JP2014120520A - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハＷを加熱処理した後、冷却するにあたって、冷却モジュール2における過度の冷却の継続を抑えることによりスループットを向上させる技術を提供すること。
【解決手段】加熱処理の終了したウエハＷが冷却モジュール２に搬送されるまでの搬送履歴に応じて冷却時間を設定している。従ってウエハＷを加熱モジュール４から取り出してから冷却モジュールに載置するまでの搬送時間が長く、そのためウエハＷの放熱の程度が大きい場合には、冷却時間が短くなるように調整される。また前記搬送時間が短い場合には、冷却時間が長くなるように調整される。この結果ウエハＷが目標温度まで冷却された後、更に過度に冷却が継続されることを抑えることができるため、全体としては冷却時間が短くなりスループットの低下を抑制することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、加熱処理がされた基板に対して冷却処理を行う基板処理装置及び基板処理方法の技術分野に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）上のポリ化したシリコン膜の表面を例えばマイクロ波の照射による加熱により、ドーピング原子の活性化を行い、単結晶化を行うプロセスがある。加熱処理後の、ウエハは、例えば４００℃程度の高温にもなるが、キャリアの材質が樹脂であることから、その耐熱温度を上回るためそのままキャリアに搬入できない。そのため加熱処理を行ったウエハは、キャリアに受け渡される前に冷却モジュールにより、キャリアの耐熱温度以下まで冷却される必要がある。

ここで複数のウエハを連続して処理を行う場合に、加熱モジュールや冷却モジュールにおいて、未処理のウエハを保持してモジュールへ向かい、例えば処理の終えたウエハを取り出し、次いで未処理のウエハを搬入する入れ替え作業が行われる。しかしながら搬送されるウエハの順番や、各モジュールの使用状況により入れ替え作業が発生する場合と発生しない場合とがある。このため加熱処理後のウエハを、冷却モジュールに搬入するまでの搬送時間がウエハ間で異なることがある。このためウエハの冷却時間は最短で搬入される場合、つまり冷却モジュールに搬入される時のウエハの温度が最も高い場合に合わせて定められている。しかしながら搬送時間が長く、冷却の程度が大きいウエハにとっては、十分に冷却された後も過度に冷却が継続され、スループットの低下の要因の一つになっていた。

特許文献１には、同じ処理を行うモジュールを複数備える基板処理装置において、ユーザーの設定するモジュールの使用基数に応じて搬送スケジュールを変更することで、スループットの低下を抑制する技術が記載されている。しかしながらモジュールでの処理の設定時間によっては、待機時間が生じ、スループットが低下する場合があった。

特開２００６−２２２３２８号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、基板を加熱処理した後、冷却するにあたって、冷却モジュールにおける過度の冷却の継続を抑えることによりスループットを向上させる技術を提供することにある。

本発明の基板処理装置は、基板が保持されている基板保持部と、
基板を加熱処理する加熱モジュールと、
前記加熱モジュールにて加熱された基板を冷却する冷却モジュールと、
前記基板保持部から基板を取り出して前記加熱モジュール及び前記冷却モジュールに順次搬送する基板搬送機構と、
前記加熱モジュールにて加熱処理された基板が前記冷却モジュールに搬入されるまでの当該基板の搬送履歴に基づいて、当該冷却モジュールにおける当該基板の冷却時間を設定する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の基板処理方法は、基板保持部から基板を基板搬送機構により加熱モジュールに搬入する工程と、
前記加熱モジュールから加熱処理後の基板を前記基板搬送機構により搬出し、冷却モジュールに搬入する工程と、
前記加熱モジュールにて加熱処理された基板が前記冷却モジュールに搬入されるまでの当該基板の搬送履歴に基づいて、当該冷却モジュールにおける当該基板の冷却時間を設定する工程と、
前記冷却モジュールにて前記冷却時間が経過した後に前記基板を冷却モジュールから搬出する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、基板を加熱する加熱モジュールと、基板を冷却する冷却モジュールと、基板搬送機構と、を備えた基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明は、加熱処理後の基板を、冷却モジュールにて冷却するにあたり、加熱モジュールから冷却モジュールまでの当該基板の搬送履歴に基づいて、当該基板の冷却時間を設定するようにしている。従って、基板の温度が目標温度に達するまで降温した後、過度に冷却が継続されることを抑えることができ、その分冷却モジュールから基板を早く取り出すことができるため、スループットの低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る加熱モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る冷却モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る制御部の構成を示す説明図である。 冷却モジュールにおける冷却時間を決定する工程を示すチャート図である。 冷却モジュールにおける冷却時間を決定する工程を示すチャート図である。 第１の基板処理工程を示す説明図である。 第１の基板処理工程を示す説明図である。 第１の基板処理工程を示す説明図である。 第１の基板処理工程を示す説明図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 実施例に係る基板の冷却時間を示す特性図である。

