JP2003017476A - Cooling apparatus for semiconductor-manufacturing apparatus, and plasma etching apparatus having the cooling apparatus - Google Patents

Cooling apparatus for semiconductor-manufacturing apparatus, and plasma etching apparatus having the cooling apparatus

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JP2003017476A
JP2003017476A JP2002085974A JP2002085974A JP2003017476A JP 2003017476 A JP2003017476 A JP 2003017476A JP 2002085974 A JP2002085974 A JP 2002085974A JP 2002085974 A JP2002085974 A JP 2002085974A JP 2003017476 A JP2003017476 A JP 2003017476A
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JP
Japan
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thermoelectric module
cooling
thermoelectric
current
magnetic field
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JP2002085974A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Masutani
栄伸 増谷
Satoshi Fukuhara
聡 福原
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling apparatus for a semiconductor-manufacturing apparatus that uses a thermoelectric module, and at the same time, generates less magnetic field. SOLUTION: The cooling apparatus for a semiconductor manufacturing apparatus cools a semiconductor-manufacturing apparatus (1) for machining a wafer (6) under plasma gas or electric field atmosphere or the like by a thermoelectric module (9), where thermoelectric elements (10 and 11) are provided alternately. The thermoelectric module (9) is composed of a first path (12a), where current flows in an arbitrary single direction, and a second path (12b) having nearly the same length, where the current flows in an opposite direction to the first path. The first and second paths (12A and 12B) are adjacent, magnetic fields, generated in the first and second paths (12a and 12b), are canceled for reducing the influence of the magnetic fields, and ideal and stable machining is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用熱電素子モ
ジュールを用いた半導体製造装置の冷却装置と同冷却装
置を備えたプラズマエッチング装置に関し、特に半導体
製造装置の加工部における電界や磁界条件を安定化させ
るための冷却装置と、同冷却装置を備えた代表的な半導
体製造装置であるプラズマエッチング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling apparatus for a semiconductor manufacturing apparatus using a thermoelectric element module for cooling and a plasma etching apparatus equipped with the cooling apparatus, and more particularly to electric field and magnetic field conditions in a processing section of the semiconductor manufacturing apparatus. The present invention relates to a cooling device for stabilization and a plasma etching device which is a typical semiconductor manufacturing device equipped with the cooling device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、プラズマガスによってウエハ
をエッチングするプラズマエッチング装置が知られてお
り、例えば特開昭61−238985号公報に示されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma etching apparatus for etching a wafer with a plasma gas has been known and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-238985.

【0003】図19は、同公報に開示されたプラズマエ
ッチング装置101を示しており、以下、同図に基づい
て従来技術を説明する。
FIG. 19 shows a plasma etching apparatus 101 disclosed in this publication, and a conventional technique will be described below with reference to FIG.

【0004】同図において、プラズマエッチング装置1
01は、内部に反応ガスを封入した真空チャンバ102
を備えている。真空チャンバ102の内部には、プラズ
マ電極105,107が紙面上下方向に対向して設置さ
れ、下部プラズマ電極107上にはウエハ106が搭載
されている。
In FIG. 1, a plasma etching apparatus 1
01 is a vacuum chamber 102 in which a reaction gas is sealed.
Is equipped with. Inside the vacuum chamber 102, plasma electrodes 105 and 107 are installed so as to face each other in the vertical direction of the paper surface, and a wafer 106 is mounted on the lower plasma electrode 107.

【0005】高周波電源103によって、上部プラズマ
電極105と下部プラズマ電極107との間に高周波電
圧を印加することにより、反応ガスを電離させてプラズ
マ電極105,107間にプラズマガスを発生させ、ウ
エハ106をエッチングする。
By applying a high frequency voltage between the upper plasma electrode 105 and the lower plasma electrode 107 by the high frequency power source 103, the reaction gas is ionized to generate the plasma gas between the plasma electrodes 105 and 107 and the wafer 106. To etch.

【0006】下部プラズマ電極107の内部には、熱電
モジュール109が組み込まれている。図示しない電源
から熱電モジュール109に電流を流すことにより、ウ
エハ106を冷却して、エッチング深さを制御する。
A thermoelectric module 109 is incorporated inside the lower plasma electrode 107. By passing an electric current from a power source (not shown) to the thermoelectric module 109, the wafer 106 is cooled and the etching depth is controlled.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次に述べるような問題がある。即ち、従来
の熱電モジュール109においては、電流がさまざまな
経路を流れるため、下部プラズマ電極107の上方に不
規則な方向の磁界(図示せず)が発生する。この磁界
が、電離したプラズマガスに作用してその動きを歪める
ため、エッチング位置がずれたり、エッチングの深さが
ウエハ106の場所によって変化したりするという問題
がある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the conventional thermoelectric module 109, current flows through various paths, so that a magnetic field (not shown) in an irregular direction is generated above the lower plasma electrode 107. Since this magnetic field acts on the ionized plasma gas to distort its movement, there are problems that the etching position shifts and the etching depth changes depending on the location of the wafer 106.

【0008】しかも、その発生磁界は、プラズマだけで
なく電界や帯電粒子にも作用して力を及ぼすため、この
ような加工の不具合は、プラズマエッチング装置101
のみならず、電界、磁界、或いは高周波などをかけて処
理を行なうような半導体製造装置一般に発生する。
Moreover, since the generated magnetic field acts not only on the plasma but also on the electric field and the charged particles to exert a force, such a processing defect is caused by the plasma etching apparatus 101.
In addition, it is generally generated in a semiconductor manufacturing apparatus that performs processing by applying an electric field, a magnetic field, a high frequency, or the like.

【0009】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、具体的には熱電モジュールを用いた冷却装
置から発生する磁界を低減させて、安定した加工が実現
できる半導体製造装置用の冷却装置とその冷却装置を備
えたプラズマエッチング装置を提供することを目的とし
ている。
The present invention has been made in view of the above problems, and specifically, for a semiconductor manufacturing apparatus capable of realizing stable processing by reducing a magnetic field generated from a cooling device using a thermoelectric module. It is an object of the present invention to provide a cooling device and a plasma etching apparatus including the cooling device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記の目的
を達成するために、本発明は電界又は磁界中で加工がな
される半導体製造装置の冷却装置であって、複数個の熱
電素子をもつ冷却用の熱電モジュールを備えており、前
記熱電モジュールは、任意の1方向に電流が流れる第1
の経路と、前記第1の経路に対して逆方向に電流が流れ
る略同一長さの第2の経路とを備えていることを特徴と
する冷却装置を採用している。
In order to achieve the above object, the present invention is a cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus that is processed in an electric field or a magnetic field, and has a plurality of thermoelectric elements. A thermoelectric module for cooling is provided, and the thermoelectric module has a first electric current flowing in any one direction.
And a second path of substantially the same length in which an electric current flows in the opposite direction to the first path.

【0011】かかる構成によれば、第1の経路を流れる
電流によって発生する磁束が作る磁界の方向ベクトル
と、第2の経路を流れる電流によって発生する磁束が作
る磁界の方向ベクトルとが、経路の外側で互いに弱め合
う。これにより、熱電モジュールの外部に磁界が漏れな
いため、この磁界が電界や帯電粒子の運動軌跡を歪める
ことがなく、半導体の加工が好適な条件下で安定して行
われる。
According to this structure, the direction vector of the magnetic field generated by the magnetic flux generated by the current flowing through the first path and the direction vector of the magnetic field generated by the magnetic flux generated by the current flowing through the second path Weaken each other on the outside. As a result, since the magnetic field does not leak to the outside of the thermoelectric module, the magnetic field does not distort the electric field or the movement trajectory of the charged particles, and the semiconductor is stably processed under suitable conditions.

【0012】また、本発明にあっては、前記第1及び第
2の経路を垂直方向及び/又は水平方向に隣接して配す
ることが望ましい。これにより、垂直方向及び水平方向
に発生する経路外部の磁界がより確実に相殺され、電界
や帯電粒子の運動軌跡が多方向に歪められなくなる。
Further, in the present invention, it is desirable that the first and second paths are arranged adjacent to each other in the vertical direction and / or the horizontal direction. As a result, the magnetic fields outside the paths generated in the vertical direction and the horizontal direction are more reliably offset, and the electric field and the movement trajectory of the charged particles are not distorted in multiple directions.

【0013】更に上記発明にあって、第1及び第2の経
路の各電極が、その電流の流れ方向に直交して2以上に
分割されていることが望ましい。これにより、第1及び
第2の経路を流れる電流が細分化されるため、第1及び
第2の経路に発生する磁界の最大強さを低減でき、外部
に漏れる磁界を更に小さくすることができる。
Further, in the above invention, it is desirable that each electrode of the first and second paths is divided into two or more perpendicular to the direction of current flow. As a result, the current flowing through the first and second paths is subdivided, so that the maximum strength of the magnetic field generated in the first and second paths can be reduced, and the magnetic field leaking to the outside can be further reduced. .

【0014】また上記目的は、電界又は磁界中で加工が
なされる半導体製造装置用の冷却装置に係る他の発明と
して、複数個の熱電素子をもつ冷却用の熱電モジュール
を備えており、前記熱電モジュールの外部側周面の少な
くとも一部に強透磁率の材料を配することによっても効
果的に達成される。即ち、熱電モジュールの外部側周面
の少なくとも一部に強透磁率の材料を配することによ
り、熱電モジュールに流れる電流により発生する磁界の
一部は、前記強透磁率の材料の内部に集約されるように
なり、外部に漏れる磁界が減少し、電界や帯電粒子の運
動軌跡の変化を少なくすることができる。
Another object of the invention is to provide a cooling thermoelectric module having a plurality of thermoelectric elements as another invention relating to a cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus which is processed in an electric field or a magnetic field. It is also effectively achieved by disposing a material having a strong magnetic permeability on at least a part of the outer peripheral surface of the module. That is, by disposing a material having a strong magnetic permeability on at least a part of the outer peripheral surface of the thermoelectric module, a part of the magnetic field generated by the current flowing through the thermoelectric module is concentrated inside the material having a strong magnetic permeability. As a result, the magnetic field leaking to the outside is reduced, and changes in the electric field and the movement trajectory of the charged particles can be reduced.

