被加熱体の冷却方法、冷却システム及びその冷却システムを備えた基板処理装置
【課題】 加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することが可能な被加熱体の冷却方法を提供すること。
【解決手段】 少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、被加熱体１０を加熱するとき、断熱材１１を被加熱体１０に密着させ、被加熱体１０を冷却するとき、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間１３が生じるように、断熱材１１を被加熱体１０から離間させ、空間１３中に冷却流体１４を送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【解決手段】 少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、被加熱体１０を加熱するとき、断熱材１１を被加熱体１０に密着させ、被加熱体１０を冷却するとき、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間１３が生じるように、断熱材１１を被加熱体１０から離間させ、空間１３中に冷却流体１４を送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加熱体の冷却方法、及び冷却システムに係わり、特に、半導体ウエハ等の被処理基板に高温処理を施す基板処理装置に使用されるような被加熱体の冷却方法、及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）上に集積回路を形成するために、絶縁膜、金属膜、及び金属化合物膜等の薄膜を成膜するプロセスが行われる。成膜処理は基板処理装置として、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、ＡＬＤ装置等の成膜装置を用いて行われる。
【０００３】
これらの成膜装置においては、成膜処理中、処理容器の内部のウエハを、例えば、ステージヒーターを用いて高温に加熱したり、内部の電極が発熱したりする。このため、処理容器自体も高温となる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、処理容器自体も、処理容器の内部やシャワーヘッド内部での反応を促進するために、シャワーヘッドを加熱するとともに、高温となったシャワーヘッドを、断熱材を用いて保温する方式がある（例えば、特許文献２）。
【０００５】
特許文献１では、高温となった処理容器を冷却するために、放熱フィンを備えている。
【０００６】
特許文献２では、高温に制御されるシャワーヘッドの温度を調節するために、断熱材とシャワーヘッドとの間に冷却ガスが供給される空間（冷却流路）を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８７１０号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
放熱フィンや冷却流路等の冷却機構を持つ基板処理装置は、基板処理装置の冷却性に優れている。しかしながら、加熱時においては、冷却機構を介して熱が逃げてしまうため、冷却機構を持たない基板処理装置に比較して加熱性に劣る、という事情がある。また、加熱した熱が逃げてしまうために、エネルギー効率にも課題がある。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することが可能な被加熱体の冷却方法と冷却システム、及びその冷却システムを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の第１の態様に係る被加熱体の冷却方法は、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、前記被加熱体を加熱するとき、前記断熱材を前記被加熱体に密着させ、前記被加熱体を冷却するとき、前記被加熱体と前記断熱材との間に空間が生じるように、前記断熱材を前記被加熱体から離間させ、前記空間中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却する。
【００１１】
また、この発明の第２の態様に係る被加熱体の冷却方法は、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、前記被加熱体と前記断熱材との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材を設け、前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させ、前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させ、膨張した前記冷却流体流路部材中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却する。
【００１２】
また、この発明の第３の態様に係る被加熱体の冷却システムは、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する冷却システムであって、前記被加熱体と前記断熱材との間に設けられた、膨縮可能な冷却流体流路部材と、前記冷却流体流路部材中に、冷却流体を送り込む冷却流体源と、を具備する。
【００１３】
また、この発明の第４の態様に係る基板処理装置は、被処理基板に処理を施す処理容器と、前記処理容器の内部に、前記被処理基板に処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管と、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を加熱するヒータと、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を覆う断熱材と、を備えた基板処理装置であって、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方の冷却に、第３の態様に係る冷却システムが用いられている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することが可能な被加熱体の冷却方法と冷却システム、及びその冷却システムを備えた基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図１Ｂ】この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図２Ａ】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図２Ｂ】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図３Ａ】冷却流体流路部材の一例を示す斜視図
【図３Ｂ】冷却流体流路部材の一例を示す斜視図
【図４】冷却流体流路部材の一変形例を示す斜視図
【図５】冷却流体流路部材の他変形例を示す斜視図
【図６】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す斜視図
【図７Ａ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図
【図７Ｂ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図
【図８Ａ】図７Ａ中の８Ａ−８Ａ線に沿う断面図
【図８Ｂ】図７Ｂ中の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図
【図９Ａ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図
【図９Ｂ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図
【図１０Ａ】図９Ａ中の１０Ａ−１０Ａ線に沿う断面図
【図１０Ｂ】図９Ｂ中の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図
【図１１Ａ】この発明の実施形態に係る被加熱体の冷却方法及び冷却システムを実施可能な成膜装置の一例を概略的に示す平面図
【図１１Ｂ】図１１Ａ中の１１Ｂ−１１Ｂ線に沿う断面図
【図１２Ａ】処理容器１０１の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１２Ｂ】処理容器１０１の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ａ】第１例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ｂ】図１３Ａ中の１３Ｂ−１３Ｂ線に沿う断面図
【図１３Ｃ】第１例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ｄ】図１３Ｃ中の１３Ｄ−１３Ｄ線に沿う断面図
【図１４Ａ】第２例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１４Ｂ】図１４Ａ中の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿う断面図
【図１４Ｃ】第２例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１４Ｄ】図１４Ｃ中の１４Ｄ−１４Ｄ線に沿う断面図
【図１５Ａ】第３例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１５Ｂ】図１５Ａ中の１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図
【図１５Ｃ】第３例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１５Ｄ】図１５Ｃ中の１５Ｄ−１５Ｄ線に沿う断面図
【図１６Ａ】この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図１６Ｂ】この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。この説明において、参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図１Ａは加熱中の状態を示し、図１Ｂは冷却中を示している。
【００１８】
第１の実施形態は、少なくとも一部が断熱材１１で覆われた被加熱体１０を冷却する被加熱体の冷却方法である。
【００１９】
（加熱）
図１Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、断熱材１１を被加熱体１０に密着させる。この状態で、被加熱体１０を、例えば、加熱ヒータ１２を用いて加熱する。
【００２０】
図１Ａに示す状態は、被加熱体１０が、例えば、基板処理装置の処理容器である場合には、図１は処理容器自体が加熱されている状態、又は処理容器の内部に載置された被処理基板、例えば、ウエハが加熱されている状態に対応する。
【００２１】
また、被加熱体１０が基板処理装置である場合には、処理容器を保温しておきたい場合がある。例えば、次に処理するウエハが到着するまでの待機状態等である。加熱中ばかりでなく、待機中においても、図１Ａに示すように、断熱材１１を被加熱体１０に密着させておくこともでき、次の処理までに処理容器の温度が急速に下がってしまうこともない。
【００２２】
（冷却）
図１Ｂに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、断熱材１１を被加熱体１０から離間させる。断熱材１１を被加熱体１０から離間させると、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間１３が生じる。この空間１３に冷却流体１４、例えば、空気を、冷却流体源１５、例えば、冷却ファンを用いて送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【００２３】
被加熱体１０が基板処理装置である場合には、例えば、稼働時間毎に決められた定期点検や、又は不測の事態ときに行われる緊急点検の際、基板処理装置が止められる。被加熱体１０が、例えば、基板処理装置の処理容器であるときには、処理容器の温度が、作業に支障がない温度まで下がり、安全が確認されるまでは点検を開始することができない。処理容器が断熱材１１で覆われていると保温性が高いため、温度が下がり難い。このため、点検を開始するまで、長い時間待たなければならず、基板処理装置の停止時間が長くなってしまう。
【００２４】
対して、第１の実施形態に係る冷却方法によれば、被加熱体１０、即ち処理容器と処理容器を覆う断熱材１１との間に空間１３を生じさせ、この空間１３に冷却流体１４を送り込み、処理容器を冷却する。このため、処理容器が断熱材１１で覆われていたとしても、冷却性が損なわれることがない。つまり、処理容器の温度が自然に下がるのを待つ場合に比較して、処理容器の温度を、より速く下げることができる。従って、基板処理装置の停止時間を短くでき、製品のスループットを向上させることができる。
【００２５】
また、上述したように、第１の実施形態に係る冷却方法によれば、加熱中や待機中においては、断熱材１１を被加熱体１０に密着させることができる。このため、被加熱体１０の加熱性や保温性が損なわれることもない。
【００２６】
また、断熱材１１を被加熱体１０に密着させるため、加熱した熱が逃げることも抑制される。このため、被加熱体１０に放熱フィンや冷却流路を設ける場合に比較して、エネルギー効率も向上させることができる。
【００２７】
このように、第１の実施形態によれば、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することができる被加熱体の冷却方法、及びこの冷却方法を実施する冷却システムを得ることができる。
【００２８】
