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JP2022002271A - 加熱装置、基板処理システム及び加熱方法 - Google Patents

加熱装置、基板処理システム及び加熱方法 Download PDF

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JP2022002271A JP2020106988A JP2020106988A JP2022002271A JP 2022002271 A JP2022002271 A JP 2022002271A JP 2020106988 A JP2020106988 A JP 2020106988A JP 2020106988 A JP2020106988 A JP 2020106988A JP 2022002271 A JP2022002271 A JP 2022002271A
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Abstract

【課題】処理装置の外部で基板を事前に加熱し、加熱後の基板を搬送機構で保持して処理装置に搬送する場合において、処理装置に到達した時点の基板の温度を、基板面内で均一にする。【解決手段】処理装置への基板の搬送前に当該基板を加熱する加熱装置であって、当該加熱装置と前記処理装置との間で基板を保持して搬送する搬送機構が外部に設けられており、基板を支持する支持部と、前記支持部に支持された基板を、平面視で分割した領域毎に、光により互いに独立して加熱可能に、前記光を出射する発光素子を有する加熱部と、を備え、前記搬送機構の基板保持部と接触する基板内の領域に対応する前記発光素子の光出力は、基板内の他の領域に対応する前記発光素子の光出力より高い。【選択図】図６

Description

本開示は、加熱装置、基板処理システム及び加熱方法に関する。
特許文献１には、真空に保持された真空室と、大気雰囲気の空間との間で基板を搬送するためのロードロック装置が開示されている。このロードロック装置は、真空室に対応する圧力と大気圧との間で圧力を変動可能に設けられた容器と、真空室との間を開閉可能に設けられた第１の開閉機構と、前記大気雰囲気の空間との間を開閉可能に設けられた第２の開閉機構と、備える。さらに、ロードロック装置は、第１の開閉機構が開けられて容器内が真空室と連通する際に、容器内の圧力を真空度に対応する圧力に調整し、第２の開閉機構が開けられて容器内が大気雰囲気の空間と連通する際に、容器内の圧力を大気圧に調整する圧力調整機構を有する。また、ロードロック装置は、容器内に設けられ基板を載置する載置台と、載置台に設けられた基板を加熱する加熱機構とを具備し、加熱機構が、固体発光素子が搭載された加熱源を有する。
特開２００９−７６７０５号公報
本開示にかかる技術は、処理装置の外部で基板を事前に加熱し、加熱後の基板を搬送機構で保持して処理装置に搬送する場合において、処理装置に到達した時点の基板の温度を、基板面内で均一にする。
本開示の一態様は、処理装置への基板の搬送前に当該基板を加熱する加熱装置であって、当該加熱装置と前記処理装置との間で基板を保持して搬送する搬送機構が外部に設けられており、基板を支持する支持部と、前記支持部に支持された基板を、平面視で分割した領域毎に、光により互いに独立して加熱可能に、前記光を出射する発光素子を有する加熱部と、を備え、前記搬送機構の基板保持部と接触する基板内の領域に対応する前記発光素子の光出力は、基板内の他の領域に対応する前記発光素子の光出力より高い。
本開示によれば、処理装置の外部で基板を事前に加熱し、加熱後の基板を搬送機構で保持して処理装置に搬送する場合において、処理装置に到達した時点の基板の温度を、基板面内で均一にすることができる。
第１実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。 搬送ピックの構成の概略を示す平面図である。 ロードロック装置の構成の概略を示す縦断面図である。 加熱部の構成の概略を示す断面図である。 加熱部の構成の概略を示す断面図及び平面図である。 加熱部による加熱態様の一例を説明するための図である。 加熱部による加熱態様の他の例を説明するための図である。 加熱開始タイミングの決定方法の一例を説明するための図である。 第２実施形態に係る加熱装置としてのロードロック装置の構成の概略を示す縦断面図である。
