專利名稱：被處理體的冷卻方法和被處理體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻被處理體的冷卻方法和能夠?qū)嵤┰摾鋮s方法的被處理體處理裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置等的制造過程中，對作為被處理體的半導(dǎo)體晶片(以下稱晶片)實施稱為成膜處理、熱處理的高溫處理。為了將在高溫中被處理完成的晶片從處理裝置搬出， 必須將晶片的溫度冷卻到安全的溫度。歷來，晶片的冷卻是在進(jìn)行減壓狀態(tài)與大氣狀態(tài)之間的壓力變換的負(fù)載鎖定室中實施的，在從減壓狀態(tài)回到大氣壓狀態(tài)時，使晶片自然冷卻(例如，日本特開2001-3 19885 號公報)。但是，從減壓狀態(tài)回到大氣壓狀態(tài)的同時使晶片自然冷卻時，由于晶片從邊緣部開始冷卻，所以在邊緣部與中心之間產(chǎn)生溫度差。最近，晶片的大直徑化正在推進(jìn)，邊緣部與中心之間的溫度差有擴(kuò)大的傾向。此外，元件的精細(xì)化也在推進(jìn)，對于抑制以邊緣部與中心之間的溫度差為起因?qū)е碌木膹澢@樣的晶片變形的要求也有變嚴(yán)格的傾向。因此，在當(dāng)前，通過使壓力從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)慢慢恢復(fù)，來抑制邊緣部與中心之間的溫度差的擴(kuò)大。根據(jù)這樣的方法，能夠抑制邊緣部與中心之間的溫度差的擴(kuò)大，能夠抑制晶片的彎曲或裂紋的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
但是，為了使壓力從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)慢慢恢復(fù)，存在生產(chǎn)率容易降低的問題。本發(fā)明提供抑制超過容許范圍的晶片的彎曲和裂紋的發(fā)生，并且能夠使生產(chǎn)率提高的被處理體的冷卻方法和能夠?qū)嵤┰摾鋮s方法的被處理體處理裝置。本發(fā)明的第一方式的被處理體的冷卻方法是冷卻被處理體的冷卻方法，包括將加熱狀態(tài)的被處理體載置于載物臺上的工序；和向包含被載置于上述載物臺上的上述被處理體的中心的中心附近區(qū)域噴射冷卻氣體，冷卻上述被處理體的工序。此外，本發(fā)明的第二方式的被處理體處理裝置具備能夠在減壓狀態(tài)與大氣壓狀態(tài)之間進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換的負(fù)載鎖定室；設(shè)置于上述負(fù)載鎖定室內(nèi)的用于載置被處理體的載物臺；冷卻氣體排出部，其在上述負(fù)載鎖定室內(nèi)與上述載物臺相對地設(shè)置，對載置于上述載物臺上的上述被處理體噴射冷卻氣體。


圖1是概略表示能夠?qū)嵭斜景l(fā)明的一實施方式的被處理體的冷卻方法的被處理體處理裝置的一個例子的平面圖。圖2是概略表示負(fù)載鎖定室的第一例的截面圖。圖3是表示晶片的溫度分布的圖。圖4A是表示晶片的位置與溫度差的關(guān)系的圖。圖4B是表示晶片的位置與溫度差的關(guān)系的圖。圖4C是表示晶片的位置與溫度差的關(guān)系的圖。圖5是表示晶片的位置與溫度差的關(guān)系的圖。圖6是將圖2所示的噴淋頭附近放大表示的截面圖。圖7A是表示晶片面內(nèi)的溫度差與噴淋頭的直徑的關(guān)系的圖。圖7B是表示晶片面內(nèi)的溫度差與噴淋頭的直徑的關(guān)系的圖。圖7C是表示晶片面內(nèi)的溫度差與噴淋頭的直徑的關(guān)系的圖。圖8是概略表示負(fù)載鎖定室的第二例的截面圖。圖9是概略表示負(fù)載鎖定室的第三例的截面圖。圖10是概略表示圖6所示的噴淋頭的平面圖。圖11是概略表示負(fù)載鎖定室的第四例的截面圖。圖12A是概略表示負(fù)載鎖定室的第五例的截面圖。圖12B是概略表示負(fù)載鎖定室的第五例的截面圖。圖13A是概略表示負(fù)載鎖定室的第六例的截面圖。圖13B是概略表示負(fù)載鎖定室的第六例的截面圖。圖14是概略表示負(fù)載鎖定室的第七例的截面圖。圖15是概略表示基板處理裝置的變形例的平面圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的一實施方式。