CN101901739A - 基板冷却方法、基板冷却系统以及基板处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却方法，用于冷却基板处理设备中的加工件，在动力装置的作用下，循环冷却气体通过所述基板处理设备的冷却腔室的第一接口或者第二接口进出所述冷却腔室，在冷却过程中，根据预先设定的时间间隔，交替改变循环冷却气体在所述冷却腔室内的流通方向。本发明还公开了一种用于实施上述冷却方法的冷却系统以及一种包括上述冷却系统的基板处理设备。该基板处理设备及其冷却系统、冷却方法有效地解决了冷却气体在所述冷却腔室内单向流通时所造成的加工件上下表面冷热不均的问题，改善了加工件的冷却效果，提高了冷却的均匀性，并且有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

基板冷却方法、基板冷却系统以及基板处理设备

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种用于冷却基板处理设备中的加工件的冷却方法。此外本发明还涉及一种用于实施上述方法的冷却系统，以及一种包括上述冷却系统的基板处理设备。

背景技术

用于加工半导体晶片、平面显示面板、玻璃面板等基板的基板处理设备目前已被广泛地应用于微电子技术领域。

请参考图1，图1为一种基板处理设备的结构示意图。

基板处理设备具有依次相邻的装载台11、加热腔室12、反应腔室13、冷却腔室14以及卸载台15。当所述基板处理设备工作时，在传动装置的驱动下，放置于装载台11上的基板16与放置于基板16上的加工件一同进入加热腔室12，由设置于加热腔室12的顶部和底部的加热灯管对基板16和加工件加热至450℃～500℃，然后将其传输至反应腔室13，在加热器对基板16及加工件进行持续加热的同时，工艺气体进入反应腔室13，在一定的压力条件下，加工件的表面形成固体膜，工艺结束后，传动装置将基板16和加工件传送至冷却腔室14进行冷却，待基板16和加工件冷却到一定温度时(通常为小于100℃)，将基板16传送至卸载台15上，并将镀膜后的加工件取走。

请参考图2，图2为一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图。

当如图所示的冷却系统工作时，打开阀门17，向冷却腔室14内持续地通入一定量的惰性气体，同时打开阀门18，通过真空泵组19将通入冷却腔室14内的惰性气体抽走，通过气体带走放置于冷却腔室14中的基板16和待加工件的热量，从而达到冷却基板16和待加工件的目的。其中虚线方向为惰性气体的流动方向。由于这种连续地向冷却腔室14内通入气体，同时用真空泵组19将气体抽走的冷却方法会消耗大量的气体，且耗时长，降低了生产效率及产量，提高了生产成本。

为解决上述问题，当如图所示的冷却系统工作时，可首先打开阀门17，关闭阀门18，并向冷却腔室14内通入一定量的惰性气体，随后关闭阀门17，等待一段时间后，打开阀门18，通过真空泵组19将腔室内的气体抽走，如此反复，直至基板16和加工件冷却至一定温度。但是，由于应用该冷却方法时，将惰性气体通入冷却腔室14后需等待，这在一定程度上降低了生产效率及产量，提高了生产成本；并且，由于抽出的气体温度通常较高，因此对冷却系统的抽气管路及真空泵组的耐高温性能提出了更高的要求，在一定程度上提高了生产成本。

请参考图3，图3为另一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图。

当如图所示的冷却系统工作时，首先向冷却腔室24内通入一定量的惰性气体，然后，打开阀门27和阀门28，并开启罗茨泵29，使腔室内的气体沿图中虚线所示的箭头方向进行内部循环。由于热交换器30具有冷却作用，因此气体经过热交换器30后会迅速降温，降温后的气体在罗茨泵29的驱动下，经过阀门27再次通入腔室内，此时的气体为低温气体。经过多次循环，最终达到冷却基板26和加工件31的目的。由于通过阀门27进入冷却腔室24的气体是经冷却后的低温气体，而通过阀门28的气体温度相对较高，因此在冷却一段时间后，基板26上半部分的温度低于基板26下半部分的温度，这就出现了对基板26及加工件31冷却不均匀的现象，冷却效果不好，为达到冷却均匀的效果，须增加系统的冷却时间，降低了生产效率及产量，提高了生产成本。

