專利名稱：基板處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于利用例如等離子體或者熱來(lái)處理半導(dǎo)體裝置制造用的基板的、并具有冷卻對(duì)象的基板處理裝置。
背景技術(shù)：
作為基板處理裝置，可以舉出利用等離子體對(duì)基板(例如半導(dǎo)體晶片)進(jìn)行成膜或者蝕刻的等離子體裝置、以及在加熱爐內(nèi)進(jìn)行退火或者氧化處理等的熱處理裝置等各種裝置。在這些裝置中，有時(shí)包括有必要抑制溫度上升的冷卻對(duì)象。例如，在等離子體處理裝置中，如果利用微波等的能量來(lái)激勵(lì)處理氣體而生成等離子體，則來(lái)自該等離子體的熱量使裝置的溫度上升。
另一方面，因?yàn)閷?duì)基板所進(jìn)行的蝕刻或者成膜等處理，對(duì)基板或者處理容器的溫度是敏感的，所以，有必要盡可能將這些溫度保持為適當(dāng)?shù)臏囟?。一般?lái)說(shuō)，普遍使用加熱器作為溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。但是，在等離子體處理裝置的情況下，如果僅靠加熱器進(jìn)行溫度控制，則無(wú)法散發(fā)等離子體發(fā)生時(shí)的熱量而導(dǎo)致裝置升溫。因此，有必要在由于等離子體而引起發(fā)熱時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行冷卻。
例如，在日本特開2002-299330號(hào)公報(bào)中，揭示有一種具有冷卻功能的等離子體處理裝置。其構(gòu)成簡(jiǎn)化示于圖10。該裝置在例如由鋁制成的處理容器11內(nèi)，設(shè)置有用于放置半導(dǎo)體晶片W的放置臺(tái)12。經(jīng)由處理容器11上部的導(dǎo)波管13向平面天線14供給微波。構(gòu)成為微波從平面天線14經(jīng)由透過(guò)窗15向處理容器11內(nèi)發(fā)射，使處理容器11內(nèi)的處理氣體被等離子體化。在處理容器11的上部設(shè)置有用于在等離子體發(fā)生時(shí)冷卻裝置的冷卻流路16。通過(guò)使圖未示出的加熱器的加熱，與流過(guò)冷卻流路16的冷卻介質(zhì)的冷卻進(jìn)行組合，而可以進(jìn)行將處理容器11的上部維持在設(shè)定溫度的溫度控制?？梢允褂美鋮s水作為通過(guò)冷卻流路16的冷卻介質(zhì)。
但是，為了使冷卻介質(zhì)流通，冷卻單元是必要的。該冷卻單元是包括冷凍機(jī)、一次冷卻水的流路、溫度調(diào)節(jié)箱以及加熱器等的大型裝置。因此，存在著設(shè)備成本高、此外需要寬廣的占地面積、而且消耗電力大這樣的問(wèn)題。
這里，無(wú)論是何種等離子體處理裝置，在確定作為基板處理裝置的冷卻介質(zhì)時(shí)，在使用冷卻水的情況下，因?yàn)槠錅囟鹊纳舷蕹淦淞繛?0℃，所以適用范圍狹窄。在使用ガルデン(GALDEN)(アウジモント(AUSIMONT K.K.)公司注冊(cè)商標(biāo))作為冷卻介質(zhì)的情況下，可以使用到例如150℃左右的溫度。但是，如果高溫的冷卻介質(zhì)在工場(chǎng)內(nèi)循環(huán)，則在安全性方面存在問(wèn)題。此外，因?yàn)楗毳钎箴ば詷O大，所以存在著到成為定常狀態(tài)為止需要很長(zhǎng)時(shí)間這樣的缺點(diǎn)。