JP2009238951A - 載置台、cvd装置並びにレーザ加工装置 - Google Patents

載置台、cvd装置並びにレーザ加工装置 Download PDF

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Abstract

【課題】加熱による変形を抑制できる載置台、載置台を備えるCVD装置並びにレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】 載置台が、基板が載置される第1面と、第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、載置板の第2面側に配置され、載置板を支持する第1及び第2中間部材と、第1及び第2中間部材を挟んで載置板の反対側に配置され、第1及び第2中間部材を支持する支持部と、載置板を加熱する加熱部とを備え、第1中間部材は第2面に沿って配置され、第1中間部材は第1接続点において第2面に接続され、第2中間部材は第2接続点において第2面に接続され、支持部は第3接続点において第1中間部材に接続されており、第2面に略平行な投影面上において、第1接続点は、第3接続点よりも第2接続点から離れている。
【選択図】図2

Description

本発明は、基板を載置する載置台、載置台を備えるCVD装置並びにレーザ加工装置に関する。
従来、半導体装置の製造工程において、化学的気相成長(CVD)法を用いて基板に成膜するCVD装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。CVD装置は、下部電極として機能する平板状の載置台と、載置台に対向する上部電極とを備える。基板は、載置台の第1面上に載置された状態で高温(例えば、約200℃)に保持される。載置台は、第1面の反対側に設けられる第2面の中央に接続される支持部によって、上下動可能に支持される。支持部は、CVD装置の外部に固定される。
ここで、載置台の熱が支持部を介してCVD装置の外部に伝達されることを抑制するために、通常、載置台と支持部との間には断熱体が介挿される。
特開2005−256172号公報
しかしながら、断熱体の内部では、支持部側の温度よりも載置台側の温度の方が高いため、載置台側における線膨張量は、支持部側における線膨張量よりも大きい。そのため、載置台は上部電極に向かって凸状に変形されてしまう。
このように載置台が変形された場合、載置台と上部電極との間に不均一な電界が形成されるため、基板に対して均一に成膜することが困難であるという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、加熱による変形を抑制できる載置台、CVD装置並びにレーザ加工装置を提供することを目的とする。
本発明の一の特徴に係る載置台は、基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、前記載置板の前記第2面側に配置され、前記前記載置板を支持する第1及び第2中間部材と、前記第1及び第2中間部材を挟んで前記載置板の反対側に配置され、前記第1及び第2中間部材を支持する支持部と、前記載置板を加熱する加熱部とを備え、前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、前記支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続されており、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れていることを要旨とする。
本発明の一の特徴に係る載置台によれば、載置板は、第1及び第2中間部材それぞれに局所的に接続される。また、載置板に接続される第1及び第2中間部材は分離されている。そのため、第1及び第2中間部材それぞれが温度変化により変形する場合であっても、第1及び第2中間部材それぞれの変形に応じて載置板21を変形しようとする応力が発生することを抑制できる。従って、本発明の一の特徴に係る載置台によれば、加熱による載置板の変形を抑制することができる。
本発明の一の特徴において、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点及び前記第2接続点を通る直線と、前記第2接続点及び前記第3接続点を通る直線とは、鋭角又は鈍角を成していてもよい。
本発明の一の特徴において、前記第2中間部材は、前記第2面に沿って配置され、前記支持部は、第4接続点において前記第2中間部材に接続されており、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第2接続点は、前記第4接続点よりも前記第1接続点から離れていてもよい。
本発明の一の特徴において、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1乃至第4接続点は、前記載置板の略中央を通る一直線上に位置していてもよい。
本発明の一の特徴に係るCVD装置は、CVD法を用いて基板に成膜するCVD装置であって、第1電極部と、前記第1電極部に対向する第2電極部と、前記第1電極部を支持する第1電極支持部と、前記第1電極部を加熱する加熱部とを備え、前記第1電極部は、前記基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、前記載置板の前記第2面と前記第1電極支持部との間に配置され、前記載置板を支持する第1及び第2中間部材とを有し、前記第1電極支持部は、前記第1及び第2中間部材を支持し、前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、前記第1電極支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続され、前記第1電極支持部は、第4接続点において前記第2中間部材に接続されており、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れていることを要旨とする。
