JPH0790582A - 基板保持装置 - Google Patents

基板保持装置

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Publication number
JPH0790582A
JPH0790582A JP17479593A JP17479593A JPH0790582A JP H0790582 A JPH0790582 A JP H0790582A JP 17479593 A JP17479593 A JP 17479593A JP 17479593 A JP17479593 A JP 17479593A JP H0790582 A JPH0790582 A JP H0790582A
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JP
Japan
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substrate
vacuum
bag
cooling pad
grease
Prior art date
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Pending
Application number
JP17479593A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunori Ando
靖典 安東
Masaaki Nukayama
正明 糠山
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP17479593A priority Critical patent/JPH0790582A/ja
Publication of JPH0790582A publication Critical patent/JPH0790582A/ja
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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板と基板台との間の熱伝達手段を改善し
て、基板が大型化しても均一かつ大きな冷却能力を得る
ことができ、しかも取り扱いが簡単であり、更に故障発
生時の真空装置への影響の少ない基板保持装置を提供す
る。 【構成】 この基板保持装置は、基板2を支持するため
のものであって冷媒16によって冷却される基板台14
と、基板2の周縁部をこの基板台14に向けて押さえ付
ける基板押さえ18と、基板台14上に当該基板台14
と基板2との間に挟まれるように設けられていて、フレ
キシブルな袋22内にシリコーングリースを主成分とす
る真空用グリース24を封入して成る冷却パッド20と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置、電子
ビーム照射装置等のように、真空中またはその他の雰囲
気中で基板にイオンビーム、プラズマ、電子ビーム等の
エネルギーを有する粒子を入射させる場合に用いられる
基板保持装置に関し、より具体的には、その基板に対す
る冷却能力を改善する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体、液晶ディスプレイ等の基板に表
面に、イオン注入、エッチング等の処理を施す際に、イ
オンビームやプラズマ等によって基板に投入される電力
による基板の温度上昇を抑えるために、従来から次のよ
うな基板保持装置が提案されてい。
【0003】 図4に示すように、凸状曲面を持つ基
板台4上に基板2を配置し、基板押さえ8によって基板
2の周縁部を基板台4に向けて押さえ付ける構造の基板
保持装置。基板台4は、内部に冷媒通路5を有してい
て、そこに外部から冷却水のような冷媒6を流すことに
よって冷却される。
【0004】 上記とほぼ同じ構造だが、基板台4
と基板2との間に、例えばシリコーンゴム等から成るフ
レキシブルなシートを挟むことにより、基板2と基板台
4間の接触面積を改善し、熱抵抗の減少を図った構造の
基板保持装置。
【0005】 冷却された基板台と基板との間にガス
を介在させることにより、熱伝達の改善を図った構造の
基板保持装置。
【0006】 フレキシブルなシート面を持つ基板台
上に基板を配置し、水、真空ポンプ油等の流体を加圧し
てフレキシブルなシート面を基板の裏面に密着させるこ
とにより、基板に対する接触面積を改善し、熱抵抗の減
少を図った構造の基板保持装置。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の基板保持装置
