專利名稱：半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半導(dǎo)體晶圓載置臺的調(diào)溫功能的半導(dǎo)體制造裝置及半導(dǎo)體晶圓載置臺的調(diào)溫方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造裝置包括用于將半導(dǎo)體晶圓維持在規(guī)定的工藝溫度的調(diào)溫裝置。調(diào)溫裝置通過使調(diào)溫用的液體(以下稱作調(diào)溫介質(zhì))在形成于半導(dǎo)體晶圓載置臺內(nèi)部的流路中循環(huán)來進(jìn)行調(diào)溫(例如專利文獻(xiàn)1、幻。將使調(diào)溫介質(zhì)循環(huán)的調(diào)溫方式稱作強(qiáng)制對流式。專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-44176號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平7-235588號公報(bào)但是，在采用強(qiáng)制對流式的調(diào)溫時(shí)，由于流路導(dǎo)熱特性存在一定的界限，因此，存在難以對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行均勻的調(diào)溫、溫度控制的響應(yīng)性也較差這樣的問題。不言而喻，為了增大調(diào)溫介質(zhì)與調(diào)溫部之間的換熱量，也可以考慮在流路內(nèi)設(shè)置散熱片等來提高流路導(dǎo)熱特性，但由于流路導(dǎo)熱特性與壓力損失處于相反的關(guān)系，因此，在提高流路導(dǎo)熱特性時(shí)，產(chǎn)生流路的壓力損失變大、用于送出調(diào)溫介質(zhì)的泵的消耗能量增大這樣的問題。相反，在為了謀求節(jié)能而降低壓力損失時(shí)，調(diào)溫介質(zhì)的入側(cè)和出側(cè)的溫度差變大，流路導(dǎo)熱特性降低，難以對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行均勻的調(diào)溫。另外，為了利用強(qiáng)制對流式的調(diào)溫對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行均勻的調(diào)溫，需要考慮流路的配置。但是，由于在半導(dǎo)體晶圓載置臺上設(shè)有各種螺釘，升降銷、電極零件，因此，流路的設(shè)置空間存在各種制約，流路設(shè)計(jì)的最佳化極為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于該情況而做成的，其目的在于提供一種半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法，S卩控制空洞內(nèi)的壓力，以在形成于晶圓載置臺的空洞的內(nèi)壁誘發(fā)調(diào)溫介質(zhì)的相變化，從而與以往的調(diào)溫方法相比能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓的均勻的調(diào)溫和高響應(yīng)性。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置包括在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺、及為了將該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度而向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)的噴嘴，其特征在于，包括壓力檢測部件，其用于檢測上述空洞內(nèi)的壓力；真空泵，其用于排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由該壓力檢測部件檢測出的壓力為從上述噴嘴噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上、目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置的特征在于，包括調(diào)溫介質(zhì)供給口，為了將上述半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，其用于向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)；溫度檢測部件，其用于檢測上述半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度，在該半導(dǎo)體制造裝置中，在由上述溫度檢測部件檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，上述真空泵排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為從上述噴嘴噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下，在由上述溫度檢測部件檢
4測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，上述真空泵排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且從上述調(diào)溫介質(zhì)供給口供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置包括在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺、及為了將該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度而向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)的調(diào)溫介質(zhì)供給口，其特征在于，包括壓力檢測部件，其用于檢測上述空洞內(nèi)的壓力；真空泵，其用于排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且從上述調(diào)溫介質(zhì)供給口供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置的特征在于，上述空洞的內(nèi)壁相對于半導(dǎo)體晶圓的載置面傾斜。本發(fā)明的調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為向上述空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。本發(fā)明的調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，檢測該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度，在檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)，在檢測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力，在檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為向上述空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下，在檢測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向上述空洞內(nèi)供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。