本発明の一の特徴に係るレーザ加工装置は、基板にレーザ光を照射するレーザ加工装置であって、前記基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、前記載置板の前記第2面側に配置され、前記載置板を支持する第1及び第2中間部材と、前記第1及び第2中間部材を挟んで前記載置板の反対側に配置され、前記第1及び第2中間部材を支持する支持部と、前記載置板を加熱する加熱部とを備え、前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、前記支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続されており、前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れていることを要旨とする。
本発明によれば、加熱による変形を抑制できる載置台、CVD装置並びにレーザ加工装置を提供することができる。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[第1実施形態]
〈CVD装置の構成〉
以下において、本発明の第1実施形態に係るCVD装置100の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るCVD装置100の構成を示す図である。
CVD装置100は、図1に示すように、真空チャンバー10と、載置台20と、載置台支持部30と、電極部40と、電極支持部50とを備える。
真空チャンバー10は、図1に示すように、載置台20、載置台支持部30、電極部40、及び電極支持部50を収容する。
載置台20は、図1に示すように、載置板21と、中間部材22a,22bと、第1接続部材23と、第2接続部材24と、加熱部25とを備える。載置台20の構成は、本発明の特徴的部分に係るため、後に詳述する。
載置台支持部30は、真空チャンバー10内において載置台20を支持する。載置台支持部30は、図1に示すように、載置台支持板31と、載置台支持柱32とを備える。
載置台支持板31は、載置台20に接続され、載置台20を支持する。
載置台支持柱32は、載置台支持板31に接続され、載置台20を真空チャンバー10に固定する。載置台支持柱32は、載置台20を垂直方向に沿って移動させる。また、載置台支持柱32は、載置台20を水平方向から傾斜させる。
電極部40は、図1に示すように、電極板41と、第7中間部材42aと、第8中間部材42bと、第3接続部材43と、第4接続部材44と、電極カバー45とを備える。
電極板41は、平板状であり、載置板21に対向する上部電極として機能する。電極板41は、図1に示すように、載置板21の第1面211と対向する第3面413と、第3面413の反対側に設けられる第4面414と、第3面413から第4面414まで貫通する複数のガス放出孔415とを有する。即ち、電極板41は、基板上に形成する薄膜の成分を含む原料ガスを基板に向かって放出するシャワープレートとして用いられる。
第7及び第8中間部材42a,42b、第3接続部材43、及び第4接続部材44の構成については、後述する載置台20の第1及び第2中間部材22a,22b、第1接続部材23及び第2接続部材24の構成と同様であるため、説明を省略する。
電極カバー45は、電極板41と、後述する電極支持板51とに接続され、後述するガス導入管53から導入される原料ガスが滞留する空間を形成する。電極カバー45は、電極板41に設けられた複数のガス放出孔415以外から原料ガスが漏出することを防ぐ。
電極支持部50は、真空チャンバー10内において電極部40を支持する。電極支持部50は、図1に示すように、電極支持板51と、電極支持柱52と、ガス導入管53とを備える。
電極支持板51は、電極部40に接続され、電極部40を支持する。
電極支持柱52は、電極支持板51に接続され、電極部40を真空チャンバー10に固定する。
ガス導入管53は、基板上に形成する薄膜の成分を含む原料ガスを、真空チャンバー10内に導入する。
〈載置台の構成〉
次に、本発明の第1実施形態に係る載置台20の構成について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、載置台20の側面図である。また、図3は、載置台20の第2面212に略平行な投影図である。
図2に示すように、載置台20は、載置板21と、第1中間部材22aと、第2中間部材22bと、第1接続部材23と、第2接続部材24と、加熱部25とを備える。
載置板21は、平板状であり、下部電極として機能する。載置板21は、図2に示すように、基板が載置される第1面211と、第1面211の反対側に設けられる第2面212とを有する。
第1中間部材22a及び第2中間部材22bは、図2に示すように、載置板21の第2面212側に配置され、載置板21を支持する。第1中間部材22a及び第2中間部材は、載置板21の第2面212に沿って配置される。
第1中間部材22a及び第2中間部材22bは、第1接続部材23によって載置板21の第2面212に接続される。以下において、第1中間部材22a及び第2中間部材22bが載置板21の第2面212に接続される位置を、それぞれ第1接続点Aa,第2接続点Abという。また、第1中間部材22a及び第2中間部材22bは、第2接続部材24によって載置台支持部30の載置台支持板31に接続される。以下において、第1中間部材22a及び第2中間部材22bが載置台支持板31に接続される位置を、それぞれ第3接続点Ba,第4接続点Bbという。
図2及び図3に示すように、第1接続点Aaは、第3接続点Baよりも第2接続点Abから離れている。同様に、第2接続点Abは、第4接続点Bbよりも第1接続点Aaから離れている。第1接続点Aaと、第2接続点Abと、第3接続点Baと、第4接続点Bbとは、載置台20の第2面212に略平行な投影面上において、載置板21の中央点Cを通る直線D−D上に位置することが好ましい。
