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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren
zur Durchführung
einer Wärmebehandlung
(beispielsweise einer Ausheizbehandlung) bei einem Substrat etwa
einem Maskensubstrat (Retikelsubstrat), einem Halbleiterwafer, oder
einem Glassubstrat für
eine Flüssigkristallanzeige,
und betrifft spezieller eine Vorgehensweise zum Steuern der Temperatur
der Oberfläche
des Substrats.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
Ausheizbehandlung, die eine Art der voranstehend geschilderten Wärmebehandlungen
darstellt, wird durchgeführt,
nachdem das Substrat mit einer Harzlösung beschichtet wurde, oder
beispielsweise dann, bevor oder nachdem das Substrat mit einer Entwicklungslösung beschichtet
wurde. Die Ausheizeinrichtung ist in einem Beschichtungs- und Entwicklungssystem
vorgesehen.
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Wie
in 12 gezeigt, ist eine herkömmliche Wärmebehandlungseinrichtung mit
einer Heizplatte 12 versehen, in welche eine Heizvorrichtung 11 eingebettet
ist. Ein Substrat G wird erwärmt,
während
es auf die Heizplatte 12 über Nahentfernungsstifte 13 aufgesetzt
ist. Die Nahentfernungsstifte 13 trennen die hintere Oberfläche des
Substrats G von der oberen Oberfläche der Heizplatte 12 um
eine kleine Entfernung (beispielsweise 0,5 Millimeter), um zu verhindern,
dass Teilchen an der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats G anhaften. Üblicherweise
wird die Temperatursteuerung des Substrats G dadurch durchgeführt, dass
die Temperatur der Oberfläche der
Heizplatte 12 durch einen Temperatursensor 14 gemessen
wird, und durch Regeln der elektrischen Energie, die der Heizvorrichtung 11 zugeführt wird, durch
eine PID-Steuerung (Proportional-Integral-Differentialsteuerung) 15,
auf Grundlage der Abweichung der gemessenen Temperatur von der Solltemperatur.
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Die
WO 00/51170 beschreibt eine Ausheizeinrichtung, die dazu ausgelegt
ist, die Temperaturgleichförmigkeit
in der Ebene über
der Substratoberfläche
zu verbessern. Die Einrichtung weist eine Heizplatte auf, die durch
mehrere Heizelemente erwärmt
wird, die getrennt gesteuert werden können. Die Temperatur der Heizelemente
wird gemessen, und der Heizvorgang wird durch eine PID-Steuerung gesteuert.
Die Temperatur der Substratoberfläche, die weg von der Heizplatte
weist, wird lokal durch eine Temperaturmessvorrichtung gemessen,
beispielsweise eine Infrarotkamera, die oberhalb des Substrats angeordnet
ist, und die Temperaturverteilung über der Oberfläche wird
in Abhängigkeit
von den gemessenen Temperaturen bestimmt. Einstellwerte für die Temperatur
der einzelnen Heizelemente werden bestimmt, und an die PID-Steuerung übertragen.
Die PID-Steuerung steuert die einzelnen Heizelemente auf Grundlage
der Einstellwerte und der gemessenen Temperatur der Oberflächen der
Heizplatte entsprechend den einzelnen Heizelementen.
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Die
JP11-8180A beschreibt eine Ausheizvorrichtung, die mit einem Infrarottemperatursensor
versehen ist, der die Temperaturverteilung über der gesamten Oberfläche eines
Resistfilms misst, mit welchem ein Substrat beschichtet ist. Die
Temperatur des Substrats, das durch einen Heizblock erwärmt wird,
wird auf Grundlage der Temperaturverteilung gesteuert, die von dem
Infrarottemperatursensor gemessen wird.
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Die
JP11-74187A beschreibt ein Temperatursteuerverfahren für eine Substratwärmebehandlungseinrichtung.
Das Substrat wird durch eine Heizvorrichtung erwärmt, die in eine Heizplatte
eingebettet ist, die mit einer festen elektrischen Energie während einer
Substrattemperaturanstiegsstufe versorgt wird. Nachdem die Substrattemperatur
die Wärmebehandlungstemperatur
erreicht hat, wird die elektrische Energie, die der Heizvorrichtung
zugeführt
wird, durch eine PID-Steuerung gesteuert.
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Die
voranstehend geschilderten, herkömmlichen
Vorgehensweisen weisen jedoch folgende Probleme auf.
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Eine Änderung
der Substrattemperatur folgt einer Änderung der Heizvorrichtungstemperatur
mit einer Zeitverzögerung.
Bei einem dicken Substrat, beispielsweise einem Maskensubstrat,
ist daher die Zeitverzögerung
groß.
Wenn die Substrattemperatur in einer PID-Steuerbetriebsart gesteuert
wird, wie in der WO 00/51170 beschrieben, neigt dann, wenn die Temperatur
eines derartig dicken Substrats erhöht wird, die Substrattemperatur
dazu, über
den Sollwert hinaus zu schwingen. Daher muss die Substrattemperaturanstiegsrate
niedrig sein. Die Temperaturverteilung über die Substratoberfläche während des Temperatursanstiegsvorgangs
ist unvermeidlich groß.
Wenn daher die Temperaturanstiegsrate niedrig ist, wird die Verteilung
des Zeitintegrals der Temperatur über die Substratoberfläche beträchtlich
breiter, was zu einer Beeinträchtigung
der Gleichförmigkeit
in der Ebene der Ausheizbehandlung führt.
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Wenn
die Einstelltemperatur jedes Heizelements auf Grundlage der Temperaturverteilung
des Substrats korrigiert wird, muss die Einstelltemperatur signifikant
geändert
werden. In der späten
Phase der Temperaturanstiegsstufe, anders ausgedrückt, wenn die
Substrattemperatur nahe an der Solltemperatur ist, wird dann, wenn
die Einstelltemperatur signifikant geändert wird, die Substrattemperatur
instabil, oder schwankt. Dies führt
zu einer Beeinträchtigung
der Temperaturgleichförmigkeit
in der Ebene über
der Substratoberfläche,
was zu einer Ungleichförmigkeit der
Dicke, der Qualität
und der Linienbreite des Resistmusters führt.
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Die
Temperatursteuerung gemäß der WO 00/51170
ist daher nicht dazu geeignet, in dem Substrattemperaturanstiegsbereich
eingesetzt zu werden. Seit einiger Zeit hat die Schichtdicke von
Halbleiterbauteilen zugenommen, und wurde die Linienbreite der Schaltungsmuster
kleiner. Eine hohe Temperaturgleichförmigkeit in der Ebene ist daher
in der Substrattemperaturanstiegsstufe erforderlich. Die Temperatursteuerung
gemäß der WO
00/51170 erfüllt
jedoch nicht derartige Anforderungen.
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Die
Einrichtung gemäß der P11-8180A
steuert ebenfalls den Heizvorgang auf Grundlage der Temperaturverteilungsdaten,
was dazu wirksam ist, in dem stabilen Temperaturbereich eingesetzt
zu werden, jedoch nicht dazu geeignet ist, in der Temperaturanstiegsstufe
eingesetzt zu werden.
