KR102100032B1

KR102100032B1 - 게이트 밸브 장치 및 기판 처리 시스템

Info

Publication number: KR102100032B1
Application number: KR1020180050946A
Authority: KR
Inventors: 다카시 오모리; 유키 나베야마; 나오야 사에구사; 다케시 이토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2038-05-03
Also published as: CN108878245A; TWI759470B; CN108878245B; TW201901838A; KR20180124730A; JP6899697B2; JP2018189218A

Abstract

(과제) 기판의 반입출구의 변형을 억제한다.
(해결 수단) 게이트 밸브 장치는 감압 환경하에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 용기의 측벽에 형성된 기판의 반입출구에 접속되는 게이트 밸브 장치로서, 반입출구에 연통하는 개구부가 형성된 벽부와, 벽부의 개구부보다 위의 부분인 개구 상부에 형성된 홈과, 처리 용기의 측벽의 반입출구보다 위의 부분인 반입출구 상부에 형성된 홈에 삽입되고, 반입출구 상부의 홈의 상면으로부터 반입출구 상부를 지지하는 키 부재를 갖는다.

Description

게이트 밸브 장치 및 기판 처리 시스템{GATE VALVE APPARATUS AND SUBSTRATE TREATMENT SYSTEM}

본 발명의 여러 측면 및 실시 형태는 게이트 밸브 장치 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

FPD(플랫 패널 디스플레이) 용의 글라스 기판 등의 기판에 대해서 소망의 플라즈마 처리를 행하는 기판 처리 시스템이 알려져 있다. 기판 처리 시스템은 예를 들면, 기판에 대한 플라즈마 처리를 행하는 프로세스 모듈, 기판의 반입 및 반출을 행하는 반송 장치를 수용한 반송 모듈, 및 프로세스 모듈과 반송 모듈의 사이에 마련된 게이트 밸브 장치 등을 구비하고 있다.

프로세스 모듈은, 감압 환경하에서 기판에 대한 플라즈마 처리를 행하는 처리 용기를 가지며, 처리 용기 내에는, 기판을 탑재하고 하부 전극으로서 기능하는 탑재대(이하 「서셉터」라고 부른다)와, 서셉터에 대향하는 상부 전극이 배치되어 있다. 또, 서셉터 및 상부 전극의 적어도 한쪽에는 고주파 전원이 접속되고, 서셉터와 상부 전극의 사이의 공간에 고주파 전력이 인가된다.

프로세스 모듈에서는, 서셉터와 상부 전극의 사이의 공간에 공급된 처리 가스를 고주파 전력에 의해 플라즈마화해서 이온 등을 발생시키고, 발생된 이온 등을 기판에 유도해서, 기판에 소망의 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.

또, 처리 용기의 측벽에는, 기판의 반입 및 반출에 이용되는 반입출구가 형성된다. 게이트 밸브 장치는 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구에 접속된다. 그리고, 기판의 반입 및 반출 시에 게이트 밸브 장치의 동작에 의해 반입출구의 개폐가 행해진다.

게이트 밸브 장치는 예를 들면, 프로세스 모듈에 있어서의 기판의 반입출구에 연통하는 개구부가 형성된 벽부를 갖는다. FPD용의 유리 기판의 사이즈는 매우 크기 때문에, 반입출구와 개구부는 정밀도 좋게 위치 맞춤할 필요가 있다. 이 때문에, 벽부에 있어서의 개구부보다 위의 부분(이하 「개구 상부」라고 한다)에 형성된 홈과, 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구보다 위의 부분(이하 「반입출구 상부」라고 한다)에 형성된 홈에 키 부재가 삽입됨으로써, 게이트 밸브 장치측의 개구부와, 처리 용기측의 반입출구의 위치 맞춤이 행해진다.