本發(fā)明的調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向上述空洞內(nèi)供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。在本發(fā)明中，在半導(dǎo)體晶圓載置臺的內(nèi)部形成有調(diào)溫用的空洞。在半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，向該空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的調(diào)溫介質(zhì)。壓力檢測部件用于檢測空洞內(nèi)的壓力，真空泵用于排出空洞內(nèi)的氣體，使得空洞內(nèi)的壓力處于特定的壓力范圍內(nèi)。特定的壓力范圍為向空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。因此，與空洞的內(nèi)壁接觸之前的調(diào)溫介質(zhì)是液體。另外，由于接觸到內(nèi)壁的調(diào)溫介質(zhì)的溫度上升到大于目標(biāo)溫度，因此相變化為氣體。因而，能夠利用調(diào)溫介質(zhì)的潛熱冷卻半導(dǎo)體晶圓載置臺。在本發(fā)明中，溫度檢測部件用于檢測載置臺的溫度。在半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，向該空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的調(diào)溫介質(zhì)。真空泵如上所述那樣排出空洞內(nèi)的氣體，使得空洞內(nèi)的壓力為向空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。因而，能夠利用調(diào)溫介質(zhì)的潛熱冷卻半導(dǎo)體晶圓載置臺。另一方面，在半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，向空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上的調(diào)溫介質(zhì)。真空泵排出空洞內(nèi)的氣體，使得空洞內(nèi)的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向空洞的內(nèi)壁供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。因此，與空洞的內(nèi)壁接觸之前的調(diào)溫介質(zhì)是氣體。另外，由于接觸到內(nèi)壁的調(diào)溫介質(zhì)的溫度降低到小于目標(biāo)溫度，因此相變化為液體。因而，能夠利用調(diào)溫介質(zhì)的潛熱加熱半導(dǎo)體晶圓載置臺。在本發(fā)明中，在半導(dǎo)體晶圓載置臺的內(nèi)部形成有調(diào)溫用的空洞。在半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，向空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上的調(diào)溫介質(zhì)。真空泵排出空洞內(nèi)的氣體，使得空洞內(nèi)的壓力處于特定的壓力范圍內(nèi)。特定的壓力范圍為空洞內(nèi)的壓力在目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向空洞中供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。因此，與空洞的內(nèi)壁接觸之前的調(diào)溫介質(zhì)是氣體。另外，由于接觸到內(nèi)壁的調(diào)溫介質(zhì)的溫度降低到小于目標(biāo)溫度，因此相變化為液體。因而，能夠利用調(diào)溫介質(zhì)的潛熱加熱半導(dǎo)體晶圓載置臺。在本發(fā)明中，形成于半導(dǎo)體載置臺的空洞的內(nèi)壁相對于半導(dǎo)體晶圓的載置臺傾斜。因而，附著于空洞內(nèi)壁的液體的調(diào)溫介質(zhì)順著該內(nèi)壁移動。因而，能夠更高效地冷卻或加熱半導(dǎo)體載置臺。與以往的調(diào)溫方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓的均勻的調(diào)溫和高響應(yīng)性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體制造裝置的構(gòu)造的示意圖。圖2是表示晶圓載置臺和調(diào)溫裝置的示意圖。圖3是表示噴射真空泵和冷水制造器的構(gòu)造的示意圖。圖4是表示控制部的與冷卻相關(guān)的處理過程的流程圖。圖5是概念性地表示真空氣化冷卻條件的狀態(tài)圖。圖6A是實(shí)施方式2的晶圓載置臺和水噴射器的側(cè)剖視圖。圖6B是實(shí)施方式2的水噴射器的俯視圖。圖7A是實(shí)施方式2的變形例的晶圓載置臺和水噴射器的側(cè)剖視圖。圖7B是實(shí)施方式2的變形例的水噴射器的俯視圖。圖8是表示實(shí)施方式3的晶圓載置臺和調(diào)溫裝置的示意圖。圖9是表示控制部的與加熱相關(guān)的處理過程的流程圖。圖10是概念性地表示真空蒸氣加熱條件的狀態(tài)圖。圖11是表示實(shí)施方式4的晶圓載置臺和調(diào)溫裝置的示意圖。圖12是表示控制部的與加熱冷卻相關(guān)的處理過程的流程圖。圖13是表示控制部的與加熱冷卻相關(guān)的處理過程的流程圖。圖14是在實(shí)驗(yàn)中使用的晶圓載置臺的側(cè)剖視圖。圖15是晶圓載置臺的XV-XV剖視圖。圖16是表示設(shè)有溫度傳感器的晶圓載置臺的俯視圖。圖17是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺的溫度均勻性。
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圖18是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺的溫度均勻性及升溫追隨性。圖19是構(gòu)成實(shí)施方式5的半導(dǎo)體處理裝置的晶圓載置臺的側(cè)剖視圖。圖20是圖19中的XX-XX剖視圖。圖21是表示模擬結(jié)果的說明圖，該模擬結(jié)果表示飽和蒸氣的流動。圖22是表示設(shè)有溫度傳感器的晶圓載置臺的俯視圖。圖23是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺的溫度均勻性及升溫追隨性。圖M是構(gòu)成實(shí)施方式6的半導(dǎo)體處理裝置的晶圓載置臺的側(cè)剖視圖。圖25是表示對頂面內(nèi)壁部實(shí)施的表面處理的種類和接觸角之間的關(guān)系的柱狀圖。圖沈是表示表面處理的具體內(nèi)容的圖表。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)表示本發(fā)明的實(shí)施方式的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體制造裝置的構(gòu)造的示意圖。本實(shí)施方式1的半導(dǎo)體制造裝置例如是平行平板型的等離子體蝕刻裝置。另外，平行平板型的等離子體蝕刻裝置是等離子體處理裝置的一例，并不限定于此。半導(dǎo)體制造裝置包括空心圓筒狀的處理容器1。處理容器1例如是鋁制，其被接地。