JP6783248B2 - 基板ハンドリング及び加熱システム - Google Patents

Description

優先権主張

本願は、２０１５年５月８日に出願された米国特許出願第１４／７０７，０２７号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照することによりそっくりそのまま本明細書に組み込まれる。

本開示の実施形態は基板を加熱するシステム、特に処理前に基板を位置合わせする間基板を加熱するシステムに関する。

半導体装置の製造は複数の個別の複雑な処理を含む。半導体基板は一般的に製造プロセス中に多くの処理を受ける。これらの処理は処理チャンバ内で行われ、処理チャンバは周囲環境と異なる処理状態に維持することができる。例えば、処理チャンバは真空状態に維持することができる。特定の実施形態では、処理チャンバを外部環境から分離するためにロードロックが使用される。一以上の基板ハンドリングロボットが処理チャンバ内に配置され、基板をロードロックからプラテンへ移動させ、基板は処理中にプラテン上に置かれる。

処理チャンバは基板を適正な向きにアライメント（位置合わせ）するアライメントステーションも含み得る。基板は基板ハンドリングロボットによってロードロックから取り出され、アライメントステーションの上に置かれる。このアライメントステーションはその後基板を基板の切欠き又はインデックスマークが既知の位置に位置するように回転させる。このように、基板は処理前に既知の向きにアライメントされる。このアライメント終了後に、基板ハンドリグロボットは基板をアライメントステーションから取り出し、処理のためにプラテンの上に置く。

多くの半導体製造プロセスでは、処理前及び／又は処理後に基板の加熱を行うのが一般的である。多くの場合、基板は処理温度に近い温度に加熱され、その後プラテン移送される。この予備加熱は冷たい基板が熱いプラテンに接触する際の基板のそり、飛び跳ね及び移動を防止するのに役立ち得る。これらの現象は粒子の生成及びハンドリングミスを生じ、総合プロセス歩留まりを低減し得る。

更に、幾つかの実施形態では、基板が処理チャンバから出る際の凝縮の可能性を除去するために、低温処理を受けた後の基板を暖めることができる。

特定の実施形態では、この機能を達成するために専用の予備加熱ステーションを使用することができる。この予備加熱ステーションは基板に集束された一以上の赤外ランプを備えることができる。予備加熱ステーションは基板の温度を上げる点で有効であるが、予備加熱ステーションはスループットに悪影響を及ぼす。特に、基板はそれが所望の温度に到達するためにかなり長い時間に亘って予備加熱ステーションに置かれる可能性がある。

予備加熱ステーションを用いるこれらの実施形態では、一般的に、アライメント後に、基板は基板ハンドリングロボットによって、基板を暖める予備加熱ステーションへ移動させることができる。基板が目標温度に到達したとき、基板ハンドリングロボットが基板を予備加熱ステーションからプラテンへ移送する。

しかしながら、この予備加熱ステーションは、基板の加熱に有効であるが、多大な時間を要する。更に、予備加熱ステーションは基板ハンドリングロボットのリーチ内に入らなければならず、それゆえ、ロードロックの近辺が極めて密集した領域になり、メインテナンスや修理が極めて困難になる。更に、特定の実施形態では、複数の基板ハンドリングロボットを備えた複数のロードロックを使用することがある。これらの実施形態では、それぞれの基板ハンドリングステーションとそれぞれ関連する複数の予備加熱ステーションを含み得る。これらの予備加熱ステーションの付加はシステム全体の複雑さ及びコストを増加する。更に、これらの予備加熱ステーションは処理チャンバの全体のサイズも増大する。

専用の予備加熱ステーションを使用しないで基板を加熱する装置があれば有益である。上述したように、これらの予備加熱ステーションは貴重な空間を消費し、各基板に追加の処理時間を与え、スループットを低減する。更に、この加熱を追加の処理時間又はステーションを製造プロセスに付加することなく達成できれば有益である。基板をアライメントステーションで正しい向きに置く間に加熱できれば有利である。このようにすると、基板を正しい向きに置くのに要する時間を基板を加熱するためにも使用でき、基板を加熱するためだけの時間を低減し、スループットを増加することができる。

基板をロードロックとプラテンの間で移送される間に加熱するシステムが開示される。このシステムは、アライメントステーションの上方に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを備える。これらのＬＥＤは、シリコンに容易に吸収され、よって基板を効率的に急速に加熱する波長の光を放射する、ＧａＮ又はＧａＰ ＬＥＤとすることができる。これらのＬＥＤは、アライメントプロセス中の基板の回転によって基板の均一な温度プロフィールを生じるように配置することができる。更に、アライメント中の加熱はスループットを増加するとともに、処理チャンバと現在関連している予備加熱ステーションを除去することもできる。

