CN103270579B - 基板热处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了如下基板热处理设备：该基板热处理设备能够在减少由于高温时的热膨胀引起的组成构件的破损的情况下高速、均匀地加热基板。本发明的一个实施方式为对基板进行热处理的基板热处理设备，并且包括：能够支撑基板的外周环（4）；连接环（6）；升降外周环（4）的升降装置（20）；导热率小于外周环（4）的导热率的球（12）；以及加热由外周环（4）支撑的基板的灯（11）。球（12）是不同于外周环（4）和连接环（6）两者的构件。升降装置（20）使外周环（4）在靠近灯（11）的第一位置和远离灯（11）的第二位置之间升降。

Description

基板热处理设备
技术领域
本发明涉及在电子装置制造过程等中使用的基板热处理设备。
背景技术
作为传统的加热基板的机构，专利文献1提出了如下机构：在基板由与升降装置一体的支撑销支撑并且定位成靠近加热板的情况下，对基板加热。在专利文献1公开的技术中，加热板放置在真空单元的上部，包括支撑销的升降装置设置在加热板下方。在加热基板的过程中，将基板载置在支撑销上，然后驱动升降装置以升高支撑销，使得基板被定位成靠近加热板并且被加热。
另一方面，对于快速加热存在另一种方案：为了利用灯加热器获得均匀的晶片温度，直径比晶片的直径稍大的环状部件（在下文中，被称作护环）被设置到晶片的外周（专利文献2）。当晶片由定位成与晶片相对的灯加热时，晶片的表面温度通常在晶片中心处最高，放射热导致晶片的热释放至周围环境，使得温度在外边缘处低。如果设置外周环，则晶片外边缘一体地接合到外周环，从而能够降低热放射量。这能够改善晶片温度的均匀性。
在传统的技术中，护环被放置在设备中的预定位置，待处理的各晶片通过搬运机构搬运。晶片和护环以预定的位置关系定位，然后投射灯光以加热晶片。处理后的晶片以类似的方式搬出。在上述结构中，例如在取决于各种目的在多个位置加热晶片的加热处理的情况中，外周环和晶片之间的位置关系在多个位置中变化（在照射时灯和晶片之间的距离变化）。如果改变外周环的位置以避免上述情况，机构必须复杂化，此外，导致可靠性的问题。
为了获得被加热的晶片的温度的均匀性而使用的护环因此期望由与晶片相同的材料制成。然而，护环不像晶片，护环被反复地使用（加热）。因此，经常选择热特征（比热和导热率）接近晶片的其他耐久性材料用于护环。
这样做的一个原因在于，因为机械限制难以设置用于护环的强制冷却装置。尤其是在用于在真空中处理的设备中，缺少冷却装置导致护环的不期望的温度增加，还导致处理之前护环与晶片之间的温度差并且导致该温度差随时间而变化，这也会影响处理。期望护环通过不仅提供晶片温度的均匀性还阻挡灯光朝向腔室的下部行进来防止或减少部件的温度增加和损伤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-254545号公报
专利文献2：日本特开2000-58471号公报
发明内容
为了在专利文献1公开的包括升降装置的加热设备中进行快速加热，必需减少热从晶片的边缘逃逸。然而，将专利文献2公开的护环设置在根据专利文献1的加热设备中的晶片周围需要上下移动护环的另一机构（升降装置）。换言之，必须将护环连接到升降装置的轴。
护环支撑晶片并且通过致动器等上下移动的上述机构（升降装置）的实现涉及下述问题。
第一个问题是热膨胀的问题。护环直接受到热的照射从而同晶片的情况一样在处理时被加热至超过例如500°的高温。护环通常由诸如陶瓷等易碎性材料制成，上下移动护环的升降装置由诸如不锈钢等金属材料制成。用于护环的陶瓷和用于升降装置的金属材料取决于它们的组合具有大约2～4倍的热膨胀系数差异。因此，被加热至高温的护环和升降装置具有由于热引起的膨胀量差异。当护环被刚性地连接到升降装置的轴时，由于膨胀量的差异引起的部件之间的过度的热应力或干涉会导致包括护环和紧固部件（螺钉）的破损以及紧固部件（金属）的变形的缺陷。即使部件不破损，变形的部件也会彼此磨擦而产生颗粒。
