基板处理装置的制作方法

本发明涉及一种对半导体晶片、液晶显示器用基板、等离子体显示器用基板、有机el(electroluminescence，电致发光)用基板、fed(fieldemissiondisplay，场发射显示器)用基板、光显示器用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板、光掩模用基板、太阳能电池用基板等各种基板(以下，简称为基板)进行热处理的基板处理装置。

背景技术：

以往，作为这种装置，有具备如下各部的装置：热处理板，对所载置的基板进行加热；罩盖部件，构成为包围热处理板的上部，且能够相对于热处理板进行升降，形成热处理板的热处理气氛；壳体，包围热处理板及罩盖部件；顶板，设置在罩盖部件的顶面与热处理板的上表面之间；及位置调整部件，调整顶板的下表面与热处理板的上表面的间隔(例如参照专利文献1)。

热处理板例如埋设有云母加热器。该云母加热器是为了对热处理板的整个上表面进行加热，而在俯视下遍及热处理板整面埋设。云母加热器是以沿着热处理板上通过蚀刻所形成的槽延伸的方式配置。热处理板的加热是以热处理板的整个上表面的温度成为加热基板的热处理温度的方式，通过利用温度调节控制器对云母加热器提供电力而进行。作为云母加热器，根据从温度调节控制器提供的电力而埋设一种线宽的云母加热器。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]

日本专利特开2000-3843号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

然而，在具有这种构成的现有例的情况下，存在如下问题。

也就是说，现有的装置是将线宽为一种的云母加热器遍及热处理板整面而埋设，但是，因为以沿通过蚀刻所形成的槽延伸的方式配置云母加热器，所以在云母加热器的线宽方向(加热器线的直径方向)上不得不至少空开线宽左右的间隔而配置。因此，现有的热处理板存在线宽方向上的温度分布的均匀性较差的问题。

本发明是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种通过对加热器配置进行设计而能够提高加热器的线宽方向上的温度分布的均匀性的基板处理装置。

[解决问题的技术手段]

本发明为了达成这种目的，而采用如下构成。

也就是说，技术方案1所述的发明是一种基板处理装置，对基板进行热处理，其特征在于具备：热处理板，将载置于上表面的基板加热至热处理温度而进行热处理；线状加热器，在俯视下遍及所述热处理板整面而设置，对所述热处理板进行加热；及温度调节控制器，为了使所述热处理板成为热处理温度，而对所述线状加热器供给电力；并且所述线状加热器具备具有第1线宽的第1线状加热器、及具有比所述第1线宽窄的第2线宽的第2线状加热器，所述温度调节控制器具备所述第1线状加热器用的第1温度调节控制器、及所述第2线状加热器用的第2温度调节控制器，且所述热处理板在俯视下在所述第1线状加热器之间配置着所述第2线状加热器。

[作用、效果]根据技术方案1所述的发明，在热处理板遍及整面地设置着包括第1线状加热器及第2线状加热器的线状加热器。在第1线状加热器之间至少空开其线宽左右的间隙，在其间配置线宽比第1线状加热器的线宽窄的第2线状加热器。因此，第1线状加热器彼此之间降低的温度由埋入其间的第2线状加热器填补，所以能够提高线状加热器的线宽方向上的温度分布的均匀性。

另外，在本发明中，优选所述第2线状加热器的线宽为所述第1线状加热器的线宽的一半，且所述第2线状加热器以如下方式配置：在由所述第1线状加热器所夹的区域内，沿着所述第1线状加热器的轴线，其轴线存在至少2条(技术方案2)。

因为第2线状加热器的线宽为第1线状加热器的线宽的一半，所以能够以如下方式配置：在由第1线状加热器所夹的区域内，沿着第1线状加热器的轴线，第2线状加热器的轴线存在至少2条。因此，可利用第2线状加热器恰当地埋入第1线状加热器彼此之间，所以能够提高线状加热器的线宽方向上的温度分布的均匀性。

