JPS60240045A - サイクリツク真空処理装置において熱伝達を制御するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、真空チェンバ内で半導体ウェーハを処理する
ことに関し、特に、伝達媒体としてガスを利用するイオ
ン注入装置において熱伝達するための方法及び装置に関
する。

集積回路の製造において、多数の処理が、真空中の半導
体ウェーハ上への高エネルギービームの適用を含むよう
に設定されている。これらの処理は、イオン注入、イオ
ンビームミリング（ｍｉ　１１　ｔｎｇ）及び反応性イ
オンエツチングを含む。各々の場合に、イオンビームが
、イオン源で発生して、ターゲットへ向かつて加速度を
変化させて進む。イオン注入は、半導体ウェーハ中に不
純物を導入するための標準的技術となっている。不純物
が、半導体材料の結晶格子中に不純物を埋め込む手段と
して活性イオンの運動量を用いることによって半導体ウ
ェーハの大部分中に導入される。

活性イオンが半導体ウェーハ上に衝突してウェーハ中に
進むとき、熱が原子の衝突によって発生（９） する。この熱は、イオンビームのエネルギーレベル又は
電流レベルが増加するとき顕著となり、既定の限界を越
えた制御不可能な不純物の拡散をもたらし得る。デバイ
ス形状がより小さくなるとき、この制御不可能な拡散は
、容認できなくなってくる。熱に伴うより重大な問題は
、パターン化されたフォトレジスト層の劣化（ｄｅｇｒ
ａｄａｔ　Ｉｏｎ）であり、そのフォトレジスト層は処
理前に半導体ウェーハに用いられ、比較的低い融点を有
する。

商業ペースの半導体処理で、大きな目的が、単位時間毎
に処理されるウェーハに基づいて高い処理量を達成する
ことである。イオンビーム装置で高い処理量を達成する
ための一つの方法は、比較的高電流のビームを用いるこ
とである。しかしながら、大量の熱が、ウェーハで発生
するであろう。

従って、高温に達するのを防止するためにウェーハを冷
却することが必要である。

ウェーハの温度を既定の制限以下に保つための技術は、
入射力が多数のウェーハ上に広がるバッチ処理、ビーム
の時分割走査及びウェーッ１と熱だ（１０） めとの間の固体対固体直接接触による伝導冷却を含んで
いる。固体対固体接触を使用する装置の冷却ｉ率は、微
細レベルで二つの面の小さい領域（代表的に５％以下）
しか実際には接触していないので、ウェーハの裏面は熱
伝導面と接触する程度によって制限される。

ガス伝導技術は、二つの向き合った面の間で熱結合を可
能にすることが周知でおり、真空中での半導体処理に用
いられている。一つの方法で、ガスが、ウェーハと支持
グレートとの間の空胴内に導入される。しかしながら、
この方法を用いて達成できる熱伝達は、ウェーハの湾曲
が低いガス圧で起こるので制限される。

半導体ウェーハに関するガス補助の固体対固体熱伝達が
、１９８２年５月２５日に出願の米国特許出願第３８１
，６６９号で開示されている。半導体ウェーハが、その
周縁で成形プラテン（ｐｌａｔｅａ）上ヘクランプで固
定される。圧力を加えられたガスが、プラテンとウェー
ハとの間の微細空隙内に導入される。ガス圧力は、ウェ
ーハとプラテンとの間隔を少しも増加させることなくク
ランピング予圧に近づく。ガス圧はウェーハとプラテン
との間隙を全く増加させることなく顕著に増加するので
、熱残留は減少し、ガス補助の固体対固体熱伝達が最適
の結果を生じる。これらの二つの方法では、ガスは、圧
力を調節するための手段を含みウェーハの裏側の熱伝達
領域に結合したガス源から供給される。

処理量がより大きいイオン注入装置の需要の増加につれ
、より大きい電流を利用することが必要となり、それに
よって、バッチ装置へガス冷却を使用することが必要と
なるであろう。代表的に、バッチ装置で、多数の、例え
ば２５個のウェーハが、イオン注入中に回転する大きな
ディスク（ｄｐｓｅ）上に取り付けられる。イオンビー
ムが回転するディスクを横切って走査され、或いはディ
スクが回転中に機械的に並進運動して、ウェーハの表面
上に一様なイオン注入量をもたらすことができる。

