申請日2013.08.22
公開(公告)日2016.05.25
IPC分類號C23C14/34; C23C14/35
摘要
本發明涉及冷卻水處理裝置和處理方法以及適用了該處理裝置和處理方法的基板處理裝置，尤其涉及在更換靶材時冷卻水不會外漏的冷卻水處理裝置和冷卻水處理方法以及適用了該冷卻水處理裝置的基板處理裝置。本發明實施方式的冷卻水處理裝置，包括：冷卻器，向被冷卻體殼體供給和回收冷卻水;冷卻水供給管和冷卻水回收管，分別連接所述被冷卻體殼體與冷卻器;空氣流入體，有選擇地向所述被冷卻體殼體注入空氣;冷卻水排出器，當以排出模式工作時，為了中斷向被冷卻體殼體供給冷卻水，將冷卻水供給管轉換連接成冷卻水回收管而回收冷卻水，并通過所述空氣流入體向被冷卻體殼體注入空氣，以將殘留在被冷卻體殼體內部的冷卻水向冷卻水回收管排出。
權利要求書
1.一種冷卻水處理裝置，包括：
冷卻器，向被冷卻體殼體供給和回收冷卻水;
冷卻水供給管和冷卻水回收管，分別連接所述被冷卻體殼體與冷卻器;
空氣流入體，有選擇地向所述被冷卻體殼體注入空氣;
冷卻水排出器，當以排出模式工作時，為了中斷向被冷卻體殼體供給冷卻水，將冷卻水供給管轉換連接到冷卻水回收管而回收冷卻水，并通過所述空氣流入體向被冷卻體殼體注入空氣，以將殘留在被冷卻體殼體內部的冷卻水向冷卻水回收管排出。
2.如權利要求1所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述被冷卻體殼體包含用于接收冷卻水的流入端以及用于排出冷卻水的流出端，所述冷卻器包含向所述被冷卻體殼體供給冷卻水的供給端以及從所述被冷卻體殼體回收冷卻水的回收端。
3.如權利要求2所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述冷卻水排出器包括：
冷卻水轉換管，連接在所述冷卻水供給管與所述冷卻水回收管之間;
第一閥門通路，連接所述冷卻器的供給端與所述冷卻體殼體的流入端;
通路轉換閥，以用于有選擇地形成直接連接所述冷卻器的供給端與所述冷卻器的回收端的第二閥門通路;
冷卻水控制器，當以排出模式工作時，通過控制所述空氣流入體來使得空氣流入到磁鐵模塊殼體，并通過控制所述通路轉換閥，阻斷所述第一閥門通路并形成所述第二閥門通路。
4.如權利要求3所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述冷卻水排出器還包括：冷卻水檢測傳感器，位于冷卻水回收管，用于檢測是否有冷卻水從所述被冷卻體殼體排出。
5.如權利要求4所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述冷卻水檢測傳感器設置在所述冷卻水轉換管和所述冷卻水回收管的連接之處與被冷卻體殼體之間。
6.如權利要求4所述的冷卻水處理裝置，其特征在于當未檢測到冷卻水時，所述冷卻水控制器控制所述空氣流入體以使空氣流入到被冷卻體殼體，并阻斷所述第一閥門通路及第二閥門通路。
7.如權利要求3所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述通路轉換閥包括：第一閥孔，連接在結合于冷卻器的供給端的冷卻水第一供給管;第二閥孔，連接在結合于被冷卻體殼體的流入端的冷卻水第二供給管;第三閥孔，連接在所述冷卻水轉換管的一側端。
