JPH0729967A - 低温半導体プロセッシング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導管を通して冷却材を横切りかつ半導体基板
を冷却する流体を制御する小形、無騒音、安価、かつ冷
却負荷に良応答性の冷却システムを含み、異方性エッチ
プロフィールを向上するプロセッシング装置及び方法を
提供する。 【構成】 冷却システム１２内で、導管１６は、コンテ
ナ２０と冷却材２２とを横切ってハウジング１８に達す
る。導管１６内の流体は、圧縮機／ポンプ３６によって
強制的に流され、冷却材２２で冷却され、かつハウジン
グ１８を介して後者と接触している半導体基板１９を冷
却する。熱交換器３４は、流体を予冷却しかつその凝固
を防止する。温度制御器５０は、ハウジング１８の温度
に応答してその加熱器５２を駆動し、導管１６上のバイ
パス弁３８、４０を操作し、またレベル制御器２６と共
に動作してコンテナ２０内の冷却材２２のレベルを制御
する結果、流体の流量及び圧力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、マイクロエレ
クトロニックスデバイス製造プロセス、特に低温プロセ
ッシング応用のために半導体材料を冷却する装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路チップ製造業者は、プロセスの
種々な組合わせによって半導体デバイスを製造する。プ
ラズマプロセスは、高エッチング選択性、良異方性、良
均一性、低イオン誘導損傷、低粒子汚損を提供し、かつ
製造スループット要件を満たすので、サブミクロン機構
のエッチングにとって必須である。これらの目的は、多
くの場合、相反するかつ厳しい要件を課する。典型的
に、運転プロセス圧力が高くなるに従い、選択性は向上
し、イオン誘導損傷は減少し、他方、異方性及び均一性
は悪くなる。一層高いデバイス集積密度を追及し続ける
と、エッチプロフィールの異方性、及びエッチライン及
びスペースの幅の正確な制御についての極めて厳しい要
件に直面する。この要件を、必要な選択性及びエッチン
グ速度仕様を維持しながら、達成することになる。

【０００３】上の要件を達成するために期待されるプロ
セス技術の１例は、無線周波数、すなわち、ＲＦ援用遠
隔マイクロ波プラズマエッチングである。このエッチン
グ技術によって、高エッチング速度に対して、高選択
性、及び低損傷が可能になることは、充分に認められて
いる。しかしながら、この技術は、側壁についての観察
される等方性エッチングによって立証されるように、特
に室温において、許容不能のエッチプロフィールを生じ
ると云う欠点を抱えていることもまた認められいる。等
方性側壁エッチング（アンダカット）は、エッチプロフ
ィールの異方性を向上するために、これを除去される必
要がある。

【０００４】等方性側壁エッチングを除去する技術は、
半導体基板を低温に冷却することである。許容異方性エ
ッチプロフィールに要求される温度は、通常、−１００
℃より低い。従来の液体冷却材に基づく冷却機器は、こ
のような低温を達成すること又は充分な冷却容量を提供
することはできない。更に、従来の冷却システムは大形
の熱交換器及び騒音性圧縮機を利用しており、これらは
半導体デバイスプロセッシングに適していない。このよ
うなシステムは、大きくかつ高価なクリーンルーム床面
積を占領し、振動を起こし、半導体プロセッシング室に
好ましくない粒子を発生する。従来のシステムの熱応答
時間は、長くかつ冷却負荷変化に対する高速温度循環又
は調節を実現しなければならいような応用には適してい
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したことから、低
温、良熱応答時間、向上冷却容量を提供し、かつ半導体
デバイスプロセッシングに適している半導体基板冷却方
法及び装置に対する要望が起きていることが、認められ
る。等方性側壁エッチングを除去することによってエッ
チプロフィール異方性を向上する半導体基板冷却方法及
び装置を提供することへの要望もまた起きている。更
に、従来の冷却システムに比較して低費用でありかつ大
形の機器を伴うことなく半導体基板を冷却する方法及び
装置に対する要望が起きている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、従来の
冷却システムに関連する欠点及び問題を実質的に除去又
は軽減する、導体基板を冷却する装置及び方法が提供さ
れる。

【０００７】本発明の装置は、コンテナ内を横切りかつ
ハウジングへ延びる導管を含む。このハウジングは、こ
の半導体基板と接触している。流体が、この導管を通し
てこのコンテナ内を流れて、このハウジングに達する。
この流体は、このコンテナ内で冷却され、かつこのハウ
ジングへ流れて、このハウジングと接触している半導体
基板を冷却する。

【０００８】本発明は、従来の冷却システムに比べて種
々の技術的利点を提供する。例えば、１つの技術的利点
は、騒音、振動、及び好ましくない粒子を介してエッチ
ングプロセス環境に影響を及ぼすことなく、その半導体
基板を冷却することにある。他の技術的利点は、半導体
プロセッシングに対して低基板温度、向上冷却容量、及
び良熱応答時間を提供することである。更に、他の技術
的利点は、その半導体基板を冷却することを通して向上
したエッチプロフィールを提供することにある。なお更
に技術的利点は、従来の冷却システムに見られる大形機
器を使用することなく一層費用有効的な冷却システムを
提供することにある。その他の技術的利点は、以下の図
面と説明、及び前掲の特許請求の範囲からこの技術の習
熟者に、容易に理解される。

【０００９】

【実施例】本発明及びその利点を一層完全に理解するた
めに、付図との関連において行われる次の説明を参照す
るが、これらの付図を通して、類似の符号は類似の部品
を指示する。

【００１０】図１は、種々の型式のプラズマエッチング
についての、プラズマ誘導表面損傷及びエッチング選択
性対プロセス圧力の定性的関係のグラフ図であり、図２
は本発明の冷却システムを実現する半導体プロセッシン
グシステムのブロック線図であり、図３は本発明の冷却
システムの好適実施例のブロック線図であり、図４は半
導体基板（ウェーハ）温度、冷却負荷、及び流体圧力の
間の定性的関係のグラフ図であり、図５は半導体基板温
度、冷却負荷、及び流体圧力の間の模擬による関係のグ
ラフ図あり、図６は半導体基板温度、冷却負荷、及び一
定流体圧力の間の実測による関係のグラフ図あり、図７
は流体として液体を使用する本発明の冷却システムの代
替実施例のブロック線図であり、図８は流体として液体
を使用する本発明の冷却システムの他の代替実施例のブ
ロック線図であり、図９は流体として液体を使用する本
発明の冷却システムの更に他の代替実施例のブロック線
図であり、及び図１０は流体として液体を使用する本発
明の冷却システムのなお更に他の代替実施例のブロック
線図である。