此外，在將空氣等氣體用作冷卻介質(zhì)的情況下，雖然供給系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單，但是存在著冷卻能力低這樣的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供一種基板處理裝置，在對(duì)冷卻對(duì)象進(jìn)行冷卻時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，此外，構(gòu)成簡(jiǎn)單且冷卻能力強(qiáng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基板處理裝置，其是用于處理半導(dǎo)體裝置制造用的基板的、并具有冷卻對(duì)象的基板處理裝置，其特征在于，還包括用于發(fā)生霧的霧發(fā)生器，供給用于搬送由該霧發(fā)生器發(fā)生的霧的運(yùn)載氣體的氣體供給源，以及用于使由上述運(yùn)載氣體所搬送的霧流動(dòng)來(lái)對(duì)冷卻對(duì)象進(jìn)行冷卻的霧流路。
如果使用該基板處理裝置，則由于通過(guò)使霧在霧流路中流動(dòng)，利用霧的汽化熱從冷卻對(duì)象奪走熱量，所以可以迅速地使冷卻對(duì)象冷卻。此外，由于使用霧作為冷卻介質(zhì)，所以可以完全不需要如使用冷卻水情況下的冷卻單元。因此，可以簡(jiǎn)化裝置總體的構(gòu)成，減小裝置的設(shè)置面積。此外，由于可以降低消耗電力，所以可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，在成本上也是有利的。而且，因?yàn)槭抢渺F的汽化熱來(lái)進(jìn)行冷卻，所以也可以不在工場(chǎng)內(nèi)循環(huán)高溫的冷卻介質(zhì)，在安全性方面也是有利的。
上述冷卻對(duì)象，例如，是用于處理收納于內(nèi)部的基板的處理容器的至少一部分。例如，在上述處理容器內(nèi)使用等離子體處理基板。此時(shí)，由于即使處理容器因等離子體的發(fā)生而升溫，冷卻對(duì)象也可以迅速地被冷卻到規(guī)定的溫度，所以可以進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理。在這種基板處理裝置中，優(yōu)選是至少還包括用于在等離子體未發(fā)生時(shí)對(duì)冷卻對(duì)象進(jìn)行加熱的加熱器。
基板處理裝置還可以包括收納上述處理容器的加熱爐。在該情況下，上述霧流路可以作為上述處理容器與上述加熱爐之間所形成的空間而形成。此時(shí)，也可以以熱處理容器以外的部位，例如加熱爐的外周部作為冷卻對(duì)象。
優(yōu)選基板處理裝置還包括檢測(cè)冷卻對(duì)象的溫度的溫度傳感器，和基于該溫度傳感器的檢測(cè)溫度，控制上述霧發(fā)生器以及上述氣體供給源的控制部。
對(duì)于上述控制部來(lái)說(shuō)，當(dāng)上述溫度傳感器的檢測(cè)溫度在基準(zhǔn)值以下時(shí)，進(jìn)行下述控制，即，同時(shí)停止來(lái)自上述霧發(fā)生器的霧的發(fā)生和來(lái)自上述氣體供給源的運(yùn)載氣體的供給。
另一方面，對(duì)于上述控制部來(lái)說(shuō)，當(dāng)上述溫度傳感器的檢測(cè)溫度在基準(zhǔn)值以下時(shí)，也可以進(jìn)行下述控制，即，繼續(xù)來(lái)自上述氣體供給源的運(yùn)載氣體的供給而停止來(lái)自上述霧發(fā)生器的霧的發(fā)生。
而且，優(yōu)選上述控制部控制上述霧流路中的霧的流量和運(yùn)載氣體的流量的至少一方。
優(yōu)選基板處理裝置還包括將在上述霧流路中流通的霧從運(yùn)載氣體中分離以作為液體回收的氣液分離器，上述霧發(fā)生器從由上述氣液分離器所回收的液體來(lái)發(fā)生霧。


圖1是表示作為本發(fā)明的基板處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置的縱剖視圖。
圖2是表示圖1的等離子體處理裝置中的霧供給部的細(xì)節(jié)的方框圖。
圖3是更具體地表示圖2的霧發(fā)生器的圖。
圖4是更具體地表示圖2的氣液分離器的圖。
