JPH0878428A - Uniform semiconductor treatment method and its device - Google Patents

Uniform semiconductor treatment method and its device

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JPH0878428A
JPH0878428A JP20678294A JP20678294A JPH0878428A JP H0878428 A JPH0878428 A JP H0878428A JP 20678294 A JP20678294 A JP 20678294A JP 20678294 A JP20678294 A JP 20678294A JP H0878428 A JPH0878428 A JP H0878428A
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chamber
chuck
semiconductor material
fluid
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M Moslehi Mehrdad
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Abstract

PURPOSE: To provide a method of keeping the entire surface of a semiconductor wafer uniform in temperature distribution. CONSTITUTION: A multi-purpose chuck device 100 having a chamber 112 which keeps a medium 114 inside is provided. Medium 114 is heated by a radio- frequency included heating coil 130 at high temperatures so as to be melted. The medium 114 is made to heat a semiconductor material 118 through the intermediary of a chuck member 116, which isolates the medium 114 from the semiconductor material 118. Heating is carried out by the radio-frequency inducted heating coil 130 to induce a flow of fluid in the medium 114, so that the entire medium 114 can be kept uniform in temperature distribution.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、マイクロ・
エレクトロニクス・デバイス形成(製造)工程に関連
し、更に詳細には、半導体デバイス形成装置における均
一な半導体材料処理方法及びその装置に関連する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to micro
The present invention relates to an electronic device forming (manufacturing) process, and more particularly, to a uniform semiconductor material processing method in a semiconductor device forming apparatus and the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの様々な形成工程におい
て、半導体ウエハは加熱または冷却され、温度制御され
た半導体基板上で所望の形成処理が行われる。良好な製
造処理制御を達成するため、半導体基板の非均一な形成
や生産イールド損失を避けるよう、半導体基板が半導体
表面全体にわたる均一な温度分布を有するようにしなく
てはならない。
2. Description of the Related Art In various steps of forming a semiconductor device, a semiconductor wafer is heated or cooled, and a desired formation process is performed on a temperature-controlled semiconductor substrate. In order to achieve good manufacturing process control, the semiconductor substrate must have a uniform temperature distribution over the semiconductor surface to avoid non-uniform formation of the semiconductor substrate and production yield loss.

【0003】しかし、従来の半導体処理リアクターで
は、特に高温処理において、半導体ウエハ表面全体にわ
たり均一な温度分布を効果的に提供することが不可能で
あった。更に、従来の形成リアクターは、半導体ウエハ
の均一温度分布を維持しながら低温処理から高温処理ま
で広範囲にわたり作用する適応性を持たない。高温処理
(例えば300 ℃から1000℃)はシリコン技術における様
々なデバイス形成処理工程において必要とされる。これ
らは、様々な材料層を被着する化学蒸着(CVD)処理
及びプラズマ励起CVD(PECVD)処理を含む。他
の温度活性化高温デバイス形成工程には、注入活性化た
めの熱アニール、ドーパント再分布および熱酸化が含ま
れる。逆に、ほとんどのプラズマ・エッチング処理では
通常、より低い基板温度(例えば-150℃から150 ℃)が
必要となる。
However, conventional semiconductor processing reactors have been unable to effectively provide a uniform temperature distribution over the entire surface of a semiconductor wafer, especially in high temperature processing. Moreover, conventional forming reactors do not have the flexibility to operate over a wide range from low temperature processing to high temperature processing while maintaining a uniform temperature distribution of the semiconductor wafer. High temperature processing (eg 300 ° C to 1000 ° C) is required in various device formation processing steps in silicon technology. These include chemical vapor deposition (CVD) processes and plasma enhanced CVD (PECVD) processes that deposit various layers of material. Other temperature activated high temperature device formation steps include thermal annealing for implant activation, dopant redistribution and thermal oxidation. Conversely, most plasma etching processes typically require lower substrate temperatures (eg, -150 ° C to 150 ° C).

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段及び作用】半導体ウエハ基
板材料の表面全体の均一な温度分布を維持する形成チャ
ック(fabrication chuck )が必要となっていること
が、前述から明らかである。更に、プラズマ・エッチン
グ、被着及び熱アニールを含む様々な用途の、広範囲な
処理温度の半導体ウエハの均一処理が可能な低温大型
(mass)装置も必要となっている。
It is apparent from the foregoing that there is a need for a fabrication chuck that maintains a uniform temperature distribution over the surface of a semiconductor wafer substrate material. Further, there is a need for low temperature mass equipment capable of uniform processing of semiconductor wafers over a wide range of processing temperatures for a variety of applications including plasma etching, deposition and thermal annealing.

【0005】本発明による均一半導体処理方法および装
置は、半導体処理装置における従来の加熱及び冷却チャ
ックに付随した欠陥及び問題点を実質的に除去または減
少させる。
The uniform semiconductor processing method and apparatus according to the present invention substantially eliminates or reduces the defects and problems associated with conventional heating and cooling chucks in semiconductor processing equipment.

【0006】本発明は、媒体(medium)を保持するチャ
ンバを有する。チャンバは、チャンバの外側の処理環境
内でチャック・メンバと接触する半導体ウエハから媒体
を分離するチャック・メンバにより、一端でエンクロー
ズ(enclose )される。チャンバのまわりに無線周波数
誘導加熱コイルがあり、媒体を高温溶解流体状態に変形
する。溶解媒体は、温度活性化形成処理でチャック・メ
ンバを介し半導体材料を均一に加熱する。
The present invention has a chamber that holds a medium. The chamber is enclosed at one end by a chuck member that separates the medium from the semiconductor wafer that contacts the chuck member within the processing environment outside the chamber. There are radio frequency induction heating coils around the chamber that transform the medium into a hot melt fluid state. The dissolution medium uniformly heats the semiconductor material through the chuck member in a temperature activated forming process.

【0007】本発明は従来の半導体処理チャックを越え
る様々な技術的な利点を提供する。例えば、技術的な利
点の一つは、半導体ウエハに均一な温度分布を提供する
ことである。更に、広範囲な処理温度にわたって均一な
高温及び低温半導体処理を提供することが可能である。
さらなる利点は、急速ウエハ温度制御及び処理のための
比較的高速な加熱率及び冷却率をもたらす所望の加熱及
び冷却の急速実施(rapid application )を通して半導
体材料の温度を制御することである。その他の技術的な
利点は、以下の図面、記述及び請求項により当業者には
明らかである。
The present invention provides various technical advantages over conventional semiconductor processing chucks. For example, one of the technical advantages is to provide a uniform temperature distribution on the semiconductor wafer. Furthermore, it is possible to provide uniform high and low temperature semiconductor processing over a wide range of processing temperatures.
A further advantage is to control the temperature of the semiconductor material through rapid application of desired heating and cooling that results in relatively fast heating and cooling rates for rapid wafer temperature control and processing. Other technical advantages will be apparent to those skilled in the art from the following figures, description and claims.