在處理容器1的底面大致中央部，隔著圓盤狀絕緣體22設(shè)有用于載置半導(dǎo)體晶圓W、并起到下部電極的作用的圓盤狀的晶圓載置臺2(半導(dǎo)體晶圓載置臺)。晶圓載置臺2例如是鋁制或銅制，在其內(nèi)部具有用于對所載置的半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行調(diào)溫的空洞21，空洞21與后述的調(diào)溫裝置6相連接。另外，晶圓載置臺2與施加偏壓用的高頻電源4相連接。另外，在處理容器1的頂面大致中央部，與晶圓載置臺2相對地設(shè)有上部電極3。在處理容器1與上部電極3之間安裝有環(huán)狀絕緣體14。上部電極3與等離子體產(chǎn)生用的高頻電源5相連接。另外，上部電極3形成為空心狀，構(gòu)成包括未圖示的多個(gè)工藝氣體供給孔的氣體簇射頭。在上部電極3的上表面中央設(shè)有用于向上部電極3供給工藝氣體的工藝氣體供給管31，上部電極3向處理容器1內(nèi)供給工藝氣體。并且，在處理容器1的靠底面的側(cè)面部分連接有排氣管12，利用設(shè)置在排氣管12的下游的未圖示的真空泵對處理容器1內(nèi)進(jìn)行真空排氣。并且，在處理容器1的側(cè)面形成有半導(dǎo)體晶圓W的輸送口 11，輸送口 11能夠利用閘閥13開閉。圖2是表示晶圓載置臺2和調(diào)溫裝置6的示意圖。形成在晶圓載置臺2中的空洞21是具有圓形的底面內(nèi)壁部21a、周壁部21b和圓形的頂面內(nèi)壁部21c (內(nèi)壁)的圓柱狀。底面內(nèi)壁部21a在適當(dāng)部位形成有用于排出空洞21內(nèi)部的氣體和水的排出口 21d。調(diào)溫裝置6包括用于控制各構(gòu)成部的動作的控制部61。控制部61例如是具有CPU的微型計(jì)算機(jī)，在CPU中包括存儲有控制部61的動作所需的計(jì)算機(jī)程序、半導(dǎo)體制造工藝所需的工藝溫度(目標(biāo)溫度)等各種信息的存儲部、用于輸入輸出各種信息及控制信號的輸入輸出部等。
調(diào)溫裝置6還包括晶圓載置臺2的調(diào)溫所需的溫度控制器62、水噴射器64、排水器65、噴射真空泵66、冷水制造器67、水供給泵68及流量控制閥69。溫度控制器62按照來自控制部61的控制信號將從后述的冷水制造器67供給來的冷水的溫度反饋控制在特定的溫度，將進(jìn)行了溫度控制的水通過配管63a供給到水噴射器64。水噴射器64配置在晶圓載置臺2的空洞21內(nèi)部。水噴射器64包括被形成為直徑比頂面內(nèi)壁部21c小的空心圓板狀且與配管63a相連通的基部、及分散配置在該基部的頂面內(nèi)壁部21c側(cè)的噴嘴64a，水噴射器64構(gòu)成為將從溫度控制器62供給來的水大致均勻地噴射到頂面內(nèi)壁部21c。排水器65利用配管6;3b、63c與晶圓載置臺2的排出口 21d及噴射真空泵66相連接。排水器65接收通過排出口 21d和配管6 排出的水，將其通過配管63c供給到噴射真空泵66。另外，排水器65將通過排出口 21d和配管6 排出的水蒸氣保持原樣地通過配管63c供給到噴射真空泵66。圖3是表示噴射真空泵66和冷水制造器67的構(gòu)造的示意圖。噴射真空泵66通過連接以下各構(gòu)件而構(gòu)成，即用于貯存通過配管6 供給來的水的貯水槽66d、用于經(jīng)由配管66g、66i壓送貯水槽66d中的水的壓力泵66h、用于將自壓送來的水生成水蒸氣的真空容器66j、用于噴射自真空容器66j通過配管6 供給來的水蒸氣的噴射噴嘴66b、配置有噴射噴嘴66b的吸入室66a、擴(kuò)散器(diffuser) 66c，吸入室66a與配管63c相連通。特別是，在貯水槽66d中設(shè)有用于使從晶圓載置臺2的空洞21排出來的水蒸氣冷凝的冷凝器66e。另外，在貯水槽66d的適當(dāng)部位設(shè)有溢流管66f。這樣地構(gòu)成的噴射真空泵66利用壓力泵6 將貯水槽66d中的水供給到噴射噴嘴66b，使水經(jīng)由擴(kuò)散器66c和貯水槽66d循環(huán)，從而在吸入室66a中得到真空吸引力。噴射真空泵66利用該真空吸引力從空洞21排出該空洞21內(nèi)的氣體及殘留在空洞21內(nèi)的液體的調(diào)溫介質(zhì)、即水。更詳細(xì)地講，在對晶圓載置臺2進(jìn)行冷卻的情況下，噴射真空泵66從空洞21內(nèi)不僅排出氣化的水蒸氣，也排出未氣化的液體的水。另外，在對晶圓載置臺2進(jìn)行加熱的情況下，噴射真空泵66從空洞21內(nèi)不僅排出水蒸氣，也排出冷凝了的液體的水。冷水制造器67包括與吸入室66a相連通的冷水貯存槽67a、用于自貯水槽66d向冷水貯存槽67a中供給水的配管67f、設(shè)置于配管67f的浮子閥67g、用于通過配管67b壓送冷水貯存槽67a中的水的冷水制造用壓力泵67c、用于將壓送來的水冷卻的冷凍室67d、配置在冷水貯存槽67a內(nèi)的蒸發(fā)器67e。從蒸發(fā)器67e噴射來的水的一部分作為水蒸氣蒸發(fā)，在蒸發(fā)時(shí)，通過從其余的水吸收該蒸發(fā)所需的潛熱來將該水冷卻。冷水貯存槽67a與配管63d相連通，通過配管63d將冷水從冷水貯存槽67a向溫度控制器62送出。水供給泵68設(shè)置在配管63d上。水供給泵68例如是隔膜式的泵，按照來自控制部61的控制信號進(jìn)行驅(qū)動，將冷水制造器67的冷水向溫度控制器62送出。流量控制閥69設(shè)置在比水供給泵68靠溫度控制器62側(cè)的配管63d上。流量控制閥69按照來自控制部61的控制信號來控制從水供給泵68送出來的水的流量，將進(jìn)行了流量控制的水向溫度控制器62送出。調(diào)溫裝置6還包括溫度傳感器(溫度檢測部件)70、壓力傳感器(壓力檢測部
8件)71和流量傳感器72。溫度傳感器70例如是埋設(shè)在晶圓載置臺2的適當(dāng)部位的熱電偶溫度計(jì)，用于檢測晶圓載置臺2的溫度，將檢測出的溫度信息輸出到控制部61。壓力傳感器71連接于配管63，用于檢測空洞21內(nèi)部的壓力，將檢測出的壓力信息輸出到控制部61。流量傳感器72用于檢測在配管63d中流動的水的流量，將檢測出的流量信息輸出到控制部61。控制部61通過輸入輸出部取得溫度、壓力、流量的信息，根據(jù)取得的信息來執(zhí)行冷卻的處理，將用于控制噴射真空泵66、水供給泵68和流量控制閥69的動作的控制信號輸出到各部。圖4是表示控制部61的與冷卻相關(guān)的處理過程的流程圖。控制部61驅(qū)動噴射真空泵66和水供給泵68等(步驟Sll)。然后，控制部61自未圖示的存儲部讀出工藝溫度(步驟SU)。接著，控制部61利用溫度傳感器70檢測溫度(步驟S13)。然后，控制部61判定由溫度傳感器70檢測出的溫度是否大于工藝溫度(步驟S14)。下面，將由溫度傳感器70檢測出的溫度稱作檢測溫度。在檢測溫度為工藝溫度以下的情況下(步驟S14 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61將流量控制閥69控制為關(guān)閉狀態(tài)(步驟 S15)。在判定為檢測溫度大于工藝溫度的情況下(步驟S 14 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61確定應(yīng)向頂面內(nèi)壁部21c噴射的水的目標(biāo)水溫和目標(biāo)流量(步驟S 16)，確定空洞21內(nèi)的目標(biāo)壓力(步驟S17)。在此，對目標(biāo)水溫、目標(biāo)流量和目標(biāo)壓力進(jìn)行說明。圖5是概念性地表示真空氣化冷卻條件的狀態(tài)圖。橫軸是溫度，縱軸是壓力。曲線圖中的曲線表示水的飽和蒸氣壓I3Sv(T)。I^sv(T)是溫度T的函數(shù)。在檢測溫度大于工藝溫度Tl的情況下，控制部61在用陰影表示的溫度壓力范圍內(nèi)確定目標(biāo)水溫和目標(biāo)壓力。