CN108878245B - 闸阀装置和基板处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闸阀装置和基板处理系统，目的在于抑制基板的搬入搬出口的变形。闸阀装置与形成于在减压环境下对基板实施规定的处理的处理容器的侧壁的基板的搬入搬出口连接，包括：壁部，其形成有与搬入搬出口连通的开口部；和楔部件，其被插入位于开口上部的槽和位于搬入搬出口上部的槽，从搬入搬出口上部的槽的上表面支承搬入搬出口上部，其中，上述开口部是形成于壁部的开口部之上的部分，上述搬入搬出口上部是形成于处理容器的侧壁的搬入搬出口之上的部分。

Description

闸阀装置和基板处理系统

技术领域

本发明的各个方面和实施方式涉及闸阀装置和基板处理系统。

背景技术

已知有对FPD(Flat Panel Display)用的玻璃基板等基板进行所期望的等离子体处理的基板处理系统。基板处理系统例如包括对基板进行等离子体处理的处理模块、收纳进行基板的搬入和搬出的输送装置的输送模块以及设置在处理模块与输送模块之间的闸阀装置等。

处理模块具有在减压环境下对基板进行等离子体处理的处理容器、在处理容器内配置有载置基板并作为下部电极发挥作用的载置台(以下称为“基座”)和与基座相对的上部电极。此外，基座和上部电极的至少一方连接有高频电源，在基座与上部电极之间的空间被施加高频电力。

在处理模块中，利用高频电力将供给至基座与上部电极之间的空间的处理气体等离子体化而产生离子等，将所产生的离子等引导至基板，对基板实施所期望的等离子体处理，例如等离子体蚀刻处理。

此外，在处理容器的侧壁形成有用于基板的搬入和搬出的搬入搬出口。闸阀装置与处理容器的侧壁的搬入搬出口连接。而且，在基板的搬入和搬出时通过闸阀装置的动作进行搬入搬出口的开闭。

闸阀装置例如具有壁部，该壁部形成有与处理模块的基板的搬入搬出口连通的开口部。因为FPD用的玻璃基板的尺寸非常大，所以搬入搬出口与开口部需要精准对位。因此，通过在形成于壁部的开口部之上的部分(以下称为“开口上部”)的槽和形成于处理容器的侧壁的搬入搬出口之上的部分(以下称为“搬入搬出口上部”)的槽插入楔部件，进行闸阀装置侧开口部与处理容器侧的搬入搬出口的对位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4546460号公报

专利文献2：日本特开2009-230870号公报

专利文献3：日本专利第3043848号公报

专利文献4：日本特开2015-81633号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，在闸阀装置侧的开口部与处理容器侧搬入搬出口的对位中，在开口上部的槽与搬入搬出口上部的槽插入楔部件的情况下，一般通过调整分别形成在开口上部与搬入搬出口上部的槽与楔部件的高度方向的位置，使得楔部件载置于搬入搬出口上部的槽的下表面。由此，处理容器的侧壁的搬入搬出口上部通过载置于搬入搬出口上部的槽的下表面的楔部件支承闸阀装置的侧壁的开口上部。

但是，在处理容器的侧壁的搬入搬出口上部支承闸阀装置的壁部的开口上部的结构中，在处理容器内被减压的减压环境下，施加于大气压相应的压力，向搬入搬出口上部施加于闸阀装置的自重相应的力。因此，搬入搬出口上部翘曲，搬入搬出口发生变形。搬入搬出口的变形成为使处理容器内的气密性降低的重要原因，并不优选。

特别是近年来，基于提高在处理容器内产生的等离子体的均匀性的观点，存在在处理容器内基座与上部电极的间隔变短，且处理容器的侧壁的搬入搬出口上部的厚度变薄的趋势。处理容器内的侧壁的搬入搬出口上部的厚度越薄，搬入搬出口上部的翘曲就会越大，因此存在搬入搬出口的变形进一步增大的问题。

