JP2009049061A - Device and method for processing semiconductor wafer - Google Patents

Device and method for processing semiconductor wafer Download PDF

Info

Publication number
JP2009049061A
JP2009049061A JP2007211405A JP2007211405A JP2009049061A JP 2009049061 A JP2009049061 A JP 2009049061A JP 2007211405 A JP2007211405 A JP 2007211405A JP 2007211405 A JP2007211405 A JP 2007211405A JP 2009049061 A JP2009049061 A JP 2009049061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
cooling
wafer
mounting table
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007211405A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruyoshi Tanada
治良 棚田
Tetsuya Hattori
哲也 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2007211405A priority Critical patent/JP2009049061A/en
Publication of JP2009049061A publication Critical patent/JP2009049061A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for processing a semiconductor wafer avoiding wafer contamination and efficiently cooling a mounting pedestal of the semiconductor wafer after heating, thereby improving the throughput. <P>SOLUTION: The device 1 for processing the semiconductor wafer includes: a chamber 3 for housing the semiconductor wafer W; and the wafer mounting pedestal 5 provided in the chamber 3 and having a mounting surface 7 for mounting the semiconductor wafer W. The device 1 for processing the semiconductor wafer processes the semiconductor wafer W in the chamber 3 by heating the mounting surface 7, while heating the semiconductor wafer W. The device 1 also includes a mounting-surface-cooling part 21 for cooling the mounting surface 7, and the mounting-surface-cooling part 21 has a cooling gas path 23 embedded in the wafer mounting pedestal 5 to get the gas for cooling through. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、チャンバ内で半導体ウエハの処理を行う半導体ウエハ処理装置及び半導体ウエハ処理方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method for processing a semiconductor wafer in a chamber.

従来、このような分野の技術として、例えば、下記特許文献1に記載のドライエッチング装置が知られている。この種の半導体ウエハ処理においては、半導体ウエハを加熱しながら処理を行うために、ウエハを載置する載置台をヒータ等で加熱する場合もある。このような場合、スループットを高めるためには、載置台の昇温速度及び降温速度を大きくすることが要求される。昇温速度はヒーター容量を上げることで比較的容易に向上することが可能であるが、降温速度の向上は容易ではない。例えば、載置台の熱容量にもよるが自然冷却では1〜2℃/分程度の降温速度であるので、載置台の数百度以上の降温を自然冷却で行おうとすれば、スループットに大きく影響してくる。そこで、降温速度を上げるために、加熱後の載置台にガスを吹き付けて冷却する方法などが考えられていた。
特開平9−283505号公報
Conventionally, as a technique in such a field, for example, a dry etching apparatus described in Patent Document 1 below is known. In this type of semiconductor wafer processing, in order to perform processing while heating the semiconductor wafer, the mounting table on which the wafer is mounted may be heated by a heater or the like. In such a case, in order to increase the throughput, it is required to increase the temperature increase rate and the temperature decrease rate of the mounting table. The rate of temperature increase can be improved relatively easily by increasing the heater capacity, but the rate of temperature decrease is not easy. For example, although it depends on the heat capacity of the mounting table, the cooling rate is about 1 to 2 ° C./min in natural cooling. come. Therefore, in order to increase the temperature lowering rate, a method of cooling the mounting table after heating by blowing gas has been considered.
JP-A-9-283505

しかしながら、このような冷却方式では、チャンバ内に冷却用のガスが導入されるので、不活性ガスを用いたとしても、チャンバ内やウエハの汚染が問題となる。そして、このような汚染を防ぐには、チャンバ内に導入する不活性ガス等に含まれる不純物微粒子(パーチクル)を除去するために、高密度のフィルタ等を設置する必要があり、装置が複雑化してしまう。また、高密度フィルタを用いても、完全に混入パーチクルを除去することは困難である。また、このような方式は必ずしも冷却効率の良い方式ではなく、ガス流量を上げれば更に汚染が増すという悪循環にも陥る。   However, in such a cooling system, since a cooling gas is introduced into the chamber, contamination of the chamber and the wafer becomes a problem even when an inert gas is used. In order to prevent such contamination, it is necessary to install a high-density filter or the like in order to remove impurity fine particles (particles) contained in the inert gas introduced into the chamber, which complicates the apparatus. End up. Moreover, even if a high density filter is used, it is difficult to completely remove the mixed particles. Moreover, such a system is not necessarily a system with good cooling efficiency, and it also falls into a vicious circle in which contamination increases with increasing gas flow rate.