另外，在本发明中，优选所述第1温度调节控制器根据以所述热处理温度为目标的目标温度、与所述热处理板的实际温度的差量来调整输出，且所述第2温度调节控制器无论以所述热处理温度为目标的目标温度、与所述热处理板的实际温度的差量如何，输出均固定(技术方案3)。

第1温度调节控制器根据目标温度与实际温度的差量来调整输出，但第2温度调节控制器不论该差量如何都将输出设为固定。因此，即使在与以往相比热处理温度较高的情况下，也可利用温度控制器的输出较小的温度调节控制器进行应对，因此可抑制装置的成本。而且，因为仅控制第1温度调节控制器，所以可简化控制。

另外，在本发明中，优选所述第1温度调节控制器的输出大于所述第2温度调节控制器的输出(技术方案4)。

因为利用第2线状加热器加热至固定温度，并且一边利用被赋予比对第2线状加热器赋予的电力更大的电力的第1线状加热器进一步提高温度一边进行温度控制，所以即使在与以往相比热处理温度较高的情况下，也能够应对。

另外，在本发明中，优选所述热处理板在其外周缘侧以穿过的方式配置着所述第1线状加热器(技术方案5)。

热处理板的外周缘侧因为靠近侧面，所以温度容易降低，但是因为配置输出较大的第1线状加热器，所以可抑制外周缘侧的温度降低。

[发明效果]

根据本发明的基板处理装置，在热处理板遍及整面地设置着包括第1线状加热器及第2线状加热器的线状加热器。在第1线状加热器之间至少空开其线宽左右的间隙，在其间配置线宽比第1线状加热器的线宽窄的第2线状加热器。因此，第1线状加热器彼此之间降低的温度由埋入其间的第2线状加热器填补，所以能够提高线状加热器的线宽方向上的温度分布的均匀性。

附图说明

图1是表示实施例的基板处理装置的整体构成的概略构成图。

图2是可动顶板的俯视图。

图3是表示升降销的前端部附近的纵剖视图。

图4是表示加热器单元中的线状加热器的配置例的俯视图。

图5是表示沿图4中的100-100箭头方向观察的截面的温度分布的示意图。

图6是表示将基板搬入搬出的状态的纵剖视图。

图7是表示对基板进行加热的状态的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施例进行说明。

图1是表示实施例的基板处理装置的整体构成的概略构成图，图2是可动顶板的俯视图，图3是表示升降销的前端部附近的纵剖视图。

实施例的基板处理装置1对基板w实施热处理。具体来说，为了微细加工工艺，例如进行形成被称为涂布碳膜的下层膜时的热处理。为了生成该下层膜，而以300～500℃左右的高温进行热处理。

基板处理装置1具备：下部底板3、水冷式底板5、热处理板7、可动顶板单元9、升降销单元11、壳体13、及挡板单元15。

该基板处理装置1利用相邻配置的搬送臂17将基板w搬入，并在实施热处理后，利用搬送臂17将已处理过的基板w搬出。

下部底板3在上表面立设有支柱19，且在支柱19上部配置着水冷式底板5。水冷式底板5抑制热处理板7的热向下方传递。具体来说，水冷式底板5例如遍及整体地形成有内部可供制冷剂流通的制冷剂流路21。在该制冷剂流路21中，例如流通冷却水作为制冷剂。该冷却水例如温度调节为20℃。

热处理板7在俯视下呈圆形状。它的直径略大于基板w的直径。热处理板7内置有下述线状加热器等加热构件，例如以表面温度成为基板w的热处理温度即400℃的方式进行加热。热处理板7是以通过设置在其下表面与水冷式底板5的上表面之间的支柱23而从水冷式底板5向上方分离的状态配置。热处理板7在俯视与正三角形的各顶点对应的位置形成着贯通口25。

