KR20210041059A - 온도 조정 장치 - Google Patents

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Abstract

온도 조정 장치는 기판을 지지하는 천판과, 천판과의 사이에 있어서 내부 공간을 형성하도록 천판에 접속되는 베이스판과, 내부 공간에 배치되는 열전 모듈판과, 내부 공간에 배치되고, 열전 모듈판과 열 교환하는 열 교환판과, 열전 모듈판 및 열 교환판을 통해 천판과 베이스판을 결합하고, 천판 및 베이스판의 각각에 고정되는 제 1 결합 부재와, 열전 모듈판 및 열 교환판을 통해 천판과 베이스판을 결합하고, 천판에 고정되어 베이스판과 상대 이동가능한 제 2 결합 부재를 구비한다.

Description

온도 조정 장치
본 발명은 온도 조정 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는 기판을 성막 처리하는 성막 장치, 기판을 노광 처리하는 노광 장치, 및 기판을 에칭 처리하는 에칭 장치와 같은 다양한 반도체 처리 장치가 사용된다. 반도체 처리 장치에는 기판의 온도를 조정하는 온도 조정 장치가 설치되어 있는 경우가 많다. 예를 들면, 기판을 드라이 에칭 처리하는 경우, 에칭 속도는 기판의 온도의 영향을 받기 때문에 온도 조정 장치에 의해 기판의 온도를 조정하면서 드라이 에칭 처리가 실행된다. 특허문헌 1에는 반도체 처리 장치의 진공 챔버에 있어서 기판의 온도를 조정하는 기판 지지 어셈블리가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 있어서, 기판 지지 어셈블리는 온도 조정 장치로서 기능한다. 기판 지지 어셈블리는 기판을 지지하기 위한 톱판과, 톱판의 하방에 배치되는 베이스판과, 톱판과 베이스판 사이에 배치되는 커버판을 갖는다. 커버판과 베이스판 사이의 내부 공간에 열전 모듈이 배치된다. 열전 모듈은 커버판과 접합된다.
일본특허공개 2015-008287호 공보
온도 조정 장치가 고온 환경 하에서 사용되는 경우, 열전 모듈 및 열전 모듈에 인접하는 부재 중 적어도 한쪽의 열 변형에 기인하여 열전 모듈 및 부재 중 적어도 한쪽에 과도한 응력이 작용할 가능성이 있다. 그 결과, 온도 조정 장치의 적어도 일부가 손상되어 온도 조정 장치의 성능이 저하할 가능성이 있다.
본 발명의 양태는 온도 조정 장치의 적어도 일부가 열 변형되어도 온도 조정 장치의 성능의 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 양태에 따르면, 기판을 지지하는 천판과, 상기 천판과의 사이에 있어서 내부 공간을 형성하도록 상기 천판에 접속되는 베이스판과, 상기 내부 공간에 배치되는 열전 모듈판과, 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 열전 모듈판과 열 교환하는 열 교환판과, 상기 열전 모듈판 및 상기 열 교환판을 통해 상기 천판과 상기 베이스판을 결합하고, 상기 천판 및 상기 베이스판의 각각에 고정되는 제 1 결합 부재와, 상기 열전 모듈판 및 상기 열 교환판을 통해 상기 천판과 상기 베이스판을 결합하고, 상기 천판에 고정되어 상기 베이스판과 상대 이동가능한 제 2 결합 부재를 구비하는 온도 조정 장치가 제공된다.
(발명의 효과)
본 발명의 양태에 의하면, 온도 조정 장치의 적어도 일부가 열 변형되어도 온도 조정 장치의 성능의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 의한 반도체 처리 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 의한 온도 조정 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시형태에 의한 온도 조정 장치의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 실시형태에 의한 열전 모듈판의 일부를 확대한 단면도이다.
도 5는 본 실시형태에 의한 열전 발전 모듈의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 실시형태에 의한 제 1 결합 부재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 실시형태에 의한 제 2 결합 부재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 실시형태에 의한 볼록부의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 실시형태에 의한 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명에 의한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 실시형태의 구성요소는 적당히 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성요소를 사용하지 않는 경우도 있다.
