JP2001196363A - 基板を加熱及び冷却する方法及び装置 - Google Patents
基板を加熱及び冷却する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板を加熱及び冷却する方法及び装置を提供
すること。 【解決手段】 近接して位置決めされる基板２５を加熱
する加熱メカニズム１１と、加熱メカニズムから離間し
ていて、近接して位置決めされる基板を冷却する冷却メ
カニズムと、両メカニズムに近接する上記位置間で基板
を転送する転送メカニズム４３とを含むチャンバが設け
られている。加熱メカニズムは、基板を支持して、支持
した基板を所定の温度まで加熱する被加熱基板支持体１
５を含むことが好ましく、冷却メカニズムは、冷却板３
９を含むことが好ましい。転送メカニズムは、例えば、
基板を支持する複数のフィンガー２９、または複数のウ
ェーハリフトピン２７を含むことができる。乾性ガスを
チャンバに供給するためにその源をチャンバに結合する
ことができる。チャンバは、少なくとも冷却中に、ポン
プによって所定の圧力に排気する。基板を加熱し、冷却
する方法も提供される。
すること。 【解決手段】 近接して位置決めされる基板２５を加熱
する加熱メカニズム１１と、加熱メカニズムから離間し
ていて、近接して位置決めされる基板を冷却する冷却メ
カニズムと、両メカニズムに近接する上記位置間で基板
を転送する転送メカニズム４３とを含むチャンバが設け
られている。加熱メカニズムは、基板を支持して、支持
した基板を所定の温度まで加熱する被加熱基板支持体１
５を含むことが好ましく、冷却メカニズムは、冷却板３
９を含むことが好ましい。転送メカニズムは、例えば、
基板を支持する複数のフィンガー２９、または複数のウ
ェーハリフトピン２７を含むことができる。乾性ガスを
チャンバに供給するためにその源をチャンバに結合する
ことができる。チャンバは、少なくとも冷却中に、ポン
プによって所定の圧力に排気する。基板を加熱し、冷却
する方法も提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には半導体
デバイスの製造に関し、特定的には基板を加熱及び冷却
する方法及び装置に関する。
デバイスの製造に関し、特定的には基板を加熱及び冷却
する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、1997年７月10日付米国特許出
願第08/891,048号“IMPROVED DEGASSING METHOD AND AP
PARATUS”の部分継続である。
願第08/891,048号“IMPROVED DEGASSING METHOD AND AP
PARATUS”の部分継続である。
【０００３】半導体ウェーハ、フラットパネルディスプ
レイ、及び他の類似基板は、典型的にデバイスの製造中
にそれらの上に堆積された多くの材料層を有している。
一般的に堆積される若干の層（例えば、スピンオンガラ
ス（ＳＯＧ）フィルム）は、汚染物、欠陥、または望ま
しくないミクロ組織を含む可能性があり、これらは適切
な時間にわたって適切な温度で基板を加熱または“焼鈍
する”ことによってそれらの数を減少させるか、または
完全に除去することができる。他の堆積された層（例え
ば、銅フィルム）は時間が経過すると望ましくなく変化
する、または“自己焼鈍”特性を呈する可能性があり、
予測できない堆積層特性（例えば、予測不能な固有抵
抗、応力、粒度、硬さ、等）をもたらす。汚染物、欠
陥、または望ましくないミクロ組織を有しているとして
も、堆積層特性は制御された焼鈍ステップ（例えば、銅
フィルムの場合、Ｎ2、または約96％のＮ2と４％のＨ2
のようなガス中で、200−400℃、15秒−３分間の焼鈍）
によって安定化させ得ることが多い。何等かの焼鈍ステ
ップに続いて、基板上で他のプロセスを遅滞なく遂行で
きるようにするために（即ち、スループットを増大させ
るために）、基板を急速に冷却させることが好ましい。
レイ、及び他の類似基板は、典型的にデバイスの製造中
にそれらの上に堆積された多くの材料層を有している。
一般的に堆積される若干の層（例えば、スピンオンガラ
ス（ＳＯＧ）フィルム）は、汚染物、欠陥、または望ま
しくないミクロ組織を含む可能性があり、これらは適切
な時間にわたって適切な温度で基板を加熱または“焼鈍
する”ことによってそれらの数を減少させるか、または
完全に除去することができる。他の堆積された層（例え
ば、銅フィルム）は時間が経過すると望ましくなく変化
する、または“自己焼鈍”特性を呈する可能性があり、
予測できない堆積層特性（例えば、予測不能な固有抵
抗、応力、粒度、硬さ、等）をもたらす。汚染物、欠
陥、または望ましくないミクロ組織を有しているとして
も、堆積層特性は制御された焼鈍ステップ（例えば、銅
フィルムの場合、Ｎ2、または約96％のＮ2と４％のＨ2
のようなガス中で、200−400℃、15秒−３分間の焼鈍）
によって安定化させ得ることが多い。何等かの焼鈍ステ
ップに続いて、基板上で他のプロセスを遅滞なく遂行で
きるようにするために（即ち、スループットを増大させ
るために）、基板を急速に冷却させることが好ましい。
【０００４】伝統的に、焼鈍は、所望の焼鈍温度までゆ
っくりと余熱しなければならない石英炉において、また
は所望の焼なまし温度まで急速に加熱できる急速熱処理
（ＲＴＰ）システムにおいて遂行される。次いで、焼鈍
された基板は分離した冷却モジュールへ転送される。冷
却モジュールは、伝統的に、冷却された基板支持体を使
用し、熱伝導を高めるためにアルゴンのようなガスを僅
かに戻し充填する。この分離した冷却モジュールは、設
備の費用及び複雑さ、並びに設備の占有床面積を増大さ
せ、加熱システムと冷却システムとの間の基板転送時間
が必要であるために基板スループットを低下させる。従
って、それ程高価格ではなく、それ程複雑ではなく、設
備の占有床面積が小さく、そして伝統的な基板加熱及び
冷却システムに比してスループットを増加させるよう
な、基板を加熱し、冷却するための改善された方法及び
装置に対する要望が存在している。
っくりと余熱しなければならない石英炉において、また
は所望の焼なまし温度まで急速に加熱できる急速熱処理
（ＲＴＰ）システムにおいて遂行される。次いで、焼鈍
された基板は分離した冷却モジュールへ転送される。冷
却モジュールは、伝統的に、冷却された基板支持体を使
用し、熱伝導を高めるためにアルゴンのようなガスを僅
かに戻し充填する。この分離した冷却モジュールは、設
備の費用及び複雑さ、並びに設備の占有床面積を増大さ
せ、加熱システムと冷却システムとの間の基板転送時間
が必要であるために基板スループットを低下させる。従
って、それ程高価格ではなく、それ程複雑ではなく、設
備の占有床面積が小さく、そして伝統的な基板加熱及び
冷却システムに比してスループットを増加させるよう
な、基板を加熱し、冷却するための改善された方法及び
装置に対する要望が存在している。
【０００５】
【発明の概要】従来技術の要望を解消するために、本発
明は、単一のチャンバ内で基板の急速な加熱及び冷却が
可能なチャンバを提供する。分離した冷却モジュールへ
の転送時間が存在しないので、本発明は、設備の費用、
複雑さ、及び占有床面積を減少させ、基板スループット
を増大させる。詳述すれば、本発明のチャンバは、加熱
メカニズムと、冷却メカニズムと、転送メカニズムとを
含んでいる。加熱メカニズムは、それに近接して位置決
めされた基板を加熱するようになっており、加熱メカニ
ズムから離間している冷却メカニズムは、それに近接し
て位置決めされた基板を冷却するようになっており、転
送メカニズムは、基板を、加熱メカニズムに近接する位
置と冷却メカニズムに近接する位置との間で転送するよ
うになっている。本明細書において使用する“近接する
（した）”とは、基板の加熱または冷却するために、十
分な熱エネルギの転送を行うように十分接近しているこ
とをいう。加熱メカニズム及び冷却メカニズムは、好ま
しくは、約１乃至５インチだけ離間させる。
明は、単一のチャンバ内で基板の急速な加熱及び冷却が
可能なチャンバを提供する。分離した冷却モジュールへ
の転送時間が存在しないので、本発明は、設備の費用、
複雑さ、及び占有床面積を減少させ、基板スループット
を増大させる。詳述すれば、本発明のチャンバは、加熱
メカニズムと、冷却メカニズムと、転送メカニズムとを
含んでいる。加熱メカニズムは、それに近接して位置決
めされた基板を加熱するようになっており、加熱メカニ
ズムから離間している冷却メカニズムは、それに近接し
て位置決めされた基板を冷却するようになっており、転
送メカニズムは、基板を、加熱メカニズムに近接する位
置と冷却メカニズムに近接する位置との間で転送するよ
うになっている。本明細書において使用する“近接する
（した）”とは、基板の加熱または冷却するために、十
分な熱エネルギの転送を行うように十分接近しているこ
とをいう。加熱メカニズム及び冷却メカニズムは、好ま
しくは、約１乃至５インチだけ離間させる。
【０００６】加熱メカニズムは、好ましくは、基板を支
持し、支持した基板を所定の温度まで加熱する被加熱基
板支持体を備え、冷却メカニズムは、好ましくは、冷却
板（例えば、水冷式冷却板、または冷媒冷却式冷却板）
を備えている。冷却板内には複数の孔が設けられてお
り、これらの孔は、冷却板に近接して位置決めされてい
る基板にガスが衝突する前に、（ガスを冷却するため
に）ガスが冷却板を通って流れることができるようにす
るものである。
持し、支持した基板を所定の温度まで加熱する被加熱基
板支持体を備え、冷却メカニズムは、好ましくは、冷却
板（例えば、水冷式冷却板、または冷媒冷却式冷却板）
