JP7365423B2 - 加熱冷却装置及び加熱冷却方法 - Google Patents

加熱冷却装置及び加熱冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7365423B2
JP7365423B2 JP2021550388A JP2021550388A JP7365423B2 JP 7365423 B2 JP7365423 B2 JP 7365423B2 JP 2021550388 A JP2021550388 A JP 2021550388A JP 2021550388 A JP2021550388 A JP 2021550388A JP 7365423 B2 JP7365423 B2 JP 7365423B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
led light
substrate
heating
led
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021550388A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021065203A1 (ja
Inventor
昇佐 遠藤
洋平 緑川
洋平 中込
圭宏 小林
康雄 中谷
進 斉藤
粲星 安
佑太 ▲高▼橋
隆浩 木嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of JPWO2021065203A1 publication Critical patent/JPWO2021065203A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7365423B2 publication Critical patent/JP7365423B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67173—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers in-line arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/6875—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of individual support members, e.g. support posts or protrusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Description

本開示は、加熱冷却装置及び加熱冷却方法に関する。
特許文献１には、基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理装置と、基板にＰＨＴ処理を行うＰＨＴ処理装置とを備えた処理システムが開示されている。ＰＨＴ処理装置は、基板を２枚、水平状態で載置する載置台を有し、載置台にはヒータが設けられている。このヒータによりＣＯＲ処理が施された後の基板を加熱して、ＣＯＲ処理により生成した反応生成物を気化（昇華）させるＰＨＴ処理が行われる。
特許第５３５２１０３号公報
本開示にかかる技術は、基板の加熱処理及び冷却処理を効率よく行う。
本開示の一態様は、チャンバと、前記チャンバの内部に設けられる複数の基板保持部であり、各基板保持部は、基板を保持するように構成される、複数の基板保持部と、前記チャンバの外部に設けられる複数のＬＥＤ光源であり、前記複数のＬＥＤ光源は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ＬＥＤ光源は、対応する前記基板保持部に保持された基板にＬＥＤ光を照射するように構成され、前記ＬＥＤ光は、当該基板を加熱する波長を有する、複数のＬＥＤ光源と、前記複数の基板保持部と前記複数のＬＥＤ光源との間に設けられる複数の透過窓であり、前記複数の透過窓は、前記複数のＬＥＤ光源にそれぞれ対応し、各透過窓は、対応する前記ＬＥＤ光源から照射された前記ＬＥＤ光を透過するように構成される、複数の透過窓と、前記チャンバの内部に設けられる複数のガス分配部であり、前記複数のガス分配部は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ガス分配部は、対応する前記基板保持部に保持された基板に冷却ガスを分配して供給するように構成される、複数のガス分配部と、前記複数のＬＥＤ光源に対応して設けられる複数のＬＥＤ実装基板であり、各ＬＥＤ実装基板の表面には、前記ＬＥＤ光源が実装される、複数のＬＥＤ実装基板と、前記複数のＬＥＤ実装基板に対応して設けられる複数の冷却板であり、各冷却板は、前記ＬＥＤ実装基板の裏面に設けられ、前記ＬＥＤ光源を冷却するように構成される、複数の冷却板と、を有する、加熱冷却装置である。
本開示によれば、基板の加熱処理及び冷却処理を効率よく行うことができる。
本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。 ＰＨＴモジュールの構成の概略を示す縦断面図である。 ＰＨＴモジュールの構成の概略を示す平面図である。 バッファの構成の概略を示す平面図である。 ＰＨＴモジュールにおいてＰＨＴ処理を行う様子を示す説明図である。 ＰＨＴモジュールにおけるＰＨＴ処理を行った実験結果を示すグラフである。 ＬＥＤ光源とＬＥＤ実装基板の構成を示す説明図である。 ＬＥＤ光源の構成の概略を示す平面図である。 ２つのＬＥＤ光源の制御チャンネルの構成を示す平面図である。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という場合がある。）の表面に形成された酸化膜をエッチングして除去する工程が行われている。例えば特許文献１に開示されているように、酸化膜のエッチング工程は、ＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）処理とＰＨＴ（Ｐｏｓｔ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理により行われる。
ＣＯＲ処理は、ウェハ上に形成された酸化膜と処理ガスとを反応させ、当該酸化膜を変質させて反応生成物を生成する処理である。ＰＨＴ処理は、ＣＯＲ処理において生成された反応生成物を加熱して気化させる加熱処理である。そして、これらＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を連続的に行うことにより、ウェハ上に形成された酸化膜のエッチングが行われる。
ここで、ＰＨＴ処理におけるウェハの加熱温度は、例えば３００℃程度である。一方、従来の特許文献１に記載のＰＨＴ処理装置では、載置台に埋設されたヒータによってウェハが加熱されるが、この加熱速度は例えば０．４５℃／秒程度である。このため、ウェハの加熱処理に時間がかかる。
また、従来のＰＨＴ処理装置では、加熱処理後のウェハを搬送アームが保持できる温度まで自然冷却する。この冷却速度は例えば０．５℃／秒程度であり、やはり時間がかかる。したがって、従来のＰＨＴ処理には改善の余地がある。
本開示にかかる技術は、ウェハの加熱処理及び冷却処理を効率よく行う。以下、本実施形態にかかるウェハ処理装置及びウェハ処理方法について、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おいては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜ウェハ処理装置＞
先ず、本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかるウェハ処理装置１の構成の概略を示す平面図である。本実施形態においては、ウェハ処理装置１が、基板としてのウェハＷにＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理、ＣＳＴ（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｔｏｒａｇｅ）処理、及びオリエント処理を行う、各種処理モジュールを備える場合を例に説明する。なお、本開示のウェハ処理装置１のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
図１に示すようにウェハ処理装置１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０ａ、２０ｂを介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の減圧モジュールを備える。
ロードロックモジュール２０ａは、大気部１０の後述するローダーモジュール３０から搬送されたウェハＷを、減圧部１１の後述するトランスファモジュール６０に引き渡すため、ウェハＷを一時的に保持する。ロードロックモジュール２０ａは、２枚のウェハＷを鉛直方向に沿って保持する上部ストッカ２１ａと下部ストッカ２２ａを有している。
ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２３ａが設けられたゲート２４ａを介して後述するローダーモジュール３０に接続されている。このゲートバルブ２３ａにより、ロードロックモジュール２０ａとローダーモジュール３０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。また、ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２５ａが設けられたゲート２６ａを介して後述するトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ２５ａにより、ロードロックモジュール２０ａとトランスファモジュール６０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
