JP6863784B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、基板処理装置であって、第1開口を有し、基板を処理する処理容器と、前記第1開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第1軸部材であって、前記第1軸部材の軸心方向に往復移動する前記第1軸部材と、前記処理容器の外部に配置され、前記第1開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第1軸部材の一部を収容する第1シールハウジングと、前記第1シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第1軸部材と摺動可能に前記第1軸部材の外周面と密着する第1シール部材と、前記第1シールハウジングに連通接続され、前記第1シールハウジング内の気体を排出するための第1排気ポートと、を備える基板処理装置である。
よって、処理容器の気密性を好適に維持できる。このように、第1軸部材が加熱部の貫通孔に配置される場合には、本基板処理装置の有用性が特に高い。
前記処理容器は第2開口を有し、
前記基板処理装置は、
前記第2開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第2軸部材であって、前記第2軸部材の軸心方向に往復移動する前記第2軸部材と、
前記処理容器の外部に配置され、前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第2軸部材の一部を収容する第2シールハウジングと、
前記第2シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第2軸部材と摺動可能に前記第2軸部材の外周面と密着する第2シール部材と、
前記第2シールハウジングに連通接続され、前記第2シールハウジング内の気体を排出するための第2排気ポートと、
備える基板処理装置。
前記処理容器は第2開口を有し、
前記基板処理装置は、前記第2開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第2軸部材であって、前記第2軸部材の軸心方向に往復移動する前記第2軸部材を備え、
前記封止機構は、
前記処理容器の外部に配置され、前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第2軸部材の一部を収容する第2シールハウジングと、
前記第2シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第2軸部材と摺動可能に前記第2軸部材の外周面と密着する第2シール部材と、
備える基板処理装置。
図1は、基板処理装置の概略構成を示す図である。本実施例に係る基板処理装置1は、基板(例えば、半導体ウエハ)Wを処理する。基板処理装置1が行う処理は熱処理である。熱処理は、基板Wを加熱する処理と、基板Wを冷却する処理を含む。以下、基板処理装置の各部の構成を説明する。
基板処理装置1は、基板を処理する処理容器3を備える。処理容器3は1枚の基板Wを収容する。処理容器3は、その内部で基板Wを熱処理する。
図1を参照する。基板処理装置1は、シール部材15A、15B、15C、15Dを備える。シール部材15Aは搬送口Aを密閉するために用いられる。シール部材15Bは上部開口Bを密閉するために用いられる。シール部材15Cは下部開口Cを密閉するために用いられる。シール部材15Dは側部排出口Dに排気ダクト72を気密に接続するために用いられる。以下、具体的に説明する。
基板処理装置1は、冷却部16A、16B、16C、16Dを備える。冷却部16A、16B、16C、16Dはそれぞれ、シール部材15A、15B、15C、15Dを冷却する。
図1を参照する。基板処理装置1はシャッター駆動機構21を備える。シャッター駆動機構21は、シャッター5を移動させることによって、シャッター5を筐体4に着脱させる。シャッター駆動機構21は処理容器3の外部に配置される。シャッター駆動機構21は例えばエアシリンダを含む。
基板処理装置1は基板移動機構23を備える。基板移動機構23は、加熱位置PHと冷却位置PCとにわたって基板Wを移動させる。
基板処理装置1は封止機構31を備える。封止機構31は、各ピン24の往復移動を許容しつつ、各開口9を密閉する。厳密に言えば、封止機構31は、開口9aとピン24aとの隙間、開口9bとピン24bとの隙間、および、開口9cとピン24cとの隙間をそれぞれ密閉する。
シール部材43は金属製である。シール部材43は円環形状を有する。シール部材43は筒部38の内周面と密着する。具体的には、シール部材43の外周縁は、筒部38の内周面と密着する。シール部材43は中央に開口を有する。シール部材43aの開口にはピン24aが配置される。シール部材43bの開口にはピン24bが配置される。シール部材43cの開口にはピン24cが配置される。