【0015】前記発明にあって、前記熱電モジュールの
電流経路に変調波電流を流すための変調波電源を有する
ことが望ましい。例えば、直流電源と交流電源とを組み
合わせた変調波電源から熱電モジュールの電流経路に変
調波電流をながすと、熱電モジュールから発生する磁界
が時間的に変化して、周辺のサセプタや強透磁率の材料
に渦電流を発生させ、磁界を打ち消そうとするため、単
なる直流電流を流すときよりも外部に漏れる磁界も低減
できる。
In the above invention, it is desirable to have a modulation wave power supply for supplying a modulation wave current to the current path of the thermoelectric module. For example, when a modulated wave current is applied to a current path of a thermoelectric module from a modulated wave power source that is a combination of a DC power supply and an AC power supply, the magnetic field generated from the thermoelectric module changes with time, and the surrounding susceptor and strong magnetic permeability change. Since an eddy current is generated in the material to cancel the magnetic field, the magnetic field leaking to the outside can be reduced as compared with the case of simply passing a direct current.

【0016】また、この発明にあっては、熱電モジュー
ルとその周辺の金属部材との間に、更にヒートパイプを
配することが望ましい。前述のように、変調波電流を流
すことにより発生する渦電流は熱エネルギーに変換され
る。そのため、渦電流が発生した金属製サセプタや強透
磁率の材料などの周辺金属部材の温度上昇につながる。
この発明のように、熱電モジュールとその周辺の金属部
材との間に、更にヒートパイプを介装すると、それらの
金属部材から発生する熱量を急速に外部へと放出して、
それらの金属部材の温度上昇を効果的に防止する。
Further, in the present invention, it is desirable to further dispose a heat pipe between the thermoelectric module and the metal member around the thermoelectric module. As described above, the eddy current generated by passing the modulated wave current is converted into thermal energy. Therefore, the temperature of peripheral metal members such as a metal susceptor and a material having a strong magnetic permeability in which an eddy current is generated is increased.
As in the present invention, if a heat pipe is further interposed between the thermoelectric module and its surrounding metal members, the amount of heat generated from those metal members is rapidly released to the outside,
The temperature rise of those metal members is effectively prevented.

【0017】以上の点から、電界又は磁界中で加工がな
される半導体製造装置用の冷却装置であって、複数個の
熱電素子をもつ冷却用の熱電モジュールを備えており、
前記熱電モジュールは、任意の1方向に電流が流れる第
1の経路と、前記第1の経路に対して逆方向に電流が流
れる略同一長さの第2の経路とを備え、同時に前記熱電
モジュールの外部側周面の少なくとも一部に強透磁率の
材料を配すると、更に外部に漏れる磁界を減少させるこ
とができ、より安定した加工が可能となる。
From the above point of view, a cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus, which is processed in an electric field or a magnetic field, is provided with a cooling thermoelectric module having a plurality of thermoelectric elements,
The thermoelectric module includes a first path through which a current flows in any one direction and a second path through which a current flows in an opposite direction to the first path, and at the same time, the thermoelectric module If a material having a strong magnetic permeability is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the, the magnetic field leaking to the outside can be further reduced, and more stable processing can be performed.

【0018】以上の冷却装置に係る発明は、半導体製造
装置の1つであるプラズマエッチング装置に適用される
と特に効果的であって、安定したプラズマエッチング処
理が行えるようになる。即ち、プラズマガス中の電界及
び磁界の分布や、帯電粒子の運動軌跡が、プラズマ発生
に寄与しない電熱モジュールから漏れる磁界よって歪め
られることが少なく、好適で且つ安定したエッチングが
行なわれる。勿論、上記冷却装置は、電界や磁界中で処
理がなされる他の半導体製造装置にも適用することがで
きるのは当然である。
The invention relating to the cooling apparatus described above is particularly effective when applied to a plasma etching apparatus which is one of semiconductor manufacturing apparatuses, and enables stable plasma etching processing. That is, the distribution of the electric field and the magnetic field in the plasma gas and the movement trajectory of the charged particles are less likely to be distorted by the magnetic field leaking from the electrothermal module that does not contribute to plasma generation, and preferable and stable etching is performed. Needless to say, the cooling device can be applied to other semiconductor manufacturing devices that are processed in an electric field or a magnetic field.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、第1実施形態
を説明する。図1は、本実施形態に係る冷却装置を用い
た、プラズマエッチング装置1の構成図を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a configuration diagram of a plasma etching apparatus 1 using a cooling device according to this embodiment.

【0020】図1においてプラズマエッチング装置1
は、図示しない真空ポンプによって内部を真空引き自在
な、真空チャンバ2を備えている。真空チャンバ2の内
部には、所定の組成の反応ガスが所定圧力で封入されて
いる。真空チャンバ2の内部には、一対の平板状のプラ
ズマ電極5、7が紙面上下方向に対向して設置されてい
る。上部プラズマ電極5は電気的に接地され、下部プラ
ズマ電極は、ブロッキングコンデンサ4と、図示しない
整合器とを介して、高周波電源3に接続されている。
In FIG. 1, a plasma etching apparatus 1
Includes a vacuum chamber 2 in which the inside can be evacuated by a vacuum pump (not shown). A reaction gas having a predetermined composition is filled in the vacuum chamber 2 at a predetermined pressure. Inside the vacuum chamber 2, a pair of flat plate-shaped plasma electrodes 5 and 7 are installed so as to face each other in the vertical direction of the paper surface. The upper plasma electrode 5 is electrically grounded, and the lower plasma electrode is connected to the high frequency power supply 3 via the blocking capacitor 4 and a matching device (not shown).

【0021】下部プラズマ電極7上には、図示しないチ
ャックを用いてウエハが搭載されている。上部プラズマ
電極5と下部プラズマ電極7との間に高周波電圧を印加
して電界をかけることにより、反応ガスが電離または解
離され、発生したプラズマガスがウエハ6をエッチング
する。
A wafer is mounted on the lower plasma electrode 7 using a chuck (not shown). By applying a high-frequency voltage between the upper plasma electrode 5 and the lower plasma electrode 7 to apply an electric field, the reactive gas is ionized or dissociated, and the generated plasma gas etches the wafer 6.

【0022】下部プラズマ電極7は、サセプタ8と呼ば
れる金属製の基台上に搭載されており、サセプタ8の内
部には、多数の熱電素子を並べた熱電モジュール9が組
み込まれている。図1では図示しない電源及び電極を介
して、熱電素子に電流を流すことにより、熱電素子の冷
却側電極12の温度が低下し、ウエハ6を冷却する。こ
れにより、ウエハ6表面のプラズマガスの温度上昇を抑
制し、所定位置に所定深さだけエッチングを行なうこと
が可能となる。
The lower plasma electrode 7 is mounted on a metal base called a susceptor 8, and inside the susceptor 8, a thermoelectric module 9 in which a large number of thermoelectric elements are arranged is incorporated. By passing a current through the thermoelectric element via a power source and electrodes (not shown in FIG. 1), the temperature of the cooling side electrode 12 of the thermoelectric element is lowered and the wafer 6 is cooled. This makes it possible to suppress the temperature rise of the plasma gas on the surface of the wafer 6 and perform etching at a predetermined position and a predetermined depth.

【0023】図2に、本実施形態による熱電モジュール
9の構成図を示す。熱電モジュール9は、複数のn型熱
電素子10とp型熱電素子11とを交互に配すると共
に、それらの隣接する熱電素子10,11の上面同士と
下面同士とを冷却側電極12及び放熱側電極13によっ
て交互に順次接続して構成される。図2に示す実施形態
にあっては、2列の第1の熱電モジュール9aと第2の
熱電モジュール9bとが、その幅方向に隣り合って配さ
れて、熱電モジュール9を構成する。
FIG. 2 is a block diagram of the thermoelectric module 9 according to this embodiment. The thermoelectric module 9 has a plurality of n-type thermoelectric elements 10 and p-type thermoelectric elements 11 alternately arranged, and the adjacent upper and lower surfaces of the adjacent thermoelectric elements 10 and 11 are the cooling side electrode 12 and the heat radiation side. The electrodes 13 are alternately and sequentially connected. In the embodiment shown in FIG. 2, the two rows of the first thermoelectric module 9a and the second thermoelectric module 9b are arranged adjacent to each other in the width direction to form the thermoelectric module 9.

【0024】第1の熱電モジュール9aを流れる電流1
4aは、n型熱電素子10及びp型熱電素子11を介し
て上部冷却側電極12aから下部放熱側電極13aへ
と、図面の左側から右側へと順次流れ、第2の熱電モジ
ュール9aの電流14bは、n型熱電素子10及びp型
熱電素子11を介して上部冷却側電極12bから下部放
熱側電極13bへと、図面の右側から左側に向けて順次
流れるように、図示せぬ電源に接続されている。その結
果、第1の熱電モジュール9aの上部冷却側電極12a
と、第2の熱電モジュール9bの上部冷却側電極12b
とには、互いに逆向きの電流14a、14bが流され
る。
A current 1 flowing through the first thermoelectric module 9a
4a sequentially flows from the left side to the right side of the drawing from the upper cooling side electrode 12a to the lower heat radiation side electrode 13a through the n-type thermoelectric element 10 and the p-type thermoelectric element 11, and the current 14b of the second thermoelectric module 9a. Is connected to a power source (not shown) so as to sequentially flow from the upper cooling side electrode 12b to the lower heat radiation side electrode 13b from the right side to the left side in the drawing through the n-type thermoelectric element 10 and the p-type thermoelectric element 11. ing. As a result, the upper cooling side electrode 12a of the first thermoelectric module 9a
And the upper cooling side electrode 12b of the second thermoelectric module 9b
Currents 14a and 14b in opposite directions are applied to and.

