TW201445659A - 被處理體的冷卻單元 - Google Patents

Abstract

本發明的課題是在於提供一種不需要昇降機構等，構成簡單且可縮短被處理體的冷卻時間，而且冷卻效率良好之被處理體的冷卻單元。其解決手段係構成：半導體晶圓的容納裝置(1)具備協同支撐半導體晶圓(W)的一對的載置台(10，10)，在藉由一對的載置台(10，10)來支撐半導體晶圓(W)之下，在載置台(10，10)間與半導體晶圓(W)的下面(W1)之間形成下部開放空間(180a)，且在半導體晶圓(W)的上方形成上部開放空間(180b)，更具備：由下部開放空間(180a)的下方朝半導體晶圓(W)的下面(W1)噴射冷卻用的氣體之第1噴射噴嘴(116)，及由上部開放空間(180b)的上方朝半導體晶圓(W)的上面(W2)噴射冷卻用的氣體之第2噴射噴嘴(113)。

Description

被處理體的冷卻單元

本發明是有關可不使用被處理體的昇降機構等，往冷卻單元內設置被處理體及從冷卻單元內搬出被處理體，構成簡單，冷卻處理所花費的時間短之被處理體的冷卻單元。

在半導體裝置的製造工程中，作為被處理體的半導體晶圓是例如在處理室實施處理後，在冷卻室被冷卻之後經由裝載鎖定室來搬送至大氣壓室而收容於卡匣等。處理室及冷卻室是通常時處於真空環境，從處理室往冷卻室，及從冷卻室往裝載鎖定室的半導體晶圓的搬送是藉由在真空環境下可動作的真空搬送機械手臂來進行。並且，從裝載鎖定室往卡匣等的半導體晶圓的搬送是藉由在大氣壓環境下使用的大氣搬送機械手臂來進行。

在冷卻室中，例如，將藉由處理室的處理而成為250℃程度的高溫的半導體晶圓冷卻至65℃以下。此冷卻是為了防止大氣搬送機械手臂或收容半導體晶圓的卡匣等因熱受損而進行者。另外，有關真空搬送機械手臂是 除了在支撐半導體晶圓的手部使用陶瓷等的耐熱性高的素材以外，還在真空條件下不易傳熱，因此不易發生搬送高溫的半導體晶圓所造成的熱損傷。

在專利文獻1是揭示：在冷卻室內，利用溫度藉由溫調水保持於一定的冷卻板來冷卻半導體晶圓之冷卻單元。在專利文獻1所揭示的冷卻單元是設有在上下方向貫通水冷板之可昇降的複數的保持銷，該等的保持銷是一旦藉由真空搬送機械手臂來載置高溫狀態的半導體晶圓則下降而使該半導體晶圓接近於水冷板。並且，一旦半導體晶圓的冷卻終了則上昇，在藉由該上昇而產生之水冷板與半導體晶圓之間的間隙使真空搬送機械手臂的手插入而將半導體晶圓從冷卻室搬送。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平5-13294號公報

如此揭示於專利文獻1的冷卻單元，為了形成使真空搬送機械手臂等的搬送裝置插入至被處理體與冷卻板之間的空間，需要像上述那樣的保持銷亦即昇降機構，而且需要控制此昇降機構的控制手段。為此，裝置構 成會變複雜，且使昇降機構昇降的部分會有將半導體晶圓搬入冷卻室之後到取出為止的時間變長，半導體晶圓的冷卻處理所花費的時間變長之問題。

本發明是以有效地解決如此的課題為目的，具體而言，以提供一種不需要昇降機構等，構成簡單且可縮短被處理體的冷卻時間，而且冷卻效率的良好之被處理體的冷卻單元為目的。

本發明為了達成該目的而論及其次那樣的手段。

亦即，本發明之被處理體的冷卻單元，係在將高溫下所被處理的板狀的被處理體收容於內部的狀態下冷卻之被處理體的冷卻單元，其特徵為：具備可協同支撐前述被處理體之一對的載置台，在藉由一對的前述載置台來支撐前述被處理體之下，在前述載置台間與該被處理體的下面之間形成可插入移載該被處理體的搬送裝置的手臂之下部開放空間，且在前述被處理體的上方形成上部開放空間，更具備：第1噴射噴嘴，其係由前述下部開放空間的下方朝前述被處理體的下面噴射冷卻用的氣體；及第2噴射噴嘴，其係由前述上部開放空間的上方朝前述被處理體的上面噴射冷卻用的氣體。

