KR20200047385A - 스테이지 장치 및 처리 장치 - Google Patents

스테이지 장치 및 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200047385A
KR20200047385A KR1020190132303A KR20190132303A KR20200047385A KR 20200047385 A KR20200047385 A KR 20200047385A KR 1020190132303 A KR1020190132303 A KR 1020190132303A KR 20190132303 A KR20190132303 A KR 20190132303A KR 20200047385 A KR20200047385 A KR 20200047385A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stage
vacuum
cooling gas
insulating structure
stage device
Prior art date
Application number
KR1020190132303A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102403846B1 (ko
Inventor
마나부 나카가와사이
나오유키 스즈키
신지 오리모토
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20200047385A publication Critical patent/KR20200047385A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102403846B1 publication Critical patent/KR102403846B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/11—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with corrugated wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/20—Double-walled hoses, i.e. two concentric hoses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
    • H01F41/183—Sputtering targets therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H01L43/12—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01—Manufacture or treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 개시의 과제는 탑재한 기판을 극저온으로 냉각한 상태에서 회전시킬 수 있고, 또한 냉각 성능이 높은 스테이지 장치 및 처리 장치를 제공하는 것이다. 그 해결 수단으로서, 스테이지 장치는, 진공 용기 내에서 피처리 기판을 보지하는 스테이지와, 극저온으로 보지되는 콜드 헤드부를 갖는 냉동기와, 콜드 헤드부에 접촉한 상태로 고정 배치되고, 스테이지의 이면측에 스테이지와 간극을 거쳐서 마련된 냉동 전열체와, 적어도 콜드 헤드부 및 냉동 전열체의 콜드 헤드부와의 접속부를 덮도록 마련되고, 진공 단열 구조를 갖는 단열 구조부와, 간극에 공급되는, 냉동 전열체의 냉열을 상기 스테이지로 전열하기 위한 냉각 유체와, 구동 기구에 의해 회전되고, 상기 스테이지를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 지지부를 구비한다.

Description

스테이지 장치 및 처리 장치{STAGE DEVICE AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 스테이지 장치 및 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 기판 등의 기판의 처리 장치, 예를 들어 성막 장치로서, 극저온이 필요한 처리가 존재한다. 예를 들면, 높은 자기 저항비를 갖는 자기 저항 소자를 얻기 위해서, 초고진공 또한 극저온의 환경하에서 자성막을 성막하는 기술이 알려져 있다.
극저온에서 기판을 처리하는 기술로서, 특허문헌 1에는, 냉각 처리 장치에서 기판을 극저온으로 냉각한 후, 별개로 마련된 성막 장치에 의해, 냉각한 기판에 대해 극저온에서 자성막을 성막하는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 진공실 내에, 냉동기에 의해 냉각되는 냉각 헤드를 마련하고, 냉각 헤드에 기판을 지지하는 지지체로서의 냉각 스테이지를 고정하고, 냉각 스테이지 상에서 기판을 극저온으로 냉각하면서 박막 형성 처리를 실행하는 기술이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제 2015-226010 호 공보 일본 특허 공개 제 2006-73608 호 공보
본 개시는, 탑재한 기판을 극저온으로 냉각한 상태에서 회전시킬 수 있고, 또한 냉각 성능이 높은 스테이지 장치 및 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 일 태양에 따른 스테이지 장치는, 진공 용기 내에서 피처리 기판을 보지하는 스테이지와, 극저온으로 보지되는 콜드 헤드부를 갖는 냉동기와, 상기 콜드 헤드부에 접촉한 상태로 고정 배치되고, 상기 스테이지의 이면측에 상기 스테이지와 간극을 거쳐서 마련된 냉동 전열체와, 적어도 상기 콜드 헤드부 및 상기 냉동 전열체의 상기 콜드 헤드부와의 접속부를 덮도록 마련되고, 진공 단열 구조를 갖는 단열 구조부와, 상기 간극에 공급되는, 상기 냉동 전열체의 냉열을 상기 스테이지로 전열하기 위한 냉각 유체와, 구동 기구에 의해 회전되고, 상기 스테이지를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 지지부를 구비한다.
본 개시에 의하면, 탑재한 기판을 극저온으로 냉각한 상태에서 회전시킬 수 있고, 또한 냉각 성능이 높은 스테이지 장치 및 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 스테이지 장치를 구비한 처리 장치의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 스테이지 장치에 있어서의 빗살부의 형상의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 단열 구조부의 제 1 단열 구조체의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 4는 단열 구조부의 제 1 단열 구조체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 5는 단열 구조부의 제 1 단열 구조체의 또 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 6은 단열 구조부의 제 1 단열 구조체의 또 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 단열 구조부의 제 2 단열 구조체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
＜처리 장치＞
최초로, 일 실시형태에 따른 스테이지 장치를 구비한 처리 장치의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은 이러한 처리 장치의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 처리 장치(1)는 진공 용기(10)와, 타겟(30)과, 스테이지 장치(50)를 구비한다. 처리 장치(1)는, 처리 용기(10) 내에 있어서, 초고진공 또한 극저온의 환경하에서, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 단지 「웨이퍼」라고 기재함)(W)에 자성막을 스퍼터 성막하는 것이 가능한 성막 장치로서 구성된다. 자성막은, 예를 들어 터널 자기 저항(Tunneling Magneto Resistance; TMR) 소자에 이용된다.
진공 용기(10)는 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 처리하기 위한 처리 용기이다. 진공 용기(10)에는, 초고진공으로 감압 가능한 진공 펌프 등의 배기 수단(도시하지 않음)이 접속되어 있으며, 그 내부를 초고진공(예를 들면, 10-5Pa 이하)으로 감압 가능하게 구성되어 있다. 진공 용기(10)에는, 외부로부터 가스 공급관(도시하지 않음)이 접속되어 있으며, 가스 공급관으로부터 스퍼터 성막에 필요한 스퍼터 가스(예를 들면, 아르곤(Ar) 가스, 크립톤(Kr) 가스, 네온(Ne) 가스 등의 희가스나 질소 가스)가 공급된다. 또한, 진공 용기(10)의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반입출구(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 반입출구는 게이트 밸브(도시하지 않음)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
타겟(30)은, 진공 용기(10) 내의 상부에, 스테이지 장치(50)에 보지된 웨이퍼(W)의 상방에 대향하도록 마련되어 있다. 타겟(30)에는, 플라즈마 발생용 전원(도시하지 않음)으로부터 교류 전압이 인가된다. 진공 용기(10) 내에 스퍼터 가스가 도입된 상태에서 플라즈마 발생용 전원으로부터 타겟(30)에 교류 전압이 인가되면, 진공 용기(10) 내에 스퍼터 가스의 플라즈마가 발생하고, 플라즈마 중의 이온에 의해서 타겟(30)이 스퍼터링된다. 스퍼터링된 타겟 재료의 원자 또는 분자는 스테이지 장치(50)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적한다. 타겟(30)의 수는 특별히 한정되지 않지만, 1개의 처리 장치(1)에서 상이한 재료를 성막할 수 있다라는 관점에서, 복수인 것이 바람직하다. 예를 들면, 자성막(Ni, Fe, Co 등의 강자성체를 포함하는 막)을 퇴적하는 경우, 타겟(30)의 재료로서는, 예를 들어 CoFe, FeNi, NiFeCo를 이용할 수 있다. 또한, 타겟(30)의 재료로서, 이러한 재료에 다른 원소를 함유시킨 것을 이용할 수도 있다.
