JPS63193449A - 試料保持装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、イオン注入装置、スパッタリングによる薄
膜形成装置、イオン注入と真空蒸むとを併用するイオン
蒸着薄膜形成ＨＦ１、イオンビームによるエツチング装
置などに用いられ、真空室内で処理する試料、例えばウ
ェハを保持台に保持する試料保持装置に関する。

（従来の技術） 例えば、真空室内でウェハにイオン注入などの処理を施
こすと、該ウェハが発熱して損傷するととがあるので、
従来ではウェハを、冷却水、冷却ガスなどの冷却媒体を
循環させた保持台で保持し、これを冷却するを一般とし
ている。

しかし、保持台の金属面にウェハを置いているだけでは
、微視的にみてウェハと金属面の接触部がほとんどない
、他方、真空中におけるウニへの熱放散の大部分は、保
持台を介しての熱伝導のみとなり、したがって、その熱
伝４が悪いなどといった不都合がある。

この対策として、例えば第２ｖＡに示すようなイオン注
入装置の試料保持装置が提案されている。

同図に示すように、保持台である例えば上面中央部分が
やや凸状となる球面状（図には表われていない、）のプ
ラテン１の試料０１面目に、弾性を訂するシリコーンゴ
ムに金騙粉などを混合した熱伝導体２′を、接着剤で１
１看し、この熱伝導体２′の上に試料である例えばウェ
ハ３をθせ、これをウェハ押え４をもってバネ５により
圧着している。

これにより、プラテンｌとウェハ３との密着性の改善を
図り、このような状態で、真空室内において、前記ウェ
ハ３に図示しないイオン源からイオンビームＩＢを照射
してイオン注入処理を行っている。なお、図中６は、冷
却水、冷却ガスなどの冷却媒体を循環する冷媒路である
。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記ウェハ３と熱伝導体２′との接触表面は
、微視的にみるとやはり凹凸があり、これらの接触は点
接触となるとともに、熱伝導体２がプラテン１に熱伝導
の悪いｔ１着剤で１１９されていることなどに基因し、
その熱伝導が充分ではなかった。特に、近年のようにイ
オノビーム電流の大電流化が図られるにつれ、ウェハ３
の温度上昇が過大となり、ウェハ３上に描かれたパター
ンのレジスト膜を劣化するなどといった不都合があり、
その改善が強（望まれている。

この発明は上述の事柄に鑑み、試料と保持台との間の熱
伝導率の向上を図り、ウェハを効果的に冷却することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、保持台の試料載置面に、弾性を有する熱伝
４体を融着し、その表面に金ＦＡｆｉ’ｌ膜層を形成し
てなることを特徴とする。

（作　用） 金属薄膜層により、試料と熱伝導体の熱抵抗が低減され
、しかも熱伝４体と保持台とは接行剤を用いないで、一
体的に融着しているので、この間の熱抵抗も低減され、
熱伝導が向上する。

（実施例） 以下この発明の一実施例を示す第１図に基づいて説明す
る。なお、第２図と同じ符号を附した部分は、同−又は
対応する部分を示す。この発明にしたがい、プラテン１
の試料ａｍ面目には、弾性を有する熱伝導体２を一体的
にｖ＆看し、その表面には金属薄膜層７を形成する。こ
の熱伝導体２は、例えば、弾性および耐熱性を存するシ
リコーンゴムに、アルミナ、ボロンナイトライド、アル
ミニウム、ダイヤモンド、カーボ／あるいは金などから
なる熱伝導微粒子を混合たもので、その弾性すなわち、
プラテン１とウェハ〇との間のクフシ、７作用や熱抵抗
、更にはこれらの材質や太きさなどを考慮しで決められ
るが、一般的には、その厚さが２０〜５００μ程度、そ
の硬度（測定方法：ＪＩＳＫ８３０１．以下同じ、）が
６０〜９５程度、その熱伝導率がα００５〜α０５　（
Ｊ／１・ｇｅｃ−Ｋ）であればよい、また、必要に応じ
て基材の強度補強などの目的で、例えば、ガラス繊維な
どを充填材として充填したものでもよい。

