本发明涉及基板加热装置及成膜装置。
背景技术:
在用于半导体器件的基板的成膜处理中,以薄膜相对于基板的紧贴性的改善等为目的,在成膜处理之前进行加热基板的预处理(专利文献1)。在将基板以垂直立起的状态(被处理面垂直的姿势)支承并输送这种方式的装置结构中,基板沿着输送路径在各室间移动,所述输送路径沿着基板的面直线地延伸。在成膜处理室的跟前的进料室中,在基板输送路径的旁边配置灯加热器等加热器,使基板在与加热器相向的位置停止,利用加热器的辐射热来加热基板。即,在基板的输送路径的一部分形成用于加热基板的加热区域。
在先技术文献
专利文献1:国际公开第2012/140799号
发明要解决的课题
作为加热器的结构的一例,在纵向(与输送方向正交的方向)上平行地排列多根在基板的输送方向上延伸的棒状发热体,并将反射发热体的放射热的反射器配置在发热体的背面侧的线(line)型加热器是已知的。在加热器的长度相对于基板尺寸不足够大的情况下,由于在基板的中央附近和端部,从加热器向基板的热辐射的状态不同,所以基板的温度分布容易成为在基板的输送方向上在中央附近温度较高而在端部温度较低的分布。另外,相对于进料室的处理室侧,储存室侧的温度较低,成为给基板的温度分布的均匀性带来影响的一个原因。因此,例如,虽然如果使用比基板长的长条的加热器则能够使基板的温度分布变得良好,但是由于需要使进料室大型化,所以会导致装置的大型化,导致占据面积的扩大。
由于基板的温度分布的不均匀会给成膜处理带来影响,所以为了实现基板的温度分布的均匀化,可考虑追加配置反射器。为了对输送方向上的基板的端部有效地反射加热器的辐射热,优选在输送方向上在隔着基板的位置分别配置反射器的结构。然而,由于在堵塞基板的输送路径的位置配置反射器,所以需要相对于基板的输送路径可进退地构成反射器。由于设置在进料室与处理室之间的门阀设置成相对于基板输送路径可进退地滑动移动,并且设置在进料室内部,所以例如可考虑在该门阀上安装反射器。但是,由于设置在相反侧的进料室与储存室之间的门阀配置在储存室内部侧即进料室的外侧,所以难以安装反射器。为了实现温度分布均匀化,需要在基板输送方向的两侧配置反射器。因此,例如,在采用与安装有一方的反射器的门阀的开闭动作联动地使相反侧的另一方的反射器相对于基板输送路径可进退的结构的情况下,担心会导致装置结构的复杂化、构件数量的增加并导致成本上升。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供能够在基板的加热处理中实现基板的温度分布的均匀化的技术。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的,本发明的基板加热装置的特征在于,具备:
加热室,所述加热室具有用于取出或放入基板的出入口;
可动底板,所述可动底板能够在所述加热室的内部移动,并且能够移动到能够从所述出入口相对于所述加热室取出或放入基板的第一位置和所载置的基板的延伸方向从所述出入口偏离的第二位置;
加热器,所述加热器以与载置于所述可动底板的基板的面相向的方式设置于所述可动底板;及
反射器,所述反射器相向配置在所述加热室的内部,并且在所述可动底板位于所述第二位置时,与载置于所述可动底板的基板的端部分别相向。
为了达到上述目的,本发明的成膜装置是在基板上进行成膜处理的成膜装置,其特征在于,具备:
成膜室,所述成膜室供在基板上进行成膜处理;
储存室,所述储存室收容基板;
基板加热装置,所述基板加热装置是上述基板加热装置,具有在所述基板加热装置与所述成膜室之间取出或放入基板的第一出入口和在所述基板加热装置与所述储存室之间取出或放入基板的第二出入口作为所述出入口;及
基板输送部件,所述基板输送部件支承基板并使基板在所述成膜室、所述储存室及所述加热室之间移动。
发明的效果
根据本发明,能够在基板的加热处理中实现基板的温度分布的均匀化。
附图说明
图1是本发明的实施例1的基板加热装置的示意性剖视图。
图2是本发明的实施例1的基板加热装置的示意性剖视图。
图3是本发明的实施例1的基板加热装置的示意性剖视图。