【0008】本発明及びその利点を更に良く理解するた
めに、ここで添付する図面に関連させて以下の説明を参
照されたい。図面において、同じ参照番号は同様な部分
を示す。
For a better understanding of the present invention and its advantages, refer to the following description in connection with the accompanying drawings. In the drawings, like reference numbers indicate like parts.

【0009】[0009]

【実施例】図1は改良真空プロセッサ(AVP)装置1
0の略図である。AVP装置10は、表示モニター14
とキーボード16とを有するコンピュータ12を含む。
半導体ウエハがプロセス・チャンバ19での形成のため
ロードロック・チャンバ18の中に配置される。多目的
チャック装置100がプロセス・チャンバ19内の上方
に取付けられる。AVP装置10はさらに、コントロー
ル・パネル20及び22、バックプレイン24及び電力
分配ボックス(power distribution box)26を有す
る。ガス・ボックス28から入るガスが、プロセス・チ
ャンバ19に注入される。AVP装置10用の回路がカ
ードケージ30内に配置される。AVP装置10のスロ
ットル制御がスロットル・バルブ32で行われる。AV
P装置10は単一ウエハ形成処理を行う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an improved vacuum processor (AVP) device 1.
0 is a schematic diagram of 0. The AVP device 10 includes a display monitor 14
And a computer 12 having a keyboard 16.
A semiconductor wafer is placed in the load lock chamber 18 for formation in the process chamber 19. A multi-purpose chuck device 100 is mounted above the process chamber 19. The AVP device 10 further comprises control panels 20 and 22, a backplane 24 and a power distribution box 26. Gas entering from gas box 28 is injected into process chamber 19. The circuit for the AVP device 10 is arranged in the card cage 30. Throttle control of the AVP device 10 is performed by the throttle valve 32. AV
The P device 10 performs a single wafer forming process.

【0010】図2はAVP装置10のような半導体形成
装置に多目的チャック装置100を使用する際の断面図
である。多目的チャック装置100は、媒体114で満
たされたチャンバ112を有する。媒体114は、媒体
114をプロセス・チャンバ119内でチャック・プレ
ート116に接触する半導体材料118から隔離するチ
ャック・プレート116を有するチャック・メンバ11
5に接触して位置する。チャンバ112は溶解チャンバ
壁120内に形成される。ミキシング・メンバ・アセン
ブリ121は、攪拌シリンダ(stirring cylinder )1
22と攪拌ディスク124とを有し、溶解チャンバ壁1
20やチャック・プレート116と接触しないようにチ
ャンバ112内に位置する。中央管126は、ミキシン
グ・メンバ・アセンブリ121の完全に内側に位置し、
チャック・プレート116と接続する。多目的チャック
装置100は更に、無線周波数(RF)誘導加熱コイル
132を含む管130からチャンバ112と溶解チャン
バ壁120とを隔離する内部絶縁ジャケット128を有
する。外部隔離ジャケット134は、管130を囲み、
外部ハウジング136により囲まれる。外部ハウジング
136は、インレット138を介して流体冷却される。
FIG. 2 is a sectional view of the multipurpose chuck apparatus 100 used in a semiconductor forming apparatus such as the AVP apparatus 10. The multipurpose chuck device 100 has a chamber 112 filled with a medium 114. The medium 114 includes a chuck member 11 having a chuck plate 116 that isolates the medium 114 from the semiconductor material 118 that contacts the chuck plate 116 within the process chamber 119.
Located in contact with 5. The chamber 112 is formed within the melting chamber wall 120. The mixing member assembly 121 includes a stirring cylinder 1
22 and a stirring disc 124, the melting chamber wall 1
It is located in the chamber 112 so as not to come into contact with the chuck plate 20 or the chuck plate 116. The central tube 126 is located entirely inside the mixing member assembly 121,
Connect with chuck plate 116. The multipurpose chuck apparatus 100 further includes an internal insulating jacket 128 that isolates the chamber 112 and the lysis chamber wall 120 from a tube 130 containing a radio frequency (RF) induction heating coil 132. An outer isolation jacket 134 surrounds the tube 130,
It is surrounded by an outer housing 136. Outer housing 136 is fluid cooled via inlet 138.

【0011】管130は、上部流体冷却モジュール14
0からRF誘導加熱コイル132を冷却する流体を受
け、下部流体冷却モジュール142を介して流体を出力
する。ミキシング・メンバ・アセンブリ121は、内部
磁気アセンブリ144に接続され、外部磁気アセンブリ
146に応答してベアリングの上で回転する。モーター
148は、プーリ・アセンブリ149を稼働してベアリ
ングの上の外部磁気アセンブリ146を回転させ、外部
磁気アセンブリ146の回転に応答して内部磁気アセン
ブリ144及びミキシング・メンバ・アセンブリ121
を回転させる。更に、絶縁リング150、絶縁プレート
152、絶縁ハウジング154、絶縁キャップ156、
絶縁メンバ158、絶縁セグメント160及び絶縁ブロ
ック162によって、多目的チャック装置100の絶縁
が提供される。
Tube 130 is used for upper fluid cooling module 14.
It receives fluid from 0 to cool the RF induction heating coil 132 and outputs the fluid via the lower fluid cooling module 142. The mixing member assembly 121 is connected to the inner magnetic assembly 144 and rotates on bearings in response to the outer magnetic assembly 146. The motor 148 operates the pulley assembly 149 to rotate the outer magnetic assembly 146 above the bearings, and in response to rotation of the outer magnetic assembly 146, the inner magnetic assembly 144 and the mixing member assembly 121.
To rotate. Further, the insulating ring 150, the insulating plate 152, the insulating housing 154, the insulating cap 156,
Insulation of the multipurpose chuck apparatus 100 is provided by the insulation member 158, the insulation segment 160, and the insulation block 162.

【0012】図3は外部ハウジング136の断面図であ
る。外部ハウジング136は、底面170で多目的チャ
ック装置100をプロセス・チャンバ119に接続す
る。外部ハウジング136は、多目的チャック装置10
0の構成要素を側壁172内に囲む。パイプ174が側
壁172に接続され、入口138から側壁172内に配
置される流体が外部ハウジング136を冷却する。外部
ハウジング136は、316Lステンレス・スチール製
で、約0.5インチ(1.27cm)の厚さであること
が好ましい。
FIG. 3 is a sectional view of the outer housing 136. The outer housing 136 connects the multipurpose chuck apparatus 100 to the process chamber 119 at the bottom surface 170. The outer housing 136 is used for the multipurpose chuck device 10.
0 components are enclosed within sidewall 172. A pipe 174 is connected to the side wall 172, and a fluid disposed in the side wall 172 from the inlet 138 cools the outer housing 136. Outer housing 136 is preferably made of 316L stainless steel and is about 0.5 inch (1.27 cm) thick.