を備えている。冷却板内には複数の孔が設けられてお
り、これらの孔は、冷却板に近接して位置決めされてい
る基板にガスが衝突する前に、（ガスを冷却するため
に）ガスが冷却板を通って流れることができるようにす
るものである。
【０００７】転送メカニズムは、基板を加熱メカニズム
に近接する位置から冷却メカニズムに近接する位置まで
転送し、好ましくは、単軸の線形運動だけを使用して設
備の複雑さ及び費用を更に低下させる。転送メカニズム
は、例えば、基板を支持するための複数の指、または複
数のウェーハリフトピンを有するウェーハリフトフープ
を備えることができる。乾性ガスをチャンバへ供給する
ために、乾性ガス源をチャンバに結合することができ
る。チャンバは、冷却中にチャンバを所定の圧力（例え
ば、約20乃至200トル）まで排気するポンプを含むこと
ができる。これは、発明者らが、距離が短い場合はチャ
ンバ圧力を低下させると良好な熱伝導が得られる（それ
故、冷却メカニズムに近接して位置決めされる基板が冷
却メカニズムによって冷却される）が、距離が大きくな
ると、熱伝導が貧弱になる（それ故、冷却メカニズムに
近接して位置決めされたことによって冷却中の基板が、
遠く離された加熱メカニズムによって加熱されることが
ない）ことを発見したことに基づいている。
に近接する位置から冷却メカニズムに近接する位置まで
転送し、好ましくは、単軸の線形運動だけを使用して設
備の複雑さ及び費用を更に低下させる。転送メカニズム
は、例えば、基板を支持するための複数の指、または複
数のウェーハリフトピンを有するウェーハリフトフープ
を備えることができる。乾性ガスをチャンバへ供給する
ために、乾性ガス源をチャンバに結合することができ
る。チャンバは、冷却中にチャンバを所定の圧力（例え
ば、約20乃至200トル）まで排気するポンプを含むこと
ができる。これは、発明者らが、距離が短い場合はチャ
ンバ圧力を低下させると良好な熱伝導が得られる（それ
故、冷却メカニズムに近接して位置決めされる基板が冷
却メカニズムによって冷却される）が、距離が大きくな
ると、熱伝導が貧弱になる（それ故、冷却メカニズムに
近接して位置決めされたことによって冷却中の基板が、
遠く離された加熱メカニズムによって加熱されることが
ない）ことを発見したことに基づいている。
【０００８】以上の説明から、本発明が単一チャンバ内
において、基板を効率的に加熱（例えば、焼鈍、脱ガ
ス、等）し、そして冷却するための方法を提供している
ことが理解されたであろう。ウェーハ転送時間が短縮さ
れ、占有床面積が小さくなり、そしてより簡単なウェー
ハ運動が使用される。
において、基板を効率的に加熱（例えば、焼鈍、脱ガ
ス、等）し、そして冷却するための方法を提供している
ことが理解されたであろう。ウェーハ転送時間が短縮さ
れ、占有床面積が小さくなり、そしてより簡単なウェー
ハ運動が使用される。
【０００９】本発明の他の目的、特色、及び長所は、以
下の添付図面を参照しての詳細な説明からより完全に理
解されよう。
下の添付図面を参照しての詳細な説明からより完全に理
解されよう。
【００１０】
【実施の形態】図１は、本発明に従って構成された加熱
・冷却装置１１の側断面図である。説明の都合上、本発
明の装置１１の成分を、ある物体を加熱し、及び冷却す
ることに関連して説明することにする。しかしながら、
その物体自体は装置の一部ではないことを理解された
い。
・冷却装置１１の側断面図である。説明の都合上、本発
明の装置１１の成分を、ある物体を加熱し、及び冷却す
ることに関連して説明することにする。しかしながら、
その物体自体は装置の一部ではないことを理解された
い。
【００１１】図１に示すように、加熱・冷却装置１１
は、被加熱基板支持体１５（例えば、抵抗加熱素子１５
ａを有する基板支持体）を含むチャンバ１３を備えてい
る。チャンバ１３は、好ましくは、チャンバを急速排気
できるようにするために（後述）、及び処理ガスの消費
を減少させるために、約５−20リットルの小さい容積を
有している。被加熱基板支持体１５は、処理を遂行する
のに十分な温度範囲（殆どの焼鈍応用の場合、典型的に
は約150−600℃）を有するどのような普通の被加熱基板
支持体（例えば、ステンレス鋼基板支持体）からなるこ
ともできる。ガス入口１７が、乾性ガス（例えば、希ガ
スまたは窒素、好ましくは、数ｐｐｍより少ないＯ2を
有する100％のＮ2、または４％またはそれ以下のＨ2で
希釈され、且つ数ｐｐｍより少ないＯ2を有するＮ2）の
源１９をチャンバ１３に結合する。乾性ガス源１９から
放出されたガスは、ガス入口１７内のゲッターまたは冷
トラップ（図示してない）によって更に“乾燥”させる
ことができる。ガス出口２１がチャンバ１３を真空ポン
プ２３に結合し、真空ポンプ２３は動作中にチャンバ１
３からガスを排出する。
は、被加熱基板支持体１５（例えば、抵抗加熱素子１５
ａを有する基板支持体）を含むチャンバ１３を備えてい
る。チャンバ１３は、好ましくは、チャンバを急速排気
できるようにするために（後述）、及び処理ガスの消費
を減少させるために、約５−20リットルの小さい容積を
有している。被加熱基板支持体１５は、処理を遂行する
のに十分な温度範囲（殆どの焼鈍応用の場合、典型的に
は約150−600℃）を有するどのような普通の被加熱基板
支持体（例えば、ステンレス鋼基板支持体）からなるこ
ともできる。ガス入口１７が、乾性ガス（例えば、希ガ
スまたは窒素、好ましくは、数ｐｐｍより少ないＯ2を
有する100％のＮ2、または４％またはそれ以下のＨ2で
希釈され、且つ数ｐｐｍより少ないＯ2を有するＮ2）の
源１９をチャンバ１３に結合する。乾性ガス源１９から
放出されたガスは、ガス入口１７内のゲッターまたは冷
トラップ（図示してない）によって更に“乾燥”させる
ことができる。ガス出口２１がチャンバ１３を真空ポン
プ２３に結合し、真空ポンプ２３は動作中にチャンバ１
３からガスを排出する。
【００１２】半導体ウェーハ２５は、被加熱基板支持体
１５の上に直接配置することができる。またオプション
として、ウェーハ２５の裏側に沿うガスの流れを促進す
るように、及びウェーハ２５と基板支持体１５とが接触
する可能性を低下させる（それによって、このような接
触による粒子の生成を減少させる）ように、基板支持体
１５から伸びる複数のピン２７（好ましくは３−６本の
ピン、最も好ましくは図１及び２に示すように３本のピ
ン２７ａ−ｃ）によってウェーハ２５を支持する。ピン
の高さを短くすることにより、基板支持体１５からウェ
ーハ２５への熱転送が助長される。好ましくは、ピンの
高さは0.005−0.02インチである。複数のピン２７の配
置が、被加熱基板支持体１５の上面図である図２に明示
されている。加熱中の基板の温度の均一性を改善するた
めに、好ましくは、被加熱基板支持体１５の直径は、加
熱中の基板の直径より大きくする（例えば、８インチの
基板を加熱する場合、９インチの基板支持体が好まし
い）。被加熱基板支持体１５は主として伝導によって
（例えば、もし基板が被加熱基板支持体１５に接触して
いれば直接接触伝導によって、または基板がピン２７上
に載っている場合には、基板支持体１５と基板との間を
流れる窒素のような乾性ガスを通しての伝導によって）
ウェーハを加熱する。もし加熱中にウェーハ２５の裏側
に沿ってガスを流せば、対流加熱成分も使用することが
できる。しかしながら、基板の加熱中に裏側ガス流のよ
うな対流加熱成分を追加しても、典型的には使用される
加熱時間（例えば、約15秒乃至数分）が短く、ウェーハ
２５と被加熱基板支持体１５との間の間隙が小さい（例
えば、0.005−0.02インチ）ので、加熱時間には殆ど影
響を与えないことを見出した。裏側ガス流を使用する場
合には、ガス流によるウェーハの運動を防ぐためのウェ
ーハクランピング（例えば、公知のように部分／全クラ
ンプ環、または静電チャックによる）も必要になる。
１５の上に直接配置することができる。またオプション
として、ウェーハ２５の裏側に沿うガスの流れを促進す
るように、及びウェーハ２５と基板支持体１５とが接触
する可能性を低下させる（それによって、このような接
触による粒子の生成を減少させる）ように、基板支持体
１５から伸びる複数のピン２７（好ましくは３−６本の
ピン、最も好ましくは図１及び２に示すように３本のピ
ン２７ａ−ｃ）によってウェーハ２５を支持する。ピン
の高さを短くすることにより、基板支持体１５からウェ
ーハ２５への熱転送が助長される。好ましくは、ピンの
高さは0.005−0.02インチである。複数のピン２７の配
置が、被加熱基板支持体１５の上面図である図２に明示
されている。加熱中の基板の温度の均一性を改善するた
めに、好ましくは、被加熱基板支持体１５の直径は、加
熱中の基板の直径より大きくする（例えば、８インチの
基板を加熱する場合、９インチの基板支持体が好まし
い）。被加熱基板支持体１５は主として伝導によって
（例えば、もし基板が被加熱基板支持体１５に接触して
いれば直接接触伝導によって、または基板がピン２７上
に載っている場合には、基板支持体１５と基板との間を
流れる窒素のような乾性ガスを通しての伝導によって）
ウェーハを加熱する。もし加熱中にウェーハ２５の裏側
に沿ってガスを流せば、対流加熱成分も使用することが
できる。しかしながら、基板の加熱中に裏側ガス流のよ
うな対流加熱成分を追加しても、典型的には使用される
加熱時間（例えば、約15秒乃至数分）が短く、ウェーハ
２５と被加熱基板支持体１５との間の間隙が小さい（例
えば、0.005−0.02インチ）ので、加熱時間には殆ど影
響を与えないことを見出した。裏側ガス流を使用する場
合には、ガス流によるウェーハの運動を防ぐためのウェ
ーハクランピング（例えば、公知のように部分／全クラ
