JP2001267403A - 半導体ウェハの加熱／冷却装置 - Google Patents
半導体ウェハの加熱／冷却装置Info
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- JP2001267403A JP2001267403A JP2000078207A JP2000078207A JP2001267403A JP 2001267403 A JP2001267403 A JP 2001267403A JP 2000078207 A JP2000078207 A JP 2000078207A JP 2000078207 A JP2000078207 A JP 2000078207A JP 2001267403 A JP2001267403 A JP 2001267403A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハを効率よく加熱または冷却する
ことができるとともに、半導体ウェハの面内温度分布を
より均一化させる。 【解決手段】 一方の面に半導体ウェハＷを吸着させる
チャック面１２を有するバキュームチャック１０と、バ
キュームチャック１０の他方の面に、弾力性を有する伝
熱シート３０を挟んで重ね合わせられ、電熱ヒータ線４
０および冷却液流路５０が内部に設けられたフランジ２
０と、チャック面１２に開口してバキュームチャック１
０、伝熱シート３０およびフランジ２０を貫通する吸気
管６０Ａとを備える。
ことができるとともに、半導体ウェハの面内温度分布を
より均一化させる。 【解決手段】 一方の面に半導体ウェハＷを吸着させる
チャック面１２を有するバキュームチャック１０と、バ
キュームチャック１０の他方の面に、弾力性を有する伝
熱シート３０を挟んで重ね合わせられ、電熱ヒータ線４
０および冷却液流路５０が内部に設けられたフランジ２
０と、チャック面１２に開口してバキュームチャック１
０、伝熱シート３０およびフランジ２０を貫通する吸気
管６０Ａとを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハを加
熱および／または冷却する装置に係り、例えば、半導体
の製造工程において半導体ウェハの耐熱性や耐冷性を検
査する際に用いて好適な半導体ウェハの加熱／冷却装置
に関する。
熱および／または冷却する装置に係り、例えば、半導体
の製造工程において半導体ウェハの耐熱性や耐冷性を検
査する際に用いて好適な半導体ウェハの加熱／冷却装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造工程には、半導体ウェハを
大気中あるいは種々のガス中において加熱または冷却し
て、ある一定の温度に保ち、その状態での特性を検査す
る工程がある。その工程で用いられる半導体ウェハの加
熱／冷却装置としては、半導体ウェハを吸着して支持す
るバキュームチャックと、このバキュームチャックを介
して半導体ウェハを加熱したり冷却したりする加熱／冷
却源とを備えた構成が一般的である。
大気中あるいは種々のガス中において加熱または冷却し
て、ある一定の温度に保ち、その状態での特性を検査す
る工程がある。その工程で用いられる半導体ウェハの加
熱／冷却装置としては、半導体ウェハを吸着して支持す
るバキュームチャックと、このバキュームチャックを介
して半導体ウェハを加熱したり冷却したりする加熱／冷
却源とを備えた構成が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の加熱
／冷却装置では、半導体ウェハの吸着構造やバキューム
チャックの材質等に起因して、加熱／冷却源からの効率
よい熱伝達が行われにくかった。また、上記検査におい
ては、半導体ウェハの面方向の温度分布（以下、これを
面内温度分布と称する）が、例えば±５℃以下と均一性
が求められるが、従来の加熱／冷却装置では、この要求
を満足するのが困難であった。その理由としては、バキ
ュームチャックと加熱／冷却源との密着度や、バキュー
ムチャックあるいは加熱／冷却源の熱伝導性等の不足が
挙げられる。さらに、バキュームチャックと半導体ウェ
ハの熱膨張率の相違によって半導体ウェハに熱歪みが生
じる問題もあった。
／冷却装置では、半導体ウェハの吸着構造やバキューム
チャックの材質等に起因して、加熱／冷却源からの効率
よい熱伝達が行われにくかった。また、上記検査におい
ては、半導体ウェハの面方向の温度分布（以下、これを
面内温度分布と称する）が、例えば±５℃以下と均一性