用于解决技术问题的技术方案

在一个实施方式中，本发明所公开的闸阀装置，其与形成于处理容器的侧壁的基板的搬入搬出口连接，上述处理容器在减压环境下对上述基板实施规定的处理，上述闸阀装置的特征在于，包括：壁部，其形成有与上述搬入搬出口连通的开口部；和楔部件，其被插入位于开口上部的槽和位于搬入搬出口上部的槽，从上述搬入搬出口上部的上述槽的上表面支承上述搬入搬出口上部，其中，上述开口上部是形成于上述壁部的上述开口部之上的部分，上述搬入搬出口上部是形成于上述处理容器的侧壁的上述搬入搬出口之上的部分。

发明的效果

根据所公开的闸阀装置的一个方式，能够获得能够抑制基板的搬入搬出口的变形的效果。

附图说明

图1是概略地表示本实施方式的基板处理系统的立体图。

图2是表示本实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的截面图。

图3是表示本实施方式的闸阀装置的结构的截面图。

图4是用于说明固定部件的配置的图。

附图标记说明

1 处理容器

1b 侧壁

1b1 搬入搬出口

1b3 搬入搬出口上部

1b4 槽

1c 盖体

100 基板处理系统

101 处理模块

103 输送模块

110 闸阀装置

201 外壳

201a 壁部

201b 开口部

201c 开口上部

201d 槽

201e 突出部

251 楔部件

253 固定部件。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请中公开的闸阀装置和基板处理系统的实施方式进行详细说明。另外，对各图中相同或相当的部分标注相同的附图标记。

(基板处理系统)

图1是概略地表示本实施方式的基板处理系统100的立体图。基板处理系统100例如对FPD用的玻璃基板(以下简称为“基板”)S进行等离子体处理。另外，作为FPD，例示液晶显示器(LCD)、电致发光(Electro Luminescence：EL)显示器、等离子体显示板(PDP)等。

基板处理系统100包括连接成十字形的5个真空模块。具体而言，基板处理系统100作为5个真空模块包括3个处理模块101a、101b、101c、输送模块103和加载锁定模块105。

处理模块101a、101b、101c能够将其内部空间维持为规定的减压气氛(真空状态)。在处理模块101a、101b、101c内分别配备有载置基板S的载置台(省略图示)。在处理模块101a、101b、101c中，在将基板S载置于载置台的状态下对基板S例如在减压环境下进行蚀刻处理、灰化处理、成膜处理等的等离子体处理。

输送模块103与处理模块101a、101b、101c一样，能够保持为规定的减压气氛。在输送模块103内设置有未图示的输送装置。利用该输送装置，在处理模块101a、101b、101c与加载锁定模块105之间进行基板S的输送。

加载锁定模块105与处理模块101a、101b、101c和输送模块103一样，能够保持为规定的减压气氛。加载锁定模块105一样在减压气氛的输送模块103与外部的大气气氛之间进行基板S的交接。

基板处理系统100还包括5个闸阀装置110a、110b、110c、110d、110e。闸阀装置110a、110b、110c分别配置在输送模块103与处理模块101a、101b、101c之间。闸阀装置110d配置在输送模块103与加载锁定模块105之间。闸阀装置110e配置在加载锁定模块105的与闸阀装置110d相反一侧。闸阀装置110a～110e均具有开闭设置在分隔相邻的2个空间的壁的开口部的功能。

闸阀装置110a～110d在关闭状态下将各模块气密地密封，并且在打开状态下使模块间流通而能够进行基板S的运送。闸阀装置110e在打开状态下维持加载锁定模块105的气密性，并且在打开状态下而能够在加载锁定模块105内与外部之间进行基板S的运送。

基板处理系统100进一步在与加载锁定模块105之间设置有配置在夹着闸阀装置110e的位置的输送装置125。输送装置125具有作为基板夹具的叉子127、使叉子127能够进入、退出和旋转地支承该叉子127的支承部129、以及驱动该支承部131的驱动机构。

基板处理系统100还包括配置在驱动部131的两侧的盒式索引器121a、121b和载置于各个盒式索引器121a、121b上的盒C1、C2。盒式索引器121a、121b分别具有使盒C1、C2升降的升降机构部123a、123b。使得在各盒C1、C2内能够将基板S在上下方向上空出间隔地多层配置。输送装置125的叉子127配置在盒C1、C2之间。

