專(zhuān)利名稱(chēng)：基板加熱裝置和基板加熱方法以及基板處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)平板顯示器(FPD)、太陽(yáng)能電池等的基板進(jìn)行加熱的基板加熱裝置和基板加熱方法，以及對(duì)基板進(jìn)行加熱處理的基板處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在FPD、太陽(yáng)能電池等的基板的制造過(guò)程中，存在成膜處理等加熱處理。作為使這樣的加熱處理有效地進(jìn)行的系統(tǒng)，已知有具備多個(gè)處理單元和一個(gè)或多個(gè)預(yù)備加熱單元的多腔室型的基板處理系統(tǒng)(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在這樣的多腔室型基板處理系統(tǒng)中，將基板在預(yù)備加熱單元加熱至處理溫度附近的溫度后搬送至各處理單元。在這種情況下，在預(yù)備加熱單元中的升溫所需要的時(shí)間對(duì)生產(chǎn)性造成影響，因此，要求以盡可能的高速進(jìn)行升溫，此外，為了防止基板的翹曲而要求均勻地升溫和在到達(dá)規(guī)定的溫度時(shí)溫度穩(wěn)定。作為將基板急速地加熱并控制在規(guī)定的溫度的方法，已知有使用燈等利用放射熱的熱源的方法。此外，已知有在將電阻加熱器作為熱源設(shè)置的載置臺(tái)上載置基板，利用熱傳遞、熱傳導(dǎo)的加熱方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平11-312727號(hào)公報(bào)在這些加熱方法中、利用燈等放射熱的方法的情況下，因?yàn)槟軌蛟谒查g進(jìn)行熱傳遞的控制，所以能夠使基板高速升溫，并且能夠獲得溫度均勻性和溫度穩(wěn)定性，但是在以燈等為熱源的情況下，熱源會(huì)非常昂貴，在要求抑制裝置成本的情況下難以使用。此外，在將電阻加熱器用作熱源的加熱方法的情況下，難以進(jìn)行瞬間的熱傳遞的控制，熱源的溫度不得不升至希望使基板升到的溫度附近，此外，微觀地看，在基板存在與載置臺(tái)直接接觸的部分和不接觸的部分，在它們之間熱傳遞性不同，因此，在前者中存在由于溫度過(guò)沖而難以獲得溫度穩(wěn)定性的問(wèn)題，在后者中存在由于熱傳遞性不同而不能確保溫度均勻性、容易發(fā)生基板的翹曲的問(wèn)題，難以高速地升溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種基板加熱裝置和基板加熱方法，該基板加熱裝置和基板加熱方法能夠不提高裝置成本而確?；宓拿鎯?nèi)溫度的均勻性和溫度穩(wěn)定性，并且能夠高速地升溫。此外，其目的還在于提供一種基板處理系統(tǒng)，該基板處理系統(tǒng)使用上述那樣的基板加熱裝置對(duì)基板進(jìn)行包括加熱的處理。為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明的第一方面，提供一種基板加熱裝置，其特征在于， 包括在減壓狀態(tài)下能夠保持的容器；在上面具有多個(gè)基板支承銷(xiāo)，以與上表面之間設(shè)有間隙的狀態(tài)載置基板的基板載置臺(tái)；
經(jīng)由上述基板載置臺(tái)對(duì)基板進(jìn)行加熱的加熱器；調(diào)整上述容器內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)；通過(guò)控制上述加熱器的輸出而控制上述基板載置臺(tái)溫度的溫度控制部；和通過(guò)控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)而控制上述容器內(nèi)壓力的壓力控制部，當(dāng)在上述載置臺(tái)上載置有基板時(shí)，上述壓力控制部將上述容器內(nèi)的氣體壓力控制為通過(guò)氣體能夠進(jìn)行熱傳遞的第一壓力，當(dāng)基板溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，將上述容器內(nèi)的氣體壓力控制為實(shí)質(zhì)上不通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的壓力。在上述第一方面中，上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)具有將壓力調(diào)整氣體導(dǎo)入上述容器的壓力調(diào)整氣體供給機(jī)構(gòu)；對(duì)上述容器進(jìn)行排氣的排氣機(jī)構(gòu)；控制向上述容器內(nèi)供給壓力調(diào)整氣體的流量控制器；和控制上述容器排氣的壓力控制閥。此外，優(yōu)選上述第一壓力為ITorr以上。此外，優(yōu)選上述第二壓力為IOOmTorr以下。