［第1の実施の形態］
図１に示すように、第1の実施の形態に係る基板処理装置は、平面形状が長方形である大気搬送室１を備えている。大気搬送室１における一方の長辺側には、ウエハＷを搬入出するための容器載置部である搬入出ポート１０が設けられている。搬入出ポート１０は、複数のウエハＷを収納できる基板保持部であるキャリア９が載置される複数の搬入出ステージ１１と、各搬入出ステージ１１に設けられたドア１２と、を備えている。大気搬送室１における他方の長辺側には、例えば３つ加熱モジュール４が各々ゲート１３を介して接続されている。大気搬送室１内の短辺の一端側には、後述する冷却モジュール２が設けられている。

大気搬送室１には、ウエハＷを加熱モジュール４、冷却モジュール２及び搬入出ポート１０の間で搬送するため基板搬送機構であるの搬送アーム３が設けられている。搬送アーム３は大気搬送室１の底面に固定された固定部３１の上に下段アーム部３２、上段アーム部３３の順に、設けられており、上段アーム部３３の先端には、水平に伸ばされた２つの基板保持部材３０が同軸状に個別に旋回可能に設けられている。下段アーム部３２、上段アーム部３３は、不図示の回転軸を介して接続されたスカラ型の多関節アームとして構成されている。また固定部３１内に設けられた図示しない進退用モータ及び旋回用モータにより下段アーム部３２内の回転軸または下段アーム部３２の本体を回転することにより多関節アーム全体が旋回あるいは進退するようになっており、さらに各基板保持部材３０を個別に旋回できるように構成されている。また下段アーム部３２と固定部３１との回転軸は、図示しない昇降機構により上下に昇降自在に構成されており、基板保持部材３０の高さ位置が調整できるように構成されている。

２つの基板保持部材３０は、上段アーム部３３との接続部側を基端部とすると、基端部から先端部の左右両端へ向けて夫々前方に分岐して伸びる２本のフォーク状に形成される。２つの基板保持部材３０の内、一方の基板保持部材は、低温のウエハＷを搬送するための低温用保持部材３４であり、他方の基板保持部材は耐熱性の材料で構成され、主に高温のウエハＷを搬送するための高温用保持部材３５となる。

加熱モジュール４は、図２に示すように例えば半導体デバイス製造用のウエハＷに対して、マイクロ波を照射して加熱し、ウエハＷ表面のポリ化しているシリコンを単結晶化するマイクロ波加熱処理装置として構成され、図中４０は、例えばステンレスにより構成される扁平な円筒形状で内壁面側が鏡面加工された処理容器である。処理容器４０の天井面には、例えば高電圧電源部と接続されたマグネトロンを備えたマイクロ波導入装置４２が導波管４９を介して接続されている。なお図中４８は、透過窓、４３は排気口、４５はゲート、４４は搬入出口である。また処理容器４０の側面部には、ガス供給機構４７が接続されている。処理容器４０の内部には、ウエハＷを水平な姿勢で保持する支持部５が設けられており、支持部５は、処理容器４０の底面を貫通する支持柱５０により支持される。支持柱５０は回転駆動部５３により鉛直軸周りに回転自在に構成される。また支持柱５０には昇降機構５４が組み合わせて設けられ昇降自在に構成されている。加熱モジュール４は、支持部５に支持されるウエハＷに対して、上方からマイクロ波を例えば１２０秒間照射して加熱し、加熱処理の終了後のウエハＷは、搬送アーム３により搬送される際には、ウエハＷのエッジの温度は、４００℃程度となっている。