が求められるが、従来の加熱／冷却装置では、この要求
を満足するのが困難であった。その理由としては、バキ
ュームチャックと加熱／冷却源との密着度や、バキュー
ムチャックあるいは加熱／冷却源の熱伝導性等の不足が
挙げられる。さらに、バキュームチャックと半導体ウェ
ハの熱膨張率の相違によって半導体ウェハに熱歪みが生
じる問題もあった。
【０００４】よって本発明は、半導体ウェハを効率よく
加熱または冷却することができるとともに、半導体ウェ
ハの面内温度分布をより均一化させることができる半導
体ウェハの加熱／冷却装置を提供することを目的として
いる。
加熱または冷却することができるとともに、半導体ウェ
ハの面内温度分布をより均一化させることができる半導
体ウェハの加熱／冷却装置を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、板状で、一方
の面に半導体ウェハを吸着させるチャック面を有し、そ
のチャック面に開口する吸気通路が内部に設けられたセ
ラミック製のバキュームチャックと、このバキュームチ
ャックの他方の面に重ね合わせられ、加熱手段および／
または冷却手段が内部に設けられた熱変動体とを具備す
ることを特徴としている。
の面に半導体ウェハを吸着させるチャック面を有し、そ
のチャック面に開口する吸気通路が内部に設けられたセ
ラミック製のバキュームチャックと、このバキュームチ
ャックの他方の面に重ね合わせられ、加熱手段および／
または冷却手段が内部に設けられた熱変動体とを具備す
ることを特徴としている。
【０００６】本発明によれば、半導体ウェハは、バキュ
ームチャックのチャック面に対し、吸気通路の開口を覆
った状態にセットされる。このセット状態から、吸気通
路内の空気あるいはガスを吸引すると、半導体ウェハも
これに伴い吸引されてチャック面に密着し、バキューム
チャックに支持される。熱変動体には、加熱手段あるい
は冷却手段のうちの少なくとも一方が設けられるが、両
者が設けられている場合、加熱手段を作動させると、そ
の加熱エネルギーがバキュームチャックを経て半導体ウ
ェハに伝わり、半導体ウェハが加熱される。また、冷却
手段を作動させると、その冷却エネルギーがバキューム
チャックを経て半導体ウェハに伝わり、半導体ウェハが
冷却される。
ームチャックのチャック面に対し、吸気通路の開口を覆
った状態にセットされる。このセット状態から、吸気通
路内の空気あるいはガスを吸引すると、半導体ウェハも
これに伴い吸引されてチャック面に密着し、バキューム
チャックに支持される。熱変動体には、加熱手段あるい
は冷却手段のうちの少なくとも一方が設けられるが、両
者が設けられている場合、加熱手段を作動させると、そ
の加熱エネルギーがバキュームチャックを経て半導体ウ
ェハに伝わり、半導体ウェハが加熱される。また、冷却
手段を作動させると、その冷却エネルギーがバキューム
チャックを経て半導体ウェハに伝わり、半導体ウェハが
冷却される。
【０００７】本発明によれば、バキュームチャックがセ
ラミック製であることから、熱変動体からの加熱エネル
ギーあるいは冷却エネルギーが半導体ウェハに効率よ
く、かつ均一に伝達される。熱変動体へのバキュームチ
ャックの接触面積は、半導体ウェハの面内温度分布の均
一化を図る観点からできるだけ大きい方が好ましく、他
方の面の全面が接触する形態がもっとも好ましい。ま
た、吸気通路のチャック面側の開口は、バキュームチャ
ックからの熱伝導を効率よく、かつ均一にする観点か
ら、吸着力を損なわない範囲でできるだけ小さいことが
望ましい。バキュームチャックがセラミック製であるこ
とは、金属イオンの付着による半導体ウェハの汚染が防
止されるといった利点もある。
ラミック製であることから、熱変動体からの加熱エネル
ギーあるいは冷却エネルギーが半導体ウェハに効率よ
く、かつ均一に伝達される。熱変動体へのバキュームチ
ャックの接触面積は、半導体ウェハの面内温度分布の均
一化を図る観点からできるだけ大きい方が好ましく、他
方の面の全面が接触する形態がもっとも好ましい。ま
た、吸気通路のチャック面側の開口は、バキュームチャ
ックからの熱伝導を効率よく、かつ均一にする観点か
ら、吸着力を損なわない範囲でできるだけ小さいことが
望ましい。バキュームチャックがセラミック製であるこ
とは、金属イオンの付着による半導体ウェハの汚染が防
止されるといった利点もある。
【０００８】本発明では、バキュームチャックと熱変動
体との間に弾力性を有する伝熱シートを介在させたこと