なお、第１の実施形態において、断熱材１１を被加熱体１０から離間させる方法としては、冷却流体１４を、断熱材１１と被加熱体１０との間に送り込み、断熱材１１を浮上させることで空間１３を生じさせることが好ましい。冷却流体１４による浮力を利用して断熱材１１を浮上させ被加熱体１０から離間させることで、例えば、断熱材１１を機械的に被加熱体１０から離間させる場合に比較して、第１の実施形態に係る冷却方法を利用した冷却システムを、より簡易な構成にて実施できる、という利点を得ることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図２Ａ及び図２Ｂは、この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図２Ａは加熱中の状態を示し、図２Ｂは冷却中を示している。
【００３０】
第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した冷却方法を、具現化する一例に関する。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第２の実施形態は、被加熱体１０と断熱材１１との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材２０を設けたものである。冷却流体流路部材２０の一例を、図３Ａ及び図３Ｂに示す。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂの斜視図に示すように、冷却流体流路部材２０（以下流路部材という）は膨縮可能な袋状の部材であり、内部に冷却流体を通流させることが可能となっている。流路部材２０の材質の一例はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシートである。流路部材２０の一端には冷却流体１４を内部に導入する冷却流体導入口２１が設けられ、他端には冷却流体１４を外部に排出する冷却流体排出口２２が設けられている。
【００３３】
流路部材２０の内部から冷却流体１４を排出すると、流路部材２０は収縮する（図３Ａ参照）、反対に、内部に冷却流体１４を送り込むと、冷却流路２０は膨張する（図３Ｂ参照）。流路部材２０を膨張させることで、流路部材２０の内部に、第１の実施形態において説明した空間１３と同様な空間２３を生じさせることができる。この空間２３に、冷却流体１４を送り込むことで、第１の実施形態と同様に、被加熱体１０を冷却することができる。
【００３４】
また、図４に示すように、冷却流体排出口２２の数を、冷却流体導入口２１よりも多くすると、空間２３内に、より均一な冷却流体１４の流れを作り出すこともできる。
【００３５】
また、図５に示すように、冷却流体流路部材２０の被加熱体１０側の面に、被加熱体１０が露出する露出部２４、例えば、スリットや、図５に示すように複数の開孔部を形成しても良い。冷却流体流路部材２０の被加熱体１０側の面に露出部２４を形成すると、冷却流体１４を被加熱体１０に直接に接触させることができ、冷却効率を、さらに向上させることができる。
【００３６】
この図５に示す変形は、図４に示す変形と組み合わせて実施することもできる。また、図４及び図５に示す変形は、後述する全ての実施形態に組み合わせることもできる。
【００３７】
（加熱）
図２Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、流路部材２０を収縮させる。流路部材２０を収縮させることで、流路部材２０中から空間２３を無くし、断熱材１１を被加熱体１０に、収縮させた流路部材２０を介して密着させる。この状態で、被加熱体１０を、例えば、加熱ヒータ１２を用いて加熱する。
【００３８】
被加熱体１０が、基板処理装置の処理容器であるときには、第１の実施形態と同様に、加熱中だけでなく待機中においても、断熱材１１を被加熱体１０に収縮させた流路部材２０を介して密着させておいても良い。待機中、断熱材１１を被加熱体１０に収縮させた流路部材２０を介して密着させておくことで、処理容器に良好な保温性を持たせることができる。
【００３９】
（冷却）
図２Ａに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、流路部材２０を膨張させる。流路部材２０を膨張させることで、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間２３を生じさせる。そして、空間２３に冷却流体１４、例えば、空気を、冷却ファン１５を用いて送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【００４０】
このように、第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法によっても、第１の実施形態と同様に、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することができる被加熱体の冷却方法、及びこの冷却方法を実施する冷却システムを得ることができる。
【００４１】
また、図６の斜視図に示すように、空間２３は、冷却流体導入口２１と冷却流体排出口２２の部分のみが外部に連通し、他の部分は外部に連通しない、いわば閉塞空間である。このため、冷却流体１４の流路を、流路部材２０の内部に生じた空間２３の中に制限することができる。冷却流体１４の流路を閉塞した空間２３の中に制限することで、断熱材１１と被加熱体１０との間から、例えば、熱風化した冷却流体１４が突然出てきたり、出てきた冷却流体１４で粉塵が巻き上げられたりすることを抑制することができる。従って、流路部材２０を有する第２の実施形態は、例えば、全体を開放した開放空間を冷却流体１４の流路として使用する場合に比較して、安全である。
【００４２】
このように、第２の実施形態によれば、流路部材２０を用いることで、冷却流体１４の流路を制限でき、安全である、という利点を得ることもできる。
【００４３】
（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態では、断熱材１１で、被加熱体１０の面状の部分を覆う例を示した。しかしながら、この発明は、被加熱体１０が面状ではなくとも、段差状、あるいは管状であっても、適用することができる。そのような例を、第３の実施形態として説明する。なお、第３の実施形態は、第２の実施形態において説明した、膨縮可能な流路部材２０を設ける例に従って説明する。
【００４４】
（第１例：段差状の被加熱体）
図７Ａ及び図７Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図である。
【００４５】
流路部材２０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフレキシブルな材質を用いて形成することができる。このため、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、被加熱体１０が段差部２５を有し、かつ、断熱材１１が、被加熱体１０の段差部２５を覆う場合であっても、流路部材２０を、断熱材１１と被加熱体１０との間に設けることができる。
【００４６】
図７Ａは加熱中の状態を示しており、流路部材２０は収縮している。図７Ｂは冷却中を示しており、流路部材２０は膨張している。図７Ａ中の８Ａ−８Ａ線に沿う断面を図８Ａに、図７Ｂ中の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面を図８Ｂに示しておく。
【００４７】
第１例の場合、第２の実施形態と同様に、流路部材２０は袋状で良い。また、袋状の流路部材２０は、袋状の流路部材２０中に冷却流体１４を送り込むことで膨張され、断熱材１１を、段差部２５を有した被加熱体１０から離間させる。また、袋状の流路部材２０が膨張することで生じた空間２３中に、冷却流体１４を通流させることで、被加熱体１０を冷却することができる。
【００４８】
（第２例：管状の被加熱体）
図９Ａ及び図９Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図である。
【００４９】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、被加熱体２０は管状であり、断熱材１１は管状の被加熱体２０の周囲をリング状に丸く覆っている。流路部材２０は、断熱材１１と管状の被加熱体１０との間に設けられ、断熱材１１と同様に、管状の被加熱体１０をリング状に丸く覆っている。
【００５０】
図９Ａは加熱中の状態を示している。加熱中、流路部材２０は収縮しており、断熱材１１は流路部材２０を介して管状の被加熱体１０に密着されている。本例の場合、断熱材１１は、例えば、ロックウールやグラスウールのような変形、又は伸縮自在な材質を用いて形成される。かつ、断熱材１１が流路部材２０の膨張に合わせて変形、又は伸縮可能となるように、スリット２６が設けられる。
【００５１】
図９Ｂは冷却中を示しており、流路部材２０は膨張している。この膨張に合わせて、スリット２６が開く。図９Ａ中の１０Ａ−１０Ａ線に沿う断面を図１０Ａに、図９Ｂ中の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面を図１０Ｂに示しておく。
【００５２】
第２例の場合、流路部材２０は袋状でも良いが、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、タイヤのチューブのような中空リング状とすることがより好ましい。流路部材２０が袋状であると、流路部材２０が膨張した際、管状の被加熱体１０から離れてしまう箇所が発生する。この点、流路部材２０が中空リング状であれば、被加熱体１０を、中空リング状の流路部材２０の内環部に挿入することができる。このため、流路部材２０が膨張した場合においても、流路部材２０が管状の被加熱体１０から離れてしまうことがない。よって、高い冷却効率を維持することができる。中空リング状の流路部材２０もまた、流路部材２０中に冷却流体１４を送り込むことで膨張され、断熱材１１を、管状の被加熱体１０から離間させる。中空リング状の流路部材２０においても、内部には袋状の場合と同様に、膨張することで空間２３が形成される。この空間２３中に、冷却流体１４を通流させることで、被加熱体１０を冷却することができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１、第２、第３の実施形態で説明した冷却方法及び冷却システムを適用した基板処理装置の一例に関する。第４の実施形態においては、基板処理装置として、被処理基板、例えば、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に薄膜を成膜する成膜装置に適用した場合について示す。成膜装置としての一例は、ウエハ上に高誘電率絶縁膜、例えば、ハフニウム系の高誘電率絶縁膜を成膜するＡＬＤ装置である。なお、この発明は、ＡＬＤ装置に限って適用されるものではなく、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等、他の成膜装置にも適用できるし、成膜装置に限らず、エッチング装置等、他の基板処理装置にも適用できる。
【００５４】
図１１Ａはこの発明の実施形態に係る被加熱体の冷却方法及び冷却システムを実施可能な成膜装置の一例を概略的に示す平面図、図１１Ｂは図１１Ａ中の１１Ｂ−１１Ｂ線に沿う断面図である。
【００５５】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、成膜装置１００は、ウエハＷに処理を施す処理容器１０１と、処理容器１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）の内部に、ウエハＷに処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管（以下ガス供給管という）１０２と、処理容器１０１、及びガス供給管１０２の少なくともいずれか一方を加熱する加熱ヒータ１２（１２ａ〜１２ｉ）と、処理容器１０１、及びガス供給管１０２の少なくともいずれか一方を覆う断熱材１１（１１ａ〜１１ｇ）とを備えている。さらに、断熱材１１と処理容器１０１との間には、流路部材２０（２０ａ〜２０ｇ）が設けられている。
【００５６】
より具体的には、処理容器１０１は、主に、チャンバ１０１ａと、チャンバ１０１ａ上に設けられ、処理空間１０４中のガスを排気する排気リング１０１ｂと、排気リング上１０１ｂ上に設けられた天板１０１ｃとから構成される。
【００５７】
チャンバ１０１ａの内部にはウエハＷを載置する載置台１０５が設けられ、チャンバ１０１ａの側壁にはウエハＷを処理室１０１の内部に搬入出する搬入出部１０６が設けられている。載置台１０５はチャンバ１０１ａ内において上下に動き、ウエハＷをチャンバ１０１ａ側と処理空間１０４側との間で上げ下げする。
【００５８】
排気リング１０１ｂは排気経路１０７を有する。排気経路１０７は環状にチャンバ１０１ａの上方に形成され、本例では円筒状となる処理空間１０４の周囲を囲むように形成される。排気経路１０７の少なくとも一つの箇所は、図示せぬ排気ポンプ等の排気機構に接続される。排気経路１０７と処理空間１０４との間には側壁状のバッフルリング１０８が設けられている。バッフルリング１０８には、処理空間１０４に放出されたプロセスガスを排気する複数の排気孔１０８ａが形成されている。
【００５９】
天板１０１ｃは、排気リング１０１ｂ上に設けられている。処理空間１０４は、天板１０１ｃと、排気リング１０１ｂ、本例では、バッフルリング１０８と、バッフルリング１０８の底部まで上昇してきた載置台１０５とで囲まれることにより形成される。本例では、処理空間１０４が上述の通りに形成されるが、処理空間１０４の形成はこれに限られるものではない。排気リング１０１ｂを有さず、チャンバ１０１ａの下方からプロセスガスを排気し、チャンバ１０１ａと天板１０１ｃとで処理空間１０４が形成されるようにする、一般的な構成とされても良い。
【００６０】
天板１０１ｃの処理空間１０４側には上側プレート１０９ａ、及び下側プレート１０９ｂが設けられている。下側プレート１０９ｂの処理空間１０４側の表面は皿状に窪んでおり、その中央部にはプロセスガスを放出するガス放出部１１０が設けられている。本例のガス放出部１１０は半球型であるが、ガス放出部１１０は半球型に限られるものではなく、例えば、シャワーヘッド型等、如何なる形状であっても良い。
