TWI666723B - 冷卻處理裝置及冷卻處理裝置之運用方法 - Google Patents

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Abstract

降低附著於靜電夾具之載置面的水分。
冷卻處理裝置，係具備有處理容器、靜電夾具、冷卻機構及燈具加熱裝置。靜電夾具，係具有被處理體被載置於其上的載置面，且設置於處理容器內。冷卻機構，係構成為使靜電夾具冷卻。燈具加熱裝置，係構成為去除附著於載置面的水分。

Description

冷卻處理裝置及冷卻處理裝置之運用方法
本發明之實施形態，係關於冷卻處理裝置及冷卻處理裝置之運用方法者。
在電子元件之製造中，係對收容於處理裝置之處理容器內的被處理體進行各種處理。作為處理裝置的一種，係存在有使被處理體冷卻的冷卻處理裝置。像這樣的冷卻處理裝置，係一般而言，具備有靜電夾具，被處理體，係藉由靜電力被吸附於該靜電夾具。
靜電夾具，係具有基台、第1絕緣層、吸附電極及第2絕緣層。基台，係金屬製，在該基台內，係形成有流路(該流路，係流動有冷媒)。第1絕緣層，係形成於基台上。吸附電極，係經由第1絕緣層而形成於基台上。又，第2絕緣層，係設置為覆蓋第1絕緣層及吸附電極。當電壓被施加至該靜電夾具之吸附電極時，會發生靜電力，且藉由該靜電力使被處理體吸附於靜電夾具。又，藉由冷媒在流路中流動的方式，靜電夾具會被冷卻，而使得載置於該靜電夾具上的被處理體被冷卻。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特許3265743號說明書
然而，在處理容器內，係不可避免地存在有水分。當存在於處理容器內的水分附著於靜電夾具時，靜電夾具之吸附力可能會下降。又，當水分侵入至靜電夾具之絕緣層內時，則存在有下述情形：在靜電夾具的吸附電極與被處理體之間、或者該吸附電極與基台之間，產生放電。因此，必須降低附著於靜電夾具特別是被處理體被載置於其上之靜電夾具之載置面的水分。
在一側面中，係提供一種冷卻處理裝置。該冷卻處理裝置，係具備有處理容器、靜電夾具、冷卻機構及燈具加熱裝置。靜電夾具，係具有被處理體被載置於其上的載置面，且設置於處理容器內。冷卻機構，係構成為使靜電夾具冷卻。燈具加熱裝置，係構成為去除附著於載置面的水分。在一實施形態中，冷卻機構，係亦可為冷凍機。
在一側面之冷卻處理裝置中，係可藉由使用燈具加熱裝置的方式，使附著於靜電夾具之載置面的水分 蒸發。因此，可降低附著於靜電夾具之載置面的水分。
在一實施形態中，冷卻處理裝置，係亦可更 具備有金屬製之屏蔽構件(該金屬製之屏蔽構件，係沿著靜電夾具之載置面以外的表面而設置)。該屏蔽構件，係例如從靜電夾具之表面保持微小的間隙而分離。根據該實施形態，可抑制存在於沿著靜電夾具之載置面以外之表面之區域的水分附著於載置面。
在一實施形態中，冷卻機構，係除了靜電夾 具以外，又亦可使屏蔽構件冷卻。又，在又一實施形態中，屏蔽構件，係亦可接觸於冷卻機構。根據該些實施形態，可藉由使屏蔽構件冷卻的方式，來抑制水分附著於屏蔽構件且水分附著於載置面。
在一實施形態中，冷卻處理裝置，係亦可更 具備有：排氣裝置，對處理容器內之空間進行減壓；及閥，用於將處理容器內之空間開放於大氣。
在又一實施形態中，冷卻處理裝置，係亦可 更具備有：控制部，控制燈具加熱裝置、冷卻機構、及排氣裝置。在該實施形態中，控制部，係(a)可控制排氣裝置，來對處理容器內之空間進行減壓；(b)可控制燈具加熱裝置，來去除附著於靜電夾具之載置面的水分；及(c)可控制冷卻機構，以使得在由燈具加熱裝置進行水分的去除結束後，使靜電夾具冷卻。根據該實施形態，可例如在冷卻處理裝置之維修後，將被處理體搬入至處理容器之前，去除附著於載置面的水分。根據該實施形態，可 例如在冷卻處理裝置之維修後，將被處理體搬入至處理容器之前，去除附著於載置面的水分。又，根據本實施形態，與僅藉由排氣裝置進行水分去除相比，更縮短水分去除所需的時間。
又，在又一實施形態中，冷卻處理裝置，係 亦可更具備有：控制部，控制燈具加熱裝置、及冷卻機構。在該實施形態中，控制部，係(d)亦可控制冷卻機構，以使得在藉由排氣裝置來對處理容器內之空間進行減壓的狀態下，停止由冷卻機構進行之冷卻；及(e)亦可控制燈具加熱裝置，以使得在由冷卻機構進行之冷卻停止後，加熱靜電夾具之載置面。根據該實施形態，可去除附著於載置面的水分。該實施形態，係例如可用以在冷卻處理裝置中處理被處理體之後、在該冷卻處理裝置中進一步處理其他被處理體之前，去除載置面的水分。在又一實施形態中，控制部，係在燈具加熱裝置之控制之後，(f)亦可控制閥，來將處理容器內之空間開放於大氣。根據該實施形態，在將處理容器內之空間開放於大氣時，可加熱靜電夾具之載置面，從而可抑制水分付著於該載置面。
