JP2023033384A - ステージ装置および処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<処理装置>
最初に、一実施形態に係るステージ装置を備えた処理装置の一例について説明する。図1は、このような処理装置の一例を示す概略断面図である。
次に、一実施形態に係るステージ装置50について詳細に説明する。
図1に示すように、ステージ装置50は、冷凍機52と、冷凍伝熱体54と、ステージ56と、ステージ支持部58と、シール回転機構62と、駆動機構68とを有する。
次に、ステージ装置50のステージ支持部58の断熱構造について説明する。
上述したようにステージ支持部58は、ステージ56を回転可能に支持するものであり、冷凍伝熱体54により冷却されるステージ56と直接接触している。また、ステージ支持部58は、磁性流体シールを有するシール回転機構62と近接している。磁性流体シールは、磁性流体の温度が低下すると、シール性能が低下したり、結露が生じたりするので、これらを抑制するため、磁性流体をある程度の温度にする必要がある。また、ステージ56を回転させると磁性流体にせん断発熱が発生する。このため、シール回転機構62の温度は100℃(373K)程度の高温になり、この熱がステージ支持部58を伝熱してステージ56に入熱され、ステージ56を冷却する冷却性能を低下させる。また、ステージ支持部58は、外側から輻射熱を受け、この輻射熱も冷却性能に影響を与える。
図5は、ステージ支持部58の断熱構造の第1の例を示す断面図である。
本例では、ステージ支持部58の本体部58aは、内管581と外管582との二重管構造を有しており、内管581と外管582との間の内部空間583が真空に保持されて真空二重管構造の真空断熱構造を構成している。これにより、高い断熱性を得ることができる。また、ステージ支持部58の本体部58aの縮径部58bに対応する水平部584および585は、強度を確保するために空間が存在しない無垢板で構成されている。
図7は、ステージ支持部58の断熱構造の第2の例を示す断面図である。
本例では、第1の例と同様、ステージ支持部58の本体部58aは、内管581と外管582との二重管構造を有しており、内管581と外管582との間の空間583が真空に保持されて真空二重管構造の真空断熱構造を構成している。ただし、本例では、空間が存在しない無垢板の水平部584および586は有さず、ステージ支持部58の本体部58a全体が真空二重管構造となっている。
図8は、ステージ支持部58の断熱構造の第3の例を示す斜視図である。
本例では、内管(管状部)581の上端および下端に一対のフランジ588aおよび588bを設け、これらフランジ588aおよび588bを繋ぐように、複数のシャフト589が内管(管状部)581の外側に等間隔で配置され、複数のシャフト589により、内管(管状部)581の上端および下端が支持されている。図8に示すように、シャフト589は直線状をなしている。このとき、ステージ支持部58は真空中に設けられているため、内管(管状部)581とシャフト589との間も真空であり、真空断熱を実現することができる。また、管状部(内管581)の外側にシャフト589を設けることにより、強度(剛性)を確保しつつ、熱伝導パスを小さくして熱抵抗を大きくすることができ、冷却性能を一層高くすることができる。本例では、図8に示すように、ステージ支持部58の内管(管状部)581に縮径部58cが形成されている。
図10は、ステージ支持部58の断熱構造の第4の例を示す断面図である。
本例では、図7の第2の例と同様の、ステージ支持部58の本体部58aが内管581と外管582を有する真空二重管構造を有しているが、外管582にベローズや多段ひだのような屈曲部582aが形成されている点が第2の例とは異なっている。本例では、本体部58aの縮径部58cに屈曲部582aが形成されているが、屈曲部582aの形成位置は限定されない。
処理装置1においては、真空容器10内を真空状態とし、ステージ装置50の冷凍機52を作動させる。また、第1冷却ガスを、第1冷却ガス流路54aを介して隙間Gに供給する。
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
10;真空容器
30;ターゲット
50;ステージ装置
52;冷凍機
52a;コールドヘッド部
54;冷凍伝熱体
54a;第1冷却ガス供給路
54b;第2伝熱部
56;ステージ
56c:第1伝熱部
58;ステージ支持部
58a;本体部
58c;縮径部
62;シール回転機構
64;ベローズ
68;駆動機構
70;第1断熱構造体
