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TWI548015B - 具有複合密封件之基板處理裝置 - Google Patents

具有複合密封件之基板處理裝置 Download PDF

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TWI548015B
TWI548015B TW100110204A TW100110204A TWI548015B TW I548015 B TWI548015 B TW I548015B TW 100110204 A TW100110204 A TW 100110204A TW 100110204 A TW100110204 A TW 100110204A TW I548015 B TWI548015 B TW I548015B
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seal
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TW100110204A
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TW201145427A (en
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登 包曼
史蒂芬 柯波拉
肯尼士W 柯奈特
丹 方克
朱利安 坎米巴亞斯雅瑪
傑夫 那法羅
傑若米M 派尼
唐納J 彼得森
道格拉斯C 史屈恩克
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派克漢尼汾公司
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Description

具有複合密封件之基板處理裝置
本發明一般而言係關於密封件。更特定而言,本發明係關於供在一基板處理裝置中使用之密封件。
一半導體製程室通常包括一容器、一蓋及密封該容器與該蓋之間的一界面之一密封件。該蓋通常可在其中其可關閉通向處理空間中之一出入開口之一位置與其中該出入開口被揭開以用於該處理空間之裝載/卸載之一位置之間移動。該容器之界面表面及/或該蓋之界面表面可包含其中設置該密封件之一圓周凹槽。
諸多半導體製造方法現使用處理室來形成超高真空(UHV-低於約10-7帕斯卡及/或10-9托之壓力)及/或超高純度(UHP-10 ppm之總最大污染物位準)環境。此等製造方法可涉及重複打開及密封製程室以便可不斷地裝載、處理且然後自其卸載基板(例如,晶圓)。慢生產速率(例如,由長抽空時間所導致)、顯著設備停機時間(例如,用於密封件替換或界面清潔)及/或不合標準之良率(例如,由於粒子產生)通常被視為不合半導體製造商之意。
用於密封此等處理室之技術中已知之實例性密封件揭示於以下專利文件中:US 6,286,839、US 2009/00174152、US 2008/0018058、US 2007/0075503、WO 2009/038022。此等密封件設計通常包含分別呈一彈性密封元件及一金屬或聚合密封元件之形式的第一密封元件及第二密封元件。該金屬或聚合密封元件通常經設置以遮蔽該彈性密封元件免受該室內原本可使彈性體降解之電漿之影響。此等設計中之諸多設計未考慮將該第一密封元件與第二密封元件互鎖在一起,或提供與該第二密封元件之密封表面顯著地徑向及/或軸向間隔開之一互鎖。此外,該等設計中之諸多設計採用該第一密封元件與第二密封元件之間的空隙。
與先前技術密封件相反,本發明提供一種操作而以一完全不同之方式增能其第二密封元件之密封表面之密封件。該密封件採用經獨特組態以在該密封件經受壓縮時增能該第二密封元件之密封表面之一互鎖突出部且表示對先前技術設計之一改良,先前技術設計通常不提供在壓縮期間藉由第一密封元件對第二密封元件之有效增能。該密封件因此包括第一及第二經互鎖之密封元件,其以一實質上不同於先前技術密封件之方式發揮作用以達成一優越密封效能。
該密封件包含具有一突出部之一第一密封元件及具有其中接納該突出部之一凹部之第二密封元件。該突出部與凹部互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件之分離及/或旋轉,且提供操作而以一完全不同於先前技術密封件之方式來增能該等密封表面以提供一顯著不同效應之機制。更具體而言,該第一密封元件之該突出部包含與該第二密封元件之一密封表面之一主要部分徑向共延伸之一傾斜表面。當該密封件被偏轉時,該傾斜表面幫助將該第二密封元件之該密封表面推動成與欲被密封之一表面之密封嚙合。此與其中在壓縮下該第一密封元件趨向於將該密封表面遠離欲被密封之表面旋轉之某些先前技術密封件相反。
該密封件可經構造以達成超高真空位準而不損害清潔度,且仍允許一經夾持(而非經栓接)之容器-蓋界面。因此,該密封件可有效地用於具有未經栓接及/或動態界面之UHV及/或UHP處理室中。
一彈性第一密封元件及一聚合第二密封元件可經配置及經調適以在該室之界面轉換至一密封條件期間依序密封該室之界面。藉助於一夾持裝置,該彈性密封元件在早期抽真空階段期間形成一密封。此維持該室之真空,以使得壓差可繼續升高,且提供該聚合密封元件形成一密封所必需之密封負載。
