JP5192719B2 - Heating apparatus and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、加熱装置および基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a heating apparatus and a substrate processing apparatus.
従来から、基板に薄膜を形成するための成膜方法の一つにCVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸着)法が知られている。このCVD法を用いて基板を成膜するには、基板を200〜500℃程度まで加熱した状態で行うこととなる。この場合、生産効率を考慮して、成膜室に基板を搬送する前に、予め基板を加熱装置にて加熱している。加熱装置としては、加熱チャンバ内を昇降軸により上下方向に移動可能に支持され、かつ基板が載置されるカセットを備え、カセットの温度を制御するための加熱コイルが設けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上述の特許文献1にあるような加熱装置では、図8に示すように、加熱チャンバ70に複数設けられたカセット71を上下に昇降させるために第一昇降機構72と、基板73を持ち上げるためのフック74の第二昇降機構75とを有している。この加熱装置では、基板73を持った図示しないロボットのアームが、カセット71間に移動した後、フック74を上昇させて基板73を受け取る。その後、アームを引き抜き、フック74を下降させて基板73をカセット71上に載置する。また、加熱チャンバ70に、次の基板73を受け入れるために、第一昇降機構72によりカセット71を上昇または下降させ、ロボットのパスラインに空きカセット71を移動させる。
By the way, in the heating apparatus as described in Patent Document 1 described above, as shown in FIG. 8, the first
このように特許文献1では、加熱装置に昇降機構が設けられるとともに、カセットが上下方向に昇降するため、加熱装置が大型化してしまうという問題があった。また、特に近年では、基板の大型化が進んでいるため、さらに加熱装置が大型化するという問題があった。さらに、基板の大型化により、基板をフックで支持する際に、基板の撓みが大きくなるという問題があった。 Thus, in patent document 1, while the raising / lowering mechanism was provided in the heating apparatus and the cassette was raised / lowered up and down, there existed a problem that a heating apparatus will enlarge. In particular, in recent years, since the size of the substrate has been increased, there has been a problem that the heating device is further increased in size. Furthermore, due to the increase in size of the substrate, there is a problem that the substrate is greatly bent when the substrate is supported by the hook.
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑止でき、また、基板の大型化に対応することができる加熱装置および基板処理装置を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a heating apparatus and a substrate processing apparatus that can suppress the increase in size of the apparatus and can cope with the increase in size of the substrate. .
請求項1に記載した発明は、基板の搬出入が可能な開口部を側面に有する基板加熱室と、前記基板加熱室の内部に設置され、平板状の第一ヒータと、該第一ヒータの上面に取り付けられた複数の基板支持ピンとを有する基板加熱ユニットを有し、複数の前記基板加熱ユニットが上下方向に積層され、固定配置されてなる基板加熱部と、前記基板加熱室に隣接配置され、前記基板加熱部に対して基板を出し入れ可能であって、上下方向に昇降可能に構成された基板搬送ロボットと、前記基板加熱室において、前記基板搬送ロボット側の壁面に位置する前記開口部を開閉する扉部材と、を備え、前記開口部は、複数の前記基板加熱ユニットごとに配され、
前記基板支持ピンの上部にはローラが設けられて、前記ローラの回転方向が載置する前記基板の中心からそれぞれの基板支持ピンへ指向する方向に沿うように配置されていることを特徴とする加熱装置である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate heating chamber having an opening on a side surface through which a substrate can be carried in and out, a flat plate-like first heater installed in the substrate heating chamber, and the first heater A substrate heating unit having a plurality of substrate support pins attached to the upper surface, wherein the plurality of substrate heating units are stacked in a vertical direction and fixedly disposed; and disposed adjacent to the substrate heating chamber. A substrate transfer robot configured to be able to take in and out the substrate with respect to the substrate heating unit, and to be moved up and down, and in the substrate heating chamber, the opening located on the wall surface on the substrate transfer robot side. A door member that opens and closes, and the opening is arranged for each of the plurality of substrate heating units ,
Wherein the upper portion of the substrate support pin rollers are provided, characterized that you have been arranged along the direction directed to each of the substrate support pins from the center of the substrate rotating direction of the roller is placed It is a heating device.
このように構成することで、基板加熱部は固定され、基板搬送ロボットが上下方向に移動することで、開口部を通して、複数の前記基板加熱ユニットごとに配される前記基板が全て搬出入されるため、基板加熱ユニットを昇降させるためのスペースを確保する必要がなくなり、加熱装置の大型化を抑制することができる効果がある。
また、基板を複数の基板支持ピンに載置するようにしたため、基板と第一ヒータとの間を基板搬送ロボットが移動できる。したがって、基板の受け渡しを確実に行うことができる効果がある。
さらに、基板搬送ロボットが配置されている領域と基板加熱室との間を扉部材により遮蔽することができるため、メンテナンスをそれぞれの領域ごとに行うことができる。したがって、効率よくメンテナンスすることができる効果がある。
With this configuration, the substrate heating unit is fixed, and the substrate transfer robot moves in the vertical direction, so that all the substrates arranged for each of the plurality of substrate heating units are carried in and out through the openings. Therefore, there is no need to secure a space for raising and lowering the substrate heating unit, and there is an effect that an increase in the size of the heating device can be suppressed.
