(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる温度の複数の工程を同一のチャンバの内部で実行する基板処理装置にて使用可能な基板温調装置であって、
基板が載置される載置台と、
前記載置台の下に配置され、冷媒流路に冷媒を流す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの下に配置され、光を出力する加熱ユニットと、を有し、
前記冷却ユニットは、前記加熱ユニットから出力された光を透過し、
前記載置台は、金属から形成される多数の孔を有する多孔体プレートを有し、
前記冷却ユニットを透過した光は、前記多孔体プレートの前記多数の孔に照射され、前記多数の孔を透過した光が前記多孔体プレート上の前記基板に照射される、
基板温調装置。
【請求項２】
前記載置台に形成された各孔の内部は、光が透過可能な部材により充填されている、
請求項１に記載の基板温調装置。
【請求項３】
前記冷却ユニットは、前記多孔体プレートの直下に形成された前記冷媒流路に冷媒を流す、
請求項１又は２に記載の基板温調装置。
【請求項４】
前記各孔間のピッチＰから前記各孔の直径ｄを減算した値が、
１ｍｍ≦Ｐ−ｄ≦７．７ｍｍ
を満たす値に設定されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板温調装置。
【請求項５】
前記多孔体プレートには、１００以上の孔が形成されている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板温調装置。
【請求項６】
異なる温度の複数の工程を同一のチャンバの内部で実行する基板処理装置であって、
基板が載置される載置台と、
前記載置台の下に配置され、冷媒流路に冷媒を流す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの下に配置され、光を出力する加熱ユニットと、を有する基板温調装置を備え、
前記冷却ユニットは、前記加熱ユニットから出力された光を透過し、
前記載置台は、金属から形成される多数の孔を有する多孔体プレートを有し、
前記冷却ユニットを透過した光は、前記多孔体プレートの前記多数の孔に照射され、前記多数の孔を透過した光が前記多孔体プレート上の前記基板に照射される、
基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板温調装置及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の基板の処理には、異なる温度の複数の工程を経るものがある。例えば、低温でエッチング処理を行った後、高温でエッチング残渣除去処理を行うものや、基板上に形成された膜の加熱処理を行った後、急速に冷却処理を行うもの等が知られている。
【０００３】
上記のような低温基板処理と高温基板処理とを同一のチャンバの内部で行うことが可能な処理装置が知られている。その際、スループットを向上させるために、チャンバの内部を高温又は低温にするための昇降温を短時間で行うことが可能な処理装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１では、昇温時の加熱手段としてＬＥＤ光が用いられ、ＬＥＤ光は複数の導光シリンダの内部を通ってウェハに照射され、ウェハを加熱する。特許文献１では、昇温時、ウェハを載置台から持ち上げ、ＬＥＤ光を均一にウェハに照射することで基板の均熱性を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウェハを載置台から持ち上げるときに、付着した反応生成物がウェハから剥がれ、パーティクルとなって基板の処理に影響を及ぼす場合がある。また、ウェハを載置台から持ち上げることで露出した載置台の表面に、反応生成物が付着するといった問題も発生する。
【０００７】