また、載置台を冷却する他の方式としては、載置台に水冷管を設けて冷却水を循環させる水冷方式なども考えられる。しかし、載置台が高温の時に水を供給すると水が沸騰し水冷管が損傷する可能性があるので、ある程度の温度(200℃程度)まで低下してから水を供給することになる。つまり、載置台を200℃以上の高温に加熱した場合、200℃までは、実質、自然冷却となる。また、200℃まで低下した後に水を供給することとしても、水の蒸気圧に対応した水冷管部材の強固化等の措置が必要となる。また、半導体ウエハを回転させるために載置台が回転機構をもつ場合にあっては、水冷管の接続にロータリージョイント等を用いる必要があると共に、水漏れ対策にも費用がかかるので、設備コストに大きく影響する。また、再び載置台を加熱する際には水を水冷管から完全に抜き取る必要もあり、その分スループットが低下する。   Further, as another method for cooling the mounting table, a water cooling method in which a cooling water is circulated by providing a water cooling pipe on the mounting table may be considered. However, if water is supplied when the mounting table is at a high temperature, the water may boil and the water cooling tube may be damaged. Therefore, the water is supplied after the temperature is lowered to a certain level (about 200 ° C.). That is, when the mounting table is heated to a high temperature of 200 ° C. or higher, natural cooling is substantially achieved up to 200 ° C. Moreover, even if water is supplied after the temperature is lowered to 200 ° C., measures such as strengthening the water-cooled tube member corresponding to the vapor pressure of water are required. In addition, when the mounting table has a rotating mechanism for rotating the semiconductor wafer, it is necessary to use a rotary joint or the like for connecting the water-cooled pipes, and it also costs money for countermeasures against water leakage. A big influence. In addition, when the mounting table is heated again, it is necessary to completely remove water from the water-cooled tube, and the throughput is reduced accordingly.

そこで、本発明は、ウエハの汚染の発生を避け、加熱後の半導体ウエハの載置台を効率よく冷却しスループットを向上させることができる半導体ウエハ処理装置及び半導体ウエハ処理方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method capable of avoiding the occurrence of wafer contamination, efficiently cooling a semiconductor wafer mounting table after heating, and improving throughput. To do.

本発明の半導体ウエハ処理装置は、半導体ウエハを格納するチャンバと、当該チャンバ内に設けられ半導体ウエハを載置する載置面を有するウエハ載置台と、を備え、載置面を加熱することで半導体ウエハを加熱しながらチャンバ内での半導体ウエハの処理を行う半導体ウエハ処理装置において、載置面を冷却する載置面冷却部を備え、載置面冷却部は、ウエハ載置台に内蔵され冷却用のガスを通過させる冷却ガス通路を有することを特徴とする。   A semiconductor wafer processing apparatus of the present invention includes a chamber for storing a semiconductor wafer and a wafer mounting table provided in the chamber and having a mounting surface for mounting the semiconductor wafer, and heating the mounting surface. A semiconductor wafer processing apparatus for processing a semiconductor wafer in a chamber while heating the semiconductor wafer includes a mounting surface cooling unit that cools the mounting surface. The mounting surface cooling unit is built in the wafer mounting table and is cooled. And a cooling gas passage through which the gas is passed.

この半導体ウエハ処理装置では、半導体ウエハを加熱しながら処理を行うため、ウエハ載置台の載置面が加熱される。そして、半導体ウエハの処理後は、載置面冷却部によって載置面が再び冷却される。この載置面冷却部は、ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路を有しているので、冷却ガス通路を通過する冷却用ガスによって載置台が効率よく冷却され、載置面の温度が効率よく低下する。従って、半導体ウエハの加熱後、載置台の温度を素早く降下させることができるので、処理におけるスループットが向上する。また、このような冷却用ガスは、ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路を通過することから、チャンバ内にガスが流通せず、チャンバ内や半導体ウエハの汚染が避けられる。   In this semiconductor wafer processing apparatus, processing is performed while heating the semiconductor wafer, so that the mounting surface of the wafer mounting table is heated. After the processing of the semiconductor wafer, the placement surface is cooled again by the placement surface cooling unit. Since the mounting surface cooling unit has a cooling gas passage built in the wafer mounting table, the mounting table is efficiently cooled by the cooling gas passing through the cooling gas passage, and the temperature of the mounting surface is efficiently increased. It drops well. Therefore, after the semiconductor wafer is heated, the temperature of the mounting table can be quickly lowered, so that throughput in processing is improved. Further, since such a cooling gas passes through the cooling gas passage built in the wafer mounting table, the gas does not flow through the chamber, and contamination of the chamber and the semiconductor wafer can be avoided.

また、冷却ガス通路は、ウエハ載置台の中央から載置面に沿って放射状に延びていることが好ましい。この構成によれば、ウエハ載置台に沿って放射状に冷却用ガスが流動するので、載置面を全体的に均等に冷却することができる。   The cooling gas passage preferably extends radially from the center of the wafer mounting table along the mounting surface. According to this configuration, since the cooling gas flows radially along the wafer mounting table, the mounting surface can be uniformly cooled as a whole.

また、冷却用のガスは、窒素又はヘリウムであることとしてもよい。さらに、窒素、ヘリウムガスが常温以下に冷却されたものを用いることにより、冷却効率をさらに増加させることもできる。   Further, the cooling gas may be nitrogen or helium. Furthermore, the cooling efficiency can be further increased by using nitrogen or helium gas cooled to room temperature or lower.

また、本発明の半導体ウエハ処理方法は、半導体ウエハを格納するチャンバ内で、当該チャンバ内に設けられたウエハ載置台の載置面に半導体ウエハを載置し、載置面を加熱することで半導体ウエハを加熱しながら半導体ウエハの処理を行う半導体ウエハ処理方法において、加熱された載置面を冷却する載置面冷却工程を備え、載置面冷却工程では、ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路に冷却用のガスを通過させることを特徴とする。   In the semiconductor wafer processing method of the present invention, a semiconductor wafer is placed on a placement surface of a wafer placement table provided in the chamber in a chamber for storing the semiconductor wafer, and the placement surface is heated. In a semiconductor wafer processing method for processing a semiconductor wafer while heating the semiconductor wafer, the semiconductor wafer processing method includes a mounting surface cooling process for cooling the heated mounting surface, and in the mounting surface cooling process, a cooling built in the wafer mounting table is provided. A cooling gas is passed through the gas passage.