在用陰影表示的溫度壓力范圍內(nèi)，空洞21內(nèi)的壓力為從噴嘴64a噴射的水的溫度T時(shí)的飽和蒸氣壓I3Sv(T)以上且工藝溫度Tl時(shí)的飽和蒸氣壓P以下。例如，將與工藝溫度T 1相同的溫度確定為目標(biāo)水溫，工藝溫度Tl時(shí)的飽和蒸氣壓Ι^ν(Τ 1)確定為目標(biāo)壓力即可。水的流量確定為不會由于噴射到頂面內(nèi)壁部21c的水的氣化而導(dǎo)致空洞21內(nèi)的壓力脫離上述溫度壓力范圍即可。即，將目標(biāo)流量確定為噴射的水比能夠由真空泵排出的水蒸氣量少即可。具體地講，控制部61預(yù)先存儲有使工藝溫度、目標(biāo)水溫、目標(biāo)流量和目標(biāo)壓力相關(guān)聯(lián)而成的表格，根據(jù)在步驟S 12中讀出的工藝溫度和上述表格來確定目標(biāo)水溫、目標(biāo)流量和目標(biāo)壓力即可。完成步驟S 17的處理后的控制部61根據(jù)目標(biāo)流量來控制流量控制閥69的開度(步驟S 18)。接著，控制部61為了使水的溫度與該目標(biāo)水溫一致，根據(jù)目標(biāo)水溫對溫度控制器62的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S 19)。然后，控制部61為了使空洞21內(nèi)的壓力與目標(biāo)壓力一致，根據(jù)目標(biāo)壓力對噴射真空泵66的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S20)。在完成了步驟S20或步驟S 15的處理的情況下，控制部61判定是否過渡到下一工藝(步驟S21)。在判定為過渡到下一工藝的情況下(步驟S21 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61將處理返回到步驟S 12。在判定為不過渡到下一工藝的情況下(步驟S21 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61判定是否結(jié)束等離子處理(步驟S22)。在判定為不結(jié)束等離子處理的情況下(步驟S22 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61將處理返回到步驟S 13。在判定為結(jié)束等離子處理的情況下(步驟S22 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61結(jié)束冷卻的處理。在實(shí)施方式1的等離子處理裝置及調(diào)溫方法中，在低溫下使噴到頂面內(nèi)壁部21c上的水蒸發(fā)，利用蒸發(fā)潛熱冷卻晶圓載置臺2，因此，與以往的調(diào)溫方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓W的均勻的冷卻及高響應(yīng)性。實(shí)施方式2圖6A是實(shí)施方式2的晶圓載置臺102和水噴射器164的側(cè)剖視圖，圖6B是實(shí)施方式2的水噴射器164的俯視圖。實(shí)施方式2的半導(dǎo)體制造裝置僅是晶圓載置臺102的空洞121的形狀及水噴射器164的構(gòu)造與實(shí)施方式1的半導(dǎo)體制造裝置有所不同，因此，下面主要說明上述不同點(diǎn)。實(shí)施方式2的形成在晶圓載置臺102中的空洞121具有底面內(nèi)壁部121a、周壁部121b和頂面內(nèi)壁部121c。頂面內(nèi)壁部121c和底面內(nèi)壁部121a具有相對于用于載置半導(dǎo)體晶圓W的載置面傾斜的傾斜面。更具體地講，頂面內(nèi)壁部121c形成這樣的倒圓錐形狀，該倒圓錐形狀為在晶圓載置臺102的徑向大致中央部的下方具有頂點(diǎn)、底緣部到達(dá)周壁部121b的倒圓錐形狀。底面內(nèi)壁部121a形成這樣的圓錐形狀，該圓錐形狀為在晶圓載置臺102的徑向大致中央部的上方具有頂點(diǎn)、底緣部到達(dá)周壁部121b的圓錐形狀。另外，底面內(nèi)壁部121a在晶圓載置臺102的徑向外側(cè)、即靠近周壁部121b的部分上具有與實(shí)施方式1同樣的排出口 121d。實(shí)施方式2的水噴射器164包括呈直徑比頂面內(nèi)壁部121c小的空心圓環(huán)狀且與配管63a相連通的基部、及在該基部的位于頂面內(nèi)壁部121c側(cè)的環(huán)狀面上沿周向等距配置的多個(gè)噴嘴16 ，該水噴射器164構(gòu)成為將從溫度控制器62供給來的水大致均勻地噴射到頂面內(nèi)壁部121c的外周部分。在實(shí)施方式2的半導(dǎo)體制造裝置中，被噴到頂面內(nèi)壁部121c上的水沿著傾斜面流向晶圓載置臺102的中心部。因而，與實(shí)施方式1相比，能夠?qū)⒄{(diào)溫用的水更長時(shí)間、更大范圍地保持在頂面內(nèi)壁部121c上。另外，在頂面內(nèi)壁部121c的溫度與工藝溫度之間的溫差較大的情況下，被噴到頂面內(nèi)壁部121c上的水瞬間發(fā)生相變化，但在頂面內(nèi)壁部121c的局部的溫度達(dá)到工藝溫度的情況下，有時(shí)附著液體的水。沿著傾斜面流動的水在到達(dá)未達(dá)到工藝溫度的部分時(shí)發(fā)生相變化，該部分被冷卻。這樣，實(shí)施方式2的半導(dǎo)體制造裝置能夠更高效地對半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行冷卻。另外，到達(dá)頂面內(nèi)壁部121c的頂點(diǎn)部分的水滴落到底面內(nèi)壁部121a，沿著底面內(nèi)壁部121a所形成的斜面向外周側(cè)流動，因此，能夠從排出口 121d迅速地排出已經(jīng)對調(diào)溫沒有幫助的無用的水。在底面內(nèi)壁部121a中滯留大量的水時(shí)，該水有可能對空洞121內(nèi)的壓力控制產(chǎn)生不良影響，結(jié)果，有可能無法準(zhǔn)確地進(jìn)行在頂面內(nèi)壁部121c上的相變化及對頂面內(nèi)壁部121c的溫度控制。在實(shí)施方式2中，能夠迅速地排出無用的水，因此，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行晶圓載置臺102的調(diào)溫。圖7A是實(shí)施方式2的變形例的晶圓載置臺102和水噴射器264的側(cè)剖視圖，圖7B是實(shí)施方式2的變形例的水噴射器沈4的俯視圖。實(shí)施方式2的變形例的半導(dǎo)體制造裝置僅是水噴射器264的構(gòu)造與上述實(shí)施方式2的半導(dǎo)體制造裝置有所不同，因此，下面主要說明上述不同點(diǎn)。變形例的水噴射器264包括呈直徑比頂面內(nèi)壁部121c小的空心圓環(huán)狀且與配管63a相連通的基部、及在該基部的位于頂面內(nèi)壁部121c側(cè)的環(huán)狀面外側(cè)及環(huán)狀面內(nèi)側(cè)分別沿周向等距配置的噴嘴26 ，該水噴射器264構(gòu)成為將從溫度控制器62供給來的水大致均勻地噴射到頂面內(nèi)壁部121c的外周部分。在變形例的半導(dǎo)體制造裝置中，噴嘴^Ha在周向及徑向上分散配置，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓W的更均勻的冷卻及高響應(yīng)性。另外，也可以進(jìn)行提高頂面內(nèi)壁部121c的潤濕性的表面處理，例如由多孔體構(gòu)成頂面內(nèi)壁部121c的表面。另外，為了提高潤濕性，也可以向水中添加表面活性劑。在這種情況下，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)調(diào)溫的均勻性及高響應(yīng)性。