上記課題に対して、一側面では、本発明は、異なる温度の複数の工程を同一のチャンバで実行する際、基板を載置台に載置した状態で基板の均熱性を図る温度制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、異なる温度の複数の工程を同一のチャンバの内部で実行する基板処理装置にて使用可能な基板温調装置であって、基板が載置される載置台と、前記載置台の下に配置され、冷媒流路に冷媒を流す冷却ユニットと、前記冷却ユニットの下に配置され、光を出力する加熱ユニットと、を有し、前記冷却ユニットは、前記加熱ユニットから出力された光を透過し、前記載置台は、金属から形成される多孔体プレートを有し、前記冷却ユニットを透過した光は、前記多孔体プレートの各孔を介して該多孔体プレート上の前記基板に照射される、基板温調装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一の側面によれば、異なる温度の複数の工程を同一のチャンバで実行する際、基板を載置台に載置した状態で基板の均熱性を図る温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る基板温調装置を有する基板処理装置の縦断面の一例を示す図。
【図２】一実施形態に係る多孔体プレートのピッチを説明するための図。
【図３】一実施形態の変形例に係る多孔体プレートを説明するための図。
【図４】一実施形態に係る基板処理装置で実行される基板処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
［基板温調装置及び基板処理装置］
まず、本発明の一実施形態に係る基板温調装置１００を有する基板処理装置１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る基板温調装置１００を有する基板処理装置１の縦断面の一例を示す。
【００１３】
本実施形態に係る基板処理装置１は、異なる温度の複数の工程を実行することが可能な装置の一例である。基板処理装置１は、内部が真空に維持されるチャンバＣを有する。本実施形態の基板温調装置１００は、基板処理装置１のチャンバＣの底部に設けられ、基板Ｓを低温である第１の温度および第１の温度よりも高温の第２の温度に温調する。つまり、基板処理装置１は、チャンバＣの内部にて第１の温度で低温基板処理を行った後、第２の温度で高温基板処理を行うことが可能な装置である。
【００１４】
基板処理装置１によって実行される低温基板処理及び高温基板処理は、特に限定されるものではなく、例えば低温基板処理の一例としてのエッチングを行った後、高温基板処理の一例としての残渣除去を行うものを例示することができる。例えば、基板処理装置１では、基板温調装置１００を３５℃程度の低温に制御した状態でＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）により基板にエッチングを行った後、基板温調装置１００を１２０℃程度の高温に制御した状態でＰＨＴ（Post Heat Treatment）により基板を加熱することで、エッチング時に発生した反応生成物の残渣をガス化して基板から除去することが可能である。
【００１５】
処理対象の基板Ｓについても、特に限定されるものではなく、半導体基板（半導体ウェハ）、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）基板、太陽電池用基板等、種々の基板に適用可能である。
【００１６】
基板温調装置１００は、基板Ｓが載置される載置台１０と、基板Ｓを加熱する加熱ユニット２０と、基板を冷却する冷却ユニット３０とを有する。載置台１０は、アルミニウム等の金属から形成された多孔体プレート４０を有する。多孔体プレート４０には、多孔体プレート４０を貫通する１００以上の孔４１が、例えば等ピッチで形成されている。多孔体プレート４０の各孔４１の内部は、石英、サファイア又はＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）のような樹脂により充填されてもよい。なお、各孔４１の内部は、必ずしも樹脂等で充填されていなくてもよい。ただし、この場合、多孔体プレート４０の孔４１の内部は真空状態になるため、多孔体プレート４０の下面４２を透明シートで覆い、冷媒流路３１と多数の孔４１とを分離させる必要がある。