この半導体ウエハ処理方法では、半導体ウエハを加熱しながら処理を行うため、ウエハ載置台の載置面が加熱される。そして、半導体ウエハの処理後は、載置面冷工程によって載置面が再び冷却される。この載置面冷却工程では、ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路を通過する冷却用ガスによって載置台が効率よく冷却され、載置面の温度が効率よく低下する。また、このような冷却用ガスが、ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路を通過することから、チャンバ内にガスが流通せず、チャンバ内や半導体ウエハの汚染が避けられる。   In this semiconductor wafer processing method, processing is performed while heating the semiconductor wafer, so that the mounting surface of the wafer mounting table is heated. After the processing of the semiconductor wafer, the placement surface is cooled again by the placement surface cooling step. In the mounting surface cooling step, the mounting table is efficiently cooled by the cooling gas passing through the cooling gas passage built in the wafer mounting table, and the temperature of the mounting surface is efficiently reduced. Further, since such a cooling gas passes through the cooling gas passage built in the wafer mounting table, the gas does not flow through the chamber, and contamination of the chamber and the semiconductor wafer can be avoided.

本発明の半導体ウエハ処理装置及び半導体ウエハ処理方法によれば、ウエハの汚染の発生を避け、加熱後の半導体ウエハの載置台を効率よく冷却しスループットを向上させることができる。   According to the semiconductor wafer processing apparatus and the semiconductor wafer processing method of the present invention, it is possible to avoid the occurrence of wafer contamination, efficiently cool the semiconductor wafer mounting table after heating, and improve the throughput.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る半導体ウエハ処理装置及び半導体ウエハ処理方法の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor wafer processing apparatus and a semiconductor wafer processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図3に示すように、半導体ウエハ処理装置1は、外殻3aで画成されたチャンバ3と、チャンバ3内に設けられ円形の平面形状をなす鉄製のウエハ載置台5とを備えている。この装置1では、ウエハ載置台5の上面として形成された載置面7上に半導体ウエハWが載置される。そして、ウエハ載置台5に内蔵され載置面7の直下に位置するヒータ9によって、載置面7が加熱される。このような構成により、チャンバ3内において、載置面7上の半導体ウエハWを加熱した状態で、半導体ウエハWに対する所定のウエハ処理を行うことができる。ここで、所定のウエハ処理には、真空または常圧のチャンバ内で行うCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)又は高真空のチャンバ内で行うRIE(reactive ionetching:反応性イオンエッチング)といったような半導体ウエハWの加工処理が含まれる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the semiconductor wafer processing apparatus 1 includes a chamber 3 defined by an outer shell 3 a and an iron wafer mounting table 5 provided in the chamber 3 and having a circular planar shape. ing. In this apparatus 1, a semiconductor wafer W is placed on a placement surface 7 formed as an upper surface of the wafer placement table 5. Then, the mounting surface 7 is heated by a heater 9 built in the wafer mounting table 5 and positioned immediately below the mounting surface 7. With such a configuration, predetermined wafer processing can be performed on the semiconductor wafer W while the semiconductor wafer W on the mounting surface 7 is heated in the chamber 3. Here, the predetermined wafer processing includes CVD (Chemical Vapor Deposition) performed in a vacuum or normal pressure chamber or RIE (Reactive ion etching) performed in a high vacuum chamber. Processing of the semiconductor wafer W is included.

更に、ウエハ載置台5は回転機構を有しており、載置面7の中心を通る鉛直軸線回りで水平に回転する。また、電源部11からヒータ9への電力は、回転式電極15を介して供給される。この構成により、装置1では、半導体ウエハWを回転させながら上記ウエハ処理を行うことができる。   Further, the wafer mounting table 5 has a rotating mechanism and rotates horizontally around a vertical axis passing through the center of the mounting surface 7. In addition, power from the power supply unit 11 to the heater 9 is supplied via the rotary electrode 15. With this configuration, the apparatus 1 can perform the wafer processing while rotating the semiconductor wafer W.