8.如權利要求3所述的冷卻水處理裝置，其特征在于所述空氣流入體包括：
空氣流入管，連接在所述被冷卻體殼體的流入端與通路轉換閥之間的冷卻水供給管;
流量控制器，用于控制流進所述空氣流入管的空氣流入量;
空氣流入止回閥，用于阻斷從所述空氣流入管至流量控制器的空氣及冷卻水的逆流。
9.如權利要求8所述的冷卻水處理裝置，其特征在于還包括：
壓縮空氣排出閥，設置在所述被冷卻體殼體的流入端與所述空氣流入止回閥之間，在排出模式時，向外部排出被冷卻體殼體的空氣;
冷卻水回收止回閥，設置在所述冷卻水轉換管和冷卻水回收管的連接之處與所述被冷卻體殼體的流出端之間，在排出模式時，防止冷卻水逆流到被冷卻體殼體。
10.一種基板處理裝置，包括：
腔室，具有內部空間;
基板支撐臺，在所述內部空間內支撐基板;
靶材，與所述基板支撐臺相對并相間隔而布置;
磁鐵模塊，設置在所述靶材的后方，用于產生磁力;
磁鐵模塊殼體，用于容置所述磁鐵模塊;
冷卻水處理器，當以驅動模式工作時，向磁鐵模塊殼體供給冷卻水，當以排出模式工作時，不經磁鐵模塊殼體而回收冷卻水，同時向磁鐵模塊殼體注入空氣，以用于排出殘留在磁鐵模塊殼體內部的冷卻水。
11.如權利要求10所述的基板處理裝置，其特征在于所述冷卻水處理器包括：
冷卻器，向所述磁鐵模塊殼體供給和回收冷卻水;
冷卻水供給管和冷卻水回收管，連接所述磁鐵模塊殼體與冷卻器;
空氣流入體，有選擇地向所述磁鐵模塊殼體注入空氣;
冷卻水排出器，當以排出模式工作時，為了中斷向磁鐵模塊殼體供給冷卻水，將冷卻水供給管轉換連接到冷卻水回收管而回收冷卻水，并通過所述空氣流入體向磁鐵模塊殼體注入空氣，以將殘留在磁鐵模塊殼體內部的冷卻水向冷卻水回收管排出。
12.如權利要求11所述的基板處理裝置，其特征在于所述磁鐵模塊殼體包含用于接收冷卻水的流入端以及用于排出冷卻水的流出端，所述冷卻器包含向所述磁鐵模塊殼體供給冷卻水的供給端以及從所述磁鐵模塊殼體回收冷卻水的回收端。
13.如權利要求12所述的基板處理裝置，其特征在于所述冷卻水排出器包括：
冷卻水轉換管，連接在所述冷卻水供給管與所述冷卻水回收管之間;
第一閥門通路，連接所述冷卻器的供給端與所述磁鐵模塊殼體的流入端;
通路轉換閥，以用于有選擇地形成直接連接所述冷卻器的供給端與所述冷卻器的回收端的第二閥門通路;
冷卻水控制器，當以排出模式工作時，通過控制所述空氣流入體來使得空氣流入到磁鐵模塊殼體，并通過控制所述通路轉換閥，阻斷所述第一閥門通路并形成所述第二閥門通路。
14.一種利用靶材向基板沉積膜的裝置所使用的冷卻水處理方法，包括如下步驟：
在所述靶材的后方設置容置有磁鐵模塊的磁鐵模塊殼體;
中斷向所述磁鐵模塊殼體的內部供給冷卻水;
向所述磁鐵模塊殼體的內部注入空氣，以用于向外部排出殘留在所述磁鐵模塊殼體的內部的冷卻水;
檢測是否有冷卻水從所述磁鐵模塊殼體向外部排出;
當沒有冷卻水向外部排出時，停止向所述磁鐵模塊殼體的內部注入空氣。
15.如權利要求14所述的冷卻水處理方法，其特征在于中斷冷卻水供給的步驟為：