【００１１】図１は、数種のプラズマ援用エッチング技
術のプロセスパラメータ領域を示す。縦軸上で高イオン
エネルギーほど高プラズマ誘導表面損傷及び低エッチン
グ選択性に対応する。横軸は、エッチングプロセス圧力
範囲を示す。このグラフは、また、等方性エッチング領
域と異方性エッチング領域との境界を表示する。低エッ
チングプロセス圧力ほど、活性化イオンにとっての平均
自由行程が長くなり及び散乱は減少するので、異方性エ
ッチングに好ましい。しかしながら、異方性エッチング
領域を、このグラフ図に示されるように、エッチングプ
ロセス中にその半導体基板を冷却することによって拡大
することができる。本発明は、利用可能なほとんどのエ
ッチング技術に対してその異方性エッチング領域を拡大
するために半導体ウェーハを冷却する方途を提供する。

【００１２】図２は、本発明の冷却システム１２を実現
する半導体プロセッシングシステム１０のブロック線図
である。半導体プロセッシングシステム１０は、導管１
６によってプロセッシング装置１４に結合された冷却シ
ステム１２を含む。プロセッシング装置１４は、半導体
デバイスの製造における多くのプロセスを運転すること
ができる。例えば、プロセッシング装置１４は、１９９
１年２月２６日付モスリー（Ｍｏｓｌｅｈｉ）他に交付
されかつ本明細書に参考資料として収録された米国特許
第４，９９６，０７７号に記載されたようなＥＣＲ（電
子サイクロトロン反応器）プラズマプロセッシングシス
テム、又は１９９２年１月２１日付モスリー他に交付さ
れかつ本明細書に参考資料として収録された米国特許第
５，０８２，５４２号に記載されたようなマグネトロン
プラズマプロセッシングシステム、又は図１に例示され
たどれか他のプロセッシングシステムであってよい。

【００１３】プロセッシング装置１４は、半導体基板１
９と接触しているハウジング又はチャック１８を含む。
好適には、ハウジング１８は、１９９２年１月７日付モ
スリーに交付されかつ本明細書に参考資料として収録さ
れた米国特許第５，０７９，４８１号に記載されたよう
な多目的チャックである。

【００１４】運転中、導管１６内の流体は、冷却システ
ム１２を通り、−１７５℃のような極低温に冷却され
る。いったん冷却されると、この流体は導管１６を通っ
てハウジング１８へ流入する。ハウジング１８が冷却さ
れると、これと接触している半導体基板１９も冷却され
る。製造プロセッシングは、冷却された半導体基板１９
に対して開始して、従来の冷却されない製造プロセッシ
ングに比較してエッチプロフィール異方性を向上する。

【００１５】図３は、冷却システム１２の詳細ブロック
線図を示す。冷却システム１２は、冷却材２２を保持す
るコンテナ２０を含む。冷却材源２４は、コンテナ２０
に対する冷却材２２の供給を行う。レベル制御器２６
は、コンテナ２０内の冷却材２２のレベルを測定するこ
とによって弁２８を通して冷却材源２４が供給する冷却
材２２の量を制御する。導管１６は、コンテナ２０及び
冷却材２２を横切ってハウジング１８に達する。熱交換
器３４は、導管１６によってハウジング１８及びコンテ
ナ２０に結合される。圧縮機／ポンプ３６は、導管１６
を通して熱交換器３４に結合される。導管１６は、コン
テナ２０に対して二つのバイパス弁３８及び４０を有す
る。流体源４２は、圧力調整器４４を通して導管１６内
へ流体を供給する。リリーフ弁４６及びインライン加熱
器４７が、また、圧縮機／ポンプ３６の近くで導管１６
に接続される。ハウジング１８は温度制御器５０に接続
され、後者は加熱器５２を駆動する。

【００１６】運転中、冷却材源２４からの冷却材２２
は、レベル制御器２６によってコンテナ２０を決定され
た所望レベルに満たす。流体源４２からの流体は、圧力
調整器４４によって維持された圧力で導管１６へ入る。
圧縮機／ポンプ３６は、この流体を強制的に導管１６を
通してコンテナ２０及び冷却材２２内に入れる。冷却材
２２は、この流体をこれがハウジング１８に入る前に冷
却する。いったんハウジング１８内で、この流体がハウ
ジング１８を冷却すると、ハウジング１８は代わってこ
れと接触している半導体基板（ウェーハ）１９を冷却す
る。この流体は、導管１６を通して圧縮機／ポンプ３６
へと連続して流れ、ここではこの流体はコンテナ２０、
冷却材２２、及びハウジング１８へと連続的に再循環さ
せられる。好適閉ループシステム示されたが、冷却シス
テム１２はその導管内で再循環をしないもっと高価な開
ループシステムを実現することがある。

【００１７】この好適実施例においては、流体源４２か
らの流体は圧縮ガスである。このガスは、コンテナ２０
内の冷却材２２の凝縮点より低い凝縮点を持つ必要があ
る。この要件は、流れ有効性を低下させるおそれのある
このガスの冷却される際の液体への変態を伴うことなく
このガスが導管１６を通して連続的に流れるのを保証す
る。好適には、冷却材２２は液体窒素であり、この流体
は圧縮されたヘリウムであり、かつ圧縮機／ポンプ３６
はヘリウムガスを導管１６に強制的に通す圧縮機であ
る。これから論じる代替実施例においては、流体源４２
からの流体は液体であり、かつ圧縮機／ポンプ３６は導
管１６に液体を強制的に通すポンプである。

【００１８】圧縮機／ポンプ３６の効果的かつ効率的運
転を保証するために、熱交換器３４が冷却システム１２
に含まれる。熱交換器３４は、圧縮機／ポンプ３６を離
れる流体から熱を取り去り、この流体がコンテナ２０及
び冷却材２２内に入る前にこの流体を効果的に予冷却す
る。圧縮機／ポンプ３６を離れる流体から取り去られた
熱は、ハウジング１８を通して流れた後の低温を維持し
ている圧縮機／ポンプ３６に入るこの流体に印加され
る。好適には、圧縮機／ポンプ３６へ入る流体は、熱交
換器３４によって周囲温度近くまで加熱される。圧縮機
／ポンプ３６に入る前に流体を加熱することによって、
凝固に起因する運転停止のおそれなく圧縮機／ポンプ３
６の効率的運転を維持する。熱交換器３４に加えて、導
管１６内にインライン加熱器４７が使用されることがあ
り、これによって圧縮機／ポンプ３６に入る流体に熱を
供給し、かつ更に圧縮機／ポンプ３６が低温流体を受け
ない保証をする。