また、この装置1は、ウエハWの加熱後に高温となったウエハ載置台5及び載置面7を冷却ガスを用いて冷却するための冷却部21を備えている。なお、冷却ガスとしては、窒素又はヘリウムといった不活性なガスが用いられる。この冷却部21は、ウエハ載置台5に内蔵されヒータ9の直下に位置すると共に、ウエハ載置台5の中心から水平方向に放射状に延在する多数の冷却ガス通路23を備えている。冷却ガス通路23は、ウエハ載置台5の半径方向に細長く延びる上部通路23aと、この上部通路23aの先端に連通され上部通路23aの直下で平行に延びる下部通路23aとを有している。冷却ガス通路23は、チャンバ3とは接続されておらず隔離して設けられているので、冷却ガスがチャンバ内に流通せず、チャンバ内や半導体ウエハの汚染を避けることができる。上部通路23aはウエハ載置台5の中心から周縁部に向かって冷却ガスを流動させ、下部通路23bはその冷却ガスを周縁部から中心に向かって戻すように流動させる。更に、冷却部21は、上部通路23aに冷却ガスを導入するガス導入路25と、下部通路23bからの冷却ガスを排出するガス排出路27とを備えている。ガス導入路25は、載置面7の中心を通る鉛直軸線に沿って延在しており、このガス導入路25の周囲を取り囲むようにガス排出路27が設けられている。   In addition, the apparatus 1 includes a cooling unit 21 for cooling the wafer mounting table 5 and the mounting surface 7 that have become high temperature after heating the wafer W by using a cooling gas. Note that an inert gas such as nitrogen or helium is used as the cooling gas. The cooling unit 21 is incorporated in the wafer mounting table 5 and is located immediately below the heater 9, and includes a number of cooling gas passages 23 extending radially from the center of the wafer mounting table 5 in the horizontal direction. The cooling gas passage 23 has an upper passage 23a that is elongated in the radial direction of the wafer mounting table 5, and a lower passage 23a that communicates with the tip of the upper passage 23a and extends in parallel immediately below the upper passage 23a. Since the cooling gas passage 23 is not connected to the chamber 3 and is provided separately, the cooling gas does not flow through the chamber, and contamination of the chamber and the semiconductor wafer can be avoided. The upper passage 23a causes the cooling gas to flow from the center of the wafer mounting table 5 toward the peripheral portion, and the lower passage 23b causes the cooling gas to flow from the peripheral portion toward the center. Furthermore, the cooling unit 21 includes a gas introduction path 25 for introducing a cooling gas into the upper passage 23a and a gas discharge path 27 for discharging the cooling gas from the lower passage 23b. The gas introduction path 25 extends along a vertical axis passing through the center of the mounting surface 7, and a gas discharge path 27 is provided so as to surround the periphery of the gas introduction path 25.

この冷却部21の構成により、ガス供給部29からガス導入口25aを通じてガス導入路25に冷却ガスが導入されると、冷却ガスは、放射状に配列された各上部通路23aを中心から外側に向かって通過する。その後、冷却ガスは、各下部通路23bを通じてウエハ載置台5の周縁部から中心に向かって流動し、更にガス排出路27を通過して、ガス排出口27aから排出される。さらに、冷却ガスは、排気ポート28から、排気処理装置(図示せず)を介して、外気に排出される。このように、冷却ガスがウエハ載置台5内部の冷却ガス通路23を流動することにより、ウエハ載置台5及び載置面7が効率よく冷却される。   With this configuration of the cooling unit 21, when the cooling gas is introduced from the gas supply unit 29 into the gas introduction path 25 through the gas introduction port 25a, the cooling gas moves from the center toward the outside through the upper passages 23a arranged radially. Pass through. Thereafter, the cooling gas flows from the peripheral portion of the wafer mounting table 5 toward the center through the lower passages 23b, passes through the gas discharge path 27, and is discharged from the gas discharge port 27a. Further, the cooling gas is discharged from the exhaust port 28 to the outside air via an exhaust processing device (not shown). As described above, the cooling gas flows through the cooling gas passage 23 inside the wafer mounting table 5, whereby the wafer mounting table 5 and the mounting surface 7 are efficiently cooled.

このような装置1の構成に基づき、処理対象の半導体ウエハWがチャンバ3内に導入され載置面7上に載置されると、電源部11からの電力によりヒータ9が載置面5上の半導体ウエハWを加熱する。さらに、ウエハ載置台5が水平回転しながら、チャンバ3内では前述のウエハ処理が行われ、半導体ウエハWに処理が施される。その後、処理済みの半導体ウエハWが載置面5上から取り除かれると、ガス導入路25に冷却ガスが導入され、冷却ガスが放射状に配列された各上部通路23a及び各下部通路23bを通過する。そして、高温となったウエハ載置台5の熱が冷却ガスにより取り除かれ、ウエハ載置台5及び載置面7が効率的に冷却される。   Based on such a configuration of the apparatus 1, when the semiconductor wafer W to be processed is introduced into the chamber 3 and placed on the placement surface 7, the heater 9 is moved on the placement surface 5 by the power from the power supply unit 11. The semiconductor wafer W is heated. Further, while the wafer mounting table 5 rotates horizontally, the above-described wafer processing is performed in the chamber 3, and the semiconductor wafer W is processed. Thereafter, when the processed semiconductor wafer W is removed from the mounting surface 5, a cooling gas is introduced into the gas introduction path 25, and the cooling gas passes through the upper passages 23a and the lower passages 23b arranged in a radial pattern. . Then, the heat of the wafer mounting table 5 at a high temperature is removed by the cooling gas, and the wafer mounting table 5 and the mounting surface 7 are efficiently cooled.