在热处理板7附设有可动顶板单元9。可动顶板单元9具备升降底板27、升降机构29、支柱31、及可动顶板33。

升降底板27具备避免与支柱23或下述升降销41的干涉的开口。升降机构29例如包括气缸。升降机构29是以使具有作动轴的部分朝向上方的姿势密接于水冷式底板5而安装。该升降机构29能够在作动轴的前端部的高度为任意的位置固定。升降机构29的作动轴连结于升降底板27的底面。如果使升降机构29的作动轴升降，那么能够使升降底板27的高度位置可变。在升降底板27的上表面例如立设有4根支柱31。在4根支柱31的上端安装着可动顶板33。

如图2所示，可动顶板33于俯视下在中央部形成着开口35。开口35形成为在俯视下比基板w的直径小。该可动顶板33通过升降机构29作动，而与升降底板27一起升降。可动顶板33的升降位置在对基板w进行热处理时的下降位置、与搬入基板w时的上升位置之间移动。此外，下降位置优选基板w的上表面与可动顶板33的下表面的距离约为10mm。原因在于，根据发明人等的实验可知，对于提高基板w的表面上的温度分布的面内均匀性而言，优选该距离。

可动顶板33呈其对角线长度形成为比热处理板7的直径长的矩形状。4根支柱31各自的上端连结于可动顶板33的下表面中的四个角。可动顶板33的四个角处于远离作为热源的俯视圆形状的热处理板7的位置。因此，即使因热处理板7的辐射热导致可动顶板33被加热，也能够使热不易传递至支柱31。因此，升降机构29不易受到热的影响，能够抑制故障的产生。

所述可动顶板33优选包含陶瓷或金属与陶瓷的合金。由此，即使进行高温的热处理，也能够防止由热引起的变形。

升降销单元11具备驱动机构37、升降环39、及3根升降销41。此外，升降销41因为图示的关系，所以只描绘了2根。

驱动机构37例如包括气缸。驱动机构37是以使具有其作动轴的部分朝向下方，并使相反侧密接于水冷式底板5的下表面的状态安装。在作动轴的下部连结着升降环39。在升降环39的上表面立设有3根升降销41。驱动机构39能够在3根升降销41从热处理板7的上表面向上方突出的交接位置(图1中的双点划线)、与3根升降销41从热处理板7的上表面向下方没入的处理位置(图1中的实线)这两个部位之间，调节其作动轴的高度位置。3根升降销41插通于热处理板7中所形成的3处贯通口25中。

升降销41优选像图3所示的那样构成。升降销41具备芯部41a、外筒41b、及石英球41c。芯部41a中，处于主体部41d的上部的前端部41e形成为直径比主体部41d小。外筒41b中，前端部以外形成为比石英球41c的外径略大的内径。外筒41b的前端部形成为比石英球41c的直径小的内径。石英球41c形成为其直径比前端部41e略小。因此，如果在将石英球41c载置于前端部41e的上表面的状态下套上外筒41b，那么成为石英球41c的1/3左右从外筒41b突出的状态。通过在该状态下将卡合销41g压入至贯通芯部41d与外筒41b的贯通口41f，将外筒41b与石英球41c一起固定于芯部41a而构成升降销41。此外，石英球41c以外的部件为金属制。

作为能够耐受高温环境的材料，优选石英，但是如果考虑强度或成本，那么难以将升降销41整体设为石英制。因此，通过像上文叙述的那样仅将前端部的石英球41c设为石英制，可抑制成本。另外，石英因为与作为基板w的材料的单晶硅相比高度略低，所以损伤基板w的下表面的可能性较低，而且，因为是球状，所以能够使接触面积为最小限度。

壳体13覆盖热处理板7的上方，形成热处理板7的热处理气氛。壳体13在其一面形成着搬入搬出口43。搬入搬出口43从热处理板7的上表面附近的高度位置向上开口。搬送臂17通过该搬入搬出口43进行基板w的搬入搬出。

在搬入搬出口43附设有挡板单元15。挡板单元15具备驱动机构45、及挡板主体47。驱动机构45是以其作动轴的部分朝向上方的姿势，使一部分密接于水冷式底板5而安装。在作动轴的上部连结着挡板主体47。如果驱动机构45使作动轴伸长，那么挡板主体47上升而将搬入搬出口43封闭(图1所示的实线)，如果驱动机构45使作动轴收缩，那么挡板主体47下降而将搬入搬出口43打开(图1所示的双点划线)。

