JP2013231510A - シーリング部材およびこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シーリング部材およびこれを用いた基板処理装置が開示される。
【解決手段】本発明にかかるシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置は、ドアがシーリング部材を押圧すると、ドアと接触したシーリング部材の部位がドアの枠部側に摺動変位するとともに本体部の前面側に押圧される。すると、ドアとシーリング部材との間の接触面積が広くなるため、ドアの一側部位が熱によって変形しても、シーリング部材は、変形したドアの部位だけでなく、変形したドアの部位の外側部位とも接触するため、ドアとシーリング部材との間が完全にシーリングされる。これにより、異物がチャンバに流入せず、チャンバの熱が外部に漏れないため、基板が均一に処理される。したがって、基板処理工程の信頼性が向上する効果がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板が投入されて処理されるチャンバが形成された本体部と、本体部に設けられ、チャンバを開閉するドアとの間をシーリングするシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置に関するものである。

基板処理装置は、平板ディスプレイの製造時に用いられ、蒸着（Vapor Deposition）装置と、アニーリング（Annealing）装置とに大別される。

蒸着装置は、平板ディスプレイの核心構成をなす透明導電層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する装置であって、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）またはＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）などのような化学気相蒸着装置と、スパッタリング（Sputtering）などのような物理気相蒸着装置とがある。

そして、アニーリング装置は、基板に膜を蒸着した後、蒸着された膜の特性を向上させる装置であって、蒸着された膜を結晶化または相変化させるために熱処理する装置である。

一般的に、基板処理装置は、１つの基板を処理する枚葉式（Single Substrate Type）と、複数の基板を処理するバッチ式（Batch Type）とがある。枚葉式基板処理装置は、構成が簡単であるという利点があるが、生産性が低下する欠点があり、大量生産にはバッチ式基板処理装置が多く用いられる。

従来の基板処理装置を、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは、従来の基板処理装置の概略側断面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示されたシーリング部材の斜視図である。

図１Ａに示されるように、基板処理装置は、本体部１０を含み、本体部１０の内部には、基板が投入されて処理される空間のチャンバ１１が形成される。本体部１０の前面には、チャンバ１１と連通し、基板が出入りする出入口１３が形成され、出入口１３を開閉するためのドア２０が設けられる。

そして、出入口１３の外側の本体部１０の前面部位には、ドア２０と当接してチャンバ１１をシーリングするシーリング部材３０が設けられる。

シーリング部材３０は、図１Ｂに示されるように、断面形状が略円形に形成される。

前記のような従来の基板処理装置は、長時間使用すると、ドア２０とシーリング部材３０との間に隙間が発生し、チャンバ１１が完全にシーリングされない。

詳細には、基板は４００℃以上の高温雰囲気で処理される。これにより、ドア２０が熱によって変形する。しかし、シーリング部材３０と接触するドア２０の部位が変形した場合、ドア２０が本体部１０側にシーリング部材３０を当接しても、ドア２０とシーリング部材３０とでは隙間が発生する。

より詳細には、ドア２０が移動してシーリング部材３０が本体部１０の前面側に当接すると、シーリング部材３０は本体部１０の前面に垂直な方向にのみ押圧され、シーリング部材３０の押圧程度には限界があるため、変形したドア２０の部位とシーリング部材３０との間には隙間が発生する。

