CN115513092A - 气体加热装置、半导体制造装置、发热体及半导体制造方法 - Google Patents

气体加热装置、半导体制造装置、发热体及半导体制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气体加热装置、半导体制造装置、发热体及半导体制造方法，目的在于提供能够提高对气体进行加热或冷却时的响应的技术。气体加热装置(11a)具有：平板状的发热体(51)；耐热容器(54)，其在内部具有平板状的空间(54i)，在空间(54i)内以与发热体(51)之间设置有间隙的方式配置发热体(51)；气体导入接头(55)，其与耐热容器(54)连接，向空间(54i)内导入气体；气体导出接头(56)，其与耐热容器(54)连接，将流过空间(54i)内后的气体向外部导出；以及感应线圈(57)，其在耐热容器(54)的下表面以沿着发热体(51)的方式配置，基于被供给的电力对发热体(51)进行感应加热。

Description

气体加热装置、半导体制造装置、发热体及半导体制造方法
技术领域
本发明涉及气体加热装置、半导体制造装置、发热体及半导体制造方法。
背景技术
在半导体的制造工序中，在使用抗蚀剂，通过光刻法而形成了有机材料的图案之后，通过干蚀刻方法对数种气体施加高频的输出而赋予能量，由此进行氧化膜和金属材料的蚀刻加工。
然后，为了去除抗蚀剂，进行使用药液而溶解的方法。就现有的通常的半导体制造装置而言，通过一边使半导体晶片以规定的转速进行旋转，并且一边使药液喷嘴以规定的速度进行扫描，一边以规定的流量喷出药液，从而使药液无遗漏地分布于半导体晶片的处理面而进行药液处理。为了确保药液处理时的充分的面内均匀性，需要向半导体晶片供给加热至规定温度后的气体。
作为将气体加热至规定温度的方法，有时使用气体加热装置。例如，在专利文献1所记载的技术中，将大小不同的平板状的多个发热体在筒状的加热容器之中以重叠的方式配置，通过沿着筒状而卷绕的感应线圈产生感应磁场，对平板状的多个发热体进行加热。
专利文献1：日本特开2000-48943号公报
在专利文献1所记载的技术中，由所卷绕的感应线圈产生的感应磁场的磁力线密度随着靠近感应线圈而越强越弯曲，所以不易使以重叠的方式配置的多个发热体一起成为相同的温度。并且，由于平板状的多个发热体是在筒状的加热容器之中以重叠的方式配置的，因此，在加热容器的曲面部分等远离发热体的位置处，气体流过的区域变大。因此，难以高效地对气体进行加热或冷却。
这样，在专利文献1所记载的技术中，为了稳定地得到所期望的温度的气体，需要使发热体的热容量更大或使发热体的面积更大，因此，存在对气体进行加热或冷却时的响应变差的问题。
发明内容
因此，本发明就是为了解决上述这样的问题而提出的，其目的在于提供能够提高对气体进行加热或冷却时的响应的技术。
本发明涉及的气体加热装置具有：平板状的发热体；耐热容器，其在内部具有平板状的空间，在所述空间内以与所述发热体之间设置有间隙的方式配置所述发热体；气体导入接头，其与所述耐热容器连接，向所述空间内导入气体；气体导出接头，其与所述耐热容器连接，将流过所述空间内后的所述气体向外部导出；以及感应线圈，其在所述耐热容器的下表面以沿着所述发热体的方式配置，基于被供给的电力对所述发热体进行感应加热。
发明的效果
根据本发明，感应线圈在耐热容器的下表面以沿着发热体的方式配置，因此，感应线圈的磁束分布变得均匀，被优化。由此，能够使加热时或冷却时的发热体的温度均匀。
并且，平板状的发热体在具有与发热体相同的平板状的空间内以设置有间隙的方式配置，因此，发热体的周围的间隙变得均匀。由此，能够均匀地对在耐热容器的空间内流过的气体进行加热或冷却。综上所述，无需使发热体的热容量变大或者使发热体的面积变大就能够稳定地得到所期望的温度的气体，因此，能够提高对气体进行加热或冷却时的响应。
附图说明
图1是实施方式1涉及的气体加热装置的气体加热部的剖视图。
图2是表示发热体的一个例子的概略俯视图。
图3是表示发热体的另一个例子的概略俯视图。
图4是表示整流板的一个例子的概略俯视图。
图5是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
图6是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室的控制功能的概略图。
图7是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的水洗处理的剖视图。
图8是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的干燥处理的剖视图。
图9是表示实施方式1涉及的由半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
图10是表示实施方式2涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