を好ましい形態としている。この伝熱シートは、その弾
力性によりバキュームチャックと熱変動体との間に生じ
る隙間を埋めて熱電導効率を向上させる機能を果たす。
伝熱シートの材質としては、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以
上のものが好適に用いられ、例えば、アルミフィラー入
り樹脂、セラミックフィラー入り樹脂等が挙げられる。
体との間に弾力性を有する伝熱シートを介在させたこと
を好ましい形態としている。この伝熱シートは、その弾
力性によりバキュームチャックと熱変動体との間に生じ
る隙間を埋めて熱電導効率を向上させる機能を果たす。
伝熱シートの材質としては、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以
上のものが好適に用いられ、例えば、アルミフィラー入
り樹脂、セラミックフィラー入り樹脂等が挙げられる。
【０００９】さて、本発明のバキュームチャックの材質
としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする
セラミックス、あるいは炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分と
するセラミックスが好適に用いられる。窒化アルミニウ
ムは、熱伝導率が約１００〜１８０Ｗ／ｍ・Ｋと優れて
おり、炭化珪素の熱伝導率も、約７０〜１５０Ｗ／ｍ・
Ｋと比較的優れている。したがって、面方向への熱伝導
性が良好であり、半導体ウェハの面内温度分布が均一化
されやすい。また、熱膨張係数は、窒化アルミニウムが
４．０×１０−６／Ｋ、炭化珪素が３．５×１０−６／
Ｋであり、いずれもシリコンの熱膨張係数（４．１５×
１０−６／Ｋ）に近い。したがって、シリコン製の半導
体ウェハの熱歪みが抑えられる。
としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする
セラミックス、あるいは炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分と
するセラミックスが好適に用いられる。窒化アルミニウ
ムは、熱伝導率が約１００〜１８０Ｗ／ｍ・Ｋと優れて
おり、炭化珪素の熱伝導率も、約７０〜１５０Ｗ／ｍ・
Ｋと比較的優れている。したがって、面方向への熱伝導
性が良好であり、半導体ウェハの面内温度分布が均一化
されやすい。また、熱膨張係数は、窒化アルミニウムが
４．０×１０−６／Ｋ、炭化珪素が３．５×１０−６／
Ｋであり、いずれもシリコンの熱膨張係数（４．１５×
１０−６／Ｋ）に近い。したがって、シリコン製の半導
体ウェハの熱歪みが抑えられる。
【００１０】半導体ウェハを加熱または冷却する本発明
の熱変動体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、
もしくは銅または銅合金を好ましい材質としている。こ
れらの金属は熱伝導率に優れているので、バキュームチ
ャックへの熱伝導性が良好であり、これに伴って半導体
ウェハの面内温度分布が均一化されやすい。特に、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金を用いれば、軽量化が
促進されて装置が取り扱いやすくなる。
の熱変動体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、
もしくは銅または銅合金を好ましい材質としている。こ
れらの金属は熱伝導率に優れているので、バキュームチ
ャックへの熱伝導性が良好であり、これに伴って半導体
ウェハの面内温度分布が均一化されやすい。特に、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金を用いれば、軽量化が
促進されて装置が取り扱いやすくなる。
【００１１】また、本発明の吸気通路は、バキュームチ
ャックから熱変動体を貫通して外部に開口する形態であ
ってもよく、バキュームチャックの内部のみに延在して
いる形態であってもよい。特に、吸気通路をバキューム
チャックの内部のみに延在させる形態を採用すると、バ
キュームチャックと熱変動体との接触面積を大きく、か
つ全面にわたってとることが可能なので、半導体ウェハ
の面内温度分布をより均一化させることができる。
ャックから熱変動体を貫通して外部に開口する形態であ
ってもよく、バキュームチャックの内部のみに延在して
いる形態であってもよい。特に、吸気通路をバキューム