ンプ環、または静電チャックによる）も必要になる。
【００１３】ウェーハを容易に被加熱基板支持体１５上
に配置するために、及びそれからウェーハを抜き出すた
めに、普通の３−６指ウェーハリフトフープ２９（その
動作は当分野においては、公知である）等が使用され
る。ウェーハリフトフープ２９は基板支持体１５から伸
縮するようになっており（サーボまたはステッパー電動
機によって）、またウェーハ２５の縁の下に伸びる少な
くとも３本の指（番号２９ａ−ｃで示す）を有する型で
ある。従って、ウェーハの昇降中に、ウェーハが３本指
２９ａ−ｃより上の領域と接触することは制限され、粒
子は殆ど生成されない。指２９ａ−ｃの好ましい構成の
特定の詳細に関しては、前記1997年７月10日付米国特許
出願第08/891,048号を参照されたい。代替として、ピン
２７ａ−ｃを電動化して基板支持体１５へ、及びそれか
ら伸縮させることができる。好ましくは、ウェーハリフ
ティングメカニズム（例えば、リフトフープ２９、また
はピン２７）は、基板支持体１５に近接する位置と冷却
板３９との間で伸縮する。
に配置するために、及びそれからウェーハを抜き出すた
めに、普通の３−６指ウェーハリフトフープ２９（その
動作は当分野においては、公知である）等が使用され
る。ウェーハリフトフープ２９は基板支持体１５から伸
縮するようになっており（サーボまたはステッパー電動
機によって）、またウェーハ２５の縁の下に伸びる少な
くとも３本の指（番号２９ａ−ｃで示す）を有する型で
ある。従って、ウェーハの昇降中に、ウェーハが３本指
２９ａ−ｃより上の領域と接触することは制限され、粒
子は殆ど生成されない。指２９ａ−ｃの好ましい構成の
特定の詳細に関しては、前記1997年７月10日付米国特許
出願第08/891,048号を参照されたい。代替として、ピン
２７ａ−ｃを電動化して基板支持体１５へ、及びそれか
ら伸縮させることができる。好ましくは、ウェーハリフ
ティングメカニズム（例えば、リフトフープ２９、また
はピン２７）は、基板支持体１５に近接する位置と冷却
板３９との間で伸縮する。
【００１４】チャンバ１３内へ流入するガスの流量は、
ガス入口１７に沿って作動的に結合されているニードル
弁または流量コントローラ３５（例えば、質量流コント
ローラ）によって制御される。好ましくは、真空ポンプ
２３は、チャンバ１３を急速排気するために約１乃至50
リットル／秒の間のポンピング速度を有する乾式ポンプ
のような粗引きポンプからなる。ガス出口２１は、チャ
ンバ１３からのガス流量を制御するように真空ポンプ２
３に作動的に結合されている空気圧式粗引きポート弁の
ような、そして好ましくはチャンバのパージング中に使
用されるチャンバ排気弁３８のような隔離弁３７を備え
ている。粗引きポンプはチャンバを数ミリトルまたはそ
れより高い圧力まで排気することができるから、加熱・
冷却装置１１の圧力が数ミリトルより低く排気されない
応用（例えば、基板を加熱・冷却装置１１の中へローデ
ィングする前に、または基板を加熱・冷却装置１１と、
数ミリトルまたはそれより高い圧力を使用している他の
処理チャンバとの間で直接的に転送する場合に、加熱・
冷却装置１１を大気圧の窒素のような非酸化ガスに通気
されている独立モジュールとして使用する場合）に粗引
きポンプを単独で使用することができる。しかしなが
ら、数ミリトルより低い圧力（例えば、粗引きポンプ単
独では達することができない圧力）を必要とする応用
（例えば、図５を参照して後述するように加熱・冷却装
置１１を製造ツールと共に使用するか、またはそれ以外
に、基板を加熱・冷却装置１１と数ミリトルより低い圧
力を使用する他の処理チャンバとの間で直接転送する場
合）の場合には、高真空環境とチャンバ１３との間で基
板を転送できるようにするために、クライオポンプのよ
うな高真空ポンプ（図示してない）を使用することがで
きる。
ガス入口１７に沿って作動的に結合されているニードル
弁または流量コントローラ３５（例えば、質量流コント
ローラ）によって制御される。好ましくは、真空ポンプ
２３は、チャンバ１３を急速排気するために約１乃至50
リットル／秒の間のポンピング速度を有する乾式ポンプ
のような粗引きポンプからなる。ガス出口２１は、チャ
ンバ１３からのガス流量を制御するように真空ポンプ２
３に作動的に結合されている空気圧式粗引きポート弁の
ような、そして好ましくはチャンバのパージング中に使
用されるチャンバ排気弁３８のような隔離弁３７を備え
ている。粗引きポンプはチャンバを数ミリトルまたはそ
れより高い圧力まで排気することができるから、加熱・
冷却装置１１の圧力が数ミリトルより低く排気されない
応用（例えば、基板を加熱・冷却装置１１の中へローデ
ィングする前に、または基板を加熱・冷却装置１１と、
数ミリトルまたはそれより高い圧力を使用している他の
処理チャンバとの間で直接的に転送する場合に、加熱・
冷却装置１１を大気圧の窒素のような非酸化ガスに通気
されている独立モジュールとして使用する場合）に粗引
きポンプを単独で使用することができる。しかしなが
ら、数ミリトルより低い圧力（例えば、粗引きポンプ単
独では達することができない圧力）を必要とする応用
（例えば、図５を参照して後述するように加熱・冷却装
置１１を製造ツールと共に使用するか、またはそれ以外
に、基板を加熱・冷却装置１１と数ミリトルより低い圧
力を使用する他の処理チャンバとの間で直接転送する場
合）の場合には、高真空環境とチャンバ１３との間で基
板を転送できるようにするために、クライオポンプのよ
うな高真空ポンプ（図示してない）を使用することがで
きる。
【００１５】チャンバ１３内でのウェーハ加熱に続いて
ウェーハ２５の急速冷却（後述）を遂行するために、水
冷式のまたは冷媒冷却式の冷却板３９（例えば、冷却用
流体源４０から供給される冷却用流体によって、約５乃
至25℃まで冷却することができるアルミニウム冷却板）
が、被加熱基板支持体１５から離れて（例えば、好まし
くは、被加熱基板支持体１５から約１−５インチ離れ
て）配置されている。基板支持体１５及び冷却板３９は
好ましくは互いに対向させて配置し、それらの間に基板
を転送するのに単軸線形運動（例えば、多軸運動程高価
でも、複雑な運動でもない）だけが必要であるようにす
る。実際に、ウェーハリフトメカニズム（例えば、ウェ
ーハリフトフープ２９、またはピン２７）は、ウェーハ
を、基板支持体１５に近接する位置と、冷却板３９に近
接する位置との間で転送するように構成することができ
る。
ウェーハ２５の急速冷却（後述）を遂行するために、水
冷式のまたは冷媒冷却式の冷却板３９（例えば、冷却用
流体源４０から供給される冷却用流体によって、約５乃
至25℃まで冷却することができるアルミニウム冷却板）
が、被加熱基板支持体１５から離れて（例えば、好まし
くは、被加熱基板支持体１５から約１−５インチ離れ
て）配置されている。基板支持体１５及び冷却板３９は
好ましくは互いに対向させて配置し、それらの間に基板
を転送するのに単軸線形運動（例えば、多軸運動程高価
でも、複雑な運動でもない）だけが必要であるようにす
る。実際に、ウェーハリフトメカニズム（例えば、ウェ
ーハリフトフープ２９、またはピン２７）は、ウェーハ
を、基板支持体１５に近接する位置と、冷却板３９に近
接する位置との間で転送するように構成することができ
る。
【００１６】冷却板３９は、好ましくは、当分野におい
ては公知のディフューザー、または0.02−0.1インチ直
径の孔（図１に番号３９ａ−ｎで示してある）を10,000
個まで有するシャワーヘッド設計を使用する。孔３９ａ
−ｎは、ガス（例えば、乾性ガス源１９からの）が冷却
板３９を通過できるように、そしてそれによってガスが
冷却板３９によって冷却され、後述するようにウェーハ
２５の冷却を改善するようにする。チャンバ１３の壁
は、好ましくは、水または冷媒（例えば、純水よりも低
い凝固点を有する50％の脱イオン水／50％のグリコール
溶液）によって冷却し、基板の冷却を更に高める。
ては公知のディフューザー、または0.02−0.1インチ直
径の孔（図１に番号３９ａ−ｎで示してある）を10,000
個まで有するシャワーヘッド設計を使用する。孔３９ａ
−ｎは、ガス（例えば、乾性ガス源１９からの）が冷却
板３９を通過できるように、そしてそれによってガスが
冷却板３９によって冷却され、後述するようにウェーハ
２５の冷却を改善するようにする。チャンバ１３の壁
は、好ましくは、水または冷媒（例えば、純水よりも低
い凝固点を有する50％の脱イオン水／50％のグリコール
溶液）によって冷却し、基板の冷却を更に高める。
【００１７】図１に示すように、ガス入口１７は、被加
熱基板支持体１５に接近して位置決めされている。しか
しながら、代替として、ガス入口１７をチャンバ１３の
上側部分に結合し（破線で示してある）、乾性ガスを冷
却板３９の孔３９ａ−ｎへ、及び／または複数の開口を
有していてガス入口１７から放出されたガスをチャンバ
１３内に拡散させてウェーハ２５の表側上に実質的に均
一な乾性ガスの流れを生じさせるマニホルド（図示して
ない）へ供給することができる。このようなマニホルド
の設計は、ＣＶＤ反応器設計の分野に精通している者に
とっては公知である。米国特許第4,854,263号“Inlet M
anifold and Method for Increasing Gas Disscociaton
and for PECVD of Dielectric Films”に開示されてお
り、本明細書はその特定の入口マニホルドの教示を参照
している。
熱基板支持体１５に接近して位置決めされている。しか
しながら、代替として、ガス入口１７をチャンバ１３の
上側部分に結合し（破線で示してある）、乾性ガスを冷