優(yōu)選上述基板支承銷(xiāo)的高度可改變的結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)上述基板支承銷(xiāo)的高度，調(diào)節(jié)基板下面與上述載置臺(tái)上面之間的距離。在這種情況下，上述支承銷(xiāo)具有螺紋部，該螺紋部被旋擰在上述基板載置臺(tái)上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)上述支承銷(xiāo)，能夠調(diào)節(jié)基板下面與所述載置臺(tái)上面之間的距離。此外，優(yōu)選具有多個(gè)上述基板載置臺(tái)，將多個(gè)基板一并加熱。由此能夠高效地進(jìn)行基板的加熱。在本發(fā)明的第二方面提供一種基板加熱方法，在減壓狀態(tài)下能夠保持的容器內(nèi)， 以與基板載置臺(tái)的上面留有間隙的狀態(tài)將基板載置在上面具有多個(gè)基板支承銷(xiāo)的基板載置臺(tái)上，經(jīng)由所述基板載置臺(tái)通過(guò)加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，該基板加熱方法的特征在于當(dāng)基板被載置在上述載置臺(tái)時(shí)，將上述容器內(nèi)的氣體壓力控制為能夠通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的第一壓力而使基板升溫，當(dāng)基板的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，將上述容器內(nèi)的氣體壓力控制為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的壓力而將基板的溫度保持在設(shè)定溫度。在上述第二方面中，優(yōu)選上述第一壓力為ITorr以上。此外，優(yōu)選上述第二壓力為 IOOmTorr 以下。此外，優(yōu)選通過(guò)調(diào)節(jié)上述基板支承銷(xiāo)的高度來(lái)調(diào)節(jié)基板下面與上述載置臺(tái)上面之間的距離。在本發(fā)明的第三方面提供一種基板處理系統(tǒng)，其特征在于，包括在減壓氣氛下對(duì)基板施加規(guī)定的處理的多個(gè)處理室；收容在上述處理室進(jìn)行處理的基板，在將基板搬送到處理室之前在減壓氣氛下加熱基板的上述第一方面的基板加熱裝置；收容在上述處理室進(jìn)行處理的基板，在將基板搬送到處理室之前將基板保持在減壓氣氛中的真空預(yù)備室；和與上述多個(gè)處理室、上述加熱裝置、上述真空預(yù)備室連接，在真空預(yù)備室、上述多個(gè)處理室、上述真空預(yù)備室之間設(shè)置有搬送基板的基板搬送裝置且被保持在減壓氣氛中的共同搬送室，其中，
通過(guò)上述基板搬送裝置，將基板從上述真空預(yù)備室搬送至上述加熱裝置對(duì)基板進(jìn)行預(yù)備加熱，并將被預(yù)備加熱的基板搬送到上述處理室的任何一個(gè)施加規(guī)定的處理。根據(jù)本發(fā)明，使基板與基板載置臺(tái)的上面呈離隔的狀態(tài)，控制為在升溫時(shí)使容器內(nèi)的壓力為第一壓力，利用通過(guò)氣體的熱傳遞加熱基板，在保持溫度時(shí)實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體的熱傳遞的壓力。由此，能夠在確?；鍦囟鹊拿鎯?nèi)均勻性的同時(shí)使基板迅速地升溫， 并且能夠不產(chǎn)生過(guò)沖等、以高度的溫度穩(wěn)定性將基板保持在設(shè)定溫度。此外，因?yàn)槔秒娮杓訜嵝偷募訜崞骷訜峄澹阅軌虮苊馐褂脽艏訜岬那闆r下那樣的裝置成本高的問(wèn)題。


圖1是概略地表示裝載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置) 的基板處理系統(tǒng)的平面圖。圖2是表示圖1的基板處理系統(tǒng)的基板搬送裝置的概略圖。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)的垂直截面圖。圖4是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)的水平截面圖。圖5是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)中使用的基板載置臺(tái)的主要部分的截面圖。圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)的基板的溫度變化曲線的圖。符號(hào)說(shuō)明1基板處理系統(tǒng)10共同搬送室20預(yù)備加熱室(基板處理裝置)30a、30b 處理室40負(fù)載鎖定室50基板搬送裝置51a、51b、51c 基板支承臂61、62、63、64 閘閥70控制部81 容器84a.84b.84c基板載置機(jī)構(gòu)86基板載置臺(tái)87加熱器88基板升降機(jī)構(gòu)101加熱器電源102熱電偶103加熱器控制器112氣體供給配管
