JPH08139084A - 基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】処理前の予熱を行う基板加熱装置に於いて、加
熱時間の短縮、均一加熱の促進、パーティクルの発生抑
止をはかる。 【構成】被処理基板２２の上下に遠赤外線放射板４１，
４５を配設し、それぞれを所要の加熱手段９，４３で加
熱する様構成し、更に下遠赤外線放射板４１の下方に支
持ピンベース４を設け、支持ピン２１により被処理基板
２２を支持する様にすると共に支持ピンベースに上端を
固着したリフトロッド４０を真空槽に遊貫させ、貫通部
をベローズ４９でシールすると共にリフトロッドをベロ
ーズ下方で摺動自在に支持し、リフトロッドの下端に該
リフトロッドを昇降させるアクチュエータ５２，５３を
連設した構成でとすることにより、均一に加熱すること
ができ、又パーティクルの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板表面に薄膜を形成
し、或はエッチング処理等の表面処理をして半導体を製
造する半導体製造装置の特に、処理前の予熱を行う基板
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置の１つに液晶表示板を製
造するものがある。これはガラス基板に種々の薄膜を成
膜し、或はエッチング等を行いガラス表面に多数の半導
体素子を形成するものである。

【０００３】斯かる半導体製造装置では一連の処理工程
が自動化されており、処理工程の準備処理として、基板
を処理に適した温度迄加熱している。

【０００４】図５に於いて従来の枚葉式半導体製造装置
の基板加熱装置について説明する。

【０００５】真空槽１の底面にポスト２を介して下冷却
板３が設けられ、該下冷却板３の下方には支持ピンベー
ス４が設けられ、前記下冷却板３の上方には基板受載プ
レート５が配設されている。真空槽１の天井側には上冷
却板６が設けられ、該上冷却板６下面に反射板７が固着
され、反射板７の下側に絶縁ブロック８を介して所要数
の加熱ランプ９が平行に設けられている。

【０００６】前記下冷却板３には冷却流路１０が形成さ
れ、該冷却流路１０には冷却流体が流通され、又前記上
冷却板６には冷却流路１１が形成され、該冷却流路１１
には導管１２が連通され、該導管１２を介して冷却流体
が流通される。

【０００７】前記真空槽１の下側には前記支持ピンベー
ス４、基板受載プレート５を昇降させる為の昇降機構部
１３が設けられている。

【０００８】以下、昇降機構部１３を説明する。

【０００９】前記真空槽１の下面に垂柱１４が設けら
れ、該垂柱１４の下端に棚板１５が固着され、該棚板１
５の下面にリフトシリンダ１６を設け、上方に延出する
該リフトシリンダ１６のロッドの上端はリフトロッド１
７の下端と連結されている。該リフトロッド１７は軸受
ブロック１８を介して前記真空槽１の底部を摺動自在に
貫通し、該軸受ブロック１８と前記リフトロッド１７下
端に固着されたフランジ１９間にはベローズ２０が設け
られ、リフトロッド１７の貫通部は気密となっている。

【００１０】該リフトロッド１７の上端は前記支持ピン
ベース４に固着されている。該支持ピンベース４の４箇
所に前記下冷却板３を遊貫する支持ピン２１が立設さ
れ、該支持ピン２１は前記支持ピンベース４が下降状態
にある時には前記支持ピン２１の上端は下冷却板３上面
より後退し、支持ピンベース４が上昇状態にある場合に
は、前記基板受載プレート５を遊貫し支持ピン２１の上
端で被処理基板２２を基板受載プレート５の上方で支持
する様になっている。

【００１１】前記真空槽１の底面にはガイドシャフト２
３が立設され、該ガイドシャフト２３に前記支持ピンベ
ース４がブッシュ３４を介して摺動自在に嵌合し、前記
支持ピンベース４の回転が規制されている。

【００１２】前記棚板１５の下面に加熱冷却切換シリン
ダ２４を１対設け、該加熱冷却切換シリンダ２４のロッ
ド先端にジョイントプレート２５を固着し、該ジョイン
トプレート２５に昇降シャフト２６の下端を連結し、該
昇降シャフト２６は軸受ブロック２７を介して真空槽１
の底部を摺動自在に貫通し、前記軸受ブロック２７と前
記昇降シャフト２６下端に固着されたフランジ２８間に
はベローズ２９が設けられ、前記昇降シャフト２６の貫
通部は気密となっている。該昇降シャフト２６は前記下
冷却板３を遊貫し上端部が上方に突出しており、前記基
板受載プレート５は前記昇降シャフト２６の上端部に取
付けられている。

【００１３】図中、３０は真空槽１の上面に取付けられ
た端子板であり、該端子板３０には前記加熱ランプ９に
電流を供給する為の多極電流導入端子３３が設けられて
いる。又、３１は被処理基板２２の搬入搬出用の搬送
口、３２は基板受載プレート５の温度を検出する温度検
出器であり、該温度検出器３２の検出結果は図示しない
温度制御器に入力されている。