일본 특허 제4546460호 공보 일본 특허 출원 제2009-230870호 공보 일본 특허 제3043848호 공보 일본 특허 출원 제2015-81633호 공보

그런데, 게이트 밸브 장치측의 개구부와 처리 용기측의 반입출구의 위치 맞춤에 있어서, 개구 상부의 홈과 반입출구 상부의 홈에 키 부재가 삽입되는 경우, 일반적으로, 개구 상부와 반입출구 상부의 각각에 형성된 홈과 키 부재의 높이 방향의 위치를 조정함으로써, 키 부재가 반입출구 상부의 홈의 하면에 탑재된다. 이것에 의해, 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구 상부가, 반입출구 상부의 홈의 하면에 탑재된 키 부재를 통해서, 게이트 밸브 장치의 벽부에 있어서의 개구 상부를 지지하게 된다.

그렇지만, 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구 상부가 게이트 밸브 장치의 벽부에 있어서의 개구 상부를 지지하는 구조에서는, 처리 용기 내가 감압되는 감압 환경하에 있어서, 대기압에 따른 힘에 더하여 게이트 밸브 장치 자체의 무게에 따른 힘이 반입출구 상부에 부여된다. 이 때문에, 반입출구 상부가 휘어지고, 반입출구가 변형해 버린다. 반입출구의 변형은 처리 용기 내의 기밀성을 저하시키는 요인으로 되어, 바람직하지 않다.

특히, 근래에는, 처리 용기 내에 발생하는 플라즈마의 균일성을 향상하는 관점에서, 처리 용기 내에 있어 서셉터와 상부 전극의 간격이 짧아지고, 또한 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구 상부의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 처리 용기의 측벽에 있어서의 반입출구 상부의 두께가 얇아질수록, 반입출구 상부의 휘어짐이 증대하기 때문에, 반입출구의 변형이 더 증대해 버릴 우려가 있다.

개시하는 게이트 밸브 장치는, 1개의 실시 형태에 있어서, 감압 환경하에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 용기의 측벽에 형성된 상기 기판의 반입출구에 접속되는 게이트 밸브 장치로서, 상기 반입출구에 연통하는 개구부가 형성된 벽부와, 상기 벽부의 상기 개구부보다 위의 부분인 개구 상부에 형성된 홈과, 상기 처리 용기의 측벽의 상기 반입출구보다 위의 부분인 반입출구 상부에 형성된 홈에 삽입되고, 상기 반입출구 상부의 상기 홈의 상면으로부터 상기 반입출구 상부를 지지하는 키 부재를 갖는다.

개시하는 게이트 밸브 장치의 일 태양에 따르면, 기판의 반입출구의 변형을 억제할 수 있다고 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 가리키는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 고정 부재의 배치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본원의 개시하는 게이트 밸브 장치 및 기판 처리 시스템의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

＜기판 처리 시스템＞

도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(100)을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 기판 처리 시스템(100)은 예를 들면 FPD용의 유리 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 한다)(S)에 대해서 플라즈마 처리를 행한다. 또한, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 전계 발광(Electro Luminescence ; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.

기판 처리 시스템(100)은 +자형으로 연결된 5개의 진공 모듈을 구비하고 있다. 구체적으로는, 기판 처리 시스템(100)은 5개의 진공 모듈로서, 3개의 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과, 반송 모듈(103)과, 로드록 모듈(105)을 구비하고 있다.

프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)은 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c) 내에는, 각각, 기판(S)을 탑재하는 탑재대(도시 생략)가 배치되어 있다. 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)에서는, 기판(S)을 탑재대에 탑재한 상태에서, 기판(S)에 대해서, 예를 들면 감압 환경하에서 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리가 행해진다.

반송 모듈(103)은 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 반송 모듈(103) 내에는, 도시하지 않은 반송 장치가 마련되어 있다. 이 반송 장치에 의해, 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 로드록 모듈(105)의 사이에서 기판(S)의 반송이 행해진다.

로드록 모듈(105)은 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c) 및 반송 모듈(103)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 로드록 모듈(105)은 감압 분위기의 반송 모듈(103)과 외부의 대기 분위기의 사이에서 기판(S)의 수수를 행하기 위한 것이다.