又，在另一側面中，係提供一種上述之冷卻 處理裝置之運用方法。該運用方法，係包含有：(a)使用排氣裝置來對前述處理容器內之空間進行減壓的工程；(b)使用燈具加熱裝置來去除附著於靜電夾具之載置面之水分的工程；及(c)在由燈具加熱裝置進行水分的去除結束之後，使用冷卻機構來使靜電夾具冷卻的工程。根 據該運用方法，可在例如冷卻處理裝置之維修後，將被處理體搬入至處理容器之前，去除附著於載置面的水分。 又，根據該運用方法，與僅由排氣裝置進行水分去除相比，更縮短水分去除所需的時間。
又，在另一側面中，係提供有上述之冷卻處 理裝置之運用方法。該運用方法，係包含有：(d)在藉由排氣裝置對處理容器內之空間進行減壓的狀態下，停止由冷卻機構進行之冷卻的工程；及(e)在由冷卻機構進行之冷卻停止之後，使用燈具加熱裝置來加熱靜電夾具之載置面的工程。根據該實施形態之運用方法，可去除附著於載置面的水分。該實施形態之運用方法，係例如可用以在冷卻處理裝置中處理被處理體之後、在該冷卻處理裝置中處理另一被處理體之前，去除載置面的水分。又，在一實施形態中，運用方法，係在執行加熱載置面的工程之後，亦可更包含有：(f)開放閥(該閥，係將處理容器內之空間開放於大氣)的工程。根據該運用方法，在將處理容器內之空間開放於大氣時，可加熱靜電夾具之載置面，且可抑制水分附著於該載置面。又，縮短使靜電夾具之載置面升溫所需的時間。
如以上所說明，可降低附著於靜電夾具之載置面的水分。
10，10A‧‧‧冷卻處理裝置
12‧‧‧處理容器
14‧‧‧靜電吸附裝置
16‧‧‧冷凍機
18‧‧‧第1減壓部
20‧‧‧第2減壓部
22‧‧‧閥
24‧‧‧氣體供給部
26‧‧‧基座
32‧‧‧升降銷
34‧‧‧驅動裝置
36‧‧‧氣體管線
38‧‧‧氣體供給部
50‧‧‧端子構件
50c‧‧‧接觸部
52‧‧‧施力部(螺絲)
54‧‧‧配線
56‧‧‧電源
ESC‧‧‧靜電夾具
US‧‧‧載置面
60‧‧‧基台
601‧‧‧第1面
602‧‧‧第2面
60s‧‧‧側面
60b‧‧‧下面
60c‧‧‧凹部
60r‧‧‧區域
62‧‧‧第1絕緣層
621‧‧‧第1部分
622‧‧‧第2部分
64‧‧‧吸附電極
64a‧‧‧第1電極
64b‧‧‧第2電極
66‧‧‧第2絕緣層
66b‧‧‧底面
66a‧‧‧突出部
66p‧‧‧突出部
72‧‧‧導體圖案
72a‧‧‧第1導體圖案
72b‧‧‧第2導體圖案
74‧‧‧供電端子
74a‧‧‧第1供電端子
74b‧‧‧第2供電端子
80‧‧‧支撐構件
80m‧‧‧主部
80p‧‧‧突出部
80h‧‧‧孔
84‧‧‧墊圈
RH‧‧‧燈具加熱裝置
SH，SH2‧‧‧屏蔽構件
100‧‧‧處理系統
Cnt‧‧‧控制部
[圖1]概略地表示一實施形態之處理系統的圖。
[圖2]概略地表示一實施形態之冷卻處理裝置的圖。
[圖3]一實施形態之靜電吸附裝置的立體圖。
[圖4]一實施形態之靜電夾具的剖面圖。
[圖5]放大表示一實施形態之包含有靜電夾具之供電端子之一部分區域的立體圖。
[圖6]放大表示一實施形態之靜電吸附裝置之一部分的剖面圖。
[圖7]一例之MTJ元件的剖面圖。
[圖8]表示冷卻處理裝置之運用方法之一實施形態的流程圖。
[圖9]表示冷卻處理裝置之運用方法之另一實施形態的流程圖。
[圖10]表示冷卻處理裝置之運用方法之另一實施形態的流程圖。
[圖11]概略地另一實施形態之冷卻處理裝置的圖。
以下，參照圖式詳細說明各種實施形態。另外，對於在各圖面中相同或是相當的部分，附上同一的符號。
首先，說明一實施形態之處理系統。圖1，係 概略地表示一實施形態之處理系統的圖。圖1所示之處理系統100，係指用以處理被處理體(以下，稱為「晶圓W」)的系統。處理系統100，係具備有：載置台102a~102c、收容容器104a~104c、裝載模組LM、裝載鎖定腔室LL1及裝載鎖定腔室LL2、複數個製程模組PM和傳遞腔室110。
載置台102a~102c，係沿著裝載模組LM而設 置。在圖示的實施形態中，載置台102a~102c，係沿著裝載模組LM之一方側的緣部亦即Y方向之一方側的緣部，排列於X方向。在載置台102a~102c上，係搭載有收容容器104a~104c。該些收容容器104a~104c，係收容晶圓W。
裝載模組LM，係在一實施形態中，具有比起 Y方向而言X方向為較長邊的大略箱形形狀。裝載模組LM，係具有腔室壁，在該腔室壁，係提供有大氣壓狀態之搬送空間。裝載模組LM，係在該搬送空間具有搬送單元TU。裝載模組LM之搬送單元TU，係從收容容器104a~104c中所選擇的收容容器取出晶圓W，將取出之晶圓W搬送至裝載鎖定腔室LL1及裝載鎖定腔室LL2之任一。