이하의 설명에 있어서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부의 위치 관계에 대해서 설명한다. 소정 면 내의 X축과 평행한 방향을 X축 방향으로 한다. 소정 면 내에 있어서 X축과 직교하는 Y축과 평행한 방향을 Y축 방향으로 한다. 소정 면과 직교하는 Z축과 평행한 방향을 Z축 방향으로 한다. X축 및 Y축을 포함하는 XY평면은 소정 면과 평행하다. Y축 및 Z축을 포함하는 YZ평면은 XY평면과 직교한다. X축 및 Z축을 포함하는 XZ평면은 XY평면 및 YZ평면의 각각과 직교한다. 본 실시형태에 있어서, XY평면은 수평면과 평행하다. Z축 방향은 연직 방향이다. +Z방향(+Z측)은 상방향(상측)이다. -Z방향(-Z측)은 하방향(하측)이다. 또한, XY평면은 수평면에 대하여 경사져도 좋다.
[반도체 처리 장치]
도 1은 본 실시형태에 의한 반도체 처리 장치(1)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 처리 장치(1)는 챔버 장치(2)와, 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 배치되고, 내부 공간(2S)에 있어서 기판(W)의 온도를 조정하는 온도 조정 장치(3)를 구비한다.
본 실시형태에 있어서, 반도체 처리 장치(1)는 기판(W)을 드라이 에칭 처리하는 드라이 에칭 장치를 포함한다. 기판(W)은 반도체 웨이퍼를 포함한다. 드라이 에칭 처리에 있어서, 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)의 압력은 대기압보다 낮은 압력으로 되도록 조정된다. 내부 공간(2S)의 압력은 예를 들면, 200[Pa]로 되도록 조정된다. 드라이 에칭 처리에 있어서, 기판(W)의 온도는 온도 조정 장치(3)에 의해 조정된다. 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)이 감압되고, 기판(W)의 온도가 조정된 상태에서 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 에칭 가스가 공급된다. 내부 공간(2S)에 에칭 가스가 공급됨으로써 기판(W)은 드라이 에칭 처리된다.
온도 조정 장치(3)는 기판(W)을 지지한 상태에서 기판(W)의 온도를 조정한다. 온도 조정 장치(3)는 기판(W)의 온도를 조정하여 에칭 속도를 조정할 수 있다. 또한, 온도 조정 장치(3)는 기판(W)의 온도 분포를 조정할 수 있다.
챔버 장치(2)는 내부 공간(2S)을 형성하는 챔버 부재(2T)와, 챔버 부재(2T)의 온도를 조정하는 온도 조정 장치(2U)를 갖는다. 온도 조정 장치(2U)에 의해 챔버 부재(2T)가 가열되면, 온도 조정 장치(3)에 지지되어 있는 기판(W)의 온도가 목표 온도보다 과도하게 높아지거나, 기판(W)의 온도 분포가 목표 온도 분포로 되지 않거나 할 가능성이 있다. 온도 조정 장치(3)는 챔버 부재(2T)가 가열되어도 기판(W)이 목표 온도로 되도록 기판(W)의 온도를 조정한다. 온도 조정 장치(3)는 챔버 부재(2T)가 가열되어도 기판(W)이 목표 온도 분포로 되도록 기판(W)의 온도 분포를 조정한다.
[온도 조정 장치]
도 2는 본 실시형태에 의한 온도 조정 장치(3)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 실시형태에 의한 온도 조정 장치(3)의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1, 도 2, 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 온도 조정 장치(3)는 기판(W)을 지지하는 천판(4)과, 천판(4)과의 사이에 있어서 내부 공간(3S)을 형성하도록 천판(4)에 접속되는 베이스판(5)과, 내부 공간(3S)에 배치되는 열전 모듈판(6)과, 내부 공간(3S)에 배치되어 열전 모듈판(6)과 열 교환하는 열 교환판(7)과, 천판(4)과 베이스판(5)을 결합하는 결합 부재(8)와, 기판(W)의 이면을 지지하여 Z축 방향으로 이동하는 리프트 핀(9)과, 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 접촉하는 시일 부재(10)를 구비한다.