【００１９】ハウジング１８の温度制御は、温度制御器
５０によって遂行される。温度制御器５０は、ハウジン
グ１８の温度を表示する温度センサ４８からの信号を受
信する。もしハウジング１８内の温度が低過ぎるなら
ば、温度制御器５０は温度センサ４８によって測定され
た温度が所望温度に達するまで加熱器５２を活性化す
る。温度制御器５０は、また、ハウジング１８の温度の
追加制御を行うためにこの流体をコンテナ２０及び冷却
材２２を横切らせずに、ハウジング１８に入らせるよう
に、バイパス弁３８及び４０を操作することがある。加
えて、温度制御器５０は、また、更に行う温度制御のた
めに、レベル制御器２６と共に動作して、コンテナ２０
内の冷却材２２のレベルを調節して、冷却材２２への導
管１６の露出を変動することがある。これらの制御方法
の１つ又は組合わせが、半導体基板温度の調節に使用さ
れることがある。

【００２０】圧力調整器４４は、導管１６内の流体の圧
力を制御する。リリーフ弁４６は、導管１６が圧力過剰
にならない保証をする。導管１６内の圧力もまた、ハウ
ジング１８の温度の制御に使用されるパラメータであ
る。

【００２１】図４は、導管１６を通して流れる流体に種
々な流量及び圧力の場合のハウジング１８上の冷却負荷
とハウジング１８と接触している半導体基板１９の温度
との間の定性的関係を示すグラフ図である。ハウジング
１８上の冷却負荷はプロセッシング装置１４によって遂
行される半導体デバイスプロセッシング中にハウジング
１８に与えられる熱量Ｑｐと、加熱器５２によってハウ
ジング１８に与えられる熱量Ｐｈとの関数である。温度
センサ４８はハウジング１８の温度を測定し、この温度
はハウジング１８と接触している半導体基板１９の温度
に実質的に接近している。曲線６０、６２、６４、及び
６６の各々は、圧力調整器４４及び圧縮機／ポンプ３６
によって設定された導管１６を通して流れる流体の特定
流量及び圧力がこの順に増大することを示す。このグラ
フによって示されるように、冷却負荷が増大するに従
い、半導体基板１９の温度は上昇する。半導体基板１９
の温度を適正に維持するために、導管１６内の流体の流
量及び圧力を冷却負荷の増大に従って増大する必要があ
る。したがって、半導体基板１９の温度を一定に維持す
るためには、ハウジング１８上の冷却負荷の増大に対し
て、この流体の流量及び圧力を流量曲線６０から６２
へ、次いで６４へ、及び６６へ等々のようにこれらを横
切って増大させる必要がある。

【００２２】図５は、熱模擬技術を通して決定された、
種々の流体圧力値の場合のハウジング１８上の冷却負荷
と半導体基板１９の温度との間の関係を示すグラフ図で
ある。曲線７０は６８９ｋＰａの導管１６内流体圧力に
対応し、曲線７２は１，０３４ｋＰａの同流体圧力に対
応し、曲線７４は１，３７９ｋＰａの同流体圧力に対応
し、及び曲線７６は１, ７２４ｋＰａの同流体圧力に対
応する。したがって、半導体基板１９を−１５０℃の一
定温度に維持するためには、ハウジング１８上の冷却負
荷が増大するに連れて、導管１６内の流体圧力を曲線７
０の６８９ｋＰａから曲線７２の１，０３４ｋＰａ等々
のように増大する必要がある。

【００２３】図６は、実験的に決定された、半導体基板
と冷却負荷との間の測定された関係を示すグラフ図であ
る。曲線７８は、１，１７２ｋＰａの導管１６内流体圧
力に対応する。この図に示されているように、ハウジン
グ１８上の小さい冷却負荷の場合には、ハウジング１８
及び半導体基板１９の温度は約−１７５℃ほどの低さに
達することがある。冷却負荷が増大するに従い、導管１
６内流体圧力一定の下ではハウジング１８及び半導体基
板１９の温度は上昇する。好適には、導管１６内の流体
（ヘリウム）に印加される圧力は、約１，７２４ｋＰａ
である。

【００２４】冷却システム１２内を流れる流体は、ま
た、典型的にはメタノール、グリコール、及び水の混合
物である液体冷媒でもよく、又はメチルシクロヘキサン
もしくはＣｒｙｏＣｏｏｌ Ｒ のような他の冷却材も
使用される。液体冷媒は、低凝固点、合理的熱転送特
性、及び低温において特に低粘性を有する必要がある。

【００２５】図７は、ハウジング及びこれと接触してい
る半導体基板を冷却する液体を実現する本発明の冷却シ
ステムの代替実施例を示す。冷却システム１００は、導
管１０４に結合されたタンク１０２内の液体１０１を含
む。導管１０４は、タンク１０２をポンプ及び電動機１
０６に結合し、かつ外側室１１０と内側室１１２の２つ
の室を有するコンテナ１０８内を横切る。内側室１１２
は通気管路１１３を有する。冷却材、好適には、液体窒
素は、充填タンク１１６からコンテナ１０８へ入る。充
填タンク１１６は、液体レベル制御器１２２に接続され
たレベルセンサ１１８及び１２０を有する。液体レベル
制御器１２２は、充填タンク１１６に入る冷却材の量を
制御する弁１２４に接続されている。コンテナ１０８は
レベルセンサ１２６及び１２８を有し、これらのセンサ
は液体レベル制御器１３７に接続され、この制御器はコ
ンテナ１０８へ入る冷却材の量を制御する弁１３２を活
性化する。コンテナ１０８はレベルサセンサ１３４及び
１３６を有し、これらのセンサは警報デバイス１３０に
接続されている。コンテナ１０８は、また、サイホン１
３８、質量流量制御器１３９、通気管路１４１、及びニ
ードル弁１４３を有する。導管１０４は、室１１２を横
切りかつ二方弁１４０に接続する。二方弁１４０は、液
体の流れをハウジング１４２又はこれをバイパスしてタ
ンク１０２のいずれかに向けて送る。ハウジング１４２
は温度センサ１４４を有し、後者は温度制御器１４６に
接続されている。電気加熱器１４８は、温度制御器１５
０を通して導管１０４に結合する。導管１０４は、ま
た、圧力活性化バイパス弁１５２を有する。

【００２６】冷却システム１００は、二方弁１４０の位
置に従って、アイドル又はプロセス、２つのモードの１
つで運転する。アイドルモードでは、液体は、ポンプ及
び電動機１０６によって強制的に導管１０４に通され、
かつハウジング１４２をバイパスしてタンク１０２へ復
帰させられる。アイドルモード中、質量流量制御器１３
９を通るガスの流量は、ターンオフされて、室１１０と
１１２内の冷却材レベルを等化させ、導管１０４をこの
冷却材からクリヤする。電気加熱器１４８は、温度制御
器１５０による検出に従い、導管１０４内の液体を凝固
するのを防止する。このシステムは、次によって運転停
止される、すなわち、質量流量制御器１３９を通して室
１１０内へガスを強制的に導入し、このことがこの冷却
材をサイホン１３８を通してサイホン作用で汲み出さ
せ、これによって、コンテナ１０８を排流する。運転停
止している間、全ての警報センサ及びレベル制御器は、
無効化される。