半導体装置等の製造過程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板に対して、成膜処理やエッチング処理等の所定の処理が行われる。
従来、スループット向上等を目的として、これらの処理を行う処理装置に基板を搬送する前に、処理装置の外部で基板を加熱する場合、すなわち、処理装置の外部で予備加熱処理を行う場合がある。例えば、特許文献１では、真空に保持された真空室と大気雰囲気の空間との間で基板を受け渡すためのロードロック装置に、基板を加熱する加熱機構が設けられている。そして、ロードロック装置の加熱機構で基板を加熱した後、ロードロック装置内の基板を搬送装置で受け取って、真空処理装置に搬送している。
ところで、処理装置の外部で予備加熱処理を行う場合において、処理装置による処理結果を基板面内で均一にするためには、例えば、処理装置に到達した時点において基板の温度が面内で均一であることが求められる。
しかし、ロードロック装置等、処理装置の外部において、基板を面内均一に加熱しても、搬送装置で搬送された基板が処理装置に到達する時点において、基板の温度の面内均一性は崩れてしまう。なぜならば、基板は、搬送装置による処理装置への搬送時に、搬送装置が有する基板保持部で保持されるが、基板保持部の温度が、加熱後の基板の温度より低いため、加熱後の基板における基板保持部で保持された部分は、その他の部分に比べて、処理装置に搬送されるまでの間に、大きく温度が低下する、からである。
そこで、本開示にかかる技術は、処理装置の外部で基板を事前に加熱し、加熱後の基板を搬送機構で保持して処理装置に搬送する場合において、処理装置に到達した時点の基板の温度を、基板面内で均一にする。
以下、本実施形態にかかる加熱装置、基板処理システム及び加熱方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム１の構成の概略を示す平面図である。ウェハ処理システム１は、基板としてのウェハＷに対して、例えば成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の所定の処理を減圧下で行うものである。
ウェハ処理システム１は、複数のウェハＷを収容可能なキャリアＣが搬出入されるキャリアステーション１０と、減圧下でウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１とを一体に接続した構成を有している。キャリアステーション１０と処理ステーション１１は、２つのロードロック装置１２、１３を介して連結されている。
ロードロック装置１２、１３は、室内を大気圧状態と真空状態とに切り替えられるように構成されたロードロック室１２ａ、１３ａを形成する筐体を有する。ロードロック装置１２、１３は、後述する大気圧搬送装置２０と真空搬送装置３０を連結するように設けられている。ロードロック装置１２、１３の構成の詳細については後述する。
キャリアステーション１０は、大気圧搬送装置２０とキャリア載置台２１を有している。なお、キャリアステーション１０には、さらにウェハＷの向きを調節するアライナ（図示せず）が設けられていてもよい。
大気圧搬送装置２０は、室内が大気圧下とされる大気搬送室２２を形成する筐体を有する。大気搬送室２２は、ロードロック装置１２、１３のロードロック室１２ａ、１３ａとゲートバルブＧ１、Ｇ２を介して接続されている。大気搬送室２２内には、大気圧下でロードロック室１２ａ、１３ａとの間でウェハＷを搬送する搬送機構２３が設けられている。
搬送機構２３は、２つの搬送アーム２３ａ、２３ｂを有している。搬送アーム２３ａ、２３ｂはそれぞれ、ウェハＷを保持する基板保持部としてのウェハ保持部が先端に設けられた多関節アームから構成される。そして、搬送機構２３は、搬送アーム２３ａ、２３ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
キャリア載置台２１は、大気圧搬送装置２０において、ロードロック装置１２、１３の反対側の側面に設けられている。図示の例では、キャリア載置台２１には、キャリアＣを複数、例えば３つ載置できるようになっている。キャリア載置台２１に載置されたキャリアＣ内のウェハＷは、大気圧搬送装置２０の搬送機構２３の搬送アーム２３ａ、２３ｂにより大気搬送室２２に対して搬入出される。