图11是表示实施方式3涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
以下，使用附图对实施方式1进行说明。图1是实施方式1涉及的气体加热装置11a(参照图5)的气体加热部50的剖视图。
如图1所示，气体加热装置11a(参照图5)的气体加热部50具有平板状的发热体51、平板状的感应板52、整流板53、耐热容器54、气体导入接头55、气体导出接头56、感应线圈57及电源58。
耐热容器54具有耐热容器感应板保持部54a、耐热容器整流板保持部54b及耐热容器基体54c。耐热容器感应板保持部54a例如在俯视观察时形成为圆环状。沿耐热容器感应板保持部54a的上表面的内缘部形成有环状槽54e，在环状槽54e收容有感应板52的外缘部。耐热容器整流板保持部54b例如在俯视观察时形成为圆环状，配置于耐热容器感应板保持部54a的上表面。耐热容器整流板保持部54b的下表面的内缘部与感应板52的上表面的外缘部接触，通过耐热容器整流板保持部54b和耐热容器感应板保持部54a对感应板52进行保持。
沿耐热容器整流板保持部54b的上表面的内缘部形成有环状槽54f，在环状槽54f收容有构成整流板53的一部分的整流板板部53a的外缘部。在耐热容器整流板保持部54b的上表面配置有耐热容器基体54c。在耐热容器整流板保持部54b及耐热容器感应板保持部54a的比内缘部更靠内周侧形成有开口54g。在耐热容器基体54c的下表面的与开口54g相对的位置处形成有向上方凹陷的凹部54h。耐热容器基体54c的下表面的凹部54h的周缘部与整流板板部53a的上表面的外缘部接触，通过耐热容器基体54c和耐热容器整流板保持部54b对整流板板部53a进行保持。另外，在耐热容器基体54c的上表面的中央部形成有向上方膨起的膨起部54d。
在耐热容器54的内部的整流板板部53a与感应板52之间形成有以平板状形成的空间54i，发热体51在空间54i内以设置有间隙的方式配置。
整流板53具有整流板板部53a及整流板导管部53b。整流板导管部53b竖立设置于整流板板部53a的中央部，从膨起部54d的上端凸出。气体导出接头56与整流板导管部53b的内部连接。
气体导入接头55经由导管部55a与膨起部54d的内部连接。从气体导入接头55导入的气体从导管部55a流过膨起部54d与整流板导管部53b之间的间隙、凹部54h与整流板板部53a之间的间隙、整流板板部53a的气体分散孔53c(参照图4)、空间54i内的与发热体51之间的间隙、气体导出口51a1(参照图2)及整流板导管部53b而从气体导出接头56导出。这里，在图1中，气体的流动示出为气流60a、60b、60c、60d、60e、60f。此外，空间54i内的与发热体51之间的间隙是指发热体51与感应板52之间的间隙和发热体51与整流板53之间的间隙。
感应线圈57在耐热容器54的下表面沿发热体51而配置。具体地说，感应线圈57在由耐热容器感应板保持部54a保持的感应板52的下表面沿发热体51而配置。如果从电源58向感应线圈57供给适当的电力，则在发热体51产生适当的感应电流，发热体51被感应加热。被感应加热后的发热体51在气流60e之间对气体进行加热。
感应板52使用石英玻璃等非金属的材料，以不阻断感应磁场。整流板53的整流板板部53a使用导热性良好的铝等金属的材料，以使来自发热体51的辐射热在气流60c、60d、60e之间高效地传导给气体。就整流板53的整流板导管部53b而言，也为了通过导热来加热而使用金属的材料。另外，就构成耐热容器54的耐热容器感应板保持部54a、耐热容器整流板保持部54b及耐热容器基体54c而言，为了确保耐压性能而使用金属的材料。
发热体51与感应板52之间的间隙和发热体51与整流板53之间的间隙是以在能够确保气流量的范围内尽可能狭窄且能够无遗漏地对气体进行加热的方式设定的，因此能够提高对气体进行加热或冷却时的响应。
接下来，对发热体51的详情进行说明。图2是表示发热体51的一个例子的概略俯视图。图3是表示发热体51的另一个例子的概略俯视图。图2和图3是以在平板状的发热体51的附近高效地对气体进行搅拌的方式对发热体51的形状进行重新设计后的例子。
如图2所示，发热体51是多孔发热体，具有圆板部51a、气体导出口51a1及大量的贯穿孔51a2。圆板部51a具有一个主面即上表面和与上表面相对的另一个主面即下表面。在圆板部51a的中央部设置有从上表面贯穿下表面的气体导出口51a1，在圆板部51a的除周缘部和中央部以外的部分设置有从上表面贯穿下表面的大量的贯穿孔51a2。
另外，如图3所示，发热体51是凹凸发热体，具有圆板部51b、气体导出口51b1及大量的凹凸。圆板部51b具有一个主面即上表面和与上表面相对的另一个主面即下表面。在圆板部51b的中央部设置有从上表面贯穿下表面的气体导出口51b1，在圆板部51b的除周缘部和中央部以外的部分处遍布上表面和下表面而设置有大量的凹凸。具体地说，在圆板部51b的上表面，凹凸由圆板部51b的上表面和从圆板部51b的上表面向上方凸出的凸部51b2构成，在圆板部51b的下表面，凹凸由圆板部51b的下表面和从圆板部51b的下表面向下方凸出的凸部51b2构成。