チャックの内部のみに延在させる形態を採用すると、バ
キュームチャックと熱変動体との接触面積を大きく、か
つ全面にわたってとることが可能なので、半導体ウェハ
の面内温度分布をより均一化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、一実施形態に係る半導体
ウェハの加熱／冷却装置を示しており、図中符合１０，
２０は、それぞれバキュームチャック１０、フランジ
（熱変動体）２０である。バキュームチャック１０とフ
ランジ２０との間には、伝熱シート３０が挟まれてい
る。これらは、直径の等しい円盤状である。
実施形態を説明する。図１は、一実施形態に係る半導体
ウェハの加熱／冷却装置を示しており、図中符合１０，
２０は、それぞれバキュームチャック１０、フランジ
（熱変動体）２０である。バキュームチャック１０とフ
ランジ２０との間には、伝熱シート３０が挟まれてい
る。これらは、直径の等しい円盤状である。
【００１３】バキュームチャック１０はセラミック製で
あり、その材質は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化
珪素、窒化硼素、もしくはこれらのうちの２種以上の複
合物を主成分としている。このバキュームチャック１０
の表面には、浅い円形の嵌合穴１１が形成されており、
この嵌合穴１１に、円盤状のシリコン製半導体ウェハＷ
が嵌合されてセットされるようになっている。嵌合穴１
１の底面であるチャック面１２には、半導体ウェハＷを
吸着するための複数の凹所１３が形成されている。この
凹所１３は、例えば、図２（ａ）に示すように、複数の
環状の溝１３ａおよびこれら溝１３ａをつないで放射状
に延びる複数の溝１３ｂである。凹所１３としては他の
様々な形状が挙げられ、図２（ｂ）に示すような多数の
円形のエンボス１３ｃであってもよい。
あり、その材質は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化
珪素、窒化硼素、もしくはこれらのうちの２種以上の複
合物を主成分としている。このバキュームチャック１０
の表面には、浅い円形の嵌合穴１１が形成されており、
この嵌合穴１１に、円盤状のシリコン製半導体ウェハＷ
が嵌合されてセットされるようになっている。嵌合穴１
１の底面であるチャック面１２には、半導体ウェハＷを
吸着するための複数の凹所１３が形成されている。この
凹所１３は、例えば、図２（ａ）に示すように、複数の
環状の溝１３ａおよびこれら溝１３ａをつないで放射状
に延びる複数の溝１３ｂである。凹所１３としては他の
様々な形状が挙げられ、図２（ｂ）に示すような多数の
円形のエンボス１３ｃであってもよい。
【００１４】フランジ２０は、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、銅または銅合金等の熱伝導性に優れた金属で
できている。このフランジ２０の内部における表面側
（バキュームチャック１０側）には、ニクロム線等の電
熱ヒータ線（加熱手段）４０が内蔵されており、裏面側
には、冷却液流路（冷却手段）５０が形成されている。
電熱ヒータ線４０および冷却液流路５０は、フランジ２
０が一様に加熱／冷却されるように、フランジ２０の面
方向に分散して配されている。
ウム合金、銅または銅合金等の熱伝導性に優れた金属で
できている。このフランジ２０の内部における表面側
（バキュームチャック１０側）には、ニクロム線等の電
熱ヒータ線（加熱手段）４０が内蔵されており、裏面側
には、冷却液流路（冷却手段）５０が形成されている。
電熱ヒータ線４０および冷却液流路５０は、フランジ２
０が一様に加熱／冷却されるように、フランジ２０の面
方向に分散して配されている。
【００１５】伝熱シート３０は、弾力性を有し、かつ熱
伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材質からなるもので、その
材質としては、アルミフィラー入り樹脂、セラミックフ
ィラー入り樹脂等が挙げられる。
伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材質からなるもので、その
材質としては、アルミフィラー入り樹脂、セラミックフ
ィラー入り樹脂等が挙げられる。
【００１６】バキュームチャック１０とフランジ２０と
は、伝熱シート３０を挟んで重ねられ、図示せぬボルト
やクランプ等の締結部材により機械的に結合される。そ
して、この結合体の軸心に、軸方向に延びる吸気管（吸