処理ステーション１１は、真空搬送装置３０と処理装置４０〜４３を有している。
真空搬送装置３０は、室内が減圧状態（真空状態）に保たれる真空搬送室３１を形成する筐体を有し、該筐体は、密閉可能に構成されており、例えば平面視において略多角形状（図示の例では六角形状）をなすように形成されている。真空搬送室３１は、ロードロック装置１２、１３のロードロック室１２ａ、１３ａとゲートバルブＧ３、Ｇ４を介して接続されている。真空搬送室３１内には、処理装置４０〜４３の後述の真空処理室４４〜４７との間でウェハＷを搬送する搬送機構３２が設けられている。
搬送機構３２は、２つの搬送アーム３２ａ、３２ｂと基台３２ｃとを有している。搬送アーム３２ａ、３２ｂはそれぞれ、ウェハＷを保持する基板保持部としての搬送ピック３２ｄ、３２ｅが先端に設けられた多関節アームから構成される。基台３２ｃは、搬送アーム３２ａ、３２ｂそれぞれの根元部分を軸支する。そして、搬送機構３２は、搬送アーム３２ａ、３２ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
図２は、搬送ピック３２ｄの構成の概略を示す平面図である。
搬送ピック３２ｄは、図２に示すように平面視略Ｕ字状に形成された、板状部材である。搬送ピック３２ｄの材料には例えばセラミックが用いられる。なお、搬送ピック３２ｄの材料に金属材料を用いてもよい。搬送ピック３２ｄの上面には、３つ以上（図の例では３つ）の支持突起３３が立設されている。各支持突起３３は、搬送ピック３２ｄがウェハＷを保持するときに、ウェハＷの裏面に接触する。
搬送ピック３２ｅの構成は、搬送ピック３２ｄの構成と同様であるため、その説明を省略する。
図１の説明に戻る。
真空搬送装置３０の真空搬送室３１を形成する筐体の外側には、処理装置４０〜４３、ロードロック装置１２、１３が、上記筐体の周囲を囲むように配置されている。ロードロック装置１２、処理装置４０〜４３、ロードロック装置１３は、例えばロードロック装置１２から平面視において時計回転方向にこの順に並ぶように、且つ、真空搬送室３１を形成する上記筐体の側面部に対してそれぞれ対向するように、配置されている。
処理装置４０〜４３は、ウェハＷに対して、例えば成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の所定の処理を減圧下で施す。また、処理装置４０〜４３はそれぞれ、減圧下の室内でウェハＷに対して上記所定の処理が行われる真空処理室４４〜４７を形成する筐体を有する。真空処理室４４〜４７はそれぞれ、真空搬送装置３０の真空搬送室３１と仕切弁としてのゲートバルブＧ５〜Ｇ８を介して接続されている。
なお、処理装置４０〜４３には、ウェハ処理の目的に応じた処理を行う装置を、任意に選択することができる。
以上のウェハ処理システム１には、制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理を制御するプログラムが格納されている。具体的には、プログラム格納部には、ウェハＷ毎に搬送スケジュールを決定するプログラムや、処理装置４０〜４３それぞれの処理スケジュールを決定するプログラム等が格納されている。これらのプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置５０にインストールされたものであってもよい。
続いて、ロードロック装置１２について図３〜図７を用いて説明する。図３は、ロードロック装置１２の構成の概略を示す縦断面図である。図４及び図５は、後述の加熱部の構成の概略を示す断面図及び平面図である。図６及び図７は、加熱部による加熱態様を説明するための図である。
ロードロック装置１２は、図３に示すように、内部が減圧可能に構成された筐体１００を有する。
筐体１００の互いに対向する側壁にはそれぞれ搬入出口１０１ａ、１０１ｂが形成されており、搬入出口１０１ａ、１０１ｂにはそれぞれゲートバルブＧ１、Ｇ３が設けられている。
筐体１００の底壁には、筐体１００の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧するための排気口１０２が形成されている。排気口１０２には、真空ポンプ等を有する排気機構１１０が接続されている。