【0025】図3に、図2のA−A線の矢視断面で見た
磁界28a,28bの分布状態を示す。同図において、
第1熱電モジュール9aの上部冷却側電極12aには紙
面の手前に向かう電流14bが流れ、第2熱電モジュー
ル9bの上部冷却側電極12bには、紙面の奥に向かう
電流14bが流れている。その結果、第1熱電モジュー
ル9aと第2熱電モジュール9bの各冷却側電極12
a,12b間の磁界28a,28bは、その磁界の方向
が同方向となって磁束密度が増加するのに対し、各冷却
側電極12a,12bの外側の磁界28a,28bは、
磁界の方向が互いに逆方向を向いて相殺して磁束密度が
減少する。
FIG. 3 shows a distribution state of the magnetic fields 28a and 28b as seen in a cross section taken along the line AA of FIG. In the figure,
A current 14b that flows toward the front of the paper surface flows through the upper cooling-side electrode 12a of the first thermoelectric module 9a, and a current 14b that flows toward the back of the paper surface flows through the upper cooling-side electrode 12b of the second thermoelectric module 9b. As a result, the cooling-side electrodes 12 of the first thermoelectric module 9a and the second thermoelectric module 9b
The magnetic fields 28a and 28b between a and 12b have the same magnetic field direction and the magnetic flux density increases, whereas the magnetic fields 28a and 28b outside the cooling-side electrodes 12a and 12b are:
The directions of the magnetic fields are opposite to each other to cancel each other and the magnetic flux density is reduced.

【0026】一方、この磁束密度の減少率は、第1熱電
モジュール9aの冷却側電極12bの長さと第2熱電モ
ジュール9bの冷却側電極12Aの長さとの差が小さい
ほど増加する。これにより、熱電モジュール9の列方向
に沿った外側に発生する磁界28a,28bによりプラ
ズマガスに対する様々な影響が小さくなり、エッチング
等の加工が好適に且つ安定して行なわれる。これは、放
熱側電極13b,13bにおいても、まったく同様であ
る。
On the other hand, the decrease rate of the magnetic flux density increases as the difference between the length of the cooling side electrode 12b of the first thermoelectric module 9a and the length of the cooling side electrode 12A of the second thermoelectric module 9b decreases. As a result, the magnetic fields 28a, 28b generated outside along the column direction of the thermoelectric module 9 reduce various influences on the plasma gas, and processing such as etching is suitably and stably performed. This is exactly the same for the heat dissipation side electrodes 13b and 13b.

【0027】また、図2に示すように、p型熱電素子1
1を流れる電流17は、上部冷却側電極12から下部放
熱側電極13へと流れ、n型熱電素子10を流れる電流
16は、下部放熱側電極13から上部冷却側電極12へ
と流れる。一方、第1及び第2の熱電ジュール9a,9
bに配される熱電素子は、p型熱電素子11とn型熱電
素子10とが同数ずつ配設されており、n型熱電素子1
0とp型熱電素子11とがそれぞれが隣り合っている。
従って、上部冷却側電極12から下部放熱側電極13へ
と流れるp型熱電素子11の電流17によって発生する
磁界と、下部冷却側電極13から下部放熱側電極12へ
と流れるn型熱電素子10の電流16によって発生する
磁界とは、熱電素子10,11の外側で互いに相殺しあ
い、磁束密度が小さくなる。これによって、やはり熱電
モジュール9の外部に発生する磁界が弱まり、プラズマ
に与える影響が小さくなっている。
As shown in FIG. 2, the p-type thermoelectric element 1
A current 17 flowing through 1 flows from the upper cooling side electrode 12 to the lower heat radiation side electrode 13, and a current 16 flowing through the n-type thermoelectric element 10 flows from the lower heat radiation side electrode 13 to the upper cooling side electrode 12. On the other hand, the first and second thermoelectric modules 9a, 9a
In the thermoelectric element arranged in b, the same number of p-type thermoelectric elements 11 and n-type thermoelectric elements 10 are arranged, and the n-type thermoelectric element 1
0 and the p-type thermoelectric element 11 are adjacent to each other.
Therefore, the magnetic field generated by the current 17 of the p-type thermoelectric element 11 flowing from the upper cooling side electrode 12 to the lower radiating side electrode 13, and the n-type thermoelectric element 10 flowing from the lower cooling side electrode 13 to the lower radiating side electrode 12. The magnetic field generated by the current 16 cancels each other out on the outside of the thermoelectric elements 10 and 11, and the magnetic flux density decreases. As a result, the magnetic field generated outside the thermoelectric module 9 is weakened, and the influence on the plasma is reduced.

【0028】以上説明したように、第1実施形態によれ
ば、熱電モジュール9は、上部冷却側電極12a,12
bを、電流14a,14bの向きが互いに逆方向になる
ように隣接させている。下部放熱側電極13a,13b
についても同様である。これにより、電極12,13を
流れる電流14,15から発生する磁界28が、電極1
2,13の外側で互いに弱め合うため、熱電モジュール
9の外部に発生する磁界28が小さくなる。従って、プ
ラズマガスに与える影響が小さくなり、エッチング等の
加工が好適に且つ安定して行なわれる。
As described above, according to the first embodiment, the thermoelectric module 9 includes the upper cooling side electrodes 12a, 12
b are adjacent to each other so that the directions of the currents 14a and 14b are opposite to each other. Lower heat radiation side electrodes 13a, 13b
Is also the same. As a result, the magnetic field 28 generated from the currents 14 and 15 flowing through the electrodes 12 and 13 is
The magnetic fields 28 generated outside the thermoelectric module 9 are reduced because they weaken each other outside the thermoelectric modules 2. Therefore, the influence on the plasma gas is reduced, and the processing such as etching is suitably and stably performed.

【0029】なお、第1熱電モジュール9a及び第2熱
電モジュール9bの、冷却側電極12と放熱側電極13
とは必ずしも隣接していなければならないものではな
く、並行であって逆方向に電流が流れるように配すれば
よい。しかしながら、なるべく距離を近づけて隣接させ
たほうが、磁界28aと磁界28bとが、より確実に相
殺しあい、外部に漏れる磁界28を小さくする効果が大
きい。
The cooling side electrode 12 and the heat radiation side electrode 13 of the first thermoelectric module 9a and the second thermoelectric module 9b.
Do not necessarily have to be adjacent to each other, and may be arranged so that current flows in the opposite direction in parallel. However, it is more effective that the magnetic fields 28a and 28b cancel each other more reliably and the magnetic field 28 leaking to the outside is reduced by making the distances as close to each other as possible.

【0030】図4に、第1実施形態に係る熱電モジュー
ルをサセプタ8上に配置した、第1の配置例を示す。図
4において、実線で示す矢印は、第1熱電モジュール9
aの配列とその冷却側電極12a及び放熱側電極13a
を流れる電流14a,15aの方向を示している。ま
た、破線で示す矢印は、第2熱電モジュール9bの配列
とその冷却側電極12b及び放熱側電極13bを流れる
電流14b,15bの方向を示している。
FIG. 4 shows a first arrangement example in which the thermoelectric module according to the first embodiment is arranged on the susceptor 8. In FIG. 4, the arrow indicated by the solid line indicates the first thermoelectric module 9
a array and its cooling side electrode 12a and heat dissipation side electrode 13a
The directions of the currents 14a and 15a flowing through are shown. The arrows indicated by broken lines indicate the arrangement of the second thermoelectric modules 9b and the directions of the currents 14b and 15b flowing through the cooling side electrodes 12b and the heat radiation side electrodes 13b thereof.

【0031】即ち、第1熱電モジュール9aは、始端部
において外部からサセプタ8のほぼ中心に向けてサセプ
タ8の表面に引き入れられ、サセプタ8の最外周縁に沿
って時計回りにほぼ一周させるように一段配し、その電
流14a,15aの流れる側の末端部でサセプタ8のほ
ぼ中心に向けて所要数の熱電素子10,11を配して連
結部を形成したのち、前記第2熱電モジュール9bを前
記第1段目の第1熱電モジュール9aの内周側に隣接さ
せて反時計回りにほぼ一周させるように一段配し、その
電流14b,15bの流れる側の末端部でサセプタ8の
ほぼ中心に向けて所要数の熱電素子11,10を配して
連結部を形成したのち、更に第2段目の第1熱電モジュ
ール9aを時計回りに配し、更にその内側に第2段目の
第2熱電モジュール9bを反時計回りに配すると共に、
第1熱電モジュール9a及び第2モジュール9bの末端
接続部の間を外部に引き出すように配している。第1熱
電モジュール9aの始端部の電極12aと第2熱電モジ
ュール9bの末端部の電極とは、図示せぬ電源に接続可
能としている。
That is, the first thermoelectric module 9a is drawn into the surface of the susceptor 8 from the outside toward the substantial center of the susceptor 8 at the start end portion, and is made to make a full clockwise rotation along the outermost peripheral edge of the susceptor 8. The second thermoelectric module 9b is formed by arranging one stage and arranging a required number of thermoelectric elements 10 and 11 toward the approximate center of the susceptor 8 at the end portion on the side where the currents 14a and 15a flow, and then forming the connecting portion. The first thermoelectric module 9a of the first stage is arranged adjacent to the inner peripheral side so as to make one round in a counterclockwise direction, and at the end of the side where the currents 14b and 15b flow is located approximately in the center of the susceptor 8. After arranging a required number of thermoelectric elements 11 and 10 toward each other to form a connecting portion, the second thermoelectric module 9a at the second stage is further arranged clockwise, and the second thermoelectric module 9a at the second stage is further arranged inside thereof. Thermoelectric module With placing the 9b counterclockwise,
The first thermoelectric module 9a and the second module 9b are arranged so as to be pulled out to the outside between the terminal connection portions. The electrode 12a at the starting end of the first thermoelectric module 9a and the electrode at the end of the second thermoelectric module 9b can be connected to a power source (not shown).

