(57)【要約】【課題】  チャンバにおける蓋部の重量を大きくすることなく蓋部の撓みを有効に防止するが可能な減圧乾燥装置を提供する。【解決手段】  チャンバ１０の底面を構成する基部１３と、平面視において矩形状の形状を有しチャンバ１０の蓋部材を構成する蓋部１１と、基部１３と蓋部１１の間に配設されるシール部材１２と、蓋部１１の上面に配設された平板状の補強部材４１と、蓋部１１と補強部材４１とを締結する複数のねじとを備える。補強部材４１は、その一方の短辺が蓋部１１の一方の長辺と一致し、その他方の短辺が蓋部１１の他方の長辺と一致する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
前記チャンバの底面を構成する基部と、
平面視において矩形状の形状を有し、前記チャンバの蓋部材を構成する蓋部と、
前記基部と前記蓋部の間に配設されるシール部材と、
前記蓋部の上面に配設された平板状の補強部材と、
前記蓋部と前記補強部材とを締結する複数の締結部材と、
を備えたことを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
前記補強部材は、直方体形状を有するとともに、当該補強部材の長辺が、前記平面視において矩形状の蓋部の一辺の端縁付近からこれと対向する辺の端縁付近に亘り、前記平面視において矩形状の蓋部の短辺または長辺と平行となるように、前記平面視において矩形状の蓋部の中央付近に配設さる減圧乾燥装置。
【請求項３】
請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
前記補強部材は、直方体形状を有するとともに、当該補強部材の一方の短辺が前記平面視において矩形状の蓋部の一方の長辺と一致し、当該補強部材の他方の短辺が前記平面視において矩形状の蓋部の他方の長辺と一致するように、前記平面視において矩形状の蓋部の中央付近に配設される減圧乾燥装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
前記補強部材における前記蓋部との当接部の面積は、前記平面視において矩形状の蓋部の表面の面積の４分の１以上２分の１以下の面積を有する減圧乾燥装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
前記蓋部と前記補強部材とは、共に、アルミニウムからなる減圧乾燥装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
前記蓋部と前記基部とは、同一厚さのアルミニウム板を加工して構成したものである減圧乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、チャンバ内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板に塗布されたフォトレジスト等の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置は、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の減圧乾燥装置においては、基板を搬入したチャンバ内を真空ポンプにより減圧することで、レジスト液の成分の中心である溶剤の蒸発を促進し、フォトレジストを迅速に乾燥させるようにしている。このような減圧乾燥装置を使用してフォトレジストを乾燥させた場合には、風や熱等の外的要因の影響を防止して、フォトレジストをムラなく乾燥させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−１０５５２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような減圧乾燥装置のチャンバは、底面を構成する基部と、平面視において矩形状の形状を有する蓋部と、これら基部と蓋部の間に配設されるシール部材とから構成されている。そして、チャンバ内に基板を搬入するときには、蓋部が基部に対して昇降する構成が採用されている。このため、蓋部の材質としては、減圧時の応力に耐えうるだけの強度を有し、かつ、軽量化が可能なアルミニウムが採用されている。
【０００４】
一方、近年の基板の大型化に伴い、減圧乾燥装置のチャンバ自体も大型化しつつある。液晶表示パネル用ガラス基板においても、Ｇ６と呼ばれる第６世代やＧ７と呼ばれる第７世代では２メートル以内であった基板の長辺は、Ｇ７．５と呼ばれる７．５世代では２メートルを超え、Ｇ８と呼ばれる第８世代では２．５メートルに至っている。このような大型の基板に対応するためには、チャンバも極めて大きなものとなる。