気通路）６０Ａが設けられている。この吸気管６０Ａ
は、バキュームチャック１０、伝熱シート３０およびフ
ランジ２０を貫通し、かつバキュームチャック１０の凹
部の中心に連通している。
は、伝熱シート３０を挟んで重ねられ、図示せぬボルト
やクランプ等の締結部材により機械的に結合される。そ
して、この結合体の軸心に、軸方向に延びる吸気管（吸
気通路）６０Ａが設けられている。この吸気管６０Ａ
は、バキュームチャック１０、伝熱シート３０およびフ
ランジ２０を貫通し、かつバキュームチャック１０の凹
部の中心に連通している。
【００１７】以上が本実施形態の加熱／冷却装置である
が、ここで、当該装置の構成要素の厚さおよび吸気管６
０Ａの内径に関する寸法例を挙げておく。半導体ウェハ
Ｗの直径が１００ｍｍ程度、あるいはこれよりもやや大
きいものとした場合、吸気管６０Ａの内径は、１０〜３
０ｍｍが好ましい。吸気管６０Ａの内径すなわちチャッ
ク面１２側の開口は、バキュームチャック１０からの熱
伝導を効率よく、かつ均一にする観点から、吸着力を損
なわない範囲でできるだけ小さいことが望ましい。
が、ここで、当該装置の構成要素の厚さおよび吸気管６
０Ａの内径に関する寸法例を挙げておく。半導体ウェハ
Ｗの直径が１００ｍｍ程度、あるいはこれよりもやや大
きいものとした場合、吸気管６０Ａの内径は、１０〜３
０ｍｍが好ましい。吸気管６０Ａの内径すなわちチャッ
ク面１２側の開口は、バキュームチャック１０からの熱
伝導を効率よく、かつ均一にする観点から、吸着力を損
なわない範囲でできるだけ小さいことが望ましい。
【００１８】フランジ２０の厚さは、熱伝達速度の面か
らはできるだけ薄いことが望ましいが、面内温度分布の
均一性の面からはある程度の厚さを有している方が望ま
しい。これらを考慮すると、フランジ２０の厚さは５０
〜１００ｍｍが好ましい。バキュームチャック１０は、
フランジ２０よりも熱伝導性に劣るので、厚さはできる
だけ薄いことが望ましく、１５ｍｍ以下が好ましい。伝
熱シート３０は、弾力性が損なわれない範囲でできるだ
け薄いことが望ましく、０．２〜３．０ｍｍが好まし
い。
らはできるだけ薄いことが望ましいが、面内温度分布の
均一性の面からはある程度の厚さを有している方が望ま
しい。これらを考慮すると、フランジ２０の厚さは５０
〜１００ｍｍが好ましい。バキュームチャック１０は、
フランジ２０よりも熱伝導性に劣るので、厚さはできる
だけ薄いことが望ましく、１５ｍｍ以下が好ましい。伝
熱シート３０は、弾力性が損なわれない範囲でできるだ
け薄いことが望ましく、０．２〜３．０ｍｍが好まし
い。
【００１９】本実施形態の加熱／冷却装置においては、
半導体ウェハＷをバキュームチャック１０の嵌合穴１１
に嵌合してセットし、吸気管６０Ａ内の空気あるいはガ
スを吸引すると、半導体ウェハＷがチャック面１２に吸
着されてバキュームチャック１０に支持される。そし
て、フランジ２０の電熱ヒータ線４０に通電すると、電
熱ヒータ線４０の熱がフランジ２０および伝熱シート３
０を経て半導体ウェハＷに伝わり、半導体ウェハＷが加
熱される。また、冷却液流路５０に冷却液を循環させる
と、その冷却温度がフランジ２０および伝熱シート３０
を経て半導体ウェハＷに伝わり、半導体ウェハＷが冷却
される。
半導体ウェハＷをバキュームチャック１０の嵌合穴１１
に嵌合してセットし、吸気管６０Ａ内の空気あるいはガ
スを吸引すると、半導体ウェハＷがチャック面１２に吸
着されてバキュームチャック１０に支持される。そし
て、フランジ２０の電熱ヒータ線４０に通電すると、電
熱ヒータ線４０の熱がフランジ２０および伝熱シート３
０を経て半導体ウェハＷに伝わり、半導体ウェハＷが加
熱される。また、冷却液流路５０に冷却液を循環させる
と、その冷却温度がフランジ２０および伝熱シート３０
を経て半導体ウェハＷに伝わり、半導体ウェハＷが冷却
される。
【００２０】本実施形態の加熱／冷却装置によれば、バ
キュームチャック１０がセラミック製であることから、
フランジ２０からの加熱エネルギーあるいは冷却エネル
ギーが半導体ウェハＷに効率よく、かつ均一に伝達され
る。このため、半導体ウェハＷを効率よく加熱または冷
却することができるとともに、半導体ウェハＷの面内温
度分布の均一性を大幅に向上させることができる。ま
た、バキュームチャック１０がセラミック製であること
は、金属イオンの付着による半導体ウェハＷの汚染が防
止されるといった利点もある。
キュームチャック１０がセラミック製であることから、
フランジ２０からの加熱エネルギーあるいは冷却エネル
