JP2001068427A - 基板冷却装置 - Google Patents
基板冷却装置Info
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- JP2001068427A JP2001068427A JP23935699A JP23935699A JP2001068427A JP 2001068427 A JP2001068427 A JP 2001068427A JP 23935699 A JP23935699 A JP 23935699A JP 23935699 A JP23935699 A JP 23935699A JP 2001068427 A JP2001068427 A JP 2001068427A
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- Japan
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- substrate
- peltier element
- heat
- electrostatic chuck
- cooling device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板を急速に冷却でき、基板温度をマイナスに
保ったままイオン注入等の処理を行え、量産装置の冷却
装置として適用できる基板冷却装置を提供する。 【解決手段】処理されるべき基板１を放熱板５にペルチ
ェ素子６を介して取り付け、該基板の熱を該放熱板へ移
動させて冷却する冷却装置に於いて、該ペルチェ素子の
前面に静電チャック７を設けて静電気により該基板を吸
着した。該放熱板及び静電チャックの間に弾性体１６を
介して該ペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電チャック
を断熱ボルト１７で締め付けする。
保ったままイオン注入等の処理を行え、量産装置の冷却
装置として適用できる基板冷却装置を提供する。 【解決手段】処理されるべき基板１を放熱板５にペルチ
ェ素子６を介して取り付け、該基板の熱を該放熱板へ移
動させて冷却する冷却装置に於いて、該ペルチェ素子の
前面に静電チャック７を設けて静電気により該基板を吸
着した。該放熱板及び静電チャックの間に弾性体１６を
介して該ペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電チャック
を断熱ボルト１７で締め付けする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハな
どの基板にイオン注入処理その他の処理を施す際に使用
して該基板を例えばマイナス温度に冷却する基板冷却装
置に関する。
どの基板にイオン注入処理その他の処理を施す際に使用
して該基板を例えばマイナス温度に冷却する基板冷却装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばイオン注入処理に使用され
る基板冷却装置として、例えば図１に示すように、シリ
コンウエハの基板ａをゴム状弾性体ｂを介して冷却板ｃ
に押さえリングｄで取り付け、更に該冷却板ｃの裏面に
ペルチェ素子ｅを介して放熱板ｆを取り付けた構成のも
のが知られている。該ペルチェ素子ｅに直流電流を流し
て冷却板ｃを冷却し、これに押さえ付けられた基板ａか
ら熱を奪って冷却し、該ペルチェ素子ｅの高温側は冷却
を行わないと基板ａから入射する熱とペルチェ素子自体
が発する熱とで高温になり、しかもイオン注入処理が行
われる真空中では空気等のガスの対流がないため、放熱
板ｆの冷却体ｈ内を循環する冷媒ｇにより真空処理室の
外部へ運び出す。
る基板冷却装置として、例えば図１に示すように、シリ
コンウエハの基板ａをゴム状弾性体ｂを介して冷却板ｃ
に押さえリングｄで取り付け、更に該冷却板ｃの裏面に
ペルチェ素子ｅを介して放熱板ｆを取り付けた構成のも
のが知られている。該ペルチェ素子ｅに直流電流を流し
て冷却板ｃを冷却し、これに押さえ付けられた基板ａか
ら熱を奪って冷却し、該ペルチェ素子ｅの高温側は冷却
を行わないと基板ａから入射する熱とペルチェ素子自体
が発する熱とで高温になり、しかもイオン注入処理が行
われる真空中では空気等のガスの対流がないため、放熱
板ｆの冷却体ｈ内を循環する冷媒ｇにより真空処理室の
外部へ運び出す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】該ゴム状弾性体ｂは基
板ａと冷却板ｃとの間の微視的な隙間をできるだけ減ら
すためであるが、ゴム状弾性体ｂでは基板ａとの間に多
少とも隙間が残存して熱伝達性が悪く、また、押さえリ
ングｄを伝わって熱が基板ａに入射するため、基板ａの
温度が下がるまでに非常に時間が掛かり、処理中に入射
した熱を冷却板ｃに伝えきれずに基板ａの温度が上昇し
てしまう不都合があった。そのため、図１の装置は、半
導体量産装置に適用されることがなく、また、基板ａの
温度をマイナスに保って処理を行いたいという要望も満
たすことができなかった。
板ａと冷却板ｃとの間の微視的な隙間をできるだけ減ら
すためであるが、ゴム状弾性体ｂでは基板ａとの間に多
少とも隙間が残存して熱伝達性が悪く、また、押さえリ
ングｄを伝わって熱が基板ａに入射するため、基板ａの
温度が下がるまでに非常に時間が掛かり、処理中に入射
した熱を冷却板ｃに伝えきれずに基板ａの温度が上昇し