加熱部25は、例えばモリブデン線などにより構成されており、通電によって載置板21を所定温度に加熱する。
次に、載置板21、第1中間部材22a及び第2中間部材22bを構成する材料について説明する。例えば、載置板21の温度変化がΔT21、第1及び第2中間部材22a,22bの温度変化がそれぞれΔT22a,ΔT22bである場合について説明する。尚、第1及び第2中間部材22a,22bは、加熱部25により加熱された載置板21から第1接続部材23を介して伝達する熱により温度上昇する。
載置板21の線膨張係数がα21、第1及び第2中間部材22a,22bの線膨張係数がそれぞれα22a,α22bである場合、載置板21の常温時の長さl21に対する線膨張量Δl21と、第1及び第2中間部材22a,22bそれぞれの常温時の長さl22a,l22bに対する線膨張量Δl22a,Δl22bとは、次の式(1)乃至(3)で表される。尚、載置板21の常温時の長さl21は第1接続点Aa−第2接続点Ab間の長さとする。また、第1中間部材22aの常温時の長さl22aは第1接続点Aa−第3接続点Ba間の長さとし、第2中間部材22bの常温時の長さl22bは第2接続点Ab−第4接続点Bb間の長さとする。
Δl21=l21・α21・ΔT21 … (1)
Δl22a=l22a・α22a・ΔT22a … (2)
Δl22b=l22b・α22b・ΔT22b … (3)
ここで、第1中間部材22aは、第1接続点Aaよりも第2接続点Abに近い第3接続点Baにおいて載置台支持部30に接続される。そのため、第1中間部材22aは、第3接続点Baを基点として、第2接続点Abとは反対側に向かって伸びる。同様に、第2中間部材22bは、第4接続点Bbを基点として、第1接続点Aaとは反対側に向かって伸びる。従って、載置板21の線膨張量Δl21が、第1中間部材22aの線膨張量Δl22aと第2中間部材22bの線膨張量Δl22bとの合計値と略等しければ、載置板21を電極部40に向かって凸状あるいは凹状に変形する応力が発生せず、載置板21の第1面211を平坦に維持することができる。つまり、載置板21の第1面211が平坦である場合、次の式(4)が成立する。
Δl21=Δl22a+Δl22b
Δl21−Δl22a−Δl22b=0
21・α21・ΔT21−l22a・α22a・ΔT22a−l22b・α22b・ΔT22b=0 … (4)
従って、載置板21、第1中間部材22a及び第2中間部材22bの常温時の長さがそれぞれl21,l22a,l22bである場合に、上記の式(4)を満たす線膨張係数αをそれぞれ有する材料によって載置板21、第1中間部材22a及び第2中間部材22bを構成する。
また、図2及び図3に示すように、載置板21の常温時の長さl21は、第1中間部材22aの常温時の長さl22aと第2中間部材22bの常温時の長さl22bとの合計値よりも大きい。従って、第1中間部材22aと第2中間部材22bとを同じ材料により構成する場合、第1及び第2中間部材22a,22bを構成する材料としては、載置板21を構成する材料の線膨張係数α21よりも大きい線膨張係数α22を有する材料を用いる。
〈作用・効果〉
本発明の第1実施形態に係るCVD装置100に備えられる載置台20は、載置板21と、載置板21の第2面212側に当該第2面212に沿って配置され、載置板21を支持する第1及び第2中間部材と、載置板21を加熱する加熱部25とを有する。第1及び第2中間部材22a,22bは、第1接続点Aa、第2接続点Abにおいて載置板21の第2面212にそれぞれ接続され、第3接続点Ba、第4接続点Bbにおいて載置台支持部30にそれぞれ接続される。載置板21の第2面212に略平行な投影面上において、第1接続点Aaは、第3接続点Baよりも第2接続点Abから離れており、第2接続点Abは、第4接続点Bbよりも第1接続点Aaから離れている。
即ち、本発明の第1実施形態に係る載置台20では、載置板21は、第1接続点Aa及び第2接続点Abにおいて局所的に第1及び第2中間部材22a,22bに接続される。また、載置板21に接続される第1及び第2中間部材22a,22bは分離されている。そのため、第1及び第2中間部材22a,22bが変形する場合であっても、第1及び第2中間部材22a,22bの表面略全域が載置板21に接続される場合と比較して、第1及び第2中間部材22a,22bの変形に応じて載置板21を変形させようとする応力が発生することを抑制できる。従って、本発明の第1実施形態に係る載置台20によれば、加熱による載置板21の変形を抑制することができる。
同様にして、上述した載置台20と同様の構成を有する電極部40によれば、加熱による電極板41の変形を抑制することができる。そのため、下部電極として機能する載置板21と、上部電極として機能する電極板41との間の距離を略均一に保つことができ、均一な電界を形成することができる。従って、本発明の第1実施形態に係るCVD装置100によれば、載置板21上に載置される基板に対して、均一に成膜することができる。
また、載置板21、第1中間部材22a及び第2中間部材22bを構成する材料を、載置板21の線膨張量Δl21と、第1中間部材22aの線膨張量Δl22a及び第2中間部材22bの線膨張量Δl22bの合計値とが略等しくなるよう選択することにより、載置板21を変形しようとする応力が発生することを効果的に抑制することができる。
また、第1接続点Aaと、第2接続点Abと、第3接続点Baと、第4接続点Bbとを、載置台20の平面視において載置板21の中央点Cを通る直線D−D上に配置することにより、載置板21、第1中間部材22a及び第2中間部材22bを構成する材料を選択するために必要となる計算を容易にすることができる。
〈第1実施形態の変形例1〉
以下において、本発明の第1実施形態の変形例1に係るCVD装置100について説明する。上記した本発明の第1実施形態では、CVD装置100に備えられる載置台20が、第1及び第2中間部材22a,22bを有する場合について説明したが、本発明はこれには限定されない。例えば、載置台20は、第1及び第2中間部材22a,22bに加え、第3及び第4中間部材22c,22dを有していてもよい。