图4是本发明的实施例1的基板加热装置的示意性剖视图。
图5是本发明的实施例的成膜装置的概略图。
图6是本发明的实施例中的成膜处理的流程图的一例。
图7是本发明的实施例2的基板加热装置的示意性剖视图。
图8是本发明的实施例2的基板加热装置的示意性剖视图。
图9是本发明的实施例2的基板加热装置的示意性剖视图。
图10是本发明的实施例2的基板加热装置的示意性剖视图。
图11是示出参考例中的基板输送机构的概略结构的示意图。
图12(a)、(b)是示出参考例中的基板输送机构的概略结构的示意性剖视图。
图13是示出参考例中的基板输送机构的控制的图。
图14是参考例中的基板输送机构的控制流程的一例。
图15(a)~(c)是示出参考例的比较例中的基板输送机构的控制情形的示意图。
图16(a)~(c)是示出参考例中的基板输送机构的控制情形的示意图。
图17是基板处理装置的概略图。
附图标记说明
1…成膜装置,2…基板,21…被处理面,12…加热室,121…加热器,122…工作台,123a、123b…反射器,30…基板支架,43…基板支架支承部。
具体实施方式
以下,参照附图,基于实施例例示性地详细说明用于实施本发明的方式。但是,该实施方式记载的构成部件的尺寸、材质、形状及它们的相对配置等应根据应用发明的装置的结构、各种条件适当变更。即,其主旨并非将本发明的范围限定于以下的实施方式。
(实施例1)
<成膜装置的整体结构>
图5是概略地示出本发明的实施例的成膜装置1的整体结构的示意图。成膜装置1具备:收容将要进行成膜处理的基板2的储存室11、进行基板2的加热处理的加热室(进料室)12及在基板2的被处理面上进行成膜处理的成膜室13。在成膜室13中具备基板处理装置14和作为成膜处理部的溅射装置15,所述基板处理装置14用于在成膜处理之前进行基板2的被处理面的清洗等预处理、蚀刻处理,所述溅射装置15在基板2的被处理面上进行成膜处理。本实施例的成膜装置1成为如下结构:通过将基板2以纵向立起的状态(被处理面垂直的姿势)保持于基板支架30并且作为对基板支架30进行支承的输送部件的基板支架支承部43在各室间移动,从而向各室输送基板2(参照图3)。
图6是本实施例中的成膜处理的流程图的一例。基板2从储存室11向加热室12(s101),从加热室12向成膜室13的基板处理装置14(s103),从基板处理装置14向溅射装置15(s105)依次输送,并被实施成膜处理。基板2在加热室12中由加热器121加热处理后(s102),首先利用成膜室13的基板处理装置14实施表面处理(s104)。实施表面处理后的基板2接着利用溅射装置15实施使用由各种不同材料构成的靶(target)151、152的溅射处理(s106),成膜处理结束。此外,在此示出的成膜处理的流程仅为一例,并不限定于在此示出的工序内容。
本实施例的成膜装置1例如能够应用于伴随着预处理的各种电极形成。作为具体例,例如可列举面向fc-bga(flip-chipballgridarray:倒装芯片球栅阵列)安装基板的电镀籽晶膜、面向saw(surfaceacousticwave:声表面波)器件的金属层叠膜的成膜。另外,也可列举led的接合部中的导电性硬质膜、mlcc(multi-layeredceramiccapacitor:多层陶瓷电容器)的端子部膜的成膜等。除此以外,也能够应用于电子部件封装中的电磁屏蔽膜、贴片式电阻的端子部膜的成膜。处理基板2的尺寸能够例示纵横200mm×200mm、厚度0.7~6.0mm这样的尺寸。作为基板2的材质,可列举玻璃、氧化铝、陶瓷、ltcc(lowtemperatureco-firedceramics:低温共烧陶瓷)等。
<基板输送结构>