기판 처리 시스템(100)은 5개의 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)를 더 구비하고 있다. 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)는 각각 반송 모듈(103)과 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)의 사이에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110d)는 반송 모듈(103)과 로드록 모듈(105)의 사이에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110e)는 로드록 모듈(105)에 있어서의 게이트 밸브 장치(110d)와는 반대 측에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110a~110e)는 모두, 인접하는 2개의 공간을 구획하는 벽에 마련된 개구부를 개폐하는 기능을 가지고 있다.

게이트 밸브 장치(110a~110d)는 닫힌 상태로 각 모듈을 기밀하게 시일함과 아울러, 열린 상태로 모듈간을 연통시켜 기판(S)의 이송을 가능하게 한다. 게이트 밸브 장치(110e)는 닫힌 상태에서 로드록 모듈(105)의 기밀성을 유지함과 아울러, 열린 상태에서 로드록 모듈(105)의 내부와 외부의 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 한다.

기판 처리 시스템(100)은 로드록 모듈(105)과의 사이에서 게이트 밸브 장치(110e)를 끼우는 위치에 배치된 반송 장치(125)를 더 구비하고 있다. 반송 장치(125)는 기판 유지 기구로서의 포크(127)와, 포크(127)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(129)와, 이 지지부(129)를 구동하는 구동 기구를 구비한 구동부(131)를 가지고 있다.

기판 처리 시스템(100)은 구동부(131)의 양측에 배치된 카세트 인덱서(cassette indexer)(121a, 121b)로 각각 카세트 인덱서(121a, 121b) 위에 탑재된 카세트(C1, C2)를 더 구비하고 있다. 카세트 인덱서(121a, 121b)는 각각 카세트(C1, C2)를 승강하는 승강 기구부(123a, 123b)를 가지고 있다. 각 카세트(C1, C2) 내에는, 기판(S)을 상하로 간격을 두고 다단으로 배치할 수 있도록 되어 있다. 반송 장치(125)의 포크(127)는 카세트(C1, C2)의 사이에 배치되어 있다.

또, 도 1에서는 도시하지 않지만, 기판 처리 시스템(100)은 기판 처리 시스템(100)에 대해 제어가 필요한 구성 요소를 제어하는 제어부를 더 구비하고 있다. 제어부는 예를 들면, CPU를 구비한 컨트롤러와, 컨트롤러에 접속된 유저 인터페이스와, 컨트롤러에 접속된 기억부를 가지고 있다. 컨트롤러는 기판 처리 시스템(100)에 대해 제어가 필요한 구성 요소를 통괄해서 제어한다. 유저 인터페이스는, 공정관리자가 기판 처리 시스템(100)을 관리하기 위해서 커멘드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 시스템(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 구성된다. 기억부에는, 기판 처리 시스템(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 보존되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부로부터 호출해서 컨트롤러로 하여금 실행하게 함으로써, 컨트롤러의 제어하에서, 기판 처리 시스템(100)에서의 소망의 처리가 행해진다.

상기의 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또는, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용회선을 통해서 수시 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.

＜플라즈마 처리 장치＞

다음으로, 도 1에 나타낸 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태에서는, 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)이 모두 플라즈마 에칭 장치(101A)인 경우를 예로 들어 설명하지만, 이것으로는 한정되지 않는다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(101A)의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 플라즈마 에칭 장치(101A)는 기판(S)에 대해서 에칭을 행하는 용량 결합형의 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다.

플라즈마 에칭 장치(101A)는 내측이 양극 산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 처리 용기(1)를 가지고 있다. 처리 용기(1)는 저벽(1a), 4개의 측벽(1b)(2개만 도시) 및 덮개(1c)에 의해 구성되어 있다. 처리 용기(1)는 전기적으로 접지되어 있다. 측벽(1b)에는, 기판(S)의 반입 및 반출에 이용되는 반입출구(1b1)와, 반입출구(1b1)를 개폐하는 게이트 밸브 장치(110)가 마련되어 있다. 또한, 게이트 밸브 장치(110)는 도 1에 나타낸 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)의 어느 하나이어도 좋다.