裝載鎖定腔室LL1及裝載鎖定腔室LL2，係 沿著裝載模組LM之Y方向之另一方側的緣部，排列於X方向。又，在裝載模組LM之Y方向的另一方側，係設置有傳遞腔室110。如圖1所示，裝載鎖定腔室LL1及 LL2，係設置於裝載模組LM與傳遞腔室110之間。在裝載鎖定腔室LL1與裝載模組LM之間、裝載鎖定腔室LL1與傳遞腔室110之間、裝載鎖定腔室LL2與裝載模組LM之間、裝載鎖定腔室LL2與傳遞腔室110之間，係分別設置有閘閥。
裝載鎖定腔室LL1及裝載鎖定腔室LL2，係 提供有預備減壓室。晶圓W，係在被搬送至傳遞腔室110之前，被搬送至裝載鎖定腔室LL1或LL2，而從大氣壓環境被置放於減壓環境下。
傳遞腔室110，係提供有可進行減壓的搬送空 間。該搬送空間，係在一實施形態中，朝Y方向延伸。傳遞腔室110，係在搬送空間內具有搬送單元TU2。搬送單元TU2，係在搬送空間內使晶圓W往Y方向移動。又，搬送單元TU2，係將晶圓W搬送至複數個製程模組PM中之任一。在傳遞腔室110與複數個製程模組PM的每個之間，係設置有閘閥。
在圖1所示的實施形態中，製程模組PM中 的幾個製程模組，係沿著傳遞腔室110之X方向中之一方側的緣部，排列於Y方向。又，其他製程模組PM，係傳遞腔室110之X方向之另一方側的緣部，排列於Y方向。複數個製程模組PM，係分別處理收容於其內部的晶圓W。例如，複數個製程模組PM，係分別執行物理氣相沈積處理、前處理清洗、加熱處理、冷卻處理這樣的各種處理中之其製程模組專用的處理。
在圖1所示之實施形態的處理系統100中， 被收容至收容容器104a~104c之任一的晶圓W，係經由裝載模組LM、裝載鎖定腔室LL1或裝載鎖定腔室LL2及傳遞腔室110，被搬送至複數個製程模組PM之任一，且在搬送終點的製程模組中被予以處理。
又，圖1所示的處理系統100，係具備有控制 部Cnt。在一實施形態中，控制部Cnt，係指具備有處理器、記憶部、輸入裝置、顯示裝置等的電腦，且控制處理系統100之各部。在該控制部Cnt中，操作員為了管理處理系統100而可使用輸入裝置來進行指令之輸入操作等，又，可藉由顯示裝置，將處理系統100之運轉狀況可視化而加以顯示。而且，在控制部Cnt之記憶部，係儲存有用以藉由處理器來控制在處理系統100所執行之各種處理的控制程式，或用以因應處理條件，使處理系統100之各部執行處理的程式亦即處理配方。
又，處理系統100，係作為複數個製程模組 PM中之一個或二個以上的製程模組，具備有一實施形態之冷卻處理裝置。圖2，係概略地表示一實施形態之冷卻處理裝置的圖。在圖2中，係概略地表示一實施形態之冷卻處理裝置10的垂直剖面構造。在圖2所示之冷卻處理裝置10中，上述之處理系統100的控制部Cnt，係構成為亦兼作冷卻處理裝置10之控制部，而控制該冷卻處理裝置10之各部。該冷卻處理裝置10，係具備有處理容器12、靜電夾具ESC及燈具加熱裝置RH。處理容器12，係 具有略筒狀形狀，在其內部提供有空間S。在該處理容器12，係形成有用以將晶圓W搬入至空間S或者從空間S搬出晶圓W的開口，該開口，係可藉由閘閥GV來予以開關。
冷卻處理裝置10，係更可具備有第1減壓部 18、第2減壓部20、閥22及氣體供給部24。第1減壓部18，係為了對空間S進行減壓，而連接於處理容器12。 第1減壓部18，係具有真空泵18p及閥18v。真空泵18p，係經由閥18v而連接於處理容器12。
第2減壓部20，係連接於處理容器12。第2 減壓部20，係用以使空間S之壓力達到比可藉由第1減壓部18所到達之壓力更低壓而設置。亦即，冷卻處理裝置10，係可在從空間S之壓力成為大氣壓的狀態而對該空間S進行減壓時，使第1減壓部18動作，接下來，使第2減壓部20動作。在一實施形態中，第2減壓部20，係具有渦輪分子泵20t、水泵20w及閥20v。另外，包含於第1減壓部18及第2減壓部20之泵，係構成一實施形態之排氣裝置。
閥22，係指在將處理容器12內之空間S的壓 力設定為大氣壓時被予以開放的閥。閥22，係例如在冷卻處理裝置10之維修時等被予以開放。
氣體供給部24，係用以將氣體供給至處理容 器12內而設置。氣體供給部24，係例如在藉由冷卻處理裝置10來使晶圓W冷卻時，被供給至處理容器12內。 氣體供給部24，係例如可供給Ar氣體這樣的稀有氣體。 因此，氣體供給部24，係具有氣體源24s、閥24a、質流控制器這樣的流量控制器24f及閥24b。氣體源24s，係經由閥24a、流量控制器24f及閥24b而連接於處理容器12。