并且，關(guān)于全部附圖對共通的部分賦予共通的參照符號。圖1是概略表示能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的一實施方式的被處理體的冷卻方法的被處理體處理裝置的一個例子的平面圖。本例中，作為被處理體處理裝置，舉例表示用于半導(dǎo)體裝置的制造、例如對晶片實施處理的被處理體處理裝置。但是，本發(fā)明不限定于適用對晶片實施處理的被處理體處理裝置。如圖1所示，一實施方式的被處理體處理裝置1具備對晶片W實施處理的處理部 2、在該處理部2將晶片W搬入搬出的搬入搬出部3和控制裝置1的控制部4。本例的被處理體處理裝置1是集群工具(cluster tool)型(多腔型)的半導(dǎo)體制造裝置。在本例中，處理部2具備兩個對晶片W實施處理的處理室(PM)(處理室21a、21b)。 這些處理室21a和21b分別構(gòu)成為能夠使內(nèi)部減壓到規(guī)定的真空度，例如，在處理室21a和 21b中，能夠?qū)嵤┳鳛樵诟哒婵?低壓)中的處理的PVD處理、例如濺射處理，在被處理基板 W、例如半導(dǎo)體晶片上實施規(guī)定的金屬或者金屬化合物膜的成膜處理。處理室21a和21b通過閘閥Gl、G2與一個搬送室(TM) 22連接。搬入搬出部3具備搬入搬出室(LM) 31。搬入搬出室31能夠?qū)?nèi)部調(diào)壓為大氣壓或者大致大氣壓，例如調(diào)壓為相對于外部的大氣壓略為正壓(positive pressure)。在本例中，搬入搬出室31的平面形狀是俯視看具有長邊和與該長邊正交的短邊的矩形。矩形的長邊與上述處理部2相鄰。在本例中將沿著長邊的方向稱為Y方向，將沿著短邊的方向稱為 X方向，高度方向稱為Z方向。搬入搬出室31具備安裝載體(Carrier)C的加載端口(LP: loadport)，該載體收容有晶片W。在本例中，在搬入搬出室31的與處理部2相對的長邊沿著Y方向設(shè)置有三個被處理基板用加載端口 3h、32b和32c。在本例中，加載端口的個數(shù)為三個，但是不限定于此，個數(shù)可以是任意的。在加載端口 3 到32c分別設(shè)置有未圖示的閘門，收納有晶片W或者空的載體C被安裝在這些加載端口 3 到32c時，未圖示的閘門打開 (外Λ 移除)防止空氣的侵入的同時連通載體C的內(nèi)部和搬入搬出室31的內(nèi)部。在處理部2與搬入搬出部3之間設(shè)置有負(fù)載鎖定室(LLM)，在本例中設(shè)置有兩個負(fù)載鎖定室51a和51b。負(fù)載鎖定室51a和51b各自被構(gòu)成為能夠使內(nèi)部切換為規(guī)定的真空度和大氣壓、或者大致大氣壓。負(fù)載鎖定室51a和51b各自通過閘閥G3、G4與搬入搬出室 31的和設(shè)置有加載端口 3 到32c的一邊相對的一邊連接，通過閘閥G5、G6與搬送室22的連接有處理室21a和21b的兩邊以外的邊之中的二邊連接。負(fù)載鎖定室51a和51b通過開放對應(yīng)的閘閥G3或者G4與搬入搬出室31連通，并且通過關(guān)閉對應(yīng)的閘閥G3或者G4與搬入搬出室31阻斷。此外，通過開放對應(yīng)的閘閥G5或者G6與搬送室22連通，并且通過關(guān)閉對應(yīng)的閘閥G5或者G6與搬送室22阻斷。在搬入搬出室31的內(nèi)部設(shè)置有搬入搬出機(jī)構(gòu)35。搬入搬出機(jī)構(gòu)35對被處理基板用載體C實施晶片W的搬入搬出。并且，對負(fù)載鎖定室51a和51b實施晶片W的搬入搬出。 搬入搬出機(jī)構(gòu)35，例如具有兩個多關(guān)節(jié)臂36a和36b，被構(gòu)成為在沿著Y方向延伸的導(dǎo)軌37 上能夠移動。在多關(guān)節(jié)臂36a和36b的前端安裝有機(jī)械手38a和38b。晶片W被裝載在機(jī)械手38a或者38b上，實施上述的晶片W的搬入搬出。在搬送室22的內(nèi)部設(shè)置對處理室21a和21b及負(fù)載鎖定室51a、51b相互間實施晶片W的搬送的搬送機(jī)構(gòu)M。搬送機(jī)構(gòu)M配設(shè)于搬送室22的大致中央處。搬送機(jī)構(gòu)對具有例如多個能夠旋轉(zhuǎn)和伸縮的傳送臂(transfer arm)。在本例中，例如具有二個傳送臂 24a和Mb，在傳送臂2 和24b的前端安裝有保持具2 和25b。晶片W被保持具2 或者2 保持，如上述對處理室21a和21b及負(fù)載鎖定室51a、51b相互間實施晶片W的搬送。