如图3所示,基板2如上所述以垂直立起的状态在成膜装置1的各室间输送,在加热室12(腔)内也以被处理面21成为垂直(被处理面21朝向水平方向)的姿势设置。基板2在被处理面21及背面这两个面开放(露出)的状态下被处理区域外周的周缘部由基板支架30夹持并保持。保持基板2的基板支架30由基板支架支承部43支承。基板支架支承部43在下方具备作为基板输送部件的车轮431,并构成为能够在支承基板支架30的状态下在成膜装置1的各室内在铺设于各室的底面的轨道432上移动。此外,在此所说的垂直是指相对于各室的底面或轨道432上表面(基板输送面)垂直,根据装置结构的不同,有时与重力方向(铅垂方向)不一致。同样地,在此所说的水平方向也有时和与重力方向正交的方向不一致。即,在本实施例中,以各室的内壁中的基板支架支承部43的设置面是水平面为前提规定上下左右的方向来进行说明,如果该设置面的方向发生变化,则上下左右方向的规定当然也与之匹配地变化。
如上所述,基板支架30使基板2的被处理区域(被处理面21)露出地保持基板2,大致通过用作为第一框体的基板推压件31和作为第二框体的基板支架主体32夹持基板2的两个面从而保持基板2。基板推压件31和基板支架主体32在夹持基板2的状态下,利用作为紧固部件的螺钉33相互紧固固定。基板推压件31和基板支架主体32利用多个螺钉33在多个位置紧固。本实施例的基板支架30成为在基板输送方向上排列并保持两块基板2a、2b的结构。
在基板支架主体32的背面侧,设置有用于与基板处理装置14的高频(rf)电源连接的rf电极34。当在基板2上进行高频反溅射的情况下,将基板支架30输送到成膜室13内的基板处理装置14,使rf电极34与基板处理装置14侧的rf供电部140接触,并从基板处理装置14的电源经由基板支架30向基板2施加电压(参照图5)。
如图5所示,轨道432分别设置于储存室11、加热室12及成膜室13的各室,形成从储存室11到加热室12、成膜室13呈直线延伸的基板2的输送路径。储存室11是实施成膜处理前的基板2和实施成膜处理后的基板2暂时待机的场所,上述基板分别放置于能够在储存室11内在与基板输送路径正交的方向上滑动的工作台111。将要实施成膜处理的基板2首先被送入储存室11,经由加热室12、成膜室13实施成膜处理后,经由加热室12、储存室11送出。
在储存室11中,工作台111构成为多个轨道对432在与基板输送路径正交的方向上排列,并能够载置多个基板支架30(基板支架支承部43)。在向加热室12送出基板2时,以载置有作为对象的基板支架30的轨道432成为储存室11与加热室12之间的连通口(出入口)110的正面的方式,使工作台111在轨道113上滑动移动。另外,在从加热室12送出成膜处理结束后的基板2时,以没有载置基板支架30的空的轨道对432成为连通口110的正面的方式,使工作台111在轨道113上滑动移动。
<基板加热装置>
参照图1~图4,说明本实施例的基板加热装置120。图1是示出本实施例的基板加热装置120的结构的示意性剖视图(图3的a向剖视图),示出形成有基板加热区域的状态(可动底板的第一位置)。图2是本发明的实施例的基板加热装置的示意性剖视图(图3的a向剖面),示出使加热道(lane)与基板输送路径匹配的状态(可动底板的第二位置)。图3是本发明的实施例的基板加热装置的示意性剖视图(图1的b向剖面)。图4是本发明的实施例的基板加热装置的示意性剖视图(图1的c向剖面)。
在加热室12中,在成膜室13中的成膜处理之前,进行以提高薄膜相对于基板2的紧贴性等为目的的加热处理。在加热室12中,设置有用于在加热室12与成膜室13之间取出或放入基板支架30的连通口(出入口)130、开闭连通口130的门阀132及作为能够在加热室12内部滑动移动的可动底板的工作台122。与储存室11之间的连通口110利用设置在储存室11侧的门阀112开闭。加热室12构成为能够利用排气装置124调整室内的压力。此外,关于各门阀的结构,省略图示。
被送入到了加热室12的基板支架支承部43载置在工作台122上,并对基板2实施加热处理、成膜处理前的各种调整。工作台122具备基板支架支承部43的输送道,该输送道为两条。即,在工作台122上,两组轨道对432在与基板输送方向正交的方向上排列配置,并形成第一输送道122a和第二输送道122b。连通口110与连通口130设置于加热室12的彼此相向的位置,工作台122构成为能够在与连通口110和连通口130的相向方向正交的方向上在轨道125上滑动移动。即,工作台122以成为两条输送道122a、122b中的任一条架设于连通口110与连通口130之间的配置的方式移动。作为用于使工作台122在轨道125上往复滑动移动的结构,例如,能够适当使用空压式的缸机构等以往已知的机构。