덮개(1c)는 도시하지 않는 개폐 기구에 의해, 측벽(1b)에 대해서 개폐 가능하게 구성되어 있다. 덮개(1c)를 닫은 상태에서 덮개(1c)와 각 측벽(1b)의 접합 부분은 O 링(3)에 의해 시일되어, 처리 용기(1) 내의 기밀성이 유지되고 있다.

처리 용기(1) 내의 저부에는, 프레임 형상의 절연 부재(9)가 배치되어 있다. 절연 부재(9) 위에는, 기판(S)을 탑재 가능한 탑재대인 서셉터(11)가 마련되어 있다. 하부 전극인 서셉터(11)는 기재(12)를 구비하고 있다. 기재(12)는 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 도전성 재료로 형성되어 있다. 기재(12)는 절연 부재(9) 위에 배치되고, 양 부재의 접합 부분에는 O 링 등의 시일 부재(13)가 배치되어 기밀성이 유지되고 있다. 절연 부재(9)와 처리 용기(1)의 저벽(1a)의 사이도, O 링 등의 시일 부재(14)에 의해 기밀성이 유지되고 있다. 기재(12)의 측부 외주는 절연 부재(15)에 의해 둘러싸여 있다. 이것에 의해, 서셉터(11)의 측면의 절연성이 확보되어, 플라즈마 처리시의 이상 방전이 방지되고 있다.

서셉터(11)의 위쪽에는, 이 서셉터(11)와 평행하게, 또한 대향해서 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(31)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(31)는 처리 용기(1)의 상부의 덮개(1c)에 지지되어 있다. 샤워 헤드(31)는 중공 형상을 이루고, 그 내부에는, 가스 확산 공간(33)이 마련되어 있다. 또, 샤워 헤드(31)의 하면(서셉터(11)와의 대향면)에는, 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍(35)이 형성되어 있다. 샤워 헤드(31)는 전기적으로 접지되어 있고, 서셉터(11)와 함께 한 쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.

샤워 헤드(31)의 상부 중앙 부근에는, 가스 도입구(37)가 마련되어 있다. 가스 도입구(37)에는, 처리 가스 공급관(39)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급관(39)에는, 2개의 밸브(41, 41) 및 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(43)를 통해서, 에칭을 위한 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(45)이 접속되어 있다. 처리 가스로서는, 예를 들면 할로겐계 가스나 O₂ 가스외, Ar 가스 등의 희가스 등을 이용할 수 있다.

처리 용기(1) 내의 저벽(1a)에는, 복수의 개소(예를 들면 8개소)에 관통한 배기용 개구(51)가 형성되어 있다. 각 배기용 개구(51)에는, 각각 배기관(53)이 접속되어 있다. 각 배기관(53)은 그 단부에 플랜지부(53a)를 가지고 있고, 플랜지부(53a)와 저벽(1a)의 사이에 O 링(도시 생략)을 개재시킨 상태로 고정되어 있다. 각 배기관(53)에는, APC 밸브(55) 및 배기 장치(57)가 접속되어 있다.

플라즈마 에칭 장치(101A)에는, 처리 용기(1) 내의 압력을 계측하는 압력계(61)가 마련되어 있다. 압력계(61)는 제어부와 접속되어 있고, 처리 용기(1) 내의 압력의 계측 결과를 실시간으로 제어부에 제공한다.

서셉터(11)의 기재(12)에는, 급전선(71)이 접속되어 있다. 이 급전선(71)에는, 매칭 박스(M.B.)(73)를 통해서 고주파 전원(75)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 고주파 전원(75)으로부터 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전력이 하부 전극으로서의 서셉터(11)에 공급된다. 또한, 급전선(71)은 저벽(1a)에 형성된 관통 개구부로서의 급전용 개구(77)를 통해서 처리 용기(1) 내에 도입되어 있다.