バッチ処理装置内でガス冷却を使用することは、２つの
因子によって複雑化される。第１に、ウェーへの裏側の
熱伝達領域内にガスを導入するために必要な機械設備は
、各ウェーハの位置で繰り返されなければならない。こ
のことは、装置の複雑さとコストとを非常に増大させる
。加えて、ディスク外部の接続が、回転軸に沿って回転
式接続を通じて行なわれなければガらない。従来技術の
回転ディスクは、回転するシールを通じてディスクへ管
によって送られる冷却水を用いて水冷されている。ガス
冷却のための接続を加えることは、この装置を更に複雑
にするであろう。

本発明の目的は真空中の半導体の熱伝達のだめの新規な
装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、ヒートシンクの液体冷却を
利用するイオン注入装置において半導体ウェーハのｊス
伝導熱伝達のための新規な方法及び装置を提供すること
である。

更に本発明の目的は、複数のウェーハの設置のための可
動要素を利用するイオン注入装置において、ガス伝導熱
伝達のための新規な方法及び装置を提供することである
。

（１３） 更にまた本発明の目的は、処理サイクルの一部分で排気
が行われる真空チェンバにおいて、半導体ウェーハの熱
伝達のための方法及び装置を提供することである。

発明の概要 本発明に従って、これら及び他の目的と利点が真空処理
チェンバ内の被加工物とヒートシンク又は熱源との間の
熱伝達を提供すΣための装置において得られる。その真
空チェンバは操作サイクルの一部の間に排気され、サイ
クルの別の部分の間に低い圧力へ真空排気される。その
設置は被加工物設置位置を有し、その設置位置はプラテ
ンを有し、そのプラテンに対して被加工物が遮断されそ
れらの間に熱伝達領域を形成する。プラテンはチェンバ
と熱伝達領域との間にガス流のための流路と冷却液の循
環のだめのコンジットを有する。その設置位置は更に流
路を制御可能に開閉するために、冷却液の圧力に応答す
る液体作動パルプ手段を有する。装置は更に冷却液の圧
力を制御するための手段を有し、それは、チェンバ内の
圧力が予（１４） め定められた中間圧力に達するとき、真空ボンピングの
間、パルプ手段が閉じられる。中間圧力でのガスは処理
の間、熱伝達領域内にトラップされ、被加工物とプラテ
ンとの間の熱エネルギーを伝導する。

好適実施例において、複数の被加工物設置位置がイオン
注入装置内での回転に適したディスク上に置かれる。制
御手段は真空チェンバ内の圧力を感知するための手段と
、チェンバの圧力が中間圧力に達したとき制御信号を提
供するための手段を有する。制御手段は更に、冷却液を
出すための制御信号に応答するパルプを有することがで
きる。

好適実施例 バッチ処理イオン注入装置のための端部装置とビームラ
インの近接部分が第１図に簡単な形で図示されている。

回転ディスク組立体は、回転ディスク１Ｇ、ディスクｌ
Ｏの上に設置された複数の半導体ウェーハ１２、チェン
バードア１４及び回転ディスク１０の丸めの駆動モータ
１６を有する。

回転ディスク１０はチェンバードア１４ｉ介して、ドラ
イブシャフト１Ｂによってモータ１６に接続されている
。注入の間、チェンバードア１４は注入チェンバー２２
を形成するためにハウジング２０に密閉されている。ハ
ウジング２０Ｆｉまた、ビーム真空チェンバー２４も形
成し、それはゲートパルプ２６によって注入チェンバー
２２から隔離される。イオンビーム２８はイオンソース
（ｓｏｕｒｃｅ）内で形成され、適切な質量分析とイオ
ン光学素子（図示せず）全経て、ゲートバルブ２６を通
ってウェーハ１２に提供される。真空ポンプ３ｏは隔離
パルプ３２ｔ−介して注入チェンバー２２に連結されて
いる。注入チェンバー２２はまた、ガス抜きの目的のた
めに、隔離パルプ３４を介して外部環境に連結されてｈ
る。ビームライン真空チェンバー２４は真空ポンプ（図
示せず）に連結されている。