如圖2所示，靜電夾具ESC，係設置於處理 容器12內。該靜電夾具ESC，係在一實施形態中，構成靜電吸附裝置14之一部分。靜電夾具ESC，係藉由靜電力，來吸附載置於其上面亦即載置面US的晶圓W。該靜電夾具ESC，係在一實施形態中，與第1支撐部28及第2支撐部30一起構成基座26。第1支撐部28，係具有略柱形形狀，且由具有例如銅(Cu)這樣的高熱傳導率之材料所構成。第2支撐部30，係設置於第1支撐部28上。 第2支撐部30，亦由具有例如銅(Cu)這樣的高熱傳導率之材料所構成。在一例中，第2支撐部30，係具有：略圓盤形狀之上側部分；及下側部分，水平剖面的面積隨著下方而變小。靜電夾具ESC，係設置於該第2支撐部30上。
又，冷卻處理裝置10，係指一實施形態之冷 卻機構，更具備有冷凍機16。基座26，係設置於該冷凍機16上。冷凍機16，係具有冷卻頭16h及本體部16m。 冷卻頭16h，係提供有冷卻面，該冷卻面，係接觸於第1支撐部28。本體部16m，係藉由使用了氦(He)這樣的氣體之Gifford-McMahon(G-M循環)循環，使冷卻頭 16h冷卻。該冷凍機16，係具有將載置於靜電夾具ESC上的晶圓W冷卻至-263℃~-60℃之範圍內之溫度的冷卻能力。該範圍之溫度的下限值，係指將晶圓W中之溫度上升部分(例如，2℃)加上冷凍機16本身之下限之冷卻溫度的溫度。又，該溫度範圍之上限值(-60℃)，係指低於使用Galden(註冊商標)這樣的一般之冷媒而可實現之下限溫度的溫度，且為當在被冷卻至該上限值以下之溫度的部位，使用黏著劑及真空密封時，該些黏著劑及真空密封可能脆化的溫度。另外，冷凍機16，係只要可使晶圓W冷卻至上述之溫度範圍內的溫度，則可不限定為使用G-M循環的冷凍機。又，冷卻機構，係不限定於冷凍機，只要是可藉由冷卻靜電夾具ESC來使晶圓W冷卻者，則可為任意之冷卻機構。
又，如圖2所示，冷卻處理裝置10，係更具 備有升降銷32、驅動裝置34、背面氣體用氣體管線36及背面氣體用氣體供給部38。在一例中，冷卻處理裝置10，係具有3個升降銷32，升降銷32，係被插入至將基座26貫通於垂直方向的孔內。又，3個升降銷32，係在圓周方向上，以略等間隔的方式配置於基座26的中心。 該些升降銷32，係經由連桿40而連接於驅動裝置34。驅動裝置34，係使升降銷32在上下移動。升降銷32，係在晶圓W被搬入至處理容器12內時及晶圓W從處理容器12被搬出時上升。藉此，升降銷32之前端，係形成為突出於靜電夾具ESC之上方的狀態。在該狀態下，晶圓 W，係從上述之搬送單元TU2被移交至升降銷32之前端。或者，支撐於升降銷32之前端的晶圓W，係藉由搬送單元TU2被予以接收。另一方面，當升降銷32下降時，支撐於升降銷32之前端的晶圓，係被載置於靜電夾具ESC的載置面US上。
氣體管線36，係從處理容器12之外部朝該處 理容器12內延伸，而且從基座26之側面通過該基座26之內部，並延伸至靜電夾具ESC的載置面US。該氣體管線36，係連接於氣體供給部38。氣體供給部38，係將熱傳導用背面氣體例如He氣體供給至氣體管線36。供給至氣體管線36的氣體，係被供給至靜電夾具ESC的載置面US，亦即後述之第2絕緣層與晶圓W之間。
以下，參閱圖2與圖3、圖4、圖5及圖6來 詳細說明一實施形態之靜電吸附裝置14。圖3，係一實施形態之靜電吸附裝置的立體圖。圖4，係一實施形態之靜電夾具的剖面圖。圖5，係放大表示一實施形態之包含有靜電夾具之供電端子之一部分區域的立體圖。在圖5中，省略後述之第2絕緣層。圖6，係放大表示一實施形態之靜電吸附裝置之一部分的剖面圖，且表示與供電端子及配線之電性連接相關的部位。
如圖2及圖3所示，靜電吸附裝置14，係具 備有靜電夾具ESC、端子構件50、施力部52、配線54及電源56。靜電夾具ESC，係如圖3及圖4所示，具有基台60、第1絕緣層62、吸附電極64及第2絕緣層66。
基台60，係典型地由金屬例如銅(Cu)或鋁 (Al)所構成，且具有略圓盤形狀。另外，基台60，係 亦可由金屬以外的陶瓷等所構成。如圖4所示，基台60，係具有第1面601及第2面602來作為其表面。第1面601，係指基台60之上面，為略圓形，且略平坦的面。第2面602，係指第1面601以外之基台60的表面，在一例中，係包含有基台60之側面60s及基台60之下面60b。另外，側面60s，係朝與第1面601交叉或正交的方向延伸，下面60b，係與第1面601相對向。
第1絕緣層62，係設置於基台60上。第1絕 緣層62，係由絕緣體例如氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)所構成。第1絕緣層62，係可藉由將絕緣體熔射於基台60的方式而形成。