處理部4被構(gòu)成為包括工藝控制器41、用戶接口 42和存儲部43。工藝控制器41由微處理器(計算機(jī))組成。用戶接口 42包括操作員為了管理被處理體處理裝置1而實施命令的輸入操作等的鍵盤和使被處理體處理裝置1的工作狀況可視化地顯示的顯示器等。存儲部43存儲用于通過工藝控制器41的控制實現(xiàn)在被處理體處理裝置1中實施的處理的控制程序、各種數(shù)據(jù)和根據(jù)處理條件用于在被處理體處理裝置1實行處理的方案。方案被存儲于存儲部43中的存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)是計算機(jī)可讀取的，例如，可以是硬盤，也可以是CD-R0M、DVD、閃存器等可移動的存儲介質(zhì)。此夕卜，也可以從其他的裝置，例如通過專用線路使適宜地傳送方案。任意的方案由來自用戶接口 42的指示等從存儲部43被調(diào)出，并在工藝控制器41中實行，由此根據(jù)工藝控制器41的控制，在被處理體處理裝置1能夠?qū)嵤琖的處理。圖2是概略表示負(fù)載鎖定室51a或者51b的第一例的截面圖。
如圖2所示，在負(fù)載鎖定室51a或者51b內(nèi)分別配置由載置晶片W的載物臺，在本例中設(shè)置冷卻載物臺，例如具備水冷式的冷卻機(jī)構(gòu)52a的冷卻載物臺52。在負(fù)載鎖定室51a或者51b的頂壁53設(shè)置有冷卻氣體噴射部，在本例中設(shè)置有噴淋頭M。噴淋頭M設(shè)置為與冷卻載物臺52相對。晶片W按照該晶片W的中心與噴淋頭 54的中心一致的方式載置于冷卻載物臺52上。在噴淋頭M，從冷卻氣體供給機(jī)構(gòu)60通過流量調(diào)節(jié)閥61供給冷卻氣體。作為冷卻氣體的例子，能夠舉出氮氣(N2)、氦氣(He)和氬氣(Ar)等非活潑性氣體或稀有氣體。在噴淋頭討的面對冷卻載物臺52的面形成有多個冷卻氣體排出孔Ma。并且，在本例中，將噴淋頭M的直徑OS設(shè)定為比晶片W的直徑CDW小。通過將直徑OS設(shè)定為比直徑C5W小，冷卻氣體70能夠以不在晶片W的整個表面均勻地噴射而在包含晶片W的中心的中心附近局部地噴射的方式構(gòu)成。在負(fù)載鎖定室51a或者51b的底壁55形成有氣體排氣口 56。氣體排氣口 56連接于將負(fù)載鎖定室51a或者51b的內(nèi)部的壓力排氣至規(guī)定的真空度的排氣裝置62。并且，在負(fù)載鎖定室51a或者51b的底壁55形成有氣體導(dǎo)入口 57。氣體導(dǎo)入口 57在本例中通過流量調(diào)節(jié)閥63與冷卻氣體供給機(jī)構(gòu)60連接。負(fù)載鎖定室51a或者51b的內(nèi)部的壓力，通過從氣體導(dǎo)入口 57和噴淋頭M導(dǎo)入冷卻氣體，能夠提高到與搬入搬出室31 的內(nèi)部壓力大致相同的壓力、例如大氣壓或者稍比搬入搬出室31的內(nèi)部的壓力低的壓力。圖3是表示晶片W的面內(nèi)溫度分布的圖。如圖3所示，使晶片W自然冷卻時，晶片W的溫度從邊緣開始下降，中心最難下降。 因此，在晶片W的溫度下降的過程中，產(chǎn)生在中心高、在邊緣低的面內(nèi)溫度差(圖中I線)。 如果面內(nèi)溫度差大，則在冷卻過程中晶片W可能彎曲或在晶片W產(chǎn)生裂紋。晶片W的彎曲的容許范圍是對于直徑ΦΙ為300mm的晶片W，例如為0. 6mm以下。參照圖4A到圖4C詳細(xì)說明在晶片W產(chǎn)生的面內(nèi)溫度差。在圖4A中表示晶片W的周圍的壓力為lPa，并將晶片W加熱到約500°C的狀態(tài)的面內(nèi)溫度差。晶片W的直徑OW為300mm，溫度測定地方是中心(0mm)、中間部(距中心士75mm)、邊緣附近(距中心士 140mm)。在圖4A中邊緣附近的溫度約為500°C。表示的測定結(jié)果是中間部的溫度比邊緣附近的溫度約高20°C (=約520°C )，并且中心約高25°C (=約525°C )。從圖4A所示的減壓狀態(tài)，一氣形成為大氣開放使晶片W的周圍的壓力成為大氣壓狀態(tài)(約lOOOOOPa)，使晶片W的溫度冷卻收斂到約70°C。在圖4C表示冷卻到約70°C的狀態(tài)。如圖4C所示，在冷卻到約70°C時，在中心、中間部和邊緣附近，面內(nèi)溫度差為約 6°C以下(中心約70°C、邊緣附近約64°C)。即，面內(nèi)溫度差與冷卻開始前的最大約25°C比被緩和。