【００２７】プロセスモード中、二方弁１４０はプロセ
ス位置に設定され、かつ導管１０４は、質量流量制御器
１３９を通して室１１０に入るガスに起因して、この冷
却材中に部分的に浸せきされるようになる。好適には、
質量流量制御器１３９を流れるガスは窒素であり、及び
コンテナ１０８内の冷却材は液体窒素である。液体レベ
ル制御器１２２は、弁１２４を通してセンサ１１８と１
２０との間の充填タンク１１６内の冷却材のレベルを維
持する。液体レベル制御器１３７は、弁１３２を通して
センサ１２６と１２８との間の室１１０内の冷却材のレ
ベルを維持する。もしこの冷却材のレベルがセンサ１３
６より低く下がるか又は１３４より高く上がるならば、
警報デバイス１３０が、その状況が修正されるまで、窒
素の流量を減少するように警報を信号を活性化する。バ
イパス弁１５２は、導管１０４がこの液体によって過圧
されない保証をする。

【００２８】温度センサ１４４及び温度制御器１４６
は、質量流量制御器１３９を制御することによって導管
１０４を囲む冷却材の量を決定し、制御器１３９は室１
１０へ流入するガスの量を調節しかつ室１１０と１１２
内の冷却材のレベルを変動させる。質量流量制御器１３
９を通る窒素ガスの流れによって起こされる室１１０と
室１１２との間の差圧は、室１１２内の冷却材のレベル
を室１１０のそれに対して上昇させる。室１１２は、通
気管路１１３を通して大気圧に維持される。室１１０
は、また、通気管路１４１を有し、この管路に可変ニー
ドル弁１４３が設置されている。ニードル弁１４３上の
設定動作は、最適冷却材レベル制御が質量流量制御器１
３９の範囲にわたり達成されるように調節される。質量
流量制御器１３９上の設定値は、温度制御器１４６及び
温度センサ１４４によって制御される。もしハウジング
１４２の温度が所望温度より高いならば、窒素ガスの流
量、したがって、冷却容量は所望温度が得られるまで増
大する。窒素ガスの流量が増大すると、室１１２内の冷
却材のレベルが上昇して導管１０４をそれだけ多く囲
む。したがって、冷却システム１００の冷却容量は、こ
の導管を浸せきする冷却材のレベルを変動することによ
って調節される。冷却システム１００は、室１１２内の
冷却材がその最高レベルにあるとき１０ｋＷのピーク冷
却容量を達成し、かつ−１００℃の温度で２ｋＷの連続
冷却容量を達成する能力がある。

【００２９】図８は、図７の本発明の液体冷媒冷却シス
テムの代替実施例を示す。図８において、冷却システム
２００は、導管２０２を通してポンプ２０４に流入する
液体冷媒を有する。導管２０２は、冷却材２０８、好適
には、液体窒素で充填された絶縁コンテナ２０６内を横
切る。導管２０２の部分は、引込み式プランジャ２１２
に接続された柔軟性管状部材２１０を含む。弁２１４
は、冷却材をコンテナ２０６に供給する。導管２０２
は、二方弁２１８を通してハウジングに２１６に結合す
る。導管２０２は、ハウジング２１６を横切りかつポン
プ４０４へ復帰して、閉ループシステムを成立する。温
度制御器２２２及び熱電対２２４によって制御される電
気加熱器２０は、コンテナ２０６の付近において導管２
０２に接続されている。温度制御器２２８及び熱電対２
３０によって制御される他の電気加熱器２２６は、ハウ
ジング２１６の付近において導管２０２の接続されてい
る。

【００３０】冷却システム２００は、アイドル及びプロ
セス、２つの運転モードを有する。アイドルモードで
は、二方弁２１８はアイドル位置に設定され、かつ導管
２０２は引込み式プランジャ２１２によって冷却材２０
８の外へ引っ込められる。電気加熱器２２０は、熱電対
２２４からの信号に応答する温度制御器２２２で活性化
されることによって、その液体冷媒が凝固するのを防止
する。プロセスモードでは、二方弁２１８はプロセス位
置に設定され、かつ導管２０２が引込み式プランジャ２
１２及び柔軟性管状部材２１０によって冷却材２０８内
に部分的に浸せきされる。電気加熱器２２６は、温度制
御器２２８及び熱電対２３０を通して、ハウジング２１
６の温度を制御する。熱電対２３０は、また、ハウジン
グ２１６を更に制御するために、引込み式プランジャ２
１２を制御して、冷却材２０８内に浸せきされる導管２
０２の量を調節することがある。ポンプ２０４は、この
液体冷媒を導管２０２に強制的に通す。冷却システム２
００は、その導管を囲むその冷却材のレベルを変更させ
る代わりにその導管を冷却材内で昇降させると云うこと
を除き、冷却システム１００に類似している。

【００３１】図９は、本発明の液体冷媒冷却システムの
更に他の実施例を示す。冷却システム３００は、ポンプ
３０４に接続された導管３０２を有する。導管３０２
は、コンテナ３０６の壁内に埋め込みされている。コン
テナ３０６は、２つの室、内側室３０８及び外側室３１
０を含む。冷却材３１２は、好適には、液体窒素であっ
て、弁３１４を通して室３０８へ供給される。外側室３
１０は多層絶縁体を含み、この多層絶縁体の熱伝導率
は、この絶縁体の内部空間内の空気圧の関数である。導
管３０２は、二方弁３１７によってハウジング３１６内
に連続して供給されかつポンプ３０４へ復帰して、閉ル
ープシステムを成立する。温度制御器３２０及び熱電対
３２２を備える電気加熱器３１８は、コンテナ３０６の
付近において導管３０２に接続されている。

【００３２】冷却システム３００もまた、アイドル及び
プロセス、２つのモードで運転するアイドルモードで
は、二方弁３１７はアイドル位置に設定され、かつ強制
的に液体冷媒にハウジング３１６をバイパスさせる。室
３１０は、１．３３Ｐａの最低圧力に設定される。電気
加熱器２１８は、この液体冷媒が凝固するのを防止し、
かつ熱電対３２２からの信号に応答する温度制御器３２
０によって活性化される。更に、凝固防止は、導管３０
２を冷却材３１２に浸せきさせないことによって行われ
る。プロセスモードでは、二方弁３１７はプロセス位置
に設定され、かつ導管３０２内の液体冷媒が所望の設定
値温度に維持されるように、室３１０内の圧力が増大さ
れる。電気加熱器３２４は、ハウジング３１６内の温度
を制御し、かつ熱電対３２８からの信号に応答する温度
制御器３２６によって活性化される。冷却システム３０
０の冷却容量は、室３１０に印加される圧力が変化する
に従って変動する。