如圖4及圖5所示，第1絕緣層62，係包含 有第1部分621及第2部分622。第1部分621，係在基台60之第1面601上延伸。第2部分622，係連續於第1部分621，並延伸至第2面602的一部分之上。另外，關於詳細之第1絕緣層62的第2部分622，係如後述。
在第1絕緣層62之第1部分621上，係設置 有吸附電極64。亦即，吸附電極64，係經由第1絕緣層62之第1部分621而設置於第1面601上。在一例中，靜電夾具ESC，係雙極型的靜電夾具，如圖4及圖5所示，吸附電極64，係包含有第1電極64a及第2電極64b。第1電極64a及第2電極64b，係從靜電夾具ESC 之緣部朝向中央延伸成螺旋狀。
第2絕緣層66，係設置為覆蓋第1絕緣層62 之第1部分621及吸附電極64。第2絕緣層66，係例如由氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)所構成。如圖3及圖4所示，第2絕緣層66之上面，係構成載置面US，且包含有底面66b、突出部66a及複數個突出部66p。突出部66a及複數個突出部66p，係形成為從底面66b向上方隆起。突出部66a，係相對於靜電夾具ESC之中心，在圓周方向上以環狀的方式延伸。又，複數個突出部66p，係具有略柱形形狀，且被配置為分布在被突出部66a所包圍的區域內。具有像這樣之形狀的第2絕緣層66，係可藉由下述方式來形成：將絕緣體熔射於第1絕緣層62之第1部分621及吸附電極64上而形成絕緣體層，接下來，對該絕緣體層進行噴砂加工。
當晶圓W被載置於靜電夾具ESC上時，突出 部66a之上端會與該晶圓W之邊緣區域的背面接觸，突出部66p之上端會與該晶圓W的背面接觸。當晶圓W以與突出部66a之上端及突出部66p之上端接觸的方式，被載置於靜電夾具ESC上時，在第2絕緣層66的底面66b與晶圓W的背面之間，係形成有空間。在該空間中，係從圖3所示的氣體管線36供給有背面氣體。又，供給至該空間的氣體，係經由氣體管線70(該氣體管線70，係設置為貫通基座26)被予以回收。
在一實施形態中，係如圖5及圖6所示，基 台60之側面60s，係區劃凹部60c。第1絕緣層62之第2部分622，係在區劃該凹部60c之基台60的面上延伸。 又，區劃基台60之該凹部60c的面，係包含有朝與第1面601非平行之、亦即與第1面601交叉或正交之方向延伸的區域60r。該區域60r，係在一實施形態中，係指從靜電夾具ESC之中央側區劃凹部60c的面。
在設置於區域60r上之第1絕緣層62的第2 部分622上，係延伸有電性連接於吸附電極64的導體圖案72。導體圖案72，係在設置於區域60r上的第2部分622上提供有供電端子74。在一實施形態中，導體圖案72，係包含有第1導體圖案72a及第2導體圖案72b。 又，供電端子74，係包含有第1供電端子74a及第2供電端子74b。第1導體圖案72a，係電性連接於第1電極64a，且在設置於區域60r上的第2部分622上提供有第1供電端子74a。又，第2導體圖案72b，係電性連接於第2電極64b，且在設置於區域60r上的第2部分622上提供有第2供電端子74b。在第1供電端子74a及第2供電端子74b，係分別電性連接有二條配線54(該配線，係連接於電源56)。從電源56，係能夠對第1電極64a及第2電極64b施加電位不同的電壓。藉此，靜電夾具ESC會發生靜電力。
以下，說明第1供電端子74a與配線54之電 性連接用的構成及第2供電端子74b與配線54之電性連接用的構成。另外，第1供電端子74a與配線54之電性 連接用的構成及第2供電端子74b與配線54之電性連接用的構成，係相同的。因此，在下述中，係說明由參考符號「72」所表示之一個供電端子與一個配線54之電性連接的構成。
如圖3及圖6所示，供電端子74與配線54 之電性連接，係藉由下述方式來實現：使端子構件50介設於供電端子74與配線54之間，且使端子構件50物理性地接觸於供電端子74。該端子構件50，係包含有主部50m及前端部50d。主部50m，係具有略柱形形狀。在主部50m，係形成有螺絲孔。該螺絲孔，係從主部50m之一端朝該主部50m的長邊方向延伸。前端部50d，係在主部50m之另一端側，連續於該主部50m。該前端部50d，係具有略圓盤形狀。在該前端部50d，係提供有接觸部50c。在一實施形態中，在前端部50d，係形成有延伸成環狀的溝。在該溝，係收容有由導體所構成的彈簧。該彈簧，係例如為線圈狀的彈簧。該彈簧，係構成一實施形態的接觸部50c，且能夠物理性地接觸於供電端子74。