図1を参照する。基板処理装置1は冷却部47を備える。冷却部47は、冷却水を流すための配管である。以下、冷却部47を適宜に「冷却管47」と呼ぶ。冷却管47は、冷却水が流れる冷却流路を有する。冷却流路は、冷却管47の内部に形成される。
基板処理装置1は上部供給部51を備える。上部供給部51は処理容器3内に非酸化性ガスを供給する。上部供給部51は冷却位置PCよりも高い位置から非酸化性ガスを吹き出す。非酸化性ガスは例えば不活性ガスである。不活性ガスは例えば窒素ガスやアルゴンガスである。
基板処理装置1は下部供給部61を備える。下部供給部61は処理容器3内に非酸化性ガスを供給する。下部供給部61は冷却位置PCよりも低い位置から非酸化性ガスを吹き出す。
基板処理装置1は側部排出部71を備える。側部排出部71は処理容器3内の気体を処理容器3の外部に排出する。側部排出部71は冷却位置PCの側方の位置を通じて気体を排出する。
基板処理装置1は下部排出部81を備える。下部排出部81はシールハウジング40内の気体を排出する。下部排出部81はさらに、処理容器3内の気体を排出する。下部排出部81は冷却位置PCよりも低い位置を通じて処理容器3から気体を排出する。
基板処理装置1は圧力センサ91と酸素濃度センサ93を備える。圧力センサ91は処理容器3内の気体の圧力を検出する。酸素濃度センサ93は処理容器3内の酸素濃度を検出する。酸素濃度センサ93は、例えば、ガルバニ電池式酸素センサまたはジルコニア式酸素センサである。
基板処理装置1は制御部95を備える。制御部95は、加熱部11とシャッター駆動機構21とピン駆動機構25と開閉弁54、64、74、84と流量調整部55、65と排気機構75、85と圧力センサ91と酸素濃度センサ93と通信可能に接続されている。制御部95は、圧力センサ91の検出結果と酸素濃度センサ93の検出結果を受信する。制御部95は、加熱部11とシャッター駆動機構21とピン駆動機構25と開閉弁54、64、74、84と流量調整部55、65と排気機構75、85を制御する。制御部95は、各種処理を実行する中央演算処理装置(CPU)、演算処理の作業領域となるRAM(Random-Access Memory)、固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。記憶媒体には、基板Wを処理するための処理レシピ(処理プログラム)や、酸素濃度の基準値など各種情報を記憶されている。
次に、実施例に係る基板処理装置1の動作例を説明する。
本動作例では、基板処理装置1は、自己組織化材料が塗布された基板(例えば、半導体ウエハ)Wに熱処理を行う。基板処理装置1は、基板Wを加熱することによって、自己組織化材料を相分離させる。相分離した自己組織化材料は規則性の高い構造を有する。さらに、基板処理装置1は、基板Wを冷却することによって、相分離した自己組織化材料の構造を劣化や崩壊から保護する。
シャッター駆動機構21がシャッター5を筐体4から離脱させる。これにより、搬送口Aが開放される。不図示の基板搬送機構が基板Wを処理容器3内に搬入する。具体的は、基板搬送機構が基板Wを水平姿勢で保持し、搬送口Aを通じて処理容器3の内部に進入する。これにより、基板Wが搬送口Aを通じて処理容器3内に搬入される。基板W上には自己組織化材料が既に塗布されている。ピン駆動機構25がピン24を上方位置に移動させる。ピン24が基板搬送機構から基板Wを受け取る。ピン24が基板Wを受け取った後、基板移動機構が処理容器3の外部に退出する。ピン24は基板Wを冷却位置PCで支持する。
シャッター駆動機構21はシャッター5を筐体4に取り付ける。シャッター5はシール部材15Aを介して筐体4と密着する。これにより、搬送口Aは密閉される。すなわち、処理容器3は略密閉される。なお、密閉工程では、ピン24は上方位置にあり、基板Wは冷却位置PCで静止する。また、密閉工程においても、下部排出部81はシールハウジング40および処理容器3から気体を排出する。
置換工程は処理容器3内の気体を非酸化性ガスに置換する。具体的には、非酸化性ガスを処理容器3内に供給し、且つ、処理容器3内の気体を排出する。置換工程では、時間の経過に伴って処理容器3内の酸素濃度が低下する。なお、置換工程では、ピン24は上方位置にあり、基板Wは冷却位置PCで静止する。
図11を参照する。加熱工程は時刻t3から時刻t4までの期間に実行される。加熱工程は処理容器3内を非酸化性ガス雰囲気に保つ。さらに、加熱工程では、上部供給部51が非酸化性ガスを処理容器3内に供給し、側部排出部71が処理容器3から気体を排出し、下部排出部81がシールハウジング40および処理容器3から気体を排出する。上部供給部51は供給量QSHよりも低い供給量QSLで非酸化性ガスを供給する。側部排出部71は排出量QEHよりも低い排出量QELで気体を排出する。加熱工程では処理容器3内の圧力は正圧である。