該聚合密封元件可相對於該處理室定位於該彈性密封元件之上游處。(舉例而言,在圓柱形處理室中,該聚合密封元件可定位於自該彈性密封元件徑向向內處。)以此方式,該聚合密封元件遮蔽該彈性密封元件以使其免受氣體滲透、熱曝露及反應性電漿及/或離子碰撞之影響。該聚合密封元件亦可遮蔽該處理室以使其免受由該彈性密封元件所產生之粒子之影響。以此方式,通常與彈性密封件相關聯之缺點(例如,氣體滲透脹大、反應性降解、熱曝露退化、縮短之壽命、不純粒子產生、電中斷引起等)得以消除或至少最小化。
根據本發明之一態樣,一種用於密封一製程室之一容器與一蓋之間的一界面之密封件包括:一第一密封元件,其具有一可偏轉部分及自該可偏轉部分徑向向內延伸之一突出部;及一第二密封元件,其具有至少一個密封表面及其中接納該第一密封元件之該突出部之一徑向向外延伸之凹部,該突出部之一徑向內部表面鄰接該凹部之一徑向內部表面。該突出部與凹部互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件之分離,且該突出部具有與該密封表面之一主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部之一最大軸向程度之一傾斜表面。
該第二密封元件可具有鄰接該突出部之該傾斜表面之一鄰接表面,藉以在該密封件之壓縮期間,當將一力施加至該第二密封元件以趨向於將其與該第一密封元件分離時,在該傾斜表面處產生趨向於將一軸向密封力施加至該第二密封元件之該至少一個密封表面之一反作用力。該傾斜表面可延伸至該突出部之徑向外部程度。該第二密封元件之該密封表面與該鄰接表面可沿徑向向外方向遠離彼此成斜坡,藉此形成該第二密封元件之一楔形部分以用於在該第一密封元件之壓縮時將一軸向密封力施加至該密封表面。該至少一個密封表面可經組態以在該密封件被偏轉時圍繞位於自該第二密封元件徑向向內處且在其外部之一點樞轉。
該凹部及/或突出部具有一可抗旋轉之配合以限制該第一密封元件相對於該第二密封元件之旋轉。該第二密封元件可進一步包括自一中心軸向延伸之本體徑向延伸之上部臂及下部臂,該等臂與本體在其之間界定該凹部且經調適以嚙合該突出部之對置側。該凹部在剖面上可係一鳩尾形狀。該第二密封元件可由該第一密封元件支撐,且該第一密封元件與第二密封元件可經調適以連續地密封。當處於一未經偏轉狀態中時該第一密封元件可在該第二密封元件之高度上方及下方延伸一約相等之距離。該第一密封元件與第二密封元件亦可係對一共同中心徑向軸大體對稱。
該第二密封元件可具有在該凹部上方及下方軸向間隔開之徑向向外敞開之壓縮凹槽,該等凹槽界定經調適以抵靠各別表面密封的該第二密封元件之上部唇部分及下部唇部分。該第一密封元件可由一彈性材料構成,而該第二密封元件可由一聚合材料(諸如PEEK或PTFE或類似材料)構成。該第一密封元件與第二密封元件可接合在一起。
根據另一態樣,一製程室包括:一容器,其界定一處理空間及通向該處理空間中之一出入開口;一蓋,其可在其中該蓋密封通向該處理空間中之該出入開口之一密封條件與其中該出入開口被揭開以插入/抽出一基板之一裝載/卸載條件之間轉換;及如上文所陳述之一密封件,其用於密封該容器與該蓋之間的一界面。
根據另一態樣,一種用於密封一製程室之一容器與一蓋之間的一界面之密封件包括:一第一密封元件,其具有一可偏轉部分及自該可偏轉部分徑向延伸之一突出部;及一第二密封元件,其具有至少一個密封表面及其中接納該第一密封元件之該突出部之一徑向延伸之凹部。該突出部與凹部互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件之分離,且該突出部具有與該密封表面之一主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部之一最大軸向程度之一傾斜表面,此最大軸向程度與該密封表面之一中點大體徑向對準。
根據又一態樣,一種用於密封一製程室之一容器與一蓋之間的一界面之密封件包括:一第一密封元件,其具有一可偏轉部分及自該可偏轉部分徑向延伸之一突出部;及一第二密封元件,其具有至少一個密封表面及其中接納該第一密封元件之該突出部之一徑向延伸之凹部。該突出部與凹部互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件之分離,且該突出部具有與該密封表面之一主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部之一最大軸向程度之一傾斜表面。該第一密封元件與第二密封元件係對一共同中心徑向軸大體對稱。
現在參考圖式,且首先參考圖1及圖2,一製程室10包括一容器12、一蓋14及其之間的一界面16。容器12界定一處理空間20(及通向其中之一出入開口22)。蓋14可在其中其密封通向處理空間20中之出入開口22之一關閉或密封位置(圖1)與其中出入開口22被揭開之一裝載/卸載位置(圖2)之間移動。
製程室10可為係一半導體製造製程之部分之一超高真空(UHV)及/或超高純度(UHP)室。當蓋14處於其裝載-卸載位置中時,可經由出入開口22將基板24(例如,一晶圓)插入至處理空間20中且將展置於基座26上。一旦蓋14移動至其關閉位置,界面16被密封,即可在容器12內處理基板24。舉例而言,該處理可包括光遮罩、沈積、氧化、氮化、離子植入、擴散及/或蝕刻。在晶圓處理步驟之後,可在處理空間20內釋放真空,且可將蓋14自其關閉位置移動至其裝載-卸載位置。可自處理空間20(經由出入開口22)抽出基板24且針對下一個基板(例如,處理線中之下一個晶圓)重複該等步驟。
容器12包含環繞出入開口22之一界面表面30且蓋14包含當處於其密封位置中時坐落抵靠在該容器之界面表面30上之一界面表面32。此等表面30/32一起界定容器12與蓋14之間的界面16。可提供一夾具34(或其他適合構件)以撐牢、鎖定或以其他方式將蓋14固持抵靠在容器12上。