圖5是表示圖1的等離子體處理裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖6是表示作為本發(fā)明的基板處理裝置的另一個(gè)實(shí)施方式的，與圖2同樣的圖。
圖7是表示作為本發(fā)明的基板處理裝置的又一個(gè)實(shí)施方式的立式熱處理裝置的縱剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例1和2與比較例1和2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
圖9是將(a)表示本發(fā)明的實(shí)施例3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，與(b)表示比較例3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖進(jìn)行對(duì)比的圖。
圖10是表示作為現(xiàn)有技術(shù)的基板處理裝置的等離子體處理裝置的縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出作為本發(fā)明的基板處理裝置的實(shí)施方式的等離子體處理裝置的簡(jiǎn)圖。圖中，標(biāo)號(hào)2是處理容器。該處理容器2包括由鋁制成的容器主體39，包圍該容器主體39的周圍的隔熱部件3，以及設(shè)置在容器主體39的上部的天線主體42等。容器主體39被劃分成真空的處理空間。在處理容器2內(nèi)，設(shè)置有用于放置半導(dǎo)體晶片W(以下稱為晶片)的放置臺(tái)31。該放置臺(tái)31例如與13.65MHz的偏壓用高頻電源32連接。
在所述放置臺(tái)31的上方，設(shè)置有例如由圓盤狀的導(dǎo)電體組成的氣體供給體33。在該氣體供給體33中的與放置臺(tái)31相對(duì)的面上，形成有多個(gè)氣體供給孔34。在該氣體供給體33的內(nèi)部，形成有與氣體供給孔34連通的格子狀的氣體流路35，氣體供給路36連接于該氣體流路35。圖未示出的處理氣體源連接于該氣體供給路36。等離子體處理所需的處理氣體從該處理氣體源通過(guò)氣體供給路36、氣體流路35、和氣體供給孔34而被供給到處理容器2內(nèi)。
此外，在氣體供給體33上，以貫通該氣體供給體33的方式而形成有圖未示出的多個(gè)開口部。該開口部用于使等離子體通過(guò)該氣體供給體33的下方側(cè)的空間，例如在鄰接的氣體流路35彼此之間形成。此外，排氣管37連接于處理容器2的底部，圖未示出的真空排氣機(jī)構(gòu)連接于該排氣管37的基端一側(cè)。
在氣體供給體33的上方，例如設(shè)置有由石英構(gòu)成的電介質(zhì)板(微波透過(guò)窗)4。在該板4的上面，以與該板4貼緊的方式而設(shè)置有天線41。該電介質(zhì)板4的材料不限于石英，例如也可以是氧化鋁等。天線41具有天線主體42，以及設(shè)置在該天線主體42的下面，在周向上形成有多個(gè)縫隙的平面天線件(縫隙板)43。這些天線主體42與平面天線件43都是利用導(dǎo)體而大致形成為圓盤狀，并且連接于同軸導(dǎo)波管44。此外，在天線主體42與平面天線件43之間，設(shè)置有滯波板45。由這些天線主體42、平面天線件43和滯波板45構(gòu)成徑向線縫隙天線(RLSA)。
如這樣所構(gòu)成的天線41，以平面天線件43貼緊于電介質(zhì)板4的方式而經(jīng)由圖未示出的密封部件裝設(shè)于處理容器2。該天線41經(jīng)由同軸導(dǎo)波管44而與外部的微波發(fā)生器46連接，被供給例如2.45GHz或者8.4GHz的微波。
在天線主體42上，第一霧流路5在周向上螺旋狀地貫通而形成。例如由管路組成的流入路51連接于第一霧流路5的一端。例如由管路組成的排出路52連接于第一霧流路5的另一端。由第一霧流路5、流入路51和排出路52形成循環(huán)路。在該循環(huán)路上，夾設(shè)有后述的第一霧供給部6。
