JP2010109089A - Conveyance device, and method of manufacturing film-formed substrate - Google Patents

Conveyance device, and method of manufacturing film-formed substrate Download PDF

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智史 小田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent film quality and a yield from becoming worse by preventing a substrate on which a thin film is formed by using a CVD device from curving when mounted on a temperature-raised film forming plate. <P>SOLUTION: A method of mounting the substrate on the film forming plate used for a continuous parallel flat plate type CVD device includes heating a nearly center portion of the substrate before or after mounting the substrate on the film forming plate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜成膜のためのプラズマ化学的気相成長(以下CVDと略する)装置等で使用される成膜プレートに基板を載置する搬送装置および成膜基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a transfer apparatus for mounting a substrate on a film formation plate used in a plasma chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as CVD) apparatus for forming a thin film and a method for manufacturing the film formation substrate.

従来の基板の製造方法において用いられるCVD装置は、基板を処理雰囲気中へ搬入するためのロードロック室、搬入された基板に対しCVDにより成膜を行う成膜室、処理済みの基板を成膜室から取り出すアンロードロック室から成り、これらを直列に並べた構成になっている。   A CVD apparatus used in a conventional substrate manufacturing method includes a load lock chamber for carrying a substrate into a processing atmosphere, a film forming chamber for forming a film on the carried substrate by CVD, and forming a processed substrate. It consists of an unload lock chamber taken out from the chamber, and these are arranged in series.

従来の基板の搬送経路は、まず、搬送機構によって処理対象の基板をロードロック室へ搬入し、次いで基板を成膜室へ搬入する。基板は、成膜室において電極板に対向して配設した成膜プレート上に載置されて成膜される。ここで、成膜室内は、成膜時の反応による熱や、成膜工程における熱によって加熱されている。そして、成膜された基板は、アンロードロック室へと進み、アンロードロック室から装置外へ搬出される。   In the conventional substrate transfer path, a substrate to be processed is first transferred into a load lock chamber by a transfer mechanism, and then the substrate is transferred into a film formation chamber. The substrate is deposited on a deposition plate disposed opposite to the electrode plate in the deposition chamber. Here, the film formation chamber is heated by heat from a reaction during film formation or by heat in the film formation process. Then, the deposited substrate proceeds to the unload lock chamber and is carried out of the apparatus from the unload lock chamber.

一般的に、成膜に使用される成膜プレートは、生産性を向上させるため、アンロードロック室から搬出された後、熱を帯びたまま冷却せずにさらに使用される。
特開平10−340896号公報 特開2004−231999号公報
Generally, in order to improve productivity, a film formation plate used for film formation is further used without being cooled while being heated after being unloaded from the unload lock chamber.
JP-A-10-340896 JP 2004-231999 A

上述の基板の処理工程において、成膜プレートは、アンロードロック室から搬出された後、熱を帯びたまま冷却せずに使用されるため、新たな基板が成膜プレートに載置された際、温度差に起因して基板が反りやすいという問題があった。   In the above-described substrate processing step, the film formation plate is unheated after being unloaded from the unload lock chamber and is used without being cooled, so when a new substrate is placed on the film formation plate. There is a problem that the substrate is easily warped due to the temperature difference.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、基板の反りを低減し、膜質や歩留り等の不具合が低減された成膜基板とすることが可能な基板の搬送装置および成膜基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can provide a substrate transport apparatus and a film formation that can reduce the warpage of the substrate and reduce the defects such as film quality and yield. An object is to provide a method for manufacturing a substrate.

本発明の基板の搬送装置は、CVD装置内へ搬送される成膜プレート上に基板を載置する吸着パッドと、前記基板の中央領域を加熱する手段と、を有する。   The substrate transport apparatus of the present invention includes a suction pad for placing a substrate on a film forming plate transported into a CVD apparatus, and means for heating a central region of the substrate.

また、本発明の成膜基板の製造方法は、基板と、CVD装置内へ搬送される成膜プレートと、前記基板を前記成膜プレートへ搬送する搬送機構とを準備する工程と、前記基板より高温の気体を、前記搬送機構から前記基板の中央領域に当てて、前記基板を加熱する工程と、前記基板を前記搬送機構により前記成膜プレート上に載置する工程と、前記基板が載置された前記成膜プレートをCVD装置内に進め、前記基板に成膜する工程と、を有する。   Further, the method for manufacturing a film formation substrate of the present invention includes a step of preparing a substrate, a film formation plate to be transferred into the CVD apparatus, and a transfer mechanism for transferring the substrate to the film formation plate, Heating the substrate by applying a high-temperature gas from the transport mechanism to the central region of the substrate, placing the substrate on the film formation plate by the transport mechanism, and placing the substrate A step of advancing the formed film forming plate into a CVD apparatus and forming a film on the substrate.

また、本発明の成膜基板の製造方法は、基板と、CVD装置内へ搬送される成膜プレートと、治具を備え前記基板を前記成膜プレートへ搬送する搬送機構とを準備する工程と、前記基板の中央領域に対し、前記基板より高温の前記治具を押し当て、前記基板を加熱する工程と、前記基板を前記搬送機構により前記成膜プレート上に載置する工程と、前記基板が載置された前記成膜プレートをCVD装置内に進め、前記基板に成膜する工程と、を有する。   In addition, the method for manufacturing a film formation substrate of the present invention includes a step of preparing a substrate, a film formation plate to be transferred into the CVD apparatus, and a transfer mechanism that includes a jig and transfers the substrate to the film formation plate. A step of pressing the jig having a temperature higher than that of the substrate against the central region of the substrate and heating the substrate; a step of placing the substrate on the film formation plate by the transport mechanism; and the substrate And a step of depositing the film on the substrate by advancing the film-forming plate on which is placed in a CVD apparatus.