此外，虽然图1中未图示，但是基板处理系统100还包括控制基板处理系统100中需要进行控制的结构要素的控制部。控制部例如具有具备CPU的控制器、与控制器连接的用户界面和与控制器连接的存储部。控制器统一控制基板处理系统100中需要控制的结构要素。用户界面由工序管理者为了管理基板处理系统100而进行指令的输入操作等的键盘、将基板处理系统100的工作状况可视化地进行显示的显示器等构成。在存储部保存有处理方案，该处理方案记录有用于通过控制器的控制实现由基板处理系统100执行的各种处理的控制程序(软件)和处理条件数据等。而且，根据需要，通过根据来自用户界面的指示等从存储部调出任意的处理方案使控制器执行，在控制器的控制下进行利用基板处理系统100进行的所期望的处理。

上述控制程序和处理条件数据等的处理方案能够使用存储在计算机可读取的存储介质例如CD-ROM、硬盘、软盘、闪存等的状态的处理方案。或者，还能够从其它装置例如经专用线路随时传送而在线使用等。

(等离子体处理装置)

接着，对图1所示的处理模块101a、101b、101c的结构进行说明。在本实施方式中，以处理模块101a、101b、101c均为等离子体蚀刻装置101A的情况为例进行说明，不过并不限定于此。

图2是表示本实施方式的等离子体蚀刻装置101A的概略结构的截面图。等离子体蚀刻装置101A构成为对基板S进行蚀刻的电容耦合型的平行平板等离子体蚀刻装置。

等离子体蚀刻装置101A具有内侧由进行了阳极氧化处理(铝阳极化处理)的铝构成的形成为方筒形状的处理容器1。处理容器1包括底壁1a、4个侧壁1b(仅图示2个)和盖体1c。处理容器1电接地。在侧壁1b设置有用于基板S的搬入和搬出的搬入搬出口1b1和开闭搬入搬出口1b1的闸阀装置110。另外，闸阀装置110为图1所示的闸阀装置110a、110b、110c的任一个均可。

盖体1c由未图示的开闭机构相对于侧壁1b可开闭地构成。在关闭盖体1c的状态下盖体1c与各侧壁1b的接合部分被O型环3密封，保持处理容器1内的气密性。

在处理容器1内的底部配置有框形的绝缘部件9。在绝缘部件9上设置有作为能够载置基板S的载置台的基座11。也作为下部电极的基座11包括基材12。基材12例如由铝或不锈钢(SUS)等导电性材料形成。基材12配置在绝缘部件9上，在两个部件的接合部分配置有O型环等密封部件13而能够维持气密性。绝缘部件9与处理容器1的底壁1a之间也由O型环等密封部件14维持气密性。基材12的侧部外周被绝缘部件15包围。由此确保基座11的侧面的绝缘性，防止等离子体处理时的异常放电。

在基座11的上方，与该基座11平行且相对地设置有作为上部电极发挥作用的喷头31。喷头31由处理容器1的上部的盖体1c支承。喷头31呈中空状，在其内部设置有气体扩散空间33。此外，在喷头31的下表面(与基座11的相对面)形成有排出处理气体的多个气体排出孔35。喷头31电接地，与基座11一起构成一对平行平板电极。

在喷头31的上部中央附近设置有气体导入口37。在气体导入口37连接有处理气体供给管39。在处理气体供给管39，经2个阀门41、41和质量流量控制器(MFC)43连接有供给用于进行蚀刻的处理气体的供给源45。作为处理气体，例如除卤素气体、O₂气体以外还能够使用Ar气等稀有气体等。

在处理容器1内的底壁1a，形成有贯通多处(例如8处)的排气用开口51。在各排气用开口51分别连接有排气管53。各排气管53在其端部具有凸缘部53a，以在凸缘部53a与底壁1a之间设置有O型环(省略图示)的状态固定。在各排气管53连接有APC阀门和排气装置57。

