JP7445571B2 - 加熱装置及び加熱方法 - Google Patents

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Description

本開示は、加熱装置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、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、出力電力が小さい電源を用いても、発光素子からの光で基板を加熱することができるようにする。
本開示の一態様は、基板を加熱する加熱装置であって、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、光を照射することにより加熱する光照射ユニットと、を備え、前記光照射ユニットは、複数のゾーンが設定され、前記ゾーン毎に、前記支持部に支持された基板の一の面における互いに異なる部分に光を照射し、前記光照射ユニットによる加熱の際、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは一部であり順次切り替えられ、前記支持部に支持された基板における前記光照射ユニットの加熱対象となっていない部分の温度低下を抑制する保温板と、前記保温板を回転可能に構成された回転機構と、をさらに備え、前記保温板は、前記支持部に支持された基板と前記光照射ユニットとの間となる位置に設けられ、前記光が通過する開口が形成され、前記複数のゾーンは、周方向に沿って並び、前記光照射ユニットによる加熱の際、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは前記周方向に沿って順次切り替えられ、且つ、当該切り替えと同期させて、前記回転機構が、前記保温板を回転させる。
本開示によれば、出力電力が小さい電源を用いても、発光素子からの光で基板を加熱することができる。
第１実施形態にかかる加熱装置を備え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。 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。 光照射ユニットのゾーン分けの態様を説明する平面図である。 各ゾーンの領域分けの態様を説明する平面図である。 加熱用ゾーンの切り替え態様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。 保温板の構成の概略を示す平面図である。 光照射ユニットのゾーン分けの他の例を説明するための平面図である。 領域群の概略を示す平面図である。 光照射ユニットのゾーン分けのさらに他の例を説明する図である。
半導体装置の製造過程等では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板を加熱する処理が行われる。
基板の加熱処理の方式としては、特許文献１のように、支持体に多数の固体発光素子が搭載された複数の固体発光素子アレイからなる加熱源を用いるものがある。特許文献１では、固体発光素子が発生させた電磁波（光）を加熱対象体である基板に吸収させることにより、基板を加熱している。
特許文献１のように、複数の固体発光素子アレイからなる加熱源を用いる場合、基板を加熱するには、例えば、複数の固体発光素子アレイ全てが同時に利用される。しかし、複数の固体発光素子アレイ全てを同時に利用する場合、加熱源に電力を供給する電源として、出力電力が大きいものが必要になってしまう。出力電力が大きい電源は、高価であり、また大型である。
そこで、本開示にかかる技術は、出力電力が小さい電源を用いても、発光素子からの光で基板を加熱することができるようにする。
以下、本実施形態にかかる加熱装置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実施形態にかかる加熱装置を備え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は、後述するように加熱部を有しており、本実施形態ではウェハＷを加熱する加熱装置としても機能し、具体的には、処理装置４０～４３へのウェハＷの搬送前にウェハＷを加熱する加熱装置として機能する。ロードロック装置１３も同様である。ロードロック装置１２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。
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２～図６を用いて説明する。図２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３は、後述の加熱部の構成の概略を示す断面図である。図４は、後述の光照射ユニットＵのゾーン分けの態様を説明する平面図である。図５は、各ゾーンの領域分けの態様を説明する平面図である。図６は、後述の加熱用ゾーンの切り替え態様を説明するための図である。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。
ロードロック装置１２は、図２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、棒状の支持ピン１２０が複数本設けられている。各支持ピン１２０は、底壁から上方に延び出すように設けられている。