作動中、第１図に示されたイオン注入装置は、サイクリ
ック（ｃｙｃｌｉｃ）方式で半導体ウェーハを処理する
。そのサイクルには、概して、イオン注入が後に続く装
置内でのウェーハの配置及び、その後、装置からのウェ
ーハの除去がある０よシ特徴的なことには、注入サイク
ルの最後で、ビームライン真空チェンバー２４を隔離す
るためにゲートバルブ２６が閉じられ、パルプ３２を閉
じ、パルプ３４を開くことによって注入チェンバー２２
がガス抜きされる。これは注入チェンバー２２を大気圧
に上げる。チェンバードア１４が開かれ、ウェーハ１２
が取り除かれ、ウェーハの新しい組が回転ディスク１０
上に置かれる。ウェーハ１２の交換は自動又は手動で為
される。次にチェンバードア１４はハウジング２０に密
閉される。パルプ３４が閉じられ、真空ポンプ３０に対
するパルプ３２が開かれる。注入チェンバー２２の真空
ボンピングは、所望の圧力レベルが得られるまで続く。

チェンバー２２の真空ボンピングの間に、ディスクの回
転が始められる。適切な圧力レベルが得られるとゲート
バルブ２６が開かれ、ウェーハ１２の注入が始まる。舘
１図の実施例において、ウェーハ１２の一様なイオン供
与量を確保するために、イオンビーム２８は回転ディス
ク１０の−（１７） 部に一次元の走査がされる。従来技術で知られる他の装
置において、イオンビーム２８は固定保持され、回転デ
ィスクはウェーハの一様なイオン注入を達成するために
回転されると同様に、−次元の往復運動をさせられる。

注入が完了した後、注入チェンバー２２は上記のように
ガス抜きされ、工程が繰シ返される。

回転ディスクｌＯ及びチェンバードア１４の部分断面斜
視図が第２図に図示されている。回転ディスク１０はド
ライブシャフト１８に取り付けられたプーリー４０及び
駆動ベルト４２會介してドライブモータに連結されてい
る。ドライブシャフト１８はフエロフルーディクシール
（ｆｅｒｒｏｆｌｕｌｄｌｃａｅａｌ）　４４　ｆ通っ
ており、そのフェロフルーディングシール４４は回転運
動が注入チェンバー２２の真空領域内に伝達されること
を可能にする。回転ディスク１０は複数のウェーハ締め
付は位置４６中−１ を有し・そ１は後１詳細１記載される・・：、肥・転デ
ィスク１０は液体冷却される。水のよりな°適切な冷却
液がディスク１０内の内部流路を通って各ウニ（１８） −ハ締め付は位置４６に循環される。ディスク１０内の
流路はドライブシャフト１８内の同心の流路を介して、
真空チェンバーの外部にある循環及び冷却装置５０に接
続されている。循環及び冷却装置５０は、典型的にはポ
ンプ及び熱交換器を有する。

回転ディスクｌＯ上のウェーハ締め付は位置４６０１つ
の簡単な断面図が第３図に図示されてｂる。

ディスク１０に取ｐ付けられたプラテン６０及びプラテ
ン６０に対してウェーハ１２を締め付ける丸めの手段を
有している。ウェーハ締め付は手段は締付はリング６２
を有し、それは、ウェーッ１の周囲の端をプラテン６０
に対して締め付けるために取９付けられている。締め付
はリンク６２は、支柱６４によってプラテン６０内の穴
を通ってディスク１０の後部のプレート６６に連結され
ている。支柱６４上でプレート６６とプラテン６０の後
部との間にはスプリング６８が置かれており、それは、
ウェーハ１２に対して締付はリング６２を引つ張９、し
つか９と位置に締付ける。ウェーハ１２が取り去られる
と、プランジャー（図示せず）はプレート６６を上方へ
押し、それによってスプリング６８を押し付け、締付は
リング６２を持ち上げる。ウェーハ１２は手動で取シ除
ける。

代りに、それは自動ウェーハ取り扱い装置のそげに近づ
けるために、保持支柱又は真空チャック（図示せず）に
よって持ち上げられる。

プラテン６０の上端面７０はウェーハ１２の後部と対向
している。その上端面７０は平坦でもよく又はその中央
部分に空胴を有してもよい。しかし、好適には上端面７
０は凸形状を有する。ウェーハ１２は凸形状によってプ
レストレスを与えられ、上端面７０と本質的な接触がも
たらされる。