冷却モジュール２は、図３に示すように上下方向に複数段例えば４段の冷却ステージ２１を備えている。冷却ステージ２１は、３本の支持ピン２３を備えており、ウエハＷは、前述の搬送アーム３の昇降動作により、支持ピン２３に受け渡されて、水平な姿勢で支持される。
冷却モジュール２の作用を説明すると、加熱処理の終えたウエハＷは、搬送アーム３により搬送されて、支持ピン２３に受け渡される。ウエハＷは、支持ピン２３により大気雰囲気中で水平な姿勢で支持されることにより、表面からの放熱が進行し冷却される。例えば１８０秒間冷却され、ウエハＷのエッジ部分の温度が８０℃程度となるまで冷却される。

基板処理装置は制御部６を備える。この制御部６は例えばコンピュータからなり、図４に示すようにバス６１にプログラム格納部６２、メモリ６３及びＣＰＵ６４が接続されている。プログラム格納部６２は、搬送アーム３の動作を含む一連の動作を実施するためのステップ群が含まれている。そしてこの例では、ウエハＷが冷却モジュール２に搬入される直前に、当該ウエハＷの搬送履歴に基づいて、当該ウエハＷに対する冷却モジュール２の冷却時間が設定される。冷却時間は、例えば搬送履歴と対応付けられてメモリ６３に予め記憶され、プログラムがウエハＷの搬送履歴に応じた冷却時間をメモリから読みだして、設定される。この例では、搬送履歴を４通りの搬送履歴Ｐ１〜Ｐ４として捉え、搬送履歴Ｐ１〜Ｐ４毎に冷却時間が割り当てられている。
Ｐ１：加熱モジュール入れ替え無し、冷却モジュール入れ替え無し 冷却時間Ｔ１（例１８０秒）
Ｐ２：加熱モジュール入れ替え有り、冷却モジュール入れ替え無し 冷却時間Ｔ２（例１７５秒）
Ｐ３：加熱モジュール入れ替え無し、冷却モジュール入れ替え有り 冷却時間Ｔ３（例１７５秒）
Ｐ４：加熱モジュール入れ替え有り、冷却モジュール入れ替え有り 冷却時間Ｔ４（例１７０秒）
「入れ替え」とは、加熱モジュール４あるいは冷却モジュール２の中に載置されているウエハＷを基板保持部材３０（３４、３５）の一方で取り出し、次いで基板保持部材３０（３４、３５）の他方に保持しているウエハを加熱モジュール４あるいは冷却モジュール２の中に搬入し、こうして処理後のウエハＷと処理前のウエハＷを入れ替える動作を指している。また後述の図５、図６に示すフローチャートにおいては、加熱モジュール４及び冷却モジュール２に加え、キャリア９に対するウエハＷの受け渡し動作についても「入れ替え」の用語を用いている。プログラム６２は、コンピュータ記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等に収納され制御部６にインストールされる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の作用について図５、図６に示すフローチャートを用いて説明する。例えば２５枚のウエハＷが収められたキャリア９が運び込まれた場合の基板の処理の工程の一例について示す。以下の説明では、煩雑さを避けるためにマイクロ波加熱処理の行われていないウエハＷを未処理ウエハＷ０、マイクロ波加熱処理が行われたウエハＷをウエハＷＨ、冷却処理の行われたウエハＷをウエハＷＣとする。

例えば２５枚のウエハＷが収められたキャリア９が搬入出ポート１０に運び込まれると、まず待機位置であるホーム位置に待機していた搬送アーム３の低温用保持部材３４によりキャリア９から、１枚目の未処理ウエハＷ０が取り出される。この段階では、いずれの加熱モジュール４も、空の状態であるとすると、ステップＳ１で、「ＹＥＳ」となり、１枚目のウエハＷは、加熱モジュール４に搬入される（ステップＳ１１）。キャリア９には、未処理ウエハＷ０が２４枚残されているため、ステップＳ８を経由して、ステップＳ９に進み、続く２枚目の未処理ウエハＷ０をキャリア９から取り出し、搬送アーム３がホーム位置へと一旦戻り待機する（ステップＳ１０）。