【0032】図4に示すように、第1熱電モジュール9
aでは電流14a,15aが水平面内で時計回りに流れ
ているのに対し、第2の熱電モジュール9bにおいて
は、電流14a,15bがその逆向きである反時計回り
に流れている。これにより、電流14,15から生成さ
れる磁界h、熱電モジュール9の外部で互いに弱め合っ
て小さくなり、磁界がプラズマガスに与える影響が小さ
くなる。
As shown in FIG. 4, the first thermoelectric module 9
In a, the currents 14a and 15a flow clockwise in the horizontal plane, whereas in the second thermoelectric module 9b, the currents 14a and 15b flow counterclockwise, which is the opposite direction. As a result, the magnetic field h generated from the currents 14 and 15 weakens each other outside the thermoelectric module 9 and becomes smaller, and the influence of the magnetic field on the plasma gas becomes smaller.

【0033】また、図4からも明らかなように、上記サ
セプタ8上を周回状にそれぞれ2段ずつ配された第1及
び第2熱電モジュール9a,9bの間の連結部と外部か
ら引き入れ、引き出される各熱電素子10,11とを流
れる電流は、実線矢印18a及び破線矢印18bで示す
ように、互いに逆向きとなっている。即ち、電流18a
は紙面を上向きに、電流18bは、その逆向きに紙面を
下向きに流れており、これらの電流18a,18bによ
って生じる磁界も電極の外側で互いに弱め合い、磁界が
プラズマガスに与える影響力を小さくしている。
Further, as is apparent from FIG. 4, the connecting portion between the first and second thermoelectric modules 9a and 9b, which are arranged in two stages on the susceptor 8 in a circular shape, are drawn in and out from the outside. The electric currents flowing through the respective thermoelectric elements 10 and 11 are opposite to each other as indicated by the solid arrow 18a and the broken arrow 18b. That is, the current 18a
Indicates that the surface of the paper is upward and the current 18b flows in the opposite direction of the paper and downward. The magnetic fields generated by the electric currents 18a and 18b also weaken each other outside the electrodes, and the magnetic field exerts a small influence on the plasma gas. is doing.

【0034】図5は、第1実施形態に係る熱電モジュー
ル9をサセプタ8上に配置した第2の配置例を示してい
る。この図において、実線矢印は第1熱電モジュール9
aのp型及びn型の熱電素子11,12を流れる電流方
向を示し、破線矢印は第1熱電モジュール9aのn型及
びp型の熱電素子10,11を流れる電流方向を示して
いる。
FIG. 5 shows a second arrangement example in which the thermoelectric module 9 according to the first embodiment is arranged on the susceptor 8. In this figure, the solid arrow indicates the first thermoelectric module 9
The current direction flowing through the p-type and n-type thermoelectric elements 11 and 12 of a is shown, and the broken line arrow shows the current direction flowing through the n-type and p-type thermoelectric elements 10 and 11 of the first thermoelectric module 9a.

【0035】この配置例によれば、サセプタ8のほぼ中
心に向けて導入された第1熱電モジュール9aの一部
が、前記サセプタ8の周縁部の一部に沿って配されたの
ち、連結部を介して第2熱電モジュール9bと接続さ
れ、同第2熱電モジュール9bは弦方向に配され、次い
で第1熱電モジュール9aに接続され、同第1熱電モジ
ュール9aは連結部を介して第2熱電モジュール9bと
は逆向きに弦方向に延びて配され、この配置を数回繰り
返して、最終段で第1熱電モジュール9aはサセプタ8
の中心側から周縁に向けて直線的に配されたのち、サセ
プタ8の最外周縁部に沿って配された第2熱電モジュー
ル9bに接続される。
According to this arrangement example, a part of the first thermoelectric module 9a introduced toward substantially the center of the susceptor 8 is arranged along a part of the peripheral portion of the susceptor 8 and then the connecting portion. Is connected to the second thermoelectric module 9b through the second thermoelectric module 9b, the second thermoelectric module 9b is arranged in the string direction, and then connected to the first thermoelectric module 9a, and the first thermoelectric module 9a is connected through the connecting portion to the second thermoelectric module 9a. It is arranged so as to extend in the chord direction in the opposite direction to the module 9b, and this arrangement is repeated several times.
After being linearly arranged from the center side to the peripheral edge, the second thermoelectric module 9b is arranged along the outermost peripheral edge portion of the susceptor 8.

【0036】このように配された熱電モジュール9に
は、図5に示すように、第1熱電モジュール9a上を実
線矢印で示す方向の電流14a,15a,18aが流
れ、第2熱電モジュール9bには破線矢印で示す方向の
電流14b,15b,18bが流れる。即ち、隣り合う
各第1熱電モジュール9aと第2熱電モジュール9bと
には、それぞれを電流14,15が逆向きに流れる。そ
の結果、それぞれの電極12,13を流れる電流14,
15から発生する磁界が、熱電モジュール9の外部で互
いに弱め合い、磁界がプラズマガスに与える影響が小さ
くな、的確で且つ安定したエッチングが行える。
In the thermoelectric module 9 arranged in this way, as shown in FIG. 5, currents 14a, 15a, 18a in the directions indicated by solid arrows on the first thermoelectric module 9a flow, and in the second thermoelectric module 9b. The currents 14b, 15b, 18b flow in the directions indicated by the dashed arrows. That is, the currents 14 and 15 flow in opposite directions in the first thermoelectric module 9a and the second thermoelectric module 9b that are adjacent to each other. As a result, the current 14 flowing through each electrode 12, 13
The magnetic fields generated from 15 weaken each other outside the thermoelectric module 9, and the effect of the magnetic field on the plasma gas is small, so that accurate and stable etching can be performed.

【0037】また、この配置例にあっても、サセプタ8
に導入される第1熱電モジュール9a及び第1及び第2
熱電モジュール9a,9bを連結する第1熱電モジュー
ル9aの各部分に流れる電流18aと、サセプタ8から
導出される第2熱電モジュール9bの部分及びサセプタ
8の最外周縁部に配される第2熱電モジュール9bにそ
れぞれ流れる電流18aとは、互いが逆方向に流れてい
るため、電極12,13の外側で磁界が弱め合い、磁界
がプラズマガスに与える影響が小さくなる。
Further, even in this arrangement example, the susceptor 8 is
First thermoelectric module 9a and first and second introduced into
A current 18a flowing through each part of the first thermoelectric module 9a connecting the thermoelectric modules 9a and 9b, a second thermoelectric module 9b derived from the susceptor 8 and a second thermoelectric element arranged on the outermost peripheral edge of the susceptor 8. Since the electric currents 18a flowing in the module 9b and the electric currents 18a flowing in the respective directions are opposite to each other, the magnetic fields weaken each other outside the electrodes 12 and 13, and the influence of the magnetic fields on the plasma gas is reduced.

【0038】図6は上記第1実施形態の熱電モジュール
9によるウエハ(サセプタ)に対する冷却時のウエハ上
における径方向の発生磁界の実験結果を示している。同
図における測定値は、熱電モジュールに5Aの直流電流
を流したときのサセプタ上方5mm、サセプタ中心を通
る熱電モジュールの導体上の任意の直線上方位置におけ
る磁束密度のスカラー量と、同一条件下での数値解析結
果とを比較表示している。
FIG. 6 shows an experimental result of a magnetic field generated in the radial direction on the wafer (susceptor) when cooled by the thermoelectric module 9 of the first embodiment. The measurement values in the figure are 5 mm above the susceptor when a direct current of 5 A is applied to the thermoelectric module, and the scalar quantity of the magnetic flux density at an arbitrary linear upper position on the conductor of the thermoelectric module passing through the center of the susceptor and under the same conditions. The numerical analysis results of are compared and displayed.

【0039】同図から理解できるように、全体的に解析
結果と一致する蛍光が見られ発生磁界強度も0.206
ガウスである。この結果は解析で求められた0.226
ガウスと比較してもよく一致している。このことから、
本実施形態に係る熱電モジュール9の磁束密度の低減効
果が実証された。
As can be seen from the figure, fluorescence that agrees with the analysis results is generally seen, and the generated magnetic field strength is 0.206.
Gauss. This result was 0.226 obtained by analysis.
It is in good agreement when compared with Gauss. From this,
The effect of reducing the magnetic flux density of the thermoelectric module 9 according to this embodiment was verified.

【0040】図7は、本発明の第2実施形態に係る熱電
モジュール9の概略構成を示している。同図に示す熱電
モジュール9も、上記第1実施形態と同様に、p型熱電
素子11と、n型熱電素子10とを交互に配置し、それ
ぞれの熱電素子10,11の上部同士及び下部同士を、
上部冷却側電極12と下部放熱側電極13とにより、そ
れぞれ交互に接続している。
FIG. 7 shows a schematic structure of a thermoelectric module 9 according to the second embodiment of the present invention. Also in the thermoelectric module 9 shown in the figure, as in the first embodiment, the p-type thermoelectric elements 11 and the n-type thermoelectric elements 10 are alternately arranged, and the upper and lower portions of the thermoelectric elements 10 and 11 are connected to each other. To
The upper cooling side electrode 12 and the lower cooling side electrode 13 are alternately connected.

