发明名称 冷却基材之设备与方法
摘要 本发明提供一种方法与设备用以在运送(handling)之前冷却半导体基材。在一实施例中,一基材及支撑结构组合在高温处理之后被举起至一热处理室的冷壁,其作用如散热器一般。热传导将热从该基材传递跨越一小的间隙到达该散热器而加速了在运送(如用一机械臂)该晶圆之前之晶圆冷却。在另一实施例中,一分离的板子在处理期间被保持在一凹处(pocket)中,且在处理之后被移近该基材并支撑。在另一实施例中,一介于一处理室与一贮存匣盒之间的冷却站包括两片活动的冷板,其可被移动至非常靠近该晶圆的两侧的位置。
申请公布号 TW449772 申请公布日期 2001.08.11
申请号 TW088115695 申请日期 1999.10.05
申请人 ASM股份有限公司 发明人 艾维瑞杰马克斯
分类号 H01L21/00;C23C16/56;C30B31/12 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种用来处理在一处理室中的基材的方法,该方 法至少包含: 将一基材装载于该室的一支撑结构上; 将该基材加热到至少一处理温度; 于该处理温度下,在一处理位置处理该基材; 在处理该基材之后,移动在该室内的一元件用以将 该基材及一散热器的一冷却表面送至一冷却位置, 其中该基材在该位置将热散至该冷却表面上;及 该基材及该冷却表面被保持在该冷却位置。2.如 申请专利范围第1项所述之方法,其中该基材与该 冷却表面在冷却位置时彼此间隔约0.2mm至3.0mm。3. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基材与 该冷却表面在冷却位置时彼此间隔约0.5mm至1.5mm。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其进一步包括 在保持该基材与该冷却表面于冷却位置之后将该 机词騃从该支撑结构上移走,将该基材从该室中移 出,及将一第二基材装载至该支撑结构上。5.如申 请专利范围第1项所述之方法,其中移动该元件包 括了移动该散热器。6.如申请专利范围第1项所述 之方法,其中该散热器系被主动地冷却。7.如申请 专利范围第6项所述之方法,其进一步包括在保持 该基材与该冷却表面于冷却位置之后将该散热器 从冷却位置撤至一被主动地冷却的位置。8.如申 请专利范围第6项所述之方法,其中该元件包括该 支撑结构,及该方法进一步包括在将该基材从支撑 结构上移走之前将该元件从冷却位置撤离。9.如 申请专利范围第1项所述之方法,其中该散热器包 括该处理室的一壁的至少一部分,及移动该元件包 括移动该支撑结构。10.如申请专利范围第1项所述 之方法,其中该散热器包括一冷却板,及移动该元 件包括移动该板。11.如申请专利范围第1项所述之 方法,其中该冷却表面与在冷却位置之该基材的一 表面大致平行。12.如申请专利范围第1项所述之方 法,其进一步包括当在该冷却该基材时,提供一冲 洗气体至该室。13.如申请专利范围第1项所述之方 法,其中一室压被保持在可在冷却位置上之该基材 与该冷却表面之间获得一黏滞性流的水平。14.如 申请专利范围第1项所述之方法,其中在处理及冷 却位置时,该基材都保持着被支撑于该基材支撑结 构上。15.如申请专利范围第1项所述之方法,其进 一步包括在冷却位置时转动该基材。16.如申请专 利范围第1项所述之方法,其中该支撑结构包括一 基板。17.一种用来冷却一基材的方法,该基材在其 被支撑于一处理室中的一第一位置时于至少一处 理温度下被处理,该方法至少包括将该基材从一第 一位置移动至一靠近在该处理室内之一冷的元件 的第二位置,将该基材被保持在第二位置,及让热 从该基材传递至该冷的元件直到其冷却至一比处 理温度低的运送温度为止。18.如申请专利范围第 17项所述之方法,其中该冷的元件包括该处理室的 一冷壁,该壁包含一材料其对于幅射热大体上是透 明的。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中 该壁是藉由强迫性的对流而被主动地冷却。20.如 申请专利范围第18项所述之方法,其中该基材具有 一上表面,该壁具有一平的内表面,及该等表面在 第二位置时系被置放成彼此面对且平行。21.如申 请专利范围第20项所述之方法,其中该基材的上表 面及该冷壁的内表面在第一第二位置时系大致水 平的。22.如申请专利范围第17项所述之方法,其中 该基材与该冷的元件之相邻近的表面在第二位置 时系彼此相间隔约 0.2mm至3mm的距离。23.如申请专利范围第17项所述之 方法,其中该基材与该冷的元件之相邻近的表面在 第二位置时系彼此相间隔约 0.5mm至1.5mm的距离。24.如申请专利范围第17项所述 之方法,其中该处理温度是在1000℃至1200℃之间,该 运送温度是低于900℃,及该基材被保持在第二位置 的时间少于60秒。25.如申请专利范围第24项所述之 方法,其中该基材被保持在第二位置的时间少于10 秒。26.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该 处理温度是在600℃至1200℃之间,该运送温度是低 于600℃,及该基材被保持在第二位置的时间少于60 秒。27.如申请专利范围第26项所述之方法,其中该 基材被保持在第二位置的时间少于10秒。28.