【０００５】
このため、このような基板に対応した減圧乾燥装置においては、チャンバの自重やチャンバ内を減圧したときの大気圧との差圧により、チャンバにおける蓋部の中央が下方に大きく変形するという問題を生ずる。
【０００６】
このように蓋部が変形すると、蓋部の下面と基板の表面とのクリアランスが、基板の表面全域において均一とならないことから、基板を均一に乾燥できないという問題が生ずる。また、蓋部が大きく変形した場合には、蓋部の下面と基板の表面とが接触する可能性がある。さらに、シール部材を介して当接している基部と蓋部の外周部とが直接接触してパーティクルを生ずる場合もある。
【０００７】
このような問題を解決するため、蓋部の肉厚を厚くすることも考えられるが、このような対応を行った場合には、蓋部の重量がさらに大きくなるという問題を生ずる。このため、蓋部を昇降させる昇降機構への負担が大きくなる。
【０００８】
また、このような減圧乾燥装置においては、蓋部と基部とは、一般に同一厚さのアルミニウム板を加工して構成されている。すなわち、チャンバが上記のように大型化した場合には、このような大型のアルミニウム板は市販されていないことから、このようなチャンバを製造するときには、特別に注文して圧延したアルミニウム板が使用される。このため特別に注文して圧延するアルミニウムのロットを固めるために、蓋部と基部とは、同じアルミニウム板を加工して製造される。このため、上述した問題に対応するために蓋部の肉厚を厚くした場合には、基部の肉厚も厚くなることになり、装置全体の製造コストが上がってしまうという問題も生ずる。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、チャンバにおける蓋部の重量を大きくすることなく蓋部の撓みを有効に防止することが可能な減圧乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、チャンバ内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、前記チャンバの底面を構成する基部と、平面視において矩形状の形状を有し、前記チャンバの蓋部材を構成する蓋部と、前記基部と前記蓋部の間に配設されるシール部材と、前記蓋部の上面に配設された平板状の補強部材と、前記蓋部と前記補強部材とを締結する複数の締結部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補強部材は、直方体形状を有するとともに、当該補強部材の長辺が、前記平面視において矩形状の蓋部の一辺の端縁付近からこれと対向する辺の端縁付近に亘り、前記平面視において矩形状の蓋部の短辺または長辺と平行となるように、前記平面視において矩形状の蓋部の中央付近に配設さる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補強部材は、直方体形状を有するとともに、当該補強部材の一方の短辺が前記平面視において矩形状の蓋部の一方の長辺と一致し、当該補強部材の他方の短辺が前記平面視において矩形状の蓋部の他方の長辺と一致するように、前記平面視において矩形状の蓋部の中央付近に配設される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記補強部材における前記蓋部との当接部の面積は、前記平面視において矩形状の蓋部の表面の面積の４分の１以上２分の１以下の面積を有する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記蓋部と前記補強部材とは、共に、アルミニウムからなる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記蓋部と前記基部とは、同一厚さのアルミニウム板を加工して構成したものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、チャンバにおける蓋部の重量を大きくすることなく蓋部の撓みを防止することが可能となる。また、補強部材を平板状とすることにより、装置の高さを低く抑えることができ、また、補強部材の上面がフラットなため、ダウンフローが停滞せずに補強部材の上部に塵埃等が堆積することを防止することが可能となる。