【0013】図4は、溶解チャンバ112の断面図であ
る。溶解チャンバ112は、溶解チャンバ側壁120と
溶解チャンバ底壁176とによって囲まれる。溶解チャ
ンバ側壁120は、多目的チャック装置100内の内部
接続及び構造支柱(bracing)のため積載ブロック17
8に接続される。溶解チャンバ側壁120、溶解チャン
バ底壁176、積載ブロック178及びすべての封入溶
解チャンバ112は、316Lステンレス・スチール製
で、約0.1インチ(0.254cm)の厚さであるこ
とが好ましい。
FIG. 4 is a sectional view of the dissolution chamber 112. The lysis chamber 112 is surrounded by a lysis chamber sidewall 120 and a lysis chamber bottom wall 176. The melting chamber sidewall 120 is a loading block 17 for internal connections and structural bracing within the multipurpose chuck apparatus 100.
8 is connected. The lysis chamber sidewall 120, lysis chamber bottom wall 176, loading block 178, and all enclosed lysis chambers 112 are preferably made of 316L stainless steel and are approximately 0.1 inch (0.254 cm) thick.

【0014】図5から図9は、ミキサー・メンバ・アセ
ンブリ121の断面図及び平面図を示す。図5はミキサ
ー・メンバ・アセンブリ121の断面図である。ミキサ
ー・メンバ・アセンブリ121は、側壁182に接続す
る接続リング180を有する。攪拌シリンダ122は側
壁182に接続される。側壁182は、更に、上部攪拌
フィン184と下部攪拌フィン186とを有する攪拌デ
ィスク124に接続される。図6は接続リング180の
断面図である。接続リング180は、ミキシング・メン
バ・アセンブリ121を内部磁気アセンブリ144に取
り付ける。接続リング180を取付けることにより、ベ
アリング上の内部磁気アセンブリ144の回転がミキシ
ング・メンバ・アセンブリ121を回転させる。図7は
攪拌シリンダ122の断面図である。攪拌シリンダ12
2は、チャンバ112内の流動媒体114の攪拌を補佐
するスレッド188を有する。図8は攪拌ディスク12
4の上部平面図である。攪拌ディスク124は、側壁1
82に接続され、内部磁気アセンブリ144の回転に従
って回転する。攪拌ディスク124上の上部攪拌フィン
184は、チャンバ112内の流動媒体114の攪拌を
補佐する。攪拌フィン186は攪拌ディスク124の底
側面上に配置される。攪拌ディスク124は更に、媒体
114を攪拌ディスク124を介して最大の流れで流れ
させるフィードスルー・ホール190を有する。中央管
126は攪拌ディスク124を通って伸びる。ミキサー
・メンバ・アセンブリ121の構成要素のすべては、3
16Lステンレス・スチール製であることが好ましい。
FIGS. 5-9 show cross-sectional and plan views of the mixer member assembly 121. FIG. 5 is a cross-sectional view of the mixer member assembly 121. The mixer member assembly 121 has a connecting ring 180 that connects to the sidewall 182. The stirring cylinder 122 is connected to the side wall 182. The side wall 182 is further connected to a stirring disc 124 having an upper stirring fin 184 and a lower stirring fin 186. FIG. 6 is a cross-sectional view of the connection ring 180. The connecting ring 180 attaches the mixing member assembly 121 to the inner magnetic assembly 144. By attaching the connecting ring 180, rotation of the inner magnetic assembly 144 on the bearing causes the mixing member assembly 121 to rotate. FIG. 7 is a sectional view of the stirring cylinder 122. Stirring cylinder 12
2 has a thread 188 that assists in agitating the fluid medium 114 in the chamber 112. FIG. 8 shows a stirring disk 12
4 is a top plan view of FIG. The stirring disk 124 is provided on the side wall 1
82, and rotates according to the rotation of the inner magnetic assembly 144. The upper stirring fins 184 on the stirring disk 124 assist in stirring the fluid medium 114 in the chamber 112. The stirring fin 186 is disposed on the bottom side surface of the stirring disk 124. Agitation disk 124 further includes feedthrough holes 190 that allow medium 114 to flow at maximum flow through agitation disk 124. The central tube 126 extends through the stirring disc 124. All of the components of the mixer member assembly 121 are 3
It is preferably made of 16L stainless steel.

【0015】図9及び図10は、中央管126と底部チ
ャック・プレート116の断面図及び平面図を示す。図
9は中央管126及び底部チャック・プレート116の
断面図である。中央管126は、底部チャック・プレー
ト116のヘリウムパージと底部チャック・プレート1
16の中央での熱電対の配置とを可能にする通路192
を提供する。中央管126及び底部チャック・プレート
116は316Lステンレス・スチール製であることが
好ましい。図10は底部チャック・メンバー115の断
面図である。チャック・メンバー115は、パージ・ガ
ス・フローの分布のための放射状のみぞ194及び環状
のみぞ196を有する。
9 and 10 show cross-sectional and plan views of central tube 126 and bottom chuck plate 116. FIG. 9 is a cross-sectional view of central tube 126 and bottom chuck plate 116. The central tube 126 is used for the helium purge of the bottom chuck plate 116 and the bottom chuck plate 1.
Passageway 192 allowing placement of thermocouple in the center of 16
I will provide a. Central tube 126 and bottom chuck plate 116 are preferably made of 316L stainless steel. FIG. 10 is a cross-sectional view of bottom chuck member 115. The chuck member 115 has a radial groove 194 and an annular groove 196 for distribution of the purge gas flow.

【0016】図11及び図12は上部流体冷却モジュー
ル140の断面図及び平面図を示す。図11は上部流体
冷却モジュール140の断面図であり、図12は上部流
体冷却モジュール140の平面図である。上部流体冷却
モジュール140は、上部流体冷却モジュール140内
で流すため、かつ管130へ及びRF誘導加熱コイル1
32のまわりに流すための液体を受取る流体受取り管1
98を有する。上部流体冷却モジュール140はアルミ
ニウム製であることが望ましい。
11 and 12 show a cross-sectional view and a plan view of the upper fluid cooling module 140. 11 is a cross-sectional view of the upper fluid cooling module 140, and FIG. 12 is a plan view of the upper fluid cooling module 140. The upper fluid cooling module 140 flows into the upper fluid cooling module 140 and into the tube 130 and the RF induction heating coil 1
A fluid receiving tube 1 for receiving a liquid for flowing around 32
Has 98. The upper fluid cooling module 140 is preferably made of aluminum.

【0017】図13及び図14は下部流体冷却モジュー
ル142の断面図及び平面図を示す。図13は下部流体
冷却モジュール142の断面図である。図14は下部流
体冷却モジュール142の平面図である。下部流体冷却
モジュール142は、上部流体冷却モジュール140内
へ挿入されたような、流体を管130から除去するアウ
トレット・パイプ200を有する。下部流体冷却モジュ
ール142はアルミニウム製であることが望ましい。
13 and 14 show cross-sectional and plan views of the lower fluid cooling module 142. FIG. 13 is a cross-sectional view of the lower fluid cooling module 142. FIG. 14 is a plan view of the lower fluid cooling module 142. The lower fluid cooling module 142 has an outlet pipe 200 that removes fluid from the tube 130, such as inserted into the upper fluid cooling module 140. The lower fluid cooling module 142 is preferably made of aluminum.