在设置于工作台122的两条输送道122a、122b中的输送道122a上,设置有灯加热器(以下称为加热器)121。该输送道122a作为加热道而构成为能够对载置的基板支架支承部43所支承的基板2实施加热处理。加热器121由用于加热基板2的被处理面21侧的第一加热器单元121a和用于加热基板2的背面22侧的第二加热器单元121b构成。通过利用未图示的电源电路、控制电路来控制从电源126供给的电力,从而各加热器单元121a、121b的温度被调节为期望的基板加热温度。
第一加热器单元121a是具备5个通过通电而发热的棒状发热体1211a的线型加热器,将5个发热体1211a分别以与基板输送方向平行地延伸的朝向,在基板竖立设置方向(纵向、与基板输送方向正交的方向)上等间隔地配置。在5个发热体1211a的背面侧配置有用于使发热体1211a放射的热向基板2反射的反射器1212a。发热体1211a及反射器1212a由设置在工作台122上的支承框体1213a支承。
第二加热器单元121b具备两个发热体1211b,将两个发热体1211b分别以与基板输送方向平行地延伸的朝向,在基板竖立设置方向(纵向)上排列配置。在两个发热体1211b的背面侧配置有反射器1212b。发热体1211b及反射器1212b由设置在工作台122上的支承框体1213b支承。
在第一加热器单元121a、第二加热器单元121b的上方,以与基板2的上边端部相向的方式配置有反射器1214。反射器1214由支承框体1213a、1213b各自的上部支承,并使从各发热体向上方传递来的热朝向基板2向下方反射。
在加热室12的内壁安装有一对反射器123a、123b。该反射器对123a、123b是用于在基板加热时帮助基板2的基板输送方向上的两端部的加热的结构。反射器123a、123b配置在彼此相向的位置,反射器123a配置在连通口130的旁边,反射器123b配置在连通口110的旁边。反射器123a、123b的相向方向与连通口110、130的相向方向平行,反射器123a、123b在从连通口110、130的相向区域即连结连通口110、130的基板输送路径偏离的位置彼此相向。
反射器123a、123b是由钼、钨及sus(steelusestainless:不锈钢)等构成的板状构件,并构成为使加热器121的热具有指向性地向基板2反射。如图3所示,在沿着基板输送路径的方向上观察时,反射器123a、123b成为如下大小:基板支架30、各加热器单元121a、121b及反射器1214收纳在反射器123a、123b的相向区域的内侧。此外,反射器123a、123b的形状、相对于基板支架30的相对配置不限定于在此示出的结构。与本实施例同样地,如果能够实现对基板端部的加热效果、基板温度分布的均匀化,也可以是与本实施例不同的结构。
在基板加热处理中,首先,以两条输送道122a、122b中的设置有加热器121的第一输送道(加热道)122a的位置成为与连通口110一致的位置(第一位置)的方式使工作台122移动,并送入基板支架30(图2)。然后,使工作台122向载置于第一输送道122a的基板支架30位于反射器对123a、123b之间(第一输送道122a位于反射器对123a、123b的相向区域内)的位置(第二位置)滑动(图1)。由此,成为反射器123a、123b配置在与基板2的基板输送方向上的两端部分别相向的位置(在加热室12内形成有基板加热区域)的状态。在该状态下,用门阀112、132气密密封各连通口110、130,利用排气装置124形成规定的室内压,向加热器121供给电力来进行利用各发热体1211的热的基板2的加热处理。如图3所示,在第一输送道122a的基板支架30及加热器121收纳在反射器对123a、123b的相向区域的状态下,基板支架30成为在除去下方的前后左右及上方配置有反射器的状态。这样,形成基板支架30被各种反射器包围而成的基板加热区域。