一実施形態において、基板ハンドリング及び加熱システムが開示される。このシステムは、処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置された基板ハンドリングロボットと、前記処理チャンバ内に配置されたアライメントステーションと、アライメントプロセス中に基板を加熱するために前記アライメントステーションの上方に配置された複数のＬＥＤを含むＬＥＤアレイと、を備える。特定の実施形態では、前記複数のＬＥＤは０．４〜１．０μｍの波長で発光する。

別の実施形態において、基板ハンドリング及び加熱システムが開示される。このシステムは、基板が置かれる回転表面と、前記基板の一方の側に配置されたエミッタと前記基板の反対側に配置された検出器とを含む検出システムと、を備えるアライメントステーションと、基板が前記回転表面上に置かれたとき基板の少なくとも一部分の上方に位置する複数のＬＥＤを含むＬＥＤアレイと、前記ＬＥＤアレイを点灯及び消灯するコントローラと、を備える。特定の実施形態では、前記ＬＥＤアレイは複数のゾーンを備え、各ゾーンは前記コントローラにより独立に制御することができる。特定の実施形態では、前記検出器は前記複数のＬＥＤにより放射される光と異なる第２の波長の光を検出する。特定の実施形態では、前記検出器は前記複数のＬＥＤにより放射された光を除去するノッチフィルタを備える。特定の実施形態では、前記ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤは基板の全体より小さい基板の一部分の上方に配置される。特定の更なる実施形態では、前記複数のＬＥＤは、基板の中心部より基板の外側部により多くの光が照明されるようなパターンに配置される。このパターンはＶ字形又は砂時計形とすることができる。

別の実施形態において、基板ハンドリング及び加熱システムが開示される。このシステムは、処理チャンバ内に配置された基板ハンドリングロボットと、前記処理チャンバ内に配置されたアライメントステーションと、アライメントプロセス中に基板を加熱するために前記アライメントステーションの上方に配置された複数のＬＥＤを含むＬＥＤアレイと、前記ＬＥＤアレイを点灯及び消灯するコントローラと、を備える。特定の実施形態では、前記コントローラは前記基板ハンドリングロボットと通信し、前記基板ハンドリングロボットの動き又は位置に基づいて前記ＬＥＤアレイを点灯する。特定の実施形態では、前記アライメントステーションは回転表面を備え、前記コントローラは前記回転表面の回転に基づいて前記ＬＥＤアレイを点灯する。特定の実施形態では、前記アライメントステーションは検出システムを備え、前記コントローラは前記検出システムからの情報に基づいて前記ＬＥＤアレイを点灯する。

本開示のより良い理解のために、参照することにより本明細書に組み込まれる添付図面を参照する。

一実施形態に係る、基板ハンドリング及び加熱システムの上面図である。 一実施形態に係る、アライメントステーションの側面図である。 別の実施形態に係る、アライメントステーションの側面図である。 別の実施形態に係る、アライメントステーションの側面図である。 図１の基板ハンドリング及び加熱システムとともに使用されるＬＥＤアレイの一実施形態である。 図１の基板ハンドリング及び加熱システムとともに使用されるＬＥＤアレイの別の実施形態である。 図１の基板ハンドリング及び加熱システムとともに使用し得るＬＥＤアレイの別の実施形態である。 図６Ａ−６Ｂは図１の基板ハンドリング及び加熱システムとともに使用し得るＬＥＤアレイの別の実施形態である。 一実施形態に係る、基板を加熱する方法である。 一実施形態に係る、処理後に基板を温める方法である。

上述したように、多くの用途において、基板を処理する前に基板を予備加熱するのが有利である。それ故、基板が正しい位置に置かれる間に基板を加熱するために使用し得るシステムが有益である。

ロードロックから処理チャンバへ基板を移動させるためには基板ハンドリングロボットを使用することができる。ロードロックは一般的に２つのアクセスポイントを有する密封可能なチャンバを備える。２つのアクセスポイントの一つを開き、基板を密封可能なチャンバ内に置くことによって基板をロードロック内に置くことができる。密封可能なチャンバはその後ほぼ真空状態に引かれる。第２のアクセスポイントがその後開かれ、基板は一般的にハンドリングロボットによって取り出される。処理チャンバから基板を退出させるにはこのプロセスが逆の順序で行われる。本開示において、「処理チャンバ」という語は基板の任意の出発点と到着点を記述するために使用されている。例えば、処理チャンバは、注入、堆積、エッチング、ドーピング、アモルファス化などの特定のプロセスを実行するために使用することができる。

図１は、一実施形態に係る基板ハンドリング及び加熱システム１００の上面図を示す。基板ハンドリングシステム１００は処理チャンバ１１０を備え、処理チャンバ１１０は一以上のロードロック１２０ａ−１２０ｂと連通している。