しかし、上端面７０の形状にもかかわらず、ウェーハ１
２とプラテン６０との間の接触は極微の尺度で、表面領
域の５チに現われるに過ぎない。接触点間の極微空間が
高真空であるとき、実際の接触点を除いて僅かな熱伝達
が現われる。ウェーハ１２とプラテン６０の上端面７０
との間の領域へのガスの導入は、熱伝達を増加すること
が知られている。熱伝達領域は空胴でよく、または、ウ
ェーハとプラテンが接触しているときは極微空間でもよ
い０圧力は、ウェーハの湾曲を引き起こすことなく、可
能な限り高くすべきである。好適実施例において、ウェ
ーハ１２はプラテン６０に対してプレストレスが与えら
れ、この圧力は約５から１００トルでろって、好適には
約２０から３０トルでおる。他の実施例においては、ガ
ス圧力は０．５トル表どでおってよい。

ウェーハ１２とプラテン６０の上端面との間の熱伝達領
域は流路７４によって回転ディスク１０の後部に接続さ
れている。このようにして、ウェーハ１２の後ろの熱伝
達領域と注入チェンバー２２との間には直通流路がめる
。全熱伝達領域がほとんど等しい圧力であることを確実
にするために、ウェーハ１２の直径よりも小さい直径を
有する周囲溝７６がプラテン６０の上端面７０に提供さ
れる。好適実施例において、流路７４は溝７６に連結さ
れている。更にプラテン６０が有するものは、上端面７
０上に配置され、ウェーハ１２よりも僅（２１） かに小さい直径を有するエラストマー〇−リング７８の
ような周囲シールである。０−リング７８はウェーハ１
２の後ろの熱伝達領域を真空注入チェンバー２２から密
閉する。プラテン６０及びディスク１０は、例えば水の
ような冷却液の循環のために流路又はコンタン）　（ｃ
ｏｎｄｕｉｔ）　７９が与えられている。コンジット７
９はシャフト１８を介して循環及び冷却装置５０に連結
するディスク１０を通る１つ又はそれ以上の連続する流
路によって形成される。

本発明に従って、液体作動バルブ８０がプラテン６ｏに
備え付けられ、流路７４の開閉の制御をするように作動
する。バルブ８０の作動はコンジット７９内の冷却液の
圧力によって制御される。

冷却液の圧力の増加は、バルブ８０に流路７４を閉じさ
せ、ウェーハ１２の後方の熱伝達領域を密閉する。典型
的には、圧力の増加は冷却液流を出すことによって達成
される。

プラテン６０にはバルブ８０の取ｐ付けのために適合さ
れた凹所が設けられている。加えて、プ（２２） ラテン６０は流路７４に沿ったバルブシートが設けられ
ており、そして、それはバルブ閉鎖部材によって密閉さ
れる。第３図の例において、バルブシートはリップ部分
８２を有する。バルブ８０はスプリング８６１に介して
可変円形仕切板８８に連結された閉鎖部材８４を有する
。仕切板８８はその円周端部がカップ形部材９０の上部
リムに密閉されており、その部材は入口９２と出口９４
が設けられている。入口９２及び出口９４はカップ形部
材９０の内部をコンジット７９に接続している〇ニジス
トマー〇−リング９６は、バルブ８０をプラテン６０内
に密閉する。

作動中、バルブ８０が閉じるまで、コンジット７９及び
カップ形部材９０を通って循環される冷却液はない。液
体循環がないと、冷却液は比較的低い圧力で、仕切板８
８はゆるい位置にある。流路７４を閉じることが必要と
されるとき、冷却液が流出され、冷却液の圧力はあらか
じめ定められた値に増加する。仕切板８８は上方へ曲が
り、それによって栓部材８４がリップ部分８２に対する
密閉位置に入る。この位置でウェーハ１２の後方の熱伝
達領域が密閉され、その中にガスが貯められる。冷却液
の流出を交互に行い、止めることによって、流れは一定
に維持され、圧力はバルブ８０を閉じるように上がる。