本発明は上述のような構成または工程により、処理対象である基板の温度を成膜プレートの温度に近づけることができるため、処理対象である基板にかかる熱応力を小さくすることができ、基板の反りを低減できる。よって、反りにより基板に生じる不具合も解消できる。   According to the present invention, since the temperature of the substrate to be processed can be brought close to the temperature of the film formation plate by the above-described configuration or process, the thermal stress applied to the substrate to be processed can be reduced. Warpage can be reduced. Therefore, the problem which arises in a board | substrate by curvature can also be eliminated.

図1(a)(b)(c)は搬送装置およびCVD装置の動作の一実施形態を示した図である。CVD装置は、例えば、太陽電池素子の反射防止膜としての窒化シリコン薄膜の成膜工程や半導体素子や液晶表示装置などの製造工程で使用される。   FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams showing an embodiment of operations of the transfer device and the CVD device. The CVD apparatus is used, for example, in a film forming process of a silicon nitride thin film as an antireflection film of a solar cell element or a manufacturing process of a semiconductor element or a liquid crystal display device.

基板1は、成膜プレート17を備える搬送カート2に支持されてCVD装置内に搬入され、成膜室4において成膜される。基板1は、CVD装置のアンロードロック室5から大気側に搬出された後、搬送カート2から回収される。搬送カート2は、タクト時間を上げるため、アンロードロック室5より搬出された後、ロードロック室3の前に搬送され、新たな基板1が供給される。このような搬送カート2は、ロードロック室3の前に搬送された際、熱を帯びた状態にある。   The substrate 1 is supported by a transfer cart 2 including a film formation plate 17 and is carried into a CVD apparatus, and is formed into a film in the film formation chamber 4. The substrate 1 is unloaded from the unload lock chamber 5 of the CVD apparatus to the atmosphere side and then collected from the transfer cart 2. The transport cart 2 is transported in front of the load lock chamber 3 after being unloaded from the unload lock chamber 5 in order to increase the tact time, and a new substrate 1 is supplied. Such a transport cart 2 is in a heated state when transported in front of the load lock chamber 3.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

<実施の形態1>
図2は、ローダーベルト15上に配置された搬送カート2の成膜プレート17上に基板1を載置する搬送装置の一例を示す斜視図であり、図3(a)〜(d)はその動作を示す工程図である。
<Embodiment 1>
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a transfer device for placing the substrate 1 on the film forming plate 17 of the transfer cart 2 arranged on the loader belt 15, and FIGS. It is process drawing which shows operation | movement.

搬送装置は、駆動シャフト29と、ベースアーム24とスプレーノズル27とを備え、駆動シャフト29に対しエアシリンダーを介してネジ止めなどで固定された吸着可動部23とを有する。   The transport device includes a drive shaft 29, a base arm 24, and a spray nozzle 27, and includes a suction movable portion 23 that is fixed to the drive shaft 29 by screwing or the like via an air cylinder.

吸着可動部23のベースアーム24は、ステンレスやアルミニウムなどの金属製の角柱からなる。ベースアーム24には、複数のゴム製の吸着パッド25が取り付けられている。ゴム製の吸着パッド25は、吸着保持後の移動時の安定性の観点から3個以上とすることが好ましい。このような複数の吸着パッド25は、CVD装置内へ搬送される成膜プレート17上に基板1を載置する役割を有し、それぞれ減圧ホース26が繋がっており、減圧ホース26の他端部は、真空ポンプなどの減圧手段に接続されている。また、減圧ホース26の中間部には電磁弁などの開閉手段が設けられている。また、ベースアーム24の略中央部には、スプレーノズル27が取り付けられている。スプレーノズル27には、ガス供給ホース28が繋がれており、ガス供給ホース28の他端部は、空気や窒素などの熱風発生器に接続されている。また、ガス供給ホース28の略中間部には電磁弁などの開閉手段が設けられている。これらの減圧ホース26、ガス供給ホース28は吸着可動部23の上下左右方向の移動に追従するようにスパイラル状の伸縮自在のホースが用いられることが望ましい。   The base arm 24 of the suction movable portion 23 is made of a metal prism such as stainless steel or aluminum. A plurality of rubber suction pads 25 are attached to the base arm 24. The number of the rubber suction pads 25 is preferably three or more from the viewpoint of stability during movement after suction holding. The plurality of suction pads 25 have a role of placing the substrate 1 on the film forming plate 17 transported into the CVD apparatus, and are connected to the decompression hose 26, respectively. Is connected to decompression means such as a vacuum pump. In addition, an opening / closing means such as an electromagnetic valve is provided at an intermediate portion of the decompression hose 26. Further, a spray nozzle 27 is attached to a substantially central portion of the base arm 24. A gas supply hose 28 is connected to the spray nozzle 27, and the other end of the gas supply hose 28 is connected to a hot air generator such as air or nitrogen. In addition, an opening / closing means such as an electromagnetic valve is provided at a substantially middle portion of the gas supply hose 28. It is desirable that the decompression hose 26 and the gas supply hose 28 are spiral expandable and contractible hoses so as to follow the movement of the suction movable portion 23 in the vertical and horizontal directions.