においては、基板サイズに冷却能力が依存し、基板2が
大型化すると、基板台4に対する接触圧にムラを生じる
ため、基板面内での一様な冷却能力を得ることが困難に
なるという問題がある。
【0008】上記の基板保持装置においても、の基
板保持装置の場合と同様の問題がある。
【0009】上記の基板保持装置においては、介在さ
せるガス圧を数Torr以上に保持する必要がある。ま
た、ガス自体の熱伝導率が固体および液体のそれに比べ
て著しく小さいため、熱伝導が基板台と基板間の距離に
大きく依存する。従って、基板が大型化すると、それに
伴う基板の平面度の低下により、冷却能力の一様性が低
下すると共に、ガスによって基板全面に加わる圧力が増
加し、基板周縁部を押さえ付ける力が十分でなくなるた
めガス漏れを生じ、かつガス圧を維持することが困難に
なる。その結果、基板に対する冷却能力が低下し、かつ
漏れ出したガスがプラズマ中あるいはイオンビーム中に
混入するという問題が生じる。
【0010】上記の基板保持装置においては、フレキ
シブルなシート面で、周りの真空雰囲気と圧力の加わっ
た流体とを仕切る必要があり、基板がない状態でのシー
ト面の破れ防止のための圧力管理が難しく、そのための
制御系が複雑になる。また、シート面が破れると流体が
真空雰囲気中に多量に漏れ出すため、真空ポンプ等の真
空装置が受ける被害は大きい。従ってこの基板保持装置
は実用化が困難である。
【0011】そこでこの発明は、基板と基板台との間の
熱伝達手段を改善して、基板が大型化しても均一かつ大
きな冷却能力を得ることができ、しかも取り扱いが簡単
であり、更に故障発生時の真空装置への影響の少ない基
板保持装置を提供することを主たる目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の基板保持装置は、基板を支持するための
ものであって冷媒によって冷却される基板台と、基板の
縁をこの基板台に向けて押さえ付ける基板押さえと、前
記基板台上に当該基板台と基板との間に挟まれるように
設けられていて、フレキシブルな袋内にシリコーングリ
ースを主成分とする真空用グリースを封入して成る冷却
パッドとを備えることを特徴とする。
【0013】
【作用】流動性の媒体である真空用グリースをフレキシ
ブルな袋内に封入した冷却パッドを基板台と基板との間
に挟み込むことにより、冷却パッド内の真空用グリース
は等方的な圧力になるように自由に変形する。その結
果、冷却パッドは基板の面内で一様な厚みとなり、均一
な冷却能力を得ることができる。
【0014】また、冷却パッドの表面は、基板や基板台
の凹凸に応じた変形をするので、基板面および基板台面
に対する接触面積が大きく、従って非常に大きい冷却能
力が得られる。
【0015】しかも、基板と冷却パッドとの間の密着状
況は、基板のサイズによって特に変化しないので、基板
が大型化しても均一かつ大きな冷却能力が得られる。
【0016】また、袋内に真空用グリースを封入するこ
とにより、袋が十分薄くても、基板が置かれていない状
態での圧力管理は不要である。なぜなら、封入した真空
用グリースは気体ではないので、袋の内外での大きな圧
力差を生じることはなく、そのような圧力差によって袋
が破損することはないためである。従って、取り扱いが
著しく簡単になる。
【0017】また、流動性の媒体として真空用グリース
を使用しているので、万一、冷却パッドの袋が破損して
も真空装置への影響は殆どない。なぜなら、真空用グリ
ースは蒸気圧が低いので、真空雰囲気中に漏れ出ても蒸
発せずに漏れ出た場所に止まっているからである。
【0018】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係る基板保持
装置を示す断面図である。この基板保持装置は、基板2
を支持するための基板台14と、基板2の縁を基板台1
4に向けて押さえ付ける基板押さえ18と、基板台14
上に、当該基板台14と押さえ付けられた基板2との間
に挟まれるように設けられた冷却パッド20とを備えて
いる。
【0019】基板台14は、内部に冷媒通路15を有し
ていて、そこに外部から冷却水、代替フロン等の冷媒1
6を流すことによって冷却される。
【0020】基板台14は、この実施例では基板2を1
枚保持するものであるが、大きなディスク状であってそ
の周縁部に複数枚の基板2を保持するようなもの等でも
良い。
【0021】基板押さえ18は、この実施例では環状を
してして基板2の周縁部を押さえ付けるものであるが、
基板2の縁を複数個所で押さえ付けるもの等でも良い。
【0022】冷却パッド20は、フレキシブルな袋22
内に、シリコーングリースを主成分とする真空用グリー