第二个问题是热通过护环和升降装置的轴的接合部逃逸的问题。晶片在处理时被加热至高温。如上所述，护环阻挡灯光朝向腔室的下部行进并且防止或减小部件的温度增加。这导致护环的上部和下部之间的温度差大。该温度差促进了护环和轴之间的热传递。这意味着热通过轴从护环逃逸。热的逃逸是晶片加热处理时的损失。此外，护环起到使晶片中的温度均匀的作用。如果热从护环和轴的接合部逃逸，则护环的面内温度变得不均匀，晶片因此具有不均匀的温度分布。
考虑到前述传统的问题做出本发明，本发明的目的是提供如下基板热处理设备：该基板热处理设备能够在减少由于高温时的热膨胀引起的组成构件的破损的情况下高速、均匀地加热基板。
为了实现上述目的，本发明的一个方面是：一种基板热处理设备，其用于对基板进行热处理，所述基板热处理设备包括：基板支撑板，所述基板支撑板能够支撑所述基板；升降机构，所述升降机构被构造成保持所述基板支撑板并且使所述基板支撑板升降；联接构件，所述联热构件联接所述基板支撑板和所述升降机构，所述联接构件具有比所述基板支撑板的导热率低的导热率；以及加热部件，所述加热部件用于从所述基板支撑板的重力方向的上方加热由所述基板支撑板支撑的所述基板，其中，所述联接构件是不同于所述基板支撑板和所述升降机构二者的构件，并且所述升降机构包括用于使所述基板支撑板在靠近所述加热部件的第一位置和远离所述加热部件的第二位置之间升降的升降部件。
根据本发明，即使基板支撑板和升降机构具有不同的热膨胀系数，也能够缓和上述不同的热膨胀系数的影响并且减少组成构件的破损。此外，减少了基板支撑板和升降机构之间的热逃逸，使得能够高速、均匀地加热基板。
附图说明
[图1]是根据本发明的一个实施方式的基板热处理设备的示意图。
[图2]是根据本发明的一个实施方式的外周环的结构图（分解图）。
[图3]是根据本发明的一个实施方式的外周环的结构图。
[图4]是由图3的箭头A指示的平面图，其示出根据本发明的一个实施方式的外周环。
[图5]是由图4的箭头B指示的图，其用于说明在根据本发明的一个实施方式的定位机构中使用的球、外周环的V形槽和连接环的槽。
[图6]是根据本发明的一个实施方式的基板热处理设备的冷却台周边的结构图。
[图7]是根据本发明的一个实施方式的基板热处理设备的示意图。
[图8]是根据本发明的一个实施方式的基板热处理设备的示意图。
[图9]是示出根据本发明的一个实施方式的晶片脱离机构的图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细说明本发明的实施方式。在以下说明的图中，对功能相同的部分给出相同的附图标记，省略重复的说明。
（第一实施方式）
图1是根据实施方式的对基板进行热处理的基板热处理设备的示意图。在图1中，附图标记1表示腔室；附图标记2表示排气口；附图标记3表示用于晶片W的晶片入口。腔室1通过排气口2连接到排气***。排气***由适当选择的真空泵、阀和计量器等形成并且能够将腔室1的内部抽真空至期望的压力。处理之前的晶片W通过晶片入口3从晶片搬运***搬入，处理之后的晶片W被搬出。在腔室1的顶壁设置有由透光材料制成的光入射窗10。在光入射窗10的上方（也就是，载置于后述外周环4上的晶片W的重力方向的上方），设置有作为加热单元的灯11。灯11的光透过光入射窗入射以加热晶片W。加热单元不限于灯，可以是例如加热板等能够发热并且利用发出的热对远离该加热单元设置的基板进行加热的任意结构。
作为环状构件的外周环4是用于支撑晶片W的基板支撑板，并且该外周环4被配置成使得来自灯11的灯光入射至外周环4，也就是使得基板支撑板面对灯11。外周环4设置有晶片支撑销5。在本实施方式中，晶片支撑销5的数量为三个。利用介于外周环4和升降机构20之间的作为联接构件的球12将外周环4载置在升降机构20上。作为联接构件的球12构造成至少在外周环4上滑动，使得外周环4不是刚性地连接到升降机构20。