【0018】図15及び図16は、RF誘導加熱コイル
132を含む管130の側面図及び平面図を示す。図1
5は環状構成を示す管130の上部平面図である。図1
6は管130の側面図である。8つのコイル巻数で示さ
れているが、管130はいくつのコイル巻数でも良い。
管130はアルミニウムまたは銅アロイ製であることが
望ましい。
15 and 16 show a side view and a plan view of a tube 130 including an RF induction heating coil 132. FIG.
5 is a top plan view of the tube 130 showing an annular configuration. FIG.
6 is a side view of the tube 130. Although shown with eight coil turns, tube 130 may have any number of coil turns.
The tube 130 is preferably made of aluminum or copper alloy.

【0019】多目的チャック装置100の作動の間、R
F誘導加熱コイル130は活性化し、媒体114を溶解
状態にし、媒体114内で渦電流損失をおこす。図17
に簡略化して示したように、RF誘導加熱コイル130
の一次電流が媒体114に電圧を誘導する代替磁気束を
発生し、二次電流が第1のRF誘導加熱電流と逆の方向
に媒体114内に流れる。二次電流またはフォコルト
(Focault )電流は、媒体114を加熱する渦電流損失
を生じる。渦電流損失は更に媒体114に流れるインタ
ーミキシング流体を生成し、チャック・メンバ116上
の均一温度分布を提供する。
During operation of the multipurpose chuck device 100, R
The F induction heating coil 130 is activated to bring the medium 114 into a molten state, causing an eddy current loss in the medium 114. FIG. 17
As shown in simplified form in FIG.
Primary current produces an alternate magnetic flux that induces a voltage in the medium 114, and a secondary current flows in the medium 114 in the opposite direction of the first RF induction heating current. The secondary or Focus current causes eddy current losses that heat the medium 114. The eddy current losses also create an intermixing fluid flowing into the medium 114, providing a uniform temperature distribution on the chuck member 116.

【0020】8インチのチャック・メンバ116上の6
インチのウエハの半導体材料118での最大攪拌効果及
び加熱能力のため、RF誘導加熱コイル130を稼働す
るRF誘導加熱電力供給RF1は、半導体材料118上
で300 ℃から1000℃の定常温度に急速に到達するよう、
10-50 KHz の周波数で5,000-10,000ワットの電力出力を
有する。周波数の選択は、媒体114の所望の加熱、電
気的効率および所望の攪拌の度合いに基づいて決定され
る。典型的に、RF誘導熱コイル130を稼働する電力
供給の最低周波数は、媒体114の攪拌効果が最大にな
り、ハウジング136、ミキシング・メンバ・アセンブ
リ121、溶解チャンバ壁118及び中央管126の直
接加熱が最小になるように選ばれる。媒体114上の攪
拌効果はRF誘導加熱コイル130のアンペア回数の2
乗に比例する。
6 on the 8-inch chuck member 116
Due to the maximum agitation effect and heating capacity of the inch wafer of semiconductor material 118, the RF induction heating power supply RF1 which drives the RF induction heating coil 130 is rapidly operated on the semiconductor material 118 to a steady temperature of 300 ° C to 1000 ° C. To reach
It has a power output of 5,000-10,000 watts at a frequency of 10-50 KHz. The choice of frequency is determined based on the desired heating, electrical efficiency and desired degree of agitation of the medium 114. Typically, the lowest frequency of the power supply operating the RF induction heating coil 130 maximizes the stirring effect of the medium 114 and directly heats the housing 136, the mixing member assembly 121, the lysis chamber wall 118 and the central tube 126. Is chosen to be minimal. The stirring effect on the medium 114 is 2 ampere of the RF induction heating coil 130.
Proportional to the square.

【0021】低温での励起加熱では、シリンダーは媒体
114内に配置され得る。シリンダーは高キュリー点温
度(約1000℃以上)の強誘電材料から作られ得る。この
基準を満足させる強誘電材料はコバルト、鉄またはコバ
ルト鉄アロイを含む。
For low temperature excitation heating, the cylinder may be placed in the medium 114. The cylinder may be made of a high Curie point temperature (above about 1000 ° C.) ferroelectric material. Ferroelectric materials that meet this criterion include cobalt, iron or cobalt iron alloys.

【0022】渦電流損失にかかわらず、最適な均一な高
温分布を実施するため、媒体114は、高沸点(例えば
1200℃のような、最高作動温度以上)、最高作動温度で
の低蒸気圧(1 Torr 以下)、低溶解点(高温処理での
所望の最低温度以下)、及び低電気抵抗を有する。上記
基準に当てはまる金属材料は、錫、インジウム、ガリウ
ムを含み得る。他の金属材料は特定温度での実施に選択
され得る。加熱率は、媒体114の電気及び磁気特性、
RF誘導加熱コイル130への電力供給の周波数、及び
チャンバ112の円柱の半径の関数である。表1は、周
波数45 KHz、半径4インチのチャンバの多目的チャック
装置100で、錫を短期間試験作動(experimental ru
n)した際の温度上昇を示す。
In order to achieve an optimum uniform high temperature distribution regardless of eddy current loss, the medium 114 has a high boiling point (eg
It has a maximum operating temperature, such as 1200 ° C), a low vapor pressure at maximum operating temperature (1 Torr or less), a low melting point (below the desired minimum temperature for high temperature processing), and a low electrical resistance. Metallic materials that meet the above criteria may include tin, indium, gallium. Other metallic materials may be selected for implementation at a particular temperature. The heating rate is the electrical and magnetic properties of the medium 114,
It is a function of the frequency of power supply to the RF induction heating coil 130 and the radius of the cylinder of the chamber 112. Table 1 shows a multi-purpose chuck device 100 having a chamber with a frequency of 45 KHz and a radius of 4 inches.
n) shows the temperature rise.

【表1】表1 周波数45KHz 媒体−錫 [Table 1] Table 1 Frequency 45 kHz Medium-tin

【0023】渦電流損失は媒体114のインターミキシ
ングを引き起こすが、媒体114のさらなるミキシング
はチャック・メンバ116での完全な均一な温度分布を
必要とする。図18に示すように、円柱型媒体114に
誘導された二次電流は、チャンバ112内に分布してい
る環状パスに流れる。二次電流強度は放射状に減少し、
チャンバ112の中心により近い媒体114の部分より
も、RF誘導加熱コイル130により近い媒体114の
外側部分内に、より高い温度をもたらす。図19は、媒
体114を保持するチャンバ112内の異なる点での熱
密度率のグラフである。用いられた媒体114の材料、
RF誘導加熱コイル130の周波数、および多目的チャ
ック装置100の大きさによって、媒体114の攪拌
は、さらに完全に均一な温度分布を必要とし得る。
While eddy current losses cause intermixing of medium 114, further mixing of medium 114 requires a perfectly uniform temperature distribution on chuck member 116. As shown in FIG. 18, the secondary current induced in the cylindrical medium 114 flows in the annular path distributed in the chamber 112. The secondary current intensity decreases radially,
It provides a higher temperature in the outer portion of the medium 114 closer to the RF induction heating coil 130 than in the portion of the medium 114 closer to the center of the chamber 112. FIG. 19 is a graph of heat density ratios at different points in the chamber 112 holding the medium 114. The material of the medium 114 used,
Depending on the frequency of the RF induction heating coil 130 and the size of the multi-purpose chuck device 100, stirring the medium 114 may require a more perfectly uniform temperature distribution.