第３図における液体作動バルブ８０は、多くの可能な液
体作動バルブの実施例の１つであることが当業者には理
解されるであろう。更に、示されるようにバルブは必ず
しもプラテン６０に取り付けられる必要はない。それは
、如何なる好都合な場所、例えば、プラテン６０の後方
又はディスク１０上に取り付けられてもよい。唯一必要
とされることは、それが熱伝達領域と注入チェンバーと
の間の流路を閉じることに適して込るということである
。

別の液体作動パルプの好適実施例が第５図に示されてい
る。部分断面図で示されるプラテン１３０は、ウェーハ
取り付は表面１３２及び、表面１３２とガス流のだめの
注入チェンバーとの間の流路１３４を有する。プラテン
１３０にはバルブのだめの取ｐ付は開口１３６が形成さ
れている。弾力的な仕切板１３８はその外部表面で取υ
付は開口１３６内のフランジ１４０に密閉されている。

仕切板１３８は、流路１３４内のリップ部分１４２に近
接して置かれている０スプリング１４４は仕切板１３８
をリップ部分１４２から押しのける。取り付は開口１３
６はプラグ１４６によって密閉され、プラテン１３０内
の冷却液流路１４８．１４９に接続されている。冷却液
が流出されるか、又は圧力が増加されると、仕切板１３
８はリップ部分１４２に対して押し付けられ、流路１３
４倉密閉する。冷却液流が止められると、スプリング１
４４は流路１３４が開かれることを確実にする。

更に、液体作動バルブの別の好適実施例が第６図に示さ
れて込る。プラテン１８０はウェーハ設置面１８２及び
ガス流路１８４を有し、バルブのための設置開孔１８６
が与えられている。構成要素１８８は、穴１９０ｉ有し
、それを通じてフランジ１９２に密閉されている。ベロ
ーズ１９４は構成要素１８８の上部表面に密閉されてい
る。ベローズ１９４０対向端は、カップ形部材１９６の
外側リムに密閉されている０力ツプ形部材１９６内に位
置するのはピストン１９８（２５） とスプリング２００である。ピストン１９８は保持器２
０２によってカップ形部材１９６内に保持されてｂる０
スプリング２００はピストンをカップ形部材１９６の外
側上方へ押し上げ、保持器２０２に接する０遮断バツド
２０４は、流路１８４のリップ部分２０６を密閉するの
に適し、ピストン１９８上に設置されている。設置開孔
１８６はプラグ２０８によって密閉され、プラテン１８
０内の冷却液流路２１０．２１１に接続されている。冷
却液が出され又は、圧力が増加すると、ベローズ１９４
は伸びて遮断パッド２０４　ｔ−リップ部分２０６に対
して押し付ける。それによって流路１８４　’ｉ遮断す
る０冷却液が止められると、ベローズは収縮し、流Ｍを
開く。この配置は、冷却液の圧力の大きな変化にもかか
わらず、スプリング２００の比較的一定の力によって流
路１８４が遮断されるという利点全提供する。回転ディ
スクの遠心力は、冷却液の圧力に変化を生じさせること
ができる。しかし、遮断面は一定の力を受けるが損傷さ
れない。

更に、液体作動バルブの別の好適実施例が第７人（２６
） 及び７Ｂ図に示されている。プラテン２３０はウェーハ
設置表面２３２及びガス流路２３４，２３５を有し、バ
ルブのための設置開孔２３６が与えられている。

円筒状プランジャー２３８が開孔２３６内に配置され、
０−リング２４０．２４２．２４４がシーリングのため
に与えられているのは上記のごとくである。開孔２３６
の低い部分はプラグ２４６で遮断され、冷却液流路２４
８．２４９に接続されている。ガス流路２３４及び２３
５が、長手方向に沿った異なる点で開孔２３６に接続さ
れている。スプリング２５０は、プランジャー２３８を
プラグ２４６に向って下方に押し出す。冷却液が出て、
又は圧力がかけられてバルブの閉じた位置が第７Ａ図に
示されている。流路２３４はＯ−リング２４２によって
流路２３５から遮断されており、冷却液はＯ−リング２
４０によって流路２３４及び２３５から遮断されている
。バルブの開く位置では、冷却液が止められ又は圧力が
下げられておｐｌそれは第７Ｂ１図に示されている。ス
プリング２５０はプランジャーを開く位置へ下げる。

