基板处理装置

申请号 CN201480008145.4 申请日 2014-02-17 公开(公告)号 CN105190849A 公开(公告)日 2015-12-23
申请人 株式会社EUGENE科技; 发明人 梁日光; 宋炳奎; 金劲勋; 金龙基; 申良湜;
摘要 根据本 发明 的一个 实施例 的 基板 处理装置包括:具有内部空间的处理腔室,在所述内部空间中容纳有从外部传送来的基板并且执行与所述基板相关的处理;以及管式加热器,该管式加热器沿着所述处理腔室的 侧壁 安装从而布置在所述内部空间的外周上,所述管式加热器具有 流体 通道,从外部供应的制冷剂流动通过所述流体通道。
权利要求

1.一种基板处理装置,该基板处理装置包括:
具有内部空间的处理腔室,在所述内部空间中容纳有基板并且执行与所述基板相关的处理;以及
管式加热器,该管式加热器在所述处理腔室的侧壁中围绕所述内部空间布置,所述管式加热器具有通道,从外部供应的制冷剂流动通过所述通道。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中所述处理腔室包括:
入口端口,该入口端口布置在所述处理腔室的一侧上以允许放入所述管式加热器;以及
出口端口,该出口端口布置在所述处理腔室的另一侧上以允许取出所述管式加热器,其中所述基板处理装置进一步包括:
供应管线,该供应管线连接至布置在所述入口端口上的所述管式加热器,以供应制冷剂;以及
排放管线,该排放管线连接至布置在所述出口端口上的所述管式加热器,以排放所述管式加热器内的制冷剂。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,所述基板处理装置进一步包括:
绝缘连接部,该绝缘连接部将所述管式加热器连接至所述供应管线和所述排放管线的每一个;
电源,该电源布置在所述处理腔室与所述绝缘连接部之间,以将电流供应给所述管式加热器;以及
,该阀布置在所述供应管线或所述排放管线中,以调整制冷剂的流速。
4.根据权利要求2或3所述的基板处理装置,其中所述入口端口布置在所述出口端口的上方,并且
所述基板处理装置进一步包括制冷剂供应装置,该制冷剂供应装置连接至所述供应管线和所述排放管线,以将通过所述排放管线排放的制冷剂冷却,从而将已冷却的制冷剂供应至所述供应管线。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中所述处理腔室包括:
入口端口,该入口端口布置在所述处理腔室的一侧上以允许放入所述管式加热器;以及
出口端口,该出口端口布置在所述处理腔室的另一侧上以允许取出所述管式加热器,其中所述基板处理装置进一步包括:
供应管线,该供应管线连接至布置在所述入口端口上的所述管式加热器,以供应制冷剂;以及
内部反应管,该内部反应管布置在所述内部空间中以将所述内部空间分隔成内侧和外侧,所述内部反应管具有处理空间,在所述处理空间中执行与所述基板相关的处理,其中所述管式加热器具有多个喷射孔,用于朝向所述内部反应管的外侧喷射制冷剂。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置,所述基板处理装置进一步包括排气端口,该排气端口与限定在所述处理腔室的上部中的排气孔连通,以排放通过所述喷射孔喷射至所述外侧的制冷剂。
7.根据权利要求5或6所述的基板处理装置,其中每个所述喷射孔均向上倾斜地布置。
8.根据权利要求5或6所述的基板处理装置,所述基板处理装置进一步包括:
排放管线,该排放管线连接至布置在所述出口端口上的所述管式加热器,以排放所述管式加热器内的制冷剂;以及
,该泵布置在所述排放管线上以强制排放制冷剂。

说明书全文

基板处理装置

技术领域

[0001] 这里公开的本发明涉及一种基板处理装置,更具体地涉及这样一种基板处理装置,在该基板处理装置中,容易冷却安装在用于执行与基板有关的处理的处理腔室内的加热器以及处理腔室的内部温度

背景技术

[0002] 用于制造半导体、平板显示器、光伏电池等的基板处理装置可以是执行基本热处理过程的装置,该装置用于使在诸如片或玻璃基板的基板上沉积的预定薄膜结晶以及转变相位
[0003] 一般来说,在制造液晶显示器或薄膜结晶硅光伏电池的情况下,有硅结晶装置用于将玻璃基板上沉积的非晶硅结晶成多晶硅。为了执行结晶处理,必须加热其上形成有预定薄膜的基板。例如,将非晶硅结晶的处理温度必须是约550℃至约600℃。
[0004] 这种基板处理装置可分为在一个基板上执行基板处理过程的单晶片型基板处理装置和在多个基板上执行基板处理过程的批量型基板处理装置。单晶片型基板处理装置的优点在于其结构简单。但是,单晶片型基板处理装置的生产率会下降。由此,批量型基板处理装置就受到重视。