駆動シャフト29は、シーケンサーなどにより制御されたサーボーモーターに繋がれ、吸着可動部23を所定の位置まで動かすことができる。   The drive shaft 29 is connected to a servo motor controlled by a sequencer or the like, and can move the suction movable unit 23 to a predetermined position.

図4は、基板1が載置される搬送カート2の構成を示す平面図である。搬送カート2は、搬送装置により複数の基板1が載置された後、複数の基板1を支持し、搬送部材6上を走行できるように構成されている。このような搬送カート2は、ステンレスなどから成る金属枠9に成膜プレート17をはめ込んで、成膜プレートの固定冶具20により固定された構造である。この搬送カート2は、プラズマCVD装置の搬送部材6によりその内部を移動し、所定の位置で金属枠19に設けられた位置決め治具16により固定される。   FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the transport cart 2 on which the substrate 1 is placed. The transport cart 2 is configured to support the plurality of substrates 1 and travel on the transport member 6 after the plurality of substrates 1 are placed by the transport device. Such a transport cart 2 has a structure in which a film forming plate 17 is fitted into a metal frame 9 made of stainless steel or the like and fixed by a film forming plate fixing jig 20. The transport cart 2 is moved inside by the transport member 6 of the plasma CVD apparatus, and is fixed by a positioning jig 16 provided on the metal frame 19 at a predetermined position.

図5は、図4に示す成膜プレート17の平面図である。成膜プレート17は、基板2を支持できる基板の位置決めピン18を備えている。この成膜プレート17の材料としては、カーボン、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いることができる。図5において、位置決めピン18は、基板1同士の重なりや成膜プレート17からの転落を防止するために、その間隔が基板1の大きさに対し少し大きくなるように成膜プレート17上に植設されている。成膜プレート17の位置決めピン18に囲まれた部分は、基板載置部19となる。   FIG. 5 is a plan view of the film forming plate 17 shown in FIG. The film forming plate 17 includes substrate positioning pins 18 that can support the substrate 2. As a material of the film forming plate 17, carbon, aluminum, aluminum alloy, or the like can be used. In FIG. 5, the positioning pins 18 are implanted on the film forming plate 17 so that the distance between the positioning pins 18 is slightly larger than the size of the substrate 1 in order to prevent the substrates 1 from overlapping each other and falling from the film forming plate 17. It is installed. A portion of the film forming plate 17 surrounded by the positioning pins 18 serves as a substrate mounting portion 19.

本実施形態において、基板1は、次の手順により作業台からローダーベルト15上に配置された搬送カート2の成膜プレート17上に載置される。   In this embodiment, the board | substrate 1 is mounted on the film-forming plate 17 of the conveyance cart 2 arrange | positioned on the loader belt 15 from a work table with the following procedure.

まず、複数の基板1が作業台22上に供給されると、エアシリンダーにより基板1と吸着パッド25が当接するまで吸着可動部23が下降する(図3(a))。   First, when the plurality of substrates 1 are supplied onto the work table 22, the suction movable unit 23 is lowered until the substrate 1 and the suction pad 25 come into contact with each other by the air cylinder (FIG. 3A).

次に、吸着パッド25に繋がる電磁弁を開いて、基板1を吸着可動部23に吸着、保持する。この時、熱風発生器に繋がる電磁弁を開き、スプレーノズル27から基板1より高温の気体(熱風)を各基板1の上面の略中央部(図4に示す領域A)に当たるように吹き付ける。その後、吸着可動部23に基板1を吸着、保持したまま、吸着可動部23を上昇させる(図3(b))。   Next, an electromagnetic valve connected to the suction pad 25 is opened to suck and hold the substrate 1 on the suction movable portion 23. At this time, an electromagnetic valve connected to the hot air generator is opened, and a gas (hot air) having a temperature higher than that of the substrate 1 is blown from the spray nozzle 27 so as to hit the substantially central portion (region A shown in FIG. Thereafter, the suction movable unit 23 is raised while the substrate 1 is sucked and held by the suction movable unit 23 (FIG. 3B).

その後、吸着可動部23を成膜プレート17上の基板載置部19上に横方向に移動させる(図3(c))。   Thereafter, the suction movable portion 23 is moved in the horizontal direction on the substrate mounting portion 19 on the film forming plate 17 (FIG. 3C).

その後、吸着可動部23を基板1と成膜プレート17が当接するまで下降させ、吸着パッド25に繋がる電磁弁を閉じて、基板1を吸着可動部23から離す。その後、熱風発生器に繋がる電磁弁を閉じ、スプレーノズル27からの熱風を止める(図3(d))。その後、吸着可動部23を上昇させ、吸着可動部23を作業台22上に横方向に移動させる。   Thereafter, the suction movable portion 23 is lowered until the substrate 1 and the film forming plate 17 come into contact with each other, the electromagnetic valve connected to the suction pad 25 is closed, and the substrate 1 is separated from the suction movable portion 23. Thereafter, the solenoid valve connected to the hot air generator is closed, and the hot air from the spray nozzle 27 is stopped (FIG. 3D). Thereafter, the suction movable unit 23 is raised, and the suction movable unit 23 is moved laterally on the work table 22.

以上の動作を繰り返し行うことで複数の基板1を成膜プレート17上に載置することができる。   A plurality of substrates 1 can be placed on the film forming plate 17 by repeating the above operation.