플라즈마 에칭 장치(101A)의 각 구성부는 제어부에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(101A)에 있어서의 처리 동작에 대해 설명한다. 우선, 게이트 밸브 장치(110)가 개방된 상태로 반입출구(1b1)를 통해서, 피처리체인 기판(S)이, 도시하지 않는 반송 장치에 의해 반송 모듈(103)로부터 처리 용기(1) 내로 반입되어 서셉터(11)에 전달된다. 그 후, 게이트 밸브 장치(110)가 닫히고, 배기 장치(57)에 의해 처리 용기(1) 내가 소정의 진공도까지 진공된다.

다음으로, 밸브(41)를 개방해서, 처리 가스를 가스 공급원(45)으로부터 처리 가스 공급관(39), 가스 도입구(37)를 통해서 샤워 헤드(31)의 가스 확산 공간(33)에 도입한다. 이 때, 매스 플로우 컨트롤러(43)에 의해 처리 가스의 유량 제어가 행해진다. 가스 확산 공간(33)에 도입된 처리 가스는 추가로 복수의 가스 토출 구멍(35)를 통해서 서셉터(11) 상에 탑재된 기판(S)에 대해서 균일하게 토출되고, 처리 용기(1) 내의 압력이 소정의 값으로 유지된다. 이것에 의해, 처리 용기(1) 내에 감압 환경이 형성된다.

감압 환경하에서 고주파 전원(75)으로부터 고주파 전력이 매칭 박스(73)를 통해서 서셉터(11)에 인가된다. 이것에 의해, 하부 전극으로서의 서셉터(11)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(31)의 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 해리해서 플라즈마화된다. 이 플라즈마에 의해, 기판(S)에 에칭 처리가 실시된다.

에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(75)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한 후, 처리 용기(1) 내를 소정의 압력까지 감압한다. 다음으로, 게이트 밸브 장치(110)를 개방하고, 서셉터(11)로부터 도시하지 않는 반송 장치에 기판(S)을 주고 받고, 처리 용기(1)의 반입출구(1b1)로부터 반송 모듈(103)에 기판(S)을 반출한다. 이상의 조작에 의해, 1매의 기판(S)에 대한 플라즈마 에칭 처리가 종료된다.

＜게이트 밸브 장치＞

다음으로, 도 3을 참조해서, 본 실시 형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)의 구성에 대해 자세하게 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)의 구성을 나타내는 단면도이다.

게이트 밸브 장치(110)는 도 1에 나타낸 기판 처리 시스템(100)에 있어서의 5개의 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)의 어느 것에도 적용할 수 있다. 게이트 밸브 장치(110)는 특히, 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 반송 모듈(103)의 사이에 마련된 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)에 적용되는 것이 바람직하다. 그래서, 이하의 설명에서는, 게이트 밸브 장치(110)가 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)에 적용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 게이트 밸브 장치(110)는 프로세스 모듈(101)과 반송 모듈(103)의 사이에 배치되어 있다. 프로세스 모듈(101)은 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)의 어느 하나, 즉, 도 2에 나타낸 플라즈마 에칭 장치(101A)에 상당한다. 또한, 도 3에서는, 반송 모듈(103)의 도시가 생략되어 있다.

프로세스 모듈(101)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 프로세스 모듈(101) 내의 공간을 획정하는 처리 용기(1)를 구비하고 있다. 상술한 대로, 처리 용기(1)는 게이트 밸브 장치(110)에 인접하는 측벽(1b)을 구비하고 있다. 측벽(1b)은 프로세스 모듈(101) 내의 공간과 그것에 인접하는 게이트 밸브 장치(110) 측의 공간을 구획하고 있다. 측벽(1b)에는, 프로세스 모듈(101)과 반송 모듈(103)의 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 하는 반입출구(1b1)가 마련되어 있다. 측벽(1b)은 게이트 밸브 장치(110)를 향하는 면(1b2)을 가지고 있다.

또, 측벽(1b)의 반입출구(1b1)보다 위의 부분(이하 「반입출구 상부」라고 부른다)(1b3)에는, 후술되는 게이트 밸브 장치(110) 측의 개구부(201b)와 반입출구(1b1)의 위치 맞춤에 이용되는 홈(1b4)이 형성되어 있다.

