(57)【要約】【課題】処理前に基板温度を計測する基板の温度計測装置及び方法、基板温度が所定の温度範囲内にない場合に再加熱、冷却を行う基板の温度調整装置及び方法を提供する。【解決手段】搬送ロボットで搬送された基板が停止する成膜室の入口の手前の位置であり、当該位置の基板の裏面側に、加熱した基板の裏面の温度を計測する温度計測装置を設け、当該温度計測装置により、加熱した基板の裏面の温度を計測し（Ｓ５）、計測した基板の裏面の温度が所定の温度範囲内にない場合（Ｓ６）、所定の温度範囲より大きい場合には、搬送ロボットで保持した状態で基板を冷却し（Ｓ７→Ｓ８）、所定の温度範囲より小さい場合には、搬送ロボットで再び加熱室へ搬送し、加熱室で加熱する（Ｓ７→Ｓ２）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測装置であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に前記温度計測装置を設けたことを特徴とする基板の温度計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の温度計測装置において、
前記温度計測装置を放射温度計としたことを特徴とする基板の温度計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板の温度計測装置において、
前記放射温度計の計測経路に遮光カバーを設けたことを特徴とする基板の温度計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板の温度計測装置において、
前記温度計測装置を熱電対又は抵抗温度計としたことを特徴とする基板の温度計測装置。
【請求項５】
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測方法であって、
前記加熱室で加熱した前記基板を前記搬送ロボットで前記処理室の入口の手前の位置まで搬送し、
当該位置の前記基板の裏面側に設けた放射温度計を用いて、加熱した前記基板の裏面の温度を計測することを特徴とする基板の温度計測方法。
【請求項６】
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測方法であって、
前記加熱室で加熱した前記基板を前記搬送ロボットで前記処理室の入口の手前の位置まで搬送し、
当該位置の前記基板の裏面側に設けた基板支持台に前記基板を載置し、
前記基板支持台上に設けた熱電対又は抵抗温度計を用いて、加熱した前記基板の裏面の温度を計測することを特徴とする基板の温度計測方法。
【請求項７】
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の温度を調整する基板の温度調整装置であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する温度計測装置を設け、
当該温度調整装置は、
前記温度計測装置により、加熱した前記基板の裏面の温度を計測し、
計測した前記基板の裏面の温度が所定の温度範囲内にない場合、前記所定の温度範囲より大きい場合には、前記搬送ロボットで保持した状態で前記基板を冷却し、前記所定の温度範囲より小さい場合には、前記搬送ロボットで再び前記加熱室へ搬送し、前記加熱室で加熱することを特徴とする基板の温度調整装置。
【請求項８】
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の温度を調整する基板の温度調整方法であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する温度計測装置を有し、
前記温度計測装置により、加熱した前記基板の裏面の温度を計測し、