却板３９の孔３９ａ−ｎへ、及び／または複数の開口を
有していてガス入口１７から放出されたガスをチャンバ
１３内に拡散させてウェーハ２５の表側上に実質的に均
一な乾性ガスの流れを生じさせるマニホルド（図示して
ない）へ供給することができる。このようなマニホルド
の設計は、ＣＶＤ反応器設計の分野に精通している者に
とっては公知である。米国特許第4,854,263号“Inlet M
anifold and Method for Increasing Gas Disscociaton
and for PECVD of Dielectric Films”に開示されてお
り、本明細書はその特定の入口マニホルドの教示を参照
している。
【００１８】本発明の加熱・冷却装置１１は単一のチャ
ンバだけを使用し、または比較的安価な成分（例えば、
被加熱基板支持体１５、水冷式冷却板３９、それらの間
で基板を転送するための好ましくは単軸・線形運動、
等）を使用しているので、分離した冷却モジュールへ基
板を転送するために要する時間が排除されるために、加
熱及び冷却は、少ない占有床面積と増加したスループッ
トで、経済的に遂行される。コントローラＣは、いろい
ろなチャンバ成分（例えば、被加熱基板支持体１５、ウ
ェーハリフトメカニズム２７または２９、流量コントロ
ーラ３５、隔離弁３７、チャンバ排気弁３８、冷却用流
体源４０、チャンバ隔離スリット弁４１，及び転送ステ
ーションウェーハハンドラー４３ａ）に結合され、本発
明のチャンバに以下に説明する本発明の方法を遂行させ
るようにプログラムされている。
ンバだけを使用し、または比較的安価な成分（例えば、
被加熱基板支持体１５、水冷式冷却板３９、それらの間
で基板を転送するための好ましくは単軸・線形運動、
等）を使用しているので、分離した冷却モジュールへ基
板を転送するために要する時間が排除されるために、加
熱及び冷却は、少ない占有床面積と増加したスループッ
トで、経済的に遂行される。コントローラＣは、いろい
ろなチャンバ成分（例えば、被加熱基板支持体１５、ウ
ェーハリフトメカニズム２７または２９、流量コントロ
ーラ３５、隔離弁３７、チャンバ排気弁３８、冷却用流
体源４０、チャンバ隔離スリット弁４１，及び転送ステ
ーションウェーハハンドラー４３ａ）に結合され、本発
明のチャンバに以下に説明する本発明の方法を遂行させ
るようにプログラムされている。
【００１９】動作を説明すると、ウェーハ２５をチャン
バ１３内に配置する前に、チャンバ１３は予め調整され
る。例えば、基板支持体１５を所望の加熱温度（例え
ば、焼鈍または脱ガスの目的で）まで予熱することがで
き、また冷却板３９を所望の冷却温度まで予冷すること
ができる。更に、チャンバを所定の汚染レベル（例え
ば、チャンバ１３内のＯ2残留が10ｐｐｍ以下になるよ
うに）に予め調整するために、チャンバ排気弁３８を開
いて乾性ガス源１９から乾性ガスをチャンバ１３内へ流
入させることによって大気圧においてパージし、チャン
バ１３を粗引きポンプ２３によって所定の真空レベルま
で排気することによって（それらの間に結合されている
隔離弁３７を開いて）１回排気パージし、次いでチャン
バ１３を乾性ガス源１９からの乾性ガスで戻し充填する
ことも、またはチャンバ１３を所定の真空レベルまで排
気し、次いでチャンバ１３を乾性ガス源１９からの乾性
ガスで戻し充填することを繰り返すことによってサイク
ルパージし、汚染レベルを大気圧パージングまたは１回
の排気パージングによって達成可能なレベルを越えて更
に減少させることもできる。
バ１３内に配置する前に、チャンバ１３は予め調整され
る。例えば、基板支持体１５を所望の加熱温度（例え
ば、焼鈍または脱ガスの目的で）まで予熱することがで
き、また冷却板３９を所望の冷却温度まで予冷すること
ができる。更に、チャンバを所定の汚染レベル（例え
ば、チャンバ１３内のＯ2残留が10ｐｐｍ以下になるよ
うに）に予め調整するために、チャンバ排気弁３８を開
いて乾性ガス源１９から乾性ガスをチャンバ１３内へ流
入させることによって大気圧においてパージし、チャン
バ１３を粗引きポンプ２３によって所定の真空レベルま
で排気することによって（それらの間に結合されている
隔離弁３７を開いて）１回排気パージし、次いでチャン
バ１３を乾性ガス源１９からの乾性ガスで戻し充填する
ことも、またはチャンバ１３を所定の真空レベルまで排
気し、次いでチャンバ１３を乾性ガス源１９からの乾性
ガスで戻し充填することを繰り返すことによってサイク
ルパージし、汚染レベルを大気圧パージングまたは１回
の排気パージングによって達成可能なレベルを越えて更
に減少させることもできる。
【００２０】例えば、チャンバ１３内において銅を焼鈍
する場合には、基板支持体を約150−600℃の範囲まで、
より好ましくは約200−400℃の範囲まで加熱し、冷却板
を約５−25℃の範囲まで、より好ましくは約15℃まで冷
却する。銅フィルムは、特に焼鈍中に使用される温度の
ような高温において容易に酸化し、望ましくない酸化銅
領域を形成する。これらの領域は、フィルムの固有抵抗
を劣化させ、それらによって作られる相互接続の接触抵
抗を増加させる。従って、酸素含量を約10ｐｐｍより少
なくするように、チャンバ１３の環境を予め調整するこ
とが好ましい。例えば、チャンバを乾性ガス源１９から
の乾性ガス（数ｐｐｍだけの酸素を有するＮ2、より好
ましくは４％のＨ2（少量のＨ2が酸化物の形成を抑圧す
るので）と、数ｐｐｍだけの酸素とを有する約96％のＮ
2からなる）でパージングまたはサイクルパージングす
る。
する場合には、基板支持体を約150−600℃の範囲まで、
より好ましくは約200−400℃の範囲まで加熱し、冷却板
を約５−25℃の範囲まで、より好ましくは約15℃まで冷
却する。銅フィルムは、特に焼鈍中に使用される温度の
ような高温において容易に酸化し、望ましくない酸化銅
領域を形成する。これらの領域は、フィルムの固有抵抗
を劣化させ、それらによって作られる相互接続の接触抵
抗を増加させる。従って、酸素含量を約10ｐｐｍより少
なくするように、チャンバ１３の環境を予め調整するこ
とが好ましい。例えば、チャンバを乾性ガス源１９から
の乾性ガス（数ｐｐｍだけの酸素を有するＮ2、より好
ましくは４％のＨ2（少量のＨ2が酸化物の形成を抑圧す
るので）と、数ｐｐｍだけの酸素とを有する約96％のＮ
2からなる）でパージングまたはサイクルパージングす
る。
【００２１】チャンバ１３を予め調整した後に、ウェー
ハをチャンバ１３内にロードする、またはそれからアン
ロードするステーション（即ち、転送ステーション４
３）と、チャンバ１３とを結合しているチャンバ隔離ス
リット弁４１を開き、それを通して転送ステーションウ
ェーハハンドラー４３ａを伸ばして被加熱基板支持体１
５の上の位置までウェーハ２５を運搬する。転送ステー
ション４３は、典型的には大気圧（好ましくは、窒素、
またはアルゴン雰囲気のような他の非酸化雰囲気）であ
り、ウェーハ転送中に窒素または他の何等かの非酸化ガ
スで定期的にパージしてチャンバ内に入る酸素の濃度を
低下させることができる。代替として、転送ステーショ
ン４３は（例えば、もし加熱・冷却装置及び／または転
送ステーション４３が減圧された他の処理チャンバに結
合されていれば）、好ましくは低酸素分圧を有する低下
させたチャンバ圧にすることができる。
ハをチャンバ１３内にロードする、またはそれからアン
ロードするステーション（即ち、転送ステーション４
３）と、チャンバ１３とを結合しているチャンバ隔離ス
リット弁４１を開き、それを通して転送ステーションウ
ェーハハンドラー４３ａを伸ばして被加熱基板支持体１
５の上の位置までウェーハ２５を運搬する。転送ステー
ション４３は、典型的には大気圧（好ましくは、窒素、
またはアルゴン雰囲気のような他の非酸化雰囲気）であ
り、ウェーハ転送中に窒素または他の何等かの非酸化ガ
スで定期的にパージしてチャンバ内に入る酸素の濃度を
低下させることができる。代替として、転送ステーショ
ン４３は（例えば、もし加熱・冷却装置及び／または転
送ステーション４３が減圧された他の処理チャンバに結
合されていれば）、好ましくは低酸素分圧を有する低下
させたチャンバ圧にすることができる。
【００２２】スリット弁４１の開きは、好ましくは、ウ
ェーハ２５及びウェーハハンドラー４３ａのブレードを
チャンバ１３内へ、またはそれから運動させるのに必要
な最小面積より大きくせず、それによって転送ステーシ
ョン４３の雰囲気がチャンバ１３の雰囲気に与える衝撃
を最小にする。ウェーハ２５がチャンバ１３へ転送され
る際に汚染物（例えば、銅フィルム焼鈍中の酸素）がチ
ャンバ１３へ入るのを防ぐために、ウェーハ転送中にチ
ャンバ１３を乾性ガス源１９からの乾性ガス（典型的に
は、約５−100 s.l.m.の流量で）パージすることができ
る。これは、転送ステーション４３の雰囲気が清浄でな
い場合（例えば、高い酸素濃度、またはチャンバ１３内
における加熱または冷却中に形成され、ウェーハ２５ま
たはフィルムに影響し得る他の高い不純物濃度を有して
いる場合）には特に重要である。ウェーハリフトフープ
２９が（３本の指２９ａ−ｃによって）ウェーハ２５を
転送ステーションウェーハハンドラー４３ａから持ち上
げ、転送ステーションウェーハハンドラー４３ａが十分
に後退した後にスリット弁４１が閉じ、ウェーハリフト
フープ２９がウェーハを被加熱基板支持体１５上に降下
させる。好ましくは、ウェーハ２５と基板支持体１５と
の間の熱転送を最大にし、ウェーハの加熱時間を最短に
するように、ウェーハ２５は基板支持体１５と（また
は、ピン２７ａ−ｃと）直接接触させる。チャンバ１３
内の圧力は、好ましくは、チャンバ１３を粗引きポンプ
２３からシールする（隔離弁３７によって）ことによっ