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Die
Einrichtung gemäß der JP-74187A
weist keine Vorrichtung zum Steuern der elektrischen Energie auf,
die der Heizvorrichtung zugeführt
wird, und kann daher nicht auf eine Änderung der aktuellen Substrattemperatur
infolge von Anomalitäten
reagieren, beispielsweise einer Änderung
des Luftflusses in dem Bearbeitungsbehälter, oder Änderungen der Substratdicke.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Probleme
entwickelt. Das Ziel der vorliegenden Erfindung Verfügung zu
stellen, die dazu fähig
sind, schnell die Temperatur des Substrats bis zu einem vorbestimmten
Sollwert zu erhöhen,
wobei die Substrattemperatur gesteuert wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung
und ein Verfahren zur Verfügung
zu stellen, die eine hohe Temperaturgleichförmigkeit in der Ebene über die
Substratoberfläche
während
der Temperaturanstiegsstufe zur Verfügung stellen, selbst wenn das
Substrat durch mehrere Heizelemente erwärmt wird.
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Die
voranstehenden Ziele werden durch die Merkmale der vorliegenden
Erfindung erzielt, die im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche angegeben
sind. Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die
Einrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeichnet sich durch eine erste Steuereinheit zur Durchführung einer
Temperatursteuerung in einer Temperaturanstiegsstufe auf, wobei
vorgesehen sind: ein Bezugsleistungswertgenerator, der dazu ausgebildet
ist, einen Bezugswert für
die elektrische Leistung während
der ersten Stufe zu erzeugen, wobei der Bezugswert vorher so festgelegt
wird, dass dann, wenn elektrische Energie dem Heizelement entsprechend
dem Bezugswert zugeführt
wird, die tatsächliche
Temperatur des Substrats im wesentlichen zu einer Solltemperaturanstiegskurve
ansteigt, welche die Änderung
einer Solltemperatur des Substrats im Verlauf der Zeit angibt; einen
Subtrahierer, der so ausgebildet ist, dass er die Abweichung der Temperatur
des Substrats, die von dem ersten Thermometer an einem ersten Zeitpunkt
während
der ersten Stufe gemessen wird, von der Solltemperatur an dem ersten
Zeitpunkt berechnet, der durch die Solltemperaturanstiegskurve bestimmt
wird; einen Kompensationswertgenerator, der so ausgebildet ist, dass
er zumindest einen Kompensationswert erzeugt, der eine Funktion
der Abweichung ist, und der Temperatur, die von dem ersten Thermometer
am ersten Zeitpunkt gemessen wird, oder der Solltemperatur zum ersten
Zeitpunkt; und eine Leistungswertkorrekturvorrichtung, die so ausgebildet
ist, dass sie den Bezugswert unter Verwendung des Kompensationswertes
korrigiert, wodurch ein korrigierter Leistungswert erzeugt wird,
der den Wert der elektrischen Leistung darstellt, die dem Heizelement
zugeführt werden
soll.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Temperatursteuerung während einer
Temperaturanstiegsstufe, wobei folgende Schritte vorgesehen sind:
Erzeugen eines Bezugswertes für
die elektrische Leistung, die dem Heizelement zugeführt werden
soll, wobei der Bezugswert vorher so festgelegt wird, dass dann, wenn
elektrische Energie dem Heizelement entsprechend dem Bezugswert
zugeführt
wird, die tatsächliche
Temperatur des Substrats so ansteigt, dass sie im wesentlichen einer
Solltemperaturanstiegskurve entspricht, welche die Änderung
der Solltemperatur des Substrats in Abhängigkeit von der Zeit festlegt; Zuführen elektrischer
Leistung, die durch den Bezugswert festgelegt wird, an das Heizelement
zum Erwärmen
des Substrats; Durchführung
einer berührungslosen
Messung der Temperatur einer Oberfläche des Substrats zu einem
ersten Zeitpunkt; Bestimmung einer Abweichung der gemessenen Temperatur
von dem Sollwert an dem ersten Zeitpunkt, festgelegt durch die Solltemperaturanstiegskurve;
Festlegung zumindest eines Kompensationswertes, der von der Abweichung
abhängt,
und von der Temperatur, die von dem ersten Thermometer zum ersten Zeitpunkt
gemessen wird, oder von der Solltemperatur am ersten Zeitpunkt;
Korrigieren des Bezugswertes durch Verwendung des Kompensationswertes; und
Liefern elektrischer Leistung, die durch den korrigierten Bezugswert
festgelegt wird, an das Heizelement zum Erwärmen des Substrats.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden angesichts der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnungen
deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vertikale Querschnittsansicht einer Wärmebehandlungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Aufsicht auf eine Heizplatte der in 1 dargestellten
Wärmebehandlungseinrichtung,
wobei schematisch eine Anordnung von Heizelementen dargestellt ist;
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3 ist
ein Blockschaltbild, das schematisch ein Temperatursteuersystem
der in 1 gezeigten Wärmebehandlungseinrichtung
zeigt;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Temperatursteuerung bei
dem in 3 gezeigten Steuersystem zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das eine Solltemperaturanstiegskurve zeigt, die in
einem Solltemperaturgenerator der Temperatursteuerung gespeichert ist;
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6 zeigt
eine Tabelle, die in einem Kompensationswertgenerator der Temperatursteuerung gespeichert
ist;
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7 ist
ein Diagramm, das ein Bezugsleistungsmuster zeigt, das in einem
Bezugsleistungsgenerator der Temperatursteuerung gespeichert ist;
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8A und 8B sind
Diagramme zur Erläuterung
eines Kompensationswertes;
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9 ist
ein Diagramm, das eine Änderung der
tatsächlichen
Temperatur des Substrats und der Heizplatte im Verlauf der Zeit
zeigt;
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10 ist
eine Aufsicht auf ein Beschichtungs- und Entwicklungssystem, bei
welchem die in 1 gezeigte Wärmebehandlungseinrichtung vorgesehen
ist;
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11 ist
eine Perspektivansicht des in 10 gezeigten
Beschichtungs- und Entwicklungssystems; und
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12 zeigt
schematisch eine herkömmliche
Wärmebehandlungseinrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Wärmebehandlungseinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
wird anhand eines Beispiels beschrieben, bei welchem die Wärmebehandlungseinrichtung
eine Ausheizeinrichtung ist, die dazu ausgelegt ist, ein Maskensubstrat
(Retikelsubstrat) auszuheizen, das mit einer Resistlösung beschichtet
ist.
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Zuerst
wird unter Bezugnahme auf 1 der Aufbau
der Wärmebehandlungseinrichtung
beschrieben.
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Die
Wärmebehandlungseinrichtung 2 entfernt
ein Lösungsmittel,
das in einer Resistlösung vorhanden
ist, mit welcher ein Substrat G beschichtet ist. Wie in 1 gezeigt,
weist ein Bearbeitungsbehälter 21 eine
Seitenwand auf, die mit einer Umfangsöffnung 21a versehen
ist, durch welche ein Substratübertragungsarm
(nicht gezeigt) Zugriff auf das Innere des Bearbeitungsbehälters 21 erlangen kann.
Eine Auslassöffnung 22a ist
im zentralen Bereich der Decke des Bearbeitungsbehälters 21 vorgesehen.