以上のように、半導体ウエハWを加熱して処理した後、高温となった載置面7の温度を素早く降下させて初期状態に戻すことができるので、ウエハ処理におけるスループットが向上する。また、冷却ガスがウエハ載置台5の内部を通過することから、チャンバ3内にガスが流通せず、チャンバ3内や半導体ウエハWの汚染が避けられる。また、複数の冷却ガス通路23が載置面7に平行に放射状に広がった形状を成しているので、載置面7の各部が全体的に均等に冷却される。   As described above, after the semiconductor wafer W is heated and processed, the temperature of the mounting surface 7 that has reached a high temperature can be quickly lowered to the initial state, so that the throughput in wafer processing is improved. Further, since the cooling gas passes through the inside of the wafer mounting table 5, no gas flows through the chamber 3, and contamination of the chamber 3 and the semiconductor wafer W can be avoided. In addition, since the plurality of cooling gas passages 23 are radially expanded in parallel with the placement surface 7, each part of the placement surface 7 is cooled uniformly.

また、ウエハ載置台5を冷却する冷媒として、気体を用いているので、ガス供給部29とガス導入口25aとの接続には、厳密な気密性は要求されず、ロータリージョイント等を省略して簡易継ぎ手31といった簡易なもので対応できる。また、冷媒として液体を用いる場合に比較して冷媒用の配管も容易である。なお、冷却部21における冷却ガスの流れは、前述とは逆向きの流れとしてもよい。すなわち、ガス排出口27a側から冷却ガスを導入し、下部通路23b、上部通路23aの順に流動させてガス導入口25a側に排出してもよい。   Further, since gas is used as a coolant for cooling the wafer mounting table 5, strict airtightness is not required for connection between the gas supply unit 29 and the gas inlet 25a, and a rotary joint or the like is omitted. A simple one such as the simple joint 31 can be used. In addition, the piping for the refrigerant is easier as compared with the case where a liquid is used as the refrigerant. In addition, the flow of the cooling gas in the cooling unit 21 may be a flow opposite to the above. That is, the cooling gas may be introduced from the gas discharge port 27a side, flowed in the order of the lower passage 23b and the upper passage 23a, and discharged to the gas introduction port 25a side.

続いて、上述の半導体ウエハ処理装置1と比較するため、半導体ウエハ処理装置におけるウエハ載置台及び載置面の他の冷却方式について検討する。   Subsequently, in order to compare with the semiconductor wafer processing apparatus 1 described above, other cooling methods for the wafer mounting table and the mounting surface in the semiconductor wafer processing apparatus will be examined.

まず、図4及び図5に示すように、半導体ウエハ処理装置101のウエハ載置台105は、ヒータ9の直下に形成された円柱形状の冷却ガス滞留空間123を備えている。この冷却ガス滞留空間123に、中心に位置するガス導入路25から冷却ガスが導入され、ガス排出管127から冷却ガスが排出されることで、ウエハ載置台105が冷却される。この半導体ウエハ処理装置101において、半導体ウエハ処理装置1と同一又は同等の構成要素については、図面に同一の符号を付して説明を省略する。   First, as shown in FIGS. 4 and 5, the wafer mounting table 105 of the semiconductor wafer processing apparatus 101 includes a cylindrical cooling gas retention space 123 formed immediately below the heater 9. The cooling gas is introduced into the cooling gas retention space 123 from the gas introduction path 25 located at the center, and the cooling gas is discharged from the gas discharge pipe 127, whereby the wafer mounting table 105 is cooled. In this semiconductor wafer processing apparatus 101, components that are the same as or equivalent to those in the semiconductor wafer processing apparatus 1 are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted.

上記装置101の構成によれば、冷却ガス滞留空間123のうち、ガス導入路25及びガス排出管27から離れた位置に、冷却ガスが停滞する箇所が生じ円滑な流動が行われないので、冷却効率がよくない。そして、ガスは液体に比べて伝熱性が低いため、ガスを冷媒とする場合には、このようなガスの停滞が特に問題となる。これに対して、前述の半導体ウエハ処理装置1は、冷却ガス滞留空間123に代えて、複数の細長い冷却ガス通路23を放射状に配置しているので、冷却ガスの停滞も発生しにくく、高い冷却効率が得られる点で優れている。   According to the configuration of the apparatus 101, the cooling gas stagnant space 123 is located away from the gas introduction path 25 and the gas discharge pipe 27, and the location where the cooling gas stagnates and smooth flow is not performed. Inefficient. Since gas has a lower heat transfer property than liquid, such a stagnation of gas becomes a problem when gas is used as a refrigerant. On the other hand, the semiconductor wafer processing apparatus 1 described above has a plurality of elongate cooling gas passages 23 arranged radially instead of the cooling gas retention space 123, so that the stagnation of the cooling gas hardly occurs and high cooling is achieved. It is excellent in that efficiency is obtained.

次に考えられる冷却方式としては、ウエハ載置台内に冷却水を循環させる水冷方式がある。例えば、前述の半導体ウエハ処理装置1の冷却ガスに代えて、水を冷媒として用いることが考えられる。ところがこの場合、ウエハ載置台5が高温の時に水を供給すると水が沸騰しウエハ載置台5が損傷する可能性がある為、ある程度の温度(200℃程度)まで低下してから水を供給することになる。つまり、ウエハ処理においてウエハ載置台5を200℃以上の高温に加熱した場合、200℃までは、実質、自然冷却となる。また、200℃まで低下した後に水を供給することとしても、水の蒸気圧に対する載置台5部材の強固化等の措置が必要となる。   As a possible cooling system, there is a water cooling system in which cooling water is circulated in the wafer mounting table. For example, it is conceivable to use water as a refrigerant instead of the cooling gas of the semiconductor wafer processing apparatus 1 described above. However, in this case, if water is supplied when the wafer mounting table 5 is at a high temperature, the water may boil and the wafer mounting table 5 may be damaged. Therefore, the water is supplied after the temperature is lowered to a certain level (about 200 ° C.). It will be. That is, in the wafer processing, when the wafer mounting table 5 is heated to a high temperature of 200 ° C. or higher, the temperature is naturally cooled to 200 ° C. Further, even when water is supplied after the temperature is lowered to 200 ° C., measures such as strengthening the mounting table 5 member against the vapor pressure of water are required.

