JPH07109033B2 - Substrate temperature control mechanism - Google Patents
Substrate temperature control mechanismInfo
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- JPH07109033B2 JPH07109033B2 JP3103770A JP10377091A JPH07109033B2 JP H07109033 B2 JPH07109033 B2 JP H07109033B2 JP 3103770 A JP3103770 A JP 3103770A JP 10377091 A JP10377091 A JP 10377091A JP H07109033 B2 JPH07109033 B2 JP H07109033B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、スパッタリング装
置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の真空処理装置にお
ける処理対象である基板を加熱又は冷却するようにした
基板温度コントロール機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate temperature control mechanism for heating or cooling a substrate to be processed in a vacuum processing apparatus such as a sputtering apparatus, a CVD apparatus or an etching apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、前記のスパッタリング装置、ＣＶ
Ｄ装置、エッチング装置等の真空処理装置における処理
対象の基板は、処理中、所定の温度に維持するべく、冷
却又は加熱することが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, the above sputtering apparatus, CV
It is known that a substrate to be processed in a vacuum processing apparatus such as a D apparatus or an etching apparatus is cooled or heated in order to maintain a predetermined temperature during processing.
【０００３】基板の冷却又は加熱をする為の機構には、
種々の構造のものがあり、基板の裏面側より温度コント
ロールされた、冷却又は加熱用ガス（例えばアルゴン等
の不活性ガス）を吹き付けるようにした機構も基板温度
コントロール機構として知られていた（特開昭５８−１
３２９３７号、特開昭６２−５０４６２号）。Mechanisms for cooling or heating the substrate include
There are various structures, and a mechanism in which a cooling or heating gas (for example, an inert gas such as argon) whose temperature is controlled from the back surface side of the substrate is blown is also known as a substrate temperature control mechanism (special feature). Kai 58-1
32937, JP-A-62-50462).
【０００４】温度コントロールされたガスを基板の裏面
に吹き付けるようにした機構の構造は、図７および図８
に示したようになっていた。The structure of the mechanism in which the temperature-controlled gas is blown to the back surface of the substrate is shown in FIGS.
It was as shown in.
【０００５】即ち図７の機構では、処理対象である基板
１が基板ホルダー２へ、押え３を介して支持できるよう
になっていると共に、基板ホルダー２の基板１との対向
面には小孔４が穿設されて、導入パイプ５を通して導い
たガスが基板１の裏面に吹き付けられるようになってい
る。そして導入パイプ５を通して導かれるガスは基板ホ
ルダー２の外側に設けた抵抗加熱ユニット６で加熱さ
れ、又はフランジ７に設けた循環路８へ水、その他の冷
媒を循環させることによって冷却されるようになってい
る。That is, in the mechanism shown in FIG. 7, the substrate 1 to be processed can be supported on the substrate holder 2 via the presser 3, and the surface of the substrate holder 2 facing the substrate 1 has a small hole. 4 is provided so that the gas introduced through the introduction pipe 5 is blown to the back surface of the substrate 1. Then, the gas introduced through the introduction pipe 5 is heated by the resistance heating unit 6 provided outside the substrate holder 2 or cooled by circulating water or another refrigerant to the circulation path 8 provided in the flange 7. Has become.
【０００６】又、図８の機構では、基板１が基板ホルダ
ー２へ押え３を介して支持できるようになっていると共
に、導入パイプ５を通して導かれて、基板１の裏面に吹
き付けられるガスは、基板ホルダー２に埋設したシーズ
ヒータ９により加熱され、又は基板ホルダー２に設けた
循環路８に冷媒を流すことによって冷却されるようにな
っている。Further, in the mechanism of FIG. 8, the substrate 1 can be supported on the substrate holder 2 via the presser 3, and the gas introduced through the introduction pipe 5 and blown to the back surface of the substrate 1 is It is designed to be heated by a sheathed heater 9 embedded in the substrate holder 2 or cooled by flowing a refrigerant through a circulation path 8 provided in the substrate holder 2.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図７および図８に示し
たような従来の温度コントロール機構は、迅速な温度コ
ントロールができない問題点があった。The conventional temperature control mechanism as shown in FIGS. 7 and 8 has a problem that it cannot control the temperature quickly.