上述したように、処理チャンバ１１０は、注入、エッチング、アニーリング又は堆積などの処理が実行されるチャンバであってもよい。処理チャンバ１１０は真空状態又はほぼ真空状態に維持されてもよい。処理チャンバ１１０は処理中基板が置かれるプラテン１１５を含んでもよい。プラテン１１５は静電クランプ（ＥＳＣ）であってもよいが、他のタイプのプラテンも本開示の範囲に含まれる。特定の実施形態では、プラテン１１５は基板を５００℃以上の温度に加熱し得る加熱プラテンであってもよい。

基板１０を外部環境から処理チャンバ１１０に移送するために一以上のロードロック１２０ａ−ｂが使用される。各ロードロック１２０ａ−ｂはそれぞれの基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂでアクセス可能である。アライメントステーション１４０が処理チャンバ１１０内に配置される。各基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂはそれぞれのロードロック１２０ａ−ｂ、プラテン１１５及びアライメントステーション１４０にアクセスし得る。

アライメントステーションは基板１０を特定の向きにアライメントするために使用される。基板は一般的に切欠きのような位置インデックスを含む。この切欠きは基板の向きを決定し、その向きは一般的にそれらが処理されるときすべての基板に対して一定である。しかしながら、基板の向きはそれらがロードロック１２０ａ−ｂから処理チャンバ１１０に入るとき不定である。アライメントステーション１４０はこのアライメントを実行する。

一般的に、アライメントステーション１４０は回転表面を備え、到着基板が基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂによってその回転表面上に置かれる。アライメントステーション１４０は図２により詳しく示される検出システム１４５も含む。アライメントシステム１４０の上方にＬＥＤアレイ１５０が配置される。幾つかの実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は、基板１０が回転表面上に置かれるとき基板より１〜２０ｃｍ上にしてもよい。他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は基板より１〜１０ｃｍ上にしてもよい。基板１０が回転表面上に置かれた後に、回転表面は回転され、所定の回転数後に基板は正しい向きに置く。基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂはその後正しい向きに置かれた基板をプラテン１１５へ移送する。

基板が回転表面の上に置かれ、その向きを決定するために回転される間、ＬＥＤアレイ１５０を作動させて基板をこの時間中加熱することができる。ＬＥＤアレイ１５０は、基板により容易に吸収される一つの波長又は複数の波長の光を放射する複数の高出力ＬＥＤを備えることができる。例えば、シリコンは約０．４〜１．０μｍの波長範囲において高い吸収性及び低い透過性を示す。シリコンは０．４〜１．０μｍの波長範囲において放射されるエネルギーの５０％以上を吸収する。この波長範囲内で発光するＬＥＤを使用し得る。特定の実施形態では、ＧａＮからなるＬＥＤを使用する。これらのＧａＮ ＬＥＤは約４５０μｍの波長で発光する。他の実施形態では、ＧａＰ ＬＥＤを使用する。これらのＬＥＤは６１０〜７６０μｍの波長で発光する。

ＬＥＤアレイ１５０を構成するＬＥＤはサイズを変更してもよい。特定の実施形態では、各ＬＥＤは１．３ｍｍ×１．７ｍｍとしてもよい。別の実施形態では、各ＬＥＤは１ｍｍ×１ｍｍとしてもよい。他の寸法のＬＥＤも本開示の範囲に含まれること勿論である。ＬＥＤアレイ１５０内のＬＥＤの密度を変更してもよい。例えば、一実施形態では、８．６５個のＬＥＤ／ｃｍ^２の密度を使用してもよい。別の実施形態では、１８．１個のＬＥＤ／ｃｍ^２の密度を使用してもよい。他の実施形態では、７８個のＬＥＤ／ｃｍ^２までの密度を使用してもよい。従って、ＬＥＤアレイ１５０の密度は本開示により限定されない。

ＬＥＤアレイ１５０は、幾つかの実施形態では、回転表面上の基板の全体を覆うように配置してもよい。他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は回転表面上に置かれた基板の一部分のみを覆うように配置してもよい。基板は加熱処理中回転するため、基板の中心部近くに配置されるＬＥＤよりも基板の外縁部近くに配置されるＬＥＤの方が高い密度又は数を有するように構成してもよい。ＬＥＤアレイ１５０のＬＥＤの実際の配置は加熱する基板の半径と回転表面の角速度とに基づいて決定することができる。