在天線主體42上設(shè)置有加熱器48以及用于檢測(cè)處理容器2內(nèi)溫度的溫度傳感器49。構(gòu)成為將溫度傳感器49的檢測(cè)溫度被送到控制部7的結(jié)構(gòu)。
此外，在處理容器2的下部，以在周向上貫通壁面的方式而形成第二霧流路53。流入路54和排出路55也連接于第二霧流路53而形成循環(huán)路。在該循環(huán)路上，夾設(shè)有與第一霧供給部6同樣的第二霧供給部61。
如后所述，形成為第一霧供給部6和第二霧供給部61分別由控制部7來(lái)控制的結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，對(duì)第一霧供給部6和控制部7詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
第一霧供給部6包括用于發(fā)生霧的霧發(fā)生器64，和供給用于搬送由該霧發(fā)生器64發(fā)生的霧的運(yùn)載氣體(例如空氣)的氣體供給源62。
相對(duì)連接于流入路51的上游端的霧發(fā)生器64，經(jīng)由用于調(diào)整運(yùn)載氣體流量的流量調(diào)整器63而連接著氣體供給源62。另一方面，在排出路52的下游端設(shè)置有氣液分離器65。通過(guò)該氣液分離器65而使含有霧的運(yùn)載氣體被氣液分離成運(yùn)載氣體與霧。通過(guò)氣液分離器65所分離的霧儲(chǔ)存于回收液貯槽部66而被送到霧發(fā)生器64，再次被用作霧的原料液。
此外，該外控制部7連接于氣體供給源62、流量調(diào)整器63和霧發(fā)生器64，并控制它們。其中，氣體供給源62具有例如空氣瓶以及閥，通過(guò)由控制部7進(jìn)行閥的開閉，來(lái)進(jìn)行運(yùn)載氣體的供給、停止。
圖3是具體地表示霧發(fā)生器64的圖。圖中，標(biāo)號(hào)8是閥，從氣體供給源62所供給的運(yùn)載氣體流過(guò)其中。在閥8上設(shè)置有縮徑部81。在該縮徑部81的中心附近，定位有貫通閥8而設(shè)置的霧液供給管82的開口部83。霧液供給管82連接于儲(chǔ)存有作為霧的原料液體(例如水、酒精水和氨等)的霧液貯槽部84。此外，在霧液供給管82上夾設(shè)有閥85和流速計(jì)86。閥85和流速計(jì)86由控制部7來(lái)控制。
在閥8的縮徑部81處，氣體的流速增加而壓力(P1)降低。該壓力(P1)低于霧液貯槽部84內(nèi)的壓力(P0)。因此，因其壓力差(P0-P1)，液體從位于縮徑部81的中央附近的霧液供給管82的開口部83被吸出。所吸出的液體由流過(guò)閥8內(nèi)的運(yùn)載氣體所擴(kuò)散而成為霧(霧狀的液體)。壓力差(P0-P1)取決于從氣體供給源62所供給的運(yùn)載氣體的流量。也就是說(shuō)，通過(guò)由流量調(diào)整器63調(diào)整運(yùn)載氣體的流量，使霧的流量得到調(diào)整。
另一方面，在控制部7中，一邊監(jiān)視流速計(jì)86的檢測(cè)值，一邊由閥85調(diào)節(jié)從開口部83所噴出的液量，借此也可以調(diào)整霧的流量。在停止霧的發(fā)生的情況下，閥85關(guān)閉。
此外，霧液貯槽部84通過(guò)閥87所夾設(shè)的管路而連接于回收液貯槽部66。通過(guò)打開該閥87，將儲(chǔ)存于回收液貯槽部66的液體供給到霧液貯槽部84。
