TWI748524B - 基板冷卻單元，基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式 - Google Patents

Abstract

本發明的課題是提供一種可在對基板的冷卻處理中，以能接近所望的冷卻特性之方式進行冷卻之技術。 其解決手段，係具備： 基板保持機構，其係將基板保持於水平； 驅動部，其係使基板保持機構昇降； 冷卻板，其係具有相對於基板的面之對向面； 雷射射出部，其係被設在前述基板昇降的空間的側方的一端，射出在基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與基板的面平行的雷射； 雷射受光部，其係被設在空間的側方的另一端，取得基板保持機構昇降的方向之，表示接受從雷射射出部射出的雷射的位置之受光位置特定資訊；及 算出部，其係根據在雷射受光部中取得的受光位置特定資訊，算出冷卻板與基板之間的距離。

Description

基板冷卻單元，基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式

本案是有關基板冷卻單元，基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式。

作為半導體裝置的製造工程之一工程，有在成膜或退火工程等中將被加熱的基板移載至冷卻裝置而實施冷卻處理的情形(例如專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-100579

在基板的冷卻處理是最好依據所望的冷卻特性來對於基板進行冷卻。基板的冷卻特性是依冷卻構件與基板的距離等冷卻處理時的基板位置而變化。因此，在冷卻處理時，被要求藉由將基板再現性佳配置於正確的位 置，以能接近所望的冷卻特性之方式進行冷卻。

若根據本案之一形態，則可提供一種具備下列構成之技術，基板保持機構，其係將基板保持於水平；驅動部，其係使前述基板保持機構昇降；冷卻板，其係具有相對於藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面之對向面；雷射射出部，其係被設在藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的空間的側方的一端，射出在前述基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面平行的雷射；雷射受光部，其係被設在前述空間的側方的另一端，取得前述基板保持機構昇降的方向之，表示接受從前述雷射射出部射出的雷射的位置之受光位置特定資訊；及算出部，其係根據在前述雷射受光部中取得的前述受光位置特定資訊，算出前述冷卻板的前述對向面與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的相對於前述冷卻板的對向面之間的距離。

若根據本案的技術，則可在對基板的冷卻處理中，以能接近所望的冷卻特性之方式進行冷卻。

18:基板冷卻單元

22:基板

102a,102b:基板冷卻板

50a,50b:雷射射出單元

60a,60b:雷射感測器單元

[圖1]是在本案之一實施形態被使用的基板處理裝置的概略構成圖，以從上面看的水平剖面所示的圖。

[圖2]是在本案之一實施形態被使用的基板處理裝置的概略構成圖，以從側面看的垂直剖面所示的圖。

[圖3]是在本案之一實施形態被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，以從上面看的水平剖面所示的圖。

[圖4]是在本案之一實施形態被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，以從側面看基板位於基板搬出入位置的狀態的垂直剖面所示的圖。

[圖5]是在本案之一實施形態被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，以從側面看基板位於基板冷卻處理位置的狀態的垂直剖面所示的圖。

[圖6]是表示構成在本案之一實施例被使用的雷射感測器單元的受光元件的配列的說明圖。

[圖7]是在本案之一實施例被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，表示基板搬出入位置的雷射的射出及受光的形態的說明圖。

[圖8]是在本案之一實施例被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，表示基板冷卻處理位置的雷射的射出及受光的形態的說明圖。

[圖9]是表示在本案之一實施形態被適用的基板處理 裝置的控制部(控制器)的構成的圖。

[圖10]是在本案之一實施例被使用的基板冷卻單元的概略構成圖，表示在基板發生彎曲時的雷射的射出及受光的形態的說明圖。

<本案的實施形態1>

以下，說明有關本案的實施形態1。

(1)基板處理裝置的構成

一邊參照圖1、2，一邊在以下說明本實施形態的基板處理裝置10的構成。

基板處理裝置10是以搬送室12作為中心，具備負載鎖定(load lock)室14a，14b、2個處理室16a，16b。又，搬送室12是包括被構成於冷卻處理框體100的內部的冷卻處理室101，在冷卻處理室101內是設有基板冷卻單元18。在負載鎖定室14a，14b的相對於搬送室12的相反側是配置有大氣搬送室20。大氣搬送室20是具備可複數配置晶圓盒(Pod)的載置平台，該晶圓盒是可在縱方向取一定間隔收容25片為止的基板22(在本實施形態是晶圓)。並且，在大氣搬送室20是配置有用以在大氣搬送室20與負載鎖定室14a，14b之間搬送基板的大氣機器人(robot)21。

在搬送室12與負載鎖定室14a，14b之間、搬 送室12與處理室16a，16b之間、負載鎖定室14a，14b與大氣搬送室20之間是分別設有遮斷2個空間的氣氛之閘閥。在搬送室12、負載鎖定室14a，14b、處理室16a，16b是分別連接真空泵，各自的空間會被控制成為所望的壓力。

基板處理裝置10是具備作為控制部的控制器121。控制器121是在前述構成中，控制裝置全體。

(真空機器人)

在搬送室12是設有作為基板搬送裝置的真空機器人36，其係被構成為可在負載鎖定室14a，14b、處理室16a，16b、及基板冷卻單元18之間互相地搬送基板22。真空機器人36是具備設有手指對40的手臂42，手指對40是由作為基板搬送支撐具的上手指38a(第1基板搬送支撐具)及下手指38b(第2基板搬送支撐具)所構成。

上手指38a及下手指38b皆具有分叉狀的同一形狀。又，上手指38a及下手指38b是被設為在上下方向(鉛直方向)以預定的間隔重疊，從手臂42分別大致水平地延伸於同一方向，被構成為分別可支撐基板22。

手臂42是被設為以昇降於鉛直方向的轉軸為軸而旋轉，且可移動於水平方向，同時將2片的基板22搬送於上下方向及水平方向。以下，特別將藉由上手指38a所支撐及搬送的基板22稱為基板22a，特別將藉由下手指38b所支撐及搬送的基板22稱為基板22b。