すると、異物がチャンバ１１に流入し、チャンバ１１の熱が外部に漏れるため、基板処理工程の信頼性が低下する欠点があった。

基板処理装置にかかる先行技術は、韓国公開特許公報第１０−２０１０−０００８７２２号などに開示されている。

韓国公開特許公報第１０−２０１０−０００８７２２号

本発明は、上記のような従来技術の問題を解消するためになされたものであって、本発明の目的は、ドアと接触するシーリング部材の部位がドアに沿ってスライディングされながらドアに圧着されて形成し、ドアとシーリング部材との間に隙間が発生するのを防止することにより、基板処理工程の信頼性を向上させることができるシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明にかかるシーリング部材は、閉ループをなし、断面形状が一対の対辺が平行な台形形状に形成され、第１の相手物に挿入結合される挿入部と、前記挿入部の断面によって形成される一対の対辺のうち、長さの短い辺から延長形成され、前記第１の相手物の外側に露出し、第２の相手物によって前記第１の相手物側に圧着される圧着部とを含み、前記挿入部の断面によって形成される一対の対辺は、前記挿入部の半径方向に平行であり、前記圧着部は、前記挿入部の半径方向に垂直な方向に延長形成され、前記挿入部の中心を基準として、前記挿入部の半径方向に垂直な方向の外側へ行くほど、前記第２の相手物と接触する内周面が次第により前記挿入部の半径方向の外側に位置し、前記第２の相手物が前記第１の相手物側に移動すると、前記第２の相手物に沿って前記挿入部の半径方向の外側にスライディングされながら前記挿入部の半径方向に垂直な方向に圧着される。

また、上記の目的を達成するための本発明にかかる基板処理装置は、内部には基板が処理される空間のチャンバが形成され、前面には出入口が形成され、前記出入口の外側の前記前面には前記出入口を囲む形態で閉ループをなす挿入溝が形成された本体と、前記本体の前面に設けられ、前記出入口を開閉するドアと、一側は前記挿入溝に挿入され、他側は前記本体の外側に位置して前記ドアの一面と接触し、前記ドアにより、前記本体の前面側に圧着されて前記チャンバをシーリングするシーリング部材とを含み、前記シーリング部材は、前記ドアが前記本体の前面側に移動すると、前記ドアにより、前記ドアの枠部側にスライディングされながら前記本体の前面側に圧着される。

本発明にかかるシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置は、ドアがシーリング部材を圧着すると、ドアと接触したシーリング部材の部位がドアの枠部側にスライディングされながら本体の前面側に圧着される。すると、ドアとシーリング部材との間の接触面積が広くなるため、ドアの一側部位が熱によって変形しても、シーリング部材は、変形したドアの部位だけでなく、変形したドアの部位の外側部位とも接触するため、ドアとシーリング部材との間が完全にシーリングされる。これにより、異物がチャンバに流入せず、チャンバの熱が外部に漏れないため、基板が均一に処理される。したがって、基板処理工程の信頼性が向上する効果がある。

従来の基板処理装置の概略側断面図である。 図１Ａに示されたシーリング部材の斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の斜視図である。 図２の「Ａ−Ａ」線断面図である。 図２に示されたシーリング部材の斜視図である。

後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施できる特定の実施形態を例として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、特定の構造および特性は一実施形態に関連し、本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲内で他の実施形態で実現可能である。また、各々の開示された実施形態における個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲内で変更可能であることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味ではなく、本発明の範囲は、適切に説明された場合、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲と共に添付した請求項によってのみ限定される。図示の実施形態における長さ、面積、厚さおよび形態は、便宜上、誇張して表現されてもよい。

本実施形態を説明するにあたり、基板の処理とは、基板を加熱および冷却する工程、基板に所定の膜を蒸着するためのすべての工程、基板に蒸着された所定の膜をアニーリング、結晶化または相変化するためのすべての熱処理工程などを含む概念で理解されなければならない。

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態にかかるシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置を詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の斜視図であり、図３は、図２の「Ａ−Ａ」線断面図である。

図示のように、本実施形態にかかる基板処理装置は、本体部１１０を含む。本体部１１０は、略直方体形状に形成され、内部には基板５０が処理される空間のチャンバ１１２が形成される。チャンバ１１２は、密閉された空間として設けられ、本体部１１０は、直方体形状だけでなく、基板５０の形状に応じて多様な形状に形成可能である。

本体部１１０の前面には基板５０が出入りする出入口１１４が形成され、出入口１１４は、本体部１１０の前面に設けられたドア１２０によって開閉される。すなわち、ロボット（図示せず）で基板５０を支持し、基板５０をチャンバ１１２にローディングしたりチャンバ１１２からアンローディングしたりするときは、ドア１２０によって出入口１１４は開放される。そして、基板５０をチャンバ１１２にローディングして基板５０を処理するときは、ドア１２０によって出入口１１４は閉鎖される。

基板５０の材質は特に制限されず、ガラス、プラスチック、ポリマー、シリコンウエハまたはステンレススチールなどのような材質で形成可能である。

チャンバ１１２には、基板５０を搭載させて支持する支持ユニット（図示せず）、基板５０を加熱するためのヒータ（図示せず）、基板５０の処理に必要な雰囲気ガスを供給するガス供給管（図示せず）、基板５０を冷却させるための冷却管（図示せず）などのような、基板５０の処理に必要な部品が設置できる。