Ein Absaugssystem ist an die Auslassöffnung 22a angeschlossen,
um die Atmosphäre
in dem Bearbeitungsbehälter
abzusaugen. Die Öffnung 21a kann
durch einen zylindrischen Verschluss 23 geschlossen werden.
Der Verschluss 23 weist einen zylindrischen Hauptkörper 23a auf,
der außerhalb
einer Heizplatte 3 (die später beschrieben wird) angeordnet
ist, sowie ein horizontales Teil 23b, das mit einem oberen
Ende des Hauptkörpers 23a verbunden
ist, und nach innen gerichtet ist. Der Verschluss 23 bewegt
sich in Vertikalrichtung durch einen Hebemechanismus 24 wie
beispielsweise einen Luftzylinder, und kann an einer Position anhalten,
an welcher das horizontale Teil 23b im oberen Bereich der Öffnung 21a angeordnet
ist, und der Verschluss 23 beinahe die Öffnung 21a verschließt, und
hierbei einen kleinen Spalt E offen lässt.
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Die
Heizplatte 3 ist in dem Bearbeitungsbehälter 21 an einer Position
angeordnet, an welcher der nicht gezeigte Übertragungsarm das Substrat
G der Heizplatte 3 zuführen,
und von dieser entfernen kann. Das Substrat G wird durch die Heizplatte 3 erwärmt, während es über die
Heizplatte 3 über
Nahentfernungsstifte 31 so gehaltert wird, dass ein Spalt von
etwa 0,5 Millimeter zwischen einer oberen Oberfläche der Zeitpunkt 3 und
der rückwärtigen Oberfläche des
Substrats G vorhanden ist. Eine Heizplatte ohne Nahentfernungsstifte
kann anstelle der dargestellten Heizplatte 3 eingesetzt
werden.
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Die
Heizplatte 3 ist mit vier Halterungsstiften 33 zum Übertragen
des Substrats G zwischen dem nicht dargestellten Übertragungsarm
und der Heizplatte 3 versehen. Die Heizstifte 33 sind
mit einem Hebemechanismus 34 über eine Halterungsplatte 34a verbunden,
die unterhalb der Heizplatte 3 vorgesehen ist, wodurch
der Abschnitt an der Spitze des Halterungsstiftes 33 gegenüber der
Heizplatte 3 vorstehen kann, und sich in diese zurückziehen
kann.
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Die
Heizplatte 3 besteht aus einem Metallmaterial, das eine
gute Wärmeleitfähigkeit
aufweist, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl,
oder aus einem Keramikmaterial wie Aluminiumnitrid oder Siliziumcarbid.
Die Heizplatte 3 weist in sich Heizelemente 32 auf,
die jeweils typischerweise eine elektrische Widerstandsheizung sind.
Die Heizplatte 3 ist auf neun Heizbereiche aufgeteilt,
wobei bei jedem ein Heizelement 32 vorgesehen ist, um den
Heizbereich zu erwärmen.
Bei der dargestellten Ausführungsform
sind neun Heizelemente 32 in der Heizplatte in einem Muster
einer Matrix von 3×3
angeordnet, wie dies in 2 gezeigt ist.
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Da
eine vertikale Querschnittsansicht der Heizplatte 3 in 1 dargestellt
ist, sind nur drei Heizelemente 32 in 1 sichtbar.
Zur Erleichterung der Beschreibung werden nachstehend nur drei der
neun Heizelemente 32 und die Bauteile in Bezug auf die drei
Heizelemente 32 beschrieben. Die Bezugszeichen 32a, 32b und 32c sind
jeweils einem der drei Heizelemente 32 zugeordnet, wie
dies in den 1, 3 und 4 gezeigt
ist.
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Temperatursensoren 36a, 36b und 36c (36), von
denen jeder typischerweise ein Thermoelement ist, sind in der Nähe des Heizelements 32a, 32b bzw. 32c (32)
angeordnet. Die Temperatursensoren 36a, 36b und 36c sind
in die Heizplatte 3 eingebettet, um die Temperatur des
jeweiligen Heizbereiches der Heizplatte 3 zu messen.
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Die
Anordnung der Heizbereiche und der Heizelemente 32 ist
nicht auf die voranstehend geschilderte Anordnung beschränkt. Die
Heizplatte 3 kann auf zwei Bereiche aufgeteilt sein, von
denen einer der zentrale Bereich der Heizplatte 3 ist,
und mit einem Heizelement versehen ist, dessen Abmessung etwas geringer
ist als jene des Substrats G, und der andere ein Umfangsbereich
der Heizplatte 3 ist, der einen Substratanordnungsbereich
umgibt, und mit einem ringförmigen
Heizelement versehen ist.
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Eine
oder mehrere, berührungslose
Temperaturmessvorrichtungen (beispielsweise Thermometer) 4 sind
in dem Bearbeitungsbehälter 21 und
oberhalb des Substrats G so angeordnet, dass sie der Heizplatte 3 gegenüberliegen.
Die Temperaturmessvorrichtung 4 ist dazu ausgebildet, eine
berührungslose
Temperaturmessung der vorderen (oberen) Oberfläche des Substrats G durchzuführen. Die
Temperaturmessvorrichtung 4 kann ein Strahlungsthermometer
sein, eine Infrarotkamera, oder ein Wärmeflussmessgerät. Bei der
dargestellten Ausführungsform
ist jede Temperaturmessvorrichtung 4 ein Strahlungsthermometer
(nachstehend bezeichnet als "Strahlungsthermometer 4"). Es wird darauf
hingewiesen, dass nur eine Infrarotkamera als die Temperaturmessvorrichtung
verwendet werden kann, anstelle der Strahlungsthermometer 4,
falls sie dazu fähig
ist, die Temperatur jedes Bereiches der Substratoberfläche lokal
zu messen.
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Die
Anzahl an Strahlungsthermometern 4 ist gleich der Anzahl
an Heizbereichen (also der Anzahl an Heizelementen 32).
Jedes Strahlungsthermometer 4 liegt einem entsprechenden
Bereich des Substrats G entsprechend jedem Heizbereich der Heizplatte 3 gegenüber, um
die Oberflächentemperatur
jedes Bereiches des Substrats G getrennt zu messen. In den 1, 3 und 4 tauchen
nur drei Strahlungsthermometer 42a, 42b und 42c entsprechend den
Heizbereichen auf, die von den Heizelementen 32a, 32b und 32c erwärmt werden.
Das Strahlungsthermometer 4 misst die Intensität der Strahlungswärme, die
von dem Zielgegenstand ausgesandt wird (also dem Substrat G), und
bestimmt die Oberflächentemperatur
des Zielgegenstands auf Grundlage der gemessenen Intensität und des
Emissionsvermögens
des Zielgegenstands.
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3 zeigt
schematisch das Steuersystem zum Steuern der elektrischen Leistung,
die den Heizelementen 32 zugeführt werden soll. Das Steuersystem
weist Untersteuersysteme auf, die jeweils so ausgebildet sind, dass
sie getrennt die elektrische Leistung steuern, die jedem Heizelement 32 zugeführt werden
soll.