【０００８】即ち図７の機構では、抵抗加熱ユニット６
が大気側へ配置されている為に、大気側への熱の放出が
大きいと共に、抵抗加熱ユニット自体の熱容量も大きい
ので、基板の温度を高速で昇温、又は降温させることが
難しかった。That is, in the mechanism of FIG. 7, the resistance heating unit 6
Since it is arranged on the atmosphere side, the heat release to the atmosphere side is large and the heat capacity of the resistance heating unit itself is large. Therefore, it is difficult to raise or lower the temperature of the substrate at a high speed.
【０００９】又、図８の機構では、シーズヒータ９が基
板ホルダー２内に埋設設置されている為、大気側への熱
の放散は防止できるものの、基板ホルダー２が大型化し
て熱容量の大きなものとなり、基板の温度を高速で昇温
又は降温させることが難しかった。Further, in the mechanism shown in FIG. 8, since the sheathed heater 9 is embedded in the substrate holder 2, it is possible to prevent heat from being dissipated to the atmosphere side, but the substrate holder 2 becomes large and has a large heat capacity. Therefore, it is difficult to raise or lower the temperature of the substrate at high speed.
【００１０】従って、基板に対して所要の処理を行う場
合に、基板の温度が所定の温度に到達するまでの時間が
処理上ロスタイムとして必要となり、処理の能率も損わ
れていた。又、例えばスパッタ処理中に基板が熱（スパ
ッタ熱）などを受けて昇温した場合などに、ヒーターパ
ワーを制御して、基板を一定の温度に保つことが難しか
った。Therefore, when the substrate is subjected to the required processing, the time required for the temperature of the substrate to reach the predetermined temperature is required as the processing loss time, and the processing efficiency is impaired. Further, for example, when the substrate receives heat (sputtering heat) or the like during the sputtering process to increase its temperature, it is difficult to control the heater power to keep the substrate at a constant temperature.
【００１１】この発明は以上のような問題点に鑑みてな
されたもので、加熱源の熱的ロスを無くした基板温度コ
ントロール機構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 an object of the present invention is to provide a substrate temperature control mechanism which eliminates the thermal loss of the heating source.
【００１２】又、この発明は、加熱源の熱容量を小さく
した基板温度コントロール機構を提供することも目的と
している。Another object of the present invention is to provide a substrate temperature control mechanism in which the heat capacity of the heating source is reduced.
【００１３】更にこの発明は、基板に対する所要の処理
が高速で能率良くできるようにした基板温度コントロー
ル機構を提供することも目的としている。A further object of the present invention is to provide a substrate temperature control mechanism capable of performing required processing on a substrate at high speed and efficiently.
【００１４】[0014]
【課題を解決する為の手段】この発明の基板温度コント
ロール機構は、真空容器の開口部を塞ぐフランジ盤体の
内側面に設置された基板の支持部と、前記フランジ盤体
を通して基板の支持部へ導かれ、基板の裏面に吹き付け
られるガスの導入手段と、前記支持部と対向するよう
に、フランジ盤体へ取付けられた加熱用のランプヒータ
と、前記フランジ盤体内に、前記ランプヒータの設置領
域に対向させて設けた冷却媒体の循環路とを有すること
を特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION A substrate temperature control mechanism of the present invention includes a substrate support portion installed on an inner surface of a flange board for closing an opening of a vacuum container, and a substrate support portion through the flange board. Introduction means of gas blown to the back surface of the substrate, a lamp heater for heating attached to the flange plate so as to face the supporting portion, and the lamp heater installed in the flange plate. And a cooling medium circulation path provided so as to face the area.
【００１５】前記ランプヒータとしては、例えば赤外線
ランプが使用される。An infrared lamp, for example, is used as the lamp heater.