【0024】ウエハ接触面116での、媒体114のこ
のような起こり得る温度非均一を補う(offset)ため、
ミキシング・メンバ・アセンブリ121がチャンバ11
2内に配置され、媒体114のさらなるミキシングを提
供する。外側磁気アセンブリ146の回転は、内側磁気
アセンブリ144に応答してミキシング・メンバ・アセ
ンブリ121をチャンバ112内でスピンさせる。ミキ
シング・メンバ・アセンブリ121は、攪拌フィン18
4および186を有する撹拌ディスク124を使用し
て、チャック・プレート116の長さを伸長し、チャッ
ク・プレート116の表面で媒体114の均一温度分
布、つまり、半導体ウエハ118での均一な温度分布を
保証する。ミキシング・メンバ・アセンブリ121に取
付けられた撹拌シリンダ122は、RF誘導加熱コイル
130付近のチャンバ112内の媒体114のミキシン
グを提供する。内側磁気アセンブリ144および外側磁
気アセンブリ146を使用することによって、攪拌シリ
ンダ122および撹拌ディスク124を有するミキシン
グ・メンバ・アセンブリ121は、チャンバ112の底
面または側壁と接触することなく、半導体材料118上
に振動力を与えることを避ける。この磁気的接続配列
は、さらに、高温処理の間の流動媒体114の酸化を妨
げるよう真空(vaccum)を媒体112に適用する(appl
ication )する。図20(a) 〜(c) は撹拌ディスク12
4の可能な代替フィン形態を示す。付加的加熱が、チャ
ンバ112上部に例えば希ガスなどの流体を誘導するこ
とによって提供され得る。流体は特定の圧力で媒体11
4の上部のチャンバ112内のスペースを満たす。プラ
ズマ生成(generation)を介して流体に吸収された付加
エネルギーが、熱として媒体114に転送される。
To offset this possible temperature non-uniformity of the medium 114 at the wafer contact surface 116,
Mixing member assembly 121 is chamber 11
Located in the second position to provide further mixing of the medium 114. Rotation of outer magnetic assembly 146 causes mixing member assembly 121 to spin within chamber 112 in response to inner magnetic assembly 144. The mixing member assembly 121 includes the stirring fin 18
An agitator disk 124 having 4 and 186 is used to extend the length of the chuck plate 116 to provide a uniform temperature distribution of the medium 114 on the surface of the chuck plate 116, that is, a uniform temperature distribution on the semiconductor wafer 118. Guarantee. A stirring cylinder 122 attached to the mixing member assembly 121 provides mixing of the medium 114 in the chamber 112 near the RF induction heating coil 130. By using the inner magnetic assembly 144 and the outer magnetic assembly 146, the mixing member assembly 121 having the stirring cylinder 122 and the stirring disk 124 vibrates on the semiconductor material 118 without contacting the bottom or sidewall of the chamber 112. Avoid empowering. The magnetic connection arrangement further applies a vacuum to the medium 112 to prevent oxidation of the flowing medium 114 during high temperature processing.
ication). 20 (a) to 20 (c) show the stirring disk 12
4 shows four possible alternative fin configurations. Additional heating may be provided by inducing a fluid, such as a noble gas, above the chamber 112. Fluid is a medium 11 at a specific pressure
4 fills the space in chamber 112 above. The additional energy absorbed in the fluid via plasma generation is transferred to the medium 114 as heat.

【0025】図21は多目的チャック装置100の代替
実施例を示す。インレット冷却管210およびアウトレ
ット冷却管212が、中央管126を囲み、ミキシング
・メンバ・アセンブリ121内に位置する。インレット
冷却管210およびアウトレット冷却管212は、媒体
114およびミキシング・メンバ・アセンブリ121か
ら隔離される。チャック・メンバ115は、孔(cavit
y)214を有し、インレット冷却管210から冷却流
体を受取り、アウトレット冷却管212を通る分布を提
供する。冷却流体は、圧縮された空気または圧縮された
液化窒素冷却ヘリウムであり得る。
FIG. 21 shows an alternative embodiment of the multipurpose chuck device 100. An inlet cooling tube 210 and an outlet cooling tube 212 surround the central tube 126 and are located within the mixing member assembly 121. The inlet cooling pipe 210 and the outlet cooling pipe 212 are isolated from the medium 114 and the mixing member assembly 121. The chuck member 115 has a hole (cavit).
y) 214 for receiving cooling fluid from the inlet cooling pipe 210 and providing distribution through the outlet cooling pipe 212. The cooling fluid may be compressed air or compressed liquefied nitrogen cooled helium.

【0026】低温および急速温度処理において、チャン
バ112内のインレット冷却管210は、チャック・メ
ンバ115内の孔214に冷却流体(chilled fluid )
を送り、チャンバ112内のアウトレット冷却管212
を介し冷却流体を戻し得る。このようにして、半導体材
料118の温度の最大制御が成され得る。多目的チャッ
ク装置100は、極低温度の約マイナス150 ℃から1000
℃を越える高温まで変化し得る。
During low temperature and rapid temperature processing, the inlet cooling tube 210 in the chamber 112 is chilled fluid into the holes 214 in the chuck member 115.
The outlet cooling pipe 212 in the chamber 112.
The cooling fluid may be returned via the. In this way, maximum control of the temperature of the semiconductor material 118 can be achieved. The multipurpose chuck device 100 has an extremely low temperature of about minus 150 ° C to 1000 ° C.
It can vary up to high temperatures above ° C.

【0027】図22は、半導体材料118の温度を計る
ためのチャック・メンバー115内の熱電対装置の実行
可能な配置を示す。熱電対装置は、半導体材料118の
付近のチャック115内に配置され、半導体材料118
全面積にわたる温度を監視及び制御し得る。熱電対フィ
ードスルーおよびヘリウム・パージ中央管126は、半
導体材料118の中央での熱電対の配置を可能にし、さ
らに、ヘリウムなどの流体を流して半導体材料118の
後ろ側に良好な熱接触を提供する。チャック・メンバ1
15への冷却流体を供給するインレット冷却管210及
びアウトレット冷却管212をチャンバ112内の媒体
114から隔離することによって、半導体材料118の
効果的な温度制御が保証される。
FIG. 22 illustrates a possible arrangement of thermocouple devices within chuck member 115 for measuring the temperature of semiconductor material 118. The thermocouple device is disposed in the chuck 115 near the semiconductor material 118 and the semiconductor material 118
The temperature over the entire area can be monitored and controlled. The thermocouple feedthrough and helium purge central tube 126 allows for placement of the thermocouple in the center of the semiconductor material 118 and also allows a fluid such as helium to flow to provide good thermal contact to the backside of the semiconductor material 118. To do. Chuck member 1
By isolating the inlet cooling pipe 210 and the outlet cooling pipe 212 that supply the cooling fluid to 15 from the medium 114 in the chamber 112, effective temperature control of the semiconductor material 118 is ensured.