如上所述,在线型加热器中,在基板的输送方向上延伸的发热体的温度分布容易成为在基板的输送方向上在中央附近温度较高而在端部温度较低的分布,基板的端部的加热容易变得不充分。在如本实施例那样排列保持两块基板2的情况下,两块基板2中的输送方向上游侧(储存室11侧)的基板2a的输送方向上游侧端部23a和输送方向下游侧(成膜室13侧)的基板2b的输送方向下游侧端部23b在以往的加热机构中容易成为加热不充分。根据本实施例,在输送方向上游侧的基板2a的端部23a相向配置反射器123a,在输送方向下游侧的基板2b的端部23b相向配置反射器123b。通过在如上所述配置有反射器123a、123b的结构中进行加热器加热,从而也能够充分地加热两块基板2的各端部23a、23b,能够实现各基板2的温度分布的均匀化。
工作台122的两条输送道122a、122b中的未设置加热器121的第二输送道122b形成在基板加热处理期间将连通口110与连通口130连接的第二基板输送路径。即,两条输送道122a、122b配置成:在设置有加热器121的第一输送道122a位于反射器123a、123b的相向区域内时,第二输送道122b位于连通口110、130的相向区域内。由此,能够在如下期间即在第一输送道122a中对基板2实施加热处理期间,例如利用第二输送道122b从成膜室13向储存室11回收在之前的成膜工序中在成膜室13中实施成膜处理后的基板2,能够实现在多块基板2上进行成膜处理的情况下的工序时间的缩短。
(实施例2)
参照图7~图10,说明本发明的实施例2的基板加热装置120b。在实施例2中,对与实施例1共通的结构标注相同的附图标记,并省略再次说明。在实施例1中,用于提高基板端部的加热效果的反射器固定于加热室的内壁而构成,与此相对,在实施例2中,该反射器成为可动式的结构。
在本实施例中,反射器123a、123b经由作为能够进行伸缩动作的伸缩构件的伸缩臂127固定于加热室12的内壁。伸缩臂127例如成为能够借助使用空压缸的机构来控制伸缩动作的结构。反射器123a、123b分别由两根伸缩臂127支承(参照图10)。通过该伸缩臂127的伸缩动作,反射器123a、123b构成为能够改变加热室12内的相向位置。因此,通过将反射器123a、123b的位置和工作台122的位置进行各种组合,从而能够在加热室12内将基板加热区域配置在各种位置。此外,在本实施例中,如图10所示,设为用分别上下配置的两根伸缩臂127来支承各反射器123a、123b的结构,但伸缩臂127的根数、配置不限定于在本实施例中示出的结构。
图7是示出将基板加热区域配置(形成)在与实施例1相同的位置的情况下的、反射器123a、123b与工作台122的相对配置的情形的图。各伸缩臂127分别成为收缩的伸缩状态,反射器123a、123b成为在从连通口110、130偏离的位置即从基板的输送路径偏离的位置相向的配置。工作台122定位成配置有加热器121的第一输送道122a位于反射器123a、123b之间,所述反射器123a、123b在从连通口110、130的相向区域偏离的位置相向。由此,与实施例1同样地,在从基板的输送路径偏离的位置形成基板加热区域。另外,此时,第二输送道122b位于基板的输送路径上,与实施例1同样地,能够在实施基板加热处理期间使其他基板支架经由连通口110、130通过加热室12。
图8是示出能够相对于第一输送道122a送入、送出基板支架30的相对配置的情形的图。各伸缩臂127成为收缩的伸缩状态,反射器123a、123b位于从连通口110、130偏离的位置,与此相对,第二输送道122b位于形成基板输送路径的一部分的位置,能够相对于第二输送道122b送入、送出基板支架30。