升降机构20包括连接环6、轴7和致动器15。连接环6是用于保持外周环4的构件（基板支撑板保持部）。连接环6被紧固到轴7并且通过致动器15的驱动而上下移动。具体地，升降机构20由致动器15驱动以使通过球12由连接环6保持的外周环（也就是，载置在外周环上的晶片W）升降（上下移动）。前述晶片W能够停止在包括靠近灯11的第一位置（例如，加热位置）和比第一位置远离灯11的第二位置（例如，搬运位置）的预定位置。
致动器15是伺服马达，但是也可以是诸如气缸等其它部件。此外，为了精确地移动轴7，需要直线运动引导件。本实施方式是在真空中进行灯加热处理的设备，直线运动引导件和致动器15安装在腔室外侧的大气中。因此使用波纹管（未示出）真空密封轴7。在本实施方式中，连接环6由两个轴7支撑，但是轴7的数量不限于两个，可以是一个或三个以上。不需要所有的轴都接合至致动器且由致动器驱动，一些轴可以仅用作直线运动引导件。
如上所述，根据本实施方式的灯加热设备包括外周环4。外周环4提高晶片温度的均匀性并且在支撑晶片W的状态下阻挡到腔室的下部的灯光。晶片W由立设在外周环4上的支撑销5支撑。通过致动器15使外周环4上下移动以改变用于加热和搬运的晶片W的位置。
换言之，本实施方式提出了将外周环4从升降机构20分离以及将外周环4联接到升降机构20的机构，其中升降机构20是设置在外周环4下方并且构造成使外周环4升降的结构部。图2是根据本实施方式的外周环4及其下方的部件的结构图（分解图）。图3是作为分解图的图2的组装图。
在图2和图3中，外周环4是SiC（导热率：270W/m·K）环并且包括三个***孔5a。在***孔5a中，***由SiC（导热率：270W/m·K）制成的各晶片支撑销5。晶片W能够由三个晶片支撑销5来支撑。当载置在晶片支撑销5上的晶片W由来自灯11的灯光（加热光）照射时，外周环4也被灯光加热。由于外周环4具有高导热率，所以在该过程中，外周环4由于灯光的照射而变热并且放热。由于晶片W的外边缘定位成与至少外周环4相对，所以从外周环4放出的热能够作用于晶片W的外边缘。换言之，由灯光加热的外周环4放热以加热晶片W的外边缘。这能够减小晶片W的中央部和边缘部的温度差。
在本实施方式中，外周环4的形状为环（圆环）状，但是不限于该形状。只要外周环4的形状定位成与至少晶片的边缘相对，外周环4的形状可以是盘状或诸如矩形等多边形。
此外，在本实施方式中，晶片支撑销5设置于外周环4以支撑晶片W。因此，当晶片W由基板支撑板支撑时，晶片W和基板支撑板能够彼此点接触。在传统的设备中，护环的内周缘为沿着周向的锥形。晶片以沿周向形成的锥形部与晶片的边缘线接触的方式载置在护环上。因为在本实施方式中晶片W通过点接触载置在基板支撑板上，所以可以进一步减少由于晶片W和基板支撑板之间的热传导导致的热传递。
此外，在本实施方式中，如上所述，作为基板支撑板的外周环4具有传统护环的功能并且具有支撑基板的功能。因此，在使基板和护环升降的构造中，基板和护环之间的相对位置关系不会改变。
在本实施方式中，晶片支撑销5设置在三个位置。然而，只要能够稳定地支撑晶片W，晶片支撑销5可以设置在诸如四个或五个等任意数量的位置处。具体地，通过晶片支撑销的三点支撑能够稳定地支撑晶片W。因此，晶片支撑销5应当设置在至少三个位置。
位于外周环4下方的连接环6的外径稍微小于外周环4的外径。通过将连接环6的直径设定为小于外周环4的直径，灯光被外周环4阻挡，使得防止了连接环6变热或者使得连接环6几乎不可能变热。连接环6被紧固到轴7并且由诸如伺服马达等致动器上下驱动。然而，连接环6与外周环4不直接接触。在本实施方式中，外周环4不是被连接环6平面支撑，而是由夹在外周环4和连接环6这两个部件之间的三个球12（联接构件）支撑。在第一实施方式中，连接环6由SUS（导热率：16.7W/m·K）制成。在本实施方式中，设置作为接合构件的球12是为了支撑外周环4和将外周环4与作为升降装置20的一部分的连接环6热隔离的目的。因此，作为联接构件的球12具有比作为基板支撑板的外周环4的导热率小的导热率。