さらに、筐体１００の底壁には、筐体１００の内部を大気圧雰囲気に戻すための給気口１０３が形成されている。給気口１０３には、例えばＮ２ガス等の不活性ガスを供給するガス供給機構１１１が接続されている。
また、筐体１００の内部には、ウェハＷを支持する支持部としての支持ピン１２０が、底壁から上方に延び出すように複数本（例えば３本）設けられている。
さらに、筐体１００の天壁には、開口１０４が形成されており、この開口１０４を塞ぐように光学窓１０５が設けられている。光学窓１０５は、後述のＬＥＤからの光を透過する材料から形成されている。
筐体１００の外側にあたる、光学窓１０５の上方には、支持ピン１２０に支持されたウェハＷを光による加熱する加熱部１３０が設けられている。加熱部１３０は、光学窓１０５を介して支持ピン１２０と対向するように配置される。
加熱部１３０は、図４に示すように、発光素子として、ウェハＷを指向するＬＥＤ１３１を複数有し、これらＬＥＤ１３１からの光で、ウェハＷを加熱する。具体的には、加熱部１３０は、複数のＬＥＤ１３１がユニット化されたＬＥＤユニットＵを複数有すると共に、これらＬＥＤユニットＵが搭載されるベース１３２を有する。加熱部１３０におけるＬＥＤユニットＵは、例えば、図５に示すように、平面視正方形状のユニットＵ１と、その外周を覆う平面視非正方形状のユニットＵ２とでベース１３２の略全面を覆っている。ベース１３２におけるＬＥＤユニットＵの搭載領域は、平面視で、支持ピン１２０に支持されたウェハＷを覆うように設定されている。したがって、ＬＥＤユニットＵのＬＥＤ１３１からの光を、支持ピン１２０に支持されたウェハＷ全体に照射することができる。
各ＬＥＤ１３１は、ウェハＷに向けて光を照射する。例えば、各ＬＥＤ１３１はＳｉ製のウェハＷを加熱することが可能な近赤外光を出射する。ＬＥＤ１３１から出射された光（以下、「ＬＥＤ光」と省略することがある。）は、光学窓１０５を通過し、光学窓１０５を通過した光は、支持ピン１２０に支持されたウェハＷに入射する。
ベース１３２は、平面視において、光学窓１０５よりやや大径の円板状に形成されており、筐体１００の光学窓１０５を囲う部分に支持される。また、ベース１３２は、例えば、図４に示すように、その表面に凹部１３２ａが形成されており、凹部１３２ａ内に、ＬＥＤ１３１が搭載される。
さらに、ベース１３２は、凹部１３２ａより上部に、ＬＥＤ１３１を冷却するための冷媒が流れる冷却流路１３２ｂが形成されている。冷媒としては、例えば冷却水が用いられる。ベース１３２は例えばＡｌ等の金属製材料により形成される。
さらに、加熱部１３０は、ＬＥＤ１３１の点灯を制御する制御基板１３３を有する。制御基板１３３は、例えばベース１３２の上面に搭載される。
加熱部１３０では、ＬＥＤ光のＯＮ／ＯＦＦやＬＥＤ光の強度（すなわちＬＥＤ１３１の光出力）が、制御基板１３３により、ＬＥＤユニットＵ単位で制御される。加熱部１３０は、支持ピン１２０に支持されたウェハＷにおける任意の領域へのみＬＥＤ光を照射したり、また、照射する光の強度を任意の領域と他の領域とで異ならせたりすることができる。つまり、加熱部１３０は、支持ピン１２０に支持されたウェハＷを、平面視で分割した領域毎に、ＬＥＤ光で互いに独立して加熱可能である。したがって、加熱部１３０によって、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの加熱後の温度を局所的に変えること等ができる。
例えば、加熱部１３０では、制御基板１３３の制御の下、図６に示すように、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの支持突起３３と接触するウェハＷ内の領域に対応するＬＥＤユニットＵ（図において灰色で示されたユニットＵＲ）それぞれの光出力が、ウェハＷ内の他の領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力より高くされる。つまり、ＬＥＤユニットのうち、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの支持突起３３と接触するウェハＷ内の領域に対応するＬＥＤユニットＵ（図のユニットＵＲ）のみ、相対的に高い光出力とされる。