將供給至磁鐵模塊殼體的冷卻水的供給路徑轉換連接成冷卻水回收路徑，從而中斷向磁鐵模塊殼體供給冷卻水。
16.如權利要求14所述的冷卻水處理方法，其特征在于停止向所述磁鐵模塊殼體的內部注入空氣的步驟之后，還包括如下步驟：
更換靶材;
重新開始向磁鐵模塊殼體的內部供給冷卻水。
說明書
冷卻水處理裝置、方法及其基板處理裝置
技術領域
本發明涉及冷卻水處理裝置和處理方法以及適用了該處理裝置和處理方法的基板處理裝置，尤其涉及在更換靶材時冷卻水不會外漏的冷卻水處理裝置和冷卻水處理方法以及適用了該冷卻水處理裝置的基板處理裝置。
背景技術
在半導體裝置的制造工藝中，薄膜的形成，尤其金屬層的形成是通過如濺射(sputter)等物理氣相沉積(PhysicalVaporDeposition：以下稱為PVD)方式和化學氣相沉積(ChemicalVaporDeposition：CVD)方式來形成。
對于濺射法而言，在沉積過程中，由于靶材表面的離子發生沖突而靶材產生高的熱量。因此，在利用濺射法的薄膜形成工藝中，需要用于冷卻靶材的冷卻設備。而該種冷卻設備是為了濺射裝置的穩定驅動而結構上必不可少的設備。通常，冷卻設備以冷卻水(coolingwater)作為制冷劑，使之循環在位于靶材背面的磁鐵模塊殼體中，以此冷卻靶材。
圖1是示出了現有技術濺射裝置的磁鐵模塊殼體的結構圖。
參照圖1，磁鐵模塊殼體20以能夠被旋轉驅動軸63所旋轉的方式設置在由等離子狀態的原子或分子所濺射之靶材30的上部，作為使旋轉驅動軸63轉動的動力源，設置有位于上部的電機60。并且在旋轉驅動軸63上結合有軸承密封件，還設置有用于供應冷卻水的冷卻水供給管51和冷卻水回收管52，其中所述冷卻水用于冷卻旋轉驅動軸63的周圍、磁鐵模塊殼體20的周圍及靶材30。電機60所致的旋轉驅動軸63的旋轉運動使得磁鐵模塊21轉動的同時產生均勻的磁力，從而等離子狀態的原子或分子可均勻分布地濺射到靶材30上。并且，磁鐵模塊21本身產生的熱量或由于反應而產生在靶材30上的熱量，被冷卻水供給管51所供給的冷卻水得以冷卻。此時，冷卻水從磁鐵模塊殼體20的中央流向邊緣，其供給壓力為約2㎏/cm2～3㎏/cm2。
如上所述，濺射處理裝置為了冷卻而使得冷卻水循環在位于靶材背面的磁鐵模塊殼體20的內部，以進行冷卻。但是在更換靶材時，會發生被磁鐵模塊殼體20所包圍的冷卻水泄漏的問題。即，在執行一定時間的濺射工藝后，因靶材消耗而需要更換新的靶材，而為了更換靶材需要提升磁鐵模塊殼體20而開放腔室的上部，并從磁鐵模塊殼體20拆卸背板(backingplate)31。但是，從磁鐵模塊殼體20分離背板31的瞬間，位于磁鐵模塊殼體20內部空間里的冷卻水會泄漏到外部。而泄露的冷卻水會流到腔室的內部或清洗室的底部而引起污染。據此，迫切需要在更換靶材前可完全排放并除去磁鐵模塊殼體20內部的冷卻水的方案。
現有技術文獻：韓國公開特2001-0096337
發明內容
本發明的技術課題在于有效排放殘留的冷卻水。而且，本發明的技術課題在于使得腔室和清洗室不被冷卻水污染。并且，本發明的技術課題在于從濺射裝置更換靶材時使得冷卻水不被泄漏到外部。