因此，如何均匀地冷却基板处理设备的加工件是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种均匀地冷却基板处理设备中加工件的冷却方法。本发明的另一目的是提供一种用于实施上述方法的冷却系统，以及一种包括上述冷却系统的基板处理设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于冷却基板处理设备中的加工件的方法，在动力装置的作用下，冷却气体通过所述基板处理设备的冷却腔室的第一接口或者第二接口进出所述冷却腔室，其特征在于，在冷却过程中，根据预先设定的时间间隔，交替改变冷却气体在所述冷却腔室内的流通方向。

优选地，所述冷却气体为循环冷却气体，所述循环冷却气体通过分别设置于所述冷却腔室的顶壁和底壁上的所述第一接口和所述第二接口进出所述冷却腔室。

优选地，循环冷却气体通过至少两个所述第一接口和至少两个所述第二接口进出所述冷却腔室。

优选地，循环冷却气体通过均匀分布于所述冷却腔室的顶壁和底壁的所述第一接口和所述第二接口进出所述冷却腔室。

本发明所提供的冷却方法，使循环冷却气体在所述冷却腔室内流通适当的时间后，改变其在所述冷却腔室内的流通方向，如此交替反复，实现对加工件的冷却。这样根据预先设定的时间间隔，交替地改变循环冷却气体在所述冷却腔室内的流通方向的方法，解决了循环冷却气体在所述冷却腔室内单向流通时所造成的加工件上下表面冷热不均的问题，改善了加工件的冷却效果，提高了冷却的均匀性，并且有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明还提供了一种用于实现上述冷却方法的冷却系统，包括容纳所述加工件的冷却腔室、设置有动力装置和热交换器的气体处理装置；所述冷却腔室的两侧分别设置有第一接口和第二接口，所述气体处理装置的第一端通过第一管路连接所述第一接口，其第二端通过第二管路连通所述第二接口，从而由所述气体处理装置、所述第一管路、所述冷却腔室和所述第二管路依次连通形成第一循环回路；所述气体处理装置的第一端通过第三管路连接所述第二接口，其第二端通过第四管路连通所述第一接口，从而由所述气体处理装置、所述第三管路、所述冷却腔室和所述四管路依次连通形成第二循环回路；所述第一循环回路和所述第二循环回路中设有阀门，以便两者交替导通。

优选地，所述第一接口与所述第二接口分别设置于所述冷却腔室的顶壁和底壁上。

优选地，所述第一接口与所述第二接口的数目均至少为两个。

优选地，所述第一接口与所述第二接口分别在所述冷却腔室的顶壁和底壁上均匀地分布。

优选地，进一步包括控制装置，所述控制装置根据预先设定的时间间隔开启或关闭所述阀门，以便所述第一循环回路和所述第二循环回路交替导通。

本发明还提供一种基板处理设备，包括上述任一项所述的冷却系统。

本发明所提供的冷却系统的气体处理装置包括由气体处理装置、第一管路、冷却腔室和第二管路依次连通形成第一循环回路，和由气体处理装置、第三管路、冷却腔室和第四管路依次连通形成第二循环回路；所述第一循环回路和所述第二循环回路中设有阀门。这样，在对加工件进行冷却时，冷却气体在所述第一循环回路和所述第二循环回路的一者中流通适当的时间后，在另一者中流通，如此交替反复，使冷却气体在所述冷却腔室内的流通方向交替改变，有效地解决了冷却气体在所述冷却腔室内单向流通时所造成的加工件上下表面冷热不均的问题，改善了加工件的冷却效果，提高了冷却的均匀性，并且有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为一种基板处理设备的结构示意图；

图2为一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图；

图3为另一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图；

图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图；

图5为本发明另一种具体实施方式所提供的一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种均匀地冷却基板处理设备中加工件的冷却方法。本发明的另一目的是提供一种用于实施上述方法的冷却系统，以及一种包括上述冷却系统的基板处理设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4，图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图。

可以参照冷却系统的结构示意图对本发明所提供的冷却方法进行介绍。

本发明所提供冷却方法的一种具体实施方式如下：在冷却腔室41的内部通入一定量的冷却气体后，开启阀门46和阀门47，关闭阀门48和阀门49，同时开启动力装置45，使冷却气体沿如图中实线箭头所示方向循环流通，具体地，冷却气体通过第二接口412从冷却腔室41中抽出，经热交换器44降温后，从第一接口411再次进入冷却腔室41，对加工件进行冷却，经适当的时间后，关闭阀门46和阀门47，开启阀门48和阀门49，使冷却气体在动力装置45的作用下沿如图中虚线箭头所示的方向循环流通，具体地，冷却气体通过第一接口411从冷却腔室41中抽出，经热交换器44降温后，从第二接口412再次进入冷却腔室41，对加工件进行冷却。