但是，在冷卻過程中，由于晶片W的溫度從邊緣下降，所以中心的溫度最難下降。 尤其，一氣形成為大氣開放的冷卻、即在自然冷卻中，該趨勢易顯著地表現(xiàn)。因此，如圖4B 所示，在冷卻過程中，面內(nèi)溫度差擴(kuò)大。冷卻中的面內(nèi)溫度差的擴(kuò)大成為例如晶片W的彎曲超過0. 6mm和裂紋發(fā)生的原因。為了控制這樣的彎曲和裂紋發(fā)生，慢慢進(jìn)行從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力恢復(fù)，控制冷卻過程中的邊緣的溫度的急速降低，設(shè)法緩和面內(nèi)溫度差(圖3中II線和圖5)。 但是，由于慢慢進(jìn)行從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力恢復(fù)，所以生產(chǎn)率容易下降。因此，在一實施方式中，使用噴淋頭M，在包含晶片W中心的中心附近區(qū)域局部地噴射冷卻氣體70。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將晶片W的中心附近區(qū)域的溫度的降低控制為與晶片W的邊緣部附近區(qū)域的溫度降低相同。冷卻氣體70的噴射、即晶片W的冷卻，例如在負(fù)載鎖定室51a或者51b內(nèi)從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換時實行。這時，也可以從氣體導(dǎo)入口 57對負(fù)載鎖定室51a 或者51b內(nèi)供給冷卻氣體來進(jìn)行從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力轉(zhuǎn)換。此外，在本例中，由于載物臺52具有冷卻晶片W的冷卻機(jī)構(gòu)52a，所以晶片W的冷卻是使用冷卻氣體70和冷卻機(jī)構(gòu)5 而進(jìn)行的。這樣，根據(jù)一實施方式，在包含晶片W的中心的中心附近區(qū)域局部地噴射冷卻氣體70，強(qiáng)制加強(qiáng)晶片W的中心附近區(qū)域的溫度降低。因此，慢慢進(jìn)行從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力恢復(fù)，與在抑制晶片W的邊緣的溫度急速降低的同時進(jìn)行冷卻的情況相比能夠更快速地冷卻晶片W。并且，將晶片W的中心附近區(qū)域的溫度降低控制為與晶片W的邊緣附近區(qū)域的溫度降低相同。因此，也能夠抑制超過容許范圍的晶片W的彎曲和裂紋的發(fā)生。(第一例)圖6是將圖2所示的噴淋頭M的附近擴(kuò)大表示的截面圖。如圖6所示，從噴淋頭M噴出的冷卻氣體70具有在晶片W的中心流速快而隨著靠近晶片W的邊緣變慢的流速分布(圖中III線)。這是由于例如將噴淋頭M的直徑OS 設(shè)定為比晶片W的直徑ΦΙ小。此外，如果以晶片W的中心與噴淋頭M的中心一致的方式將晶片W載置于載物臺 52上，則能夠使冷卻氣體70的流速在晶片W的中心最大。此外，冷卻氣體70的流速分布可以是，在包含晶片W中心的中心附近的區(qū)域快，然后，隨著從中心附近的區(qū)域接近晶片W的邊緣而變慢。通過形成這樣的流速分布，能夠高效地冷卻溫度最難下降的晶片W的中心，高效率地進(jìn)行冷卻，相反地，隨著接近溫度容易下降的晶片W的邊緣，使冷卻效果變?nèi)?。因此，能夠得到使晶片W中心的溫度容易接近晶片W的邊緣的溫度的優(yōu)點。接著，說明噴淋頭M的直徑OS的設(shè)定的例子。作為噴淋頭M的直徑OS的設(shè)定的一個例子，例如能夠根據(jù)冷卻開始前的晶片W 的面內(nèi)溫度差進(jìn)行設(shè)定。例如，晶片W中，在想要使面內(nèi)溫度差為20°C以上的區(qū)域的溫度降低時，噴淋頭M 的直徑OS可以形成為與面內(nèi)溫度差為20°C以上的區(qū)域一致的大小。在圖7A表示將直徑ΦΙ為300mm的晶片W加熱到約500°C時的面內(nèi)溫度分布。該面內(nèi)溫度分布與圖4A所示的面內(nèi)溫度分布相同。如圖7A所示，面內(nèi)溫度差為20°C以上的區(qū)域是距中心士75mm以內(nèi)的區(qū)域。在該情況下，噴淋頭M的直徑ΦS設(shè)定為150mm。于是，晶片W可以以其中心與噴淋頭M的中心一致的方式載置于載物臺52上。該情況下，包含晶片W的中心的中心附近的區(qū)域是距晶片W的中心半徑75mm以內(nèi)的區(qū)域。當(dāng)然，希望使晶片W的溫度降低的區(qū)域不限定于面內(nèi)溫度差為20°C以上的區(qū)域，