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Jedes
Untersteuersystem weist auf: das Heizelement 32 (32a, 32b, 32c);
das Strahlungsthermometer 4 (4a, 4b, 4c);
eine Stromversorgungsquelle 5 (5a, 5b, 5c),
die elektrische Leistung dem zugehörigen Heizelement 32 (32a, 32b, 32c)
zuführt;
und eine Temperatursteuerung 60 (60a, 60b, 60c),
welche die zugehörige
Energieversorgungsquelle 5 (5a, 5b, 5c) so
steuert, dass die elektrische Leistung geregelt wird, die von der
zugehörigen
Energieversorgungsquelle 5 (5a, 5b, 5c)
dem zugehörigen
Heizelement 32 (32a, 32b, 32c)
zugeführt
wird.
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Jede
Steuerung 60 stellt einen Teil einer integrierten Steuereinrichtung 6 dar.
Jede Steuerung 60 empfängt
ein Signal, das die Temperatur jedes Heizbereiches der Heizplatte 3 repräsentiert,
gemessen von dem Temperatursensor 36 (36a, 36b, 36c),
sowie ein Signal, das die Temperatur jedes Bereiches des Substrats
G repräsentiert,
gemessen durch das Strahlungsthermometer 4 (4a, 4b, 4c).
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Die
Temperatursteuerungen 60 (60a, 60b, 60c)
werden im Einzelnen unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Da die Temperatursteuerungen 60 denselben Aufbau und dieselbe
Funktionsweise aufweisen, wird nur eine von ihnen beschrieben.
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Die
Steuerung 60 weist eine erste Steuereinheit (61-64)
sowie eine zweite Steuereinheit 66 auf. Die erste Steuereinheit weist
einen Solltemperaturgenerator 61 auf, einen Kompensationswertgenerator 62,
einen Subtrahierer 63, einen Bezugsleistungswertgenerator 64,
und eine Leistungswertkorrekturvorrichtung 65.
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Der
Solltemperaturgenerator 61 weist einen Datenspeicher (nicht
gezeigt) auf, der eine Solltemperaturanstiegskurve (Temperaturanstiegsmuster) speichert,
die eine Änderung
der Solltemperatur der Substratoberfläche im Verlauf der Zeit während einer Temperaturanstiegsstufe
festlegt, wie in 5 gezeigt ist.
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In 5 ist
ts ein Zeitpunkt, an welchem die Temperaturanstiegsstufe beginnt,
und ist tf ein Zeitpunkt, an welchem die Temperaturanstiegsstufe
endet. Bei der dargestellten Ausführungsform, entspricht der
Zeitpunkt ts einem Zeitpunkt, an welchem das Substrat G auf die
Heizplatte 3 aufgesetzt wird, und entspricht der Zeitpunkt
tf einem Zeitpunkt, an welchem die Temperatur der Substratoberfläche im wesentlichen
eine endgültige
Solltemperatur Tf erreicht hat, die allgemein als "Wärmebehandlungstemperatur" oder "Prozesstemperatur" des Substrats G
bezeichnet wird, auf welcher das Substrat G über einen vorbestimmten Zeitraum
gehalten wird, damit die aufgebrachte Lösung vollständig ausgeheizt wird. Bei der
dargestellten Ausführungsform
ist die endgültige
Solltemperatur Tf (vgl. 5) des Substrats G gleich 120 °C, und beträgt die Temperatursanstiegszeit
(tf-ts) 200 Sekunden. Ts ist die Temperatur des Substrats G zum
Zeitpunkt ts, und ist typischerweise gleich Zimmertemperatur oder
etwas größer. Der Solltemperaturgenerator 61 gibt
eine Solltemperatur T0 (vgl. 4) aus,
die sich im Verlauf der Zeit ändert,
entsprechend der Solltemperaturanstiegskurve M.
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Der
Subtrahierer 63 ist so ausgebildet, dass er eine Abweichung
(ΔT=T0-T1)
der Temperatur T1 der Oberfläche
des Substrats, gemessen von dem Thermometer 4 zu einem
bestimmten Zeitpunkt während
der Temperaturanstiegsstufe, von der Solltemperatur T0 zu diesem
bestimmten Zeitpunkt berechnet, der durch die Solltemperaturanstiegskurve
M festgelegt wird.
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Der
Bezugsleistungswertgenerator 64 weist einen Datenspeicher
auf, der ein Bezugsleistungsmuster R speichert, welches eine Änderung
der elektrischen Leistung festlegt, die von der Energieversorgungsquelle 5 dem
Heizelement 32 während
der Temperaturanstiegsstufe zugeführt werden soll. Der Bezugsleistungswertgenerator 64 gibt
einen Bezugswert E0 (vgl. 4) für die elektrische
Leistung aus, die von der Energieversorgungsquelle 5 dem
Heizelement 32 entsprechend dem Bezugsleistungsmuster R
zugeführt
werden soll.
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Bei
der geschilderten Ausführungsform
ist das Bezugsleistungsmuster R so ausgebildet, wie dies in 7 gezeigt
ist. Während
der ersten Phase der Temperaturanstiegsstufe von dem Zeitpunkt ts bis
zum Zeitpunkt ta erzeugt der Bezugsleistungswertgenerator 64 einen
Bezugswert E0 für
die elektrische Leistung, die im Verlauf der Zeit allmählich ansteigt,
um eine Verformung des Substrats G infolge einer Wärmeeinwirkung
zu verhindern. Während
der zweiten Phase der Temperaturanstiegsstufe von dem Zeitpunkt
ta bis zum Zeitpunkt tb erzeugt der Bezugsleistungswertgenerator 64 einen
festen Bezugswert E0. Während
der dritten Phase der Temperaturanstiegsstufe von dem Zeitpunkt
tb bis zum Zeitpunkt tf erzeugt der Bezugsleistungswertgenerator 64 einen Bezugswert
E0, der allmählich
im Verlauf der Zeit abnimmt, zu dem Zweck, einen gleichmäßigen Übergang
zur nachfolgenden Erwärmungsstufe
durchzuführen
(der Stufe mit stabiler Temperatur, vgl. 5), in welcher
die Temperatursteuerung von der PID-Steuerung 66 oder der
zweiten Steuereinheit durchgeführt
wird.
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Vorzugsweise
sind unterschiedliches Bezugsleistungsmuster R unterschiedlichen
Temperatursteuerungen 60 zugeordnet. Da die Temperatur des
Zentrumsbereichs des Substrats G dazu neigt, höher zu sein als jene des Umfangsbereiches
des Substrats G, ist der Bezugswert E0, der durch das Bezugsleistungsmuster
R festgelegt wird, das der Temperatursteuerung 60 zugeordnet
ist, welche das Heizelement 32 im zentralen Bereich der
Heizplatte 3 steuert, vorzugsweise etwas geringer als der
Bezugswert E0, der durch das Bezugsleistungsmuster R festgelegt
wird, das der Temperatursteuerung 60 zugeordnet ist, die
das Heizelement 32 im Umfangsbereich der Heizplatte 3 steuert.