천판(4), 열전 모듈판(6), 열 교환판(7), 및 베이스판(5)의 각각은 실질적으로 원판 형상이다. 천판(4), 열전 모듈판(6), 열 교환판(7), 및 베이스판(5)은 Z축 방향으로 적층된다. 이하의 설명에 있어서, XY평면 내에 있어서 온도 조정 장치(3)의 중심을 지나 Z축과 평행한 가상축을 적당히 온도 조정 장치(3)의 중심축(AX)이라고 칭한다.
천판(4)은 기판(W)을 지지하는 지지면(4A)을 갖는다. 천판(4)은 예를 들면, 알루미늄제이다. 천판(4)은 스테인리스강제이어도 좋다. 지지면(4A)은 +Z방향을 향한다. 천판(4)은 기판(W)의 표면과 XY평면이 평행해지도록 기판(W)을 지지한다. 기판(W)은 지지면(4A)에 적재된다.
천판(4)은 지지면(4A) 및 지지면(4A)의 반대 방향을 향하는 이면(4B)을 갖는 원판 형상의 지지부(41)와, 지지부(41)의 둘레 가장자리부에 접속되어 지지부(41)의 둘레 가장자리부로부터 베이스판(5)으로 돌출되는 둘레벽부(42)를 갖는다.
베이스판(5)은 천판(4)을 지지한다. 베이스판(5)은 예를 들면, 알루미늄제이다. 베이스판(5)은 스테인리스강제이어도 좋다. 베이스판(5)은 천판(4), 열전 모듈판(6), 및 열 교환판(7)보다 -Z측에 배치된다. 베이스판(5)은 천판(4)의 둘레벽부(42)의 하면(4C)에 대향하는 상면(5A)과, 열 교환판(7)의 하면(7B)과 간극을 통해 대향하는 대향면(5D)을 갖는다. 상면(5A) 및 대향면(5D)의 각각은 +Z방향을 향한다. 대향면(5D)은 상면(5A)보다 -Z측에 배치된다. 상면(5A)은 원환 형상이다. XY평면 내에 있어서, 상면(5A)은 대향면(5D)의 주위에 배치된다. 상면(5A)은 둘레벽부(42)의 하면(4C)에 접촉한다. 둘레벽부(42)의 하면(4C)과 베이스판(5)의 상면(5A)의 적어도 일부가 접촉함으로써 천판(4)과 베이스판(5) 사이에 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)이 형성된다.
베이스판(5)은 대향면(5D)으로부터 지지부(41)로 돌출되는 볼록부(5T)를 갖는다. 볼록부(5T)의 적어도 일부는 열 교환판(7)에 형성되어 있는 관통 구멍(7J)에 배치된다. 볼록부(5T)의 적어도 일부는 열전 모듈판(6)에 형성되어 있는 관통 구멍(6J)에 배치된다. 볼록부(5T)의 상단부는 천판(4)의 지지부(41)에 접속된다.
베이스판(5)은 대향면(5D)으로부터 지지부(41)로 돌출되는 볼록부(5U)를 갖는다. 중심축(AX)의 방사 방향에 있어서, 볼록부(5U)는 중심축(AX)과 볼록부(5T) 사이에 배치된다. 볼록부(5U)의 적어도 일부는 열 교환판(7)에 형성되어 있는 관통 구멍(7K)에 배치된다. 볼록부(5U)의 적어도 일부는 열전 모듈판(6)에 형성되어 있는 관통 구멍(6K)에 배치된다. 볼록부(5U)의 상단부는 천판(4)의 지지부(41)에 접속된다.
열전 모듈판(6)은 천판(4)의 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)의 온도를 조정한다. 열전 모듈판(6)은 전력의 공급에 의해 흡열 또는 발열하는 열전 모듈(20)을 포함한다. 열전 모듈판(6)은 내부 공간(3S)에 배치된다. 열전 모듈판(6)은 천판(4)의 지지부(41)보다 -Z측에 배치된다. 열전 모듈판(6)은 내부 공간(3S)에 있어서 천판(4)에 인접하도록 배치된다. 열전 모듈판(6)의 상면(6A)은 지지부(41)의 이면(4B)에 대향한다.