このように、本実施形態においては、スプレーノズル27から基板1より高温の気体を基板1の上面側に吹き付けることにより基板1の上面を昇温することができる。これにより成膜プレート17上に基板1を載置したときに、昇温されてある成膜プレート17により基板1の下面の温度が上昇するが、上記のように熱風により基板1の上面も昇温されているため、基板1の上面と下面の温度差がほぼ無くなり、基板1が成膜プレート17上で凹状に反ること(図4に示す基板1の端部Bが成膜プレート17から浮くこと)を低減することができる。また、基板の反りを低減したことにより、基板1を載置した成膜プレート17をCVD装置内部に搬送した際、基板1が成膜プレート17上で動きにくくなり、基板1同士の重なりが低減でき、成膜を均一に行い易くなる。またさらに、基板1が成膜プレート17の位置決めピン18に乗り上げる確率が低減されるため、成膜を安定して行うことができ、膜質を向上できる。   Thus, in the present embodiment, the temperature of the upper surface of the substrate 1 can be raised by blowing a gas having a temperature higher than that of the substrate 1 from the spray nozzle 27 to the upper surface side of the substrate 1. As a result, when the substrate 1 is placed on the film formation plate 17, the temperature of the lower surface of the substrate 1 rises due to the heated film formation plate 17, but the upper surface of the substrate 1 is also raised by hot air as described above. Since the temperature is high, the temperature difference between the upper surface and the lower surface of the substrate 1 is almost eliminated, and the substrate 1 warps in a concave shape on the film formation plate 17 (the end B of the substrate 1 shown in FIG. Floating) can be reduced. Further, by reducing the warpage of the substrate, the substrate 1 becomes difficult to move on the film formation plate 17 when the film formation plate 17 on which the substrate 1 is placed is transported into the CVD apparatus, and the overlap between the substrates 1 is reduced. This makes it easy to form a film uniformly. Furthermore, since the probability that the substrate 1 rides on the positioning pins 18 of the film formation plate 17 is reduced, film formation can be performed stably, and the film quality can be improved.

このスプレーノズル27から吹き付ける熱風は、クリーンエアーや窒素などが使用できる。コストの観点では、空気を用いることが好ましく、基板1の熱風による酸化防止の観点では窒素を用いることが望ましい。   As the hot air blown from the spray nozzle 27, clean air, nitrogen or the like can be used. From the viewpoint of cost, it is preferable to use air, and from the viewpoint of preventing oxidation of the substrate 1 by hot air, it is desirable to use nitrogen.

また熱風の温度と吹き出し圧力は、基板1が成膜プレート17に載置された後の温度と反りの状態を観て、最適に決定すれば良い。   The temperature of the hot air and the blowing pressure may be determined optimally in view of the temperature and warpage after the substrate 1 is placed on the film formation plate 17.

さらにスプレーノズル27からの熱風の吹き付けは、熱風により基板の吸着可動部23からの落下の危険を無くすために、吸着可動部23を、基板1と成膜プレート17が当接するまで下降させた後に、初めて熱風発生器に繋がる電磁弁を開き、スプレーノズル27から熱風を基板1に当たるように所定時間吹き付けるようにしても良い。また、上述のように基板1を作業台22上で吸着可動部23に吸着、保持してから、基板1を成膜プレート17上に載置して吸着可動部23から離すまでの間連続して、スプレーノズル27から熱風を基板1に当たるように吹き続けてもよい。この場合、熱風が基板1に当たる時間が長くなり、さらに吸着可動部23が上下方向、横方向に動くため、熱風が基板1に満遍なく当たり、基板表面における温度差が低減されて、成膜プレート17に基板1を載置した後の基板1の反りが小さくなる。特に、太陽電池素子などに用いられる150mm程度以上の基板1を用いた場合に有効である。さらにこの方法は吸着可動部23の移動中に基板1を昇温するため、タクト時間を短くできるという利点もある。   Further, the blowing of hot air from the spray nozzle 27 is performed after the suction movable portion 23 is lowered until the substrate 1 and the film formation plate 17 come into contact with each other in order to eliminate the danger of the substrate from dropping from the suction movable portion 23 by the hot air. First, an electromagnetic valve connected to the hot air generator may be opened, and hot air may be blown from the spray nozzle 27 for a predetermined time so as to hit the substrate 1. Further, as described above, after the substrate 1 is sucked and held on the suction movable portion 23 on the work table 22, it continues until the substrate 1 is placed on the film forming plate 17 and separated from the suction movable portion 23. Then, hot air may be blown from the spray nozzle 27 so as to strike the substrate 1. In this case, the hot air hits the substrate 1 for a long time, and the suction movable portion 23 moves in the vertical and horizontal directions, so that the hot air uniformly hits the substrate 1 and the temperature difference on the substrate surface is reduced. Warpage of the substrate 1 after the substrate 1 is placed on the substrate is reduced. In particular, it is effective when a substrate 1 of about 150 mm or more used for a solar cell element or the like is used. Further, this method has an advantage that the tact time can be shortened because the temperature of the substrate 1 is raised during the movement of the suction movable portion 23.