在图2所示的例子中，在图1所示的气流60e之间，在平板状的发热体51的上表面和下表面流过的气体流过贯穿孔51a2而相互干涉，产生紊流，能够对附近的气体进行搅拌，能够实现进一步的温度的均匀化。另外，在图3所示的例子中，在图1所示的气流60e之间，在平板状的发热体51的上表面和下表面流过的气体流过大量的凹凸而在上表面和下表面各自处产生紊流，能够对附近的气体进行搅拌，能够实现进一步的温度的均匀化。
接下来，对整流板53的详情进行说明。图4是表示整流板53的一个例子的概略俯视图。
如图4所示，整流板53除了前述的整流板板部53a及整流板导管部53b以外，还具有多个气体分散孔53c。多个气体分散孔53c遍布整流板板部53a的周缘部而设置，从整流板板部53a的上表面贯穿下表面。图1所示的在整流板53的上表面流过的气流60c流过气体分散孔53c而成为气流60d，进一步从发热体51的端部流过上表面和下表面而成为朝向中心部的气流60e。
接下来，对实施方式1涉及的半导体制造装置进行说明。图5是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
如图5所示，半导体制造装置具有工作台旋转机构2、卡盘开关机构3、平台4、杯体上下机构5、药液喷嘴6、药液喷嘴扫描机构7、水喷嘴8、药液调温循环喷出机构9、第1气液分离器10a及下表面气体调温喷出机构11。
工作台旋转机构2具有工作台旋转电动机2a、卡盘台2b及喷出口位于半导体晶片1的中心部分的下表面气体喷嘴2c。卡盘台2b通过端部对半导体晶片1进行夹持。工作台旋转电动机2a使卡盘台2b旋转。下表面气体喷嘴2c向半导体晶片1的处理面的相对侧供给气体。
卡盘开关机构3具有卡盘销基座3a、卡盘销3b及支撑销3c。杯体上下机构5具有第1杯体5a、第2杯体5b、盖5c及杯体基座5d。
药液喷嘴6向半导体晶片1的处理面喷出药液14a。药液喷嘴扫描机构7具有扫描电动机7a、扫描轴7b及扫描臂7c，药液喷嘴扫描机构7使药液喷嘴6在半导体晶片1的处理面之上进行扫描。药液调温循环喷出机构9具有药液循环罐9a、第1原液罐9b、第2原液罐9c、药液循环泵9d及药液调温器9e。
下表面气体调温喷出机构11具有气体加热装置11a及开关阀11b。开关阀11b配置于气体加热装置11a的入口侧。从气体加热装置11a导出的气体被向下表面气体喷嘴2c供给。下表面气体喷嘴2c是在进行针对半导体晶片1的处理面的处理时将从气体加热装置11a导出的气体供给至半导体晶片1的喷嘴。这里，与下表面气体喷嘴2c相关的针对半导体晶片1的处理面的处理是指在处理室中进行的药液处理、水洗处理及干燥处理。
从气体加热装置11a导出的气体的温度通过对向气体加热装置11a的感应线圈57供给的电力进行控制而得到控制。具体地说，气体加热装置11a以如下方式进行控制，即，基于向感应线圈57供给的电力，将气体加热或冷却至在与针对半导体晶片1的处理面的处理对应的工艺(recipe)步骤中设定的温度。
在向感应线圈57供给着电力的情况下，通过将开关阀11b打开，从而常温气体16被气体加热装置11a调温而成为调温气体17，调温气体17被供给至下表面气体喷嘴2c。另一方面，在未向感应线圈57供给电力的情况下，通过将开关阀11b打开，从而尽管常温气体16流过气体加热装置11a，但未被气体加热装置11a调温，保持着常温气体16的状态被供给至下表面气体喷嘴2c。
此外，半导体晶片1的处理面是半导体晶片1的上表面。半导体晶片1的处理面的对面是半导体晶片1的与处理面相反侧的面，具体地说，是半导体晶片1的下表面。
图6是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室的控制功能的概略图。如图6所示，操作用PC 101由触摸屏显示器等MM-IF(man machine interface)101a和PC(personal computer)101b构成。控制用PLC 102由PLC(programmable logic controller)102a、对工作台旋转机构2进行控制的工作台旋转部102b、对卡盘开关机构3进行控制的卡盘开关部102c、对杯体上下机构5进行控制的杯体上下部102d、对药液喷嘴扫描机构7进行控制的喷嘴扫描部102e、对药液调温循环喷出机构9进行控制的药液调温循环喷出部102f、对水15的喷出进行控制的水喷出部102g以及对下表面气体调温喷出机构11进行控制的下表面气体调温喷出部102h构成。
作业者将收纳有半导体晶片1的载体(未图示)设置于装载端口，在MM-IF 101a上对预先登记于PC 101b的工艺进行选择而作出处理开始的输入。PC 101b将在工艺中设定的处理参数传输给PLC 102a而启动PLC 102a的一系列的控制动作。PLC 102a对搬运机器人(未图示)和处理室等进行控制，通过搬运机器人进行载体内的晶片安装槽的映射(mapping)及载体与处理室之间的半导体晶片1的搬运，在处理室中进行针对半导体晶片1的一系列的处理。