計測した前記基板の裏面の温度が所定の温度範囲内にない場合、前記所定の温度範囲より大きい場合には、前記搬送ロボットで保持した状態で前記基板を冷却し、前記所定の温度範囲より小さい場合には、前記搬送ロボットで再び前記加熱室へ搬送し、前記加熱室で加熱することを特徴とする基板の温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の温度計測装置及び方法、基板の温度調整装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン（Ｓｉ）などの半導体基板に真空中で成膜などの処理を行う場合、成膜室において、処理前に処理条件となる所定の温度に加熱し、その後、成膜などの処理を行っている。成膜などの処理時間に対し、加熱時間が同等以上の場合、成膜室とは別に加熱室を設け、この加熱室で予め所定の温度に加熱しておくと、生産性が向上する。Ｓｉ基板については、ランプ加熱などの加熱装置が既に知られており、加熱した基板の表面温度を測定する測定装置も知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）デバイスには、サファイアなどの透明基板が使用されている。サファイア基板においても、真空中で成膜などの処理を行う場合には、処理前に処理条件となる所定の温度に加熱することが望ましい。又、成膜などの処理時間に対し、加熱時間が同等以上の場合、成膜室とは別に加熱室を設け、この加熱室で予め所定の温度に加熱しておくと、Ｓｉ基板の場合と同様に、生産性が向上することになる。
【０００５】
サファイア基板の場合、静電吸着しようとしても、Ｓｉ基板などと比較して、その吸着力が弱い。そのため、Ｓｉ基板のように、成膜室内の支持台上に静電吸着させ、支持台との熱伝導により基板温度を制御（基板を加熱）することが難しい。従って、成膜室とは別に加熱室を設けて、加熱することが望ましく、更に、サファイア基板の加熱を、ヒータなどによる熱輻射により行うことが望ましい。しかしながら、このようなサファイア基板用の加熱装置はまだなく、サファイア基板用の加熱装置を有する加熱室を設けても、それだけでよい訳では無い。ここで、サファイア基板の加熱時における問題点を、図９を参照して説明する。
【０００６】
成膜などの処理前に、サファイア基板を加熱室で輻射加熱する場合、ヒータ出力やヒータ温度と加熱時間の関係からサファイア基板の到達温度を予め計測しておき、成膜などの処理に適正な適正温度Ｔｐに加熱できる予定時間Ｅｔ経過後に、サファイア基板を加熱室から取り出し、その後、成膜室へ搬入し、成膜を行うことになる。
【０００７】
この場合、ヒータの不安定性があったり、サファイア基板の個体差（サファイア基板上に積層した膜の個体差など）が大きかったりすると、基板温度の加熱温度に変動ΔＴａが生じる。又、サファイア基板を加熱室から取り出した後、予期せぬ待ち時間Ｗｔがあったりしても、基板温度に変動ΔＴｂが生じる。基板温度に変動ΔＴａ、ΔＴｂが生じると、成膜時における基板温度が一定せず、適正温度Ｔｐからずれた基板温度で成膜が行われるので、成膜される膜の膜質（エッチングレート、透過率など）が変動し、デバイスの歩留まりが悪化することになる。
【０００８】
このように、単に、サファイア基板を加熱するだけでなく、成膜などの処理前に、加熱したサファイア基板の基板温度を計測し、基板温度が所定の温度範囲内にあることを確認し、基板温度が所定の温度範囲内にない場合に再加熱、冷却を行う機能を備える装置が望まれているが、このような装置はまだなく、このような装置を基板搬送室の一部に加えたものもなかった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、処理前に基板温度を計測する基板の温度計測装置及び方法、基板温度が所定の温度範囲内にない場合に再加熱、冷却を行う基板の温度調整装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る基板の温度計測装置は、
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測装置であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に前記温度計測装置を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る基板の温度計測装置は、
上記第１の発明に記載の基板の温度計測装置において、