該容器之界面表面30及/或該蓋之界面表面32包含至少一個凹槽36。在圖1及圖2中,凹槽36具有一矩形剖面形狀。但,凹槽36可具有一梯形或鳩尾剖面形狀(例如,圖3及圖4)或者任何其他適合剖面形狀。凹槽36圍繞著環繞處理室20及/或出入開口22之邊緣(例如,周邊、圓周)係連續的。
轉至圖3及圖4,一實例性密封件40係設置於凹槽36中,在此實施例中凹槽36具有一鳩尾形狀剖面。密封件40具有一大體環樣形狀,以便坐落於連續凹槽36中。如將瞭解,密封件40在圖3中係展示為處於一未經偏轉狀態中,且在圖4中係展示為處於一經偏轉狀態中。
密封件40大體包括:一第一密封元件,其呈一彈性密封元件44之形式;及一第二密封元件,其呈一聚合密封元件48之形式。彈性密封元件44具有經調適以藉由蓋14直接偏轉之一可偏轉部分52,如圖4中最佳所見般。彈性密封元件44之徑向外部表面包含用於將密封件40保持於凹槽36中之一軸向中心脊54。脊54亦可係設計或成形為與凹槽36之形狀互補以便在該密封件經偏轉時嚙合凹槽36之一側壁,以藉此擠滿該凹槽之徑向外部自由空間從而提供對聚合密封元件48之較佳增能。一突出部56自彈性密封件44之可偏轉部分52徑向延伸且係接納於聚合密封件48之一凹部60中。
聚合密封元件48包含自一中心本體72徑向延伸之一上部臂64及一下部臂68。上部臂及下部臂64及68各自具有各別密封表面74及76。上部臂及下部臂64及68與中心軸向延伸之本體72一起大體界定其中接納彈性密封元件44之突出部56之凹部60。
如將瞭解般,突出部56在插入凹部60中之前可具有對應於凹部60之形狀之一形狀及/或大小,或者可經偏轉以使得其在插入凹部60中時與凹部60之形狀相符合。突出部56在凹部60內之壓縮可產生施加至上部臂及/或下部臂64及68以達成一所期望之密封負載之一預負載。在所圖解說明之實施例中,突出部56完全填充凹部60之空隙空間。此外,突出部56與凹部60互鎖以限制彈性密封元件44與聚合密封元件48之分離。此互鎖係由於在自凹部60之開口徑向向內之一點處凹部60之開口之軸向程度小於突出部56之軸向程度所形成的。彈性密封元件44與聚合密封元件48之間的互鎖配合亦可旋轉地互鎖該等部分以限制彈性密封元件44相對於聚合部分48之旋轉從而防止在密封壓縮期間密封件40於凹槽36中之旋轉。
突出部56具有上部傾斜表面及下部傾斜表面80及82,其分別與密封表面74及76之一主要部分大體徑向共延伸。凹部60具有鄰接突出部56之傾斜表面80及82之鄰接表面84及86。在所圖解說明之實施例中,上部傾斜表面及下部傾斜表面74及76大體自突出部56之一最大軸向程度(其與密封表面74及76之一中點大體徑向對準)延伸至突出部56之一徑向外部程度。密封表面74及76與各別鄰接表面84及86大體沿徑向向外方向遠離彼此成斜坡,藉此形成第二密封元件48之楔形部分88及90,其連同傾斜表面80及82一起幫助在第一密封元件44之壓縮時將一軸向密封力施加至密封表面74及76上。
轉至圖4,當蓋14轉換至其中其密封通向處理空間20中之出入開口22之密封條件時,密封件40係經偏轉為如所展示的那樣。如將瞭解,在轉換至密封條件期間,蓋14在接觸聚合密封元件48之前接觸彈性密封元件44。隨著對彈性密封元件44進行偏轉,蓋14最終接觸上部臂68上之密封表面74且壓縮聚合密封元件48。下部臂上之密封表面76抵靠凹槽36之底部密封。可更改該等密封表面之大小(例如,徑向程度)以更改密封負載。
如將瞭解,當藉由蓋14偏轉密封件40時,上部臂及下部臂64及68作用於彈性密封元件44之突出部56上。因此藉由突出部56施加一反作用力以增能上部臂及下部臂64及68,以藉此在密封表面74及76處維持一緊密密封。在藉由蓋14將彈性密封件44之可偏轉部分軸向偏轉至凹槽36中時,其趨向於徑向擴張且沿徑向向內方向將一力施加至楔形部分88及90之徑向外部表面92及94。此力至少部分地被突出部56之傾斜表面80及82反作用。
因此,楔形部分88被驅迫向上且楔形部分90被驅迫向下,藉此分別將軸向密封力施加至密封表面74及76。彈性體密封元件44與聚合物密封元件48之間的此相互作用與先前技術中之密封件(其中由第一密封元件施加至第二密封元件之徑向力趨向於將密封表面遠離欲被密封之表面旋轉)之功能相反。
如現在亦將理解,在密封件40之壓縮期間,聚合密封元件48之上部臂及下部臂64及68圍繞位於聚合密封元件48之本體之外部之樞轉點P樞轉。不同於圍繞其本體內之一點樞轉之習用密封元件,密封元件48針對一既定密封元件大小提供具有一更大徑向程度之一密封表面。
現在轉至圖5及圖6,另一實例性密封件140係設置於一凹槽36中,在此實施例中凹槽36亦具有一鳩尾形狀剖面。密封件140具有一大體環樣形狀,以便坐落於連續凹槽36中。如將瞭解,密封件140在圖5中係展示為處於一未經偏轉狀態中,且在圖6中係展示為處於一經偏轉狀態中。
密封件140大體包括:一第一密封元件,其呈一彈性密封元件144之形式;及一第二密封元件,其呈一聚合密封元件148之形式。彈性密封元件144具有經調適以藉由蓋14直接偏轉之一可偏轉部分152,如圖6中最佳所見。一突出部156自彈性密封件144之可偏轉部分152徑向延伸且係接納於聚合密封件148之一凹部160中。
聚合密封元件148包含自一中心本體172徑向延伸之一上部臂164及一下部臂168。上部臂及下部臂164及168各自具有各別密封表面174及176。上部臂及下部臂164及168與中心軸向延伸之本體172一起大體界定其中接納彈性密封元件144之突出部156之凹部160。