圖4(a)是氣液分離器65的水平截面圖。氣液分離器65的內(nèi)部還如圖4(b)的立體圖中所示，配置有多個(gè)翅片9以便形成彎曲的流路。在氣液分離器65上設(shè)置有流入口91與排氣口92。此外，在氣液分離器65的下面，設(shè)置有排出所分離的液體的圖未示出的排出口。通過(guò)這種構(gòu)成，含霧的氣體碰到翅片9而僅霧附著，氣體從排氣口92排氣。此外，如果附著于翅片9的霧量增多，則該霧成為較大的液滴，依靠重力下降而從排出口排出，并回收于回收液貯槽部66(圖2)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D5對(duì)如以上這樣構(gòu)成的等離子體處理裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在啟動(dòng)等離子體處理裝置時(shí)，加熱器48被接通，處理容器2上部的溫度維持于設(shè)定溫度。更詳細(xì)地說(shuō)，控制加熱器48的供給電力，使得溫度傳感器49的檢測(cè)溫度成為設(shè)定溫度。所謂該設(shè)定溫度，是與對(duì)晶片W進(jìn)行等離子體處理，例如等離子體蝕刻時(shí)的處理空間內(nèi)的適當(dāng)溫度為同一值，例如為180℃。
接著，將晶片W從外部搬入到處理容器2內(nèi)，放置于放置臺(tái)31的表面。然后，從氣體供給源將處理氣體，例如Ar氣等惰性氣體與鹵化物氣體等蝕刻氣體供給到處理容器2內(nèi)。與此同時(shí)，微波從微波發(fā)生器46經(jīng)由天線構(gòu)件43和電介質(zhì)板4而放射到處理裝置2內(nèi)，使處理氣體被等離子體化。此時(shí)，偏壓電力從偏壓電源32施加于放置臺(tái)31。然后，在晶片W表面上所形成的薄膜利用該等離子體而被蝕刻。
這里，如果著眼于作為冷卻對(duì)象的處理容器2上部的溫度傳感器49的檢測(cè)溫度，則該溫度如圖5中所示那樣推移。其中，來(lái)自氣體供給源62的運(yùn)載氣體的供給持續(xù)地進(jìn)行。
即，如果在時(shí)刻t1發(fā)生等離子體，則直到時(shí)刻t1為止，加熱器48保持接通，溫度傳感器49的檢測(cè)溫度大約恒定于180℃。
溫度傳感器49的檢測(cè)溫度因在時(shí)刻t1發(fā)生的等離子體而上升。因此，使加熱器48切斷，并且使霧供給到第一霧流路5內(nèi)。具體地說(shuō)，通過(guò)打開霧發(fā)生器64的閥85而發(fā)生規(guī)定量的霧，由運(yùn)載氣體所搬送的霧經(jīng)由流入路51而在第一霧流路5內(nèi)流通。在該霧流路5內(nèi)流通的霧，因處理容器2中發(fā)生的熱量而被氣化，作為汽化熱奪走該熱量。結(jié)果，因等離子體的發(fā)生而升溫的處理容器2(這里，作為冷卻對(duì)象的處理容器2的上面部分)得到冷卻，溫度傳感器49的檢測(cè)溫度降溫到設(shè)定溫度附近。然后，通過(guò)發(fā)熱與吸熱的平衡，使溫度傳感器49的檢測(cè)溫度穩(wěn)定于設(shè)定溫度附近。
然后，如果在時(shí)刻t2等離子體的發(fā)生停止，則處理容器2的溫度降低。因此，加熱器48再次接通，同時(shí)霧的供給被停止。借此，溫度傳感器49的檢測(cè)溫度被維持于設(shè)定溫度附近。
如果使用以上的實(shí)施方式，則使霧在霧流路5中流通，冷卻作為冷卻對(duì)象的處理容器2的上部。因此，因?yàn)橥ㄟ^(guò)作為霧的汽化熱奪走因等離子體的發(fā)生而發(fā)生的熱量而使該冷卻對(duì)象得到冷卻，所以可以迅速地進(jìn)行冷卻。其結(jié)果，即使等離子體處理裝置的處理容器2因等離子體的發(fā)生而升溫，也可以迅速地降溫并穩(wěn)定于規(guī)定的溫度。因此，可以對(duì)基板進(jìn)行穩(wěn)定的等離子體處理，例如蝕刻處理。
此外，因?yàn)槭褂渺F作為冷卻介質(zhì)，所以完全不需要使用冷卻水時(shí)的那種冷卻裝置。因此，能夠簡(jiǎn)化裝置整體的結(jié)構(gòu)，并減小裝置的設(shè)置面積。此外，因?yàn)槟軌蚪档拖碾娏Γ钥梢詫?shí)現(xiàn)節(jié)能化，對(duì)于成本也是有利的。而且，因?yàn)槭抢渺F的汽化熱進(jìn)行冷卻，所以不需要使高溫的冷卻介質(zhì)在工廠內(nèi)循環(huán)，對(duì)于安全性方面也是有利的。