(負載鎖定室)

在負載鎖定室14a，14b是分別設有在縱方向取一定間隔收容例如25片的基板22之基板支撐體24。基板支撐體24是藉由上部板26及下部板28、以及連接該等的支柱30所構成。在支柱30的長度方向內側是平行地形成有載置部32。基板支撐體24是在負載鎖定室14a，14b的各者之中，可藉由L/L驅動裝置25來移動於上下方向且旋轉。

在從搬送室12往負載鎖定室14a或14b搬入基板22時，基板22會藉由其次的動作來移載至載置部32。亦即，支撐基板22的手指對40會被插入至負載鎖定室14a或14b之中的載置部32間。其次基板支撐體24會移動於鉛直方向。藉由進行如此的動作，可將被搭載於手指對40的2片基板移載至載置部32的上面。又，藉由進行與負載鎖定室14a從搬送室12搬入晶圓時的動作相反的動作，可將被載置於載置部32的晶圓搬出至搬送室。

(處理室)

處理室16a，16b是分別具有反應室，在各反應室內是分別設有基板保持台44a，44b及機器人手臂17。基板保持台44a與基板保持台44b之間的空間是設有間隔構件46。機器人手臂17是被構成為接受真空機器人36所保持的基板22，分別載置於基板保持台44a，44b。在處理室16a，16b中，分別被配置於基板保持台44a，44b的2片的基板22會在同一空間內同時被處理。在基板保持台44a，44b是分別 內藏有作為加熱部的加熱器，可將基板22昇溫至例如400℃以上。

(基板冷卻單元)

利用圖3~5來說明有關基板冷卻單元18。基板冷卻單元18是被設在藉由冷卻處理框體100所形成的冷卻處理室101內。基板冷卻單元18是藉由作為後述的複數的基板冷卻構件的冷卻板(冷卻板)102a(第1基板冷卻板)，102b(第2基板冷卻板)、基板保持部103a(第1基板保持部)，103b(第2基板保持部)、及支撐軸104a，104b所構成。基板冷卻單元18是亦可為包含驅動部105a，105b者，亦可為更包含將冷媒供給至分別被設在冷卻板102a，102b內的冷媒流路106a，106b之冷媒供給單元(冷媒供給部)109a，109b者。

基板冷卻單元18是設有用以分別保持基板22a，22b的2組基板保持機構。保持基板22a的基板保持機構是藉由：被構成為將基板22a保持於上面的4個基板保持部103a、及分別被連接至基板保持部103a支撐的4根支撐軸104a所構成。同樣，保持基板22b的基板保持機構是藉由：被構成為將基板22b保持於上面的4個基板保持部103b、及分別被連接至基板保持部103b支撐的4根支撐軸104b所構成。另外，本實施形態是藉由板狀的構件來構成基板保持部103a，103b，但並非限於此，只要設為從下面以點支撐基板22的針狀等，可以點或面支撐基板22的構造即可。

基板保持機構是被構成為分別藉由被連接至支撐軸104a，104b的驅動部(驅動裝置)105a，105b來昇降。驅動部105a，105b是例如藉由汽缸所構成。藉由分別控制驅動部105a，105b，可使藉由基板保持部103a，103b所保持的基板22a，22b昇降於後述的基板搬出入位置與基板冷卻處理位置之間。

冷卻板102a，102b是例如藉由不鏽鋼等的金屬所構成。並且，在冷卻板102a，102b的內部是分別設有流動冷媒的冷媒流路106a、106b，被構成為分別冷卻冷卻板102a的下面側及冷卻板102b的上面側。藉此，冷卻藉由基板保持部103a，103b所被支撐於冷卻板102a，102b的附近的基板22。基板冷卻單元18是更具備將冷媒供給至冷媒流路106a，106b的各者的冷媒供給單元(冷媒供給部)109a，109b。

在冷卻處理框體100的側面，在冷卻處理室101的外側與內側之間使雷射等的光透過的光透過窗107a、107b會分別被設於隔著冷卻處理室101而對向的位置。

(雷射射出單元)

在冷卻處理框體100的外側，在與光透過窗107a對向的位置，設有作為雷射射出部的雷射射出單元(雷射射出器)50a，50b，其係被構成為經由光透過窗107a來將雷射射出至冷卻處理室101內。雷射射出單元50a，50b是將雷 射射出至與被保持於基板保持部103a，103b上的基板22的面平行的方向，且理想是通過該基板22的面的中心軸的方向。

又，雷射射出單元50a，50b是分別被構成為射出在鉛直方向(亦即基板保持機構昇降的方向)持有寬度而分佈的雷射。具體而言，藉由擴散透鏡等來使從雷射二極體等的雷射發振元件射出的雷射擴散於鉛直方向，藉此可構成在鉛直方向持有寬度而分佈的雷射。又，亦可具備在鉛直方向以預定間隔配列的複數的雷射二極體等的雷射發振元件，藉由從各雷射發振元件射出的複數的雷射來構成在鉛直方向持有寬度而分佈的雷射。

(雷射感測器單元)

在冷卻處理框體100的外側，在與光透過窗107b對向位置，設有作為雷射受光部的雷射感測器單元(雷射感測器)60a，60b，其係被構成為經由光透過窗107b來接受從雷射射出單元50a，50b射出的雷射。雷射射出單元50a與雷射感測器單元60a是被設為彼此隔著冷卻處理室101而對向。同樣，雷射射出單元50b與雷射感測器單元60b是被設為彼此隔著冷卻處理室101而對向。

雷射感測器單元60a，60b是被構成為接受從雷射射出單元50a、50b射出之，在鉛直方向持有寬度而分佈的雷射，在鉛直方向(亦即基板保持機構昇降的方向)，取得接受雷射的受光元件的位置(受光位置)的資訊、及未 接受雷射的受光元件的位置(非受光位置)的資訊之至少一方。以下，有將包含受光位置與非受光位置之特定受光位置的資訊總稱為受光位置特定資訊的情形。

