隙,因此,相对于因盖部的热变形引起的间隙的增大,密封部件能够追随该间隙而保持密封状态。即,在本发明中,即使由于盖部的热变形而与腔室主体的间隙增大,密封部件也追随该间隙增大而保持气密状态。这样一来,能够防止因低温的外部气体向腔室内的侵入而引起的盖部下表面的温度降低。
另外,本发明的另一个实施方式提供一种基板处理装置,具有:所述处理腔室、以及配置于所述处理腔室的内部的作为所述热源的加热部。在这样结构的发明中,在上述处理腔室内进行加热处理。在本发明的处理腔室中,能够防止因盖部发生热变形而气密性降低而导致外部气体的侵入,从而能够抑制由此所引起的盖部下表面的温度降低。因此,能够防止来自作为被处理物的基板的挥发成分被冷却而附着于盖部下表面而落到基板上。
如上所述,根据本发明,通过在腔室主体和盖部两方上均设置由弹性材料构成的密封部件,能够抑制因盖部的热变形而导致的气密性的降低。由此,能够防止因外部气体侵入而引起的盖部下表面的温度降低。因此,在密封位置的内侧,特别是靠近密封位置的位置,能够抑制面向腔室内空间的盖部下表面中的温度降低。
附图说明
图1A是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的结构的侧面剖视图。
图1B是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的结构的侧面剖视图。
图2是表示顶板的更详细的结构的分解组装图。
图3A是表示密封部的结构的图。
图3B是表示密封部的结构的图。
图3C是表示密封部的结构的图。
图4A是表示顶板与腔室主体的尺寸关系的图。
图4B是表示顶板与腔室主体的尺寸关系的图。
图5A是表示顶板的局部剖视图。
图5B是表示顶板的局部剖视图。
图6A是例示本实施方式的效果的图。
图6B是例示本实施方式的效果的图。
附图标记的说明:
1:基板处理装置
10:处理腔室
11:腔室主体
12:顶板(盖部、板状体)
13:支撑机构
14:密封部
15:加热板(加热部)
16:气体喷嘴(气流形成部)
120:框架部
121:内侧框架(框体)
122:外侧框架(加强构件)
123:加强件
124:上侧面板
125:下侧面板
126:加强板(加强构件)
141:主体侧密封件(主体侧密封部件)
142:顶板侧密封件(盖侧密封部件)
Ps:密封位置
S:基板(被处理基板)
具体实施方式
图1A和图1B是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的结构的侧面剖视图。更具体而言,图1A表示关闭基板处理装置1的顶板12的关闭状态,图1B表示打开顶板12的打开状态。
该基板处理装置1用于接收在表面涂敷有涂敷液的基板并在常压下进行加热,从而使涂敷液中的溶剂成分挥发的目的。作为基板,例如,能够使用半导体基板、玻璃基板等各种基板。作为涂敷液,例如,能够使用光致抗蚀剂液。例如,为了在基板表面形成光致抗蚀剂膜,可以使用该基板处理装置1。此外,基板和涂敷液的种类并不限定于此。为了统一地表示以下各图中的方向,如图1A所示,设定XYZ正交坐标轴。在此,XY平面表示水平面。另外,Z轴表示铅垂轴,更具体而言,(-Z)方向表示铅垂向下方向。
基板处理装置1具有:处理腔室10、以及容纳于该处理腔室10的内部的加热板15。加热板15的上表面15a成为通过未图示的控制部升温至规定的温度(例如,150℃)的平坦面。作为被处理物的基板S通过从外部被搬入至处理腔室10内并载置于加热板15的上表面15a,从而被加热。由此,被涂敷在基板S的上表面的涂敷液被加热而使溶剂成分挥发,从而在基板S的上表面形成覆膜。为了防止从基板S挥发的溶剂成分的飞散、废料等向基板S的附着,在处理腔室10内实施加热处理。