図11を参照する。冷却工程は時刻t4から時刻t5までの期間に実行される。冷却工程も処理容器3内を非酸化性ガス雰囲気に保つ。さらに、冷却工程では、上部供給部51および下部供給部61が非酸化性ガスを処理容器3内に供給し、側部排出部71が処理容器3内の気体を排出し、下部排出部81がシールハウジング40内の気体および処理容器3内の気体を排出する。上部供給部51は供給量QSHで非酸化性ガスを供給する。側部排出部71は排出量QEHで気体を排出する。冷却工程では、処理容器3内の圧力は負圧である。
図1を参照する。シャッター駆動機構21はシャッター5を筐体4から離脱させる。これにより、搬送口Aが開放される。すなわち、処理容器3が開放される。
不図示の基板搬送機構が基板Wを処理容器3から搬出する。具体的には、基板搬送機構が搬送口Aを通じて処理容器3の内部に進入する。ピン駆動機構25がピン24を下降させる。基板搬送機構はピン24から基板Wを受け取る。その後、基板移動機構が処理容器3の外部に退出する。
実施例に係る基板処理装置1によれば、以下の効果を奏する。
よって、上部開口Bを好適に密閉できる。
よって、下部開口Cを好適に密閉できる。
よって、側部排出口Dを好適に密閉できる。
3 … 処理容器
4 … 筐体
5 … シャッター
6 … 蓋部
7 … 収容部
8 … 底板
9、9a、9b、9c … 開口(第1開口、第2開口)
11 … 加熱部
11a … 加熱部の上面
12、12a、12b、12c … ピン孔(貫通孔)
14 … ガス流通孔
15、15A、15B、15C、15D … シール部材
16、16A、16B、16C、16D … 冷却部
24、24a、24b、24c … ピン(第1軸部材、第2軸部材)
31 … 封止機構
32 … マニホールド
33 … 集合部
33a … 集合部の上面
35、35a、35b、35c … 管部(第1管部)
38、38a、38b、38c … 筒部(第1筒部、第2筒部)
40 … シールハウジング(第1シールハウジング40)
40a、40b、40c … シールハウジング(第1シールハウジング、第2シールハウジング)
43、43a、43b、43c … シール部材(第1シール部材、第2シール部材)
47、47a、47b、47c … 冷却部
83 … 排気ポート(第1排気ポート)
83a、83b、83c … 排気ポート(第1排気ポート、第2排気ポート)
A … 搬送口
B … 上部開口
C … 下部開口
D … 側部排出口
W … 基板
Claims (20)
- 基板処理装置であって、
第1開口を有し、基板を処理する処理容器と、
前記第1開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第1軸部材であって、前記第1軸部材の軸心方向に往復移動する前記第1軸部材と、
前記処理容器の外部に配置され、前記第1開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第1軸部材の一部を収容する第1シールハウジングと、
前記第1シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第1軸部材と摺動可能に前記第1軸部材の外周面と密着する第1シール部材と、
前記第1シールハウジングに連通接続され、前記第1シールハウジング内の気体を排出するための第1排気ポートと、
を備え、
前記第1シール部材は金属製であり、
前記第1シール部材は固体である基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記処理容器と前記第1シールハウジングとは、前記第1開口を介して連通している基板処理装置。 - 請求項1または2に記載の基板処理装置において、
前記基板処理装置は、前記処理容器の内部に配置され、基板を加熱する加熱部を備え、
前記加熱部は、前記加熱部の内部に形成される貫通孔を有し、
前記第1軸部材は前記貫通孔に配置される基板処理装置。 - 請求項3に記載の基板処理装置において、
前記第1シールハウジングは前記貫通孔と連通している基板処理装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理容器は第2開口を有し、
前記基板処理装置は、前記第2開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第2軸部材であって、前記第2軸部材の軸心方向に往復移動する前記第2軸部材を備え、
前記第1シールハウジングは、前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第2軸部材の一部を収容し、
前記基板処理装置は、前記第1シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第2軸部材と摺動可能に前記第2軸部材の外周面と密着する第2シール部材を備える基板処理装置。 - 請求項5に記載の基板処理装置において、
前記第1シールハウジングは、
前記第1開口の周囲および前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着する集合部と、
前記集合部に連通接続される第1筒部と、
前記集合部に連通接続される第2筒部と、
を備え、
前記第1軸部材の一部は、前記集合部および前記第1筒部に収容され、