本体部１１０の前面の、出入口１１４の外側となる部位には、挿入溝１１６が、出入口１１４を取り囲む形態で形成されており、挿入溝１１６にはシーリング部材１３０の一方の端部が挿入結合される。シーリング部材１３０の他方の端部は、ドア１２０と当接したときににドア１２０によって本体部１１０の前面側に押圧され、これにより、本体部１１０とドア１２０との間が完全にシーリングされる。

ドア１２０は、外側ドア１２１と内側ドア１２５とを有し、外側ドア１２１は、上下にスライド移動可能に本体部１１０の前面に設けられ、内側ドア１２５は、外側ドア１２１に支持され、外側ドア１２１によって上下にスライド移動するとともに、外側ドア１２１に対して前後にスライド移動可能に設けられる。内側ドア１２５が本体部１１０の前面側にスライド移動したとき、シーリング部材１３０と当接して押圧する。

本体部１１０とドア１２０との間が完全にシーリングされると、基板５０をチャンバ１１２にローディングして基板５０を処理するときに、外部の異物がチャンバ１１２に流入せず、チャンバ１１２の熱が外部に漏れないため、基板５０が均一に処理される。

しかし、基板５０が処理されるチャンバ１１２は、４００℃以上の高温雰囲気であるため、ドア１２０は熱によって変形することがあり、ドア１２０の変形した部位がシーリング部材１３０と接触すると、ドア１２０とシーリング部材１３０との間に隙間が発生することがある。

本実施形態にかかる基板処理装置は、ドア１２０が本体部１１０の前面側に移動してシーリング部材１３０を本体部１１０の前面側に押圧したときに、シーリング部材１３０がドア１２０に沿ってドア１２０の枠部側に摺動変位するとともに、本体部１１０の前面側に押圧されるように構成し、変形したドア１２０の部位とシーリング部材１３０との間も完全にシーリングすることができる。

シーリング部材１３０について、図２ないし図４を参照して説明する。図４は、図２に示されたシーリング部材の斜視図である。

図４に示されたシーリング部材１３０は、四角形状に閉ループをなす形態で示されているが、リング形状に閉ループをなしているものとして仮定して説明する。シーリング部材１３０は、弾性を持っているため、リング形状に閉ループをなしていても、四角形状に閉ループをなす形態で容易に調整することができる。

以下、方向を定義するにあたり、シーリング部材１３０の挿入部１３１の半径方向Ｒは、ドア１２０の枠部側方向に対応する方向であり、挿入部１３１の半径方向に対して垂直な方向ＲＶは、本体部１１０の前面の外側方向に対応する方向である。

図示のように、挿入溝１１６は、一組の対辺１１６ａ、１１６ｂが平行な略台形状の断面形状を有する。挿入溝１１６の台形状の断面形状の一組の対辺１１６ａ、１１６ｂのうちの短辺１１６ａは、本体部１１０の前面外側と連通している。

シーリング部材１３０は、挿入部１３１と当接部１３５とを含む。

挿入部１３１は、閉ループをなし、挿入溝１１６に適合する台形状の断面形状を有し、かつ、挿入溝１１６に挿入結合される。当然ながら、挿入部１３１の台形状の断面形状の一組の対辺１３１ａ、１３１ｂは、挿入部１３１の半径方向（図３および図４の「Ｒ」方向）に対して平行である。

当接部１３５は、挿入部１３１の台形状の断面形状の一組の対辺１３１ａ、１３１ｂのうちの、本体部１１０の前面の外側に面した短辺１３１ａから延長形成されており、本体部１１０の前面の外側に露出する。当接部１３５は、ドア１２０の一面と接触したとき、ドア１２０に沿ってドア１２０の枠部側に摺動変位するとともに、本体部１１０の前面側に押圧される。