具體而言，雷射感測器單元60a，60b是分別如圖6所示般，藉由具備在鉛直方向以預定間隔配列之檢測出光的複數的CCD(ChargeCoupled Devices)等的受光元件的配列(陣列)601，可構成為接受在鉛直方向持有寬度而分佈的雷射，予以檢測出。在本實施形態中，配列601是藉由受光元件601-1~601-n(n為自然數)的n個的受光元件所構成。例如圖6般，當接受持有從受光元件601-1到601-m(m為自然數)的寬度的雷射時，雷射感測器單元60a，60b是檢測出從受光元件601-1到601-m的受光元件受光，取得該等所被配列的位置作為受光位置。另一方面，取得未接受雷射之從受光元件601-(m+1)到601-n的受光元件所被配列的位置作為非受光位置。

配列601是具有至少覆蓋從雷射射出單元50a，50b射出的雷射的鉛直方向的分佈寬度的全域之寬度(長度)，且被設在可接受其分佈寬度的全域的位置。又，配列601的受光元件的配列間隔是可按照雷射檢測的精度來適當決定，例如可在1μm~1mm，理想是5~10μm的範圍選擇間隔。

如圖7所示般，在本實施形態中，雷射射出單元50a是射出在從冷卻板102a的下面(亦即與基板22a的對向面)的高度位置到後述的基板搬出入位置的基板22a的 上面的高度位置之間持有分佈的雷射。亦即，該雷射的分佈是包含：上端包含冷卻板102a的下面的高度位置，基板22a昇降的高度方向的範圍。

同樣，雷射射出單元50b是射出在從冷卻板102b的上面(亦即與基板22b的對向面)的高度位置到後述的基板搬出入位置的基板22b的下面的高度位置之間持有分佈的雷射。

換言之，雷射射出單元50a，50b是分別被設在藉由基板保持機構所保持的基板22昇降的空間(在後述的基板搬出入位置與基板冷卻處理位置之間基板22昇降的空間)的側方的一端，被構成為朝向該空間射出分佈於該空間的鉛直方向(高度方向)的寬度之雷射。

又，如圖7所示般，雷射感測器單元60a是被構成為可在雷射的全部的分佈範圍受光，該雷射是在從冷卻板102a的下面的高度位置到後述的基板搬出入位置的基板22a的上面的高度位置之間持有分佈。亦即，在雷射感測器單元60a的配列601是以至少可在如此的鉛直方向的分佈範圍接受雷射之方式配列受光元件。在本實施形態中，特別是以配列601的最上部的受光元件601-1會被配置於冷卻板102a的下面的高度位置之方式設置雷射感測器單元60a。

同樣，雷射感測器單元60b是被構成為可在雷射的全部的分佈範圍受光，該雷射是在從冷卻板102b的上面的高度位置到後述的基板搬出入位置的基板22b的下 面的高度位置之間持有分佈。亦即，在雷射感測器單元60b的配列601是以至少可在如此的鉛直方向的分佈範圍接受雷射之方式配列受光元件。在本實施形態中，特別是以配列601的最下部的受光元件601-n會被配置於冷卻板102b的上面的高度位置之方式設置雷射感測器單元60b。

因此，雷射感測器單元60a，60b是分別被設在藉由基板保持機構所保持的基板22昇降的空間的側方的另一端，被構成為接受朝向該空間射出之分佈於該空間的鉛直方向的寬度的雷射。

在此，利用圖3~5來說明有關基板搬出入位置與基板冷卻處理位置。圖3，4是表示將基板22移載(裝載)至基板冷卻單元18時的狀態、及將基板22從基板冷卻單元18搬出(卸載)時的狀態。將此狀態的基板22的位置稱為基板搬出入位置。

在基板22被移載至基板冷卻單元18的工程中，如圖4所示般，在被支撐於手指38a，38b上的狀態下，被搬入至冷卻處理室100內的基板22a，22b會利用真空機器人36，藉由手指38a，38b分別下降而載置於分別被昇降至基板搬出入時的位置的基板保持部103a，103b的上面。

並且，在基板22從基板冷卻單元18搬出的工程中，在保持基板22a，22b的狀態下，基板保持部103a，103b會分別被昇降至基板搬出入時的位置。然後，利用真空機器人36，藉由被插入至基板22a，22b的下方的手指 38a，38b分別上昇，而基板22a，22b分別被支撐於手指38a，38b上。然後，被支撐於手指38a，38b上的基板22a，22b從基板冷卻單元18搬出。

又，圖5是表示藉由基板22接近冷卻板102a，102b來冷卻處理時的狀態。將此狀態的基板22的位置稱為基板冷卻處理位置。

在基板22被冷卻處理的工程中，如圖5所示般，基板保持部103a會藉由驅動部105a而上昇，被保持於基板保持部103a上的基板22a會被搬送至藉由冷卻板102a來冷卻處理的位置。同樣，基板保持部103b會藉由驅動部105b而下降，被保持於基板保持部103b上的基板22b會被搬送至藉由冷卻板102b來冷卻處理的位置。

(距離算出控制器)

雷射射出單元50a及雷射感測器單元60a是被連接至作為第1算出部(第1算出機)的第1距離算出控制器70a。同樣，雷射射出單元50b及雷射感測器單元60b是被連接至作為第2算出部(第2算出機)的第2距離算出控制器70b。又，第1距離算出控制器70a、第2距離算出控制器70b是分別被連接至控制器121。第1距離算出控制器70a及第2距離算出控制器70b是分別從雷射感測器單元60a，60b取得受光位置及非受光位置的至少一方的資料(資訊)。

第1距離算出控制器70a是根據取得的資料，算出從冷卻板102a的下面的高度位置到藉由基板保持部 103a所保持的基板22a的上面的高度位置為止的距離(基板距離DA)。