なお２台の加熱モジュール４が空いていることから、実際には、搬送アーム３がホーム位置に戻らずに未処理ウエハＷ０を、空いている加熱モジュール４に搬入するであろうが、フローチャートの図示の煩雑さを避けるために、便宜上搬送アーム３がホーム位置に戻るものとして説明を続ける。こうしてキャリア９内の２枚目、３枚目の未処理ウエハＷ０についても同様にして加熱モジュール４に搬入される。

続く４枚目の未処理ウエハＷ０が搬送アーム３に保持されているときには、すべての加熱モジュール４にウエハＷが搬入されており、ステップＳ１で「ＮＯ」となるのでステップＳ２に進む。この時点では、冷却モジュール２は使用していないため、ステップＳ２及び、ステップＳ２３が繰り返されるが、１枚目の未処理ウエハＷ０に対して、加熱モジュール４の終了予告信号が出力されると、ステップＳ２、Ｓ３で「ＹＥＳ」となって、ステップＳ４に進む。ステップＳ４の「後続ウエハＷを保持している」とは、搬送アーム３が後続のウエハＷ０を保持しているか否かを判断するステップであり、図７（ａ）に示すように搬送アーム３が後続の未処理ウエハＷ０を保持しているのでステップＳ５に進む。

そして図７（ｂ）に示すように加熱モジュール４で未処理ウエハＷ０とウエハＷＨとの間で入れ替え作業が行われ、次いでウエハＷＨが冷却モジュール２に向かう（図７（ｃ））。ここでステップＳ２における「加熱終了予告」とは、例えば各加熱モジュール４を管理するタイマがタイムアップするときに出力される終了予告信号の有無を判断するステップである。この終了予告信号は、その後搬送アーム３がウエハＷＨを取り出すまでに要する時間を見込んで発せられる。従ってウエハＷＨは、加熱処理に必要な時間が経過した時に、ほとんど待つことなく取り出される。

ウエハＷＨが冷却モジュール２に搬入される直前に当該ウエハＷＨについて搬送履歴が判断される（ステップＳ６）。このウエハＷＨはロットの先頭ウエハＷであることから、加熱モジュール４ではウエハＷの入れ替えが行われ、冷却モジュール２ではウエハＷの入れ替えが行われない。このため、搬送履歴Ｐ２であると判断されて、冷却時間１７５秒と設定され、図７（ｃ）に示すように冷却モジュールに載置されて冷却される（ステップＳ７）。その後搬送アーム３がキャリア９から５枚目の未処理ウエハＷ０を取り出し、ホーム位置に待機する（ステップＳ８〜Ｓ１０）。

以後同様にして５枚目〜７枚目までの未処理ウエハＷ０が順次加熱モジュール４に搬入されて、加熱処理が行われると共に、２枚目〜４枚目のウエハＷＨが順次加熱モジュール４から取り出されて冷却モジュール２に搬入される。
２枚目〜４枚目までのウエハＷＨは、冷却ステージ２１の段数が４段であることから、冷却モジュール２にてウエハＷの入れ替え作業を経ることなく冷却モジュール２に搬入される。従って２枚目〜４枚目のウエハＷＨは、搬送履歴がＰ２に相当するので冷却時間は１枚目のウエハＷＨと同様に１７５秒となる。
一方１枚目〜４枚目までの各ウエハＷＨについては、冷却処理が終了する所定時間前に、例えば冷却モジュール２から冷却終了予告信号が出力される。この信号は、例えばウエハＷＨが冷却ステージ２１に載置される時に起動されるタイマのタイムアップ時に出力される。このタイマの設定時間は、ウエハＷＨの冷却に必要な時間よりも若干短く設定されている。即ち、冷却終了予告信号が出力された後、搬送アーム３が加熱モジュール４に次のウエハＷＨを取りに行き、当該ウエハＷＨが冷却モジュール２に搬入される時間分をこの設定時間に加えることにより、冷却時間になるようにプログラムが組まれている。従って各ウエハＷＣが冷却モジュール２から搬出される時には、搬送履歴に応じて設定された冷却時間だけ冷却されることになる。