另外，不言而喻，本實(shí)施方式2及變形例也可以應(yīng)用于后述的實(shí)施方式3及實(shí)施方式4。實(shí)施方式3圖8是表示實(shí)施方式3的晶圓載置臺2和調(diào)溫裝置306的示意圖。實(shí)施方式3的半導(dǎo)體制造裝置通過將飽和蒸氣供給到晶圓載置臺2的空洞21內(nèi)來對晶圓載置臺2進(jìn)行加熱調(diào)溫。實(shí)施方式3的半導(dǎo)體制造裝置僅是晶圓載置臺2和調(diào)溫裝置306的構(gòu)造與上述實(shí)施方式1有所不同，因此，下面主要說明上述不同點(diǎn)。實(shí)施方式3的調(diào)溫裝置306不包括在實(shí)施方式1中說明的水噴射器64、溫度控制器62和流量傳感器72，而包括用于將飽和蒸氣供給到空洞21內(nèi)部的蒸氣壓控制器73和減溫器74。另外，在晶圓載置臺2的適當(dāng)部位設(shè)有水蒸氣供給口(調(diào)溫介質(zhì)供給口)21e。蒸氣壓控制器73由減壓閥構(gòu)成，該減壓閥通過配管63f從外部輸入水蒸氣，將輸入的飽和蒸氣減壓至能夠由后續(xù)的減溫器74進(jìn)行溫度控制的壓力，將減壓后的水蒸氣通過配管63g送到減溫器74。另外，蒸氣壓控制器73包括用于使配管63f、63g之間斷開/接通的未圖示的水蒸氣供給閥。減溫器74通過按照來自控制部61的控制信號使從蒸氣壓控制器73送出來的水蒸氣的壓力增減，控制該水蒸氣的溫度，將進(jìn)行溫度控制后的飽和蒸氣通過配管6 供給到空洞21內(nèi)。在噴射真空泵66中，壓力控制用的冷水自冷水制造器67通過配管63i、63j進(jìn)行循環(huán)。圖9是表示控制部61的與加熱相關(guān)的處理過程的流程圖?？刂撇?1驅(qū)動噴射真空泵66等(步驟S 31)。然后，控制部61自未圖示的存儲部讀出工藝溫度(步驟S 32)。接著，控制部61利用溫度傳感器70檢測溫度(步驟S 33)。然后，控制部61判定檢測溫度是否小于工藝溫度(步驟S34)。在檢測溫度為工藝溫度以上的情況下(步驟S 34:判斷結(jié)果為“否”)，控制部61將水蒸氣供給閥控制為關(guān)閉狀態(tài)(步驟S35)。在判定為檢測溫度小于工藝溫度的情況下(步驟S 34:判斷結(jié)果為“是”)，控制部61確定應(yīng)向空洞21內(nèi)部供給的飽和蒸氣的溫度、即目標(biāo)水蒸氣溫度(步驟S 36)，確定空洞21內(nèi)的目標(biāo)壓力(步驟S37)。在此，對目標(biāo)水蒸氣溫度和目標(biāo)壓力進(jìn)行說明。圖10是概念性地表示真空蒸氣加熱條件的狀態(tài)圖。圖10所示的狀態(tài)圖與圖5中表示的狀態(tài)圖相同，在檢測溫度小于工藝溫度T2的情況下，控制部61在用陰影表示的溫度壓力范圍內(nèi)確定目標(biāo)水蒸氣溫度和目標(biāo)壓力。在用陰影表示的溫度壓力范圍內(nèi)，空洞21內(nèi)的壓力為工藝溫度T2時(shí)的飽和蒸氣壓I^sv (T2)以上且供給到空洞21內(nèi)部的水蒸氣的溫度T時(shí)的飽和蒸氣壓I3SV(T)以下。例如，將與工藝溫度T2相同的溫度確定為目標(biāo)水蒸氣溫度，工藝溫度T2時(shí)的飽和蒸氣壓Psv (T2)確定為目標(biāo)壓力即可。具體地講，控制部61預(yù)先存儲有使工藝溫度、目標(biāo)水蒸氣溫度和目標(biāo)壓力相關(guān)聯(lián)而成的表格，根據(jù)在步驟S32中讀出的工藝溫度和上述表格來確定目標(biāo)水蒸氣溫度和目標(biāo)壓力即可。完成步驟S37的處理后的控制部61將水蒸氣供給閥控制為打開狀態(tài)(步驟S38)。接著，控制部61為了使水蒸氣的溫度與目標(biāo)水蒸氣溫度一致，根據(jù)目標(biāo)水蒸氣溫度對蒸氣壓控制器73和減溫器74的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S39)。然后，控制部61為了使空洞21內(nèi)的壓力與目標(biāo)壓力一致，根據(jù)目標(biāo)壓力對噴射真空泵66的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S40)。步驟S40或步驟S 35以后的處理、即步驟S41及步驟S42的處理與在實(shí)施方式1中說明的步驟S21及步驟S22的處理相同，因此省略其詳細(xì)地說明。在實(shí)施方式3的半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法中，利用供給到空洞21的低溫蒸氣冷凝而恢復(fù)為液體時(shí)的冷凝潛熱加熱晶圓載置臺2，因此，與以往的調(diào)溫方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓W的均勻的加熱及高響應(yīng)性。實(shí)施方式4圖11是表示實(shí)施方式4的晶圓載置臺2和調(diào)溫裝置406的示意圖。實(shí)施方式4的晶圓半導(dǎo)體裝置通過將實(shí)施方式1及實(shí)施方式3的構(gòu)成構(gòu)件組合起來，而構(gòu)成為能夠?qū)A載置臺2進(jìn)行加熱冷卻。實(shí)施方式4的晶圓載置臺2與實(shí)施方式1同樣地在其內(nèi)部具有空洞21，在該空洞21內(nèi)配置有水噴射器64。另外，晶圓載置臺2在底面內(nèi)壁部21a的適當(dāng)部位設(shè)有與實(shí)施方式3同樣的水蒸氣供給口 21e。實(shí)施方式4的調(diào)溫裝置406包括與實(shí)施方式1同樣的控制部61、溫度控制器62、水噴射器64、排水器65、噴射真空泵66、冷水制造器67、水供給泵68、流量控制閥69、溫度傳感器70、壓力傳感器71和流量傳感器72。調(diào)溫裝置406還包括與實(shí)施方式3同樣的蒸氣壓控制器73和減溫器74。調(diào)溫裝置406還包括用于切換加熱和冷卻的切換閥75。在切換閥75上連接有配管63k、631、63h、63a，切換閥75包括用于選擇性地切換將從減溫器74送出來的水蒸氣送出到水蒸氣供給口 21e的路徑、及將從溫度控制器62送出來的水送出到水噴射器64的路徑的閥。按照來自控制部61的控制信號，進(jìn)行切換閥75的路徑切換。圖12及圖13是表示控制部61的與加熱冷卻相關(guān)的處理過程的流程圖?？刂撇?1驅(qū)動噴射真空泵66和水供給泵68等(步驟S 51)。然后，控制部61自未圖示的存儲部讀出工藝溫度(步驟S5》。接著，控制部61利用溫度傳感器70檢測溫度(步驟S53)。然后，控制部61判定由溫度傳感器70檢測出的溫度是否大于工藝溫度(步驟S54)。在判定為檢測溫度大于工藝溫度的情況下(步驟S 54 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61確定應(yīng)向頂面內(nèi)壁部21c噴射的水的目標(biāo)水溫和該水的目標(biāo)流量(步驟S 55)，確定空洞21內(nèi)的目標(biāo)壓力(步驟S56)。完成步驟S56的處理后的控制部61將切換器切換到真空氣化冷卻系統(tǒng)(步驟