てしまう不都合があった。そのため、図１の装置は、半
導体量産装置に適用されることがなく、また、基板ａの
温度をマイナスに保って処理を行いたいという要望も満
たすことができなかった。
【０００４】本発明は、基板を急速に冷却でき、基板温
度をマイナスに保ったままイオン注入等の処理を行え、
量産装置の冷却装置として適用できる基板冷却装置を提
供することを目的とするものである。
度をマイナスに保ったままイオン注入等の処理を行え、
量産装置の冷却装置として適用できる基板冷却装置を提
供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、処理される
べき基板を放熱板にペルチェ素子を介して取り付け、該
基板の熱を該放熱板へ移動させて冷却する冷却装置に於
いて、該ペルチェ素子の前面に静電チャックを設けて静
電気により該基板を吸着することにより、上記の目的を
達成するようにした。該放熱板及び静電チャックの間に
弾性体を介して該ペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電
チャックを断熱ボルトで締め付けした構成とすること
で、上記目的を一層適切に達成できる。
べき基板を放熱板にペルチェ素子を介して取り付け、該
基板の熱を該放熱板へ移動させて冷却する冷却装置に於
いて、該ペルチェ素子の前面に静電チャックを設けて静
電気により該基板を吸着することにより、上記の目的を
達成するようにした。該放熱板及び静電チャックの間に
弾性体を介して該ペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電
チャックを断熱ボルトで締め付けした構成とすること
で、上記目的を一層適切に達成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図２に於いて符号１は基板冷却装置２に
より冷却されてイオン注入等の処理を施されるシリコン
ウエハの基板を示し、該基板冷却装置２を、冷媒３が循
環する冷却体４と一体の放熱板５と、これの冷却面に密
着状態で取り付けたペルチェ素子６と、該ペルチェ素子
６の前面に密着させて設けた静電チャック７とで構成
し、該静電チャック７にチャック電圧を通電してその表
面に該基板１を静電気により吸着すると共に該ペルチェ
素子６に直流電流を通電してその表裏に数十度の温度差
を生じさせ、基板１の熱を該静電チャック７を介して放
熱板５へと移動させるようにした。該冷却体４及び放熱
板５は銅などの熱良導体で製作され、該冷却体４の内部
にチラー等で冷却された液体の冷媒３を循環させる通路
８を形成し、これに冷媒３の気密を保つためのＯリング
９を介在させて放熱板５を重合させた。該ペルチェ素子
６及び静電チャック７は公知のものである。
き説明すると、図２に於いて符号１は基板冷却装置２に
より冷却されてイオン注入等の処理を施されるシリコン
ウエハの基板を示し、該基板冷却装置２を、冷媒３が循
環する冷却体４と一体の放熱板５と、これの冷却面に密
着状態で取り付けたペルチェ素子６と、該ペルチェ素子
６の前面に密着させて設けた静電チャック７とで構成
し、該静電チャック７にチャック電圧を通電してその表
面に該基板１を静電気により吸着すると共に該ペルチェ
素子６に直流電流を通電してその表裏に数十度の温度差
を生じさせ、基板１の熱を該静電チャック７を介して放
熱板５へと移動させるようにした。該冷却体４及び放熱
板５は銅などの熱良導体で製作され、該冷却体４の内部
にチラー等で冷却された液体の冷媒３を循環させる通路
８を形成し、これに冷媒３の気密を保つためのＯリング
９を介在させて放熱板５を重合させた。該ペルチェ素子
６及び静電チャック７は公知のものである。
【０００７】本発明をイオン注入装置に適用した例は図
３に示す如くであり、真空に排気されたイオン注入室１
０内に該基板冷却装置２を設け、該冷却体４の側方から
延長した回転軸４ａを該注入室１０の室壁に設けた回転
及び真空保持機構１１を介して外部へ導出し、外部に用
意したペルチェ電源１２および静電チャック電源１３か
ら配線１４、１５をペルチェ素子６および静電チャック
７へ接続した。この場合、該ペルチェ素子６の両面をゴ
ム状弾性体１６、１６でモールドすることにより熱伝達
性を向上させ、セラミックなどの断熱材製の断熱ボルト
１７により該静電チャック７と放熱板５を締め付け、そ
の中間のペルチェ素子６に密着させるようにした。
３に示す如くであり、真空に排気されたイオン注入室１
０内に該基板冷却装置２を設け、該冷却体４の側方から
延長した回転軸４ａを該注入室１０の室壁に設けた回転
及び真空保持機構１１を介して外部へ導出し、外部に用
意したペルチェ電源１２および静電チャック電源１３か
ら配線１４、１５をペルチェ素子６および静電チャック
７へ接続した。この場合、該ペルチェ素子６の両面をゴ
ム状弾性体１６、１６でモールドすることにより熱伝達
性を向上させ、セラミックなどの断熱材製の断熱ボルト
１７により該静電チャック７と放熱板５を締め付け、そ
の中間のペルチェ素子６に密着させるようにした。
【０００８】図３の構成に於いて、冷媒３として室温程
度の冷却水を循環させながらペルチェ素子６にペルチェ
電源１２で直流電流を流すと、該素子６の表裏に−40〜
−70℃程度の温度差ができ、放熱板５が室温に保たれた
状態では静電チャック７はマイナス数十度程度にまで冷
却される。このとき静電チャック７上に真空ロボットな
どにより基板１を置き、静電チャック電源１３から高電