球12由传热系数小于由石英或陶瓷制成的连接环6的传热系数的材料制成，并且球12装配在设置于连接环6的槽13中。在本实施方式中，球12由石英（导热率：1.38W/m·K）制成。如图4所示，槽13以三个相等的间隔设置在连接环6的圆周上，球12一对一地装配在各槽13中。各槽13的深度小于各球12的直径。当球12装配在槽13中时，各球12的大致上半部露出槽13。各槽13的形状为长圆形，长轴方向（长度方向，也就是槽13延伸的方向）与连接环6的径向（从环的外边缘朝向中心的方向）相同。
另一方面，在外周环4的下表面（与灯11所在侧相反的一侧的面，也就是位于升降机构20侧的面），形成槽14（见图5）。各槽14的截面为字母表中的倒V字形状（V形截面）（在下文中称为V形槽14）。V形槽14的数量、位置和长度方向设定成使得V形槽14定位成与连接环6的各槽13相对。因此，各V形槽14延伸的方向（长度方向）与外周环4的径向相同。如果适当地设定了V形槽14的深度，则装配于连接环6的球12与V形槽14的斜面的接触稳定。此外，球12的直径大于凹部的高度（槽深度）。利用该机构，能够通过外周环4和升降机构20的接合部（作为联接构件的球12）使外周环4和升降机构20彼此隔离。
本实施方式能够解决上述第一个问题。
在本实施方式中，外周环4和使外周环4上下移动的升降机构20不是刚性地连接，因此即使热膨胀也不会在结构上受限制。具体地，外周环4和包括在升降机构20中的连接环6通过球12彼此联接，该球12是与外周环4和连接环6两者不同的构件。如上所述，外周环4和连接环6各自包括沿径向延伸的槽，夹在槽之间的球12能够沿径向自由移动。环状部件在被加热至高温时扩径。即使外周环4和连接环6被加热至高温并且沿径向热膨胀，此外，即使外周环4和连接环6的热膨胀速度不同，球12也能够一定程度地跟随该膨胀运动，不会在结构上受限制。换言之，如上所述，槽13和V形槽14的长度方向被设定为外周环4和连接环6膨胀的径向。因此，即使外周环4和连接环6以不同的热膨胀系数膨胀，球12也能够在槽13和V形槽14两者中移动。这能够缓和由于沿径向的热膨胀引起的应力（作用于各球12和外周环4之间的联接部的应力和作用于各球12和连接环6之间的联接部的应力）。以此方式，在第一实施方式中，长度方向被设定为连接环6的径向的槽13和长度方向被设定为外周环4的径向的V形槽14用作缓和应力的引导件。
即使球12不能完全跟随外周环4和连接环6的运动而是在接触点处在槽13和/或V形槽14上滑动，也能够防止过度的磨擦。因为上述原因，在外周环4和作为升降机构20的一部分的连接环6中不产生过度的热应力，使得能够降低破损的风险。
在第一实施方式中，球12被用作将外周环4与包括在升降装置20中的连接环6联接的联接构件，但是球12的形状不限于球形。在本实施方式中，联接外周环4和升降装置20的联接构件设置成与外周环4和升降装置20两者不同的构件，使得外周环4和升降装置20能够通过除了刚性连接之外的连接而被联接。换言之，即使外周环4和连接环6具有不同的热膨胀系数，设置为与外周环4和升降装置20两者不同的构件的联接构件能够缓和该差异。
考虑到热膨胀系数差异的缓和，优选的是联接构件具有如下形状：联接构件在至少形成在作为联接构件的联接对象的基板支撑板（例如，外周环4）上的各槽（例如，V形槽14）的壁面和形成在升降装置所具有的基板支撑板保持部（例如，连接环6）中的各槽（例如，槽13）的壁面两者上可滑动。只要联接构件能够在由联接构件联接的基板支撑板和升降装置上滑动，联接构件可以具用诸如星状球形、橄榄球形、圆柱形、方柱形或长方体形等任何形状。由于联接构件被构造成在至少由联接构件联接的基板支撑板和升降装置两者上可滑动，所以即使基板支撑板和用于使基板支撑板升降的升降装置以不同的热膨胀系数膨胀，也能够在将基板支撑板支撑在升降装置上的状态下缓和热膨胀的差异。