また図3(d)に示すように吸着可動部23を基板1と成膜プレート17が当接するまで下降させたのち、吸着パッド25にて基板1を成膜プレート17に一定時間押し当てるように維持することが望ましい。これにより基板1と成膜プレート17の温度をほぼ等しくすることができ、成膜プレート17上の基板の反りをさらに低減でき、基板に生じる種々の不具合も低減できる。この吸着パッド25にて基板1を成膜プレート17に押し当てる時間は、3秒以上が望ましい。3秒以上とすることで、基板1に反りが発生しにくい。   Further, as shown in FIG. 3D, after the suction movable portion 23 is lowered until the substrate 1 and the film formation plate 17 contact each other, the substrate 1 is pressed against the film formation plate 17 by the suction pad 25 for a predetermined time. It is desirable to maintain. As a result, the temperatures of the substrate 1 and the film forming plate 17 can be made substantially equal, the warpage of the substrate on the film forming plate 17 can be further reduced, and various problems occurring in the substrate can also be reduced. The time for pressing the substrate 1 against the film formation plate 17 with the suction pad 25 is preferably 3 seconds or more. By setting it to 3 seconds or more, the substrate 1 is hardly warped.

次に、本実施形態のCVD装置について説明する。本実施形態のCVD装置は、平行平板型プラズマCVD装置であり、成膜プレート17を備える搬送カート2に支持された基板1が搬入され、基板1の温度を保持しつつ内部を所定の真空状態にするロードロック室3と、ロードロック室3からの基板1が搬入され基板1に成膜を行う成膜室4と、成膜室4からの基板1が搬入され基板1を冷却するとともに内部圧力を大気圧まで戻して大気側に搬出するアンロードロック室5とを備えている。ロードロック室3、成膜室4およびアンロードロック室5は、気密を保持できる開閉可能なゲートバルブを介して一直線に接続されている。また、ロードロック室3とアンロードロック室5の大気側にも同様のゲートバルブが設けられている。   Next, the CVD apparatus of this embodiment will be described. The CVD apparatus of the present embodiment is a parallel plate type plasma CVD apparatus, and a substrate 1 supported by a transfer cart 2 including a film formation plate 17 is carried in, and the inside of the substrate 1 is kept in a predetermined vacuum state while maintaining the temperature of the substrate 1. The load lock chamber 3, the film formation chamber 4 in which the substrate 1 from the load lock chamber 3 is carried in to form a film on the substrate 1, the substrate 1 from the film formation chamber 4 is carried in to cool the substrate 1, and the inside And an unload lock chamber 5 for returning the pressure to atmospheric pressure and carrying it out to the atmosphere side. The load lock chamber 3, the film formation chamber 4, and the unload lock chamber 5 are connected in a straight line via an openable / closable gate valve that can maintain airtightness. A similar gate valve is also provided on the atmosphere side of the load lock chamber 3 and the unload lock chamber 5.

成膜室4は、互いに対向するように配置された一対の電極板と、電極板間に配置され、基板1を載置するための搬送部材6と、電極板間にプラズマを発生させるRF電源8と、アース11と、真空排気系として真空ポンプ10と、成膜室内に送るガス量を所定の量に制御するマスフローコントローラー9と、基板を加熱するためのヒーター12とを有する。   The film forming chamber 4 includes a pair of electrode plates arranged so as to face each other, a conveying member 6 for placing the substrate 1 placed between the electrode plates, and an RF power source for generating plasma between the electrode plates 8, a ground 11, a vacuum pump 10 as an evacuation system, a mass flow controller 9 for controlling the amount of gas sent into the film formation chamber to a predetermined amount, and a heater 12 for heating the substrate.

搬送部材6は、ロードロック室3と成膜室4とアンロードロック室5とに敷設されており、搬送カート2は、搬送部材6によって順次ロードロック室3、成膜室4、アンロードロック室5内を搬送される。   The transfer member 6 is laid in the load lock chamber 3, the film formation chamber 4, and the unload lock chamber 5, and the transfer cart 2 is sequentially loaded with the load lock chamber 3, the film formation chamber 4, and the unload lock by the transfer member 6. It is conveyed in the chamber 5.

成膜プレート17を備える搬送カート2に支持された基板1は、ロードロック室3と成膜室4の間をゲートバルブにより遮断した状態で、ローダベルト15からロードロック室3へ搬入される。ここで、ロードロック室3は、大気状態から真空状態に排気されると共にヒーター12により所定の温度にまで昇温される。次いで、CVD装置外とロードロック室3の間をゲートバルブにより遮断した後、ロードロック室3と成膜室4との間を開けて基板1を成膜室4へ搬入する。成膜室4へ搬入された基板1は、成膜室4の一方の電極板上に載置される。成膜室4内において、真空ポンプ10で排気し、RF電源8からRF電力を電極間に印加し、電極板7とアース11側の搬送カート2の間でプラズマを発生させる。マスフローコントローラー9からガスをプラズマ空間内に導入して活性状態に励起させて搬送カート2の成膜プレートに載置した基板1の表面に半導体膜や絶縁膜や導電膜などの薄膜を成膜する。ここで、成膜時、成膜室内は反応により熱が発生して加熱される。また、必要に応じて、基板1は加熱して成膜され、成膜室内が350度〜450度程度にまで加熱される。成膜後、成膜室4とロードロック室3との間をゲートバルブにより遮断した後、成膜室4とアンロードロック室5の間を開けて基板1をアンロードロック室5へ搬入する。そして、成膜室4とアンロードロック室5との間をゲートバルブにより遮断した状態で、真空状態から大気状態にアンロードロック室5がパージされ、アンロードロック室5から膜が堆積された基板1を搬出する。   The substrate 1 supported by the transfer cart 2 including the film formation plate 17 is carried into the load lock chamber 3 from the loader belt 15 in a state where the load lock chamber 3 and the film formation chamber 4 are blocked by a gate valve. Here, the load lock chamber 3 is evacuated from the atmospheric state to a vacuum state and is heated to a predetermined temperature by the heater 12. Next, the outside of the CVD apparatus and the load lock chamber 3 are blocked by a gate valve, and then the load lock chamber 3 and the film formation chamber 4 are opened to carry the substrate 1 into the film formation chamber 4. The substrate 1 carried into the film forming chamber 4 is placed on one electrode plate of the film forming chamber 4. In the film forming chamber 4, the vacuum pump 10 evacuates, RF power is applied between the electrodes from the RF power source 8, and plasma is generated between the electrode plate 7 and the transport cart 2 on the ground 11 side. A gas is introduced into the plasma space from the mass flow controller 9 to be excited to form a thin film such as a semiconductor film, an insulating film, or a conductive film on the surface of the substrate 1 placed on the film forming plate of the transport cart 2. . Here, at the time of film formation, heat is generated in the film formation chamber by reaction and is heated. If necessary, the substrate 1 is heated to form a film, and the film formation chamber is heated to about 350 to 450 degrees. After the film formation, the film forming chamber 4 and the load lock chamber 3 are blocked by a gate valve, and then the film forming chamber 4 and the unload lock chamber 5 are opened to carry the substrate 1 into the unload lock chamber 5. . Then, the unload lock chamber 5 was purged from the vacuum state to the atmospheric state with the gate valve shutting off the film forming chamber 4 and the unload lock chamber 5, and a film was deposited from the unload lock chamber 5. The substrate 1 is unloaded.