열전 모듈(20)은 펠티에 효과에 의해 흡열 또는 발열한다. 열전 모듈(20)은 지지부(41)를 통해 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)으로부터 열을 빼앗을 수 있다. 열전 모듈(20)은 지지부(41)를 통해 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)에 열을 줄 수 있다. 열전 모듈(20)이 흡열 또는 발열함으로써 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)의 온도가 조정된다.
열전 모듈판(6)은 열전 모듈(20)과, 열전 모듈(20)의 상면에 접속되는 제 1 절연막(21)과, 열전 모듈(20)의 하면에 접속되는 제 2 절연막(22)과, 열전 모듈(20)의 주위에 배치되는 격벽 부재(23)를 갖는다. 열전 모듈(20)은 제 1 절연막(21)과 제 2 절연막(22)과 격벽 부재(23)로 규정되는 공간에 배치된다. 제 1 절연막(21) 및 제 2 절연막(22)의 각각이 예를 들면, 폴리이미드제의 막을 포함한다. 열전 모듈판(6)의 상면(6A)은 제 1 절연막(21)의 상면을 포함한다. 열전 모듈판(6)의 하면(6B)은 제 2 절연막(22)의 하면을 포함한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 열전 모듈판(6)은 제 1 열전 모듈판(61)과, 제 2 열전 모듈판(62)과, 제 3 열전 모듈판(63)과, 제 4 열전 모듈판(64)과, 제 5 열전 모듈판(65)과, 제 6 열전 모듈판(66)과, 제 7 열전 모듈판(67)을 포함한다. 제 1 열전 모듈판(61)은 XY평면 내에 있어서 중앙부에 배치되는 원 형상의 판이다. 중심축(AX)은 제 1 열전 모듈판(61)을 지난다. 제 2 열전 모듈판(62)은 제 1 열전 모듈판(61)의 주위에 배치되는 원환 형상의 판이다. 제 3 열전 모듈판(63)은 제 2 열전 모듈판(62)의 주위에 배치되는 원환 형상의 판이다. 제 4 열전 모듈판(64)은 제 3 열전 모듈판(63)의 주위의 일부에 배치되는 원호 형상의 판이다. 제 5 열전 모듈판(65)은 제 3 열전 모듈판(63)의 주위의 일부에 있어서 제 4 열전 모듈판(64) 옆에 배치되는 원호 형상의 판이다. 제 6 열전 모듈판(66)은 제 3 열전 모듈판(63)의 주위의 일부에 있어서 제 5 열전 모듈판(65) 옆에 배치되는 원호 형상의 판이다. 제 7 열전 모듈판(67)은 제 3 열전 모듈판(63)의 주위의 일부에 있어서 제 4 열전 모듈판(64)과 제 6 열전 모듈판(66) 사이에 배치되는 원호 형상의 판이다.
제 1~제 7 열전 모듈판(61~67)의 각각이 열전 모듈(20), 제 1 절연막(21), 제 2 절연막(22), 및 격벽 부재(23)를 갖는다. 제 1~제 7 열전 모듈판(61~67)의 각각이 상면(6A) 및 하면(6B)을 갖는다.
열 교환판(7)은 열전 모듈판(6)과 열 교환한다. 열 교환판(7)은 내부 공간(3S)에 있어서 열전 모듈판(6)보다 -Z측에 배치된다. Z축 방향에 있어서, 열전 모듈판(6)은 지지부(41)와 열 교환판(7) 사이에 배치된다. Z축 방향에 있어서, 열 교환판(7)은 열전 모듈판(6)과 베이스판(5) 사이에 배치된다. 열 교환판(7)은 내부 공간(3S)에 있어서 열전 모듈판(6)에 인접하도록 배치된다. 열 교환판(7)의 상면(7A)은 열전 모듈판(6)의 하면(6B)에 대향한다.