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Der
Kompensationswertgenerator 62 empfängt die gemessene Temperatur
T1 von dem Strahlungsthermometer 4 und die Abweichung ΔT von dem
Subtrahierer 63. Der Kompensationswertgenerator 62 weist
eine Tabelle auf, welche die Beziehung zwischen einem Kompensationswert
E1 zum Korrigieren des Bezugswertes E0 und der gemessenen Temperatur
T1 und der Abweichung ΔT
repräsentiert. Anders
ausgedrückt,
ist der Kompensationswert E1 eine Funktion der gemessenen Temperatur
T1 und der Abweichung ΔT.
Der Kompensationswert E1, der in die Tabelle eingeschrieben wird,
wird vorher durch einen Versuch und/oder eine Simulation festgelegt. Der
Kompensationswertgenerator 62 legt einen Kompensationswert
E1 fest, auf Grundlage der gemessenen Temperatur T1 und der Abweichung ΔT unter Bezugnahme
auf die Tabelle, und gibt den Kompensationswert E1 aus. Bei der
dargestellten Ausführungsform
ist der Kompensationswert E1 ein Vergrößerungsfaktor, mit welchem
der Bezugswert E1 für
die elektrische Leistung multipliziert wird. Wenn beispielsweise
die gemessene Temperatur T1 79 °C
beträgt,
und die Abweichung ΔT
-0,1 °C,
ist der Kompensationswert E1 gleich "ab" (beispielsweise "ab"=1,05), wie dies
in 6 gezeigt ist.
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Verschiedene
Kompensationswerte E1 werden derselben Temperaturabweichung zugeordnet (ΔT=T1-T0),
falls die gemessene Temperatur T1 anders ist. Dies liegt daran,
dass der Unterschied zwischen der Wärmemenge, welche das Substrat
G von der Heizplatte 3 empfangen hat, und jener Wärmemenge,
welche das Substrat G abgibt (abstrahlt), von der momentanen Substrattemperatur
abhängt.
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Der
Kompensationswert E1 kann gleich "1" sein
(dies bedeutet, dass keine Korrektur durchgeführt wird), wenn der Absolutwert
der Abweichung ΔT klein
ist (wenn beispielsweise der Absolutwert der Abweichung ΔT nicht größer ist
als 0,1 °C).
Dies liegt daran, dass es möglich
ist, dass eine zu empfindliche Korrektur (Steuerung) eine glatte
Temperatursteuerung verhindern könnte.
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Der
Kompensationswert E1 kann auf Grundlage der Abweichung ΔT und der
Solltemperatur T0 bestimmt werden, die zur Berechnung der Abweichung ΔT verwendet
wird. Der Kompensationswert E1 kann auf Grundlage der Abweichung ΔT und der Zeit
bestimmt werden, die seit dem Zeitpunkt ts vergangen ist. Es wird
darauf hingewiesen, dass in beiden Fällen der Kompensationswert
E1 von der Abweichung ΔT
und der Solltemperatur T0 abhängt,
die zur Berechnung der Abweichung ΔT verwendet wird. Dies liegt
daran, dass die Zeit, die seit dem Zeitpunkt ts vergangen ist, und
die Solltemperatur T0 zu diesem Zeitpunkt einander Eins-zu-Eins
entsprechen. In diesem Fall wird die "Solltemperatur T0" oder "die seit dem Zeitpunkt ts vergangene
Zeit" in die Tabelle 6
eingeschrieben, anstelle der "gemessenen
Temperatur T1".
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Es
wird darauf hingewiesen, dass der Kompensationswertgenerator 62 einen
mathematischen Ausdruck (eine Funktion) speichern kann, der die
Beziehung zwischen dem Kompensationswert E1 und der gemessenen Temperatur
T1 (oder der Solltemperatur T0 und der seit dem Zeitpunkt ts verstrichenen Zeit)
und der Abweichung ΔT
ausdrückt,
anstelle der Tabelle, wie dies in 6 gezeigt
ist.
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Die
Leistungswertkorrekturvorrichtung 65 weist einen Multiplizierer
auf, und multipliziert den Bezugswert E0 für die elektrische Leistung
mit dem Kompensationswert E1. Die Leistungwertkorrekturvorrichtung 65 gibt
das Multiplikationsergebnis E1E0 als korrigierten Bezugswert an
die Stromversorgungsquelle 5 aus.
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Die
zweite Steuereinheit 66 der Steuerung weist eine PDI-Regelung
auf, die an sich auf diesem Gebiet wohlbekannt ist. Die zweite Steuereinheit 66 legt
die elektrische Leistung fest, die von der Stromversorgungsquelle 5 dem
Heizelement 32 zugeführt werden
soll, auf Grundlage der Temperatur T2 der Heizplatte 3,
die von dem Temperatursensor 36 gemessen wird, und der
Solltemperatur (die typischerweise gleich der endgültigen Solltemperatur
Tf ist) der Heizplatte 3, entsprechend einem herkömmlichen
PID-Regelverfahren, und schickt den so bestimmten Wert für die elektrische
Leistung an die Stromversorgungsquelle 5.
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Die
Steuerung 60 weist einen Schalter 67 auf, der
so ausgebildet ist, dass er wahlweise die erste oder zweite Steuereinheit
der Steuerung 60 mit der Stromversorgungsquelle 5 verbindet,
um die Temperatursteuerbetriebsart umzuschalten. Die Stromversorgungsquelle 5 stellt
die elektrische Leistung, die dem Heizelement 32 zugeführt werden
soll, entsprechend dem Befehlssignal (also dem Wert E1E0 oder dem
Ausgangssignal der PID-Regelung 66) ein, das von der angeschlossenen
Steuereinheit empfangen wird.
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Bei
einer typischen Ausführungsform
weist die Temperatursteuerung 60 einen Computer auf, der Elektronikbauteile
aufweist, einschließlich
einer CPU und einer geeigneten Speichervorrichtung. Die Speichervorrichtung
speichert ein Steuerprogramm, die Solltemperaturanstiegskurve M,
das Bezugsleistungsmuster R, die Tabelle, usw. Das in
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4 dargestellte
Blockschaltbild zeigt die Funktionen, die von der Computerhardware
und dem Computerprogramm erzielt werden. Allerdings kann die Temperatursteuerung 60 auch
aus mehreren Elektronikeinheiten oder Schaltungen bestehen, die jeweils
eine oder mehrere Funktionen entsprechend einem oder mehreren der
Funktionsblöcke
von 4 aufweisen.
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Als
nächstes
wird der Betriebsablauf der Wärmebehandlungseinrichtung
beschrieben. Gemäß 2 wird
der Verschluss 23 abgesenkt, und dann wird der nicht dargestellte Übertragungsarm, der
ein Substrat G haltert, in das Innere des Bearbeitungsbehälters 21 durch
die Öffnung 21a eingeführt. Nach
der Zusammenarbeit des nicht dargestellten Übertragungsarms und der Halterungsstifte 33 wird das
Substrat 3 auf die Heizplatte 3 aufgesetzt oder darüber angeordnet,
anders ausgedrückt,
von der Heizplatte 3 über
die Nahentfernungsstifte 31 gehaltert.