ロードロックモジュール２０ａにはガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続され、当該給気部と排気部によって内部が大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール２０ａは、大気圧雰囲気の大気部１０と、減圧雰囲気の減圧部１１との間で、適切にウェハＷの受け渡しができるように構成されている。
なお、ロードロックモジュール２０ｂはロードロックモジュール２０ａと同様の構成を有している。すなわち、ロードロックモジュール２０ｂは、上部ストッカ２１ｂと下部ストッカ２２ｂ、ローダーモジュール３０側のゲートバルブ２３ｂとゲート２４ｂ、トランスファモジュール６０側のゲートバルブ２５ｂとゲート２６ｂを有している。
なお、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂの数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。
大気部１０は、後述するウェハ搬送機構４０を備えたローダーモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２と、ウェハＷを冷却するＣＳＴモジュール３３と、ウェハＷの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール３４とを有している。
ローダーモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば３つのロードポート３２が並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂが並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の短辺を構成する一側面には、ＣＳＴモジュール３３が設けられている。ローダーモジュール３０の筐体の短辺を構成する他側面には、オリエンタモジュール３４が設けられている。
なお、ロードポート３２、ＣＳＴモジュール３３、及びオリエンタモジュール３４の数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設計できる。
フープ３１は複数、例えば１ロット２５枚のウェハＷを等間隔で多段に重なるようにして収容する。また、ロードポート３２に載置されたフープ３１の内部は、例えば、大気や窒素ガスなどで満たされて密閉されている。
ＣＳＴモジュール３３は、複数、例えばフープ３１に収容される枚数以上のウェハＷを等しい間隔で多段に収容することができ、当該複数のウェハＷの冷却処理を行う。
オリエンタモジュール３４は、ウェハＷを回転させて水平方向の向きの調節を行う。具体的に、オリエンタモジュール３４は、複数のウェハＷのそれぞれにウェハ処理を行うにあたり、当該ウェハ処理毎に、基準位置（例えばノッチ位置）からの水平方向からの向きが同じになるように調節される。
ローダーモジュール３０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム４１ａ、４１ｂと、搬送アーム４１ａ、４１ｂを回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。ウェハ搬送機構４０は、ローダーモジュール３０の筐体の内部において長手方向に移動可能に構成されている。
減圧部１１は、２枚のウェハＷを同時に搬送するトランスファモジュール６０と、トランスファモジュール６０から搬送されたウェハＷにＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュール６１と、ＰＨＴ処理を行うＰＨＴモジュール６２とを有している。トランスファモジュール６０、ＣＯＲモジュール６１、及びＰＨＴモジュール６２の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。トランスファモジュール６０に対し、ＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２は複数、例えば３つずつ設けられている。
トランスファモジュール６０は内部が矩形の筐体からなり、上述したようにゲートバルブ２５ａ、２５ｂを介してロードロックモジュール２０ａ、２０ｂに接続されている。トランスファモジュール６０は、ロードロックモジュール２０ａに搬入されたウェハＷを一のＣＯＲモジュール６１、一のＰＨＴモジュール６２に順次搬送してＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を施した後、ロードロックモジュール２０ｂを介して大気部１０に搬出する。
ＣＯＲモジュール６１の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つのステージ６３、６３が設けられている。ＣＯＲモジュール６１は、ステージ６３、６３にウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＣＯＲ処理を行う。なお、ＣＯＲモジュール６１には、処理ガスやパージガスなどを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続されている。
また、ＣＯＲモジュール６１は、ゲートバルブ６４が設けられたゲート６５を介してトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ６４により、トランスファモジュール６０とＣＯＲモジュール６１の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
ＰＨＴモジュール６２の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つの後述するバッファ１０１ａ、１０１ｂが設けられている。ＰＨＴモジュール６２は、バッファ１０１ａ、１０１ｂにウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＰＨＴ処理を行う。なお、ＰＨＴモジュール６２の具体的な構成は後述する。
また、ＰＨＴモジュール６２は、ゲートバルブ６６が設けられたゲート６７を介してトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ６６により、トランスファモジュール６０とＰＨＴモジュール６２の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
トランスファモジュール６０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、２枚のウェハＷを保持して移動する搬送アーム７１ａ、７１ｂと、搬送アーム７１ａ、７１ｂを回転可能に支持する回転台７２と、回転台７２を搭載した回転載置台７３とを有している。また、トランスファモジュール６０の内部には、トランスファモジュール６０の長手方向に延伸するガイドレール７４が設けられている。回転載置台７３はガイドレール７４上に設けられ、ウェハ搬送機構７０をガイドレール７４に沿って移動可能に構成されている。
トランスファモジュール６０では、ロードロックモジュール２０ａにおいて上部ストッカ２１ａと下部ストッカ２２ａに保持された２枚のウェハＷを搬送アーム７１ａで受け取り、ＣＯＲモジュール６１に搬送する。また、ＣＯＲ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム７１ａが保持し、ＰＨＴモジュール６２に搬送する。また更に、ＰＨＴ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム７１ｂが保持し、ロードロックモジュール２０ｂに搬出する。
以上のウェハ処理装置１には、制御部８０が設けられている。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えた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、ウェハ処理装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理モジュールや搬送機構などの駆動系の動作を制御して、ウェハ処理装置１における後述のウェハ処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、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から制御部８０にインストールされたものであってもよい。
＜ウェハ処理装置の動作＞
本実施形態にかかるウェハ処理装置１は以上のように構成されている。次に、ウェハ処理装置１におけるウェハ処理について説明する。
先ず、複数のウェハＷを収納したフープ３１がロードポート３２に載置される。
次に、ウェハ搬送機構４０によって、フープ３１から２枚のウェハＷが取り出され、オリエンタモジュール３４に搬送される。オリエンタモジュール３４においてウェハＷは、基準位置（例えばノッチ位置）からの水平方向からの向きが調節（オリエント処理）される。