8面內(nèi)溫度差也可以為20°C以外。加熱到約500°C的直徑OW = 300mm的晶片W，且希望使溫度降低的區(qū)域例如是面內(nèi)溫度差為15°C以上的區(qū)域時，如圖7B所示，噴淋頭M的直徑OS 可以設(shè)定為200mm。并且，同樣地，晶片W可以以其中心與噴淋頭M的中心一致的方式載置于載物臺52上。該情況下，包含晶片W的中心的中心附近的區(qū)域是距晶片W的中心半徑 IOOmm以內(nèi)的區(qū)域。此外，加熱到約500°C的直徑OW= 300mm的晶片W，并且希望使溫度降低的區(qū)域例如是面內(nèi)溫度差為22°C以上的區(qū)域時，如圖7C所示，噴淋頭M的直徑OS可以設(shè)定為 100mm。該情況下，包含晶片W的中心的中心附近區(qū)域是距晶片W的中心半徑50mm以內(nèi)的區(qū)域。S卩，噴淋頭M的直徑OS可以根據(jù)晶片W的直徑OW、希望使溫度降低的區(qū)域的大小來設(shè)定。此外，希望使溫度降低的區(qū)域的大小可以根據(jù)加熱時在晶片W產(chǎn)生的面內(nèi)溫度差來決定。這不限定于直徑ΦΙ = 300mm的晶片W，也可以是直徑ΦΙ = 450mm的晶片W。(第二例)此外，圖6中的III線所示的流速分布，例如如圖8所示，通過由噴嘴54b代替噴淋頭M也能夠得到。(第三例)此外，例如如圖9所示，在噴淋頭M的情況下，可以將噴淋頭M的內(nèi)部如空間 5k、54d那樣同心圓狀地分割為2個以上的多個空間。圖10表示圖9所示的多個空間Mc、 54d的平面圖。在設(shè)置有同心圓狀的空間5k、54d的情況下，例如，通過改變向空間Mc的冷卻氣體的供給流量等，能夠使從包含噴淋頭M的中心的空間5 排出的冷卻氣體70的流速比從較該空間5 更靠外側(cè)的空間54d排出的冷卻氣體70的流速快。即，對包含晶片W的中心的區(qū)域附近中，尤其對接近中心的部分，通過以更快的流速噴射冷卻氣體70，能夠進(jìn)一步提高包含晶片W的中心的中心附近區(qū)域的冷卻效率。為了調(diào)節(jié)冷卻氣體70的流速，在冷卻氣體的供給路徑中設(shè)置流速調(diào)節(jié)器，例如設(shè)置速度控制器，可以使用該速度控制器調(diào)節(jié)排出的冷卻氣體70的流速。此外，若將排出的冷卻氣體70的流速定義為冷卻氣體的流速=冷卻氣體的流量 /冷卻氣體排出孔Ma的總面積，則即使通過調(diào)節(jié)冷卻氣體70的流量，也能夠調(diào)節(jié)排出的冷卻氣體70的流速。在該情況下，在冷卻氣體的供給路徑中設(shè)置有流量調(diào)節(jié)器，例如設(shè)置質(zhì)量流量控制器，可以使用該質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)冷卻氣體的流量。此外，在將噴淋頭M的內(nèi)部分割為多個空間，例如分割為空間5 、54d時，可以對包含噴淋頭討的中心的空間5 導(dǎo)入冷卻效果高的第一冷卻氣體，并對比該空間5 靠外側(cè)的空間54d供給冷卻效果比第一氣體低的第二氣體。第一氣體的一個例子是氦(He)氣， 第二氣體的一個例子是氮(N2)氣。此外，在第一氣體為氦氣、第二氣體為氮氣時，能夠使氦氣的流速比氮氣的流速快，也能夠進(jìn)一步提高包含晶片W的中心的中心附近區(qū)域的冷卻效率。根據(jù)圖9和圖10所示的噴淋頭54，能夠獲得如下優(yōu)點能夠以在進(jìn)一步提高晶片 W的中心的冷卻效率的同時，隨著接近晶片W的邊緣使冷卻效果減弱的方式進(jìn)行控制。
(第四例)此外，根據(jù)圖9和圖10所示的噴淋頭M，如圖11所示，也能夠使噴淋頭M的直徑變大到與晶片W的直徑相同的大小。在使噴淋頭M的直徑變大到與晶片W的直徑相同的大小時，在包含噴淋頭M的中心的空間5 的外側(cè)，可以如同心圓狀的空間54d、5^、54f、54g那樣形成3個以上的空間?？梢缘玫饺鏘II線所示的，越向外側(cè)冷卻氣體的流速隨著向外側(cè)的空間McU4e、Mf、 54g依次移動而變慢這樣的流速分布。這樣的排出的冷卻氣體70的流速的調(diào)節(jié)，如在第三例中說明的那樣，能夠在冷卻氣體的供給路徑中設(shè)置例如速度控制器那樣的流速調(diào)節(jié)器，或者設(shè)置例如質(zhì)量流量控制器那樣的流量調(diào)節(jié)器，通過使用流速調(diào)節(jié)器或者流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)冷卻氣體的流速或者流量來實現(xiàn)。