这样，通过控制阀门的开启和闭合，冷却气体可沿如图所示的实线箭头和虚线箭头所示的方向交替流通，从而使冷却气体在冷却腔室41内的流通方向交替改变。这种冷却方法有效地解决了冷却气体在所述冷却腔室41内单向流通时所造成的加工件上下表面冷热不均的问题，改善了加工件的冷却效果，提高了冷却的均匀性，并且有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

需要指出的是，本发明所提供的冷却方法的核心在于冷却气体在冷却腔室41内的流通方向可交替改变，因此，本发明并不限于通过上述控制阀门的方式实现冷却气体流通方向的交替改变，还可以通过其他适合的方式。例如：可以通过设置于冷却气体循环回路中的控制器交替地改变所述动力装置45对冷却气体的作用方向，从而实现冷却气体在冷却腔室41内的流通方向的交替改变。

此外，冷却气体可以在罗茨泵或罗茨风机的驱动下，在冷却腔室内沿如图所示实线箭头和虚线箭头所示的方向上交替流通。

当然，上文所述冷却气体并不一定需要循环流动，但显然，冷却气体循环流动可以显著降低生产成本。

请参考图5，图5为本发明另一种具体实施方式所提供的一种用于基板处理设备的冷却系统的结构示意图。

冷却气体可以通过分别设置于所述冷却腔室41的顶壁和底壁上的两所述第一接口411和两所述第二接口412进出所述冷却腔室。这样，在所述冷却腔室41内可以得到较为均匀的气流场，进一步保证了冷却的均匀性，有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

当然，冷却气体并不限于通过分别设置于所述冷却腔室41的顶壁和底壁上的所述第一接口411和所述第二接口412进出冷却腔室41，也可以通过设置于所述冷却腔室41的其他适合位置的所述第一接口411和所述第二接口412进出冷却腔室41。

冷却气体并不限于通过两所述第一接口411和两所述第二接口412进出冷却腔室41，也可以通过多个所述第一接口411和多个所述第二接口412进出冷却腔室41。

此外，当冷却腔室41设置有两个或两个以上所述第一接口和所述第二接口时，将其设置为均匀分布的方法对于实现本发明的目的是更为有效的，但是并不限于将所述第一接口与所述第二接口设置为均匀分布的方式。

还请参考图4，以对本发明一种具体实施方式所提供的用于基板处理设备的冷却系统进行介绍。

本发明还提供一种用于实施上述冷却方法的冷却系统，该冷却系统包括容纳所述加工件的冷却腔室41、设置有动力装置45和热交换器44的气体处理装置；所述冷却腔室41的两侧分别设置有第一接口411和第二接口412。

图4所示实施例中，第一接口411和第二接口412均设于冷却腔室41的侧壁，但两者的设置显然不限于此，例如，可以将两者分别设置于冷却腔室41的顶壁和底壁。

所述气体处理装置的第一端通过第一管路连接所述第一接口411，其第二端通过第二管路连通所述第二接口412，从而由所述气体处理装置、所述第一管路、所述冷却腔室41和所述第二管路依次连通形成第一循环回路；所述气体处理装置的第一端通过第三管路连接所述第二接口412，其第二端通过第四管路连通所述第一接口411，从而由所述气体处理装置、所述第三管路、所述冷却腔室41和所述第四管路依次连通形成第二循环回路；所述第一循环回路中设置有阀门46和阀门47，所述第二循环回路中设有阀门48和阀门49。