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を光により加熱する加熱部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３に示すように、光照射ユニットＵを有する。光照射ユニットＵは、支持ピン１２０に支持されたウェハＷを、光を照射することにより加熱する。光照射ユニットＵは、平面視において、ウェハＷに対応した形状を有し、例えば、平面視円状に形成されている。
この光照射ユニットＵは、発光素子として、例えば、ウェハＷを指向するＬＥＤ１３１を複数有する。具体的には、光照射ユニットＵは、複数のＬＥＤ１３１がユニット化された単位ユニットＴを複数有する。各単位ユニットＴにおいて、複数のＬＥＤ１３１は直列に接続されている。なお、発光素子として、ＬＥＤ以外の固体発光素子が用いられてもよい。
各ＬＥＤ１３１は、ウェハＷに向けて光を照射する。各ＬＥＤ１３１は、Ｓｉ製のウェハＷを加熱することが可能な光、例えば近赤外光や紫外光を出射する。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。
光照射ユニットＵは、当該光照射ユニットＵ全体で、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの全面にＬＥＤ光を照射可能に構成されている。
また、加熱部１３０は、光照射ユニットＵが搭載されるベース１３２を有する。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、その下面に凹部１３２ａが形成されており、凹部１３２ａ内に、光照射ユニットＵの単位ユニットＴが搭載される。
ベース１３２における凹部１３２ａより上側には、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、例えばプロセッサやメモリ等を備え、ベース１３２の上面に搭載される。また、制御基板１３３は、光照射ユニットＵに電力を供給する電源（図示せず）に接続されている。さらに、制御基板１３３には、光照射ユニットＵに供給される電力の電流値を検出する単一の電流センサ１３４が設けられている。電流センサ１３４による検出結果は例えば制御装置５０に出力される。
加熱部１３０では、図４に示すように、光照射ユニットＵは、複数（図の例では４つ）にゾーン分けされている。言い換えると、光照射ユニットＵに対して複数（図の例では４つ）のゾーンＺ（Ｚ１～Ｚ４）が設定されている。本例において、複数のゾーンＺ（Ｚ１～Ｚ４）は、ウェハＷの周方向と一致する光照射ユニットＵの周方向（具体的には支持ピン１２０に支持されたウェハＷの中心軸と一致する光照射ユニットＵの中心軸を中心とする周方向に沿って）、並んでいる。平面視において、各ゾーンＺの形状は、例えば、光照射ユニットＵをその周方向に沿って等間隔で複数に分割した形状であり、図の例では四分円状である。なお、以下では、「周方向」とは「光照射ユニットＵの周方向」を意味する。
また、光照射ユニットＵは、複数のゾーンＺ全体で、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの上面全面にＬＥＤ光を照射するが、ゾーンＺ毎に、上記ウェハＷの上面における互いに異なる部分にＬＥＤ光を照射する。例えば、光照射ユニットＵにおける各ゾーンＺは、上記ウェハＷの上面における、当該ゾーンＺと対向する部分に光を照射し加熱する。
各ゾーンＺは、図５に示すように、複数（図の例では１４個）に領域分けされている。言い換えると、各ゾーンＺに対しては、複数（図の例では１４個）の領域Ｒが設定されている。各領域Ｒには上述の単位ユニットＴが１つ設けられている。各領域Ｒの平面視での形状は、図５のように、互いに異なっていてもよい。
そして、加熱部１３０では、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの加熱の際、制御基板１３３の制御の下、光照射ユニットＵのうち加熱に用いられるゾーンＺは、複数のゾーンＺのうちの一部とされ順次切り替えられる。例えば、制御基板１３３の制御の下、図６に示すように、光照射ユニットＵのうち加熱に用いられるゾーン（以下、「加熱用ゾーン」ということがある。）Ｚは、１つとされ、周方向に沿って、時計回りに切り替えられる。具体的には、加熱用ゾーンＺは、ゾーンＺ１→ゾーンＺ２→ゾーンＺ３→ゾーンＺ４→ゾーンＺ１…の順で切り替えられる。つまり、制御基板１３３の制御の下、加熱用ゾーンＺが回転するように、当該加熱用ゾーンＺの切り替えが行われる。加熱用ゾーンＺの切り替えタイミングは例えば所定の時間経過毎である。
なお、ＬＥＤ光のＯＮ／ＯＦＦやＬＥＤ光の強度（すなわちＬＥＤ１３１の光出力）は、制御基板１３３により、単位ユニットＴ毎に制御可能である。そのため、光照射ユニットＵ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、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、ということを、各ゾーンＺで行うことができる。したがって、光照射ユニットＵは、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの加熱態様を局所的に変えること等ができる。