ギーが半導体ウェハＷに効率よく、かつ均一に伝達され
る。このため、半導体ウェハＷを効率よく加熱または冷
却することができるとともに、半導体ウェハＷの面内温
度分布の均一性を大幅に向上させることができる。ま
た、バキュームチャック１０がセラミック製であること
は、金属イオンの付着による半導体ウェハＷの汚染が防
止されるといった利点もある。
【００２１】また、弾力性を有する伝熱シート３０によ
り、バキュームチャック１０とフランジ２０との間に生
じる隙間が埋められ、伝熱シート３０を介在させながら
の両者の密着状態が保持される。したがって、フランジ
２０の熱が効率よくバキュームチャック１０、ひいては
半導体ウェハＷに伝わる。
り、バキュームチャック１０とフランジ２０との間に生
じる隙間が埋められ、伝熱シート３０を介在させながら
の両者の密着状態が保持される。したがって、フランジ
２０の熱が効率よくバキュームチャック１０、ひいては
半導体ウェハＷに伝わる。
【００２２】バキュームチャック１０の材質が、特に窒
化アルミニウムを主成分とするセラミックス、あるいは
炭化珪素を主成分とするセラミックスである場合、バキ
ュームチャック１０自身における面方向への熱伝導性が
良好であることから、半導体ウェハＷの面内温度分布が
より均一化される。これは、窒化アルミニウムの熱伝導
率が約１００〜１８０Ｗ／ｍ・Ｋ、炭化珪素の熱伝導率
が約７０〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋと、いずれも優れているか
らである。また、窒化アルミニウムの熱膨張係数は４．
０×１０−６／Ｋ、炭化珪素の熱膨張係数は３．５×１
０−６／Ｋであり、いずれもシリコンの熱膨張係数
（４．１５×１０−６／Ｋ）に近い。したがって、半導
体ウェハＷの熱歪みが抑えられる効果も奏される。
化アルミニウムを主成分とするセラミックス、あるいは
炭化珪素を主成分とするセラミックスである場合、バキ
ュームチャック１０自身における面方向への熱伝導性が
良好であることから、半導体ウェハＷの面内温度分布が
より均一化される。これは、窒化アルミニウムの熱伝導
率が約１００〜１８０Ｗ／ｍ・Ｋ、炭化珪素の熱伝導率
が約７０〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋと、いずれも優れているか
らである。また、窒化アルミニウムの熱膨張係数は４．
０×１０−６／Ｋ、炭化珪素の熱膨張係数は３．５×１
０−６／Ｋであり、いずれもシリコンの熱膨張係数
（４．１５×１０−６／Ｋ）に近い。したがって、半導
体ウェハＷの熱歪みが抑えられる効果も奏される。
【００２３】一方、フランジ２０が、熱伝導率に優れた
アルミニウムまたはアルミニウム合金、もしくは銅また
は銅合金からなるものであるため、バキュームチャック
１０への熱伝導性が良好であり、これによっても半導体
ウェハＷの面内温度分布の均一化が促進される。特に、
アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた場合に
は、軽量化が促進されて装置が取り扱いやすくなるとい
った利点がある。
アルミニウムまたはアルミニウム合金、もしくは銅また
は銅合金からなるものであるため、バキュームチャック
１０への熱伝導性が良好であり、これによっても半導体
ウェハＷの面内温度分布の均一化が促進される。特に、
アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた場合に
は、軽量化が促進されて装置が取り扱いやすくなるとい
った利点がある。
【００２４】次に、図３を参照して、上記フランジ２０
における吸気管６０Ａの形態を変更した本発明の他の実
施形態を説明する。図３において図１と同一の構成要素
には、同一の符合を付してある。
における吸気管６０Ａの形態を変更した本発明の他の実
施形態を説明する。図３において図１と同一の構成要素
には、同一の符合を付してある。
【００２５】この実施形態の吸気管６０Ｂは、フランジ
２０内において、チャック面１２の中心に形成されてい
る凹所１３に開口しており、その開口部分より僅かに下
方に延びてから直角に屈曲してバキュームチャック１０
の面方向に延び、バキュームチャック１０の外周面を貫
通している。この吸気管６０Ｂの面方向に延びる部分
は、バキュームチャック１０から半導体ウェハＷへの熱
伝導性をなるべく良好にする観点から、図示例のよう
に、バキュームチャック１０の厚さの中央よりもフラン