【００６１】
さらに、本例では、排気リング１０１ｂ、及び天板１０１ｃの上に、内部にプロセスガス流路１１２が形成されているプロセスガス流路部材（以下ガス流路部材という）１１１が設けられている。ガス流路部材１１１は、天板１０１ｃのほぼ中心まで伸び、内部に形成されたプロセスガス流路１１２の一端は、プロセスガス導入部１１３に接続されている。プロセスガス導入部１１３は、本例では天板１０１ｃ、上側プレート１０９ａ、及び下側プレート１０９に形成され、ガス放出部１１０に繋がる。プロセスガス流路１１２の他端はガス供給管１０２の一端に接続され、ガス供給管１０２の他端はプロセスガス供給機構１１４に接続されている。
【００６２】
加熱ヒータ１２ａ乃至１２ｃはガス流路部材１１１の内部に設けられており、ガス流路部材１１１に形成されたプロセスガス流路１１２中を流れるプロセスガスを、ガス流路部材１１１を介して加熱する。加熱ヒータ１２ｄ及び１２ｅは天板１０１ｃの上に設けられ、天板１０１ｃを加熱する。加熱ヒータ１２ｆ乃至１２ｈは排気リング１０１ｂの内部に設けられ、排気リング１０１ｂを加熱する。加熱ヒータ１２ｉはガス供給管１０２の周囲に設けられ、ガス供給管１０２中を流れるプロセスガスを、ガス供給管１０２を介して加熱する。なお、図１１Ａにおいては、加熱ヒータ１２ｉのみを示し、加熱ヒータ１２ａ乃至１２ｈの図示は省略している。
【００６３】
流路部材２０ａ及び２０ｂは、ガス流路部材１１１と断熱材１１ａ及び１１ｂとの間に設けられる。流路部材２０ｃ及び２０ｄは、天板１０１ｃと断熱材１１ｃ及び１１ｄとの間に設けられる。流路部材２０ｅ及び２０ｆは、排気リング１０１ｂと断熱材１１ｅ及び１１ｆとの間に設けられる。流路部材２０ｇは、ガス供給管１０２と断熱材１１ｇとの間に設けられる。流路部材２０ａ乃至２０ｇは、これら流路部材２０ａ乃至２０ｇ中に冷却流体を送り込む冷却流体源１５、例えば、空冷ファンに接続されている。
【００６４】
制御部１１６は、成膜装置１００の各構成部を制御する。制御部１１６は、各構成部の制御を実行するマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１１７と、オペレータが成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１１８と、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１１７の制御にて実現するための制御プログラムや、各種データ、および処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ちレシピを記憶する記憶部１１９と、を備えている。ユーザーインターフェース１１８、及び記憶部１１９はプロセスコントローラ１１７に接続されている。レシピは記憶部１１９内の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば、専用回線を介して記憶媒体にレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。任意のレシピは、必要に応じてユーザーインターフェース１１８からの指示にて記憶部１１９から呼び出し、プロセスコントローラ１１７に実行させることで、成膜装置１００は、プロセスコントローラ１１７の制御下で所望の成膜処理を行う。
【００６５】
（処理容器：加熱／待機）
図１２Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の処理容器１０１の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図である。
【００６６】
図１２Ａに示すように、加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｅが図示される）が収縮し、断熱材１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｅが図示される）は、被加熱体、本例では処理容器１０１の排気リング１０１ｂ及び天板１０１ｃ、並びにガス流路部材１１１に断熱材２０を介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、処理容器１０１及びガス流路部材の加熱性、及び保温性が維持される。
【００６７】
また、排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１は段差部２５を有しており、断熱材１１は以下のように排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１を覆う。
【００６８】
断熱材１１ｃは、天板１０１ｃの上面上方から側面上方を、流路部材２０ｃを介して覆う。断熱材１１ｃの一側面は、天板１０１ｃの上面上方におけるガス流路部材１１１との相対面にクリアランス３０ａが生じるように、また、断熱材１１ｃの他側面は、天板１０１ｃの側面上方における排気リング１０１ｂとの相対面にクリアランス３０ｂが生じるように配置される。
【００６９】
断熱材１１ａは、ガス流路部材１１１の上面上方から側面上方を、流路部材２０ａを介して覆う。断熱材１１ａの側面は、ガス流路部材１１１の側面上方において断熱材１１ｃの上面と接触される。これにより、クリアランス３０ａは、断熱材１１ｃと断熱材１１ａとによって囲まれる。
【００７０】
断熱材１１ｅは、排気リング１０１ｂの上面上方から側面上方を、流路部材２０ｅを介して覆う。断熱材１１ｅの側面は、排気リング１０１ｂの上面上方において断熱材１１ｃの上面と接触される。これにより、クリアランス３０ｂもまた、クリアランス３０ａと同様に、断熱材１１ｃと断熱材１１ｅとで囲まれる。
【００７１】
このように、断熱材１１が複数ある場合には、断熱材１１どうしを接触、本例では、断熱材１１ｃと断熱材１１ａ、断熱材１１ｃと断熱材１１ｅを接触させる。これにより、被加熱体が、段差部２５を有した排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ及びガス流路部材１１１を組み合わせて構成されるような複雑な形状をしている場合であっても、断熱材１１を用いてすき間無く覆うことができる。よって、被加熱体の複雑な形状をしている場合でも、加熱性、及び保温性を良好に維持することができる。
【００７２】
さらに、断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０、本例ではクリアランス３０ａを断熱材１１ａと断熱材１１ｃとで囲み、クリアランス３０ｂを断熱材１１ｅと断熱材１１ｃとで囲む。
【００７３】
このように断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０を、断熱材１１どうしで囲むようにすると、断熱材１１と被加熱体との間に空間を形成することができる。この空間は、後述するように、冷却流体流路として機能させることができる。
【００７４】
（処理容器：冷却）
図１２Ｂは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の処理容器１０１の冷却中の状態を拡大して示した断面図である。
【００７５】
図１２Ｂに示すように、冷却中は、流路部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｅが図示される）が膨張し、断熱材１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｅが図示される）は、被加熱体、本例では処理容器１０１の排気リング１０１ｂ及び天板１０１ｃ、並びにガス流路部材１１１から離間される。膨張した流路部材２０の内部には空間２３が生じており、この空間２３に連通する冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入し、空間２３中を通流させることにより、被加熱体、本例では排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１を冷却することができる。
【００７６】
さらに、本例では、冷却流体排出口２２を、クリアランス３０ａ及び３０ｂに向かって形成している。クリアランス３０ａは、本例では、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１ａと断熱材１１ｃとで囲まれた空間とされる。同様に、クリアランス３０ｂも、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１ｅと断熱材１１ｃとで囲まれた空間とされる。このように断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０を、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１どうしで囲まれた空間とする。このような空間を冷却流体の流路として用いることで、被加熱体の、断熱材１１どうしで囲まれた空間に面した部分を、冷却流体排出口２２から排出された冷却流体１４によって冷却することもできる。
【００７７】
また、クリアランス３０を工場の熱排気に接続すると、熱風、及び粉塵の巻き上げを抑制することもできる。
【００７８】
（第１例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１３Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第１例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１３Ｂは図１３Ａ中の１３Ｂ−１３Ｂ線に沿う断面図である。
【００７９】
第１例に係るプロセスガス供給管は、プロセスガスを加熱する加熱ヒータとしてマントルヒータ１２０を用いた例である。
【００８０】
本例のマントルヒータ１２０は、断熱材１１ｇの中に加熱ヒータ１２ｉを設けることで構成されている。断熱材１１ｇの材質例は、変形、又は伸縮可能な材質であり、例えば、ロックウールやグラスウールを挙げることができる。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、螺旋状のニクロム線である。
【００８１】
さらに、本例では、ガス供給管１０２の周囲に、ガス供給管１０２を均熱に加熱するための均熱部材２７が設けられている。均熱部材２７は、二つの半円筒型の部材からなり、二つの部材を円筒型となるように組み合わせ、その中央部に、ガス供給管１０２を挟み込む。均熱部材２７の材質例は、例えば、アルミニウム、又はアルミニウム合金である。均熱部材２７は、流路部材２０ｇ、例えば、中空リング状の流路部材２０ｇの内環部に挿入されている。
【００８２】
マントルヒータ１２０は、均熱部材２７の周囲を、例えば、中空リング状の流路部材２０ｇを介して丸く覆っている。マントルヒータ１２０にはスリット２６が形成されており、スリット２６が開閉することで、マントルヒータ１２０は変形、又は伸縮する。
【００８３】
さらに、本例では、スリット２６を開閉するスリット閉塞蓋２８が設けられており、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、ガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中においては、スリット閉塞蓋２８はスリット２６を塞いでいる。このように、スリット閉塞蓋２８を設け、スリット閉塞蓋２８を用いてスリット２６を塞ぐようにすると、スリット２６をスリット閉塞蓋２８で塞がない場合に比較して、スリット２６を介した放熱を抑制することができる。よって、加熱性、及び保温性が、さらに向上できる、という利点が得られる。
【００８４】
また、加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０ｇが収縮し、断熱材１１ｇを含むマントルヒータ１２０は、被加熱体、本例ではガス供給管１０２に流路部材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【００８５】
（第１例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１３Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第１例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１３Ｄは図１３Ｃ中の１３Ｄ−１３Ｄ線に沿う断面図である。
【００８６】
図１３Ｃ及び図１３Ｄに示すように、冷却中は、流路部材２０ｇが膨張する。断熱材１１ｇを含むマントルヒータ１２０は、流路部材２０ｇの膨張に合わせて、スリット２６が開くことにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２から離間される。膨張した流路部材２０ｇの内部には空間２３が生じる。冷却流体導入口２１は空間２３に連通しており、スリット２６が開き、かつ、本例では、スリット閉塞蓋２８がスリット２６から離れることにより、冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入することが可能となる。
【００８７】
また、スリット閉塞蓋２８に伸縮性を持たせ、断熱材１１ｇの変形に合わせて変形するように構成すると、スリット閉塞蓋２８をスリット２６から離さずに済む。この場合には、スリット閉塞蓋２８の外側から冷却流体導入口２１に向かって冷却流体１４を導入する導入管を設けると良い。
【００８８】
これらのようにして冷却流体１４を空間２３に導入し、空間２３中に冷却流体１４を通流させることにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【００８９】
（第２例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１４Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第２例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１４Ｂは図１４Ａ中の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿う断面図である。