８枚目の未処理ウエハＷ０を搬送する際には、既に４〜７枚目の未処理ウエハＷ０を加熱モジュール４に搬送する際に、冷却モジュール２へ４枚のウエハＷＨを搬送しているため、冷却ステージ２１に空きがなくなっている。そのためステップＳ１、ステップＳ２に進み、先のウエハＷの加熱処理が終了すると、ステップＳ３では「ＮＯ」となり図６のステップＳ１２へ進み、冷却モジュール２における冷却処理の終了を待つ。

冷却終了の予定信号が発せられると、８枚目のウエハＷを図８（ａ）に示すように加熱モジュール４で入れ替え作業を介して、当該加熱モジュール４へ搬入し（ステップＳ１３、Ｓ１４）、先のウエハＷＨを当該加熱モジュール４から取り出して、図８（ｂ）に示すように冷却モジュール２へ向かう。そして搬送履歴に従いウエハＷＨの冷却時間が設定され、図８（ｃ）に示すように冷却モジュール２に搬入される（ステップＳ１５、Ｓ１６）。このウエハＷＨに対しては、加熱モジュール４で入れ替えが行われ、冷却モジュール２でも入れ替えが行われるＰ４の搬送履歴であるため、冷却時間は、例えば１７０秒に設定される。キャリア９には、まだ未処理ウエハＷが残されているため、ステップＳ１７を経由して、ステップＳ１８に進み、ウエハＷＣをキャリアに戻し９枚目の未処理ウエハＷ０を取り出して、ホーム位置へ戻る（ステップＳ１０）。９枚目から２４枚目の未処理ウエハＷ０は、８枚目の未処理ウエハＷ０と同様の工程で加熱モジュール４へ搬送される。

２５枚目の未処理ウエハＷ０は、ステップＳ１６までは、８枚目の未処理ウエハＷ０を加熱モジュール４に搬入する工程と同様のステップで処理が行われるが、キャリア９からは、既にすべての未処理ウエハＷを搬出している。このためステップＳ１７にて「ＮＯ」に進み、冷却済みウエハＷＣをキャリアに搬入した後（ステップＳ１９）、未処理ウエハＷ０を保持せずにホーム位置へと戻る。

その後は、ステップＳ１を経由しステップＳ２において、加熱処理の終了を待つ。２３枚目のウエハＷの加熱が終了予定のタイミングになると、ステップＳ２を経由して、ステップＳ３にて「ＮＯ」に進み、冷却モジュール４の終了予告を待った後（ステップＳ１２）、ステップＳ１３にて「ＮＯ」に進む。そして図９（ａ）に示すように加熱モジュール４にて、ウエハＷの入れ替えを行わずに、２３枚目のウエハＷＨを取り出し（ステップＳ２０）、図９（ｂ）に示すように、冷却モジュール２に向けて搬送され、搬送履歴が判断される（ステップＳ２１）。この時加熱モジュール４では、入れ替えが行われずに、冷却モジュール２では、入れ替えが行われるため、搬送履歴はＰ３と判断され、２３枚目のウエハＷＨは冷却時間が例えば１７５秒に設定され、冷却される。

またフローチャートには記載していないが、各加熱モジュール４における最後のウエハＷ、例えば２３〜２５枚目のウエハＷＨを冷却モジュール２に払い出した後は、当該加熱モジュール２をフローチャートの対象から外す。これによりステップＳ１において加熱モジュール４の空きの判定が行われず、２４、２５枚目のウエハＷＨが２３枚目のウエハＷＨと同様のステップで冷却モジュール２に搬送されることになる。
２５枚すべてのウエハＷＨを冷却モジュール４に搬送した後は、ステップＳ１、ステップＳ２を経由して、ステップＳ２３にて冷却処理の終了予告が待たれ、処理の終了したウエハＷＣを冷却モジュール２から搬出し、キャリア９へと戻し、すべてのウエハＷＣをキャリア９に戻して終了となる。