前記第2軸部材の一部は、前記集合部および前記第2筒部に収容され、
前記第1シール部材は前記第1筒部の内周面と密着し、
前記第2シール部材は前記第2筒部の内周面と密着し、
前記第1排気ポートは前記集合部に連通接続される基板処理装置。 - 請求項6に記載の基板処理装置において、
前記第1筒部は前記集合部から分離可能であり、
前記第2筒部は前記集合部から分離可能である基板処理装置。 - 請求項6または7に記載の基板処理装置において、
前記集合部は、前記第1軸部材と前記第2軸部材との間にわたって前記第1軸部材の前記軸方向と略直交する方向に延びる第1管部を有する基板処理装置。 - 請求項1から8のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第1シールハウジングの近傍に配置される冷却部を備える基板処理装置。 - 基板処理装置であって、
第1開口を有し、基板を処理する処理容器と、
前記第1開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第1軸部材であって、前記第1軸部材の軸心方向に往復移動する前記第1軸部材と、
前記第1軸部材の往復移動を許容しつつ、前記第1開口を密閉する封止機構と、
前記封止機構の近傍に配置される冷却部と、
を備え、
前記封止機構は、
前記処理容器の外部に配置され、前記第1開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第1軸部材の一部を収容する第1シールハウジングと、
前記第1シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第1軸部材と摺動可能に前記第1軸部材の外周面と密着する第1シール部材と、
を備え、
前記第1シール部材は金属製であり、
前記第1シール部材は固体である基板処理装置。 - 請求項10に記載の基板処理装置において、
前記冷却部は前記第1シールハウジングを囲むように配置される基板処理装置。 - 請求項10または11に記載の基板処理装置において、
前記冷却部は冷却水が流れる冷却流路を含む基板処理装置。 - 請求項10から12のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第1シールハウジングは金属製である基板処理装置。 - 請求項10から13のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板処理装置は、前記処理容器の内部に配置され、基板を加熱する加熱部を備え、
前記加熱部は、前記加熱部の内部に形成される貫通孔を有し、
前記第1軸部材は前記貫通孔に配置される基板処理装置。 - 請求項10から14のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理容器は第2開口を有し、
前記基板処理装置は、前記第2開口を通じて前記処理容器の内部と前記処理容器の外部とにわたって配置される第2軸部材であって、前記第2軸部材の軸心方向に往復移動する前記第2軸部材を備え、
前記第1シールハウジングは、前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着し、且つ、前記第2軸部材の一部を収容し、
前記基板処理装置は、前記第1シールハウジングの内周面と密着し、且つ、前記第2軸部材と摺動可能に前記第2軸部材の外周面と密着する第2シール部材を備える基板処理装置。 - 請求項15に記載の基板処理装置において、
前記第1シールハウジングは、
前記第1開口の周囲および前記第2開口の周囲において前記処理容器と密着する集合部と、
前記集合部に連通接続される第1筒部と、
前記集合部に連通接続される第2筒部と、
を備え、
前記第1軸部材の一部は、前記集合部および前記第1筒部に収容され、
前記第2軸部材の一部は、前記集合部および前記第2筒部に収容され、
前記第1シール部材は前記第1筒部の内周面と密着し、
前記第2シール部材は前記第2筒部の内周面と密着し、
前記冷却部は前記集合部の近傍に配置される基板処理装置。 - 請求項16に記載の基板処理装置において、
前記第1筒部は前記集合部から分離可能であり、
前記第2筒部は前記集合部から分離可能である基板処理装置。 - 請求項16または17に記載の基板処理装置において、
前記集合部は、前記第1軸部材と前記第2軸部材との間にわたって前記第1軸部材の前記軸心方向と略直交する方向に延びる第1管部を有する基板処理装置。 - 請求項1から18のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第1シール部材は、円環形状を有する基板処理装置。 - 請求項1から19のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第1シール部材の全体は固体である基板処理装置。
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