在等离子体蚀刻装置101A设置有计量处理容器1内的压力的压力计61。压力计61与控制部连接，将处理容器1内的压力的计量结果实时提供给控制部。

在基座11的基材12连接有供电线71。在该供电线71，经匹配箱(M.B.)73连接有高频电源75。由此，从高频电源75例如向作为下部电极的基座11供给13.56MHz的高频电力。另外，供电线71经在底壁1a形成的作为贯通开口部的供电用开口77被导入处理容器1内。

等离子体蚀刻装置101A的各构成部为与控制部连接而控制的结构。

接着，对如以上那样构成的等离子体蚀刻装置101A的处理动作进行说明。首先，在闸阀装置110开放的状态下作为被处理体的基板S被未图示的输送装置、经搬入搬出口1b1从输送模块103搬入处理容器1内，交给基座11。之后，闸阀装置110关闭，处理容器1内被排气装置57抽真空直至达到规定的值。

接着，将阀门41开放，从供给源45将处理气体经处理气体供给管39、气体导入口37导入喷头31的气体扩散空间33。此时，由质量流量控制器43进行处理气体的流量控制。被导入气体扩散空间33的处理气体进一步经多个气体排出孔35对载置在基座11上的基板S均匀地排出，处理容器1内的压力被维持为规定的值。由此在处理容器1内形成减压环境。

在减压环境下从高频电源75经匹配箱73向基座11施加高频电力。由此，在作为下部电极的基座11与作为上部电极的喷头31之间产生高频电场，处理气体离解而等离子体化。利用该等离子体，对基板S实施蚀刻处理。

在实施蚀刻处理之后，停止来自高频电源75的高频电力的施加，在停止气体导入之后，将处理容器1内的压力减压至规定的压力。接着，将闸阀装置110开放，从基座11将基板S交给未图示的输送装置，从处理容器1的搬入搬出口1b1将基板S搬至输送模块103。通过以上的操作，完成对一个基板S的等离子体蚀刻处理。

(闸阀装置)

接着，参照图3，对本实施方式的闸阀装置110的结构进行详细说明。图3是表示本实施方式的闸阀装置110的结构的截面图。

闸阀装置110能够应用于图1所示的基板处理系统100的5个闸阀装置110a、110b、110c、110d、110e中的任一者。闸阀装置110特别优选应用于设置在处理模块101a、101b、101c与输送模块103之间的闸阀装置110a、110b、110c。因此，在以下的说明中，以闸阀装置110应用于闸阀装置110a、110b、110c的情况为例进行说明。闸阀装置110配置在处理模块101与输送模块103之间。处理模块101相当于处理模块101a、101b、101c中的任一者、即图2所示的等离子体蚀刻装置101A。另外，在图3中，省略输送模块103的图示。

如图3所示，处理模块101包括划分处理模块101内的空间的处理容器1。如上所述，处理容器1包括与闸阀装置110相邻的侧壁1b。侧壁1b将处理模块101内的空间和与之相邻的闸阀装置110侧的空间隔开。在侧壁1b设置有能够在处理模块101与输送模块103之间进行基板S的移送的搬入搬出口1b1。侧壁1b具有面向闸阀装置110的面1b2。

此外，在侧壁1b的搬入搬出口1b1之上的部分(以下称为“搬入搬出口”)1b3，形成有用于后述的闸阀装置110侧的开口部201b与搬入搬出口1b1的对位的槽1b4。

闸阀装置110具有配置在处理模块101与输送模块103之间的外壳201。外壳201呈矩形的筒形形成，包括底部、顶板部以及连结底部与顶板部且与处理容器1相邻的壁部201a。在外壳201的处理容器1侧的壁部201a形成有开口部201b。开口部201b与处理容器1的侧壁1b的搬入搬出口1b1连通。另一方面，外壳201的输送模块103侧的侧部开口，与输送模块103的内部连接。

此外，在外壳201内设置有未图示的阀体和阀体移动机构，阀体移动机构使阀体在关闭位置与打开位置之间移动。在通过阀体移动机构使得阀体移动至关闭位置的情况下，开口部201b被阀体堵塞，在通过阀体移动机构使得阀体移动至打开位置的情况下，开口部201b开放。