【００９０】
第２例に係るプロセスガス供給管１０２は、プロセスガスを加熱する加熱ヒータとして加熱ブロック１２１を用いた例である。
【００９１】
本例の加熱ブロック１２１は、金属製ブロック２９の中に加熱ヒータ１２ｉを設けることで構成されている。金属製ブロック２９の材質例は、熱伝導性の良い金属、例えば、アルミニウムを挙げることができる。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、ロッドヒータである。ロッドヒータは、金属製ブロック２９にロッドヒータを挿入する挿入孔を開孔形成し、この挿入孔に挿入されれば良い。金属製ブロック２９は、二つの角柱型の部材からなり、二つの部材を、例えば、正四角柱型となるように組み合わせて加熱ブロック１２１を形づくる。ガス供給管１０２は、加熱ブロック１２１の中央部に挟み込まれる。
【００９２】
流路部材２０ｇは、例えば、中空リング状であり、加熱ブロック１２１は、中空リング状の流路部材２０ｇの内環部に挿入される。
【００９３】
断熱材１１ｇは、流路部材２０ｇの周囲を覆う。本例の断熱材１１ｇもまた、変形、又は伸縮可能な材質からなり、例えば、ロックウールやグラスウールから構成される。断熱材１１ｇにはスリット２６が形成されている。スリット２６が開閉することで、断熱材１１ｇは変形、又は伸縮する。
【００９４】
本例もまた、スリット２６を塞ぐスリット閉塞蓋２８が設けられており、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、ガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中においては、スリット閉塞蓋２８はスリット２６を塞いでいる。
【００９５】
加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０ｇが収縮しており、断熱材１１ｇは、被加熱体、本例では内部にガス供給管１０２を挟み込んだ加熱ブロック１２１に断熱材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【００９６】
（第２例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１４Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第２例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１４Ｄは図１４Ｃ中の１４Ｄ−１４Ｄ線に沿う断面図である。
【００９７】
図１４Ｃ及び図１４Ｄに示すように、冷却中は、流路部材２０ｇが膨張する。断熱材１１ｇは流路部材２０ｇの膨張に合わせて、スリット２６が開くことにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２から離間される。流路部材２０ｇの内部には空間２３が生じており、この空間２３に、冷却流体導入口２１を介して冷却流体１４を導入する。冷却流体１４は、本例ではスリット２６が開き、かつ、スリット閉塞蓋２８がスリット２６から離れることにより、冷却流体導入口２１から導入することが可能となる。もちろん、スリット閉塞蓋２８に伸縮性を持たせ、断熱材１１ｇの変形に合わせてスリット閉塞蓋２８が変形するように構成しても良い。
【００９８】
第２例においても、第１例と同様に冷却流体１４を、空間２３中を通流させることで、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【００９９】
（第３例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１５Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第３例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１５Ｂは図１５Ａ中の１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図である。
【０１００】
第３例に係るプロセスガス供給管は、第１例に係るプロセスガス供給管と同様に、加熱ヒータとしてマントルヒータ１２０を用いた例である。異なるところは、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、マントルヒータ１２０の外側を配管ケース１２２で覆ったことである。断熱材１１ｇの材質例は、変形、又は伸縮可能な材質であり、例えば、ロックウールやグラスウールである。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、螺旋状のニクロム線である。
【０１０１】
加熱中、もしくは待機中は、第１例と同様に流路部材２０ｇが収縮し、マントルヒータ１２０は、被加熱体、本例ではガス供給管１０２に流路部材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【０１０２】
（第３例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１５Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第３例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１５Ｄは図１５Ｃ中の１５Ｄ−１５Ｄ線に沿う断面図である。
【０１０３】
図１５Ｃ及び図１５Ｄに示すように、第３例においては、被加熱体、本例ではガス供給管１０２、流路部材２０ｇ、マントルヒータ１２０（断熱材１１ｇ、加熱ヒータ１２ｉ）が配管ケース１２２で覆われている。このため、流路部材２０ｇが膨張した際、断熱材１１ｇの移動が配管ケース１２２により制限される。冷却中は流路部材２０ｇが膨張するが、断熱材１１ｇは伸縮可能であるため、流路部材２０ｇとは反対に収縮する。
【０１０４】
流路部材２０ｇは、第１例と同様に、冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入することで膨張される。本例では、導入の一例として配管ケース１２２に、冷却流体１４を導入する導入管１２３を接続し、さらに、導入管１２３を冷却流体導入口２１に接続するようにした。また、特に、図示はしないが、配管ケース１２２には、冷却流体排出口に接続された排出管が接続され、冷却流体１４は、排出管を介して空間２３の外に排出される。
【０１０５】
このように、第３例においても、冷却流体１４を、空間２３中を通流させることにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【０１０６】
このような第３例によれば、流路部材２０ｇが膨張した際、断熱材１１ｇの移動が配管ケース１２２により制限されるため、第１例のようにマントルヒータ１２０が膨らむことはない。このため、第１例に比較して、例えば、狭い空間等に配管されるガス供給管１０２への適用に有利である、という利点を、さらに得ることができる。
【０１０７】
なお、第３例は、加熱ブロック１２１を用いた第２例に係るプロセスガス供給管に適用することも可能である。
【０１０８】
（第５の実施形態）
第２の実施形態においては、断熱材１１とは別個に流路部材２０を設ける例を示した。しかしながら、流路部材２０は断熱材１１と一体的に設けることもできる。
【０１０９】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図１６Ａは加熱中の状態を示し、図１６Ｂは冷却中を示している。
【０１１０】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、第５の実施形態においては、シート状の流路部材２０が断熱材１１と接合部４０ａ及び４０ｂを介して部分的に接合されている。シート状の流路部材２０は、接合部４０ａと接合部４０ｂとの間においては断熱材１１と接合されない（未接合部４１）。本例では、断熱材１１は、変形、又は伸縮可能な材質からなる。
【０１１１】
（加熱）
図１６Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、あるいは待機中のように保温したいときには、断熱材１１は被加熱体１０にシート状の流路部材２０を介して密着される。
【０１１２】
（冷却）
図１６Ｂに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、接合部４０ａと接合部４０ｂとの間における未接合部４１ａに、冷却流体、例えば、空気を送り込む。これにより、未接合部４１は、例えば、ドーム状に膨らみ、第２の実施形態と同様に空間２３が形成される。空間２３に、冷却流体を通流させることで、第２の実施形態と同様に、被加熱体１０を冷却することができる。
【０１１３】
以上、この発明を、いくつかの実施形態により説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１４】
例えば、上記一実施形態では、基板処理装置として、半導体ウエハを処理する基板処理装置を例示したが、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等を処理する基板処理装置、太陽電池の製造に使用されるガラス基板を処理する基板処理装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１５】
また、上記実施形態においては、冷却流体として気体、例えば、空気を例示したが、冷却流体として液体、例えば、水を利用することもできる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０…被加熱体、１１、１１ａ〜１１ｇ…断熱材、１２、１２ａ〜１２ｉ…加熱ヒータ、１３…空間、１４…冷却流体、１５…冷却流体源、２０、２０ａ〜２０ｇ…冷却流体流路部材、２１…冷却流体導入口、２２…冷却流体排出口、２３…空間、２４…露出部、２５…段差部、２６…スリット、２７…均熱部材、２８…スリット閉塞蓋、２９…均熱ブロック、３０…クリアランス、４０…接合部、４１…未接合部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加熱体の冷却方法、及び冷却システムに係わり、特に、半導体ウエハ等の被処理基板に高温処理を施す基板処理装置に使用されるような被加熱体の冷却方法、及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）上に集積回路を形成するために、絶縁膜、金属膜、及び金属化合物膜等の薄膜を成膜するプロセスが行われる。成膜処理は基板処理装置として、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、ＡＬＤ装置等の成膜装置を用いて行われる。
【０００３】
これらの成膜装置においては、成膜処理中、処理容器の内部のウエハを、例えば、ステージヒーターを用いて高温に加熱したり、内部の電極が発熱したりする。このため、処理容器自体も高温となる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、処理容器自体も、処理容器の内部やシャワーヘッド内部での反応を促進するために、シャワーヘッドを加熱するとともに、高温となったシャワーヘッドを、断熱材を用いて保温する方式がある（例えば、特許文献２）。
【０００５】
特許文献１では、高温となった処理容器を冷却するために、放熱フィンを備えている。
【０００６】
特許文献２では、高温に制御されるシャワーヘッドの温度を調節するために、断熱材とシャワーヘッドとの間に冷却ガスが供給される空間（冷却流路）を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８７１０号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
放熱フィンや冷却流路等の冷却機構を持つ基板処理装置は、基板処理装置の冷却性に優れている。しかしながら、加熱時においては、冷却機構を介して熱が逃げてしまうため、冷却機構を持たない基板処理装置に比較して加熱性に劣る、という事情がある。また、加熱した熱が逃げてしまうために、エネルギー効率にも課題がある。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することが可能な被加熱体の冷却方法と冷却システム、及びその冷却システムを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の第１の態様に係る被加熱体の冷却方法は、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、前記被加熱体を加熱するとき、前記断熱材を前記被加熱体に密着させ、前記被加熱体を冷却するとき、前記被加熱体と前記断熱材との間に空間が生じるように、前記断熱材を前記被加熱体から離間させ、前記空間中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却する。
【００１１】
また、この発明の第２の態様に係る被加熱体の冷却方法は、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、前記被加熱体と前記断熱材との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材を設け、前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させ、前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させ、膨張した前記冷却流体流路部材中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却する。
【００１２】