스테이지 장치(50)는, 후술하는 바와 같이, 스테이지(56)에 웨이퍼(W)를 보지하고, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 극저온으로 냉각하는 것이다.
처리 장치(1)는 또한, 스테이지 장치(50)의 전체를 진공 용기(10)에 대해서 승강시키는 승강 기구(74)를 갖는다. 이것에 의해, 타겟(30)과 웨이퍼(W) 사이의 거리를 제어할 수 있다. 구체적으로는, 승강 기구(74)에 의해 스테이지 장치(50)를 승강시킴으로써, 스테이지(56)의 위치를, 웨이퍼(W)를 스테이지(56)에 탑재할 때의 반송 위치와, 스테이지(56)에 탑재된 웨이퍼(W)에 성막을 실행할 때의 처리 위치 사이에서 이동시킬 수 있다.
＜스테이지 장치＞
다음에, 일 실시형태에 따른 스테이지 장치(50)에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 스테이지 장치(50)는, 냉동기(52)와, 냉동 전열체(54)와, 스테이지(56)와, 스테이지 지지부(58)와, 단열 구조부(60)와, 시일 회전 기구(62)와, 구동 기구(68)를 갖는다.
냉동기(52)는 냉동 전열체(54)를 보지하고, 냉동 전열체(54)의 상면을 극저온(예를 들면, -30℃ 이하)으로 냉각한다. 냉동기(52)는 상부에 콜드 헤드부(52a)를 가지며, 콜드 헤드부(52a)로부터 냉동 전열체(54)로 냉열이 전열된다. 냉동기(52)는, 냉각 능력의 관점에서, GM(Gifford-McMahon) 사이클을 이용한 타입인 것이 바람직하다. TMR 소자에 이용되는 자성막을 성막할 때에는, 냉동기(52)에 의한 냉동 전열체(54)의 냉각 온도는 -123℃ 내지 -223℃(150K 내지 50K)의 범위가 바람직하다.
냉동 전열체(54)는, 냉동기(52) 위에 고정 배치되고 대략 원기둥형상을 이루며, 예를 들어 순동(Cu) 등의 열전도성이 높은 재료에 의해 형성되어 있다. 냉동 전열체(54)의 상부는 진공 용기(10) 내에 배치되어 있다.
냉동 전열체(54)는 스테이지(56)의 하방에 스테이지(56)의 중심축(C)에 그 중심이 일치하도록 배치되어 있다. 냉동 전열체(54)의 내부에는, 중심축(C)을 따라서, 제 1 냉각 가스를 통류(通流) 가능한 제 1 냉각 가스 공급로(54a)가 형성되고, 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 제 1 냉각 가스 공급로(54a)에 제 1 냉각 가스가 공급된다. 제 1 냉각 가스로서는, 높은 열전도성을 갖는 헬륨(He) 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
스테이지(56)는 냉동 전열체(54)의 상면과의 사이에 간극(G)(예를 들면, 2mm 이하)을 갖고서 배치되어 있다. 스테이지(56)는, 예를 들어 순동(Cu) 등의 열전도성이 높은 재료에 의해 형성되어 있다. 간극(G)은 냉동 전열체(54)의 내부에 형성된 제 1 냉각 가스 공급로(54a)와 연통하고 있다. 따라서, 간극(G)에는, 제 1 냉각 가스 공급로(54a)로부터 냉동 전열체(54)에 의해 냉각된 극저온의 제 1 냉각 가스가 공급된다. 이것에 의해, 냉동기(52)의 냉열이, 냉동 전열체(54) 및 간극(G)에 공급되는 제 1 냉각 가스를 거쳐서 스테이지(56)로 전열되어, 스테이지(56)가 극저온(예를 들면, -30℃ 이하)으로 냉각된다. 또한, 냉각 매체로서는 제 1 냉각 가스에 한정하지 않고, 열전도성이 양호한 다른 유체, 예를 들어 열전도성이 양호한 열전도 그리스를 간극(G)에 충전해도 좋다. 이 경우, 제 1 냉각 가스 공급로(54a)를 마련할 필요가 없기 때문에, 냉동 전열체(54)의 구조를 심플하게 할 수 있다.
스테이지(56)는 정전 척(56a)을 포함한다. 정전 척(56a)은 유전체막으로 이루어지고, 그 내에 척 전극(56b)이 매설되어 있다. 척 전극(56b)에는, 배선(L)을 거쳐서 소정의 직류 전압이 인가된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)를 정전 흡착력에 의해 흡착하여 고정할 수 있다.
스테이지(56)는 정전 척(56a)의 하부에 제 1 전열부(56c)를 가지며, 제 1 전열부(56c)의 하면에는, 냉동 전열체(54)측을 향해 돌출하는 볼록부(56d)가 형성되어 있다. 도시의 예에서는, 볼록부(56d)는 스테이지(56)의 중심축(C)을 둘러싸는 2개의 원환형상부로 구성되어 있다. 볼록부(56d)의 높이는, 예를 들어 40mm 내지 50mm로 할 수 있다. 볼록부(56d)의 폭은, 예를 들어 6mm 내지 7mm로 할 수 있다. 또한, 볼록부(56d)의 형상 및 수는 특별히 한정되지 않지만, 냉동 전열체(54)와의 사이의 열 전달 효율을 높인다라는 관점에서, 충분히 열교환 가능한 표면적이 되도록 형상 및 수를 설정하는 것이 바람직하다.
냉동 전열체(54)는, 본체의 상면, 즉 제 1 전열부(56c)와 대향하는 면에, 제 2 전열부(54b)를 갖고 있다. 제 2 전열부(54b)에는 볼록부(56d)에 대해서 간극(G)을 갖고서 끼워맞춰지는 오목부(54c)가 형성되어 있다. 도시의 예에서는, 오목부(54c)는 스테이지(56)의 중심축(C)을 둘러싸는 2개의 원환형상부로 구성되어 있다. 오목부(54c)의 높이는 볼록부(56d)의 높이와 동일해도 좋고, 예를 들어 40mm 내지 50mm로 할 수 있다. 오목부(54c)의 폭은, 예를 들어 볼록부(56d)의 폭보다 약간 넓은 폭으로 할 수 있고, 예를 들어 7mm 내지 9mm인 것이 바람직하다. 또한, 오목부(54c)의 형상 및 수는 볼록부(56d)의 형상 및 수와 대응하도록 정해진다.
제 1 전열부(56c)의 볼록부(56d)와 제 2 전열부(54b)의 오목부(54c)는 간극(G)을 거쳐서 끼워맞춰져서, 빗살부를 구성한다. 이와 같이 빗살부를 마련하는 것에 의해, 간극(G)이 굴곡되어 요철형상을 이루므로, 스테이지(56)의 제 1 전열부(56c)와 냉동 전열체(55)의 제 2 전열부(54b) 사이의 제 1 냉각 가스에 의한 열 전달 효율을 높게 할 수 있다.