此外，在壁部201a的开口部201b之上的部分(以下称为“开口上部”)201c，形成有与搬入搬出口1b3的槽1b4对应上述槽201d。在开口上部201c的槽201d插入固定有楔部件251。楔部件251的固定例如通过嵌合进行。被固定于开口上部201c的槽201d的楔部件251在进行开口部201b与搬入搬出口1b1的对位时被插入搬入搬出口1b3的槽1b4，从搬入搬出口上部1b3的槽1b4的上表面支承搬入搬出口上部1b3。此时，楔部件251的上表面支承搬入搬出口上部1b3的槽1b4的上方的面、且开口上部201c的槽201d的下方的面支承楔部件251的下表面的位置关系成立。换言之，处理容器1借助搬入搬出口上部1b3的槽1b4载置于楔部件251，进一步，借助楔部件251与槽201d载置于开口上部201c。

此处，在处理容器1被减压的减压环境下，向处理容器1的搬入搬出口上部1b3施加于大气压相应的力。这样，搬入搬出口1b3向搬入搬出口1b1侧翘曲，结果是搬入搬出口1b1发生变形。如果搬入搬出口1b1的变形过大，则盖体1c与侧壁1b的间隙会超过能够利用O型环3进行密封的范围，结果是密封被破坏而处理容器1内的气密性下降。

因此，在本实施方式中，楔部件251与搬入搬出口上部1b3的槽1b4的上表面抵接，向搬入搬出口上部1b3的槽1b4的上表面施加与搬入搬出口上部1b3在减压环境下翘曲的方向相反方向的力，由此支承搬入搬出口上部1b3。由此，在减压环境下，搬入搬出口上部1b3的翘曲减少，结果是搬入搬出口1b1的变形被抑制。

此外，在本实施方式中，如上述那样，以使得搬入搬出口上部1b3从槽1b4的上表面被楔部件251支承的方式进行闸阀装置110侧的开口部201b与处理容器1侧的搬入搬出口1b1的对位。因此，在本实施方式中，为了使该对位容易进行，优选在搬入搬出口上部1b3的槽1b4的形状上下功夫。例如，搬入搬出口上部1b3的槽1b4形成为在对槽1b4插入楔部件251后的状态下，使得楔部件251的下表面与和楔部件251的下表面相对的槽1b4的下表面之间产生间隙。由此，能够有效率地进行楔部件251对槽1b4的插入，因此能够使对位容易。

另外，因为楔部件251支承搬入搬出口上部1b3，所以存在通过楔部件251对开口上部201c施加包含处理容器1的自重的力而使得开口上部201c向开口部201b侧翘曲的可能性。因此，也可以在开口上部201c设置用于减少开口上部201c的翘曲的结构。

具体而言，开口上部201c具有突出至与壁部201a以外的其它部分(例如，外壳201的顶板部)高的位置的突出部201e。通过在开口上部201c设置突出部201e，沿壁部201a的高度方向的开口上部201c的厚度增大。由此，能够提高开口上部201c的刚性，结果是开口上部201c的翘曲减少。

但是，在利用楔部件251进行开口部201b与搬入搬出口1b1的对位之后，一般利用螺丝等固定部件将壁部201a固定于处理容器1的侧壁1b。在这种情况下，固定部件配置在壁部201a中包围开口部201b的部分。在包围开口部201b的部分包含开口上部201c。如上所述，在开口上部201c形成有槽201d，在开口上部201c的槽201d插入楔部件251。因此，基于沿开口部201b的延伸方向(即图3的进深方向)的楔部件251的尺寸，难以在开口上部201c确保上述固定部件用的区域。

因此，在本实施方式中，优选使用小型的多个楔部件251确保上述的固定部件用的区域。作为一个例子，例如也可以如图4所示那样，在开口上部201c的多个槽(未图示)和搬入搬出口上部1b3的多个槽(未图示)插入多个楔部件251，在相邻的楔部件251之间配置固定部件253。

如上所述，根据本实施方式，将固定于开口端部201c的槽201d的楔部件251插入搬入搬出口上部1b3的槽1b4，从搬入搬出口上部1b3的槽1b4的上表面支承搬入搬出口上部1b3。因此，能够减少搬入搬出口上部1b3的翘曲，结果是能够抑制基板S的搬入搬出口1b1的变形。