发明内容

[0005] 技术问题
[0006] 本发明提供了一种基板处理装置,在该基板处理装置中容易冷却用于加热基板的加热器以及处理腔室的内部温度。
[0007] 参阅如下的详细说明以及附图将可了解本发明的其它目的。
[0008] 技术方案
[0009] 本发明的实施方式提供了基板处理装置,该基板处理装置包括:具有内部空间的处理腔室,在所述内部空间中容纳有从外部传送来的基板并且执行与所述基板相关的处理;以及管式加热器,该管式加热器布置在所述处理腔室的侧壁中并围绕所述内部空间,所述管式加热器具有通道,从外部供应的制冷剂流动通过所述通道。
[0010] 在一些实施方式中,所述处理腔室可以包括:入口端口,该入口端口布置在所述处理腔室的一侧上以允许放入所述管式加热器;以及出口端口,该出口端口布置在所述处理腔室的另一侧上以允许取出所述管式加热器,其中所述基板处理装置可以进一步包括:供应管线,该供应管线连接至布置在所述入口端口上的所述管式加热器,以供应制冷剂;以及排放管线,该排放管线连接至布置在所述出口端口上的所述管式加热器,以排放所述管式加热器内的制冷剂。
[0011] 在其它实施方式中,所述基板处理装置可以进一步包括:绝缘连接部,该绝缘连接部将所述管式加热器连接至每个所述供应管线和所述排放管线;电源,该电源布置在所述处理腔室与所述绝缘连接部之间,以将电流供应给所述管式加热器;以及,该阀布置在所述供应管线或所述排放管线中,以调整制冷剂的流速。
[0012] 在又一些其它实施方式中,所述入口端口可以布置在所述出口端口的上方,并且所述基板处理装置可以进一步包括制冷剂供应装置,该制冷剂供应装置连接至所述供应管线和所述排放管线,以将通过所述排放管线排放的制冷剂冷却,从而将已冷却的制冷剂供应至所述供应管线。
[0013] 在另一些其它实施方式中,所述处理腔室可以包括:入口端口,该入口端口布置在所述处理腔室的一侧上以允许放入所述管式加热器;以及出口端口,该出口端口布置在所述处理腔室的另一侧上以允许取出所述管式加热器,其中所述基板处理装置可以进一步包括:供应管线,该供应管线连接至布置在所述入口端口上的所述管式加热器,以供应制冷剂;以及内部反应管,该内部反应管布置在所述内部空间中以将所述内部空间分隔成内侧和外侧,所述内部反应管具有处理空间,在所述处理空间中执行与所述基板相关的处理,其中所述管式加热器可以具有多个喷射孔,用于朝向所述内部反应管的外侧喷射制冷剂。
[0014] 在又一些其它实施方式中,所述基板处理装置可以进一步包括排气端口,该排气端口与限定在所述处理腔室的上部中的排气孔连通,以排放通过所述喷射孔喷射至所述外侧的制冷剂。
[0015] 在又一些实施方式中,每个所述喷射孔均向上倾斜地布置。
[0016] 在再一些实施方式中,所述基板处理装置可以进一步包括:排放管线,该排放管线连接至布置在所述出口端口上的所述管式加热器,以排放所述管式加热器内的制冷剂;以及,该泵布置在所述排放管线上以强制排放制冷剂。
[0017] 有益效果
[0018] 根据本发明的实施方式,可以容易地冷却升高至预设温度的处理腔室的温度。

附图说明

[0019] 图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的示意图;
[0020] 图2是其中基板保持件被切换至图1中的处理位置的图;
[0021] 图3是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的图;
[0022] 图4是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的图;
[0023] 图5的(a)、(b)和(c)是示出了图3和图4的喷射孔的布置的图;以及[0024] 图6是图5的(a)的管式加热器的放大图。