詳細には、当接部１３５は、挿入部１３１の中心Ｏを基準として、本体部１１０の前面の外側方向（図３および図４の「ＲＶ」方向）に向かうに従って、内周面１３５ａは挿入部１３１の半径方向Ｒの外側（すなわち、ドア１２０の方向）に向かって位置が変化する形態で形成される。そして、当接部１３５の内周面１３５ａは、ドア１２０と接触する。したがって、ドア１２０が本体部１１０の前面側に変位すると、当接部１３５は、ドア１２０の枠部側に摺動変位しながら本体部１１０の前面側に押圧される。

すると、ドア１２０と当接部１３５との接触面積が大きくなるため、ドア１２０の一側部位が熱によって変形しても、ドア１２０の変形した一側部位だけでなく、ドア１２０の変形した一側部位の外側部位も当接部１３５の内周面１３５ａと接触するため、ドア１２０とシーリング部材１３０との間が完全にシーリングされる。

当接部１３５がより容易にドア１２０の枠部側に摺動変位するとともに本体部１１０の前面側に押圧されることができるように、当接部１３５は、挿入部１３１の中心Ｏを基準として、本体部１１０の前面外側方向ＲＶへ向かうに従って、外周面１３５ｂが挿入部１３１の半径方向Ｒにおいて外側から内側へ向かって位置が変化し、その後に内側から外側に向かって位置が変化する形態で形成される。

当接部１３５の内周面１３５ａおよび外周面１３５ｂは、当接部１３５を、挿入部１３１の半径方向Ｒに平行に切断したときに、丸みを帯びていることが好ましい。

そして、当接部１３５がより容易にドア１２０の枠部側に摺動変位するとともに本体部１１０の前面側に押圧されることができるように、当接部１３５を挿入部１３１の半径方向Ｒに平行に切断したときの、当接部１３５の内周面１３５ａの曲率半径は、外周面１３５ｂの曲率半径より大きいことが好ましい。

剛性を補強するために、挿入部１３１と接する当接部１３５の部位は突出１３６し、挿入部１３１より大きく形成されることが好ましい。

本体部１１０の後面にも出入口（図示せず）が形成され得、前記出入口を開閉するドア１４０が設置され得る。本体部１１０の後面に形成された前記出入口は、チャンバ１１２に設けられた基板５０の処理に必要な前記部品を修理しようとするときに用いる。そして、本体部１１０の後面と本体部１１０の後面に設けられたドア１４０との間にも、シーリング部材１３０と同じシーリング部材（図示せず）が設置可能である。

そして、シーリング部材１３０は、他の装置にも設けられて使用可能である。その場合は、シーリング部材１３０の挿入部１３１が挿入結合される本体部１１０が第１の相手物であり、当接部１３５と当接し押圧するドア１２０が第２の相手物である。

図２の説明していない符号１７０は、本体部１１０を支持するフレームである。

本実施形態にかかるシーリング部材およびこれを用いた基板処理装置は、ドア１２０がシーリング部材１３０と当接すると、ドア１２０と接触したシーリング部材１３０の部位がドア１２０の枠部側に摺動変位するとともに、本体部１１０の前面側に押圧される。すると、ドア１２０とシーリング部材１３０との間の接触面積が大きくなるため、ドア１２０の一側部位が熱によって変形しても、シーリング部材１３０は、ドア１２０の変形した部位だけでなく、ドア１２０の変形した部位の外側部位とも接触するため、ドア１２０とシーリング部材１３０との間が完全にシーリングされる。これにより、異物がチャンバ１１２に流入せず、チャンバ１１２の熱が外部に漏れないため、基板が均一に処理される。したがって、基板処理工程の信頼性が向上する。

上述した本発明の実施形態に対する図面は詳細な輪郭ラインを省略し、本発明の技術思想に属する部分が分かりやすいように概略的に示したものである。また、上記の実施形態は、本発明の技術思想を限定する基準とはなり得ず、本発明の請求の範囲に含まれた技術事項を理解するための参照的な事項に過ぎない。

１１０：本体部
１２０：ドア
１３０：シーリング部材
１３１：挿入部
１３５：当接部

Claims (11)