如申 请专利范围第17项所述之方法,其中该基材在第一 及第二位置时都是被一基材支撑结构所支撑,且移 动该基材包括了移动该基材支撑结构。29.如申请 专利范围第17项所述之方法,其中该基材支撑结构 包括一被一轴所支撑的基板,及移动该基材支撑结 构包括了垂直地延伸该轴向尚朝向该元件。30.一 种在一室中将一半导体基材从一第一温度冷却至 一第二温度的方法,该方法至少包含: 将一冷却件从一收回的位置移动至一与该基材接 近且但间隔开来的位置,在该收回的位置时该冷却 件具有一比第二温度低的第三温度; 将该冷却件被保持在与该基材接近且分隔开来之 接近位置直到该基材冷却至该第二温度为止; 在该基材冷却至该第二温度之后,用一基材运送装 置将该基材举起。31.如申请专利范围第30项所述 之方法,其中该冷却件在收回的位置时是在一被主 动地冷却的结构中。32.如申请专利范围第30项所 述之方法,其进一步包括将该冷却件从与该基材相 邻近的位置撤回至该收回的位置。33.如申请专利 范围第30项所述之方法,其中移动该冷却件包括水 平地将该冷却件移动至与该基材相邻的位置,该冷 却件具有一冷却表面其与该基材的上表面平行且 垂直地间隔开。34.如申请专利范围第33项所述之 方法,其中该基材的上表面与冷却件的冷却表面相 距约0.5至1.5mm的距离。35.如申请专利范围第33项所 述之方法,其中该冷却件在收回的位置时系被遮蔽 于一处理室中与热源隔离。36.如申请专利范围第 30项所述之方法,其进一步包括移动一第二冷却件 至一与该基材之面向该冷却件的面相反的面邻近 的位置且与其间隔开来,且同时将热从该基材传递 至该冷却件及该第二冷却件。37.如申请专利范围 第36项所述之方法,其中该第二冷却件包括在一被 支撑于销上的晶圆底下之可活动的平台。38.如申 请专利范围第36项所述之方法,其中该室包括一与 该基材处理室相邻的冷却室。39.一种用于高温基 材处理的处理反应器,该反应器至少包含: 多个界定一处理室的室壁; 一在该室中的基材支撑结构; 一热源用来加热在该基材支撑结构上的基材; 一在该室内的散热器; 一在该室内的活动件;及 一驱动机构用来将该活动件从在该室内的一第一 位置移动至一第二位置,在该第一位置时可处理被 该基材支撑结构支撑的基材,在该第二位置时,该 散热器与该基材相距一非常小的距离,其小到足以 让热传递于该散热器与在该第二位置上的该基材 之间。40.如申请专利范围第39项所述之反应器,其 中该活动件包括基材支撑结构。41.如申请专利范 围第40项所述之反应器,其中该散热器包括该等界 定该处理室的室壁中的一者。42.如申请专利范围 第39项所述之反应器,其中该活动件包括该散热器 。43.如申请专利范围第42项所述之反应器,其中该 散热器包括一冷却板及该板在第一位置时系被贮 存在一被主动地冷却的凹处内。44.如申请专利范 围第43项所述之反应器,其该板子在第二位置时系 延伸于在该基材支撑结构上的基材之上。45.一种 基材处理系统,其至少包含一高温处理室,一位在 该室内之基材固持件,一冷却件及一冷却遮板其被 作成可遮蔽该冷却件免于在高温处理期间受热,一 支撑该冷却件之活动臂,及一驱动机构其可将该活 动件及冷却件从一第一位置伸长至一第二位置,在 第一位置时,该冷却件靠近该冷却遮板,而在第二 为置时,该冷却件则靠近该基材固持件。46.如申请 专利范围第45项所述之基材处理系统,其中该冷却 遮板是被循环流体所主动地冷却。47.如申请专利 范围第45项所述之基材处理系统,其中该冷却遮板 包括一由多个包围在第一位置之该冷却件的壁所 形成之凹处。48.如申请专利范围第47项所述之基 材处理系统,其中该冷却件在第一位置时与该等壁 相距小于3mm的距离。49.一种在一基材处理系统中 之冷却机构,该冷却机构至少包含: 一支撑结构,其被作成可支撑一基材的形状; 一第一冷却件;及 一第二冷却件, 其中该支撑结构,第一及第二冷却件可相对移动于 一冷却位置与一基材装载位置之间,在该冷却位置 时,该基材靠近该第一及第二冷却件且与它们间隔 开,在基材装载位置时,一晶圆运送器将该基材装 载到该支撑结构上。50.如申请专利范围第49项所 述之冷却机构,其中该支撑结构包括多个垂直定位 的销。51.如申请专利范围第49项所述之冷却机构, 其中第一及第二冷却件都是被主动地冷却。52.如 申请专利范围第49项所述之冷却机构,其中第一及 第二冷却件可在基材的相对侧作垂直的移动。图 式简单说明: 第一图A为依照本发明的一第一实施例被建造的一 处理室的一示意剖面图,其中该晶圆是位在一处理 位置。 第一图B显示第一图A的处理室,其中该晶圆是位在 一冷却位置。 第一图C为沿着第一图A的1C-1C线所取的示意剖面图 。 第二图A为依照本发明的另一实施例被建造的一处 理室的一示意剖面图,其中该室是在处理模式。 第二图B显示第二图A的处理室,其中该室是在一冷 却模式。 第二图C为沿着第二图A的2C-2C线所取的示意剖面图 。 第三图A为关于介于一晶圆表面与一冷却表面的一 约20mm的间距之温度对冷却时间的图表。 第三图B为关于介于一晶圆表面与一冷却表面的一 约1mm的间距之温度对冷却时间的图表。 第四图A为根据本发明的一第三实施例所建构之一 冷却站的一示意剖面图,其中该站是在基材装载/ 卸载位置。 第四图B显示第四图A之冷却站在一基材冷却位置 的情形。
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