若如此構成，則在將被處理體往載置台上載置時可利用下部開放空間來從被處理體的下方拔出搬送裝置的手臂，且在從載置台接受被處理體時可利用下部開放空間來使搬送裝置的手臂進入至被處理體的下方。並且，在形成此下部開放空間及上部開放空間之下，可藉由第1噴射噴嘴及第2噴射噴嘴來使被處理體由其上下面冷卻，可不使用冷卻板來進行被處理體的冷卻。因此，不需要使被處理體昇降的昇降機構，可使裝置構成形成簡單，且可縮短使被處理體搬入至冷卻單元之後到取出為止的時間而縮短冷卻處理所花費的時間。

並且，為了提高冷卻效率而將前述第1噴射噴嘴及前述第2噴射噴嘴分別設置複數個時，為了使因來自被處理體的傳熱而溫度上昇的冷卻用的氣體迅速從上部開放空間及下部開放空間排出，最好前述噴射噴嘴朝前述被處理體的緣部傾斜而設。

為了提高冷卻效率而將前述第1噴射噴嘴及前述第2噴射噴嘴分別設置複數個且前述被處理體為圓板狀時，為了使冷卻用的氣體能夠朝被處理體的上下面均一分散噴射，最好第1給氣手段及第2給氣手段分別具有複數的噴射噴嘴，該等的噴射噴嘴在與藉由前述載置台所支撐的前述被處理體同心的圓周上均等配置。

而且，為了在被處理體的上下面增加由噴射噴嘴所噴射的冷卻用的氣體之外觀上的支持點而減低被處理體的振動，且在被處理體的上下面冷卻不同之處，使冷 卻效率更為提升，最好第1噴射噴嘴與第2噴射噴嘴是設在周方向不同相位之處。

並且，為了將從各噴射噴嘴噴射的氣體量調整成適當的量，最好第1噴射噴嘴及第2噴射噴嘴分別設置4~6個。

若根據以上說明的本發明，則可提供一種不需要使被處理體昇降的昇降機構，可使裝置構成形成簡單，且可縮短將被處理體搬入冷卻單元之後到取出為止的時間而縮短冷卻處理所花費的時間之被處理體的冷卻單元。

1‧‧‧被處理體的冷卻單元(半導體晶圓的容納裝置)

10‧‧‧載置台

20，30‧‧‧搬送裝置(真空搬送機械手臂，大氣搬送機械手臂)

31，21‧‧‧手臂(手)

113‧‧‧第2噴射噴嘴

116‧‧‧第1噴射噴嘴

180a‧‧‧下部開放空間

180b‧‧‧上部開放空間

W‧‧‧被處理體(半導體晶圓)