さらに、加熱部１３０については、光照射ユニットＵのＬＥＤ１３１の点灯制御が行われ、そのときに光照射ユニットＵに供給された電力の電流値が電流センサ１３４により検出され、その検出結果に基づいて、単位ユニットＴの断線の検知が行われる。具体的には、光照射ユニットＵにおける複数のゾーンＺのうち一部（以下の例では１つ）についてのみ、ＬＥＤ１３１の点灯制御が同時に行われ、そのときの電流センサ１３４による検出結果に基づいて、上記点灯制御が行われたゾーンＺに属する単位ユニットＴの断線の検知が行われる。なお、「ＬＥＤ１３１の点灯制御」とは、所定の光出力でＬＥＤ１３１が点灯するよう行われる制御をいう。
単位ユニットＴの断線検知の際、光照射ユニットＵにおける複数のゾーンＺのうち、ＬＥＤ１３１の点灯制御が行われるゾーンＺを１つとした理由は以下の通りである。
すなわち、複数のゾーンＺ全てについて（言い換えると光照射ユニットＵが有する全ての単位ユニットについて）、ＬＥＤ１３１の点灯制御を行った場合、１つの単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化は僅かである。例えば、ゾーンＺが４つあり１つのゾーンＺに１４個の単位ユニットＴが設けられ単位ユニットＴの総数が５６個の場合、１つの単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化は約１．８％と小さい。このように、単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化が小さいと、電流センサ１３４の検出結果に基づく上記断線の検知を正確に行うことは難しい。
それに対し、複数のゾーンＺのうち１つのゾーンＺについてのみＬＥＤ１３１の点灯制御を行った場合、当該ゾーンＺに属する１つの単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化は大きい。例えば、上述と同様に１つのゾーンＺに１４個の単位ユニットＴが設けられている場合、１つの単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化は約７％と大きい。このように、単位ユニットＴの断線で電流センサ１３４の検出結果に生じる変化が大きいと、電流センサ１３４の検出結果に基づく上記断線の検知を正確に行うことができる。
なお、上述の電流センサ１３４の検出結果に基づく単位ユニットＴの断線の検知は例えば制御装置５０により行われる。
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の一例について説明する。
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の光照射ユニットＵによる加熱が開始される。
光照射ユニットＵによる加熱中、制御基板１３３の制御の下、前述のように、加熱用ゾーンＺが周方向に沿って切り替えられる。また、光照射ユニットＵによる加熱中、加熱用ゾーンＺに属する単位ユニットＴのＬＥＤ光の強度は、温度計（図示せず）での計測結果に基づいて、当該ＬＥＤ光が照射されるウェハＷの部分が目標温度となるようにフィードバック制御される。
さらに、加熱中、制御装置５０により、電流センサ１３４による検出結果に基づいて、加熱用ゾーンＺとされたゾーンＺに属する単位ユニットＴの断線が検知される。制御装置５０は、例えば、電流センサ１３４による検出結果の、正常時（単位ユニットＴの断線が全く生じていない時）との差分が、閾値を超えているか否かに基づいて、上記断線の発生の有無を検知する。また、この断線の検知は、例えば、光照射ユニットＵによる加熱の初期段階において常時行われ、その後は行われない。なぜならば、上述のようにフィードバック制御が行われるため、光照射ユニットＵによる加熱の初期段階では、各ＬＥＤ１３１の光出力は最大出力で固定であるが、ウェハＷの温度が目標温度に近づくと、ＬＥＤ１３１毎に光出力が異なってきて、断線が生じていなくても電流センサ１３４による検出結果に変化が生じるから、である。
なお、正常時の電流センサ１３４による検出結果（電流値）と上記閾値とは、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。
ロードロック装置１２からのウェハＷの搬出タイミングとなると、光照射ユニットＵによる加熱が終了されると共に、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、固体発光素子であるＬＥＤ１３１からの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。
以上のように、本実施形態では、加熱装置としても機能するロードロック装置１２、１３が、光照射ユニットＵを備えている。この光照射ユニットＵは、複数のゾーンＺが設定され、ゾーンＺ毎に、支持ピン１２０に支持されたウェハＷの上面における互いに異なる部分に光を照射する。そして、本実施形態では、光照射ユニットＵによる加熱の際、上記複数のゾーンのうち用いられるゾーンＺは一部であり順次切り替えられる。そのため、上記複数のゾーンＺ全てを同時に用いることなく、すなわち、光照射ユニットＵに搭載されたＬＥＤ１３１全てを同時に用いることなく、支持ピン１２０に支持されたウェハＷ全体を加熱することができる。したがって、本実施形態によれば、光照射ユニットＵに対して出力電力が小さい電源を用いても、ＬＥＤ１３１からの光で、ウェハＷ全体を加熱することができる。その結果、加熱装置としても機能するロードロック装置１２、１３の低コスト化及び小型化を実現することができる。