具體而言，第1距離算出控制器70a是從雷射感測器單元60a取得受光位置的資料，算出從受光元件601-1起連續的受光位置的寬度(長度)作為基板距離DA。亦即，以被配置於冷卻板102a的下面的高度位置的受光元件601-1的位置作為基準點，算出從此連續的受光位置的寬度(長度)作為基板距離DA。

另外，作為其他的算出方法的例子，第1距離算出控制器70a是亦可從雷射感測器單元60a取得非受光位置的資料，算出從受光元件601-1的位置來看最初出現於配列601上的非受光位置為止的長度，作為基板距離DA。

同樣，第2距離算出控制器70b是根據取得的資料，算出從冷卻板102b的上面的高度位置到藉由基板保持部103b所保持的基板22b的下面的高度位置為止的距離(基板距離DB)。

具體而言，第2距離算出控制器70b是從雷射感測器單元60b取得受光位置的資料，算出從受光元件601-n起連續的受光位置的寬度(長度)作為基板距離DB。亦即，以被配置於冷卻板102b的上面的高度位置的受光元件601-n的位置作為基準點，算出從此連續的受光位置的寬度(長度)作為基板距離DB。

另外，作為其他的算出方法的例子，第2距 離算出控制器70b是亦可從雷射感測器單元60b取得非受光位置的資料，算出從受光元件601-n的位置來看最初出現於配列601上的非受光位置為止的長度，作為基板距離DB。

(基板搬出入位置的情況)

基板22位於基板搬出入位置的狀態的情況，如圖7所示般，從雷射射出單元50a，50b射出的雷射是分別在雷射感測器單元60a，60b的配列601的受光元件601-1~601-n(亦即全部的受光元件)受光。因此，從雷射感測器單元60a的配列601的受光元件601-1起連續的受光位置的寬度(長度)也就是受光元件601-1~601-n的配列的寬度(長度)會作為基板距離DA(亦即基板距離DA1)而被算出。同樣，從雷射感測器單元60b的配列601的受光元件601-n起連續的受光位置的寬度(長度)也就是受光元件601-1~601-n的配列的寬度(長度)會作為基板距離DB(亦即基板距離DB1)而被算出。

(基板冷卻處理位置的情況)

又，基板22位於基板冷卻處理位置的狀態的情況，如圖8所示般，從雷射射出單元50a，50b射出的雷射是分別藉由基板22a，22b在其一部的分佈範圍被遮蔽，因此雷射感測器單元60a，60b的配列601的受光元件之中，對應於基板22a，22b的高度位置者是未接受雷射。亦即，雷射感測器單元60a，60b是取得對應於基板22a，22b的上面與下 面之間的高度位置的受光元件的位置作為非受光位置，取得除此以外接收雷射的受光元件的位置作為受光位置。

例如，取得雷射感測器單元60a的配列601之中，受光元件601-1~601-m的位置作為受光位置，接著取得受光元件601-(m+1)~601-(m+100)的位置作為非受光位置時，第1距離算出控制器70a是算出從成為基準點的受光元件601-1起連續的受光位置的寬度(長度)也就是受光元件601-1~601-m的配列的寬度(長度)作為基板距離DA(亦即基板距離DA2)。

同樣，例如，取得雷射感測器單元60b的配列601之中，受光元件601-(m’)~601-n的位置作為受光位置，接著取得受光元件601-(m’-1)~601-(m-100)的位置作為非受光位置時，第2距離算出控制器70b是算出從成為基準點的受光元件601-n起連續的受光位置的寬度(長度)也就是受光元件601-(m’)~601-n的配列的寬度(長度)作為基板距離DB(亦即基板距離DB1)。

有關基板搬出入位置與基板冷卻處理位置之間的區間是藉由與基板冷卻處理位置同樣的程序，分別在第1距離算出控制器70a、第2距離算出控制器70b算出基板距離DA，DB。

基板冷卻單元18是藉由冷卻板102a，102b、基板保持部103a，103b、支撐軸104a，104b、驅動部105a，105b所構成。又，基板冷卻單元18是亦可設為更包含雷射射出單元50a，50b、雷射感測器單元60a，60b、第 1距離算出控制器70a、第2距離算出控制器70b的構成。

(控制器)

如圖9所示般，控制部(控制手段)也就是控制器121是被構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d是被構成為可經由內部匯流排121e來與CPU121a做資料交換。控制器121是連接例如構成為觸控面板等的輸出入裝置122。

記憶裝置121c是例如以快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。在記憶裝置121c內是可讀出地儲存有控制基板處理裝置的動作的控制程式，或記載後述的基板處理的程序及條件等的製程處方等。製程處方是以能夠使後述的基板處理工程的各程序實行於控制器121，取得預定的結果之方式組合者，作為程式機能。以下，亦將此製程處方或控制程式等總簡稱為程式。又，亦可將製程處方簡稱為處方。在本說明書中稱程式時，有只包含處方單體時，只包含控制程式單體時，或包含該等的雙方時。RAM121b是被構成為暫時性地保持藉由CPU121a所讀出的程式或資料等的記憶區域(工作區域)。

I/O埠121d是被連接至大氣機器人21、真空機器人36、L/L驅動裝置25、機器人手臂17、驅動部105a，105b、冷媒供給單元109a，109b、第1距離算出控制器70a、第2距離算出控制器70b、閘閥、真空泵、加熱 器等。

CPU121a是被構成為從記憶裝置121c讀出控制程式而實行，且按照來自輸出入裝置122的操作指令的輸入等，從記憶裝置121c讀出處方。CPU121a是被構成為以能夠按照讀出後的處方的內容之方式，控制大氣機器人21的基板搬送動作、真空機器人21的基板搬送動作、驅動裝置25之基板支撐體24的昇降．旋轉動作、機器人手臂17的基板搬送動作、冷媒供給單元109a，109b之冷媒的溫度或流量調整、驅動部105a，105b的基板昇降動作、第1距離算出控制器70a及第2距離算出控制器70b之基板距離DA，DB的算出動作、閘閥的開閉動作、真空泵的起動及停止、加熱器的溫度調整動作等。