W1‧‧‧被處理體(半導體晶圓)的下面

W2‧‧‧被處理體(半導體晶圓)的上面

W3‧‧‧被處理體(半導體晶圓)的緣部

圖1是具備本發明之一實施形態的半導體晶圓的容納裝置之半導體晶圓的處理系統的平面圖。

圖2是沿著圖1的II-II線的剖面視圖。

圖3是同容納裝置的平面剖面圖。

圖4是在卸下真空側閘閥的狀態下顯示同容納裝置的側面圖。

圖5是同容納裝置的模式圖。

圖6是表示噴射噴嘴的配置位置的圖。

圖7是表示噴射噴嘴的配置位置的圖。

圖8是表示各設4個噴射噴嘴時的半導體晶圓的表面溫度的變化的圖表。

圖9是表示各設6個噴射噴嘴時的半導體晶圓的表面溫度的變化的圖表。

圖10是表示半導體晶圓對噴射噴嘴的個數之冷卻時間的圖表。

圖11是表示半導體晶圓對噴射噴嘴的個數之振動加速度的圖表。

圖12是表示將半導體晶圓從大氣壓作業室搬送至真空處理室時的處理程序的流程圖。

圖13是表示將半導體晶圓從真空處理室搬送至大氣壓作業室時的處理程序的流程圖。

以下，參照圖面來說明本發明的實施形態。

圖1是表示半導體晶圓W的處理系統100。半導體晶圓W的處理系統100是包含：本實施形態的半導體晶圓的容納裝置(以下簡稱「容納裝置」)1，及設在容納裝置1的一方側的減壓處理室之真空處理室5及減壓搬送室之真空搬送室3，及設在另一方側的常壓作業室之大氣壓作業室2。大氣壓作業室2內是常壓環境，具體而言是大氣壓環境，真空處理室5內及真空搬送室3內是減壓環境，具體而言是真空環境。在真空搬送室3中設置作為搬送裝置的真空搬送機械手臂(robot)30，在大氣 壓作業室2中設置作為搬送裝置的大氣搬送機械手臂20，該等的搬送機械手臂20，30是可將作為被處理體的圓板狀的半導體晶圓W保持於形成手臂的一部分的手21，31上而搬送。

在處理系統100內的半導體晶圓W的搬送路線是如圖1中的箭號所示般，具體而言，藉由大氣搬送機械手臂20來從大氣壓作業室2搬送至容納裝置1而載置於容納裝置1內之後，藉由真空搬送機械手臂30來從容納裝置1取出，經由真空搬送室3來搬送至真空處理室5。並且，藉由真空搬送機械手臂30來從真空處理室5經由真空搬送室3搬送至容納裝置1而載置於容納裝置1內之後，藉由大氣搬送機械手臂20來搬送至大氣壓作業室2而收容於未圖示的卡匣等。

如此的處理系統100所具備的容納裝置1，如圖2，5所示般，其構成包含：支撐半導體晶圓W的一對的載置台10，10，遮斷手段16，給氣手段11，排氣手段12，真空手段13，冷卻水循環手段17，及控制該等的控制手段4。並且，如圖2所示般，在容納裝置1的內部是形成有上段腔室14及下段腔室15，容納裝置1是可將上段腔室14內從大氣壓環境置換成真空環境，或，從真空環境置換成大氣壓環境，且將在真空處理室5施以預定的處理而形成高溫(例如250℃)的半導體晶圓W冷卻至預定溫度。作為上述預定溫度的目標，例如設定成大氣搬送機械手臂20等的熱損傷不會發生的65℃以下為理想。另 外，依真空處理室5的處理的種類，高溫時也有可能形成250℃以外。

若具體說明容納裝置1的上述構成手段，則如圖2，3所示般，一對的載置台10，10是在上段腔室14內，在與半導體晶圓W的搬送方向(參照圖1)正交的方向彼此分開設置，在其上面10a，10a沿著半導體晶圓W的搬送方向來各設有3個載置部101。該等一對的載置台10，10是在載置部101載置半導體晶圓W的緣部W3共同將半導體晶圓W支撐於水平。另外，在半導體晶圓W的下面W1與載置台10的上面10a之間是形成有所要的間隙，例如0.3mm。

一旦在如此的載置台10，10上載置半導體晶圓W，則如圖2所示般，形成開放半導體晶圓W的下面W1的中央部及上面W2的中央部之開放部180。具體而言，在載置台10，10間與半導體晶圓W的下面W1之間形成下部開放空間180a，在半導體晶圓W的上方形成上部開放空間180b。在載置台10，10上方載置半導體晶圓W之後，利用此下部開放空間180a，大氣搬送機械手臂20的手21或真空搬送機械手臂30的手31會從載置台10，10間抽出，從載置台10，10舉起半導體晶圓W時，利用此下部開放空間180a，大氣搬送機械手臂20的手21或真空搬送機械手臂30的手31會被插入載置台10，10間。

並且，如圖2，3所示般，在各載置台10，10 的內部形成有循環冷卻水的循環路171，171，構成從冷卻水供給部170，170供給的冷卻水會流動於此循環路171，171內。循環路171，171及冷卻水供給部170，170是構成前述的冷卻水循環手段17者，載置台10，10為如此水冷式的晶圓接受，藉此可使半導體晶圓W的冷卻效率更提升。

圖1，3所示的遮斷手段16是以大氣側閘閥GV1及真空側閘閥GV2所構成。大氣側閘閥GV1是被安裝於大氣壓作業室2側的壁面1d，設成可將形成於此壁面1d之能通過半導體晶圓W的開口14b(參照圖2)開閉。真空側閘閥GV2是安裝於真空處理室5側的壁面1a，設成可將形成於此壁面1a之能通過半導體晶圓W的開口14a(參照圖1)開閉。藉由大氣側閘閥GV1及真空側閘閥GV2來關閉前述開口14a，14b，在上段腔室14內形成閉止空間181(參照圖2，5)。