具体实施方式

[0025] 下面将参照图1和图2详细地描述本发明的示例性实施方式。但是,本发明可以以不同的形式被实施而不应被理解为限于这里所提出的实施方式。相反,提供这些实施方式以使得本公开全面且完整,并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中,为了清楚起见放大了层和区域的厚度。本领域技术人员明了的是,除了当前实施方式所述的基板W以外,本发明的实施方式也适用于要处理的各种物体。
[0026] 典型地,基板处理装置可以分为在一个基板上执行基板处理过程的单晶片型基板处理装置和在多个基板上执行基板处理过程的批量型基板处理装置。单晶片型基板处理装置的优点在于其结构简单。但是,单晶片型基板处理装置的生产率会下降。由此,批量型基板处理装置就受到重视。
[0027] 而且,为了执行结晶处理,基板处理装置包括加热器,该加热器用于加热其上形成有预定薄膜的基板,例如,使非晶硅结晶的处理温度,即腔室的内部温度可以为约550℃至约600℃。这里,处理所需的处理温度可以彼此不同。而且,可通过在基板上,例如硅片上,重复执行沉积、摄影(图案形成)、蚀刻以及清洁处理而制造半导体器件。
[0028] 为了执行上述处理,基板处理装置的腔室内部可被加热至高温,然后通过关闭安装在该腔室内的加热器而使其自然冷却,从而准备下一个处理。也就是说,要花很长时间使腔室内部冷却至下一处理所需的温度。结果,在对基板执行处理中,可用率会降低而减损生产率。由此,下面将对其中处理腔室的内部温度能被容易地冷却的基板处理装置进行描述。
[0029] 图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的示意图,图2是其中基板保持件被切换至图1中的处理位置的图。参照图1和图2,基板处理装置100可包括具有敞开的上部的下腔室70。下腔室70具有供基板穿过的通道(未示出)。基板可通过该通道被加载到下腔室70中。在该通道之外可以布置有闸阀(未示出),并且可通过该闸阀来打开或关闭该通道。
[0030] 基板处理装置100包括堆叠有多个基板的基板保持件(也称为“晶舟(boat)”)60。从传输腔室加载的基板被竖直堆叠在基板保持件60上。也就是说,在基板保持件60被布置在设于下腔室70内的堆叠空间中(处于堆叠位置)时,基板可堆叠在基板保持件60内。
基板保持件60连接至旋转轴77,并且该旋转轴穿过下腔室70并连接至升降达80和旋转马达75。旋转马达75可布置在马达外壳76上。旋转马达75可在执行与基板相关的处理的同时进行操作,以使基板保持件60与旋转轴77一起旋转。
[0031] 马达外壳76固定至托架78,并且托架78连接至与下腔室70的下部相连的下引导件84,由此沿着升降杆82升降。托架78螺纹联接至升降杆82,并且升降杆82通过升降马达80而旋转。也就是说,升降杆82可以随着升降马达80的旋转而旋转。由此,托架78和马达外壳76可以彼此一起升降。
[0032] 由此,旋转轴77和基板保持件60可以彼此一起升降,并且基板保持件60可通过升降马达80而切换至堆叠位置和处理位置。波纹管(未示出)可布置在下腔室70与马达外壳76之间,以维持下腔室70内部的密封性
[0033] 处理腔室20具有内部空间22,在该内部空间中执行与基板相关的处理。在内部空间22内布置有内部反应管25。内部反应管25提供处理空间27,以执行与基板相关的处理。内部反应管25将处理腔室20的内部分隔成内部空间22和处理空间27。由此,当容纳有多个基板的基板保持件60可上升进入处理空间27并且被切换至处理位置时,基板与处理气体之间的空间可以被最小化以执行处理。
[0034] 而且,在基板保持件60的下方可以布置有基座61,并且该基座与基板保持件60一起随着旋转轴77升降而升降。基座61可以封闭内部反应管25的敞开的下部,以防止内部反应管25内的热传递至下腔室70内的堆叠空间72中。
[0035] 也就是说,当基板保持件60上升并且基板被堆叠在基板保持件60的沟槽上时,基板保持件60可上升预设距离,从而基板连续地堆叠在基板保持件60的下一个沟槽上。当基板堆叠在基板保持件60上时,基板保持件60可上升至处理腔室20中并且布置在处理空间27内,以执行与基板相关的处理。
[0036] 也就是说,处理腔室20具有容纳有从下腔室70传送来的基板的内部空间22,以在将处理腔室的内部分隔成内部空间22和处理空间27的内部反应管25内执行与基板相关的处理。在处理腔室20的侧壁中环绕内部空间22布置有管式加热器10。在处理腔室20的一侧和另一侧上分别布置有入口端口30和出口端口40。可通过入口端口30和出口端口40放入或取出管式加热器10。