在所圖解說明之實施例中,凹部160具有一大體鳩尾形狀剖面,且突出部156在插入其中時具有一對應形狀。如將瞭解,突出部156在插入凹部160中之前可具有對應於凹部160之形狀之一形狀及/或大小,或者可經偏轉以使得其在插入凹部160中時與凹部160之形狀相符合。突出部156在凹部160內之壓縮可產生施加至上部臂及/或下部臂164及168以達成一所期望之密封負載之一預負載。此外,突出部156與凹部160互鎖以限制彈性密封元件144與聚合密封元件148之分離。此互鎖係由於在凹部之開口之徑向內部之一點處該凹部之開口之軸向程度小於該突出部之軸向程度而形成的。
彈性密封元件144與聚合密封元件148之間的互鎖配合亦可旋轉地互鎖該等部分以限制彈性密封元件144相對於聚合部分148之旋轉從而防止在密封壓縮期間密封件140於凹槽136中之旋轉。
類似於圖2及圖3之密封件40,突出部156具有分別與密封表面174及176大體徑向共延伸之上部傾斜表面及下部傾斜表面180及182。凹部160具有鄰接突出部156之傾斜表面180及182之鄰接表面184及186。每一密封表面174及176與各別鄰接表面184及186大體沿徑向向外方向遠離彼此成斜坡,藉此形成第二密封元件148之楔形部分188及190,其在第一密封元件144之壓縮時幫助將一軸向密封力施加至密封表面174及176,如先前所闡述。
轉至圖6,當蓋14轉換至其中其密封通向處理空間120中之出入開口122之密封條件時,密封件140係經偏轉為如所展示的那樣。如將瞭解,在轉換至密封條件期間,蓋14在接觸聚合密封元件148之前接觸彈性密封元件144。隨著對彈性密封元件144進行偏轉,蓋14最終接觸上部臂168上之密封表面174且壓縮聚合密封元件148。下部臂上之密封表面176抵靠凹槽136之底部密封。可更改該等密封表面之大小(例如,徑向程度)以更改密封負載。
如將瞭解,當藉由蓋14偏轉密封件140時,上部臂及下部臂164及168作用於彈性密封元件144之突出部156上。因此藉由突出部156施加一反作用力以增能上部臂及下部臂164及168之密封唇,以藉此維持一緊密密封。在壓縮期間臂164及168之偏轉亦可促成施加至該等密封表面之一密封力。
聚合密封元件148由彈性密封元件144支撐,且該等密封元件經調適以連續地密封。彈性密封元件144具有一高度h1,其大於聚合密封元件148之一高度h2,其中當處於一未經偏轉狀態中時彈性密封元件144在聚合密封元件148之高度上方與下方延伸一約相等之距離。彈性密封元件144及聚合密封元件148係對垂直於其各別高度之一共同中心軸大體對稱,從而賦予密封件140關於相同軸之對稱性。如將瞭解,此對稱性使密封件140能夠係可逆的以使得其可以任一定向安裝於凹槽136中。舉例而言,此特徵消除一密封件被倒置安裝之可能性。
在所圖解說明之實施例中,聚合密封元件148具有在凹部160上方及下方軸向間隔開之徑向向外敞開之壓縮凹槽192及194。此等凹槽192及194界定經調適以抵靠各別表面密封的該聚合密封元件之上部唇部分及下部唇部分196及198。此等壓縮凹槽192及194係可選的且在某些應用中可省略。舉例而言,圖7圖解說明不具有壓縮凹槽192及194之一密封件140。一般而言,壓縮凹槽192及194將降低在密封件140被偏轉時由突出部156施加至密封表面174及176之密封壓力,此乃因該等唇將在一軸向尺寸上具有一減小之厚度。
彈性密封元件可由各種各樣之材料製成,包含:氟碳化合物(FKM、FPM)、高效能含氟彈性體(HiFluor)、全氟彈性體(FFKM、彈性PTFE)、聚丙烯酸酯(ACM)、乙烯丙烯酸脂(AEM)、異丁烯-異戊二烯(IIR)、聚氯丁二烯橡膠(CR)、乙烯丙烯橡膠(EPM、EPR、EPDM)、氟聚矽氧(FVMQ)、丙烯腈-丁二烯(NBR)、氫化腈(HNBR、HSN)、聚胺基甲酸酯(AU、EU)、聚矽氧(VMQ、PVMQ)及四氟乙烯-丙烯(AFLAS註冊商標)。聚合密封件可由聚合材料製成,包含:聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醯胺(PA)、含氟聚合物(PFA)、聚醚醯亞胺(PEI aka Ultem)、耐綸等。
儘管密封件之第一密封元件及第二密封元件已被闡述為一彈性密封元件及一聚合密封元件,但在不背離本發明之範疇之前提下可使用其他材料。此外,個別密封元件可經搭扣在一起以形成密封件。為此目的,如圖3及圖4中所見的突出部之徑向內部部分之楔形形狀可幫助使該凹部軸向擴張以允許該等密封元件搭扣在一起。在某些例項中,除該突出部與凹部之間的機械互鎖之外,該等密封元件亦可接合在一起以限制其分離。
儘管本發明已對特定實施例展示且闡述了處理室、密封件、彈性密封元件、聚合密封元件及/或相關聯方法,但顯而易見,熟習此項技術者將會想到等效之更改及修改形式。關於由上文所闡述之元件(例如,組件、套組、系統、裝置、組合物等)所執行之各種功能,除非另有指示,否則用於闡述此等元件之術語(包含對一「構件」之參考)意欲對應於執行所闡述元件之指定功能(亦即,在功能上等效)之任一元件,即使其在結構上不等效於執行該功能之所揭示結構。另外,雖然上文已僅關於數個所圖解說明之實施例中之一者或多者闡述了本發明之一特定特徵,但如對任一既定或特定應用所期望及對其有利,此特徵可與其他實施例之一個或多個其他特徵組合。
10...製程室
12...容器
14...蓋
16...界面
20...處理空間
24...基板
26...基座
30...界面表面
32...界面表面
34...夾具
36...凹槽
40...密封件
44...彈性密封元件(第一密封元件)
48...聚合密封元件(第二密封元件)
52...可偏轉部分
54...軸向中心脊