て、またはチャンバ排気弁３８を開いて、または粗引き
ポンプ２３を用いてチャンバ１３をポンピング中に乾性
ガスでチャンバ１３をパージすることによって、窒素の
ような非酸化ガスでほぼ大気圧に維持する。チャンバ１
３内のガス圧力が、被加熱基板支持体１５からウェーハ
２５への熱の転送を援助することに注目されたい（前記
1997年７月10日付米国特許出願第08/891,048号参照）。
チャンバ圧力を数トルまたはそれ以下にすると、ウェー
ハ２５と被加熱基板支持体１５との間の熱伝導通路が貧
弱になる。従って、好ましくは、チャンバ圧力が低い場
合にはウェーハ裏側ガスを使用する（例えば、アルゴ
ン、ヘリウム、または窒素裏側ガスを用い、裏側ガスに
よってウェーハが移動するのを防ぐように適切なウェー
ハクランピングを使用する）。
ェーハ２５及びウェーハハンドラー４３ａのブレードを
チャンバ１３内へ、またはそれから運動させるのに必要
な最小面積より大きくせず、それによって転送ステーシ
ョン４３の雰囲気がチャンバ１３の雰囲気に与える衝撃
を最小にする。ウェーハ２５がチャンバ１３へ転送され
る際に汚染物（例えば、銅フィルム焼鈍中の酸素）がチ
ャンバ１３へ入るのを防ぐために、ウェーハ転送中にチ
ャンバ１３を乾性ガス源１９からの乾性ガス（典型的に
は、約５−100 s.l.m.の流量で）パージすることができ
る。これは、転送ステーション４３の雰囲気が清浄でな
い場合（例えば、高い酸素濃度、またはチャンバ１３内
における加熱または冷却中に形成され、ウェーハ２５ま
たはフィルムに影響し得る他の高い不純物濃度を有して
いる場合）には特に重要である。ウェーハリフトフープ
２９が（３本の指２９ａ−ｃによって）ウェーハ２５を
転送ステーションウェーハハンドラー４３ａから持ち上
げ、転送ステーションウェーハハンドラー４３ａが十分
に後退した後にスリット弁４１が閉じ、ウェーハリフト
フープ２９がウェーハを被加熱基板支持体１５上に降下
させる。好ましくは、ウェーハ２５と基板支持体１５と
の間の熱転送を最大にし、ウェーハの加熱時間を最短に
するように、ウェーハ２５は基板支持体１５と（また
は、ピン２７ａ−ｃと）直接接触させる。チャンバ１３
内の圧力は、好ましくは、チャンバ１３を粗引きポンプ
２３からシールする（隔離弁３７によって）ことによっ
て、またはチャンバ排気弁３８を開いて、または粗引き
ポンプ２３を用いてチャンバ１３をポンピング中に乾性
ガスでチャンバ１３をパージすることによって、窒素の
ような非酸化ガスでほぼ大気圧に維持する。チャンバ１
３内のガス圧力が、被加熱基板支持体１５からウェーハ
２５への熱の転送を援助することに注目されたい（前記
1997年７月10日付米国特許出願第08/891,048号参照）。
チャンバ圧力を数トルまたはそれ以下にすると、ウェー
ハ２５と被加熱基板支持体１５との間の熱伝導通路が貧
弱になる。従って、好ましくは、チャンバ圧力が低い場
合にはウェーハ裏側ガスを使用する（例えば、アルゴ
ン、ヘリウム、または窒素裏側ガスを用い、裏側ガスに
よってウェーハが移動するのを防ぐように適切なウェー
ハクランピングを使用する）。
【００２３】次に、基板支持体１５を使用してウェーハ
２５に対する焼鈍、脱ガス、または他の加熱プロセスを
遂行することができる。例えば銅の焼鈍は、被加熱基板
支持体１５の温度、及び望ましい焼鈍、脱ガス、または
他の加熱プロセス持続時間に依存して、約15秒乃至３分
間にわたってウェーハ２５を基板支持体１５と接触させ
続けることによって遂行することができる。加熱・冷却
装置１１を使用して前記1997年７月10日付米国特許出願
第08/891,048号に記載されている脱ガスプロセスのよう
な脱ガスプロセスを遂行するためには、それに必要な低
圧（例えば、１×10-5トル）を達成するために、粗引き
ポンプ２３に加えて、またはそれの代わりに、クライオ
ポンプまたは他の高真空ポンプを設けることが好まし
い。
２５に対する焼鈍、脱ガス、または他の加熱プロセスを
遂行することができる。例えば銅の焼鈍は、被加熱基板
支持体１５の温度、及び望ましい焼鈍、脱ガス、または
他の加熱プロセス持続時間に依存して、約15秒乃至３分
間にわたってウェーハ２５を基板支持体１５と接触させ
続けることによって遂行することができる。加熱・冷却
装置１１を使用して前記1997年７月10日付米国特許出願
第08/891,048号に記載されている脱ガスプロセスのよう
な脱ガスプロセスを遂行するためには、それに必要な低
圧（例えば、１×10-5トル）を達成するために、粗引き
ポンプ２３に加えて、またはそれの代わりに、クライオ
ポンプまたは他の高真空ポンプを設けることが好まし
い。
【００２４】焼鈍、脱ガス、または他の加熱プロセスに
続いてウェーハ２５を冷却させるために、ウェーハリフ
トフープ２９が上昇してウェーハ２５を被加熱基板支持
体１５より上の冷却板３９に近接する位置まで上昇させ
る。図３を参照して後述するように、ウェーハ２５の冷
却速度を最適化するために、好ましくはウェーハ２５の
上面と冷却板３９の底面との間の間隙を約0.02インチ、
即ち約0.5ｍｍより小さくし、好ましくは冷却中のチャ
ンバ１３内の圧力を約20−200トルの間まで減圧させ、
そして冷却板３９を通して（例えば、孔３９ａ−ｎによ
って）乾性ガス源１９から乾性ガスを流して（例えば、
約100−150 s.l.m.の流量で）ウェーハ２５の上面に衝
突する冷たい乾性ガスを発生させることができる。
続いてウェーハ２５を冷却させるために、ウェーハリフ
トフープ２９が上昇してウェーハ２５を被加熱基板支持
体１５より上の冷却板３９に近接する位置まで上昇させ
る。図３を参照して後述するように、ウェーハ２５の冷
却速度を最適化するために、好ましくはウェーハ２５の
上面と冷却板３９の底面との間の間隙を約0.02インチ、
即ち約0.5ｍｍより小さくし、好ましくは冷却中のチャ
ンバ１３内の圧力を約20−200トルの間まで減圧させ、
そして冷却板３９を通して（例えば、孔３９ａ−ｎによ
って）乾性ガス源１９から乾性ガスを流して（例えば、
約100−150 s.l.m.の流量で）ウェーハ２５の上面に衝
突する冷たい乾性ガスを発生させることができる。
【００２５】図３は、以下の表１内にリストしたチャン
バ１３のいろいろな冷却条件におけるウェーハ温度対時
間のグラフである。これらのグラフにプロットされてい
るデータを得るために、基板支持体１５を（例えば、冷
却プロセスの直前に遂行される加熱プロセスをシミュレ
ートするために）350℃の温度まで加熱し、冷却板３９
を25℃の温度まで冷却し、そして基板支持体１５と冷却
板３９との間の距離を約40ｍｍに設定した。ウェーハ
は、ピン２７ａ−ｃを使用せずに、被加熱基板支持体１
５との直接的な接触を維持した。 表 １
バ１３のいろいろな冷却条件におけるウェーハ温度対時
間のグラフである。これらのグラフにプロットされてい
るデータを得るために、基板支持体１５を（例えば、冷
却プロセスの直前に遂行される加熱プロセスをシミュレ
ートするために）350℃の温度まで加熱し、冷却板３９
を25℃の温度まで冷却し、そして基板支持体１５と冷却
板３９との間の距離を約40ｍｍに設定した。ウェーハ
は、ピン２７ａ−ｃを使用せずに、被加熱基板支持体１
５との直接的な接触を維持した。 表 １
【００２６】図３及び表１を併せて見ると理解できるよ
うに、ウェーハと冷却板との間の距離を固定し（例え
ば、曲線３０１−３０３の場合には３ｍｍ）、チャンバ
１３内の圧力を低下させて冷却板３９の孔３９ａ−ｎを
通して乾性ガス（例えば、Ｎ2）を流し、そしてウェー
ハ２５の裏側にも流すと、ウェーハ２５の冷却速度が増
加する。しかしながら、曲線３０４（冷却板の孔３９ａ
−ｎを通してのＮ2パージを行わず、ウェーハ・冷却板
距離を0.25ｍｍにし、そしてチャンバ圧力を760トルの
条件の下で達成された冷却を表す）、及び曲線３０５
（冷却板の孔３９ａ−ｎを通してのＮ2パージを行わ
ず、ウェーハ・冷却板距離を0.45ｍｍにし、そしてチャ
ンバ圧力を47トルの条件の下で達成された冷却を表す）
に示されている冷たい乾性ガスを流すよりも、ウェーハ
２５と冷却板３９との間の距離、及び最適化されたチャ
ンバ圧力の方がウェーハの冷却に重要な役割を果たして
いる。
うに、ウェーハと冷却板との間の距離を固定し（例え
ば、曲線３０１−３０３の場合には３ｍｍ）、チャンバ
１３内の圧力を低下させて冷却板３９の孔３９ａ−ｎを
通して乾性ガス（例えば、Ｎ2）を流し、そしてウェー
ハ２５の裏側にも流すと、ウェーハ２５の冷却速度が増
加する。しかしながら、曲線３０４（冷却板の孔３９ａ
−ｎを通してのＮ2パージを行わず、ウェーハ・冷却板
距離を0.25ｍｍにし、そしてチャンバ圧力を760トルの
条件の下で達成された冷却を表す）、及び曲線３０５
（冷却板の孔３９ａ−ｎを通してのＮ2パージを行わ
ず、ウェーハ・冷却板距離を0.45ｍｍにし、そしてチャ
ンバ圧力を47トルの条件の下で達成された冷却を表す）
に示されている冷たい乾性ガスを流すよりも、ウェーハ
２５と冷却板３９との間の距離、及び最適化されたチャ
ンバ圧力の方がウェーハの冷却に重要な役割を果たして
いる。
【００２７】詳述すれば、発明者らは、冷却中にチャン
バ圧力を低下（例えば、約20−200トル）させると、ウ
ェーハ２５と冷却板３９との間の距離が小さい（例え
ば、0.5ｍｍより小さい）場合にはこの低下させた圧力
が良好な熱伝導を与え続けるので、冷却プロセスが最適
化されることを発見した。同時に、チャンバ圧力を低下
させると、好ましくは約25−125ｍｍだけ分離している
（例えば、基板支持体１５と冷却板３９との間が約25−
125ｍｍ）被加熱基板支持体１５からウェーハ２５への
熱転送が抑えられることも発見した。図３から解るよう