接下来，对药液调温循环喷出机构9的药液14的准备进行说明。在这个例子中，利用2种原液来准备所期望的药液14。从第1原液罐9b向药液循环罐9a供给规定量的第1原液12，从第2原液罐9c向药液循环罐9a供给规定量的第2原液13。一边使药液循环泵9d工作而使药液14循环，一边通过药液调温器9e而调节至规定温度。在药液14的循环流量和温度达到规定的范围时，完成了药液14的准备。此外，通常进行如下动作，即，如果由药液成分的挥发、分解及使用造成减少，则根据液量的减少而随时补充第1原液12和第2原液13。
接下来，对处理室的动作进行说明。半导体晶片1在被从下表面气体喷嘴2c供给着流过气体加热装置11a后的常温气体16的状态下，通过使卡盘开关机构3的卡盘销基座3a旋转而使卡盘销3b进行开关，从而能够载置于工作台旋转机构2的卡盘台2b。常温气体16通过伯努利效应而起到对半导体晶片1进行保持的作用。通过工作台旋转电动机2a使卡盘台2b旋转，由此能够使被卡盘销3b夹持的半导体晶片1旋转。药液喷嘴6被组装于药液喷嘴扫描机构7，通过扫描电动机7a的往复旋转，从而能够经由扫描轴7b和扫描臂7c而使药液喷嘴6在半导体晶片1的上表面进行扫描。通过一边使半导体晶片1以规定的转速进行旋转，并且一边使药液喷嘴6以规定的速度进行扫描，一边以规定的流量喷出药液14，从而使半导体晶片1的上表面的药液14a无遗漏地分布于半导体晶片1的上表面而进行药液处理。
半导体晶片1的上表面的药液14a由于半导体晶片1的旋转而被从半导体晶片1的端部排出，但以将卡盘台2b的周边包围的方式配置的杯体上下机构5的第1杯体5a上升，从而成为被回收的药液14b而经由第1气液分离器10a返回至药液循环罐9a。
在药液处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的药液14a由于表面张力从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，并且抑制半导体晶片1的中心部分的周边部处的温度变化，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给通过气体加热装置11a而被调温至与药液温度匹配的规定温度的调温气体17。调温气体17通过伯努利效应而起到对半导体晶片1进行保持的作用。由此，能够确保药液处理中的充分的面内均匀性。半导体晶片1的下表面的调温气体17a与半导体晶片1的上表面的气氛一起被第1杯体5a回收，成为经由第1气液分离器10a而被排气的调温气体17b。
如果药液处理结束，则停止药液14的喷出，使药液喷嘴扫描机构7返回至等待位置，使第2杯体5b上升而开始水洗处理。
图7是表示处理室中的水洗处理的剖视图。如图7所示，通过一边使半导体晶片1以规定的转速进行旋转，一边从水喷嘴8向半导体晶片1的中心部分以规定的流量喷出水15，从而使水无遗漏地分布于半导体晶片1的上表面而进行水洗处理。
在水洗处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水15a由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给流过气体加热装置11a后的常温气体16。常温气体16通过伯努利效应而起到对半导体晶片1进行保持的作用。
此外，在水洗处理中，由于从半导体晶片1向水15a的导热大，因此，大多情况下能够容许调温气体17向常温气体16转变的过程中的高温的气体，考虑到接下来的干燥处理，即使保持为调温气体17的状态也不会产生问题。同样地，通过伯努利效应而起到对半导体晶片1进行保持的作用。
半导体晶片1的下表面的常温气体16a与半导体晶片1的上表面的气氛一起被第2杯体5b回收，成为经由第2气液分离器10b而被排气的常温气体16b。此时，水15b被从第2气液分离器10b进行排出。如果水洗处理结束，则停止水15的喷出，开始干燥处理。
图8是表示处理室中的干燥处理的剖视图。如图8所示，通过使半导体晶片1以规定的转速进行旋转，从而进行甩干。
在干燥处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水15a(参照图7)由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，或者从第2杯体5b溅起的飞沫蔓延至下表面，进一步促进半导体晶片1的干燥，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给通过气体加热装置11a而被调温至与干燥匹配的规定温度的调温气体17。调温气体17通过伯努利效应而起到对半导体晶片1进行保持的作用。
通过供给温度比常温高的调温气体17，从而能够对半导体晶片1进行加热而缩短干燥时间。
半导体晶片1的下表面的调温气体17a与半导体晶片1的上表面的气氛一起被第2杯体5b回收，成为经由第2气液分离器10b而被排气的调温气体17b。