볼록부(56d)와 오목부(54c)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각각 대응하는 파형을 이루는 형상으로 할 수 있다. 또한, 볼록부(56d) 및 오목부(54c)의 표면은 블라스트 등에 의해 요철 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 이들에 의해, 열 전달을 위한 표면적을 크게 하여 열 전달 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 제 1 전열부(56c)에 오목부가 마련되고, 제 2 전열부(54b)에 그 오목부에 대응하는 볼록부가 마련되어 있어도 좋다.
스테이지(56)에 있어서의 정전 척(56a)과 제 1 전열부(56c)는 일체적으로 성형되어 있어도 좋고, 별체로 성형되어서 접합되어 있어도 좋다. 또한, 냉동 전열체(54)의 본체와 제 2 전열부(54b)는 일체적으로 형성되어 있어도 좋고, 별체로 성형되어서 접합되어 있어도 좋다.
스테이지(56)에는, 상하로 관통하는 관통 구멍(56e)이 형성되어 있다. 관통 구멍(56e)에는, 제 2 냉각 가스 공급로(57)가 접속되어 있으며, 제 2 냉각 가스 공급로(57)로부터 관통 구멍(56e)을 거쳐서 전열용의 제 2 냉각 가스가 웨이퍼(W)의 이면에 공급된다. 제 2 냉각 가스로서는, 제 1 냉각 가스와 마찬가지로, 높은 열전도성을 갖는 He 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 이면, 즉 웨이퍼(W)와 정전 척(56a) 사이에, 제 2 냉각 가스를 공급하는 것에 의해, 스테이지(56)의 냉열을 제 2 냉각 가스를 거쳐서 효율적으로 웨이퍼(W)에 전달할 수 있다. 관통 구멍(56e)은 1개라도 좋지만, 냉동 전열체(54)의 냉열을 특히 효율적으로 웨이퍼(W)에 전달한다라는 관점에서, 복수인 것이 바람직하다.
웨이퍼(W)의 이면에 공급하는 제 2 냉각 가스의 유로를, 간극(G)에 공급되는 제 1 냉각 가스의 유로와 분리함으로써, 제 1 냉각 가스의 공급에 관계없이, 웨이퍼(W)의 이면에 소망의 압력, 유량으로 냉각 가스를 공급할 수 있다. 동시에, 이면에 공급되는 가스의 압력, 유량 및 공급 타이밍 등에 제한되는 일없이, 간극(G)에 연속적으로 고압·극저온 상태의 냉각 가스를 공급할 수 있다.
또한, 스테이지(56)에 간극(G)으로부터 연결되는 관통 구멍을 마련하여, 웨이퍼(W)의 이면에, 냉각 가스로서 제 1 냉각 가스의 일부가 공급되도록 해도 좋다.
스테이지 지지부(58)는 냉동 전열체(54)의 외측에 배치되고, 스테이지(56)를 회전 가능하게 지지한다. 도시의 예에서는, 스테이지 지지부(58)는, 대략 원통형상을 이루는 본체부(58a)와, 본체부(58a)의 하면에서 외측으로 연장되는 플랜지부(58b)를 갖는다. 본체부(58a)는 간극(G) 및 냉동 전열체(54)의 상부의 외주면을 덮도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 스테이지 지지부(58)는 냉동 전열체(54)와 스테이지(56)의 접속부인 간극(G)을 차폐하는 기능도 갖는다. 스테이지 지지부(58)는 진공 단열 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다. 본체부(58a)는 그 축방향 중앙부에 축경부(縮徑部)(58c)를 갖고 있다. 본체부(58a) 및 플랜지부(58b)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속에 의해 형성되어 있다.
단열 구조부(60)는 적어도 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부를 덮도록 마련되고, 진공 단열 구조체를 갖는다. 이것에 의해, 단열 구조부(60)는 콜드 헤드부(52a)로의 외부로부터의 입열에 의해 냉각 성능이 저하하는 것을 억제한다. 단열 구조부(60)의 단열 구조체는 냉동 전열체(54)의 다른 부분도 단열하도록 하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 단열 구조부(60)는 제 1 단열 구조체(70)와, 제 2 단열 구조체(71)를 갖는다. 제 1 단열 구조체(70)는 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부(냉동 전열체(54)의 하부)를 덮도록 마련되어 있다. 제 2 단열 구조체(71)는 냉동 전열체(54)의 거의 전체를 덮도록 마련되어 있다. 이러한 구조에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
시일 회전 기구(62)는 스테이지 지지부(58)의 플랜지부(58b)의 하면에 단열 부재(61)를 거쳐서 마련되어 있다. 단열 부재(61)는, 플랜지부(58b)와 동축으로 형성된 원환형상을 이루고, 플랜지부(58b)에 대해서 고정되어 있으며, 알루미나 등의 세라믹스에 의해 형성되어 있다.
시일 회전 기구(62)는 회전부(62a)와, 내측 고정부(62b)와, 외측 고정부(62c)와, 가열 수단(62d)을 갖는다.
회전부(62a)는, 단열 부재(61)와 동축으로 하방으로 연장되는 대략 원통형상을 갖고 있으며, 내측 고정부(62b) 및 외측 고정부(62c)에 대해서 자성 유체에 의해 기밀하게 시일된 상태로 구동 기구(68)에 의해 회전된다. 회전부(62a)는, 단열 부재(61)를 거쳐서 스테이지 지지부(58)와 접속되어 있으므로, 스테이지 지지부(58)로부터 회전부(62a)로의 냉열의 전달이 단열 부재(61)에 의해 차단된다. 이 때문에, 시일 회전 기구(62)의 자성 유체의 온도가 저하하는 것에 의해, 시일 성능이 저하하거나 결로가 생기거나 하는 것을 억제할 수 있다.
내측 고정부(62b)는, 내경이 냉동 전열체(54)의 외경보다 크고, 외경이 회전부(62a)의 내경보다 작은 대략 원통형상을 갖고, 냉동 전열체(54)와 회전부(62a) 사이에 자성 유체를 거쳐서 마련되어 있다.
외측 고정부(62c)는, 내경이 회전부(62a)의 외경보다 큰 대략 원통형상을 갖고, 회전부(62a)의 외측에 자성 유체를 거쳐서 마련되어 있다.
가열 수단(62d)은, 내측 고정부(62b)의 내부에 매립되어 있으며, 시일 회전 기구(62) 전체를 가열한다. 이것에 의해, 자성 유체의 온도가 저하하여, 시일 성능이 저하하거나 결로가 생기거나 하는 것을 억제할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 시일 회전 기구(62)는, 진공 용기(10)에 연통한 영역을 자성 유체에 의해 기밀하게 시일하여 진공으로 보지한 상태로, 스테이지 지지부(58)를 회전시킬 수 있다.