また加熱処理の終了予告信号がなく、冷却処理の終了予告信号で発生した場合は、ステップＳ２、ステップＳ２３、ステップＳ２４及びステップＳ２５に進む。即ち冷却モジュール２から冷却済みのウエハＷＣが搬出され、キャリア９に戻される。
前述の例では、８枚目から２５枚目の未処理ウエハＷ０を加熱モジュール４に搬入する際には、すべての冷却ステージ２１にウエハＷが載置されていると仮定している。しかし、冷却の終了したウエハＷを随時キャリア９に戻す場合には、８枚目から２５枚目の未処理ウエハＷ０を搬送する際に、冷却モジュール４に空きがある場合があり、その場合には、４枚目から７枚目の未処理ウエハＷ０を搬送する際の工程で搬送されることになる。

また例えばキャリア９により運び込まれたウエハＷの枚数と加熱モジュール４及び冷却モジュール２の各設置台数（個数）との関係によっては、例えばウエハＷの枚数が加熱モジュール４及び冷却モジュール２のいずれの個数以下の場合に、すべての未処理ウエハＷ０を加熱モジュールに払い出した後、冷却モジュール２に空きがある場合が想定される。
その場合には、ステップＳ３にて「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４にて「ＮＯ」となる。
そのため図１０（ａ）に示すように、加熱モジュール４からウエハＷＨが取り出され（ステップＳ２６）、搬送履歴によりウエハＷＨの冷却時間が設定された（ステップＳ２７）後、図１０（ｂ）に示すように冷却モジュール２に載置される（ステップＳ２８）。この工程では、加熱モジュール４及び冷却モジュール２で入れ替えを行われないため、搬送履歴はＰ１と判定され冷却時間は、例えば１８０秒に設定される。

また前述の２５枚のウエハＷを搬入した場合においても、冷却モジュール２から随時冷却処理の終えたウエハＷＣを搬出する場合には、すべての未処理ウエハＷ０を加熱モジュール４に搬入した後、２３枚目〜２５枚目のウエハＷＨを加熱モジュール４から冷却モジュール４に搬送する際に冷却モジュール４に空きがある場合が想定される。その場合には、同様に熱モジュール４及び冷却モジュール２で入れ替えを行われないため、搬送履歴はＰ１と判定され冷却時間は、例えば１８０秒に設定される。

上述の実施の形態によれば、加熱処理の終了したウエハＷが冷却モジュール２に搬送されるまでの搬送履歴を、既述のようにＰ１〜Ｐ４の４通りに区分し、各搬送履歴Ｐ１〜Ｐ４に応じて冷却時間を設定している（この例では、Ｐ２、Ｐ３は、同じ冷却時間としている）。従ってウエハＷを加熱モジュール４から取り出してから冷却モジュール２に載置するまでの搬送時間が長く、そのためウエハＷの放熱の程度が大きい場合には、冷却時間が短くなるように調整される。また前記搬送時間が短い場合には、冷却時間が長くなるように調整される。この結果ウエハＷが目標温度まで冷却された後、更に過度に冷却が継続されることを抑えることができるため、全体としては冷却時間が短くなりスループットの低下を抑制することができる。

またキャリア９が搬入出ポート１０に搬入された直後に、キャリア９内の各ウエハＷの搬送スケジュールを先読みして、ウエハＷ毎に冷却時間をあらかじめ設定するようにしてもよい。
さらにまた冷却モジュール２は、チラーなどの冷却機構を備えていてもよい。例えばウエハＷを冷却ステージ上に載置し、冷却ステージの内部に、チラーやポンプなどで構成される冷却機構と接続された水冷配管を引き回す。加熱処理の終了したウエハＷを冷却ステージ上に載置した後、冷却機構をより水冷配管中に冷却水を循環させるようにして冷却してもよい。

上述の例では、搬送履歴Ｐ１〜Ｐ４と冷却時間とを対応付けたテーブルをメモリ内に記憶し、このテーブルから冷却時間を読みだしているが、例えば搬送履歴はＰ２、Ｐ３における冷却時間をあらかじめ決めておき、搬送履歴Ｐ１〜Ｐ４毎にオフセット時間を決めて（Ｐ２、Ｐ３はオフセット時間がゼロ）おくようにしてもよい。
また加熱処理に要する時間と、冷却に要する時間との関係において、例えば加熱処理の終了したウエハＷＨが加熱モジュールにて、しばらく待機する場合には、この待機時間も考慮して、ウエハＷが加熱終了時から冷却モジュール２に搬入されるまでの履歴を搬送履歴としてもよい。つまり、加熱モジュール内の待機時間と搬送アーム３による搬送時間との合計時間を搬送履歴として捉え、搬送履歴に応じて設定時間を決めるようにしてもよい。この場合は、前記合計時間と冷却時間とを対応付けたテーブルをメモリに記憶しておくなどの手法を採用することができる。