在壳体13的顶面形成着排气口49。排气口49与排气管51连通连接。壳体13的排气口49与热处理板7的上表面的间隔例如为30mm左右。排气管51与未图示的排气设备连通连接。在排气管51的一部分配置着压力传感器53。该压力传感器53检测排气管51内的排气压力。

壳体13沿着排气管51的上表面设置有封装加热器55。该封装加热器55对壳体13及排气管51进行加热，防止含有升华物的气体接触壳体13时，气体被冷却而升华物附着于壳体13的内壁。

控制部61包括未图示的cpu(centralprocessingunit，中央处理器)或存储器。控制部61进行热处理板7的温度控制、可动顶板单元9的升降控制、升降销单元11的驱动控制、挡板单元15的开关控制、封装加热器55的温度控制、基于压力传感器53的排气控制等。另外，控制部61可根据基板w对可动顶板单元9的升降控制中的下降位置进行各种操作。例如预先在规定了每种基板w的处理条件或顺序的处理方案中规定可动顶板33的下降位置，操作未图示的指示部而预先在处理方案中指示相当于基板w的表面到可动顶板33的距离的参数。控制部61例如在处理基板w时，参照装置操作员所指示的与基板w对应的处理方案，根据其参数来操作升降机构29。由此，可针对每种基板w调整可动顶板33的下降位置。

此处，参照图4及图5对所述热处理板7所具备的加热器单元71进行说明。此外，图4是表示加热器单元中的线状加热器的配置例的俯视图，图5是表示沿图4中的100-100箭头方向观察的截面的温度分布的示意图。

加热器单元71具备线状加热器73作为加热构件。线状加热器73在俯视下遍及热处理板7整面而设置。线状加热器73是以沿加热器板75中所形成的槽(省略图示)延伸的方式配置。加热器板75优选包含金属与陶瓷的合金，以耐受高温。

线状加热器73具备第1线状加热器77、及第2线状加热器79。第1线状加热器77与第2线状加热器79相比线宽(线径)较大。换句话说，第2线状加热器79与第1线状加热器77相比线宽较小。此处，第2线状加热器77的线宽例如为第1线状加热器77的1/2。此外，如果能够耐受所赋予的电力，那么也可将第2线状加热器77的线宽设为比1/2更小。

此处，为了便于说明，而将加热器板75分隔为以60°为单位的区域，从上部起沿逆时针方向设为角度区域r1～r6。

第1线状加热器77的一端侧安装在角度区域r1的外周缘侧，且一边以穿过外周缘侧的方式沿逆时针方向延伸至角度区域r3，一边在角度区域r1、r2的边界、及角度区域r2、r3的边界处以向中心侧进入的方式延伸，并且从处于相对于一端侧而言为大致180°的角度的角度区域r3、r4的边界处向中心侧进入。进而，在角度区域r3、r2、r1、r6中向中心部侧与外周缘侧交替地延伸，在角度区域r6中绕过中心部后，在角度区域r5、r4中向中心侧与外周缘侧交替地延伸。并且，一边在角度区域r4中以穿过外周缘侧的方式延伸，一边在角度区域r4、r5的边界、角度区域r5、r6的边界、及角度区域r6、r1的边界处以向中心侧进入的方式延伸。最后，在角度区域r1中比第1线状加热器77的一端侧更靠内周侧安装第1线状加热器77的另一端侧。

第2线状加热器79是以埋入第1线状加热器77之间的方式配置。具体来说，第2线状加热器79的一端侧安装在角度区域r4的外周侧，且一边从角度区域r4沿逆时针方向以穿过配置在外周侧的第1线状加热器77的内周侧的方式延伸，一边在角度区域r4、r5的边界、角度区域r5、r6的边界、角度区域r6、r1的边界、角度区域r1、r2的边界、角度区域r2、r3的边界、及角度区域r3、r4的边界处以向中心侧进入的方式延伸。最后，在角度区域r4中比第2线状加热器79的一端侧更靠内周侧安装第2线状加热器79的另一端侧。