【0041】また、この実施形態による熱電モジュール
9は、上記構成に加えて更に各熱電素子10,11を接
続する上部冷却側電極12の上方と下部放熱側電極13
の下方とに、柱状電極21b,21bを介して長尺平板
状の上方電極19及び下方電極20を、前記上部冷却側
電極12及び下部放熱側電極13に平行して配してい
る。なお、図示は省略しているが、熱伝導性を高めるた
めに、上方電極19と上部冷却側電極12との間、並び
に下部放熱側電極13と下方電極20との間の空間2
7,27には、それぞれ絶縁物が介挿されている。ま
た、この実施形態では、下方電極20は直流電源22の
−側に接続され、上方電極19は柱状電極21aを介し
て、直流電源22の+側に接続されている。
The thermoelectric module 9 according to this embodiment has, in addition to the above configuration, a portion above the upper cooling-side electrode 12 and a lower heat-radiating side electrode 13 for connecting the thermoelectric elements 10 and 11 together.
In the lower part of the above, a long flat plate-shaped upper electrode 19 and a lower electrode 20 are arranged in parallel with the upper cooling side electrode 12 and the lower heat radiation side electrode 13 via columnar electrodes 21b, 21b. Although not shown, a space 2 between the upper electrode 19 and the upper cooling-side electrode 12 and between the lower heat-radiating-side electrode 13 and the lower electrode 20 is provided in order to enhance thermal conductivity.
An insulator is inserted in each of 7 and 27. Further, in this embodiment, the lower electrode 20 is connected to the-side of the DC power source 22, and the upper electrode 19 is connected to the + side of the DC power source 22 via the columnar electrode 21a.

【0042】本実施形態によれば、図7に示すように、
上方電極19と冷却側電極12とは、互いに平行に対向
して設置されており、上方電極19を流れる電流23と
冷却側電極12を流れる電流14とが互いに逆方向を向
いて流れている。これにより、上方電極19及び上部冷
却側電極12から生じる磁界は、電極12,19の外側
で互いに弱め合い、磁界がプラズマガスに与える影響を
小さくする。この現象は、下部放熱側電極13を流れる
電流15と下方電極20を流れる電流24との間におい
ても同様である。
According to this embodiment, as shown in FIG.
The upper electrode 19 and the cooling side electrode 12 are installed parallel to each other, and a current 23 flowing through the upper electrode 19 and a current 14 flowing through the cooling side electrode 12 flow in directions opposite to each other. As a result, the magnetic fields generated from the upper electrode 19 and the upper cooling side electrode 12 weaken each other outside the electrodes 12 and 19 and reduce the influence of the magnetic field on the plasma gas. This phenomenon is the same between the current 15 flowing through the lower heat radiation side electrode 13 and the current 24 flowing through the lower electrode 20.

【0043】さらに、直流電源22の+側に接続された
柱状電極21aを流れる電流25と、下方電極20及び
下部電極13に結合された2個の柱状電極21bに流れ
る電流26とは、互いに逆向きとなっており、各柱状電
極21a,21bを流れる電流によって生じる磁界は、
柱状電極21a,21bの外側で互いに弱め合う。
Further, the current 25 flowing through the columnar electrode 21a connected to the + side of the DC power source 22 and the current 26 flowing through the two columnar electrodes 21b coupled to the lower electrode 20 and the lower electrode 13 are opposite to each other. The magnetic field generated by the current flowing through each of the columnar electrodes 21a and 21b is
They weaken each other outside the columnar electrodes 21a and 21b.

【0044】以上説明したように、前記第2実施形態に
よれば、上部冷却側電極12及び放下部熱側電極13に
対し、上方電極19及び下方電極20をそれぞれ対向さ
せているため、相対する上部冷却側電極12を流れる電
流14と上方電極19を流れる電流23とが互いに逆方
向に流れ、また相対する下部放熱側電極13と下方電極
20についても同様である。その結果、第1実施形態と
同様に、電流14,15,23,24から発生する磁界
が、電極12,13,19,20の外側で相殺し合って
弱められ、磁界がプラズマガスに与える影響が小さくな
り、エッチングが好適に且つ安定して行なわれる。
As described above, according to the second embodiment, the upper electrode 19 and the lower electrode 20 are opposed to the upper cooling side electrode 12 and the lower discharge heat side electrode 13, respectively. The current 14 flowing through the upper cooling side electrode 12 and the current 23 flowing through the upper electrode 19 flow in mutually opposite directions, and the same applies to the lower heat radiation side electrode 13 and the lower electrode 20 which face each other. As a result, similarly to the first embodiment, the magnetic fields generated from the currents 14, 15, 23, 24 are offset and weakened on the outside of the electrodes 12, 13, 19, 20, and the magnetic fields affect the plasma gas. Becomes smaller, and etching is performed favorably and stably.

【0045】図8は、前述の第2実施形態に係る本発明
の熱電モジュール9と、全ての電流を1方向に流すよう
に設計された従来の熱電モジュールとを、プラズマエッ
チング装置の冷却装置として使用したときの、サセプタ
8の上方10mmの部位における磁束密度の分布状態を
示している。この図から理解できるように、サセプタの
中心部における最大磁束密度が、従来の熱電モジュール
では略1.35ガウスであるのに対して、本発明の熱電
モジュール9では略0.79ガウスであって、本発明の
熱電モジュール9の磁束密度が、従来の略2倍弱となっ
ている。
FIG. 8 shows a thermoelectric module 9 of the present invention according to the second embodiment described above and a conventional thermoelectric module designed to flow all currents in one direction as a cooling device for a plasma etching apparatus. The distribution state of the magnetic flux density in the region 10 mm above the susceptor 8 when used is shown. As can be understood from this figure, the maximum magnetic flux density in the central portion of the susceptor is approximately 1.35 gauss in the conventional thermoelectric module, whereas it is approximately 0.79 gauss in the thermoelectric module 9 of the present invention. The magnetic flux density of the thermoelectric module 9 of the present invention is almost twice as low as the conventional one.

【0046】また、サセプタの中心部から径方向に0.
07m離れた部位までの間では、従来の熱電モジュール
による発生磁束密度が0.3〜0.75ガウスの間で変
動しているのに対して、本発明の熱電モジュール9では
略0.01〜0.19ガウスの間で変動しており、サセ
プタの全領域で発生磁束の密度が大幅に減少しているこ
とが分かる。
Further, the susceptor has a diameter of 0.
The magnetic flux density generated by the conventional thermoelectric module fluctuates between 0.3 and 0.75 gauss up to the portion separated by 07 m, whereas the thermoelectric module 9 of the present invention has a magnetic flux density of approximately 0.01-. It can be seen that the density fluctuates between 0.19 gauss and the density of the generated magnetic flux is significantly reduced in the entire region of the susceptor.

【0047】図9及び図10は、上記第2実施形態によ
る熱電モジュール9の第1及び第2の変形例を示してい
る。図9に示す変形例にあっては、熱電モジュール9
は、第2実施形態と同様に一段であるが、第2実施形態
とは異なり、熱電モジュール9の下方にその長さ方向に
わたって延びる下方電極20を配すると共に、端部に配
される上部冷却側電極12と前記下方電極20とが柱状
電極21にて連結されている。さらに、熱電モジュール
9の下部放熱側電極13と前記下方電極20との間の間
隙にセラミックス等の絶縁板20aが介装されている。
9 and 10 show first and second modified examples of the thermoelectric module 9 according to the second embodiment. In the modification shown in FIG. 9, the thermoelectric module 9
Is one stage as in the second embodiment, but unlike the second embodiment, a lower electrode 20 extending in the length direction is arranged below the thermoelectric module 9 and upper cooling arranged at an end portion. The side electrode 12 and the lower electrode 20 are connected by a columnar electrode 21. Further, an insulating plate 20a made of ceramics or the like is interposed in a gap between the lower heat radiation side electrode 13 of the thermoelectric module 9 and the lower electrode 20.

【0048】従って、これらの電極12,13,20で
発生する磁界が互いに相殺して弱め合い、熱電モジュー
ル9の外部に発生する磁束を小さくする。また、柱状電
極21には、紙面下向きの電流25が流れ、隣接するn
型の熱電素子11には紙面上向きの電流16が流れるた
め、柱状電極21a,21bの外側で磁界を弱め合って
いる。
Therefore, the magnetic fields generated by these electrodes 12, 13, 20 cancel each other out and weaken each other, and the magnetic flux generated outside the thermoelectric module 9 is reduced. In addition, a current 25 flowing downward in the plane of the drawing flows through the columnar electrodes 21 and the adjacent n
Since the electric current 16 flows upward in the drawing on the thermoelectric element 11 of the mold, the magnetic fields are weakened outside the columnar electrodes 21a and 21b.

【0049】同10に示す変形例では、熱電モジュール
9は、複数の熱電モジュール9を縦方向に多段に重ねて
構成されている。この変形例による熱電モジュール9
は、図6と同様に、最上部の上方電極19と、最上段の
熱電モジュール9の冷却側電極12とは近距離を挟んで
対向し、電流14,23が互いに逆向きに流れている。
また、最上段の熱電モジュール9の放熱側電極13と、
その下段の熱電モジュール9の冷却側電極12とは、同
様に対向して電流14,15が互いに逆向きに流れてい
る。他の段の電極12,13,19,20に関しても同
様である。
In the modification shown in FIG. 10, the thermoelectric module 9 is constructed by stacking a plurality of thermoelectric modules 9 in a multi-tiered manner in the vertical direction. Thermoelectric module 9 according to this modification
As in FIG. 6, the uppermost upper electrode 19 and the cooling-side electrode 12 of the uppermost thermoelectric module 9 face each other with a short distance therebetween, and currents 14 and 23 flow in directions opposite to each other.
In addition, the heat dissipation side electrode 13 of the thermoelectric module 9 at the top,
Similarly, the cooling side electrode 12 of the thermoelectric module 9 in the lower stage is opposed to each other, and currents 14 and 15 flow in directions opposite to each other. The same applies to the electrodes 12, 13, 19, 20 of the other stages.

【0050】従って、これらの電極12,13,19,
20の外側で発生する磁界が互いに相殺して弱め合い、
熱電モジュール9の外部に発生する磁束が小さくなる。
また、柱状電極21aには、紙面上向きの電流25が流
れ、柱状電極21bには紙面下向きの電流26が流れる
ため、柱状電極21a,21bの外側で磁界を弱め合っ
ている。
Therefore, these electrodes 12, 13, 19,
The magnetic fields generated outside 20 cancel each other out and weaken,
The magnetic flux generated outside the thermoelectric module 9 is reduced.
Further, since a current 25 that flows upward in the plane of the drawing flows through the columnar electrode 21a and a current 26 that flows downward in the plane of the drawing flows through the columnar electrode 21b, the magnetic fields are weakened outside the columnar electrodes 21a and 21b.