图9是表示实施方式1涉及的由半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
如图9所示，晶片保持工序由步骤S201～S206构成，晶片处理工序由步骤S207～S209构成，水洗干燥工序由步骤S210～S212构成，晶片搬出工序由步骤S213～S217构成。
PLC 102a在步骤S201中将收纳于载体的半导体晶片1通过搬运机器人的机械手从载体搬出，在步骤S202中使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b开放。
PLC 102a在步骤S203中使机械手处于卡盘台2b上的交接位置，在步骤S204中向下表面供给常温气体，将半导体晶片1从机械手转移至卡盘台2b。
PLC 102a在步骤S205中使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b闭合，在步骤S206中使机械手移动至处理室外，在步骤S207中使第1杯体5a上升。
PLC 102a在步骤S208中如前所述，通过一边使半导体晶片1以规定的转速进行旋转，并且一边使药液喷嘴6以规定的速度进行扫描，一边以规定的流量喷出药液14，从而使半导体晶片1的上表面的药液14a无遗漏地分布于半导体晶片1的上表面而进行药液处理。在药液处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的药液14a由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，并且抑制半导体晶片1的中心部分的周边部处的温度变化，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给通过气体加热装置11a而被调温至与药液温度匹配的规定温度的调温气体17。
PLC 102a在步骤S209中使第2杯体5b上升，在步骤S210中如前所述，通过一边使半导体晶片1以规定的转速进行旋转，一边从水喷嘴8向半导体晶片1的中心部分以规定的流量喷出水15，从而使水无遗漏地分布于半导体晶片1的上表面而进行水洗处理。在水洗处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给流过气体加热装置11a后的常温气体16。
此外，在水洗处理中，由于从半导体晶片1向水15a的导热大，因此，大多情况下能够容许调温气体17向常温气体16转变的过程中的高温的气体，考虑到接下来的干燥处理，即使保持为调温气体17的状态，也不会产生问题。
PLC 102a在步骤S211中通过使半导体晶片1以规定的转速进行旋转而进行甩干。在干燥处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水15a由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延，或者从第2杯体5b溅起的飞沫蔓延至下表面，进一步促进半导体晶片1的干燥，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给通过气体加热装置11a而被调温至与干燥匹配的规定温度的调温气体17。
PLC 102a在步骤S212中使第1杯体5a和第2杯体5b下降，从位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c供给流过气体加热装置11a后的常温气体16，在步骤S213中使机械手处于交接位置。
PLC 102a在步骤S214中使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b开放，在步骤S215中将半导体晶片1从卡盘台2b转移至机械手，使来自位于卡盘台2b的中心部分处的下表面气体喷嘴2c的常温气体16停止。
PLC 102a在步骤S216中通过机械手将半导体晶片1收纳于载体，在步骤S217中使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b闭合。
在步骤S204～S215的范围中，为了通过伯努利效应对半导体晶片1进行保持而供给常温气体16或调温气体17。
需要气体加热的响应的是在从对半导体晶片1进行保持起至进行药液处理为止的期间使常温气体16成为能够作为调温气体17而供给的状态的情况，例如只要是小于或等于20秒的响应则完全没有问题。
需要气体冷却的响应的是在从对半导体晶片1进行干燥起至搬出为止的期间使半导体晶片1的温度下降至不影响搬运的温度的情况，例如在不影响搬运的温度是60℃的情况下，即使为了实现小于或等于30秒的响应而通过小于或等于80℃的调温气体进行干燥，也能得到充分的干燥性能。
此外，为了使说明变得简单，大略地依次记述了各步骤，但不言而喻，实际上细致的动作步骤是并行地推进的，进行着与动作相关的各种输入输出。
＜效果＞