【００１７】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、直方体形状を有する補強部材により、蓋部の撓みをより有効に防止することが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、蓋部と補強部材との熱膨張率の差による応力の発生を防止することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、蓋部と基部の製造コストを減少させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る減圧乾燥装置の正面図であり、図２はその平面図である。また、図３乃至図５は、減圧乾燥装置による乾燥動作を示す概要図である。
【００２１】
この減圧乾燥装置は、蓋部１１と、シール部材１２と、基部１３とから成るチャンバ１０を備える。この減圧乾燥装置においては、蓋部１１と、シール部材１２と、基部１３とからにより形成されるチャンバ内に基板Ｗを収納し、このチャンバ１０内を減圧することにより、基板Ｗ上の薄膜を減圧乾燥する構成となっている。
【００２２】
図１および図２に示すように、蓋部１１は、連結部材４９を介して一対の第１支持棒４８に支持されている。また、これらの第１支持棒４８は、一対の第２支持棒４７に連結されている。さらに、これらの第２支持棒４７の両端部は、一対の昇降板４５に連結されている。
【００２３】
一方、チャンバ１０の両端に配設された昇降駆動部４２内には、モータ４３の駆動により回転するボールねじ４４が配設されている。そして、一対の昇降板４５には、このボールねじ４４に螺合するナット４６が付設されている。このため、蓋部１１は、モータ４３の駆動により、図３に示す解放位置と、図４および図５に示す閉鎖位置との間を昇降する。
【００２４】
図６は、蓋部１１と第１支持棒４８および第２支持棒４７との連結関係を示す拡大図である。
【００２５】
連結部材４９は、蓋部１１の上面に付設された固定部材５０上に立設されている。そして、この連結部材４９は、第１支持棒４８および第２支持棒４７に穿設された孔部を貫通しており、この孔部内を移動可能となっている。さらに、支持棒４７の上部はテーパー形状を有し、また、第１支持棒４８に穿設された孔部は、このテーパー形状と対応する形状となっている。なお、第１支持棒４８に穿設された孔部の内径は、連結部材４９の外径より大径となっている。
【００２６】
蓋部１１が図３に示す解放位置に配置されたときには、蓋部１１等の自重により、連結部材４９は、図６において実線で示すように、連結部材４９のテーパー部と第１支持棒４８のテーパー部とが当接する位置に配置される。一方、蓋部１１が図４および図５に示す閉鎖位置に配置されたときには、図６において二点鎖線で示すように、連結部材４９のテーパー部と第１支持棒４８のテーパー部とが離隔した位置に配置される。
【００２７】
このように、連結部材４９のテーパー部と第１支持棒４８のテーパー部とが離隔した状態においては、連結部材４９と第１支持棒４８および第２支持棒４７との連結関係が解除される。このため、後述する減圧時において、蓋部１１が多少変形したとしても、その影響が蓋部１１の昇降機構に及ぶことを有効に防止することが可能となる。
【００２８】
図３乃至図５に示すように、この減圧乾燥装置は、基板Ｗを支持する支持ピン２１が立設された支持板２２とを備える。基板Ｗは、チャンバ１０内において、その主面を上方に向けた水平姿勢で支持ピン２１により支持される。
【００２９】
チャンバ１０における基部１３には、排気口３１が形成されている。この排気口３１は、管路３２により、真空ポンプ３４と接続されている。そして、排気口３１と真空ポンプ３４との間には、排気口３１からの排気量を二段階に制御可能な真空バルブ３３が配設されている。なお、真空バルブ３３に変えて流量可変弁等を使用してもよい。
【００３０】
また、支持板２２は、支持棒２４を介して昇降機構２５と連結されている。支持ピン２１は支持板２２とともに、昇降機構２５の作用により、図示しない搬送アームとの間で基板Ｗを受け渡す基板Ｗの受け渡し位置と、各々高さが異なる第１、第２の乾燥位置との３箇所の高さ位置の間を昇降可能となっている。
【００３１】
図１乃至図５に示すように、蓋部１１の上面には、補強部材４１が配設されている。この補強部材４１は、直方体形状を有するアルミニウムの平板から構成されている。この補強部材は、図２に示すように、その一方の短辺が前記平面視において矩形状の蓋部１１の一方の長辺と一致し、その他方の短辺が平面視において矩形状の蓋部１１の他方の長辺と一致するように、蓋部１１の中央付近に配設される。
【００３２】
そして、この補強部材４１は、比較的小径の多数のねじ５２とにより、蓋部１１の上面に締結されている。後述する減圧時には、蓋部１１が多少は変形する。このときに、蓋部１１と補強部材４１とが、締結部材たるねじ５２により締結されていることから、接着剤等により接着した場合に比べ、蓋部１１と補強部材４１とを、剥離を生ずることなく強固に締結することが可能となる。また、溶接を利用した場合のように、クラックによる障害が生ずることもない。