【００１７】
多孔体プレート４０は、加熱ユニット２０が置かれている大気圧と基板Ｓが置かれている真空圧との圧力差に耐えることが可能な厚さに形成されている。なお、多孔体プレート４０は、基板Ｓの載置面を有する上部載置台と、その下に配置された下部載置台との二層構造となっていてもよい。この場合、上部載置台は熱伝導性が良好な金属材料、例えばアルミニウムで構成され、下部載置台は、例えばステンレス鋼等の機械強度が高い材質で構成されてもよい。
【００１８】
多孔体プレート４０は、周縁部にて第１の環状部材３３に嵌め込まれ、第１の環状部材３３及び第２の環状部材３４により支持されている。第２の環状部材３４の凹み部には、光を透過するように透明プレート３２が嵌め込まれている。透明プレート３２は、可視光領域から赤外領域までの広い範囲で透過率が高く、熱伝導率が４２Ｗ／ｍ・Ｋのサファイアを好適に用いることができる。ただし、透明プレート３２は、透明な部材であればサファイアに限られず、熱伝導率が１．４Ｗ／ｍ・Ｋとサファイアよりも低いが、可視光領域から赤外領域までの広い範囲で透過率が高い石英を用いることができる。透明プレート３２に石英を用いると、サファイアよりもコストの点から有利である。これにより、透明プレート３２と、多孔体プレート４０の下面４２と、第２の環状部材３４とにより冷媒流路３１が形成された冷却ユニットが、多孔体プレート４０の下に配置される。つまり、載置台１０の下には、透明プレート３２により冷媒流路３１が形成された冷却ユニット３０が配置される。本実施形態では、冷媒流路３１が多孔体プレート４０の下面４２に面しているが、これに限らず、冷媒流路３１は冷却ユニット３０の内部に形成されてもよい。
【００１９】
冷媒は、チラーユニット（図示せず）から冷媒供給管３１ａを通って冷媒流路３１を循環し、チラーユニットに戻る。冷媒流路３１には、例えば、水またはフッ素系液体からなる冷媒が通流される。多孔体プレート４０は熱伝導のよい金属で形成されているため、冷媒流路３１に冷媒を循環させることにより、多孔体プレート４０を介して、容易に、例えば３５℃程度の第１の温度に基板Ｓを冷却することができる。
【００２０】
透明プレート３２は、周縁部にて第２の環状部材３４に嵌め込まれ、第２の環状部材３４及び第３の環状部材３５により支持され、第３の環状部材３５を介してチャンバＣに設置されている。第１の環状部材３３、第２の環状部材３４及び第３の環状部材３５の材質は特に限定しないが、シール性を保持できるもの（例えば金属製材料）であればよい。
【００２１】
第１〜第３の環状部材３３〜３５の内部には、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の熱伝導ガスを供給するための伝熱ガス流路４５が形成されている。本実施形態では、ヘリウムガスが供給される。ヘリウムガスは、伝熱ガス流路４５を通り、多孔体プレート４０に形成された伝熱ガス流路４６を通って基板Ｓの裏面に供給される。基板Ｓの裏面に供給されたヘリウムガスにより、冷却ユニット３０による冷却効果を上げることができる。
【００２２】
第２の環状部材３４、第３の環状部材３５及びチャンバＣには、加熱ユニット２０が置かれる大気圧側から、基板Ｓが置かれる真空処理室を密閉するためのＯリング３６〜３９等が設けられている。
【００２３】
加熱ユニット２０は、透明プレート３２の下方に配置され、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）がアレイ状に配置されたＬＥＤアレイ２１を有する。複数のＬＥＤが搭載された複数のＬＥＤアレイ２１は、絶縁性を有する高熱伝導性材料、例えばＡｌＮセラミックスからなる光源保持台２２の上に搭載されている。
【００２４】