図２は、一実施形態に係わるアライメントステーション１４０及びＬＥＤアレイ１５０の側面図を示す。アライメントステーション１４０は、基板１０を載置し得る回転表面１４１を備える。アライメントステーション１４０は検出システム１４５も備える。検出システム１４５は、基板１０の一方の側に配置されたエミッタ１４６と基板１０の反対側に配置された検出器１４７との間で電磁エネルギー（例えば、可視光、赤外エネルギー又は紫外光）の通過を検出するために使用することができる。基板１０が回転するにつれて、検出器１４７により受光される光の量は、基板の切欠きがエミッタ１４６及び検出器１４７と整列するとき増加し、切欠きがエミッタ１４６及び検出器１４７と整列しないとき減少する。この検出光の増加を検出することによって、検出システム１４５は基板１０の切欠きの正確な位置を決定することができる。切欠きの位置が決定されたとき、回転表面１４を停止することができるため、基板１０の切欠きは所定の位置に置かれる。その後、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂが基板１０を回転表面１４１から取り出し、基板１０をプラテン１１５へ移送することができる。

図２に示す実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は、基板１０の全体の上方に、少なくとも一方向に配置されている。上述したように、ＬＥＤアレイ１５０のＬＥＤは４５０ｎｍ又は６１０〜７６０ｎｍの波長で発光し得る。従って、特定の実施形態では、検出システム１４５はその検出のために異なる波長を使用することができる。例えば、可視光を使用しないで、エミッタ１４６は赤外光又は紫外光を放射してもよい。特定の実施形態では、エミッタ１４６は４５０ｎｍを除く可視光スペクトルの一部分の光、例えば赤色光を放射してもよい。特定の実施形態では、エミッタは６１０−７６０ｎｍを除く可視光スペクトルの一部分の光を放射してもよい。これらの実施形態の各々において、検出器１４７はエミッタ１４６により放射される波長範囲のみを検出するように選択される。他の実施形態では、エミッタ１４６は可視光を使用してもよく、検出器１４７はＬＥＤアレイ１５０から放射される光をフィルタ除去するノッチフィルタを含んでもよい。特定の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は回転表面１４１の上方に、ＬＥＤアレイ１５０から放射された光が検出器１４７に到達しない又はその検出を妨害しないような位置に配置される。

特定の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は、基板１０が回転表面１４１上に置かれたとき作動させてもよい。特定の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は回転表面１４１が回転し始めるとき作動させてもよい。幾つかの実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は回転が停止したとき作動停止される。他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は基板１０が回転表面１４１から除去されるとき作動停止される。コントローラ１６０は、ＬＥＤアレイ１５０の作動をアライメントステーション１４０の作動と又は基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂの作動と連携させるために使用してもよい。特定の実施形態では、コントローラ１６０は、アライメントステーション１４０及び基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂの少なくとも一つから入力を受信してもよい。コントローラ１６０はその後これらの入力に基づいてＬＥＤアレイ１５０を作動及び作動停止する。

例えば、コントローラ１６０は、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂから、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂが基板１０を回転表面１４１上に載置していることをコントローラ１６０に知らせる情報を受信することができる。この情報は基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂの動きに関する情報であっても、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂの位置に関する情報であってもよい。例えば、コントローラ１６０は、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂのアームがアライメントステーション１４０に向って延ばされているという情報を受信してもよい。この情報に基づいて、コントローラ１６０は基板が回転表面１４１上に載置されたことを決定することができる。特定の実施形態では、コントローラ１６０はアライメントステーション１４０からの情報を受信してもよい。例えば、コントローラ１６０は検出システム１４５から、基板１０が検出システムの通路内にあることを示す情報を受信してもよい。コントローラ１６０は回転表面１４１の状態、例えば回転表面１４１が移動しているかどうかに関する情報を受信してもよい。コントローラ１６０はＬＥＤアレイ１５０を作動及び作動停止する適切な時間を決定するために任意の情報源からの情報を使用してもよい。

特定の実施形態では、コントローラ１６０はアライメントステーション１４０又は基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂに出力も供給する。例えば、特定の実施形態では、基板１０を所望の温度まで加熱するための時間は基板１０を適切にアライメントするための時間を越える可能性がある。これらの実施形態では、コントローラ１６０はアライメントステーション１４０に、アライメント処理を長期間に亘って続けるように通知してよい。他の実施形態では、アライメントステーションで使用される最小時間を基板１０の適切な加熱を保証するように調整してもよい。

図２−図４はＬＥＤアレイ１５０のための専用コントローラ１６０を示すが、他の構成を使用してもよい。例えば、ＬＥＤアレイ１５０の制御はアライメントステーション１４０と関連するコントローラにより実行してもよい。従って、別個のコントローラ１６０が示されているが、このコントローラは基板ハンドリング及び加熱システム内の他のコンポーネントを制御するために使用してもよい。