71;第2断熱構造体
72;ガス流路
81,82;シール部材
581;内管
582;外管
582a;屈曲部
583;内部空間
584,585;水平部
586;透孔
587;輻射熱遮蔽体
589;シャフト
G;隙間
S;空間
W;ウエハ(被処理基板)
Claims (17)
- 真空容器内で被処理基板を保持するステージと、
前記ステージの裏面側に前記ステージと隙間を介して固定配置され、冷凍機により極低温に冷却される冷凍伝熱体と、
前記隙間に供給される、前記冷凍伝熱体の冷熱を前記ステージに伝熱するための冷却流体と、
前記ステージを回転可能に支持し、前記冷凍伝熱体の上部を覆う円筒状をなすとともに、真空断熱構造を有するステージ支持部と、
前記ステージ支持部を支持し、磁性流体によりシールされた状態で駆動機構により回転駆動される回転部と、
を備え、
前記ステージ支持部は、前記真空容器に連通する真空空間に配置され、前記ステージ支持部の本体部は、管状部と、前記管状部の外側に配置され、前記管状部の上端および下端を支持する複数のシャフトとを有する、ステージ装置。 - 前記本体部は、前記管状部の上端および下端に設けられた一対のフランジを有し、前記複数のシャフトは、前記一対のフランジを繋ぐように設けられる、請求項1に記載のステージ装置。
- 前記複数のシャフトは直線状をなす、請求項1または請求項2に記載のステージ装置。
- 前記管状部は、その軸方向中央部に縮径部を有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 前記管状部は、内管と外管からなる二重管構造を有し、前記内管と前記外管との間の内部空間が真空に保持される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 前記ステージ支持部は、前記管状部の外側に設けられた輻射熱遮蔽体をさらに有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 前記ステージは、前記被処理基板を静電吸着する静電チャックを有する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 前記隙間に供給される前記冷却流体は第1冷却ガスであり、前記第1冷却ガスは、前記冷凍伝熱体内に設けられた第1冷却ガス流路を通流して前記隙間に供給される、請求項7に記載のステージ装置。
- 前記被処理基板と前記静電チャックとの間に、前記第1冷却ガス流路とは異なる第2冷却ガス流路を介して伝熱用の第2冷却ガスが供給される、請求項7または請求項8に記載のステージ装置。
- 前記被処理基板と前記静電チャックとの間に、前記第1冷却ガス流路と連通する流路を介して前記第1冷却ガスが供給される、請求項7または請求項8に記載のステージ装置。
- 少なくとも前記冷凍機のコールドヘッド部および前記冷凍伝熱体の前記コールドヘッド部との接続部を覆うように円筒状に設けられ、真空断熱構造を有する第1断熱構造体をさらに備える、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 前記冷凍伝熱体を覆うように円筒状に設けられ、真空断熱構造を有する第2断熱構造体をさらに備える、請求項11に記載のステージ装置。
- 前記ステージ支持部と前記第2断熱構造体との間に、シール部材で封止され、前記隙間から漏出した前記第1冷却ガスが流入する空間を有し、前記空間にはガス流路が接続され、前記ガス流路は、前記空間内の第1冷却ガスを前記空間から排出させる機能、または、前記空間内に前記第1冷却ガスのカウンターフローとなる第3冷却ガスを供給する機能を有する、請求項12に記載のステージ装置。
- 前記ステージと前記冷凍伝熱体との接続部は、前記隙間が凹凸状をなすくし歯部を有する、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のステージ装置。
- 真空容器と、
前記真空容器内で被処理基板を回転可能に保持するための、請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のステージ装置と、
前記真空容器内で被処理基板に処理を施す処理機構と、
を有する、処理装置。 - 前記処理機構は、前記真空容器内の前記ステージの上方に配置された、スパッタリング成膜用のターゲットを有する、請求項15に記載の処理装置。
- 前記ターゲットは、トンネル磁気抵抗素子に用いられる磁性体を成膜する材料からなる、請求項16に記載の処理装置。
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