ジ２０寄りに配することが好ましい。この場合の吸気管
６０Ｂの内径は、３〜８ｍｍとされる。
２０内において、チャック面１２の中心に形成されてい
る凹所１３に開口しており、その開口部分より僅かに下
方に延びてから直角に屈曲してバキュームチャック１０
の面方向に延び、バキュームチャック１０の外周面を貫
通している。この吸気管６０Ｂの面方向に延びる部分
は、バキュームチャック１０から半導体ウェハＷへの熱
伝導性をなるべく良好にする観点から、図示例のよう
に、バキュームチャック１０の厚さの中央よりもフラン
ジ２０寄りに配することが好ましい。この場合の吸気管
６０Ｂの内径は、３〜８ｍｍとされる。
【００２６】この実施形態では、吸気管６０Ｂをバキュ
ームチャック１０の内部のみに延在させており、これに
よって、フランジ２０からバキュームチャック１０に熱
が伝わる面を全面にわたってとることができる。上記一
実施形態では、吸気管６０Ａが貫通していることによ
り、吸気管６０Ａの断面積の分だけ熱伝導面の損失があ
った。したがって図３に示した実施形態では、半導体ウ
ェハＷの面内温度分布をより均一化させることができ
る。
ームチャック１０の内部のみに延在させており、これに
よって、フランジ２０からバキュームチャック１０に熱
が伝わる面を全面にわたってとることができる。上記一
実施形態では、吸気管６０Ａが貫通していることによ
り、吸気管６０Ａの断面積の分だけ熱伝導面の損失があ
った。したがって図３に示した実施形態では、半導体ウ
ェハＷの面内温度分布をより均一化させることができ
る。
【００２７】なお、上記各実施形態では、フランジ２０
に、加熱手段として電熱ヒータ線４０を設け、冷却手段
として冷却液流路５０を設けているが、半導体ウェハＷ
を加熱するだけの機能、あるいは冷却するだけの機能で
よい場合には、いずれか一方の手段（電熱ヒータ線４０
か冷却液流路５０）をフランジ２０に設ければよい。そ
の場合には、フランジ２０の厚さをより薄くすることが
望ましく、例えば、３０〜６０ｍｍの厚さが好ましい。
に、加熱手段として電熱ヒータ線４０を設け、冷却手段
として冷却液流路５０を設けているが、半導体ウェハＷ
を加熱するだけの機能、あるいは冷却するだけの機能で
よい場合には、いずれか一方の手段（電熱ヒータ線４０
か冷却液流路５０）をフランジ２０に設ければよい。そ
の場合には、フランジ２０の厚さをより薄くすることが
望ましく、例えば、３０〜６０ｍｍの厚さが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体ウェハを効率よく加熱または冷却することができ
るとともに、半導体ウェハの面内温度分布をより均一化
させることができるといった効果を奏する。
半導体ウェハを効率よく加熱または冷却することができ
るとともに、半導体ウェハの面内温度分布をより均一化
させることができるといった効果を奏する。
【図１】 本発明の一実施形態に係る半導体ウェハの加
熱／冷却装置の断面図である。
熱／冷却装置の断面図である。
【図２】 （ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施
形態に係る半導体ウェハのチャック面に形成される凹所
の例を示す平面図である。
形態に係る半導体ウェハのチャック面に形成される凹所
の例を示す平面図である。
【図３】 本発明の他の実施形態に係る半導体ウェハの
加熱／冷却装置の断面図である。
加熱／冷却装置の断面図である。
１０…バキュームチャック １２…チャック面 ２０…フランジ（熱変動体） ３０…伝熱シート ４０…電熱ヒータ線（加熱手段） ５０…冷却液流路（冷却手段） ６０Ａ，６０Ｂ…吸気管（吸気通路） Ｗ…半導体ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M106 AA01 CA31 DH44 DH45 DJ01 DJ32 5F031 CA02 HA02 HA14 HA37 HA38 MA33 5F045 EJ09 EK08
Claims (8)
- 【請求項１】 板状で、一方の面に半導体ウェハを吸着
させるチャック面を有し、そのチャック面に開口する吸
気通路が内部に設けられたセラミック製のバキュームチ
ャックと、 このバキュームチャックの他方の面に重ね合わせられ、
加熱手段および／または冷却手段が内部に設けられた熱
変動体とを具備することを特徴とする半導体ウェハの加
熱／冷却装置。 - 【請求項２】 前記バキュームチャックと前記熱変動体
との間に、弾力性を有する伝熱シートを介在させたこと