处理腔室10具有:在上部设置有开口111的大致箱型的腔室主体11、以及相对于开口111自由开闭地设置的顶板12。更具体而言,顶板12是通过支撑机构13、13自由升降地支撑Y方向两端部的板状的结构体。支撑机构13根据来自控制部的控制指令使顶板12升降,在图1A所示的关闭状态和图1B所示的打开状态之间进行切换。如图1A所示,在关闭状态下,顶板12被支撑机构13定位于下方位置,此时,腔室主体11的开口111经由密封部14被顶板12封闭。另一方面,在图1B所示的打开状态下,顶板12被支撑机构13定位于从腔室主体11向上方分离的上方位置。
一对支撑机构13、13具有气缸131、通道构件133、以及导轨134。气缸131安装在基板处理装置1的设置场所的顶棚或未图示的台架等的被固定的支撑体上,根据来自控制部的控制指令使向下延伸的可动杆132升降。在可动杆132的下端安装有沿X方向延伸的通道构件133。在通道构件133上安装有沿X方向延伸设置的导轨134。通过可动杆132的上下移动,通道构件133和导轨134一体地上下移动。
在顶板12的Y方向两端部,在从顶板12的侧部延伸的旋转轴128上安装有自由旋转的辊构件129,辊构件129与导轨134卡合。因此,通过辊构件129沿着导轨134滚动,顶板12能够沿X方向水平移动。根据需要,通过使顶板12从腔室主体11的上部向(+X)方向或(-X)方向退避,从而能够成为腔室内部经由顶板腔室主体11的开口111露出的状态。在该状态下,操作员能够从上部进入处理腔室11内进行部品的装卸、清扫等维护作业。
这样,支撑顶板12使其升降,另外,使顶板12水平移动的支撑机构13安装于顶板12的侧面。如后面所述,顶板12具有比腔室11主体大的平面尺寸,通过将支撑机构13安装于其侧面,从而能够抑制因升降和水平移动而从支撑机构13产生的粉尘落入腔室内。
在腔室主体11的(+Y)侧端面设置有开口112,并以堵塞开口112的方式安装有闸门构件113。如图1A中的虚线所示,闸门构件113相对于开口112自由开闭。通过基于来自控制部的控制指令打开闸门构件113,能够进行接收来自外部的被处理基板以及处理完毕的基板的搬出。基板的搬入、搬出能够利用未图示的外部的搬运机械手。另外,在闸门构件113的关闭状态下,通过设置在闸门构件113与腔室侧壁面之间的橡胶制的密封件114、114来保持气密状态。
另一方面,顶板12与腔室主体11之间的气密由密封部14来确保。密封部14具有安装于腔室主体11的上表面的主体侧密封件141、安装于顶板12的下表面的顶板侧密封件142。主体侧密封件141以沿着开口111的周围环状地包围开口111的方式设置在腔室主体11的上表面。顶板侧密封件142设置于顶板12的下表面中的与主体侧密封件141相对的位置。
因此,如图1A所示,在顶板12的关闭状态下,主体侧密封件141与顶板侧密封件142抵接。主体侧密封件141和顶板侧密封件142例如由乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)等相对耐热性较高的弹性材料形成。通过将它们在抵接状态下相互按压,从而至少一方发生弹性变形。通过弹性变形来保持主体侧密封件141与顶板侧密封件142紧密接触的状态,由此,确保腔室主体11与顶板12之间的气密。关于主体侧密封件141和顶板侧密封件142的更详细的结构将在后面说明。此外,在图1B所示的顶板12的打开状态下,主体侧密封件141与顶板侧密封件142彼此在上下方向上分离。
除此以外,在处理腔室11中,在腔室内的上部的(+Y)方向侧端部附近设置有沿着顶板12的下表面喷出加热气体的气体喷嘴16。另外,在腔室主体11(-Y)方向侧的侧面的上部设置有排气口115,该排气口15以X方向为长度方向形成为狭缝状。气体喷嘴16通过喷出高温的气体并使其在顶板12的下表面附近流通,从而加热顶板12下表面。这样一来,能够避免从基板S上的涂敷液挥发的成分被冷的顶板12冷却而液化或再结晶化而附着于顶板12。
在排气口115连接有未图示的排气机构,与从气体喷嘴16向腔室内供给的量大致相同量的气体经由排气口115从腔室被排气。因此,腔室内的气压大致保持在大气压。另外,从基板S上的涂敷膜气化的成分也由此被排气。