【0051】以上のように、本発明による熱電モジュー
ル9は、第1実施形態のように横方向に多段に並べる
か、或いは第2実施形態のように縦方向に多段に並べる
か、いずれかに限られるものではなく、縦方向、横方向
の双方向に、多段に並べることもできる。いずれにして
も、そこに並べられて得られる熱電モジュールにあっ
て、ある1方向に流れる電流経路に対し、これと隣接す
る電流経路に流れる電流の方向を前記1方向に対して逆
方向に流れるように構成することが肝要である。
As described above, the thermoelectric modules 9 according to the present invention are arranged in multiple rows in the horizontal direction as in the first embodiment or in multiple rows in the vertical direction as in the second embodiment. The number is not limited, and it is also possible to arrange in multiple stages in both the vertical and horizontal directions. In any case, in the thermoelectric modules obtained by arranging them in that direction, the direction of the current flowing in a current path that is adjacent to the current path flowing in one direction flows in the opposite direction to the one direction. It is essential to configure it as follows.

【0052】また、前記逆方向に流れる電流は、上述の
第2実施形態のごとく、前記1方向に流れる電流の帰還
電流を利用すればよいが、まったく別の電源から供給し
ても、同様の効果を得ることができる。
Further, as the current flowing in the reverse direction, the feedback current of the current flowing in the one direction may be used as in the second embodiment described above. The effect can be obtained.

【0053】図11は、本発明の第3実施形態による熱
電モジュールの概略構成を模式的に示している。この実
施形態に係る熱電モジュール9の基本的な構造は、上記
第1実施例と同様に、複数のn型熱電素子10とp型熱
電素子11とを交互に配すると共に、それらの隣接する
熱電素子10,11の上面同士と下面同士とを冷却側電
極12及び放熱側電極13によって交互に順次接続して
構成される。熱電モジュール9を流れる電流14は、n
型熱電素子10及びp型熱電素子11を介して上部冷却
側電極12から下部放熱側電極13へと、図面の右側か
ら左側に向けて順次流れるように、図示せぬ電源と接続
されている。
FIG. 11 schematically shows the schematic structure of a thermoelectric module according to the third embodiment of the present invention. The basic structure of the thermoelectric module 9 according to this embodiment is that a plurality of n-type thermoelectric elements 10 and p-type thermoelectric elements 11 are alternately arranged and the adjacent thermoelectric elements are arranged in the same manner as in the first example. The upper and lower surfaces of the elements 10 and 11 are alternately and sequentially connected by the cooling side electrodes 12 and the heat radiation side electrodes 13. The current 14 flowing through the thermoelectric module 9 is n
It is connected to a power source (not shown) so as to sequentially flow from the upper cooling side electrode 12 to the lower heat radiation side electrode 13 from the right side to the left side of the drawing through the die thermoelectric element 10 and the p type thermoelectric element 11.

【0054】ここで、本実施形態と第1実施形態との相
違点は、平板状の上部冷却側電極12及び下部放熱側電
極13の双方に、その電流14,15の流れる方向に長
いスリット状長孔12c,13cを、電流14,15の
流れる方向と直交する方向に複数個形成している点であ
る。このようにスリット状長孔12c,13cをもって
上部冷却側電極12及び下部放熱側電極13を流れる電
流14,15を複数に細分化することにより、各上部冷
却側電極12及び下部放熱側電極13には複数の並列電
流が流れることになり、その各々から発生する磁界強度
も小さくなるため、全体としての磁界強度のピーク値を
下げることができる。その結果、例えばプラズマガスに
熱電モジュール9から発生する磁界による弊害が大幅に
低減され、好適で安定したエッチングがなされるように
なる。
Here, the difference between this embodiment and the first embodiment is that a slit-like shape that is long in the direction in which the currents 14 and 15 flow is formed in both the plate-shaped upper cooling-side electrode 12 and the lower heat-dissipating-side electrode 13. The point is that a plurality of elongated holes 12c and 13c are formed in a direction orthogonal to the direction in which the currents 14 and 15 flow. As described above, by subdividing the currents 14 and 15 flowing through the upper cooling side electrode 12 and the lower heat radiation side electrode 13 into a plurality of slit-shaped long holes 12c and 13c, the upper cooling side electrode 12 and the lower heat radiation side electrode 13 are separated. Since a plurality of parallel currents will flow and the magnetic field strength generated from each will also be small, the peak value of the magnetic field strength as a whole can be lowered. As a result, for example, the adverse effect of the magnetic field generated from the thermoelectric module 9 on the plasma gas is significantly reduced, and suitable and stable etching can be performed.

【0055】図12は、上記第3実施形態の熱電モジュ
ール9と従来の熱電モジュールによるウェハ(サセプ
タ)に対する冷却時における径方向の発生磁界の磁束変
化を示している。同図から理解できるように、200m
m径のウェハ(サセプタ)の中心部及び周縁における最
大磁束密度が、従来の熱電モジュールでは略3.5ガウ
スを越えているのに対して、本発明の熱電モジュール9
では略2.0ガウスを僅かに越える程度であり、本実施
形態に係る熱電モジュール9の磁束密度が、従来のそれ
よりも大幅に減少している。
FIG. 12 shows a change in magnetic flux of the generated magnetic field in the radial direction during cooling of the wafer (susceptor) by the thermoelectric module 9 of the third embodiment and the conventional thermoelectric module. As you can see from the figure, 200m
The maximum magnetic flux density at the central portion and the peripheral edge of a wafer (susceptor) having an m diameter exceeds approximately 3.5 Gauss in the conventional thermoelectric module, whereas the thermoelectric module 9 of the present invention.
However, the magnetic flux density of the thermoelectric module 9 according to the present embodiment is significantly smaller than that of the conventional one.

【0056】また、サセプタの中心部から径方向に0.
07m離れた部位までの間にあっても、従来の熱電モジ
ュールによる発生磁束密度が0.3〜1.7ガウスの間
で変動しているのに対して、本発明の熱電モジュール9
では略0.2〜0.75ガウスの間で変動しており、サ
セプタの全領域で発生磁束の密度が大幅に減少している
ことも理解できる。
In addition, the center of the susceptor is 0.
The magnetic flux density generated by the conventional thermoelectric module fluctuates between 0.3 and 1.7 gauss even between the parts separated by 07 m, whereas the thermoelectric module 9 of the present invention
It can also be understood that the density of the generated magnetic flux is significantly reduced in the entire region of the susceptor because the value fluctuates between approximately 0.2 and 0.75 gauss.

【0057】図13は、本発明の第4実施形態に係る熱
電モジュールを模式的に示している。この熱電モジュー
ル9にあっても、複数のn型熱電素子10とp型熱電素
子11とを交互に配すると共に、それらの隣接する熱電
素子10,11の上面同士と下面同士とを冷却側電極1
2及び放熱側電極13によって交互に順次接続して構成
される通常の構成を採用している。熱電モジュール9を
流れる電流14は、n型熱電素子10及びp型熱電素子
11を介して上部冷却側電極12から下部放熱側電極1
3へと、図面の右側から左側に向けて1方向に順次流れ
るように、図示せぬ電源と接続されている。
FIG. 13 schematically shows a thermoelectric module according to the fourth embodiment of the present invention. Also in this thermoelectric module 9, a plurality of n-type thermoelectric elements 10 and p-type thermoelectric elements 11 are alternately arranged, and the adjacent upper and lower surfaces of the adjacent thermoelectric elements 10 and 11 are cooled side electrodes. 1
2 and the heat dissipation side electrode 13 are used as a normal structure which is alternately and sequentially connected. The current 14 flowing through the thermoelectric module 9 passes from the upper cooling side electrode 12 to the lower heat radiation side electrode 1 via the n-type thermoelectric element 10 and the p-type thermoelectric element 11.
3 is connected to a power source (not shown) so as to sequentially flow in one direction from the right side to the left side in the drawing.

【0058】本実施形態にあっては、前述の構成に加え
て、前記熱電モジュール9の全面が高透磁率の材料であ
るパーマロイ29をもって被包されている。高透磁率材
料としては、前記パーマロイに限定されるものではな
く、例えばセンダスト、各種フェライトなどを挙げるこ
とができる。
In this embodiment, in addition to the above-mentioned structure, the entire surface of the thermoelectric module 9 is covered with a permalloy 29 which is a material having a high magnetic permeability. The high magnetic permeability material is not limited to the permalloy, and examples thereof include sendust and various ferrites.

【0059】前述のように、前記熱電モジュール9の全
面を高透磁率材料により被包すると、熱電モジュール9
に流れる電流14によって発生する磁束が、高透磁率材
料に集中して流れ、熱電モジュール9の外部に漏洩する
磁束を大幅に減少させる。その結果、例えばプラズマガ
ス中の電界及び磁界の分布や、帯電粒子の運動軌跡が、
電熱モジュール9から漏洩する磁界によって歪められる
ことが少なくなり、好適で且つ安定したエッチングが行
えるようになる。
As described above, when the entire surface of the thermoelectric module 9 is covered with a high magnetic permeability material, the thermoelectric module 9
The magnetic flux generated by the current 14 flowing in the magnetic field concentrates on the high magnetic permeability material, and significantly reduces the magnetic flux leaking to the outside of the thermoelectric module 9. As a result, for example, the distribution of the electric field and magnetic field in the plasma gas and the movement trajectory of the charged particles are
It is less likely to be distorted by the magnetic field leaking from the electric heating module 9, and suitable and stable etching can be performed.