次に、ウェハ搬送機構４０によって、２枚のウェハＷがロードロックモジュール２０ａに搬入される。ロードロックモジュール２０ａに２枚のウェハＷが搬入されると、ゲートバルブ２３ａが閉じられ、ロードロックモジュール２０ａ内が密閉され、減圧される。その後、ゲートバルブ２５ａが開放され、ロードロックモジュール２０ａの内部とトランスファモジュール６０の内部が連通される。
次に、ロードロックモジュール２０ａとトランスファモジュール６０が連通すると、ウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１ａによって２枚のウェハＷが保持され、ロードロックモジュール２０ａからトランスファモジュール６０に搬入される。続いて、ウェハ搬送機構７０が一のＣＯＲモジュール６１の前まで移動する。
次に、ゲートバルブ６４が開放され、２枚のウェハＷを保持する搬送アーム７１ａがＣＯＲモジュール６１に進入する。そして、搬送アーム７１ａからステージ６３、６３のそれぞれに、１枚ずつウェハＷが載置される。その後、搬送アーム７１ａはＣＯＲモジュール６１から退出する。
次に、搬送アーム７１ａがＣＯＲモジュール６１から退出すると、ゲートバルブ６４が閉じられ、ＣＯＲモジュール６１において２枚のウェハＷに対してＣＯＲ処理が行われる。ＣＯＲ処理では、酸化膜の表面に処理ガスを供給し、酸化膜と処理ガスとを化学反応させ、当該酸化膜を変質させて反応生成物を生成する。この処理ガスには例えばフッ化水素ガスとアンモニアガスが用いられ、反応生成物としてフルオロ珪酸アンモニウム（ＡＦＳ）が生成される。
次に、ＣＯＲモジュール６１におけるＣＯＲ処理が終了すると、ゲートバルブ６４が開放され、搬送アーム７１ａがＣＯＲモジュール６１に進入する。そして、ステージ６３、６３から搬送アーム７１ａに２枚のウェハＷが受け渡され、搬送アーム７１ａで２枚のＷが保持される。その後、搬送アーム７１ａはＣＯＲモジュール６１から退出し、ゲートバルブ６４が閉じられる。
次に、ウェハ搬送機構７０がＰＨＴモジュール６２の前まで移動する。続いて、ゲートバルブ６６が開放され、２枚のウェハＷを保持する搬送アーム７１ａがＰＨＴモジュール６２に進入する。そして、搬送アーム７１ａからバッファ１０１ａ、１０１ｂのそれぞれに、１枚ずつウェハＷが載置される。その後、搬送アーム７１ａはＰＨＴモジュール６２から退出する。続いて、ゲートバルブ６６が閉じられ、２枚のウェハＷに対してＰＨＴ処理が行われる。なお、このＰＨＴ処理の具体的な処理は後述する。
次に、ウェハＷのＰＨＴ処理が終了すると、ゲートバルブ６６が開放され、搬送アーム７１ｂがＰＨＴモジュール６２に進入する。そして、ステージ６４ａ、６４ｂから搬送アーム７１ｂに２枚のウェハＷが受け渡され、搬送アーム７１ｂで２枚のウェハＷが保持される。その後、搬送アーム７１ｂはＰＨＴモジュール６２から退出し、ゲートバルブ６６が閉じられる。
次に、ゲートバルブ２５ｂが開放され、ウェハ搬送機構７０によって２枚のウェハＷがロードロックモジュール２０ｂに搬入される。ロードロックモジュール２０ｂ内にウェハＷが搬入されると、ゲートバルブ２５ｂが閉じられ、ロードロックモジュール２０ｂ内が密閉され、大気開放される。
次に、ウェハ搬送機構４０によって、２枚のウェハＷがＣＳＴモジュール３３に搬送される。ＣＳＴモジュール３３では、ウェハＷにＣＳＴ処理が行われ、当該ウェハＷが冷却される。
次に、ウェハ搬送機構４０によって、２枚のウェハＷがフープ３１に戻されて収容される。こうして、ウェハ処理装置１における一連のウェハ処理が終了する。
＜ＰＨＴモジュール＞
次に、加熱冷却装置としてのＰＨＴモジュール６２の構成について説明する。図２は、ＰＨＴモジュール６２の構成の概略を示す縦断面図である。図３は、ＰＨＴモジュール６２の内部構成の概略を示す平面図である。なお、本実施形態のＰＨＴモジュール６２では、複数、例えば２枚のウェハＷに対して処理を行う。
ＰＨＴモジュール６２は、気密に構成されたチャンバ１００と、チャンバ１００の内部でウェハＷを保持する複数、本実施形態では２つの基板保持部としてのバッファ１０１ａ、１０１ｂと、各バッファ１０１ａ、１０１ｂを昇降させる２つの移動機構としての昇降機構１０２ａ、１０２ｂと、チャンバ１００の内部にガスを供給する給気部１０３と、バッファ１０１ａ、１０１ｂに保持されたウェハＷを加熱する加熱部１０４と、チャンバ１００の内部のガスを排出する排気部１０５と、を有している。
チャンバ１００は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属により形成された、全体として例えば略直方体状の容器である。チャンバ１００は、平面視の形状が例えば略矩形で上面及び下面が開口した筒状の側壁１１０と、側壁１１０の上面を気密に覆う天井板１１１と、側壁１１０の下面を覆う底板１１２を有している。側壁１１０の上端面と天井板１１１との間には、チャンバ１００の内部を気密に保つシール部材１１３が設けられている。また、側壁１１０、天井板１１１、底板１１２のそれぞれにはヒータ（図示せず）が設けられており、ヒータにより側壁１１０、天井板１１１、底板１１２を例えば１００℃以上に加熱することで、例えば昇華したＡＦＳなどの付着物（デポ）が付着するのを抑制する。
底板１１２の一部は開口し、当該開口部分には透過窓１１４ａ、１１４ｂが嵌め込まれている。透過窓１１４ａ、１１４ｂは、バッファ１０１ａ、１０１ｂと後述するＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの間に設けられ、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂからのＬＥＤ光を透過させるように構成されている。透過窓１１４ａ、１１４ｂの材料はＬＥＤ光を透過させるものであれば特に限定されないが、例えば石英が用いられる。また、後述するようにＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂは２つのバッファ１０１ａ、１０１ｂに対応して設けられ、透過窓１１４ａ、１１４ｂはこれら２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂに対応して２つ設けられている。
透過窓１１４ａ、１１４ｂの下面には、例えばヒータ（図示せず）を内蔵した加熱板１１５ａ、１１５ｂが設けられている。加熱板１１５ａ、１１５ｂは、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂからのＬＥＤ光を透過させるように構成されている。加熱板１１５ａ、１１５ｂの材料はＬＥＤ光を透過させるものであれば特に限定されないが、例えば透明の石英に電熱線・導電性の物質を付着させたヒータが用いられる。そして、加熱板１１５ａ、１１５ｂで透過窓１１４ａ、１１４ｂを例えば１００℃以上に加熱することで、当該透過窓１１４ａ、１１４ｂに付着物（デポ）が付着するのを抑制し、透過窓１１４ａ、１１４ｂが曇るのを抑制することができる。
透過窓１１４ａ、１１４ｂは、底板１１２の上面に設けられた支持部材１１６に支持されている。底板１１２と透過窓１１４ａ、１１４ｂ（加熱板１１５ａ、１１５ｂ）との間には、チャンバ１００の内部を気密に保つシール部材１１７が設けられている。
バッファ１０１ａ、１０１ｂはチャンバ１００の内部に２つ設けられ、各バッファ１０１ａ、１０１ｂはウェハＷを保持する。バッファ１０１ａ、１０１ｂはそれぞれ、図４に示すように略Ｃ字型に構成されたアーム部材１２０を有している。アーム部材１２０は、ウェハＷの径より大きい曲率半径でウェハＷの周縁部に沿って湾曲している。アーム部材１２０には、当該アーム部材１２０から内側に突出し、ウェハＷの裏面外周部を保持する保持部材１２１が複数箇所、例えば３箇所に設けられている。各保持部材１２１は、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂからのＬＥＤ光を透過させるように構成されている。保持部材１２１の材料はＬＥＤ光を透過させるものであれば特に限定されないが、例えば石英が用いられる。なお、従来の特許文献１に記載のように、例えばアルミニウム製の載置台にウェハＷを載置する場合、当該ウェハＷの裏面にアルミニウム成分が転写し、ウェハＷの裏面の金属汚染が発生するおそれがある。この点、本実施形態では、ウェハＷの裏面外周部が保持されるので、金属汚染を抑制することができる。
３つの保持部材１２１のうち、１つの保持部材１２１には、ウェハＷの裏面に接触して、当該ウェハＷの温度を測定する温度測定部としての温度測定ピン１２２が設けられている。温度測定ピン１２２の内部には、例えば熱電対が設けられ、ウェハＷの温度を測定する。また温度測定ピン１２２は、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂからのＬＥＤ光を透過させるように構成されている。温度測定ピン１２２の材料はＬＥＤ光を透過させるものであれば特に限定されないが、例えばウェハＷの裏面に接触する部分にはサファイアが用いられ、熱電対を内蔵する部分には石英が用いられる。
なお、本実施形態では、ウェハＷの温度を測定するために、接触型の温度測定ピン１２２を用いたが、温度測定部はこれに限定されない。例えば温度測定部として、非接触型の温度センサを用いてもよいし、間接式の温度測定部を用いてもよい。非接触型の温度センサには、例えば放射温度計が用いられ、天井板１１１の外部に設けられる。そして、この非接触型の温度センサにより、ウェハＷの温度が上方から測定される。間接式の温度測定部は、ウェハＷと同じ材料であるシリコンから構成される加熱物と、シース熱電対とを有している。そして、ウェハＷに照射されるＬＥＤ光が加熱物にも照射され、加熱された加熱物の温度をシース熱電対で測定することで、ウェハＷの温度を換算により求める。
