热处理装置和热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对基板进行加热的热处理装置和热处理方法。
【背景技术】
[0002]在对利用光刻法的器件的制造工艺中，使用用于对涂敷有抗蚀液的基板、曝光后的基板等进行加热的热处理装置。在该热处理装置中，具有一种通过将基板载置于已被调节至加热温度的加热板来对基板进行加热的热处理装置。
[0003]另一方面，在器件的制造过程中使用的基板的种类是多种多样的，也有时对这样的基板进行加热处理:该基板由热传导率小于在半导体器件的制造过程中通常使用的硅基板(大约160W/(m.°C ))的热传导率的基板材料(例如，钽酸锂(LiTaO3):大约4.6W/(m.°C )?8.8ff/ (m.°C )、砷化镓(GaAs):大约 55ff/ (m.°C )、铌酸锂(LiNbO3):大约 38W/(m.°C )等)构成。
[0004]然而，在将基板载置于加热板并对基板进行加热的情况下，难以对热传导率较小的基板的整个面均匀地进行加热。因此，会在基板面内产生温度不均，由于温度不同的区域的膨胀率不同，因此，会使基板变形而产生翘曲，从而更难以进行均匀的加热。另外，当基板在加热板上产生变形时，还会使基板和加热板相接触而导致产生裂纹。尤其是，随着基板的大型化、薄型化的发展，在对基板进行加热时所产生的翘曲问题变得越发严重。并且，如在专利文献I所记载的那样，在所述基板中，存在一种具有热膨胀率因方位的不同而不同的结晶构造的基板。在这种基板暴露于热变化时，在基板的内部产生的应力应变的影响下，还有可能使基板产生裂纹。
[0005]现在，在专利文献2中记载有一种基板热处理装置，在该基板热处理装置中，为了使在旋转的半导体晶圆上涂敷二氧化硅系覆膜形成用涂敷液而形成的S0G(Spin OnGlass:旋涂玻璃)膜致密化，通过使支承基板的升降销依次下降而使距热板的上表面的高度发生变化，从而使基板的热处理的温度阶段性上升。然而，在专利文献2中，没有记载以下技术:在将基板载置在热板上并对基板进行加热时，抑制翘曲的影响而进行均匀的加热。
[0006]专利文献1:日本特开2008 - 301066号公报(第0004段)
[0007]专利文献2:日本特开平11 - 97324号公报(第0025段?第0026段、图1)
【发明内容】
_8] 发明要解决的问题
[0009]本发明是考虑到这样的情况而做出的，其目的在于，提供能够对在升温的过程中产生翘曲的基板均匀且迅速地进行加热的热处理装置和热处理方法。
_0] 用于解决问题的方案
[0011]本发明提供一种热处理装置，其用于对基板进行加热，其特征在于，该热处理装置包括:加热板，其用于载置在升温的过程中产生翘曲且之后恢复到平坦的基板，并被调节至用于对基板进行加热的加热温度；支承构件，其以能够相对于所述加热板突出或没入的方式设置，用于自基板的下表面侧支承基板；升降机构，其用于使所述支承构件在交接位置与上述加热板的下方侧的位置之间升降，该交接位置设于该加热板的上方侧，在该该交接位置相对于所述支承构件进行基板的交接；以及控制部，其使所述升降机构工作而进行所述支承构件的位置控制，以便在使基板自所述交接位置下降的期间内，在所述加热板的上方侧，利用来自该加热板的热量使基板升温到产生翘曲的温度，接着，在经过使基板恢复到平坦的恢复时间之后，将该基板载置于加热板。
[0012]所述热处理装置也可以具有以下的技术特征。
[0013](a)所述控制部对所述升降机构进行控制，以便使所述支承构件在使基板升温到产生所述翘曲的温度以上的温度的第I高度位置处停止下降，作为处理对象的基板产生翘曲，在经过所述恢复时间之后，再次使所述支承构件下降。所述第I高度位置被设定在距加热板的距离大于在该第I高度位置处基板所产生的翘曲的在高度方向上的最大变形高度的位置。并且，所述控制部控制所述升降机构，以便在比所述第I高度位置靠上方侧的第2高度位置处使所述支承构件停止下降，在对作为处理对象的基板进行预备加热之后，再次使所述支承构件下降。