另外，在上述实施方式中，在开口上部201c的槽201d固定楔部件251，不过楔部件251也可以固定在搬入搬出口上部1b3的槽1b4。此外，也可以将楔部件251与开口上部201c的槽201d或搬入搬出口上部1b3的槽1b4一体地形成。

此外，在上述实施方式中，在开口上部201c设置突出部201e而使沿壁部201a的高度方向的开口上部201c的厚度增大，不过也可以在开口上部201c设置加强开口上部201c的加强部件。通过在开口上部201c设置加强部件，能够减少开口上部201c的翘曲。此时，从抑制热膨胀等引起的移位的观点出发，更优选加强部件与开口上部201c为相同材质的部件。

此外，等离子体蚀刻装置并不限定于图2所示的电容耦合型的平行平板型，例如能够使用利用微波等离子体的等离子体蚀刻装置和利用电感耦合等离子体的等离子体蚀刻装置等。此外，本发明并不限定于等离子体蚀刻装置，例如还能够应用于等离子体灰化装置、等离子体CVD成膜装置、等离子体扩散成膜装置等用于其它处理的等离子体处理装置，进一步，还能够应用于用于进行等离子体处理以外的处理的基板处理装置。

Claims (7)

1.一种闸阀装置，其与形成于处理容器的侧壁的基板的搬入搬出口连接，所述处理容器在减压环境下对所述基板实施处理，所述闸阀装置的特征在于，包括：

壁部，其形成有与所述搬入搬出口连通的开口部；和

楔部件，其被插入位于开口上部的槽和位于搬入搬出口上部的槽，从所述搬入搬出口上部的所述槽的上表面支承所述搬入搬出口上部，其中，所述开口上部是形成于所述壁部的所述开口部之上的部分，所述搬入搬出口上部是形成于所述处理容器的侧壁的所述搬入搬出口之上的部分，

所述楔部件与形成在所述搬入搬出口上部的槽的上表面抵接，并且，在所述楔部件的下表面与形成在所述搬入搬出口上部的槽的下表面之间有间隙，

所述闸阀装置的壁部和所述处理容器的侧壁被固定部件固定。

2.如权利要求1所述的闸阀装置，其特征在于：

所述楔部件通过向所述搬入搬出口上部的所述槽的上表面施加与所述搬入搬出口上部在所述减压环境下挠曲的方向相反方向的力来支承所述搬入搬出口上部。

3.如权利要求1或2所述的闸阀装置，其特征在于：

所述楔部件固定于所述开口上部的所述槽或所述搬入搬出口上部的所述槽。

4.如权利要求1或2所述的闸阀装置，其特征在于：

具有被插入所述开口上部的多个所述槽和所述搬入搬出口上部的多个所述槽的多个所述楔部件，

在彼此相邻的所述楔部件之间，配置有用于将所述壁部固定于所述处理容器的侧壁的所述固定部件。

5.如权利要求1或2所述的闸阀装置，其特征在于：

所述开口上部具有突出至比所述壁部以外的其它部分高的位置的突出部。

6.如权利要求1或2所述的闸阀装置，其特征在于：

还具有加强所述开口上部的加强部件。

7.一种基板处理系统，其包括：在减压环境下对基板实施处理的处理容器；和与形成于所述处理容器的侧壁的所述基板的搬入搬出口连接的闸阀装置，所述基板处理系统的特征在于：

所述闸阀装置包括：

壁部，其形成有与所述搬入搬出口连通的开口部；和

楔部件，其被插入位于开口上部的槽和位于搬入搬出口上部的槽，从所述搬入搬出口上部的所述槽的上表面支承所述搬入搬出口上部，其中，所述开口上部是形成于所述壁部的所述开口部之上的部分，所述搬入搬出口上部是形成于所述处理容器的侧壁的所述搬入搬出口之上的部分，

所述楔部件与形成在所述搬入搬出口上部的槽的上表面抵接，并且，在所述楔部件的下表面与形成在所述搬入搬出口上部的槽的下表面之间有间隙，

所述闸阀装置的壁部和所述处理容器的侧壁被固定部件固定。

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