また、この発明の第３の態様に係る被加熱体の冷却システムは、少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する冷却システムであって、前記被加熱体と前記断熱材との間に設けられた、膨縮可能な冷却流体流路部材と、前記冷却流体流路部材中に、冷却流体を送り込む冷却流体源と、を具備する。
【００１３】
また、この発明の第４の態様に係る基板処理装置は、被処理基板に処理を施す処理容器と、前記処理容器の内部に、前記被処理基板に処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管と、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を加熱するヒータと、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を覆う断熱材と、を備えた基板処理装置であって、前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方の冷却に、第３の態様に係る冷却システムが用いられている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することが可能な被加熱体の冷却方法と冷却システム、及びその冷却システムを備えた基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図１Ｂ】この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図２Ａ】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図２Ｂ】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図３Ａ】冷却流体流路部材の一例を示す斜視図
【図３Ｂ】冷却流体流路部材の一例を示す斜視図
【図４】冷却流体流路部材の一変形例を示す斜視図
【図５】冷却流体流路部材の他変形例を示す斜視図
【図６】この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す斜視図
【図７Ａ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図
【図７Ｂ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図
【図８Ａ】図７Ａ中の８Ａ−８Ａ線に沿う断面図
【図８Ｂ】図７Ｂ中の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図
【図９Ａ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図
【図９Ｂ】この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図
【図１０Ａ】図９Ａ中の１０Ａ−１０Ａ線に沿う断面図
【図１０Ｂ】図９Ｂ中の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図
【図１１Ａ】この発明の実施形態に係る被加熱体の冷却方法及び冷却システムを実施可能な成膜装置の一例を概略的に示す平面図
【図１１Ｂ】図１１Ａ中の１１Ｂ−１１Ｂ線に沿う断面図
【図１２Ａ】処理容器１０１の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１２Ｂ】処理容器１０１の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ａ】第１例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ｂ】図１３Ａ中の１３Ｂ−１３Ｂ線に沿う断面図
【図１３Ｃ】第１例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１３Ｄ】図１３Ｃ中の１３Ｄ−１３Ｄ線に沿う断面図
【図１４Ａ】第２例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１４Ｂ】図１４Ａ中の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿う断面図
【図１４Ｃ】第２例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１４Ｄ】図１４Ｃ中の１４Ｄ−１４Ｄ線に沿う断面図
【図１５Ａ】第３例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは処理中の状態を拡大して示した断面図
【図１５Ｂ】図１５Ａ中の１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図
【図１５Ｃ】第３例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図
【図１５Ｄ】図１５Ｃ中の１５Ｄ−１５Ｄ線に沿う断面図
【図１６Ａ】この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【図１６Ｂ】この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。この説明において、参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、この発明の第１の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図１Ａは加熱中の状態を示し、図１Ｂは冷却中を示している。
【００１８】
第１の実施形態は、少なくとも一部が断熱材１１で覆われた被加熱体１０を冷却する被加熱体の冷却方法である。
【００１９】
（加熱）
図１Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、断熱材１１を被加熱体１０に密着させる。この状態で、被加熱体１０を、例えば、加熱ヒータ１２を用いて加熱する。
【００２０】
図１Ａに示す状態は、被加熱体１０が、例えば、基板処理装置の処理容器である場合には、図１は処理容器自体が加熱されている状態、又は処理容器の内部に載置された被処理基板、例えば、ウエハが加熱されている状態に対応する。
【００２１】
また、被加熱体１０が基板処理装置である場合には、処理容器を保温しておきたい場合がある。例えば、次に処理するウエハが到着するまでの待機状態等である。加熱中ばかりでなく、待機中においても、図１Ａに示すように、断熱材１１を被加熱体１０に密着させておくこともでき、次の処理までに処理容器の温度が急速に下がってしまうこともない。
【００２２】
（冷却）
図１Ｂに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、断熱材１１を被加熱体１０から離間させる。断熱材１１を被加熱体１０から離間させると、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間１３が生じる。この空間１３に冷却流体１４、例えば、空気を、冷却流体源１５、例えば、冷却ファンを用いて送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【００２３】
被加熱体１０が基板処理装置である場合には、例えば、稼働時間毎に決められた定期点検や、又は不測の事態ときに行われる緊急点検の際、基板処理装置が止められる。被加熱体１０が、例えば、基板処理装置の処理容器であるときには、処理容器の温度が、作業に支障がない温度まで下がり、安全が確認されるまでは点検を開始することができない。処理容器が断熱材１１で覆われていると保温性が高いため、温度が下がり難い。このため、点検を開始するまで、長い時間待たなければならず、基板処理装置の停止時間が長くなってしまう。
【００２４】
対して、第１の実施形態に係る冷却方法によれば、被加熱体１０、即ち処理容器と処理容器を覆う断熱材１１との間に空間１３を生じさせ、この空間１３に冷却流体１４を送り込み、処理容器を冷却する。このため、処理容器が断熱材１１で覆われていたとしても、冷却性が損なわれることがない。つまり、処理容器の温度が自然に下がるのを待つ場合に比較して、処理容器の温度を、より速く下げることができる。従って、基板処理装置の停止時間を短くでき、製品のスループットを向上させることができる。
【００２５】
また、上述したように、第１の実施形態に係る冷却方法によれば、加熱中や待機中においては、断熱材１１を被加熱体１０に密着させることができる。このため、被加熱体１０の加熱性や保温性が損なわれることもない。
【００２６】
また、断熱材１１を被加熱体１０に密着させるため、加熱した熱が逃げることも抑制される。このため、被加熱体１０に放熱フィンや冷却流路を設ける場合に比較して、エネルギー効率も向上させることができる。
【００２７】
このように、第１の実施形態によれば、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することができる被加熱体の冷却方法、及びこの冷却方法を実施する冷却システムを得ることができる。
【００２８】
なお、第１の実施形態において、断熱材１１を被加熱体１０から離間させる方法としては、冷却流体１４を、断熱材１１と被加熱体１０との間に送り込み、断熱材１１を浮上させることで空間１３を生じさせることが好ましい。冷却流体１４による浮力を利用して断熱材１１を浮上させ被加熱体１０から離間させることで、例えば、断熱材１１を機械的に被加熱体１０から離間させる場合に比較して、第１の実施形態に係る冷却方法を利用した冷却システムを、より簡易な構成にて実施できる、という利点を得ることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図２Ａ及び図２Ｂは、この発明の第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図２Ａは加熱中の状態を示し、図２Ｂは冷却中を示している。
【００３０】
第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した冷却方法を、具現化する一例に関する。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第２の実施形態は、被加熱体１０と断熱材１１との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材２０を設けたものである。冷却流体流路部材２０の一例を、図３Ａ及び図３Ｂに示す。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂの斜視図に示すように、冷却流体流路部材２０（以下流路部材という）は膨縮可能な袋状の部材であり、内部に冷却流体を通流させることが可能となっている。流路部材２０の材質の一例はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシートである。流路部材２０の一端には冷却流体１４を内部に導入する冷却流体導入口２１が設けられ、他端には冷却流体１４を外部に排出する冷却流体排出口２２が設けられている。
【００３３】
流路部材２０の内部から冷却流体１４を排出すると、流路部材２０は収縮する（図３Ａ参照）、反対に、内部に冷却流体１４を送り込むと、冷却流路２０は膨張する（図３Ｂ参照）。流路部材２０を膨張させることで、流路部材２０の内部に、第１の実施形態において説明した空間１３と同様な空間２３を生じさせることができる。この空間２３に、冷却流体１４を送り込むことで、第１の実施形態と同様に、被加熱体１０を冷却することができる。
【００３４】
また、図４に示すように、冷却流体排出口２２の数を、冷却流体導入口２１よりも多くすると、空間２３内に、より均一な冷却流体１４の流れを作り出すこともできる。
【００３５】
また、図５に示すように、冷却流体流路部材２０の被加熱体１０側の面に、被加熱体１０が露出する露出部２４、例えば、スリットや、図５に示すように複数の開孔部を形成しても良い。冷却流体流路部材２０の被加熱体１０側の面に露出部２４を形成すると、冷却流体１４を被加熱体１０に直接に接触させることができ、冷却効率を、さらに向上させることができる。
【００３６】
この図５に示す変形は、図４に示す変形と組み合わせて実施することもできる。また、図４及び図５に示す変形は、後述する全ての実施形態に組み合わせることもできる。
【００３７】
（加熱）
図２Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、流路部材２０を収縮させる。流路部材２０を収縮させることで、流路部材２０中から空間２３を無くし、断熱材１１を被加熱体１０に、収縮させた流路部材２０を介して密着させる。この状態で、被加熱体１０を、例えば、加熱ヒータ１２を用いて加熱する。
【００３８】
被加熱体１０が、基板処理装置の処理容器であるときには、第１の実施形態と同様に、加熱中だけでなく待機中においても、断熱材１１を被加熱体１０に収縮させた流路部材２０を介して密着させておいても良い。待機中、断熱材１１を被加熱体１０に収縮させた流路部材２０を介して密着させておくことで、処理容器に良好な保温性を持たせることができる。
【００３９】
（冷却）
図２Ａに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、流路部材２０を膨張させる。流路部材２０を膨張させることで、被加熱体１０と断熱材１１との間に空間２３を生じさせる。そして、空間２３に冷却流体１４、例えば、空気を、冷却ファン１５を用いて送り込み、被加熱体１０を冷却する。
【００４０】
このように、第２の実施形態に係る被加熱体の冷却方法によっても、第１の実施形態と同様に、加熱性を損なうことなく被加熱体を冷却することができる被加熱体の冷却方法、及びこの冷却方法を実施する冷却システムを得ることができる。
【００４１】
また、図６の斜視図に示すように、空間２３は、冷却流体導入口２１と冷却流体排出口２２の部分のみが外部に連通し、他の部分は外部に連通しない、いわば閉塞空間である。このため、冷却流体１４の流路を、流路部材２０の内部に生じた空間２３の中に制限することができる。冷却流体１４の流路を閉塞した空間２３の中に制限することで、断熱材１１と被加熱体１０との間から、例えば、熱風化した冷却流体１４が突然出てきたり、出てきた冷却流体１４で粉塵が巻き上げられたりすることを抑制することができる。従って、流路部材２０を有する第２の実施形態は、例えば、全体を開放した開放空間を冷却流体１４の流路として使用する場合に比較して、安全である。