圖2，5所示的給氣手段11是由：設在上段腔室14的下方的第1給氣手段111，及設在上段腔室14的上方的第2給氣手段110，及可藉由連接至能供給冷卻用的氣體的氣體供給源119來引導冷卻用的氣體之氣體導入配管116，及安裝於氣體導入配管116的氣體導入閥PV2所構成。藉由給氣手段11來對閉止空間181內供給冷卻用的氣體，進行半導體晶圓W的冷卻，且容納裝置1內會從真空環境置換成大氣壓環境。

第1給氣手段111是具有：設在上段腔室14 的底壁1f的中央部之下部淋浴板115，及設成在厚度方向貫通下部淋浴板115的第1噴射噴嘴116，及從下部淋浴板115與底壁1f的間隙115a延伸而連接至氣體導入閥PV2的下部氣體導入配管117。

如圖3，6(a)所示般，下部氣體噴出孔之第1噴射噴嘴116是在與被載置於載置台10，10的半導體晶圓W同心且比半導體晶圓W更小直徑的圓周上均等地設置4個，該等的第1噴射噴嘴116是朝前述半導體晶圓W的緣部W3，更具體的是對於垂直方向傾斜預定角度，具體而言是45°傾斜設置。並且，如圖3所示般，對於半導體晶圓W的搬送方向，設在周方向45°旋轉的位置。因此，從第1噴射噴嘴116噴射的氣體是不易在一對的載置台10，10與半導體晶圓W的下面W1之間所形成的下部開放空間180a內滯留，由於容易往下部開放空間180a外流動，因此可使冷卻效率更為提升。

從氣體供給源119供給的冷卻用的氣體是通過下部氣體導入配管117來充滿於下部淋浴板115下方的間隙115a，經由第1噴射噴嘴116來由下部開放空間180a的下方朝半導體晶圓W的下面W1噴射。另外，冷卻用的氣體可舉空氣，氮，氦，氫等，在本實施形態是冷卻空氣而使用。

第2給氣手段110是具有：設在上段腔室14的上壁1e的中央部之上部淋浴板112，及設成在厚度方向貫通上部淋浴板112的第2噴射噴嘴113，及從上部淋 浴板112與上壁1e的間隙112a延伸而連接至下部氣體導入配管117的上部氣體導入配管114。上部氣體噴出孔之第2噴射噴嘴113是如圖6(b)所示般，除了設在周方向不同的相位之處以外，與第1噴射噴嘴116同樣設置，從氣體供給源119供給的冷卻用的氣體是通過上部氣體導入配管114來充滿於上部淋浴板112上方的間隙112a，經由第2噴射噴嘴113來由上部開放空間180b的上方朝半導體晶圓W的上面W2噴射。另外，設置各第2噴射噴嘴113的圓周的直徑是與設置第1噴射噴嘴116的前述圓周的直徑相等。

如前述般，第2噴射噴嘴113與第1噴射噴嘴116是設在周方向不同的相位之處，具體而言，第2噴射噴嘴113是設在使第1噴射噴嘴116在周方向旋轉45°的位置，換言之離鄰接的第1噴射噴嘴116等距離的位置。另外，從分別設在下部淋浴板115及上部淋浴板112的各噴射噴嘴113，116是噴射幾乎同量的氣體。

圖4，5所示的排氣手段12是由：從上段腔室14的下方貫通側壁1c內而延伸至上方的排氣口120，及排出閥PV1，及連接至排氣口120和排出閥PV1的氣體排氣配管121所構成。由於排氣口120是設在上段腔室14的下方，因此在閉止空間181內，從各第1噴射噴嘴116朝上噴射的氣體是沿著半導體晶圓W的下面W1來朝其緣部W3流動後，流動於閉止空間181的下方而經由排氣口120來朝位於容納裝置1的外部之未圖示的排氣去處 排出。並且，從各第2噴射噴嘴113朝下噴射的氣體是沿著半導體晶圓W的上面W2來朝其緣部W3流動後，在閉止空間181內下降，流動於閉止空間181的下方而經由排氣口120來朝位於容納裝置1的外部之未圖示的排氣去處排出。