此外，可以向包含噴淋頭M的中心的空間Mc、或者包含中心的空間Mc和與空間 54c相鄰的54d導(dǎo)入冷卻效果高的第一冷卻氣體(例如氦(He)氣)，并向比空間5 靠外側(cè)的空間54d 54g或者比空間54d靠外側(cè)的空間5 54g供給冷卻效果比第一氣體低的第二氣體(例如氮(N2)氣)。(第五例)并且，晶片W的降低溫度密切地和噴淋頭M與晶片W之間的間隔D相關(guān)。例如，表示噴淋頭M與晶片W之間的間隔D近時冷卻效率高、并且間隔D遠(yuǎn)時冷卻效率低的趨勢。 利用這樣的傾向，也能夠控制晶片W的降低溫度。因此，如圖12A和圖12B所示，可以使載置臺52構(gòu)成為能夠進(jìn)行高度方向的高度調(diào)節(jié)，也可以使噴淋頭M與晶片W之間的間隔D為可變。(第六例)使晶片W與噴淋頭M之間的間隔為可變時，在第五例中，使載置臺52構(gòu)成為能夠進(jìn)行高度方向的高度調(diào)節(jié)。但是，如圖13A和圖134B所示，也可以采用能夠進(jìn)行噴淋頭M 的高度方向的高度調(diào)節(jié)的構(gòu)造。在這樣的第六例中，也由于晶片W與噴淋頭M之間的間隔D為可變，所以能夠得到與第五例相同的優(yōu)點。(第七例)在第一例到第六例中，說明了在負(fù)載鎖定室51a或者51b安裝一個噴淋頭M或者噴嘴Mb的例子。但是，如圖14所示，一個噴淋頭M或者噴嘴54b也能夠在負(fù)載鎖定室51a或者 51b安裝多個，同時對多個晶片W進(jìn)行冷卻。而且，在圖14中，作為一個例子表示了在頂壁 53安裝有2個圖6所示的第一例的噴淋頭M的例子。本第七例涉及的變形，不限定于第一例，也能夠適用于第二例到第六例中的任一個例子。(基板處理裝置的變形例)在第一例到第七例中，表示了將晶片W在基板處理裝置1的負(fù)載鎖定室51a或者 51b進(jìn)行冷卻的例子。但是，如圖15所示，可以不在負(fù)載鎖定室51a或者51b進(jìn)行冷卻，而在處理部2側(cè)設(shè)置冷卻晶片W的冷卻室(CM)81，在處理的過程中或者處理后在冷卻室81中冷卻晶片W。 在該情況下，在冷卻室81采用第一例到第七例所示的構(gòu)造。由此，即使在設(shè)置于處理部2 側(cè)的冷卻室81中，也能夠得到與上述第一例到第七例相同的優(yōu)點。(能夠適當(dāng)實施一實施方式的被處理體的加熱溫度)在被處理體存在急劇地發(fā)生變形或者引起突然的變形的稱為變形點的溫度。例如，被處理體是晶片W，其材質(zhì)是硅時，溫度約450°C為上述變形點。硅晶片從450°C以下的溫度被加熱到超過溫度450°C時發(fā)生突然的變形。相反的，從450°C以上的溫度冷卻到低于溫度450 0C時也發(fā)生突然的變形。因而，上述一實施方式能夠適合用于，在被處理體為硅晶片時，在加熱到溫度 450 0C以上的溫度之后實施的冷卻工序。而且，作為加熱溫度的物理性上限，硅的熔點為約1410 1420°C以下。此外，作為在實際的工藝中的實用上的上限能夠舉出900°C。根據(jù)這樣的一實施方式，能夠得到在抑制超過容許范圍的晶片的彎曲和裂紋的發(fā)生的同時，能夠使處理效率提高的被處理體的冷卻方法，和能夠?qū)嵤┰摾鋮s方法的被處理體處理裝置。以上，根據(jù)一實施方式說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限定于上述一實施方式，在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍可以適當(dāng)?shù)刈冃巍４送?，上述一實施方式不是本發(fā)明的唯一實施方式。例如，在上述實施方式中，將載物臺作為具備冷卻晶片W的冷卻機(jī)構(gòu)5 的冷卻機(jī)構(gòu)52，但是載物臺不必一定具備冷卻機(jī)構(gòu)52a。此外，在上述實施方式中也表示了以下例子在負(fù)載鎖定室51a或者51b設(shè)置氣體導(dǎo)入口 57，在從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力轉(zhuǎn)換時，也從氣體導(dǎo)入口 57導(dǎo)入冷卻氣體， 形成大氣壓狀態(tài)。