ＬＥＤアレイ２１に電気が給電されると、ＬＥＤアレイ２１は発光する。加熱ユニット２０は、ＬＥＤアレイ２１から放射する光によって基板Ｓを加熱する。ただし、加熱ユニット２０は、ＬＥＤアレイ２１に限らず他の発光素子、例えば半導体レーザー等を用いてもよい。
【００２５】
ＬＥＤのような発光素子による光加熱は、加熱源の黒体輻射ではなく、電子とホールの再結合による電磁輻射を利用しているため、その波長の光を吸収する物質のみを加熱することができ、また、基板を加熱する際に昇温および降温速度が速い。ＬＥＤとしては、射出される光の波長が紫外光〜近赤外光の範囲、例えば０．３６〜１．０μｍの範囲のものを用いることができ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＰ等をベースとした化合物半導体を挙げることができる。このような波長の範囲から、基板Ｓを透過しない波長のものが選択される。このような観点からは、発光素子は０．８〜１．０μｍの近赤外光のものが好ましい。特に、基板Ｓがシリコン製の場合には、このような近赤外光により効率良く加熱することができる。
【００２６】
ＬＥＤアレイ２１から射出された光は、透明プレート３２を透過して、更に多孔体プレート４０の多数の孔４１の内部を透過して基板Ｓに照射される。多孔体プレート４０に形成された１００以上の孔４１にＬＥＤ光を透過させることで、基板Ｓを載置台１０に載置したまま、多孔体プレート４０に接触した状態でＬＥＤ光を基板Ｓの裏面の全面に照射することができる。これにより、基板Ｓを効率よく加熱し、基板Ｓを第１の温度よりも高温である第２の温度、例えば１２０℃程度に素早く温度制御することができる。
【００２７】
また、冷却時には、ヘリウムガスが基板Ｓの裏面に供給され、これにより、冷却ユニット３０による冷却効果を高めることができるが、加熱時には、基板Ｓの裏面へのヘリウムガスの供給は停止される。これにより、基板Ｓの裏面と多孔体プレート４０との間を真空にすることで、真空断熱により冷却効果を下げた状態で効率よく基板Ｓの温度を上げることができる。
【００２８】
チャンバＣの上部の天井面には、ガスシャワーヘッド５０が設置されている。ガスシャワーヘッド５０は、多数のガス通気孔５４を有する。ガス供給源５２は、ガス導入口５１からガスシャワーヘッド５０内に所望のガスを供給する。ガスは、バッファ空間５３を通り、多数のガス通気孔５４からチャンバＣの内部にシャワー状に導入される。
【００２９】
例えば、基板処理装置１は、低温基板処理のＣＯＲでは、冷却ユニット３０により多孔体プレート４０を介して基板Ｓを冷却し、３５℃程度の温度にする。その状態にて、基板処理装置１は、ガスシャワーヘッド５０からフッ化水素（ＨＦ）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスを含む混合ガスを供給し、基板Ｓ上のシリコン酸化膜と混合ガスとを化学反応させる。これにより、基板Ｓ上のシリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成させる。
【００３０】
低温基板処理後に実行する高温基板処理のＰＨＴでは、加熱ユニット２０により多孔体プレート４０を介して基板Ｓを加熱し、１２０℃程度の温度にする。その状態にて、基板Ｓの表面に付着した反応生成物を加熱してガス化し、除去する。このように、かかる構成の基板処理装置１では、冷却ユニット３０と加熱ユニット２０とを設けることにより、チャンバＣの内部を迅速に昇降温し、処理のスループットを向上させることができる。
【００３１】
また、低温基板処理と高温基板処理とをチャンバＣの内部で繰り返し実行する際、基板Ｓを載置台１０に載置したまま昇降温を行うことができる。つまり、多孔体プレート４０に形成された１００以上の孔４１にＬＥＤ光を透過させることで、基板Ｓを載置台１０に載置したままでＬＥＤ光を基板Ｓの裏面の全面に照射できる。これにより、基板Ｓの面内の温度均一性を向上させることができる。また、基板Ｓを載置台１０から持ち上げる際にパーティクルが生じ、基板Ｓへの所定の処理に影響を与えることを回避できる。また、載置台１０の表面に、反応生成物が付着するといった問題も回避できる。