又，端子構件50之接觸部50c，係構成為藉 由施力部52，對供電端子74施力。在一實施形態中，施力部52，係指由導體所構成的螺絲。螺絲52，藉由絕緣性之支撐構件80予以支撐。支撐構件80，係包含有主部80m與突出部80p。主部80m，係沿著基台60之側面60s及第2支撐部30的側面延伸。在主部80m，係形成貫通孔，又，在基台60，係形成有螺絲孔(該螺絲孔，係以 連續於主部80m的該貫通孔而延伸)。當螺絲82被螺合於該螺絲孔時，支撐構件80會被固定於基台60。
支撐構件80之突出部80p，係以從主部80m 突出的方式延伸。支撐構件80之突出部80p，係被插入至基台60之凹部60c。該突出部80p，係提供有孔80h(該孔，係插入有端子構件50之主部50m)。又，在支撐構件80之主部80m，係以連續於孔80h的方式，形成有貫通孔。藉由通過該貫通孔而使螺絲52被螺合於端子構件50之主部50m之螺絲孔的方式，接觸部50c，係對供電端子74施力。
又，如圖3及圖6所示，配線54，係沿著支 撐構件80之主部80m而設置。在配線54，係形成有螺絲52所通過的孔，配線54，係被夾置於主部80m與螺絲52的頭部之間。藉此，配線54與螺絲52會導通，螺絲52與端子構件50會導通，作為結果，實現配線54與供電端子74之電性連接。另外，在一實施形態中，在螺絲52的頭部與配線54之間，係亦可設置有由導體所構成的墊圈84。
在如上述所說明之靜電吸附裝置14中，端子 構件50之接觸部50c，係抵接於供電端子74，且端子構件50之接觸部50c，係藉由螺絲(施力部)52，對供電端子74施力。因此，在靜電吸附裝置14中，不必在與供電端子74及配線54之連接相關的部位設置黏著劑及真空密封，就能夠確保該供電端子74與配線54之電性連接。 因此，即使在極低溫的環境下，亦可確保供電端子74與配線54之連接的可靠性。又，在靜電吸附裝置14中，係在設置於基台60之第2面602上之第1絕緣層62的第2部分622上，設置有供電端子74。因此，可抑制因施力部52之加壓所致之靜電夾具ESC的破壞。
又，在一實施形態中，施力部，藉由螺絲52 所構成，該螺絲，係藉由絕緣性之支撐構件80予以支撐。在該實施形態中，可實現簡易之構成的施力部。
而且，在一實施形態中，端子構件50之接觸 部50c，係藉由導電性之彈簧所構成。根據該實施形態，可更提升端子構件50之接觸部50c與供電端子74之物理性接觸的可靠性。
再次參閱圖2。如圖2所示，冷卻處理裝置 10，係具備有燈具加熱裝置RH。燈具加熱裝置RH，係指放出紅外線這樣的加熱用放射光之燈具加熱裝置。燈具加熱裝置RH，係用以去除附著於靜電夾具ESC之水分，特別是附著於靜電夾具ESC之載置面US的水分而設置。藉由以該燈具加熱裝置RH來加熱靜電夾具ESC之載置面US的方式，可使附著於靜電夾具ESC之載置面US的水分蒸發。其結果，可防止靜電夾具ESC之吸附力下降，又，可抑制水分侵入靜電夾具ESC內而發生放電之事態。
又，在一實施形態中，冷卻處理裝置10，係 更具備屏蔽構件SH。屏蔽構件SH，係鋁或不鏽鋼這樣的 金屬製。屏蔽構件SH，係沿著載置面US以外之靜電夾具ESC的表面而設置。具體而言，屏蔽構件SH，係在其上側部分具有略圓筒形狀，且沿著靜電夾具ESC之側面延伸。又，在一實施形態中，屏蔽構件SH，係進一步沿著第1支撐部28及第2支撐部30的表面延伸。又進一步，屏蔽構件SH，係沿著冷卻頭16h之表面延伸。在該實施形態中，屏蔽構件SH，係在其上側部分，具有沿著靜電夾具ESC之側面及第2支撐部30之側面延伸的略圓筒形狀，在其中間部分，具有朝向第1支撐部28之側面而朝內側延伸的略環狀板形狀，在其下側部分，具有沿著第1支撐部28及冷卻頭16h延伸的略圓筒形狀。該屏蔽構件SH，係從靜電夾具ESC之表面保持例如10mm以下的間隙而分離。
在具備有該屏蔽構件SH之冷卻處理裝置中， 存在於屏蔽構件SH與靜電夾具ESC之間的大部分水分，係被屏蔽構件SH反射，而附著於冷卻後之靜電夾具ESC的表面(側面)。因此，如圖2中實心圓所示，可抑制存在於屏蔽構件SH與靜電夾具ESC之間的水分到達靜電夾具ESC之載置面US的情形。
以下，說明冷卻處理裝置10及作為製程模組而具備有該冷卻處理裝置10之處理系統100的應用例。在一應用例中，處理系統100，係在構成MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)之MTJ(Magnetic Tunnel Junction)元件的製造中被予以使用。
圖7，係一例之MTJ元件的剖面圖。圖7所 示之MTJ元件200，係包含有第1磁性層222、第2磁性層226及隧道絕緣層224。隧道絕緣層224，係設置於第1磁性層222與第2磁性層226之間。第1磁性層222與第2磁性層226，係可為例如Co-Fe-B層等的磁性金屬層。隧道絕緣層224，係可為例如氧化鎂層、氧化鋁層、氧化鈦層等的金屬氧化物層。