【００１６】[0016]
【作用】この発明の基板温度コントロール機構において
は、基板の裏面に吹きけられるガスの加熱源をランプヒ
ータとし、かつ大気側へ露出しないように設置したの
で、熱的ロスが少くでき、かつ熱容量も小さく構成さ
れ、基板の温度を高速で昇温させることができる。又、
基板の温度を降温させる場合も、冷却媒体の循環路をラ
ンプヒータの設置領域に対向させて設けた構造と熱容量
の小さいランプヒータの構造とが相俟って高速に変化さ
せることができる。又、このように基板の温度を高速で
昇温又は降温することができるので、スパッタ熱など、
基板が外部より熱を受けるような場合にも、ランプヒー
ターのパワーを制御して基板の温度を一定に保つことを
可能にできる。In the substrate temperature control mechanism of the present invention, the heating source of the gas blown to the back surface of the substrate is the lamp heater and it is installed so as not to be exposed to the atmosphere side, so that the thermal loss can be reduced and the heat capacity can be reduced. Is also small, and the temperature of the substrate can be raised at high speed. or,
Even when the temperature of the substrate is lowered, the structure in which the circulation path of the cooling medium is opposed to the installation region of the lamp heater and the structure of the lamp heater having a small heat capacity can be changed at a high speed. In addition, since the temperature of the substrate can be raised or lowered at a high speed in this way, spatter heat, etc.
Even if the substrate receives heat from the outside, the power of the lamp heater can be controlled to keep the temperature of the substrate constant.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、この発明の実施例を図１を参照して説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１８】図中１が基板であって、真空容器１１の開
口部１２を塞ぐフランジ盤体１３の内側面に設置された
基板支持部１４に押え３を介して取付け得るようになっ
ている。前記基板支持部１４は、フランジ盤体１３の内
側に張設した仕切板１５に微間隙１６を保って重合設置
した支持板体１７により構成されており、支持板体１７
の周縁には環状突条１８が設けられ、押え３で支持され
た基板１と支持板体１７の間にも微間隙１９が保たれる
ようになっている。In the figure, reference numeral 1 denotes a substrate, which can be attached via a retainer 3 to a substrate support portion 14 installed on the inner surface of a flange plate 13 that closes the opening 12 of the vacuum container 11. The substrate support portion 14 is composed of a support plate body 17 that is superposed on a partition plate 15 stretched inside the flange plate body 13 with a minute gap 16 therebetween.
An annular ridge 18 is provided on the peripheral edge of, and a minute gap 19 is maintained between the substrate 1 supported by the retainer 3 and the support plate 17.
【００１９】前記仕切板１５の中央部には、フランジ盤
体１３の中央に形成した貫通孔２０を通して導入した導
入パイプ２１の先端部が連結されて、前記微間隙１６と
導入パイプ２１が連通させてある。そして前記支持板体
１７の中央部にも小孔２２が穿設されており、導入パイ
プ２１を通して導入されたガスは微間隙１６に達した
後、小孔２２よりもう一方の微間隙１９へ達し、基板１
の裏面に吹き付けられるようになっている。The tip of an introducing pipe 21 introduced through a through hole 20 formed in the center of the flange plate 13 is connected to the central portion of the partition plate 15 so that the fine gap 16 and the introducing pipe 21 communicate with each other. There is. A small hole 22 is also formed in the center of the support plate 17, and the gas introduced through the introduction pipe 21 reaches the minute gap 16 and then reaches the other minute gap 19 through the small hole 22. , Substrate 1
It is designed to be sprayed on the back side of.
【００２０】前記フランジ盤体１３と仕切板１５によっ
て囲まれた空間２８には、仕切板１５と対向するように
複数の赤外線ランプ２３が設置してあると共に、フラン
ジ盤体１３内には、赤外線ランプ２３を設置した領域に
亘る空洞２４が形成してある。そして空洞２４には、フ
ランジ盤体１３を貫通して設けた２本のパイプ２５、２
６を連通させて、冷却媒体（例えば水）の循環路２７を
構成してある。In the space 28 surrounded by the flange plate 13 and the partition plate 15, a plurality of infrared lamps 23 are installed so as to face the partition plate 15, and the flange plate body 13 has infrared rays. A cavity 24 is formed over the area where the lamp 23 is installed. Then, in the cavity 24, two pipes 25, 2 provided so as to penetrate the flange plate body 13
A circulation path 27 for a cooling medium (for example, water) is formed by communicating 6 with each other.
