专利名称：基板表面处理装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及基板表面处理装置，例如对硅基板、合成半导体基板、玻璃基板等的基板表面，通过向基板表面喷出运载气体的方式进行表面处理的基板表面处理装置。
背景技术：
专利文件特开平11-80959号公报基板表面处理装置在与半导体相关的行业中，用于半导体基板表面进行清洗、氧化、薄膜堆积等工序的处理装置。此外，在与玻璃相关的行业中，也用于液晶显示器、等离子显示器等产品的表面处理。
例如，图5为以往例1的硅基板表面处理装置MOCVD膛部的结构纵剖面图。
图5中，硅基板S是用设置在基板下部的加热装置1来加热的。
在与硅基板S相对的方向，设有气体喷嘴板2，以向硅基板S均匀供给薄膜原料为目的的运载气体G，通过供给气体3a，并设有形成以该运载气体供给口3a为中心，向图示下方扩展大致呈圆锥状的运载气体扩散部3b的供给模具3。此外，在气体喷嘴板2中，形成面向与运载气体扩散部3b相连接的硅基板S表面喷出运载气体G的若干个运载气体通气孔2a，沿着喷出运载气体G的流路，即从运载气体供给口3a，经由气体扩散部3b，到达运载气体通气孔2a，喷出运载气体。
由于通过喷气流路供给的运载气体G，在硅基板S上起热分解反应，在硅基板S的表面，将薄膜堆积起来。在完成薄膜形成的目的之后，运载气体G，经由在加热装置1与气体喷嘴板2之间形成的运载气体排气口4，通过未经图示的真空泵等进行排放。
另外，气体喷嘴板2从加热装置1及硅基板S接收辐射后，温度上升。一般情况下，由于气体喷嘴板2的中部与周边相比温度较高，容易引起过热的状态。因此，气体喷嘴板2通常要使用热传导性能良好的铝制品。而且，为了防止气体喷嘴板2过热，一般采用外围水冷的方式，即在气体喷嘴板2的周边设置冷却水用的循环路5。
然而，在图5所示的以往例1的结构中，为了能够适应大口径硅基板S，气体喷嘴板2也必须扩大直径。为此，外围水冷式的气体喷嘴板2其中央部与周边就会产生50～80℃的温差。这种温差对于基板表面处理装置进行均质化处理是一个致命的现象。
例如，通常应用于MOCVD的固体原料，因为其蒸汽压力明显低，为稳定地获得所需数量的CVD原料，就必须在高温下加热。为了输送前述原料气体，排放出的运载气体G也要加热到200℃后才能输送至运载气体供给口3a。此外，为了加热运载气体G，要在圆锥状的运载气体扩散部3b的周围设置加热器6。
此外，若含有原料气体的运载气体G温度过低，在构成气体喷嘴板2的内部或运载气体通气孔2a中的原料气体的成份就会凝固。与此相反，众所周知，若含有原料气体的运载气体G在加温过程中温度过高，在构成气体喷嘴板2的内部或运载气体通气孔2a就会产生薄膜和中间生成物堆积的现象。其结果，在硅基板S上就难以获得我们所希望的薄膜。
例如，图6为以往例2的硅处理装置的MOCVD膛部的结构纵剖面图。
如图6所示，气体喷嘴板12中形成若干个运载气体通气孔12a的同时，在该运载气体通气孔12a之间设置了热介质的热传导路径12b。此时，若各热传导路径12b之间相互保持平行，且热介质流动的方向一致时，则气体喷嘴板12的表面温差将大约减少30℃。
发明内容
本发明所要解决的课题当前，所要处理的表面面积呈现逐渐扩大的趋势，而且目前对于处理的均质化的精度要求越来越高。因此，针对上述以往例2中所涉及的问题，近期的基板表面处理装置无法充分满足要求。仅在复数运载气体通气孔12a之间设置热介质的热传导路径12b，很难将这种高温状态维持下去，因为使用的运载气体将达到200℃的高温。