に、350℃からの冷却には、使用する冷却条件に依存し
て約20秒のような長い時間が必要であるが、最適冷却条
件（例えば、47トルのチャンバ圧力、0.45ｍｍのウェー
ハ・冷却板距離）の場合には約５秒に短縮させることが
できる。曲線３０１と３０２を比較すると解るように、
冷却板３９ａ−ｎを通してガスを流すことによって対流
冷却成分を追加しても、冷却中に被加熱基板支持体１５
とウェーハ２５との間の熱伝導を減少させるよりも、冷
却に与える衝撃は少ない。加熱におけると同様に、冷却
においても主として伝導が優勢に現れる。
バ圧力を低下（例えば、約20−200トル）させると、ウ
ェーハ２５と冷却板３９との間の距離が小さい（例え
ば、0.5ｍｍより小さい）場合にはこの低下させた圧力
が良好な熱伝導を与え続けるので、冷却プロセスが最適
化されることを発見した。同時に、チャンバ圧力を低下
させると、好ましくは約25−125ｍｍだけ分離している
（例えば、基板支持体１５と冷却板３９との間が約25−
125ｍｍ）被加熱基板支持体１５からウェーハ２５への
熱転送が抑えられることも発見した。図３から解るよう
に、350℃からの冷却には、使用する冷却条件に依存し
て約20秒のような長い時間が必要であるが、最適冷却条
件（例えば、47トルのチャンバ圧力、0.45ｍｍのウェー
ハ・冷却板距離）の場合には約５秒に短縮させることが
できる。曲線３０１と３０２を比較すると解るように、
冷却板３９ａ−ｎを通してガスを流すことによって対流
冷却成分を追加しても、冷却中に被加熱基板支持体１５
とウェーハ２５との間の熱伝導を減少させるよりも、冷
却に与える衝撃は少ない。加熱におけると同様に、冷却
においても主として伝導が優勢に現れる。
【００２８】冷却プロセスに続いて、チャンバ１３は、
約760トル（１気圧）の圧力まで乾性ガス源１９からの
乾性ガスが通気されるか、または製造システム内へウェ
ーハを転送する（図５を参照して後述する）ために要求
される圧力まで排気される。チャンバ隔離スリット弁４
１が開き、転送ステーションウェーハハンドラー４３ａ
がチャンバ１３内に到達してウェーハ２５の下に伸び
る。次いで、ウェーハリフトフープ２９が降下し（ウェ
ーハ２５をウェーハハンドラー４３ａへ転送する）、ウ
ェーハハンドラー４３ａが後退してウェーハ２５を転送
ステーション４３へ運ぶ。ウェーハ２５を転送ステーシ
ョン４３から転送する際に転送ステーション４３からの
汚染物がチャンバ１３内に入るのを防ぐために、チャン
バ１３は、スリット弁４１が開いている間に乾性ガス源
１９からの乾性ガスで（典型的には約5−100 s.l.m.の
流量で）絶えずパージすることができる。ウェーハハン
ドラー４３ａがチャンバ１３から後退した後にスリット
弁４１が閉じ、チャンバ１３のパージング（もし遂行さ
れていれば）を停止させることができる。
約760トル（１気圧）の圧力まで乾性ガス源１９からの
乾性ガスが通気されるか、または製造システム内へウェ
ーハを転送する（図５を参照して後述する）ために要求
される圧力まで排気される。チャンバ隔離スリット弁４
１が開き、転送ステーションウェーハハンドラー４３ａ
がチャンバ１３内に到達してウェーハ２５の下に伸び
る。次いで、ウェーハリフトフープ２９が降下し（ウェ
ーハ２５をウェーハハンドラー４３ａへ転送する）、ウ
ェーハハンドラー４３ａが後退してウェーハ２５を転送
ステーション４３へ運ぶ。ウェーハ２５を転送ステーシ
ョン４３から転送する際に転送ステーション４３からの
汚染物がチャンバ１３内に入るのを防ぐために、チャン
バ１３は、スリット弁４１が開いている間に乾性ガス源
１９からの乾性ガスで（典型的には約5−100 s.l.m.の
流量で）絶えずパージすることができる。ウェーハハン
ドラー４３ａがチャンバ１３から後退した後にスリット
弁４１が閉じ、チャンバ１３のパージング（もし遂行さ
れていれば）を停止させることができる。
【００２９】図４は、図１の加熱・冷却装置１１内にお
ける典型的な焼鈍及び冷却プロセス中のウェーハ温度対
時間のグラフである。基板支持体１５は、340℃の温度
に予熱されている。冷却板３９は25℃の温度に予冷さ
れ、チャンバ１３は約10ｐｐｍより少ない酸素を含むよ
うに予め調整されている（例えば、前述したようにチャ
ンバ１３をパージ、またはサイクルパージすることによ
って）。チャンバ１３は、好ましくは、窒素のような乾
性ガスで約760トルの圧力に戻し充填されている。図４
の時点１においてウェーハ２５は、ウェーハリフトフー
プ２９によって被加熱基板支持体１５上に直接配置され
（ピン２７ａ−ｃを使用せずに）、時点１と２との間に
焼鈍が遂行される（例えば、約760トルのチャンバ圧力
で）。時点２においてウェーハ２５は、ウェーハリフト
フープ２９によって被加熱基板支持体１５から持ち上げ
られ、時点３において冷却板３９に近接する位置（例え
ば、冷却板３９から約0.45ｍｍ）に到着し、ウェーハ冷
却サイクルが開始される。時点４において、粗引きポン
プ２３がチャンバ１３の排気を開始する。この排気は、
チャンバ１３内の圧力が約47トルに到達する時点５まで
継続する。チャンバ１３の圧力が約47トルに到達する
と、ウェーハ２５は急速に冷却し始める（時点５と６と
の間）。時点６において冷却プロセスが終了し、チャン
バ１３は乾性ガス源１９からの乾性ガス（例えば、
Ｎ2）で大気圧まで通気される（または、図５を参照し
て後述するように排気される）。時点７にチャンバ隔離
スリット弁４１が開き、ウェーハ２５は前述したように
チャンバ１３から抜き出される。もし望むならば、時点
４の前に（例えば、ウェーハを基板支持体１５から冷却
板３９へ転送中に）粗引きポンプ２３によってチャンバ
１３を排気することができる。しかしながら、発明者ら
は、ウェーハ２５が冷却板３９に到達するまでチャンバ
１３の排気を遂行しない場合に、冷却がより効率的（例
えば、より高速）であることを発見した。
ける典型的な焼鈍及び冷却プロセス中のウェーハ温度対
時間のグラフである。基板支持体１５は、340℃の温度
に予熱されている。冷却板３９は25℃の温度に予冷さ
れ、チャンバ１３は約10ｐｐｍより少ない酸素を含むよ
うに予め調整されている（例えば、前述したようにチャ
ンバ１３をパージ、またはサイクルパージすることによ
って）。チャンバ１３は、好ましくは、窒素のような乾
性ガスで約760トルの圧力に戻し充填されている。図４
の時点１においてウェーハ２５は、ウェーハリフトフー
プ２９によって被加熱基板支持体１５上に直接配置され
（ピン２７ａ−ｃを使用せずに）、時点１と２との間に
焼鈍が遂行される（例えば、約760トルのチャンバ圧力
で）。時点２においてウェーハ２５は、ウェーハリフト
フープ２９によって被加熱基板支持体１５から持ち上げ
られ、時点３において冷却板３９に近接する位置（例え
ば、冷却板３９から約0.45ｍｍ）に到着し、ウェーハ冷
却サイクルが開始される。時点４において、粗引きポン
プ２３がチャンバ１３の排気を開始する。この排気は、
チャンバ１３内の圧力が約47トルに到達する時点５まで
継続する。チャンバ１３の圧力が約47トルに到達する
と、ウェーハ２５は急速に冷却し始める（時点５と６と
の間）。時点６において冷却プロセスが終了し、チャン
バ１３は乾性ガス源１９からの乾性ガス（例えば、
Ｎ2）で大気圧まで通気される（または、図５を参照し
て後述するように排気される）。時点７にチャンバ隔離
スリット弁４１が開き、ウェーハ２５は前述したように
チャンバ１３から抜き出される。もし望むならば、時点
４の前に（例えば、ウェーハを基板支持体１５から冷却
板３９へ転送中に）粗引きポンプ２３によってチャンバ
１３を排気することができる。しかしながら、発明者ら
は、ウェーハ２５が冷却板３９に到達するまでチャンバ
１３の排気を遂行しない場合に、冷却がより効率的（例
えば、より高速）であることを発見した。
【００３０】加熱・冷却装置１１は、複数の処理チャン
バを結合することも、または製造システムの一部として
使用することもできる（製造システムから分離された）
独立型加熱・冷却システムとして使用することができ
る。例えば、図５は、図１の本発明の加熱・冷却装置を
使用する製造システム４５の上面図である。製造システ
ム４５は、少なくとも第１のロードロック４７、少なく
とも１つの処理チャンバ４９、少なくとも１つのウェー
ハハンドラー５１、及び本発明の加熱・冷却装置１１を
備えている。少なくとも１つのウェーハハンドラー５１
は、第１のロードロック４７、処理チャンバ４９、及び
本発明の加熱・冷却装置１１を結合する転送チャンバ５
３内に存在している。
バを結合することも、または製造システムの一部として
使用することもできる（製造システムから分離された）
独立型加熱・冷却システムとして使用することができ
る。例えば、図５は、図１の本発明の加熱・冷却装置を
使用する製造システム４５の上面図である。製造システ
ム４５は、少なくとも第１のロードロック４７、少なく
とも１つの処理チャンバ４９、少なくとも１つのウェー
ハハンドラー５１、及び本発明の加熱・冷却装置１１を
備えている。少なくとも１つのウェーハハンドラー５１
は、第１のロードロック４７、処理チャンバ４９、及び
本発明の加熱・冷却装置１１を結合する転送チャンバ５
３内に存在している。
【００３１】動作を説明すると、少なくとも１つのウェ
ーハを収容しているウェーハキャリヤーが第１のロード
ロック４７内にロードされる。第１のロードロック４７
は、典型的には処理チャンバ４９内で遂行されるプロセ
スによってセットされる所望の真空レベルに排気される
（例えば、低ｋ誘電体堆積のような亜大気圧ＣＶＤプロ
セスの場合には大気圧より僅かに低く、ＰＶＤプロセス