외측 고정부(62c)의 상면과 진공 용기(10)의 하면 사이에는, 벨로우즈(64)가 마련되어 있다. 벨로우즈(64)는 상하 방향으로 신축 가능한 금속제의 주름상자(蛇腹) 구조체이다. 벨로우즈(64)는, 냉동 전열체(54), 스테이지 지지부(58), 및 단열 부재(61)를 둘러싸고, 진공 용기(10) 내의 공간 및 그에 연통하는 진공으로 보지된 공간과, 대기 분위기의 공간을 분리한다.
시일 회전 기구(62)의 하방에는 슬립 링(66)이 마련되어 있다. 슬립 링(66)은 금속 링을 포함하는 회전체(66a)와, 브러쉬를 포함하는 고정체(66b)를 갖는다. 회전체(66a)는 시일 회전 기구(62)의 회전부(62a)의 하면에 고정되고, 회전부(62a)와 동축으로 하방으로 연장되는 대략 원통형상을 갖는다. 고정체(66b)는 내경이 회전체(66a)의 외경보다 약간 큰 대략 원통형상을 갖는다.
슬립 링(66)은, 직류 전원(도시하지 않음)과 전기적으로 접속되어 있으며, 직류 전원으로부터 공급되는 전압을, 고정체(66b)의 브러쉬 및 회전체(66a)의 금속 링을 거쳐서 배선(L)에 전달한다. 이것에 의해, 배선(L)에 비틀림 등을 발생시키는 일없이, 직류 전원으로부터 척 전극에 전압을 인가할 수 있다. 슬립 링(66)의 회전체(66a)는 구동 기구(68)를 거쳐서 회전되도록 되어 있다.
구동 기구(68)는 로터(68a)와 스테이터(68b)를 갖는 다이렉트 드라이브 모터이다. 로터(68a)는, 슬립 링(66)의 회전체(66a)와 동축으로 연장되는 대략 원통형상을 갖고, 회전체(66a)에 대해서 고정되어 있다. 스테이터(68b)는 내경이 로터(68a)의 외경보다 큰 대략 원통형상을 갖는다. 구동 기구(68)를 구동시켰을 때에는, 로터(68a)가 회전하고, 로터(68a)의 회전이 회전체(66a), 회전부(62a), 스테이지 지지부(58)를 거쳐서 스테이지(56)에 전달되고, 스테이지(56) 및 그 위의 웨이퍼(W)가 냉동 전열체(54)에 대해서 회전한다. 도 1에서는, 편의상, 회전하는 부재를 도트를 부여하여 나타내고 있다.
또한, 구동 기구(68)로서 다이렉트 드라이브 모터의 예를 도시했지만, 구동 기구(68)를, 벨트 등을 거쳐서 구동하는 것이라도 좋다.
스테이지 지지부(58)의 본체부(58a)에 있어서의 축경부(58c)의 하단부와 제 2 단열 구조체(71) 사이에는 시일 부재(81)가 마련되어 있다. 스테이지 지지부(58)의 본체부(58a)와, 냉동 전열체(54)의 제 2 전열부(54b) 및 제 2 단열 구조체(71)의 상부 사이에는, 시일 부재(81)로 밀봉된 공간(S)이 형성되어 있다. 공간(S)에는, 간극(G)으로부터 누출된 제 1 냉각 가스가 유입된다. 공간(S)에는, 시일 부재(81)를 관통하여 가스 유로(72)가 접속되어 있다. 가스 유로(72)는 공간(S)으로부터 하방으로 연장되어 있다. 또한, 제 2 단열 구조체(71)의 상면과 냉동 전열체(54)의 제 2 전열부(54b) 사이는 시일 부재(82)에 의해 시일되어 있다. 시일 부재(82)에 의해, 공간(S)으로 누출된 제 1 냉각 가스가 냉동 전열체(54)의 본체부에 공급되는 것이 억제된다.
가스 유로(72)는 공간(S) 내의 가스를 배출하는 것이라도 좋고, 공간(S)에 냉각 가스를 공급하는 것이라도 좋다. 가스 유로(72)가 가스를 배출하는 경우 및 냉각 가스를 공급하는 경우 모두, 제 1 냉각 가스가 시일 회전 기구(62)에 침입하여, 자성 유체의 온도의 저하에 의해 시일 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 가스 유로(72)가 가스 배출 기능을 갖는 경우, 공간(S)으로 누출된 제 1 냉각 가스를 시일 회전 기구(62)에 도달하기 전에 배출할 수 있다. 또한, 가스 유로(72)가 냉각 가스 공급 기능을 갖는 경우에는, 제 3 냉각 가스를, 간극(G)으로부터 누출되는 제 1 냉각 가스에 대한 카운터 플로우로서 기능하도록 공급한다. 카운터 플로우로서의 기능을 높인다라는 관점에서, 제 3 냉각 가스의 공급 압력은 제 1 냉각 가스의 공급 압력과 대략 동일하거나, 또는 약간 높은 압력인 것이 바람직하다.
또한, 가스 유로(72)가 가스 배출 기능을 갖는 경우에는, 간극(G)으로부터의 제 1 냉각 가스의 배출을 촉진하여, 제 1 냉각 가스 공급로(54a)로부터 신선한 제 1 냉각 가스를 간극(G)에 공급할 수 있다라는 효과도 나타낸다.
더욱이, 가스 유로(72)가 가스 공급 기능을 갖는 경우에는, 공간(S)에 공급하는 제 3 냉각 가스로서 아르곤(Ar) 가스나 네온(Ne) 가스와 같은 제 1 냉각 가스보다 열전도성이 낮은 가스를 이용하여 결로를 방지할 수 있다.
스테이지 지지부(58)의 본체부(58a)에 축경부(58c)를 마련하는 것에 의해, 공간(S)의 체적을 작게 할 수 있어, 공간(S)으로 누출되는 제 1 냉각 가스의 양을 적게 할 수 있다. 이 때문에, 제 1 냉각 가스와의 열교환량을 적게 하여, 스테이지 지지부(58)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
스테이지 장치(50)는 냉동 전열체(54), 간극(G) 등의 온도를 검출하기 위한 온도 센서를 갖고 있어도 좋다. 온도 센서로서는, 예를 들어 실리콘 다이오드 온도 센서, 백금 저항 온도 센서 등의 저온용 온도 센서를 이용할 수 있다.
＜단열 구조부＞
다음에, 스테이지 장치(50)의 단열 구조부(60)에 대해서 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 스테이지 장치(50)에서는, 극저온의 냉동기(52)의 냉열을 냉동 전열체(54)를 거쳐서 스테이지(56)로 전열하여, 스테이지(56) 상의 웨이퍼(W)를, 예를 들어 -30℃ 이하의 극저온으로 냉각한다. 따라서, 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a)는 스테이지(56)를 거쳐서 웨이퍼(W)를 냉각하는데 가장 중요한 부분이다. 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속 부분도 마찬가지이다. 또한, 냉동 전열체(54)의 그 이외의 부분도, 냉열을 스테이지(56)로 전열한다라는 관점에서 중요하다.