圖2，4，5所示的真空手段13是構成包含：貫通側壁1b來與上段腔室14內連通的空冷排氣裝置130，及連接至此空冷排氣裝置的真空用配管132，及安裝於真空用配管132的真空用閥131，可藉由真空用閥131連接至未圖示的真空吸引泵來進行抽真空。藉由進行抽真空，可將容納裝置1內從大氣壓環境置換成真空環境。一旦進行抽真空，則閉止空間181內的氣體是從空冷排氣裝置130來朝真空用配管132流動，自真空用閥131經由真空吸引泵排氣。另外，亦可使真空手段13的機能兼用於排氣手段12，該情況，例如只要在排氣手段12的近旁設置真空用閥而使能夠藉由該真空用閥經由排氣口120來將閉止空間181內的氣體排出即可。

圖5所示的控制手段(控制器)4是藉由具備CPU，記憶體及介面的通常的微電腦單元所構成，在記憶體內寫入有關於半導體晶圓W的冷卻等的預定的程式，CPU是適當叫出必要的程式實行，藉此與周邊硬體資源一起作用，實行預定的動作。

具體而言，控制手段4是構成控制給氣手段11之氣體的導入，排氣手段12之氣體的導出，真空手段 13之氣體的導出，冷卻水循環手段17之冷卻水的循環，遮斷手段16的開閉動作等。

在本實施形態中，如前述般，在上部淋浴板112及下部淋浴板115分別設有4個的噴射噴嘴113，116，但各噴射噴嘴113，116的數量並非限於此，4~6個的範圍為理想。例如將噴射噴嘴113，116各設6個時，如圖6(b)所示般，只要在與被載置於載置台10，10的半導體晶圓W同心且比半導體晶圓W更小直徑的圓周上均等地設置即可。

以下敘述噴射噴嘴113，116的個數是各4~6個為理想的理由。首先，像本實施形態那樣各設4個噴射噴嘴113，116，在閉止空間181噴射100公升/分鐘的冷卻用的氣體30秒鐘時，如圖8所示般，在23秒，半導體晶圓W的表面全體會從250℃降低至65℃以下。進行此試驗時，半導體晶圓W的表面溫度是利用分別安裝於其下面W1及上面W2之圖6(a)所示的熱電耦P1~P9來測定。該等之中，熱電耦P1~P4，P6~P9是在半導體晶圓W的下面W1及上面W2，在對應於緣部W3的位置分別均等地配置，熱電耦P5是在半導體晶圓W的下面W1及上面W2，在中央各設置1個。若如此將噴射噴嘴113，116各設4個，則在可良好地維持處理效率的預定時間，例如30秒間以內，使半導體晶圓W的表面溫度降低至65℃以下。

並且，如圖6(b)所示般，將噴射噴嘴 113，116各設6個，且將冷卻用的氣體的噴射量及噴射時間設定成與上述同樣時，如圖9所示般，在30秒，半導體晶圓W的表面全體會降低至65℃以下。

而且，若比較：如圖7所示般將噴射噴嘴113，116的個數變更成各1~3個來與上述同樣設定冷卻用的氣體的噴射量及噴射時間的情況的測定結果，及上述各4個及各6個的測定結果，則半導體晶圓W的表面全體降低至65℃以下所要的冷卻時間是如圖10所示般各2，4個的情況相對短，各1，3，6個的情況相對長，但所有的情況是30秒以下，冷卻至65℃以下的時間未產生大的差異。然而，有關因冷卻用的氣體噴射而產生半導體晶圓W的振動，如圖11所示般，噴射噴嘴113，116的個數越多，振動加速度會變越小降低。若半導體晶圓W大幅度振動，則有可能在與載置台10，10之間滑動而導致半導體晶圓W的損傷或微粒的發生，因此振動加速度小為理想。具體而言，0.2G以下更理想，在本實施形態中予以設為預定的振動目標值。由上述的試驗結果可知，為了滿足振動目標值，將各噴射噴嘴113，116的個數各設為4~6個的範圍為理想。