图9是示出将基板加热区域配置(形成)在与图7所示的位置不同的位置的情况下的、反射器123a、123b与工作台122的相对配置的情形的图。各伸缩臂127分别成为伸出的伸缩状态,反射器123a、123b成为在连通口110、130的相向区域的内侧彼此相向的配置。即,反射器123a、123b位于与基板的输送路径一致的位置。工作台122定位成配置有加热器121的第一输送道122a位于连通口110、130的相向区域的内侧且位于反射器123a、123b的相向区域的内侧。由此,基板加热区域形成在与图7(即,实施例1)所示的位置不同的位置。
(参考例)
参照图11~图17,说明参考例的成膜装置。图11是示出参考例中的基板输送机构的概略结构的示意图。图12是示出参考例中的基板输送机构的概略结构的示意性剖视图。图13是参考例中的基板输送机构的控制的说明图。图14是示出参考例中的基板输送机构的控制流程的图。图15是示出参考例的比较例中的基板输送机构的控制情形的示意图。图16是示出参考例中的基板输送机构的控制情形的示意图。图17是基板处理装置的概略图。此外,在本参考例中,在此没有特别说明的事项与上述实施例1、2相同,省略再次说明。
<基板处理装置>
图17是概略地示出图5所示的基板处理装置14的整体结构的示意图(从基板2的输送方向观察基板处理装置14的结构的图)。基板处理装置14具备:构成成膜室13的腔41、基板支架30、基板支架支承部43、作为电压施加部件的匹配箱(matchingbox)44及高频电源45、压力调整部件46以及气体供给部件47。
如上所述,基板2以垂直立起的状态在成膜装置的各室间输送,在腔41内也以被处理面21垂直(被处理面21朝向水平方向)的姿势设置。腔41的内壁中的侧壁面及上表面、以及基板支架支承部43的外表面用防附着板481(sus等金属板)覆盖。另外,在基板支架30的基板载置面侧的相反侧也设置有防附着板482。防附着板481、482防止在成膜时飞散的材料附着于腔41的内壁及基板支架支承部43、以及基板支架30的外表面。通过配置防附着板481、482并设为能够拆下,从而能够容易地进行清洗、更换等维护。防附着板481与腔41或基板支架支承部43连接,它们成为gnd电位(阳极)。另外,防附着板482与基板支架30同样地被施加电位,成为阴极的一部分。
<使用反溅射原理的基板表面处理>
在腔41内设置有基板2的状态下,利用气体供给部件47向腔41内供给放电气体,并且利用具备真空泵461等的压力调整部件46将腔41内的压力维持在规定的压力(例如0.3~1.2pa)。作为放电气体,例如,可列举o2、n2、ar、cf3、nf3及它们的混合气体、大气等。基板支架30经由供电部140与匹配箱44及高频电源45连接,利用匹配箱44施加进行阻抗匹配而得到的规定的高频电压(例如50~400w,0.07~0.60w/cm2(驱动功率))。
通过上述电压施加,在基板2的被处理面21及基板支架30附近形成等离子体p。而且,等离子体p中的离子或电子向基板2的被处理面21照射、碰撞,被处理面21的表面被蚀刻。由此,例如,作为之后的成膜处理(溅射)的预处理,能够除去形成在被处理面21上的自然氧化膜、有机物等污垢等,能够得到清洁效果、基板表面活性效果。
<基板输送机构>
本参考例的成膜装置1c的概略结构成为与图5所示的实施例1、2相同的结构。在本参考例的成膜装置1c中,向基板处理装置14输送基板支架30的输送机构具有特征。如上所述,当在基板2上进行高频(rf)反溅射的情况下,将基板支架30输送到成膜室13内的基板处理装置14,并使基板支架主体32背面侧的rf电极34与基板处理装置14侧的rf供电部140接触(图15(a)、(b))。
如图11及图12所示,在本参考例的成膜装置1c中,使用齿条齿轮机构作为用于得到输送基板支架支承部43的动力的机构,所述基板支架支承部43支承并输送基板支架30。具体而言,通过设置在基板支架支承部43下部的齿条433与设置在基板输送路径50的小齿轮51相互啮合,并借助小齿轮51的旋转而利用齿条433受力,从而基板支架支承部43在基板输送路径50上移动。附图标记481是用于防止在成膜时飞散的材料附着的防附着板(sus或铝等金属板)。此外,在图12中仅图示齿条433,基板支架支承部43等的上部结构省略图示。另外,在本参考例的说明中,省略关于车轮431和轨道432的图示及说明。另外,关于输送机构的具体结构,在本参考例中示出的结构仅为一例,也可以适当采用其他结构。