前記温度計測装置を放射温度計としたことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る基板の温度計測装置は、
上記第２の発明に記載の基板の温度計測装置において、
前記放射温度計の計測経路に遮光カバーを設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る基板の温度計測装置は、
上記第１の発明に記載の基板の温度計測装置において、
前記温度計測装置を熱電対又は抵抗温度計としたことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る基板の温度計測方法は、
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測方法であって、
前記加熱室で加熱した前記基板を前記搬送ロボットで前記処理室の入口の手前の位置まで搬送し、
当該位置の前記基板の裏面側に設けた放射温度計を用いて、加熱した前記基板の裏面の温度を計測することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第６の発明に係る基板の温度計測方法は、
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する基板の温度計測方法であって、
前記加熱室で加熱した前記基板を前記搬送ロボットで前記処理室の入口の手前の位置まで搬送し、
当該位置の前記基板の裏面側に設けた基板支持台に前記基板を載置し、
前記基板支持台上に設けた熱電対又は抵抗温度計を用いて、加熱した前記基板の裏面の温度を計測することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第７の発明に係る基板の温度調整装置は、
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の温度を調整する基板の温度調整装置であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する温度計測装置を設け、
当該温度調整装置は、
前記温度計測装置により、加熱した前記基板の裏面の温度を計測し、
計測した前記基板の裏面の温度が所定の温度範囲内にない場合、前記所定の温度範囲より大きい場合には、前記搬送ロボットで保持した状態で前記基板を冷却し、前記所定の温度範囲より小さい場合には、前記搬送ロボットで再び前記加熱室へ搬送し、前記加熱室で加熱することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第８の発明に係る基板の温度調整方法は、
基板を加熱する加熱室と、加熱された前記基板にプラズマ処理を行う処理室と、前記加熱室から前記処理室へ前記基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室とを備えたプラズマ処理装置において、加熱した前記基板の温度を調整する基板の温度調整方法であって、
前記搬送ロボットで搬送された前記基板が停止する前記処理室の入口の手前の位置であり、当該位置の前記基板の裏面側に、加熱した前記基板の裏面の温度を計測する温度計測装置を有し、
前記温度計測装置により、加熱した前記基板の裏面の温度を計測し、
計測した前記基板の裏面の温度が所定の温度範囲内にない場合、前記所定の温度範囲より大きい場合には、前記搬送ロボットで保持した状態で前記基板を冷却し、前記所定の温度範囲より小さい場合には、前記搬送ロボットで再び前記加熱室へ搬送し、前記加熱室で加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１から第６の発明によれば、成膜室へ基板を搬入する直前の位置で基板の温度を計測し、成膜室での基板の成膜前に基板の温度を確認できるので、デバイスの歩留まりの向上、生産性の向上につながる。
【００１９】
第７から第８の発明によれば、成膜室へ基板を搬入する直前の位置で基板の温度を計測し、所定の温度範囲内にない場合には、冷却又は再加熱を行い、成膜室での基板の成膜前に基板の温度を所定の温度範囲内に調整するので、成膜した膜質が一定となり、デバイスの歩留まりが向上し、生産性の向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る基板の温度計測装置及び温度調整装置を備えた装置の実施形態の一例（実施例１）として、成膜処理装置を示す概略図である。