図4は、本変形例1に係る載置台20の第2面212に略平行な投影図である。第1及び第2中間部材22a,22bと、第3及び第4中間部材22c,22dとは、載置板21の第2面212側に配置され、載置板21を支持する。第1中間部材22a、第2中間部材22b、第3中間部材22c及び第4中間部材は、載置板21の第2面212に沿って配置される。
中間部材22a,22b,22c,22dは、第1接続部材23により載置板21の第2面212に接続される。また、中間部材22a,22b,22c,22dは、第2接続部材24により載置台支持部30の載置台支持板31に接続される。図4に示すように、中間部材22a,22b,22c,22dが載置板21に接続される位置を、それぞれ第1接続点Aa、第2接続点Ab、第5接続点Ac、第6接続点Adとする。また、中間部材22a,22b,22c,22dが載置台支持板31に接続される位置を、それぞれ第3接続点Ba、第4接続点Bb、第7接続点Bc、第8接続点Bdとする。第1接続点Aaは、第3接続点Baよりも、第2接続点Ab、第5接続点Ac及び第6接続点Adから離れている。同様に、第2接続点Abは、第4接続点Bbよりも、第1接続点Aa、第5接続点Ac及び第6接続点Adから離れている。同様に、第5接続点Acは、第7接続点Bcよりも、第1接続点Aa、第2接続点Ab及び第6接続点Adから離れている。同様に、第6接続点Adは、第8接続点Bdよりも、第1接続点Aa、第2接続点Ab及び第5接続点Acから離れている。
第1接続点Aaと、第3接続点Baと、第6接続点Adと、第8接続点Bdとは、第2面212に略平行な投影面上において、載置台21の対角線E−E上に位置することが好ましい。即ち、第1中間部材22aと第4中間部材22dとは、載置台21の対角線E−Eに沿って配置されることが好ましい。また、第2接続点Abと、第4接続点Bbと、第5接続点Acと、第7接続点Bcとは、第2面212に略平行な投影面上において、載置台21の対角線E−E上に位置することが好ましい。即ち、第2中間部材22bと第3中間部材22cとは、載置台21の対角線E−Eに沿って配置されることが好ましい。
載置板21の温度変化がΔT21、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dの温度変化がそれぞれΔT22a,ΔT22b,ΔT22c,ΔT22d,であり、載置板21の線膨張係数がα21、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dの線膨張係数がそれぞれα22a,α22b,α22c,α22dである場合について説明する。
載置板21のx方向における常温時の長さl21xに対する線膨張量Δl21x、及び載置板21のy方向における常温時の長さl21yに対する線膨張量Δl21yは、次の式(5)及び(6)で表される。尚、図4に示すように、載置板21のx方向における常温時の長さl21xは第1接続点Aa−第2接続点Ab間の長さとし、載置板21のy方向における常温時の長さl21yは第1接続点Aa−第5接続点Ac間の長さとする。第1接続点Aa−第2接続点Ab間の長さと、第5接続点Ac−第6接続点Ad間の長さとは、略同等とする。また、第1接続点Aa−第5接続点Ac間の長さと、第2接続点接続点Ab−第6接続点Ad間の長さとは、略同等とする。また、x方向とy方向とは直交するものとする。
Δl21x=l21x・α21・ΔT21 … (5)
Δl21y=l21y・α21・ΔT21 … (6)
また、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dそれぞれの常温時の長さl22a,l22b,l22c,l22dに対する、x方向の線膨張量Δl22ax,Δl22bx,Δl22cx,Δl22dxと、y方向の線膨張量Δl22ay,Δl22by,Δl22cy,Δl22dyとは、次の式(7)乃至(14)で表される。尚、図4に示すように、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dの常温時の長さl22a,l22b,l22c,l22dは、それぞれ、第1接続点Aa−第3接続点Ba間の長さ、第2接続点Ab−第4接続点Bb間の長さ、第5接続点Ac−第7接続点Bc間の長さ、第6接続点Ad−第8接続点Bd間の長さとする。また、図4に示すように、載置台21の対角線E−Eと、x方向に延びる直線との間の角度をθとする。
Δl22ax=Δl22a・cosθ=l22a・α22a・ΔT22a・cosθ … (7)
Δl22bx=Δl22b・cosθ=l22b・α22b・ΔT22b・cosθ … (8)
Δl22cx=Δl22c・cosθ=l22c・α22c・ΔT22c・cosθ … (9)
Δl22dx=Δl22d・cosθ=l22d・α22d・ΔT22d・cosθ … (10)
Δl22ay=Δl22a・sinθ=l22a・α22a・ΔT22a・sinθ … (11)
Δl22by=Δl22b・sinθ=l22b・α22b・ΔT22b・sinθ … (12)
Δl22cy=Δl22c・sinθ=l22c・α22c・ΔT22c・sinθ … (13)
Δl22dy=Δl22d・sinθ=l22d・α22d・ΔT22d・sinθ … (14)
ここで、載置板21のx方向における線膨張量Δl21xが、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dのx方向における線膨張量Δl22ax,Δl22bx,Δl22cx,Δl22dxの合計値と略等しく、載置板21のy方向における線膨張量Δl21yが、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dのy方向における線膨張量Δl22ay,Δl22by,Δl22cy,Δl22dyの合計値と略等しければ、載置板21を電極部40に向かって凸状あるいは凹状に変形する応力が発生せず、載置板21の第1面211を平坦に維持することができる。つまり、載置板21の第1面211が平坦である場合、次の式(15)が成立する。