[0037] 供应管线35可连接至布置在入口端口30上的管式加热器10,以通过该供应管线将制冷剂供应至管式加热器10的通道5中。排放管线45可连接至布置在出口端口40上的管式加热器10。这里,入口端口30可位于出口端口40的上方。如果制冷剂为冷却液,则该冷却液可供应至布置在处理腔室20的上部上的入口端口30,并且通过布置在处理腔室20的下部上的出口端口40被排放。由此,冷却液可以利用其自重而顺畅地流动。
[0038] 而且,供应管线35可以连接至布置在入口端口30上的管式加热器10的通道5,以将制冷剂供应至通道5中。而且,排放管线45可连接至布置在出口端口40上的管式加热器10,以排出在经过处理腔室20内部的同时被加热的制冷剂。
[0039] 此外,供应管线35和排放管线45可连接至冷却器50。在经过处理腔室20内部的同时被加热的制冷剂可通过排放管线45而流入冷却器50中。这里,当制冷剂为冷却液时,由冷却器50供应的冷却液可循环通过供应管线35。另一方面,当制冷剂为冷却气体时,在移除冷却器50的状态下被加热的制冷剂可通过排放管线45被排放到空气中。
[0040] 各供应管线35和排放管线45均可通过绝缘连接部33连接至管式加热器10,并且用于向管式加热器10供应电流的电源49可连接在绝缘连接部33与处理腔室20之间。绝缘连接部33可防止电或热流入管式加热器10以及供应管线35和排放管线45中。绝缘连接部33可由诸如橡胶或玻璃的绝缘材料形成。而且,可在供应管线35和排放管线45中分别设置打开或关闭以允许冷却液流动或调整冷却液的流速的供应阀37和排放阀47。而且,可在排放管线45上设置有用于将沿着管式加热器10的通道5流动的制冷剂强制排放到外部的泵48。
[0041] 由此,当制冷剂沿着管式加热器10的通道5流动以降低已被加热至预设温度的处理腔室20内的温度时,可阻断供应至管式加热器10的电流,而且可将冷却液供应至设在管式加热器10中的通道5中以迅速减少管式加热器10的残留热。
[0042] 在执行每一处理时,基板处理装置100可以以不同的温度执行处理。由此,当加热器以预定温度被加热以升高处理腔室20内的温度,然后降低处理腔室内的温度以执行下一个处理时,可以阻断供应至管式加热器10的电流,并且可以将冷却液供应至设在管式加热器10中的通道5,以冷却设在管式加热器10中的加热线,从而迅速降低处理腔室20内的温度。
[0043] 而且,基板处理装置100可以进一步包括气体供应单元。该气体供应单元可包括多个供应喷嘴63以及排放喷嘴67。供应喷嘴63的供应孔(未示出)可以被限定在彼此不同的高度处。供应喷嘴63和供应孔可布置在处理空间27内。供应喷嘴63可连接至设在处理腔室20中的输入管线65,以将反应气体供应到容纳在基板保持件60中的基板上。
[0044] 排放喷嘴67可对应地布置在供应喷嘴63的相对侧上。与供应喷嘴63类似的是,排放喷嘴67可布置在内部反应管25的处理空间27中。而且,排放喷嘴67的排气孔(未示出)可被限定成与供应喷嘴63的供应孔平行。排放喷嘴67和排气孔的数量可与供应喷嘴63和供应孔的数量相同。通过供应喷嘴63供应的反应气体可流向排放喷嘴67。而且,可通过排放喷嘴67抽吸在处理期间产生的未反应气体和副产物,然后将其排放到外部。
[0045] 排放喷嘴67连接至第一输出管线90。通过排放喷嘴67抽吸的未反应气体和副产物通过第一输出管线90被排出。在第一输出管线90中可布置有输出阀(未示出),以打开或关闭第一输出管线90。而且,在第一输出管线90上可布置有涡轮泵(未示出),以强制排出未反应气体和副产物。
[0046] 下腔室70也可以包括第二输出管线95,并且可排空堆叠空间72。而且,第二输出管线95可与第一输出管线90连通。为了方便描述,将用参照图1和图2所述的基板处理装置的说明来取代省略的构件和操作处理,由此下面将主要描述它们之间的差异。
[0047] 尽管参照示例性实施方式对本发明进行了详细的描述,但本发明可以以许多不同的形式被实施。由此,下面阐述的权利要求的技术思想和范围并不限于优选实施方式。
[0048] 本发明的实施方式
[0049] 下面将参照图3至图6详细地描述本发明的示例性实施方式。但是,本发明可以以不同的形式被实施而不应被理解为限于这里所提出的实施方式。相反,提供这些实施方式以使得本公开全面且完整,并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中,为了清楚起见放大了层和区域的厚度。本领域技术人员明了的是,除了当前实施方式所述的基板W以外,本发明的实施方式也适用于要处理的各种物体。