图2是表示顶板的更详细的结构的分解组装图。顶板12整体为一张板状的结构物。但是,如图2所示,其内部结构为,利用上下的面板夹着用于确保强度和厚度的框架的所谓的闪光面板结构。形成这样的结构的理由主要是为了确保轻量化和绝热性。即,如上所述,为了维护作业,需要使顶板12退避。因此,顶板12需要在确保必要的强度的基础上尽量轻。另外,处理腔室10在内部容纳有作为热源的加热板15,从热效率的观点出发,要求腔室内与腔室外的周围环境之间的绝热性。通过将顶板12设为中空的闪光面板结构,能够应对这样的要求。
更具体而言,顶板12具有:框架部120,具有内侧框架121、外侧框架122以及加强件123;上侧面板124以及下侧面板125,从上下夹持框架部120。内侧框架121是由中空的方管形成的矩形环状的框架。同样地,外侧框架122也由中空的方管形成为矩形环状,以包围内侧框架121的外侧的方式配置。加强件123在由内侧框架121包围的环状的区域内以组成格子状而配置。上侧面板124以覆盖这样构成的框架部120的上部即(+Z)侧端部的方式设置。另一方面,下侧面板125以覆盖框架部120的下部即(-Z)侧端部的方式设置。上侧面板124和下侧面板125采用适当的结合方法,例如,粘接、焊接、螺钉等的紧固连接构件等机械地结合于框架部120。
在这样构成的板状结构物的四个侧面分别安装有平板状的加强板126。加强板126以与外侧框架122一起提高顶板12的弯曲刚性为目的而设置。出于该目的,加强板126形成为截面中的铅垂方向尺寸比水平方向尺寸大,即具有纵长截面的形状。由此,能够提高抵抗向周缘部翘起的方向的顶板12的变形的刚性。
构成上述的顶板12的各构件均能够为例如钢铁或不锈钢制,但也可以根据用途适当变更材料。另外,不需要使各构件的材料全部相同。另外,虽然在图2中省略了图示,但如图1A所示,在顶板12的Y方向侧两端部,辊构件129自由旋转地安装。
图3A至图3C是表示密封部的结构的图。此外,在此,虽然仅对开口111的(+Y)侧端部附近的密封部的结构进行说明,但在(+X)侧端部、(-X)侧端部、(-Y)侧端部的结构也相同。如上所述,密封部14具有主体侧密封件141和顶板侧密封件142。如图3A所示,主体侧密封件141的截面形状为悬臂型(悬臂形状),该主体侧密封件141具有平坦部141a、从平坦部141a的(-Y)方向侧端部大致向上长出(延出)且越靠近顶端部越向(+Y)方向侧弯曲的可动片141b。平坦部141a经由按压配件143通过螺钉等紧固连接构件144固定于腔室主体11的上端部。可动片141b相对于来自上方的按压力发生弹性变形。
另一方面,顶板侧密封件142是橡胶制的薄片体绕与其长度方向平行的轴折返而其截面呈环状的中空体,片材端在(+Y)方向侧相互重叠并经由按压配件145通过紧固连接构件146固定于顶板12。因此,通过来自下方的按压,环部分发生弹性变形,被环部分包围的中空部分被挤压,从而其截面形状及其面积发生变化。顶板侧密封件142的材料及其厚度比主体侧密封件141柔软,即,相对于相同的按压力的弹性变形量更大。为了使这样柔软的橡胶片材制的顶板侧密封件142紧密接触地安装于顶板12,按压配件145使用具有不易变形的L字型的截面形状的角钢构件。
如图3A所示,顶板12与腔室主体11之间的间隔D1足够大,在主体侧密封件141与顶板侧密封件142分离的状态下,顶板侧密封件142形成较大的环,并且成为因自重向下方下垂的形状。此时,腔室内部空间与外部空间相互连通。
如图3B所示,在顶板12与腔室主体11之间的间隔D2(<D1)时,则主体侧密封件141与顶板侧密封件142接触。通过该接触,使得腔室内空间与外部空间隔绝,产生密封效果。将通过密封部14与外部隔绝的腔室内空间延伸至最外侧的位置表示为“密封位置Ps”。当顶板12与腔室主体11之间的间隔小于该值D2时,主要由柔软的一方的顶板侧密封件142发生弹性变形,从而保持主体侧密封件141与顶板侧密封件142相互抵接而被密封的状态。