열전 모듈(20)이 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)으로부터 열을 빼앗는 경우, 기판(W)의 열은 지지부(41) 및 열전 모듈판(6)을 통해 열 교환판(7)으로 이동한다. 열 교환판(7)은 온도 조정용 유체가 유통하는 내부 유로(도시하지 않음)를 갖는다. 온도 조정용 유체는 냉각수와 같은 냉매를 포함한다. 온도 조정용 유체는 유체 온도 조정 장치(도시하지 않음)에 의해 온도 조정된 후, 내부 유로의 입구를 통해 내부 유로로 유입한다. 온도 조정용 유체는 내부 유로를 유통하여 열 교환판(7)으로 이동한 열을 빼앗는다. 열을 빼앗은 온도 조정용 유체는 내부 유로의 출구로부터 유출되어 유체 온도 조정 장치로 되돌려진다.
열 교환판(7)은 구리제이다. 구리는 열 전도율이 높다. 그 때문에 열 교환판(7)은 열전 모듈판(6)과 효율 좋게 열 교환할 수 있다.
결합 부재(8)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)과 베이스판(5)을 결합한다. 결합 부재(8)는 복수 설치된다. 결합 부재(8)는 볼트를 포함한다. 베이스판(5)은 결합 부재(8)의 머리부가 배치되는 오목부(5C)를 갖는다. 오목부(5C)는 베이스판(5)의 하면(5B)에 형성된다.
베이스판(5)은 결합 부재(8)의 축부의 적어도 일부가 배치되는 관통 구멍(5H)을 갖는다. 열 교환판(7)은 결합 부재(8)의 축부의 적어도 일부가 배치되는 관통 구멍(7H)을 갖는다. 열전 모듈판(6)은 결합 부재(8)의 축부의 적어도 일부가 배치되는 관통 구멍(6H)을 갖는다. 천판(4)은 결합 부재(8)의 축부의 선단부가 삽입되는 나사 구멍(4H)을 갖는다. 결합 부재(8)는 열전 모듈판(6)의 관통 구멍(6H) 및 열 교환판(7)의 관통 구멍(7H)을 통해 천판(4)과 베이스판(5)을 결합한다.
결합 부재(8)는 천판(4)의 제 1 부분(P1)에 결합되는 제 1 결합 부재(81)와, 제 1 부분(P1)의 주위에 복수 규정된 천판(4)의 제 2 부분(P2)에 결합되는 제 2 결합 부재(82)를 포함한다. 제 1 부분(P1)은 XY평면 내에 있어서 천판(4)의 지지부(41)의 중앙 부분에 규정된다. 제 2 부분(P2)은 XY평면 내에 있어서 천판(4)의 지지부(41)의 제 1 부분(P1)의 주위에 복수 규정된다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1)의 주위의 6개소에 규정된다. 또한, 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1)의 주위의 적어도 3개소에 규정되어 있으면 좋다. 제 1 결합 부재(81)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)의 제 1 부분(P1)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 2 결합 부재(82)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)의 제 2 부분(P2)과 베이스판(5)을 결합한다.
복수의 제 2 결합 부재(82) 중 적어도 1개의 제 2 결합 부재(82)는 볼록부(5T)에 형성되어 있는 관통 구멍(5J)에 배치된다.
천판(4)은 이면(4B)으로부터 베이스판(5)으로 돌출되는 볼록부(4T)를 갖는다. 제 1 결합 부재(81)가 삽입되는 나사 구멍(4H)은 볼록부(4T)에 형성된다. 열 교환판(7)은 제 1 결합 부재(81) 및 볼록부(4T)가 배치되는 관통 구멍(7H)을 갖는다. 열전 모듈판(6)은 제 1 결합 부재(81) 및 볼록부(4T)가 배치되는 관통 구멍(6H)을 갖는다. 볼록부(4T)의 하단면은 베이스판(5)에 형성되어 있는 볼록부(5S)의 상단면에 단열재(40)를 통해 접촉한다.
리프트 핀(9)은 기판(W)이 지지면(4A)에 접근하거나 지지면(4A)으로부터 멀어지거나 하도록 기판(W)의 이면을 지지하여 Z축 방향으로 이동한다. 리프트 핀(9)의 적어도 일부는 볼록부(5U)에 형성되어 있는 관통 구멍(5W)에 배치된다. 리프트 핀(9)의 적어도 일부는 천판(4)에 형성되어 있는 관통 구멍(4W)에 배치된다. 관통 구멍(5W)의 내측의 공간 및 관통 구멍(4W)의 내측의 공간은 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 접속된다.