【図２】図１に示した成膜処理装置における基板の温度計測装置を示す断面図である。
【図３】図１に示した成膜処理装置の加熱室を示す断面図である。
【図４】図１に示した成膜処理装置における基板の温度計測方法及び温度調整方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る基板の温度計測方法及び温度調整方法の実施形態の他の一例（実施例２）を説明するフローチャートである。
【図６】図５に示したフローチャートによる温度調整を説明するグラフである。
【図７】本発明に係る基板の温度計測装置の実施形態の他の一例（実施例３）を示す断面図である。
【図８】本発明に係る基板の温度計測装置の実施形態の他の一例（実施例４）を示す断面図である。
【図９】サファイア基板の加熱時における問題点を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る基板の温度計測装置及び方法、基板の温度調整装置及び方法の実施形態のいくつかを、図１〜図８を参照して説明する。なお、ここでは、基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置として、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などの成膜処理装置を例に取って説明を行うが、プラズマを生成可能な他の装置、例えば、プラズマエッチング装置などへも適用可能である。
【００２２】
（実施例１）
最初に、装置構成の説明を行う。ここで、図１は、本実施例の基板の温度計測装置及び温度調整装置を備えた成膜処理装置を示す概略図であり、図２は、その成膜処理装置における基板の温度計測装置を示す断面図、図３は、その成膜処理装置の加熱室を示す断面図である。
【００２３】
本実施例において、成膜処理装置１０は、ロードポート２０、搬送室３０、加熱室４０及び成膜室５０（処理室）を有する。ロードポート２０は、ドア弁ｄ１を介して、搬送室３０と接続されており、ドア弁ｄ１の開閉により、ロードポート２０と搬送室３０とを連通状態にしたり、ロードポート２０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。
【００２４】
同様に、加熱室４０は、ドア弁ｄ２を介して、搬送室３０と接続されており、ドア弁ｄ２の開閉により、加熱室４０と搬送室３０とを連通状態にしたり、加熱室４０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしており、同じく、成膜室５０は、ドア弁ｄ３を介して、搬送室３０と接続されており、ドア弁ｄ３の開閉により、成膜室５０と搬送室３０とを連通状態にしたり、成膜室５０を搬送室３０から閉鎖した状態にしたりしている。
【００２５】
ロードポート２０において、カセット２１には、複数の小径の基板Ｗを載置したトレイ２２を複数収容しており、このカセット２１をロードポート２０の内部にセットしている。このトレイ２２は、図２に示すように、複数の貫通孔２２ａを有し、この貫通孔２２ａの内側に設けた保持部２２ｂ上に基板Ｗを載置する構造である。本実施例の場合、基板Ｗとしては、サファイアなどの透明基板が好適である。
【００２６】
なお、以降の説明においては、基板Ｗを載置したトレイ２２を用いて説明を行うが、トレイ２２に代えて、トレイ２２と同じ大きさの基板をカセット２１に複数収容する場合でも、後述する基板の温度計測装置及び方法、基板の温度調整装置及び方法は適用可能である。この場合には、トレイ２２を基板と読み替えればよい。
【００２７】