【００３２】
［多孔体プレート］
次に、多孔体プレート４０の構成について詳述する。多孔体プレート４０には、１００以上の多数の孔４１が形成されている。多孔体プレート４０として、ハニカム材を使用してもよい。多孔体プレート４０の各孔４１の内部は、透過性樹脂で充填されている。また、多孔体プレート４０は金属により形成されている。
【００３３】
多孔体プレート４０による冷却と昇温とのバランスは、多孔体プレート４０の孔４１の開口率で調整することができる。図２に、多孔体プレート４０の一部を示す。多孔体プレート４０の孔４１の面積の合計（以下、「穴面積」という。）と金属面積（孔以外の多孔体プレート４０の面積）が１：１（互いに等しい）の場合を例に挙げて説明する。この場合、必要な基板Ｓの最高温度と冷却速度の仕様に基づき、多孔体プレート４０の孔４１の開口率を決定することができる。一例として、孔４１の穴面積と多孔体プレート４０の金属面積との比が１：１の場合、加熱ユニット２０のＬＥＤアレイ２１の出力によれば、基板Ｓの温度を２００℃までに制御することができる。なお、この場合、３００ｍｍのウエハーに対して、合計で４．９ｋＷのＬＥＤアレイ２１の出力で加熱した場合を想定して計算している。また、冷却ユニット３０により、冷却速度は３０℃／秒が可能である。
【００３４】
更に基板Ｓの最高温度を上げたい場合、金属面積に対する穴面積の比率を上げればよい。この場合、冷却速度は下がる。一方、冷却速度を上げたい場合、穴面積に対する金属面積の比率を上げればよい。この場合、最高温度は下がる。
【００３５】
図２に示す各孔４１の穴径ｄを小さく設定し、かつ各孔４１間のピッチＰを小さく設定すればするほど、基板Ｓの昇温時の温度の面内均一性は向上する。一方、多孔体プレート４０の製造コスト等を考慮すると、例えば、孔４１の穴面積と多孔体プレート４０の金属面積との比が１：１の場合、ピッチＰは、
Ｐ＝ｄ√０．５π＝１．２５３＊ｄ（ｍｍ）
が成り立つ。
【００３６】
例えば穴径ｄ＝５ｍｍの穴を選択すると、ピッチは、Ｐ＝６．２６５ｍｍになる。以上のような関係式で、コストを考えながら、穴径ｄとピッチＰとを選択する。
【００３７】
多孔体プレート４０の構成を、図２の四角形（点線）がいくつも平面上に整列したものと考える。ここで、四角形の面積はＰ２である。また、四角形の中に含まれる孔の面積は、各孔の１／４ずつが４個存在するので、
４×１／４×π×（ｄ／２）２
となる。
【００３８】
よって、四角形の中の金属面積は、Ｐ２−（４×１／４×π×（ｄ／２）２）となる。ここで孔４１の穴面積と多孔体プレート４０の金属面積との比が１：１の場合を考えると、
４×１／４×π×（ｄ／２）２＝Ｐ２−（４×１／４×π×（ｄ／２）２）
となり、これをＰについて整理すると、
Ｐ＝ｄ×√（０．５×π）＝１．２５３×ｄ（ｍｍ）
が得られる。
【００３９】
以上では、孔４１の穴面積と多孔体プレート４０金属面積とを１：１としたときの孔４１間のピッチと穴径ｄとの関係を導き出した。ただし、孔４１間のピッチＰは、これに限られない。例えば、孔と孔との間の部分、つまりＰ−ｄの長さに相当する部分の長さが大きいと基板Ｓの均熱性に悪影響を与える。また、基板Ｓの均熱性には基板Ｓの面方向の熱の伝わり方が影響し、この影響は基板Ｓの厚さｔ（０．７７ｍｍ）に関係する。ここで、Ｐ−ｄの値が厚さｔの１０倍以下、より好ましくは３倍以下であれば、均熱性良く基板Ｓを昇温させることができる。また、多孔体プレート４０を例えば２ｍｍの厚さのアルミニウムで構成した場合、Ｐ−ｄの値が１ｍｍ以上であれば強度的にも問題ないと言うことができる。よって、Ｐ−ｄの好ましい範囲は、
１ｍｍ≦Ｐ−ｄ≦７．７ｍｍ
となる。これにより、基板Ｓを加熱する際の均熱性が良好で、かつ、所定の機械的強度を担保でき、かつ、製造コストを抑えた基板温調装置１００を製造できる。
【００４０】