내부 공간(3S)은 대기 개방된다. 내부 공간(3S)은 대기압으로 유지된다. 내부 공간(3S)은 통로(11)를 통해 챔버 장치(2)의 외부 공간(대기 공간)에 접속된다. 통로(11)의 적어도 일부는 베이스판(5)에 설치된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스판(5)은 환 형상의 림부(51)와, 림부(51)의 내측에 배치되는 스포크부(52)를 갖는다. 림부(51)와 스포크부(52) 사이에 통로(11)가 설치된다. 천판(4)의 제 1 부분(P1)에 결합되는 결합 부재(8)가 배치되는 관통 구멍(5H)은 스포크부(52)에 형성된다.
온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)은 대기압으로 유지된다. 온도 조정 장치(3)의 주위의 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)은 대기압보다 낮은 압력으로 유지된다. 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)의 압력이 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)의 압력보다 높으므로 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 공급된 에칭 가스가 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)으로 유입되는 것이 억제된다. 이것에 의해 에칭 가스와 열전 모듈(20)의 접촉이 억제된다. 예를 들면, 에칭 가스가 부식성인 경우, 에칭 가스와 열전 모듈(20)은 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)의 압력이 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)의 압력보다 높으므로 에칭 가스와 열전 모듈(20)의 접촉이 억제된다.
시일 부재(10)는 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 접촉한다. 시일 부재(10)는 천판(4)의 둘레벽부(42)와 베이스판(5)의 경계를 시일링한다. 시일 부재(10)가 설치됨으로써 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 공급된 에칭 가스가 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)으로 유입되는 것이 억제된다. 또한, 시일 부재(10)가 설치됨으로써 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)의 기체가 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)으로 유출되는 것이 억제된다. 예를 들면, 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7) 중 적어도 한쪽으로부터 발생한 이물이 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)으로 유출되는 것이 억제된다. 이것에 의해 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)에 이물이 부착되는 것이 억제된다. 본 실시형태에 있어서, 열 교환판(7)은 구리제이다. 구리를 포함하는 이물이 기판(W)에 부착되면, 기판(W)으로부터 제조되는 반도체 디바이스의 성능이 저하할 가능성이 있다. 시일 부재(10)가 설치됨으로써 온도 조정 장치(3)의 내부 공간(3S)에서 발생한 이물이, 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)에 부착되는 것이 억제된다.
[열전 발전 모듈]
도 4는 본 실시형태에 의한 열전 모듈판(6)의 일부를 확대한 단면도이다. 도 5는 본 실시형태에 의한 열전 모듈판(6)의 일부를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4는 제 1 열전 모듈판(61)과 제 2 열전 모듈판(62)의 경계를 확대한 단면도이다. 제 2 열전 모듈판(62)으로부터 제 7 열전 모듈판(67)의 각각의 경계의 구조는 제 1 열전 모듈판(61)과 제 2 열전 모듈판(62)의 경계의 구조와 마찬가지이다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 열전 모듈판(6)은 열전 모듈(20)과, 열전 모듈(20)의 상면에 접속되는 제 1 절연막(21)과, 열전 모듈(20)의 하면에 접속되는 제 2 절연막(22)과, 열전 모듈(20)의 주위에 배치되는 격벽 부재(23)를 갖는다. 열전 모듈(20)은 제 1 절연막(21)과 제 2 절연막(22)과 격벽 부재(23)로 규정되는 공간에 배치된다. 제 1 절연막(21) 및 제 2 절연막(22)의 각각은 예를 들면, 폴리이미드제의 막을 포함한다. 열전 모듈판(6)의 상면(6A)은 제 1 절연막(21)의 상면을 포함한다. 열전 모듈판(6)의 하면(6B)은 제 2 절연막(22)의 하면을 포함한다.
격벽 부재(23)는 제 1 절연막(21)과 제 2 절연막(22) 사이에 배치된다. 격벽 부재(23)는 열전 모듈(20)이 배치되는 공간을 둘러싸도록 설치된 환 형상의 부재이다. 격벽 부재(23)는 세라믹스제이다. 격벽 부재(23)는 산화알루미늄제이어도 좋고, 질화알루미늄제이어도 좋다. 격벽 부재(23)는 접착제에 의해 제 1 절연막(21) 및 제 2 절연막(22)의 각각에 접합된다.