搬送室３０において、その中央部分には、搬送ロボット３１が配設されている。そして、搬送ロボット３１のアーム３１ａに設けられたロボットハンド３１ｂを用いて、１枚のトレイ２２を保持し、ロードポート２０、加熱室４０及び成膜室５０に対する搬送を行っている。例えば、ドア弁ｄ１を開け、ロードポート２０へアーム３１ａを伸ばし、トレイ２２をロボットハンド３１ｂ上に乗せて、トレイ２２をカセット２１から引き出す。その後、ドア弁ｄ２又はドア弁ｄ３を開け、加熱室４０又は成膜室５０へアーム３１ａを伸ばし、トレイ２２を加熱室４０又は成膜室５０の内部に搬送することになる。
【００２８】
そして、成膜室５０のドア弁ｄ３の手前の位置であって、搬送室３０の底面３０ａに計測用窓３３が設けられており、図２に示すように、計測用窓３３の下方に本実施例の温度計測装置３４が設けられている。計測用窓３３及び温度計測装置３４を設ける位置は、成膜室５０の入口であるドア弁ｄ３の手前の位置であって、搬送ロボット３１のアーム３１ａを成膜室５０側へ伸ばす前の停止位置がよく、これにより、成膜室５０へトレイ２２を搬入する前の停止状態でトレイ２２を保持し、そして、トレイ２２を搬入する直前のタイミングで基板Ｗの温度を計測している。
【００２９】
温度計測装置３４は、対象物の温度を非接触、短時間で計測する放射温度計であり、計測用窓３３及びトレイ２２の貫通孔２２ａを介して、トレイ２２の保持部２２ｂに支持された基板Ｗの裏面を覗くように、基板Ｗに裏面側の方に配置されている。これは、基板Ｗの表面には、基板材料以外の材料の膜、例えば、基板がサファイアである場合には、サファイア以外の材料の膜が成膜されているため、何も成膜されていない基板Ｗの裏面から温度を計測するためである。そのため、基板Ｗを保持するトレイ２２には貫通孔２２ａが設けられて、基板Ｗの裏面が下方側に配置された温度計測装置３４側から覗けるようになっている。従って、基板Ｗの裏面から放出された赤外線ＩＲは、計測用窓３３を透過して、温度計測装置３４へ入射し、入射した赤外線ＩＲに基づいて、基板Ｗの温度が計測されることになる。
【００３０】
本実施例の場合、成膜室５０での成膜の前に、後述する加熱室４０でトレイ２２を加熱するが、上述したように、温度計測装置３４を成膜室５０のドア弁ｄ３の手前に設けているので、成膜室５０にトレイ２２を搬送する直前に基板Ｗの温度を確認することになり、より適切な温度で成膜室５０での成膜を開始することができ、成膜時における基板温度の不安定性を解消することが可能である。
【００３１】
又、本実施例の場合、温度計測装置３４としては、波長６〜１４μｍの赤外線ＩＲを計測する放射温度計が好適であり、計測用窓３３としては、波長６〜１４μｍの赤外線ＩＲを透過するフッ化ガラスなどが好適である。このとき、温度計測装置３４として用いる放射温度計は、予め、計測経路に含まれる計測用窓３３などを実際の装置と一致させた状態で校正を行っておく。
【００３２】
加熱室４０は、ドア弁ｄ２を介して、搬送室３０の側面に別途設けられており、トレイ２２と共に基板Ｗを輻射加熱する構造となっている。特に、サファイアは吸収波長帯が狭いため、加熱には輻射加熱が好適である。
【００３３】
具体的には、図３に示すように、トレイ２２の上面を輻射加熱するヒータ４１ａと、トレイ２２の下面（裏面）を輻射加熱する４１ｂを有しており、ヒータ４１ａが支持部４４ａにより加熱室４０の天井側に支持されており、ヒータ４１ｂが支持部４４ｂにより加熱室４０の底面側に支持されている。ヒータ４１ｂの上面には支持ピン４２が複数設けられており、この支持ピン４２によりトレイ２２が支持されて、トレイ２２の両面をヒータ４１ａ、４１ｂで加熱可能な構造となっている。ヒータ４１ａ、４１ｂの外周側には、断熱のためのシールド板４３が設けられており、このシールド板４３により外部への熱の放出を防止し、シールド板４３の内部の温度を一定に保つようにしている。
【００３４】
成膜室５０は、公知のプラズマＣＶＤ装置から構成される。成膜室５０の内部には、トレイ２２を載置する支持台５１が設けられており、この支持台５１上に基板Ｗと共にトレイ２２を載置して、所望の成膜処理が行われることになる。
【００３５】
そして、成膜処理装置１０において、ロードポート２０、搬送室３０、加熱室４０及び成膜室５０は、制御装置（図示省略）により統合的に制御されて、各トレイ２２の基板Ｗへの成膜処理が実施されることになる。本実施例の場合、基板の温度調整装置は、搬送室３０、加熱室４０、そして、温度計測装置３４からなり、これらを統合的に制御することで、本実施例の基板の温度調整方法が実施されることになる。