【００３３】最高空気圧力において、室３１０内の多層
絶縁の熱伝導率はその最高値にあり、かつその熱抵抗は
その最低値にあり、これによって、冷却システム３００
にとっての最大冷却容量を生じる。室３１０内の多層絶
縁の熱伝導率は、１．３３Ｐａから１０１ｋＰａの圧力
範囲にわたり概略３桁の大きさだけ変動する。熱伝導率
の最大値は、冷却システム３００で以て達成することの
できる最大冷却容量を規定する。市販の多層絶縁は、１
ｋＷのピーク冷却容量を達成することができる。

【００３４】図１０は、本発明の液体冷媒冷却システム
の更に他の実施例を示す。冷却システム４００は、ポン
プ４０４に接続されかつコンテナ４０６を横切る導管４
０２を有する。導管４０２の部分は、絶縁体で以て囲ま
れている。液体冷媒４０８は、冷媒タンク４１０から導
管４０２へ入る。コンテナ４０６は、供給管路４１４を
通して供給される冷却材４１２を保持する。冷却材４１
２は、供給弁４１６及び排流弁４１８を通してコンテナ
４０６と供給管路４１４との間に出入するように流れ
る。コンテナ４０６は、レベル制御器４２４に接続する
２つのレベルセンサ４２０及び４２２を有する。コンテ
ナ４０６は、また、レベル制御器４３４に接続するレベ
ルセンサ４２６、４２８、４３０、及び４３２を有す
る。コンテナ４０６は、通気管路４３６と、弁４４０を
有する通気管路４３８とに接続する。導管４０２は、バ
イパス弁４４２を通して冷却材タンク４１０を横切る。
導管４０２は、また、負荷弁４４４及びハウジング４４
６を通しても冷媒タンク４１０を横切る。導管４０２
は、ポンプ４０４の付近にポンプ圧力計４４８を有し、
及びハウジング４４６の付近に負荷圧力計４５０を有す
る。熱電対４５２は、導管４０２に接続し、かつ信号を
温度制御器４５２に送る。

【００３５】運転中、液体冷媒４０８は、冷媒タンク４
１０から導管４０２へ入り、かつポンプ４０４によって
導管４０２を強制的に通される。液体冷媒４０８は、コ
ンテナ４０６及び導管４０２の絶縁部分に入り、ここで
冷却材４１２が冷却作用を行う。いったん冷却される
と、液体冷媒４０８は、導管４０２を通してハウジング
４４６に連続して流入し、このハウジングと接触してい
る半導体基板を冷却する。液体冷媒４０８は、冷媒タン
ク４１０へ復帰させられれ、閉ループシステムの導管４
０２を通してのその後の再循環に供せられる。好適に
は、冷却材４１２は液体窒素であり、導管４０２はテフ
ロンで以て絶縁される。液体冷媒４０８は、ＣｒｙｏＣ
ｏｏｌ Ｒ 又はメチルシクロヘキサンを含むことがあ
る。ＣｒｙｏＣｏｏｌ Ｒ は無毒、不燃性であり、か
つ低粘性を有し、他方、メチルシクロヘキサンは良熱特
性を有しかつ良冷却容量を提供する。

【００３６】温度制御器４５４は、熱電対４５２と関連
して、導管４０２内の液体冷媒４０８の温度を制御す
る。熱電対４５２は、液体冷媒４０８がコンテナ４０６
を出る箇所、すなわち、この液体冷媒流路中の最低温度
点である、導管４０２の部分内に配置されている。熱電
対４５２は、コンテナ４０６を出る液体冷媒４０８の温
度を監視し、かつ温度情報を温度制御器４５４へ送る。
レベルセンサ４２６、４２８、４３０、及び４３２に接
続するレベル制御器４３４と関連して、温度制御器４５
４は、熱電対４５２からの受信した温度情報に応答して
コンテナ４０６内の冷却材４１２の量を変動させる。も
し熱電対４５２によって検出された温度が設定値温度よ
りも低いならば、温度制御器４５４は、次によってコン
テナ４０６内の冷却材４１２のレベルを低下させる、す
なわち、供給弁４１６を閉じ、排流弁４１８を開き、か
つ空気弁４４０を開き、したがって、圧縮空気が弁４４
０を通してコンテナ４０６に入り、通気管路４３８が冷
却材４１２を強制的にサイホン作用で通気管路４１４に
入れかつ排流弁４１８から排流させる。排流弁４１８に
おける軟真空排流、及び空気弁４４０と通気管路４３８
を通してコンテナ４０６へ入る圧縮空気が、供給管路４
１４のサイホン作用を成立させる。空気弁４４０と排流
弁４１８は同時に附勢され、かつ決して供給弁４１６と
同時に附勢されない。もし熱電対４５２によって検出さ
れた温度が設定値温度より高いならば、温度制御器４５
４は供給弁４１６を附勢して、冷却材４１２をコンテナ
４０６へ入れ、冷却材４１２内へ浸せきされる導管４０
２の量を増大する。レベル制御器４２４は、レベルセン
サ４２０及び４２２からの信号に応答して、コンテナ４
０６が冷却材４１２で以て溢れない保証をする。

【００３７】ポンプ圧力計４４８は、導管４０２内の液
体冷媒４０８の圧力をこの冷媒がポンプ４０４を出る際
に監視する。もしポンプ圧力計４４８によって検出され
た圧力が６２１ｋＰａを超えるならば、ポンプ４０４は
締め切りされて、かつ冷却材４１２はサイホン作用によ
って供給管路４１４を通してコンテナン４０６の外へ排
出される。負荷圧力計４５０は、導管４０２内の液体冷
媒４０８の圧力をこの冷媒がハウジング４４６に入る際
に監視する。もし負荷圧力計４５０によって検出された
圧力が４８３ｋＰａを超えるならば、ポンプ４０４は締
め切られかつ冷却材４１２がやはりサイホン作用でコン
テナ４０６から排出される。正規運転が回復することの
できる前にポンプ締め切りが起こった後、冷却システム
４００を再設定する必要がある。バイパス弁４４２は、
導管４０２内の液体冷媒４０８の圧力を制御する。各所
望設定値温度対して、バイパス弁４４２は、負荷圧力が
４７６ｋＰａより低くかつポンプ圧力が４８３ｋＰａよ
り低いように、設定される。設定値温度が変更されない
限りバイパス弁４４２を更に調節する必要はない。導管
４０２内の圧力の監視は、液体冷媒４０８の凝固を見張
る。更に、凝固防止は、コンテナ４０６内の導管４０２
上に絶縁体を使用することによって行われる。