また、前記金属薄膜層７は、プラテン１の試料載置面１
１に、アルミニウム、金あるいは銀などの金属を例えば
、化学メッキ、真空蒸着、スパツタリングあるいはイオ
ノ注入と真空蒸着とを併用するなどして、形成すればよ
く、その厚さは、その材質によ吟異なるが、一定の膜圧
強度ををし、しかも前記熱伝導４２０弾性を損なわない
ような範囲に決められるが、一般的には５００〜５００
０Ａ程度あれば充分である。また、前記熱伝４体２をプ
ラテン１の試料＠は面１１に一体的に融着するには、例
えば熱伝導微粒子を混合した未加硫のシリコーンゴムを
、試料８置面目にθせ、１４０〜１８０℃で加熱しなが
ら、加圧成形すればよい。

以上の構成によれば、イオンビームの照射処理によりウ
ェハ３が発熱しても、その熱はウェハ３から熱伝導体２
の表面に形成された熱抵抗の小さい金ａＦｉＩＳ層７を
介して熱伝導体２中を熱が伝わり、これが一体的に融着
されたプラテン１に速やかに伝達され、冷却される。こ
の結果、ウェハ３の温度上昇が抑制される。

（実験例） 第１図に示すように、プラテン１の試料載置面■に、熱
伝導微粒子を混合した未加硫のシリコーンゴムをαせ、
加熱加圧成形により厚さ２００μ、硬度が９２で、その
熱伝導率が０．０１（Ｊ／口・５ｅｃ−Ｋ）のシリコー
ンゴム製の熱伝導体２を一体的に融着し、この表面に、
真空蒸着により厚さ１００ＯＡのアルミニウムの金属薄
れ層を形成した。この金属薄１１１７の上にシリコンウ
ェハ３をαせ、ウェハ押え４をもってバネ５により圧着
し、この伏歯で、冷却路６に冷却水を循環しながら、真
空室内で前記シリコンウェハ３にイオン圧入処理を行な
った。、イオン注入装置は、定格２０ＯｋＶ％　１．５
　ｍ　Ａで、そのイオン注入による熱エネルギーは、３
００Ｗに相当する。この時のウェハ３の表面温度を測定
したところ、７２℃であった。

これに対して、第２図に示す構成で、熱伝導体２として
厚さ１００μ、ｇ１度が９２、その熱伝４率が００１　
（Ｊ　／　ａｍ　−５ｅｃ−Ｋ　）のシリコーンゴム製
のものを用いたものを作り、プラナ／ｌの試料ａ置市１
１に市販のシリー−７系ｔｌＷ剤によりｔｌｆｆし、前
記実験例と同一の条件で、シリコンウェハ３にイオン注
入処理を行なった。この時のウェハ３の表面温度は、１
２１℃であった。

（発明の効果） 以上詳述の通りこの発明によれば、プラテンの試料１１
ｉｉＷ面に弾性を有する熱伝導体を一体的に融着し、そ
の表面に金ＩＩＩＩ薄ＷＩＸ１ｓを形成したことにより
、その弾性を実質的に１１持しつつ、試料あるいは保持
台との接触部における実行的な熱伝導率を向上し、効果
的に試料を冷却することができる。

なお、上述した実施例では、試料を保持台にバネ力をも
って保持した場合について詳述したが、この発明はこの
ようなものに限定されるものではなく、他の保持手段例
えば、ディスク状の保持台に試料をαせ、これを回転し
て遠心力を利用するようにしたものなどにも適用できる
のは勿論である。

４　　ＨＷｌの簡単な説明 第１図は、この発明の一実施例を示す要部拡大断面図で
ある。第２ｗＪは、従来例を示す部分ＩＩｒ面図である
。

ｔ：プラナ／（保持台）、１１：試料９置而、２：熱伝
４体、３：ウェハ（試料）、 ７：金ＲＮ膜層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空室内で処理する試料を保持台に保持するものにおい
   て、前記保持台の試料載置面に、弾性を有する熱伝導体
   を一体的に融着し、その表面に金属薄膜層を形成してな
   ることを特徴とする試料保持装置。