JPH05160046A - 基板加熱方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】処理前の予熱を行う基板加熱装置に於いて、処
理前の予熱時間の短縮、熱歪による変形防止、一層の均
一加熱を行う。 【構成】基板加熱室２０内の上部と下部に加熱源２２，
２４を設け、前記基板加熱室に装入された基板１４を上
下両面から加熱する様にすると共に少なくとも加熱初期
は前記上下加熱源と非接触状態で最終段階で前記加熱源
のいずれか１方に接触させて加熱し、加熱初期は非接触
状態で上下両面から加熱することで、基板の熱歪みによ
る変形を抑制しつつ加熱し、基板が所定の温度に達する
と１方の熱源に基板を接触させ熱伝導によって急速な加
熱を行う。

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、或は処理
後の冷却を行う基板加熱方法及びその装置に関するもの
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】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示画面は
増々大型化しており、半導体製造装置は斯かる要請に答
えると共に歩留まりの向上、スループットの向上等、製
造能率の向上を図ることが要求されている。

【０００５】斯かる要求に答えるべく、本発明は、処理
前の基板の予熱を行う場合に於いて、処理前の予熱時間
の短縮、一層の均一加熱、歪みを生じることなく、或は
形成したパターンを損傷させるせることなく迅速に基板
を加熱する様にしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板加熱室内
の上部と下部に加熱源を設け、前記基板加熱室に装入さ
れた基板を上下両面から加熱する様にすると共に少なく
とも加熱初期は前記上下加熱源と非接触状態で加熱し、
最終段階で前記加熱源のいずれか１方に接触させて加熱
することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】基板を加熱する場合は、加熱初期は上下の加熱
源とは非接触状態で上下両面から加熱し、基板の熱歪み
による変形を抑制しつつ加熱し、基板が所定の温度に達
すると１方の熱源に基板を接触させ熱伝導によって急速
な加熱を行う。

【０００８】

【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。

【０００９】図２は、ガラス基板を水平状態で処理する
半導体製造装置を示しており、以下は本発明を該半導体
製造装置について実施した場合を説明する。

【００１０】先ず、該半導体製造装置について略述す
る。

【００１１】図中、１はカセットスタンド、２はロード
用ロボット、３はロードロック室、４は第１搬送機、５
は基板加熱装置、６は第１成膜室、７は第２搬送機、８
は第２成膜室、９は第３搬送機、１０は第３成膜室、１
１はアンロードロック室、１２はアンロード用ロボッ
ト、１３はカセットスタンドを示し、ロードロック室３
と第１搬送機４、第１搬送機４と基板加熱装置５、第１
搬送機４と第１成膜室６、第１成膜室６と第２搬送機
７、第２搬送機７と第２成膜室８、第２成膜室８と第３
搬送機９、第３搬送機９と第３成膜室１０、第３搬送機
９とアンロードロック室１１とはそれぞれゲートバルブ
を介して結合されている。

【００１２】前記カセットスタンド１には、ガラス基板
１４が所要枚数装填されたカセット１５がローディング
され、該カセットスタンド１は装填されたガラス基板１
４のピッチに従って前記カセット１５を間欠的に昇降す
る。

【００１３】又、前記ロード用ロボット２は、前記カセ
ット１５よりガラス基板１４を１枚ずつ取出しロードロ
ック室３に搬送する。該ロードロック室３は気密構造と
なっており、又基板搬送口にゲートバルブ１６を有し、
前記ガラス基板１４が搬入された後は、前記ゲートバル
ブ１６を閉じて内部を真空状態にする。

【００１４】以下、第１搬送機４、基板加熱装置５、第
１成膜室６、第２搬送機７、第２成膜室８、第３搬送機
９、第３成膜室１０、アンロードロック室１１を真空状
態で、前記ガラス基板１４の処理、搬送が行われる。