【0028】すべての絶縁層が、多目的チャック装置1
00の外側シェルがチャンバ112内の媒体114の高
温にかかわらず室温のままであることを保証する。外部
ハウジング136も、冷却インレット138を有し、外
部ハウジング136内に水を流して多目的チャック装置
100のシェルを室温に保つのを補佐する。さらに、上
部及び下部流体冷却モジュール140及び142から管
130へ水を流すことによって、RF誘導加熱コイル1
32の冷却が成され得る。
All insulating layers are multipurpose chuck device 1.
00 outer shell ensures that it remains at room temperature despite the high temperature of the medium 114 in the chamber 112. The outer housing 136 also has a cooling inlet 138 to help flush water through the outer housing 136 to keep the shell of the multipurpose chuck apparatus 100 at room temperature. Further, by flowing water from the upper and lower fluid cooling modules 140 and 142 to the tube 130, the RF induction heating coil 1
32 cooling can be achieved.

【0029】多目的チャック装置100は、化学蒸着、
熱アニールおよび酸化、エピタキシャル成長、およびプ
ラズマ・エッチングを含む様々な半導体処理技術におい
て用いられ得る。さらなる適応性として、多目的チャッ
ク装置100は、マグネトロン・プラズマ励起との両立
性のため、高温導電および電気抵抗非磁気金属、例えば
ステンレス・スチールまたはモリブデンなどで構成され
得る。半導体材料118は、中間層(図示せず)によっ
てチャック・プレート116から隔離され得、半導体材
料118のチャック・プレート116による起こり得る
汚染を避ける。多目的チャック装置100の構成要素
は、外壁(シリンダー136および120)を直接加熱
することを避けるため、渦電流損失が多目的チャック装
置100の外壁内ではなく媒体114内に起こることを
保証する高電気抵抗を有する。
The multipurpose chuck device 100 is a chemical vapor deposition
It can be used in various semiconductor processing techniques, including thermal annealing and oxidation, epitaxial growth, and plasma etching. As a further flexibility, the multipurpose chuck device 100 may be constructed of high temperature conductive and resistive non-magnetic metals such as stainless steel or molybdenum for compatibility with magnetron plasma excitation. The semiconductor material 118 may be separated from the chuck plate 116 by an intermediate layer (not shown) to avoid possible contamination of the semiconductor material 118 by the chuck plate 116. The components of multipurpose chuck apparatus 100 avoid high heating of the outer walls (cylinders 136 and 120) directly, thus ensuring high eddy current losses in medium 114 rather than in the outer wall of multipurpose chuck apparatus 100. Have.

【0030】概要として、多目的チャック装置は、無線
周波数誘導加熱コイルを用いてチャンバ内で媒体を加熱
する。媒体は、低溶解点および高沸点(低蒸圧)の比較
的低電気抵抗の材料、例えば錫、インジウム、ビスマス
又はそれらのアロイから成る。チャック・メンバは、半
導体処理に適する処理領域内に配置された半導体ウエハ
から媒体を隔離する。媒体は高温処理用のチャック・メ
ンバを介し半導体材料を加熱する。RF誘導加熱コイル
は、媒体を加熱する渦電流損失を起こす媒体内に二次電
流を発生させる。渦電流損失はさらに、媒体内に流体の
流れを引起こし、媒体全体にわたって均一温度分布を提
供する。チャンバ内のミキシング・メンバ・アセンブリ
はさらに、媒体をインターミックスして完全に均一なウ
エハ温度分布を保証する。半導体材料の広範囲にわたる
温度制御は、チャンバ内でチャック・メンバへ延びる冷
却管を介してさらに達成され得る。冷却管は媒体から隔
離され、例えば圧縮された空気やヘリウムなどの冷却流
体をチャック・プレートへ提供し、低温処理および急速
温度処理における温度制御のため半導体材料の温度を減
少させる。RF誘導加熱コイルの流体冷却および多目的
チャック装置の外部ハウジングは、適当な隔離ととも
に、多目的チャック装置の外部シェル室温に保つことを
保証する。
In summary, the multipurpose chuck device uses radio frequency induction heating coils to heat the media in the chamber. The medium comprises a material having a low melting point and a high boiling point (low vapor pressure) and relatively low electrical resistance, such as tin, indium, bismuth or alloys thereof. The chuck member isolates the media from the semiconductor wafer located in a processing area suitable for semiconductor processing. The medium heats the semiconductor material through a chuck member for high temperature processing. The RF induction heating coil produces a secondary current in the medium that causes eddy current losses that heat the medium. Eddy current losses also cause fluid flow within the medium, providing a uniform temperature distribution throughout the medium. The mixing member assembly in the chamber further intermixes the media to ensure a perfectly uniform wafer temperature distribution. Extensive temperature control of the semiconductor material can be further achieved via cooling tubes extending into the chuck member within the chamber. The cooling tube is isolated from the medium and provides a cooling fluid such as compressed air or helium to the chuck plate to reduce the temperature of the semiconductor material for temperature control in low temperature and rapid temperature processing. The fluid cooling of the RF induction heating coil and the outer housing of the multi-purpose chuck device, along with proper isolation, ensures that the outer shell of the multi-purpose chuck device is kept at room temperature.

【0031】このように、本発明により上述のような利
点を満足させる均一な半導体材料処理の方法およびその
装置が提供された。好ましい実施例を詳細に述べたが、
種々の変形、代替及び変更が成され得ることを理解され
たい。例えば、チャック装置の一面を特定の材料で説明
したが、チャック装置は、その他の材料でも形成され得
るし、同様の効果をもつその他の要素も使用し得る。添
付の特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲内
で他の実施例も可能であることは、この技術の分野の習
熟者にとって明らかである。
Thus, the present invention provides a method and apparatus for uniform semiconductor material processing that satisfies the above advantages. Having described in detail the preferred embodiment,
It is to be understood that various changes, substitutions and changes can be made. For example, although one side of the chucking device has been described with a particular material, the chucking device may be formed of other materials and other elements with similar effects may be used. It will be apparent to those skilled in the art that other embodiments are possible within the scope of the invention as defined by the appended claims.

【0032】以上の説明に関して更に次の項を開示す
る。 (1)均一な半導体材料処理用の多目的チャック装置で
あって、媒体を保持するチャンバと、前記チャンバの一
端をエンクローズするチャック・メンバであって、前記
チャック・メンバは前記チャンバの外側で前記チャック
・メンバと接触する半導体材料から前記媒体を分離し、
前記チャンバの回りにあり、前記媒体を高温溶解流体状
態に変形する無線周波数誘導加熱コイルであって、前記
媒体が前記チャック・メンバを介して前記半導体材料を
加熱するコイルとを有する装置。
With respect to the above description, the following section will be further disclosed. (1) A multi-purpose chuck device for uniform semiconductor material processing, comprising a chamber for holding a medium and a chuck member for enclosing one end of the chamber, the chuck member being outside the chamber. Separating the medium from the semiconductor material that contacts the chuck member,
A device having a radio frequency induction heating coil around the chamber for transforming the medium into a hot melt fluid state, the medium heating the semiconductor material through the chuck member.