更にまた上述の例では、搬入出ポート１０におかれたキャリアＣが基板保持部に相当するが、基板保持部は固定された棚であってもよい。また基板保持部からウエハＷを加熱モジュール４、冷却モジュール２へと順次搬送する搬送アームと、冷却モジュール２からウエハＷを取り出して、前記基板保持部、あるいはそれ以外の位置に搬送する搬送アームとは、別個のもの（例えば関節アーム全体が別個のもの）であってもよい。

[第２の実施の形態]
第２の実施の形態に係る基板処理装置として、図１１に示すような真空処理装置であってもよい。この真空処理装置は、大気搬送室１における搬入出ポート１０とは反対側には、左右に配置された２つのロードロック室７１（予備真空室）を介して例えば平面形状６角形の真空搬送室７４が接続されている。大気搬送室１内にはウエハＷを搬入出ポート１０及びロードロック７１室の間で受け渡すための第１の搬送アーム７２が備えられている。

真空搬送室７４は、図示しない真空ポンプにより室内が真空雰囲気に保たれており、ヒータ加熱やマイクロ波加熱などの周知の加熱モジュール４の処理雰囲気を構成する４つの真空室７５が接続されている。また、この真空搬送室１には、ロードロック室７１及び加熱モジュールの間でウエハＷを受け渡すための同時に複数枚ウエハＷの保持が可能な第２の搬送アーム７３を備えている。各ロードロック室７１内には、例えば夫々１台の冷却ステージ２１を備えた冷却モジュール２が設けられる。

この真空処理装置では、第１の搬送アーム７２は、キャリア９から未処理のウエハＷを取り出し、ロードロック室７１内に搬入する。未処理のウエハＷは、ロードロック室７１を通過して、真空搬送室７４内の第２の搬送アーム７３に保持され、各加熱モジュールに搬入される。その際に既に加熱処理の終えたウエハＷがある場合には、加熱処理の終えたウエハＷが取り出され、入れ替えに未処理のウエハＷが搬入される。また加熱処理の終えたウエハＷは、ロードロック室７１内に搬入され、ロードロック室７１内の冷却ステージ２１上に載置されるが、この際にロードロック室７１内には、第１の搬送アーム７２により、予めロードロック室７１内に搬入されている未処理のウエハＷを取り出し、加熱処理の終えたウエハＷを冷却ステージ２１上に載置する。冷却処理の終えたウエハＷは、第１の搬送アーム７２によりキャリア９に戻される。

第２の実施の形態に係る基板処理装置では、加熱モジュール４から加熱処理の終了したウエハＷを取り出すときに後続の未処理ウエハＷを保持している場合には、加熱処理の終了したウエハＷを取り出したのち、未処理のウエハＷを加熱処理モジュール内に搬入する。また加熱処理の終了したウエハＷをロードロック室７１内搬入する際に、ロードロック室７１内に後続の未処理のウエハＷが載置されている場合には、未処理のウエハを取り出したのち、加熱処理の終了したウエハＷをロードロック室７１内の冷却ステージ２１に載置することになる。

そのため加熱モジュール４からウエハＷを取り出すときに後続のウエハＷを保持しているか否か、また加熱処理の終了したウエハＷをロードロック室７１内に搬入する際に、後続の未処理のウエハＷがロードロック室７１内に載置されているか否かにより、加熱処理の終えたウエハＷを加熱モジュール４から取り出し、冷却ステージ２１に載置するまでの搬送時間が変わることになる。この４つの搬送履歴に従って加熱処理を終了したウエハＷの冷却時間を変更することにより同様の効果が得られる。
［評価試験］
本発明を評価するために第１の実施の形態に係る基板処理装置を用いて、次のような評価試験を行った。ウエハＷを加熱モジュール４で１２０秒間処理を行った後、冷却モジュール２に搬入しウエハＷのエッジ部分の温度が８０℃未満になるまで冷却した。加熱モジュール４及び冷却モジュール２の夫々においてウエハＷの入れ替えを行わずに、冷却モジュール２で冷却した場合を参考例１とし、夫々においてウエハＷの入れ替えを行い冷却モジュールで冷却した場合を参考例２とする。