12S57)。然后，控制部61根據(jù)目標(biāo)流量來控制流量控制閥69的開度(步驟S58)。接著，控制部61為了使水的溫度與該目標(biāo)水溫一致，根據(jù)目標(biāo)水溫對溫度控制器62的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S59)。然后，控制部61為了使空洞21內(nèi)的壓力與目標(biāo)壓力一致，根據(jù)目標(biāo)壓力對噴射真空泵66的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S60)。在完成了步驟S60的處理后的情況、或者檢測溫度為工藝溫度以下的情況下(步驟S 54:判斷結(jié)果為“否”)，控制部61判定檢測溫度是否小于工藝溫度(步驟S61)。在判定為檢測溫度不小于工藝溫度的情況下(步驟S61 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61將流量控制閥69控制為關(guān)閉狀態(tài)(步驟S6》，將水蒸氣供給閥控制為關(guān)閉狀態(tài)(步驟S63)。在步驟S61中判定為檢測溫度小于工藝溫度的情況下(步驟S61 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61將切換器切換到真空蒸氣加熱系統(tǒng)(步驟S64)。然后，確定應(yīng)向空洞21內(nèi)部供給的水蒸氣的溫度、即目標(biāo)水蒸氣溫度(步驟S65)，確定空洞21內(nèi)的目標(biāo)壓力(步驟 S66)。完成步驟S66的處理后的控制部61將水蒸氣供給閥控制為打開狀態(tài)(步驟S67)。接著，控制部61為了使水蒸氣的溫度與目標(biāo)水蒸氣溫度一致，根據(jù)目標(biāo)水蒸氣溫度對蒸氣壓控制器73和減溫器74的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S68)。然后，控制部61為了使空洞21內(nèi)的壓力與目標(biāo)壓力一致，根據(jù)目標(biāo)壓力對噴射真空泵66的動作進(jìn)行反饋控制(步驟S69)。在完成了步驟S69或步驟S63的處理后的情況下，控制部61判定是否過渡到下一工藝(步驟S 70)。在判定為過渡到下一工藝的情況下(步驟S 70:判斷結(jié)果為“是”)，控制部61將處理返回到步驟S52。在判定為不過渡到下一工藝的情況下(步驟S 70 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61判定是否結(jié)束等離子處理(步驟S 71)。在判定為不結(jié)束等離子處理的情況下(步驟S 71 判斷結(jié)果為“否”)，控制部61將處理返回到步驟S53。在判定為結(jié)束等離子處理的情況下(步驟S71 判斷結(jié)果為“是”)，控制部61結(jié)束加熱冷卻的處理。在實(shí)施方式4的半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法中，與以往的調(diào)溫方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓W的均勻的加熱冷卻及高響應(yīng)性。另外，在實(shí)施方式中，作為調(diào)溫介質(zhì)的一例子例示了水，但不言而喻并不限定于水。接著，為了確認(rèn)本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法的作用效果，對將飽和蒸氣供給到晶圓載置臺2的空洞21內(nèi)部來對晶圓載置臺2進(jìn)行加熱調(diào)溫的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。圖14是在實(shí)驗(yàn)中使用的晶圓載置臺2的側(cè)剖視圖，圖15是晶圓載置臺2的XV-XV剖視圖。晶圓載置臺2與在實(shí)施方式3中說明的構(gòu)造相同，包括圓形的底面內(nèi)壁部21a、及一體形成的周壁部21b和圓形的頂面內(nèi)壁部21c，形成有空洞21。晶圓載置臺2是鋁制。晶圓載置臺2的直徑為480mm，整體的厚度為33mm，底面內(nèi)壁部21a和頂面內(nèi)壁部21c的厚度均為約10mm。另外，在晶圓載置臺2的底面內(nèi)壁部21a中形成有水蒸氣供給口 21e及用于排出空洞21內(nèi)部的氣體和水的排出口 21d。水蒸氣供給口 21e和排出口 21d以相對于底面內(nèi)壁部21a的中心處于對稱的位置關(guān)系的方式設(shè)置在自底面內(nèi)壁部21a的中心沿徑向離開200mm的部位。并且，在晶圓載置臺2內(nèi)部的空洞21中，為了防止晶圓載置臺2因抽真空而被壓扁，在底面內(nèi)壁部21a的中心周圍設(shè)有4根支柱21f。各支柱21f是一條邊的長度為Imm的棱柱狀，形成為該各支柱21f位于一條邊的長度為135mm的正方形的頂點(diǎn)。圖16是表示設(shè)有溫度傳感器Sl S4的晶圓載置臺2的俯視圖。具體地講，為了確認(rèn)進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)的晶圓載置臺2的溫度均勻性、升溫追隨性，在與晶圓載置臺2的上表面、即頂面內(nèi)壁部21c的徑向中心部相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S 1，在與水蒸氣供給口21e相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S2，在與排出口 21d相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S 3，在與支柱21f相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S4。首先，使向晶圓載置臺2的空洞21內(nèi)部供給的飽和蒸氣的溫度以10°C間隔階段性地從40°C上升至100°C，對溫度傳感器S 1 S4檢測出的溫度的最大溫度與最小溫度之間的溫度差ΔT的時(shí)間變化進(jìn)行了調(diào)查。圖17是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺2的溫度均勻性。橫軸表示計(jì)測時(shí)間，縱軸表示晶圓載置臺2的最大溫度和最小溫度之間的溫度差ΔΤ。由圖17所示的曲線圖可知，進(jìn)行溫度控制，使得升溫時(shí)的溫度差ΔΤ小于1.0°C，穩(wěn)定時(shí)的溫度差Δ T小于0. 1°C。接著，使向晶圓載置臺2的空洞21內(nèi)部供給的飽和蒸氣的溫度以約1°C /秒急速地從40°C升溫至100°C，對溫度傳感器Sl S4檢測出的溫度的最大溫度與最小溫度之間的溫度差ΔΤ的時(shí)間變化進(jìn)行了調(diào)查。圖18是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺2的溫度均勻性及升溫追隨性。橫軸表示計(jì)測時(shí)間，縱軸表示晶圓載置臺2的最大溫度和最小溫度之間的溫度差ΔΤ。由圖18所示的曲線圖可知，即使在使晶圓載置臺2以約1°C/秒急速地升溫的情況下，也能夠?qū)囟炔瞀?T抑制為小于5. 5°C。由以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法在升溫時(shí)和穩(wěn)定時(shí)均能夠?qū)崿F(xiàn)較高的溫度均勻性(升溫時(shí)ΔΤ < 5. 5°C，穩(wěn)定時(shí)ΔΤ < 0. 1°C )和升溫追隨性。實(shí)施方式5圖19是構(gòu)成實(shí)施方式5的半導(dǎo)體處理裝置的晶圓載置臺602的側(cè)剖視圖，圖20是圖19的XX-XX剖視圖。晶圓載置臺602包括圓形的底面內(nèi)壁部621a、及一體形成的周壁部621b和圓形的頂面內(nèi)壁部621c，形成有空洞621。晶圓載置臺602的直徑為480mm，整體的厚度為50mm，空洞621內(nèi)的高度方向?qū)挾葹?0mm，底面內(nèi)壁部621a和頂面內(nèi)壁部621c的厚度均為約10mm。另外，在自底面內(nèi)壁部621a的中心沿徑向離開200mm的部位設(shè)有水蒸氣供給口 621e。在水蒸氣供給口 621e中設(shè)有俯視為大致V字形的分支噴嘴，該分支噴嘴用于使流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣向晶圓載置臺602的周向分流。