アンロードロック室5より搬出された搬送カート2は、成膜時に最適な膜質の成膜ができるようにロードロック室3及び成膜室4において350〜450℃近傍の所定の温度に昇温された状態であるので、タクト時間を上げるため温度が大きく低下しない間にその上に載置された基板1を収納し、速やかにロードロック室3の前に搬送される。   The transfer cart 2 unloaded from the unload lock chamber 5 is heated to a predetermined temperature in the vicinity of 350 to 450 ° C. in the load lock chamber 3 and the film formation chamber 4 so that an optimum film quality can be formed at the time of film formation. In order to increase the cycle time, the substrate 1 placed on the substrate 1 is accommodated and quickly transferred to the front of the load lock chamber 3 without increasing the temperature.

このときロードロック室3の入口側に基板2の供給機構を設けて、搬送カート2の上部側から成膜前の新たな基板1を搬送カート2の上に供給したり、アンロードロック室5の出口側に基板1の回収機構を設けて成膜した基板1を回収する。また入り口側で供給・回収を同時に行うことも可能である。   At this time, a substrate 2 supply mechanism is provided on the inlet side of the load lock chamber 3 so that a new substrate 1 before film formation is supplied onto the transfer cart 2 from the upper side of the transfer cart 2 or the unload lock chamber 5 is supplied. A substrate 1 recovery mechanism is provided on the outlet side of the substrate 1 to recover the deposited substrate 1. It is also possible to supply and collect at the entrance side at the same time.

さらに、タクト時間を短くするために、成膜プレート17を置くローダーベルト15にヒーターなどを埋め込み成膜プレート17を下側から所定温度で加熱してもよい。このようにすることで、成膜プレート17の温度が基板1を載置している間に下がらないようにできる。   Furthermore, in order to shorten the tact time, a heater or the like may be embedded in the loader belt 15 on which the film formation plate 17 is placed, and the film formation plate 17 may be heated from the lower side at a predetermined temperature. By doing in this way, it can prevent that the temperature of the film-forming plate 17 falls while mounting the board | substrate 1. FIG.

また、搬送カート2がアンロードロック室5から出てきてからロードロック室3の前に戻るまでの間に、トンネル型の断熱炉または加熱炉を設けることも可能である。   It is also possible to provide a tunnel-type heat insulation furnace or heating furnace between the time when the transport cart 2 comes out of the unload lock chamber 5 and returns to the front of the load lock chamber 3.

また、さらに、大型のCVD装置を用いて一つの成膜プレート17に多くの基板1を載置する場合などでは、別々に動作する複数の吸着可動部23で基板1の載置を行うことでタクト時間を短くできる。また、上述のように吸着可動部23を縦または横方向に複数連結し、成膜プレート17の行方向または列方向毎に、同時に一列ずつ基板1を載置するようにしても良い。   Further, when a large number of substrates 1 are mounted on a single film-forming plate 17 using a large CVD apparatus, the substrate 1 is mounted by a plurality of suction movable parts 23 that operate separately. Tact time can be shortened. Further, as described above, a plurality of the suction movable parts 23 may be connected in the vertical or horizontal direction, and the substrates 1 may be placed one column at a time for each row direction or column direction of the film forming plate 17.