図１２は、参考例１、２におけるウエハＷを冷却モジュール２により冷却を開始した後の、ウエハＷのエッジ部分の温度の経時変化を示す特性図である。加熱モジュール４及び冷却モジュール２でウエハＷの入れ替えが行われない参考例１では、冷却モジュール２に搬入した際のウエハＷのエッジ部分の温度が３７０℃と高く、８０℃まで冷却するには、１７９秒を要した。一方で加熱モジュール４及び冷却モジュール２でウエハＷの入れ替えを行った参考例２では、冷却モジュールに搬入した際には、ウエハＷのエッジ部分の温度は、２９０℃まで下がっており、８０℃まで冷却するには、１６９秒を要していた。参考例２の工程でウエハＷを搬送した際には、冷却時間を参考例１の工程で搬送した場合に比べて１０秒短く設定することができる。従ってウエハＷの搬送工程に基づいて、冷却時間を変更することで、全体としての冷却時間を短縮することができるため、スループットの低下を抑えることができるといえる。

２ 冷却モジュール
３ 搬送アーム
４ 加熱モジュール
６ 制御部
１１ 搬入出ポート
３４ 低温用保持部材
３５ 高温用保持部材
Ｗ ウエハ

Claims (11)

1. 基板が保持されている基板保持部と、
   基板を加熱処理する加熱モジュールと、
   前記加熱モジュールにて加熱された基板を冷却する冷却モジュールと、
   前記基板保持部から基板を取り出して前記加熱モジュール及び前記冷却モジュールに順次搬送する基板搬送機構と、
   前記加熱モジュールにて加熱処理された基板が前記冷却モジュールに搬入されるまでの当該基板の搬送履歴に基づいて、当該冷却モジュールにおける当該基板の冷却時間を設定する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記基板搬送機構は、基板の入れ替えを行うために互いに独立して進退し、各々基板を保持する第１の保持部材及び第２の保持部材を備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記基板搬送機構は、前記冷却モジュールから冷却後の基板を取り出すように制御されることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記基板保持部は、容器載置部に載置された複数の基板を収納するための搬送容器であり、
   前記基板搬送機構は、前記冷却モジュールから取り出した基板を前記搬送容器に受け渡すように制御されることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記搬送履歴は、第１の保持部材及び第２の保持部材の一方により前記加熱モジュールから基板が取り出された後、他方の保持部材による基板の受け渡しの回数であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか記載の基板処理装置。
6. 基板保持部から基板を基板搬送機構により加熱モジュールに搬入する工程と、
   前記加熱モジュールから加熱処理後の基板を前記基板搬送機構により搬出し、冷却モジュールに搬入する工程と、
   前記加熱モジュールにて加熱処理された基板が前記冷却モジュールに搬入されるまでの当該基板の搬送履歴に基づいて、当該冷却モジュールにおける当該基板の冷却時間を設定する工程と、
   前記冷却モジュールにて前記冷却時間が経過した後に前記基板を冷却モジュールから搬出する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
7. 前記基板搬送機構は、基板の入れ替えを行うために互いに独立して進退し、各々基板を保持する第１の保持部材及び第２の保持部材を備えることを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。
8. 前記基板搬送機構は、前記冷却モジュールから冷却後の基板を取り出すことを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
9. 前記基板保持部は、容器載置部に載置された複数の基板を収納するための搬送容器であり、
   前記基板搬送機構は、前記冷却モジュールから取り出した基板を前記搬送容器に受け渡すように制御されることを特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
10. 前記搬送履歴は、第１の保持部材及び第２の保持部材の一方により前記加熱モジュールから基板が取り出された後、他方の保持部材による基板の受け渡しの回数であることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか記載の基板処理方法。
11. 基板を加熱する加熱モジュールと、基板を冷却する冷却モジュールと、基板搬送機構と、を備えた基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、請求項６ないし１０のいずれか一項に記載された基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

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