21x・α21・ΔT21−cosθ(l22a・α22a・ΔT22a+l22b・α22b・ΔT22b+l22c・α22c・ΔT22c+l22d・α22d・ΔT22d)=0、かつ
21y・α21・ΔT21−sinθ(l22a・α22a・ΔT22a+l22b・α22b・ΔT22b+l22c・α22c・ΔT22c+l22d・α22d・ΔT22d)=0 … (15)
従って、載置板21のx方向及びy方向における常温時の長さがl21x,l21yであり、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dの常温時の長さがそれぞれl22a,l22b,l22c,l22dである場合に、上記の式(15)を満たす線膨張係数αをそれぞれ有する材料によって載置板21、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dを構成することにより、x方向と、y方向との双方において、載置板21が変形されることを抑制することができる。従って、載置板21の表面略全域における平坦性を維持することができる。
〈第1実施形態の変形例2〉
以下において、本発明の第1実施形態の変形例2に係るCVD装置100について説明する。上記した本発明の第1実施形態では、載置板21と載置台支持板31との間には一対の中間部材、即ち第1及び第2中間部材22a,22bが配置される場合について説明したが、本発明はこれには限定されない。例えば、載置板21と載置台支持板31との間において、複数対の中間部材22が、載置板21の表面に略垂直な方向に沿って積み重ねられていてもよい。
図5は、本変形例2に係る載置台20の側面図である。図5に示すように、載置台20は、載置板21と載置台支持板31との間において、載置板21の表面に略垂直な方向に沿って積み重ねられた三対の中間部材22、即ち、第1及び第2中間部材22a,22b、第3及び第4中間部材22c,22d、第5及び第6中間部材22e,22fを有する。また、載置台20は、第1接続部材23と、第2接続部材24と、第5接続部材26と、第6接続部材27と、加熱部25とを有する。
第1及び第2中間部材22a,22bは、第1接続部材23により、載置板21の第2面212にそれぞれ接続される。第1及び第2中間部材22a,22bが載置板21に接続される位置を、それぞれ第1接続点Aa,第2接続点Abという。また、第1及び第2中間部材22a,22bは、第2接続部材24により、第3及び第4中間部材22c,22dにそれぞれ接続される。本変形例においては、第1中間部材22aと第3中間部材22cとが接続される位置、及び第2中間部材22bと第4中間部材22dとが接続される位置を、それぞれ第3接続点Ba,第4接続点Bbという。
第3及び第4中間部材22c,22dと、第5及び第6中間部材22e,22fとは、第5接続部材26によりそれぞれ接続される。本変形例においては、第3中間部材22cと第5中間部材22eとが接続される位置、及び第4中間部材22dと第6中間部材22fとが接続される位置を、それぞれ第5接続点Ca,第6接続点Cbという。
第5及び第6中間部材22e,22fは、第6接続部材27により、載置台支持板31にそれぞれ接続される。本変形例においては、第5及び第6中間部材22e,22fが載置台支持板31に接続される位置を、それぞれ第7接続点Da,第8接続点Dbという。
図5に示すように、第1接続点Aaは、第3接続点Baよりも、第2接続点Abから離れている。同様に、第5接続点Caは、第7接続点Daよりも、第2接続点Abから離れている。同様に、第2接続点Abは、第4接続点Bbよりも、第1接続点Aaから離れている。同様に、第6接続点Cbは、第8接続点Dbよりも、第1接続点Aaから離れている。第2接続点Ba,Bb及び第4接続点Da,Dbは、第1接続点Aa,Ab及び第3接続点Ca,Cbよりも、載置板21の中央点C側に位置することが好ましい。
各中間部材22は、加熱部25により加熱された載置板21から第1接続部材23を介して伝達する熱により温度上昇する。図6は、各中間部材22が温度上昇により伸びる様子を示す図である。
第5中間部材22eは、第5接続点Caよりも第2接続点Abに近い第7接続点Daにおいて載置台支持部30に接続される。そのため、第5中間部材22eは、第4接続点Daを基点として、第2接続点Abとは反対側に向かって伸びる。同様に、第6中間部材22fは、第8接続点Dbを基点として、第1接続点Aaとは反対側に向かって伸びる。
第3中間部材22cは、第5接続点Caを基点として、第2接続点Ab側に向かって伸びる。同様に、第4中間部材22dは、第6接続点Cbを基点として、第1接続点Aa側に向かって伸びる。
第1中間部材22aは、第3接続点Baを基点として、第2接続点Abとは反対側に向かって伸びる。同様に、第2中間部材22bは、第4接続点Bbを基点として、第1接続点Aaとは反対側に向かって伸びる。
ここで、各中間部材22の上昇温度は、載置板21からの距離が大きくなるほど小さくなる。そのため、第1中間部材22a、第3中間部材22c、第5中間部材22eの順に線膨張量が小さくなる。同様に、第2中間部材22b、第4中間部材22d、第6中間部材22fの順に線膨張量が小さくなる。従って、載置板21から各中間部材22に熱が伝達することにより各中間部材22が伸びると、図6に示すように、第1接続点Aa及び第2接続点Abが、載置板21の中央点Cとは反対側に向かって移動する。
第1接続点Aa及び第2接続点Abの移動量は、載置板21の中央点Cとは反対側に向かって伸びる中間部材22(第1中間部材22a、第2中間部材22b、第5中間部材22e及び第6中間部材22f)の線膨張量と、載置板21の中央点C側に向かって伸びる中間部材22(第3中間部材22c及び第4中間部材22d)の線膨張量との差に略等しい。従って、載置板21の中央点C側に向かって伸びる中間部材22として、載置板21の中央点Cとは反対側に向かって伸びる中間部材22の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する材料を用いることによって、載置板21の線膨張量が大きい場合であっても載置板21の平坦性を維持することができる。