如上所述，在实施方式1涉及的气体加热装置11a中，感应线圈57在耐热容器54的下表面以沿着发热体51的方式配置，因此，感应线圈57的磁束分布均匀，被优化。由此，能够使加热时或冷却时的发热体51的温度均匀。
并且，平板状的发热体51是在具有与发热体51相同的平板状的空间54i内以设置有间隙的方式配置的，因此，发热体51的周围的间隙均匀。由此，能够对在耐热容器54的空间54i内流过的气体均匀地进行加热或冷却。综上所述，无需使发热体51的热容量变大或者使发热体51的面积变大就能够稳定地得到所期望的温度的气体，因此，能够提高对气体进行加热或冷却时的响应。
另外，通过使加热时或冷却时的发热体51的温度均匀，从而能够抑制发热体51的一部分局部地成为高温，因此，能够抑制发热体51的熔化，实现长寿命的无污染的气体加热。
另外，在半导体制造装置中，通过对向气体加热装置11a的感应线圈57供给的电力进行控制，从而一边将从气体加热装置11a导出的气体的温度控制为在与处理对应的工艺步骤中设定的温度一边进行处理。
因此，通过气体加热装置11a对气体进行加热或冷却时的响应变快，当在处理的过程中区分使用不同温度的气体的情况下，不需要按温度准备多个供给系统并进行切换，供给系统的构造变得简单。
另外，气体的温度被控制为在处理的每个工艺步骤中设定的温度，因此，例如也能够无问题地进行以下操作，即，仅在1分钟左右的蚀刻或去除处理等药液处理时加热至一定温度等。
另外，以往，作为对半导体晶片1进行保持的手段而使用伯努利卡盘机构，但所使用的气体的流量多，因此当在规定的药液温度下对半导体晶片1进行处理的情况下，如果使用不同温度的气体，则处理的均匀性变差。但是，在实施方式1中，为了对半导体晶片1进行保持，气体被供给至半导体晶片1的与处理面相反侧的面侧，因此，设为与半导体晶片1的处理温度匹配的气体的温度，从而处理的均匀性提高。
另外，为了抑制从药液喷嘴6喷出的药液向半导体晶片1的与处理面相反侧的面蔓延，针对半导体晶片1的处理面的处理所使用的气体被供给至半导体晶片1的与处理面相反侧的面侧。
以往，作为向半导体晶片1的与处理面相反侧供给的气体，存在用于防止喷出至半导体晶片1的处理面的药液向斜面部的下表面蔓延的密封气体等。当在规定的药液温度下对半导体晶片1进行处理的情况下，如果使用不同温度的气体作为密封气体，则处理的均匀性变差。
与此相对，在实施方式1中，气体的温度由气体加热装置11a进行调整，因此，通过设为与半导体晶片1的处理温度匹配的气体的温度，从而处理的均匀性提高。
另外，如图2所示，发热体51具有一个主面和与该一个主面相对的另一个主面，设置有从一个主面贯穿另一个主面的多个贯穿孔51a2。因此，在平板状的发热体51的上表面和下表面流过的气体流过多个贯穿孔51a2而相互干涉、产生紊流，对附近的气体进行搅拌，由此能够实现温度的均匀化。
另外，如图3所示，发热体51具有一个主面和与该一个主面相对的另一个主面，遍布一个主面和另一个主面而设置有多个凹凸。因此，在平板状的发热体51的上表面和下表面流过的气体流过多个凹凸而在上表面和下表面各自产生紊流，对附近的气体进行搅拌，由此能够实现温度的均匀化。
＜实施方式2＞
接下来，对实施方式2涉及的半导体制造装置进行说明。图10是表示实施方式2涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。此外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明过的结构要素相同的结构要素标注相同的标号而省略说明。
如图10所示，半导体制造装置具有工作台旋转机构2、平台4、杯体上下机构5、药液喷嘴6、药液喷嘴扫描机构7、水喷嘴8、药液调温循环喷出机构9、第1气液分离器10a、开关阀18及下表面气体调温喷出机构20。
在实施方式1中，半导体制造装置具有使用卡盘销3b而从侧面对半导体晶片1进行夹持的卡盘开关机构3。与此相对，在实施方式2中，工作台旋转机构2具有从下表面对半导体晶片1进行吸附并保持的吸附卡盘台2d，没有构成为从半导体晶片1的下表面的中心部朝向外周供给调温气体。
另外，在实施方式2中，半导体制造装置具有下表面气体调温喷出机构20来取代下表面气体调温喷出机构11。下表面气体调温喷出机构20具有气体加热装置20a及开关阀20b。开关阀20b配置于气体加热装置20a的入口侧。此外，气体加热装置20a是与气体加热装置11a相同的结构。
被从气体加热装置20a导出的气体的温度通过对向气体加热装置20a的感应线圈57供给的电力进行控制而得到控制。具体地说，气体加热装置20a以如下方式进行控制，即，基于向感应线圈57供给的电力，将气体加热或冷却至在与针对半导体晶片1的处理面的处理对应的工艺步骤中设定的温度。