但是，也可以不設(shè)置氣體導(dǎo)入口 57，在從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力轉(zhuǎn)換時不從氣體導(dǎo)入口 57導(dǎo)入冷卻氣體。這樣的情況下，從減壓狀態(tài)向大氣壓狀態(tài)的壓力轉(zhuǎn)換，僅在從冷卻氣體排出部、在上述一實施方式中從噴淋頭M或者噴嘴54b的冷卻氣體的導(dǎo)入時實施。此外，在上述實施方式中，將加熱后的被處理體、例如將加熱后的晶片W置于壓力 1 的高減壓狀態(tài)，對使其直至回到大氣壓狀態(tài)的冷卻進(jìn)行了說明。但是，上述一實施方式， 即使加熱后的晶片W的周圍的壓力不是lPa，也能夠適用于從1 70000 回到大氣壓狀態(tài) (約IOOOOOPa)的冷卻。同樣，即使不回到大氣壓狀態(tài)，也能夠適用于例如回到20000 大氣壓狀態(tài)之間的壓力的冷卻。此外，在上述一實施方式中，作為被處理體舉例表示了半導(dǎo)體晶片，作為半導(dǎo)體晶片舉例說明了硅晶片。但是，上述實施方式不限定于硅晶片，也能夠適用于SiC、GaAs、InP 等其他的半導(dǎo)體晶片。并且，被處理體不限定于半導(dǎo)體晶片，也可以是用于FPD、太陽電池的制造的玻璃基板。只要是能夠被加熱的被處理體，則任何被處理體本發(fā)明都是適用的。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供抑制超過容許范圍的晶片的彎曲和裂紋的發(fā)生，并且能夠使處理效率提高的被處理體的冷卻方法和能夠?qū)嵤┰摾鋮s方法的被處理體處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種被處理體的冷卻方法，其對被處理體進(jìn)行冷卻，該冷卻方法的特征在于，具備 將加熱狀態(tài)的被處理體載置于載物臺上的工序；和冷卻工序，向包含載置于所述載物臺上的所述被處理體的中心的中心附近區(qū)域噴射冷卻氣體，冷卻所述被處理體。
2.如權(quán)利要求1所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于將被加熱到450°C以上溫度的所述被處理體載置于所述載物臺并進(jìn)行冷卻。
3.如權(quán)利要求1所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于包含所述被處理體的中心的中心附近區(qū)域是距所述被處理體的中心半徑75mm以內(nèi)的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于 使所述冷卻氣體的流速在所述被處理體的中心為最大。
5.如權(quán)利要求1所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于所述冷卻氣體包含冷卻效果高的第一冷卻氣體和冷卻效果比所述第一冷卻氣體低的第二冷卻氣體，將所述第一冷卻氣體噴射在包含所述被處理體的中心的中心附近區(qū)域， 將所述第二冷卻氣體噴射在所述被處理體的所述中心附近區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于 所述載物臺具有冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)，使用所述冷卻氣體和所述冷卻機(jī)構(gòu)冷卻所述被處理體。
7.如權(quán)利要求4所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于 所述載物臺具有冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)，使用所述冷卻氣體和所述冷卻機(jī)構(gòu)冷卻所述被處理體。
8.如權(quán)利要求5所述的被處理體的冷卻方法，其特征在于 所述載物臺具有冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)，使用所述冷卻氣體和所述冷卻機(jī)構(gòu)冷卻所述被處理體。
9.一種被處理體處理裝置，其特征在于，具備能夠在減壓狀態(tài)與大氣壓狀態(tài)之間進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換的負(fù)載鎖定室； 載物臺，其設(shè)置于所述負(fù)載鎖定室內(nèi)，載置被處理體；和冷卻氣體排出部，其在所述負(fù)載鎖定室內(nèi)與所述載物臺相對地設(shè)置，對載置于所述載物臺上的所述被處理體噴射冷卻氣體。