図２は基板１０の上方を覆うように配置されたＬＥＤアレイ１５０を示すが、他の実施形態も可能である。例えば、特定の実施形態では、図３に示すように、第２のＬＥＤアレイ１５１を基板１０の底面の下に配置してもよい。この第２のＬＥＤアレイ１５１は基板１０の全体の下になるように配置してもよい。特定の実施形態では、第２のＬＥＤアレイ１５１は基板１０の一部分の下にのみ配置してもよい。特定の実施形態では、第２のＬＥＤアレイ１５１はＬＥＤアレイ１５０により与えられる加熱を補うために使用される。このようにすると、基板１０をより急速に加熱することができ、基板１０がアライメントステーション１４０に置かれる時間を最小化することができる。

図４はＬＥＤアレイ１５０が基板１０の一部分のみを覆う別の実施形態を示す。例えば、この実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は検出システム１４５の位置とは反対側の基板１０の一部分を覆うように配置される。このようにすると、ＬＥＤアレイ１５０により放射された光は検出システム１４５を妨害し得ない。基板１０は回転表面１４１上にある間に回転されるため、ＬＥＤアレイ１５０が基板１０の表面積より小さくても、基板１０のすべての部分が均等に加熱される。

ＬＥＤアレイ１５０を構成するＬＥＤはゾーンに分割し、各ゾーン内のＬＥＤは単一体として働くようにしてもよい。換言すれば、個々のゾーン内のすべてのＬＥＤは一緒に点灯かつ消灯される。更に、コントローラ１６０により個々のゾーン内の各ＬＥＤに供給される電力は同じにしてもよい。

幾つかの他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０内のＬＥＤは一つのゾーンとし、そのすべてのＬＥＤが同時に点灯かつ消灯され、同じ電力が供給されるようにしてもよい。他の実施形態では、各ゾーンはＬＥＤアレイ１５０内のＬＥＤの全数より少ない複数のＬＥＤを含む。他の実施形態では、各ゾーンは単一のＬＥＤを含んでもよい。更に、ゾーンは異なる形状及び数のＬＥＤを含んでもよい。更に、ＬＥＤアレイ１５０をゾーンに分割することによって、ＬＥＤアレイ１５０内のＬＥＤの駆動を、所望の基板温度を達成するように、回転表面１４１の角速度及び基板１０が回転表面１４１上にある時間に基づいてカスタマイズすることができる。

ＬＥＤアレイ１５０は複数の異なる形状に形成してもよい。例えば、特定の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は円形アレイであり、その直径は基板１０の直径より僅かに大きくしてもよい。この実施形態では、ＬＥＤは基板１０全体に配列することができる。他の実施形態では、コントローラ１６０がＬＥＤアレイ１５０内の各ゾーンに供給される電力を変化させてもよい。

別の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は基板１０と同じ形状にしなくてもよい。例えば、特定の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は矩形の形状にしてもよい。例えば、処理チャンバ１１０の形状によってはＬＥＤアレイ１５０を基板１０の全体を覆うように配置することが困難になり得る。更に、検出システム１４５も、ＬＥＤアレイ１５０を基板１０の全体を覆うように配置することを困難にし得る。特定の実施形態では、基板は３００ｍｍの直径を有し得る。ＬＥＤアレイ１５０は、例えば５００ｍｍの長さと幅を有する矩形にしてもよい。他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０の寸法の少なくとも一つは基板１０の直径より小さくしてもよく、例えば１００ｍｍ程度にしてもよい。

図５Ａ−５Ｃは、基板１０を覆う矩形として構成されたＬＥＤアレイ１５０を示す。ＬＥＤアレイ１５０は他の形状にしてもよいこと勿論である。各実施形態において、基板１０は切欠き１１を備える。この切欠き１１はアライメントステーション１４０により検出され、正しい向きにされる。特定の実施形態では、検出システム１４５はＬＥＤアレイ１５０の片側に配置してもよい。例えば、図５Ａの実施形態では、検出システム１４５は切欠き１１に近接して配置してもよい。各実施形態において、ＬＥＤアレイ１５０は行及び列に配置された複数のＬＥＤ１５２を備える。これらの図において、斜線陰影で示されるＬＥＤ１５２は点灯されるが、残りのＬＥＤ１５２は消灯される。図５Ａに示すように、ＬＥＤアレイ１５０内のすべてのＬＥＤ１５２の点灯は基板１０の不均一な温度プロフィールを生じる可能性がある。これは、基板１０の中心に近い部分は常にＬＥＤアレイ１５０の下に位置するが、基板１０の外縁に近い部分は僅かな時間ＬＥＤアレイの下に位置するのみであるためである。