【００１４】上記した従来例の加熱作動について説明す
る。

【００１５】前記加熱冷却切換シリンダ２４を伸長さ
せ、基板受載プレート５を冷却流路１０に乗置した状態
で前記リフトシリンダ１６により前記リフトロッド１
７、支持ピンベース４を介して支持ピン２１を上昇さ
せ、該支持ピン２１により前記搬送口３１から搬入され
た被処理基板２２を受取る。

【００１６】前記リフトシリンダ１６により支持ピン２
１を降下させ、被処理基板２２を基板受載プレート５上
に乗載する。前記加熱冷却切換シリンダ２４を縮短さ
せ、前記ジョイントプレート２５、昇降シャフト２６を
介して基板受載プレート５を下冷却板３より持上げる。
この状態で被処理基板２２を加熱する。

【００１７】被処理基板２２がガラスである場合には赤
外線は透過し吸収されないので、前記加熱ランプ９によ
り前記基板受載プレート５を加熱し、被処理基板２２の
加熱は被処理基板２２と基板受載プレート５との接触に
よる熱伝導によりなされる。被処理基板２２の加熱状態
は前記温度検出器３２により前記基板受載プレート５の
温度を検出することで検知される。

【００１８】前記被処理基板２２は常温で真空槽１内に
搬入されるので、被処理基板２２が基板受載プレート５
に乗置された際急加熱されない様、該基板受載プレート
５は搬入前、前記下冷却板３に当接され被処理基板２２
に支障ない温度差迄冷却される。

【００１９】被処理基板２２が所要温度迄加熱される
と、前記リフトシリンダ１６により支持ピン２１を上昇
させ、被処理基板２２を基板受載プレート５から持上
げ、図示しない搬送アームより前記搬送口３１から搬出
する。加熱冷却切換シリンダ２４により基板受載プレー
ト５が下冷却板３上に乗載され、該基板受載プレート５
は下冷却板３により冷却される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、熱の
伝達量は被処理基板２２の下面と基板受載プレート５の
上面との接触状態に影響される。従って、被処理基板２
２が所定の温度迄昇温するには，長時間被処理基板２２
と基板受載プレート５とを接触させ温度飽和に近づけね
ばならず、処理能力の低下の一因となっていた。更に、
加熱された状態の基板受載プレート５上に常温の被処理
基板２２を載置すると、被処理基板の接触面が急加熱さ
れて反りを発生し、基板受載プレート５と被処理基板２
２とが部分接触となり、局部加熱となって大きな温度む
らを生じ成膜の不均一を招く。斯かる被処理基板２２の
反りを防止する為には、被処理基板２２受載時基板受載
プレート５は常温近傍であることが要求される。この
為、前記した様に基板受載プレート５は下冷却板３によ
って冷却しており、処理時間が長くならざるを得ない。
更に、基板受載プレート５を加熱冷却する為の昇降装置
が必要となり、機構が複雑となる。

【００２１】前記被処理基板２２と基板受載プレート５
は接触離反を繰返す為、又、前記リフトロッド１７と軸
受ブロック１８との摺動部、支持ピンベース４とガイド
シャフト２３との摺動部は、真空槽１の真空雰囲気内に
あり、支持ピンベース４の昇降がパーティクル発生の原
因となる。パーティクルは被処理基板２２を汚染し、品
質不良、歩留まりの低下の要因となっている。

【００２２】本発明は斯かる実情に鑑み、被処理基板の
加熱時間を短縮すると共に加熱時の温度むらを防止し、
更に摺動部からのパーティクルの発生による真空槽内の
汚染を防止しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空槽内の被
処理基板保持位置に対峙して遠赤外線放射板を配設し、
該遠赤外線放射板を所要の加熱手段で加熱する様にし、
又保持された被処理基板の上下に遠赤外線放射板を配設
し、それぞれを所要の加熱手段で加熱する様構成したも
のであり、更に下遠赤外線放射板の下方に支持ピンベー
ス設け、該支持ピンベースに立設され下遠赤外線放射板
を遊貫する支持ピンにより被処理基板を支持する様にす
ると共に前記支持ピンベースに上端を固着したリフトロ
ッドを真空槽に遊貫させ、貫通部をベローズでシールす
ると共に前記リフトロッドを前記ベローズ下方で摺動自
在に支持し、前記リフトロッドの下端に該リフトロッド
を昇降させるアクチュエータを連設したものである。