更詳細(xì)地講，分支噴嘴包括第1方筒部和兩片第2方筒部，該第1方筒部用于防止流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣直接與頂面內(nèi)壁部62Ic接觸，并將該飽和蒸氣向第1周向引導(dǎo)，該第2方筒部與該第1方筒部相連接，用于將流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣向與第1周向相反方向的第2周向引導(dǎo)。并且，在晶圓載置臺602的底面內(nèi)壁部621a的中心部形成有用于排出空洞621內(nèi)部的氣體和水的排出口 621d。并且，在晶圓載置臺602內(nèi)部的空洞621中，為了防止晶圓載置臺602因抽真空而被壓扁，在底面內(nèi)壁部621a的中心周圍設(shè)有12根支柱621f。各支柱621f為圓柱狀。圖21是表示模擬結(jié)果的說明圖，該模擬結(jié)果表示飽和蒸氣的流動。如圖21所示，在實(shí)施方式5的半導(dǎo)體處理裝置中，流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣向晶圓載置臺602的周向分流而在空洞621內(nèi)流動，從排出口 621d被排出。因而，與流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣直接與頂面內(nèi)壁部621c接觸這樣的構(gòu)造相比，能夠避免對晶圓載置臺602的局部進(jìn)行加熱，從而能夠提高溫度均勻性。另外，在實(shí)施方式5中，說明了使流入到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣分流的構(gòu)造，但只要至少設(shè)有用于將供給到空洞621內(nèi)的飽和蒸氣向沿著頂面內(nèi)壁部621c的方向引導(dǎo)的引導(dǎo)板，就能夠提高晶圓載置臺602的溫度均勻性。接著，為了確認(rèn)實(shí)施方式5的半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法的作用效果，對將飽和蒸氣供給到晶圓載置臺602的空洞621內(nèi)部來對晶圓載置臺2進(jìn)行加熱調(diào)溫的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。圖22是表示設(shè)有溫度傳感器S 1 S4的晶圓載置臺602的俯視圖。具體地講，為了確認(rèn)進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)的晶圓載置臺602的溫度均勻性、升溫追隨性，在與晶圓載置臺602的上表面、即頂面內(nèi)壁部621c的徑向中心部相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器Si，在與水蒸氣供給口 621e相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S2，在與比水蒸氣供給口 621e靠徑向外側(cè)的部位相對應(yīng)的部位設(shè)有溫度傳感器S 3，在相對于晶圓載置臺602的中心與溫度傳感器S 3對稱的部位設(shè)有溫度傳感器S4。在此，使向晶圓載置臺602的空洞621內(nèi)部供給的飽和蒸氣的溫度以約1°C /秒急速地從40°C升溫至100°C，對溫度傳感器S 1 S4檢測出的溫度的最大溫度與最小溫度之間的溫度差ΔT的時(shí)間變化進(jìn)行了調(diào)查。圖23是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了進(jìn)行加熱調(diào)溫時(shí)晶圓載置臺602的溫度均勻性及升溫追隨性。橫軸表示計(jì)測時(shí)間，縱軸表示晶圓載置臺602的最大溫度和最小溫度之間的溫度差。由圖23所示的曲線圖可知，即使在使晶圓載置臺602以約1°C /秒急速地升溫的情況下，也能夠?qū)囟炔瞀う骋种茷樾∮?；TC。將圖18和圖23的曲線圖相比較，能夠確認(rèn)實(shí)施方式5的半導(dǎo)體制造裝置在升溫時(shí)的溫度均勻性優(yōu)良。實(shí)施方式6圖M是構(gòu)成實(shí)施方式6的半導(dǎo)體處理裝置的晶圓載置臺2的側(cè)剖視圖。實(shí)施方式6的半導(dǎo)體制造裝置與實(shí)施方式1相同，包括加熱器708和加熱器電源708a。加熱器708例如是電熱線，其埋設(shè)在晶圓載置臺2的頂面內(nèi)壁部21c中，通過加熱器電源708a向加熱器708供電來將晶圓載置臺2加熱。加熱器電源708a的供電動作由控制部61來控制。在實(shí)施方式6中，能夠利用水的蒸發(fā)潛熱冷卻晶圓載置臺2，利用加熱器708加熱晶圓載置臺2。通過采用加熱器708作為加熱部件，能夠利用簡單的構(gòu)造控制晶圓載置臺2的溫度。另外，在從加熱切換到冷卻時(shí)，為了使附著于頂面內(nèi)壁部21c的水蒸發(fā)，也可以利用加熱器708對頂面內(nèi)壁部21c進(jìn)行加熱。同樣，在從冷卻切換到加熱時(shí)，為了使附著于頂面內(nèi)壁部21c的水蒸發(fā)，也可以利用加熱器708對頂面內(nèi)壁部21c進(jìn)行加熱。實(shí)施方式7實(shí)施方式7的半導(dǎo)體制造裝置對構(gòu)成晶圓載置臺2的頂面內(nèi)壁部實(shí)施了規(guī)定的表面加工這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式有所不同，因此，下面主要對上述不同點(diǎn)進(jìn)行說明。圖25是表示對頂面內(nèi)壁部實(shí)施的表面處理的種類和接觸角之間的關(guān)系的柱狀圖，圖26是表示表面處理的具體內(nèi)容的圖表。另外，接觸角越大，防水性越高，接觸角越小，防水性越低。在通過將飽和蒸氣供給到晶圓載置臺2的空洞內(nèi)來進(jìn)行蒸氣加熱的構(gòu)造的情況下，對頂面內(nèi)壁部實(shí)施防水性的表面處理較佳。作為防水性較高的表面處理，例如優(yōu)選混合樹脂和陶瓷的涂敷C-1、采用草酸系的酸進(jìn)行的鋁的陽極氧化并浸滲有硅酸乙酯的涂層處理A-3等。在防水性較高的情況下，能夠提高導(dǎo)熱面更新效果。即，冷凝而附著于頂面內(nèi)壁部的水被迅速地除去，新的飽和蒸氣附著于頂面內(nèi)壁部，因此，能夠有效地進(jìn)行蒸氣加熱。另一方面，在通過向晶圓載置臺2的頂面內(nèi)壁部噴射水來進(jìn)行冷卻的構(gòu)造的情況下，對頂面內(nèi)壁部實(shí)施親水性處理較佳。作為親水性較高的表面處理，例如優(yōu)選利用氧化鋁噴鍍進(jìn)行的涂層處理Y-3。在親水性較高的情況下，水在頂面內(nèi)壁部的導(dǎo)熱面上均勻地?cái)U(kuò)散而發(fā)生膜沸騰，因此，能夠有效地對晶圓載置臺2進(jìn)行冷卻。在實(shí)施方式7中，能夠提高晶圓載置臺2的升溫效率或降溫效率。實(shí)施方式8實(shí)施方式8的半導(dǎo)體制造裝置僅是水噴射器64的噴嘴64a的構(gòu)造與實(shí)施方式1有所不同，因此，下面主要對上述不同點(diǎn)進(jìn)行說明。實(shí)施方式8的噴嘴6 采用微米 納米氣泡產(chǎn)生裝置來構(gòu)成，該微米 納米氣泡產(chǎn)生裝置通過使水和空氣回旋，能夠在水中混入直徑為幾百納米 10微米以下的微小的氣泡地噴射水。例如，微米 納米氣泡產(chǎn)生裝置采用f 7 ，才、？卜研究所的M2-LM/PVC等即可。具體的構(gòu)造眾所周知(日本專利第3397154號)，因此省略其詳細(xì)地說明。在實(shí)施方式8的半導(dǎo)體制造裝置中，由于水中混入有氣泡，因此，能夠促進(jìn)水蒸發(fā)，從而能夠更有效地冷卻晶圓載置臺2。本次公開的實(shí)施方式在所有的方面都是例示，應(yīng)該認(rèn)為并非用于限制。本發(fā)明的范圍并不是上述內(nèi)容，而是包括權(quán)利要求書所示的內(nèi)容、與權(quán)利要求書內(nèi)容等同的內(nèi)容及在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有變更。附圖標(biāo)記說明1、處理容器；2、晶圓載置臺；3、上部電極；6、調(diào)溫裝置；21、空洞；21c、頂面內(nèi)壁部；61、控制部；66、噴射真空泵；70、溫度傳感器；71、壓力傳感器；W、半導(dǎo)體晶圓。