【００３３】
また、この補強部材４１は、その上面が平坦な平板状の形状を有することから、装置の高さを低く抑えることができ、また、補強部材４１の上面がフラットなためダウンフローが停滞せずに補強部材４１の上部に塵埃等が堆積することを防止することが可能となる。このため、減圧乾燥装置をクリーンルームに設置した場合にも、補強部材上に堆積した塵埃等がダウンフローにより飛散するという現象を生ずることもない。
【００３４】
また、この補強部材４１は、蓋部１１と同じアルミニウム製であるため、蓋部１１と補強部材４１との熱膨張率の差による応力の発生を防止することが可能となる。さらに、この補強部材として、市販のアルミニウム製の平板を使用することができることから、そのコストを低減することが可能となる。
【００３５】
この補強部材４１における蓋部１１との当接部の面積は、平面視において矩形状の蓋部１１の表面の面積の４分の１以上２分の１以下とすることが好ましい。補強部材４１の面積がこれより小さくなった場合には、補強による強度が低下する。また、補強部材４１の面積がこれより大きくなった場合には、補強部材４１の重量が増加し、また、市販の板材を使用できなくなる。
【００３６】
なお、上述した実施形態においては、補強部材４１は、その一方の短辺が蓋部１１の一方の長辺と一致し、その他方の短辺が蓋部１１の他方の長辺と一致するようにしている。しかしながら、補強部材４１として、その一方の短辺が蓋部１１の一方の短辺と一致し、その他方の短辺が蓋部１１の他方の短辺と一致するようにしてもよい。
【００３７】
さらに、補強部材４１の短辺は、必ずしも蓋部１１の短辺または長辺と一致する必要はなく、短辺または長辺よりやや内側の位置にあってもよい。すなわち、補強部材４１は、その長辺が、蓋部１１の一辺の端縁付近からこれと対向する辺の端縁付近に亘り、蓋部１１の短辺または長辺と平行となるように設置されればよい。
【００３８】
次に、この減圧乾燥装置により基板の主面に形成された薄膜を乾燥する乾燥動作について説明する。図７および図８は、この発明に係る減圧乾燥装置による乾燥動作を示すフローチャートである。
【００３９】
基板Ｗの主面に形成された薄膜を乾燥する場合には、最初に、図３に示すようにチャンバ１０における蓋部１１を解放位置まで上昇させて、チャンバ１０を開放する（ステップＳ１１）。次に、基板Ｗを支持した図示しない搬送アームがチャンバ１０内に進入する（ステップＳ１２）。
【００４０】
そして、この搬送アームは、支持板２２とともに図３に示す基板Ｗの受け渡し位置まで上昇した支持ピン上に基板を受け渡す（ステップＳ１３）。これにより、搬送アームに支持されていた基板Ｗが、支持ピン２１により支持されることになる。そして、搬送アームがチャンバ１０内より退出する（ステップＳ１４）。
【００４１】
次に、昇降機構２５の駆動により、支持ピン２１が支持板２２とともに図４に示す第１の乾燥位置まで下降する（ステップＳ１５）。そして、図４に示すように、チャンバ１０における蓋部１１を下降させて、チャンバ１０を閉止する（ステップＳ１６）。この状態においては、基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離は、小さくなっている。
【００４２】
この状態において、真空ポンプ３４と真空バルブ３３の作用により、少量の排気量で排気を行う（ステップＳ１７）。このとき、この減圧乾燥装置においては、排気口３１がチャンバ１０の底部に形成されている。このため、この排気口３１から排気を行った場合には、基板Ｗの主面において、その中央から端縁に向かう空気流が発生する。
【００４３】
図４に示す状態においては、基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離が小さく設定されている。これは、この距離を大きくとった場合には、減圧乾燥処理を開始した直後の活発な乾燥動作により突沸と呼ばれる現象が発生するためである。基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離を小さく設定した場合には、このような活発な乾燥動作を防止することができ、突沸による脱泡の発生を防止することができる。
【００４４】
このときの、基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離は、１５ｍｍ以下とすることが好ましく、２ｍｍ乃至１０ｍｍとすることが特に好ましい。
【００４５】