作为用于使小齿轮51旋转的驱动机构,在本参考例的成膜装置1c中具备:成为动力源的伺服电机52、从电机52延伸的旋转轴521及经由锥齿轮对522接收旋转轴521的旋转力而旋转的第二旋转轴523。旋转轴521从电机52沿着基板输送路径50延伸,旋转轴523在与旋转轴521正交的方向上延伸。在旋转轴523的外周配置有带轮524,并构成为经由电磁离合器53控制旋转轴523的旋转力的传递的接通、断开(on、off)。电磁离合器53通过借助电磁力的控制使能够相对于旋转轴523在轴向上移动的移动体531与带轮524接触并赋予制动转矩,从而将旋转轴523的旋转力传递给带轮524。另一方面,小齿轮51组装于旋转轴511,所述旋转轴511轴支承于隔壁501之间,所述隔壁501将基板输送路径50中的成膜室13与外部隔开。旋转轴511的一端经由轴承502与配置在隔壁501外部的带轮512连结,所述轴承502使用利用磁流体的磁密封件密封。当通过上述电磁离合器53的离合动作而使得带轮524旋转时,带轮524的旋转力经由带54传递给带轮512,旋转轴511旋转,并使小齿轮51旋转。由此,基板支架支承部43在基板输送路径50上移动。在停止基板支架支承部43的输送的情况下,通过电磁离合器53的电磁力的控制使移动体531从带轮524分离,电机52的驱动力不传递给带轮524。此外,形成输送基板支架30的基板输送路径50的隔壁501的内侧为真空环境,隔壁501的外侧为大气环境。
在基板支架支承部43的输送路径下方,沿着输送路径配置有多个用于检测基板支架支承部43的位置的传感器(光学传感器)55,用于控制基板支架支承部43的输送位置。传感器55具有未图示的发光部和受光部,发光部的光在基板支架支承部43的下表面被反射并由受光部接收,从而检测传感器55的上方有无基板支架支承部43。此外,作为位置检测传感器,不限于在此示出的光学传感器55,也可以使用其他传感器。
在用立式输送的装置进行rf反溅射的情况下,除了在基板支架30的背面设置rf电极34并使之与设置于装置侧的rf供电部140接触来进行rf反溅射处理的方法以外,也有时使用从输送轨道432供电的方法等。在将rf电极34设置于基板支架30背面的方式中,由于能够从进行处理的基板面的中央附近供电,所以具有蚀刻分布均匀性比从输送轨道432进行供电的方式好的优点。但是,在将rf电极34设置于基板支架30背面的方式中,如果仅为伺服电机52的位置控制,有时会因由基板支架30的公差导致的偏差等而不接触(图15(c))。因此,为了可靠地接触,一般追加位置传感器、压力传感器等并对接触进行确认。
另外,作为不使用位置传感器、压力传感器的方法,在日本特开2004-104011号公报中公开了检测由于与障碍物的接触而产生的电机的转矩上升并使输送停止的方法。这是预先设定正常输送时的转矩值并在超过基于该值的限制值的情况下停止电机的技术。
然而,在将该技术应用于本参考例的成膜装置1c的情况下,因转矩上升而停止的位置不一定是理想的位置,没有根据转矩值来判断是否停止的方法。例如,在因电机、输送系统的异常而导致转矩上升的情况下,尽管rf电极34与rf供电部140不接触,仍停止并要转移到接下来的处理,因此会产生rf电极34与rf供电部140的接触不良及放电异常。另外,在因rf供电部140的异常而导致转矩不上升的情况下,基板支架30相比应停止的位置较多地移动,也有可能与本来不接触的装置的部位接触而使装置的其他部位破损。