그러나, 콜드 헤드부(52a) 등의 냉동체의 주위에는, 구동 기구(68)나 자성 유체 시일과 같은 열원이 존재하기 때문에, 이러한 열이 콜드 헤드부(52a) 및 그 근방 부분으로 직접 전열되면, 콜드 헤드부(52a)의 냉각 성능이 저하해 버린다.
그래서, 단열 구조부(60)를 마련하여, 적어도 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부를 단열하여, 상술한 바와 같은 외부로부터 공급되는 열을 억제한다. 바람직하게는, 냉동 전열체(54)의 다른 부분도 마찬가지로 단열한다.
일반적으로는, 부재의 단열성을 상승시키기 위해서는, 재료로서 열전도성이 낮은 것을 선정하지만, 본 실시형태와 같은 극저온 환경에 있어서는, 열전도성이 낮은 재료로는 머지않아 해당 온도에 근사하는 온도에 도달하기 때문에, 소망의 단열 효과를 얻을 수 없다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 단열 구조부(60)를 진공 단열 구조로 한다.
본 실시형태에 있어서, 단열 구조부(60)는, 이중관 구조의 원통형상을 이루고, 내부가 진공으로 된 진공 단열 구조의 단열 구조체(진공 이중 구조체)를 갖는다. 이것에 의해, 콜드 헤드부(52a)로의 외부로부터의 입열에 의해 냉각 성능이 저하하는 것을 유효하게 억제할 수 있다.
구체적으로는, 단열 구조부(60)는 제 1 단열 구조체(70)와 제 2 단열 구조체(71)를 갖는다. 제 1 단열 구조체(70)는 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부(냉동 전열체(54)의 하부)를 덮도록 마련되고, 원통형상을 이루고 있다. 제 2 단열 구조체(71)는 냉동 전열체(54)의 거의 전체를 덮도록 마련되고, 원통형상을 이루고 있다. 이들은 모두 진공 이중관 구조체이다.
제 1 단열 구조체(70)에 의해, 구동 기구(68) 등의 외부로부터, 냉각 성능에 있어서 가장 중요한 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부의 입열에 의한 냉각 성능의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 제 2 단열 구조체(71)에 의해, 자성 유체 시일, 공간(S)을 흐르는 제 1 냉각 가스 등의 외부로부터, 냉동 전열체(54)로 입열하는 것에 의한 냉각 성능의 저하를 억제할 수 있다.
제 2 단열 구조체(71)는 제 1 단열 구조체(70)의 내측에, 제 1 단열 구조체(70)와 제 2 단열 구조체(71)의 일부가 오버랩되도록 마련되어 있다. 냉동 전열체(54)의 하부에 있어서 제 1 단열 구조체(70) 및 제 2 단열 구조체(71)를 오버랩시키는 것에 의해, 냉동 전열체(54)의 단열되지 않는 부분을 없앨 수 있고, 또한 콜드 헤드부(52a) 및 그 근방 부분의 단열을 강화할 수 있다.
또한, 제 1 단열 구조체(70) 및 제 2 단열 구조체(71)에 의해, 냉동기(52) 및 냉동 전열체(54)의 냉열이 외부로 전달되는 것을 억제할 수도 있다.
다음에, 단열 구조부(60)의 구체적인 구조에 대해서, 제 1 단열 구조체(70)를 예로 들어서 설명한다.
도 3은 제 1 단열 구조체(70)의 일례를 도시하는 단면도이다.
제 1 단열 구조체(70)는, 원통형상을 이루고, 내관(701)과 외관(702)의 이중관 구조를 갖고 있으며, 내관(701)과 외관(702) 사이의 내부 공간(703)이 진공으로 보지되어 진공 이중 구조의 진공 단열 구조를 구성하고 있다. 이중관의 상단 및 하단에는, 각각 플랜지(704 및 705)가 마련되어 있다. 이러한 구성에서는, 내부의 진공 공간에 의해서, 높은 단열성을 얻을 수 있다. 내관(701) 및 외관(702)이 얇을수록 열 저항을 크게 할 수 있어, 단열 효과를 높일 수 있다. 내관(701) 및 외관(702)의 두께는, 예를 들어 0.3mm이다.
이러한 진공 이중관 구조의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 내관(701) 및 외관(702) 사이의 내부 공간(703)이 상시 진공 층이 되도록, 내부 공간(703)을 진공 흡인한 후, 밀봉하여 구성할 수 있다. 이 때, 진공도의 열화를 방지하기 위해서, 내부 공간(703)에 게터재(getter material)를 삽입해도 좋다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 내부 공간(703)에, 예를 들어 진공 용기(10) 내를 배기하는 진공 펌프에 연결되는 배관(83)을 접속하고, 배관(83)에 압력계(84) 및 밸브(85)를 마련해도 좋다. 이것에 의해, 내부 공간(703)의 진공도가 저하해도 내부 공간(703)을 재차 진공 흡인하여 진공도를 높일 수 있다. 또한, 압력계만을 마련하여 진공도를 감시하는 것만으로도 좋다.
내관(701) 및 외관(702)에는, 각각 벨로우즈(706 및 707)가 마련되어 있다. 벨로우즈(706 및 707)는, 예를 들어 0.15mm 정도의 박육(薄肉) 구조이며, 열 저항이 높은 단열 구조로 할 수 있다. 또한, 벨로우즈(706 및 707)를 마련하는 것에 의해, 상온과 극저온의 온도 범위에 있어서의 열 수축·팽창에 의한 열 응력을 완화하는 기능, 및 내외 차압의 응력을 흡수하는 기능을 발휘한다. 또한, 제 1 단열 구조체(70)의 치수가 공차 내에 들어가 있어도, 조립 누적 공차에 의해, 제 1 단열 구조체(70)가 강체 구조로는 장착되지 않는 경우가 있지만, 벨로우즈를 마련하는 것에 의해 조립 누적 공차를 흡수할 수 있다. 또한, 벨로우즈를 마련하는 것에 의해, 조립을 용이하게 하는 기능도 발휘할 수 있다. 벨로우즈(706 및 707)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 이격된 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 이들이 근접하면, 진공 단열 층이 좁아져서, 단열 기능이 저하할 우려가 있고, 또한 벨로우즈의 변형 용이성으로부터, 그 개소에서 변형하기 쉬워져서, 오히려 조립 용이성을 해쳐 버리기 때문이다. 벨로우즈(706 및 707) 중 어느 한쪽은 플랜지(704 및 705) 중 어느 한쪽측에, 다른쪽의 벨로우즈는 다른쪽의 플랜지측에, 벨로우즈끼리가 오버랩되지 않도록 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 벨로우즈(706)를 콜드 헤드부(52a)의 높이 위치에 마련하는 것에 의해, 보다 단열 효과를 높일 수 있다.
벨로우즈(706 및 707)로서는, 성형 벨로우즈를 호적하게 이용할 수 있지만, 상기 기능을 발휘할 수 있으면, 용접 벨로우즈라도 좋고, 드로잉 형상 부품이라도 좋다.