流路２３４及び２３５はこの時点でガス流通しているが
、０−リング２４０．２４２によって冷却液から遮断さ
れている。

各位置４６で液体作動バルブ８０の操作を制御するため
の手段が第１及び２図に示されている。

圧力センサ１００は回転ディスク１０の付近の注入チェ
ンバ真空レベル（冷却液圧力ではない）を感知するよう
に置かれている。圧力センサ１００の出力はレベル検知
器１０２につなけられており、その検知器は注入チェン
バ２２内の圧力が予め定められた中間圧力レベルより低
いとき、制御信号を発する。中間圧力は典型的には０．
５から１００トルの範囲でアシ、典型的には５Ｘ１０　
）ルであるイオン注入に必要な圧力よりも高い。ここで
第２図を参照すると、レベル検知器１０２からの制御信
号は液体圧力制御ユニット１０４に送られ、それはディ
スク１０を通ってウェーハ位置４６の各々に循環される
冷却液の圧力制御するバルブのようなものである。レベ
ル検知器１０２は圧力センサ１００からの出力信号と注
入チェンバ２２内に予め定められた圧力を再び加える参
考レベルとを比較し、圧力センサ信号が参考レベルより
も低いときは制御信号を発する比較器でもよい。液体圧
力制御ユニッ）　１０４は、電気的に、又は空気バルブ
弁によって制御される制御可能なバルブ又はピストンで
おってもよい。

本発明に従った装置の作動が第４図全参照して記載され
ている。第４図において注入チェンバ２２内及びウェー
ハ１２の後ろの熱伝達領域内の圧力が時間の関数として
グラフに書かれている。チェンバードア１４が閉じられ
ているとき、真空ポンプ３０は注入チェンバ２２の排気
を始める。初めは、注入チェンバ２２は大気圧であるか
７６０トルである。液体作動バルブ８０が開かれ、それ
によって、空気の流れを可能にし、熱伝達領域と注入チ
ェンバ２２との間の圧力の平均化を可能にする０真空ポ
ンプ３０の操作は、第４図で曲１ｌＪ１１０によって示
されるように注入チェンバ２２内の圧力を減少する。こ
の例において、ウェーハ１２の後ろの領域での熱伝達に
必要き予め定められ喪中間圧力は２０トルである。圧力
センサ１００が時間ｔ０（２９） で注入チェンバ内に２０）ルの圧力を感知すると、レベ
ル検知器１０２は制御信号を液体圧力制御ユニッ）　１
０４に与える。制御信号に応答して、液体圧力制御ユニ
ツ）　１０４は冷却液の流れを出すことによって冷却液
の圧力を増加させる。増加した圧力は前記のようにバル
ブ８０を閉じ、流路７４を遮断する。ディスク１０は回
転しても、しなくでもよい。しかし、概してディスクの
回転は真空排気の間にはじめられる。なぜならば、ディ
スクがその最終のスピードに達するのにいくらかの時間
が必要とされるからである。バルブ８０の閉鎖はウェー
ハ１２の後ろの熱伝達領域における２０トルの中間圧力
をトラップする。第４図の曲線１１２によって示すよう
に、真空ポンプ３０は連続的に働き、更に、注入チェン
バ２２内の圧力を減じる。

注入チェンバ２２内の圧力がイオン注入に遍切なレベル
（典型的には５Ｘ１０　）ル）に達すると、ゲートバル
ブ２６が開きイオン注入が進む。イオン注入の間バルブ
８０は閉じたｔ″Ｉ！、であシ、第４図の曲＃１１４で
示されるように２０トルの圧力が（３０） 熱伝達領域にトラップされる。イオン注入が完了した後
、注入チェンバ２２は排気される。注入チェンバ２２内
の中間圧力を越える圧力の増加は、状態を変える制御信
号を引き出し、冷却液の循環が止められる。バルブ８０
が開き、注入チェンバ２２とウェーハの後ろの熱伝達領
域との圧力が均一化される。従って、ウェーハ１２は装
置から容易に離される。