[0050] 图3是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的图,图4是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的图。如上所述,处理腔室20具有容纳有从下腔室70传送来的基板的内部空间22,以执行与基板相关的处理。管式加热器10在处理腔室20的侧壁中环绕内部空间22布置。
[0051] 入口端口30和出口端口40分别布置在处理腔室20的一侧和另一侧上。可通过入口端口30和出口端口40而放入或取出管式加热器10。入口端口30可布置在出口端口40的下方。由此,制冷剂可向上流。当制冷剂为冷却气体时,入口端口30可以布置在出口端口的下方以通过其供应冷却气体。然后,被加热的冷却气体可通过布置在入口端口30的上方的出口端口40被排出。由此,可以通过利用因冷却气体受热导致的比重差异而顺畅地排出冷却气体。
[0052] 供应管线35可连接至布置在入口端口30上的管式加热器10,并且供应管线35可连接至制冷剂储存槽(未示出),以将制冷剂供应至管式加热器10的通道5中。也就是说,供应管线35可以连接至布置在入口端口30上的管式加热器10的通道5,以将制冷剂供应至通道5。而且,排放管线45可连接至布置在出口端口40上的管式加热器10,以排出在经过处理腔室20内部的同时被加热的制冷剂。而且,用于轻松排出制冷剂的泵(未示出)可连接至布置在出口端口40上的管式加热器10的排放管线45。
[0053] 如图3所示,管式加热器10具有喷射孔7,用于将制冷剂喷射至处理腔室20的内部空间22。喷射孔7可朝向内部反应管25的外侧喷射制冷剂。这里,制冷剂可以是含氮的制冷剂气体。排气孔55可被限定在处理腔室20的上部中。排气端口57可与排气孔55连通,以将通过喷射孔7喷射的制冷剂排放到外部。
[0054] 也就是说,基板处理装置100可迅速冷却温度上升的管式加热器10的温度。可通过限定在管式加热器10中的多个喷射孔7朝向内部反应管25的外侧喷射制冷剂,以有效地降低温度上升的内部反应管25的温度,从而迅速控制下一个处理所需的处理温度。
[0055] 如图4所示,基板处理装置100可封闭布置在出口端口40上的管式加热器10的排放管线45,以朝向内部反应管25喷射通过供应管线35供应的全部制冷剂。在如上所述的基板处理装置100中,当由流近管式加热器10的制冷剂将该加热器的温度降低至预设温度时,全部制冷剂可被喷射到内部反应管25中,以迅速降低执行该处理的处理空间的温度。
[0056] 图5的(a)、(b)和(c)是示出了根据本发明的实施方式的喷射孔的位置的图,图6是图5的(a)的管式加热器的放大图。参照图5的(a)至图6,管式加热器10可具有圆形或多边形截面。在管式加热器10的内表面中可以限定有通道5。例如,管式加热器10可以是螺旋贯穿地布置在处理腔室的侧壁中。管式加热器10可包括具有对应于预设外周表面的厚度的加热器本体3,以及沿着加热器本体3的内周表面限定的通道5。加热器本体3中可设有加热线4,并且电源49向加热线4供应电流。管式加热器10具有多个喷射孔,用于朝向内部反应管25的外侧喷射制冷剂。
[0057] 如图5的(a)和(b)所示,各喷射孔7均可限定在管式加热器10的周面的中央部分中,并且朝向内部反应管25的外侧向上倾斜地布置。而且,在喷射孔7中可形成气流,以允许冷却气体顺畅地流向排气孔55。而且,如图5的(c)所示,可竖直地设置多个喷射孔7。由于通过在预定位置限定的喷射孔7朝向内部反应管25均匀地喷射制冷剂,因此可有效地冷却管式加热器10以及处理腔室20的内部温度。
[0058] 也就是说,为了解决上述限制,处理腔室的内部可升高到执行一个处理的高温,然后可以将制冷剂供应至管式加热器10内,以冷却处理腔室的内部由此执行其它处理。因此,可以容易地冷却升高温度的管式加热器10以及处理腔室20的内部。由此,可有效缩短处理时间,以提高与基板相关的处理效率,从而提高了生产率。
[0059] 根据本发明的实施方式,可容易地冷却升高至预设温度的处理腔室的温度。
[0060] 尽管参照示例性实施方式详细地描述了本发明,但是本发明可以以许多不同的形式被实施。由此,下面阐述的权利要求的技术思想和范围不限于优选实施方式。
[0062] 本发明可应用于各种半导体制造设备或各种半导体制造方法。
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