【００４２】
このように、第２の実施形態によれば、流路部材２０を用いることで、冷却流体１４の流路を制限でき、安全である、という利点を得ることもできる。
【００４３】
（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態では、断熱材１１で、被加熱体１０の面状の部分を覆う例を示した。しかしながら、この発明は、被加熱体１０が面状ではなくとも、段差状、あるいは管状であっても、適用することができる。そのような例を、第３の実施形態として説明する。なお、第３の実施形態は、第２の実施形態において説明した、膨縮可能な流路部材２０を設ける例に従って説明する。
【００４４】
（第１例：段差状の被加熱体）
図７Ａ及び図７Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第１例を示す斜視図である。
【００４５】
流路部材２０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフレキシブルな材質を用いて形成することができる。このため、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、被加熱体１０が段差部２５を有し、かつ、断熱材１１が、被加熱体１０の段差部２５を覆う場合であっても、流路部材２０を、断熱材１１と被加熱体１０との間に設けることができる。
【００４６】
図７Ａは加熱中の状態を示しており、流路部材２０は収縮している。図７Ｂは冷却中を示しており、流路部材２０は膨張している。図７Ａ中の８Ａ−８Ａ線に沿う断面を図８Ａに、図７Ｂ中の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面を図８Ｂに示しておく。
【００４７】
第１例の場合、第２の実施形態と同様に、流路部材２０は袋状で良い。また、袋状の流路部材２０は、袋状の流路部材２０中に冷却流体１４を送り込むことで膨張され、断熱材１１を、段差部２５を有した被加熱体１０から離間させる。また、袋状の流路部材２０が膨張することで生じた空間２３中に、冷却流体１４を通流させることで、被加熱体１０を冷却することができる。
【００４８】
（第２例：管状の被加熱体）
図９Ａ及び図９Ｂは、この発明の第３の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の第２例を示す斜視図である。
【００４９】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、被加熱体２０は管状であり、断熱材１１は管状の被加熱体２０の周囲をリング状に丸く覆っている。流路部材２０は、断熱材１１と管状の被加熱体１０との間に設けられ、断熱材１１と同様に、管状の被加熱体１０をリング状に丸く覆っている。
【００５０】
図９Ａは加熱中の状態を示している。加熱中、流路部材２０は収縮しており、断熱材１１は流路部材２０を介して管状の被加熱体１０に密着されている。本例の場合、断熱材１１は、例えば、ロックウールやグラスウールのような変形、又は伸縮自在な材質を用いて形成される。かつ、断熱材１１が流路部材２０の膨張に合わせて変形、又は伸縮可能となるように、スリット２６が設けられる。
【００５１】
図９Ｂは冷却中を示しており、流路部材２０は膨張している。この膨張に合わせて、スリット２６が開く。図９Ａ中の１０Ａ−１０Ａ線に沿う断面を図１０Ａに、図９Ｂ中の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面を図１０Ｂに示しておく。
【００５２】
第２例の場合、流路部材２０は袋状でも良いが、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、タイヤのチューブのような中空リング状とすることがより好ましい。流路部材２０が袋状であると、流路部材２０が膨張した際、管状の被加熱体１０から離れてしまう箇所が発生する。この点、流路部材２０が中空リング状であれば、被加熱体１０を、中空リング状の流路部材２０の内環部に挿入することができる。このため、流路部材２０が膨張した場合においても、流路部材２０が管状の被加熱体１０から離れてしまうことがない。よって、高い冷却効率を維持することができる。中空リング状の流路部材２０もまた、流路部材２０中に冷却流体１４を送り込むことで膨張され、断熱材１１を、管状の被加熱体１０から離間させる。中空リング状の流路部材２０においても、内部には袋状の場合と同様に、膨張することで空間２３が形成される。この空間２３中に、冷却流体１４を通流させることで、被加熱体１０を冷却することができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１、第２、第３の実施形態で説明した冷却方法及び冷却システムを適用した基板処理装置の一例に関する。第４の実施形態においては、基板処理装置として、被処理基板、例えば、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に薄膜を成膜する成膜装置に適用した場合について示す。成膜装置としての一例は、ウエハ上に高誘電率絶縁膜、例えば、ハフニウム系の高誘電率絶縁膜を成膜するＡＬＤ装置である。なお、この発明は、ＡＬＤ装置に限って適用されるものではなく、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等、他の成膜装置にも適用できるし、成膜装置に限らず、エッチング装置等、他の基板処理装置にも適用できる。
【００５４】
図１１Ａはこの発明の実施形態に係る被加熱体の冷却方法及び冷却システムを実施可能な成膜装置の一例を概略的に示す平面図、図１１Ｂは図１１Ａ中の１１Ｂ−１１Ｂ線に沿う断面図である。
【００５５】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、成膜装置１００は、ウエハＷに処理を施す処理容器１０１と、処理容器１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）の内部に、ウエハＷに処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管（以下ガス供給管という）１０２と、処理容器１０１、及びガス供給管１０２の少なくともいずれか一方を加熱する加熱ヒータ１２（１２ａ〜１２ｉ）と、処理容器１０１、及びガス供給管１０２の少なくともいずれか一方を覆う断熱材１１（１１ａ〜１１ｇ）とを備えている。さらに、断熱材１１と処理容器１０１との間には、流路部材２０（２０ａ〜２０ｇ）が設けられている。
【００５６】
より具体的には、処理容器１０１は、主に、チャンバ１０１ａと、チャンバ１０１ａ上に設けられ、処理空間１０４中のガスを排気する排気リング１０１ｂと、排気リング上１０１ｂ上に設けられた天板１０１ｃとから構成される。
【００５７】
チャンバ１０１ａの内部にはウエハＷを載置する載置台１０５が設けられ、チャンバ１０１ａの側壁にはウエハＷを処理室１０１の内部に搬入出する搬入出部１０６が設けられている。載置台１０５はチャンバ１０１ａ内において上下に動き、ウエハＷをチャンバ１０１ａ側と処理空間１０４側との間で上げ下げする。
【００５８】
排気リング１０１ｂは排気経路１０７を有する。排気経路１０７は環状にチャンバ１０１ａの上方に形成され、本例では円筒状となる処理空間１０４の周囲を囲むように形成される。排気経路１０７の少なくとも一つの箇所は、図示せぬ排気ポンプ等の排気機構に接続される。排気経路１０７と処理空間１０４との間には側壁状のバッフルリング１０８が設けられている。バッフルリング１０８には、処理空間１０４に放出されたプロセスガスを排気する複数の排気孔１０８ａが形成されている。
【００５９】
天板１０１ｃは、排気リング１０１ｂ上に設けられている。処理空間１０４は、天板１０１ｃと、排気リング１０１ｂ、本例では、バッフルリング１０８と、バッフルリング１０８の底部まで上昇してきた載置台１０５とで囲まれることにより形成される。本例では、処理空間１０４が上述の通りに形成されるが、処理空間１０４の形成はこれに限られるものではない。排気リング１０１ｂを有さず、チャンバ１０１ａの下方からプロセスガスを排気し、チャンバ１０１ａと天板１０１ｃとで処理空間１０４が形成されるようにする、一般的な構成とされても良い。
【００６０】
天板１０１ｃの処理空間１０４側には上側プレート１０９ａ、及び下側プレート１０９ｂが設けられている。下側プレート１０９ｂの処理空間１０４側の表面は皿状に窪んでおり、その中央部にはプロセスガスを放出するガス放出部１１０が設けられている。本例のガス放出部１１０は半球型であるが、ガス放出部１１０は半球型に限られるものではなく、例えば、シャワーヘッド型等、如何なる形状であっても良い。
【００６１】
さらに、本例では、排気リング１０１ｂ、及び天板１０１ｃの上に、内部にプロセスガス流路１１２が形成されているプロセスガス流路部材（以下ガス流路部材という）１１１が設けられている。ガス流路部材１１１は、天板１０１ｃのほぼ中心まで伸び、内部に形成されたプロセスガス流路１１２の一端は、プロセスガス導入部１１３に接続されている。プロセスガス導入部１１３は、本例では天板１０１ｃ、上側プレート１０９ａ、及び下側プレート１０９に形成され、ガス放出部１１０に繋がる。プロセスガス流路１１２の他端はガス供給管１０２の一端に接続され、ガス供給管１０２の他端はプロセスガス供給機構１１４に接続されている。
【００６２】
加熱ヒータ１２ａ乃至１２ｃはガス流路部材１１１の内部に設けられており、ガス流路部材１１１に形成されたプロセスガス流路１１２中を流れるプロセスガスを、ガス流路部材１１１を介して加熱する。加熱ヒータ１２ｄ及び１２ｅは天板１０１ｃの上に設けられ、天板１０１ｃを加熱する。加熱ヒータ１２ｆ乃至１２ｈは排気リング１０１ｂの内部に設けられ、排気リング１０１ｂを加熱する。加熱ヒータ１２ｉはガス供給管１０２の周囲に設けられ、ガス供給管１０２中を流れるプロセスガスを、ガス供給管１０２を介して加熱する。なお、図１１Ａにおいては、加熱ヒータ１２ｉのみを示し、加熱ヒータ１２ａ乃至１２ｈの図示は省略している。
【００６３】
流路部材２０ａ及び２０ｂは、ガス流路部材１１１と断熱材１１ａ及び１１ｂとの間に設けられる。流路部材２０ｃ及び２０ｄは、天板１０１ｃと断熱材１１ｃ及び１１ｄとの間に設けられる。流路部材２０ｅ及び２０ｆは、排気リング１０１ｂと断熱材１１ｅ及び１１ｆとの間に設けられる。流路部材２０ｇは、ガス供給管１０２と断熱材１１ｇとの間に設けられる。流路部材２０ａ乃至２０ｇは、これら流路部材２０ａ乃至２０ｇ中に冷却流体を送り込む冷却流体源１５、例えば、空冷ファンに接続されている。
【００６４】
制御部１１６は、成膜装置１００の各構成部を制御する。制御部１１６は、各構成部の制御を実行するマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１１７と、オペレータが成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１１８と、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１１７の制御にて実現するための制御プログラムや、各種データ、および処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ちレシピを記憶する記憶部１１９と、を備えている。ユーザーインターフェース１１８、及び記憶部１１９はプロセスコントローラ１１７に接続されている。レシピは記憶部１１９内の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば、専用回線を介して記憶媒体にレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。任意のレシピは、必要に応じてユーザーインターフェース１１８からの指示にて記憶部１１９から呼び出し、プロセスコントローラ１１７に実行させることで、成膜装置１００は、プロセスコントローラ１１７の制御下で所望の成膜処理を行う。
【００６５】
（処理容器：加熱／待機）
図１２Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の処理容器１０１の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図である。
【００６６】
図１２Ａに示すように、加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｅが図示される）が収縮し、断熱材１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｅが図示される）は、被加熱体、本例では処理容器１０１の排気リング１０１ｂ及び天板１０１ｃ、並びにガス流路部材１１１に断熱材２０を介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、処理容器１０１及びガス流路部材の加熱性、及び保温性が維持される。
【００６７】
また、排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１は段差部２５を有しており、断熱材１１は以下のように排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１を覆う。
【００６８】
断熱材１１ｃは、天板１０１ｃの上面上方から側面上方を、流路部材２０ｃを介して覆う。断熱材１１ｃの一側面は、天板１０１ｃの上面上方におけるガス流路部材１１１との相対面にクリアランス３０ａが生じるように、また、断熱材１１ｃの他側面は、天板１０１ｃの側面上方における排気リング１０１ｂとの相対面にクリアランス３０ｂが生じるように配置される。
【００６９】
断熱材１１ａは、ガス流路部材１１１の上面上方から側面上方を、流路部材２０ａを介して覆う。断熱材１１ａの側面は、ガス流路部材１１１の側面上方において断熱材１１ｃの上面と接触される。これにより、クリアランス３０ａは、断熱材１１ｃと断熱材１１ａとによって囲まれる。