并且,rf供电部140为了减轻与rf电极34的接触的冲击而使用具有弹性的构造,但由于在接触后在rf供电部140与rf电极34之间产生的回弹力,即便在电机52停止后,转矩值有时也会变化。在转矩值上升的情况下,是rf供电部140与rf电极34之间的回弹力较大时,作为结果会产生如下现象:越过基板支架30的输送齿轮与装置侧的齿轮的啮合而被推回。相反,在转矩值降低的情况下,是来自rf供电部140和rf电极34的回弹力较小时,作为结果会怀疑rf供电部140与rf电极34之间的接触不良、rf供电部140或rf电极34的劣化。在使用这种技术的生产设备中,存在如下课题:始终在恒定的位置或转矩值使其停止并运用,在异常时立刻停止装置或向操作者告知异常。
在本参考例中,提出一种控制装置,所述控制装置监视输送用的伺服电机52的转矩,并使rf电极34与rf供电部140可靠地接触,与此同时监视停止位置及停止转矩值,在异常时报告装置的停止并发送警报。具体而言,如果通过rf电极34即将与rf供电部140接触前的传感器55(图16(a)),则利用伺服电机52的转速控制使其减速(图14、s201、s202、s203)。在此,在本参考例中,将通常旋转时的速度设定设为3000mm/min,将低速旋转时的速度设定设为50~100mm/min。减速后,一边监视伺服电机52的转矩和基板支架30(rf电极34)的位置,一边使基板支架30(基板支架支承部43)移动(图14、s204、s205)。在本参考例中,将电机52的转矩的负荷率的上限值设为17%,将下限值设为6%,将基板支架30(rf电极34)的位置范围设为40mm~52mm(通过上述rf电极34即将与rf供电部140接触前的传感器55后的移动距离)。转矩值的上限设为rf供电部140不会塑性变形的范围。如果在转矩的负荷率收敛于规定的范围内的状态下基板支架30(rf电极34)的位置到达规定的范围内(图14、s205、是),则使电机52停止(图14、s206、图16(b))。而且,监视停止位置及转矩值直到反溅射处理等中的放电结束。
另一方面,在rf供电部140、rf电极34等有异常的情况下,由于转矩值不增加且不停止,所以在超限(overrun)时通过位置控制使基板支架支承部43的输送停止(图14、s207、s208、图16(c))。另外,在电机停止后低于转矩的下限的情况下,能够预测上述接触不良、rf供电部140、rf电极34的劣化。在位置下限以下的情况下,由于能够推定为因rf供电部140与rf电极34的接触以外的因素的停止(s208),所以用警报向用户报知,能够迅速转移至输送系统的故障消除。并且,在电机停止后成为转矩的上限异常的情况下,由于能够预测基板支架30被推回的可能性,所以能够迅速向rf供电部140与rf电极34的接触时的减速设定、电机停止用的转矩限制值的变更转移。
更具体而言,如图13所示,从p0开始基板支架30的移动,在通过p1的同时减速,由于在p2a处开始与弹簧状的rf供电部140接触所以转矩急剧上升,在转矩达到t1的时间点使电机52停止。在基板支架30停止的位置处,根据来自所接触的rf供电部140的回弹力决定最终稳定转矩值。ng1是位置下限异常且因rf电极34与rf供电部140的接触以外的因素而存在转矩上升的情况。ng2是与rf供电部140接触后达到t1为止的移动距离较长,rf供电部140的回弹力无限变小的状况。ng3是尽管是充分残留有来自rf供电部140的回弹力的状态仍过度推压的情况,相反,基板支架30有时会被推回而从输送齿轮脱落。ng4示出虽然与rf供电部140接触后达到t1,但rf供电部140的回弹力较弱而回弹较少的状态。由与ng2类似的原因导致,有可能在ng2之前产生。
如以上说明的那样,根据本参考例,能够适当控制基板支架的输送,并且能够适当检测异常状态。
<其他>
在本实施例中,说明了将基板设为纵向并输送的装置结构,但本发明也能够应用于将基板平放并输送的装置结构。
另外,在本实施例中,设为使基板在与输送方向正交的方向上滑动而形成加热区域的结构,但不限定于该结构。例如,也可以设为如下结构:通过将加热室的可动底板设为能够旋转移动而不是滑动移动的结构,并将基板支架的朝向改变为基板的端部与反射器相向的旋转相位,从而形成加热区域。
上述各实施例及各参考例能够将各自的结构尽可能相互组合。