本发明的目的就是为了在更高的温度下同样可以提供能进行均质化处理的基板表面处理装置。
解决课题的手段为了实现这一目的，本发明的基板表面处理装置，是由若干个气体通气孔将运载气体向基板表面实施供给，并对该基板表面实施表面处理的基板表面处理装置，其特征是，供给所定热介质的热介质入口连接上流环，前述热介质放出的热介质出口连接下流环，前述热介质的流动方向是从前述上流环至前述下流环，前述上流环和前述下流环之间被若干个热传导路径所连接，两两相邻的热传导路径中的热介质的流动方向相反，且前述热介质可以是高于运载气体的供给温度的高温气体。
本发明的基板表面处理装置，其特征在于经由前述若干个热传导路径从前述上流环至前述下流环的热介质循环路上，前述运载气体从供给源至前述运载气体通气孔所构成的气体喷出流路的终端部分设置了热变换板，该热变换板是通过前述热介质循环路加热运载气体使其温度大致均一。
基板表面处理装置，其特征在于前述若干个运载气体通气孔是在前述热变换板的垂直方向形成的，并且，前述热传导路径与前述上流环大致在同一平面上，且处于上流环的内径侧位置，在上流环侧前述运载气体通过前述若干个气体通气孔时，被加热使其温度大致均一。
本发明的基板表面处理装置，其特征在于前述热传导路径与前述下流环或前述上流环之间的连接部分，至少在一方设置对前述热传导路径内流动的前述热介质的流量进行控制的流量调节机构。
本发明的基板表面处理装置，其特征在于前述气体，是氩、氮、空气的单独气体或混合气体。
本发明的基板表面处理装置，其特征在于前述气体比前述运载气体的供给温度还要高。
发明的效果本发明的基板表面处理装置，是在指定的供给热介质的介质体入口同上流环连接，同时将热介质放出的热介质出口同下流环连接，前述热介质的流动方向是从前述上流环至前述下流环，前述上流环和前述下流环之间被若干个热传导路径所连接，两两相邻的热传导路径中的热介质的流动方向相反，同时，热介质使用高于运载气体的供给温度的高温气体，所以能实现运载气体的高温化，因此能实现高度均质的表面处理。
本发明的基板表面处理装置，是从运载气体供给源到运载气体通气孔然后通过传导吹气流路的终端部所形成的在热变换板上从上流环经过若干个热传导路径流到下流环的过程中设置了热介质循环路，根据这个热介质循环路，热变换板被加热，使其温度大致均一，因此使运载气体能获得稳定的高温化加热效果，从而实现更高层面的均质处理。
本发明的基板表面处理装置，是在热变换板上设置若干个运载气体通气孔，成垂直方向，热传导路径与上流环大致在同一平面上，且处于上流环的内径侧位置，在上流环侧运载气体通过若干个运载气体通气孔时，被加热使其温度大致均一，从而对运载气体用高温分别进行高温化处理。
本发明的基板表面处理装置，为了控制热介质通过热传导路径的流量，在热传导路径与下流环或上流环之间的连接部分至少在一方设置一个流量调节机构，以实现对热传导路径内的热介质进行温度的均一控制。
为应用于本发明的基板表面处理装置的运载气体加热管装置，(A)为运载气体加热管装置外部透视图，(B)为热介质的流路说明图。
为对图1的结构加以说明的剖面图。
为对热变换板的结构加以说明的剖面图。
为本发明的基板表面处理装置的整体结构剖面图。
以往例1的基板表面处理装置的剖面图。
以往例2的基板表面处理装置的剖面图。
符号说明31供给管(热介质入口)32上流环33排放管(热介质出口)34下流环35连接管35a热传导管部(热传导路径)35b孔22气体喷嘴板(热变换板)22c运载气体通气孔具体实施方式