【0060】図14は、本発明の第5実施形態による熱
電モジュールを模式的に示している。本実施形態にあっ
ては、同図(a)に示すように、通常の構造を備えた単
一の熱電モジュール9の上面及び周面を、前述の第4実
施形態と同様に、パーマロイ29のような高透磁率材料
により被覆すると共に、熱電モジュール9の端子に直流
電源30及び高周波電源31を直列に接続して、熱電モ
ジュール9’に対して、同図(b)に示すような変調波
電流32を流すようにしている。
FIG. 14 schematically shows a thermoelectric module according to the fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the upper surface and the peripheral surface of a single thermoelectric module 9 having a normal structure are provided with a permalloy 29 as in the fourth embodiment. The thermoelectric module 9 ′ is coated with such a high magnetic permeability material, and the DC power source 30 and the high frequency power source 31 are connected in series to the terminals of the thermoelectric module 9 so that the modulated wave as shown in FIG. The current 32 is made to flow.

【0061】このように熱電モジュール9に対して変調
波電流32を流すようにすると、時間の経過と共に流れ
る電流32の量が変化し、そこに発生する磁界の磁束密
度も変化して、高透磁率材料に渦電流を発生させる。こ
の渦電流による発生磁界は、熱電モジュール9の外部に
漏れる磁界の磁束密度をも減少させる。その結果、高透
磁率材料による磁界のシールド機能が上昇し、プラズマ
ガス中にあっても好適で安定したエッチングを行うこと
ができる。
When the modulated wave current 32 is made to flow to the thermoelectric module 9 in this way, the amount of the current 32 flowing with the passage of time changes, and the magnetic flux density of the magnetic field generated there also changes, resulting in high permeability. Generate eddy currents in magnetic susceptibility material. The magnetic field generated by this eddy current also reduces the magnetic flux density of the magnetic field leaking to the outside of the thermoelectric module 9. As a result, the magnetic field shielding function of the high-permeability material is improved, and suitable and stable etching can be performed even in the plasma gas.

【0062】図15は、本発明の第6実施形態に係る冷
却装置の概略構成を断面で示しており、図16は同冷却
装置に用いられる熱電モジュールを模式的に示してい
る。本実施形態にあっては、上記第1実施形態と同様の
構成を備えた熱電モジュール9の上面及び周面をヒート
パイプ33で被包すると共に、同ヒートパイプ33の更
に上面及び周面を、前述の第4実施形態と同様に、パー
マロイ29により被覆すると共に、熱電モジュール9の
端子に直流電源30及び高周波電源31を直列に接続し
て、熱電モジュール9に対して上記変調波電流32を流
すようにしている。また、前記熱電モジュール9の下面
側には水やガルテンのような冷却媒体34aによる冷却
部34が更に配されている。
FIG. 15 shows a schematic structure of a cooling device according to a sixth embodiment of the present invention in cross section, and FIG. 16 schematically shows a thermoelectric module used in the cooling device. In the present embodiment, the upper surface and the peripheral surface of the thermoelectric module 9 having the same configuration as the first embodiment is covered with the heat pipe 33, and the upper surface and the peripheral surface of the heat pipe 33 are further covered. Similar to the fourth embodiment described above, the modulated wave current 32 is applied to the thermoelectric module 9 by covering it with the permalloy 29 and connecting the DC power source 30 and the high frequency power source 31 to the terminals of the thermoelectric module 9 in series. I am trying. Further, on the lower surface side of the thermoelectric module 9, there is further arranged a cooling portion 34 by a cooling medium 34a such as water or garten.

【0063】一般に、前述のごとく、渦電流が発生する
と熱エネルギーに変換されるため、同渦電流の発生金
属、本実施形態ではパーマロイ29の温度が上昇する。
そこで、同パーマロイ29を上記ヒートパイプ33によ
り急速に冷却し、温度の上昇をによる冷却機能を保証す
るようにしている。かかる構成を採用することにより、
上記第1〜第4実施形態に係る冷却装置が発揮する各機
能が相乗的に発揮されるようになり、外部に漏洩する磁
界がほとんどなくなるため、例えばプラズマ中であって
も極めて安定したエッチングを行うことができるように
なる。しかも、熱電モジュール9の下面には冷却媒体に
よる冷却部34が設けられているため、熱電モジュール
9との間で効率的に熱交換がなされるようになり、図示
せぬウェハに対して効果的な冷却が行える。
In general, as described above, when an eddy current is generated, it is converted into heat energy, so that the temperature of the metal generating the eddy current, that is, the permalloy 29 in this embodiment, rises.
Therefore, the permalloy 29 is rapidly cooled by the heat pipe 33 to ensure the cooling function by increasing the temperature. By adopting such a configuration,
Since the respective functions exerted by the cooling devices according to the first to fourth embodiments are synergistically exerted and the magnetic field leaking to the outside is almost eliminated, for example, extremely stable etching can be performed even in plasma. You will be able to do it. Moreover, since the cooling portion 34 by the cooling medium is provided on the lower surface of the thermoelectric module 9, heat can be efficiently exchanged with the thermoelectric module 9, which is effective for a wafer (not shown). Can be cooled.

【0064】図17は、前記第6実施形態による冷却装
置の変形例を示している。この変形例では、熱電モジュ
ール9の上面及び周側面を被覆したヒートパイプ33の
全上面及び全周側面に配された上記パーマロイ29に代
えて、パーマロイ29と銅やアルミニウムのような良熱
伝導性材料35とを、同心円上に交互に配している。パ
ーマロイ29と良熱伝導材料35とは、それぞれがリン
グ状であって径の異なる複数個のパーマロイ29及び良
熱伝導材料35を交互に嵌め合わせられ、最外周から2
番目に配されるパーマロイ29は内径側の一端に内側フ
ランジを設けた円筒形に形成され、最外周に配されるパ
ーマロイ29とその内側に配される良熱伝導性材料35
を、それぞれ円筒状に形成して、順次嵌め合わせて得ら
れる。かかる構成を採用することにより、熱電モジュー
ル9を流れる電流32により発生する磁界の磁力線を減
少させることができると同時に熱伝導性が向上し、サセ
プタ8と図示せぬウェハとの間の熱交換が速やかになさ
れるようになり、冷却効率が向上する。
FIG. 17 shows a modification of the cooling device according to the sixth embodiment. In this modification, in place of the permalloy 29 provided on the entire upper surface and the peripheral side surfaces of the heat pipe 33 that covers the upper surface and the peripheral side surface of the thermoelectric module 9, permalloy 29 and good thermal conductivity such as copper or aluminum. The material 35 and the material 35 are alternately arranged on the concentric circles. The permalloy 29 and the good thermal conductive material 35 are alternately fitted with a plurality of ring-shaped permalloys 29 and the good thermal conductive material 35 having different diameters.
The permalloy 29 arranged at the second position is formed in a cylindrical shape with an inner flange provided at one end on the inner diameter side, and the permalloy 29 arranged on the outermost periphery and the good heat conductive material 35 arranged inside thereof.
Are each formed into a cylindrical shape and are sequentially fitted to each other. By adopting such a configuration, the magnetic force lines of the magnetic field generated by the current 32 flowing through the thermoelectric module 9 can be reduced and at the same time the thermal conductivity is improved, so that the heat exchange between the susceptor 8 and the wafer (not shown) can be performed. This will be done promptly and the cooling efficiency will be improved.

【0065】図18は、本発明の第7実施形態に係る冷
却装置を適用したプラズマエッチング装置1の例を示
す。同図において、冷却装置は、上述の実施形態で説明
したような各種の熱電モジュール9を、サセプタ8の内
部に設けると共に、真空チャンバ2の外壁にも付設し
て、サセプタ8上のウェハ6を冷却すると同時に、真空
チャンバ2の内部をも積極的に冷却している。このとき
の、熱電モジュール9に対する電源としては、単なる直
流電源だけであってもよいが、第6実施形態と同様に変
調波電源を用いることが望ましい。
FIG. 18 shows an example of the plasma etching apparatus 1 to which the cooling device according to the seventh embodiment of the present invention is applied. In the figure, in the cooling device, various thermoelectric modules 9 as described in the above-described embodiment are provided inside the susceptor 8 and also attached to the outer wall of the vacuum chamber 2 so that the wafer 6 on the susceptor 8 is attached. At the same time as cooling, the inside of the vacuum chamber 2 is also actively cooled. At this time, the power source for the thermoelectric module 9 may be a mere DC power source, but it is desirable to use a modulated wave power source as in the sixth embodiment.

【0066】このように、本発明の熱電モジュール9を
使って、ウエハ6のみならず、真空チャンバ2の壁面や
その内部を積極的に冷却すれば、熱電モジュール9から
発生する磁界が弱いため、プラズマガスが影響を受け
ず、エッチングが好適に且つ安定して行なわれる。
As described above, if the thermoelectric module 9 of the present invention is used to positively cool not only the wafer 6 but also the wall surface of the vacuum chamber 2 and the inside thereof, the magnetic field generated from the thermoelectric module 9 is weak. The plasma gas is not affected and the etching is carried out favorably and stably.

【0067】なお、上記プラズマエッチング装置1につ
いて、図面では平行平板型のプラズマ電極5、7を備え
ている場合を示しているが、これに限られるものではな
く、例えば少なくとも一方のプラズマ電極が、コイル状
やアンテナ状でもよい。また、一方のプラズマ電極を接
地させずに、両方のプラズマ電極を高周波電源に接続す
ることもできる。さらには、真空チャンバ2内に永久磁
石などを用いて磁界をかけた状態で、プラズマを発生さ
せるようにしてもよい。
Although the plasma etching apparatus 1 is shown to include parallel plate type plasma electrodes 5 and 7 in the drawings, the present invention is not limited to this. For example, at least one plasma electrode is A coil shape or an antenna shape may be used. Further, both plasma electrodes can be connected to a high frequency power supply without grounding one plasma electrode. Furthermore, plasma may be generated in a state where a magnetic field is applied in the vacuum chamber 2 by using a permanent magnet or the like.