또한, 열 응력을 완화하는 목적만의 경우는, 내관(701)에만 벨로우즈를 마련해도 좋다. 또한, 상기 기능이 불필요한 경우는 벨로우즈를 마련하지 않아도 좋다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1 단열 구조체(70)로서는, 내관(701)의 내측에 복사열 차폐판(708)을 갖는 것이라도 좋다. 이것에 의해, 진공 이중관으로부터 콜드 헤드부(52a)나 냉동 전열체(54)로 공급되는 복사열을 억제할 수 있다. 복사열 차폐판(708)으로서는, 알루미늄 등의 복사율이 낮은 재료를 이용한다. 또한, 양면의 복사율을 상이하게 해도 좋다. 복사열 차폐판(708)으로서는, 단순한 판형상에 한정하지 않고, 다층판, 파형판 등이라도 좋고, 가스 배기성을 고려한 천공을 갖는 구조체라도 좋다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제 1 단열 구조체(70)로서는, 내관(701)의 내측, 예를 들어 내관(701)의 내측면에 알루미늄 등의 열차폐성이 높은 재료로 이루어지는 복사열 차폐막(709)을 형성해도 좋다.
제 2 단열 구조체(71)에 대해서도, 기본적으로 제 1 단열 구조체(70)와 동일한 진공 이중관 구조를 갖고 있다. 또한, 제 1 단열 구조체(70)와 마찬가지로, 벨로우즈나, 복사열 차폐판 또는 복사열 차폐막을 갖고 있어도 좋다. 다만, 제 2 단열 구조체(71)는, 조립 누적 공차를 흡수할 필요성이 높지 않으므로, 열 응력 흡수를 위해서 내관에만 벨로우즈를 마련하는 것으로 충분한 경우가 많다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 제 2 단열 구조체(71)를, 빗살부를 구성하는 제 2 전열부(54b)까지 연장해도 좋다. 이것에 의해, 냉동 전열체(54)에 대한 단열 효과를 보다 높일 수 있다.
본 실시형태에서는, 조립성 등을 고려하여, 단열 구조부(60)를 제 1 단열 구조체(70)와 제 2 단열 구조체(71)로 나누어 마련하고 있지만, 이들을 일체화하여 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)를 일괄하여 단열하는 구조라도 좋다.
＜처리 장치의 동작 및 스테이지 장치의 작용·효과＞
처리 장치(1)에 대해서는, 진공 용기(10) 내를 진공 상태로 하고, 스테이지 장치(50)의 냉동기(52)를 작동시킨다. 또한, 제 1 냉각 가스를, 제 1 냉각 가스 유로(54a)를 거쳐서 간극(G)에 공급한다.
그리고, 승강 기구(74)에 의해 스테이지 장치(50)를, 스테이지(56)가 반송 위치가 되도록 이동(하강)시키고, 진공 반송실로부터 반송 장치(모두 도시하지 않음)에 의해, 웨이퍼(W)를 진공 용기(10) 내로 반송하여, 스테이지(56) 상에 탑재한다. 다음에, 척 전극(56b)에 직류 전압을 인가하여, 정전 척(56a)에 의해 웨이퍼(W)를 정전 흡착한다.
그 후에, 승강 기구(74)에 의해 스테이지 장치(50)를, 스테이지(56)가 처리 위치가 되도록 이동(상승)시키는 동시에, 진공 용기(10) 내를 처리 압력인 초고진공(예를 들면, 10-5Pa 이하)으로 조정한다. 그리고, 구동 기구(68)를 구동시키고, 로터(68a)의 회전을, 회전체(66a), 회전부(62a), 스테이지 지지부(58)를 거쳐서 스테이지(56)에 전달시켜, 스테이지(56) 및 그 위의 웨이퍼(W)를 냉동 전열체(54)에 대해서 회전시킨다.
이 때, 스테이지 장치(50)에 대해서는, 스테이지(56)가 고정하여 마련된 냉동 전열체(54)에 대해서 분리되어 있기 때문에, 스테이지(56)를 스테이지 지지부(58)를 거쳐서 구동 기구(68)에 의해 회전시킬 수 있다. 또한, 극저온으로 보지된 냉동기(52)로부터 냉동 전열체(54)로 전열된 냉열은 2mm 이하의 좁은 간극(G)에 공급된 제 1 냉각 가스를 거쳐서 스테이지(56)로 전열된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 이면에 제 2 냉각 가스를 공급하면서 정전 척(56a)에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하는 것에 의해, 스테이지(56)의 냉열에 의해 웨이퍼(W)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)를, 예를 들어 -30℃ 이하의 극저온으로 유지하면서, 스테이지(56)와 함께 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다.
이때, 스테이지(56)의 제 1 전열부(56c)와 냉동 전열체(54)의 제 2 전열부(54b) 사이가 빗살부로 되어 있어, 간극(G)이 굴곡되어 요철형상을 이루므로, 냉동 전열체(54)로부터 스테이지(56)로의 냉열 전달 효율이 높다.
이와 같이 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서, 진공 용기(10) 내에 스퍼터 가스를 도입하면서, 플라즈마 발생용 전원(도시하지 않음)으로부터 타겟(30)에 전압을 인가한다. 이것에 의해, 스퍼터 가스의 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 중의 이온에 의해서 타겟(30)이 스퍼터링된다. 스퍼터링된 타겟 재료의 원자 또는 분자는, 스테이지 장치(50)에 극저온 상태로 보지된 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적하여, 소망의 막, 예를 들어 높은 자기 저항비를 갖는 TMR 소자용의 자성막을 성막할 수 있다.
특허문헌 1과 같이, 냉각 장치와 성막 장치를 별개로 마련하는 경우는, 냉각 성능을 높게 유지하는 것은 곤란하고, 또한 장치의 대수가 많아져 버린다. 한편, 특허문헌 2에서는, 성막 용기 내에서 냉동기에 의해 냉각되는 냉각 헤드를 이용하여 기판을 극저온으로 냉각할 수 있지만, 스테이지가 고정되어 있기 때문에, 균일한 성막이 곤란하다.
이에 대해서, 본 실시형태에서는, 극저온으로 보지되는 냉동기(52)의 냉열을 전열하는 냉동 전열체(54)와 스테이지(56)를 간극(G)을 거쳐서 분리하여 마련하고, 간극(G)에 전열용의 냉각 가스를 공급하는 동시에, 스테이지 지지부(58)를 거쳐서 스테이지를 회전 가능한 구성으로 한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)에 대한 높은 냉각 성능과 성막의 균일성을 양립시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 TMR 소자용의 자성막을 성막할 때에는, 웨이퍼(W)는 100℃ 내지 400℃의 고온 상태로 스테이지(56)로 반송되는 일이 있다. 그리고, 이러한 고온 상태의 웨이퍼(W)를 50K 내지 150K(-223℃ 내지 -123℃), 예를 들어 100K(-173℃)와 같은 극저온으로 냉각할 필요가 있다. 따라서, 냉동기(52)의 냉각 성능을 높게 유지하여 소망의 냉각 온도에 도달시킬 필요가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 적어도 냉각 성능에 직접 영향을 미치는 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부의 외측을 덮도록, 진공 단열 구조체를 갖는 단열 구조부(60)를 마련한다. 이것에 의해, 적어도 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)의 콜드 헤드부(52a)와의 접속부로의 외부로부터의 입열을 억제할 수 있어, 냉각 성능을 높게 유지할 수 있다. 또한, 단열 구조부(60)를, 더욱이 냉동 전열체(54)의 다른 부분의 외측도 덮도록 마련하는 것에 의해, 냉동 전열체(54)의 다른 부분으로의 외부로부터의 입열을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 냉동 전열체(54)의 외부로부터의 입열에 의한 냉각 성능의 저하를 억제할 수 있다. 이 때문에, 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a)에 의한 도달 온도를 낮게 유지할 수 있는 동시에, 냉동 전열체(54)를 통한 냉각 효율이 높아진다. 따라서, 냉각 시간이 단축되고, 또한 제 1 냉각 가스의 소비량을 억제할 수 있어, 낮은 운전 비용으로 높은 스루풋(throughput)의 극저온 성막을 실현할 수 있다.