【0033】(2)第1項に記載の装置において、前記
チャンバ内に回転メンバをさらに有し、前記媒体が前記
半導体材料に均一な温度分布を提供するようにミキシン
グする装置。
(2) The apparatus according to the item (1), further comprising a rotating member in the chamber, wherein the medium mixes the semiconductor material so as to provide a uniform temperature distribution.

【0034】(3)第2項に記載の装置において、前記
回転メンバが前記チャック・メンバの付近に取り付けら
れたフィンを有し、前記前記半導体材料に均一な温度分
布を提供することを保証する装置。
(3) In the apparatus according to the second item, it is ensured that the rotating member has a fin attached near the chuck member to provide a uniform temperature distribution to the semiconductor material. apparatus.

【0035】(4)第2項に記載の装置において、前記
回転メンバに接続された磁気回転装置を更に有し、前記
チャンバより外側から前記回転メンバを回転する装置。
(4) The device according to the item (2), further comprising a magnetic rotating device connected to the rotating member, and rotating the rotating member from outside the chamber.

【0036】(5)第1項に記載の装置において、前記
チャンバ内の冷却管を更に有し、前記チャック・メンバ
内に冷却流体を提供する装置。
(5) The apparatus according to the item (1), further comprising a cooling pipe in the chamber, and providing a cooling fluid in the chuck member.

【0037】(6)第5項に記載の装置において、前記
半導体材料は摂氏約マイナス150 度から摂氏1000度以上
までの温度範囲内で冷却及び加熱される装置。
(6) The apparatus according to item 5, wherein the semiconductor material is cooled and heated within a temperature range of about minus 150 degrees Celsius to 1000 degrees Celsius or more.

【0038】(7)第1項に記載の装置において、前記
無線周波数誘導加熱コイルの周りにある絶縁層を更に有
し、多目的チャック装置の外側の温度が前記媒体の温度
にかかわらず室温程度にとどまることを保証する装置。
(7) The apparatus according to item 1, further comprising an insulating layer around the radio frequency induction heating coil so that the temperature outside the multipurpose chuck device is about room temperature regardless of the temperature of the medium. A device that guarantees to stay.

【0039】(8)半導体材料に均一な温度分布を提供
する装置であって、金属媒体を保持するチャンバと、前
記チャンバの一端をエンクローズするチャック・メンバ
であって、前記チャック・メンバは前記チャック・メン
バと接触する前記チャンバの外側の半導体材料から前記
金属媒体を分離し、前記チャンバの回りにある無線周波
数誘導加熱コイルであって、前記金属媒体内に渦電流損
失を生成し、前記渦電流損失は前記金属媒体を介して均
一な温度分布するよう、前記金属媒体を加熱し、前記金
属媒体内にインターミキシング流体を流し、前記金属媒
体が前記チャック・メンバを介して前記半導体材料を加
熱する加熱コイルとを有する装置。
(8) An apparatus for providing a uniform temperature distribution to a semiconductor material, comprising a chamber for holding a metal medium and a chuck member for enclosing one end of the chamber, wherein the chuck member is the A radio frequency induction heating coil around the chamber for separating the metallic medium from a semiconductor material outside the chamber in contact with a chuck member, the eddy current loss creating in the metallic medium, The metal medium is heated such that the current loss causes a uniform temperature distribution through the metal medium, an intermixing fluid is flown in the metal medium, and the metal medium heats the semiconductor material through the chuck member. And a heating coil for heating.

【0040】(9)第8項に記載の装置において、前記
チャンバ内に回転メンバを更に有し、前記チャック・メ
ンバの付近で前記金属媒体を攪拌し、前記半導体材料に
完全に均一な温度分布を得る装置。
(9) In the apparatus described in the item (8), a rotating member is further provided in the chamber, the metal medium is agitated in the vicinity of the chuck member, and the temperature distribution is completely uniform in the semiconductor material. Equipment to get.

【0041】(10)第9項に記載の装置において、さ
らに前記回転メンバに接続され、前記チャンバの外側か
ら前記回転メンバを回転させる金属回転装置を更に有
し、前記回転メンバは前記チャンバの内部壁と接触せず
前記金属媒体に接触される装置。
(10) The apparatus according to item 9, further comprising a metal rotating device which is connected to the rotating member and rotates the rotating member from the outside of the chamber, wherein the rotating member is inside the chamber. A device that is contacted with the metal medium without contacting the wall.

【0042】(11)第8項に記載の装置において、前
記チャンバ内で冷却液を前記チャック・メンバに誘導
し、前記半導体材料の温度を制御する冷却管を更に含む
装置。
(11) The apparatus according to item 8, further comprising a cooling pipe for guiding a cooling liquid to the chuck member in the chamber to control the temperature of the semiconductor material.

【0043】(12)第8項に記載の装置において、前
記金属媒体は錫である装置。
(12) The apparatus according to item 8, wherein the metal medium is tin.

【0044】(13)第8項に記載の装置において、前
記無線周波数誘導加熱コイルが周波数10-50 キロヘルツ
内で作動する装置。
(13) The apparatus according to item 8, wherein the radio frequency induction heating coil operates within a frequency range of 10-50 kHz.

【0045】(14)半導体形成プロセスで均一な温度
分布を提供する方法であって、チャック・メンバによっ
てエンクローズされたチャンバ内に金属媒体を配置する
工程と、前記金属媒体内に渦電流損失を生成し、前記渦
電流損失は前記金属媒体の加熱及び前記金属媒体内のイ
ンターミキシング流体の流れをおこして、前記金属媒体
を介した均一な温度分布、前記チャック・メンバと接触
する、前記チャンバの外側の半導体材料の加熱を提供す
る工程と、を含む方法。
(14) A method for providing a uniform temperature distribution in a semiconductor forming process, which comprises disposing a metal medium in a chamber enclosed by a chuck member, and reducing eddy current loss in the metal medium. And the eddy current loss causes the heating of the metal medium and the flow of the intermixing fluid within the metal medium to produce a uniform temperature distribution through the metal medium, in contact with the chuck member, of the chamber. Providing heating of the outer semiconductor material.

【0046】(15)第14項に記載の方法において、
前記金属媒体を攪拌して、前記半導体材料の全面積にお
ける異なる点で、半導体材料が同一温度を有するよう
に、前記チャック・メンバの付近に前記金属媒体内に完
全に均一な温度分布を提供する工程を更に含む方法。
(15) In the method described in item 14,
The metal medium is agitated to provide a completely uniform temperature distribution within the metal medium near the chuck member such that the semiconductor materials have the same temperature at different points in the total area of the semiconductor material. The method further comprising a step.