【００１５】前記ロードロック室３に搬送されたガラス
基板１４は、前記第１搬送機４によって前記基板加熱装
置５に搬送され、該基板加熱装置５に於いて該ガラス基
板１４は処理に適した温度迄加熱される。

【００１６】予熱された前記ガラス基板１４は前記第１
搬送機４によって前記第１成膜室６に搬送され、該第１
成膜室６に於いて第１層の成膜処理が行われる。第１層
の成膜処理が完了すると前記第２搬送機７より前記第１
成膜室６から取出されたガラス基板１４は前記第２成膜
室８に搬送され、該第２成膜室８に於いて第２の成膜処
理が行われる。同様に、前記第３搬送機９により前記第
３成膜室１０にガラス基板１４が搬送され、更に成膜処
理が行われ、所要の成膜処理が完了すると、前記第３搬
送機９によって前記アンロードロック室１１にガラス基
板１４が搬送される。

【００１７】該アンロードロック室１１内部を常圧迄昇
圧し、ゲートバルブ１７を開いて前記アンロード用ロボ
ット１２によってガラス基板１４を取出し、前記カセッ
トスタンド１３に載置されたカセット１５に処理の完了
したガラス基板１４を１枚ずつ移載する。

【００１８】尚、上記した半導体製造装置に於いて、処
理室の数はガラス基板の処理の内容により、ユニットの
配置の状態は、設備される空間、或は関連する設備との
関係により適宜変更が加えられる。

【００１９】以下、図１により本発明が実施された基板
加熱装置５を説明する。

【００２０】気密な基板加熱室２０を設け、該基板加熱
室２０の側面には連絡窓２１が穿設され、該連絡窓２１
より第１搬送機４のロボットアーム（図示せず）が出入
りする様になっている。

【００２１】前記基板加熱室２０の天井にに上加熱ユニ
ツト２２を設け、前記基板加熱室２０の底部にはポスト
２３を介して下加熱ユニット２４を設ける。又、前記基
板加熱室２０の下面には基板昇降ユニット２５を設け
る。

【００２２】以下、上記した各ユニットについて更に詳
述する。

【００２３】先ず、上加熱ユニツト２２について説明す
る。

【００２４】前記前記基板加熱室２０の天井面にカラー
２６を介して反射板２７を設け、該反射板２７の裏面側
に冷却管２８を固着し、該冷却管２８は図示しない冷却
源に接続し、該冷却管２８を介して前記反射板２７を冷
却する。又、該反射板２７の反射面側には棒状の加熱ラ
ンプ２９を所要数設ける。

【００２５】又、前記下加熱ユニット２４は基板受台３
０、ヒータ台３１、熱遮断板３２からなり、前記ヒータ
台３１にはヒータ（図示せず）が埋設され、又前記反射
板３２は複数の熱反射板を多重に配設した構成を有し、
前記ヒータから下方への熱輻射を遮断している。

【００２６】前記基板昇降ユニット２５を説明する。

【００２７】前記基板加熱室２０の底部に少なくとも３
組のシールブロック３３を設け、該それぞれのシールブ
ロック３３を介して昇降ロッド３４を気密に且摺動自在
に設ける。又、前記基板加熱室２０の底部裏面側に昇降
シリンダ３５を設け、該昇降シリンダ３５のロッド下端
に棚板３７を固着し、前記昇降ロッド３４の下端を該棚
板３７に固着する。該昇降ロッド３４の上端には基板上
下ピン３６を固着し、該基板上下ピン３６は前記熱遮断
板３２、ヒータ台３１、基板受台３０を貫通して昇降す
る様になっている。又、前記昇降シリンダ３５は多段ス
トロークシリンダであり、前記基板上下ピン３６を段階
的に昇降させる。

【００２８】尚、前記連絡窓２１にはゲートバルブ３８
が設けられており、ガラス基板１４の加熱時には密閉さ
れる様になっている。又、図中３９はパーティクルがガ
ラス基板１４上に落下するのを防止する石英製のカバー
である。