在以下說明利用以上那樣的半導體晶圓W的處理系統100，用以在大氣側與真空側之間移送半導體晶圓W的程序。

首先，將半導體晶圓W從大氣壓作業室2搬送至真空處理室5時，如圖12所示般，將大氣側閘閥 GV1開放(步驟SP1)，使大氣搬送機械手臂20的手21進入至大氣壓環境的容納裝置1內(步驟SP2)。在此手21上支撐半導體晶圓W，一旦將手21上的半導體晶圓W載置於載置台10，10(步驟SP3)，則使大氣搬送機械手臂20的手21從容納裝置1退出(步驟SP4)。然後，將大氣側閘閥GV1閉止(步驟SP5)，藉由真空手段13來進行抽真空(步驟SP6)，藉此容納裝置1內會從大氣壓環境置換成真空環境。一旦置換成真空環境，則將真空側閘閥GV2開放(步驟SP7)，使真空搬送機械手臂30的手31從真空搬送室3進入至容納裝置1內(步驟SP8)。藉由此手31來從載置台10，10舉起半導體晶圓W而進行半導體晶圓W的接收(步驟SP9)，一旦使支撐半導體晶圓W的手31從容納裝置1退出(步驟SP10)，則將真空側閘閥GV2閉止(步驟SP11)。另外，大氣搬送機械手臂20及真空搬送機械手臂30的動作是藉由未圖示的控制手段來進行者。

如此被搬送至真空搬送室3內的半導體晶圓W是藉由真空搬送機械手臂30來搬送至圖1所示的真空處理室5，在此施以預定的處理。藉此處理而成為高溫狀態的半導體晶圓W是藉由真空搬送機械手臂30來從真空搬送室3帶出而搬送至大氣壓作業室2。將高溫狀態的半導體晶圓W從真空搬送室3搬送至大氣壓作業室2時，如圖13所示般，首先，將真空側閘閥GV2開放(步驟SP20)，使真空搬送機械手臂30的手31進入至真空環境 的容納裝置1內(步驟SP21)。一旦將半導體晶圓W由此手31上載置於載置台10，10(步驟SP22)，則會使真空搬送機械手臂30的手31從容納裝置1退出(步驟SP23)。然後，將真空側閘閥GV2閉止(步驟SP24)，藉由給氣手段11來從閉止空間181的上下開始給氣(步驟SP25)，接著藉由排氣手段12來開始閉止空間181內的氣體的排出(步驟SP26)。藉此，在處於真空狀態的閉止空間181內朝半導體晶圓W一面藉由給氣手段11來使氣體導入，一面藉由排氣手段12來進行氣體的導出，可一面使半導體晶圓W的溫度降低，一面使閉止空間181內的壓力朝向大氣壓。

一旦容納裝置1內從真空環境置換成大氣壓環境，則停止排氣手段12的排氣(步驟SP27)，接著停止給氣手段11的給氣之後(步驟SP28)，將大氣側閘閥GV1開放(步驟SP29)。如此使給氣的停止的時機比排氣的停止的時機更慢，設定成容納裝置1內的壓力比大氣壓作業室2內的壓力更高。

一旦開放大氣側閘閥GV1，則會從大氣壓作業室2使大氣搬送機械手臂20的手21進入容納裝置1內(步驟SP30)。藉由此手21來從載置台10，10舉起半導體晶圓W，而進行導體晶圓W的接收(步驟SP31)，一旦使支撐半導體晶圓W的手21從容納裝置1退出(步驟SP32)，則將大氣側閘閥GV1閉止(步驟SP33)。

像以上那樣作為本實施形態的被處理體的冷 卻單元之半導體晶圓的容納裝置1是在將高溫下所被處理的板狀的半導體晶圓W收容於內部的狀態下冷卻者，具備可協同支撐半導體晶圓W之一對的載置台10，10，在藉由一對的載置台10，10來支撐作為被處理體的半導體晶圓W之下，在載置台10，10間與半導體晶圓W的下面W1之間形成可插入作為移載半導體晶圓W的搬送裝置之真空搬送機械手臂30及大氣搬送機械手臂20的手臂的一部分的手31，21之下部開放空間180a，且在半導體晶圓W的上方形成上部開放空間180b，構成更具備：由下部開放空間180a的下方朝半導體晶圓W的下面W1噴射冷卻用的氣體之第1噴射噴嘴116，及由上部開放空間180b的上方朝半導體晶圓W的上面W2噴射冷卻用的氣體之第2噴射噴嘴113。

像以往的冷卻單元那樣使半導體晶圓W全體接近或接觸於冷卻板來進行冷卻時，為了形成使搬送裝置的手插入冷卻板與半導體晶圓W之間的空間，需要另外設置使半導體晶圓W昇降的昇降手段。為此，裝置構成會因昇降手段及其控制手段4而變複雜，且使昇降手段上下的部分會產生使半導體晶圓W搬入冷卻單元之後到取出為止的時間變長之不妥。