本發明的實施方式的冷卻水處理裝置，包括：冷卻器，向被冷卻體殼體供給和回收冷卻水;冷卻水供給管和冷卻水回收管，分別連接所述被冷卻體殼體與冷卻器;空氣流入體，有選擇地向所述被冷卻體殼體注入空氣;冷卻水排出器，當以排出模式工作時，為了中斷向被冷卻體殼體供給冷卻水，將冷卻水供給管轉換連接成冷卻水回收管而回收冷卻水，并通過所述空氣流入體向被冷卻體殼體注入空氣，以將殘留在被冷卻體殼體內部的冷卻水向冷卻水回收管排出。
并且，冷卻水排出器包括：冷卻水轉換管，連接在所述冷卻水供給管與所述冷卻水回收管之間;第一閥門通路，連接所述冷卻器的供給端與所述冷卻體殼體的流入端;通路轉換閥，以用于有選擇地形成直接連接所述冷卻器的供給端與冷卻器的回收端的第二閥門通路;冷卻水控制器，當以排出模式工作時，通過控制所述空氣流入體來使得空氣流入到磁鐵模塊殼體，并通過控制所述通路轉換閥，阻斷所述第一閥門通路并形成所述第二閥門通路。
而且，所述冷卻水排出器還包括冷卻水檢測傳感器，位于冷卻水回收管，用于檢測是否有冷卻水從所述被冷卻體殼體排出。而所述冷卻水檢測傳感器設置在所述冷卻水轉換管和所述冷卻水回收管的連接之處與被冷卻體殼體之間。
并且，空氣流入體包括：空氣流入管，連接在所述被冷卻體殼體的流入端與通路轉換閥之間的冷卻水供給管;流量控制器，用于控制流進所述空氣流入管的空氣流入量;空氣流入止回閥，用于阻斷從所述空氣流入管至流量控制器的空氣及冷卻水的逆流。
而且，還包括：壓縮空氣排出閥，設置在所述被冷卻體殼體的流入端與所述空氣流入止回閥之間，在排出模式時，向外部排出被冷卻體殼體的空氣;冷卻水回收止回閥，設置在所述冷卻水轉換管和冷卻水回收管的連接之處與所述被冷卻體殼體的流出端之間，在排出模式時，防止冷卻水逆流到被冷卻體殼體。
并且，本發明實施方式的基板處理裝置，包括：腔室，具有內部空間;基板支撐臺，在所述內部空間內支撐基板;靶材，與所述基板支撐臺相對并相間隔而布置;磁鐵模塊，設置在所述靶材的后方，用于產生磁力;磁鐵模塊殼體，用于容置所述磁鐵模塊;冷卻水處理器，當以驅動模式工作時，向磁鐵模塊殼體供給冷卻水，當以排出模式工作時，不經磁鐵模塊殼體而回收冷卻水，同時向磁鐵模塊殼體注入空氣，以用于排出殘留在磁鐵模塊殼體內部的冷卻水。
而且，利用靶材向基板沉積膜的裝置所使用的冷卻水處理方法，包括如下步驟：在所述靶材的后方設置容置有磁鐵模塊的磁鐵模塊殼體;中斷向所述磁鐵模塊殼體的內部供給冷卻水;向所述磁鐵模塊殼體的內部注入空氣，以用于向外部排出殘留在所述磁鐵模塊殼體的內部的冷卻水;檢測是否有冷卻水從所述磁鐵模塊殼體向外部排出;當沒有冷卻水向外部排出時，停止向所述磁鐵模塊殼體的內部注入空氣。
并且，中斷冷卻水供給的步驟為：將供給至磁鐵模塊殼體的冷卻水的供給路徑轉換連接成冷卻水回收路徑，從而中斷向磁鐵模塊殼體供給冷卻水。而且，停止向磁鐵模塊殼體的內部注入空氣的步驟之后，還包括如下步驟：更換靶材;重新開始向磁鐵模塊殼體的內部供給冷卻水。
根據本發明的實施方式，可無外部泄漏地有效排放殘留在殼體里的冷卻水。而且，根據本發明的實施方式，由于解決了冷卻水外部泄漏的問題，從而能夠防止對腔室及清洗室的污染。并且，根據本發明的實施方式，可在更換濺射裝置的靶材時容易進行冷卻水排出，因此能夠縮短靶材更換時間。