此时,由于重力的作用引起的顶板侧密封件142的下垂也成为朝向主体侧密封件141侧的位移,因此,起到保持密封状态的作用。另一方面,关于主体侧密封件141,由于重力引起的变形比顶板侧密封件142小,因此,重力不会在破坏密封状态的方向上作用。
顶板侧密封件142比主体侧密封件141柔软且容易变形。这样,若相对于相同按压力的弹性变形量存在差异,则在相互抵接时,一方以追随另一方的表面形状的方式变形。在该情况下,顶板侧密封件142追随主体侧密封件141而变形。由此,能够防止在顶板侧密封件142与主体侧密封件141之间空出间隙。越增大顶板侧密封件142的截面中的环,越能够增大弹性变形中的冲程。这样一来,能够提高对腔室主体11与顶板12的间隔的变化的追随性。
此外,该处理腔室10在内部压力大致为常压下使用,与腔室内外的气压差小。因此,密封部14不需要承受较高的压力差,如上所述,若密封件彼此接触时彼此紧密接触,则能够充分地保持气密性。
如图3C所示,在顶板12与腔室主体11之间的间隔为更小的值D3(<D2)时,顶板侧密封件142被完全地挤压。这样一来,在顶板12与腔室主体11之间的间隔为D3以上且D2以下时,能够获得密封部14所带来的密封效果。即使在该范围内间隔有变化的情况下,主要通过追随顶板12与腔室主体11之间的间隔而使弹性变形量发生变化,从而保持密封状态。
如图3A所示,主体侧密封件141的上表面成为截面向上凸出的曲面。另一方面,顶板侧密封件142的下表面成为截面向下凸的曲面。另外,顶板侧密封件142的最下端部相比主体侧密封件141的最上端部更靠腔室内部侧。因此,在两个密封件抵接的状态下,如图3B所示,主体侧密封件141以将顶板侧密封件142向腔室内部空间侧压入的方式变形。然后,最终如图3C所示,成为在主体侧密封件141与顶板12的下表面之间夹持顶板侧密封件142的状态。由此,主体侧密封件141与顶板侧密封件142以大面积紧密接触,从而能够稳定地保持气密性。
图4A和图4B是表示顶板与腔室主体的尺寸关系的图。更具体而言,图4A是处理腔室10的分解组装立体图,图4B是处理腔室10的俯视图。由上述各构件组成的顶板12在俯视时大于腔室主体11。如图4A和图4B所示,在以使主体侧密封件141与顶板侧密封件142抵接的方式将顶板12放置于腔室主体11时,顶板12的周缘部的四边均相比密封件彼此抵接而隔绝腔室内与外部的密封位置Ps更向外侧大幅延伸。
图5A和图5B是顶板的局部剖视图。更具体而言,图5A是沿图4B的A-A线的剖视图。另外,图5B是表示现有的一般的处理腔室中的顶板的结构的例子的剖视图。如图5A所示,顶板12为闪光面板结构,在上侧面板124与下侧面板125之间夹入有双重结构的方管框架121、122。其中,内侧的方管框架121作为固定内部的加强件123的框体发挥功能。另一方面,外侧的方管框架122是为了进一步地提高顶板12的弯曲刚性而设置的。在此,在Y方向上,以外侧方管框架122所占的位置比密封位置Ps更靠外侧的方式设定各部的形状。接下来,对通过这样的结构而得到的效果进行说明。
在腔室内空间,存在作为发热源的加热板15。因此,顶板12的下表面12a被来自加热板15的辐射热以及由加热板15加热的腔室内环境加热。另外,沿着顶板12的下表面生成加热气体的气流。由此,面向腔室内部空间的顶板12的下表面12a,更具体而言为下侧面板125的下表面成为高温。另一方面,上侧面板124与外部气体接触,其温度更接近常温。下侧面板125的热经由框架部120更具体而言为加强件123、框架121、122等也传导至上侧面板124,但无法避免上侧面板124与下侧面板125之间产生较大的温度差。
可能产生因这样的温度差而使顶板12翘曲的问题。更具体而言,与上侧面板124相比,更高温的下侧面板125产生较大的热膨胀,由此,特别是顶板12的周缘部容易向上翘曲。若因顶板12翘曲而与腔室主体11的间隔扩大进而破坏气密,则因冷的外部气体的侵入而引起顶板12的下表面的温度降低,从而成为挥发的成分的液化、再结晶化的原因。