若為上述那樣的構成，則在將半導體晶圓W往載置台10，10上載置時可利用下部開放空間180a來將搬送機械手臂20，30的手21，31從半導體晶圓W的下方拔出，且在從載置台10，10接收半導體晶圓W時可利 用下部開放空間180a來使前述手21，31進入至半導體晶圓W的下方。並且，在形成此下部開放空間180a及上部開放空間180b之下，可藉由第1噴射噴嘴116及第2噴射噴嘴113來使半導體晶圓W從其上面W2及下面W1冷卻，可不用冷卻板來進行半導體晶圓W的冷卻。因此，可不需要使半導體晶圓W昇降的昇降機構，可使裝置構成形成簡單，且可縮短使搬入冷卻單元之後到取出為止的時間而縮短冷卻處理所花費的時間。

又，由於第1噴射噴嘴116及第2噴射噴嘴113是分別設置複數個，該等的噴射噴嘴113，116會構成朝半導體晶圓W的緣部W3傾斜而設，因此可使溫度因來自半導體晶圓W的傳熱而上昇的冷卻用的氣體迅速地從上部開放空間180b及下部開放空間180a排出，可使冷卻效率更為提升。

並且，半導體晶圓W為圓板狀，第1噴射噴嘴116及第2噴射噴嘴113分別設置複數個，該等的噴射噴嘴113，116會構成在與藉由載置台10，10所支撐的半導體晶圓W同心的圓周上均等配置，因此冷卻用的氣體會朝半導體晶圓W的下面W1及上面W2均一分散噴射，力量會藉由氣體來均等地作用於該等上面W2全體及下面W1全體。因此，可抑制半導體晶圓W的振動，且冷卻用的氣體會均一地流動，可抑制冷卻不均的發生，可使冷卻效率提升。

又，由於第1噴射噴嘴116與第2噴射噴嘴 113是構成設在周方向不同相位之處，因此在半導體晶圓W的上面W2及下面可增加由噴射噴嘴113，116所噴射的冷卻用的氣體之外觀上的支持點而降低半導體晶圓W的振動，且在半導體晶圓W的上面W2及下面W1冷卻不同之處，而可使冷卻效率更為提升。

又，由於第1噴射噴嘴116及第2噴射噴嘴113是構成分別設置4~6個，因此可將由各噴射噴嘴113，116所噴射的氣體量調整成適當的量，可更抑制噴射冷卻用的氣體所造成半導體晶圓W的振動。

另外，各部的具體的構成是不只限於上述的實施形態。

例如，設有噴射噴嘴113，116的位置是不限於本實施形態記載的位置，例如亦可全體變更於周方向。

並且，本實施形態是將用以進行半導體晶圓W的冷卻之冷卻單元構成為兼具裝載鎖定室的機能之容納裝置1，但亦可例如構成為設成鄰接於真空搬送室3的冷卻室。此情況也是與上述同樣，在內部設置載置台10，10或給氣手段11等，藉由該等來進行半導體晶圓W的冷卻，藉此可取得前述高的冷卻效果，且可縮短冷卻處理所花費的時間。

並且，在本實施形態中，使用價格便宜的空氣作為冷卻用的氣體，但使用具有幾乎同特性且安全性高的惰性氣體的氮更為理想。藉由使用氮，可一面維持閉止空間181內的冷卻性能，一面更清淨地保持半導體晶圓W 表面。

並且，在下段腔室15中也與上段腔室14同樣設置載置台10，10，給氣手段11，排氣手段12等，在下段腔室15也可構成能進行半導體晶圓W的冷卻等。

並且，在本實施形態中，將噴射噴嘴113，116各設4個，但亦可各設5個或6個，或該等以外的個數。

並且，亦可構成在前述上部淋浴板112及前述下部淋浴板115的中央更設置噴射噴嘴，藉由此噴射噴嘴來朝被載置台10，10所支撐的半導體晶圓W的下面W1及上面W2的中心噴射冷卻用的氣體，且構成冷卻時，首先藉由設在中央的前述噴射噴嘴來冷卻半導體晶圓W的下面W1及上面W2的中心，在中心某程度被冷卻的時間點，切換成來自其他的4個噴射噴嘴113，116的噴射。半導體晶圓W的中央部是比緣部W3更難將熱散發至外部，溫度不易降低，所以藉由上述那樣構成，在冷卻的初期階段使冷卻用的氣體集中於溫度最難下降的部分之後移行至全體的冷卻，藉此可更使冷卻效率提升，降低氣體的使用量，可更縮短冷卻時間。