【００２４】

【作用】遠赤外線で加熱するので、被処理基板がガラス
基板の様に赤外線を吸収しないものであっても輻射熱に
より加熱することができるので、熱源に接触させること
なく均一に加熱することができ、又可動部の摺動箇所が
真空槽の外に設けられているので、パーティクルの発生
を防止することができる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００２６】図１、図２中、図５中で示したものと同様
の構成のものには同符号を付してある。

【００２７】真空槽１は容器本体３５が蓋３６により気
密に密閉して構成され、前記容器本体３５の底部には凹
部３７を形成し、前記蓋３６には冷却流路１１を形成し
ている。前記蓋３６の下面に絶縁ブロック８を介して所
要本数の加熱ランプ９を取付け、該加熱ランプ９は前記
蓋３６に気密に設けた多極電流導入端子４４に電気的に
接続する。前記加熱ランプ９の下方に位置させた上遠赤
外線放射板４５を前記蓋３６に熱絶縁して取付ける。

【００２８】前記容器本体３５の底面にはポスト２が固
着され、該ポスト２に下冷却板３が設けられている。該
下冷却板３の内部には冷却流路１０が形成され、該冷却
流路１０には容器本体３５の底部を気密に貫通する導管
３８が連通し、該導管３８は図示しない冷却源に接続さ
れている。

【００２９】前記下冷却板３下方、凹部３７に支持ピン
ベース４を配設し、該支持ピンベース４は後述する昇降
機構部３９のリフトロッド４０の上端に固着する。前記
支持ピンベース４の４箇所に前記下冷却板３、下遠赤外
線放射板４１を遊貫する支持ピン２１を立設する。該下
遠赤外線放射板４１は前記下冷却板３に熱絶縁されて取
付けられる。

【００３０】前記下冷却板３の上面、前記下遠赤外線放
射板４１の下方に絶縁ブロック４２を介して所要本数の
加熱ランプ４３を取付け、該加熱ランプ４３は前記容器
本体３５の底部に気密に設けた多極電流導入端子４４に
電気的に接続する。

【００３１】前記下遠赤外線放射板４１に温度検出器５
９、例えば熱電対を接続し、又前記上遠赤外線放射板４
５に温度検出器６０、例えば熱電対を接続し、前記下遠
赤外線放射板４１、上遠赤外線放射板４５の温度を検出
して、前記加熱ランプ４３、加熱ランプ９の発熱状態を
制御する。

【００３２】前記昇降機構部３９を説明する。

【００３３】容器本体３５の下面に脚板４６，４７を対
峙させ設け、脚板４６，４７の下端にシャフトガイド４
８を固着し、該シャフトガイド４８に前記リフトロッド
４０を摺動自在に貫通させる。該リフトロッド４０を前
記容器本体３５の底部に遊貫させ、リフトロッド４０の
貫通部にベローズ４９を設けて貫通部を気密にシールす
る。

【００３４】前記シャフトガイド４８のフランジ４８ａ
に支柱５０を垂設し、該支柱５０の下端にシリンダベー
ス５１を固着する。一段シリンダ５２、二段シリンダ５
３を背中合わせに一体化し、前記一段シリンダ５２のロ
ッド５２ａを前記シリンダベース５１に連結し、前記二
段シリンダ５３のロッド５３ａを前記リフトロッド４０
に連結する。前記二段シリンダ５３のロッド側シリンダ
ヘッドをスライドプレート５４に連結し、該スライドプ
レート５４を前記支柱５０に摺動自在に嵌合する。

【００３５】前記リフトロッド４０と脚板４６間に図
３、図４で示す様にリフトロッド４０の回止め機構を設
ける。

【００３６】前記ベローズ４９のフランジ５５にクラン
ク状のレバー５６を設け、該レバー５６にカムフォロア
５７を固着する。前記脚板４６に前記リフトロッド４０
の軸心と平行な案内孔５８を穿設し、該案内孔５８に前
記カムフォロア５７を転動自在に嵌合する。而して、前
記リフトロッド４０の昇降により前記カムフォロア５７
が前記案内孔５８に沿って昇降し、前記リフトロッド４
０の水平方向の回転が規制される。

【００３７】以下、上記実施例の被処理基板２２の加熱
作動を説明する。

【００３８】前記一段シリンダ５２、前記二段シリンダ
５３を縮短した状態で、図示しない搬送アームにより被
処理基板２２を搬入し、前記一段シリンダ５２、二段シ
リンダ５３を伸長して前記支持ピン２１により搬送アー
ムから被処理基板２２を受取る。

【００３９】搬送アーム（図示せず）が後退した後、前
記一段シリンダ５２、二段シリンダ５３のいずれか、例
えば一段シリンダ５２を縮短し、支持ピン２１を中間位
置迄降下させる。この状態で被処理基板２２を加熱す
る。