Further, since the substrate is placed on the plurality of substrate support pins, the substrate transport robot can move between the substrate and the first heater. Therefore, there is an effect that the substrate can be reliably delivered.
Furthermore, since the door member can shield the area where the substrate transfer robot is disposed and the substrate heating chamber, maintenance can be performed for each area. Therefore, there is an effect that maintenance can be performed efficiently.
請求項2に記載した発明は、前記基板加熱室の内壁面に設置されたリフレクタと、前記扉部材の前記基板加熱部側の表面に装着された熱反射部材と、を備えていることを特徴としている。
このように構成することで、基板加熱時に基板加熱室内を効率的に高温に保持することができるため、短時間で確実に基板を加熱することができる効果がある。
The invention described in claim 2 is provided with a reflector installed on the inner wall surface of the substrate heating chamber, and a heat reflecting member mounted on the surface of the door member on the substrate heating portion side. It is said.
With such a configuration, it is possible to hold the substrate heating chamber during board heat efficiently to a high temperature, there is an effect that can be reliably heat the substrate in a short time.
請求項3に記載した発明は、前記基板に対向するように配置された前記第一ヒータが、複数の小ヒータをつなぎ合わせて形成されていることを特徴としている。
このように構成することで、基板が大型化しても、第一ヒータをそれに合わせて大型化する必要がなくなる。したがって、ヒータの自重による撓み量を抑制することができ、確実に基板を所望の温度に加熱することができる。結果として、基板の大型化に確実に対応することができる効果がある。
また、第一ヒータのメンテナンス時などに、基板加熱室から容易に出し入れすることができるため、効率よくメンテナンスすることができる効果がある。
The invention described in claim 3 is characterized in that the first heater arranged to face the substrate is formed by connecting a plurality of small heaters.
By configuring in this way, even if the substrate is enlarged, it is not necessary to enlarge the first heater accordingly. Therefore, the amount of deflection due to the weight of the heater can be suppressed, and the substrate can be reliably heated to a desired temperature. As a result, there is an effect that it is possible to reliably cope with an increase in the size of the substrate.
In addition, since the first heater can be easily taken in and out of the substrate heating chamber, the maintenance can be efficiently performed.
請求項4に記載した発明は、前記第一ヒータは、該第一ヒータの周縁部に配置されたフレーム部材に支持されていることを特徴としている。
このように構成することで、第一ヒータの撓みを抑制して、第一ヒータの破損を防止することができる効果がある。また、第一ヒータの周縁部のみを支持しているため、第一ヒータからの輻射熱を基板側に効率よく伝達させることができる効果がある。また、適正な大きさの小ヒータをフレーム部材で確実に載置することができるため、基板の大型化にも対応することができる効果がある。
The invention described in claim 4 is characterized in that the first heater is supported by a frame member disposed at a peripheral portion of the first heater.
By comprising in this way, there exists an effect which can suppress the bending of a 1st heater and can prevent the failure | damage of a 1st heater. Moreover, since only the peripheral part of the first heater is supported, there is an effect that the radiant heat from the first heater can be efficiently transmitted to the substrate side. In addition, since a small heater having an appropriate size can be reliably placed by the frame member, there is an effect that it is possible to cope with an increase in the size of the substrate.
請求項5に記載した発明は、前記第一ヒータの前記基板搬送ロボット側に、第二ヒータが設けられていることを特徴としている。
このように構成することで、第一ヒータの周縁部で一番温度低下が生じやすい基板搬送ロボット側の温度を独立して制御することができるため、基板全面をより確実に均一に加熱することができる効果がある。
The invention described in
With this configuration, the temperature on the substrate transfer robot side where the temperature drop is most likely to occur at the periphery of the first heater can be independently controlled, so that the entire substrate surface can be heated more reliably and uniformly. There is an effect that can.
請求項6に記載した発明は、前記第二ヒータが、前記第一ヒータよりも高温に保持可能に構成されていることを特徴としている。
このように構成することで、第一ヒータおよび第二ヒータからの輻射熱の温度分布が平面視において略均一にすることができるため、基板全面を均一に加熱することができる効果がある。
The invention described in claim 6 is characterized in that the second heater is configured to be capable of being held at a higher temperature than the first heater.
With this configuration, the temperature distribution of the radiant heat from the first heater and the second heater can be made substantially uniform in a plan view, so that the entire surface of the substrate can be heated uniformly.