113壓力調(diào)整氣體供給源114質(zhì)量流量控制器122排氣配管123自動(dòng)壓力控制閥(APC)124排氣裝置131壓力計(jì)132壓力控制器G 基板
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在所參照的所有圖中，對(duì)相同的部分標(biāo)注相同的參照符號(hào)。圖1概略地表示裝載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)的基板處理系統(tǒng)的平面圖。該基板處理系統(tǒng)1例如作為對(duì)矩形基板形成規(guī)定的膜的成膜系統(tǒng)構(gòu)成，其中，該矩形基板作為如液晶顯示器(LCD)那樣的FPD用玻璃基板或太陽(yáng)能電池用玻璃基板使用。如圖1所示，基板處理系統(tǒng)1包括共同搬送室10 ；構(gòu)成對(duì)與該共同搬送室10連接的基板G進(jìn)行預(yù)備加熱的預(yù)備加熱裝置的預(yù)備加熱室20 ；構(gòu)成在基板G上形成規(guī)定的膜的成膜裝置的處理室30a、30b ；在配置于大氣側(cè)的基板收容容器(未圖示)和被保持為真空的共同搬送室10之間交換基板G的負(fù)載鎖定室40 ；和設(shè)置在共同搬送室10內(nèi)，搬送基板G的基板搬送裝置50。共同搬送室10的平面形狀為矩形，預(yù)備加熱室20、處理室30a、 30b、負(fù)載鎖定室40分別經(jīng)閘閥61、62a、62b、63與共同搬送室10的各個(gè)側(cè)面連接。此外， 在負(fù)載鎖定室40的大氣側(cè)設(shè)置有閘閥64。另外，在本例中，共同搬送室10的平面形狀為矩形，但是，也可以將共同搬送室10的平面形狀構(gòu)成為多角形，例如六角形或八角形，追加預(yù)備加熱室、處理室或負(fù)載鎖定室。在本例中，共同搬送室10、預(yù)備加熱室20、處理室30a、30b作為真空腔室構(gòu)成，被保持為規(guī)定的減壓氣氛。此外，作為真空預(yù)備室的負(fù)載鎖定室40是用于在配置于大氣側(cè)的基板收容容器(未圖示)與被保持為真空的共同搬送室10之間交換基板G的部件，能夠在大氣氣氛與減壓氣氛之間切換。該基板處理系統(tǒng)1以在高度方向上水平地一次載置多個(gè)、例如三個(gè)基板G進(jìn)行處理的方式構(gòu)成，從外部的基板收容容器通過(guò)未圖示的大氣側(cè)搬送裝置經(jīng)間閥64向負(fù)載鎖定室40搬入多個(gè)基板G，被搬入的基板G從負(fù)載鎖定室40經(jīng)間閥63被搬送到共同搬送室 10，從該共同搬送室10經(jīng)間閥61被搬送到預(yù)備加熱室20，從該預(yù)備加熱室20經(jīng)間閥6 或62b被搬送到處理室30a或30b。然后，在處理室30a或30b處理結(jié)束的基板G從處理室30a或30b經(jīng)閘閥6 或62b被搬送到共同搬送室10，從該共同搬送室10經(jīng)閘閥63被搬送到負(fù)載鎖定室40，完成處理的基板G從負(fù)載鎖定室40被搬出。另外，在本例中處理室 30a和處理室30b是進(jìn)行相同的成膜處理的處理室，但是也可以作為進(jìn)行不同的成膜處理的處理室構(gòu)成。即，也可以在處理室30a處理第一成膜工序，將接著進(jìn)行的第二成膜工序在處理室30b連續(xù)處理。
基板搬送裝置50是用于在共同搬送室10與預(yù)備加熱室20、處理室30a、30b和負(fù)載鎖定室40這些機(jī)構(gòu)相互間將多個(gè)、例如三個(gè)基板G —并搬送的裝置，如圖2所示，在垂直方向上排列的三個(gè)基板支承臂51a、51b、51c以在能夠旋轉(zhuǎn)的基底部件52上直線行進(jìn)的方式構(gòu)成，由此，能夠通過(guò)進(jìn)入退回動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作進(jìn)出預(yù)備加熱室20、處理室30a、30b和負(fù)載鎖定室40。另外，符號(hào)53是用于實(shí)現(xiàn)基底部件52的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作等的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?；逄幚硐到y(tǒng)1的各構(gòu)成部通過(guò)控制部(計(jì)算機(jī))70進(jìn)行控制。控制部70具有具備微處理器的過(guò)程控制器71，該過(guò)程控制器71連接有操作者進(jìn)行用于管理基板處理系統(tǒng)1的命令的輸入操作等的鍵盤(pán)、以可視的方式顯示基板處理系統(tǒng)1的工作狀況的顯示器等構(gòu)成的用戶(hù)界面72 ；和存儲(chǔ)有用于通過(guò)過(guò)程控制器71的控制實(shí)現(xiàn)在基板處理系統(tǒng)1中執(zhí)行的各種處理的控制程序、用于根據(jù)處理?xiàng)l件使基板處理系統(tǒng)1執(zhí)行規(guī)定的處理的控制程序、處理工序的存儲(chǔ)部73。