当所述冷却系统工作时，向所述冷却腔室41内输入冷却气体，开启阀门46和阀门47，同时关闭阀门48和阀门49，并开启动力装置45，冷却气体在所述动力装置45的作用下，在所述第一循环回路中沿如图所示实线箭头所示方向流通，这时，冷却气体由所述第二接口412从冷却腔室41内抽出，并通过所述第一接口411进入所述冷却腔室41，经过适当的时间后，关闭阀门46和阀门47，开启阀门48和阀门49，使冷却气体在所述第二循环回路中沿如图所示虚线箭头所示方向流通，这时，冷却气体由所述第一接口411从冷却腔室41内抽出，并通过所述第二接口412进入所述冷却腔室41，这样，冷却气体可在所述第一循环回路与所述第二循环回路中交替循环，使冷却气体在所述冷却腔室41内的流通方向交替改变。这样，有效地解决了冷却气体在所述冷却腔室41内单向流通时所造成的加工件上下表面冷热不均的问题，改善了加工件的冷却效果，提高了冷却的均匀性，并且有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

所述动力装置45可以设置为罗茨泵或罗茨风机。

还请参考图5，以对本发明另一种具体实施方式所提供的用于基板处理设备的冷却系统进行介绍。

所述第一接口411和所述第二接口412的数目均为两个，且所述第一接口411与所述第二接口412分别均匀地分布于所述冷却腔室41的顶壁和底壁上。这样，冷却气体通过分别均匀分布于冷却腔室41的顶壁与底壁的所述第一接口411和所述第二接口412进出所述冷却腔室，使所述冷却腔室41内得到较为均匀的气流场，进一步保证了冷却的均匀性，有效地缩短了冷却时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

当然，所述第一接口411与所述第二接口412并不限于设置于所述冷却腔室41的顶壁和底壁上，也可以是其他适合的设置位置。

所述第一接口411与所述第二接口412的数目并不限于两个，还可以为多个。

此外，当冷却腔室41上设置有两个或两个以上所述第一接口411和所述第二接口412时，所述第一接口411和所述第二接口412并不限于上述设置为均匀分布的方式。

本发明所提供的冷却系统还可以进一步包括控制装置，所述控制装置可以根据预先设定的时间间隔控制所述阀门的开启和闭合，以便所述第一循环回路和所述第二循环回路交替导通。

除了上述冷却系统，本发明还提供了一种包括上述冷却系统的基板处理设备，该基板处理设备其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的冷却方法、用于实施该冷却方法的冷却系统，和包括该冷却系统的基板处理设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷却方法，用于冷却基板处理设备中的加工件，在动力装置的作用下，冷却气体通过所述基板处理设备的冷却腔室的第一接口或者第二接口进出所述冷却腔室，其特征在于，在冷却过程中，根据预先设定的时间间隔，交替改变冷却气体在所述冷却腔室内的流通方向。

2.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于，所述冷却气体为循环冷却气体，所述循环冷却气体通过分别设置于所述冷却腔室的顶壁和底壁上的所述第一接口和所述第二接口进出所述冷却腔室。

3.根据权利要求2所述的冷却方法，其特征在于，循环冷却气体通过至少两个所述第一接口和至少两个所述第二接口进出所述冷却腔室。

4.根据权利要求3所述的冷却方法，其特征在于，循环冷却气体通过均匀分布于所述冷却腔室的顶壁和底壁的所述第一接口和所述第二接口进出所述冷却腔室。

5.一种冷却系统，用于冷却基板处理设备中加工件，包括容纳所述加工件的冷却腔室、设置有动力装置和热交换器的气体处理装置；所述冷却腔室的两侧分别设置有第一接口和第二接口，其特征在于，所述气体处理装置的第一端通过第一管路连接所述第一接口，其第二端通过第二管路连通所述第二接口，从而由所述气体处理装置、所述第一管路、所述冷却腔室和所述第二管路依次连通形成第一循环回路；所述气体处理装置的第一端通过第三管路连接所述第二接口，其第二端通过第四管路连通所述第一接口，从而由所述气体处理装置、所述第三管路、所述冷却腔室和所述第四管路依次连通形成第二循环回路；所述第一循环回路和所述第二循环回路中设有阀门，以便两者交替导通。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述第一接口与所述第二接口分别设置于所述冷却腔室的顶壁和底壁上。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述第一接口与所述第二接口的数目均至少为两个。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述第一接口与所述第二接口分别在所述冷却腔室的顶壁和底壁上均匀地分布。

9.根据权利要求5至8任一项所述的冷却系统，其特征在于，进一步包括控制装置，所述控制装置根据预先设定的时间间隔开启或关闭所述阀门，以便所述第一循环回路和所述第二循环回路交替导通。

10.一种基板处理设备，其特征在于，包括权利要求5至9任一项所述的冷却系统。

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