CN103518257B - 基片处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明解决的问题，即改进已知的基片处理装置使得在不需要具有大厚度的高成本观察窗的情况下基片可以在所述装置内通过光被处理，通过这样的基片处理装置被解决，该基片处理装置包括安装腔和用于基片被光曝光的光源，光源被布置在基片处理装置的内部并且包括至少一盏灯，该灯被布置在至少部分可以透光并且具有用于容纳灯的真空密封腔的壳体内，并且该基片处理装置还包括至少一个反射器元件，该反射器元件被布置成在空间上邻近该至少一盏灯，并且具有电连接件。

Description

基片处理装置

技术领域

本发明涉及一种基片处理装置。

背景技术

如果旨在借助于脉冲气体放电灯（闪光灯）在大基片上执行曝光或热处理工艺，换言之，基片例如具有大约1m²或更大的表面积，这可以通过两种方式实现：一种是单灯（或覆盖基片的仅一部分的小的灯阵列）相对于基片移动，从而通过组合多个曝光场来最终曝光或热处理整个基片。作为该方法的替代，在整个基片上方延伸的灯阵列可以一次触发。有很多这样的例子，诸如基片上要被曝光的光刻胶，在这样的例子中，多个曝光场的组合由于它们必然需重叠而必然导致不利的双重曝光。在这些示例中，只能使用覆盖整个基片的灯阵列。

覆盖全部的或部分的基片的气冷灯阵列是现有技术。在只能或只应该发生在真空中的工艺中，灯被布置在真空腔外部并且基片通过真空腔的壁中的光学窗被曝光或热处理，灯通过该光学窗照进真空腔。由于装置外部的大气压和装置内部的主要真空之间的压差，光学窗因此暴露于这样的力：至少10⁵牛顿/每平方米基片表面。结果，光学窗将需要被制成为相应地厚，即若干厘米。除了特质玻璃（通常为石英玻璃，因其在UV范围内高的透明度）的高生产成本以外，由于大的玻璃厚度以实现所需强度，来自灯的大部分光被吸收到光学窗的玻璃中。

在激光用于涡轮叶片钻孔的情况下，例如，200mm长的气体放电灯被用作光源。由于高闪频率，例如每秒500脉冲，即相对高的平均电能例如8KW，灯需要被水冷。通常由所称的流管执行该冷却，灯被嵌入在该流管中。流管是石英玻璃管，去离子冷却水流过玻璃管，由此冷却灯。流管允许无湍流水沿着灯流动。

US 2002/0148824 A1提出了一种用于半导体表面热处理的***，这些半导体通过加热灯生成的热辐射被加热。在这种情况下，灯被局部透明的壳体单独地或成组地包围以将半导体与处理腔的周围条件隔离，并且可选地用合适的气态或液体介质冷却半导体。此外，薄的石英玻璃片也可以布置在包括灯的壳体和待热处理的表面之间。

类似地，US 2007/0095289 A1公开了一种同样可以用于半导体表面的热处理的加热装。在这种情况下，加热装置本身包含弯曲的石英玻璃管，碳丝被馈送通过该石英玻璃管，当电流流过碳丝时，碳丝生热并且将热量施加到待处理的表面。在这种情况下，石英玻璃管被牢固地安装在反射板上，并且由碳化硅构成的防护盖元件覆盖。

发明内容

本发明的目的是改进已知的基片处理装置，使得基片可以在不用要求高重量的高成本光学窗的情况下通过光在装置中被处理。

该目的通过具有独立权利要求1的特征的基片处理装置实现。在从属权利要求中描述了有利构造和改进。

因此，提出了一种基片处理装置，该装置包括：安装腔；和用于基片曝光的光源，其中光源被布置在基片处理装置内并且包括至少一盏灯，该至少一盏灯被布置在至少局部透明的壳体内，该壳体具有用于容纳灯的真空密封腔；以及至少一个反射器元件，该至少一个反射器元件具有电连接件，并且被布置成在空间上邻近至少一盏灯。

基片曝光在所提出的基片处理装置中执行，使得并且利用灯使得，由于它们的能量输出，在提出的基片处理装置中，它们适于以与热处理工艺的情况类似的方式表面地改性基片和/或布置在基片上的层的特性。

由于一个或多个所述灯在真空密封壳体内的布置，所以其能够被布置在安装腔内，结果，能够避免用于布置在安装腔外部的灯的具有大厚度的特制光学窗。随着基片尺寸的增加，该优点被认为是尤其有利的。此外，由于灯在安装腔内侧的布置，所提出的基片处理装置中的光源可以布置得更靠近基片，因此消耗较少的能量以实现与光源位于安装腔外的光源的情况相同的效果。

此外，提出了具有电连接件的至少一个反射器元件应该布置成在空间上邻近该至少一盏灯，该电连接件使得可以将反射器元件置于可选的电势。这使得可以简单且可选地触发甚至非常长的灯。

根据一种构造，光源的壳体包括至少一根由透光材料制成的管。管的生产容易并且经济、即使壁厚较小但因其几何形状而具有较高的强度，并且管中理想地适于布置杆状灯。如果多根管相互平行地布置在平面中，则在基片处理装置内能够以简单且经济的方式提供延伸的照明光源，其中多盏杆状灯可以彼此独立地布置，并且同时可以曝光大表面的平面状、例如板状的基片，诸如平坦玻璃片等。

可替代地，壳体可以包括至少两个相互平行的板和至少两个连接所述板的板条，至少一个板由透光材料制成。原理上，两个板条足以将两个平行板一起连接到壳体，例如当该组件的两个仍开放的两端开放到安装腔外部时，如在下文将结合另一构造进一步说明的。

然而，另外有利地，可在两个板之间***附加的板条，以进一步提高壳体的强度，如下面将借助于示例性实施例进一步描述的。以这种方式，彼此界定的多个通道然后被设置在两个平行板之间，并且可以例如分别用于容纳杆状灯。

如上已经所述的，可能有利的是，壳体延伸通过安装腔的至少一个壁，在装置的外侧上具有至少一个开口，通过该至少一个开口，能够从安装腔的外部进入壳体的腔。以此方式，一方面，在基片处理装置的操作期间，根据需要可以更换单个灯，而在装置中执行真空处理时安装腔不必含有气体，并且以此方式避免了基片处理装置的高成本的关机。

另一方面，所述至少一个开口可以形成为冷却剂连接部，从而冷却剂能够被馈送通过壳体以冷却灯。在这种情况下，冷却剂可以是气体，诸如空气或氮气，当然冷却剂也可以是诸如去离子水等的冷却剂。

根据另一构造，光源包括布置在一个平面中的至少两个杆状灯，并且，反射器元件包括布置在与上述一个平面平行的一个平面内的至少一个导电板或导电涂层板。以此方式，两盏或更多盏灯可以通过使用单个延伸形成的反射器元件被触发，从而能够保持该基片处理装置的结构简单。

根据另一种构造，反射器元件可以是壳体的一个部件，即，反射器元件可以例如由壳体中的一个板或一个或多个板条形成，例如由导电材料制成这些部件。

可替代地，反射器元件可以是应用到壳体部件上的导电层，例如本身透光且不导电的板，或者透光且不导电板条。同样可能的是，将导电层应用到透光且不导电的管的表面的子区域上。

例如，如果由诸如石英玻璃等的有透光材料制成的管的尺寸被设计成长的闪光灯，例如1700mm，并且被馈送通过真空腔，则即使例如1.5mm的玻璃壁厚也足以承受真空压力。在灯阵列的较低闪光频率的情况下，例如每10秒一次脉冲，即基片每10秒被热处理，气冷是完全足够的。因此避免了例如通过水对于灯的冷却，水吸收了灯的发射光谱中的虽然少但并非微不足道的红外部分。这样的管能够被经济地生产（例如€50/2m）。此外，简单（无水）的灯更换是可能的，而不需要对空腔充气。然而，对于更高的能量输入，所提出的解决方案同样允许如上所述地利用液体冷却剂来主动冷却灯。

如果旨在利用发射光谱中的UV部分，可以借助于通过壳体的封闭的氮气回路和热交换器来冷却灯，而没有臭氧形成。在不需要UV成分的过程中，现有技术通过灯主体的铈掺杂来防止臭氧形成影响到照明效率。当然，该变体也可以有利地用在所提出的基片处理装置中。

附图说明

下面将借助于示例性实施例以及相关附图详细地说明所提出的基片处理装置，其中：

图1以透视图示出了属于根据第一示例性实施例的具有灯布置的基片处理装置的安装腔，

图2示出了根据第二示例性实施例的基片处理装置的截面图，

图3示出了根据第三示例性实施例的基片处理装置的截面图，

图4示出了根据第四示例性实施例的基片处理装置的截面图，

图5示出了根据第五示例性实施例的基片处理装置的截面图，

图6示出了根据第六实施例的灯布置，

图7示出了根据第七实施例的灯布置。

具体实施方式

图1示出了安装腔1的局部视图，该安装腔1是用于板状基片的真空处理的基片处理装置的一部分。安装腔1包括侧壁11、底部12和凸缘13，盖（此处未示出）可以布置在该凸缘13上使得盖能够封闭安装腔1。用于基片3的传送装置2被布置在安装腔1内。传送装置2通过传送辊22的布置形成：传送辊22被布置在水平面中、被可转动地安装在两个支承板21中并且是可被驱动的，待处理的基片被放置在传送辊22上并且被沿传送方向25移动通过基片处理装置。

示出了基片处理装置的一部分，在该部分中，基片经受光的处理。为此，灯阵列被布置在传送装置2上方的平面中，该灯阵列被布置在安装腔1内位于盖（此处未示出）下方，该盖在安装腔1的工作期间封闭安装腔1并且被连接到上凸缘13。为此，在基片的传送方向25的横向上，多个石英玻璃管41（流管）在与基片的传送平面平行且位于该传送平面上方的水平面内被馈送通过安装腔1，例如安装在密封环内，由此它们延伸穿过安装腔1的侧壁。因此，即使在安装腔1被盖封闭时，管41中的主要大气压也在装置的操作期间被抽真空。因此，这些管41形成真空密封的容器4，容器4对于灯是至少部分地透光的。

灯由此可以被馈送通过管41，所述灯引起对于在灯下方的传送装置2上移动通过基片处理装置的基片的光处理。以此方式，可以将灯安装在大气压中并且通过空气冷却灯，以及根据需要更换灯，而不必为此对安装腔1充气。在该示例性实施例中，管41具有圆形横截面。因此，一方面，管41能够以特别简单且因此经济的方式生产，并且另一方面，这些管41特别地耐压。与上述光窗口相比，管41的壁厚不依据灯的数目确定尺寸，而仅略依据管41的长度确定尺寸以满足要求的机械强度。

图2示出了通过图1所示类型的基片处理装置的横截面，该基片处理装置具有：封闭盖14，该封闭盖14支承在位于安装腔1的侧壁11的上边缘上的凸缘13上；呈板的形式的反射器元件6，该反射器元件6被布置在位于玻璃管41的壳体4中的灯5的布置的上方。该反射器元件6用于触发灯5。在长的灯5的情况下，可以仅利用较高的能量损失和/或精密电子设备，通过将高电压施加到布置于各个灯5的端部处的电极来实现气体放电的触发。通过反射器元件6执行外部触发是较简单的，并且进一步允许对于灯5的电源的DC隔离。

图3示出了一种示例性实施例，其中直管41被安装在盖14的凹部中，从而管41和布置在管41内的灯5处在安装腔1内的真空中，管41的端部开口到安装腔1的外部的大气，并且在那里可以被供给电压。因此，盖14的凹部15形成安装腔的由管从中延伸通过的壁。为了易于更换灯5，凹部15能够可释放地连接到盖14。管41开口到安装腔1的外部并且相应地形成用于灯5的壳体4，管41由于它们位于外部的开口44也可以用于引入和抽出冷却剂。为此，冷却剂连接部可以布置在开口44上。

图4示出了一种示例性实施例，其中直管41被安装在安装腔1的盖14中，使得它们延伸通过安装腔1的侧壁11，并且管41及安装在其中的灯5处于安装腔1的真空中，管41的端部开口到安装腔1外部的大气，它们能够在此被供给电压。

图6示出了根据示例性实施例的延伸的灯5的布置，其中与上述实施例不同，灯5被布置在具有矩形横截面的管41中。因此，可以实现管41的小的壁厚，以及灯5的高封装密度。管41的背离基片3的（水平）表面以及管41的位于灯5之间的（竖直）表面也可以被涂以导电材料，诸如铝等。因此，当被涂覆的表面被相应地施加电势时能够构成用于触发灯5的反射器元件6，如下所述。而且，在上述实施例的圆形横截面的管41的情况下，这同样是可能的，但在该情况下，管41的侧表面的仅背离基片的部分应该被涂覆，而管41的侧表面的朝向基片3的部分应该保持透光。

图7示出了壳体4中的灯布置的另一替代例，与目前提出的管41相反，该壳体4并不只能容纳一盏灯5，而是能够容纳灯5的整个延伸的布置。该壳体4由两块板42形成，其中至少一块板由透光材料、例如石英玻璃构成，板条43形式的腹板被布置在两块板42之间并且与之相连，以提高壳体4的强度。其它的板42同样可以由透光材料、诸如石英玻璃等构成，但也可以由其它材料、例如导电材料诸如铝等构成，或者被涂覆导电材料，诸如铝等。在这种情况下，另一块板同时可组成能够用于触发灯5的电容器元件，如上所述。这同样适用于布置在两块板42之间的板条43。

在所有示例性实施例中，被涂覆导电材料或由导电材料构成的壳体4的部件可以同时用作反射器，以更好地利用灯5的光。

附图标记列表

1 安装腔

11 侧壁

12 底部

13 侧部

14 盖

15 凹部

2 传送装置

21 支承堤部

22 传送滚筒

23 驱动轮

24 传送带

25 传送方向

3 基片

4 壳体

41 管

42 板

43 板条

44 开口

5 灯

6 反射器元件

Claims (7)

1.一种基片处理装置，所述基片处理装置包括：安装腔；和用于基片的曝光的光源，其中，所述光源被布置在所述安装腔内并且包括至少一盏放电灯，所述放电灯被布置在至少局部透光的壳体中，所述壳体具有用于容纳所述至少一盏放电灯的真空密封腔；以及至少一个反射器元件，所述反射器元件具有电连接件，并且被布置成在空间上邻近所述至少一盏放电灯，

其中，所述至少一盏放电灯包括布置在第一平面内的至少两个杆状放电灯，并且，所述反射器元件包括布置在与上述第一平面平行的一个平面内的至少一个导电板或导电涂层板，以及

其中，所述电连接件将所述反射器元件置于可选的电势，从而所述反射器元件被用于触发所述放电灯。

2.根据权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述壳体包括至少一个管，所述管由透光材料制成。

3.根据权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述壳体包括互相平行布置的至少两个板和连接所述板的至少两个板条，至少一个板由透光材料构成。

4.根据权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述壳体延伸通过所述安装腔的至少一个壁，并且在所述安装腔的外侧上具有至少一个开口，通过所述开口能够从所述安装腔的外部进入所述壳体的腔。

5.根据权利要求4所述的基片处理装置，其特征在于，所述至少一个开口包括冷却剂连接部。

6.根据权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述反射器元件包括所述壳体的部件。

7.根据权利要求1所述的基片处理装置，其特征在于，所述反射器元件包括被涂敷到所述壳体的部件上的金属层。