10.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于將被加熱到450°C以上溫度的所述被處理體載置于所述載物臺并進(jìn)行冷卻。
11.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述冷卻氣體排出部是噴嘴。
12.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述冷卻氣體排出部是噴淋頭，所述噴淋頭的直徑比所述被處理體的直徑小。
13.如權(quán)利要求12所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述噴淋頭的直徑在150mm以內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述噴淋頭的內(nèi)部被同心圓狀地分割為多個空間。
15.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述冷卻氣體排出部是噴淋頭，所述噴淋頭的內(nèi)部被同心圓狀地分割為多個空間。
16.如權(quán)利要求14所述的被處理體處理裝置，其特征在于所述冷卻氣體包含冷卻效果高的第一冷卻氣體和冷卻效果比所述第一冷卻氣體低的第二冷卻氣體，向所述多個空間中包含所述噴淋頭的中心的空間供給所述第一冷卻氣體， 所述第二冷卻氣體被供給到比被供給所述第一冷卻氣體的空間更靠外側(cè)的空間。
17.如權(quán)利要求15所述的被處理體處理裝置，其特征在于所述冷卻氣體包含冷卻效果高的第一冷卻氣體和冷卻效果比所述第一冷卻氣體低的第二冷卻氣體，向所述多個空間中包含所述噴淋頭的中心的空間供給所述第一冷卻氣體， 所述第二冷卻氣體被供給到比被供給所述第一冷卻氣體的空間更靠外側(cè)的空間。
18.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述載物臺還具備冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求11所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述載物臺還具備冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求12所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述載物臺還具備冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求14所述的被處理體處理裝置，其特征在于 所述載物臺還具備冷卻所述被處理體的冷卻機(jī)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求9所述的被處理體處理裝置，其特征在于所述負(fù)載鎖定室設(shè)置于搬入搬出室與搬送室之間，該負(fù)載鎖定室是能夠在大氣壓狀態(tài)與減壓狀態(tài)之間進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換的部分，其中，所述搬入搬出室在所述大氣壓狀態(tài)下搬入搬出所述被處理體，所述搬送室在多個處理室之間搬送所述被處理體，所述處理室在減壓狀態(tài)下對所述被處理體實施處理，所述被處理體的冷卻在從所述減壓狀態(tài)向所述大氣壓狀態(tài)進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換時實施。
全文摘要
本發(fā)明公開一種冷卻被處理體的冷卻方法。該冷卻方法包括將加熱狀態(tài)的被處理體載置于載物臺上的工序；和向包含載置于載物臺上的被處理體中心的中心附近區(qū)域噴射冷卻氣體來冷卻被處理體的工序。
文檔編號H01L21/683GK102379035SQ201080015119
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者堀內(nèi)孝, 多田憲倫 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社