此外，由于由氣液分離器65將在霧流路5中流通的霧回收并再利用，所以可以有效地利用資源，可以實(shí)現(xiàn)低成本化。
本發(fā)明不限定于如上所述那樣，持續(xù)來(lái)自氣體供給源的運(yùn)載氣體的供給，并根據(jù)溫度傳感器49的檢測(cè)溫度是否超過(guò)基準(zhǔn)值(在上述實(shí)施方式中大約為180℃)而供給/停止霧的情況。也就是說(shuō)，也可以在檢測(cè)溫度超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，供給運(yùn)載氣體和霧。
而且，本發(fā)明也可以根據(jù)溫度傳感器49的檢測(cè)溫度改變霧的供給量與運(yùn)載氣體的供給量的至少一方。圖6示出這種變形例。
如圖6所示，在控制部7中，設(shè)置有儲(chǔ)存將溫度區(qū)域與霧流量與運(yùn)載氣體流量對(duì)應(yīng)起來(lái)的數(shù)據(jù)圖的存儲(chǔ)器。在控制部7中，對(duì)照檢測(cè)溫度與數(shù)據(jù)圖，求出霧流量與運(yùn)載氣體流量。圖6的圖中的溫度T1例如是在等離子體未發(fā)生時(shí)由加熱器48所加熱的狀態(tài)下的溫度(進(jìn)行等離子體處理時(shí)的適當(dāng)溫度)。在該溫度T1以下時(shí)，霧的流量為零而運(yùn)載氣體的流量為A1。在溫度處于T1～T2之間時(shí)，霧的流量為M2而運(yùn)載氣體的流量為A2。在溫度為T2以上時(shí)，霧的流量為M3而運(yùn)載氣體的流量為A3。而且，處于M2＜M3，A1＜A2＜A3的關(guān)系。
在本例子中，雖然將溫度區(qū)域三分割而對(duì)各區(qū)域分配各自不相同的流量，但是其分割數(shù)也可以是四以上。通過(guò)這樣設(shè)定多個(gè)溫度區(qū)域，溫度越高則使霧或者運(yùn)載氣體的流量越大，能夠進(jìn)行更細(xì)致的溫度控制，能夠更加迅速地冷卻到規(guī)定的溫度。
此外，本發(fā)明的基板處理裝置不限于上述等離子體處理裝置，也可以運(yùn)用于以下說(shuō)明的熱處理裝置。
圖7示出這種立式熱處理裝置。如圖7所示，該熱處理裝置具有收納作為處理容器的反應(yīng)管104的立式加熱爐100。加熱爐100具有大致圓筒狀的絕熱壁101，和沿著該絕熱壁101的內(nèi)面在周向上設(shè)置的，例如由電阻發(fā)熱體組成的加熱器102。絕熱壁101的下端部固定于基體103。
收納于加熱爐100的反應(yīng)管104例如由石英組成，在內(nèi)部形成熱處理空間。該反應(yīng)管104的下部也固定于基體103。該熱處理裝置中的霧流路作為加熱爐100與反應(yīng)管104之間的空間而形成。為了將冷卻用的含霧的氣體供給到作為該霧流路的空間內(nèi)，而在基體103上沿著周向設(shè)置有多個(gè)噴嘴120。這些噴嘴120連接于設(shè)置在基體103底部的環(huán)狀的送風(fēng)頭121。含霧的氣體從送風(fēng)扇122所夾設(shè)的送風(fēng)管123而被供給到送風(fēng)頭121。該送風(fēng)管123連接于與圖2中所示的同樣的霧供給部6。此外，排出冷卻用的含霧的氣體的排氣路130連接于加熱爐100的頂部。在該排氣路130上依次夾設(shè)有開閉風(fēng)門131、冷卻機(jī)構(gòu)132和排氣風(fēng)扇133。