이때, 단열 구조부(60)를, 상술한 진공 이중관 구조체를 갖는 것으로 하는 것에 의해, 높은 단열 효과를 얻을 수 있다. 또한, 단열 구조부(60)를, 진공 이중관 구조체로 이루어지는 제 1 단열 구조체(70) 및 제 2 단열 구조체(71)를 갖는 것으로 하는 것에 의해, 냉동기(52)의 콜드 헤드부(52a) 및 냉동 전열체(54)로의 입열을 효과적으로 억제할 수 있어, 냉각 성능을 높일 수 있다.
또한, 진공 이중관 구조의 내관 및 외관에 벨로우즈를 마련하는 것에 의해, 열 저항이 높은 단열 구조로 할 수 있다. 또한, 벨로우즈를 마련하는 것에 의해, 상온과 극저온의 온도 범위에 있어서의 열 수축·팽창에 의한 열 응력을 완화하는 기능, 내외 차압의 응력을 흡수하는 기능, 조립 누적 공차를 흡수하는 기능, 및 조립을 용이하게 하는 기능을 발휘할 수 있다. 더욱이, 진공 이중관 구조의 내측에 복사열 차폐판(708)이나 복사열 차폐막(709) 등의 복사열 차폐체를 마련하는 것에 의해, 진공 이중관으로부터 콜드 헤드부(52a)나 냉동 전열체(54)로 공급되는 복사열을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 냉각 성능의 저하를 더욱 유효하게 억제할 수 있다.
더더욱이, 스테이지(56)에 직접 접촉하여, 자성 유체 시일 등의 발열부로부터의 입열이 존재하는 스테이지 지지 부재(58)도 진공 단열 구조로 했으므로, 자성체 시일부 등의 발열부로부터 스테이지 지지 부재(58)를 거친 스테이지(56)로의 입열을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 냉각 성능을 한층 높게 할 수 있다.
＜다른 적용＞
이상, 실시형태에 대해서 설명했지만, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아닌 것으로 고려되어야 하는 것이다. 상기의 실시형태는 첨부의 특허청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예를 들면, 단열 구조부(60)의 구성은 예시에 지나지 않고, 상술한 바와 같이, 콜드 헤드부(52a)로부터 냉동 전열체(54)에 걸쳐 일체로 마련한 것이라도 좋다. 또한, 단열 구조부(60)를 제 1 단열 구조체(70)만으로 구성해도 좋다. 더욱이, 상기 실시형태에서는 TMR 소자에 이용되는 자성막의 스퍼터 성막에 적용하는 경우를 예로 들어서 설명했지만, 극저온에서 균일 처리가 필요한 처리이면 이것에 한정하는 것은 아니다.
1 : 처리 장치 10 : 진공 용기
30 : 타겟 50 : 스테이지 장치
52 : 냉동기 52a : 콜드 헤드부
54 : 냉동 전열체 54a : 제 1 냉각 가스 공급로
54b : 제 2 전열부 56 : 스테이지
56c : 제 1 전열부 58 : 스테이지 지지부
58a : 본체부 60 : 단열 구조부
62 : 시일 회전 기구 64 : 벨로우즈
68 : 구동 기구 70 : 제 1 단열 구조체
71 : 제 2 단열 구조체 72 : 가스 유로
81, 82 : 시일 부재 83 : 배관
84 : 압력계 85 : 밸브
701 : 내관 702 : 외관
703 : 내부 공간 704, 705 : 플랜지
706, 707 : 벨로우즈 708 : 복사열 차폐판
709 : 복사열 차폐막 G : 간극
S : 공간 W : 웨이퍼(피처리 기판)

Claims (20)

  1. 진공 용기 내에서 피처리 기판을 보지하는 스테이지와,
    극저온으로 보지되는 콜드 헤드부를 갖는 냉동기와,
    상기 콜드 헤드부에 접촉한 상태로 고정 배치되고, 상기 스테이지의 이면측에 상기 스테이지와 간극을 거쳐서 마련된 냉동 전열체와,
    적어도 상기 콜드 헤드부 및 상기 냉동 전열체의 상기 콜드 헤드부와의 접속부를 덮도록 마련되고, 진공 단열 구조를 갖는 단열 구조부와,
    상기 간극에 공급되는, 상기 냉동 전열체의 냉열을 상기 스테이지로 전열하기 위한 냉각 유체와,
    구동 기구에 의해 회전되고, 상기 스테이지를 회전 가능하게 지지하는 스테이지 지지부를 구비하는
    스테이지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 구조부는, 내관과 외관을 갖고, 상기 내관과 상기 외관 사이의 내부 공간이 진공으로 보지되는 진공 이중관 구조체를 갖는
    스테이지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 이중관 구조체는 적어도 상기 내관에 마련된 벨로우즈를 갖는
    스테이지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 이중관 구조체는 상기 내관 및 상기 외관에 각각 마련된 벨로우즈를 갖는
    스테이지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내관 및 상기 외관에 각각 마련된 상기 벨로우즈 중 한쪽은 상기 진공 이중관 구조체 중 한쪽의 단부측에 마련되고, 상기 벨로우즈 중 다른쪽은 상기 진공 이중관 구조체 중 다른쪽의 단부측에 마련되어 있는
    스테이지 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열 구조부는 상기 진공 이중관 구조체의 내측에 복사열 차폐체를 갖는
    스테이지 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 공간에 접속되고, 진공 흡인 가능한 배관과, 상기 배관에 접속된 압력계와, 상기 배관에 접속된 밸브를 갖고, 상기 내부 공간의 진공도가 저하했을 때에, 상기 내부 공간의 진공 흡인이 가능한
    스테이지 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열 구조부는, 상기 콜드 헤드부 및 상기 냉동 전열체의 상기 콜드 헤드부와의 접속 부분을 덮도록 마련된 진공 이중관 구조체인 제 1 단열 구조체와, 상기 냉동 전열체의 거의 전체를 덮도록 마련된 진공 이중관 구조체인 제 2 단열 구조체를 갖는
    스테이지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 단열 구조체는 상기 냉동 전열체의 상기 스테이지와의 접속부를 덮도록 마련되는
    스테이지 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 지지부는 자성 유체에 의해 시일된 상태로 구동 기구에 의해 회전 구동되는 회전부를 거쳐서 회전되는
    스테이지 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 피처리 기판을 정전 흡착하는 정전 척을 갖는
    스테이지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 간극에 공급되는 상기 냉각 유체는 제 1 냉각 가스이며, 상기 제 1 냉각 가스는 상기 냉동 전열체 내에 마련된 제 1 냉각 가스 유로를 통류하여 상기 간극에 공급되는
    스테이지 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 피처리 기판과 상기 정전 척 사이에, 상기 제 1 냉각 가스 유로와는 상이한 제 2 냉각 가스 유로를 거쳐서 전열용의 제 2 냉각 가스가 공급되는
    스테이지 장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 피처리 기판과 상기 정전 척 사이에, 상기 제 1 냉각 가스 유로와 연통하는 유로를 거쳐서 상기 제 1 냉각 가스가 공급되는
    스테이지 장치.