【００３６】
ここで、図４を参照して、本実施例の基板の温度計測装置及び温度調整装置における基板の温度計測方法及び温度調整方法を説明する。
【００３７】
最初に、複数の小径の基板Ｗを載置したトレイ２２をカセット２１に複数収容し、そのカセット２１をロードポート２０にセットする（ステップＳ１）。なお、カセット２１にトレイ２２のみを複数収容して、ロードポート２０にカセット２１をセットし、各々のトレイ２２に基板Ｗを載置する載置室を別途設け、この載置室でトレイ２２に複数の小径の基板Ｗを載置した後、後述する手順を実施するようにしてもよい。
【００３８】
次に、ロードポート２０を減圧（真空引き）し、その後、ドア弁ｄ１を開け、搬送ロボット３１を用いて、トレイ２２をカセット２１から引き出す。その後、ドア弁ｄ２を開け、加熱室４０の支持ピン４２上へトレイ２２を搬入する（ステップＳ２）。
【００３９】
次に、ドア弁ｄ２を閉めた後、加熱室４０において、ヒータ４１ａ、４１ｂの輻射加熱により、基板Ｗと共にトレイ２２を加熱する（ステップＳ３）。ここでは、ヒータ４１ａ、４１ｂの出力や温度と加熱時間の関係から基板Ｗの到達温度を予め計測しておくと共に、成膜処理に適正な適正温度に加熱できる予定時間を求めておく。そして、その予定時間を経過後に、ドア弁ｄ２を開け、トレイ２２を加熱室４０から搬出する（ステップＳ４）。
【００４０】
次に、搬送ロボット３１のロボットハンド３１ｂ上にトレイ２２を乗せた状態で、計測用窓３３の真上まで移動し、トレイ２２に保持された基板Ｗの裏面を温度計測装置３４が覗けるようにする。そして、トレイ２２が成膜室５０に搬入される直前のタイミングにおいて、加熱された基板Ｗの温度が温度計測装置３４により計測される（ステップＳ５）。つまり、基板Ｗ及びトレイ２２が加熱された後、トレイ２２が成膜室５０に搬入されるまでに、待ち時間があったとしても、トレイ２２が成膜室５０に搬入される直前のタイミングで基板Ｗの温度を計測している。
【００４１】
次に、計測された基板Ｗの温度が、成膜処理に適切な適正温度を含む所定の温度範囲内にあるかどうかを確認し、所定の温度範囲内にあれば、ステップＳ９へ進み、所定の温度範囲内に無ければ、ステップＳ７へ進む（ステップＳ６）。
【００４２】
基板Ｗの温度が所定の温度範囲内にない場合、更に、基板Ｗの温度が所定の温度範囲内より大きいか、小さいかを確認し、大きい場合には、ステップＳ８へ進み、小さい場合には、ステップＳ２へ戻る（ステップＳ７）。
【００４３】
基板Ｗの温度が所定の温度範囲内より小さい場合には、再度、トレイ２２を加熱室４０へ搬入し（ステップＳ２）、計測した基板Ｗの温度に基づいて、適正温度になる所定の時間の間、再加熱が行われ（ステップＳ３）、その後、トレイ２２を加熱室４０から搬出し（ステップＳ４）、温度計測装置３４で基板Ｗの温度を計測することになる（ステップＳ５）。
【００４４】
一方、基板Ｗの温度が所定の温度範囲内より大きい場合には、ロボットハンド３１ｂ上にトレイ２２を乗せた状態で、トレイ２２を冷却（搬送室３０内の減圧雰囲気による自然冷却）する（ステップＳ８）。その後、再度、温度計測装置３４で基板Ｗの温度を計測する（ステップＳ５）。なお、トレイ２２の冷却時に、基板Ｗの温度変化を温度計測装置３４によりリアルタイムで監視しておき、基板Ｗの温度が所定の温度範囲内になった時点で、ステップＳ９へ進むようにしてもよい。又、別途、トレイ２２を冷却する冷却室を設けたり、搬送室３０内部にトレイ２２を冷却する冷却台を設けたりしてもよい。
【００４５】
基板Ｗの温度が所定の温度範囲内にある場合には、ドア弁ｄ３を開け、成膜室５０の支持台５１上へトレイ２２を搬入する（ステップＳ９）。その後、ドア弁ｄ３を閉め、成膜室５０で所望の成膜処理が実施される（ステップＳ１０）。この成膜処理の際には、成膜室５０へトレイ２２を搬入する直前に、所定の温度範囲内にあることを確認している。その結果、成膜時における基板温度が一定となり、適正な基板温度で成膜が行われるので、成膜される膜の膜質（エッチングレート、透過率など）が安定し、デバイスの歩留まりが向上することになる。
【００４６】