また、ウエハ載置台5が回転機構をもつ場合にあっては、水供給部の接続に高い気密性が要求されるので、ロータリージョイント等を用いる必要があると共に、水漏れ対策にも費用がかかり、設備コストに大きく影響する。また、再び載置面7を加熱する際には、水をウエハ載置台5内から完全に抜き取る必要もあり、その分スループットが低下する。これに対し、前述の半導体ウエハ処理装置1では、冷媒としてガスが用いられるので、上記の問題が避けられ、載置台5部材の強固化等の措置も必要なく、また、スループットの向上も図ることができる点で優れている。   Further, when the wafer mounting table 5 has a rotation mechanism, a high airtightness is required for connection of the water supply unit, so that it is necessary to use a rotary joint or the like and there is a cost for countermeasures against water leakage. The equipment cost is greatly affected. Further, when the mounting surface 7 is heated again, it is necessary to completely remove water from the wafer mounting table 5, and the throughput is reduced accordingly. In contrast, in the semiconductor wafer processing apparatus 1 described above, since gas is used as the refrigerant, the above-described problems can be avoided, measures such as strengthening the mounting table 5 member are not required, and throughput can be improved. It is excellent in that it can.

次に、図6に示すように、更に他の冷却方式を用いる半導体ウエハ処理装置201は、ウエハ載置台205の上方に設けられたガス噴出管223を備えている。ガス供給部29からガス噴出管223に送られた冷却ガスは、噴出孔223aから下方に噴出され、載置面7に吹き付けられる。そして、吹き付けられた冷却ガスにより、ウエハ載置台5が冷却される。その後、冷却ガスは、排気ポート228から、排気処理装置(図示せず)を介して、外気に排出される。この、半導体ウエハ処理装置201において、半導体ウエハ処理装置1と同一又は同等の構成要素については、図面に同一の符号を付して説明を省略する。   Next, as shown in FIG. 6, the semiconductor wafer processing apparatus 201 using still another cooling method includes a gas ejection pipe 223 provided above the wafer mounting table 205. The cooling gas sent from the gas supply unit 29 to the gas ejection pipe 223 is ejected downward from the ejection hole 223 a and blown onto the placement surface 7. Then, the wafer mounting table 5 is cooled by the sprayed cooling gas. Thereafter, the cooling gas is discharged from the exhaust port 228 to the outside air via an exhaust processing device (not shown). In this semiconductor wafer processing apparatus 201, the same or equivalent components as those in the semiconductor wafer processing apparatus 1 are denoted by the same reference numerals in the drawing and description thereof is omitted.

このような半導体ウエハ処理装置201では、チャンバ3内に冷却ガスが導入されるので、たとえ不活性ガスを用いたとしても、チャンバ3内やウエハWの汚染が問題となる。そして、このような汚染を防ぐには、チャンバ内に導入する不活性ガス等に含まれるパーチクルを除去するために、高密度のフィルタ等を設置する必要があり、装置が複雑化してしまう。また、このような方式は必ずしも効率の良い方式ではなく、ガス流量を上げれば更に汚染が増すという悪循環にも陥る。高密度のフィルタ等を設置する必要があり、装置が複雑化してしまう。また、高密度フィルタを用いても、完全に混入パーチクルを除去することは困難である。これに対し、前述の半導体ウエハ処理装置1では、冷却用ガスが、ウエハ載置台5に内蔵された冷却ガス通路23を通過することから、チャンバ3内にはガスが流通せず、チャンバ3内や半導体ウエハWの汚染が避けられる点で優れている。   In such a semiconductor wafer processing apparatus 201, since a cooling gas is introduced into the chamber 3, contamination of the chamber 3 and the wafer W becomes a problem even if an inert gas is used. In order to prevent such contamination, it is necessary to install a high-density filter or the like in order to remove particles contained in an inert gas or the like introduced into the chamber, which complicates the apparatus. Further, such a method is not necessarily an efficient method, and it also falls into a vicious circle in which contamination increases with increasing gas flow rate. It is necessary to install a high-density filter or the like, which complicates the apparatus. Moreover, even if a high density filter is used, it is difficult to completely remove the mixed particles. On the other hand, in the semiconductor wafer processing apparatus 1 described above, since the cooling gas passes through the cooling gas passage 23 built in the wafer mounting table 5, no gas flows in the chamber 3, And is excellent in that contamination of the semiconductor wafer W can be avoided.