存儲(chǔ)部73具有存儲(chǔ)介質(zhì)，處理工序等被存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)介質(zhì)。 存儲(chǔ)介質(zhì)既可以是硬盤(pán)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也可以是CD-ROM、DVD、閃存等容易移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。處理工序等根據(jù)需要由來(lái)自用戶(hù)界面72的指示等從存儲(chǔ)部73讀出，使過(guò)程控制器71 執(zhí)行，由此，在過(guò)程控制器71的控制下，進(jìn)行在基板處理系統(tǒng)1中的期望的處理。在以上那樣構(gòu)成的基板處理系統(tǒng)1中，首先，打開(kāi)閘閥64，通過(guò)大氣側(cè)基板搬送裝置(未圖示)將多個(gè)、例如三個(gè)未處理的基板G搬入大氣氣氛的負(fù)載鎖定室40，關(guān)閉閘閥 64，使負(fù)載鎖定室40內(nèi)為減壓氣氛。然后，打開(kāi)閘閥63，使基板搬送裝置50的基板支承臂 51a、51b、51c—并進(jìn)入負(fù)載鎖定室40內(nèi)，接收被搬入負(fù)載鎖定室40內(nèi)的未處理的基板G。 接著，使基板搬送裝置50的基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥63。 接著，使基板搬送裝置50的基底部件52旋轉(zhuǎn)，使得基板支承臂51a、51b、51c與預(yù)備加熱室 20相對(duì)。接著，打開(kāi)閘閥61，使基板支承臂51a、51b、51c進(jìn)入預(yù)備加熱室20，將未處理的基板G搬送到預(yù)備加熱室20。接著，使基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥61后，在預(yù)備加熱室20開(kāi)始基板G的預(yù)備加熱。預(yù)備加熱結(jié)束后，打開(kāi)閘閥61，使基板支承臂51a、51b、51c進(jìn)入預(yù)備加熱室20，接收完成預(yù)備加熱的基板G。接著，使基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥61。接著，使基底部件52旋轉(zhuǎn)，使得基板支承臂51a、51b、51c與處理室30a或30b相對(duì)。接著，打開(kāi)閘閥6 或62b，使基板支承臂 51a.51b.51c進(jìn)入處理室30a或30b，將完成預(yù)備加熱的基板G搬送到處理室30a或30b。 接著，使基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥6 或62b，開(kāi)始進(jìn)行處理室30a或30b中的處理。處理結(jié)束后，打開(kāi)閘閥6 或62b，使基板支承臂51a、51b、51c 進(jìn)入處理室30a或30b，接收完成處理的基板G。接著，使基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥6 或62b。接著，使基底部件52旋轉(zhuǎn)，使得基板支承臂51a、51b、 51c與負(fù)載鎖定室40相對(duì)。接著，打開(kāi)閘閥63，使基板支承臂51a、51b、51c進(jìn)入負(fù)載鎖定室40，將完成處理的基板G搬送到負(fù)載鎖定室40。接著，使基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥63，使負(fù)載鎖定室40內(nèi)為大氣氣氛。然后，打開(kāi)閘閥64，通過(guò)大氣側(cè)基板搬送裝置(未圖示)將完成處理的基板G從負(fù)載鎖定室40搬出。接著，對(duì)預(yù)備加熱室(基板加熱裝置)20進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3是表示預(yù)備加熱室 20的垂直截面圖，圖4是其水平截面圖。預(yù)備加熱室20具有容器81，在容器81的側(cè)壁設(shè)置有能夠與被保持為真空的共同搬送室10連通的開(kāi)口 82。而且，開(kāi)口 82能夠通過(guò)閘閥61進(jìn)行開(kāi)閉。