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Nachdem
der nicht dargestellte Übertragungsarm
aus dem Bearbeitungsbehälter 21 herausgezogen
wurde, steigt der Verschluss 23 an, so dass er die Öffnung 21a unvollständig verschließt, mit
einem kleinen, verbleibenden Spalt E, um einen halb geschlossenen
Zustand des Bearbeitungsbehälters 21 einzurichten.
In diesem Zustand wird mit dem Substrat G eine vorbestimmte Wärmebehandlung durchgeführt, während das
Innere des Bearbeitungsbehälters 21 evakuiert
wird, und während
jede Stromversorgungsquelle 5 elektrische Leistung an jedes Heizelement 32 in
der Heizplatte 3 liefert, in Abhängigkeit von dem Steuersignal,
das von jeder Temperatursteuerung 60 (Steuereinrichtung 6)
zugeführt wird.
Die folgende Beschreibung erfolgt für ein Steueruntersystem.
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Die
Stromversorgungsquelle 5 wurde durch die zweite Steuereinheit 66 in
einer PID-Regelbetriebsart gesteuert, um elektrische Leistung dem
Heizelement 32 zuzuführen,
bevor das Substrat G auf die Heizplatte 3 aufgesetzt wird.
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Zu
einem Zeitpunkt ts, wenn das Substrat G auf der Heizplatte 3 angeordnet
wird, wird der Schalter 67 von der Seite der zweiten Steuereinheit
zur Seite der ersten Steuereinheit umgeschaltet. Das Umschalten
kann durch ein Signal ausgelöst
werden, welches angibt, dass die Halterungsstifte 33 vollständig abgesenkt
sind, und das von einem nicht dargestellten Grenzschalter erzeugt
wird. Gleichzeitig beginnt der Bezugsleistungsgenerator 64 mit
der Ausgabe des Bezugswertes E0 für die elektrische Leistung,
und beginnt der Solltemperaturgenerator 61 mit der Ausgabe
der Solltemperatur T0.
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Während der
Temperaturanstiegsstufe, vorzugsweise in der zweiten Phase (siehe 7),
wird die Festlegung des Kompensationswertes E1 zumindest einmal
durchgeführt,
vorzugsweise mehrere Male, zu vorbestimmten Zeitpunkten. Die Festlegung kann
häufiger
durchgeführt
werden, jedoch ist dies nicht erforderlich, und nicht vorzuziehen,
da eine zu häufige Festlegung
zur Komplexität
der Steuerung führt,
und dazu, dass ein glatter Temperaturanstieg verhindert wird. Bei
einer typischen Ausführungsform wird
die Festlegung des Kompensationswertes E1 zwei oder drei Mal durchgeführt.
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Die
Abweichung ΔT
der gemessenen Temperatur T1 von der Solltemperatur T0 wird von
dem Subtrahierer 63 berechnet, und der Kompensationswertgenerator 62 legt
zumindest einen Kompensationswert E1 fest, auf Grundlage der Abweichung ΔT und der
gemessenen Temperatur T1, unter Verwendung einer in 6 dargestellten
Tabelle. Die Leistungswertkorrekturvorrichtung 65 multipliziert
den Bezugswert E0 mit dem Kompensationswert E1, um einen korrigierten
Wert E1E0 auszugeben, in Abhängigkeit
von welchem die Stromversorgungsquelle elektrische Leistung an das
Heizelement 32 liefert.
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Der
Kompensationswert E1 wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf 8A beschrieben. Nimmt
man an, dass die Solltemperatur gleich T0 (t1) ist, und die gemessene
Temperatur T1(t1), zum Zeitpunkt t1, erzeugt der Kompensationswertgenerator 62 einen
Kompensationswert E1 auf Grundlage der Abweichung ΔT(t1) = T1(t1) – T0(t1).
Der Kompensationswert E1 kann so festgelegt werden, dass sich in Abhängigkeit
von diesem die tatsächliche
Temperaturanstiegskurve Ta (angedeutet durch einfach gestrichelte
Kurven) allmählich
an die Solltemperaturanstiegskurve M annähert, und die tatsächliche Temperatur
(also die gemessene Temperatur T1) mit der endgültigen Solltemperatur Tf zum
Zeitpunkt tf übereinstimmt
(also am Ende der Temperaturanstiegsstufe). In diesem Fall setzt
der Kompensationswertgenerator 62 die Ausgabe eines festen
Kompensationswertes E1 nach dem Zeitpunkt t1 fort, bis die nächste Festlegung
des Kompensationswertes E1 durchgeführt wird. Mit diesem Verfahren
wird ein einfacher Steuervorgang erzielt.
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Alternativ
kann der Kompensationswert E1 so bestimmt werden, dass in Abhängigkeit
von diesem die tatsächliche
Temperaturanstiegskurve Ta' (in 8A mit
einer doppelt gestrichelten Kurve dargestellt) die Solltemperaturanstiegskurve
M kreuzt. In diesem Fall muss der Kompensationswert E1 danach zumindest
einmal geändert
werden. Allerdings ermöglicht
es dieses Verfahren, dass das Zeitintegral der tatsächlichen
Temperatur im wesentlichen gleich dem Zeitintegral der Temperatur
ist, die entsprechend der Solltemperaturkurve M ansteigt.
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Alternativ
kann der Kompensationswert E1 so bestimmt werden, dass die tatsächliche
Temperaturanstiegskurve Ta''' (dargestellt durch einfach gestrichelte
Kurven) sich schnell an die Solltemperaturanstiegskurve M annähert, wie
in 8B gezeigt ist. In diesem Fall ist der Kompensationswertgenerator 62 so
ausgebildet, dass er einen ersten Kompensationswert E1' während eines
Zeitraums von dem Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t2 erzeugt, und
nach dem Zeitpunkt t2 einen zweiten Kompensationswert E1'' erzeugt. Zwei unterschiedliche Kompensationswerte
E1' und E1'' sind jeder Zelle der Tabelle des CV-Generators 62 zugeordnet.
Der Absolutwert des ersten Kompensationswertes E1' ist größer als
jener des zweiten Kompensationswertes E1''.
Ist die Abweichung ΔT(t1)
negativ, betragen beispielsweise E1' und E1'' 1,2
bzw. 1,05. Dieses Verfahren verringert die Abweichung des Zeitintegrals
der tatsächlichen
Temperatur von dem Zeitintegral der Temperatur, die entsprechend
der Solltemperaturkurve M ansteigt.
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Alternativ
können
die Kompensationswerte E1' und
E1'' so festgelegt werden,
dass die tatsächliche
Temperaturanstiegskurve Ta'''' (in 8B mit doppelt
gestrichelten Kurven dargestellt) schnell die Solltemperaturanstiegskurve
M kreuzt, und sich danach an die Solltemperaturanstiegskurve M annähert. Ist
die Abweichung ΔT(t1)
negativ, weisen E1' und
E1'' beispielsweise den
Wert 1,3 bzw. 0,8 auf.