３つの保持部材１２１のうち、残りの２つの保持部材１２１には、ウェハＷを保持する支持ピン１２３が設けられる。支持ピン１２３は単にウェハＷを支持するものであり、温度測定ピン１２２のように熱電対は内蔵されていない。また支持ピン１２３は、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂからのＬＥＤ光を透過させるように構成されている。支持ピン１２３の材料はＬＥＤ光を透過させるものであれば特に限定されないが、例えば石英が用いられる。
昇降機構１０２ａ、１０２ｂは２つ設けられ、各昇降機構１０２ａ、１０２ｂはバッファ１０１ａ、１０１ｂを昇降させる。昇降機構１０２ａ、１０２ｂはそれぞれ、図２に示すようにチャンバ１００の外部に設けられたバッファ駆動部１３０と、バッファ１０１ａ、１０１ｂのアーム部材１２０を支持し、且つバッファ駆動部１３０に接続され、チャンバ１００の底板１１２を貫通してチャンバ１００の内部を鉛直上方に延伸する駆動軸１３１を有している。バッファ駆動部１３０には、例えばモータドライバ（図示せず）によって駆動するアクチュエータが用いられる。そして昇降機構１０２ａ、１０２ｂは、バッファ駆動部１３０によって駆動軸１３１を昇降させることで、バッファ１０１ａ、１０１ｂを任意の高さ位置に配置させることができる。その結果、後述するようにウェハＷの加熱処理を行う位置と冷却処理を行う位置を適切に調整することができる。
給気部１０３は、チャンバ１００の内部にガス（冷却ガス及びパージガス）を供給する。給気部１０３は、チャンバ１００の内部にガスを分配して供給するガス分配部としてのシャワーヘッド１４０ａ、１４０ｂを有している。シャワーヘッド１４０ａ、１４０ｂは、チャンバ１００の天井板１１１の下面に、バッファ１０１ａ、１０１ｂに対応して２つ設けられている。シャワーヘッド１４０ａ、１４０ｂはそれぞれ、例えば下面が開口し、天井板１１１の下面に支持された略円筒形の枠体１４１と、当該枠体１４１の内側面に嵌め込まれた略円板状のシャワープレート１４２を有している。シャワープレート１４２は、枠体１４１の天井部と所望の距離を離して設けられている。これにより、枠体１４１の天井部とシャワープレート１４２の上面との間には空間１４３が形成されている。また、シャワープレート１４２には、当該シャワープレート１４２を厚み方向に貫通する開口１４４が複数設けられている。
枠体１４１の天井部とシャワープレート１４２との間の空間１４３には、ガス供給管１４５を介してガス供給源１４６が接続されている。ガス供給源１４６は、冷却ガス又はパージガスとして例えばＮ２ガスやＡｒガスなどを供給可能に構成されている。そのため、ガス供給源１４６から供給されたガスは、空間１４３、シャワープレート１４２を介して、バッファ１０１ａ、１０１ｂに保持されたウェハＷに向かって供給される。また、ガス供給管１４５にはガスの供給量を調節する流量調節機構１４７が設けられており、各ウェハＷに供給するガスの量を個別に制御できるように構成されている。
加熱部１０４は、バッファ１０１ａ、１０１ｂに保持されたウェハＷを加熱する。加熱部１０４は、チャンバ１００の外部に設けられた２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂと、各ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂを表面に実装するＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂを有している。ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂはチャンバ１００の底板１１２の下部に嵌め込まれるように設けられ、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂは透過窓１１４ａ、１１４ｂの下方に配置される。すなわち、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂは、バッファ１０１ａ、１０１ｂ、シャワーヘッド１４０ａ、１４０ｂ及び透過窓１１４ａ、１１４ｂのそれぞれに対応して設けられている。そして、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂから発せられたＬＥＤ光は、透過窓１１４ａ、１１４ｂを透過し、バッファ１０１ａ、１０１ｂに保持されたウェハＷに照射される。このＬＥＤ光により、ウェハＷが所望の温度に加熱される。
なお、ＬＥＤ光は、石英からなる透過窓１１４ａ、１１４ｂを透過し、シリコンからなるウェハＷに吸収される波長を有する。具体的には、ＬＥＤ光の波長は、例えば４００ｎｍ～１１００ｎｍであり、より好ましくは８００ｎｍ～１１００ｎｍであり、本実施形態では８５５ｎｍである。
ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの裏面には、伝熱シート１５２ａ、１５２ｂを介して、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂを冷却する冷却板１５３ａ、１５３ｂが設けられている。ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂと冷却板１５３ａ、１５３ｂの間には微小な隙間ができるため、伝熱シート１５２ａ、１５２ｂを設けて熱伝達を向上させる。冷却板１５３ａ、１５３ｂの内部には、冷却媒体として、例えば冷却水が流通する。冷却板１５３ａ、１５３ｂにはそれぞれ、冷却水供給管１５４を介して、冷却水を供給可能に構成された冷却水供給源１５５が接続されている。
冷却板１５３ａ、１５３ｂの下方には、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂを制御するＬＥＤ制御基板１５６が設けられている。ＬＥＤ制御基板１５６は、２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂに共通に設けられている。ＬＥＤ制御基板１５６には、ＬＥＤ電源１５７が接続されている。ＬＥＤ制御基板１５６の表面には、例えばＦＥＴやダイオードなどの冷却が必要な部品１５８が実装されている。これらの部品１５８は、伝熱パッド１５９を介して冷却板１５３ａ、１５３ｂに設けられている。すなわち冷却板１５３ａ、１５３ｂは、上述したＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂに加えて、部品１５８も冷却する。なお、ＬＥＤ制御基板１５６において冷却が不要な部品１６０は、当該ＬＥＤ制御基板１５６の裏面に設けられる。
排気部１０５は、チャンバ１００の内部のガスを排出する排気管１７０を有している。排気管１７０は、図３に示すように、底板１１２において透過窓１１４ａ、１１４ｂの外側に配置されている。ウェハＷの下方には、透過窓１１４ａ、１１４ｂやＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂなどが設けられているため、排気管１７０はこれら透過窓１１４ａ、１１４ｂやＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂなどからオフセットした位置に配置される。排気管１７０には、図２に示すように、バルブ１７１を介してポンプ１７２が接続されている。バルブ１７１には、例えば自動圧力制御バルブ（ＡＰＣバルブ）が用いられる。ポンプ１７２には、例えばターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）が用いられる。そしてポンプ１７２を用いる場合、チャンバ１００の内部のガスを大きな圧力で強制的に排出することができる。
＜ＰＨＴモジュールの動作＞
本実施形態にかかるＰＨＴモジュール６２は以上のように構成されている。次に、ＰＨＴモジュール６２におけるＰＨＴ処理（加熱冷却処理）について説明する。図５は、ＰＨＴモジュール６２においてＰＨＴ処理を行う様子を示す説明図である。なお、図５は、チャンバ１００の半分（例えばバッファ１０１ａ、透過窓１１４ａ、シャワーヘッド１４０ａ、ＬＥＤ光源１５０ａ等）、すなわち１枚のウェハＷを示しているが、実際には２枚のウェハＷが同時に処理される。
先ず、ゲートバルブ６６が開放され、図５（ａ）に示すように搬送ポジションＰ１において、ＰＨＴモジュール６２にウェハＷが搬入され、ウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１ａからバッファ１０１ａに受け渡される。その後、ゲートバルブ６６が閉じられる。
次に、図５（ｂ）に示すようにバッファ１０１ａを下降させ、加熱ポジションＰ２にウェハＷを配置する。加熱ポジションＰ２は、できるだけＬＥＤ光源１５０ａに近い位置であり、例えばウェハＷとＬＥＤ光源１５０ａの間は２００ｍｍ以下である。その後、温度測定ピン１２２によってウェハＷの温度を測定する。これにより、ウェハＷの基準の温度を確認する。
次に、ＬＥＤ光源１５０ａをオンにする。ＬＥＤ光源１５０ａから発せられたＬＥＤ光は、透過窓１１４ａを透過し、ウェハＷに照射される。その結果、ウェハＷが所望の加熱温度、例えば３００℃まで加熱される（加熱処理工程）。この加熱温度の３００℃は、後述するようにウェハＷ上のＡＦＳの昇華温度以上の温度である。加熱速度は、例えば１２℃／秒である。またＬＥＤ光源１５０ａは、温度が一定の範囲内になるように、ＬＥＤ光のパルス制御を行う。パルス幅は、例えば１ＫＨｚ～５００ＫＨｚであり、本実施形態では２００ＫＨｚである。