通过减小外周环4和连接环6之间的接触面积能够解决作为第二个问题的热逃逸的问题。如上所述，利用夹在外周环4和连接环6之间的三个球12代替平面支撑将外周环4支撑于连接环6。换言之，各球12均在两点处与外周环4和连接环6接触，总共在六点处接触。接触面积越小，传递的热越少。此外，在第一实施方式中，作为外周环4和连接环6的联接构件的球12的导热率被设定为小于外周环4的导热率，使得球12用作抵挡热从外周环4向连接环6流动的屏障。因此，能够减少从外周环4向连接环6的热逃逸。
在本实施方式中，灯11、外周环4、连接环6和轴7沿重力方向从上向下依次配置。因此，外周环4能够防止来自灯11的灯光入射到轴7上。此外，如上所述，能够减少从被加热的外周环4向连接环6的热传递。因此，由加热处理引起的热几乎不可能传递至升降装置20的轴7。因此，能够减少升降装置20周围的空间的温度增加。
第一实施方式提出了分离和连接彼此没有刚性地连接的外周环4和作为外周环4下方的结构部的连接环6（即，升降装置20）的机构。通过使用作为联接构件的球12、形成于连接环6的槽13和形成于外周环4的V形槽14，能够减小外周环4和连接环6之间的位置关系的偏离。
在加热处理中，外周环4和作为使晶片W和外周环4上下移动的驱动部的升降装置随同晶片W一起增加温度。部件通常由不同材料制成并且由灯光以不同方式照射。因此，由于部件反复地经受由于加热引起的膨胀和由于温度降低引起的收缩，所以外周环4和作为外周环4下方的结构部的升降装置20（在本实施方式中为连接环6）之间的位置关系更加可能在外周环4和升降装置20之间的连接部发生变化。应当使位置关系的变化最小化。第一个原因在于，根据本发明的外周环4担当支撑晶片W的角色。外周环4的位置的变化导致晶片W的偏离或者导致晶片W从晶片支撑销5掉落，因此影响搬送。第二个原因在于，晶片W和外周环4之间的位置关系的变化改变了晶片W中的温度的分布。
然而，在本实施方式中，采用球12、形成于连接环6的槽13和形成于外周环4的V形槽14作为连接外周环4和升降装置20的机构。具体地，在采用的机构中，V形槽14形成于外周环4的下表面（重力方向的下表面），而长圆形槽13形成于连接环6的上表面（重力方向的上表面），并且球12夹在V形槽14和槽13之间。通过当球12与V形槽14的斜面接触时施加的楔效应（楔作用）与配置在三个位置的球12和槽13的组合以及球12和V形槽14的组合的相互作用，能够再现地定位外周环4。
在如上所述地通过当球与V形槽的斜面接触时施加的楔作用而获得定位效果方面，优选的是，形成于外周环4和连接环6中的至少一方的槽（***联接构件的槽）是V形槽。
根据本实施方式，外周环4和连接环6（也就是，升降装置20）被构造成分离的并且在结构上不是刚性地连接。因此，即使外周环4在加热处理中与晶片W一起被加热，也能够减小由于热膨胀引起的过度的热应力和部件之间的干涉所导致的破损的风险。此外，由于外周环和连接环不是刚性地连接，所以即使外周环4在冷却时收缩，也能够减小破损的风险。
此外，在外周环4和连接环6的连接部，联接构件和外周环4之间的接触面积极小（在球12和V形槽14之间仅为点接触）。这能够减少从外周环4的热逃逸。此外，外周环4和连接环6之间的连接部包括用于定位外周环4的机构。这也能够在连续处理时减小晶片W和外周环4的偏离。定位机构不需要包括传感器或致动器，因而具有低成本的简单结构。
（第二实施方式）
在同一腔室（尤其是真空腔室）中加热和冷却晶片W的情况下，加热后的晶片W和外周环4如何快速冷却是重要的。特别是在用于在真空中处理晶片W的设备的情况中，这是非常困难的问题。对于制造电子装置的设备，单位时间内处理的晶片的数量（吞吐量）是重要的。在用于在真空中加热晶片W的设备的情况下，如第一实施方式中所述，当安装在真空腔室1外侧的灯11的光透过设置在真空腔室1的一侧的光入射窗10入射时，通过辐射能够有效地加热面对灯11载置的晶片W。