このように基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離を小さく設定した上で、少量の排気量により減圧乾燥を行った場合には、基板Ｗの主面における中央から端縁に向かう緩やかな空気流により、突沸による脱泡を防止した状態で、適切な減圧乾燥を実行することが可能となる。但し、基板Ｗの主面中央部の薄膜部分については、十分な乾燥は行い得ない。
【００４６】
上述した乾燥工程を開始して一定の時間が経過すれば（ステップＳ１８）、真空ポンプ３４と真空バルブ３３の作用により、多量の排気量で排気を行う（ステップＳ１９）。このときには、基板Ｗの主面において、その中央から端縁に向かう比較的大きな空気流が発生する。そして、昇降機構２５の駆動により、支持ピン２１が支持板２２とともに図５に示す第２の乾燥位置まで下降する（ステップＳ２０）。
【００４７】
このように基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離を大きく設定した上で、多量の排気量により減圧乾燥を行った場合には、基板Ｗの主面全域にわたり、迅速に乾燥が行われる。しかしながら、上述した乾燥工程において薄膜はある程度乾燥していることから、突沸による脱泡が発生することはない。
【００４８】
このときの、基板Ｗの主面とチャンバ１０における蓋部１１の上面１４との距離は、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。この距離は、チャンバ１０内の体積、すなわち、排気を行うべき雰囲気の量によって制約されることから、５０ｍｍよりも大きな値とすることは好ましくない。
【００４９】
このときには、チャンバ１０内の真空度はかなり高くなる。しかしながら、本願発明に係る補強部材４１の作用により、蓋部１１の変形量を最小とすることが可能となる。
【００５０】
この乾燥工程において、図示しないセンサによりチャンバ１０内の真空度が予め設定した値に到達すれば（ステップＳ２１）、チャンバ内に窒素ガスをパージする（ステップＳ２２）。そして、チャンバ１０内が大気圧となれば、チャンバ１０における蓋部１１を上昇させて、チャンバ１０を開放する（ステップＳ２３）。次に、昇降機構２５の駆動により、支持ピン２１が支持板２２とともに図３に示す基板Ｗの受け渡し位置まで上昇する（ステップＳ２４）。
【００５１】
この状態において、図示しない搬送アームがチャンバ１０内に進入し（ステップＳ２５）、支持ピン２１との間で基板を受け渡す（ステップＳ２６）。これにより、支持ピン２１に支持されていた基板Ｗが搬送アームにより支持される。そして、基板Ｗを支持した搬送アームがチャンバ１０内より退出する（ステップＳ２７）。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明に係る減圧乾燥装置の正面図である。
【図２】この発明に係る減圧乾燥装置の平面図である。
【図３】減圧乾燥装置による乾燥動作を示す概要図である。
【図４】減圧乾燥装置による乾燥動作を示す概要図である。
【図５】減圧乾燥装置による乾燥動作を示す概要図である。
【図６】蓋部１１と第１支持棒４８および第２支持棒４７との連結関係を示す拡大図である。
【図７】乾燥動作を示すフローチャートである。
【図８】乾燥動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０      チャンバ
１１      蓋部
１２      シール部材
１３      基部
１４      上面
１５      凹部
２１      支持ピン
２２      支持板
３１      排気口
３２      管路
３３      真空バルブ
３４      真空ポンプ
４１      補強部材
４２      昇降駆動部
４３      モータ
４４      ボールねじ
４５      昇降板
４６      ナット
４７      第２支持棒
４８      第１支持棒
４９      連結部材
５０      固定部材
５２      ねじ
【図１】
2008025960.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008025960.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008025960.tif 000007
【図６】
2008025960.tif 000008
【図７】
2008025960.tif 000009
【図８】
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