【００４０】前記加熱ランプ９により上遠赤外線放射板
４５が加熱され、更に該上遠赤外線放射板４５が発する
遠赤外線により前記被処理基板２２が上面より加熱さ
れ、同様に前記加熱ランプ４３により下遠赤外線放射板
４１が加熱され、該下遠赤外線放射板４１が発する遠赤
外線により前記被処理基板２２が下面より加熱される。
而して、前記被処理基板２２は上下両面より遠赤外線を
吸収して輻射加熱されるので、常温から徐々に昇温して
いき急激な温度変化を生じない。更に被処理基板２２の
上下両面から加熱されるので反りを生ずることがない。

【００４１】又、被処理基板２２の加熱状態は前記下遠
赤外線放射板４１、上遠赤外線放射板４５の温度を前記
温度検出器５９、温度検出器６０により検出して判断さ
れ、前記加熱ランプ４３、加熱ランプ９の発熱量即ち通
電量が制御される。

【００４２】前記被処理基板２２が所定の温度に加熱さ
れると前記一段シリンダ５２、二段シリンダ５３を伸長
して支持ピン２１を介して被処理基板２２を最上位置に
上昇させ、図示しない搬送アームを真空槽１内に挿入す
る。前記一段シリンダ５２、前記二段シリンダ５３を共
に縮短し、被処理基板２２を前記搬送アームに乗載す
る。搬送アームが被処理基板２２を前記搬送口３１より
搬出する。

【００４３】前記下冷却板３、蓋３６は熱反射板として
機能し、加熱ランプ４３、加熱ランプ９の輻射熱により
真空槽１が加熱されることを防止し、又下冷却板３、蓋
３６は冷却流路１０、冷却流路１１を流れる冷却流体に
より冷却される。

【００４４】上記構成で明らかな様に、可動部の摺動部
は全て真空槽１の外にあり、真空槽１内部には摺動箇所
がない。従って、昇降機構部３９から発生されるパーテ
ィクルは極めて少ない。更に、被処理基板２２は加熱中
点接触により支持され、而も他の構成要素に接触離反す
る基板受載プレート５がないので、パーティクル発生は
一層抑制される。

【００４５】上記実施例では昇降機構部のアクチュエー
タとして２個のシリンダを組合わせ使用したが、ステッ
ピングシリンダ、リニアモータ等であっても勿論よい。
更に又、前記２組の加熱ランプ、遠赤外線放射板の内１
組を省略して鏡面を有する反射板に変えてもよく、或は
加熱ランプに変え電熱線としてもよく、更に又電熱線を
遠赤外線放射板に埋設する等してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被処理
基板の上下両面から同時に被処理基板を非接触で加熱す
ることができるので、迅速に而も基板に反り等を生じさ
せることなく均一に加熱を行え、従来の様に基板受載プ
レートの冷却等の工程がなくてよく、加熱時間の短縮を
図ることができ、又可動部の摺動箇所が真空槽外に設け
られているので、パーティクルの発生を著しく抑止し
得、更に昇降機構は１組でよく構造が簡潔になる等の優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正断面図である。

【図２】同前実施例の断面位置の異なる半断面を示す側
断面図である。

【図３】同前実施例のリフトロッド回止め機構を示す部
分図である。

【図４】図３のＡ矢視図である。

【図５】従来例を示す正断面図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 ４ 支持ピンベース ９ 加熱ランプ ２１ 支持ピン ２２ 被処理基板 ４０ リフトロッド ４３ 加熱ランプ ４６ 脚板 ５２ 一段シリンダ ５３ 二段シリンダ ５６ レバー ５７ カムフォロア ５８ 案内孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｎ // Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１ Ａ 21/3065

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽内の被処理基板保持位置に対峙し
   て遠赤外線放射板を配設し、該遠赤外線放射板を所要の
   加熱手段で加熱する様構成したことを特徴とする基板加
   熱装置。
2. 【請求項２】 保持された被処理基板の上下に遠赤外線
   放射板を配設し、それぞれを所要の加熱手段で加熱する
   様構成した請求項１の基板加熱装置。
3. 【請求項３】 加熱手段がランプである請求項１又は請
   求項２の基板加熱装置。
4. 【請求項４】 下遠赤外線放射板の下方に支持ピンベー
   ス設け、該支持ピンベースに立設され下遠赤外線放射板
   を遊貫する支持ピンにより被処理基板を支持する様にす
   ると共に前記支持ピンベースに上端を固着したリフトロ
   ッドを真空槽に遊貫させ、貫通部をベローズでシールす
   ると共に前記リフトロッドを前記ベローズ下方で摺動自
   在に支持し、前記リフトロッドの下端に該リフトロッド
   を昇降させるアクチュエータを連設した請求項１〜請求
   項３の基板加熱装置。
5. 【請求項５】 真空槽に気密に多極電流導入端子を設
   け、該多極電流導入端子を介して複数のランプに大気側
   から給電可能とした請求項３の基板加熱装置。