この際、給気部１０３のシャワーヘッド１４０ａからパージガスとしてのＮ２ガスを供給する。そして、チャンバ１００の内部の圧力を例えば０．１Ｔｏｒｒ～１０Ｔｏｒｒに調整する。シャワーヘッド１４０ａからのＮ２ガスは複数の開口１４４から均一に供給されるので、チャンバ１００の内部のガスの流れを整流することができる。
またこの際、温度測定ピン１２２によりウェハＷの温度を測定し、ＬＥＤ光源１５０ａがフィードバック制御される。具体的には、温度測定結果に基づいて、ウェハＷが所望の加熱温度になるように、ＬＥＤ光源１５０ａから発せられるＬＥＤ光を制御する。
そして、ウェハＷの温度を３００℃に維持し、所望の時間経過後、ウェハＷ上のＡＦＳを加熱して気化（昇華）させる。その後、ＬＥＤ光源１５０ａをオフにする。この際の終点検出方法は任意であるが、例えばガス分析器（例えばＯＥＳ、ＱＭＳ、ＦＴ－ＩＲなど）や膜厚計などでモニターしてもよい。
次に、図５（ｃ）に示すようにバッファ１０１ａを上昇させ、冷却ポジションＰ３にウェハＷを配置する。冷却ポジションＰ３は、できるだけシャワーヘッド１４０ａに近い位置であり、例えばウェハＷとシャワーヘッド１４０ａの間は２００ｍｍ以下である。
続いて、シャワーヘッド１４０ａから冷却ガスとしてのＮ２ガスを供給し、ウェハＷが所望の冷却温度、例えば１８０℃まで冷却される（冷却処理工程）。この冷却温度の１８０℃は、ウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１ｂがウェハＷを保持可能な温度である。冷却速度は、例えば１１℃／秒である。また、シャワーヘッド１４０ａからのＮ２ガスは複数の開口１４４から均一に供給されるので、ウェハＷを均一に冷却することができる。
加熱処理工程から冷却処理工程にかけて、シャワーヘッド１４０ａからのＮ２ガスの供給は継続される。但し、冷却処理工程におけるＮ２ガスの供給量は、例えば４０Ｌ／分であり、加熱処理工程のＮ２ガスの供給量よりも多い。但し、Ｎ２ガスの供給量はチャンバ１００の容積に依存する。また、冷却処理工程におけるチャンバ１００の内部の圧力は１Ｔｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒであり、加熱処理工程におけるチャンバ１００の内部の圧力より高い。
その後、ウェハＷが所望の冷却温度に到達すると、冷却処理工程におけるＮ２ガスの供給量を元に戻す。この際の終点検出方法は任意であるが、例えば冷却時間で制御してもよいし、温度測定ピン１２２でウェハＷの温度を測定してもよい。
次に、バッファ１０１ａを下降させ、再び図５（ａ）に示したように搬送ポジションＰ１にウェハＷを配置する。その後、ゲートバルブ６６が開放され、バッファ１０１ａからウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１ｂにウェハＷが受け渡される。そして、ＰＨＴモジュール６２からウェハＷが搬出される。
なお、ＰＨＴモジュール６２におけるＰＨＴ処理（加熱冷却処理）では、排気部１０５によってチャンバ１００の内部が排気される。この際、通常の操業では、シャワーヘッド１４０ａからのＮ２ガスによって排気する。但し、ポンプ１７２を作動させ高速排気を行い、排気時間を短縮してもよい。
以上の実施形態によれば、ＰＨＴモジュール６２における加熱処理工程において、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂを用いており加熱速度（１２℃／秒）は、従来用いられているヒータによる加熱速度（０．４５℃／秒）より速い。したがって、ウェハＷの加熱処理を短時間で効率よく行うことができ、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
また、ＰＨＴモジュール６２における冷却処理工程において、シャワーヘッド１４０ａ、１４０ｂからの冷却ガスの供給量を大流量にしており冷却速度（１１℃／秒）は、従来の自然冷却の冷却速度（０．５℃／秒）より速い。したがって、ウェハＷの冷却処理を短時間で効率よく行うことができ、ウェハ処理のスループットをさらに向上させることができる。
具体的に、本発明者が実験を行ったところ、図６に示す結果が得られた。図６の横軸はプロセス時間を示し、左縦軸はウェハＷ上の膜の厚み（加熱処理前の厚みを０ｎｍとする）を示し、右縦軸はウェハＷの温度を示す。図６に示すように、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂをオンにしてから１３秒で膜厚が４０ｎｍ減少し、ＡＦＳを昇華させることができた。この点、従来のヒータによる加熱では１分以上かかる。また、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂをオフにしてから１２秒でウェハＷの温度を所望の温度まで冷却することができた。この点、従来の自然冷却では１分以上かかる。したがって、本実施形態によれば、加熱処理と冷却処理のそれぞれの時間を短時間で行えることが分かった。
以上の実施形態のＰＨＴモジュール６２では、原則、チャンバ１００の内部に黒色の部材を設けない。但し、例えばバッファ１０１ａ、１０１ｂのアーム部材１２０や駆動軸１３１など、あえてＬＥＤ光によって温度を上げたい部材は黒色にしてもよい。
以上の実施形態のＰＨＴモジュール６２において、ウェハＷの温度が上がり過ぎないようにするために、加熱処理工程と冷却処理工程を繰り返し行ってもよい。例えばウェハＷ上にレジスト膜がある場合、ウェハＷの温度を調整することで、当該レジスト膜が損傷を被るのを抑制することができる。
以上の実施形態のＰＨＴモジュール６２では、冷却処理工程において、ウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１ｂがウェハＷを保持可能な温度、例えば１８０℃まで冷却したが、ウェハＷの冷却温度はこれに限定されない。例えば冷却温度は、ＣＯＲ処理が可能な温度である８０℃であってもよい。例えば、ＣＯＲモジュール６１におけるＣＯＲ処理とＰＨＴモジュール６２のおけるＰＨＴ処理を繰り返し行う場合（いわゆる、マルチビジット処理を行う場合）、ＣＳＴ処理を省略することができ、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
＜ＬＥＤ光源とＬＥＤ実装基板＞
次に、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂとＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの構成について説明する。図７は、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂとＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの構成を示す説明図である。図７（ａ）は本実施形態のＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂとＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの構成を示す説明図であり、（ｂ）は比較例のＬＥＤ光源５００とＬＥＤ実装基板５０１の構成を示す説明図である。
本実施形態では、図７（ａ）に示すようにＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂは絶縁基板が複数に積層された構造を有している。この複数積層構造が好ましい理由を説明するため、先ず比較例として、図７（ｂ）に示すようにＬＥＤ実装基板５０１が絶縁基板の単層構造を有する場合について説明する。
図７（ｂ）に示すようにＬＥＤ光源５００は複数のＬＥＤ素子５０２を有している。複数のＬＥＤ素子５０２は、単層の絶縁基板であるＬＥＤ実装基板５０１の表面に格子状に配置される。なお、図７（ｂ）では、２列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれに５つのＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅが配置された例を示しているが、実際には、３列以上かつ６つ以上のＬＥＤ素子５０２が配置されている。
複数のＬＥＤ素子５０２は、配線５０３で接続されている。具体的に配線５０３は、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅを順次接続した後、折り返され、第２列Ｌ２のＬＥＤ素子５０２ｅ～５０２ａを順次接続する。かかる場合、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅと第２列Ｌ２のＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅはそれぞれ、同一方向において極性が反対になる。すなわち、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅのアノード（陽極）側は、第２列Ｌ２のＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅのカソード（陰極）側となる。その結果、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅと第２列Ｌ２のＥＤ素子５０２ａ～５０２ｅのそれぞれの電位差が大きくなり、絶縁距離Ｄ２が大きくとる必要があるため、ＬＥＤ実装基板５０１においてＬＥＤ素子５０２を多く配置できない（密度を上げられない）。