本発明は、バッチ処理装置において個々のウェーハ設置
位蝋にガス源を接続することなくガス冷却を利用するこ
とができる。熱伝達に利用されるガスは、典型的に回転
ディスクに沿って利用される冷却液によって制御される
。回転シャツ）１通して連結されることが必要とされる
付加的信号又は液体はな−。熱伝達に利用される中間圧
力は、圧力センサ１００と比較される参考レベルを変え
ることによって簡単に変更できる。圧力センサ１００、
レベル検知器１０２及び圧力制御ユニット１０４を有す
る冷却液圧力制御装置は、比較的動作が早い。

従って、ガス冷却は操作の遅れや減速をもたらすことな
く装置に加えられる。

上記のように、熱伝達過程はウェーハの冷却として記載
されて込る。本発明は加熱されたプラテンによってウェ
ーハの加熱が望まれるとき、同程度に応用可能であるこ
とが理解されよう。熱伝達領域内でガスを予め定められ
た圧力でトラップするバルブの操作に冷却液を利用する
技術は、複数ウェーハ設置回転ディスクに応用されると
き非常に有利である。しかし、本発明はこの応用に限定
されないことが理解される。それは、機械的動きのため
にウェーハ全設置するための他の形態を利用するバッチ
処理装置に応用できる。史にまた、本発明はバッチ処理
装置に限定されることなく、また、イオン注入装置に限
定されることもない。

この発明は１つ又はそれ以上の動かないウェーハ取ｐ付
は位置に応用でき、また、概してウェーハの真空処理に
応用できる。

本発明の現在考えられる好適実施例を図示し記載してき
たが、添付の特許請求の範囲によって形成される発明の
範囲から離れることなく様々な変化及び変更ができるこ
とけ画業者には明らかである０