在容器81內(nèi)，用于載置三個(gè)基板G進(jìn)行加熱的三個(gè)基板載置機(jī)構(gòu)84a、84b、8 在垂直方向上等間隔地配置?；遢d置機(jī)構(gòu)84a、84b、8 的平面形狀為與基板G對(duì)應(yīng)的矩形，具有載置基板G 的金屬制基板載置臺(tái)86?；遢d置臺(tái)86在水平方向上被分割為兩部分，在這些分割片之間設(shè)置有加熱器87。各分割片的厚度為基板載置臺(tái)86自身不會(huì)由于加熱器87的熱而翹曲的厚度，例如15mm左右。在基板載置臺(tái)86的上面設(shè)置有用于以與基板載置臺(tái)86的上面分開(kāi)的狀態(tài)載置基板G的基板支承銷(xiāo)86a，該基板支承銷(xiāo)86a設(shè)置有多個(gè)，例如圖4所示那樣設(shè)置有13個(gè)。該基板支承銷(xiāo)86a例如由聚醚醚酮(PEEK :poly ether ether ketone)那樣的樹(shù)脂構(gòu)成，例如具有M3的尺寸。此外，如圖5所示，該基板支承銷(xiāo)86a具有陽(yáng)螺紋部86b，該陽(yáng)螺紋部86b與在基板載置臺(tái)86的上面形成的陰螺紋部86c螺合，能夠通過(guò)使基板支承銷(xiāo) 86a旋轉(zhuǎn)調(diào)整基板G與基板載置臺(tái)86的上面之間的距離(gap)D (參照?qǐng)D5)。距離D例如能夠設(shè)定為0. 8mm。在設(shè)置有基板載置臺(tái)86的加熱器87連接有加熱器電源101，通過(guò)從加熱器電源 101向加熱器87供電，加熱器87發(fā)熱，基板載置臺(tái)86上的基板G被加熱至規(guī)定溫度。在基板載置臺(tái)86的上面附近埋設(shè)有熱電偶102。熱電偶102的信號(hào)被傳送給加熱器控制器 103。然后，加熱器控制器103根據(jù)熱電偶102的信號(hào)向加熱器電源101發(fā)送指令，控制加熱器87的加熱，將基板載置臺(tái)86控制為規(guī)定的溫度?；遢d置機(jī)構(gòu)84a、84b、8 的基板載置臺(tái)86通過(guò)連結(jié)部件89與垂直地延伸的多個(gè)框架90連結(jié)?？蚣?0安裝在容器81的底部。在基板載置機(jī)構(gòu)84a、84b、8k上，在基板載置臺(tái)86的上部的兩方的長(zhǎng)邊端部，一對(duì)基板升降部件88在被載置基板載置臺(tái)86的狀態(tài)下，以成為基板載置臺(tái)86的一部分的方式設(shè)置，其中，該基板升降部件形成為梳齒形狀，用于支承基板G使該基板G升降。而且，基板升降部件88的上面與基板載置臺(tái)86的上面構(gòu)成相同高度的面。另外，在本例中基板載置臺(tái)86采用金屬制，但是也可以采用陶制。如圖4所示，基板載置機(jī)構(gòu)84a、84b、8 的各基板升降部件88以各被兩個(gè)支承棒 93支承的方式構(gòu)成，這些支承棒93與連結(jié)部件94連結(jié)。而且，與配置為三級(jí)的基板升降部件88對(duì)應(yīng)的兩個(gè)連結(jié)部件94分別與在垂直方向上延伸的兩個(gè)連結(jié)軸95連結(jié)。兩側(cè)各兩個(gè)、合計(jì)四個(gè)連結(jié)軸95穿透容器81的底部向下方延伸，被水平地設(shè)置的支承板96支承。 而且，支承板96能夠通過(guò)兩個(gè)圓筒機(jī)構(gòu)97升降，基板升降部件88隨著該支承板96的升降而升降。在容器81的底壁形成有氣體導(dǎo)入口 111，在那里連接有氣體供給配管112。在該氣體供給配管112連接有壓力調(diào)整氣體供給源113。在氣體供給配管112設(shè)置有質(zhì)量流量控制器114，以及其前后的開(kāi)閉閥115，其中，該質(zhì)量流量控制器114是控制氣體流量的流量控制器。而且，從壓力調(diào)整氣體供給源113經(jīng)氣體供給配管112向容器81內(nèi)供給Ar氣體、 N2氣體等壓力調(diào)整氣體。此外，在容器81的頂壁設(shè)置有用于對(duì)容器81內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口 121，在該排氣口 121連接有排氣配管122。在排氣配管122設(shè)置有自動(dòng)壓力控制閥(APC) 123和排氣裝置 124，通過(guò)自動(dòng)壓力控制閥(APC) 123控制容器81內(nèi)的壓力，同時(shí)通過(guò)排氣裝置IM對(duì)容器 81內(nèi)進(jìn)行排氣。
在容器81設(shè)置有檢測(cè)其中的壓力的壓力計(jì)131，該壓力計(jì)131的檢測(cè)值被輸出至壓力控制器132。而且，壓力控制器132向質(zhì)量流量控制器114、閥115、自動(dòng)壓力控制閥 (APC) 123發(fā)送信號(hào)，控制排氣和壓力調(diào)整氣體的供給，以使得容器81內(nèi)的壓力成為規(guī)定的減壓狀態(tài)的方式進(jìn)行控制。另外，加熱器控制器103和壓力控制器132通過(guò)整個(gè)基板處理系統(tǒng)1的控制部70 進(jìn)行控制。