[0014](b)所述控制部根据按照基板的种类而预先取得的、基板产生翘曲的温度与所述恢复时间之间的对应关系来推定作为处理对象的基板的经过所述恢复时间的时刻。另外，所述控制部根据按照基板的种类而预先取得的、自被调节至所述加热温度的加热板起到基板为止的距离与该基板的温度的经时变化之间的关系来推定作为处理对象的基板的温度，将所推定出的作为处理对象的基板的温度用于使所述支承构件下降时的位置控制。
[0015](C)所述控制部根据加热时序来决定使所述支承构件升降的位置和时刻，该加热时序以这样的方式设定为:使从在所述交接位置处将基板交接到支承构件起到在将基板载置于所述加热板的载置面之后使基板自该载置面上升为止的这段期间内的基板的温度的时间积分值成为预先设定的值。所述基板的温度的时间积分值是根据按照基板的种类而预先取得的、自所述加热板起到基板为止的距离与该基板的平均的升温速度之间的关系求出的。
[0016](d)所述基板由从包括钽酸锂、砷化镓、铌酸锂在内的基板材料组中选择的基板材料构成。另外，所述基板由热传导率为55W/(m.°C)以下的基板材料构成。
[0017]发明的效果
[0018]在本发明中，在加热板的上方侧对由支承构件支承的基板进行加热，使基板升温到产生翘曲的温度，然后，在经过产生了翘曲的基板恢复到平坦的恢复时间之后，将该基板载置于加热板，因此，能够对平坦的基板进行均匀且迅速的加热。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的实施方式的热处理组件的分解立体图。
[0020]图2是表示所述热处理组件的电气结构的框图。
[0021]图3是表示评价基板的加热温度与翘曲量的经时变化之间的关系的说明图。
[0022]图4是表示其他种类的评价基板的加热温度与翘曲量的经时变化之间的关系的说明图。
[0023]图5是表示翘曲数据的构成例的说明图。
[0024]图6是表示距加热板的间隙高度与基板的升温特性之间的关系的说明图。
[0025]图7是表示基板的加热时序的制作例的说明图。
[0026]图8是表示以往的加热时序的说明图。
[0027]图9是表示本例子的加热时序中的热历程的计算方法的说明图。
[0028]图10是制作所述加热时序的动作的流程图。
[0029]图11是所述热处理组件的第I动作说明图。
[0030]图12是所述热处理组件的第2动作说明图。
[0031]图13是所述热处理组件的第3动作说明图。
[0032]图14是所述热处理组件的第4动作说明图。
[0033]图15是表示被所述热处理组件处理的基板的状态的示意图。
【具体实施方式】
[0034]作为本发明的实施方式，举出在对钽酸锂的薄基板(以下，称作“基板W”)进行处理时的例子而进行说明。图1、图2示出了用于对基板W进行加热的热处理组件(热处理装置)I的结构。例如，热处理组件I搭载在涂敷显影装置上，该涂敷显影装置用于在基板W上涂敷抗蚀液而形成抗蚀膜并使曝光后的抗蚀膜显影。
[0035]如图1的分解立体图所示，本例子的热处理组件I包括:加热板2，其设于基座部11的上表面，用于载置作为处理对象的基板W ;以及支承销3，其用于将基板W载置于该加热板2。
[0036]加热板2为在例如SiC、AlN等陶瓷制的圆板形状的热板内埋入有电阻发热体21的构造，该电阻发热体21与供电部23相连接(图2)。另外，在加热板2的上表面上设有多个间隙销22，该多个间隙销22用于在距该上表面0.2mm的上方的高度位置处自基板W的背面支承基板W。
[0037]间隙销22由例如直径3mm的陶瓷制的圆柱状的构件构成，在基板W的中央位置设有I个间隙销22，以包围该中央位置的方式沿着加热板2的周向互相空开间隔地设有3个间隙销22。这些间隙销22的上表面相当于该加热板2的用于载置基板W的载置面，在这些间隙销22的上表面上载置例如直径200mm的基板W。
[0038]支承销3为在不锈钢等金属制的棒状构件的上部设有SiC等陶瓷制的顶部(日文..千、'/7。)的构造，并整体上构成为直径Imm的棒状构件。在本例子的热处理组件I中，在加热板2的周向上互相空开间隔地配置有3根支承销(支承构件)3，各支承销