また、本実施形態では、上述のように、複数のゾーンＺのうちの一部のゾーンＺについてＬＥＤ１３１の点灯制御を行ったときの、電流センサ１３４による検出結果に基づいて、当該ゾーンＺに属する単位ユニットＴの断線を検知している。そのため、電流センサ１３４が単一であっても、複数の単位ユニットＴについて断線の発生の有無を同時に正確に検知することができる。つまり、複数の単位ユニットＴについて断線の発生の有無を検知するために、電流センサ１３４を複数設ける必要がない。したがって、電流センサ１３４の実装スペースが限られている場合でも、複数の単位ユニットＴについて断線の発生の有無を同時に正確に検知することができる。
また、この検知方法では、光照射ユニットＵにより加熱用ゾーンＺを順次切り替えてウェハＷを加熱している間に、単位ユニットＴの断線を検知することができる。したがって、加熱中に単位ユニットＴの断線が生じた場合も検知することができる。
なお、上述の方法による、単位ユニットＴの断線の検知は、ウェハＷの入れ替え時やメンテナンス時に行ってもよい。
以上の例では、光照射ユニットＵにおけるゾーンＺ毎に、単位ユニットＴの断線が検知されている。これに代えて、ゾーンＺとは無関係に選択される、複数（例えば４つ）の単位ユニットＴについて、ＬＥＤ１３１の点灯制御を同時に行い、そのときの電流センサ１３４による検出結果に基づいて、上記点灯制御が行われた単位ユニットＴの断線が検知されるようにしてもよい。
（第２実施形態）
図７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８は、後述の保温板の構成の概略を示す平面図である。
図７のロードロック装置１２は、図２等に示したロードロック装置１２の各構成要素に加えて、支持ピン１２０に支持されたウェハＷにおける光照射ユニットＵの加熱対象となっていない部分の温度低下を抑制する保温板２００と、保温板２００を回転させる回転機構２１０と、を有する。
保温板２００は、例えば、ウェハＷからの熱を反射しやすい、ステンレス等の金属材料から板状に形成されている。また、保温板２００は、ウェハＷからの熱をより反射させるために、少なくともウェハＷと対向する部分が鏡面加工されていてもよい。
保温板２００は、例えば、支持ピン１２０に支持されたウェハＷと光照射ユニットＵとの間となる位置に設けられ、図８に示すように、ＬＥＤ光が通過する開口２０１が形成されている。開口２０１は、保温板２００がその中心軸（つまり支持ピン１２０に支持されたウェハＷの中心軸）を中心として回転したときに、周方向に沿って移動するように形成されている。また、開口２０１は、光照射ユニットＵのゾーンＺに対応した形状を有し、本例では、四分円状である。
保温板２００の外周面全体には、回転機構２１０の後述の小歯車と噛み合う歯２０２が形成されている。
回転機構２１０は、図７に示すように小歯車２１１と駆動源２１２を有する。
小歯車２１１は、当該小歯車２１１が回転することにより、当該小歯車２１１と噛み合う歯２０２を外周面に有する保温板２００を回転させる。
駆動源２１２は、モータ等のアクチュエータ（図示せず）を有し、小歯車２１１を回転させる駆動力を発生する。
なお、保温板２００は、支持板２２０により下方から支持される。支持板２２０自体は、例えば、筐体１００の天壁から下方に延びる支持柱２２１により支持される。支持板２２０の上面には、保温板２００の回転をガイドするガイド突起（図示せず）が設けられ、保温板２００の下面には、上記ガイド突起が収まる凹部（図示せず）が平面視円環状に形成されている。
本実施形態では、光照射ユニットＵによる加熱の際、加熱用ゾーンＺの切り替えと同期させて、回転機構２１０が、保温板２００を回転させる。これにより、保温板２００の開口２０１と加熱用ゾーンＺとを常に対向させ、且つ、ウェハＷにおける光照射ユニットＵの加熱対象となっていない部分を、保温板２００における開口されていない部分で覆うことができる。したがって、加熱用ゾーンを周方向に切り換えてウェハＷを加熱する際に、効率的にウェハＷの加熱を行うことができる。
なお、この例では、保温板２００は、支持ピン１２０に支持されたウェハＷと光照射ユニットＵとの間、すなわち、上記ウェハＷの上側に設けられていた。これに代えて、または、これに加えて、上記ウェハＷの下側に、すなわち、上記ウェハＷを間に挟んで光照射ユニットＵと対向する空間に、保温板２００を設けてもよい。この場合、回転機構２１０や、開口２０１、歯２０２は省略され、支持ピン１２０が貫通する貫通孔が保温板２００に設けられる。
図９は、光照射ユニットＵのゾーン分けの他の例を説明するための平面図である。図１０は、後述の領域群の概略を示す平面図である。
以上の例では、光照射ユニットＵのゾーン分けは、周方向に沿ってゾーンＺが並ぶように行われていた。