【0068】また、以上の説明においては、プラズマガ
スによってエッチングを行なうプラズマエッチング装置
について説明したが、本発明はエッチング装置のみに限
らず、プラズマを用いた半導体製造装置全般について応
用可能である。また、プラズマを用いた半導体製造装置
のみならず、例えば電子ビーム等の帯電粒子を用いた電
子ビーム描画装置などのように、電界をかけて半導体の
処理を行なうような半導体製造装置全般に対して応用が
可能である。
Further, in the above description, the plasma etching apparatus for performing the etching with the plasma gas has been described, but the present invention is applicable not only to the etching apparatus but also to all semiconductor manufacturing apparatuses using plasma. Further, not only for semiconductor manufacturing equipment using plasma, but also for all semiconductor manufacturing equipment that processes semiconductors by applying an electric field, such as electron beam drawing equipment using charged particles such as electron beams. It can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る冷却装置を用い
た、プラズマエッチング装置の概略構成例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration example of a plasma etching apparatus using a cooling device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態に係る冷却装置に用いられる熱電
モジュールの構成例を模式的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration example of a thermoelectric module used in the cooling device according to the first embodiment.

【図3】図2のA−A線の矢視断面で見た磁界の説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a magnetic field as seen in a cross section taken along line AA of FIG.

【図4】第1実施形態による熱電モジュールの配置例を
模式的に示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing an arrangement example of thermoelectric modules according to the first embodiment.

【図5】第1実施形態による熱電モジュールの第2の配
置例を模式的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a second arrangement example of the thermoelectric module according to the first embodiment.

【図6】第1実施形態の熱電モジュールの配置によるウ
ェハ(サセプタ)の冷却時における径方向の発生磁界の
磁束密度変化の実験値と解析値とを示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an experimental value and an analytical value of a change in magnetic flux density of a magnetic field generated in a radial direction when a wafer (susceptor) is cooled by the arrangement of the thermoelectric module of the first embodiment.

【図7】本発明の第2実施形態に係る冷却装置に適用さ
れる熱電モジュールの構成例を模式的に示す斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a configuration example of a thermoelectric module applied to the cooling device according to the second exemplary embodiment of the present invention.

【図8】第2実施形態による熱電モジュールと従来の熱
電モジュールとを使った冷却時の磁束密度の分布状態を
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a distribution state of magnetic flux density during cooling using the thermoelectric module according to the second embodiment and a conventional thermoelectric module.

【図9】第2実施形態による熱電モジュールの第1変形
例を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a first modified example of the thermoelectric module according to the second embodiment.

【図10】第2実施形態による熱電モジュールの第2変
形例を示す側面図である。
FIG. 10 is a side view showing a second modification of the thermoelectric module according to the second embodiment.

【図11】本発明の第3実施形態に係る冷却装置に適用
される熱電モジュールの構成例を模式的に示す斜視図で
ある。
FIG. 11 is a perspective view schematically showing a configuration example of a thermoelectric module applied to the cooling device according to the third exemplary embodiment of the present invention.

【図12】第3実施形態の熱電モジュールと従来の熱電
モジュールによるウェハ(サセプタ)に対する冷却時に
おける径方向の発生磁界の磁束変化を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a change in magnetic flux of a generated magnetic field in a radial direction when a wafer (susceptor) is cooled by the thermoelectric module of the third embodiment and a conventional thermoelectric module.

【図13】本発明の第4実施形態に係る冷却装置に適用
される熱電モジュールの構成例を模式的に示す斜視図で
ある。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a configuration example of a thermoelectric module applied to the cooling device according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5実施形態に係る冷却装置に適用
される熱電モジュールの構成例とその電流波形を示す説
明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration example of a thermoelectric module applied to a cooling device according to a fifth embodiment of the present invention and a current waveform thereof.

【図15】本発明の第6実施形態に係る冷却装置の構成
例を模式的に示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view schematically showing a configuration example of a cooling device according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図16】同装置に適用される熱電モジュール部を模式
的に示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view schematically showing a thermoelectric module section applied to the apparatus.

【図17】第6実施形態に係る冷却装置の変形例を模式
的に示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a modified example of the cooling device according to the sixth exemplary embodiment.

【図18】本発明の冷却装置を備えたプラズマエッチン
グ装置の概略構成を示す断面図である。
FIG. 18 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma etching apparatus provided with a cooling device of the present invention.

【図19】従来技術に係るプラズマエッチング装置の概
略構成を示す断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma etching apparatus according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマエッチング装置 2 真空チャンバ 3 高周波電源 4 キャパシタ 5 上部プラズマ電極 6 ウエハ 7 下部プラズマ電極 8 サセプタ 9 熱電モジュール 10 n型熱電素子 11 p型熱電素子 12,12a,12b 上部冷却側電極 13,13a,13b 下部放熱側電極 12c,13c スリット状長孔 14〜18 電流 18a,18b 電流 19 上方電極 20 下方電極 21a,21b 柱状電極 22 直流電源 23〜26 電流 27 空間 28 磁界 29 パーマロイ(高透磁率材料) 30 直流電源 31 高周波電源 32 変調波電流 33 ヒートパイプ 34 冷却部 34a 冷却媒体 35 良熱伝導性材料 1 Plasma etching equipment 2 vacuum chamber 3 high frequency power supply 4 capacitors 5 Upper plasma electrode 6 wafers 7 Lower plasma electrode 8 susceptor 9 Thermoelectric module 10 n-type thermoelectric element 11 p-type thermoelectric element 12,12a, 12b Upper cooling side electrode 13,13a, 13b Lower heat dissipation side electrode 12c, 13c slit-shaped long holes 14-18 current 18a, 18b current 19 Upper electrode 20 Lower electrode 21a, 21b Columnar electrodes 22 DC power supply 23-26 current 27 spaces 28 magnetic field 29 Permalloy (high permeability material) 30 DC power supply 31 high frequency power supply 32 Modulation wave current 33 heat pipe 34 Cooling unit 34a Cooling medium 35 Good thermal conductive material

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個の熱電素子をもつ冷却用の熱電モ
ジュール(9)を備えた電界又は磁界中で加工がなされ
る半導体製造装置用の冷却装置であって、 前記熱電モジュール(9)は、 任意の1方向に電流が流れる第1の経路(12a)と、 前記第1の経路(12a)に対して逆方向に電流が流れ
る略同一長さの第2の経路(12b)と、を備えてなる
ことを特徴とする半導体製造装置用の冷却装置。
1. A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus that is processed in an electric field or a magnetic field, comprising a thermoelectric module (9) for cooling having a plurality of thermoelectric elements, wherein the thermoelectric module (9) is A first path (12a) through which current flows in any one direction, and a second path (12b) of substantially the same length through which current flows in the opposite direction to the first path (12a). A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus, which comprises:
【請求項2】 前記第1及び第2の経路(12a,12
b)が垂直方向及び/又は水平方向に隣接して配されて
なることを特徴とする請求項1記載の冷却装置。
2. The first and second paths (12a, 12)
The cooling device according to claim 1, wherein b) is arranged adjacently in the vertical direction and / or the horizontal direction.
【請求項3】 前記第1及び第2の経路(12a,12
b)の各電極が、その電流の流れ方向に直交して2以上
に分割されてなることを特徴とする請求項1又は2に記
載の冷却装置。
3. The first and second paths (12a, 12)
The cooling device according to claim 1 or 2, wherein each electrode of (b) is divided into two or more perpendicular to the current flow direction.
【請求項4】 電界又は磁界中で加工がなされる半導体
製造装置用の冷却装置であって、 複数個の熱電素子をもつ冷却用の熱電モジュール(9)
を備えてなり、 前記熱電モジュール(9)の外部側周面の少なくとも一
部に高透磁率の材料が配されてなることを特徴とする半
導体製造装置用の冷却装置。
4. A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus which is processed in an electric field or a magnetic field, the cooling thermoelectric module (9) having a plurality of thermoelectric elements.
A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that a material having a high magnetic permeability is disposed on at least a part of an outer peripheral surface of the thermoelectric module (9).
【請求項5】 前記熱電モジュール(9)の電流経路
(12a,12b)に変調波電流を流すための変調波電
源を有してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の冷却装置。
5. The modulation wave power source for flowing a modulation wave current through the current paths (12a, 12b) of the thermoelectric module (9), according to claim 1. Cooling system.
【請求項6】 前記熱電モジュール(9)と前記高透磁
率の材料との間にヒートパイプが配されてなることを特
徴とする請求項4記載の冷却装置。
6. The cooling device according to claim 4, wherein a heat pipe is arranged between the thermoelectric module (9) and the high magnetic permeability material.
【請求項7】 複数個の熱電素子をもつ冷却用の熱電モ
ジュール(9)を備えた電界又は磁界中で加工がなされ
る半導体製造装置用の冷却装置であって、 前記熱電モジュール(9)は、任意の1方向に電流が流
れる第1の経路(12A)と、前記第1の経路(12
a)に対して逆方向に電流が流れる略同一長さの第2の
経路(12b)とを備え、 前記熱電モジュール(9)の外部側周面の少なくとも一
部に高透磁率の材料が配されてなる、ことを特徴とする
半導体製造装置用の冷却装置。
7. A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus which is processed in an electric field or a magnetic field, comprising a thermoelectric module (9) for cooling having a plurality of thermoelectric elements, wherein the thermoelectric module (9) is , A first path (12A) through which an electric current flows in any one direction, and the first path (12A).
and a second path (12b) of substantially the same length in which an electric current flows in the opposite direction to a), and a material having a high magnetic permeability is disposed on at least a part of the outer peripheral surface of the thermoelectric module (9). A cooling device for a semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の冷却装
置を備えてなることを特徴とするプラズマエッチング装
置。
8. A plasma etching apparatus comprising the cooling device according to claim 1.
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