を特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハの加熱／冷
却装置。 - 【請求項３】 前記バキュームチャックの材質が、窒化
アルミニウムを主成分とするセラミックスであることを
特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハの加
熱／冷却装置。 - 【請求項４】 前記バキュームチャックの材質が、炭化
珪素を主成分とするセラミックスであることを特徴とす
る請求項１または２に記載の半導体ウェハの加熱／冷却
装置。 - 【請求項５】 前記熱変動体の材質が、アルミニウムま
たはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の半導体ウェハの加熱／冷却装
置。 - 【請求項６】 前記熱変動体の材質が、銅または銅合金
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の半導体ウェハの加熱／冷却装置。 - 【請求項７】 前記吸気通路が、前記バキュームチャッ
クから前記熱変動体を貫通して外部に開口していること
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半導体ウ
ェハの加熱／冷却装置。 - 【請求項８】 前記吸気通路が、前記バキュームチャッ
クの内部のみに延在していることを特徴とする請求項１
〜６のいずれかに記載の半導体ウェハの加熱／冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078207A JP2001267403A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 半導体ウェハの加熱／冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078207A JP2001267403A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 半導体ウェハの加熱／冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267403A true JP2001267403A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18595649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078207A Pending JP2001267403A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 半導体ウェハの加熱／冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001267403A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012099825A (ja) * | 2003-06-30 | 2012-05-24 | Lam Research Corporation | 動的な温度制御を有する基板支持体 |
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-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078207A patent/JP2001267403A/ja active Pending
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| WO2022123846A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | 株式会社巴川製紙所 | 温調ユニット |
| JP7288147B2 (ja) | 2020-12-11 | 2023-06-06 | 株式会社巴川製紙所 | 温調ユニット |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060814 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090803 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091125 |