参照下列附图，详细说明基于本发明的基板表面处理装置的实施形态。参照图1～图4，对本发明的硅基板表面处理装置的实施形态分别进行展示。
问题点的探讨若物体呈圆板状，通过其中轴线的热传导路径与从中心至外围的间距越大，通常，从热源接受的热能就越少。因此，对于采取若干个热传导路径的本实施方式，有必要对各热传导路径的热介质流量逐一进行调整。而且，可根据实验对流量进行适当调整。
此外，在旧模式的事例2的图6中，在气体喷嘴板12中确保复数的热介质的热传导路径12b，并在相邻的热传导路径12b之间设置运载气体通气孔12a，同时，各热传导路径12b保持相互平行，若在相邻的热传导路径12b中热介质流动的方向相反，则在气体喷嘴板12内的温差会减少5℃。
该结果作为基板表面处理装置基本上没有什么问题，但热介质的流动十分复杂，实用的气体喷嘴板12的制作以及热介质循环的连接方法极其复杂，所以以这种状况，还不能为基板表面处理装置所用。
针对内置热源的膛壁(圆筒状、箱状)，相互之间构成热介质的相向流动，可以控制壁的温度。在这种情况下，对各热传导路径安装旋紧阀比固定式孔更加便利。
本发明实施的形态构成图1(A)是本发明的基板表面处理装置所适应的构成热介质循环的概念展示透视图，图1(B)是热介质流路的说明图，图2同样是本发明基板表面处理装置所适应的构成热介质循环的概念展示断面图，图3同样是本发明基板表面处理装置所适应的构成热介质循环的核心部分的扩大断面图。图4同样是本发明基板表面处理装置的断面图。
适用于热介质循环的本实施形态，具备上述的加热组件1，运载气体排气孔4。
在与硅基板S的相对的方向设有气体喷嘴板22，以向硅基板S均匀供给薄膜原料为目的的运载气体G，通过供给气体口22a，并以该运载气体供给口22a为中心向图示下方大致呈圆锥形的运载气体扩散部22b，并通过与运载气体扩散部22b相连接，形成向硅基板S表面喷出运载气体G的若干个运载气体通气孔22c，并将该运载气体G所经过的通道，即从运载气体供给口22a，经过气体扩散部22b，到达运载气体通气孔22c，作为喷出运载气体的流路。
经由喷出运载气体的流路供给的运载气体G，在硅基板S上起热分解反应，因此，在硅基板S的表面，薄膜被堆积起来。已完成薄膜形成的作用的运载气体G，经过在加热装置1与气体喷嘴板22之间形成的运载气体排气口4，采用未经图示的真空泵排放出来。
另外，在气体喷嘴板22，配置形成由高温气体形成热介质的热传导路径的运载气体加热管装置30。
该运载气体加热管装置30，如图1所示，成为热介质入口的供给管31与在下方的大口径圆环状的上流环32连接，以及成为热介质出口的排放管33与在上方的小口径圆环状的下流环34连接，平行配置，同时，设有构成用于控制该上流环32与下流环34相连接，用于从热介质入口供给、并从热介质出口排放的热介质流动的复数的大致呈L形弯曲的连接管35。
连接管35在上流侧设有热传导管部35a，该热传导管部35a与上流环32处于同一平面状的内径侧，其端部与上流环32相连接。此时，如图1(B)所示，以供给管31为基准，将热传导管部35a与上流环32相互连接，从供给管31供给，向图的左右两侧被分散的热介质，在相邻的热传导管部35a相互向反方向流动。另外，如图4所示，各热传导管部35a，热介质的流动方向位于上流侧，维持着较高温度的状态，在各运载气体通气孔22c之间相互配置，对通过该运载气体通气孔22c的运载气体G的温度进行调节。