[第2実施形態]
以下において、本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200について説明する。尚、以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との差異について主として説明する。具体的には、上述した第1実施形態では、載置台20を備えるCVD装置100について説明したが、本第2実施形態では、載置台20を備えるレーザ加工装置200について説明する。
〈レーザ加工装置の構成〉
以下において、本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200の概略構成について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200の構成を示す図である。また、図8は、レーザ加工装置200に備えられる載置台20の第2面212に略平行な投影図である。
レーザ加工装置200は、図7に示すように、収容部60と、載置台20と、載置台支持板31とを備える。
収容部60は、図7に示すように、載置台20及び載置台支持板31を収容する。収容部60には、ガラスウールなどの断熱材が充填されていてもよい。
載置台20は、図7及び図8に示すように、載置板21と、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dと、第1接続部材23と、第2接続部材24と、加熱部25とを備える。
載置板21は、図7に示すように、平板状であり、基板が載置される第1面211と、第1面211の反対側に設けられる第2面212とを有する。第1面211上に載置される基板には、レーザヘッド(不図示)からのレーザ光が照射される。
第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dは、平板状に形成される点以外については、上述した第1実施形態の変形例1と同様であるため説明を省略する。また、第1接続部材23、第2接続部材24、及び加熱部25の構成についても、上述した第1実施形態の変形例1と同様であるため説明を省略する。
載置台支持板31は、図7に示すように、載置台20に接続され、載置台20を支持する。
〈作用・効果〉
本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200備えられる載置台20は、上述した第1実施形態の変形例1と同様にして、載置板21と、載置板21の第2面212側に当該第2面212に沿って配置され、載置板21を支持する第1乃至第4中間部材と、載置板21を加熱する加熱部25とを有する。載置板21のx方向及びy方向における常温時の長さがl21x,l21yであり、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dの常温時の長さがそれぞれl22a,l22b,l22c,l22dである場合に、載置板21、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dは、上記の式(15)を満たす線膨張係数αをそれぞれ有する材料によって構成される。
このような載置台20によれば、加熱部25による加熱により載置板21が伸びた場合であっても、x方向と、y方向との双方において、載置板21が変形されることを抑制することができる。従って、載置板21の表面略全域における平坦性を維持することができる。そのため、本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200によれば、載置板21上に載置される基板に対して、精密なレーザ加工を行うことができる。
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上述した第1実施形態では、載置板21の第2面212側に配置される第1中間部材22aと第2中間部材22bとの両方が、載置板21の第2面212に沿って配置される場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図9(a)及び(b)に示すように、第1中間部材22aだけが載置板21の第2面212に沿って配置されていてもよい。このような構成であっても、第1中間部材22aの線膨張量Δl22aを、載置台21Δl22の線膨張量と略等しくすることにより、載置台21の変形を抑制することができる。このとき、第1中間部材22aが載置板21に接続される位置を第1接続点Aa、第2中間部材22bが第1中間部材22aが載置板21に接続される位置を第2接続点Ab、第1中間部材22aが載置台支持部30に接続される位置を第3接続点Baとすると、第1接続点Aa及び第2接続点Abを通る直線F−Fと、第2接続点Ab及び第3接続点Baを通る直線G−Gとは、鋭角又は鈍角を成すことが好ましい。これらの二直線が鋭角又は鈍角を成すことにより、載置板21が伸縮する方向に関わらず、載置板21の表面略全域において平坦性を維持することができる。尚、載置台20が図9に示す構成を有する場合、第2中間部材22bは、載置台支持部30と一体であってもよく、載置板21と一体であってもよい。
また、上述した第1実施形態では載置板21の第2面212側に設けられる中間部材22の数が2つである場合について説明し、第1実施形態の変形例1では中間部材22の数が4つ設けられる場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、中間部材22の数は3つであってもよい。このとき、3つの中間部材22は、載置板21の略中央の位置を示す中央点Cを中心として対象に配置されることにより、載置板21及び中間部材22を構成する材料を選択するために必要となる計算を容易にすることができるとともに、載置板21が伸縮する方向に関わらず載置板21の表面略全域において平坦性を維持することができる。