ス24を封入したものである。
【0023】袋22は、例えばフッ素樹脂フィルム、ポ
リイミドフィルム等から成るフレキシブルなシートを袋
状に密閉することによって作られている。
【0024】真空用グリース24は、蒸気圧が低く、真
空雰囲気中に入れても蒸発せず、従って雰囲気の真空度
低下をもたらさないグリースである。
【0025】冷却パッド20は、基板台14上でずれな
いように、接着剤等を用いて基板台14上に固定してお
くのが好ましい。
【0026】上記基板保持装置においては、流動性の媒
体である真空用グリース24をフレキシブルな袋22内
に封入した冷却パッド20を基板台14と基板2との間
に挟み込むことにより、冷却パッド20内の真空用グリ
ース24は等方的な圧力になるように自由に変性する。
その結果、冷却パッド20は基板2の面内で一様な厚み
となり、均一な冷却能力を得ることができる。
【0027】また、冷却パッド20の表面は、基板2や
基板台14の凹凸に応じた変形をするので、基板面およ
び基板台面に対する接触面積が大きく、従って非常に大
きい冷却能力が得られる。
【0028】しかも、基板2と冷却パッド20との間の
密着状況は、基板2のサイズによって特に変化しないの
で、基板2が大型化しても均一かつ大きな冷却能力が得
られる。
【0029】また、袋22内に真空用グリース24を封
入することにより、袋22が十分薄くても、基板2が置
かれていない状態での圧力管理は不要である。なぜな
ら、封入した真空用グリース24は気体ではないので、
袋22の内外での大きな圧力差を生じることはなく、そ
のような圧力差によって袋22が破損することはないた
めである。従って、取り扱いが著しく簡単になる。
【0030】また、流動性の媒体として真空用グリース
24を使用しているので、万一、冷却パッド20の袋2
2が破損しても、真空ポンプ等の真空装置への影響は殆
どない。なぜなら、真空用グリース24は蒸気圧が低い
ので、真空雰囲気中に漏れ出ても蒸発せずに漏れ出た場
所に止まっているからである。
【0031】この基板保持装置によれば、上記のよう
に、基板が大型化しても均一かつ大きな冷却能力を得る
ことができるので、半導体、液晶ディスプレイ等の基板
表面に、イオン注入、エッチング等の処理を施す際に、
イオンビームやプラズマによって基板に投入される電力
による基板の温度上昇を効果的に抑えることができる。
その結果、従来の半導体処理プロセスで使用される種々
の処理プロセスを、高い処理速度の下で使用することが
できる。
【0032】例えば、イオン注入時のイオン電流密度を
上げることによる注入時間の短縮が可能になる。また、
基板の温度上昇を抑えることで、レジストの使用が可能
であり、また、イオン注入部の不要な多結晶化を抑制す
ることができる。また、高速のエッチングのためにプラ
ズマ密度を増加させることもできる。基板の温度上昇が
大きいと、レジストの使用ができず、そのためにメタル
をレジストの代わりに用いると、イオン注入の前工程お
よび後工程を変えなければならず、また素子の構造も変
えなければならないが、この基板保持装置を用いればレ
ジストの使用が可能であるので、そのような前後工程や
素子構造を変えることなく処理能力の向上を図ることが
できる。
【0033】次に、この発明のより具体的な実施例を、
従来例と比較しながら説明する。
【0034】図2は、投入電力に対するガラス基板(無
アルカリガラス、厚さ1.1mm)の温度を熱電対で測
定した結果を示すものであり、このときの飽和温度ΔT
は、図3に示すように、温度上昇カーブに対する初期の
立上がり時の接線L1 と飽和時の接線L2 との交点の温
度と初期温度との差を表している。
【0035】図2中の実施例は、厚さ0.05mmのフ
ッ素樹脂シートで作製した袋内に、シリコーングリース
を主成分とする真空用グリースを封入した冷却パッド
を、図1に示すように基板台と基板間に挟んだものであ
る。このとき、袋内に空気が残らないように、袋の一部
から真空排気を行った後、真空用グリースを封入した。
また、一様に延べた状態での冷却パッドの厚さは約5m
mであった。この冷却パッドを使用したときの飽和温度
ΔTは、電力密度が0.48W/cm2 のイオンビーム
照射で約40℃であった。
【0036】図2中の従来例1は、図4に示したように
凸状曲面を持つ基板台を用いたものであり、このときの
飽和温度ΔTは、電力密度が0.48W/cm2 のイオ
ンビーム照射で約170℃であった。
【0037】図2中の従来例2は、流動性媒体として代
替フロンを封入した、市販の電子機器用の冷却パッド
を、図1と同様に基板台と基板間に挟んだものである。
このときの飽和温度ΔTは、電力密度が0.42W/c