为了防止这样的翘曲,配置有框架121、122以及加强板126。然而,这些结构物自身作为吸收下侧面板125的热的热传导体发挥作用,其结果,可能导致顶板12的下表面的温度降低。
特别地,在图5B所示的比较例的结构中,该问题明显。如图5B所示,在一般的处理腔室20中,从避免设置空间的增大的目的出发,腔室主体21与顶板22的平面尺寸大致相等。因此,用于加强顶板22的周缘部并且固定加强件223的框架221不得不设置在比密封位置Ps更靠内侧的位置。另外,对顶板22的侧面进行加强的加强板226也设置在比较接近密封位置Ps的位置。
在这样的结构中,从腔室内的发热源向下侧面板225供给的热经由框架221、加强板226向上侧面板224、外部气体传递,特别是靠近下侧面板225的周缘部的位置处温度降低变得明显。
与此相对,在图5A所示的本实施方式中,顶板12被大幅延伸至比密封位置Ps更靠外侧的位置,承担加强作用的外侧框架122、加强板126相比密封位置Ps更靠外侧设置。内侧框架121只要作为固定加强件123的框发挥功能即可,不需要较高的弯曲刚性。因此,能够使用截面积比较小的方管。这样,截面积小,因此热容量小的框架121配置在比密封位置Ps靠内侧的位置,另一方面,刚性高但热容量也大的框架122、加强板126配置在比密封位置Ps靠外侧的位置。这样一来,至少在比密封位置Ps更靠内侧的区域内,能够将顶板12下表面的温度降低抑制得较小。
另外,关于比密封位置Ps靠外侧的位置,不需要考虑温度降低的问题,因此,从机械强度的观点出发,能够施加必要且充分的加强。由此,能够更强力地抑制顶板12的翘曲,从而能够更有效地抑制因翘曲引起的气密的破坏所导致的温度降低。
此外,从保持气密性的观点出发,顶板12的翘曲成为最大问题的是密封位置Ps。换言之,只要在密封位置Ps处抑制了顶板12的变形,则即使其他的部分变形也能够保持气密状态。因此,优选地,外侧框架122等加强构件所作的加强在密封位置Ps处有效地发挥功能。也就是说,优选方管框架那样的加强构件横跨密封位置Ps而配置。然而,从防止在腔室内的顶板下表面12a的温度降低的观点出发,优选加强构件设置在比密封位置Ps更靠外侧的位置。
这样,关于加强构件的配置,在加强的观点和保持温度的观点之间,优选的方式相反。如图5A所示,同时满足这些条件的一个方法为,设定框架部120为内侧框架121和外侧框架122的双重构造,构成为使内侧框架121与外侧框架122的边界几乎与密封位置Ps一致。这样一来,既能够在确保密封位置Ps附近的顶板12的机械强度,又能够抑制腔室内的顶板下表面12a的温度降低。
为了更有效地抑制经由外侧框架122的热的散失,如图5A所示,优选在外侧框架122与内侧框架121之间设置空间。这样一来,不会产生从内侧框架121向外侧框架122的直接的热传导,因此,能够进一步地抑制热量从内侧框架121经由外侧框架122散失。由此,能够进一步地抑制腔室内的下侧面板125的温度降低。
另外,通过如上述那样进行基于多个构件的强力的加强,从而能够抑制顶板12的翘曲。因此,能够防止因翘曲而产生气密的破坏而导致外部气体侵入,从而发生下侧面板125的温度降低的问题。另外,假设即使因顶板12内的温度差而产生顶板12的翘曲而扩大与腔室主体11的间隔,本实施方式的密封部14也具有追随这样的间隔的变动而保持气密状态的功能。因此,如果是小的翘曲,则能够充分地保持气密性。
如图5B中的比较例所示,在密封件24仅设置于顶板22、腔室主体21中的任一方的情况下,密封件24追随顶板22的翘曲而变形,因此,需要预先相当大地取得密封件24的变形可能量即弹性变形中的冲程。然而,密封件24在被按压的状态下长时间暴露于高热而可能会永久变形,变形可能量越大,则越容易引起永久变形。因此,难以充分增大变形可能量。