게이트 밸브 장치(110)는 프로세스 모듈(101)과 반송 모듈(103)의 사이에 배치된 하우징(201)을 갖는다. 하우징(201)은 저부와, 천정부와, 저부와 천정부를 연결하고 또한 처리 용기(1)에 인접하는 벽부(201a)를 포함하는 직사각형의 통 형상으로 형성되어 있다. 하우징(201)의 처리 용기(1) 측의 벽부(201a)에는, 개구부(201b)가 형성된다. 개구부(201b)는 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 있어서의 반입출구(1b1)에 연통한다. 한편, 하우징(201)의 반송 모듈(103) 측의 측부는 개구되어 있고, 반송 모듈(103)의 내부에 접속되어 있다.

또, 하우징(201) 내에는, 도시하지 않는 밸브체 및 밸브체 이동 기구가 마련되어 있고, 밸브체 이동 기구는 폐색 위치와 퇴피 위치의 사이에서 밸브체를 이동시킨다. 밸브체 이동 기구에 의해 밸브체가 폐색 위치로 이동된 경우, 밸브체에 의해 개구부(201b)가 폐색되고, 밸브체 이동 기구에 의해 밸브체가 퇴피 위치로 이동된 경우, 개구부(201b)가 해방된다.

또, 벽부(201a)의 개구부(201b)보다 위의 부분(이하 「개구 상부」라고 부른다)(201c)에는, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)에 대응하는 홈(201d)이 형성되어 있다. 개구 상부(201c)의 홈(201d)에는, 키 부재(251)가 삽입되어 고정된다. 키 부재(251)의 고정은 예를 들면 감합에 의해 행해진다. 개구 상부(201c)의 홈(201d)에 고정된 키 부재(251)는 개구부(201b)와 반입출구(1b1)의 위치 맞춤이 행해질 때에, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)에 삽입되고, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 상면으로부터 반입출구 상부(1b3)를 지지한다. 그 때, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 위쪽의 면을 키 부재(251)의 상면이 지지하고, 또한, 키 부재(251)의 하면을 개구 상부(201c)의 홈(201d)의 아래쪽의 면이 지지하는 위치 관계가 성립한다. 환언하면, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)을 통해서 처리 용기(1)가 키 부재(251)에 탑재되고, 또한 부재(251)와 홈(201d)을 통해서 개구 상부(201c)에 탑재된다.

여기서, 처리 용기(1)가 감압되는 감압 환경하에서는, 대기압에 따른 힘이 처리 용기(1)의 반입출구 상부(1b3)에 부여된다. 그러면, 반입출구 상부(1b3)는 반입출구(1b1) 측으로 휘어지고, 결과적으로, 반입출구(1b1)가 변형되어 버린다. 반입출구(1b1)의 변형이 과도하게 커지면, 덮개(1c)와 측벽(1b)의 간극이 O 링(3)에 의한 시일 가능한 범위를 넘어 버려, 결과적으로, 시일이 깨져 처리 용기(1) 내의 기밀성이 저하해 버린다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 키 부재(251)가 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 상면에 당접하고, 반입출구 상부(1b3)가 감압 환경하에서 휘어지는 방향과는 반대 방향의 힘을 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 상면에 부여함으로써 반입출구 상부(1b3)를 지지한다. 이것에 의해, 감압 환경하에 있어서, 반입출구 상부(1b3)의 휘어짐이 저감되고, 결과적으로, 반입출구(1b1)의 변형이 억제된다.

또, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 반입출구 상부(1b3)가 홈(1b4)의 상면으로부터 키 부재(251)에 의해 지지되도록, 게이트 밸브 장치(110) 측의 개구부(201b)와 처리 용기(1)측의 반입출구(1b1)의 위치 맞춤이 행해진다. 그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 이 위치 맞춤을 용이하게 하기 위해서, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 형상을 연구하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)은 홈(1b4)에 대해서 키 부재(251)가 삽입된 상태에서, 키 부재(251)의 하면과, 키 부재(251)의 하면에 대향하는 홈(1b4)의 하면의 사이에 간극이 생기도록, 형성된다. 이것에 의해, 홈(1b4)에 대한 키 부재(251)의 삽입이 효율적으로 행해지므로, 위치 맞춤이 용이해진다.