所述第1线状加热器77的一端侧与另一端侧连接于图1中的第1温度调节控制器81。另外，第2加热器79的一端侧与另一端侧连接于图1中的第2温度调节控制器83。第1温度调节控制器81及第2温度调节控制器83安装在下部底板3的上表面。它们因为通过水冷底板5而阻断了热处理板7的热，所以可避免由热引起的不良影响。第1温度调节控制器81与第2温度调节控制器83连接于控制部61。

在第1温度调节控制器81还连接着温度传感器85。温度传感器85测定热处理板7的上表面的实际温度。第1温度调节控制器81以控制部61所提供的热处理温度为目标温度进行反馈控制，所述反馈控制是基于来自温度传感器85的实际温度与目标温度的差量来调整对第1线状加热器77赋予的电力。另一方面，第2温度调节控制器83仅对第2线状加热器79持续赋予固定输出。也就是说，不论目标温度与实际温度的差量如何，第2温度调节控制器83都对第2线状加热器79持续供给固定电力。

通过像这样将加热器分为2个，并且将温度调节控制器也分为2个，即使在与以往相比热处理温度较高的情况下，也可利用温度控制器的输出比输出较大的1个温度调节控制器小的温度调节控制器进行应对。因此，可抑制装置的成本。而且，因为控制器61仅控制第1温度调节控制器81，所以可简化有关温度调节的控制。

另外，第1温度调节控制器81较第2温度调节控制器83而言对第1线状加热器77赋予的电力的输出较大。因此，第1线状加热器77较第2线状加热器79而言发热量较大。

由此，利用第2线状加热器79加热至固定温度，并且一边利用被赋予比对第2线状加热器赋予的电力更大的电力的第1线状加热器77进一步提高温度一边进行温度控制，因此即使在与以往相比热处理温度较高的情况下，也能够应对。另外，热处理板7的外周缘侧因为靠近侧面所以温度容易降低，但是，因为将发热量较大的第1线状加热器77配置在热处理板7的外周缘侧，所以能够抑制热处理板7的外周缘侧的温度降低。

此处，关注沿图4中的100-100箭头方向观察的截面。该沿100-100箭头方向观察的截面附近的区域处于热处理板7的中心侧，在热处理板7整面中最被要求均热性能。在该区域中，以如下方式配置：在由第1线状加热器77彼此所夹的区域中，沿着第1线状加热器77的轴线，第2线状加热器79的轴线存在2条。该沿100-100箭头方向观察的截面如图5所示，与轴线方向正交的线宽方向上的仅第1线状加热器77彼此的温度分布成为如双点划线所示在第1线状加热器77之间大幅度地下落的分布。另一方面，线宽方向上的仅2条第2线状加热器的温度分布成为如虚线所示在第2线状加热器79之间下落的分布。

然而，如果将第1线状加热器77彼此的温度分布、与配置在它们之间的2条第2线状加热器79的温度分布加以合成，那么成为像实线那样。也就是说，如果仅为第1线状加热器77，那么温度分布的中央部大幅度地下落，但第2线状加热器79填补所述下落。因此，可利用第2线状加热器79适当地弥补第1线状加热器77彼此之间的温度分布的下落，所以能够提高线状加热器73的线宽方向上的温度分布的均匀性。

其次，参照图6及图7对利用所述构成的基板处理装置进行的基板w的处理进行说明。此外，图6是表示将基板搬入搬出的状态的纵剖视图，图7是表示对基板进行加热的状态的纵剖视图。

在以下处理之前，控制部61操作第1温度调节控制器81及第2温度调节控制器83，对第1线状加热器77及第2线状加热器79提供与热处理温度对应的输出，而将热处理板7的表面温度调温至热处理温度。