圧を該チャック７に印加すると、該基板１が該チャック
７に密着し、数十秒間で急速に冷却される。
度の冷却水を循環させながらペルチェ素子６にペルチェ
電源１２で直流電流を流すと、該素子６の表裏に−40〜
−70℃程度の温度差ができ、放熱板５が室温に保たれた
状態では静電チャック７はマイナス数十度程度にまで冷
却される。このとき静電チャック７上に真空ロボットな
どにより基板１を置き、静電チャック電源１３から高電
圧を該チャック７に印加すると、該基板１が該チャック
７に密着し、数十秒間で急速に冷却される。
【０００９】その基板温度の１例は図４の曲線Ａで示す
如くであり、約３０秒で−１５℃にまで冷却することが
できた。同図の曲線Ｂは図２に示した構成において、静
電チャックで基板をチャックしない場合の温度変化を示
し、この場合は約２分でマイナス温度に冷却できた。曲
線Ｃは図１の構成での基板温度の変化を示す。
如くであり、約３０秒で−１５℃にまで冷却することが
できた。同図の曲線Ｂは図２に示した構成において、静
電チャックで基板をチャックしない場合の温度変化を示
し、この場合は約２分でマイナス温度に冷却できた。曲
線Ｃは図１の構成での基板温度の変化を示す。
【００１０】以上の説明で該基板１を真空中に設けた場
合を説明したが、基板１を大気中に設けて冷却すること
も可能であり、エッチング装置やスパッタ装置に適用す
ることも可能である。また、ペルチェ素子６に流す電流
を逆にして基板１を加熱することも可能であり、この場
合も基板１の密着性がよいので基板１の面内の温度をよ
り均一に加熱することができる。
合を説明したが、基板１を大気中に設けて冷却すること
も可能であり、エッチング装置やスパッタ装置に適用す
ることも可能である。また、ペルチェ素子６に流す電流
を逆にして基板１を加熱することも可能であり、この場
合も基板１の密着性がよいので基板１の面内の温度をよ
り均一に加熱することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、基板
を放熱板にペルチェ素子を介して取り付けた基板冷却装
置に於いて、ペルチェ素子の前面に静電チャックを設け
て静電気により該基板を吸着したので、基板を急速に冷
却することができ基板温度をマイナスに保ったままで処
理を行え、その構成も簡単で量産装置の冷却装置として
好都合に適用でき、該放熱板及び静電チャックの間に弾
性体を介してペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電チャ
ックを断熱ボルトで締め付けすることにより、きわめて
急速に冷却することができて半導体の量産装置の生産性
を向上させることができる等の効果がある。
を放熱板にペルチェ素子を介して取り付けた基板冷却装
置に於いて、ペルチェ素子の前面に静電チャックを設け
て静電気により該基板を吸着したので、基板を急速に冷
却することができ基板温度をマイナスに保ったままで処
理を行え、その構成も簡単で量産装置の冷却装置として
好都合に適用でき、該放熱板及び静電チャックの間に弾
性体を介してペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電チャ
ックを断熱ボルトで締め付けすることにより、きわめて
急速に冷却することができて半導体の量産装置の生産性
を向上させることができる等の効果がある。
【図１】従来の基板冷却装置の要部の断面図
【図２】本発明の実施の形態を示す截断側面図
【図３】本発明の具体的実施例の截断側面図
【図４】本発明の基板温度の変化を示す線図
１ 基板、２ 基板冷却装置、３ 冷媒、５ 放熱板、
６ ペルチェ素子、７静電チャック、１６ ゴム状弾性
体、１７ 断熱ボルト、
６ ペルチェ素子、７静電チャック、１６ ゴム状弾性
体、１７ 断熱ボルト、
フロントページの続き (72)発明者 杉本 鯉力雄 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 新倉 高一 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 Ｆターム(参考） 5C001 AA01 BB02 CC07 5C034 CC14
Claims (2)
- 【請求項１】処理されるべき基板を放熱板にペルチェ素
子を介して取り付け、該基板の熱を該放熱板へ移動させ
て冷却する冷却装置に於いて、該ペルチェ素子の前面に
静電チャックを設けて静電気により該基板を吸着したこ
とを特徴とする基板冷却装置。 - 【請求項２】上記放熱板及び静電チャックの間に弾性体
を介して上記ペルチェ素子を挟み、該放熱板と静電チャ
ックを断熱ボルトで締め付けしたことを特徴とする請求