또한, 키 부재(251)가 반입출구 상부(1b3)를 지지하므로, 키 부재(251)를 통해서 개구 상부(201c)에 대해서 처리 용기(1) 자체의 무게를 포함한 힘이 부여되어 개구 상부(201c)가 개구부(201b) 측으로 휘게 될 가능성이 있다. 그래서, 개구 상부(201c)의 휘어짐을 저감하기 위한 구조를 개구 상부(201c)에 마련해도 좋다.

구체적으로는, 개구 상부(201c)는, 벽부(201a) 이외의 다른 부분(예를 들면, 하우징(201)의 천정부)보다 높은 위치까지 돌출하는 돌출부(201e)를 갖는다. 개구 상부(201c)에 돌출부(201e)를 마련함으로써, 벽부(201a)의 높이 방향을 따르는 개구 상부(201c)의 두께가 증대한다. 이것에 의해, 개구 상부(201c)의 강성이 향상되고, 결과적으로, 개구 상부(201c)의 휘어짐이 저감된다.

그런데, 키 부재(251)에 의해 개구부(201b)와 반입출구(1b1)의 위치 맞춤이 행해진 후에, 일반적으로, 나사 등의 고정 부재에 의해 벽부(201a)가 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 고정된다. 이 경우, 고정 부재는 벽부(201a) 중 개구부(201b)를 둘러싸는 부분에 배치된다. 개구부(201b)를 둘러싸는 부분에는, 개구 상부(201c)가 포함된다. 상술한 바와 같이, 개구 상부(201c)에는, 홈(201d)이 형성되어 있고, 개구 상부(201c)의 홈(201d)에는, 키 부재(251)가 삽입된다. 이 때문에, 개구부(201b)의 연장 방향(즉, 도 3의 안쪽 방향)을 따르는 키 부재(251)의 사이즈에 따라서는, 개구 상부(201c)에 상기의 고정 부재용의 영역을 확보하는 것이 곤란해진다.

그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 소형의 복수의 키 부재(251)를 이용해서 상기의 고정 부재용의 영역을 확보하는 것이 바람직하다. 일례로서는, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 개구 상부(201c)의 복수의 홈(도시하지 않음)과, 반입출구 상부(1b3)의 복수의 홈(도시하지 않음)에 복수의 키 부재(251)를 삽입해서, 서로 인접하는 키 부재(251)의 사이에, 고정 부재(253)를 배치해도 좋다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 개구 상부(201c)의 홈(201d)에 고정된 키 부재(251)를 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)에 삽입하고, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)의 상면으로부터 반입출구 상부(1b3)를 지지한다. 이 때문에, 감압 환경하에 있어, 반입출구 상부(1b3)의 휘어짐을 저감할 수 있고, 결과적으로, 기판(S)의 반입출구(1b1)의 변형을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 개구 상부(201c)의 홈(201d)에 키 부재(251)가 고정되는 것으로 했지만, 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)에 키 부재(251)가 고정되어도 좋다. 또, 키 부재(251)와 개구 상부(201c)의 홈(201d) 또는 반입출구 상부(1b3)의 홈(1b4)을 일체적으로 성형해도 좋다.

또, 상기 실시 형태에서는, 개구 상부(201c)에 돌출부(201e)를 마련해서 벽부(201a)의 높이 방향을 따르는 개구 상부(201c)의 두께를 증대시켰지만, 개구 상부(201c)를 보강하는 보강 부재를 개구 상부(201c)에 마련해도 좋다. 보강 부재를 개구 상부(201c)에 마련함으로써, 개구 상부(201c)의 휘어짐을 저감할 수 있다. 그 때, 보강 부재와 개구 상부(201c)는 열팽창 등으로 인한 위치 어긋남을 억제하는 관점에서, 동일 재질의 부재로 하는 것이 보다 바람직하다.