【００２９】以下、作動について説明する。

【００３０】ロボットアーム（図示せず）によるガラス
基板１４の搬入時には、前記昇降シリンダ３５を縮短さ
せ、前記基板上下ピン３６を前記基板受台３０より突出
させておく。前記ロボットアームは前記ガラス基板１４
を前記基板上下ピン３６上に載置する。常温のガラス基
板１４が加熱された基板受台３０上に直接載置されない
ことから、ガラス基板１４の熱歪みによる変形が防止さ
れる。該ガラス基板１４搬入後は前記ゲートバルブ３８
によって前記連絡窓２１を閉塞する。

【００３１】前記基板上下ピン３６にガラス基板１４が
支持され、前記基板受台３０から浮いた状態で、前記加
熱ランプ２９により上面から、又前記基板受台３０によ
り下面から前記ガラス基板１４がそれぞれ熱輻射によっ
て加熱される。而して、該ガラス基板１４は上下両面か
ら同様な加熱条件で加熱されることで変形を生ずること
なく昇温していく。

【００３２】加熱は段階的に行われ、最初の目標温度に
達すると、前記昇降シリンダ３５により前記棚板３７、
昇降ロッド３４を介して前記基板上下ピン３６を所定距
離降下させる。この状態でも、前記ガラス基板１４は基
板受台３０に接触していない。

【００３３】ガラス基板１４は、より高温の前記基板受
台３０によって更に高温まで加熱される。

【００３４】斯かる段階的な加熱を終了すると、最終的
にガラス基板１４は前記基板受台３０に載置され、該基
板受台３０によって直接所定の温度、例えば４００℃に
加熱される。尚、前記加熱ランプ２９よる加熱も連続的
に行われている。

【００３５】而して、ガラス基板１４は段階的に而も上
下両面から加熱されるので、熱歪みによる変形を生ずる
こと無く、而も迅速に加熱される。

【００３６】ガラス基板１４を所定の温度迄加熱する
と、前記昇降シリンダ３５により前記基板上下ピン３６
を上昇させ前記ガラス基板１４を前記基板受台３０から
持上げる。次に、ゲートバルブ３８を開き前記ロボット
アームを前記連絡窓２１から挿入する。前記昇降シリン
ダ３５を作動させ前記ガラス基板１４を降下させ、該ガ
ラス基板１４を前記ロボットアームに乗置する。該ロボ
ットアームを後退させ予熱の完了したガラス基板１４を
基板加熱室２０から取出す。

【００３７】尚、上記実施例では処理すべき基板として
ガラス基板を例示したが、その他の基板に対しても実施
可能であることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、基板の
上下両面から同時に加熱することができるので、迅速に
而も基板に反りなどを生じさせることなく予熱を行え、
予熱時間の短縮を図ると共に予熱時の不良発生を防止す
ることができるという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断面図である。

【図２】本発明が実施された半導体製造装置の一例を示
す全体斜視図である。

【符号の説明】

１４ ガラス基板 ２０ 基板加熱室 ２２ 上加熱ユニツト ２４ 下加熱ユニット ２５ 基板昇降ユニット

フロントページの続き (72)発明者 折付 良二 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板加熱室内の上部と下部に加熱源を設
   け、前記基板加熱室に装入された基板を上下両面から加
   熱する様にすると共に少なくとも加熱初期は前記上下加
   熱源と非接触状態で加熱し、最終段階で前記加熱源のい
   ずれか１方に接触させて加熱することを特徴とする基板
   加熱方法。
2. 【請求項２】 基板を１方の熱源に段階的に接近させ、
   基板加熱を段階的に行う請求項１の基板加熱方法。
3. 【請求項３】 基板加熱室内の上部と下部に加熱源を設
   け、該下部の加熱源に基板を載置可能とすると共に前記
   基板を支持し昇降可能な基板昇降ユニットを設けたこと
   を特徴とする基板加熱装置。