請求項7に記載した発明は、前記基板加熱室内には窒素ガス供給部が設けられていることを特徴とする。
請求項8に記載した発明は、前記第一ヒータが、2枚重ね合わせられたカーボンからなる板状部材と、その板状部材の間に挟持されたシースヒータとを有することを特徴とする。
請求項9に記載した発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の加熱装置を有し、基板搬送ロボットが収容される基板搬送室が設けられ、該基板搬送室には、基板への処理を行う基板処理室が接続され、前記基板搬送ロボットは、前記加熱装置に含まれる基板加熱室と前記基板処理室との間で前記基板を搬送しうるように構成されていることを特徴としている。
このように構成することで、既存の基板搬送ロボットを利用して基板処理装置を構成することができるため、費用をかけずに実現することができる効果がある。また、基板処理装置の設置面積を増加させずに実現することができる効果がある。
The invention described in
The invention described in claim 8, wherein said first heater, wherein the Rukoto that Yusuke a plate member consisting of two superimposed was carbon, and a sheath heater which is sandwiched between the plate-like member .
A ninth aspect of the invention includes the heating apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein a substrate transfer chamber in which a substrate transfer robot is accommodated is provided, and the substrate transfer chamber includes a substrate. A substrate processing chamber for performing processing on the substrate is connected, and the substrate transfer robot is configured to transfer the substrate between the substrate heating chamber included in the heating apparatus and the substrate processing chamber. It is a feature.
With such a configuration, the substrate processing apparatus can be configured using an existing substrate transfer robot, so that there is an effect that can be realized without cost. Further, there is an effect that can be realized without increasing the installation area of the substrate processing apparatus.
本発明によれば、基板加熱部は固定され、基板搬送ロボットが上下方向に移動することで基板の出し入れがなされるため、基板加熱ユニットを昇降させるためのスペースを確保する必要がなくなり、加熱装置の大型化を抑止することができる。
また、第一ヒータを小ヒータをつなぎ合わせて構成することで、基板が大型化しても、第一ヒータをそれに合わせて大型化する必要がなくなる。したがって、ヒータの自重による撓み量を抑制することができ、確実に基板を所望の温度に加熱することができる。結果として、基板の大型化に確実に対応することができる。
According to the present invention, since the substrate heating unit is fixed and the substrate transfer robot moves up and down, the substrate is taken in and out, so that it is not necessary to secure a space for raising and lowering the substrate heating unit. Can be prevented from increasing in size.
Further, by configuring the first heater by connecting the small heaters, it is not necessary to increase the size of the first heater in accordance with the size of the substrate. Therefore, the amount of deflection due to the weight of the heater can be suppressed, and the substrate can be reliably heated to a desired temperature. As a result, it is possible to reliably cope with an increase in the size of the substrate.
次に、本発明の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(成膜装置)
図1は、本実施形態における成膜装置の概略構成図である。
図1に示すように、成膜装置(基板処理装置)1は、基板を別の装置から受け取り、成膜完了後の基板をさらに別の装置へと受け渡すためのロードロック室3と、基板を加熱するための基板加熱室5と、基板に薄膜を形成するための複数の成膜室7(本実施形態では4室)と、基板を搬送するための基板搬送ロボットが備えられた基板搬送室9とで構成されている。また、成膜装置1は、基板搬送室9を中心に、ロードロック室3、基板加熱室5および成膜室7が六角形の各辺に対応するように配置された枚葉クラスタ装置として構成されている。
(Deposition system)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a film forming apparatus (substrate processing apparatus) 1 receives a substrate from another apparatus, and transfers the substrate after film formation to another apparatus, and a substrate.
ロードロック室3は、別の装置から搬送されてきた基板を載置できるとともに、成膜が完了した基板を載置してさらに別の装置へと搬送することができるように構成されている。また、基板は基板支持ピンで支持されるように構成されている。さらに、ロードロック室3には、真空状態に保持できるように、図示しない真空ポンプが接続されている。
成膜室7は、基板表面に成膜を行うための各種装置が備えられている。成膜室7は、4室設けられているため、基板一枚あたりのスループットを短縮することができる。
The load lock chamber 3 is configured so that a substrate transferred from another apparatus can be placed, and a substrate on which film formation has been completed can be placed and further transferred to another apparatus. The substrate is configured to be supported by substrate support pins. Furthermore, a vacuum pump (not shown) is connected to the load lock chamber 3 so that it can be maintained in a vacuum state.