MTJ元件200，係可更具備有下部電極層 212、基底層214、反強磁性層216、磁性層218、磁性層220及覆蓋層228。基底層214，係設置於下部電極層212上。反強磁性層216，係設置於基底層214上。磁性層218，係設置於反強磁性層216上。磁性層220，係設置於磁性層218上。第1磁性層222，係設置於磁性層220上。覆蓋層228，係設置於第2磁性層226上。在一例中，下部電極層212係Ru層，基底層214係Ta層，反強磁性層216係Mn-Pt層，磁性層218係Co-Fe層，磁性層220係Ru層，覆蓋層228係Ta層。
冷卻處理裝置10，係例如可使用於MTJ元件 200之第2磁性層226的成膜前或成膜時。當在作為CoFeB層之第2磁性層226的成膜前或成膜時，使用冷卻處理裝置10來使形成有MTJ元件200的晶圓W冷卻時，則可形成優異之膜質的第2磁性層226。另外，在成膜時利用冷卻處理裝置10的情況下，該冷卻處理裝置10，係構成為物理氣相沈積裝置。在該情況下，冷卻處理裝置 10，係形成為更具備有靶材、靶材保持器、電漿生成用電極、對該電極供給電力之電源等的裝置。
以下，說明冷卻處理裝置10之運用方法， 又，說明用以藉由控制部Cnt來執行該運用方法之控制部Cnt的控制。圖8，係表示冷卻處理裝置之運用方法之一實施形態的流程圖。圖8所示之運用方法，係例如在將處理容器12內之空間S開放於大氣的狀態下，進行冷卻處理裝置10的維護之後，再次使冷卻處理裝置10用以冷卻晶圓W而運轉時被予以使用。
在圖8所示的方法中，係在上述之維護後執 行工程S81。在工程S81中，係藉由第1減壓部18及第2減壓部20，對處理容器12內之空間S進行減壓。在該工程S81中，係對處理容器12內之空間S進行減壓，且控制部Cnt，係可控制第1減壓部18及第2減壓部20。
在接下來的工程S82中，係由燈具加熱裝置 RH進行加熱，而去除附著於靜電夾具ESC之載置面US的水分。在該工程S82中，係使燈具加熱裝置RH作動，且控制部Cnt，係可控制燈具加熱裝置RH。
在由燈具加熱裝置RH進行水分之去除結束 後，在接下來的工程S83中，藉由冷凍機16使靜電夾具ESC被冷卻。在該工程S83中，係使冷凍機16作動，且控制部Cnt可控制冷凍機16。在該工程S83之後，晶圓W會被搬送至冷卻處理裝置10之處理容器12內，且該晶圓W會被載置於靜電夾具ESC之載置面US上，藉由 此，來予以冷卻晶圓W。
當將處理容器12內之空間S開放於大氣並進 行冷卻處理裝置10之維護時，在處理容器12內之空間S內及靜電夾具ESC上，會產生存在有水分之事態，且若僅對處理容器12內之空間S進行減壓，則水分之去除需要相當的時間。然而，根據圖8所示的運用方法，在工程S82中，由於是藉由燈具加熱裝置RH來加熱載置面US，因此，可縮短去除附著於載置面US之水分所需的時間。
以下，說明冷卻處理裝置10之另一運用方 法。圖9，係表示冷卻處理裝置之運用方法之另一實施形態的流程圖。在圖9所示的方法中，係首先在工程S91中，於處理容器12內之空間S被減壓的狀態下，停止冷凍機16。在該工程S91中，係使冷凍機16停止，且控制部Cnt可控制冷凍機16。在接下來的工程S92中，係藉由燈具加熱裝置RH來加熱載置面US。在該工程S92中，係使燈具加熱裝置RH作動，且控制部Cnt可控制燈具加熱裝置RH。該實施形態之運用方法，係例如可用於在冷卻處理裝置10中處理晶圓W之後、在冷卻處理裝置10中處理另一晶圓W之前，去除載置面US之水分。另外，在減壓環境下，係例如可藉由將載置面US加熱至-230℃左右之溫度的方式，使附著於該載置面US的水分有效率地昇華。
在圖10中，表示冷卻處理裝置之運用方法之 另一實施形態的流程圖。圖10所示之運用方法，係指可 用於在冷卻處理裝置10之維護前等，將處理容器12內之空間S開放於大氣時的方法，且除了圖9之運用方法的工程S91及工程S92以外，更包含有執行工程S92後所執行的工程S93。
在工程S93中，閥22會被開放。藉由此，處 理容器12內之空間S會被開放於大氣。在該工程S93中，閥22為開啟，且控制部Cnt可控制閥22。
在將處理容器12內之空間S開放於大氣時， 靜電夾具ESC之溫度保持為低溫，係可能會發生相當量之水分附著於靜電夾具ESC之表面的事態。又，為了從低溫狀態使靜電夾具ESC升溫，而需要相當的時間。然而，根據圖10所示之運用方法，由於可藉由燈具加熱裝置RH來加熱載置面US，因此，可抑制水分附著於載置面US。又，可縮短載置面US之升溫所需的時間。