これを補償するために、ＬＥＤアレイ１５０内のＬＥＤは回転する基板１０をより均等に加熱するパターンで駆動することができる。これは、ＬＥＤアレイ１５０内の様々なＬＥＤ１５２の電力又は照度を変化させることによって達成することができる。図５Ｂは、点灯されるＬＥＤ１５２がＶ字パターンを形成する実施形態を示す。このＶ字パターンは２つのＶ字を有し、基板１０の約５０％が常に点灯されるＬＥＤ１５２の下に位置する。Ｖ字パターンはＬＥＤ１５２の一部分のみを点灯することによって生成することができる。他の実施形態では、ＬＥＤアレイ１５０は点灯される位置にのみＬＥＤ１５２を有するように設計される。更なる実施形態では、図５ＢのＶ字パターンを基板１０の２５％のみを覆う単一のＶ字に縮小してもよい。特定の実施形態では、Ｖ字は基板１０の中心で直角をなすものとして形成されない。例えば、特定の実施形態では、もっと小さい又は大きい角度をなすものとしてもよい。

他の構成も可能である。例えば、図５Ｃは別の実施形態を示し、ＬＥＤ１５２は「砂時計」パターンに点灯される。この実施形態においても、均一な温度プロフィールを保証するために、基板の外縁に近い部分でより多くのＬＥＤ１５２が点灯される。

他のパターンを使用してもよい。これらのパターンは、点灯されるＬＥＤ１５２のすべてに対して単一の電力レベルを使用して生成することができる。しかしながら、各ＬＥＤ１５２の電力レベルを変化させることによって、他のパターンも可能になる。例えば、図５Ａにおいて、基板の中心に近いＬＥＤ１５２よりも基板１０の外縁に近いＬＥＤにより多くの電力を供給すれば、より均一な温度プロフィールを達成することができる。

ＬＥＤアレイ１５０が基板１０を完全に覆わない実施形態では、基板１０の中心近くより外縁に沿ってより多くの光が放射されるようにＬＥＤ１５２を配置するのが有益である。これは、基板１０の外縁の線速度が基板１０の中心の線速度よりはるかに大きいためである。その結果として、基板１０の中心部は外縁部より長い期間に亘ってＬＥＤアレイ１５０の下に位置し得る。図５Ｂ−５Ｃに示すパターンは、これを補償するために、基板１０の外縁に近いＬＥＤ１５２の数を多くしている。図５Ｂ−５Ｃに示すパターン以外のパターンを使用してもよいこと勿論である。特定の実施形態では、ＬＥＤ１５２の数を基板１０の半径の関数として変化させる代わりに、ＬＥＤ１５２に供給される電力を半径に応じて変化させてもよい。例えば、上述したように、より高い電力を基板１０の外縁の近くに位置するＬＥＤ１５２に供給してもよい。

図５Ａ−５Ｃは基板１０の直径より大きい少なくとも一つの寸法を有するＬＥＤアレイ１５０を示すが、他の実施形態も本開示の範囲に含まれる。例えば、図６Ａは長さも幅も基板１０の直径より小さいＬＥＤアレイ１５０を示す。例えば、一実施形態では、基板１０は３００ｍｍの直径を有するが、ＬＥＤアレイ１５０の長い方の寸法は２５０ｍｍ以下にしてもよい。ＬＥＤアレイ１５０の短い方の寸法は、例えば１５０ｍｍ以下にしてもよい。ＬＥＤアレイ１５０を基板１０より所定の距離だけ上方に配置することによって、ＬＥＤから放射される光は分散して基板１０をその直径全体に亘って照明することができる。図６ＢはＬＥＤからの光が分散されて基板１０を照明する様子を示している。更に、上述したように、ＬＥＤアレイ１５０が基板１０より小さいという事実を補償するために、ＬＥＤアレイ１５０の外縁の近くでより高出力の又はより多くのＬＥＤを使用してもよい。

構成について説明したが、基板ハンドリング及び加熱システム１００の動作を図１及び図７を参照して説明する。最初に、ステップ７００に示すように、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂが基板１０をロードロック１２０ａ−ｂから取り出す。これは基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂのアームをそれぞれのロードロック１２０ａ−ｂ内に延ばし、基板１０を取り出すことによって達成され得る。

基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂはその後、ステップ７１０に示すように、基板１０をアライメントステーション１４０の上、より詳しくは回転表面１４１の上に置く。

このアクションは、ステップ７２０に示すように、アライメントシーケンスを開始し、回転表面１４１が回転を開始し、検出システム１４５が駆動される。基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂによるこのアクションはコントローラ１６０によってＬＥＤアレイ１５０を駆動するために使用してもよい。上述したように、他の実施形態では、アライメントステーション１４０の回転表面１４１の回転はコントローラ１６０に合図するために使用してもよい。