これに対して、図７（ａ）に示すように本実施形態のＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂは、絶縁基板２００が複数に積層された構造を有している。なお図７（ａ）には、２層の絶縁基板２００ａ、２００ｂを図示しているが、実際には３層以上であってもよい。また、絶縁基板２００ａ、２００ｂ間には、銅箔（図示せず）が設けられている。
ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂはそれぞれ、複数のＬＥＤ素子２１０を有している。複数のＬＥＤ素子２１０は、上層の絶縁基板２００ａの表面に格子状に配置される。なお、図７（ｂ）では、２列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれに５つのＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅが配置された例を示しているが、実際には、３列以上かつ６つ以上のＬＥＤ素子２１０が配置されている。
複数のＬＥＤ素子２１０は、配線２１１で接続されている。具体的に配線２１１は、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅを順次接続した後、下層の絶縁基板２００ｂまで延伸する。絶縁基板２００ｂにおいて配線２１１は、折り返され、第２列Ｌ２のＬＥＤ素子２１０ａの下方まで配設される。配線２１１は、上方に延伸して第２列Ｌ２のＬＥＤ素子２１０ａに接続され、さらにＬＥＤ素子２１０ａ～ＬＥＤ素子２１０ｅを順次接続する。
かかる場合、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅと第２列Ｌ２のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅはそれぞれ、同一方向において極性が同じになる。すなわち、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅのアノード（陽極）側は、第２列Ｌ２のＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅのアノード（陽極）側となる。その結果、第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅと第２列Ｌ２のＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅのそれぞれの電位差が小さくなり、絶縁距離Ｄ１を小さくすることができ、ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂにおけるＬＥＤ素子２１０の数を多く（密度を大きく）することができる。したがって、本実施形態によれば、多数のＬＥＤ素子２１０を用いることで、ウェハＷを効率よく加熱処理することが可能となる。
なお、隣り合う第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅと第２列Ｌ２のＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅの間のそれぞれの絶縁距離Ｄ１は、２．０ｍｍ以下に設定するのが良く、１．２ｍｍ以下に設定するのがさらに好ましい。また、隣り合う第１列Ｌ１のＬＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅと第２列Ｌ２のＥＤ素子２１０ａ～２１０ｅのそれぞれの電位差は、１５０Ｖ以下に設定するのが好ましい。これら絶縁距離Ｄ１と電位差はそれぞれ、ウェハＷを加熱する際の加熱速度が所望の速度、例えば１２℃／秒を達成するように設定される。
なお、後述するようにＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂは複数のゾーンＺ１～Ｚ１４に区画されるが、各ゾーンＺ１～Ｚ１４間の絶縁距離を確保するため、配線２１１を折り返すための絶縁基板２００ｂはゾーンＺ１～Ｚ１４毎に異なっていてもよい。例えばゾーンＺ１における絶縁基板２００ｂは２層目で、ゾーンＺ２における絶縁基板２００ｂは３層目であってもよい。
また、各ＬＥＤ素子２１０は、銅インレイ又はＶＩＡに接続されている。この銅インレイ又はＶＩＡにより、ＬＥＤ素子２１０の熱をＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの外部に逃がすことができる。
次に、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの構成について説明する。図８は、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの構成の概略を示す平面図である。図９は、２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの制御チャンネルの構成を示す平面図である。
図８に示すようにＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂは、平面視において複数のゾーンＺ１～Ｚ１４に区画される。ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂは径方向に、中央部（Ｃｅｎｔｅｒ）、中間部（Ｍｉｄｄｌｅ）、外周部（Ｅｄｇｅ）に区画される。中央部はゾーンＺ１～Ｚ４に４分割され、中間部はゾーンＺ５～Ｚ８に４分割され、外周部はゾーンＺ９～Ｚ１４に６分割される。なお、ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの区画数は、本実施形態に限定されず、任意に設定できる。例えばＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの周囲の部材との距離の関係で、ウェハ面内で温度差が生じる場合、外周部はその温度差に応じた数に分割してもよい。
各ゾーンＺ１～Ｚ１４のそれぞれには、ＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂのＬＥＤ素子２１０が約２００個配置される。このように各ゾーンＺ１～Ｚ１４におけるＬＥＤ素子２１０の数が等しいため、各ゾーンＺ１～Ｚ１４の電圧を等しくすることができる。本実施形態では、１個のＬＥＤ素子２１０の電圧が１．８Ｖであり、各ゾーンＺ１～Ｚ１４の電圧を４００Ｖに抑えている。なお、各ゾーンＺ１～Ｚ１４間では、最大約２００Ｖの電位差がつくため、その分の絶縁距離を確保する必要がある。また、各ゾーンＺ１～Ｚ１４におけるのＬＥＤ素子２１０の数は、本実施形態に限定されず、任意に設定できる。
図９に示すようにＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂの制御チャンネル（温度制御チャンネル）は、４つに分かれている。ＬＥＤ実装基板１５１ａ、１５１ｂの中央部のゾーンＺ１～Ｚ４が第１のチャンネルＣ１、中間部のゾーンＺ５～Ｚ８が第２のチャンネルＣ２、外周部のゾーンＺ９～Ｚ１３が第３のチャンネルＣ３、外周部のゾーンＺ１４が第４のチャンネルＣ４である。このように中心部、中間部、外周部に分かれて制御し、すなわち同心円で制御している。また、２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂにおいて、ゾーンＺ１４は隣接している。そして、２つのＬＥＤ光源１５０ａ、１５０ｂが干渉するのを抑制するため、ゾーンＺ９～Ｚ１３（第３のチャンネルＣ３）とゾーンＺ４（第４のチャンネルＣ４）を別チャンネルとしている。
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。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）チャンバと、前記チャンバの内部に設けられる複数の基板保持部であり、各基板保持部は、基板を保持するように構成される、複数の基板保持部と、前記チャンバの外部に設けられる複数のＬＥＤ光源であり、前記複数のＬＥＤ光源は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ＬＥＤ光源は、対応する前記基板保持部に保持された基板にＬＥＤ光を照射するように構成され、前記ＬＥＤ光は、当該基板を加熱する波長を有する、複数のＬＥＤ光源と、前記複数の基板保持部と前記複数のＬＥＤ光源との間に設けられる複数の透過窓であり、前記複数の透過窓は、前記複数のＬＥＤ光源にそれぞれ対応し、各透過窓は、対応する前記ＬＥＤ光源から照射された前記ＬＥＤ光を透過するように構成される、複数の透過窓と、前記チャンバの内部に設けられる複数のガス分配部であり、前記複数のガス分配部は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ガス分配部は、対応する前記基板保持部に保持された基板に冷却ガスを分配して供給するように構成される、複数のガス分配部と、を有する、加熱冷却装置。
前記（１）によれば、加熱冷却装置では、ＬＥＤ光源を用いて基板を加熱し、その加熱速度は、従来用いられているヒータによる加熱速度より速い。したがって、基板の加熱処理を短時間で効率よく行うことができる。また、加熱冷却装置では、ガス分配部からの冷却ガスの供給量を大流量にして基板を冷却し、その冷却速度は、従来の自然冷却の冷却速度より速い。したがって、基板の冷却処理を短時間で効率よく行うことができる。その結果、基板処理のスループットを向上させることができる。
（２）前記複数の基板保持部に対応して設けられる複数の移動機構であり、各移動機構は、前記透過窓と前記ガス分配部との間で前記基板保持部を移動させるように構成される、複数の移動機構をさらに有する、前記（１）に記載の加熱冷却装置。