【００２１】上記実施例において、導入パイプ２１を通
して、ガスを給送すると、ガスは微間隙１６において仕
切板１５を介して赤外線ランプ２３の熱により加熱され
た後、又は仕切板１５を介して循環路２７を流通する冷
却媒体により冷却された後、小孔２２より基板１の裏面
に吹き付けられる。従って基板１を加熱又は冷却し、所
望の温度にコントロールすることができる。In the above embodiment, when the gas is fed through the introduction pipe 21, the gas is heated by the heat of the infrared lamp 23 through the partition plate 15 in the minute gap 16, or circulates through the partition plate 15. After being cooled by the cooling medium flowing through the passage 27, it is sprayed onto the back surface of the substrate 1 through the small holes 22. Therefore, the substrate 1 can be heated or cooled and controlled to a desired temperature.
【００２２】加熱源は、フランジ盤体１３と仕切板１５
の間に設置した赤外線ランプ２３としたので、大気側へ
放散される熱量を小さくし、加熱を有効に行うことがで
きる。又、加熱源の熱容量も小さいので、昇温を高速化
することができる。一方、冷却媒体の循環路２７が加熱
源とした赤外線ランプ２３の設置領域に対向させて設け
てあるので、冷却の効率が良く、加熱源の小さい熱容量
と相俟って冷却を高速化することもできる。The heating sources are the flange plate 13 and the partition plate 15.
Since the infrared lamp 23 is installed between the two, it is possible to reduce the amount of heat radiated to the atmosphere side and effectively perform heating. Moreover, since the heat capacity of the heating source is small, the temperature can be raised at high speed. On the other hand, since the circulation path 27 for the cooling medium is provided so as to face the installation area of the infrared lamp 23 used as the heating source, the cooling efficiency is good, and the cooling speed is increased in combination with the small heat capacity of the heating source. You can also
【００２３】この結果、基板１の温度コントロールを迅
速に行うことができ、処理におけるロスタイムを少くす
ることができると共に、基板１が外部から熱的影響（ス
パッタ熱など）を受ける場合でも、赤外線ランプ２３に
与えるパワーをコントロールして基板１の温度が一定と
なるように制御することもできる。As a result, the temperature of the substrate 1 can be quickly controlled, the loss time in the process can be reduced, and the infrared lamp can be used even when the substrate 1 is thermally affected by the outside (such as heat of sputtering). It is also possible to control the power applied to 23 so that the temperature of the substrate 1 becomes constant.
【００２４】次に基板１を高温に加熱する場合に好適な
実施例について、図２以下を参照して説明する。Next, a preferred embodiment for heating the substrate 1 to a high temperature will be described with reference to FIG.
【００２５】この実施例では仕切板１５とフランジ盤体
１３の間に環状の熱絶縁スペーサー３１を介在させて、
循環路２７を流れる水その他の冷却媒体で冷却されるフ
ランジ盤体１３と、仕切板１５との接触面積を少なくし
ている。前記仕切板１５は、周縁部に、熱絶縁スペーサ
ー３１に代えて環状突条を設けるようにしても良い。
又、仕切板１５と支持板体１７とは周縁部と中央当接部
においてロー付により接合されていると共に、フランジ
盤体１３を貫通させて導入したガス導入パイプ３２の先
端部は、仕切板１５に形成した透孔３３へ嵌入し、該部
もロー付により接合されている。然して仕切板１５と支
持板体１７の間に形成された微間隙１６が密閉タイプと
してある。尚、仕切板１５と支持板体１７の中央当接部
のロー付はしなくても良い。In this embodiment, an annular heat insulating spacer 31 is interposed between the partition plate 15 and the flange plate body 13,
The contact area between the partition plate 15 and the flange plate body 13 cooled by water or other cooling medium flowing through the circulation path 27 is reduced. The partition plate 15 may be provided with an annular ridge at the peripheral edge instead of the heat insulating spacer 31.
Further, the partition plate 15 and the support plate body 17 are joined by brazing at the peripheral edge portion and the central contact portion, and the tip end portion of the gas introduction pipe 32 introduced through the flange plate body 13 has a partition plate. It is fitted into the through hole 33 formed in 15, and this portion is also joined by brazing. However, the fine gap 16 formed between the partition plate 15 and the support plate body 17 is of a sealed type. The central contact portion between the partition plate 15 and the support plate 17 may not be brazed.