何れの実施形態でも、コントローラ１６０はその後、ステップ７３０に示すように、アライメントステーション１４０に近接して配置されたＬＥＤアレイ１５０を点灯する。上述したように、特定の実施形態では、基板１０が回転表面１４１上に置かれる間、ＬＥＤアレイ１５０は基板１０の少なくとも一部分の上方に位置してもよい。特定の実施形態では、基板１０が回転表面１４１上に置かれている間、第２のＬＥＤアレイ１５１は基板１０の少なくとも一部分の下方に位置してもよい。特定の実施形態では、複数のＬＥＤアレイを使用してもよい。

その後、ステップ７４０に示すように、アライメントプロセスが完了し、ＬＥＤアレイ１５０がコントローラ１６０により消灯される。これらの２つのイベントは同時に終了しないかもしれない。例えば、ＬＥＤアレイ１５０はアライメントプロセスが完了する前に作動停止されてもよい。基板１０を加熱する時間量は基板１０の現在温度と基板１０の目標最終温度とに基づいてもよい。他の実施形態では、アライメントプロセスは、基板が目標温度に達する前に完了してもよい。この実施形態では、回転表面１４１は基板１０の均一な温度プロフィールを保証するために回転し続けてもよい。

その後、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂは、ステップ７５０に示すように、アライメントステーション１４０の回転表面１４１から基板１０を取り出す。基板１０はその後、ステップ７６０に示すように、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂによってプラテン１１５の上に置かれる。

基板１０の処理が完了すると、基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂは基板１０をプラテン１１５から取り出し、ロードロック１２０ａ−ｂに戻すことができる。特定の実施形態では、基板１０をプラテン１１５に置くために使用される基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂは、基板１０をプラテン１１５から取り出すために使用される基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂと相違させてもよい。

本開示は基板ハンドリング及び加熱システムを、処理前に基板を加熱するという状況に関連して説明しているが、このシステムは他の状況で使用されてもよい。例えば、特定の実施形態では、処理チャンバ１１０は基板１０を低温で処理し得るように０℃未満のような低い温度に維持されることがある。この冷却された基板が処理直後にロードロック１２０ａ−ｂに直接戻される場合、基板上で凝縮が起こり得る。従って、低温処理の場合には、処理後に基板を温めるのが有益である。

基板１０の低温処理中に使用されるプロセスが図７及び図８に示されている。最初に、基板１０をロードロック１２０ａ−ｂからプラテン１１５へ移動させるために図７に示すシーケンスが使用される。しかしながら、この実施形態では、基板１０は低温で処理されるため、ステップ７３０は実行されない。基板１０の低温処理が終了した後、基板１０は、例えば図８に示すシーケンスを用いて、ロードロックに戻される。

最初に、基板１０は、ステップ８００に示すように、基板はロボット１３０ａ−ｂによってプラテン１１５から取り出される。基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂはその後、ステップ８１０に示すように、基板１０をアライメントステーション１４０の上に置く。特定の実施形態では、回転表面１４１が回転を開始し得る。他の実施形態では、回転表面１４１は静止したままにしてよい。その後、ステップ８２０に示すように、ＬＥＤアレイ１５０が駆動され、基板１０を温めることができる。このウォーミングプロセス中に、基板のアライメントを実行してもよいし、しなくてもよい。基板１０が目標の温度に達した後に、回転表面１４１は回転していれば停止され、ステップ８３０に示すように、基板１０を基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂによってアライメントステーション１４０から取り出すことができる。基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂはその後、ステップ８４０に示すように、温められた基板をロードロック１２０ａ−ｂ内に置く。

本願の上記の実施形態は多くの利点を有し得る。第１に、処理前の基板の加熱は一般的な半導体製造プロセスである。この加熱プロセスをアライメントプロセスと統合することによって、処理チャンバのスループットを向上させることができる。更に、加熱プロセスとアライメントプロセスの合体は予備加熱ステーションの除去も可能にする。これらの予備加熱ステーションは、コスト、設置面積及び複雑さを増加する。これらの予備加熱ステーションは処理チャンバ内の空間を消費する。更に、上述したように、基板ハンドリングロボットが処理チャンバにアクセスするので、予備加熱ステーションの場所が制限される。従って、多くの場合、処理チャンバ内の構成配置が混雑になり、空間に余裕がなくなり、処理チャンバのサービス及びメインテナンスが極めて困難になる。加えて、少なくとも２つのモーション（即ち予備加熱ステーションへの往復）がもはや基板ハンドリングロボット１３０ａ−ｂによって実行されないので、処理チャンバ内の基板の流れが簡略化される。