1權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造裝置，該半導(dǎo)體制造裝置包括在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺、及為了將該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度而向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)的噴嘴，其特征在于，包括壓力檢測部件，其用于檢測上述空洞內(nèi)的壓力；真空泵，其用于排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由該壓力檢測部件檢測出的壓力為從上述噴嘴噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，包括調(diào)溫介質(zhì)供給口，為了將上述半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，其用于向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)；溫度檢測部件，其用于檢測上述半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度，在由上述溫度檢測部件檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，上述真空泵排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為從上述噴嘴噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下，在由上述溫度檢測部件檢測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，上述真空泵排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且從上述調(diào)溫介質(zhì)供給口供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
3.一種半導(dǎo)體制造裝置，該半導(dǎo)體制造裝置包括在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺、及為了將該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度而向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)的調(diào)溫介質(zhì)供給口，其特征在于，包括壓力檢測部件，其用于檢測上述空洞內(nèi)的壓力；真空泵，其用于排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得由上述壓力檢測部件檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且從上述調(diào)溫介質(zhì)供給口供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，上述空洞的內(nèi)壁相對于半導(dǎo)體晶圓的載置面傾斜。
5.一種調(diào)溫方法，該調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力；排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為向上述空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
6.一種調(diào)溫方法，該調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，檢測該半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度，在檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，向上述空洞的內(nèi)壁噴射目標(biāo)溫度以下的液體的調(diào)溫介質(zhì)，在檢測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力，在檢測出的溫度大于目標(biāo)溫度的情況下，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為向上述空洞的內(nèi)壁噴射的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下；在檢測出的溫度小于目標(biāo)溫度的情況下，排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向上述空洞內(nèi)供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
7. —種調(diào)溫方法，該調(diào)溫方法為了將在內(nèi)部具有空洞的半導(dǎo)體晶圓載置臺的溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，向上述空洞內(nèi)供給目標(biāo)溫度以上且處于飽和蒸氣狀態(tài)的調(diào)溫介質(zhì)，其特征在于，檢測上述空洞內(nèi)的壓力；排出上述空洞內(nèi)的氣體，使得檢測出的壓力為目標(biāo)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且向上述空洞內(nèi)供給的調(diào)溫介質(zhì)的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體制造裝置及調(diào)溫方法。與以往的調(diào)溫方法相比，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體晶圓的均勻的調(diào)溫和高響應(yīng)性。半導(dǎo)體制造裝置包括在內(nèi)部具有空洞(21)的晶圓載置臺(2)、及為了將晶圓載置臺(2)的溫度調(diào)整為工藝溫度而向空洞(21)的內(nèi)壁噴射工藝溫度以下的水的噴嘴(64a)，其中，該半導(dǎo)體制造裝置包括壓力傳感器(71)，其用于檢測空洞(21)內(nèi)的壓力；真空泵，其用于排出空洞(21)內(nèi)的氣體，使得由壓力傳感器(71)檢測出的壓力為從噴嘴(64a)噴射的水的溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以上且工藝溫度時(shí)的飽和蒸氣壓以下。
文檔編號H01L21/3065GK102379030SQ20108001485
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者松崎和愛, 永關(guān)澄江 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社