【００２６】支持板体１７の周縁部には、前記実施例と
同様に、環状突条１８が形成されて、基板１との間に微
間隙１９が保たれるようになっている。この微間隙１９
については、ギャップの距離が小さくなればなる程、
又、支持板体１７と基板１の間の気体圧力の圧力が高く
なればなる程、熱伝導率が良くなることが一般に知られ
ている。従って、環状突条１８の高さは、極力低くする
ことが望ましい。然し乍ら、基板１が支持板体１７に部
分的に接触するようになると、接触している部分と接触
していない部分に温度差が生ずるようになる。従って、
環状突条１８の高さは、基板１が支持板体１７に接触し
ない限度で可能な限り低く形成してある。An annular projection 18 is formed on the peripheral portion of the support plate 17 in the same manner as in the above embodiment so that a minute gap 19 is maintained between the support plate 17 and the substrate 1. This fine gap 19
For, the smaller the gap distance,
It is generally known that the higher the gas pressure between the support plate 17 and the substrate 1, the better the thermal conductivity. Therefore, it is desirable that the height of the annular protrusion 18 be as low as possible. However, when the substrate 1 comes into partial contact with the support plate body 17, a temperature difference occurs between the contacting portion and the non-contacting portion. Therefore,
The height of the annular protrusion 18 is formed as low as possible without the substrate 1 coming into contact with the support plate 17.
【００２７】この実施例によれば、微間隙１６を密閉タ
イプとしたので、伝熱媒体であるガスの漏れを無くすこ
とができ、ガスを有効に加熱又は冷却することができ
る。又、仕切板１５とフランジ盤体１３の間に熱絶縁ス
ペーサー３１を介在させたので、仕切板１５の加熱効率
が向上し、基板１を高温（例えば約５００〜６００℃付
近）に加熱する温度調節が迅速にできるようになる。According to this embodiment, since the fine gap 16 is of the closed type, it is possible to eliminate the leakage of the gas which is the heat transfer medium and to effectively heat or cool the gas. Further, since the heat insulating spacer 31 is interposed between the partition plate 15 and the flange plate body 13, the heating efficiency of the partition plate 15 is improved, and the temperature at which the substrate 1 is heated to a high temperature (for example, about 500 to 600 ° C.). Adjustment can be done quickly.
【００２８】これらのことを確認する実験を行った。第
３図は、ガス導入パイプ２１、３２を通してアルゴンガ
スを一定の流量で流した時のギャップ距離と微間隙１９
の圧力の関係である。図中ａは図１に示した構造で、微
間隙を０．８mmとした時、ｂは図２に示した構造で、微
間隙を０．８mmとした時、ｃは同じく微間隙を０．２mm
とした時、ｄは同じく微間隙を０mm、即ち基板１と支持
板体１７が当接するようにした時である。An experiment was conducted to confirm these points. FIG. 3 shows the gap distance and the minute gap 19 when argon gas is supplied at a constant flow rate through the gas introduction pipes 21 and 32.
It is the relationship of pressure. In the figure, a is the structure shown in FIG. 1, when the fine gap is 0.8 mm, b is the structure shown in FIG. 2, and when the fine gap is 0.8 mm, c is the same as 0. 2 mm
D is the time when the minute gap is 0 mm, that is, when the substrate 1 and the support plate 17 are in contact with each other.
【００２９】この図に示した結果から、図２に示した密
閉型の構造が図１に示した構造に比べて、微間隙１９の
圧力を高くでき、支持板体１７と基板１の間の伝熱特性
を向上できることが判る。又、図２の構造において微間
隙１９のギャップ距離が短い程、伝熱特性を向上できる
ことが判る。From the results shown in this figure, the closed structure shown in FIG. 2 can increase the pressure in the fine gap 19 as compared with the structure shown in FIG. 1, and the pressure between the support plate 17 and the substrate 1 can be increased. It can be seen that the heat transfer characteristics can be improved. Further, in the structure of FIG. 2, it can be seen that the heat transfer characteristics can be improved as the gap distance of the fine gap 19 becomes shorter.