另一方面，用于冷却的有效手段非常匮乏。这是因为在真空中难以发生热传递。用于冷却的主要机构可以仅包括通过辐射的热传递。因此，在某些情况下，在冷却处理中向腔室导入适当类型的气体，增大腔室中的压力，因而使用气体作为介质促进热传递。然而，气体不具有足够的传热系数，难以进行有效的冷却。此外，在某些种类的处理中，优选的是在冷却处理期间将晶片保持在真空中。
本实施方式包括用于冷却基板的基板冷却机构和用于冷却基板支撑板的基板支撑板冷却机构。具体地，支撑晶片W的外周环4在作为处理室的真空腔室1的上方位置（重力方向上侧）被来自灯11的灯光照射并被加热。另一方面，在真空腔室1的下部（重力方向下侧），设置能够载置晶片W的作为基板冷却机构的冷却台，该冷却台能够强制冷却加热后的晶片W。此外，在冷却台下方，设置作为基板支撑板冷却机构的冷却板。在冷却板上，能够至少载置外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a。冷却板能够至少冷却外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a。在冷却台和冷却板中，在内部设置有诸如流动的冷却水等除热手段。
在第二实施方式中，如图7所示，在图1中示出的基板热处理设备中，能够载置晶片W的冷却台8设置在外周环4的重力方向的下方。冷却台8被构造成冷却载置于其上的晶片W。此外，在冷却台8的重力方向的下方，设置冷却板9。在冷却板9上，至少载置外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a。冷却板9被构造成冷却载置于其上的区域4a。冷却台8和冷却板9均形成有通道，冷却水能够流经该通道。
这里，说明将由外周环4支撑的晶片W载置在冷却台上的操作。图6示出了晶片W、外周环4和冷却台8的形状和配置。如图所示，外周环4的内径d2稍微小于晶片W的外径d1。晶片支撑销5等间隔地配置在外周环4的内边缘的圆周上，并且将晶片W水平地支撑在所配置的多个晶片支撑销5的顶端。晶片W和外周环4同心地定位。冷却台8与晶片W和外周环4同心地定位在真空腔室1的下部（例如，在底部）。此外，冷却台8的直径d3小于外周环4的内径（d1>d2>d3）。冷却台9的直径大于冷却台8的直径d3。冷却板9被配置成使得冷却台8的下表面与冷却板9的上表面接触，并且露出冷却板9的上表面的外边缘。在第二实施方式中，在冷却板9的露出的外边缘9a上，载置外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a。
支撑加热后的晶片W的外周环4由致动器15驱动而降低。如果前述结构具有足够的空间（余量（margin）；冷却板9的露出的外边缘9a）来容纳向冷却板8外侧下部移动的外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a，则当晶片支撑销5的顶端在外周环4的下降过程期间到达与冷却台8的表面相同的高度时，晶片W被转移到冷却台8。
此外，说明冷却外周环4的冷却台8。如上所述，在下降过程期间被移除晶片W的外周环4通过升降装置20进一步降低。这里，冷却板9在冷却台8下方设置在冷却台8的外周，外周环4被载置在冷却板9上。因此能够有效地冷却外周环4。冷却板9是设置有诸如流动的冷却水等除热手段并且包括能够载置外周环4的平面部分（露出的外边缘9a）的构件。冷却板9是设置在真空腔室1内的部件或者是真空腔室1的一部分（真空腔室1的底面等）。
在有效地冷却加热后的晶片W和外周环4的前述构造中，在第一实施方式中说明的本发明的特征构造有效地作用并且能够增大机构的可靠性。外周环4不是刚性地连接到外周环4的重力方向的下方的结构部（升降装置20），而是利用介于外周环4和连接环6之间的球12将外周环4载置在连接环6上。如果外周环4通过螺钉紧固等刚性地连接到外周环下方的结构部，则外周环4在载置于冷却板9上时可能过度地对冷却板9加压。如果外周环4被过度地加压，则外周环4自身或联接到外周环4的上下驱动部（升降装置20）可能经受部件破损或变形。此外，当外周环4在外周环4和冷却板9之间稍微存有间隙的状态下停止在冷却板9跟前时，不能够充分地导致由于接触引起的热传递，从而不能够进行有效的冷却。