控制器121是可藉由將被儲存於外部記憶裝置(例如硬碟等的磁碟、CD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體等的半導體記憶體)123的上述的程式予以安裝於電腦來構成。記憶裝置121c或外部記憶裝置123是被構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦可將該等總簡稱為記錄媒體。在本說明書中稱記錄媒體時，有只包含記憶裝置121c單體時，只包含外部記憶裝置123單體時，或包含該等的雙方時。另外，對電腦之程式的提供，是亦可不使用外部記憶裝置123，利用網際網路或專線等的通訊手段來進行。

(有關基板距離DA，DB)

以下，詳述有關基板搬出入位置的基板距離DA(基板距離DA1)及基板距離DB(基板距離DB1)，以及基板冷卻處理位置的基板距離DA(基板距離DA2)及基板距離DB(基板距離DB2)。

(基板距離DA1，DB1)

基板距離DA1及DB1是按照冷卻板102a，102b的位置或手指38a，38b的間隔等來適當決定，例如，分別設為10~200mm的範圍的預定的距離。

(基板距離DA2，DB2)

基板距離DA2，DB2主要是按照基板冷卻處理的對於基板22的所望的冷卻特性而設定。例如，分別設為1~20mm，理想是1~5mm的範圍的預定的距離。在此，所謂「冷卻特性」是主要包括有關基板22對於冷卻時間的溫度變化的特性，特別是也包括基板22的面內全體的平均溫度的變化特性、基板22的面內的溫度偏差的變化特性等。

對於基板22的冷卻特性是重度仰賴基板冷卻處理時的基板距離DA2，DB2的大小。因此，為了對於基板22依照所望的冷卻特性來進行冷卻處理，被要求正確地掌握基板距離DA2，DB2，以該等的距離會形成所望的值之方式設定驅動部105a，105b的動作量。

又，基板22的冷卻速度越大，一般基板22的面內的溫度偏差容易變大，有隨著溫度偏差的增大而基板 22的彎曲量增大的情形。因此，就抑制基板22的彎曲量增大的觀點而言，被要求以基板22的彎曲量或面內溫度偏差不會超過預定的值之方式，選擇基板距離DA2，DB2，以能夠成為該等的被選擇的距離之方式，正確地設定驅動部105a，105b的動作量。

又，基板距離DA2，DB2越小，基板22越急速地被冷卻，因此就冷卻處理的處理能力提升的觀點而言，最好基板距離DA2，DB2是儘可能小。但，在冷卻處理中基板22的彎曲量增大時，若基板距離DA2，DB2的大小過小，則有基板22接觸於冷卻板102a，102b的可能性。因此，基板距離DA2，DB2為了避免如此的接觸的發生，最好考慮基板22的彎曲發生的情況，選擇取一定的幅度(margin)的值。

對於如此的課題，本實施形態的基板冷卻單元18是被構成為在實行基板冷卻處理中，可測定基板距離DA2，DB2。在此，特別是在基板22發生彎曲時，與冷卻板102a，102b的距離會依基板22的面內位置而不同。但，若根據本實施形態，則如圖10所示般，即使是在基板22發生彎曲的情況，也可將基板22a的上面與冷卻板102a的下面的最短距離算出測定。有關基板22b的下面與冷卻板102b的上面的距離也同樣。由於能夠確實地測定最短距離，因此特別是基板22與冷卻板102a，102b的接觸可能性的掌握或接觸防止用的幅度的設定等容易。

進一步，對於如此的課題，本實施形態的基 板冷卻單元18是被構成為可測定在基板冷卻處理的實行中發生的基板22的彎曲的量。然後，根據測定後的彎曲量，以基板22的彎曲量或面內溫度偏差不會超過預定的值之方式，選擇基板距離DA2，DB2，以能夠成為該等的被選擇的距離之方式，設定驅動部105a，105b的動作量。

(2)基板處理裝置的動作

其次，針對本實施形態的基板處理裝置10的動作，說明圖1所示的基板處理裝置10的基板處理流程。

(大氣側搬入工程S100)

首先，從大氣搬送室20往負載鎖定室14a內移載未處理的基板22，負載鎖定室14a內會氣密地閉塞。然後，將閘閥開放，使通過負載鎖定室14a與搬送室12。

(第1搬送工程S110)

接著，真空機器人36會使手臂42驅動，在手指對40上接受負載鎖定室14a內的基板22。然後，將基板22搬入至處理室16a內。

真空機器人36是將手指對40插入至處理室16a內，將基板22a載置於基板保持台44a上。進一步，真空機器人36是在機器人手臂17與手指對40之間進行基板22b的交接。機器人手臂17是動作為將接受後的基板22b載置於基板保持台44b上。

(基板處理工程S120)

然後，基板保持台44a，44b上的基板22是藉由加熱器來分別加熱，實施預定的處理。

(第2搬送工程S130)

一旦在處理室16a內的處理完了，則真空機器人36是將手指對40插入至處理室116a內，從基板保持台44a上接受基板22a，且從機器人手臂17接受基板22b。接著，真空機器人36是將基板22從處理室16a內往基板冷卻單元18搬送裝填。

(基板冷卻工程S140)

往基板冷卻單元18搬送的基板22是在基板冷卻單元18中被冷卻至預定的溫度。第2搬送工程S130及基板冷卻工程S140的詳細是作為工程A後述。

(第3搬送工程S150)

一旦基板22被冷卻至預定的溫度，則真空機器人36是將手指對40插入至基板冷卻單元18內，在手指對40上接受基板22之後，將基板22移送至負載鎖定室14b內。

(大氣側搬出工程S160)