此外，在反應(yīng)管104內(nèi)，設(shè)置有在縱向上隔開間隔而保持多個(gè)基板，例如晶片W的晶片架110。該晶片架110的下端部經(jīng)由隔熱件111和轉(zhuǎn)臺(tái)112而安裝在蓋體113上。蓋體113用于開閉反應(yīng)管104的下端開口。架升降器114連接于該蓋體113。在架升降器114上連接著旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)115，因此，晶片架110與轉(zhuǎn)臺(tái)112一起旋轉(zhuǎn)。通過(guò)架升降器114的升降，進(jìn)行晶片架110對(duì)反應(yīng)管104的搬入搬出。
氣體供給管116貫通反應(yīng)管104的下部。該氣體供給管116在反應(yīng)管104內(nèi)垂直地上行，其頂端部彎曲成朝向反應(yīng)管104的頂部中央噴出處理氣體。從該氣體供給管116供給到反應(yīng)管104內(nèi)的處理氣體，從設(shè)置在反應(yīng)管104的下部的排氣管117，由圖未示出的真空泵排出。
在該熱處理裝置中，將反應(yīng)管104內(nèi)加熱到規(guī)定溫度來(lái)對(duì)晶片W進(jìn)行成膜處理、氧化處理或者退火處理等熱處理。該處理結(jié)束后，使從霧供給部6所供給的含霧的氣體在絕熱體101與反應(yīng)管104之間的霧流路中流通。從而，可以由霧的汽化熱迅速地去除蓄積于反應(yīng)管104內(nèi)的熱量。因此，將反應(yīng)管104內(nèi)迅速地降溫，可以將保持處理完的晶片W的晶片架110從反應(yīng)管104搬出。因此，可以提高處理的處理能力。
接下來(lái)，對(duì)為了確認(rèn)根據(jù)本發(fā)明的基板處理裝置的效果所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)驗(yàn)例1)在圖1所示的等離子體處理裝置中，對(duì)作為冷卻對(duì)象的處理容器2上部的冷卻效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體地說(shuō)，首先，將加熱器38、48接通，加熱到溫度傳感器49的檢測(cè)溫度成為120℃。接著，分別使含霧的空氣(實(shí)施例1)，與僅空氣(比較例1)以各種流量在霧流路5中流通。而且，調(diào)查溫度傳感器49的檢測(cè)溫度成為定常狀態(tài)時(shí)的溫度。
此外，對(duì)于加熱溫度為180℃時(shí)也是同樣的，使含霧的空氣(實(shí)施例2)，與僅空氣(比較例2)在霧流路5中流通并調(diào)查成為定常狀態(tài)時(shí)的溫度。
這些結(jié)果示于圖8中。如圖8所示，與流量無(wú)關(guān)，含霧的空氣(實(shí)施例1和2)一方，冷卻效果比僅空氣(比較例1和2)要大。
(實(shí)驗(yàn)例2)在圖1所示的等離子體處理裝置中，進(jìn)行測(cè)量作為冷卻對(duì)象的處理容器2上部的天線主體42中的四個(gè)部位的溫度變化的實(shí)驗(yàn)。具體地說(shuō)，使空氣和霧(水)分別以50l/min和1g/min的流量在霧流路5中流通，調(diào)查這四個(gè)部位(TC1～TC4)的溫度變化。以此為實(shí)施例3，結(jié)果示于圖9(a)。
同樣，僅使不含霧的空氣流通，調(diào)查這四個(gè)部位(TC1～TC4)的溫度變化。以此為比較例3，結(jié)果示于圖9(b)。在該比較例3中，如圖9(b)中所示使空氣的流量與時(shí)間一起增加。
從圖9可以看出，四個(gè)部位(TC1～TC4)都是含霧的空氣(實(shí)施例3)的一方，冷卻效果比僅空氣(比較例3)要大。