【００３８】冷却システム４００は、液体冷媒としてメ
チルシクロヘキサンを使用して、−２０℃において１．
７ｋＷのピーク冷却容量を達成し、かつ−８０℃におい
て８００Ｗの連続冷却容量を達成する。ＣｒｙｏＣｏｏ
ｌ Ｒ の場合の冷却容量は、メチルシクロヘキサンの
場合のそれより約３０％小さい。設定値温度を−２０℃
から−８０℃に変更するとき、１５ｍｉｎの過渡熱応答
時間が起こる。加熱速度は僅かに低くなる。本発明の種
々の実施例は、そのシステム冷却効率を最大化するため
に、導管及びコンテナのような種々のシステム構成要素
に対して適正な熱絶縁体を採用する。

【００３９】本発明に従って、プロセッシング機器内の
半導体基板を冷却するために上述の利点を満足する方法
及び装置が提供されたことは、明らかである。好適実施
例が詳細に説明されたが、云うまでもなく、その種々の
変更、置換、代替実施例が可能である。例えば、冷却シ
ステムがエッチングプロセスと関連して示されている
が、この冷却システムを半導体デバイス製造プロセッシ
ングに関係しない多数の他の応用にも使用することがで
きる。他の例は、この技術の習熟者によって容易に確知
され、かつ前掲の特許請求の範囲によって規定された本
発明の精神と範囲に反することなく実現されるであろ
う。

【００４０】

【発明の効果】総合すると、本発明の冷却システムは、
冷却のために、導管を通り流れ、かつコンテナに流入す
る流体を使用する。この冷却された流体は、ハウジング
に入り、このハウジングと接触している半導体基板を効
果的に冷却する。好適実施例においては、ガス流体が導
管を通して流れるが、液体流体もまた上述のように使用
される。そのコンテナは、この導管を通る流体を冷却す
る冷却材を保持する。ここに、説明された冷却システム
は、現在使用されている従来の冷却システムに対して遥
かに小形、静寂、安価、かつ冷却負荷の変化に良好に応
答をする。

【００４１】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。

【００４２】（１） コンテナと、半導体基板と接触し
ているハウジングと、前記コンテナ内の通路を形成しか
つ前記ハウジング内へ通じる導管と、前記導管内を流れ
る流体とを含み、前記コンテナは前記導管を通して前記
流体を冷却し、前記流体は前記導管を通して前記ハウジ
ングと該ハウジングに接触している前記半導体基板とを
冷却する、低温半導体プロセッシング装置。

【００４３】（２） 第１項記載の装置において、前記
導管は前記流体を前記コンテナと前記ハウジングを通し
て連続的に再循環させる連続通路を形成する、装置。

【００４４】（３） 第２項記載の装置であって、前記
流体を前記導管に強制的に通すために前記導管に接続さ
れた圧縮機を更に含む装置。

【００４５】（４） 第３項記載の装置であって、前記
流体を前記圧縮機に入る前に加熱するために前記導管に
接続されたインライン加熱器を更に含む装置。

【００４６】（５） 第４項記載の装置であって、前記
流体が前記圧縮機に入る前に前記流体を周囲温度近くま
でに加熱しかつ前記流体が前記圧縮機を離れた後かつ前
記コンテナに入る前に前記流体を冷却するために前記導
管によって前記圧縮機に結合された熱交換器を更に含む
装置。

【００４７】（６） 第１項記載の装置であって、前記
コンテナ内の冷却材を更に含む装置。

【００４８】（７） 第６項記載の装置において、前記
流体はガスであり、該ガスは前記コンテナ内の前記冷却
材の凝縮点より低い凝縮点を有する、装置。

【００４９】（８） 第７項記載の装置において、前記
ガスはヘリウムである、装置。

【００５０】（９） 第６項記載の装置において、前記
冷却材は液体窒素である、装置。

【００５１】（１０） 第６項記載の装置であって、前
記コンテナに接続されたレベル制御器を更に含み、該レ
ベル制御器は前記コンテナ内の前記冷却材のレベルを測
定する、装置。

【００５２】（１１） 第１０項記載の装置であって、
前記コンテナに接続された冷却材源を更に含み、該冷却
材源は前記コンテナへの前記冷却材の供給を行い、前記
レベル制御器は前記コンテナン内の前記レベルに応答し
て前記供給を変動する、装置。

【００５３】（１２） 第１１項記載の装置において、
前記レベル制御器は前記冷却材に浸せきされる前記導管
の量を変化させるために前記レベルを変動することによ
って前記流体の温度を調節する、装置。

【００５４】（１３） 第１項記載の装置であって、前
記ハウジング内の前記流体の温度を制御するために前記
流体に前記コンテナをバイパスさせるように前記導管に
接続されたバイパス弁を更に含む装置。

【００５５】（１４） 第１項記載の装置であって、前
記導管内の前記流体の圧力を制御するために前記導管に
接続された圧力調整器を更に含む装置。

【００５６】（１５） 第１４項記載の装置において、
前記圧力は約１，７２４ｋＰａに維持される、装置。

【００５７】（１６） 第１４項記載の装置であって、
前記導管内の前記流体の過圧を防止するために前記導管
に接続されたリリーフ弁を更に含む装置。

【００５８】（１７） 第１項記載の装置において、前
記ハウジングは温度センサを有し、該温度センサは前記
ハウジングの温度を監視する、装置。

【００５９】（１８） 第１７項記載の装置において、
前記ハウジングの温度を制御するために前記温度センサ
に結合された加熱要素を有する、装置。

【００６０】（１９） 第１８項記載の装置において、
前記温度は０℃と−１７５℃との間の連続範囲にわたり
制御される、装置。

【００６１】（２０） 第１項記載の装置において、前
記流体は液体である、装置。

【００６２】（２１） 第２０項記載の装置であって、
前記液体を前記導管に強制的に通すために前記導管に接
続されたポンプを更に含む装置。

【００６３】（２２） 第２１項記載の装置において、
前記液体の温度は前記コンテナ内で前記導管を上昇又は
降下させることによって制御される、装置。

【００６４】（２３） 第１項記載の装置において、前
記ハウジングは多目的チャックである、装置。

【００６５】（２４） 第１項記載の装置であって、前
記導管に前記流体の供給を行うために前記導管に接続さ
れた流体源を更に含む装置。

【００６６】（２５） 流体を冷却するために冷却材浴
内へ前記流体を導入するステップと、ハウジング内へ前
記流体を導入するステップとを含み、前記ハウジングは
半導体基板と接触しており、前記流体は前記ハウジング
と前記半導体基板とを冷却する、低温半導体プロセッシ
ング方法。