將搬送室12側的閘閥閉塞之後，將負載鎖定室14b內 開放至大氣。然後，基板22會從負載鎖定室14b內移載至大氣搬送室20，藉由未圖示的外部搬送裝置來搬出至外部。

(2-1)基板冷卻單元的基板冷卻的一連串的工程(工程A)

接著，在以下詳述有關在基板冷卻單元18冷卻基板22的一連串的工程中，控制真空機器人36及驅動部105a，105b來搬送及冷卻基板22的動作。

(基板搬入步驟SA10)

將基板22搬入至基板冷卻單元18而使保持於基板保持部103a，103b上的工程是藉由以下的步驟(SA100~SA130)來進行。

(手指載置步驟SA100)

在處理室16a或16b中分別被昇溫，實施熱處理(例如退火處理或成膜處理)的2片基板是被載置為經由機器人手臂17來分別被支撐於上手指38a及下手指38b上。在本實施形態中，在該步驟時間點，基板22是被昇溫至約400℃。

(手指插入步驟SA110)

真空機器人36是在基板22a，22b被支撐於上手指38a及下手指38b上的狀態下，以上手指38a會位於基板保持部103a的上方，下手指38b會位於基板保持部103b的上方之 方式，將手指對40插入至冷卻處理室101內。此時，基板保持部103a，103b係藉由驅動部105a，105b來昇降至基板搬出入位置。本實施形態是在該步驟時間點，基板22成為約300℃。

(手指下降步驟SA120)

接著，真空機器人36是藉由使手指對40下降，使基板22a，22b分別被保持於基板保持部103a，103b上。另外，為了使基板22a，22b保持於基板保持部103a，103b上，亦可使基板保持部103a，103b分別昇降。

(手指退避步驟SA130)

接著，真空機器人36是使手指對40移動為：使上手指38a從基板保持部103a的下方，使下手指38b從基板保持部103b的下方，分別退避至冷卻處理室101外。

在基板搬入步驟SA10中，基板22a，22b被保持之後，第1距離算出控制器70a、第2距離算出控制器70b是分別控制雷射射出單元50a，50b而使雷射的射出開始，根據從雷射感測器單元60a，60b取得的受光位置及非受光位置的至少一方，開始基板距離DA，DB的算出的處理(亦即距離測定處理)。

在本實施形態中，至後述的基板搬出步驟S50為止，繼續雷射的射出，以預定的週期繼續地實行距離測定處理。預定的週期是可按照距離測定的目的等來任 意地設定，例如設為10ms~5s的範圍的預定的週期。

但，作為其他的實施形態，亦可控制驅動部105a，105b來與使基板保持部103a，103b昇降的控制連動，只在基板22位於基板搬出入位置的狀態、及位於基板冷卻處理位置的狀態，實行距離測定處理。又，亦可只在基板22位於基板冷卻處理位置的狀態，實行距離測定處理。

(基板昇降步驟SA20)

接著，藉由驅動部105a，使基板保持部103a及基板22a上昇至基板冷卻處理位置。同樣，藉由驅動部105b，使基板保持部103b及基板22b下降至基板冷卻處理位置。在此，驅動部105a，105b是分別根據藉由控制器121所指示的動作量來進行昇降動作。

(基板冷卻步驟SA30)

接著，維持使基板保持部103a，103b在預定時間的期間停止於基板冷卻處理位置的狀態，藉由分別接近的冷卻板102a，102b來冷卻基板22a，22b。本實施形態是60s的期間，進行該步驟的冷卻處理，基板22是被冷卻至100~150℃程度的溫度。另外，冷卻板102a，102b是事前從冷媒供給單元109a，109b供給冷媒至冷媒流路106a，106b內，藉此冷卻板102a，102b的對基板22的對向面會是被冷卻至預定的溫度。例如預定的溫度是-10~50℃程度。

在後述的工程B中，特別是根據在實行本步驟中被測定的基板距離DA2，DB2，進行調整工程。並且，在後述的工程C及D中，包含在實行本步驟中測定基板距離DA2，DB2的工程。

(基板昇降步驟SA40)

接著，藉由驅動部105a，使基板保持部103a及基板22a下降至基板搬出入位置。同樣，藉由驅動部105b，使基板保持部103b及基板22b下降至基板搬出入位置。

(基板搬出步驟SA50)

基板22被昇降至基板搬出入位置之後，藉由真空機器人36，將該等再度支撐於上手指38a及下手指38b上，從冷卻處理室101內搬出。該步驟是藉由將上述的基板搬入步驟SA10實行成相反的順序來進行。

(2-2)根據基板距離測定之驅動部的修正工程(工程B)

接著，說明有關根據在進行上述的基板冷卻的一連串的工程(工程A)中被測定的基板距離DA，DB，進行驅動部105a，105b的動作量的調整之工程。另外，在工程B及工程B進行調整之前進行的工程A是分別作為基板冷卻單元18的調整工程之一進行。

以汽缸等所構成的驅動部105a，105b是根據從控制器121指示的動作量來進行動作。在此，希望將基 板距離DA2，DB2設定成距離a，b，但實際上因為驅動部105a，105b的機械性的動作誤差等的主要因素，基板距離DA2，DB2有形成不同的值(距離a’，b’)的情形。於是，在本實施形態中，比較在上述的工程A的基板冷卻步驟SA30中被測定的基板距離DA2，DB2(距離a’，b’)與所望的距離a，b，僅其差分(a-DA2、b-DB2)進行驅動部的動作量的調整。另外，基板距離DA2，DB2有因為在冷卻處理中在基板22發生彎曲而變動的可能性，因此最好是特別將在基板冷卻步驟SA30開始的時間點被測定的基板距離DA2，DB2設為距離a’，b’，算出該差分。

具體而言，將由控制器121指示驅動部105a，105b的動作量只修正此差分的值。又，亦可設置將驅動部105a，105b的動作幅度限制於預定的範圍的限制部(例如限制板)，以基板距離DA2，DB2只被修正此差分的方式，調整限制部(例如調整限制板的位置)。