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Wenn
die Temperatur der Substratoberfläche die endgültige Solltemperatur
Tf erreicht, wird der Schalter 67 auf die Seite der zweiten
Steuereinheit 66 umgeschaltet, so dass die elektrische
Leistung, die dem Heizelement 32 zugeführt wird, in der PID-Regelbetriebsart
gesteuert wird. Es ist nicht unbedingt erforderlich, eine Umschaltung
von der Seite der ersten Steuereinheit zur Seite der zweiten Steuereinheit
zu einem bestimmten Zeitpunkt durchzuführen, nämlich an welchem die Temperatur
der Substratoberfläche
eine Temperatur erreicht, die exakt gleich der endgültigen Solltemperatur
Tf ist. Die Umschaltung kann geringfügig vor dem Zeitpunkt durchgeführt werden,
bevor die Temperatur der Substratoberfläche die endgültige Solltemperatur
Tf erreicht, oder etwas nach dem Zeitpunkt, nachdem die Temperatur
der Substratoberfläche
die endgültige
Solltemperatur Tf erreicht hat. Die Umschaltung kann durchgeführt werden,
wenn die von dem Strahlungsthermometer gemessene Temperatur T1 die
endgültige
Solltemperatur Tf erreicht. Alternativ kann die Umschaltung durchgeführt werden,
wenn ein vorbestimmter Zeitraum seit dem Zeitpunkt ts vergangen ist,
also anders ausgedrückt
dann, wenn erwartet wird, dass die Substrattemperatur die endgültige Solltemperatur
Tf erreicht. Wenn die Heizplatte 3 mehrere Heizelemente 32 aufweist,
wird die Umschaltung vorzugsweise auf Grundlage des verstrichenen
Zeitraums durchgeführt,
zur Vereinfachung der Steuerung. In diesem Fall ist die Steuerung 60 mit
einem nicht dargestellten Zeitgeber versehen.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform stimmt der Zeitpunkt
ts, wenn die Temperaturanstiegsstufe beginnt, oder die erste Steuereinheit
mit dem Steuervorgang beginnt, mit dem Zeitpunkt überein,
an welchem das Substrat G auf die Heizplatte 3 aufgesetzt
wird. Anders ausgedrückt, nimmt
die Steuerung 60 den Zeitpunkt, an welchem das Substrat
G auf die Heizplatte 3 aufgesetzt wird, als den Zeitpunkt
ts an, an welchem die Temperaturanstiegsstufe beginnt. Allerdings
kann der Zeitpunkt ts ein anderer Zeitpunkt sein, nämlich ein
Zeitpunkt, an welchem oder nach welchem die Temperatur des Substrats
G anzusteigen beginnt, infolge der von der Heizplatte 3 abgegebenen
Wärme,
also beispielsweise ein Zeitpunkt, an welchem das Substrat G ins
Innere des Bearbeitungsbehälters 21 hineingelangt, oder
ein Zeitpunkt, an welchem die Entfernung zwischen der Heizplatte 3 und
dem Substrat G kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Die gestrichelten
Linien in 7 zeigen die Änderung
des Bezugswertes E1 für
die elektrische Leistung in einem Fall, an welchem der Zeitpunkt
ts', an welchem
die Temperaturanstiegsstufe beginnt, jener Zeitpunkt ist, an welchem
das Substrat ins Innere des Bearbeitungsbehälters 21 hineinzugelangen
beginnt. Während
des Zeitraums entsprechend den gestrichelten Kurven wird elektrische
Leistung den Heizelementen 32 zugeführt, um eine Absenkung der
Temperatur der Heizplatte 3 zu vermeiden, bevor das Substrat
G auf die Heizplatte aufgesetzt wird, infolge des Öffnens des
Verschlusses 23. In diesem Fall wird elektrische Leistung
dem Heizelement 32 in Abhängigkeit von dem Bezugswert
zugeführt,
der von dem Bezugsleistungsgenerator 64 erzeugt wird, und
wird keine Einstellung der elektrischen Leistung auf Grundlage der Temperaturmessung
durchgeführt.
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9 zeigt
die Änderung
der tatsächlichen Temperatur
der Heizplatte 3 und die Änderung der tatsächlichen
Temperatur des Substrats G vor und nach dem Zeitpunkt, an welchem
das Substrat G auf die Heizplatte 3 aufgesetzt wird.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform wird in der Temperaturanstiegsstufe
die Substrattemperatur nicht durch eine PID-Regelbetriebsart gesteuert,
sondern wird auf Grundlage des Bezugswertes E0 für die elektrische Leistung
gesteuert, der vorher festgelegt wird, so dass die Substrattemperatur
so ansteigt, dass sie der Solltemperaturkurve M folgt. Die Substrattemperatur
steigt daher bis zur endgültigen
Solltemperatur Tf glatt und schnell an, was zu einer Verbesserung
der Durchsatzrate der Wärmebehandlungseinrichtung
führt.
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Zusätzlich wird,
wenn die tatsächliche
Substrattemperatur von der Solltemperatur T0 abweicht, infolge einer
Variation bei den Substratabmessungen (beispielsweise der Dicke)
oder einer Änderung
des Luftflusses in dem Bearbeitungsbehälter, die jedem Heizelement 32 zuzuführende elektrische
Leistung unter Verwendung des Kompensationswertes E1 korrigiert,
der auf Grundlage der gemessenen Substrattemperatur T1 und der Abweichung ΔT festgelegt wird.
Daher kann eine hohe Temperaturgleichförmigkeit in der Ebene über die
Substratoberfläche
erzielt werden, während
der Temperaturanstiegsstufe. Weiterhin kann deswegen, da die Substrattemperatur schnell
ansteigt, die Verteilung des Zeitintegrals der Temperatur über der
Substratoberfläche
verschmälert
werden.
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Der
voranstehend geschilderte Steuervorgang kann bei einem Wärmebehandlungssystem eingesetzt
werden, das eine Heizplatte aufweist, die mit einem einzigen Heizelement
versehen ist. Auch in einem derartigen Fall werden gleiche Vorteile
erzielt.
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Die
Temperatursteuerung 60 kann weiterhin eine Alarmvorrichtung
aufweisen, die einen Alarm erzeugt, wenn die Abweichung ΔT unterhalb
eines vorbestimmten Bereiches liegt. In einem derartigen Fall kann
das System (beispielsweise ein Beschichtungs- und Entwicklungssystem),
welches die Wärmebehandlungseinrichtung
aufweist, die Übertragung
des nachfolgenden Substrats G unterbrechen, und/oder den Betrieb
der Wärmebehandlungseinrichtung 2 unterbrechen.
Demzufolge kann, wenn das Substrat G auf die Heizplatte 3 aufgesetzt
wird, wobei es gegenüber
der vorbestimmten Position beträchtlich
verschoben ist, oder wenn der Luftfluss in dem Bearbeitungsbehälter 3 anomal
ist, eine derartige Anomalität dadurch
festgestellt werden, dass die Abweichung ΔT überwacht wird, und kann eine
Bedienungsperson geeignete Gegenmaßnahmen einleiten, um eine derartige
Anomalität
zu korrigieren.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform ist die Leistungwertkorrekturvorrichtung 65 ein
Multiplizierer, der den Bezugswert E0 für die elektrische Leistung
mit dem Kompensationswert E1 multipliziert. In diesem Fall stellt
der Kompensationswert E1 einen Vergrößerungsfaktor dar. Allerdings kann
die Leistungswertkorrektuvorrichtdung 65 auch ein Addierer
sein, der einen Kompensationswert E1 addiert (falls ΔT negativ
ist), oder subtrahiert (wenn ΔT
positiv ist), zum bzw. vom Bezugswert E0. In diesem Fall wird der
Kompensationswert E1 mit der gleichen Dimension wie jener des Bezugswertes
E0 in die Tabelle des Kompensationswertgenerators 62 eingeschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht nur bei der Erwärmung eines Substrats einsetzbar,
das mit einer Resistlösung
beschichtet ist, sondern auch beim Trocknen des Substrats nach dem
Waschen, bei dem Ausheizen des Substrats nach der Belichtung, oder
bei dem Ausheizen des Substrats nach der Entwicklung.