The
基板搬送室9には、基板を載置して各室間を搬送可能に構成された後述する基板搬送ロボットが設けられている。基板搬送ロボットには、水平方向、垂直方向に移動可能に構成されたロボットアームが形成されている。
The
(加熱装置)
図2は、本実施形態における加熱装置の概略構成図(平面図)であり、図3は、加熱装置の概略構成図(側面図)である。
図2、図3に示すように、加熱装置10は、基板11を搬出入可能な開口部13が側面15に形成された基板加熱室5を備えている。基板加熱室5内には、基板11を加熱するためのヒータ(第一ヒータ)21と、基板11を載置するための基板支持ピン23とからなる基板加熱ユニット24が設けられている。基板加熱ユニット24は複数設けられており、基板加熱部30を構成している。
(Heating device)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram (plan view) of the heating device in the present embodiment, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram (side view) of the heating device.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4は、ヒータ21の側面断面図である。
図4に示すように、ヒータ21は、カーボンからなる板状部材25を2枚重ね合わせ、その板状部材25同士の間にシースヒータ26が挟持されて構成されている。ヒータ21は、図示しない電源装置よりシースヒータ26に電圧を印加することで、加熱されるように構成されている。そして、加熱されたヒータ21からの輻射熱により基板11を加熱できるように構成されている。ヒータ21の上下方向の厚みは、ヒータ21の自重により撓みが生じない程度の厚みにすることで、ヒータ21の上下方向の設置枚数を多くすることができる。つまり、基板11の載置可能な枚数を増やすことができる。
FIG. 4 is a side sectional view of the
As shown in FIG. 4, the
図2、図3に戻り、基板加熱部30のヒータ21は、正面視(垂直方向)において、多段に設けられている(本実施形態では、4段)。また、ヒータ21は、平面視(水平方向)において、基板11の長手方向に分割して複数配置されている(本実施形態では、3枚)。つまり、ヒータ21は、平面視において、小ヒータ21aをつなぎ合わせて構成されており、小ヒータ21aの大きさは基板11の面積よりも小さく形成されており、それらを組み合わせた全体の大きさは、基板11を全面覆うように構成されている。
2 and 3, the
図5は、基板加熱室5内でヒータ21が載置された状態を示す部分側面図である。
図5に示すように、ヒータ21は、基板加熱室5内において、フレーム部材31に周縁部を支持されて配置されている。フレーム部材31は、例えばステンレスからなり略L字状に形成されている。また、小ヒータ21aにおける基板搬出入方向の手前側と奥側の周縁部を支持するようにフレーム部材31が設けられている。ヒータ21は、フレーム部材31に対して上方から載置して、支持されるように構成されている。フレーム部材31は、ヒータ21の荷重を支持可能な強度を有している。なお、フレーム部材31は、小ヒータ21aの全周を支持するように設けられていてもよい。
FIG. 5 is a partial side view showing a state where the
As shown in FIG. 5, the
基板11は、多段に設けられたヒータ21同士の間に載置可能に構成されている。つまり、3枚の基板11が基板加熱室5内に載置可能に構成されている。
また、基板11は、基板支持ピン23上に載置される。基板支持ピン23は、ヒータ21の上面に複数取り付けられており、基板11を載置したときに、基板11の自重による撓みを最小限に抑制すべく適正な位置に取り付けられている。また、基板支持ピン23は、平面視において基板搬送ロボット50のロボットアーム51と干渉しない位置に設けられている。
The board |
Further, the
図6は、基板支持ピン23の構成図であり、(A)は正面図、(B)は側面図である。
図6に示すように、基板支持ピン23は、ヒータ21上に取り付けられた支柱27と、支柱27の上部に設けられたローラ28とを備えている。ローラ28は、その中心軸29を中心に回転可能に構成されている。このローラ28に基板11が載置されることにより、基板11が加熱により熱伸びする際に、基板11に傷が発生することを防止することができる。
6A and 6B are configuration diagrams of the substrate support pins 23, where FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a side view.
As shown in FIG. 6, the
図7は、基板支持ピンの平面配置図である。
図7に示すように、それぞれの基板支持ピン23は、ローラ28の回転方向が基板11の中心からそれぞれの基板支持ピン23へ指向する方向に沿うように配置されている。つまり、基板11が加熱されたときに、基板11の熱伸び方向に対応するように基板支持ピン23を配置する。さらに、基板11の中心に対応する位置の基板支持ピン23aはローラ28を設けず、固定されたピンとする。このように構成することで、基板11を加熱しても基板11の中心位置がずれなくなり、加熱が完了した基板11を搬出(搬送)する際に、位置合わせをすることなく、確実に基板11を搬出することができる。
FIG. 7 is a plan layout view of the substrate support pins.