以上に説明したように、本実施形態に係る基板温調装置１００によれば、多孔体プレート４０に１００以上の孔４１を形成し、各孔４１を介してＬＥＤ光を基板Ｓに照射できる。このため、基板Ｓを多孔体プレート４０の上に載置したまま、基板Ｓを載置台１０に載置した状態で基板Ｓの均熱性を図る温度制御を行うことができる。この結果、基板Ｓに付着した反応生成物がウェハから剥がれて載置台１０の上面に飛来し、パーティクルとなって基板の処理に影響を及ぼすことや、載置台１０の表面に反応生成物が付着するといった問題を回避できる。
【００４１】
孔４１間のピッチＰと穴径ｄに応じて、基板Ｓの制御可能な最高温度が定まる。よって、孔４１間のピッチＰに応じた多孔体プレート４０の金属の熱伝導と基板Ｓの熱伝導とを利用して、基板Ｓの冷却と加熱とを行うことができる。
【００４２】
なお、さらに均熱性を高めるために、加熱時にある程度基板Ｓを持ち上げてもよい。その際には、本実施形態に係る基板温調装置１００に、基板Ｓを昇降するための機構が設けられる。図３に基板Ｓを昇降するための機構の一例を示す。なお、図３に示す多孔体プレート４０では、孔４１は図示していない。
【００４３】
図３（ａ）の例では、多孔体プレート４０に３カ所、支持ピン６０を挿入するための凹み部４０ａが形成される。図３（ａ）のＡ−Ａ断面を図３（ｂ）に示す。基板Ｓを持ち上げる場合、図３（ｂ）に示す支持ピン６０が、横方向から多孔体プレート４０の中心に向けて挿入される。挿入後、３カ所に挿入された支持ピン６０は、昇降機構６１により上昇する。支持ピン６０の上昇とともに、支持ピン６０に支持された基板Ｓが、多孔体プレート４０から持ち上げられる。なお、支持ピン６０は３本に限らず、基板Ｓの大きさに応じて必要な数だけ設けられればよい。また、昇降動作時には、ヘリウムガス等の熱伝熱ガスで基板Ｓと載置台１０との間をパージすることが好ましい。特に基板Ｓと支持ピン６０との接触部分にてパーティクルが生じる恐れがある。よって、多孔体プレート４０に形成された凹み部４０ａの近傍に、伝熱ガスを供給するための伝熱ガス供給管６２を複数設け、凹み部４０ａの近傍に伝熱ガスを供給することが好ましい。これにより、パーティクルの発生を低減させることができる。
【００４４】
図１に戻り、多孔体プレート４０の上面に透明電極を有する静電チャックを設けてもよい。この場合、多孔体プレート４０と基板Ｓとの間に静電チャックを介する構造になるため、多孔体プレート４０と基板Ｓとの間の熱伝導は下がる。しかし、静電チャックによる静電吸着力により基板Ｓと多孔体プレート４０との密着性を高め、冷却効果を高めることができる。
【００４５】
［基板の温調／基板処理］
以上のように構成される基板温調装置１００による基板Ｓの温調を含む基板処理装置１の動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。基板処理装置１は、まず、低温基板処理のＣＯＲを実行する。その際、基板温調装置１００は、冷却ユニット３０により多孔体プレート４０を介して基板Ｓを冷却し、基板Ｓを低温である第１の温度（例えば３５℃）又はその近傍温度に調節する（ステップＳ１０）。具体的には、基板温調装置１００は、冷却ユニット３０の冷媒流路３１に冷媒を循環させる。これにより、冷媒流路３１に流れる冷媒によって多孔体プレート４０の金属部分を介して基板Ｓが冷却され、基板Ｓが第１の温度又はその近傍温度に温調される。また、基板温調装置１００は、加熱ユニット２０のＬＥＤアレイ２１を消灯する（ステップＳ１０）。
【００４６】
次に、基板処理装置１は、ガス供給源５２からフッ化水素（ＨＦ）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスを含むガスを供給する（ステップＳ１２）。これにより、ガスシャワーヘッド５０からフッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスがチャンバＣの内部に供給される。この状態において、基板処理装置１は、低温基板処理（ＣＯＲ）を実行する（ステップＳ１４）。この結果、基板Ｓ上のシリコン酸化膜と混合ガスとが化学反応し、シリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成させる。