の場合には低圧である等）。もし本発明の加熱・冷却装
置１１を焼鈍だけに使用するのであれば、ウェーハハン
ドラー５１は第１のウェーハを第１のロードロック４７
から抜き出し、それを処理チャンバ４９へ輸送する。焼
鈍可能なプロセス（例えば、低ｋ誘電体フィルム堆積
等）がウェーハに対して遂行され、ウェーハはウェーハ
ハンドラー５１によって本発明の加熱・冷却装置１１へ
転送される。チャンバ１３上のスリット弁４１（図１）
のようなシール可能なポートが開き、前述したように、
ウェーハハンドラー５１がチャンバ１３内に進入して第
１のウェーハを被加熱基板支持体１５上に載せることが
できるようになる。ウェーハハンドラー５１が後退する
と、スリット弁４１が閉じる。次いでウェーハは、図１
−４を参照して説明したように、本発明に従って加熱及
び冷却される。加熱及び冷却の後に、ウェーハは第１の
ロードロック４７へ戻される。このシーケンスは、ウェ
ーハキャリヤー内の各ウェーハが処理され、第１のロー
ドロック４７へ戻されてしまうまで繰り返される。
ーハを収容しているウェーハキャリヤーが第１のロード
ロック４７内にロードされる。第１のロードロック４７
は、典型的には処理チャンバ４９内で遂行されるプロセ
スによってセットされる所望の真空レベルに排気される
（例えば、低ｋ誘電体堆積のような亜大気圧ＣＶＤプロ
セスの場合には大気圧より僅かに低く、ＰＶＤプロセス
の場合には低圧である等）。もし本発明の加熱・冷却装
置１１を焼鈍だけに使用するのであれば、ウェーハハン
ドラー５１は第１のウェーハを第１のロードロック４７
から抜き出し、それを処理チャンバ４９へ輸送する。焼
鈍可能なプロセス（例えば、低ｋ誘電体フィルム堆積
等）がウェーハに対して遂行され、ウェーハはウェーハ
ハンドラー５１によって本発明の加熱・冷却装置１１へ
転送される。チャンバ１３上のスリット弁４１（図１）
のようなシール可能なポートが開き、前述したように、
ウェーハハンドラー５１がチャンバ１３内に進入して第
１のウェーハを被加熱基板支持体１５上に載せることが
できるようになる。ウェーハハンドラー５１が後退する
と、スリット弁４１が閉じる。次いでウェーハは、図１
−４を参照して説明したように、本発明に従って加熱及
び冷却される。加熱及び冷却の後に、ウェーハは第１の
ロードロック４７へ戻される。このシーケンスは、ウェ
ーハキャリヤー内の各ウェーハが処理され、第１のロー
ドロック４７へ戻されてしまうまで繰り返される。
【００３２】もし本発明の加熱・冷却装置１１を脱ガス
のために使用するのであれば、上記シーケンスが反転さ
れる。各ウェーハは第１のロードロック４７から本発明
の加熱・冷却装置１１へ輸送され、その中で脱ガスされ
る。次いで、各ウェーハは、本発明の加熱・冷却装置１
１から処理チャンバ４９へ転送され、ウェーハに対して
処理が遂行され、そして処理チャンバ４９から第１のロ
ードロック４７へ転送される（直接的に、または冷却ス
テップの後に、または加熱・冷却装置１１内においてウ
ェーハに対して遂行される焼鈍及び冷却ステップの後
に）。脱ガスステップを必要とする多くのプロセス（例
えば、ＰＶＤプロセス）が、高真空レベルをも必要とす
ることに注目されたい。従って、加熱・冷却装置１１に
は、製造システム４５が要求する高真空レベル（処理チ
ャンバ４９によってセットされる）に到達するように、
粗引きポンプの他にクライオポンプを設ける必要があろ
う。
のために使用するのであれば、上記シーケンスが反転さ
れる。各ウェーハは第１のロードロック４７から本発明
の加熱・冷却装置１１へ輸送され、その中で脱ガスされ
る。次いで、各ウェーハは、本発明の加熱・冷却装置１
１から処理チャンバ４９へ転送され、ウェーハに対して
処理が遂行され、そして処理チャンバ４９から第１のロ
ードロック４７へ転送される（直接的に、または冷却ス
テップの後に、または加熱・冷却装置１１内においてウ
ェーハに対して遂行される焼鈍及び冷却ステップの後
に）。脱ガスステップを必要とする多くのプロセス（例
えば、ＰＶＤプロセス）が、高真空レベルをも必要とす
ることに注目されたい。従って、加熱・冷却装置１１に
は、製造システム４５が要求する高真空レベル（処理チ
ャンバ４９によってセットされる）に到達するように、
粗引きポンプの他にクライオポンプを設ける必要があろ
う。
【００３３】以上の説明は、本発明の好ましい実施の形
態だけに対してなされているが、当分野に精通していれ
ば、本発明の範囲内において上述した装置及び方法の変
更は明白であろう。例えば、本発明の加熱・冷却装置の
成分、及び上述した構成は現在では好ましいものである
が、本発明の範囲内において多くの変更がなされるかも
知れない。例えば、加熱をチャンバ１３の上側、即ち第
１の側部分において遂行し、冷却をチャンバ１３の下
側、即ち第２の側部分において遂行することができる。
ニードル弁または流量コントローラ、及び隔離弁は、手
動で調整することもできるが、好ましくはコンピュータ
制御する。基板支持体１５は、抵抗加熱することも、ラ
ンプ（例えば、チャンバ１３の内側または外側に設けた
赤外ランプ）により加熱することも、下側から加熱する
ことも、または他の公知の加熱メカニズムによって加熱
することもできる。
態だけに対してなされているが、当分野に精通していれ
ば、本発明の範囲内において上述した装置及び方法の変
更は明白であろう。例えば、本発明の加熱・冷却装置の
成分、及び上述した構成は現在では好ましいものである
が、本発明の範囲内において多くの変更がなされるかも
知れない。例えば、加熱をチャンバ１３の上側、即ち第
１の側部分において遂行し、冷却をチャンバ１３の下
側、即ち第２の側部分において遂行することができる。
ニードル弁または流量コントローラ、及び隔離弁は、手
動で調整することもできるが、好ましくはコンピュータ
制御する。基板支持体１５は、抵抗加熱することも、ラ
ンプ（例えば、チャンバ１３の内側または外側に設けた
赤外ランプ）により加熱することも、下側から加熱する
ことも、または他の公知の加熱メカニズムによって加熱
することもできる。
【００３４】基板は、基板支持体１５に接触させること
によって、または単に基板支持体１５に近接させて保持
することによって加熱することができる。同様に、基板
は、冷却板３９に接触させることによって、または単に
冷却板３９に密に近接させて保持することによって冷却
することができる。冷却板３９の代わりに、冷却された
基板支持体または他の冷却メカニズムを使用することが
できる。加熱及び／または冷却は、大気圧の、またはそ
れより僅かに高いチャンバ圧力で、または低いチャンバ
圧で、且つ冷却板３９を通してガスを流しながら、また
は流さずに遂行することができる。
によって、または単に基板支持体１５に近接させて保持
することによって加熱することができる。同様に、基板
は、冷却板３９に接触させることによって、または単に
冷却板３９に密に近接させて保持することによって冷却
することができる。冷却板３９の代わりに、冷却された
基板支持体または他の冷却メカニズムを使用することが
できる。加熱及び／または冷却は、大気圧の、またはそ
れより僅かに高いチャンバ圧力で、または低いチャンバ
圧で、且つ冷却板３９を通してガスを流しながら、また
は流さずに遂行することができる。
【００３５】ウェーハリフトメカニズムは電動化するこ
とも、空気圧式にすることもでき、または他の公知のリ
フティングメカニズム（例えば、ウェーハハンドラー４
３ａのようなウェーハハンドラー）を使用することもで
きる。ウェーハは加熱され、次いでリフトメカニズムに
よって冷却メカニズムに近接した位置へ転送される。１
つのこのような支持メカニズム、及びそれへの転送プロ
セスが1997年６月４日付米国特許出願第08/869,111号に
開示されている。更に、ウェーハ以外の多くの対象（例
えば、液晶ディスプレイパネル、及びガラス板）が本発
明のプロセスの恩恵を受けることができる。窒素に加え
て、アルゴン、ヘリウム等のような他の非酸化ガスも、
基板の加熱、冷却及び／または転送中の、またはチャン
バ遊休中の、チャンバ１３の雰囲気の全て、または一部
を形成することができる。
とも、空気圧式にすることもでき、または他の公知のリ
フティングメカニズム（例えば、ウェーハハンドラー４
３ａのようなウェーハハンドラー）を使用することもで
きる。ウェーハは加熱され、次いでリフトメカニズムに
よって冷却メカニズムに近接した位置へ転送される。１
つのこのような支持メカニズム、及びそれへの転送プロ
セスが1997年６月４日付米国特許出願第08/869,111号に
開示されている。更に、ウェーハ以外の多くの対象（例
えば、液晶ディスプレイパネル、及びガラス板）が本発
明のプロセスの恩恵を受けることができる。窒素に加え
て、アルゴン、ヘリウム等のような他の非酸化ガスも、
基板の加熱、冷却及び／または転送中の、またはチャン
バ遊休中の、チャンバ１３の雰囲気の全て、または一部
を形成することができる。
【００３６】以上に、本発明を好ましい実施の形態に関
して説明したが、他の実施の形態も特許請求の範囲に記
載されている本発明の思想及び範囲内にあるものと理解
すべきである。
して説明したが、他の実施の形態も特許請求の範囲に記
載されている本発明の思想及び範囲内にあるものと理解
すべきである。
【図１】本発明に従って構成された加熱・冷却装置の側
断面図である。
断面図である。
【図２】図１の加熱・冷却装置の基板支持体の上面図で
ある。
ある。
【図３】図１の加熱・冷却装置におけるいろいろな冷却
条件の下でのウェーハ温度対時間のグラフである。
条件の下でのウェーハ温度対時間のグラフである。
【図４】図１の加熱・冷却装置における典型的な焼鈍及
び冷却プロセス中のウェーハ温度対時間のグラフであ
る。