在這樣構(gòu)成的預(yù)備加熱室20中，通過(guò)加熱器控制器103控制加熱器電源101，通過(guò)加熱器87將基板載置機(jī)構(gòu)84a、84b、8k的基板載置臺(tái)86加熱至規(guī)定的溫度，然后，打開(kāi)閘閥61，從開(kāi)口 82搬入被支承于基板搬送裝置50的基板支承臂51a、51b、51c的基板G。而且，通過(guò)圓筒機(jī)構(gòu)97使基板載置機(jī)構(gòu)84a、84b、8k的基板升降部件88上升，從基板支承臂51a、51b、51c將基板G接收到基板升降部件88上，使基板搬送裝置50的基板支承臂51a、51b、51c退回到共同搬送室10，關(guān)閉閘閥61后，使支承基板G的基板升降部件 88下降到基板載置臺(tái)86上，將基板G載置在基板支承銷(xiāo)86a上。由此，被保持為室溫的基板G被基板載置臺(tái)86加熱。另一方面，在關(guān)閉閘閥61之后，與上述基板G的載置動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行如下動(dòng)作利用壓力控制器132，在控制質(zhì)量流量控制器114的同時(shí)從壓力調(diào)整氣體供給源113向容器81 內(nèi)供給壓力調(diào)整氣體，將容器81內(nèi)的壓力控制為能夠通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的第一壓力Pl。 第一壓力Pl為ITorr以上，優(yōu)選為3Torr以上，更優(yōu)選為10 20Torr、例如lOTorr。此時(shí)，在基板G的背面與基板載置臺(tái)86的上面之間，通過(guò)基板支承銷(xiāo)86a設(shè)置有距離為D的間隙(gap)，并且氣體的壓力為ITorr以上，因此，基板G在來(lái)自基板載置臺(tái)86的放射熱之外還通過(guò)存在于縫隙的氣體的熱傳遞加熱，以比較高的速度升溫。此外，在基板G 被直接載置于基板載置臺(tái)86的情況下，由于基板載置臺(tái)86的表面的用顯微鏡可見(jiàn)的凹凸， 在基板G的與基板載置臺(tái)86直接接觸的部分與不接觸的部分熱傳遞不同，因此難以將基板 G均勻地加熱，但是，由于基板G的背面與基板載置臺(tái)86的表面之間設(shè)置有間隙(gap)，氣體的熱傳遞在基板G的整個(gè)面均勻地進(jìn)行，基板G能夠均勻地升溫。而且，在基板G達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)，使容器81內(nèi)的壓力降低至第二壓力，該第二壓力是實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體熱傳遞的壓力。使第二壓力下降至lOOmTorr以下，優(yōu)選為1 lOOmTorr、例如降至IOOmTorr,形成為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體的熱傳遞的狀態(tài)，使得基板G 的溫度維持為上述規(guī)定溫度。此時(shí)，如果令基板載置臺(tái)86的上面的溫度為T(mén)2，則基板G的設(shè)定溫度Tl為T(mén)l = Τ2-ΔΤ，即，設(shè)定溫度Tl為比基板載置臺(tái)86的上表面的溫度T2僅低 ΔΤ的溫度。Δ T例如設(shè)定為20 30°C左右。這樣，使容器81內(nèi)的壓力降低至實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體的熱傳遞的程度，由此，能夠使基板G的溫度不發(fā)生過(guò)沖，以保持均勻的溫度分布不變的狀態(tài)保持在作為設(shè)定溫度的Tl。S卩，作為使基板G與基板載置臺(tái)86的上表面分開(kāi)的狀態(tài)，在升溫時(shí)，提高容器81 內(nèi)的壓力，利用氣體的熱傳遞加熱基板G，在保持溫度時(shí)，控制為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體的熱傳遞的壓力，因此，能夠在確?；錑的溫度的面內(nèi)均勻性的同時(shí)使基板迅速地升溫，并且能夠不會(huì)發(fā)生過(guò)沖等、以高度的溫度穩(wěn)定性將基板保持在作為設(shè)定溫度的Tl。此外，因?yàn)槔秒娮杓訜嵝偷募訜崞?7加熱基板G，所以能夠避免使用燈加熱的情況下那樣的裝置成本變高的問(wèn)題。