而且，亦可構成設置連接空冷排氣裝置130與下部淋浴板115下方的間隙115a之循環排氣埠，冷卻時從第2噴射噴嘴113導入的氣體的至少一部分會經由該循環排氣埠來從第1噴射噴嘴116噴射。如此不會將利用在半導體晶圓W的上面W2的冷卻之氣體立即排氣，使循 環而朝半導體晶圓W的下面W1噴射再度利用於冷卻，藉此可更降低氣體的使用量。此情況，藉由在循環排氣埠一部分設為可從氣體供給源119直接取入氣體的構成，可在循環排氣埠內取入新鮮的氣體來降低循環排氣埠內的氣體的溫度而使冷卻效率提升。

而且，在本實施形態中，大氣壓作業室2內是設定成大氣壓環境，在真空處理室5內及真空搬送室3內是設定成真空環境，但不限於此，只要大氣壓作業室2內是設定成常壓環境，真空處理室5內及真空搬送室3內是設定成減壓環境即可。

其他的構成也可在不脫離本發明的主旨範圍進行各種變形。

1‧‧‧被處理體的冷卻單元(半導體晶圓的容納裝置)

1b‧‧‧貫通側壁

1c‧‧‧下方貫通側壁

1d‧‧‧壁面

1e‧‧‧上壁

1f‧‧‧底壁

10‧‧‧載置台

10a‧‧‧上面

11‧‧‧給氣手段

13‧‧‧真空手段

14‧‧‧上段腔室

14b‧‧‧開口

15‧‧‧下段腔室

17‧‧‧冷卻水循環手段

110‧‧‧第2給氣手段

111‧‧‧第1給氣手段

112‧‧‧上部淋浴板

112a‧‧‧間隙

113‧‧‧第2噴射噴嘴

115‧‧‧下部淋浴板

115a‧‧‧間隙

116‧‧‧第1噴射噴嘴

130‧‧‧空冷排氣裝置

170‧‧‧冷卻水供給部

171‧‧‧循環路

180‧‧‧開放部

180a‧‧‧下部開放空間

180b‧‧‧上部開放空間

W‧‧‧被處理體(半導體晶圓)

W1‧‧‧被處理體(半導體晶圓)的下面

W2‧‧‧被處理體(半導體晶圓)的上面

Claims (5)

1. 一種被處理體的冷卻單元，係在將高溫下所被處理的板狀的被處理體收容於內部的狀態下冷卻之被處理體的冷卻單元，其特徵為：具備可協同支撐前述被處理體之一對的載置台，在藉由一對的前述載置台來支撐前述被處理體之下，在前述載置台間與該被處理體的下面之間形成可插入移載該被處理體的搬送裝置的手臂之下部開放空間，且在前述被處理體的上方形成上部開放空間，更具備：第1噴射噴嘴，其係由前述下部開放空間的下方朝前述被處理體的下面噴射冷卻用的氣體；及第2噴射噴嘴，其係由前述上部開放空間的上方朝前述被處理體的上面噴射冷卻用的氣體。
2. 如申請專利範圍第1項之被處理體的冷卻單元，其中，前述第1噴射噴嘴及前述第2噴射噴嘴係分別設置複數個，該等的噴射噴嘴係朝前述被處理體的緣部傾斜設置。
3. 如申請專利範圍第1或2項之被處理體的冷卻單元，其中，前述被處理體為圓板狀，前述第1噴射噴嘴及前述第2噴射噴嘴係分別設置複數個，該等的噴射噴嘴係於與藉由前述載置台所支撐的前述被處理體同心的圓周上均等配置。
4. 如申請專利範圍第3項之被處理體的冷卻單元，其中，前述第1噴射噴嘴與前述第2噴射噴嘴係設在周方向不同的相位之處。
5. 如申請專利範圍第1項之被處理體的冷卻單元，其中，前述第1噴射噴嘴及前述第2噴射噴嘴係分別設置4~6個。