56...突出部
60...凹部
64...上部臂
68...下部臂
72...本體
74...密封表面
76...密封表面
80...上部傾斜表面
82...下部傾斜表面
84...鄰接表面
86...鄰接表面
88...楔形部分
90...楔形部分
92...徑向外部表面
94...徑向外部表面
136...凹槽
140...密封件
144...彈性密封元件(第一密封元件)
148...聚合密封元件(第二密封元件)
152...可偏轉部分
156...突出部
160...凹部
164...上部臂
168...下部臂
172...本體
174...密封表面
176...密封表面
180...上部傾斜表面
182...下部傾斜表面
184...鄰接表面
186...鄰接表面
188...楔形部分
190...楔形部分
192...壓縮凹槽
194...壓縮凹槽
196...上部唇部分
198...下部唇部分
圖1係包括一容器及一蓋之一製程室之一示意圖,該蓋係展示為處於其裝載/卸載位置中。
圖2係圖1之製程室之一示意圖,該蓋係展示為處於其密封位置中。
圖3係展示根據本發明當蓋處於其裝載/卸載位置中時安裝於容器之一界面表面中之一凹槽中之一實例性密封件之一近視圖。
圖4係類似於圖3之一近視圖,只不過蓋係展示為處於其密封位置中。
圖5係根據本發明處於一未經偏轉狀態中之另一實例性密封件。
圖6係處於一經偏轉狀態中的圖5之密封件。
圖7係根據本發明之另一實例性密封件。
10...製程室
12...容器
14...蓋
16...界面
20...處理空間
24...基板
26...基座
34...夾具
36...凹槽
40...密封件

Claims (20)

  1. 一種用於密封一製程室(10)之一容器(12)與一蓋(14)之間的一界面(16)之密封件(40、140),該密封件(40、140)包括:一第一密封元件(44、144),其具有一可偏轉部分(52、152)及自該可偏轉部分(52、152)徑向向內延伸之一突出部(56、156);及一第二密封元件(48、148),其具有至少一個密封表面及其中接納該第一密封元件(44、144)之該突出部(56、156)之一徑向向外延伸之凹部(60、160),該突出部(56、156)之一徑向內部表面鄰接該凹部(60、160)之一徑向內部表面;其中該突出部(56、156)與凹部(60、160)互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件(44、48、144、148)之分離;其中該突出部(56、156)具有與該密封表面之一主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部(56、156)之一最大軸向程度之一傾斜表面;且其中該至少一個密封表面經組態以在該密封件(40、140)被偏轉時圍繞位於自該第二密封元件(48、148)徑向向內處且在其外部之一點樞轉。
  2. 如請求項1之密封件(40、140),其中該第二密封元件(48、148)具有鄰接該突出部(56、156)之該傾斜表面之一鄰接表面,藉以在該密封件(40、140)之壓縮期間,當 將一力施加至該第二密封元件(48、148)以趨向於將其與該第一密封元件(44、144)分離時,在該傾斜表面處產生趨向於將一軸向密封力施加至該第二密封元件(48、148)之該至少一個密封表面之一反作用力。
  3. 如請求項1或2中任一項之密封件(40、140),其中該傾斜表面延伸至該突出部(56、156)之徑向外部程度。
  4. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第二密封元件(48、148)之該密封表面與該鄰接表面沿徑向向外方向遠離彼此成斜坡,藉此形成該第二密封元件(48、148)之一楔形部分以用於在該第一密封元件(44、144)之壓縮時將一軸向密封力施加至該密封表面。
  5. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該突出部(56、156)之該傾斜表面延伸至該密封表面之一中點。
  6. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該凹部(60、160)及/或突出部(56)具有一可抗旋轉之配合以限制該第一密封元件(44、144)相對於該第二密封元件(48、148)之旋轉。
  7. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第二密封元件(48、148)進一步包括自一中心軸向延伸之本體(72、172)徑向延伸之上部臂及下部臂(64、68、164、168),該等臂(64、68、164、168)與本體(72、172)在其之間界定該凹部(60、160)且經調適以嚙合該突出部(56、156)之對置側。
  8. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該凹部(60、 160)具有一鳩尾形狀之剖面。
  9. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第二密封元件(48、148)由該第一密封元件(44、144)支撐,且其中該第一密封元件(44、144)與第二密封元件(48、148)經調適以連續地密封。
  10. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中當處於一未經偏轉狀態中時該第一密封元件(44、144)在該第二密封元件(48、148)之高度上方及下方延伸一約相等之距離。