【００７０】
断熱材１１ｅは、排気リング１０１ｂの上面上方から側面上方を、流路部材２０ｅを介して覆う。断熱材１１ｅの側面は、排気リング１０１ｂの上面上方において断熱材１１ｃの上面と接触される。これにより、クリアランス３０ｂもまた、クリアランス３０ａと同様に、断熱材１１ｃと断熱材１１ｅとで囲まれる。
【００７１】
このように、断熱材１１が複数ある場合には、断熱材１１どうしを接触、本例では、断熱材１１ｃと断熱材１１ａ、断熱材１１ｃと断熱材１１ｅを接触させる。これにより、被加熱体が、段差部２５を有した排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ及びガス流路部材１１１を組み合わせて構成されるような複雑な形状をしている場合であっても、断熱材１１を用いてすき間無く覆うことができる。よって、被加熱体の複雑な形状をしている場合でも、加熱性、及び保温性を良好に維持することができる。
【００７２】
さらに、断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０、本例ではクリアランス３０ａを断熱材１１ａと断熱材１１ｃとで囲み、クリアランス３０ｂを断熱材１１ｅと断熱材１１ｃとで囲む。
【００７３】
このように断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０を、断熱材１１どうしで囲むようにすると、断熱材１１と被加熱体との間に空間を形成することができる。この空間は、後述するように、冷却流体流路として機能させることができる。
【００７４】
（処理容器：冷却）
図１２Ｂは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の処理容器１０１の冷却中の状態を拡大して示した断面図である。
【００７５】
図１２Ｂに示すように、冷却中は、流路部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｅが図示される）が膨張し、断熱材１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｅが図示される）は、被加熱体、本例では処理容器１０１の排気リング１０１ｂ及び天板１０１ｃ、並びにガス流路部材１１１から離間される。膨張した流路部材２０の内部には空間２３が生じており、この空間２３に連通する冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入し、空間２３中を通流させることにより、被加熱体、本例では排気リング１０１ｂ、天板１０１ｃ、及びガス流路部材１１１を冷却することができる。
【００７６】
さらに、本例では、冷却流体排出口２２を、クリアランス３０ａ及び３０ｂに向かって形成している。クリアランス３０ａは、本例では、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１ａと断熱材１１ｃとで囲まれた空間とされる。同様に、クリアランス３０ｂも、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１ｅと断熱材１１ｃとで囲まれた空間とされる。このように断熱材１１と被加熱体との間に生じさせたクリアランス３０を、流路部材２０が膨張した後においても、断熱材１１どうしで囲まれた空間とする。このような空間を冷却流体の流路として用いることで、被加熱体の、断熱材１１どうしで囲まれた空間に面した部分を、冷却流体排出口２２から排出された冷却流体１４によって冷却することもできる。
【００７７】
また、クリアランス３０を工場の熱排気に接続すると、熱風、及び粉塵の巻き上げを抑制することもできる。
【００７８】
（第１例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１３Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第１例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１３Ｂは図１３Ａ中の１３Ｂ−１３Ｂ線に沿う断面図である。
【００７９】
第１例に係るプロセスガス供給管は、プロセスガスを加熱する加熱ヒータとしてマントルヒータ１２０を用いた例である。
【００８０】
本例のマントルヒータ１２０は、断熱材１１ｇの中に加熱ヒータ１２ｉを設けることで構成されている。断熱材１１ｇの材質例は、変形、又は伸縮可能な材質であり、例えば、ロックウールやグラスウールを挙げることができる。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、螺旋状のニクロム線である。
【００８１】
さらに、本例では、ガス供給管１０２の周囲に、ガス供給管１０２を均熱に加熱するための均熱部材２７が設けられている。均熱部材２７は、二つの半円筒型の部材からなり、二つの部材を円筒型となるように組み合わせ、その中央部に、ガス供給管１０２を挟み込む。均熱部材２７の材質例は、例えば、アルミニウム、又はアルミニウム合金である。均熱部材２７は、流路部材２０ｇ、例えば、中空リング状の流路部材２０ｇの内環部に挿入されている。
【００８２】
マントルヒータ１２０は、均熱部材２７の周囲を、例えば、中空リング状の流路部材２０ｇを介して丸く覆っている。マントルヒータ１２０にはスリット２６が形成されており、スリット２６が開閉することで、マントルヒータ１２０は変形、又は伸縮する。
【００８３】
さらに、本例では、スリット２６を開閉するスリット閉塞蓋２８が設けられており、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、ガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中においては、スリット閉塞蓋２８はスリット２６を塞いでいる。このように、スリット閉塞蓋２８を設け、スリット閉塞蓋２８を用いてスリット２６を塞ぐようにすると、スリット２６をスリット閉塞蓋２８で塞がない場合に比較して、スリット２６を介した放熱を抑制することができる。よって、加熱性、及び保温性が、さらに向上できる、という利点が得られる。
【００８４】
また、加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０ｇが収縮し、断熱材１１ｇを含むマントルヒータ１２０は、被加熱体、本例ではガス供給管１０２に流路部材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【００８５】
（第１例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１３Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第１例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１３Ｄは図１３Ｃ中の１３Ｄ−１３Ｄ線に沿う断面図である。
【００８６】
図１３Ｃ及び図１３Ｄに示すように、冷却中は、流路部材２０ｇが膨張する。断熱材１１ｇを含むマントルヒータ１２０は、流路部材２０ｇの膨張に合わせて、スリット２６が開くことにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２から離間される。膨張した流路部材２０ｇの内部には空間２３が生じる。冷却流体導入口２１は空間２３に連通しており、スリット２６が開き、かつ、本例では、スリット閉塞蓋２８がスリット２６から離れることにより、冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入することが可能となる。
【００８７】
また、スリット閉塞蓋２８に伸縮性を持たせ、断熱材１１ｇの変形に合わせて変形するように構成すると、スリット閉塞蓋２８をスリット２６から離さずに済む。この場合には、スリット閉塞蓋２８の外側から冷却流体導入口２１に向かって冷却流体１４を導入する導入管を設けると良い。
【００８８】
これらのようにして冷却流体１４を空間２３に導入し、空間２３中に冷却流体１４を通流させることにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【００８９】
（第２例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１４Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第２例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１４Ｂは図１４Ａ中の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿う断面図である。
【００９０】
第２例に係るプロセスガス供給管１０２は、プロセスガスを加熱する加熱ヒータとして加熱ブロック１２１を用いた例である。
【００９１】
本例の加熱ブロック１２１は、金属製ブロック２９の中に加熱ヒータ１２ｉを設けることで構成されている。金属製ブロック２９の材質例は、熱伝導性の良い金属、例えば、アルミニウムを挙げることができる。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、ロッドヒータである。ロッドヒータは、金属製ブロック２９にロッドヒータを挿入する挿入孔を開孔形成し、この挿入孔に挿入されれば良い。金属製ブロック２９は、二つの角柱型の部材からなり、二つの部材を、例えば、正四角柱型となるように組み合わせて加熱ブロック１２１を形づくる。ガス供給管１０２は、加熱ブロック１２１の中央部に挟み込まれる。
【００９２】
流路部材２０ｇは、例えば、中空リング状であり、加熱ブロック１２１は、中空リング状の流路部材２０ｇの内環部に挿入される。
【００９３】
断熱材１１ｇは、流路部材２０ｇの周囲を覆う。本例の断熱材１１ｇもまた、変形、又は伸縮可能な材質からなり、例えば、ロックウールやグラスウールから構成される。断熱材１１ｇにはスリット２６が形成されている。スリット２６が開閉することで、断熱材１１ｇは変形、又は伸縮する。
【００９４】
本例もまた、スリット２６を塞ぐスリット閉塞蓋２８が設けられており、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、ガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中においては、スリット閉塞蓋２８はスリット２６を塞いでいる。
【００９５】
加熱中、もしくは待機中は、流路部材２０ｇが収縮しており、断熱材１１ｇは、被加熱体、本例では内部にガス供給管１０２を挟み込んだ加熱ブロック１２１に断熱材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【００９６】
（第２例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１４Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第２例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１４Ｄは図１４Ｃ中の１４Ｄ−１４Ｄ線に沿う断面図である。
【００９７】
図１４Ｃ及び図１４Ｄに示すように、冷却中は、流路部材２０ｇが膨張する。断熱材１１ｇは流路部材２０ｇの膨張に合わせて、スリット２６が開くことにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２から離間される。流路部材２０ｇの内部には空間２３が生じており、この空間２３に、冷却流体導入口２１を介して冷却流体１４を導入する。冷却流体１４は、本例ではスリット２６が開き、かつ、スリット閉塞蓋２８がスリット２６から離れることにより、冷却流体導入口２１から導入することが可能となる。もちろん、スリット閉塞蓋２８に伸縮性を持たせ、断熱材１１ｇの変形に合わせてスリット閉塞蓋２８が変形するように構成しても良い。
【００９８】
第２例においても、第１例と同様に冷却流体１４を、空間２３中を通流させることで、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【００９９】
（第３例に係るプロセスガス供給管：加熱／待機）
図１５Ａは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第３例に係るプロセスガス供給管１０２の加熱中、もしくは待機中の状態を拡大して示した断面図、図１５Ｂは図１５Ａ中の１５Ｂ−１５Ｂ線に沿う断面図である。
【０１００】
第３例に係るプロセスガス供給管は、第１例に係るプロセスガス供給管と同様に、加熱ヒータとしてマントルヒータ１２０を用いた例である。異なるところは、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、マントルヒータ１２０の外側を配管ケース１２２で覆ったことである。断熱材１１ｇの材質例は、変形、又は伸縮可能な材質であり、例えば、ロックウールやグラスウールである。また、加熱ヒータ１２ｉの一例は、例えば、螺旋状のニクロム線である。
【０１０１】
加熱中、もしくは待機中は、第１例と同様に流路部材２０ｇが収縮し、マントルヒータ１２０は、被加熱体、本例ではガス供給管１０２に流路部材２０ｇを介して密着される。これにより、加熱中、もしくは待機中において、ガス供給管１０２の加熱性、及び保温性が維持される。
【０１０２】
（第３例に係るプロセスガス供給管：冷却）
図１５Ｃは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示した成膜装置１００の、第３例に係るプロセスガス供給管１０２の冷却中の状態を拡大して示した断面図、図１５Ｄは図１５Ｃ中の１５Ｄ−１５Ｄ線に沿う断面図である。
【０１０３】
図１５Ｃ及び図１５Ｄに示すように、第３例においては、被加熱体、本例ではガス供給管１０２、流路部材２０ｇ、マントルヒータ１２０（断熱材１１ｇ、加熱ヒータ１２ｉ）が配管ケース１２２で覆われている。このため、流路部材２０ｇが膨張した際、断熱材１１ｇの移動が配管ケース１２２により制限される。冷却中は流路部材２０ｇが膨張するが、断熱材１１ｇは伸縮可能であるため、流路部材２０ｇとは反対に収縮する。