图5A所示的本实施方式的密封部14通过因自重而下垂的顶板侧密封件142与主体侧密封件141抵接而发挥密封作用,因此,假设即使顶板侧密封件142产生因按压引起的永久变形,密封功能的降低也是有限的。
图6A和图6B是示例本实施方式的效果的图。图6A是示意性地表示腔室内的顶板12的下表面的温度分布的图。认为顶板12的下表面,更具体而言为下侧面板125的下表面的温度在水平方向上的腔室中心附近大致恒定。而且,密封位置Ps的附近温度大幅降低,在密封位置Ps的外侧最终成为接近室温的温度。图5A所示的本实施方式中的温度分布如实线所示,到密封位置Ps附近为止保持大致相同的温度,在密封位置Ps的外侧大幅降低。
另一方面,图5B所示的比较例中的温度分布如虚线所示,在密封位置Ps的内侧产生更大的温度降低。如果顶板下表面的温度在腔室内壁面的内侧低于来自涂敷液的挥发成分的液化或固化温度,则在该部分发生液化或固化的挥发成分的附着。这可能会落到腔室内而污染基板S等。在本实施方式中,由于到密封位置Ps附近为止能够抑制温度降低,因此,至少对于腔室内壁面的内侧而言,能够防止附着物的产生。
图6B是示意性地表示密封部14的作用的图。当下侧板125热膨胀时,如图6B所示,顶板12的周缘部以向上位移的方式发生翘曲。因此,腔室主体11的上端与顶板的下表面12a的间隔D根据位置而变化。若该间隔D在上述的值D3至D2的范围内,则如该图所示,主要通过顶板侧密封件142的变形来保持气密状态,从而能够防止因外部气体的侵入所引起的温度降低。
如上所述,在本实施方式中,在顶板12的周缘部设置有加强构件(外侧框架122、加强板126),机械地抑制了因在腔室内下表面12a被加热而引起的顶板12的翘曲。由此,防止因顶板12的翘曲所引起的气密的破坏,从而能够抑制因外部气体的侵入所引起的顶板下表面12a的温度降低。
另外,俯视时的顶板12的尺寸大于腔室主体11,将顶板12的周缘部延伸至密封位置Ps的外侧。而且,加强构件主要设置在密封位置Ps的外侧。这样一来,能够经由加强构件的热的扩散在密封位置Ps的外侧发生。由此,能够抑制比密封位置Ps靠内侧的顶板下表面12a的温度降低。
这样,本实施方式中的顶板12的结构具有通过机械性的加强来抑制翘曲而防止低温的外部气体侵入的作用,并且具有抑制通过加强构件的直接的热的散失的作用。这些均具有抑制因顶板下表面12a的温度降低而从涂敷液挥发的成分再次液化或固化并附着于顶板12这样的现象的效果。因此,能够防止这样的附着物落到腔室内而污染基板S等于未然。
另一方面,该实施方式中的密封部14具有如下的结构:即使在顶板12发生翘曲的情况下,也能够保持气密状态。即,在腔室主体11和顶板12分别设置有由弹性材料形成的密封件。在顶板12相对于腔室主体11关闭的状态下,各个密封件彼此抵接。
其中一方的密封件即顶板侧密封件142与另一方的密封件即主体侧密封件141相比,以相对于相同的按压力产生更大的弹性变形的方式设定各自的材料和形状。因此,在两个密封件抵接时,主体侧密封件141不会较大地变形,与此相对,通过使顶板侧密封件142更大地变形,从而与主体侧密封件141的表面紧密接触。
即,即使在由于顶板12的翘曲而使腔室主体11与顶板12的间隔存在变动的情况下,密封部14也能够追随该变动而保持气密状态。这样,密封部14没有抑制顶板12的翘曲的效果,但即使发生了翘曲,通过该密封部14也具有防止气密性破坏而外部气体侵入的作用。
如以上的说明,在上述实施方式中,顶板12作为本发明的“盖部”和“板状体”发挥功能。而且,主体侧密封件141和顶板侧密封件142分别作为本发明的“主体侧密封部件”和“盖侧密封部件”发挥功能。另外,外侧框架122和加强板126分别相当于本发明的“加强构件”。另外,在上述实施方式中,加热板15作为本发明的“加热部”发挥功能,另一方面,气体喷嘴16作为本发明的“气流形成部”发挥功能。