び冷却プロセス中のウェーハ温度対時間のグラフであ
る。
【図５】図１の本発明の加熱・冷却装置を使用する製造
ツールの上面図である。
ツールの上面図である。
１１ 加熱・冷却装置 １３ チャンバ １５ 被加熱基板支持体 １７ ガス入口 １９ 乾性ガス源 ２１ ガス出口 ２３ 真空ポンプ ２５ 半導体ウェーハ ２７ ピン ２９ ウェーハリフトフープ ３５ 流量コントローラ ３７ 隔離弁 ３８ チャンバ排気弁 ４０ 冷却用流体源 ４１ チャンバ隔離スリット弁 ４３ 転送ステーション ４３ａ 転送ステーションウェーハハンドラー ４５ 製造システム ４７ 第１のロードロック ４９ 処理チャンバ ５１ ウェーハハンドラー ５３ 転送チャンバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホー セオン シン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94040 マウンティン ヴィユー ウイッ ツ ロード 105 (72)発明者 ロビン チエウン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ タルジタ プレ イス 21428 (72)発明者 イゴー コーガン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94121 サンフランシスコ ゲアリー ブ ールヴァード 7144
Claims (29)
- 【請求項１】 基板を加熱及び冷却するチャンバであっ
て、 近接して位置決めされる上記基板を加熱する加熱メカニ
ズムと、 上記加熱メカニズムから離間していて、近接して位置決
めされる上記基板を冷却する冷却メカニズムと、 上記基板を、上記加熱メカニズムに近接する位置と、上
記冷却メカニズムに近接する位置との間で転送する転送
メカニズムと、を備えていることを特徴とするチャン
バ。 - 【請求項２】 上記加熱メカニズムは、被加熱基板支持
体を備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャ
ンバ。 - 【請求項３】 上記被加熱基板支持体は、上記基板を支
持し、且つ上記支持した基板を所定の温度に加熱するよ
うになっていることを特徴とする請求項２に記載のチャ
ンバ。 - 【請求項４】 上記加熱メカニズム及び冷却メカニズム
は、約１乃至５インチだけ離間していることを特徴とす
る請求項１に記載のチャンバ。 - 【請求項５】 上記冷却メカニズムは、冷却板からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。 - 【請求項６】 上記冷却板は、水冷式冷却板及び冷媒冷
却式冷却板からなるグループから選択された冷却板から
なることを特徴とする請求項５に記載のチャンバ。 - 【請求項７】 上記冷却板は、上記冷却板を通してガス
を流し、上記ガスを冷却できるようにする複数の孔を含
むことを特徴とする請求項５に記載のチャンバ。 - 【請求項８】 上記冷却板は、約５乃至25℃の間で冷却
できることを特徴とする請求項５に記載のチャンバ。 - 【請求項９】 上記転送メカニズムは、複数のウェーハ
リフトピンを備えていることを特徴とする請求項１に記
載のチャンバ。 - 【請求項１０】 上記転送メカニズムは、上記加熱メカ
ニズムに近接して位置決めされている上記基板を、上記
冷却メカニズムから約0.02インチより近い位置へ転送す
るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の
チャンバ。 - 【請求項１１】 上記チャンバに結合され、上記チャン
バへ乾性ガスを供給するようになっている乾性ガス源を
更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャ
ンバ。 - 【請求項１２】 上記乾性ガスは、ほぼ100％のＮ2と、
共に約５ｐｐｍより少ないＯ2を有する約96％またはそ
れ以上のＮ2及び４％またはそれ以下のＨ2とからなるグ
ループから選択された乾性ガスからなることを特徴とす
る請求項１１に記載のチャンバ。 - 【請求項１３】 上記冷却メカニズムは、上記冷却メカ
ニズムを通してガスを流して上記ガスを冷却できるよう
にする複数の孔を含み、上記乾性ガス源は、上記冷却メ
カニズムに結合されていて上記冷却メカニズムの複数の
孔を通して乾性ガスを供給するようになっていることを
特徴とする請求項１１に記載のチャンバ。 - 【請求項１４】 複数の孔を有するマニホルドを更に備
え、上記複数の孔は上記マニホルドを通してガスを流し
て上記ガスを拡散させることができるようになってお
り、上記乾性ガス源は上記マニホルドに結合されていて
上記マニホルドを通して流れる乾性ガスを供給するよう
になっていることを特徴とする請求項１１に記載のチャ
ンバ。 - 【請求項１５】 上記チャンバに結合され、上記チャン
バを所定の圧力まで排気するようになっているポンプを
更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャ
ンバ。 - 【請求項１６】 上記チャンバに結合されているコント
ローラを有し、上記コントローラは、上記基板を上記冷
却メカニズムを用いて冷却中に、上記ポンプに上記チャ
ンバを所定の圧力まで排気させるようにプログラムされ
ていることを特徴とする請求項１５に記載のチャンバ。 - 【請求項１７】 上記所定の圧力は、約20乃至200トル
の間であることを特徴とする請求項１６に記載のチャン
バ。 - 【請求項１８】 製造システムであって、 少なくとも１つのロードロックと、 上記少なくとも１つのロードロックに結合されている転
送チャンバと、 上記転送チャンバに結合されている少なくとも１つの処
理チャンバと、 上記転送チャンバに結合されている請求項１に記載のチ
ャンバと、 上記転送チャンバ内に配置され、基板を上記少なくとも
１つのロードロック、上記少なくとも１つの処理チャン
バ、及び請求項１に記載のチャンバの間で転送するよう
になっているウェーハハンドラーと、を備えていること
を特徴とする製造システム。 - 【請求項１９】 基板を加熱及び冷却する方法であっ
て、 加熱メカニズム及び冷却メカニズムを有するチャンバを
準備するステップと、 上記チャンバ内へ上記基板をロードするステップと、 上記基板を上記加熱メカニズムに近接させて位置決めす
るステップと、 上記基板を上記加熱メカニズムを用いて加熱するステッ
プと、 上記基板を上記加熱メカニズムに近接する位置から上記
冷却メカニズムに近接する位置まで転送するステップ
と、 上記基板を上記冷却メカニズムを用いて冷却するステッ
プと、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 上記基板を上記加熱メカニズムに近接
させて位置決めするステップは、上記基板を被加熱基板
支持体上に配置することからなることを特徴とする請求
項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 上記基板を上記加熱メカニズムに近接
する位置から上記冷却メカニズムに近接する位置まで転
送するステップは、上記基板を上記加熱メカニズムに近
接するある位置から、ある冷却メカニズムに近接するあ
る位置まで転送することからなることを特徴とする請求
項１９に記載の方法。 - 【請求項２２】 上記基板を上記加熱メカニズムに近接
する位置から上記冷却メカニズムに近接する位置まで転
送するステップは、上記基板を上記加熱メカニズムに近
接するある位置から、上記冷却メカニズムから約0.02イ
ンチより近い位置まで転送することからなることを特徴
とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２３】 上記基板を上記冷却メカニズムを用い
て冷却するステップは、上記基板を約５乃至25℃の間の
温度を有する上記冷却メカニズムを用いて冷却すること
からなることを特徴とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２４】 上記基板の加熱及び冷却の少なくとも
一方を遂行中に、上記チャンバ内へ乾性ガスを流すステ
ップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方
法。 - 【請求項２５】 上記基板を冷却中に、上記冷却メカニ
ズム内の複数の孔を通して乾性ガスを流すステップを更
に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２６】 上記基板を冷却中に、上記チャンバを
所定の圧力まで排気するステップを更に含むことを特徴
とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２７】 上記基板を冷却中に上記チャンバを所
定の圧力まで排気するステップは、上記基板を冷却中
に、上記チャンバを約20乃至200トルの間まで排気する
ことからなることを特徴とする請求項２６に記載の方
法。 - 【請求項２８】 上記基板を上記加熱メカニズムを用い
て加熱するステップは、上記基板を焼鈍することからな
ることを特徴とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２９】 上記基板を上記加熱メカニズムを用い
て加熱するステップは、上記基板を脱ガスすることから
なることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
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