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Ein
Beschichtungsfilmherstellungssystem, bei welchem die Wärmebehandlungseinrichtung
vorgesehen ist, wird kurz unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben.
Das System weist einen Trägerblock
B1 auf. Der Trägerblock
B1 weist eine Trägerstufe 81 und
ein Substratübertragungsteil 82 auf.
Das System liefert und empfängt
einen Träger C,
der mehrere (beispielsweise fünf)
Substrate G enthält
(beispielsweise Maskensubstrate), zu bzw. von einem externen Trägerförderer über die
Trägerstufe 81.
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Das
Substratübertragungsteil 82 kann
in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
und nach rechts und links bewegt werden, in Vertikalrichtung, und
kann um eine vertikale Achse gedreht werden. Das Substratübertragungsteil 82 entnimmt
ein Substrat G einem Träger
C und liefert das Substrat G zum Bearbeitungsabschnitt B2.
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Ein Übertragungsarm 83 ist
im zentralen Abschnitt des Bearbeitungsabschnitts B2 vorgesehen. Um
den Übertragungsarm 83 herum
sind eine Beschichtungseinheit 84, eine Entwicklungseinheit 85, eine
Reinigungseinheit 86, und Turmeinheiten U1 und U2 herum
angeordnet, die jeweils aus Heizeinheiten und/oder Kühleinheiten
bestehen, die übereinander
gestapelt sind. Bei Betrachtung von dem Trägerblock B1 aus sind die Beschichtungseinheit 84 und
die Entwicklungseinheit 85 an der linken Seite angeordnet,
ist die Reinigungseinheit 86 an der rechten Seite angeordnet,
ist die Turmeinheit U1 in der Nähe
angeordnet, und ist die Turmeinheit U2 entfernt angeordnet. Die
Beschichtungseinheit 84 beschichtet das Substrat G mit
einer Resistlösung.
Die Entwicklungseinheit 85 liefert eine Entwicklungslösung auf
das Substrat G, das belichtet wurde, um die Substratoberfläche mit
der Lösung
zu bedecken, und hält die
Lösung
unverändert
fest, über
einen vorbestimmten Zeitraum, wodurch ein Entwicklungsvorgang durchgeführt wird.
Die Reinigungseinheit 86 reinigt das Substrat G, bevor
es mit der Resistlösung
beschichtet wird.
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Jede
der Turmeinheiten U1 und U2 besteht aus mehreren Einheiten, die
vertikal übereinander gestapelt
sind. Wie in 11 gezeigt, weist die Turmeinheit
U1 Wärmebehandlungseinheiten 2 auf, Kühleinheiten 87,
und eine Substratübertragungseinheit 88,
die jeweils an einer bestimmten Position in Vertikalrichtung angeordnet
sind. Der Übertragungsarm 63 kann
horizontal und vertikal bewegt werden, und um eine vertikale Achse
gedreht werden, um das Substrat G zwischen den Turmeinheiten U1
und U2, der Beschichtungseinheit 84, der Entwicklungseinheit 85,
und der Reinigungseinheit 86 zu transportieren. In 11 sind
zur Vereinfachung der Zeichnung das Übertragungsteil 82 und
der Übertragungsarm 83 weggelassen.
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Der
Bearbeitungsabschnitt B2 ist mit der Belichtungseinrichtung B4 über einen Übergangsabschnitt
B3 verbunden. Der Übergangsabschnitt
B3 ist mit einem Substratübertragungsteil 89 versehen,
das sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung
und nach rechts und links bewegen kann, in Vertikalrichtung, und
um eine vertikale Achse gedreht werden kann, und das Substrat G
zwischen dem Bearbeitungsabschnitt B2 und der Belichtungseinrichtung
B4 transportiert.
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Bei
dem Beschichtungsfilmherstellungssystem wird ein Träger C der
Trägerstufe 81 durch
einen externen Trägerförderer zugeführt. Ein
Substrat G wird von dem Träger
C durch das Substratübertragungsteil 82 abgenommen.
Das Substrat G wird von dem Übertragungsteil 82 an
den Übertragungsarm 83 über die Übertragungseinheit 88 der
Turmeinheit U1 übertragen,
und wird dann zu den Bearbeitungseinheiten entsprechend einer vorbestimmten
Abfolge transportiert. Im Einzelnen wird das Substrat G zur Reinigungseinheit 86 transportiert,
und wird mit ihm ein Reinigungsvorgang durchgeführt, worauf dann mit ihm ein
Wärmetrocknungsvorgang
durch eine der Wärmebehandlungseinheiten 2 durchgeführt wird,
es dann auf eine vorbestimmte Temperatur durch die Kühleinheit
abgekühlt
wird, und es dann mit einer Resistlösung beschichtet wird, die
einen Bestandteil eines Beschichtungsfilms, gelöst in einem Lösungsmittel
aufweist, durch die Beschichtungseinheit 84.
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Dann
wird mit dem Substrat G eine Vorausheizbehandlung durchgeführt, durch
welche das Substrat G so erwärmt
wird, dass das Lösungsmittel in
der Resistlösung
verdampft und so entfernt wird. Dann wird das Substrat G auf eine
vorbestimmte Temperatur durch eine der Kühleinheiten 87 abgekühlt. Das
Substrat G wird zur Übertragungseinheit 88 der
Turmeinheit U2 durch den Übertragungsarm 83 transportiert,
wird an das Übertragungsteil 89 des Übergangsabschnitts
B3 übertragen,
und wird zur Belichtungseinheit B4 transportiert, um belichtet zu werden.
Danach wird das Substrat G zurück
zum Bearbeitungsabschnitt B2 über
den Übergangsabschnitt
B3 transportiert, und dann wird mit ihm eine Ausheizbehandlung nach
der Belichtung durchgeführt,
durch welche das Substrat G von einer der Wärmebehandlungseinheiten 2 erwärmt wird.
Dann wird mit dem Substrat G ein Entwicklungsvorgang durchgeführt, durch
welchen eine Entwicklungslösung
auf das Substrat G durch eine der Entwicklungseinheiten 85 aufgebracht
wird. Entsprechend den voranstehend geschilderten Verfahrensschritten wird
ein Schaltungsmuster auf dem Substrat G hergestellt. Das Substrat
G wird zurück
zum ursprünglichen
Träger
C durch den Übertragungsarm 83 und das Übertragungsteil 82 des
Trägerblocks
B1 transportiert.