前記（２）によれば、移動機構により基板保持部（基板）を任意の高さ位置に配置させることができる。したがって、基板の加熱処理を行う位置と冷却処理を行う位置を適切に調整することができる。
（３）前記複数の基板保持部に対応して設けられる複数の温度測定部であり、各温度測定部は、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定するように構成される、複数の温度測定部をさらに有する、前記（１）又は（２）に記載の加熱冷却装置。
前記（３）によれば、温度測定部により基板の温度を測定することで、ＬＥＤ光源をフィードバック制御することができ、基板の加熱温度を適切に調整することができる。
（４）前記複数のＬＥＤ光源に対応して設けられる複数のＬＥＤ実装基板であり、各ＬＥＤ実装基板の表面には、前記ＬＥＤ光源が実装される、複数のＬＥＤ実装基板と、前記複数のＬＥＤ実装基板に対応して設けられる複数の冷却板であり、各冷却板は、前記ＬＥＤ実装基板の裏面に設けられ、前記ＬＥＤ光源を冷却するように構成される、複数の冷却板と、をさらに有する、前記（１）～（３）のいずれかに記載の加熱冷却装置。
前記（４）によれば、冷却板によってＬＥＤ光源を冷却することで、当該ＬＥＤ光源を適切に動作させることができる。
（５）前記冷却板に対して前記ＬＥＤ実装基板と反対側に設けられ、前記ＬＥＤ光源を制御するＬＥＤ制御基板をさらに有し、前記冷却板は、前記ＬＥＤ制御基板の表面に設けられた部品を冷却する、前記（４）に記載の加熱冷却装置。
前記（５）によれば、冷却板によってＬＥＤ制御基板の部品を冷却することで、当該部品を適切に動作させることができる。しかも、冷却板は、ＬＥＤ光源とＬＥＤ制御基板を同時に冷却できるので効率がよい。
（６）前記ＬＥＤ実装基板は、絶縁基板が複数に積層された構造を有し、前記ＬＥＤ光源は、最表層の前記絶縁基板の表面において複数列に並べて配置された複数のＬＥＤ素子を有し、一列の前記ＬＥＤ素子を接続する配線は、下方に延伸して下層の前記絶縁基板に配設され、さらに上方に延伸して前記一列の隣列の前記ＬＥＤ素子に接続される、前記（４）又は（５）に記載の加熱冷却装置。
前記（６）によれば、隣接するＬＥＤ素子の極性を同一方向において同じにでき、当該隣接するＬＥＤ素子の電位差を小さくして、絶縁距離を小さくすることができる。その結果、ＬＥＤ実装基板におけるＬＥＤ素子の密度を大きくすることができ、基板の加熱処理を効率よく行うことができる。
（７）前記ＬＥＤ実装基板は、平面視において複数のゾーンに区画され、前記ゾーンには、前記ＬＥＤ素子が複数配置される、前記（４）～（６）のいずれかに記載の加熱冷却装置。
前記（７）によれば、ＬＥＤ実装基板を複数のゾーンに区画することにより、より精度のよい加熱処理を実現することができる。
（８）前記ＬＥＤ光の波長は４００ｎｍ～１１００ｎｍである、前記（１）～（７）のいずれかに記載の加熱冷却装置。
前記（８）によれば、４００ｎｍ～１１００ｎｍの波長範囲を有するＬＥＤ光は、透過窓を透過しつつ、基板に吸収される。したがって、基板を効率よく加熱することができる。
（９）前記基板保持部は、基板の外周部の複数箇所を保持する、前記（１）～（８）のいずれかに記載の加熱冷却装置。
前記（９）によれば、基板の外周部が保持されるので、ＬＥＤ光が基板保持部に邪魔されず、当該ＬＥＤ光を基板に適切に照射することができる。
（１０）前記基板保持部において、基板の外周部を保持する保持部材は、前記ＬＥＤ光源からの前記ＬＥＤ光を透過させるように構成されている、前記（９）に記載の加熱冷却装置。
前記（１０）によれば、保持部材がＬＥＤ光を透過させるので、当該ＬＥＤ光を基板に適切に照射することができる。
（１１）前記複数の透過窓に対応して設けられる複数の加熱板であり、各加熱板は、前記透過窓を加熱し、且つ前記ＬＥＤ光源からの前記ＬＥＤ光を透過させるように構成されている、複数の加熱板をさらに有する、前記（１）～（１０）のいずれかに記載の加熱冷却装置。
前記（１１）によれば、加熱板で透過窓を加熱することにより、透過窓に付着物が付着するのを抑制し、透過窓が曇るのを抑制することができる。しかも、加熱板はＬＥＤ光を透過させるので、当該ＬＥＤ光を基板に適切に照射することができる。
（１２）ａ）チャンバの内部に複数の基板を搬入し、基板保持部で基板を保持する工程と、ｂ）前記基板保持部を前記チャンバの外部に設けられたＬＥＤ光源側に移動させる工程と、ｃ）前記基板保持部に保持された基板に対して前記ＬＥＤ光源からＬＥＤ光を照射して、当該基板を加熱する工程と、ｄ）前記基板保持部を前記チャンバの内部に設けられたガス分配部側に移動させる工程と、ｅ）前記基板保持部に保持された基板に対して前記ガス分配部から冷却ガスを分配して供給し、当該基板を冷却する工程と、を有する、加熱冷却方法。
（１３）前記ｃ）工程において、前記ガス分配部から前記チャンバの内部にパージガスを供給し、前記ｅ）工程における前記冷却ガスの供給量は、前記ｃ）工程における前記パージガスの供給量よりも多い、前記（１２）に記載の加熱冷却方法。
（１４）前記ｅ）工程における前記チャンバの内部の圧力は、前記ｃ）工程における前記チャンバの内部の圧力より高い、前記（１２）又は（１３）に記載の加熱冷却方法。
（１５）前記ｃ）工程において、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定し、前記基板の温度の測定結果に基づいて、前記ＬＥＤ光源をフィードバック制御する、前記（１２）～（１４）のいずれかに記載の加熱冷却方法。
６２ ＰＨＴモジュール
１００ チャンバ
１１４ａ、１１４ｂ 透過窓
１４０ａ、１４０ｂ シャワーヘッド
１５０ａ、１５０ｂ ＬＥＤ光源
Ｗ ウェハ

Claims (15)

  1. チャンバと、
    前記チャンバの内部に設けられる複数の基板保持部であり、各基板保持部は、基板を保持するように構成される、複数の基板保持部と、
    前記チャンバの外部に設けられる複数のＬＥＤ光源であり、前記複数のＬＥＤ光源は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ＬＥＤ光源は、対応する前記基板保持部に保持された基板にＬＥＤ光を照射するように構成され、前記ＬＥＤ光は、当該基板を加熱する波長を有する、複数のＬＥＤ光源と、
    前記複数の基板保持部と前記複数のＬＥＤ光源との間に設けられる複数の透過窓であり、前記複数の透過窓は、前記複数のＬＥＤ光源にそれぞれ対応し、各透過窓は、対応する前記ＬＥＤ光源から照射された前記ＬＥＤ光を透過するように構成される、複数の透過窓と、
    前記チャンバの内部に設けられる複数のガス分配部であり、前記複数のガス分配部は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ガス分配部は、対応する前記基板保持部に保持された基板に冷却ガスを分配して供給するように構成される、複数のガス分配部と、
    前記複数のＬＥＤ光源に対応して設けられる複数のＬＥＤ実装基板であり、各ＬＥＤ実装基板の表面には、前記ＬＥＤ光源が実装される、複数のＬＥＤ実装基板と、
    前記複数のＬＥＤ実装基板に対応して設けられる複数の冷却板であり、各冷却板は、前記ＬＥＤ実装基板の裏面に設けられ、前記ＬＥＤ光源を冷却するように構成される、複数の冷却板と、を有する、加熱冷却装置。
  2. 前記複数の基板保持部に対応して設けられる複数の移動機構であり、各移動機構は、前記透過窓と前記ガス分配部との間で前記基板保持部を移動させるように構成される、複数の移動機構をさらに有する、請求項１に記載の加熱冷却装置。
  3. 前記複数の基板保持部に対応して設けられる複数の温度測定部であり、各温度測定部は、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定するように構成される、複数の温度測定部をさらに有する、請求項１又は２に記載の加熱冷却装置。
  4. 前記冷却板に対して前記ＬＥＤ実装基板と反対側に設けられ、前記ＬＥＤ光源を制御するＬＥＤ制御基板をさらに有し、
    前記冷却板は、前記ＬＥＤ制御基板の表面に設けられた部品を冷却する、請求項１～３のいずれか一項に記載の加熱冷却装置。
  5. 前記ＬＥＤ実装基板は、絶縁基板が複数に積層された構造を有し、
    前記ＬＥＤ光源は、最表層の前記絶縁基板の表面において複数列に並べて配置された複数のＬＥＤ素子を有し、
    一列の前記ＬＥＤ素子を接続する配線は、下方に延伸して下層の前記絶縁基板に配設され、さらに上方に延伸して前記一列の隣列の前記ＬＥＤ素子に接続される、請求項１～４のいずれか一項に記載の加熱冷却装置。
  6. 前記ＬＥＤ実装基板は、平面視において複数のゾーンに区画され、
    前記ゾーンには、前記ＬＥＤ素子が複数配置される、請求項５に記載の加熱冷却装置。
  7. 前記ＬＥＤ光の波長は４００ｎｍ～１１００ｎｍである、請求項１～６のいずれか一項に記載の加熱冷却装置。
  8. 前記基板保持部は、基板の外周部の複数箇所を保持する、請求項１～７のいずれか一項に記載の加熱冷却装置。
  9. 前記基板保持部において、基板の外周部を保持する保持部材は、前記ＬＥＤ光源からの前記ＬＥＤ光を透過させるように構成されている、請求項８に記載の加熱冷却装置。
  10. 前記複数の透過窓に対応して設けられる複数の加熱板であり、各加熱板は、前記透過窓を加熱し、且つ前記ＬＥＤ光源からの前記ＬＥＤ光を透過させるように構成されている、複数の加熱板をさらに有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の加熱冷却装置。
  11. チャンバと、