  11. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第一密封元件與第二密封元件(44、48、144、148)係對一共同中心徑向軸大體對稱。
  12. 如請求項1或2之密封件(140),其中該第二密封元件(148)具有在該凹部(160)上方及下方軸向間隔開之徑向向外敞開之壓縮凹槽(192、194),該等凹槽(192、194)界定經調適以抵靠各別表面密封的該第二密封元件(148)之上部唇部分及下部唇部分(196、198)。
  13. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第一密封元件(44、144)係由一彈性材料構成。
  14. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第二密封元件(48、148)係由一聚合材料構成。
  15. 如請求項14之密封件(40、140),其中該聚合材料包含PEEK及PTFE中之至少一者。
  16. 如請求項1或2之密封件(40、140),其中該第一密封元件(44、144)與第二密封元件(48、148)接合在一起。
  17. 一種製程室(10),其包括:一容器(12),其界定一處理空間(20)及通向該處理空間(20)中之一出入開口(22);一蓋(14),其可在其中該蓋(14)密封通向該處理空間(20)中之該出入開口(22)之一密封條件與其中該出入開口(22)被揭開以插入/抽出一基板(24)之一裝載/卸載條件之間轉換;及如請求項1至17中任一項之一密封件(40、140),其用於密封該容器(12)與該蓋(14)之間的一界面(16)。
  18. 一種用於密封一製程室(10)之一容器(12)與一蓋(14)之間的一界面(16)之密封件(40、140),該密封件(40、140)包括:一第一密封元件(44、144),其具有一可偏轉部分(52、152)及自該可偏轉部分(52、152)徑向延伸之一突出部(56、156);及一第二密封元件(48、148),其具有至少一個密封表面及其中接納該第一密封元件(44、144)之該突出部(56、156)之一徑向延伸之凹部(60、160);其中該突出部(56、156)與凹部(60、160)互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件(44、48、144、148)之分離;且其中該突出部(56、156)具有與該密封表面之一主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部(56、156)之一最大軸向程度之一傾斜表面,此最大軸向程度與該密封表面之一中點大體徑向對準。
  19. 一種用於密封一製程室之容器與蓋之間界面之密封件, 該密封件包括:一第一密封元件,其具有一可偏轉部分及自該可偏轉部分徑向延伸之一突出部;及一第二密封元件,其具有至少二個密封表面及其中接納該第一密封元件之突出部之一徑向延伸之凹部;其中該突出部與凹部互鎖以限制該第一密封元件與第二密封元件之分離;其中該突出部具有一傾斜表面,該傾斜表面與該密封表面之主要部分徑向共延伸且延伸至該突出部之最大軸向程度;且其中該第二密封元件進一步包括上部臂及下部臂,其各自具有鄰接該突出部的各別鎖部以及具該等至少二密封表面之一者的各別密封端,該等密封端自該第一密封元件間隔開。
  20. 如請求項19之密封件,其中該第二密封元件具有鄰接該突出部之傾斜表面的鄰接表面,藉以在該密封件之壓縮期間,當將一力施加至該第二密封元件以趨向於將其與該第一密封元件分離時,在該傾斜表面處產生趨向於將一軸向密封力施加至該第二密封元件之該至少一個密封表面之反作用力。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8100486B2 (en) * 2009-07-10 2012-01-24 Prince Castle, LLC Food storage unit with drawer having impact-absorbing seal
US8623145B2 (en) * 2010-03-25 2014-01-07 Parker-Hannifin Corporation Substrate processing apparatus with composite seal
KR20130061284A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 엘지이노텍 주식회사 오-링 삽입용 홈
JP5603353B2 (ja) * 2012-01-30 2014-10-08 三菱電線工業株式会社 防湿シール
JP2013185638A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Yazaki Corp シール部材及びそれを有するタンクユニット
GB2502303A (en) * 2012-05-22 2013-11-27 Applied Microengineering Ltd Method of handling a substrate using a pressure variance
JP2013254901A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Toshiba Corp シール材およびエッチング装置