また、上述した第1実施形態及び第2実施形態では、載置台20を備えるCVD装置100及びレーザ加工装置200について説明したが、これに限るものではない。本発明に係る載置台20は、CVD装置あるいはレーザ加工装置以外にも、基板を加熱するとともに当該基板を平坦に保持する必要がある場合に、用途に関わらず適用することができる。
また、上述した第1実施形態の変形例2では、載置板21と載置台支持板31との間に三対の中間部材22が設けられる場合について説明したが、これに限るものではなく、載置板21と載置台支持板31との間には四対以上の中間部材22が設けられていてもよい。
また、上述した第1実施形態及び第2実施形態では、載置板21から各接続部材を介して伝達する熱によって各中間部材22の温度が上昇する場合について説明したが、各中間部材22の温度制御を載置板21とは独立して行ってもよい。例えば、各中間部材22それぞれに温度センサや加熱部を設けてもよい。これによれば、載置板21の変形を簡易に抑制することができる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
以下において、本発明に係るレーザ加工装置について、実施例を挙げて具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
[平坦性評価]
以下のようにして実施例に係るレーザ加工装置を作成し、載置台の平坦性についての評価を行った。
〈実施例〉
以下のようにして、図7に示すレーザ加工装置200を作製した。具体的には、載置板21として榎本鋳鋼所製低熱膨張鋳鉄ノビナイトCN−5を使用し、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dとしてステンレス鋼SUS316を使用した。
図10は、本実施例に係るレーザ加工装置200に備えられる載置台20の第2面212に略平行な投影図であり、各箇所の寸法を示す。尚、上述したように、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dが載置板21に接続される位置を、それぞれ第1接続点Aa、第2接続点Ab、第5接続点Ac、第6接続点Adとする。また、第1乃至第4中間部材22a,22b,22c,22dが載置台支持板31に接続される位置を、それぞれ第3接続点Ba、第4接続点Bb、第7接続点Bc、第8接続点Bdとする。
具体的には、載置板21のx方向及びy方向における常温時の長さl21x,l21yは、それぞれ350mm,250mmとした。尚、x方向における常温時の長さl21xは、第1接続点Aa−第2接続点Ab間の長さ(第5接続点Ac−第6接続点Ad間の長さ)とした。また、y方向における常温時の長さl21yは、第1接続点Aa−第5接続点Ac間の長さ(第2接続点Ab−第6接続点Ad間の長さ)とした。また、載置板21のx方向の外寸は400mm、y方向の外寸は500mmとした。尚、常温とは、25℃を示す。
また、第3接続点Ba−第4接続点Bb間の長さ(第7接続点Bc−第8接続点Bd間の長さ)と、第3接続点Ba−第7接続点Bc間の長さ(第4接続点Bb−第8接続点Bd間の長さ)とは、それぞれ196mm,140mmとした。これにより、第1接続点Aa,第2接続点Ab,第5接続点Ac,第6接続点Adを頂点とする長方形の対角線上に、第3接続点Ba,第4接続点Bb,第7接続点Bc,第8接続点Bdが配置された。
〈線膨張量測定〉
次に、載置台20を加熱した場合における、載置板21の線膨張量及び中間部材22の線膨張量について検討した。例えば、載置板21のy方向の線膨張量Δl21yと、第1中間部材22aのy方向の線膨張量Δl22ay及び第3中間部材22cのy方向の線膨張量Δl22cyの合計値(Δl22ay+Δl22cy)とを比較し、これらの寸法差(Δl21y−(Δl22ay+Δl22cy))を算出した。結果を表1に示す。尚、表1において、載置板21の設定温度とは、加熱部25により加熱された載置板21の温度を示し、第1及び第3中間部材22a,22cの想定温度とは、載置板21から伝達する熱により加熱された第1及び第3中間部材22a,22cの予測される温度を示す。
Figure 2009238951
表1に示すように、載置板21を350℃に加熱した場合であっても、載置板21のy方向の線膨張量Δl21yと、第1及び第3中間部材22a,22cのy方向の線膨張量Δl22ay,Δl22cyの合計値(Δl22ay+Δl22cy)との差は、58.5μm程度であることが確認された。
〈平坦度測定〉
次に、載置板21を350℃に加熱し、載置板21の第1面211の平坦度を測定した。具体的には、載置板21の中心点Cと、中心点C以外の各点との高低差を測定した。中心点C以外の9点について、中心点Cとの高低差を測定した結果、中心点Cからの高低差は、−26μm乃至+32μmの範囲内となった。尚、負の値は中心点Cよりも低い場合の高低差、正の値は中心点Cよりも高い場合の高低差を示す。
以上より、図7に示すレーザ加工装置200を、図10に示す寸法で作製した場合、載置板21は、温度が350℃まで達しても平坦度を維持できることが確認された。
本発明の第1実施形態に係るCVD装置100の構成を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る載置台20の側面図である。 本発明の第1実施形態に係る載置台20の投影図である。 本発明の第1実施形態の変形例1に係る載置台20の第2面212に略平行な投影図である。 本発明の第1実施形態の変形例2に係る載置台20の側面図である。 本発明の第1実施形態の変形例2に係る載置台20の各中間部材22が伸びる様子を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置200の構成を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る載置台20の投影図である。 その他の実施形態に係る載置台20の構成を示す図である。 実施例に係るレーザ加工装置200に備えられる載置台20の投影図である。