【００３０】次に、基板１を加熱する場合の昇温特性に
ついて測定した。基板１としてシリコンウェハーを用
い、シリコンウェハーにクロメル−アルメル熱電対を貼
り付けて温度を測定し、仕切板１５の温度は図２に示し
たクロメル−アルメル熱電対３８で測定した。導入する
ガスはアルゴンガスとした。Next, the temperature rise characteristics when heating the substrate 1 were measured. A silicon wafer was used as the substrate 1, a chromel-alumel thermocouple was attached to the silicon wafer to measure the temperature, and the temperature of the partition plate 15 was measured by the chromel-alumel thermocouple 38 shown in FIG. The gas to be introduced was argon gas.
【００３１】図４は６インチのシリコンウェハーの昇温
特性である。図中のａ、ｂ、ｃ、ｄは前記と同様であ
る。図３に示した伝熱特性の差がここでも表われている
ことが判る。FIG. 4 shows the temperature rising characteristics of a 6-inch silicon wafer. In the figure, a, b, c and d are the same as above. It can be seen that the difference in heat transfer characteristics shown in FIG. 3 also appears here.
【００３２】図５はタイプａとタイプｃの昇温特性であ
る。タイプａは基板１の飽和温度（約３８０℃）の９５
％に到達するのに２７０秒要したのに対し、タイプｃで
は、飽和温度（約４００℃）の９５％に到達するのに６
０秒となっており、図２の密閉タイプが図１の構造に比
べて昇温速度を約４倍に向上できることが判った。FIG. 5 shows the temperature rising characteristics of type a and type c. Type a is 95 at the saturation temperature of the substrate 1 (about 380 ° C).
It took 270 seconds to reach 95%, whereas in type c it took 6% to reach 95% of the saturation temperature (about 400 ° C).
It was 0 second, and it was found that the sealed type of FIG. 2 can improve the temperature rising rate by about 4 times as compared with the structure of FIG.
【００３３】図６はタイプｃにおける４インチのシリコ
ンウェハーの昇温特性である。飽和温度を４８０℃にす
ることができた。FIG. 6 shows temperature rising characteristics of a 4-inch silicon wafer of type c. The saturation temperature could be 480 ° C.
【００３４】前記仕切板１５は、銅板で構成しており、
赤外線ランプ２３と対向する面には特別な処理は施して
いない。然し乍らこの対向面を、赤外線ランプ２３の輻
射熱を効率良く吸収できるように処理すれば、更に基板
１の加熱特性を向上できることが期待できる。例えば、
溶射によって酸化クロム膜やセラミック膜（ＴｉＯ2 と
Ａｌ2 Ｏ3 の混合膜）による黒色被膜処理が好適であ
る。The partition plate 15 is made of a copper plate,
No special treatment is applied to the surface facing the infrared lamp 23. However, if this opposing surface is treated so as to efficiently absorb the radiant heat of the infrared lamp 23, it can be expected that the heating characteristics of the substrate 1 can be further improved. For example,
Black coating treatment with a chromium oxide film or a ceramic film (mixed film of TiO 2 and Al 2 O 3 ) by thermal spraying is suitable.
【００３５】現在、半導体デバイスのアルミニウム配線
技術において、高アスペクト比のコンタクト部のアルミ
ニウム薄膜のステップカバレージが問題となっている。
この対策として、４００℃以上の高温にウェハーを加熱
して、アルミニウムスパッタリングを行うことでステッ
プカバレージの平坦化が可能であるといわれている。従
って、この発明の基板温度コントロール機構（特に図２
の実施例）は、このような技術において有効であると言
える。At present, in the aluminum wiring technology for semiconductor devices, the step coverage of the aluminum thin film in the contact portion having a high aspect ratio has become a problem.
As a countermeasure against this, it is said that it is possible to flatten the step coverage by heating the wafer to a high temperature of 400 ° C. or higher and performing aluminum sputtering. Therefore, the substrate temperature control mechanism of the present invention (particularly in FIG.