項１に記載の基板冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23935699A JP2001068427A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 基板冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23935699A JP2001068427A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 基板冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068427A true JP2001068427A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17043545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23935699A Pending JP2001068427A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 基板冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068427A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148819A2 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates | Techniques for changing temperature of a platen |
| JP2013545303A (ja) * | 2010-10-25 | 2013-12-19 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | Ｂｊｔ電流利得を改善するための低温インプラント |
| JP2014164891A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオンビーム照射装置及び基板冷却方法 |
| JP2014165283A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオンビーム照射装置及び基板冷却方法 |
| KR101525020B1 (ko) * | 2013-02-22 | 2015-06-02 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | 이온빔 조사 장치 및 기판 냉각 방법 |
| JP2020080365A (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-28 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | ウェハーステージ、半導体製造装置、ウェハーステージの製造方法 |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23935699A patent/JP2001068427A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148819A2 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates | Techniques for changing temperature of a platen |
| WO2009148819A3 (en) * | 2008-06-04 | 2010-04-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates | Techniques for changing temperature of a platen |
| US8149256B2 (en) | 2008-06-04 | 2012-04-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Techniques for changing temperature of a platen |
| JP2013545303A (ja) * | 2010-10-25 | 2013-12-19 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | Ｂｊｔ電流利得を改善するための低温インプラント |
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| JP2014165283A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオンビーム照射装置及び基板冷却方法 |
| KR101525020B1 (ko) * | 2013-02-22 | 2015-06-02 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | 이온빔 조사 장치 및 기판 냉각 방법 |
| TWI506680B (zh) * | 2013-02-22 | 2015-11-01 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | Substrate cooling means and irradiating ion beam |
| JP2020080365A (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-28 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | ウェハーステージ、半導体製造装置、ウェハーステージの製造方法 |
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Legal Events
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