US10428955B2 (en) * 2012-06-25 2019-10-01 Hamilton Sundstrand Corporation Contamination resistant butterfly valve
WO2014057803A1 (ja) * 2012-10-09 2014-04-17 日本バルカー工業株式会社 複合シール
US9831016B2 (en) * 2012-11-29 2017-11-28 Abb Schweiz Ag Stripping structure and method for removing enamel insulation from lead ends
US20150115547A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 Aktiebolaget Skf Seal with Tabs for Retaining Energizing Member
EP3141781B1 (en) * 2014-05-08 2020-05-06 Nok Corporation Gasket and sealing structure
US20160215488A1 (en) * 2015-01-27 2016-07-28 Erik Peter Tynik Instant Sink Sealer and Methods
US9909667B2 (en) * 2015-07-31 2018-03-06 GM Global Technology Operations LLC Seal for pressurized fluid and open interface gap
US20220003317A1 (en) * 2018-10-10 2022-01-06 Valqua, Ltd. Metal gasket
TWI687760B (zh) * 2019-04-16 2020-03-11 家登精密工業股份有限公司 具有擾流結構的光罩盒
JP6999614B2 (ja) * 2019-07-26 2022-01-18 株式会社バルカー 支持部材
JP7530961B2 (ja) * 2019-08-05 2024-08-08 アイコール・システムズ・インク 流量制限器用のシール
US11841036B2 (en) 2019-08-05 2023-12-12 Ichor Systems, Inc. Laminar flow restrictor and seal for same
KR102622985B1 (ko) * 2020-12-31 2024-01-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치
US11953123B2 (en) 2021-07-23 2024-04-09 Air-Way Manufacturing Annular groove assembly for O-ring face seal and related method of use
JP7780387B2 (ja) * 2022-05-25 2025-12-04 東京エレクトロン株式会社 シール構造、チャンバ、基板処理装置及びシール材の取り付け方法
TW202413673A (zh) 2022-07-08 2024-04-01 美商塔沙Smd公司 用於物理氣相沉積濺鍍應用的動態真空密封系統
WO2024019902A1 (en) * 2022-07-18 2024-01-25 Lam Research Corporation Wedge seal for efem frame and panel seams
JP2024139045A (ja) * 2023-03-27 2024-10-09 株式会社バルカー 複合シール材
USD1109856S1 (en) 2023-07-07 2026-01-20 Tosoh Smd, Inc. Dynamic vacuum seal system isolation ring for physical vapor deposition sputter applications

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030232512A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Dickinson C. John Substrate processing apparatus and related systems and methods
US20070075503A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Tokyo Electron Limited Sealing part and substrate processing apparatus
TW200914755A (en) * 2007-09-21 2009-04-01 Nihon Valqua Kogyo Kk Composite sealing material

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831212A (en) * 1986-05-09 1989-05-16 Nissin Electric Company, Limited Package for packing semiconductor devices and process for producing the same