続いて、本発明者らが半導体ウエハ処理装置1の効果を確認するために行った実験について説明する。ここでは、半導体ウエハ処理装置1及び201において、各温度(200℃、300℃、500℃)に加熱したウエハ載置台5,205を冷却する実験を行った。冷却ガスとしては、窒素(常温)及びヘリウム(常温)を用い、窒素については、2通り(50L/分及び100L/分)のガス流量で冷却した。そして、ウエハ載置台の温度が50℃まで低下する時間を測定し、更に、温度低下後の半導体ウエハ上のパーチクル数を計測した。なお、比較のため、ウエハ載置台を自然冷却させた場合についても同様の実験を行った。   Next, an experiment conducted by the present inventors for confirming the effect of the semiconductor wafer processing apparatus 1 will be described. Here, in the semiconductor wafer processing apparatuses 1 and 201, an experiment was performed to cool the wafer mounting tables 5 and 205 heated to respective temperatures (200 ° C., 300 ° C., and 500 ° C.). Nitrogen (normal temperature) and helium (normal temperature) were used as the cooling gas, and nitrogen was cooled at two gas flow rates (50 L / min and 100 L / min). Then, the time for the temperature of the wafer mounting table to drop to 50 ° C. was measured, and the number of particles on the semiconductor wafer after the temperature reduction was further measured. For comparison, the same experiment was performed when the wafer mounting table was naturally cooled.

図7の表に示す実験結果の通り、処理装置201に比べて、処理装置1では1/3の時間でウエハ載置台の冷却を行うことができる。従って、処理装置1によれば、スループットの向上が可能であることが確認された。また、ウエハ載置台の降温後におけるウエハW上のパーチクル数(直径0.05μm以上)も、自然冷却と同じレベルであり、処理装置1では、ウエハWの汚染が避けられることも確認された。   As shown in the experimental results shown in the table of FIG. 7, the wafer mounting table can be cooled in the processing apparatus 1 in 1/3 time compared to the processing apparatus 201. Therefore, according to the processing apparatus 1, it was confirmed that the throughput can be improved. In addition, the number of particles (diameter 0.05 μm or more) on the wafer W after the temperature of the wafer mounting table was lowered was the same level as that of natural cooling, and it was confirmed that the processing apparatus 1 can avoid contamination of the wafer W.

本発明に係る半導体ウエハ処理装置の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the semiconductor wafer processing apparatus which concerns on this invention. 図1におけるII-II断面図である。It is II-II sectional drawing in FIG. 図1におけるIII-III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 他の冷却方式が用いられる半導体ウエハ処理装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor wafer processing apparatus with which another cooling system is used. 図4におけるV-V断面図である。It is VV sectional drawing in FIG. 更に他の冷却方式が用いられる半導体ウエハ処理装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor wafer processing apparatus with which another cooling system is used. 本発明者らが半導体ウエハ処理装置の効果を確認するために行った実験の結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of the experiment which the present inventors performed in order to confirm the effect of a semiconductor wafer processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体ウエハ処理装置、3…チャンバ、5…ウエハ載置台、7…載置面、21…載置面冷却部、23…冷却ガス通路、W…半導体ウエハ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor wafer processing apparatus, 3 ... Chamber, 5 ... Wafer mounting table, 7 ... Mounting surface, 21 ... Mounting surface cooling part, 23 ... Cooling gas passage, W ... Semiconductor wafer.

Claims (4)

半導体ウエハを格納するチャンバと、当該チャンバ内に設けられ前記半導体ウエハを載置する載置面を有するウエハ載置台と、を備え、前記載置面を加熱することで前記半導体ウエハを加熱しながら前記チャンバ内での前記半導体ウエハの処理を行う半導体ウエハ処理装置において、
前記載置面を冷却する載置面冷却部を備え、
前記載置面冷却部は、
前記ウエハ載置台に内蔵され冷却用のガスを通過させる冷却ガス通路を有することを特徴とする半導体ウエハ処理装置。
A chamber for storing a semiconductor wafer; and a wafer mounting table provided in the chamber and having a mounting surface on which the semiconductor wafer is mounted, and heating the semiconductor wafer by heating the mounting surface. In a semiconductor wafer processing apparatus for processing the semiconductor wafer in the chamber,
A mounting surface cooling unit for cooling the mounting surface,
The mounting surface cooling section described above is
A semiconductor wafer processing apparatus comprising a cooling gas passage which is built in the wafer mounting table and allows a cooling gas to pass therethrough.
前記冷却ガス通路は、
前記ウエハ載置台の中央から前記載置面に沿って放射状に延びていることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハ処理装置。
The cooling gas passage is
The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor wafer processing apparatus extends radially from the center of the wafer mounting table along the mounting surface.
前記冷却用のガスは、窒素又はヘリウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体ウエハ処理装置。   The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1, wherein the cooling gas is nitrogen or helium. 半導体ウエハを格納するチャンバ内で、当該チャンバ内に設けられたウエハ載置台の載置面に前記半導体ウエハを載置し、前記載置面を加熱することで前記半導体ウエハを加熱しながら前記半導体ウエハの処理を行う半導体ウエハ処理方法において、
加熱された前記載置面を冷却する載置面冷却工程を備え、
前記載置面冷却工程では、
前記ウエハ載置台に内蔵された冷却ガス通路に冷却用のガスを通過させることを特徴とする半導体ウエハ処理方法。
In a chamber for storing a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is placed on a placement surface of a wafer placement table provided in the chamber, and the semiconductor wafer is heated while heating the placement surface. In a semiconductor wafer processing method for processing a wafer,
A placement surface cooling step for cooling the heated placement surface,
In the mounting surface cooling process described above,
A semiconductor wafer processing method, wherein a cooling gas is passed through a cooling gas passage built in the wafer mounting table.
JP2007211405A 2007-08-14 2007-08-14 Device and method for processing semiconductor wafer Pending JP2009049061A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007211405A JP2009049061A (en) 2007-08-14 2007-08-14 Device and method for processing semiconductor wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007211405A JP2009049061A (en) 2007-08-14 2007-08-14 Device and method for processing semiconductor wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009049061A true JP2009049061A (en) 2009-03-05