【００６７】（２６） 第２５項記載の方法であって、
前記冷却材浴と前記ハウジングを通る流路を形成するス
テップを更に含み、前記流体は前記流路内を流れる、方
法。

【００６８】（２７） 第２６項記載の方法において、
前記流路は連続である、方法。

【００６９】（２８） 第２７項記載の方法であって、
前記流路を回って前記流体を強制的に流すために前記流
体を圧縮するステップを更に含む方法。

【００７０】（２９） 第２８項記載の方法であって、
前記圧縮するステップの前に前記流体を加熱するステッ
プを更に含む方法。

【００７１】（３０） 第２９項記載の方法であって、
前記流体が前記冷却材浴に入る前に前記流体を予冷却す
るステップを更に含む方法。

【００７２】（３１） 第３０項記載の方法であって、
前記冷却材浴のレベルを測定するステップを更に含む方
法。

【００７３】（３２） 第３１項記載の方法であって、
前記測定するステップに応答して前記冷却材浴に冷却材
を供給するステップを更に含む方法。

【００７４】（３３） 第３２項記載の方法であって、
前記ハウジングの温度を制御するために前記レベルを調
節するステップを更に含む方法。

【００７５】（３４） 第３３項記載の方法であって、
前記ハウジングの温度を制御するために前記流体が前記
冷却材浴をバイパスするようなバイパス路を形成するス
テップを更に含む方法。

【００７６】（３５） 第３４項記載の方法であって、
前記流路内で前記流体を加圧するステップを更に含む方
法。

【００７７】（３６） 第３５項記載の方法であって、
前記流路内で１，７２４ｋＰａの流体圧力を維持するス
テップを更に含む方法。

【００７８】（３７） 第３６項記載の方法であって、
前記ハウジングの前記温度を検出するステップを更に含
む方法。

【００７９】（３８） 第３７項記載の方法であって、
０℃と−１７５℃との間の範囲に前記ハウジングの前記
温度を制御するステップを更に含む方法。

【００８０】（３９） 第３８項記載の方法であって、
前記ハウジングの前記温度を制御するために前記流路の
レベルを調節するステップを更に含む方法。

【００８１】（４０） 冷却材を保持するコンテナと、
半導体基板と接触しているハウジングと、前記コンテナ
内に通路を形成しかつ前記ハウジング内へ入る導管と、
前記通路内を流れる液体とを含み、前記液体は前記導管
を通して前記ハウジングと前記半導体基板とを冷却す
る、低温半導体プロセッシング装置。

【００８２】（４１） 第４０項記載の装置において、
前記コンテナ内の前記導管の部分は柔軟性管状部材を含
む、装置。

【００８３】（４２） 第４１項記載の装置であって、
前記柔軟性管状部材の収縮と伸長とによって前記コンテ
ナ内の前記導管を昇降させるために前記導管に接続され
た引込み式プランジャを更に含む装置。

【００８４】（４３） 第４２項記載の装置であって、
前記ハウジングの温度を検出しかつ制御する温度制御器
を更に含み、該温度制御器は前記引込み式プランジャを
操作することによって前記コンテナ内の前記導管のレベ
ルを調節する、装置。

【００８５】（４４） 第４３項記載の装置であって、
前記温度制御器からの信号に応答して前記ハウジングの
前記温度を上昇するために前記温度制御器に結合された
ハウジング加熱器を更に含む装置。

【００８６】（４５） 第４４項記載の装置であって、
前記ハウジングをバイパスするために前記液体の前記通
路を変化させる第１設定動作と前記液体を前記ハウジン
グに入れさせる第２設定動作とを有し前記導管に接続さ
れた二方弁を更に含む装置。

【００８７】（４６） 第４５項記載の装置であって、
前記コンテナ内の冷却材の量を供給しかつ維持する冷却
材源を更に含む装置。

【００８８】（４７） 第４６項記載の装置において、
前記引込み式プランジャは前記第１設定動作に応答して
前記冷却材から前記導管を取り除く、装置。

【００８９】（４８） 第４７項記載の装置であって、
前記導管内の前記液体の温度を検出する温度センサを更
に含む装置。

【００９０】（４９） 第４８項記載の装置であって、
前記液体が前記導管内で凝固するのを防止するために前
記温度センサによって活性化される導管加熱器を更に含
む装置。

【００９１】（５０） 第４９項記載の装置であって、
前記液体を前記導管に強制的に通すポンプを更に含む装
置。

【００９２】（５１） 第４０項記載の装置において、
前記コンテナは冷却材を保持する内側室と、外側室とを
含む、装置。

【００９３】（５２） 第５１項記載の装置において、
前記通路は前記コンテナの前記外側室を囲む壁内にあ
る、装置。

【００９４】（５３） 第５２項記載の装置において、
前記液体を所望の温度に維持するために圧力が前記外側
室内に印加される、装置。

【００９５】（５４） 第５３項記載の装置であって、
前記ハウジングの温度を検出しかつ制御する温度制御器
を更に含み、該温度制御器は前記外側室に印加される圧
力の量を調節する、装置。

【００９６】（５５） 第５４項記載の装置であって、
前記温度制御器からの信号に応答して前記ハウジングの
前記温度を上昇させるハウジング加熱器を更に含む装
置。

【００９７】（５６） 第５５項記載の装置であって、
前記ハウジングをバイパスするために前記液体の前記通
路を変化させる第１設定動作と前記液体を前記ハウジン
グに入れさせる第２設定動作とを有し前記導管に接続さ
れた二方弁を更に含む装置。

【００９８】（５７） 第５６項記載の装置において、
前記圧力は前記第１設定動作に応答して低下される、装
置。

【００９９】（５８） 第５１項記載の装置において、
前記内側室は前記外側室と流体接触している、装置。

【０１００】（５９） 第５８項記載の装置であって、
前記外側室内へのガスの流れを供給するために前記外側
室に接続された質量流量制御器を更に含み、前記ガスの
流れは前記コンテナ内の冷却材のレベルを上昇させて、
前記冷却材に前記導管の部分を浸せきさせる、装置。

【０１０１】（６０） 第５９項記載の装置であって、
前記内側室内のサイホンを更に含み、前記質量流量制御
器は前記装置を運転停止するために前記冷却材が前記サ
イホンを通して前記室を離れるように前記ガスの流れを
増大させる、装置。