US5536018A (en) * 1994-11-14 1996-07-16 Fel-Pro Incorporated Flexible spaghetti gasket seal with stiffening member
US5641713A (en) * 1995-03-23 1997-06-24 Texas Instruments Incorporated Process for forming a room temperature seal between a base cavity and a lid using an organic sealant and a metal seal ring
US5805408A (en) * 1995-12-22 1998-09-08 Lam Research Corporation Electrostatic clamp with lip seal for clamping substrates
US6089543A (en) * 1997-07-11 2000-07-18 Applied Materials, Inc. Two-piece slit valve door with molded-in-place seal for a vacuum processing system
JPH11131052A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd シール
US6073576A (en) * 1997-11-25 2000-06-13 Cvc Products, Inc. Substrate edge seal and clamp for low-pressure processing equipment
US6475336B1 (en) * 2000-10-06 2002-11-05 Lam Research Corporation Electrostatically clamped edge ring for plasma processing
US6764386B2 (en) * 2002-01-11 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Air bearing-sealed micro-processing chamber
KR100909332B1 (ko) * 2002-01-31 2009-07-24 듀폰 퍼포먼스 엘라스토머스 엘.엘.씨. 게이트 밸브용 씰 조립체
US7576427B2 (en) * 2004-05-28 2009-08-18 Stellar Micro Devices Cold weld hermetic MEMS package and method of manufacture
WO2006030557A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Nippon Valqua Industries, Ltd. 複合シール材
KR100995420B1 (ko) 2006-02-14 2010-11-18 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤 복합 실링재
US7784637B2 (en) * 2007-02-21 2010-08-31 Ti Group Automotive Systems, L.L.C. Multi-piece seal
US8623145B2 (en) * 2010-03-25 2014-01-07 Parker-Hannifin Corporation Substrate processing apparatus with composite seal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030232512A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Dickinson C. John Substrate processing apparatus and related systems and methods
US20070075503A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Tokyo Electron Limited Sealing part and substrate processing apparatus
TW200914755A (en) * 2007-09-21 2009-04-01 Nihon Valqua Kogyo Kk Composite sealing material

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Publication number Publication date
US8623145B2 (en) 2014-01-07
US20110232843A1 (en) 2011-09-29
SG184266A1 (en) 2012-10-30
KR20130018797A (ko) 2013-02-25
TW201145427A (en) 2011-12-16
WO2011119916A1 (en) 2011-09-29

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