在向感应线圈57供给着电力的情况下，通过打开开关阀20b，从而常温气体21被气体加热装置20a调温而成为调温气体22，调温气体22被供给至下表面气体喷嘴2e。另一方面，在没有向感应线圈57供给电力的情况下，通过打开开关阀20b，从而尽管常温气体21流过气体加热装置20a，但未被气体加热装置20a调温，保持为常温气体21的状态而被供给至下表面气体喷嘴2e。下表面气体喷嘴2e是在进行针对半导体晶片1的处理面的处理时将从气体加热装置20a导出的气体供给至半导体晶片1的喷嘴。这里，与下表面气体喷嘴2e相关的针对半导体晶片1的处理面的处理是指在处理室中进行的药液处理、水洗处理及干燥处理。
通过开关阀18，真空19作用于吸附卡盘台2d，由此半导体晶片1的下表面的中心部与吸附卡盘台2d紧贴。
因此，在药液处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的药液14a由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，从位于吸附卡盘台2d的外侧的环状的下表面气体喷嘴2e供给通过气体加热装置20a而调温至与药液温度匹配的规定温度的调温气体22。
由此，能够确保药液处理中的充分的面内均匀性。半导体晶片1的下表面的调温气体22a与半导体晶片1的上表面的气氛一起被第1杯体5a回收，成为经由第1气液分离器10a而被排气的调温气体22b。
如果药液处理结束，则停止药液14的喷出，使药液喷嘴扫描机构7返回至等待位置，使第2杯体5b上升而开始水洗处理。
在水洗处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水15a(参照图7)由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，从位于吸附卡盘台2d的外侧的环状的下表面气体喷嘴2e供给流过气体加热装置20a后的常温气体21。
此外，在水洗处理中，从半导体晶片1向水15a的导热大，由此大多情况下能够容许调温气体22向常温气体21转变的过程中的高温的气体，考虑到接下来的干燥处理，即使保持为调温气体22的状态，也不会产生问题。
在干燥处理的处理中，为了抑制半导体晶片1的上表面的水15a(参照图7)由于表面张力而从半导体晶片1的端部蔓延至下表面，或者从第2杯体5b溅起的飞沫蔓延至下表面，进一步促进半导体晶片1的干燥，从位于吸附卡盘台2d的外侧的环状的下表面气体喷嘴2e供给通过气体加热装置20a而被调温至与干燥匹配的规定温度的调温气体22。
通过供给温度比常温高的调温气体22，从而能够对半导体晶片1进行加热而缩短干燥时间。
半导体晶片1的下表面的调温气体22a与半导体晶片1的上表面的气氛一起被第2杯体5b回收，成为经由第2气液分离器10b而被排气的调温气体22b。
＜效果＞
如上所述，在实施方式2涉及的半导体制造装置中，与实施方式1的情况同样地，能够提高对气体进行加热或冷却时的响应。另外，通过气体加热装置20a对气体进行加热或冷却时的响应变快，由此，当在处理的过程中区分使用不同温度的气体的情况下，无需按温度准备多个供给系统而进行切换，供给系统的构造变得简单。
另外，与实施方式1的情况同样地，为了抑制从药液喷嘴6喷出的药液向半导体晶片1的与处理面相反侧的面蔓延，针对半导体晶片1的处理面的处理所使用的气体被供给至半导体晶片1的与处理面相反侧的面侧。气体的温度由气体加热装置20a进行调整，由此，通过设为与半导体晶片1的处理温度匹配的气体的温度，从而处理的均匀性提高。
＜实施方式3＞
接下来，对实施方式3涉及的半导体制造装置进行说明。图11是表示实施方式3涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。此外，在实施方式3中，对与在实施方式1、2中说明过的结构要素相同的结构要素标注相同的标号而省略说明。
如图11所示，半导体制造装置具有工作台旋转机构2、卡盘开关机构3、平台4、杯体上下机构5、双流体药液喷嘴6a、药液喷嘴扫描机构7、水喷嘴8、药液调温循环喷出机构9、第1气液分离器10a、下表面气体调温喷出机构11及药液气体调温喷出机构23。
在实施方式3中，半导体制造装置具有双流体药液喷嘴6a来取代药液喷嘴6，该双流体药液喷嘴6a将药液与针对半导体晶片1的处理面的处理所使用的气体混合而喷出。
药液气体调温喷出机构23具有气体加热装置23a及开关阀23b。开关阀23b配置于气体加热装置23a的入口侧。此外，气体加热装置23a呈与气体加热装置11a相同的结构。
被从气体加热装置23a导出的气体的温度通过对向气体加热装置23a的感应线圈57供给的电力进行控制而得到控制。具体地说，气体加热装置23a是以如下方式进行控制的，即，基于向感应线圈57供给的电力，将气体加热或冷却至在与针对半导体晶片1的处理面的处理对应的工艺步骤中设定的温度。
在向感应线圈57供给着电力的情况下，通过打开开关阀23b，从而常温气体24被气体加热装置23a调温而成为调温气体25，调温气体25被供给至双流体药液喷嘴6a。另一方面，在没有向感应线圈57供给电力的情况下，通过打开开关阀23b，从而尽管常温气体24流过气体加热装置23a，但未被气体加热装置23a调温，保持为常温气体24的状态而被供给至双流体药液喷嘴6a。双流体药液喷嘴6a是在进行针对半导体晶片1的处理面的处理时将从气体加热装置23a导出的气体供给至半导体晶片1的喷嘴。这里，与双流体药液喷嘴6a相关的针对半导体晶片1的处理面的处理是指在处理室中进行的药液处理。