以下，參閱圖11說明另一實施形態之冷卻處 理裝置。圖11所示之冷卻處理裝置10A，係可作為處理系統100之製程模組PM來使用，從而取代冷卻處理裝置10。又，該冷卻處理裝置10A，係可基於上述之實施形態的運用方法來進行運用。
冷卻處理裝置10A，係具備有屏蔽構件SH2 來代替屏蔽構件SH。屏蔽構件SH2，係在其下端側中，接觸於冷凍機16之冷卻頭16h。在其他觀點中，冷卻處理裝置10A之構成，係與冷卻處理裝置10之構成相同。
冷卻處理裝置10A，係構成為冷凍機16除了 靜電夾具ESC以外，又亦使屏蔽構件SH2冷卻。因此，在冷卻處理裝置10A中，可抑制下述情形：存在於處理容器12內之空間S內的水分附著於屏蔽構件SH2，且該水分附著於靜電夾具ESC的載置面US。又，可抑制下述情形：存在於屏蔽構件SH2與靜電夾具ESC之間的水分，亦附著於屏蔽構件SH2或除了靜電夾具ESC之載置面US以外的表面(側面)，且該水分附著於靜電夾具ESC的載置面US。
上述，雖說明了各種實施形態，但並不限定 於上述之實施形態，而可構成各種變形態樣。例如，供電端子74，係亦可形成於與基台60之第1面601相對向之該基台60的另一面。又，上述之實施形態的靜電夾具ESC，雖係雙極型的靜電夾具，但在變形態樣中，係亦可為單極型的靜電夾具。又，用以對靜電夾具ESC之吸附電極64供電的構成，係不限定於上述之實施形態的構成，亦可藉由任意構成來予以實現。又，在上述的應用例中，雖主要在第2磁性層226之成膜前或成膜時使用冷卻處理裝置10，但冷卻處理裝置10，係亦可被利用於MTJ元件200之其他層的成膜前或成膜時，或者亦可被使用於不同於MTJ元件之元件製造中的工程。

Claims (11)

  1. 一種冷卻處理裝置，其特徵係，具備有：處理容器；靜電夾具，係設置於前述處理容器內的靜電夾具，且具有載置被處理體的載置面；冷卻機構，用以使前述靜電夾具冷卻；及燈具加熱裝置，用以去除附著於前述載置面的水分，更具備有：金屬製之屏蔽構件，其係沿著前述靜電夾具之除了載置面以外的表面而設置。
  2. 如申請專利範圍第1項之冷卻處理裝置，其中，前述冷卻機構，係除了前述靜電夾具以外，又冷卻前述屏蔽構件。
  3. 如申請專利範圍第2項之冷卻處理裝置，其中，前述屏蔽構件，係接觸於前述冷卻機構。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之冷卻處理裝置，其中，更具備有：排氣裝置，對前述處理容器內之空間進行減壓；及閥，用以將前述處理容器內之空間開放於大氣。
  5. 如申請專利範圍第4項之冷卻處理裝置，其中，更具備有控制前述燈具加熱裝置、前述冷卻機構及前述排氣裝置的控制部，前述控制部，係控制前述排氣裝置，來對前述處理容器內之空間進行減壓；控制前述燈具加熱裝置，來去除附著於前述靜電夾具之前述載置面的水分；及控制前述冷卻機構，以使得在由前述燈具加熱裝置進行水分的去除結束後，使前述靜電夾具冷卻。
  6. 如申請專利範圍第4項之冷卻處理裝置，其中，更具備有控制前述燈具加熱裝置及前述冷卻機構的控制部，前述控制部，係控制該冷卻機構，以使得在藉由前述排氣裝置來對前述處理容器內之空間進行減壓的狀態下，停止由前述冷卻機構進行之冷卻；及控制前述燈具加熱裝置，以使得在由前述冷卻機構進行之冷卻停止後，加熱前述靜電夾具之前述載置面。
  7. 如申請專利範圍第6項之冷卻處理裝置，前述控制部，係控制前述閥，以使得在控制前述燈具加熱裝置之後，將前述處理容器內之空間開放於大氣。
  8. 如申請專利範圍第1~3中任一項之冷卻處理裝置，其中，前述冷卻機構，係冷凍機。
  9. 一種運用方法，係記載於申請專利範圍第4項之冷卻處理裝置之運用方法，該運用方法，其特徵係，包含有：使用前述排氣裝置來對前述處理容器內之空間進行減壓的工程；使用前述燈具加熱裝置來去除附著於前述靜電夾具之前述載置面之水分的工程；及在由前述燈具加熱裝置進行水分的去除結束後，使用前述冷卻機構來使前述靜電夾具冷卻的工程。
  10. 一種運用方法，係記載於申請專利範圍第4項之冷卻處理裝置之運用方法，該運用方法，其特徵係，包含有：在藉由前述排氣裝置對前述處理容器內之空間進行減壓的狀態下，停止由前述冷卻機構進行之冷卻的工程；及在由前述冷卻機構進行之冷卻停止之後，使用前述燈具加熱裝置來加熱前述靜電夾具之前述載置面的工程。
  11. 如申請專利範圍第10項之運用方法，其中，更包含有：在執行加熱前述載置面的工程後，開放前述閥(該閥，係將處理容器內之空間開放於大氣)的工程。
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