Family

ID=40501042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007211405A Pending JP2009049061A (en) 2007-08-14 2007-08-14 Device and method for processing semiconductor wafer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009049061A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103374709A (en) * 2012-04-25 2013-10-30 绿种子材料科技股份有限公司 Chemical vapor deposition system
JP2019096844A (en) * 2017-11-28 2019-06-20 京セラ株式会社 Sample holder
WO2021024844A1 (en) * 2019-08-05 2021-02-11 日本発條株式会社 Stage and method for controlling temperature of substrate
JP2022541573A (en) * 2019-07-26 2022-09-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Evaporator chamber for forming films on substrates

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001052978A (en) * 1999-08-09 2001-02-23 Ibiden Co Ltd Hot plate unit
JP2001160479A (en) * 1999-12-01 2001-06-12 Tokyo Electron Ltd Ceramic heating resistor and board processing device using the same
JP2002124558A (en) * 2000-10-16 2002-04-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooling/heating plate for wafer chuck and wafer chuck
JP2002198297A (en) * 2000-12-27 2002-07-12 Kyocera Corp Wafer heating equipment
JP2003282403A (en) * 2002-03-22 2003-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Holder for semiconductor manufacturing apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001052978A (en) * 1999-08-09 2001-02-23 Ibiden Co Ltd Hot plate unit
JP2001160479A (en) * 1999-12-01 2001-06-12 Tokyo Electron Ltd Ceramic heating resistor and board processing device using the same
JP2002124558A (en) * 2000-10-16 2002-04-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooling/heating plate for wafer chuck and wafer chuck
JP2002198297A (en) * 2000-12-27 2002-07-12 Kyocera Corp Wafer heating equipment
JP2003282403A (en) * 2002-03-22 2003-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Holder for semiconductor manufacturing apparatus

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103374709A (en) * 2012-04-25 2013-10-30 绿种子材料科技股份有限公司 Chemical vapor deposition system
JP2019096844A (en) * 2017-11-28 2019-06-20 京セラ株式会社 Sample holder
JP7027135B2 (en) 2017-11-28 2022-03-01 京セラ株式会社 Sample holder
JP2022541573A (en) * 2019-07-26 2022-09-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Evaporator chamber for forming films on substrates
US11692261B2 (en) 2019-07-26 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Evaporator chamber for forming films on substrates
JP7464692B2 (en) 2019-07-26 2024-04-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Evaporator chamber for forming a film on a substrate
WO2021024844A1 (en) * 2019-08-05 2021-02-11 日本発條株式会社 Stage and method for controlling temperature of substrate
JP2021027161A (en) * 2019-08-05 2021-02-22 日本発條株式会社 Stage, deposition device or film processing device including the same, and substrate temperature control method
TWI772851B (en) * 2019-08-05 2022-08-01 日商日本發條股份有限公司 Temperature control method of stage and substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1910726B (en) Gas distribution plate assembly for plasma reactors
TWI508211B (en) Substrate processing device
CN100511583C (en) Plasma processing device
TW201443273A (en) Method of making a gas distribution member for a plasma processing chamber
JP2009049061A (en) Device and method for processing semiconductor wafer
JP7055075B2 (en) Heat treatment equipment and heat treatment method
KR20150009941A (en) Air cooled faraday shield and methods for using the same
TWI647785B (en) Electrostatic clamp with constant mass flow multi-level coolant path
KR20140101315A (en) Process and apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
JP5721219B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and heating apparatus
TWI748445B (en) Substrate drying chamber
JP2003243492A (en) Wafer treatment device and wafer stage, and wafer treatment method
JP2003243490A (en) Wafer treatment device and wafer stage, and wafer treatment method
JP2012087983A (en) Fluid heating device and substrate processing apparatus
US11670513B2 (en) Apparatus and systems for substrate processing for lowering contact resistance
JP4355441B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method, and semiconductor device manufacturing method
KR100639712B1 (en) Furnace apparatus and heat treatment method using the apparatus
KR20060130531A (en) Furnace apparatus
JP4025146B2 (en) Processing liquid tank and processing apparatus
JP4119628B2 (en) Substrate processing equipment
JP2019057677A (en) Substrate processing method and substrate processing device
KR20170078890A (en) Electrostatic chuck constructed to improved temperature uniformity
KR200360036Y1 (en) Furnace apparatus
KR100539386B1 (en) Furnace apparatus
KR100532702B1 (en) Furnace apparatus and heat treatment method using the apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20110111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110118

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111011