【０１０４】
流路部材２０ｇは、第１例と同様に、冷却流体導入口２１から冷却流体１４を導入することで膨張される。本例では、導入の一例として配管ケース１２２に、冷却流体１４を導入する導入管１２３を接続し、さらに、導入管１２３を冷却流体導入口２１に接続するようにした。また、特に、図示はしないが、配管ケース１２２には、冷却流体排出口に接続された排出管が接続され、冷却流体１４は、排出管を介して空間２３の外に排出される。
【０１０５】
このように、第３例においても、冷却流体１４を、空間２３中を通流させることにより、被加熱体、本例ではガス供給管１０２を冷却することができる。
【０１０６】
このような第３例によれば、流路部材２０ｇが膨張した際、断熱材１１ｇの移動が配管ケース１２２により制限されるため、第１例のようにマントルヒータ１２０が膨らむことはない。このため、第１例に比較して、例えば、狭い空間等に配管されるガス供給管１０２への適用に有利である、という利点を、さらに得ることができる。
【０１０７】
なお、第３例は、加熱ブロック１２１を用いた第２例に係るプロセスガス供給管に適用することも可能である。
【０１０８】
（第５の実施形態）
第２の実施形態においては、断熱材１１とは別個に流路部材２０を設ける例を示した。しかしながら、流路部材２０は断熱材１１と一体的に設けることもできる。
【０１０９】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、この発明の第５の実施形態に係る被加熱体の冷却方法の一例を模式的に示す断面図である。図１６Ａは加熱中の状態を示し、図１６Ｂは冷却中を示している。
【０１１０】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、第５の実施形態においては、シート状の流路部材２０が断熱材１１と接合部４０ａ及び４０ｂを介して部分的に接合されている。シート状の流路部材２０は、接合部４０ａと接合部４０ｂとの間においては断熱材１１と接合されない（未接合部４１）。本例では、断熱材１１は、変形、又は伸縮可能な材質からなる。
【０１１１】
（加熱）
図１６Ａに示すように、被加熱体１０を加熱するとき、あるいは待機中のように保温したいときには、断熱材１１は被加熱体１０にシート状の流路部材２０を介して密着される。
【０１１２】
（冷却）
図１６Ｂに示すように、被加熱体１０を冷却するとき、接合部４０ａと接合部４０ｂとの間における未接合部４１ａに、冷却流体、例えば、空気を送り込む。これにより、未接合部４１は、例えば、ドーム状に膨らみ、第２の実施形態と同様に空間２３が形成される。空間２３に、冷却流体を通流させることで、第２の実施形態と同様に、被加熱体１０を冷却することができる。
【０１１３】
以上、この発明を、いくつかの実施形態により説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１４】
例えば、上記一実施形態では、基板処理装置として、半導体ウエハを処理する基板処理装置を例示したが、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等を処理する基板処理装置、太陽電池の製造に使用されるガラス基板を処理する基板処理装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１５】
また、上記実施形態においては、冷却流体として気体、例えば、空気を例示したが、冷却流体として液体、例えば、水を利用することもできる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０…被加熱体、１１、１１ａ〜１１ｇ…断熱材、１２、１２ａ〜１２ｉ…加熱ヒータ、１３…空間、１４…冷却流体、１５…冷却流体源、２０、２０ａ〜２０ｇ…冷却流体流路部材、２１…冷却流体導入口、２２…冷却流体排出口、２３…空間、２４…露出部、２５…段差部、２６…スリット、２７…均熱部材、２８…スリット閉塞蓋、２９…均熱ブロック、３０…クリアランス、４０…接合部、４１…未接合部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、
前記被加熱体を加熱するとき、前記断熱材を前記被加熱体に密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記被加熱体と前記断熱材との間に空間が生じるように、前記断熱材を前記被加熱体から離間させ、前記空間中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却することを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項２】
前記冷却流体を前記断熱材と前記被加熱体との間に送り込み、前記断熱材を浮上させることで、前記断熱材を前記被加熱体から離間させることを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項３】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、
前記被加熱体と前記断熱材との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材を設け、
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させ、膨張した前記冷却流体流路部材中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却することを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項４】
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させてこの冷却流体流路部材中から空間を無くし、前記断熱材を前記被加熱体に、収縮させた前記冷却流体流路部材を介して密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させてこの冷却流体流路部材中に空間を生じさせ、前記断熱材を前記被加熱体から、膨張させた前記冷却流体流路部材を介して離間させることを特徴とする請求項３に記載の被加熱体の冷却方法。
【請求項５】
前記冷却流体流路部材が袋状であり、
前記袋状の冷却流体流路部材が、この袋状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の被加熱体の冷却方法。
【請求項６】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する冷却システムであって、
前記被加熱体と前記断熱材との間に設けられた、膨縮可能な冷却流体流路部材と、
前記冷却流体流路部材中に、冷却流体を送り込む冷却流体源と、
を具備することを特徴とする冷却システム。
【請求項７】
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させてこの冷却流体流路部材中から空間を無くし、前記断熱材を前記被加熱体に、収縮させた前記冷却流体流路部材を介して密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させてこの冷却流体流路部材中に空間を生じさせ、前記断熱材を前記被加熱体から、膨張させた前記冷却流体流路部材を介して離間させることを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記冷却流体流路部材の前記加熱体側の面に、この加熱体が露出する露出部が設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記冷却流体流路部材が袋状であり、
前記袋状の冷却流体流路部材が、この袋状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記冷却流路が中空リング状であり、
前記中空リング状の冷却流体流路部材が、この中空リング状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記被加熱体が、前記中空リング状の冷却流体流路部材の内環部に挿入されることを特徴とする請求項１０に記載の冷却システム。
【請求項１２】
被処理基板に処理を施す処理容器と、
前記処理容器の内部に、前記被処理基板に処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管と、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を加熱するヒータと、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を覆う断熱材と、を備えた基板処理装置であって、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方の冷却に、請求項６乃至請求項１１いずれか一項に記載の冷却システムが用いられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、
前記被加熱体を加熱するとき、前記断熱材を前記被加熱体に密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記被加熱体と前記断熱材との間に空間が生じるように、前記断熱材を前記被加熱体から離間させ、前記空間中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却することを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項２】
前記冷却流体を前記断熱材と前記被加熱体との間に送り込み、前記断熱材を浮上させることで、前記断熱材を前記被加熱体から離間させることを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項３】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する被加熱体の冷却方法であって、
前記被加熱体と前記断熱材との間に、膨縮可能な冷却流体流路部材を設け、
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させ、膨張した前記冷却流体流路部材中に冷却流体を送り込み、前記被加熱体を冷却することを特徴とする被加熱体の冷却方法。
【請求項４】
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させてこの冷却流体流路部材中から空間を無くし、前記断熱材を前記被加熱体に、収縮させた前記冷却流体流路部材を介して密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させてこの冷却流体流路部材中に空間を生じさせ、前記断熱材を前記被加熱体から、膨張させた前記冷却流体流路部材を介して離間させることを特徴とする請求項３に記載の被加熱体の冷却方法。
【請求項５】
前記冷却流体流路部材が袋状であり、
前記袋状の冷却流体流路部材が、この袋状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の被加熱体の冷却方法。
【請求項６】
少なくとも一部が断熱材で覆われた被加熱体を冷却する冷却システムであって、
前記被加熱体と前記断熱材との間に設けられた、膨縮可能な冷却流体流路部材と、
前記冷却流体流路部材中に、冷却流体を送り込む冷却流体源と、
を具備することを特徴とする冷却システム。
【請求項７】
前記被加熱体を加熱するとき、前記冷却流体流路部材を収縮させてこの冷却流体流路部材中から空間を無くし、前記断熱材を前記被加熱体に、収縮させた前記冷却流体流路部材を介して密着させ、
前記被加熱体を冷却するとき、前記冷却流体流路部材を膨張させてこの冷却流体流路部材中に空間を生じさせ、前記断熱材を前記被加熱体から、膨張させた前記冷却流体流路部材を介して離間させることを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記冷却流体流路部材の前記加熱体側の面に、この加熱体が露出する露出部が設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記冷却流体流路部材が袋状であり、
前記袋状の冷却流体流路部材が、この袋状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記冷却流路が中空リング状であり、
前記中空リング状の冷却流体流路部材が、この中空リング状の冷却流体流路部材中に前記冷却流体を送り込むことで膨張されることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記被加熱体が、前記中空リング状の冷却流体流路部材の内環部に挿入されることを特徴とする請求項１０に記載の冷却システム。
【請求項１２】
被処理基板に処理を施す処理容器と、
前記処理容器の内部に、前記被処理基板に処理を施すプロセスガスを供給するプロセスガス供給管と、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を加熱するヒータと、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方を覆う断熱材と、を備えた基板処理装置であって、
前記処理容器、及び前記プロセスガス供給管の少なくともいずれか一方の冷却に、請求項６乃至請求項１１いずれか一項に記載の冷却システムが用いられていることを特徴とする基板処理装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２０６０８１（Ｐ２０１０−２０６０８１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２００９（Ｐ２００９−５２００９）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]