本実施形態に係る成膜プレート17への基板載置方法は、単結晶シリコンや多結晶シリコンを基板とする結晶系太陽電池素子の受光面上に、モノシランガスやアンモニアガスを使用してプラズマCVD装置により窒化シリコン(Si)を反射防止膜として成膜するときに特に有効である。シリコン基板を10〜100枚程度、大型のCVD装置により窒化シリコン膜を同時に成膜するときに、成膜温度を400〜600℃近傍に昇温することにより、成膜した窒化シリコン膜が反射防止膜の他にパッシベーション膜としても働くことが知られている。このためこの様な高温での成膜する時における場合に予め成膜プレート(搬送カート2)や基板1の温度を上昇させておくことによりCVD装置のタクトタイムを著しく短縮でき、その生産性を向上させることができる、また成膜プレートのすべての基板1において、良好で均一な膜厚、膜質の成膜が可能となり、太陽電池素子の光電変換効率のばらつきを少なくすることができ、太陽電池素子製造におけるロット毎の光電変換効率の平均値を向上させることが可能となる。 The substrate mounting method on the film formation plate 17 according to the present embodiment is a plasma CVD apparatus using monosilane gas or ammonia gas on the light receiving surface of a crystalline solar cell element using single crystal silicon or polycrystalline silicon as a substrate. This is particularly effective when silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed as an antireflection film. When a silicon nitride film is simultaneously formed by a large-sized CVD apparatus with about 10 to 100 silicon substrates, the deposited silicon nitride film is antireflective by raising the film formation temperature to around 400 to 600 ° C. It is known to work as a passivation film in addition to the film. For this reason, when the film is formed at such a high temperature, the takt time of the CVD apparatus can be remarkably shortened by raising the temperature of the film formation plate (conveying cart 2) and the substrate 1 in advance. In addition, it is possible to improve the film thickness, and to form a film with good and uniform film thickness and quality on all the substrates 1 of the film formation plate, and to reduce the variation in photoelectric conversion efficiency of the solar cell element. It becomes possible to improve the average value of the photoelectric conversion efficiency for each lot in the element manufacturing.

<実施の形態2>
図6は搬送装置の吸着可動部23の別の実施形態を示す斜視図であり、図7(a)(b)はその動作を示す側面図である。図6、図7において、搬送装置は、基板1の中央領域に当接可能であり、基板1より高温の加熱治具30を有する。この加熱治具30はステンレスなどの金属で作製され、吸着可動部23の略中央部にネジなどで取り付けられる。その内部にはヒーターと熱電対などの温度センサーが埋め込まれており、配線を通し外部の温度調節器により加熱治具30が所定の温度で維持されるようになっている。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the suction movable portion 23 of the transport apparatus, and FIGS. 7A and 7B are side views showing the operation thereof. In FIG. 6 and FIG. 7, the transfer device can contact the central region of the substrate 1 and has a heating jig 30 having a temperature higher than that of the substrate 1. The heating jig 30 is made of a metal such as stainless steel, and is attached to a substantially central portion of the suction movable portion 23 with a screw or the like. Inside, a temperature sensor such as a heater and a thermocouple is embedded, and the heating jig 30 is maintained at a predetermined temperature by an external temperature controller through wiring.

また加熱治具30の厚みは、吸着可動部23の吸着パッド25に基板1を吸着、保持した時の基板1に加熱治具30が当接する厚みである。また吸着可動部23のベースアーム24の温度が上がり過ぎないようにベースアーム24と加熱治具30の間には断熱材を挿入することが望ましい。   The thickness of the heating jig 30 is a thickness at which the heating jig 30 comes into contact with the substrate 1 when the substrate 1 is sucked and held on the suction pad 25 of the suction movable unit 23. Further, it is desirable to insert a heat insulating material between the base arm 24 and the heating jig 30 so that the temperature of the base arm 24 of the adsorption movable part 23 does not rise too much.

本実施形態において、図7(a)に示すように基板1と吸着パッド25が当接するまで吸着可動部23が下降し、吸着パッド25に繋がる電磁弁を開いて、基板1を吸着可動部23に吸着、保持する。この時基板1には加熱治具30が当接しているので基板1は加熱治具30により昇温することになる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the suction movable unit 23 is lowered until the substrate 1 and the suction pad 25 come into contact with each other, the electromagnetic valve connected to the suction pad 25 is opened, and the substrate 1 is moved to the suction movable unit 23. Adsorb and hold on. At this time, since the heating jig 30 is in contact with the substrate 1, the temperature of the substrate 1 is raised by the heating jig 30.

その後、図7(b)に示すように吸着可動部23に基板1を吸着、保持したまま、吸着可動部23を上昇させる。次いで、吸着可動部23を成膜プレート17上の基板載置部19上に横方向に移動させる。その後、吸着可動部23を基板1と成膜プレート17が当接するまで下降させ、吸着パッド25に繋がる電磁弁を閉じて、基板1を吸着可動部23から離す。この間の基板1が吸着可動部23から離れるまで、基板1は加熱治具30に当接し、昇温されることになる。その後、吸着可動部23を上昇させ、吸着可動部23を作業台22上に横方向に移動させる。以上の動作を繰り返し行うことで複数の基板1を成膜プレート17上に載置することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 7B, the suction movable unit 23 is raised while the substrate 1 is sucked and held on the suction movable unit 23. Next, the suction movable part 23 is moved in the lateral direction on the substrate mounting part 19 on the film forming plate 17. Thereafter, the suction movable portion 23 is lowered until the substrate 1 and the film forming plate 17 come into contact with each other, the electromagnetic valve connected to the suction pad 25 is closed, and the substrate 1 is separated from the suction movable portion 23. During this time, the substrate 1 is brought into contact with the heating jig 30 and heated up until the substrate 1 is separated from the suction movable portion 23. Thereafter, the suction movable unit 23 is raised, and the suction movable unit 23 is moved laterally on the work table 22. A plurality of substrates 1 can be placed on the film forming plate 17 by repeating the above operation.

この加熱治具30はスプリングなどで取り付けられ、一定の圧力で基板に確実に当接するようにしても良い。   The heating jig 30 may be attached with a spring or the like, and may be in contact with the substrate with a certain pressure.