1. シーリング部材であって、
   閉ループをなし、一組の対辺が互いに平行な台形状の断面形状を有し、かつ第１の相手物に挿入結合される挿入部と、
   前記挿入部の前記台形状の断面形状の前記一組の対辺の短辺から延長形成され、前記第１の相手物の外側に露出し、かつ第２の相手物と当接したときに前記第１の相手物側に押圧される当接部とを含み、
   前記挿入部の前記台形状の断面形状の前記一組の対辺は、前記挿入部の半径方向に対して平行であり、
   前記当接部は、前記挿入部の半径方向に対して垂直な方向に延長形成されており、かつ、前記第２の相手物と接触する内周面が、前記挿入部の中心を基準として、前記挿入部の半径方向に対して垂直な方向の外側へ向かうに従って、前記挿入部の半径方向の外側に向かって位置が変化するように形成されており、
   前記第２の相手物が前記第１の相手物側へ変位したときに、前記当接部が前記第２の相手物に沿って前記挿入部の半径方向の外側へ摺動変位するとともに、前記挿入部の半径方向に対して垂直な方向に押圧されるように構成したことを特徴とするシーリング部材。
2. 前記当接部の外周面が、前記挿入部の中心を基準として、前記挿入部の半径方向に対して垂直な方向の外側へ向かうに従って、前記挿入部の半径方向において外側から内側へ向かって位置が変化し、その後に内側から外側に向かって位置が変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシーリング部材。
3. 前記当接部を前記挿入部の半径方向に対して平行に切断したときに、前記当接部の内周面および外周面がそれぞれ丸みを帯びた形状を有するように構成したことを特徴とする請求項２に記載のシーリング部材。
4. 前記当接部を前記挿入部の半径方向に対して平行に切断したときに、前記当接部の内周面の曲率半径が外周面の曲率半径よりも大きくなるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のシーリング部材。
5. 前記当接部の、前記挿入部と接する部位が突出しており、前記挿入部よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のシーリング部材。
6. 内部には基板が処理される空間であるチャンバが形成され、前面には出入口が形成され、かつ前記前面の、前記出入口の外側となる部位に、閉ループをなす挿入溝が前記出入口を取り囲むように形成されている本体部と、
   前記本体部の前面に設けられ、前記出入口を開閉するドアと、
   一方の端部が前記挿入溝に挿入結合され、他方の端部が前記本体部の外側に位置し、かつ前記他側が前記ドアの一面と当接したときに前記ドアにより前記本体部の前面側に押圧され前記チャンバをシーリングするシーリング部材とを含み、
   前記ドアが前記本体部の前面側に変位し、前記シーリング部材の前記他方の端部と当接したときに、前記シーリング部材が、前記ドアの枠部側に摺動変位するとともに、前記本体部の前面側に押圧されるように構成したことを特徴とする基板処理装置。
7. 前記挿入溝の断面形状が、一組の対辺が互いに平行な台形形状に形成され、前記一組の対辺のうちの短辺が前記本体部の外側と連通しており、
   前記シーリング部材が、閉ループをなし、前記挿入溝に適合する台形形状の断面形状を有し、かつ前記挿入溝に挿入結合される挿入部と、
   前記挿入部の前記台形形状の断面の一組の対辺のうちの短辺から延長形成され、前記本体部の外側に露出し、かつ前記ドアと当接したときに前記本体部側に押圧される当接部とを含み、
   前記挿入部の前記台形形状の断面の一組の対辺は、前記挿入部の半径方向に対して平行であり、
   前記当接部は、前記挿入部の中心を基準として、前記本体部の前記前面から外側へ向かうに従って、前記ドアと接触する内周面が前記挿入部の半径方向の外側に向かって位置が変化するように形成されており、
   前記ドアが前記当接部と当接したときに、前記当接部が前記ドアに沿って前記ドアの枠部側に摺動変位するとともに、前記挿入部の半径方向に対して垂直な方向である前記本体部の前面側に押圧されるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記当接部の外周面が、前記挿入部の中心を基準として、前記本体部の前記前面から外側へ向かうに従って、前記挿入部の半径方向において外側から内側へ向かって位置が変化し、その後に内側から外側に向かって位置が変化するように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記当接部を前記挿入部の半径方向に対して平行に切断したときに、前記当接部の内周面および外周面がそれぞれ丸みを帯びた形状を有するように構成したことを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記当接部を前記挿入部の半径方向に対して平行に切断したときに、前記当接部の内周面の曲率半径が外周面の曲率半径よりも大きくなるように構成したことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記当接部の、前記挿入部と接する部位が突出しており、前記挿入部よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。

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