此时，若需要加热运载气体G，例如，本实施形态所示硅基板S等涉及半导体行业领域的作为基板表面处理装置使用时，在热介质采用高温气体。另外，若需要对运载气体G进行冷却，例如与玻璃相关的产业，作为液晶显示器、等离子显示器等基板表面清洗装置使用时，对热介质使用冷却水或低温气体。然而，作为高温气体的一种，使用氩气、氮气、空气等，无论是哪种介质的运载气体G的加热温度(或冷却温度)，都必须具有与之相对应的种类和温度设定。另外，特别是以加热为目的使用时，高温气体等气体温度的设定可以超过液体温度的设定，并且，运载气体加热管装置30的流路内壁具有不易因年久而被腐蚀的优点。
例如，各连接管35，要考虑到从供给管31的连接距离(连接位置)和热传导管部35a的长度等条件，在下流环34(或上流环32)与其连接部，设置限制热传导管部35a内部流动的热介质流量的孔或对流量进行调节机构35b，以实现运载气体温度的均匀化。
为此，适合这种形态的热介质循环路具备上流环32、下流环34以及形成连接上流环32和下流环34的复数的热传导路径的连接管35，在形成复数的运载气体通气孔22c的气体喷嘴板22且构成了运载气体G的热变换板。
另外，在热传导管部35a形成的热传导路径相互平行，且由于在相邻的热传导路径内流动的热介质的流动方向正好相反，特别是能够降低在大口径气体喷嘴板22中，上流点与下流点之间所产生的温差。下文将详细介绍这种关系。
在热传导路径中，若热介质的温度高于具有热变换板功能的气体喷嘴板22时，热介质的温度经过热传导路径，被传递到气体喷嘴板22。相反，若热介质的温度低于具有热变换板功能的气体喷嘴板22时，将对气体喷嘴板22进行冷却。与以往的基板表面处理装置相比，在热传导路径内流动的热介质与加热器和在采用来自硅基板S的辐射热进行加热的热变换板，关于热传导作用的构成是完全不同的。
关于热变换，对热变换板进行加热时，将热传导路径内的热介质温度对上流侧和下流侧进行比较时，上流侧的温度较高，下流侧的温度就会变低。因此，在同一条热传导路径中，上流和下流就会产生温差。关于该热变换，若对热变换板进行冷却，将热传导路径内的热介质温度按上流侧和下流侧进行比较时，上流侧的温度低，下流侧的温度就会变高。因此，在同一条热传导路径中，上流和下流就会产生温差。
可是，若从气体喷嘴板22的总体上看，相邻的热传导路径的上流与下流流动的方向相反，因此，与气体喷嘴板22相邻的区域温差高低的构成是高/低/高/低……。
在此，本构成力图消除气体喷嘴板22所产生的潜在温度差的主要原因。因此气体喷嘴板22能够达到更好地、更均匀地对热介质进行加热处理。可通过孔35b对各热传导路径内的热介质流量进行调节来实现对气体喷嘴板22的加热均一化的调控。
如图4所示，关于本实施形态的基板表面处理装置，是由设置在硅基板S下部的加热装置1进行加热，在该硅基板S的对向设有气体喷嘴板22，以向硅基板S均匀供给薄膜原料为目的，设置复数的运载气体通气孔22c及呈圆锥状的运载气体扩散部22b。经由运载气体22c被供给的运载气体G，在硅基板S上起热分解反应后，在硅基板S的表面上堆积成薄膜。在薄膜形成的目的完成之后，运载气体G利用真空泵通过排气口4进行排放。
气体喷嘴板22，是从供给管31供给热介质(高温气体)，经过适用于由上流环32、连接管35、下流环34等部分构成的本实施形态的热介质循环的气体喷嘴板22，并从排放管33排放。一方面，热介质提供自身所保持的热能，完成其作为热介质的作用。另一方面，气体喷嘴板22，热介质从自身所构成的板平面接受热供给，从而达到均匀加热的目的。
运载气体G是为了对硅基板S进行表面处理用的，从运载气体供给口3被均匀分布后进行供给，并通过在气体喷嘴板22的运载气体通气孔22c进行加热，在对硅基板S的表面进行加热处理后，通过排放口4进行排放。