如此，在本實施形態中，可根據在工程A測定的基板距離DA2，DB2，以該等的值會成為所望的值之方式，調整驅動部105a，105b(或基板保持機構)的動作量，因此容易以所望的冷卻特性來冷卻基板22。

另外，在本實施形態中，由於基板22a及基板22b是藉由冷卻板102a，102b來冷卻的面的方向會在表及背有所不同，因此冷卻處理時的基板距離DA2，DB2也最好按照被形成於基板22a，22b的面上的膜種或構造等，設定為彼此相異。為此，如本實施形態般，基板距離 DA2，DB2是分別設為可個別地測定為合適。

(2-3)根據基板距離測定的基板彎曲量監視工程(工程C)

接著，說明有關根據在進行上述的基板冷卻的一連串的工程(工程A)中被測定的基板距離DA，DB，進行在冷卻處理中的基板22發生的彎曲的檢測及彎曲量的測定之工程。另外，工程C是可作為工程A之一工程進行。又，工程C是亦可作為基板冷卻單元18的調整工程之一進行，又，亦可作為處理製品用基板的工程之一進行。

在工程C中，藉由工程A的基板冷卻步驟SA30的期間繼續重複基板距離DA2，DB2的測定(算出)，檢測基板22的彎曲的發生及測定彎曲的量。

具體而言，首先，測定開始基板冷卻處理的步驟SA30的開始時間點、亦即基板22被昇降至基板冷卻位置的時間點的基板距離DA2，DB2。在此，將此時間點的基板距離DA2，DB2特別稱為DA2^(T0)、DB2^(T0)。

接著，基板冷卻處理被實行的期間、亦即基板22被維持於基板冷卻位置的期間，繼續地重複測定基板距離DA2，DB2。在此開始測定之後，將實行測定的次數予以從1計數至k(k為自然數)，且將在第k次被測定的基板距離DA2，DB2特別稱為DA2^(Tk)、DB2^(Tk)。

然後，控制器121算出DA2^(T0)與DA2^(Tk)的差分值，作為在冷卻處理中發生的基板22a的彎曲量。同樣，控制器121算出DB2^(T0)與DB2^(Tk)的差分值，作為在冷 卻處理中發生的基板22b的彎曲量。特別是如圖10所示般，當基板22發生凸狀地變形的彎曲時，算出基板22的中央部的高度位置的變化，作為在冷卻處理中發生的彎曲量。又，當基板22發生凹狀地變形的彎曲時，算出基板22的外緣部的高度位置的變化，作為在冷卻處理中發生的彎曲量。

亦可將控制器121構成為：當DA2^(T0)與DA2^(Tk)的差分值(或DB2^(T0)與DB2^(Tk)的差分值)超過預定的第1臨界值時判定成在基板22發生彎曲。

進一步，亦可將控制器121構成為：當此差分值超過預定的第2臨界值時，控制驅動部105a，105b，使基板22遠離冷卻板102a，102b。藉此，可使在基板22發生的彎曲不會超過預定的量。另外，在本實施形態中，由於基板22a及基板22b藉由冷卻板102a，102b而被冷卻的面的方向在表及背有所不同，因此亦可使有關基板22a的第2臨界值及有關基板22b的第2臨界值形成不同。

(2-4)根據基板距離測定的基板接觸迴避工程(工程D)

接著，說明有關根據在進行上述的基板冷卻之一連串的工程(工程A)中被測定的基板距離DA，DB，迴避在冷卻處理中的基板22產生的彎曲而造成基板22接觸於冷卻板102a，102b情形之工程。另外，工程D是可作為工程A之一工程進行。

在工程D中，藉由工程A的基板冷卻步驟 SA30的期間繼續重複基板距離DA2，DB2的測定(算出)，當檢測到發生彎曲的基板22比預定的距離更接近冷卻板102a，102b時，在基板22接觸於冷卻板102a，102b之前，以遠離基板22的方式控制驅動部105a，105b。

具體而言，在工程D中，與工程C同樣地，工程A的基板冷卻步驟SA30的期間，繼續測定(算出)DA2^(Tk)。而且，控制器121會被構成為：當DA2^(Tk)比預定的臨界值更小時，控制驅動部105a，使基板22a能夠下降成遠離冷卻板102a。同樣，控制器121會被構成為：當DB2^(Tk)比預定的臨界值更小時，控制驅動部105b，使基板22b能夠上昇成遠離冷卻板102b。

[產業上的利用可能性]

若根據本案的技術，則可在對基板的冷卻處理中，以能接近所望的冷卻特性之方式進行冷卻。

18:基板冷卻單元

22a:基板

38a:手指

50a:雷射射出單元

60a:雷射感測器單元

70a:第1距離算出控制器

100:冷卻處理框體

101:冷卻處理室

102b:基板冷卻板

103a:基板保持部

107a,107b:光透過窗

Claims (17)