또, 플라즈마 에칭 장치는 도 2에 나타낸 용량 결합형의 평행 평판형에 한정되지 않고, 예를 들면, 마이크로파 플라즈마를 이용한 플라즈마 에칭 장치나 유도 결합 플라즈마를 이용한 플라즈마 에칭 장치 등을 사용할 수 있다. 또, 본 발명은 플라즈마 에칭 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 플라즈마 애싱 장치, 플라즈마 CVD 성막 장치, 플라즈마 확산 성막 장치 등의 다른 처리를 목적으로 하는 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있고, 또한 플라즈마 처리 이외의 처리를 목적으로 하는 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다.

1 : 처리 용기 1b : 측벽
1b1 : 반입출구 1b3 : 반입출구 상부
1b4 : 홈 1c : 덮개
100 : 기판 처리 시스템 101 : 프로세스 모듈
103 : 반송 모듈 110 : 게이트 밸브 장치
201 : 하우징 201a : 벽부
201b : 개구부 201c : 개구 상부
201d : 홈 201e : 돌출부
251 : 키 부재 253 : 고정 부재

Claims

감압 환경하에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 용기의 측벽에 형성된 상기 기판의 반입출구에 접속되는 게이트 밸브 장치로서,
상기 반입출구에 연통하는 개구부가 형성된 벽부와,
상기 벽부의 상기 개구부보다 위의 부분인 개구 상부에 형성된 홈과, 상기 처리 용기의 측벽의 상기 반입출구보다 위의 부분인 반입출구 상부에 형성된 홈에 삽입되고, 상기 반입출구 상부의 상기 홈의 상면으로부터 상기 반입출구 상부를 지지하는 키 부재를 갖고,
상기 키 부재는 상기 반입출구 상부에 형성된 상기 홈의 상면에 당접하고, 또한, 상기 키 부재의 하면과 상기 반입출구의 상부에 형성된 홈의 하면 사이에 간극을 갖고,
상기 게이트 밸브 장치의 벽부와 처리 용기의 측벽은 고정 부재에 의해 고정되는
게이트 밸브 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 키 부재는 상기 반입출구 상부가 상기 감압 환경하에서 휘는 방향과는 반대 방향의 힘을 상기 반입출구 상부의 상기 홈의 상면에 부여함으로써 상기 반입출구 상부를 지지하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 키 부재는 상기 개구 상부의 상기 홈 또는 상기 반입출구 상부의 상기 홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 개구 상부의 복수의 상기 홈과, 상기 반입출구 상부의 복수의 상기 홈에 삽입되는 복수의 상기 키 부재를 갖고,
서로 인접하는 상기 키 부재의 사이에, 상기 벽부를 상기 처리 용기의 측벽에 고정하기 위한 상기 고정 부재가 배치되는
것을 특징으로 하는 게이트 밸브 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 개구 상부는 상기 벽부 이외의 다른 부분보다 높은 위치까지 돌출하는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 개구 상부를 보강하는 보강 부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브 장치.
감압 환경하에서 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 측벽에 형성된 상기 기판의 반입출구에 접속되는 게이트 밸브 장치를 갖는 기판 처리 시스템으로서,
상기 게이트 밸브 장치는,
상기 반입출구에 연통하는 개구부가 형성된 벽부와,
상기 벽부의 상기 개구부보다 위의 부분인 개구 상부에 형성된 홈과, 상기 처리 용기의 측벽의 상기 반입출구보다 위의 부분인 반입출구 상부에 형성된 홈에 삽입되고, 상기 반입출구 상부의 상기 홈의 상면으로부터 상기 반입출구 상부를 지지하는 키 부재를 갖고,
상기 키 부재는 상기 반입출구 상부에 형성된 상기 홈의 상면에 당접하고, 또한, 상기 키 부재의 하면과 상기 반입출구의 상부에 형성된 홈의 하면 사이에 간극을 갖고,
상기 게이트 밸브 장치의 벽부와 처리 용기의 측벽은 고정 부재에 의해 고정되는
것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.