また、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面に支持突起３３が形成されておらず、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面略全体でウェハＷを支持する場合、ＬＥＤユニットＵの光出力は例えば以下のように調整される。すなわち、制御基板１３３の制御の下、図７に示すように、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面と接触するウェハＷ内の領域に対応するＬＥＤユニット（図において灰色で示されたユニットＵＲ）それぞれの光出力が、ウェハＷ内の他の領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力より高くされる。
上述のようにＬＥＤユニットＵの光出力を調節することにより、加熱部１３０によるウェハＷの加熱後において、ウェハＷにおける搬送ピック３２ｄ、３２ｅと接触しうる領域（以下、「ピック接触領域」ということがある。）を他の領域に比べて高温にすることができる。特に、例えば、ピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力を適切に設定することで、加熱されたウェハＷが搬送機構３２により搬送されて処理装置４０〜４３に到達するまでの間に、搬送ピック３２ｄ、３２ｅに熱吸収される分、ピック接触領域を高温とすることができる。
なお、ロードロック装置１３の構成は、ロードロック装置１２の構成と同様であるため、その説明を省略する。
次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
まず、搬送機構２３の搬送アーム２３ａが、キャリアＣ内に挿入され、１枚のウェハＷを保持する。次いで、搬送アーム２３ａが、キャリアＣから抜き出されると共に、ゲートバルブＧ１が開状態とされ、その後、搬送アーム２３ａが大気圧搬送装置２０からロードロック装置１２の筐体１００内に挿入され、搬送アーム２３ａから支持ピン１２０にウェハＷが受け渡される。
続いて、搬送アーム２３ａがロードロック装置１２の筐体１００から抜き出され、また、ゲートバルブＧ１が閉状態とされてロードロック装置１２の筐体１００内が密閉され、減圧される。減圧開始と同時、または、減圧開始後に、加熱部１３０による加熱が開始される。
具体的には、加熱部１３０の制御基板１３３が、制御装置５０が決定した加熱開始タイミングに基づいて、全ＬＥＤユニットＵを点灯させ、ＬＥＤ光による支持ピン１２０上のウェハＷの加熱を開始させる。加熱開始後、例えば、予め定められた加熱処理時間が経過すると、加熱部１３０の制御基板１３３が、全ＬＥＤユニットＵを消灯させ、ＬＥＤ光によるウェハＷの加熱を終了させる。
このＬＥＤ光による加熱の際、例えば、ウェハＷ内のピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵ（図６のＵＲ）の光出力は、ウェハＷ内の他の領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力より高くされる。なお、ピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵの情報は、例えば、制御基板１３３のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。また、低出力とされるＬＥＤユニットＵの光出力値（具体的にはこの出力値を得るために各ＬＥＤ１３１に供給される電流値）、及び、高出力とされるＬＥＤユニットＵの光出力値は、例えば、加熱目標温度に応じて制御装置５０によって予め定められており、例えば、制御基板１３３のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。
加熱部１３０による加熱処理が終了すると、ゲートバルブＧ３が開状態とされ、ロードロック装置１２内と真空搬送装置３０内とが連通される。そして、搬送機構３２の搬送ピック３２ｄが、ロードロック装置１２の筐体１００内に挿入され、支持ピン１２０からウェハＷを受け取り、保持する。次いで、搬送ピック３２ｄが、ロードロック装置１２の筐体１００から抜き出され、これにより、ウェハＷがロードロック装置１２から真空搬送装置３０に搬送される。
次に、ゲートバルブＧ３が閉状態とされた後、目的の処理を行う処理装置（ここでは、処理装置４０であるものとする）に対するゲートバルブＧ５が開状態とされる。続いて、減圧された処理装置４０の真空処理室４４内に、ウェハＷを保持した搬送ピック３２ｄが挿入され、真空処理室４４内の載置台（図示せず）等にウェハＷが受け渡される。