首先，如图6所示，控制部61操作可动顶板单元9，使可动顶板33移动至上升位置。进而，控制部61操作升降销单元11，使3根升降销41上升至交接位置。与这些操作同时地，控制部61操作挡板单元15，使搬入搬出口43打开。

然后，控制部61使搬送臂17在设为比交接位置高且比上升位置的可动顶板的下表面低的位置的状态下从搬入搬出口43进入，并在热处理板7的上方使搬送臂17下降。由此，将基板w交付至处于交接位置的升降销41。然后，使搬送臂17从搬入搬出口43退出，并且操作挡板单元15，使搬入搬出口43封闭。

接着，如图7所示，控制部61操作升降销单元11，使3根升降销41下降至处理位置。由此，对基板w进行400℃的热处理温度的加热处理。控制部61参照处理方案，以所规定的加热时间进行加热处理。

控制部61当经过指定的加热时间时，操作可动顶板单元9及升降销单元11，使可动顶板33上升至上升位置，并且使升降销41上升至交接位置。接着，控制部61操作挡板单元15，使搬入搬出口43打开。进而，控制部61使搬送臂17从比交接位置更靠下方且比热处理板7的上表面更靠上方的高度进入搬入搬出口43。然后，通过使搬送臂17上升至比交接位置高且比可动顶板33的下表面低的位置，而使搬送臂17从升降销41接收已处理过的基板w。接着，通过使搬送臂17从搬入搬出口43退出，而将已处理过的基板w搬出。

通过所述一连串动作而对一片基板w的热处理结束，但是在对新的基板w进行处理时，控制部61例如可参照装置操作员所指示的处理方案，将基于可动顶板单元9的可动顶板33的上升位置设为处理方案所指示的上升位置。

根据本实施例，在热处理板7遍及整面地设置着包括第1线状加热器77及第2线状加热器79的线状加热器73。在第1线状加热器77之间空开间隙，在其间配置线宽比第1线状加热器77的线宽窄的第2线状加热器79。因此，在第1线状加热器77彼此之间降低的温度由埋入其间的第2线状加热器79填补，所以能够提高线状加热器73的线宽方向上的温度分布的均匀性。结果，可适宜地进行对基板w的热处理。

本发明并不限于所述实施方式，可像下文叙述的那样实施变化。

(1)在所述实施例中，具备可动顶板33，但是本发明并非必需该构成。

(2)在所述实施例中，在加热器单元71的中央部的由第1线状加热器77所夹的区域中，沿着其轴线配置着2条第2线状加热器79的轴线。然而，本发明并不限定于这种方式。也就是说，在由第1线状加热器77所夹的区域中，只要沿着其轴线配置着1条或例如3条以上的第2线状加热器79的轴线，便可填补第1线状加热器77间的温度分布的下落。

(3)在所述实施例中，加热器板75设为金属与陶瓷的合金，但本发明并不限定于这种材料。

(4)在所述实施例中，设为对第1线状加热器77提供的输出大于第2线状加热器79，但是本发明并不限定于此。也就是说，也可将输出的关系设为相反。另外，也可赋予相同的输出。

(5)在所述实施例中，设为仅第1温度调节控制器81对目标温度进行反馈控制，但是本发明并不限定于这种方式。也就是说，也可设为第2温度调节控制器83也进行反馈控制。

(6)在所述实施例中，设为基板处理装置1进行形成被称为涂布碳膜的下层膜的热处理，但是本发明也可应用于其它热处理用途。另外，将目标温度设为400℃，但即使是300～500℃左右的高温的热处理、或比所述高温低的热处理也可应用。

[符号说明]

1基板处理装置

w基板

3下部底板

5水冷式底板

7热处理板

9可动顶板单元

11升降销单元

13壳体

15挡板单元

29升降机构

33可动顶板

35开口

37驱动机构

41升降销

43搬入搬出口

47挡板主体

51排气管

61控制部

71加热器单元

73线状加热器

75加热器板

77第1线状加热器

79第2线状加热器

r1～r6角度区域

81第1温度调节控制器

83第2温度调节控制器

85温度传感器