在根据第二实施方式的机构中，当将外周环4载置在冷却板9上然后使连接环6进一步降低时，外周环4与连接环6分离并且外周环4能够完全载置在冷却板9上。因此，外周环4不会对冷却板9加压，并且外周环4和冷却板9之间没有形成间隙。此外，外周环4在冷却时收缩。根据第二实施方式的在冷却处理过程中使外周环4和连接环6彼此分离的机构不会被机械地限制。这能够减小破损的风险。
在一个晶片W的处理完成并且外周环4被冷却之后，外周环4由升降装置20驱动而再次向上移动。下一个晶片W被载置在外周环4上，处理继续。在该移动中，必须消除或减少外周环4的位置与处理前一个晶片W时的位置之间的差异。原因与前述情况相同。设置到位于外周环4和连接环6之间的联接部的定位机构有效地满足以上需求。
在下文中，说明第二实施方式中的处理程序。
（1）通过晶片入口3将晶片W从晶片搬运***搬入真空腔室1中。将外周环4定位在适当的位置以等待晶片W。与晶片搬运机器人的臂配合，外周环4将晶片W接收在立设于外周环4的三个晶片支撑销5的顶端上。
（2）升降装置20将载置有晶片W的外周环4升至用于灯光照射的位置（加热位置）并且使该外周环4停止。在该位置处，晶片W由来自灯11的光照射而被加热（图7）。这里，可以在外周环4的可移动范围内设定用于照射的多个位置。
（3）加热之后，升降装置20将载置有加热后的晶片W的外周环4在真空腔室1中向下移动。在下降的过程中，仅晶片W转移到台8。然后冷却载置在台8上的晶片W。这里，由于晶片W在刚刚加热之后具有高温，所以在某些情况中晶片W在被载置到冷却台8上之前等待直到晶片W降到适当的温度，以便防止晶片W由于热冲击而破损。
（4）升降装置20在晶片W转移到冷却台8的状态下进一步降低外周环4，并且将外周环4的与晶片W的外边缘相对的区域4a载置在冷却板9的露出的外边缘9a上，用于冷却外周环4。外周环4在该位置与连接环6分离。
（5）升降装置20在外周环4留在冷却板9上的状态下进一步降低连接环6并且停止在预定的最低位置。
（6）随后，程序前进至将完成冷却的晶片W搬运到腔室1的外部的步骤。
升降装置20将连接环6升高以将连接环6连接到载置在冷却板9上的外周环4。外周环4由球12、槽13和V形槽14定位。具体地，长圆形槽13形成在连接环6的圆周上，球12装配在各槽13中。球12如上所述设置在连接环6的圆周上的三个位置处。外周环4利用介于外周环4和连接环6之间的球12设置在连接环6上。
（7）外周环4和连接环6通过由升降装置20驱动而一体化并且继续向上移动。当立设于外周环4的晶片支撑销5的顶端到达台8的表面的高度时，晶片W从台8上升。
（8）升降装置20使由三个晶片支撑销5支撑的晶片W同外周环4和连接环6一起向上移动并且停止在适当位置（搬运位置）。与晶片搬运机器人的臂配合通过晶片入口3将晶片W搬出。
如上所述，根据第二实施方式，在灯加热设备中，设置在各晶片的外周附近以在晶片W中提供均匀的温度的环（外周环）能够在处理各晶片之后被有效地冷却。这有助于设备的稳定操作以及处理性能的提高。
外周环4通过致动器15上下移动并且载置在冷却板9上。此时，外周环4与包括致动器的驱动部（升降装置20）分离。因此，这防止了外周环4在冷却处理时对冷却板9加压并且破损。外周环4自然地载置在冷却板9上。因此，外周环4能够在外周环4和冷却板9之间不存在间隙的状态下与冷却板9接触，因此实现有效的冷却。
（第三实施方式）
在第三实施方式中，第二实施方式中的冷却台8可以设置有静电卡盘（ESC）。
在载置有晶片W的冷却台8中使用静电卡盘的情况中，需要设置适当的脱离手段。因为静电吸引，所以在晶片W和设置有介电层的冷却台8之间施加电压，由在晶片W和冷却台8之间产生的力吸附并固定晶片W。在使晶片W脱离的情况下，停止施加电压以解除吸附。然而，一些电荷残留在介电层中（残留电荷），并且冷却台8仍然具有吸附力。如果在该状态下晶片支撑销要升高并保持晶片，残留的吸附力作为排斥力起作用，因此导致沿不期望的方向跳动、偏移和破碎的问题。