その後、搬送ピック３２ｄが、真空処理室４４から抜き出されると共に、ゲートバルブＧ５が閉状態とされて、真空処理室４４が密閉される。その後、真空処理室４４内において、ウェハＷに対する所定の処理が、当該ウェハＷが室温より高い処理温度で施される。室温より高温とは、例えば８０℃以上である。本開示にかかる技術は、光により加熱するものであり目標温度まで高速で加熱できるため、処理装置４０での処理温度が７００℃以上の場合にも適用することができる。
所定の処理終了後、ゲートバルブＧ５が開状態とされる。そして、搬送ピック３２ｄが、真空処理室４４内に挿入され、ウェハＷを受け取り、保持する。次いで、搬送ピック３２ｄが真空処理室４４から抜き出され、これにより、ウェハＷが真空処理室４４から真空搬送装置３０に搬出される。その後、ゲートバルブＧ５が閉状態とされる。
次に、ゲートバルブＧ３が開状態とされる。そして、搬送ピック３２ｄが、ロードロック装置１２の筐体１００内に挿入され、搬送ピック３２ｄから支持ピン１２０にウェハＷが受け渡される。続いて、搬送ピック３２ｄがロードロック装置１２の筐体１００から抜き出されると共に、ゲートバルブＧ３が閉状態とされ、その後、筐体１００内が大気圧とされる。
次いで、ゲートバルブＧ１が開状態とされた後、搬送機構２３の搬送アーム２３ａが、ロードロック装置１２の筐体１００内に挿入され、支持ピン１２０からウェハＷを受け取り、保持する。次いで、搬送アーム２３ａが、ロードロック装置１２の筐体１００から抜き出され、ゲートバルブＧ１が閉状態とされる。そして、搬送アーム２３ａが、キャリアＣ内に挿入され、ウェハＷを受け渡してキャリアＣ内に収納させた後、搬送アーム２３ａがキャリアＣから抜き出される。これで、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
上述の一連の処理は、例えば、キャリアＣに収納されたウェハＷ全てについて行われる。
なお、この一連の処理における、加熱部１３０による加熱開始タイミングは、例えば、制御装置５０によってウェハＷ毎に決定される。具体的には、図８に示すように、上記加熱開始タイミング（開始時刻）Ｔは、例えば以下の（１）〜（３）に基づいて決定される。
（１）当該ウェハＷに対し処理を行う処理装置による、前のウェハＷに対する処理の終了タイミング（終了時刻）Ｔｒ
（２）加熱処理時間Ｌ１
（３）当該ウェハＷに対し用いられるロードロック装置から当該ウェハＷに対し処理を行う処理装置へ搬送するのに要する時間（具体的には、当該処理装置に対するゲートバルブの正面まで搬送するのに要する時間）Ｌ２
例えば、上記加熱開始タイミングＴは、以下の式で表すことができる。
Ｔ＝Ｔｒ−（Ｌ１＋Ｌ２）
上記（１）の情報は、制御装置５０が処理装置毎に作成した処理スケジュールから取得することができる。また、上記（２）、（３）の情報は、例えば、予め定められ制御装置５０の記憶部（図示せず）に記憶されている。また、上記（３）の情報は、生産時やメンテナンス時に実際に測定した結果を用いてもよい。
以上のように、本実施形態では、処理装置４０〜４３へのウェハＷの搬送前にウェハＷを加熱するために、ロードロック装置１２、１３が、加熱部１３０を備えている。この加熱部１３０は、支持ピン１２０に支持されたウェハＷを、平面視で分割した領域毎に、光により互いに独立して加熱可能に、光を出射するＬＥＤ１３１を有している。そして、本実施形態では、加熱部１３０において、ウェハＷ内のピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力（すなわちＬＥＤ１３１の光出力）が、ウェハＷ内の他の領域に対応するＬＥＤユニットＵの光出力より高い。そのため、ウェハＷのうち、ピック接触領域の温度を、処理装置４０〜４３までの搬送中に搬送ピック３２ｄ、３２ｅによる熱吸収により低下する分を見越して、高くすることができる。したがって、本実施形態によれば、処理装置４０〜４３に到達した時点のウェハＷの温度を、ウェハ面内で均一にすることができる。その結果、スループットを向上させつつ、処理装置４０〜４３での処理結果をウェハ面内で均一にすること等ができる。