【0047】(16)第14項に記載の方法において、
前記チャンバ内で前記半導体材料の温度を制御するよう
に冷却流体を誘導し、前記冷却流体はさらに、低温で急
速温度処理形成能力を提供する工程を含む方法。
(16) In the method described in item 14,
A method comprising inducing a cooling fluid to control the temperature of the semiconductor material in the chamber, the cooling fluid further providing a rapid thermal processing forming capability at low temperatures.

【0048】(17)第14項に記載の方法において、
前記チャンバ内に加熱液を誘導し、前記金属媒体上の前
記チャンバを満たし、前記金属媒体の加熱を励起する工
程をさらに含む方法。
(17) In the method described in item 14,
The method further comprising the step of directing a heating liquid into the chamber to fill the chamber on the metal medium and excite heating of the metal medium.

【0049】(18)媒体を保持するチャンバを有する
多目的チャック装置が開示される。媒体が無線周波数誘
導加熱コイルによって高温溶解状態になるまで加熱され
る。媒体は、媒体を半導体材料から隔離するチャック・
メンバを介して半導体材料を加熱する。加熱は無線周波
数誘導加熱コイルによって行われ、媒体内に流体フロー
を生じさせ、媒体全体にわたって均一な温度分布を提供
する。磁気回転装置が、ミキシングメンバおよび回転フ
ィンを有する回転メンバの動きを制御し、媒体全体にわ
たって、特にチャック・メンバの付近において完全に均
一な温度分布を保証する。インレット冷却管およびアウ
トレット冷却管は媒体から隔離され、チャック・メンバ
に冷却流体を提供し、半導体材料の温度を制御する。
(18) A multipurpose chuck device having a chamber for holding a medium is disclosed. The medium is heated by a radio frequency induction heating coil until it is in a hot melt state. The medium is a chuck that isolates the medium from the semiconductor material.
The semiconductor material is heated through the member. The heating is provided by a radio frequency induction heating coil, which creates a fluid flow in the medium and provides a uniform temperature distribution throughout the medium. A magnetic rotating device controls the movement of the rotating member with the mixing member and the rotating fins to ensure a perfectly uniform temperature distribution throughout the medium, especially in the vicinity of the chuck member. The inlet and outlet cooling tubes are isolated from the medium and provide a cooling fluid to the chuck member to control the temperature of the semiconductor material.

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

【図1】改良真空プロセッサ(AVP)装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an improved vacuum processor (AVP) device.

【図2】多目的チャック装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a multipurpose chuck device.

【図3】多目的チャック装置の外部金属ハウジングの断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an outer metal housing of a multipurpose chuck device.

【図4】多目的チャック装置の溶解チャンバの断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a melting chamber of a multipurpose chuck device.

【図5】多目的チャック装置の溶解チャンバの溶解ミキ
サー・メンバ・アセンブリの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a melt mixer member assembly of a melt chamber of a multipurpose chuck device.

【図6】接続リングの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a connection ring.

【図7】攪拌シリンダの断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a stirring cylinder.

【図8】攪拌ディスクの上部平面図である。FIG. 8 is a top plan view of a stirring disc.

【図9】多目的チャック装置の中央管及び底部チャック
・プレートの断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a central tube and bottom chuck plate of a multi-purpose chuck device.

【図10】底部チャック・メンバの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a bottom chuck member.

【図11】多目的チャック装置の上部流体冷却モジュー
ルの断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of an upper fluid cooling module of a multi-purpose chuck device.

【図12】上部流体冷却モジュールの平面図である。FIG. 12 is a plan view of an upper fluid cooling module.

【図13】多目的チャック装置の下部流体冷却モジュー
ルの断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a lower fluid cooling module of a multipurpose chuck device.

【図14】下部流体冷却モジュールの平面図である。FIG. 14 is a plan view of a lower fluid cooling module.

【図15】多目的チャック装置のRF誘導加熱コイルを
含む管の上部平面図である。
FIG. 15 is a top plan view of a tube including an RF induction heating coil of a multipurpose chuck device.

【図16】RF誘導加熱コイルを含む管の側面図であ
る。
FIG. 16 is a side view of a tube containing an RF induction heating coil.

【図17】多目的チャック装置のチャンバ内の電流フロ
ーを示す簡易図である。
FIG. 17 is a simplified diagram showing a current flow in a chamber of a multipurpose chuck device.

【図18】多目的チャック装置のチャンバ内の環状パス
を示す簡易図である。
FIG. 18 is a simplified view showing an annular path in the chamber of the multipurpose chuck device.

【図19】チャンバ内の加熱密度率(concentration pe
rcentage)のグラフである。
FIG. 19: Heating density ratio (concentration pe) in the chamber
rcentage) graph.

【図20】攪拌ディスクの可能な代替フィン形態を示す
図である。
FIG. 20 shows a possible alternative fin configuration of the stirring disc.

【図21】多目的チャック装置の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 21 is a view showing another embodiment of the multipurpose chuck device.

【図22】多目的チャック装置のチャック・メンバ内の
熱電対の実行可能な配置を示す図である。
FIG. 22 shows a possible arrangement of thermocouples within a chuck member of a multi-purpose chuck device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 多目的チャック装置 112 チャンバ 114 媒体 115 チャック・メンバ 118 半導体材料 130 加熱誘導コイル 100 multi-purpose chuck device 112 chamber 114 medium 115 chuck member 118 semiconductor material 130 heating induction coil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 均一な半導体材料処理用の多目的チャッ
ク装置であって、媒体を保持するチャンバと、 前記チャンバの一端をエンクローズするチャック・メン
バであって、前記チャック・メンバは前記チャンバの外
側で前記チャック・メンバと接触する半導体材料から前
記媒体を分離し、 前記チャンバの回りにあり、前記媒体を高温溶解流体状
態に変形する無線周波数誘導加熱コイルであって、前記
媒体が前記チャック・メンバを介して前記半導体材料を
加熱するコイルとを有する装置。
1. A multi-purpose chuck apparatus for uniform semiconductor material processing, comprising a chamber for holding a medium and a chuck member for enclosing one end of the chamber, the chuck member being outside the chamber. A radio frequency induction heating coil for separating the medium from the semiconductor material in contact with the chuck member and deforming the medium into a hot melt fluid state around the chamber, the medium being the chuck member. And a coil for heating the semiconductor material through the device.
【請求項2】 半導体形成プロセスで均一な温度分布を
提供する方法であって、 チャック・メンバによってエンクローズされたチャンバ
内に金属媒体を配置する工程と、 前記金属媒体内に渦電流損失を生成し、前記渦電流損失
は前記金属媒体の加熱及び前記金属媒体内のインターミ
キシング流体の流れをおこして、前記金属媒体を介した
均一な温度分布、前記チャック・メンバと接触する、前
記チャンバの外側の半導体材料の加熱を提供する工程
と、 を含む方法。
2. A method for providing a uniform temperature distribution in a semiconductor forming process, comprising: placing a metal medium in a chamber enclosed by a chuck member; and generating an eddy current loss in the metal medium. And the eddy current loss causes heating of the metal medium and flow of an intermixing fluid within the metal medium, a uniform temperature distribution through the metal medium, in contact with the chuck member, outside the chamber. Providing heating of the semiconductor material of.
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