为了解决上述问题，在本实施方式中，在晶片W从通过静电卡盘吸附晶片W的冷却台8脱离之前，将晶片W接地以移除残留电荷。因此，由导电材料来形成晶片支撑销5、外周环4、球12和连接环6并且形成能够根据需要将连接环6接地的接地回路是有效的。此外，其结构需要构造成可靠地释放晶片W的电荷。因此，期望接地回路不被任何绝缘体阻断。
在图9中，晶片支撑销5和外周环4由导电材料制成以提供具有导电性的基板支撑板。作为联接构件的球12由具有导电性的材料形成。此外，作为升降装置20的一部分且载置基板支撑板的连接环6由导电材料制成，而轴7的与连接环6连接的区域是由非导电材料组成的非导电部。在该构造中，通过设置开关（机械触点）17能够形成接地回路。当需要将连接环6接地G时切换开关17。能够通过接地回路释放晶片W中的残留电荷。
考虑到减少逃逸热，晶片支撑销5和球12期望地由传热系数小的材料制成。因此，晶片支撑销5和球12例如可以由非导电的石英或陶瓷制成。在该情况下，机械触点（开关17）设置在接地回路不连续的位置（例如，设置在外周环4处），并且在适当的时间操作以提供相同的效果。
根据第三实施方式，当冷却台8通过静电卡盘而被静电吸附时，晶片W中的残留电荷被可靠地接地以防止晶片脱离错误。
前述实施方式和处理程序示出了将本发明的各实施方式应用到在真空中加热晶片的设备的情况。在某些情况下也在大气压力下或在氮气置换空间中进行灯加热。在本发明的各实施方式中提出的机构的应用不限于真空设备。

Claims (6)

1.一种基板热处理设备，其用于对基板进行热处理，所述基板热处理设备包括：
基板支撑板，所述基板支撑板能够支撑所述基板；
升降机构，所述升降机构被构造成保持所述基板支撑板并且使所述基板支撑板升降；
联接构件，所述联接构件非刚性地联接所述基板支撑板和所述升降机构，所述联接构件具有比所述基板支撑板的导热率低的导热率；以及
加热部件，所述加热部件用于从所述基板支撑板的重力方向的上方加热由所述基板支撑板支撑的所述基板，其中，
所述联接构件是不同于所述基板支撑板和所述升降机构二者的构件，并且
所述升降机构包括用于使所述基板支撑板在靠近所述加热部件的第一位置和远离所述加热部件的第二位置之间升降的升降部件。
2.根据权利要求1所述的基板热处理设备，其特征在于，
所述联接构件是球，
所述基板支撑板包括设置于所述基板支撑板的重力方向的下表面的第一槽，
所述升降机构包括：能够保持所述基板支撑板的基板支撑板保持部；和设置于所述基板支撑板保持部的重力方向的上表面的第二槽，并且
所述升降机构利用夹在所述第一槽和所述第二槽之间的所述球来保持所述基板支撑板。
3.根据权利要求2所述的基板热处理设备，其特征在于，
所述第一槽和所述第二槽中的至少一方是具有V形截面的V形槽，并且
所述第一槽、所述第二槽和所述球通过当所述球与所述V形槽的斜面接触时施加的楔作用来形成定位机构。
4.根据权利要求3所述的基板热处理设备，其特征在于，
所述第一槽是V形槽，并且
所述球具有比所述第二槽的凹部的高度长的直径。
5.根据权利要求1所述的基板热处理设备，其特征在于，
所述基板支撑板是环状构件。
6.根据权利要求1所述的基板热处理设备，其特征在于，
所述基板支撑板包括设置于所述基板支撑板的重力方向的下表面的第一槽，
所述升降机构包括：能够保持所述基板支撑板的基板支撑板保持部；和设置于所述基板支撑板保持部的重力方向的上表面的第二槽，
所述联接构件是构造成在至少所述第一槽和所述第二槽两者的壁面上能够滑动的构件，并且
所述升降机构利用夹在所述第一槽和所述第二槽之间的所述联接构件来保持所述基板支撑板。
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