以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果用本發(fā)明則通過(guò)霧的汽化熱，可以比現(xiàn)有技術(shù)更迅速地使冷卻對(duì)象冷卻。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置，其是用于處理半導(dǎo)體裝置制造用的基板，并具有冷卻對(duì)象的基板處理裝置，其特征在于，還包括用于發(fā)生霧的霧發(fā)生器，供給用于搬送由該霧發(fā)生器發(fā)生的霧的運(yùn)載氣體的氣體供給源，以及用于使由所述運(yùn)載氣體所搬送的霧流動(dòng)來(lái)使冷卻對(duì)象冷卻的霧流路。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述冷卻對(duì)象是用于處理收納于內(nèi)部的基板的處理容器的至少一部分。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于在所述處理容器內(nèi)使用等離子體來(lái)處理基板。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于至少還包括用于在等離子體未發(fā)生時(shí)加熱所述冷卻對(duì)象的加熱器。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于還包括收納所述處理容器的加熱爐，所述霧流路作為在所述處理容器和所述加熱爐之間形成的空間而形成。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括檢測(cè)所述冷卻對(duì)象的溫度的溫度傳感器，以及基于該溫度傳感器的檢測(cè)溫度，控制所述霧發(fā)生器和所述氣體供給源的控制部。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述控制部，在所述溫度傳感器的檢測(cè)溫度為基準(zhǔn)值以下時(shí)，進(jìn)行同時(shí)停止來(lái)自所述霧發(fā)生器的霧的發(fā)生和來(lái)自所述氣體供給源的運(yùn)載氣體的供給的控制。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述控制部，在所述溫度傳感器的檢測(cè)溫度為基準(zhǔn)值以下時(shí)，進(jìn)行繼續(xù)來(lái)自所述氣體供給源的運(yùn)載氣體的供給而停止來(lái)自所述霧發(fā)生器的霧的發(fā)生的控制。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述控制部，控制所述霧流路中的霧的流量和運(yùn)載氣體的流量的至少一方。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括將在所述霧流路中流通的霧從運(yùn)載氣體中分離以作為液體回收的氣液分離器，所述霧發(fā)生器利用由所述氣液分離器所回收的液體來(lái)發(fā)生霧。
全文摘要
在用于處理半導(dǎo)體裝置制造用的基板的基板處理裝置中，貫通作為冷卻對(duì)象的處理容器(2)的一部分而形成霧流路(5)。設(shè)置有用于發(fā)生霧的霧發(fā)生器(64)和供給用于搬送發(fā)生的霧的運(yùn)載氣體的氣體供給源(62)。利用溫度傳感器(49)檢測(cè)出作為冷卻對(duì)象的部位的溫度。當(dāng)檢測(cè)溫度高于規(guī)定溫度時(shí)，在霧流路中例如流入水的霧，利用其汽化熱來(lái)冷卻處理容器。因此，能夠快速降低處理容器的溫度，在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行等離子體處理。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1902737SQ200480040080
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者野澤俊久, 森田治, 湯淺珠樹, 小谷光司 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社