【００４７】
次に、基板温調装置１００は、加熱ユニット２０のＬＥＤアレイ２１を点灯する（ステップＳ１６）。ＬＥＤアレイ２１の光は、透明プレート３２及び多孔体プレート４０の多数の孔４１を透過して基板Ｓに照射される。これにより、基板Ｓが急速に加熱され、短時間で基板Ｓの温度を第２の温度、例えば１２０℃又はその近傍温度に調節することができる。
【００４８】
このとき、冷媒流路３１を流れる冷媒にＬＥＤからの光が照射される。しかしながら、冷媒としてＬＥＤアレイ２１から射出される光の波長を透過する液体、例えばフッ素系液体や水等を用いることにより、光照射による冷媒の温度変更は生じない。
【００４９】
次に、基板処理装置１は、ガス供給源５２からアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する（ステップＳ１８）。これにより、ガスシャワーヘッド５０からアルゴンガスがチャンバＣの内部に供給される。この状態において、基板処理装置１は、高温基板処理（ＰＨＴ）を実行する（ステップＳ２０）。この結果、基板Ｓ上のシリコン酸化膜の表面に付着した反応生成物を加熱してガス化し、除去することができる。
【００５０】
このようにして基板Ｓを第２の温度の高温に保持して高温基板処理（ＰＨＴ）を実行した後、基板処理装置１は、ステップＳ１０〜ステップＳ２０の処理を所定回数繰り返したか否かを判定する（ステップＳ２２）。所定回数繰り返したと判定された場合、本処理を終了する。一方、所定回数繰り返されていないと判定された場合、ステップＳ１０に戻り、基板処理装置１は、ステップＳ１０以降の処理を繰り返す。つまり、基板温調装置１００は、ＬＥＤアレイ２１を消灯し、基板Ｓの加熱を停止し、基板Ｓを再び低温の第１の温度に温調する。基板Ｓは、急速に冷却され、載置台１０上に載置された時点で速やかに第１の温度に温調される。
【００５１】
以上のように、本実施形態にかかる基板処理装置１によれば、基板Ｓを低温に温調する場合、冷却ユニット３０を使用して載置台１０の内部に冷媒を通流させ、冷媒の冷熱を多孔体プレート４０の金属部分を介して基板Ｓに伝熱させる。また、基板Ｓを高温に温調する場合、加熱ユニット２０を使用してＬＥＤアレイ２１の光を多孔体プレート４０の各孔４１に通して基板Ｓに照射させることで基板Ｓを加熱する。これにより、冷却ユニット３０および加熱ユニット２０によって一つのチャンバＣの内部で低温の第１の温度と高温の第２の温度との間の温度変更を短時間で行うことができ、処理のスループットを高めることができる。
【００５２】
以上に説明したように、本実施形態の基板温調装置１００によれば、異なる温度の複数の工程を同一のチャンバＣで実行する際、基板Ｓを載置台１０に載置した状態でチャンバＣの内部の温度を昇温及び降温にすることができる。これにより、昇温時又は降温時に基板Ｓを載置台１０から持ち上げることによるパーティクルの発生を防止できる。また、載置台１０の表面に、反応生成物が付着するといった問題も回避できる。
【００５３】
以上、基板温調装置１００及び基板温調装置１００を有する基板処理装置１について、上記実施形態により説明したが、本発明にかかる基板温調装置及び基板処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板処理装置
１０  載置台
２０  加熱ユニット
２１  ＬＥＤアレイ
３０  冷却ユニット
３１  冷媒流路
３１ａ  冷媒供給管
３２  透明プレート
３３  第１の環状部材
３４  第２の環状部材
３５  第３の環状部材
３６〜３９  Ｏリング
４０  多孔体プレート
４１  孔
４５  伝熱ガス流路
５０  ガスシャワーヘッド
５１  ガス導入口
５２  ガス供給源
５３  バッファ空間
５４  ガス通気孔
１００  基板温調装置
Ｃ  チャンバ
Ｓ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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