Can be said to be effective in such a technique.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、基板の温度コントロールを高速化できるので、スパ
ッタリング、ＣＶＤ、エッチング等の処理を能率良く迅
速に行うことができる効果があると共に、基板の温度を
所望の温度に正しくコントロールすることも可能にでき
るので、熱的なダメージを受けることなく、処理ができ
るなどの効果がある。前記のような各種の処理において
は、基板の温度が処理特性に対して重要な因子となるも
のであるが、この発明によれば基板の温度を正しくコン
トロールできるので、所望の処理を行う上で有効であ
る。特に、仕切板と支持板の間の微間隙により、ガスは
微間隙において仕切板を介してランプヒータにより加熱
された後、又は仕切板を介して循環路を冷却する冷却媒
体により冷却された後、基板の裏面に吹き付けられる。
従って、基板を加熱又は冷却し、所望の温度にコントロ
ールすることができる。 さらに、加熱源をフランジ盤体
と仕切板の間に設置したランプヒータとしたので、大気
側へ放射される熱量を小さくし、加熱を有効に行うこと
ができる。又、加熱源の熱容量も小さいので、昇温を高
速化できる。一方、冷却媒体の循環路が加熱源としたラ
ンプヒータの設置領域に対向させて設けてあるので、冷
却の効率が良く、加熱源の小さい熱容量と相俟って冷却
を高速化できる。 As described above, according to the present invention, since the temperature control of the substrate can be speeded up, there is an effect that the processing such as sputtering, CVD, etching and the like can be efficiently and promptly performed. Since it is possible to control the temperature of the substrate to a desired temperature correctly, it is possible to perform processing without being thermally damaged. In the various kinds of processing as described above, the temperature of the substrate is an important factor for the processing characteristics, but according to the present invention, the temperature of the substrate can be controlled correctly, so that the desired processing can be performed. It is valid. Especially, due to the small gap between the partition plate and the support plate, the gas is
Heated by a lamp heater through a partition plate in a minute gap
Medium that cools the circulation path after being cooled or through a partition plate
After being cooled by the body, it is sprayed on the backside of the substrate.
Therefore, the substrate is heated or cooled to the desired temperature.
You can Furthermore, the heating source is a flange plate
Since it was a lamp heater installed between the partition plate and the
To reduce the amount of heat radiated to the side and to perform heating effectively
You can Also, since the heat capacity of the heating source is small, the temperature rise is high.
Can speed up. On the other hand, the cooling medium circulation path is used as the heating source.
Since it is installed facing the installation area of the pump heater,
Cooling efficiency is high, and coupled with the small heat capacity of the heating source
Can be speeded up.
【図１】この発明の第１の実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図３】実施例における基板と支持板体の間のギャップ
距離と圧力の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a gap distance between a substrate and a support plate and pressure in an example.
【図４】基板を約３４０℃に加熱した時の基板の昇温特
性のグラフである。FIG. 4 is a graph of temperature rise characteristics of a substrate when the substrate is heated to about 340 ° C.
【図５】基板を約４００℃に加熱した時の基板の昇温特
性のグラフである。FIG. 5 is a graph of temperature rising characteristics of a substrate when the substrate is heated to about 400 ° C.
【図６】基板を４８０℃に加熱した時の基板の昇温特性
のグラフである。FIG. 6 is a graph of temperature rising characteristics of a substrate when the substrate is heated to 480 ° C.
【図７】従来の基板温度コントロール機構の断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view of a conventional substrate temperature control mechanism.
【図８】従来の基板温度コントロール機構の断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view of a conventional substrate temperature control mechanism.
１ 基板 １１ 真空容器 １２ 開口部 １３ フランジ盤体 １４ 基板支持部 １５ 仕切板 １６ 微間隙 １７ 支持板体 １８ 環状突条 １９ 微間隙 ２２ 小孔 ２３ 赤外線ランプ ２７ 循環路 ３１ 熱絶縁スペーサー 1 Substrate 11 Vacuum Container 12 Opening 13 Flange Board 14 Substrate Supporting 15 Partition Plate 16 Small Gap 17 Supporting Plate 18 Annular Projection 19 Small Gap 22 Small Hole 23 Infrared Lamp 27 Circulating Path 31 Thermal Insulation Spacer
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ 8719−4Ｍ 21/205 21/3065 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/203 S 8719-4M 21/205 21/3065
Claims (10)
内側面に設置されたランプヒータに対向して設置した仕
切板と、基板と対向する支持板体とで構成された基板の
支持部と、前記フランジ盤体を通して基板の支持部へ導
かれ、基板の裏面に吹き付けられ仕切板と支持板体の間
の微間隙に開口しているガスの導入手段と、前記支持部
と対向するように、フランジ盤体へ取付けられた加熱用
のランプヒータと、前記フランジ盤体内に、前記ランプ
ヒータの設置領域に対向させて設けた冷却媒体の循環路
とを有することを特徴とした基板温度コントロール機構1. A device installed opposite to a lamp heater installed on the inner surface of a flange plate that closes the opening of a vacuum container.