当在规定的药液温度下对半导体晶片1进行处理的情况下，为了提高清洁力，在通过双流体药液喷嘴6a向药液混合气体时需要混合大于或等于与药液温度大致相同的温度的气体，但响应良好的加热或冷却手段是不可或缺的。双流体药液喷嘴6a所使用的气体的流量与在实施方式1中示出的晶片保持的情况相比，少至1/4左右。因此，即使在使用与实施方式1的情况相同的结构即气体加热装置23a的情况下，气体加热的响应与实施方式1的情况相比也缩短为1/2左右，即使针对每个半导体晶片1的处理而将电力的供给进行ON/OFF，也能够无问题地应对。即，不需要始终向双流体药液喷嘴6a供给调温气体25。
＜效果＞
如上所述，在实施方式3涉及的半导体制造装置中，与实施方式1的情况同样地，能够提高对气体进行加热或冷却时的响应。
另外，针对半导体晶片1的处理面的处理所使用的气体与药液混合地从双流体药液喷嘴6a喷出至半导体晶片1的处理面，因此，能够提高针对半导体晶片1的处理面的清洁力。
此外，能够对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号的说明
1半导体晶片，2b卡盘台，2c下表面气体喷嘴，6药液喷嘴，6a双流体药液喷嘴，11a气体加热装置，20a气体加热装置，23a气体加热装置，51发热体，51a2贯穿孔，54耐热容器，55气体导入接头，56气体导出接头，57感应线圈。

Claims (9)

1.一种气体加热装置，其具有：
平板状的发热体；
耐热容器，其在内部具有平板状的空间，在所述空间内以与所述发热体之间设置有间隙的方式配置所述发热体；
气体导入接头，其与所述耐热容器连接，向所述空间内导入气体；
气体导出接头，其与所述耐热容器连接，将流过所述空间内后的所述气体向外部导出；以及
感应线圈，其在所述耐热容器的下表面以沿着所述发热体的方式配置，基于被供给的电力对所述发热体进行感应加热。
2.一种半导体制造装置，其具有：
权利要求1所述的气体加热装置；
卡盘台，其载置半导体晶片；以及
喷嘴，其在进行针对所述半导体晶片的处理面的处理时，将从所述气体加热装置导出的所述气体供给至所述半导体晶片，
一边通过对向所述气体加热装置的所述感应线圈供给的所述电力进行控制而将从所述气体加热装置导出的所述气体的温度控制为在与所述处理对应的工艺步骤中设定的温度，一边进行所述处理。
3.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其中，
为了对所述半导体晶片进行保持，所述处理所使用的所述气体被供给至所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧。
4.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其中，
还具有：药液喷嘴，其向所述半导体晶片的所述处理面喷出药液，
为了抑制从所述药液喷嘴喷出的所述药液向所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面蔓延，所述处理所使用的所述气体被供给至所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧。
5.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其中，
所述喷嘴是将药液与所述处理所使用的所述气体混合而喷出的双流体药液喷嘴，
所述处理所使用的所述气体与所述药液混合地被从所述双流体药液喷嘴喷出至所述半导体晶片的所述处理面。
6.一种发热体，其是权利要求1所述的气体加热装置所具有的发热体，
所述发热体具有一个主面和与所述一个主面相对的另一个主面，
所述发热体设置有从所述一个主面贯穿所述另一个主面的多个贯穿孔。
7.一种发热体，其是权利要求1所述的气体加热装置所具有的发热体，
所述发热体具有一个主面和与所述一个主面相对的另一个主面，
在所述发热体遍布所述一个主面和所述另一个主面而设置有多个凹凸。
8.一种半导体制造方法，其使用了权利要求2所述的半导体制造装置，
所述半导体制造方法具有晶片处理工序，在所述晶片处理工序中，通过一边使所述半导体晶片旋转一边向所述半导体晶片的所述处理面喷出药液，从而对所述半导体晶片的所述处理面进行处理，
在所述晶片处理工序中，向所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧供给从所述气体加热装置导出的所述气体。
9.根据权利要求8所述的半导体制造方法，其中，
在所述晶片处理工序中，所述药液被与从所述气体加热装置导出的所述气体混合地喷出。
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