光照射ユニットＵのゾーン分けはこの例に限られない。例えば、光照射ユニットＵに対し、図９に示すように、格子状に並ぶように複数の領域Ｒを設定し、複数の領域Ｒを所定の範囲毎に領域群Ｇにグループ化してもよい。そして、図１０に示すように、領域群Ｇ毎に、ゾーン分けし、すなわち、複数のゾーンＺ（図１０の例では４つのゾーンＺ１～Ｚ４）を設定してもよい。その上で、領域群Ｇ毎に、加熱用ゾーンＺを例えばゾーンＺ１→ゾーンＺ２→ゾーンＺ３→ゾーンＺ４→ゾーンＺ１…の順で切り換えてもよい。この場合、領域群Ｇ間で、複数のゾーンＺの配列は共通であってもよい。共通にすることで、同時に加熱される領域がウェハ面内で偏らないようにすることができる。
図１１は、光照射ユニットＵのゾーン分けのさらに他の例を説明する図である。
以上の例は、１つの光照射ユニットＵで、１枚のウェハＷを加熱する例であった。１つの光照射ユニットＵで、複数枚のウェハＷを同時に加熱する場合もある。この場合は、光照射ユニットＵのゾーン分けをウェハ単位で行ってもよい。例えば、２枚のウェハＷを同時に加熱する場合、一方のウェハＷにゾーンＺ１を割り当て、他方のウェハＷにゾーンＺ２を割り当て、図１１に示すように、加熱用ゾーンがゾーンＺ１とゾーンＺ２とで交互に切り替えられる。
なお、以上の説明で用いた「１つの光照射ユニットＵ」は、電源が共通であり別体の２つの光照射ユニットＵの組も該当する。例えば、ロードロック装置１２の光照射ユニットＵとロードロック装置１３の光照射ユニットＵとは、別体であるが、電源が共通であれば、これらの光照射ユニットＵの組も「１つの光照射ユニットＵ」に該当する。
なお、以上の例では、ロードロック装置１２、１３が、光照射ユニットＵを有する加熱装置を構成していた。これに代えて、光照射ユニットＵ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単位ユニットＴ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。
１２、１３ ロードロック装置
１２０ 支持ピン
Ｒ 領域
Ｕ 光照射ユニット
Ｗ ウェハ
Ｚ ゾーン

Claims (5)

  1. 基板を加熱する加熱装置であって、
    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、光を照射することにより加熱する光照射ユニットと、を備え、
    前記光照射ユニットは、複数のゾーンが設定され、前記ゾーン毎に、前記支持部に支持された基板の一の面における互いに異なる部分に光を照射し、
    前記光照射ユニットによる加熱の際、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは一部であり順次切り替えられ、
    前記支持部に支持された基板における前記光照射ユニットの加熱対象となっていない部分の温度低下を抑制する保温板と、
    前記保温板を回転可能に構成された回転機構と、をさらに備え、
    前記保温板は、前記支持部に支持された基板と前記光照射ユニットとの間となる位置に設けられ、前記光が通過する開口が形成され、
    前記複数のゾーンは、周方向に沿って並び、
    前記光照射ユニットによる加熱の際、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは前記周方向に沿って順次切り替えられ、且つ、当該切り替えと同期させて、前記回転機構が、前記保温板を回転させる、加熱装置。
  2. 前記光照射ユニットに供給される電力の電流値を検出する単一の電流センサをさらに有し、
    前記光照射ユニットは、前記光を出射する発光素子を含む単位ユニットを前記ゾーン毎に複数有し、
    前記複数のゾーンのうちの一部の前記ゾーンについて前記発光素子の点灯制御を行ったときの、前記電流センサによる検出結果に基づいて、前記点灯制御が行われた前記ゾーン内の前記単位ユニットの断線を検知する、請求項１に記載の加熱装置。
  3. 前記単位ユニットの断線の検知は、前記光照射ユニットによる加熱中に行われる、請求項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. 加熱装置を用いて基板を加熱する加熱方法であって、
    前記加熱装置は、
    基板を支持する支持部と、
    複数のゾーンが設定され、前記ゾーン毎に、前記支持部に支持された基板の一の面における互いに異なる部分に光を照射する光照射ユニットと、を備え、
    当該加熱方法は、前記支持部に支持された基板を前記光照射ユニットにより加熱する工程を含み、
    前記光照射ユニットにより加熱する工程において、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは一部であり順次切り替えられ、
    前記加熱装置は、
    前記支持部に支持された基板における前記光照射ユニットの加熱対象となっていない部分の温度低下を抑制する保温板をさらに備え、
    前記保温板は、前記支持部に支持された基板と前記光照射ユニットとの間となる位置に設けられ、前記光が通過する開口が形成され、
    前記複数のゾーンは、周方向に沿って並び、
    前記光照射ユニットにより加熱する工程において、前記複数のゾーンのうち用いられる前記ゾーンは前記周方向に沿って順次切り替えられ、且つ、当該切り替えと同期して、前記保温板は回転される、加熱方法。
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