此外,本发明并不限定于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行上述以外的各种变更。例如,上述实施方式的顶板12具有:作为抑制翘曲的加强构件的外侧框架122和加强板126。然而,并非一定需要设置这两方,也可以仅设置其中的任一方。另外,设置于顶板12的侧面的加强构件不限于上述实施方式那样的板状的构件,例如,也可以是中空管。
另外,上述实施方式的顶板12的内部具有空洞的闪光面板结构,但例如也可以在该空洞部分填充绝热材料。
另外,在上述实施方式中,在顶板12设置有环型的密封件,在腔室主体11侧设置有悬臂型的密封件,但它们也可以相反。但是,为了将因重力引起的密封件的下垂作用于密封功能的保持,优选将如上所述容易变形的一方的密封件用于顶板侧。另外,这些密封件的形状也可以用于例如密封腔室侧面的开口的密封件。
另外,上述实施方式的顶板侧密封件142通过将橡胶制的片体折回而形成环形状。然而,也可以使用预先成型为环状的构件,另外,也可以是在将中空管的一部分挤压的状态下利用按压配件进行固定的构件。
另外,在上述实施方式中,通过将基板S载置于升温后的加热板12对基板S进行加热,但基板的加热方法并不限定于此。例如,也可以是利用来自配置在腔室内部空间的上方的作为“加热部”的加热器的辐射热对基板进行加热的结构。另外,也可以在腔室内设置有供给热风的加热部。
此外,上述实施方式的加热处理是接收形成有涂敷液的膜即在表面形成有液膜的状态的基板S,通过加热使其溶剂成分挥发,从而使涂敷膜干燥硬化的处理。然而,例如,用于使涂敷膜中的升华性的成分从预先固化的固体膜升华而去除的加热处理、用于使涂敷膜的全部成分挥发而使基板干燥的加热处理,也可以应用上述结构的基板处理装置1。
以上,如例示说明具体的实施方式那样,在本发明的处理腔室中,例如,对于主体侧密封部件和盖侧密封部件而言,相对于相同的按压力的弹性变形量可以相互不同。根据这样的结构,在两个密封部件的抵接处,弹性变形量大即更柔软且容易挠曲的一方的密封部件以填埋与另一方的密封部件的间隙的方式变形。由此,两者间的气密性的保持变得更可靠。
例如,能够采用盖侧密封部件比主体侧密封部件的弹性变形量大的结构。根据这样的结构,虽然安装于盖部的下表面的盖侧密封部件因重力而下垂,但是作用于使与主体侧密封部件的间隙变小的方向。因此,能够进一步提高保持气密性的效果。
另外,例如,主体侧密封部件的上表面可以是与长度方向垂直的截面为向上凸的曲线形状的曲面,盖侧密封部件的下表面可以是与长度方向垂直的截面为向下凸的曲线形状的曲面。而且,也可以是主体侧密封部件的最上端部和盖侧密封部件的最下端部在水平方向上错开的状态下,主体侧密封部件与盖侧密封部件相抵接的结构。根据这样的结构,在两个密封部件抵接时,两者以大面积抵接,因此,提高气密性的效果进一步提高。例如,在俯视时,盖侧密封部件的最下端部能够位于比主体侧密封部件的最上端部更靠内侧的位置。
另外,例如,盖侧密封部件在安装于盖部的状态下也可以是在与长度方向垂直的截面上具有环部分的中空体,该环部分与主体侧密封部件抵接而发生弹性变形的结构。根据这样的结构,盖侧密封部件通过中空部变形而能够追随主体侧密封部件的表面。因此,不依赖于弹性材料的特性,能够较大地取得变形中的冲程。因此,也能够追随腔室主体与盖部之间的间隙的大的变化。
另外,例如,盖侧密封部件也可以是通过将由弹性材料形成的带状的片体绕着与其长度方向平行的轴折返而形成的环部分的部件。根据这样的结构,在盖侧密封部件的制造时能够使用一般的片状的材料,不需要特别的形状的模具等。因此,能够降低制造成本。另外,根据所使用的片体的宽度,能够对环的大小进行各种设定。
另外,例如,盖部也可以具有覆盖开口的板状体,在俯视时,板状体的周缘也可以比盖侧密封部件与主体侧密封部件接触的密封位置更向外侧突出,在板状体上也可以结合有在密封位置的外侧沿周缘延伸的加强构件。根据这样的结构,通过利用加强构件对盖部的周缘进行加强,从而能够机械地抑制盖部的热变形。这样的加强构件也能够成为通过使热散失而使盖部下表面的温度降低的原因。但是,通过在密封位置的外侧设置加强构件,能够抑制密封位置的内侧的局部的温度降低。