圖6表示此時(shí)的基板G的溫度變化曲線圖?；錑的溫度變化曲線例如能夠通過(guò)在基板安裝熱電偶來(lái)把握。期望的溫度變化曲線能夠通過(guò)恰當(dāng)?shù)乜刂频谝粔毫1、第二壓力P2、基板載置臺(tái)溫度T2、基板G的背面與基板載置臺(tái)86的上面之間的間隙的距離D實(shí)現(xiàn)。 特別是因?yàn)槟軌驅(qū)﹂g隙的距離D進(jìn)行調(diào)整，所以能夠由此進(jìn)行溫度變化曲線的微調(diào)。此外， 因?yàn)閮H通過(guò)使具有陽(yáng)螺紋部86b的基板支承銷(xiāo)86a旋轉(zhuǎn)就能夠進(jìn)行間隙的調(diào)整，所以能夠極為簡(jiǎn)單地進(jìn)行通過(guò)間隙的調(diào)整的溫度變化曲線的微調(diào)。在實(shí)際的基板G的加熱處理時(shí)，不能直接檢測(cè)基板G的溫度，因此預(yù)先根據(jù)第一壓力P1、第二壓力P2、基板G的背面與基板載置臺(tái)86的上面之間的間隙的距離D把握基板載置臺(tái)溫度T2與基板溫度Tl的關(guān)系，預(yù)先設(shè)定用于獲得基板溫度Tl的基板載置臺(tái)溫度T2。 此外，對(duì)于從第一壓力Pl切換為第二壓力P2的時(shí)間，也不能從實(shí)際的基板溫度把握，因此， 預(yù)先根據(jù)第一壓力P1、第二壓力P2、基板G的背面與基板載置臺(tái)86的上面之間的間隙的距離D把握壓力切換之前的時(shí)間，在該時(shí)間經(jīng)過(guò)的時(shí)點(diǎn)切換壓力。此外，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)這樣使容器81內(nèi)的壓力降低將基板G的溫度保持在規(guī)定的溫度，所以，即使從將基板G送入預(yù)備加熱室20至取出的時(shí)間由于搬送的情況等而在處理室 30a的情況下和處理室30b的情況下不同，也能夠以大致相同的條件進(jìn)行成膜。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變形。例如，在上述實(shí)施方式中，例示了將三個(gè)基板一并搬送、處理的處理系統(tǒng)，但是，并不限定于此，既可以是一個(gè)， 也可以是三個(gè)以外的多個(gè)。此外，處理系統(tǒng)的方式也不限定于圖1，例如，處理室并不限定于兩個(gè)，也可以是三個(gè)以上。
權(quán)利要求
1.一種基板加熱裝置，其特征在于，包括 能夠在減壓狀態(tài)下保持的容器；以在上面具有多個(gè)基板支承銷(xiāo)，與上面之間設(shè)置間隙的狀態(tài)載置基板的基板載置臺(tái)； 隔著所述基板載置臺(tái)對(duì)基板進(jìn)行加熱的加熱器； 調(diào)整所述容器內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)；通過(guò)控制所述加熱器的輸出，控制所述基板載置臺(tái)的溫度的溫度控制部；和通過(guò)控制所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，控制所述容器內(nèi)的壓力的壓力控制部，其中， 所述壓力控制部，當(dāng)基板被載置在所述載置臺(tái)時(shí)，將所述容器內(nèi)的氣體壓力控制為能夠通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的第一壓力，當(dāng)基板的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，將所述容器內(nèi)的氣體壓力控制為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體熱傳遞的第二壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的基板加熱裝置，其特征在于， 所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)具有將壓力調(diào)整氣體導(dǎo)入所述容器的壓力調(diào)整氣體供給機(jī)構(gòu)； 對(duì)所述容器進(jìn)行排氣的排氣機(jī)構(gòu)；控制向所述容器內(nèi)的壓力調(diào)整氣體的供給的流量控制器；和控制所述容器的排氣的壓力控制閥。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基板加熱裝置，其特征在于， 所述第一壓力為ITorr以上。
4.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的基板加熱裝置，其特征在于， 所述第二壓力為IOOmTorr以下。
5.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的基板加熱裝置，其特征在于，所述基板支承銷(xiāo)的高度能夠改變，通過(guò)調(diào)節(jié)所述基板支承銷(xiāo)的高度，能夠調(diào)節(jié)基板下面與所述載置臺(tái)上面之間的距離。
6.如權(quán)利要求5所述的基板加熱裝置，其特征在于，所述支承銷(xiāo)具有螺紋部，該螺紋部與所述基板載置臺(tái)螺合，通過(guò)使所述支承銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)，能夠調(diào)節(jié)基板下面與所述載置臺(tái)上面之間的距離。
7.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的基板加熱裝置，其特征在于， 具有多個(gè)所述基板載置臺(tái)，將多個(gè)基板一并加熱。