本開示の要旨は本明細書に記載されている具体的な実施形態により特定される範囲に限定されない。実際には、以上の記載及び添付図面の内容から、本明細書に記載された実施形態に加えて、本開示に対する他の様々な実施形態及び変更例が当業者に明らかであろう。従って、このような他の実施形態及び変更例は本開示の範囲に含まれることを意図している。更に、本開示は特定の目的のために特定の環境において特定の実施形態の文脈にて記載されているが、当業者は、その有用性はこれに限定されないこと及び、本開示は多くの目的のために多くの環境において有益に実行可能であることを認識するであろう。従って、以下に記載する請求項は本明細書に記載される本開示の全範囲及び精神に鑑みて解釈されるべきである。

Claims (10)

1. 処理チャンバと、
   前記処理チャンバ内に配置された基板ハンドリングロボットと、
   前記処理チャンバ内に配置されたアライメントステーションであって、前記アライメントステーションは、基板内の切欠きを用いて前記基板を適切な向きにアライメントし、前記アライメントステーションは、
   前記基板を載置する回転表面と、
   前記基板の一方の側に配置されたエミッタと前記基板の反対側に配置され前記エミッタからの光を受光する検出器とを含む、検出システムとを備える、アライメントステーションと、
   アライメントプロセス中に前記基板を均一に加熱するために前記アライメントステーションの上方に配置された複数のＬＥＤを含むＬＥＤアレイであって、前記ＬＥＤアレイは前記基板の全体より小さい前記基板の一部分のみの上方に配置され、前記複数のＬＥＤは前記基板により吸収される波長で発光し、前記ＬＥＤアレイからの光は前記検出システムに影響を与えない、ＬＥＤアレイと、を備え、
   前記基板は半径を有し、前記ＬＥＤアレイは、矩形であり、前記矩形を構成する一方の辺は前記基板の前記半径の２倍より大きい第１の寸法を有し、前記矩形を構成する他方の辺は前記基板の前記半径の２倍より小さい第２の寸法を有する、基板ハンドリング及び加熱システム。
2. 前記波長は０．４μｍ〜１．０μｍである、請求項１記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
3. 前記回転表面が回転している間前記複数のＬＥＤが点灯される、請求項１記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
4. 前記検出器は前記複数のＬＥＤにより放射される光と異なる第２の波長の光を検出する、請求項２記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
5. 前記検出器は前記複数のＬＥＤにより放射された光を除去するノッチフィルタを備える、請求項２記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
6. 前記複数のＬＥＤは、前記基板の中心部より基板の外側部により多くの光が照明されるようなパターンに配置される、請求項１記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
7. 処理チャンバ内に配置された基板ハンドリングロボットと、
   前記処理チャンバ内に配置されたアライメントステーションであって、前記アライメントステーションは、基板内の切欠きを用いて前記基板を適切な向きにアライメントし、前記アライメントステーションは、
   前記基板を載置する回転表面と、
   前記基板の一方の側に配置されたエミッタと前記基板の反対側に配置され前記エミッタからの光を受光する検出器とを含む、検出システムとを備える、アライメントステーションと、
   アライメントプロセス中に前記基板を加熱するために前記アライメントステーションの上方に配置された複数のＬＥＤを含むＬＥＤアレイであって、前記複数のＬＥＤは前記基板により吸収される波長で発光し、前記ＬＥＤアレイは前記基板の一部分の上方に配置されない、ＬＥＤアレイと、
   前記ＬＥＤアレイを点灯及び消灯するコントローラであって、前記コントローラは、アライメントプロセス中に前記ＬＥＤアレイを駆動し、前記基板の均一な温度プロフィールを達成し、前記基板の均一な温度プロフィールを達成するまで、及び、前記アライメントプロセスが完了するまで、前記回転表面が回転し続けるように、前記コントローラは、前記アライメントステーションと通信する、コントローラと、を備え、
   前記基板は半径を有し、前記ＬＥＤアレイは、矩形であり、前記矩形を構成する一方の辺は前記基板の前記半径の２倍より大きい第１の寸法を有し、前記矩形を構成する他方の辺は前記基板の前記半径の２倍より小さい第２の寸法を有する、基板ハンドリング及び加熱システム。
8. 前記コントローラは前記基板ハンドリングロボットと通信し、前記基板ハンドリングロボットの動き又は位置に基づいて前記ＬＥＤアレイを点灯する、請求項７記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
9. 前記コントローラは前記回転表面の回転に基づいて前記ＬＥＤアレイを点灯する、請求項７記載の基板ハンドリング及び加熱システム。
10. 前記コントローラ、前記アライメントステーション及び前記基板ハンドリングロボットは、前記基板が前記アライメントステーションの上に置かれ且つ前記基板が回転されている間、前記コントローラにより前記ＬＥＤアレイが点灯されるように、相互通信する、請求項７記載の基板ハンドリング及び加熱システム。

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