このようなステップＳ１〜Ｓ１０の手順が、各トレイ２２に対して実施され、全てのトレイ２２及び全ての基板Ｗに対して、適正な基板温度での成膜が実施されることになる。
【００４７】
（実施例２）
本実施例は、実施例１で示した基板の温度計測装置及び温度調整装置を備えた成膜処理装置を前提とするものであり、実施例１と、基板の温度計測方法は同じであるが、基板の温度調整方法には違いがある。従って、ここでは、装置構成の説明は省略し、図５、図６を参照して、本実施例の基板の温度調整方法を説明する。なお、図５は、本実施例の基板の温度計測方法及び温度調整方法を説明するフローチャートであり、図６は、図５に示したフローチャートによる温度調整を説明するグラフである。
【００４８】
最初に、実施例１の図４に示したステップＳ１と同様に、複数の小径の基板Ｗを載置したトレイ２２をカセット２１に複数収容し、そのカセット２１をロードポート２０にセットする（ステップＳ１１）。
【００４９】
次に、ロードポート２０を減圧（真空引き）し、その後、ドア弁ｄ１を開け、搬送ロボット３１を用いて、トレイ２２をカセット２１から引き出す。その後、実施例１の図４に示したステップＳ２と同様に、ドア弁ｄ２を開け、加熱室４０の支持ピン４２上へトレイ２２を搬入する（ステップＳ１２）。
【００５０】
次に、実施例１の図４に示したステップＳ３と同様に、ドア弁ｄ２を閉めた後、加熱室４０において、ヒータ４１ａ、４１ｂの輻射加熱により、基板Ｗと共にトレイ２２を加熱する（ステップＳ１３）。そして、実施例１の図４に示したステップＳ４と同様に、予定時間を経過後に、ドア弁ｄ２を開け、トレイ２２を加熱室４０から搬出する（ステップＳ１４）。
【００５１】
次に、搬送ロボット３１のロボットハンド３１ｂ上にトレイ２２を乗せた状態で、計測用窓３３の真上まで移動し、トレイ２２に保持された基板Ｗの裏面を温度計測装置３４が覗けるようにする。そして、実施例１の図４に示したステップＳ５と同様に、トレイ２２が成膜室５０に搬入される直前のタイミングにおいて、加熱された基板Ｗの温度が温度計測装置３４により計測される（ステップＳ１５）。
【００５２】
このように、本実施例において、ステップＳ１１〜Ｓ１５は、実施例１の図４に示したステップＳ１〜Ｓ５と同じであり、基板の温度計測方法は実施例１と同じである。そして、以降の手順に示す基板の温度調整方法が実施例１とは相違する。
【００５３】
計測された基板Ｗの温度に基づいて、成膜室５０で必要な加熱時間を算出する（ステップＳ１６）。例えば、成膜室５０において、Ａｒ（アルゴン）などの不活性ガスを導入し、そのプラズマを生成すると、プラズマにより、トレイ２２及び基板Ｗを加熱することができる。又、Ａｒなどの不活性ガスを導入し、圧力を高くすると、支持台５１自体の熱をガスが伝熱することにより、トレイ２２及び基板Ｗを加熱することができる。このような加熱方法を用いて、トレイ２２及び基板Ｗを適正温度まで加熱するために必要な加熱時間を予め求めておけばよい。つまり、計測された基板Ｗの温度と、適正温度まで必要な加熱時間との関係を予め求めておく。
【００５４】
このような関係を求めておくと、図６に示すように、計測された基板Ｗの温度がＴ２の場合、適正温度Ｔｐまで必要な加熱時間Ｈｔを算出することができる。なお、図６では、加熱時間０が、基板Ｗの計測時の温度（初期温度）である。同様に、計測された基板Ｗの温度がＴ１（Ｔ１＜Ｔ２）の場合、適正温度Ｔｐまで必要な加熱時間［Ｈｔ＋Δｔ１］を算出することができ、計測された基板Ｗの温度がＴ３（Ｔ３＞Ｔ２）の場合、適正温度Ｔｐまで必要な加熱時間［Ｈｔ−Δｔ３］を算出することができる。
【００５５】
温度Ｔ１、Ｔ３が温度Ｔ２と近い場合には、温度Ｔ２より低い温度Ｔ１のときには、Δｔ１は小さく、温度Ｔ２のときの加熱時間Ｈｔから微増した加熱時間［Ｈｔ＋Δｔ１］となり、一方、温度Ｔ２より高い温度Ｔ３のときにも、Δｔ３は小さく、温度Ｔ２のときの加熱時間Ｈｔから微減した加熱時間［Ｈｔ−Δｔ３］となり、加熱時間の微調整で適正温度Ｔｐまで加熱可能である。
【００５６】