1. 一種基板冷卻單元，其特徵係具備：基板保持機構，其係將基板保持於水平；驅動部，其係使前述基板保持機構昇降；冷卻板，其係具有相對於藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面之對向面；雷射射出部，其係被設在藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的空間的側方的一端，射出在前述基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面平行的雷射；雷射受光部，其係被設在前述空間的側方的另一端，取得前述基板保持機構昇降的方向之，表示接受從前述雷射射出部射出的雷射的位置之受光位置特定資訊；及算出部，其係根據在前述雷射受光部中取得的前述受光位置特定資訊，算出前述冷卻板的前述對向面與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的相對於前述冷卻板的對向面之間的距離。
2. 如請求項1記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射射出部，係被構成為射出在前述基板保持機構昇降的方向具有預定的寬度之雷射。
3. 如請求項1記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射射出部，係藉由雷射發振元件所構成，該雷射發振元件係以預定的間隔來複數配列於前述基板保持機構昇降的方向。
4. 如請求項1記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射射出部，係被構成為以使前述冷卻板的前述對向面的高度位置含在前述雷射的分佈之方式照射前述雷射。
5. 如請求項4記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射射出部，係被構成為以使藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的高度方向的範圍含前述雷射的分佈之方式照射前述雷射。
6. 如請求項4或5記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射受光部，係取得前述雷射的受光位置的資訊，作為前述受光位置特定資訊，前述算出部，係根據在前述雷射受光部中取得的前述受光位置的資訊，算出從前述冷卻板的前述對向面的高度位置起連續的前述受光位置的寬度，作為前述距離。
7. 如請求項4或5記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射受光部，係取得前述雷射的非受光位置的資訊，作為前述受光位置特定資訊，前述算出部，其係根據在前述雷射受光部中取得的前述非受光位置的資訊，算出從前述冷卻板的前述對向面的高度位置到前述非受光位置的距離，作為前述距離。
8. 如請求項1記載的基板冷卻單元，其中，前述雷射射出部及前述雷射受光部，係被設在前述基板保持機構會被配置於內側的冷卻處理室的外側，經由分別被設在前述冷卻處理室的側方的一端及另一端的透過前述雷射的窗，來分別進行前述雷射的射出及受光。
9. 如請求項1記載的基板冷卻單元，其中，具備控制部，其係被構成為進行：控制前述驅動部，以使被保持於前述基板保持機構的前述基板能夠接近前述冷卻板之方式，使前述基板保持機構昇降至預定的位置之昇降處理、及控制前述驅動部，前述昇降處理之後，藉由預定時間維持停止前述基板保持機構的昇降的狀態來冷卻前述基板之冷卻處理，至少進行前述冷卻處理時，進行藉由前述算出部來算出前述距離的處理。
10. 如請求項9記載的基板冷卻單元，其中，前述控制部，係被構成為至少進行前述冷卻處理的期間，使藉由前述算出部來算出前述距離的處理繼續重複進行。
11. 如請求項10記載的基板冷卻單元，其中，前述控制部，係被構成為算出：在開始前述冷卻處理的時間點被算出的前述距離與進行前述冷卻處理的期間繼續被算出的前述距離之差分值，作為在前述冷卻處理中產生的前述基板的彎曲量。
12. 如請求項10記載的基板冷卻單元，其中，前述控制部，係被構成為：當藉由前述算出部所算出的前述距離比預定的臨界值更小時，控制前述驅動部，使藉由前述基板保持機構所保持的前述基板遠離前述冷卻板。
13. 如請求項11記載的基板冷卻單元，其中，前述控制部，係被構成為：當被算出的前述差分值超 過預定的臨界值時，控制前述驅動部，使藉由前述基板保持機構所保持的前述基板遠離前述冷卻板。
14. 一種基板處理裝置，其特徵係具有：基板冷卻單元，處理室，及基板搬送裝置，該基板冷卻單元，係具備：基板保持機構，其係將基板保持於水平；驅動部，其係使前述基板保持機構昇降；冷卻板，其係具有相對於藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面之對向面；雷射射出部，其係被設在藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的空間的側方的一端，射出在前述基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面平行的雷射；雷射受光部，其係被設在前述空間的側方的另一端，取得前述基板保持機構昇降的方向之，表示接受從前述雷射射出部射出的雷射的位置之受光位置特定資訊；及算出部，其係根據在前述雷射受光部中取得的前述受光位置特定資訊，算出前述冷卻板的前述對向面與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的相對於前述冷卻板的對向面之間的距離，該處理室，係熱處理前述基板，該基板搬送裝置，係將在前述處理室中被處理的前述基板搬送至前述基板冷卻單元。
15. 如請求項14記載的基板處理裝置，其 中，具備控制部，其係使進行：控制前述驅動部，以使被保持於前述基板保持機構的前述基板能夠接近前述冷卻板之方式，使前述基板保持機構昇降至預定的位置之昇降處理、及控制前述驅動部，前述昇降處理之後，藉由預定時間維持停止前述基板保持機構的狀態來冷卻前述基板之冷卻處理，前述控制部，係被構成為控制前述算出部，至少進行前述冷卻處理時，使進行藉由前述算出部來算出前述距離的處理。
16. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵係具有：使基板保持於將前述基板保持於水平的基板保持機構之工程；以使前述基板能夠接近具有相對於藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面的對向面的冷卻板之方式，使前述基板保持機構昇降至預定的位置之工程；使前述基板保持機構昇降的工程之後，藉由預定時間維持停止前述基板保持機構的狀態來冷卻前述基板之工程；從藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的空間的側方的一端朝向另一端，射出在前述基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面平行的雷射，同時在前述另一端接受前述雷射，取得表示在前述基板保持機構昇降的方向接受 前述雷射的位置的受光位置特定資訊之工程；及根據前述受光位置特定資訊，算出前述冷卻板的前述對向面與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的相對於前述冷卻板的對向面之間的距離之工程。
17. 一種程式，其特徵係藉由電腦來使下列程序實行於前述基板處理裝置，使基板水平地保持於基板處理裝置所具備的基板冷卻單元的基板保持機構之程序；以使前述基板能夠接近具有相對於藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面的對向面的冷卻板之方式，使前述基板保持機構昇降至預定的位置之程序；使前述基板保持機構昇降的程序之後，藉由預定時間維持停止前述基板保持機構的狀態來冷卻前述基板之程序；藉由前述基板保持機構所保持的前述基板昇降的空間的側方的一端朝向另一端，射出在前述基板保持機構昇降的方向持有寬度而分佈，且與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的面平行的雷射，同時在前述側方的另一端接受前述雷射，取得表示在前述基板保持機構昇降的方向接受前述雷射的位置的受光位置特定資訊之程序；及根據前述受光位置特定資訊，算出前述冷卻板的前述對向面與藉由前述基板保持機構所保持的前述基板的相對於前述冷卻板的對向面之間的距離之程序。

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