另外,在本发明的基板处理装置中,例如,加热部也可以在升温的上表面载置有被处理基板的加热板。在这样的结构中,成为盖部下表面通过来自加热板的热辐射以及加热后的腔室内部环境进行加热的状态。另一方面,由于通过构成盖部的结构物的热的散失、气密性降低而导致的外部气体的侵入所引起的局部的温度降低容易导致挥发成分的附着。通过将本发明应用这样的结构,能够抑制盖部的热变形以及热向外部的散失,从而能够防止挥发成分附着于盖部。
另外,例如,本发明的基板处理装置可以构成为,在处理腔室内中具有使加热气体沿着盖部的下表面流通的气流形成部。在这样的结构中,通过加热气体对盖部下表面加热,产生与上述同样的问题。在这样的结构中,应用于本发明是有效的。
工业上的可利用性
本发明能够应用于在内部设置有处理用的热源的各种处理腔室以及使用该各种处理腔室的基板处理装置整体。例如,出于在半导体基板、玻璃基板等基板表面形成光致抗蚀剂膜、保护膜等的功能层的目的,能够适当地应用于通过加热使形成于基板表面的涂敷膜的成分挥发的基板处理装置。
Claims (11)
1.一种处理腔室,用于对被处理基板实施加热处理,其中,
具有:
腔室主体,在上部具有开口,用于容纳所述被处理基板和对所述被处理基板进行加热的热源;
盖部,相对于所述开口能够开闭;以及
密封部,在所述盖部相对于所述开口处于关闭状态时,在所述盖部与所述腔室主体之间包围所述开口来对所述盖部与所述腔室主体之间的间隙进行密封,
所述密封部具有:
主体侧密封部件,由弹性材料形成,以沿着所述开口的周围包围所述开口的方式设置于所述腔室主体;
盖侧密封部件,由弹性材料形成,设置于所述盖部的下表面中与所述主体侧密封部件相对的位置,
在所述关闭状态下,通过所述主体侧密封部件与所述盖侧密封部件抵接对所述间隙进行密封。
2.如权利要求1所述的处理腔室,其中,
就所述主体侧密封部件和所述盖侧密封部件而言,相对于相同的按压力的弹性变形量相互不同。
3.如权利要求2所述的处理腔室,其中,
所述盖侧密封部件的所述弹性变形量大于所述主体侧密封部件的所述弹性变形量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的处理腔室,其中,
所述主体侧密封部件的上表面是与长度方向垂直的截面为向上凸的曲线形状的曲面,
所述盖侧密封部件的下表面是与长度方向垂直的截面为向下凸的曲线形状的曲面,
在所述主体侧密封部件的最上端部与所述盖侧密封部件的最下端部在水平方向上错开的状态下,所述主体侧密封部件与所述盖侧密封部件抵接。
5.如权利要求4所述的处理腔室,其中,
在俯视时,所述盖侧密封部件的最下端部相比所述主体侧密封部件的最上端部更靠内侧。
6.如权利要求1至3中任一项所述的处理腔室,其中,
所述盖侧密封部件在安装于所述盖部的状态下是在与长度方向垂直的截面具有环部分的中空体,该环部分与所述主体侧密封部件抵接而发生弹性变形。
7.如权利要求6所述的处理腔室,其中,
所述盖侧密封部件是通过将由弹性材料形成的带状的片体绕着与其长度方向平行的轴折返而形成所述环部分的部件。
8.如权利要求1至3中任一项所述的处理腔室,其中,
所述盖部具有覆盖所述开口的板状体,在俯视时,所述板状体的周缘比所述盖侧密封部件与所述主体侧密封部件接触的密封位置更向外侧突出,在所述板状体上结合有在所述密封位置的外侧沿所述周缘延伸的加强构件。
9.一种基板处理装置,其中,
具有:
权利要求1至8中任一项所述的处理腔室;以及
配置于所述处理腔室的内部的作为所述热源的加热部。
10.如权利要求9所述的基板处理装置,其中,
所述加热部具有使上表面升温的加热板,在升温后的所述上表面载置有被处理基板。
11.如权利要求9所述的基板处理装置,其中,
在所述处理腔室内具有使加热气体沿着所述盖部的下表面流通的气流形成部。
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