このように吸着可動部23に取り付けられた加熱治具30により基板1を容易に昇温することができ、成膜プレート17上での基板1の凹状の反りを低減できる。   Thus, the temperature of the substrate 1 can be easily raised by the heating jig 30 attached to the suction movable portion 23, and the concave warpage of the substrate 1 on the film forming plate 17 can be reduced.

搬送装置およびCVD装置の動作の一実施形態を示した図である。It is the figure which showed one Embodiment of the operation | movement of a conveying apparatus and a CVD apparatus. 基板搬送装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a board | substrate conveyance apparatus. (a)〜(d)基板搬送装置の動作を示す側面図である。(A)-(d) It is a side view which shows operation | movement of a board | substrate conveyance apparatus. 搬送カートの構造の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the structure of a conveyance cart. 図4に示す成膜プレートの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the film-forming plate shown in FIG. 吸着可動部の別の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another embodiment of an adsorption | suction movable part. (a)(b)吸着可動部の別の実施形態の動作を示す側面図である。(A) (b) It is a side view which shows operation | movement of another embodiment of an adsorption | suction movable part.

符号の説明Explanation of symbols

1;基板
2;搬送カート
3;ロードロック室
4;成膜室
5;アンロードロック室
6;搬送機構
17;成膜プレート
20;成膜プレート固定冶具
23;吸着可動部
25、32;吸着パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Substrate 2; Transfer cart 3; Load lock chamber 4; Deposition chamber 5; Unload lock chamber 6; Transfer mechanism 17; Deposition plate 20; Deposition plate fixing jig 23;

Claims (9)

CVD装置内へ搬送される成膜プレート上に基板を載置する吸着パッドと、
前記基板の中央領域を加熱する手段と、
を有する基板の搬送装置。
A suction pad for placing a substrate on a film-forming plate transported into the CVD apparatus;
Means for heating a central region of the substrate;
The board | substrate conveyance apparatus which has this.
前記基板の中央領域を加熱する手段は、前記基板より高温の気体であることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。 The transport apparatus according to claim 1, wherein the means for heating the central region of the substrate is a gas having a temperature higher than that of the substrate. 前記気体が、窒素であることを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。 The transport apparatus according to claim 2, wherein the gas is nitrogen. 前記気体が、空気であることを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。 The transport apparatus according to claim 2, wherein the gas is air. 前記基板の中央領域を加熱する手段は、前記基板の中央領域に当接可能であり、前記基板より高温の治具であることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。 The transport apparatus according to claim 1, wherein the means for heating the central region of the substrate is a jig that can contact the central region of the substrate and has a higher temperature than the substrate. 基板と、CVD装置内へ搬送される成膜プレートと、気体を噴出可能であり、前記基板を前記成膜プレートへ搬送する搬送機構とを準備する工程と、
前記基板上に前記搬送機構を移動する工程と、
前記基板より高温の気体を、前記搬送機構から前記基板の中央領域に当てて、前記基板を加熱する工程と、
前記基板を前記搬送機構により前記成膜プレート上に載置する工程と、
前記基板が載置された前記成膜プレートをCVD装置内に進め、前記基板に成膜する工程と、
を有する成膜基板の製造方法。
Preparing a substrate, a deposition plate transported into the CVD apparatus, and a transport mechanism capable of ejecting gas and transporting the substrate to the deposition plate;
Moving the transport mechanism onto the substrate;
Applying a gas higher in temperature than the substrate to the central region of the substrate from the transport mechanism, and heating the substrate;
Placing the substrate on the deposition plate by the transport mechanism;
Advancing the film formation plate on which the substrate is placed into a CVD apparatus, and forming a film on the substrate;
The manufacturing method of the film-forming board | substrate which has this.
基板と、CVD装置内へ搬送される成膜プレートと、治具を備えており前記基板を前記成膜プレートへ搬送する搬送機構とを準備する工程と、
前記基板上に前記搬送機構を移動する工程と、
前記基板の中央領域に対し、前記基板より高温の前記治具を押し当て、前記基板を加熱する工程と、
前記基板を前記搬送機構により前記成膜プレート上に載置する工程と、
前記基板が載置された前記成膜プレートをCVD装置内に進め、前記基板に成膜する工程と、
を有する成膜基板の製造方法。
Preparing a substrate, a film forming plate to be transferred into the CVD apparatus, and a transfer mechanism that includes a jig and transfers the substrate to the film forming plate;
Moving the transport mechanism onto the substrate;
Pressing the jig at a higher temperature than the substrate against the central region of the substrate, and heating the substrate;
Placing the substrate on the deposition plate by the transport mechanism;
Advancing the film formation plate on which the substrate is placed into a CVD apparatus, and forming a film on the substrate;
The manufacturing method of the film-forming board | substrate which has this.
前記基板が成膜された後、前記成膜プレートは、前記CVD装置外へ搬出されて前記基板が取り除かれ、さらに新しい基板が載置されることを特徴とする請求項6または7に記載の成膜基板の製造方法。 8. The film formation plate is carried out of the CVD apparatus after the substrate is formed, the substrate is removed, and a new substrate is placed thereon. A manufacturing method of a film formation substrate. 前記成膜プレート上に載置された前記基板を、前記搬送機構によって前記成膜プレートに3秒以上押し当てることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の成膜基板の製造方法。

The method for manufacturing a film formation substrate according to claim 6, wherein the substrate placed on the film formation plate is pressed against the film formation plate by the transport mechanism for 3 seconds or more. .

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