产业上的可行性本发明的基板表面处理装置，是在指定的供给热介质的介质体入口同上流环连接，同时将热介质放出口的热介质出口同下流环连接，热介质的流动方向是从上流环至下流环，上流环和下流环之间被若干个热传导路径所连接，两两相邻的热传导路径中的热介质的流动方向相反，同时，热介质使用高于运载气体的供给温度的高温气体，所以能实现运载气体的高温化，因此能实现高度均质的表面处理。
本发明的基板表面处理装置，是从运载气体供给源到运载气体通气孔然后通过传导吹气流路的终端部所形成的在热变换板上从上流环经过若干个热传导路径流到下流环的过程中设置了热介质循环路，根据这个热介质循环路，热变换板被加热，使其温度大致均一，因此使运载气体能获得稳定的高温化加热效果，从而实现更高层面的均质处理。
本发明的基板表面处理装置，是在热变换板上装有复数的运载气体通气孔，形成垂直方向，热传导路径是与上流环在同一平面上的内径侧的位置在上流环通过复数的通气孔时，能对运载气体，用高温且分别进行高温的处理。
本发明的基板表面处理装置，为了控制热介质通过热传导路径的流量，在下流环或上流环之间的连接部分至少在一侧安装一个流量调节阀，以实现对热传导路径内的热介质的温度控制。
权利要求
1.一种基板表面处理装置，其特征在于是由若干个气体通气孔将运载气体向基板表面实施供给，并对该基板表面实施表面处理的基板表面处理装置，其特征是，供给所定热介质的热介质入口连接上流环，前述热介质放出的热介质出口连接下流环，前述热介质的流动方向是从前述上流环至前述下流环，前述上流环和前述下流环之间被若干个热传导路径所连接，两两相邻的热传导路径中的热介质的流动方向相反，且前述热介质可以是气体。
2.根据权利要求1所述的基板表面处理装置，其特征在于经由前述若干个热传导路径从前述上流环至前述下流环的热介质循环路上，前述运载气体从供给源至前述运载气体通气孔所构成的气体喷出流路的终端部分设置了热变换板，该热变换板是通过前述热介质循环路加热运载气体使其温度大致均一。
3.根据权利要求2所述的基板表面处理装置，其特征在于前述若干个运载气体通气孔是在前述热变换板的垂直方向形成的，并且，前述热传导路径与前述上流环大致在同一平面上，且处于上流环的内径侧位置，在上流环侧前述运载气体通过前述若干个气体通气孔时，被加热使其温度大致均一。
4.根据权利要求1-3之一所述的基板表面处理装置，其特征在于前述热传导路径与前述下流环或前述上流环之间的连接部分，至少在一方设置对前述热传导路径内流动的前述热介质的流量进行控制的流量调节机构。
5.根据权利要求1-4之一所述的基板表面处理装置，其特征在于前述气体，是氩、氮、空气的单独气体或混合气体。
6.根据权利要求1-5之一所述的基板表面处理装置，其特征在于前述气体比前述运载气体的供给温度还要高。
全文摘要
本发明提供一种能实现运载气体高温化，并且能达到高度均质处理的基板表面处理装置。供给所定的热介质的热介质入口连接上流环，前述热介质放出的热介质出口连接下流环，前述热介质的流动方向是从前述上流环至前述下流环，前述上流环和前述下流环之间被若干个热传导路径所连接，两两相邻的热传导路径中的热介质的流动方向相反，并且热介质可以使用气体。
文档编号C23C16/44GK101088146SQ200580044309
公开日2007年12月12日 申请日期2005年12月22日 优先权日2004年12月24日
发明者梅田优 申请人:渡边商行株式会社