    前記チャンバの内部に設けられる複数の基板保持部であり、各基板保持部は、基板を保持するように構成される、複数の基板保持部と、
    前記チャンバの外部に設けられる複数のＬＥＤ光源であり、前記複数のＬＥＤ光源は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ＬＥＤ光源は、対応する前記基板保持部に保持された基板にＬＥＤ光を照射するように構成され、前記ＬＥＤ光は、当該基板を加熱する波長を有する、複数のＬＥＤ光源と、
    前記複数の基板保持部と前記複数のＬＥＤ光源との間に設けられる複数の透過窓であり、前記複数の透過窓は、前記複数のＬＥＤ光源にそれぞれ対応し、各透過窓は、対応する前記ＬＥＤ光源から照射された前記ＬＥＤ光を透過するように構成される、複数の透過窓と、
    前記チャンバの内部に設けられる複数のガス分配部であり、前記複数のガス分配部は、前記複数の基板保持部にそれぞれ対応し、各ガス分配部は、対応する前記基板保持部に保持された基板に冷却ガスを分配して供給するように構成される、複数のガス分配部と、
    前記複数の基板保持部に対応して設けられる複数の移動機構であり、各移動機構は、前記透過窓と前記ガス分配部との間で前記基板保持部を移動させるように構成される、複数の移動機構と、を有する、加熱冷却装置。
  12. ａ）チャンバの内部に複数の基板を搬入し、基板保持部で基板を保持する工程と、
    ｂ）前記基板保持部を前記チャンバの外部に設けられたＬＥＤ光源側に移動させる工程と、
    ｃ）前記基板保持部に保持された基板に対して前記ＬＥＤ光源からＬＥＤ光を照射して、当該基板を加熱する工程と、
    ｄ）前記基板保持部を前記チャンバの内部に設けられたガス分配部側に移動させる工程と、
    ｅ）前記基板保持部に保持された基板に対して前記ガス分配部から冷却ガスを分配して供給し、当該基板を冷却する工程と、を有する、加熱冷却方法。
  13. 前記ｃ）工程において、前記ガス分配部から前記チャンバの内部にパージガスを供給し、
    前記ｅ）工程における前記冷却ガスの供給量は、前記ｃ）工程における前記パージガスの供給量よりも多い、請求項１２に記載の加熱冷却方法。
  14. 前記ｅ）工程における前記チャンバの内部の圧力は、前記ｃ）工程における前記チャンバの内部の圧力より高い、請求項１２又は１３に記載の加熱冷却方法。
  15. 前記ｃ）工程において、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定し、
    前記基板の温度の測定結果に基づいて、前記ＬＥＤ光源をフィードバック制御する、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の加熱冷却方法。
JP2021550388A 2019-10-04 2020-08-06 加熱冷却装置及び加熱冷却方法 Active JP7365423B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184004 2019-10-04
JP2019184004 2019-10-04
PCT/JP2020/030196 WO2021065203A1 (ja) 2019-10-04 2020-08-06 加熱冷却装置及び加熱冷却方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021065203A1 JPWO2021065203A1 (ja) 2021-04-08
JP7365423B2 true JP7365423B2 (ja) 2023-10-19

Family

ID=75338129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021550388A Active JP7365423B2 (ja) 2019-10-04 2020-08-06 加熱冷却装置及び加熱冷却方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220336238A1 (ja)
JP (1) JP7365423B2 (ja)
KR (1) KR20220066942A (ja)
WO (1) WO2021065203A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2886101B2 (ja) 1994-05-14 1999-04-26 韓國電子通信研究院 冷却装置が補強された急速熱処理装置
JP2017126734A (ja) 2016-01-13 2017-07-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置及び基板処理システム
JP2017130518A (ja) 2016-01-19 2017-07-27 東京エレクトロン株式会社 基板温調装置及び基板処理装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5352103Y2 (ja) 1973-04-12 1978-12-13
SG10202108210SA (en) * 2015-04-29 2021-09-29 Applied Materials Inc Methods and apparatus for correcting substrate deformity

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2886101B2 (ja) 1994-05-14 1999-04-26 韓國電子通信研究院 冷却装置が補強された急速熱処理装置
JP2017126734A (ja) 2016-01-13 2017-07-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置及び基板処理システム
JP2017130518A (ja) 2016-01-19 2017-07-27 東京エレクトロン株式会社 基板温調装置及び基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220066942A (ko) 2022-05-24
US20220336238A1 (en) 2022-10-20
JPWO2021065203A1 (ja) 2021-04-08
WO2021065203A1 (ja) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI565533B (zh) 成膜方法、電腦記憶媒體及成膜系統
US7624772B2 (en) Load lock apparatus, processing system and substrate processing method
KR100867839B1 (ko) 연속적인 증착 시스템
KR101002553B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기록 매체
JP2006273563A (ja) ロードロック装置，処理システム及び処理方法
CN107564812B (zh) 热处理方法及热处理装置
US20080223399A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
US20080223400A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
KR20160115398A (ko) 히터 블록 및 기판 처리 장치
JP5356522B2 (ja) 化学処理及び熱処理用高スループット処理システム及びその動作方法
JP6655996B2 (ja) 基板温調装置及び基板処理装置
KR20200125462A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7365423B2 (ja) 加熱冷却装置及び加熱冷却方法
KR20190012965A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102305354B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20220040995A (ko) 가열 장치 및 가열 방법
KR20200076765A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JP7470580B2 (ja) 加熱装置、基板処理システム及び加熱方法
KR20190042839A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JP2000323554A (ja) 処理装置
KR20210008549A (ko) 버퍼 유닛, 그리고 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법
JP7450373B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
JP2012256724A (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR101909183B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231006

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7365423

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150