【図面の簡単な説明】

第１図はバッチ処理イオン注入装置の端部の簡単な断面
図である。 第２図はウェーハを設置するための回転ディスクの切り
欠も図である。 第３図は第２図に示された回転ディスク上のウェーハ位
置の簡単な断面図である。 第４図は本発明の働き會示す時間の関数としての圧力の
グラフである。 第５−７図は第３図の装置に用いることができる代わり
の液体作動バルブの実施例でおる。 主要符号の説明 １０−一回転ディスク １２−一半導体ウエーハ ２２−一注入チエンバー ２４−一真空チエンバー ２６−−グートバルプ ３２、３３−一遮断バルプ （３３） ４６−−ウエーハ締め付は位置 ６０．２３０−−プラテン ７４．１３４−一流路 ７９−−コンジット ８０−一液体作動バルブ ８８−一可変円形仕切板 １３８−一弾力性仕切板 １９４−　ベローズ ２３８−−プランジャー 特許出願人　パリアン・アソシェイッ・インコーホレイ
テッド （３４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　サイクルの一部分の間にガス抜きされ、また、前
   記サイクルの別の部分の間に低い圧力へと真空排気する
   真空処理チェンバにおいて、被加工物とヒートシンク又
   は熱源との間の熱伝達を提供する装置であって、 ａ）被加工物設置位置であり、プラテンを有し、それに
   対して前記被加工物が密閉され、それらの間に熱伝達領
   域を形成し、前記プラテンは前記チェンバと前記熱伝達
   領域との間にガス流のための流路を有し、また、冷却液
   の循環のためのコンジットを有し、前記設置位置は更に
   前記流路を制御可能に開きまた、閉じるための前記冷却
   液の圧力に応答する液体作動バルブを有しているところ
   の設置位置と、 ｂ）前記冷却液の圧力を制御するための手段であって、
   前記チェンバ内の圧力が予め定められた中間圧力に達す
   るとき、真空排気の間、前記バルブ手段が閉じていると
   ころの手段、 から成シ、 それによって前記中間圧力が処理の間、ガスが前記熱伝
   達領域内にトラップされ、前記被加工物と前記プラテン
   との間に熱エネルギーを伝導するところの装置。 ２、特許請求の範囲筒１項に記載された装置であって、 前記制御手段が、前記真空チェンバ内の圧力の感知のた
   め、及び前記チェンバが前記中間圧力に達するとき制御
   信号を発するための手段を有するところの装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、 前記制御手段が更に、前記冷却液の圧力を変化させるた
   めの前記制御信号に応答する手段を有るところの装置。 ４１特許請求の範囲第３項に記載された装置であって、 前記制御信号に応答する前記手段が、前記冷却液の流れ
   を制御するためのバルブを有するところの装置。 ５、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 前記液体作動バルブは柔軟性の部材を有し、該部材はガ
   ス流路から前記冷却液コンジットを隔離し、前記液体駆
   動バルブを制御するための運動を伝達しているところの
   装置。 ６、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 前記液体作動バルブが、前記ガス流路を遮断するための
   可動プランジャーを有するところの装置。 ７、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 前記真空処理チェンバがイオン注入チェンバであり、前
   記被加工物が半導体ウェーッーであるところの装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって、 被数の前記被加工物設置位置が可動被加工物支持体上同
   装置され、前記冷却液が前記位置の各々に循環されると
   ころの装置。 ９、特許請求の範囲第８項に記載された装置であって、 前記被加工物支持体が中心軸についての回転に適したデ
   ィスクを有するところの装置。 １０、真空チェンバを有するイオン注入装置内で半導体
   ウェーッ・の熱伝達を提供する装置で、　′前記チェン
   バが作動サイクルの一部分の間、ガス抜きされ、前記サ
   イクルの他の部分の間、真空排気して圧力が下げられる
   チェンノ（で、前記装置が、 ａ）イオンビームに比例した動きに適し、複数の半導体
   ウェーッ・の設置のための位置を有するウェーッ・支持
   体であり、該ウェーッへ支持体は前記位置の各々に冷却
   液を循環させるだめのコンジットを備え、前記位置の各
   々はプラテンを有し、そのプラテンに対してウェーハは
   密閉されそれらの間に熱伝達領域を形成する位置と、前
   記熱伝達領域と前記チェンバとの間にガス流を提供する
   流路と、該流路を制御可能に開閉するために前記冷却液
   に応答する液体作動バルブ手段°とを有するウェーハ支
   持体と、 ｂ）前記チェンバー内の圧力が予め定められた中間圧力
   に達するとき、真空排気の間、前記バルブ手段の各々が
   閉じられるように前記冷却液を制御するための手段と、 Ｃ）前記冷却液を循環し、また、冷却する手段、 とから成シ、 それによって、前記中間圧力がイオン注入の間、ガスが
   前記熱伝達領域内にトラップされ、前記ウェーハと前記
   プラテンとの間に熱エネルギーを伝導するところの装置
   。 （５） １１、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、 前記液体作動バルブは柔軟性の部材を有し、該部材は前
   記プラテン内の流路から前記冷却液コンジットを隔離し
   、前記液体駆動バルブを制御するための運動を伝達して
   いるところの装置。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載され九装置であっ
   て、 前記液体作動パルプが前記冷却液の規定以下の圧力の減
   少のために開くための手段を有するところの装置。 １３、特許請求の範囲第１１項に記載された装置であっ
   て、 前記柔軟性部材が金属性仕切板を有するところの装置。 １４、特許請求の範囲第１１項に記載された装置であっ
   て、 前記柔軟性部材がベローズを有するところの装置。 （６） １５、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、 前記制御手段が前記真空チェンバ内の圧力の感知のため
   、及び前記チェンバが前記中間圧力に達するとき制御信
   号を発するための手段を有するところの装置。 １６、特許請求の範囲第１５項に記載された装置であっ
   て、 前記制御手段が更に、前記冷却液の圧力を変化させるた
   めの前記制御信号に応答する手段を有するところの装置
   。 １７、特許請求の範囲第１６項に記載された装置であっ
   て、 前記制御信号に応答する前記手段が、前記冷却液の流れ
   を制御するためのバルブを有するところの装置。 １８、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、 前記液体作動パルプが、前記流路を遮断するための可動
   プランジャーを有するところの装置。 １９、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、 前記ウェーハ支持体が中心軸についての回転に適したデ
   ィスクを有するところの装置。 ２、特許請求の範囲第１９項に記載された装置でろって
   、 前記プラテンの各々が前記ウェーハの接触のために凸面
   形光面を有するところの装置。 ２、特許請求の範囲第２０項に記載された装置であって
   、 前記中間圧力が０．５から１００トルの範囲にあるとこ
   ろの装置。 ２、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であって
   、 前記流路が前記熱伝達領域から前記プラテンの後ろ側に
   及び、前記液体作動バルブ手段が前記プラテン内に設置
   されているところの装置。