Between the partition plate and the supporting plate body, the supporting part of the substrate, which is composed of the cutting plate and the supporting plate body facing the substrate, is guided to the supporting part of the substrate through the flange plate body and is sprayed on the back surface of the substrate.
Introducing means for introducing gas, which is opened in the minute gap, a lamp heater for heating, which is attached to the flange disk so as to face the supporting portion, and an installation area of the lamp heater in the flange disk. Substrate temperature control mechanism characterized by having a cooling medium circulation path provided facing each other
され、仕切板と支持板体の間の微間隙に導入されたガス
が、前記小孔を通して基板に吹き付けるようにしてある
請求項１記載の基板温度コントロール機構2. The supporting plate has a small hole facing the substrate, and gas introduced into a minute gap between the partition plate and the supporting plate is blown onto the substrate through the small hole. Substrate temperature control mechanism according to item 1.
熱絶縁スペーサーを介設してある請求項１記載の基板温
度コントロール機構Wherein the partition plate is a substrate temperature control mechanism according to claim 1, wherein the flange disk plate abutting surface are interposed heat insulating spacer
縁部に設けた環状突条とした請求項３記載の基板温度コ
ントロール機構4. The substrate temperature control mechanism according to claim 3 , wherein the heat insulating spacer is an annular protrusion provided on a peripheral portion of the flange plate.
封止手段によって密閉型空間としてある請求項１記載の
基板温度コントロール機構Fine gap between 5. partition plate and the supporting plate body, according to claim 1, wherein the substrate temperature control mechanism in a sealed space by the airtight sealing means
に、基板と支持板体の間に微間隙を保つ為の環状突条が
形成してある請求項１記載の基板の温度コントロール機
構6. The support plate body, substrate and the edges of the opposing surfaces, the substrate temperature of the substrate according to claim 1, wherein the annular ridge for keeping the fine gap is formed between the supporting plate body Control mechanism
支持板体の周縁部および仕切板とガス導入手段の連結部
がロー付により接合されている請求項５記載の基板温度
コントロール機構7. The substrate temperature control according to claim 5 , wherein the hermetic sealing means is provided with brazing, and the peripheral portion of the partition plate and the support plate and the connecting portion between the partition plate and the gas introducing means are joined by brazing. mechanism
ランプヒータの輻射熱を効率良く吸収する為の処理が施
してある請求項１記載の基板温度コントロール機構8. partition plate, the lamp heater and the opposing substrate temperature according to claim 1, wherein the processing to efficiently absorb radiant heat of the lamp heater surfaces are subjected control mechanism
化クロム膜、セラミック膜その他の黒色被膜処理とした
請求項８記載の基板温度コントロール機構9. The substrate temperature control mechanism according to claim 8 , wherein the treatment for efficiently absorbing the radiant heat is a chromium oxide film, a ceramic film or other black film treatment.
3 の混合膜とした請求項９記載の基板温度コントロール
機構10. The ceramic film is made of TiO 2 and Al 2 O.
The substrate temperature control mechanism according to claim 9 , wherein the mixed film of 3 is used.
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|---|---|---|---|
| JP3103770A JPH07109033B2 (en) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | Substrate temperature control mechanism |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-37890 | 1990-04-09 | ||
| JP3789090 | 1990-04-09 | ||
| JP3103770A JPH07109033B2 (en) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | Substrate temperature control mechanism |
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|---|---|
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| JPH07109033B2 true JPH07109033B2 (en) | 1995-11-22 |
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| JP3103770A Expired - Fee Related JPH07109033B2 (en) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | Substrate temperature control mechanism |
Country Status (1)
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