また、本実施形態では、加熱部１３０による加熱開始タイミングが、上述の（１）〜（３）に基づいて決定される。そのため、加熱部１３０による加熱終了後、処理装置４０〜４３による処理開始までの時間（以下、「処理待ち時間」という。）を最短にすることができる。そのため、処理待ち時間中に、ウェハＷの温度が低下するのを抑制することができる。したがって、処理装置４０〜４３に到達した時点のウェハＷの温度を目標の温度で面内均一にすることを、高いエネルギー効率で達成することができる。
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る加熱装置としてのロードロック装置の構成の概略を示す縦断面図である。
図９のロードロック装置１２は、図３等に示したロードロック装置１２の各構成要素に加えて、温度検出手段としての放射温度計２００を備える。
放射温度計２００は、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの温度を検出するものである。具体的には、放射温度計２００は、筐体１００内に挿入された、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面から放射される赤外線の強度に基づいて、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面の温度を検出する。放射温度計２００は、例えば、筐体１００の外側に配設されており、筐体１００の天壁に設けられた光学窓２０１を介して上述の赤外線を受光する。
なお、温度変化に対する赤外線の放射強度の変化が搬送ピック３２ｄ、３２ｅの材料より大きい材料からなるシート状の部材を、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面に貼り付け、当該部材からの赤外線の強度に基づいて、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの上面の温度を検出するようにしてもよい。
搬送ピック３２ｄ、３２ｅの温度に応じて、搬送ピック３２ｄ、３２ｅによるウェハＷからの熱吸収量は異なる。そこで、本実施形態では、制御装置５０が、放射温度計２００による搬送ピック３２ｄ、３２ｅの温度の測定結果に基づいて、ウェハＷ内のピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵによる、加熱量にかかるパラメータを決定する。
具体的には、例えば、搬送ピック３２ｄがウェハＷの受け取りのために筐体１００に挿入される度に搬送ピック３２ｄの上面の温度を測定しておき、そして、制御装置５０は、搬送ピック３２ｄの上面の温度の測定平均値に基づいて、上記パラメータを決定する。
上記パラメータは、例えば、ピック接触領域に対応するＬＥＤユニットＵ（以下、「高出力ユニットＵ」という。）からの光出力値及び高出力ユニットＵによる加熱時間（すなわちＬＥＤ光の照射時間）の少なくともいずれか一方である。
放射温度計２００での測定結果に基づいて、高出力ユニットＵによる加熱時間を決定する場合、その他の領域に対応するＬＥＤユニットＵ（「低出力ユニットＵ」という。）による加熱時間は、高出力ユニットＵによる加熱時間と等しくなるように変更してもよい。ただし、低出力ユニットＵによる加熱時間は、高出力ユニットＵによる加熱時間に合わせて変更せずに、一定としてもよい。なお、低出力ユニットＵによる加熱時間を高出力ユニットＵによる加熱時間と等しくなるよう変更する場合、変更後も低出力ユニットＵによるウェハＷの加熱量が変更前と等しくなるよう、低出力ユニットＵの光出力値も変更される。
（変形例）
以上の例では、ロードロック装置１２、１３の加熱部１３０は、ウェハＷのみを加熱していた。この例に限られず、ロードロック装置１２、１３の加熱部１３０で、搬送ピック３２ｄ、３２ｅも加熱し、加熱後の搬送ピック３２ｄ、３２ｅでウェハＷを保持して処理装置４０〜４３に搬送するようにしてもよい。これにより、搬送中に搬送ピック３２ｄ、３２ｅによる熱吸収により低下する分を見越した加熱量を、抑えることができる。したがって、加熱部１３０による加熱によりウェハＷがダメージを受けるのを抑制することができる。
なお、ロードロック装置１２、１３の加熱部１３０による搬送ピック３２ｄ、３２ｅの加熱は、例えば、当該ロードロック装置１２、１３内にウェハＷが存在しないときに行われる。また、例えば、ロードロック装置１２の加熱部１３０でウェハＷの加熱を行っている間に、ロードロック装置１３の加熱部１３０で搬送ピック３２ｄを加熱してもよい。これにより、加熱後のウェハＷを保持する時点における、加熱後の搬送ピック３２ｄの温度を一定にすることができ、加熱後の搬送ピック３２ｄによる熱吸収量を正確に予測することができる。