なお、本実施例において、成膜室５０では加熱しかできない。そのため、計測された基板Ｗの温度が適正温度Ｔｐより大きい場合には、実施例１の図４に示したステップＳ８と同様に、ロボットハンド３１ｂ上にトレイ２２を乗せた状態で、トレイ２２を冷却し、適正温度Ｔｐ以下にすればよい。
【００５７】
ステップＳ１６で必要な加熱時間を求めた後、ドア弁ｄ３を開け、成膜室５０の支持台５１上へトレイ２２を搬入する（ステップＳ１７）。その後、ドア弁ｄ３を閉め、求めた加熱時間を用い、トレイ２２を加熱時間の間、例えば、Ａｒプラズマなどにより加熱する（ステップＳ１８）。
【００５８】
その後、成膜室５０で所望の成膜処理が実施される（ステップＳ１９）。この成膜処理の際には、成膜室５０へトレイ２２を搬入後、適正温度Ｔｐまで加熱している。その結果、成膜時における基板温度が一定となり、適正な基板温度で成膜が行われるので、成膜される膜の膜質（エッチングレート、透過率など）が安定し、デバイスの歩留まりが向上することになる。
【００５９】
このようなステップＳ１１〜Ｓ１９の手順が、各トレイ２２に対して実施され、全てのトレイ２２及び全ての基板Ｗに対して、適正な基板温度での成膜が実施されることになる。
【００６０】
（実施例３）
本実施例は、実施例１で示した成膜処理装置において、基板の温度計測装置に相違がある。従って、ここでは、重複する構成には同じ符号を付し、重複する記載の説明は省略し、図７を参照して説明を行う。なお、図７は、本実施例の基板の温度計測装置を示す断面図である。
【００６１】
本実施例では、計測用窓３３と当該計測用窓３３の下方に設けた温度計測装置３４との間に、つまり、赤外線ＩＲの計測経路となる部分に遮光カバー３５を設けた構成である。放射温度計により基板Ｗの温度を計測する場合、周囲からの光により、温度計測に誤差が生じる場合がある。そこで、この誤差を極力少なくするために、温度計測装置３４の計測経路を囲むように遮光カバー３５を設けた。遮光カバー３５を設けることにより、その周囲からの外乱光の影響を防止して、温度計測の誤差を小さくすることが可能となる。
【００６２】
（実施例４）
本実施例も、実施例１で示した成膜処理装置において、基板の温度計測装置に相違がある。図８を参照して、本実施例の基板の温度計測装置の説明を行う。なお、図８は、本実施例の基板の温度計測装置を示す断面図である。
【００６３】
基板Ｗの温度計測の手段として、放射温度計に代えて、薄膜型熱電対３６を用いてもよい。この場合、成膜室５０のドア弁ｄ３の入口前方に、複数の基板支持台３７及びトレイ支持台３８を設けている。つまり、本実施例においても、上述した温度計測装置３４（放射温度計）の場合と同様の温度計測位置に、薄膜型熱電対３６、基板支持台３７及びトレイ支持台３８を設置している。そして、１つの基板支持台３６上に薄膜型熱電対３７を設置し、基板Ｗの自重により＋極と−極が接触するように、＋極と−極の間隔を調整して配置する。
【００６４】
従って、搬送ロボット３１によりトレイ２２が搬送されて、トレイ支持台３８上にトレイ２２が載置されると、基板Ｗは基板支持台３７上に載置され、基板Ｗの自重により、薄膜型熱電対３７の＋極と−極が接触して、基板Ｗの温度を計測することになる。本実施例の場合、放射温度計を利用できない場合でも、薄膜型熱電対３６などの熱電対を用いることにより、安価かつ容易に基板Ｗの温度を計測することができる。なお、薄膜熱電対に代えて、他の温度計測装置、例えば、抵抗温度計などでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、サファイアなどの透明基板の温度計測及び温度調整に好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  成膜処理装置
２０  ロードポート
２２  トレイ
３０  搬送室
３４  温度計測装置（放射温度計）
３５  遮光カバー
３６  薄膜型熱電対
４０  加熱室
５０  成膜室
Ｗ  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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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