8.一種基板加熱方法，其在減壓狀態(tài)下能夠保持的容器內(nèi)，在基板載置臺(tái)的上面與基板之間設(shè)有間隙的狀態(tài)下，將基板載置在上面具有多個(gè)基板支承銷(xiāo)的基板載置臺(tái)上，經(jīng)由所述基板載置臺(tái)通過(guò)加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，其中，該基板加熱方法的特征在于，當(dāng)基板被載置在所述載置臺(tái)時(shí)，將所述容器內(nèi)的氣體壓力控制為能夠通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的第一壓力而使基板升溫，當(dāng)基板的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，將所述容器內(nèi)的氣體壓力控制為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體熱傳遞的第二壓力，將基板的溫度保持在設(shè)定溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的基板加熱方法，其特征在于， 所述第一壓力為ITorr以上。
10.如權(quán)利要求8或9所述的基板加熱方法，其特征在于， 所述第二壓力為IOOmTorr以下。
11.如權(quán)利要求8或9中任一項(xiàng)所述的基板加熱方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)整所述基板支承銷(xiāo)的高度，調(diào)節(jié)基板下面與所述載置臺(tái)上面之間的距離。
12. —種基板處理系統(tǒng)，其特征在于，包括 在減壓氣氛下對(duì)基板施加規(guī)定的處理的多個(gè)處理室；收容在所述處理室進(jìn)行處理的基板，在將基板搬送到處理室之前在減壓氣氛下對(duì)基板進(jìn)行加熱的如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的基板加熱裝置；收容在所述處理室進(jìn)行處理的基板，在將基板搬送到處理室之前將基板保持為減壓氣氛的真空預(yù)備室；和與所述多個(gè)處理室、所述加熱裝置、所述真空預(yù)備室連接，在真空預(yù)備室、所述多個(gè)處理室、所述真空預(yù)備室之間設(shè)置有搬送基板的基板搬送裝置，且被保持在減壓氣氛的共同搬送室，其中，通過(guò)所述基板搬送裝置，從所述真空預(yù)備室向所述加熱裝置搬送基板，對(duì)基板預(yù)備加熱，并將被預(yù)備加熱后的基板搬送到所述處理室中的任一個(gè)并施加規(guī)定的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板加熱裝置和基板加熱方法以及基板處理系統(tǒng)。該基板加熱裝置不用提高裝置成本就能夠確?；宓拿鎯?nèi)溫度的均勻性和溫度穩(wěn)定性，并且能夠高速地升溫。該基板處理系統(tǒng)包括能夠在減壓狀態(tài)下保持的容器(81)；在上面具有多個(gè)基板支承銷(xiāo)(86a)，以與上面之間設(shè)置有間隙的狀態(tài)載置基板(G)的基板載置臺(tái)(86)；通過(guò)基板載置臺(tái)(86)對(duì)基板進(jìn)行加熱的加熱器(87)；調(diào)整容器(81)內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)(113、114、123、124)；通過(guò)控制加熱器(87)的輸出，控制基板載置臺(tái)(86)溫度的溫度控制部(103)；和通過(guò)控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，控制容器(80)內(nèi)壓力的壓力控制部(132)，其中，壓力控制部(103)在載置臺(tái)(86)載置有基板(G)時(shí)，將容器(81)內(nèi)的氣體壓力控制為能夠通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的第一壓力，在基板(G)的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，將容器(81)內(nèi)的氣體壓力控制為實(shí)質(zhì)上不發(fā)生通過(guò)氣體進(jìn)行熱傳遞的壓力。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102169811SQ20111003274
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者大久保智也, 杉山正樹(shù) 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社