【０１０２】（６１） 第６０項記載の装置であって、
前記ハウジングの温度を検出しかつ制御する温度制御器
を含み、該温度制御器は前記導管を浸せきする前記冷却
材のレベルを変動するために前記質量流量制御器を通し
て前記ガスの流れを調節する、装置。

【０１０３】（６２） 第６１項記載の装置であって、
前記ハウジングをバイパスするために前記液体の前記通
路を変化させる第１設定動作と前記液体を前記ハウジン
グに入れさせる第２設定動作とを有し前記導管に接続さ
れた二方弁を更に含む装置。

【０１０４】（６３） 第６２項記載の装置において、
前記質量流量制御器は前記第１設定動作に応答して前記
導管の下へ前記冷却材のレベルを低下させるために前記
ガスの流れをターオフする、装置。

【０１０５】（６４） 第６３項記載の装置であって、
前記内側室を大気圧に維持するために前記内側室に接続
された通気管路を更に含む装置。

【０１０６】（６５） 第６４項記載の装置であって、
前記質量流量制御器の範囲にわたって前記冷却材のレベ
ルを制御するために前記外側室に結合されたニードル弁
を更に含む装置。

【０１０７】（６６） 冷却システム１２は、冷却材２
２で以て充填されたコンテナ２０を有する。導管１６
は、コンテナ２０と前記冷却材２２との内を横切ってハ
ウジング１８に達する。流体は前記導管１６内を流れ、
かつ前記コンテナ２０と前記冷却材２２とへ入る際に前
記導管１６を通して冷却される。冷却された前記流体
は、前記導管１６を通して前記ハウジング１８に入り、
該ハウジング１８を冷却する。代わって、前記ハウジン
グ１８と接触している半導体基板１９も冷却される。

【図面の簡単な説明】

【図１】種々の型式のプラズマエッチングについての、
プラズマ誘導表面損傷及びエッチング選択性対プロセス
圧力の定性的関係のグラフ図。

【図２】本発明の冷却システムを実現する半導体プロセ
ッシングシステムのブロック線図。

【図３】本発明の冷却システムの好適実施例のブロック
線図。

【図４】半導体基板（ウェーハ）温度、冷却負荷、及び
流体圧力の間の定性的関係のグラフ図。

【図５】半導体基板温度、冷却負荷、及び流体圧力の間
の模擬による関係のグラフ図。

【図６】半導体基板温度、冷却負荷、及び一定流体圧力
の間の実測による関係のグラフ図。

【図７】流体として液体を使用する本発明の冷却システ
ムの代替実施例のブロック線図。

【図８】流体として液体を使用する本発明の冷却システ
ムの他の代替実施例のブロック代替実施例のブロック線
図。

【図９】流体として液体を使用する本発明の冷却システ
ムの更に他の代替実施例のブロック線図。

【図１０】流体として液体を使用する本発明の冷却シス
テムのなお更に他の代替実施例のブロック線図。

【符号の説明】

１２ 冷却システム １６ 導管 １８ ハウジング １９ 半導体基板 ２０ コンテナ ２２ 冷却材 ２４ 冷却材源 ２６ レベル制御器 ３４ 熱交換器 ３６ 圧縮機／ポンプ ３８、４０ バイパス弁 ４２ 流体源 ４４ 圧力調整器 ４６ リリーフ弁 ４７ インライン加熱器 ４８ 温度センサ ５０ 温度制御器 ５２ 加熱器 １００ 冷却システム １０２ タンク １０４ 導管 １０６ ポンプ及び電動機 １０８ コンテナ １１０ 外側室 １１２ 内側室 １１３ 通気管路 １１６ 充填タンク １１８、１２０ レベルセンサ １２２ 液体レベル制御器 １２４ 弁 １２６、１２８ レベルサンサ １３０ 警報デバイス １３２ 弁 １３４、１３６ レベルサンサ １３７ 液体レベル制御器 １３８ サイホン １３９ 質量流量制御器 １４０ 二方弁 １４１ 通気管路 １４２ ハウジング １４３ ニードル弁 １４６ 温度制御器 １４４ 温度センサ １４８ 電気加熱器 １５０ 温度制御器 １５２ バイパス弁 ２００ 冷却システム ２０２ 導管 ２０４ ポンプ ２０６ 絶縁コンテナ ２０８ 冷却材 ２１０ 柔軟性管状部材 ２１２ 引込み式プランジャ ２１４ 供給弁 ２１６ ハウジング ２１８ 二方弁 ２２０ 電気加熱器 ２２２ 温度制御器 ２２４ 熱電対 ２２６ 電気加熱器 ２２８ 温度制御器 ２３０ 熱電対 ３００ 冷却システム ３０２ 導管 ３０４ ポンプ ３０６ コンテナ ３０８ 内側室 ３１０ 外側室 ３１２ 冷却材 ３１６ ハウジング ３１７ 二方弁 ３１８ 電気加熱器 ３２０ 温度制御器 ３２２ 熱電対 ３２４ 電気加熱器 ３２６ 温度制御器 ３２８ 熱電対 ４００ 冷却システム ４０２ 導管 ４０４ ポンプ ４０６ コンテナ ４１０ 冷媒タンク ４１２ 冷却材 ４１４ 供給管路 ４１６ 供給弁 ４１８ 排流弁 ４２０、４２２ レベルセンサ ４２４ レベル制御器 ４２６、４２８、４３０、４３２ レベルセンサ ４３４ レベル制御器 ４３６、４３８ 通気管路 ４４０ 空気弁 ４４２ バイパス弁 ４４４ 負荷弁 ４４６ ハウジング ４４８ ポンプ圧力計 ４５０ 負荷圧力計 ４５２ 熱電対 ４５４ 温度制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アジット ピー．パランジプ アメリカ合衆国テキサス州ダラス，フォレ スト レーン 9670，アパートメント 1088 (72)発明者 セシル ジェイ．デービス アメリカ合衆国テキサス州グリーンビル, ボックス 113シー，ルート ４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンテナと、 半導体基板と接触しているハウジングと、 前記コンテナ内に通路を形成しかつ前記ハウジング内へ
   入る導管と、 前記導管内を流れる流体とを含み、前記コンテナは前記
   導管を通して前記流体を冷却し、前記流体は前記導管を
   通して前記ハウジングと該ハウジングに接触している前
   記半導体基板とを冷却する、低温半導体プロセッシング
   装置。
2. 【請求項２】 流体を冷却するために冷却材浴内へ前記
   流体を導入するステップと、 ハウジング内へ前記流体を導入するステップとを含み、
   前記ハウジングは半導体基板と接触しており、前記流体
   は前記ハウジングと前記半導体基板とを冷却する、低温
   半導体プロセッシング方法。