2 のイオンビーム照射で約55℃であった。
【0038】このように、上記実施例の基板保持装置に
よれば、従来例1に比べて遙かに、また従来例2に比べ
てもかなり、冷却能力が向上していることが分かる。し
かも、実施例で使用している真空用グリースの方が、従
来例2で使用している代替フロンよりも漏れにくく、ま
た漏れた場合の真空装置への影響が小さいという利点も
ある。
【0039】他の実施例としては、図2で説明した実施
例のフッ素樹脂シートに換えて厚さ0.1mmの耐熱性
ポリイミドシートを用いた冷却パッドを使用した。結果
は、図2の実施例と誤差の範囲で同等であった。
【0040】更に他の実施例として、フッ素樹脂シート
については0.05〜0.2mm、ポリイミドシートに
ついては0.01〜0.1mmの範囲内で厚さを変化さ
せて評価を行った。袋内に封入した真空用グリースは、
図2の実施例のものと同じである。袋を形成するシート
の厚さをこのような範囲内で変化させても、冷却能力に
特に差異は見られなかった。
【0041】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、フレキ
シブルな袋内にシリコーングリースを主成分とする真空
用グリースを封入して成る冷却パッドを、基板台と基板
との間に介在させるようにしており、冷却パッド内の真
空用グリースは等方的な圧力になるように自由に変形す
るので、冷却パッドは基板の面内で一様な厚みとなり、
均一な冷却能力を得ることができる。
【0042】また、冷却パッドの表面は、基板や基板台
の凹凸に応じた変形をするので、基板面および基板台面
に対する接触面積が大きく、従って非常に大きい冷却能
力が得られる。
【0043】しかも、基板と冷却パッドとの間の密着状
況は、基板のサイズによって特に変化しないので、基板
が大型化しても均一かつ大きな冷却能力が得られる。
【0044】また、冷却パッドの袋内に封入した真空用
グリースは気体ではないので、袋の内外での大きな圧力
差を生じることはなく、そのような圧力差によって袋が
破損することはないため、取り扱いが著しく簡単にな
る。
【0045】また、流動性の媒体として真空用グリース
を使用しているので、万一、冷却パッドの袋が破損して
も真空装置への影響は殆どない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る基板保持装置を示す
断面図である
【図2】投入電力に対する基板の飽和温度の測定結果の
一例を示す図である。
【図3】飽和温度の定義を示す図である。
【図4】従来の基板保持装置の一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
2 基板 14 基板台 15 冷媒通路 16 冷媒 18 基板押さえ 20 冷却パッド 22 袋 24 真空用グリース
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/265 21/3065 21/68 N

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を支持するためのものであって冷媒
    によって冷却される基板台と、基板の縁をこの基板台に
    向けて押さえ付ける基板押さえと、前記基板台上に当該
    基板台と基板との間に挟まれるように設けられていて、
    フレキシブルな袋内にシリコーングリースを主成分とす
    る真空用グリースを封入して成る冷却パッドとを備える
    ことを特徴とする基板保持装置。
JP17479593A 1993-06-22 1993-06-22 基板保持装置 Pending JPH0790582A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17479593A JPH0790582A (ja) 1993-06-22 1993-06-22 基板保持装置

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JP17479593A JPH0790582A (ja) 1993-06-22 1993-06-22 基板保持装置

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JPH0790582A true JPH0790582A (ja) 1995-04-04

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ID=15984808

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