符号の説明
100…CVD装置、10…真空チャンバー、20…載置台、21…載置板、211…第1面、212…第2面、22a…第1中間部材、22b…第2中間部材、22c…第3中間部材、22d…第4中間部材、22e…第5中間部材、22f…第6中間部材、23…第1接続部材、24…第2接続部材、25…加熱部、26…第5接続部材、27…第6接続部材、30…載置台支持部、31…載置台支持板、32…載置台支持柱、40…電極部、41…電極板、413…第3面、414…第4面、415…ガス放出孔、42a…第7中間部材、42b…第8中間部材、43…第3接続部材、44…第4接続部材、45…電極カバー、50…電極支持部、51…電極支持板、52…電極支持柱、53…ガス導入管、200…レーザ加工装置、60…収容部、Aa…第1接続点、Ab…第2接続点、Ac…第5接続点、Ad…第6接続点、Ba…第3接続点、Bb…第4接続点、Bc…第7接続点、Bd…第8接続点、Ca…第5接続点、Cb…第6接続点、Da…第7接続点、Db…第8接続点、C…中央点.

Claims (6)

  1. 基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、
    前記載置板の前記第2面側に配置され、前記載置板を支持する第1及び第2中間部材と、
    前記第1及び第2中間部材を挟んで前記載置板の反対側に配置され、前記第1及び第2中間部材を支持する支持部と、
    前記載置板を加熱する加熱部とを備え、
    前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、
    前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、
    前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、
    前記支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続されており、
    前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れている
    ことを特徴とする載置台。
  2. 前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点及び前記第2接続点を通る直線と、前記第2接続点及び前記第3接続点を通る直線とは、鋭角又は鈍角を成すことを特徴とする請求項1に記載の載置台。
  3. 前記第2中間部材は、前記第2面に沿って配置され、
    前記支持部は、第4接続点において前記第2中間部材に接続されており、
    前記第2面に略平行な投影面上において、前記第2接続点は、前記第4接続点よりも前記第1接続点から離れている
    ことを特徴とする請求項1に記載の載置台。
  4. 前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1乃至第4接続点は、前記載置板の略中央を通る一直線上に位置することを特徴とする請求項3に記載の載置台。
  5. CVD法を用いて基板に成膜するCVD装置であって、
    第1電極部と、
    前記第1電極部に対向する第2電極部と、
    前記第1電極部を支持する第1電極支持部と、
    前記第1電極部を加熱する加熱部とを備え、
    前記第1電極部は、
    前記基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、
    前記第2面と前記第1電極支持部との間に配置され、前記載置板を支持する第1及び第2中間部材とを有し、
    前記第1電極支持部は、前記第1及び第2中間部材を支持し、
    前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、
    前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、
    前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、
    前記第1電極支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続され、
    前記第1電極支持部は、第4接続点において前記第2中間部材に接続されており、
    前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れている
    ことを特徴とするCVD装置。
  6. 基板にレーザ光を照射するレーザ加工装置であって、
    前記基板が載置される第1面と、前記第1面の反対側に設けられる第2面とを有する載置板と、
    前記載置板の前記第2面側に配置され、前記載置板を支持する第1及び第2中間部材と、
    前記第1及び第2中間部材を挟んで前記載置板の反対側に配置され、前記第1及び第2中間部材を支持する支持部と、
    前記載置板を加熱する加熱部とを備え、
    前記第1中間部材は、前記第2面に沿って配置され、
    前記第1中間部材は、第1接続点において前記第2面に接続され、
    前記第2中間部材は、第2接続点において前記第2面に接続され、
    前記支持部は、第3接続点において前記第1中間部材に接続されており、
    前記第2面に略平行な投影面上において、前記第1接続点は、前記第3接続点よりも前記第2接続点から離れている
    ことを特徴とするレーザ加工装置。
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