[發明專利]基板冷卻裝置和基板冷卻方法

在審

• 申請號: 202010099333.X
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111696888A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 薩米·K·哈托;喬治·薩科;馬修·C·法雷爾;迪安·焦拉
• 申請（專利權）人: 日新離子機器株式會社
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 鹿屹;李雪春

本發明提供能利用簡易結構均勻地冷卻基板的基板冷卻裝置和基板冷卻方法。基板冷卻裝置包括：腔室，接收所述基板，并且具備多個側壁部，多個側壁部包圍基板且在與所述基板的垂直側面平行的垂直方向延伸；至少一個氣體導入口，形成在所述腔室的第一側壁部，在與所述基板的所述上表面和所述下表面平行的橫向上，向所述腔室內導入冷卻氣體；以及至少一個氣體出口，形成在與所述腔室的所述第一側壁部隔著所述基板位于相反側的所述腔室的第二側壁部，將所述冷卻氣體的至少一部分沿著所述橫向導向所述腔室的外部，所述氣體導入口和所述氣體出口以下述方式定位：使所述冷卻氣體以在所述橫向橫穿所述基板的所述上表面上和所述下表面上的方式流動。

技術領域

本發明涉及用于冷卻半導體晶片等基板的裝置及其方法。

背景技術

通常，通過在基板(例如晶片)上重復實施光刻、雜質擴散、蝕刻、離子注入、成膜和金屬化工序等一系列工序來制造半導體。用于制造半導體的制造裝置具備用于進行上述各工序的處理的裝置，諸如為了進行各工序的處理而裝填基板的工藝腔室等。而且，半導體制造裝置也可以包括：與工藝腔室連接的至少一個負載鎖定腔室；能保持多個基板的盒子或載體；以及使基板在包含工藝腔室和負載鎖定腔室的不同裝置之間移動的機械式移送機構。

在典型的半導體制造工序中，至少一個基板裝填于盒子，并且在負載鎖定腔室向大氣開放的期間從輸入臺向負載鎖定腔室移動。隨后，負載鎖定腔室被排氣至預定的高真空壓。隨后，負載鎖定腔室內的基板被機械式移送到工藝腔室以便進行處理，基板在此暴露于高處理溫度。在處理完畢后，基板被從工藝腔室移出，基板在返回負載鎖定腔室之前被配置于冷卻部。關于對處理后的晶片的處理，為了避免損傷不耐高溫的裝置，需要進行基板的冷卻。作為不耐高溫的裝置的示例，可以列舉大氣機械臂及其相關結構要素，以及塑料制晶片保管用盒子，但是不限于上述裝置。在冷卻后，基板返回到配置在負載鎖定腔室內的原來的盒子。負載鎖定腔室內的其他基板被同樣處理后，負載鎖定腔室被開放在大氣壓下。

因此，負載鎖定腔室作為維持在真空下的工藝腔室與處于大氣壓下的輸入臺之間的移交腔室發揮功能。負載鎖定腔室能在工藝腔室未暴露于大氣下的情況下將基板移送到工藝腔室內，由此縮短工藝腔室內的處理時間，使大氣向工藝腔室的混入為最小限度。

此外，作為用于冷卻半導體晶片和玻璃基板等基板的裝置，專利文獻1公開的基板冷卻裝置已被公眾所知。

專利文獻1所示的基板冷卻裝置中，在收容基板的處理室內，具備內部形成有冷卻水通道的冷卻板，以及朝向基板供給冷卻用空氣的氣體供給噴嘴。此外，冷卻板的表面突出設置有接近球，所述接近球在承載基板的同時使冷卻板表面與基板之間形成間隙。即，按照專利文獻1的基板冷卻裝置，基板的一面由冷卻板冷卻，另一面由從氣體供給噴嘴吹拂的冷卻用空氣冷卻。

因此，在專利文獻1的基板冷卻裝置中，需要具備冷卻水通道的冷卻板以便冷卻基板，所以結構復雜。此外，如果想要僅利用冷卻用空氣冷卻基板，則由于構成為冷卻用空氣以從基板的表面側流回背面側的方式流動，所以冷卻空氣在奪取基板的表面側的熱量后流回基板的背面側，不能均勻地冷卻基板的表面側和背面側。

專利文獻1：日本專利公開公報特開平11-329922

發明內容

本申請是為了解決上述課題而完成的，目的在于提供能利用簡易的結構均勻地冷卻基板的基板冷卻裝置和基板冷卻方法。