处理腔室以及基板处理装置转让专利
申请号 : CN201911280441.0
文献号 : CN111312621B
文献日 : 2021-07-20
发明人 : 中根慎悟
申请人 : 株式会社斯库林集团
摘要 :
权利要求 :
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,在相对于所述开口处于关闭状态的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,
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,在所述关闭状态下,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,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,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。
3.如权利要求2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。
4.如权利要求3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。
5.如权利要求4所述的处理腔室,其中,在俯视时,所述盖侧密封部件在所述盖侧密封部件与所述主体侧密封部件抵接的抵接位置的外侧固定于所述盖部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的处理腔室,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。
7.如权利要求6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。
8.如权利要求1至7中任一项所述的处理腔室,其中,所述盖部具有在俯视时相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的板状体,在所述板状体上结合有在所述密封位置的外侧沿所述盖部的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,所述加热部具有在升温后的上表面载置有被处理基板的加热板。
11.如权利要求9或10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。
说明书 :
处理腔室以及基板处理装置
技术领域
背景技术
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。
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。
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。
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
对腔室内部空间的部分的温度降低。
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。
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。
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。
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
具体实施方式
开状态。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
从基板S上的涂敷膜气化的成分也由此被排气。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
垂的形状。此时,腔室内部空间与外部空间相互连通。
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。
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。
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。
能够充分地保持气密性。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
降低。
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。
变得明显。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
久变形,密封功能的降低也是有限的。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“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。
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。
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。
下利用按压配件进行固定的构件。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。