  15. 제 2 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 지지부와 상기 단열 구조부의 진공 이중관 구조체 사이에, 시일 부재로 밀봉되고, 상기 간극으로부터 누출된 상기 제 1 냉각 가스가 유입되는 공간을 갖고, 상기 공간에는 가스 유로가 접속되고, 상기 가스 유로는 상기 공간 내의 제 1 냉각 가스를 상기 공간으로부터 배출시키는 기능, 또는 상기 공간 내에 상기 제 1 냉각 가스의 카운터 플로우가 되는 제 3 냉각 가스를 공급하는 기능을 갖는
    스테이지 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 지지부는 진공 단열 구조를 갖는
    스테이지 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지와 상기 냉동 전열체의 접속부는 상기 간극이 요철형상을 이루는 빗살부를 갖는
    스테이지 장치.
  18. 진공 용기와,
    상기 진공 용기 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 보지하기 위한, 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 스테이지 장치와,
    상기 진공 용기 내에서 피처리 기판에 처리를 실시하는 처리 기구를 갖는
    처리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 처리 기구는 상기 진공 용기 내의 상기 스테이지의 상방에 배치된 스퍼터링 성막용의 타겟을 갖는
    처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 타겟은 터널 자기 저항 소자에 이용되는 자성체를 성막하는 재료로 이루어지는
    처리 장치.
KR1020190132303A 2018-10-25 2019-10-23 스테이지 장치 및 처리 장치 KR102403846B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-200492 2018-10-25
JP2018200492A JP7224139B2 (ja) 2018-10-25 2018-10-25 ステージ装置および処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200047385A true KR20200047385A (ko) 2020-05-07
KR102403846B1 KR102403846B1 (ko) 2022-05-30

Family

ID=70327936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190132303A KR102403846B1 (ko) 2018-10-25 2019-10-23 스테이지 장치 및 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11293092B2 (ko)
JP (1) JP7224139B2 (ko)
KR (1) KR102403846B1 (ko)
CN (1) CN111106036A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317402B1 (ko) * 2020-06-26 2021-10-26 주식회사 아이에스티이 이중 벨로우즈를 이용한 기판 처리장치
KR102621890B1 (ko) * 2023-02-17 2024-01-09 크라이오에이치앤아이(주) 가스 정제 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113732284B (zh) * 2021-09-24 2023-06-09 河北宏靶科技有限公司 一种靶材热等静压成型方法及设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131230A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Shibaura Mechatronics Corp 基板冷却手段を備えた成膜装置
JP2000251828A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Tadamoto Tamai 基板保持装置
JP2006073608A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Miya Tsushin Kogyo Kk 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2011080719A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Mirapuro:Kk 断熱二重管
JP2015226010A (ja) 2014-05-29 2015-12-14 東京エレクトロン株式会社 静電吸着装置、静電チャック、及び冷却処理装置
KR20180135040A (ko) * 2016-06-23 2018-12-19 가부시키가이샤 알박 유지 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58153535A (ja) * 1982-03-05 1983-09-12 Hitachi Ltd 試料回転装置
US5429498A (en) * 1991-12-13 1995-07-04 Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha Heat treatment method and apparatus thereof
US5676205A (en) * 1993-10-29 1997-10-14 Applied Materials, Inc. Quasi-infinite heat source/sink
US6689221B2 (en) * 2000-12-04 2004-02-10 Applied Materials, Inc. Cooling gas delivery system for a rotatable semiconductor substrate support assembly
JP4803518B2 (ja) * 2006-04-06 2011-10-26 独立行政法人産業技術総合研究所 試料冷却装置
JP2010116596A (ja) 2008-11-13 2010-05-27 Shinmaywa Industries Ltd 基板支持装置およびこれを備えるプラズマ処理装置
TWI375761B (en) * 2009-10-02 2012-11-01 Ind Tech Res Inst Vacuum apparatus of rotary motion entry
GB2486156A (en) * 2009-10-05 2012-06-06 Canon Anelva Corp Substrate cooling device, sputtering device, and method for producing an electronic device
JP6184479B2 (ja) * 2012-05-18 2017-08-23 ビーコ インストゥルメンツ インコーポレイテッド 化学蒸着のための強磁性流体シールを有する回転円盤反応器
JP2016053202A (ja) 2014-09-04 2016-04-14 東京エレクトロン株式会社 処理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131230A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Shibaura Mechatronics Corp 基板冷却手段を備えた成膜装置
JP2000251828A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Tadamoto Tamai 基板保持装置
JP2006073608A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Miya Tsushin Kogyo Kk 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2011080719A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Mirapuro:Kk 断熱二重管
JP2015226010A (ja) 2014-05-29 2015-12-14 東京エレクトロン株式会社 静電吸着装置、静電チャック、及び冷却処理装置
KR20180135040A (ko) * 2016-06-23 2018-12-19 가부시키가이샤 알박 유지 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317402B1 (ko) * 2020-06-26 2021-10-26 주식회사 아이에스티이 이중 벨로우즈를 이용한 기판 처리장치
KR102621890B1 (ko) * 2023-02-17 2024-01-09 크라이오에이치앤아이(주) 가스 정제 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP7224139B2 (ja) 2023-02-17
JP2020066774A (ja) 2020-04-30
KR102403846B1 (ko) 2022-05-30
US11293092B2 (en) 2022-04-05
CN111106036A (zh) 2020-05-05
US20200131625A1 (en) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102632158B1 (ko) 거치대 구조 및 처리 장치
JP7450775B2 (ja) ステージ装置および処理装置
CN111101109A (zh) 载置台装置和处理装置
KR102403846B1 (ko) 스테이지 장치 및 처리 장치
WO2019009118A1 (ja) 載置台構造及び処理装置
KR102499908B1 (ko) 스테이지 장치 및 처리 장치
KR102297910B1 (ko) 온도 측정 기구, 온도 측정 방법, 및 스테이지 장치
JP7224140B2 (ja) ステージ装置および処理装置
WO2021039218A1 (ja) 基板を処理する方法および装置
JP7426842B2 (ja) ステージ装置、給電機構、および処理装置
KR20210114867A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 제조 방법
JP2021152205A (ja) 基板処理装置及び真空排気方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant