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公開番号2024051314
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157411
出願日2022-09-30
発明の名称冷却装置、基板処理装置、および冷却方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人弥生特許事務所
主分類C23C 16/44 20060101AFI20240404BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】筐体の外部空間の気体を用いて被冷却体を効果的に冷却すること。
【解決手段】気体により被冷却体を冷却する冷却装置であって、前記被冷却体を収容し、前記被冷却体の周囲を囲む側壁を備えた筐体と、前記筐体の側壁に互いに間隔を開けて配置され、前記筐体の外部空間から前記筐体内に前記気体を流入させるための流路である複数の供給孔と、前記筐体に開口し、前記筐体内の前記気体を排気するための排出路と、を備え、前記筐体内に前記側壁に沿って回転する旋回流を形成するため、前記複数の供給孔は、それぞれ、前記筐体を平面視したとき、前記旋回流の流れに沿って前記気体を放出する方向へ向けて形成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
気体により被冷却体を冷却する冷却装置であって、
前記被冷却体を収容し、前記被冷却体の周囲を囲む側壁を備えた筐体と、
前記筐体の側壁に互いに間隔を開けて配置され、前記筐体の外部空間から前記筐体内に前記気体を流入させるための流路である複数の供給孔と、
前記筐体に開口し、前記筐体内の前記気体を排気するための排出路と、
を備え、
前記筐体内に前記側壁に沿って回転する旋回流を形成するため、前記複数の供給孔は、それぞれ、前記筐体を平面視したとき、前記旋回流の流れに沿って前記気体を放出する方向へ向けて形成されている、冷却装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記複数の供給孔は、それぞれ前記側壁の内面に沿って前記気体を放出する方向へ向けて形成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記被冷却体と対向して配置され、前記側壁の開口を塞ぐと共に、前記排出路が開口する天壁を備え、
前記複数の供給孔より流入した前記気体は、旋回しながら前記排出路の前記開口へ向けて流れる前記旋回流を形成する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記被冷却体が配置された底壁を有し、
前記被冷却体は、前記底壁から前記天壁に向かって突出し、かつ平面視したとき、前記側壁に沿って環状に延在する環状突壁部を含む、請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記筐体を平面視したとき、前記排出路の開口は、前記側壁により囲まれた領域の中央部に配置され、
前記平面視において、前記複数の供給孔は、前記開口の周りに等角度間隔で配置される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記筐体の側壁は、前記被冷却体の周囲を囲む方向へ向けて、板状の複数の壁部材を連ねて構成され、
少なくとも１つの前記供給孔は、連ねて配置された２つの前記壁部材の端部が隣接する位置に形成される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項７】
少なくとも１つの前記供給孔は、前記流路として、前記外部空間と前記筐体内との間に延在するように構成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記延在するように構成された前記供給孔は、前記側壁を構成する壁部材の内面と、当該内面に対向して配置される流路壁部材と、によって形成される、請求項８に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記供給孔は、前記側壁の内面に沿って形成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内へ向けて前記基板の処理を行うための処理ガスを供給するために、前記処理容器の上面側に設けられると共に、その構成部材を加熱する加熱機構を備えたシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに前記処理ガスを供給するガス供給機構と、
を、備え、
前記シャワーヘッドの上面には、前記加熱機構による前記シャワーヘッドの構成部材の加熱に伴って温度が上昇する被冷却体が配置され、
前記シャワーヘッドの前記被冷却体を前記筐体によって覆うように、請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の前記冷却装置が設けられている、基板処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷却装置、基板処理装置、および冷却方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、例えば処理ガスや反応ガスをシャワーヘッドに供給し、これらのガスを真空状態に調整された処理容器内へ分散させて放出し、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に成膜処理を行う。特許文献１には、均一な処理を行うために加熱されたシャワーヘッドの支持部およびその周辺を冷却するために、支持部に向かってドライエアーを吐出するドライエアー供給配管を設ける技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２１４７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、筐体の外部空間の気体を用いて被冷却体を効果的に冷却する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の冷却装置は、気体により被冷却体を冷却する冷却装置であって、
前記被冷却体を収容し、前記被冷却体の周囲を囲む側壁を備えた筐体と、
前記筐体の側壁に互いに間隔を開けて配置され、前記筐体の外部空間から前記筐体内に前記気体を流入させるための流路である複数の供給孔と、
前記筐体に開口し、前記筐体内の前記気体を排気するための排出路と、
を備え、
前記筐体内に前記側壁に沿って回転する旋回流を形成するため、前記複数の供給孔は、それぞれ、前記筐体を平面視したとき、前記旋回流の流れに沿って前記気体を放出する方向へ向けて形成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、筐体の外部空間の気体を用いて被冷却体を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の第１実施形態に係る成膜装置を示す縦断側面図である。
第１実施形態における冷却装置を示す斜視図である。
第１実施形態における冷却装置の横断平面図である。
第１実施形態における冷却装置の作用を示す横断平面図である。
第１実施形態における冷却装置の作用を示す横断平面図である。
第１実施形態における冷却装置の作用を示す縦断側面図である。
比較形態における冷却装置の作用を示す横断平面図である。
比較形態における冷却装置の作用を示す縦断側面図である。
本開示の第２実施形態における冷却装置を示す斜視図である。
本開示の第２実施形態における冷却装置を示す斜視図である。
本開示の第３実施形態における冷却装置の横断平面図である。
本開示の第４実施形態における冷却装置の横断平面図である。
実施例１におけるシミュレーションの結果を示す画像である。
実施例２におけるシミュレーションの結果を示す画像である。
比較例２におけるシミュレーションの結果を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、本開示に係る基板処理装置の第１の実施形態として、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、基板である半導体ウエハＷ（以後、基板Ｗという）にチタン（Ｔｉ）薄膜を形成する成膜装置１について図１を参照して説明する。
【０００９】
図１は本例に係る成膜装置１を示す縦断側面図である。この成膜装置１は、気密に構成された略円筒状の処理容器３と、処理容器３の上部に設けられたシャワーヘッド９と、シャワーヘッド９を介して処理容器３内に成膜ガスを供給するガス供給機構４と、制御部１００と、を備えている。
【００１０】
処理容器３は、その側壁に基板Ｗの搬入出を行うための搬入出口５１と、この搬入出口５１を開閉するゲートバルブ５２とが設けられている。処理容器３内には、処理される基板Ｗを水平に載置するための基板載置台５が設けられている。処理容器３の底部中央には、下方に突出したカップ状の載置台保持部６がシールリングを介して取り付けられている。基板載置台５は、円筒形状の支柱７に支えられ、支柱７は載置台保持部６に取り付けられている。処理容器３及び載置台保持部６は、図示しない加熱機構を有し、これらは図示しない電源から給電されることにより予め設定された温度に加熱される。
（【００１１】以降は省略されています）

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