また、ロードロック装置１２、１３の加熱部１３０によって搬送ピック３２ｄ、３２ｅを加熱する場合、搬送ピック３２ｄ、３２ｅをＬＥＤ１３１からの光を効率的に吸収可能な材料（例えばウェハＷと同材料）から形成してもよい。また、ＬＥＤ１３１からの光を効率的に吸収可能な材料で、搬送ピック３２ｄ、３２ｅの表面を被覆する（コーティングする）ようにしてもよい。
なお、以上の例では、ロードロック装置１２、１３が、加熱部１３０を有し予備加熱処理を行う加熱装置を構成していた。これに代えて、加熱部１３０を有する加熱装置をロードロック装置１２、１３とは別に設け、真空搬送装置３０に接続してもよい。
また、以上の例では、加熱部１３０において、ＬＥＤ光のＯＮ／ＯＦＦやＬＥＤ光の強度が、複数のＬＥＤ１３１がユニット化されたＬＥＤユニットＵ単位で制御されているが、ＬＥＤ１３１単位で制御されるようにしてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ ウェハ処理システム
１２、１３ ロードロック装置
３２ 搬送機構
３２ｄ 搬送ピック
３２ｅ 搬送ピック
４０、４１、４２、４３ 処理装置
１２０ 支持ピン
１３０ 加熱部
１３１ ＬＥＤ
Ｗ ウェハ

Claims (6)

  1. 処理装置への基板の搬送前に当該基板を加熱する加熱装置であって、
    当該加熱装置と前記処理装置との間で基板を保持して搬送する搬送機構が外部に設けられており、
    基板を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された基板を、平面視で分割した領域毎に、光により互いに独立して加熱可能に、前記光を出射する発光素子を有する加熱部と、を備え、
    前記搬送機構の基板保持部と接触する基板内の領域に対応する前記発光素子の光出力は、基板内の他の領域に対応する前記発光素子の光出力より高い、加熱装置。
  2. 前記処理装置が、基板を順に処理するものであり、
    前記加熱部が基板の加熱を開始するタイミングは、前の基板に対する前記処理装置による処理の終了タイミングと、前記加熱部による加熱に要する時間と、加熱後の基板を前記処理装置まで前記搬送機構により搬送するのに要する予想時間と、に基づいて決定される、請求項１に記載の加熱装置。
  3. 前記搬送機構の前記基板保持部の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
    前記搬送機構の前記基板保持部と接触する基板内の領域に対応する前記発光素子による、加熱量にかかるパラメータは、前記温度検出手段での検出結果に基づいて決定される、請求項１または２に記載の加熱装置。
  4. 真空雰囲気の空間と大気圧雰囲気の空間との間で基板を受け渡すためのロードロック装置として構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置と、
    前記処理装置と、
    前記搬送機構と、を備え、
    前記加熱部は、前記搬送機構の前記基板保持部も加熱し、
    前記搬送機構は、前記加熱部により加熱された前記基板保持部で基板を保持して搬送する、基板処理システム。
  6. 処理装置への基板の搬送前に当該基板を加熱装置により加熱する加熱方法であって、
    前記加熱装置は、
    当該加熱装置と前記処理装置との間で基板を保持して搬送する搬送機構が外部に設けられており、
    基板を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された基板を、平面視で分割した領域毎に、光により互いに独立して加熱可能に、前記光を出射する発光素子を有する加熱部と、を備え、
    前記加熱部により基板を加熱する工程を含み、
    前記加熱する工程において、前記搬送機構の基板保持部と接触する基板内の領域に対応する前記発光素子の光出力は、基板内の他の領域に対応する前記発光素子の光出力より高い、加熱方法。

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