As shown in FIG. 7, each
図2、図3に戻り、基板加熱室5の内壁面33には、リフレクタ35が設けられている。リフレクタ35は、例えばステンレスの板材で形成されており、内壁面33を略全面覆うように設けられている。リフレクタ35により、基板11を加熱する際に、ヒータ21からの輻射熱を効率的に基板加熱室5内へ反射させることができ、基板11の加熱を効率よく行うことができる。
2 and 3, a
ここで、ヒータ21の外周部で、かつ、基板11の外周部に対応した位置には、補助ヒータ41が設けられている。補助ヒータ41は、基板11の搬出入方向手前側に配置された第一補助ヒータ41aと、基板11の搬出入方向両側に配置された第ニ補助ヒータ41bとで構成されている。
Here, an
第一補助ヒータ41aは、ヒータ21から延設されて設けられている。ヒータ21と第一補助ヒータ41aとの間には、図示しない絶縁材を設けてもよいし、設けなくてもよい。第二補助ヒータ41bは、基板搬送室5の両側面とヒータ21との隙間で、かつ、基板搬送室5の側面を覆うように設けられている。また、第一補助ヒータ41aおよび第二補助ヒータ41bは、それぞれ個別に温度制御ができるように構成されている。なお、基板11の搬出入方向奥側で、ヒータ21と基板搬送室5の側面との間に補助ヒータを設けてもよい。
The first
基板加熱室5の開口部13における、基板11の搬出入方向手前側には開口部13を開閉可能に構成されたシャッタ45が設けられている。ここで、シャッタ45は、リフレクタ35と略同一の材質、構造で形成されている。シャッタ45は、上下に移動可能に構成されている。なお、シャッタ45は、鋼板などの板状部材にリフレクタ35と同じステンレス板を貼着した構成としてもよい。
A
そして、基板加熱室5に連接して基板搬送室9が設けられている。基板搬送室9には、基板11を搬送可能な基板搬送ロボット50が備えられている。基板搬送ロボット50は、複数設置されている(本実施形態では、2台)。基板搬送ロボット50には、水平方向、垂直方向に移動可能に構成されたロボットアーム51と、制御部などで構成される本体部52とで構成されている。
A
ロボットアーム51は、基板11を載置できるように形成されており、本実施形態においては、平面視において4本形成されている。また、ロボットアーム51における、基板11の搬出入方向に沿う方向の長さは、基板11をロボットアーム51上に確実に載置して搬送することができるように基板11より長く形成されている。
The
また、ロボットアーム51の垂直方向における厚みは、基板加熱室5内に設けられた基板支持ピン23の高さよりも薄く形成されている。このようにすることで、基板11をロボットアーム51上に載置して、基板加熱室5へと搬送し、基板11を基板加熱室5内の基板支持ピン23上に移設する際に、基板11を落下させることなくスムーズにロボットアーム51上から基板支持ピン上に移設することができる。つまり、基板11に集中荷重などがかかることなく確実に移設することができる。また、基板11の加熱が完了した後、基板加熱室5から搬出する際に基板支持ピン23により形成される基板11とヒータ21との間の隙間にロボットアーム51を挿通することができるため、基板11をロボットアーム51上に確実に移設することができる。
Further, the thickness of the
また、基板加熱室5内に、図示しない窒素ガス供給部が設けられている。窒素ガス供給部より窒素ガスを基板加熱室5内に供給すると、基板11の昇温速度を速めることができる。また、このとき基板加熱室5内の圧力は100Pa程度に保持できるように構成されている。
In addition, a nitrogen gas supply unit (not shown) is provided in the
また、基板搬送室9には、排気口53が形成されている。排気口53は、基板搬送室9における基板加熱室5との境界部近傍に形成されている。排気口53により、基板搬送室9内の排気をすることができるとともに、シャッタ45が開状態に保持されているときには、基板加熱室5内の排気をすることができるように構成されている。このようにすることで、基板加熱室5に排気手段を設ける必要がなくなりコスト低減できる。また、基板加熱室5から基板搬送室9に流出した高温の窒素ガスは、基板搬送ロボット50に到達する前に排気口53から排出されるので、高温の窒素ガスによる基板搬送ロボット50への悪影響を防止することができる。
Further, an
(作用)
次に、成膜装置1を用いて基板11に成膜する場合の作用について説明する。
上記構成の成膜装置1を用いて基板11の表面に薄膜を成膜するには、ロードロック室3へと搬送されてきた基板11を真空状態に保持し、基板搬送ロボット50にて基板11を基板搬送室9内へと取り出す。このとき、基板11はロボットアーム51に載置されている。
(Function)
Next, an operation when a film is formed on the
In order to form a thin film on the surface of the
基板11を載置した状態でロボットアーム51を水平方向に回転させるとともに、垂直方向に移動させながら、基板11を基板加熱室5へと搬送する。基板加熱室5では、基板11を3段に配置可能に構成されているため、基板11を載置させる位置に合わせてロボットアーム51の高さを調節する。
While the
ロボットアーム51が適正な高さに調整された後に、基板11が載置されたロボットアーム51を基板加熱室5内へと移動する。このとき、ロボットアーム51が基板支持ピン23と干渉しないように、ロボットアーム51を基板加熱室5内に差し入れる。そして、平面視における基板11の中心が、複数設けられた基板支持ピン23の内、中心の基板支持ピン23aの上方に位置するように配置されるとロボットアーム51の水平方向の移動を停止する。
After the
基板11の水平方向の位置が決まった後に、ロボットアーム51を下方に移動して、基板11の下面を基板支持ピン23のローラ28の上端に当接させる。基板11が基板加熱ユニット24の基板支持ピン23上に載置されると、ロボットアーム51を基板加熱室5の基板加熱室5内から引き出すように移動する。このとき、ロボットアーム51が、基板11およびヒータ21と接触しない位置に保持した状態で引き出す。
After the horizontal position of the
基板加熱室5内に基板11が載置されると、基板11の加熱を開始する。基板11は、約200〜500℃程度に加熱する。基板11は、その上面と下面に対向するように配置されているヒータ21の輻射熱により加熱される。ここで、基板11を加熱する際には、シャッタ45を閉状態にすると、基板加熱室5内の熱が基板搬送室9側へ漏出することがなくなり、基板11を効率的に加熱することができる。また、基板搬送ロボット50への熱の影響がなくなるため、基板搬送ロボット50の動作精度を維持することができるとともに、長寿命化を図ることができる。
When the
さらに、ヒータ21だけでなく、ヒータ21の周縁部に第一補助ヒータ41aおよび第二補助ヒータ41bを設けたため、ヒータ21の周縁部において温度分布の落ち込みがなくなり、基板11を全面略均一に加熱することができる。また、基板加熱室5の内壁面33にリフレクタ35を設けているため、ヒータ21および補助ヒータ41からの輻射熱を基板11に向かって作用させることができる。
Furthermore, since the first
そして、基板11を加熱すると、基板11の熱伸びが発生する。ここで、基板11の下面に当接している基板支持ピン23にローラ28を設け、かつ、そのローラ28が基板11の中心からそれぞれの基板支持ピン23へ指向する方向と同一の方向に回転するようにした。また、基板11の中心に対応する位置の基板支持ピン23aはローラ28を設けず、固定されたピンにした。このように構成することで、基板11を加熱しても基板11の中心がずれることなく、基板11の中心から放射状に基板11が熱伸びするようにできる。さらに、基板11の下面がローラ28と当接することにより、基板11の下面に熱伸びに起因する傷の発生を抑制することができる。
Then, when the
基板11の加熱が完了すると、シャッタ45を開状態にし、開口部13からロボットアーム51を基板加熱室5内へ移動させる。ロボットアーム51は、基板11の下面とヒータ21の上面との隙間に挿通するように移動させる。ロボットアーム51の先端が平面視において、基板11における基板搬出入方向奥側の周縁部より奥側に移動すると、次にロボットアーム51を上方に移動させてロボットアーム51に基板11を載置する。基板11が基板支持ピン23のローラ28上端から離間する位置まで移動したら、ロボットアーム51を基板加熱室5内から引き出すように水平方向に移動する。基板11を基板加熱室5から搬出させる際に、基板搬送室9の排気口53より排気しながら行うと、基板搬送ロボット50の本体部52への熱の影響を低減させることができ、基板搬送ロボット50の動作精度を維持することができる。
When the heating of the
図1に戻り、基板加熱室5から搬出された基板11は高温に保持された状態で、基板搬送ロボット50により成膜室7へと搬送される。成膜室7では、CVD法などを用いて基板11に成膜が施される。基板11への成膜が完了すると、基板搬送ロボット50により基板11をロードロック室3へと搬送する。ロードロック室3に載置された基板11をアンロードし、真空状態下から大気圧下へ変化させる。
そして、図示しない搬送装置にて、成膜が完了した基板11をロードロック室3から取り出し、さらに別の装置(次工程)へと基板11を搬送する。
Returning to FIG. 1, the
Then, the
(実施例)
上述の成膜装置1を用いて基板11に成膜を施す場合について具体的に説明する。
基板加熱室5のヒータ21の温度を350℃に設定すると、基板11を320℃まで昇温させるのに300秒かかる。本実施形態の基板加熱室5においては、基板加熱ユニットを3段に設けたため、100秒ごとに異なる基板加熱ユニットに対して順に基板の出し入れを行う。この場合、基板加熱室5による基板11の1枚あたりのスループットは、100秒/枚となる。また、成膜室7でのプロセス時間は、400秒である。本実施形態においては、枚葉式の成膜室7を4室設けたため、100秒ごとに異なる成膜室7に対して順に基板の出し入れを行う。この場合、全ての成膜室7による基板1枚あたりのスループットは、100秒/枚となる。
したがって、本実施形態の成膜装置1を用いて基板11を成膜すると、100秒ごとに1枚の割合で基板11が成膜されることとなる。
(Example)
The case where a film is formed on the
When the temperature of the
Therefore, when the
一方、基板加熱室5を設けずに、成膜室7で加熱と成膜を行う場合には、一室あたり加熱時間300秒+プロセス時間400秒=700秒かかることとなる。本実施形態のように成膜室を4室設けたとしても、基板1枚あたりのスループットは、700/4=175秒/枚となり、効率が悪い。また、成膜室を5室設けたとしても、基板1枚あたりのスループットは、140秒/枚となる。
On the other hand, when heating and film formation are performed in the
本実施形態によれば、平板状のヒータ21と、ヒータ21の表面に立設された複数の基板支持ピン23とを有する基板加熱ユニット24と、複数の基板加熱ユニット24が上下方向に積層され、固定配置されてなる基板加熱部30と、基板加熱部30に隣接配置され、基板加熱部30に対して基板11を出し入れ可能であって、上下方向に昇降可能に構成された基板搬送ロボット50と、を備えた。
According to this embodiment, the
このように構成したため、基板加熱部30は固定され、基板搬送ロボット50が上下方向に移動することで基板11の出し入れがなされ、基板加熱ユニット24を昇降させるためのスペースを確保する必要がなくなり、加熱装置10の大型化を抑止することができる。
また、基板11を複数の基板支持ピン23に載置するようにしたため、基板11とヒータ21との間を基板搬送ロボット50のロボットアーム51が移動できる。したがって、基板11の受け渡しを確実に行うことができる。
Since it comprised in this way, the board |
In addition, since the
また、基板加熱部30が収容される基板加熱室5と、基板加熱室5における基板搬送ロボット50側の側面15の開口部13を開閉するシャッタ45と、を設け、シャッタ45をリフレクタ35として機能するように構成した。
このように構成したため、基板搬送ロボット50が配置されている基板搬送室9と基板加熱室5との間をシャッタ45により遮蔽することができ、メンテナンスをそれぞれの室ごとに行うことができる。したがって、効率よくメンテナンスすることができる。
また、シャッタ45にリフレクタ35の機能を持たせることで、基板11の加熱時に基板加熱室5内を効率的に高温に保持することができ、短時間で確実に基板11を加熱することができる。
Further, a
Since it comprised in this way, between the
Further, by providing the
また、基板11に対向するように配置されたヒータ21が、複数の小ヒータ21aをつなぎ合わせて形成されるように構成した。
このように構成したため、基板11が大型化しても、ヒータ21をそれに合わせて大型化する必要がなくなる。したがって、ヒータの自重による撓み量を抑制することができ、確実に基板11を所望の温度に加熱することができる。結果として、基板11の大型化に確実に対応することができる。
また、ヒータ21のメンテナンス時などに、基板加熱室5から小ヒータ21aを容易に出し入れすることができるため、効率よくメンテナンスすることができる。
Further, the
Since it comprised in this way, even if the board |
Moreover, since the
また、ヒータ21は、ヒータ21の周縁部に配置されたフレーム部材31に支持されるように構成した。
このように構成したため、ヒータ21の撓みを抑制して、ヒータ21の破損を防止することができる。また、ヒータ21の周縁部のみを支持しているため、ヒータ21からの輻射熱を基板11側に効率よく伝達させることができる。また、適正な大きさの小ヒータ21aをフレーム部材31で確実に載置することができるため、基板11の大型化にも対応することができる。
In addition, the
Since it comprised in this way, the bending of the
また、基板加熱部30の側面(基板搬送室5の両側面とヒータ21との隙間で、かつ、基板搬送室5の側面)を覆うように、第二補助ヒータ41bを設けた。
このように構成することで、ヒータ21の周縁部における温度分布の落ち込みを抑止することができるため、基板11全面を略均一に加熱することができる。
In addition, the second
By configuring in this way, it is possible to suppress a drop in the temperature distribution at the peripheral edge of the
また、ヒータ21の基板搬送ロボット50側の周縁部に、第一補助ヒータ41aを設けた。
このように構成したため、ヒータ21の周縁部で一番温度低下が生じやすい基板搬送ロボット50側の温度を独立して制御することができるため、基板11全面をより確実に均一に加熱することができる。
In addition, a first
With this configuration, it is possible to independently control the temperature on the
また、第一補助ヒータ41aが、ヒータ21よりも高温に保持できるように構成した。
このように構成したため、ヒータ21および第一補助ヒータ41aからの輻射熱の温度分布が平面視において略均一にすることができるため、基板11全面を均一に加熱することができる。
Further, the first
Since it comprised in this way, since the temperature distribution of the radiant heat from the
さらに、基板搬送ロボット50が収容される基板搬送室9が設けられ、基板搬送室9には、基板11への処理を行うロードロック室3および成膜室7が接続され、基板搬送ロボット50は、ロードロック室3、基板加熱室5および成膜室7の間で基板11を搬送しうるように構成した。
このように構成したため、既存の基板搬送ロボットを利用して成膜装置10を構成することができるため、費用をかけずに実現することができる。また、成膜装置10の設置面積を増加させずに実現することができる。
Further, a
Since it comprised in this way, since the film-forming
なお、上述の実施形態における成膜装置10は、RF電源や真空ポンプを含む成膜室7に加熱機構を組み込む場合と比較して装置構成を簡素にすることができるため、費用をかけずに実現することができる。また、加熱機構を成膜室7から分離して基板加熱室5に設けることにより、基板11へのプロセス時間などの条件によりスループットを向上することができる。
In addition, since the film-forming
尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態において、排気口を搬送チャンバ側のみに形成した場合の説明をしたが、加熱装置側にも形成してもよい。
また、本実施形態において、加熱装置にシャッタを設けた場合の説明をしたが、シャッタを設けることなく、基板搬送ロボット側の開口部を常に開放してもよい。
また、本実施形態において、第一ヒータの周縁部に補助ヒータを設けた場合の説明をしたが、ヒータ機能を有さない伝熱体を第一ヒータに接続した状態で設けてもよい。
さらに、本実施形態において、一方向に回転可能なローラを有した基板支持ピンを採用した場合の説明をしたが、基板支持ピンの構造は上述の実施形態の構造に限られず、他の構造であってもよい。例えば、ローラの代わりに球体を用いた構造であってもよい。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the present embodiment, the case where the exhaust port is formed only on the transfer chamber side has been described, but the exhaust port may also be formed on the heating device side.
In the present embodiment, the case where the shutter is provided in the heating device has been described. However, the opening on the substrate transport robot side may be always opened without providing the shutter.
Moreover, in this embodiment, although the case where the auxiliary heater was provided in the peripheral part of the 1st heater was demonstrated, you may provide in the state which connected the heat exchanger which does not have a heater function to the 1st heater.
Furthermore, in this embodiment, the case where the substrate support pin having a roller rotatable in one direction has been described, but the structure of the substrate support pin is not limited to the structure of the above-described embodiment, and other structures are used. There may be. For example, a structure using a sphere instead of a roller may be used.
5…基板加熱室 10…加熱装置 11…基板 13…開口部 21…ヒータ(第一ヒータ) 23…基板支持ピン 24…基板加熱ユニット 30…基板加熱部 31…フレーム部材 41…補助ヒータ(伝熱体、発熱体) 41a…第一補助ヒータ(第二ヒータ) 45…シャッタ(扉部材) 50…基板搬送ロボット 51…ロボットアーム
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板加熱室の内部に設置され、平板状の第一ヒータと、該第一ヒータの上面に取り付けられた複数の基板支持ピンとを有する基板加熱ユニットを有し、複数の前記基板加熱ユニットが上下方向に積層され、固定配置されてなる基板加熱部と、
前記基板加熱室に隣接配置され、前記基板加熱部に対して基板を出し入れ可能であって、上下方向に昇降可能に構成された基板搬送ロボットと、
前記基板加熱室において、前記基板搬送ロボット側の壁面に位置する前記開口部を開閉する扉部材と、を備え、
前記開口部は、複数の前記基板加熱ユニットごとに配され、
前記基板支持ピンの上部にはローラが設けられて、前記ローラの回転方向が載置する前記基板の中心からそれぞれの基板支持ピンへ指向する方向に沿うように配置されていることを特徴とする加熱装置。 A substrate heating chamber having an opening on a side surface to allow loading and unloading of the substrate;
Placed inside the substrate heating chamber, a flat first heater has a substrate heating unit having a plurality of substrate support pins attached to the upper surface of the first heater, a plurality of the substrate heating unit is vertically A substrate heating unit laminated in a direction and fixedly arranged;
A substrate transfer robot that is arranged adjacent to the substrate heating chamber, is capable of taking in and out the substrate with respect to the substrate heating unit, and can be moved up and down;
In the substrate heating chamber, comprising a door member that opens and closes the opening located on the wall surface on the substrate transport robot side,
The opening is arranged for each of the plurality of substrate heating units ,
Wherein the upper portion of the substrate support pin rollers are provided, characterized that you have been arranged along the direction directed to each of the substrate support pins from the center of the substrate rotating direction of the roller is placed Heating device.
前記扉部材の前記基板加熱部側の表面に装着された熱反射部材と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。 A reflector installed on the inner wall surface of the substrate heating chamber;
The heating apparatus according to claim 1, further comprising: a heat reflecting member mounted on a surface of the door member on the substrate heating unit side.
基板搬送ロボットが収容される基板搬送室が設けられ、
該基板搬送室には、基板への処理を行う基板処理室が接続され、
前記基板搬送ロボットは、前記加熱装置に含まれる基板加熱室と前記基板処理室との間で前記基板を搬送しうるように構成されていることを特徴とする基板処理装置。 It has a heating device according to any one of claims 1 to 8 ,
A substrate transfer chamber in which the substrate transfer robot is accommodated is provided,
A substrate processing chamber for processing a substrate is connected to the substrate transfer chamber,
The substrate processing apparatus, wherein the substrate transfer robot is configured to transfer the substrate between a substrate heating chamber included in the heating apparatus and the substrate processing chamber.
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