열전 모듈(20)은 열전 반도체 소자(24)와, 제 1 전극(25)과, 제 2 전극(26)을 갖는다. 열전 반도체 소자(24)는 p형 열전 반도체 소자(24P)와, n형 열전 반도체 소자(24N)를 포함한다. XY평면 내에 있어서, p형 열전 반도체 소자(24P)와 n형 열전 반도체 소자(24N)는 교대로 배치된다. 제 1 전극(25)은 p형 열전 반도체 소자(24P) 및 n형 열전 반도체 소자(24N)의 각각에 접속된다. 제 2 전극(26)은 p형 열전 반도체 소자(24P) 및 n형 열전 반도체 소자(24N)의 각각에 접속된다. p형 열전 반도체 소자(24P)의 상면 및 n형 열전 반도체 소자(24N)의 상면은 제 1 전극(25)에 접속된다. p형 열전 반도체 소자(24P)의 하면 및 n형 열전 반도체 소자(24N)의 하면은 제 2 전극(26)에 접속된다. 제 1 전극(25)은 제 1 절연막(21)에 접속된다. 제 2 전극(26)은 제 2 절연막(22)에 접속된다. 열전 모듈(20)의 상면은 제 1 전극(25)의 상면을 포함한다. 열전 모듈(20)의 하면은 제 2 전극(26)의 하면을 포함한다.
열전 모듈(20)은 펠티에 효과에 의해 흡열 또는 발열한다. 제 1 전극(25)과 제 2 전극(26) 사이에 전위차가 주어지면, 열전 반도체 소자(24)에 있어서 전하가 이동한다. 전하의 이동에 의해 열전 반도체 소자(24)에 있어서 열이 이동한다. 이것에 의해 열전 모듈(20)은 흡열 또는 발열한다. 본 실시형태에 있어서는 열전 반도체 소자(24)의 +Z측의 단부에 접속되는 제 1 전극(25)이 흡열하고, 열전 반도체 소자(24)의 -Z측의 단부에 접속되는 제 2 전극(26)이 발열하도록 제 1 전극(25)과 제 2 전극(26) 사이에 전위차가 주어진다. 제 1 전극(25)이 흡열함으로써 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)은 냉각된다. 또한, 제 1 전극(25)이 발열하고, 제 2 전극(26)이 흡열하도록 제 1 전극(25)과 제 2 전극(26) 사이에 전위차가 주어져도 좋다. 제 1 전극(25)이 발열함으로써 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)은 가열된다.
열전 모듈판(6)의 제 1 절연막(21)은 천판(4)의 지지부(41)에 인접한다. 천판(4)의 지지부(41)와 열전 모듈판(6)의 제 1 절연막(21) 사이에 점탄성막(12)이 형성된다. 점탄성막(12)은 열 전도 그리스를 포함한다. 또한, 점탄성막(12)은 겔 시트를 포함해도 좋다. 제 1 전극(25)이 흡열함으로써 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)의 열은 지지부(41), 점탄성막(12), 및 열전 모듈판(6)을 통해 열 교환판(7)으로 이동한다.
제 2 절연막(22)은 열 교환판(7)에 접합된다. 제 2 절연막(22)은 예를 들면, 접착제에 의해 열 교환판(7)에 접합된다.
[제 1 결합 부재]
도 6은 본 실시형태에 의한 제 1 결합 부재(81)의 일례를 나타내는 단면도이다. 제 1 결합 부재(81)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 1 결합 부재(81)는 열전 모듈판(6)의 관통 구멍(6H) 및 열 교환판(7)의 관통 구멍(7H)을 통해 천판(4)의 제 1 부분(P1)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 1 부분(P1)은 XY평면 내에 있어서 천판(4)의 지지부(41)의 중앙 부분에 규정된다. 제 1 결합 부재(81)는 천판(4)의 중앙 부분에 고정된다. 제 1 결합 부재(81)는 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 고정된다.
제 1 결합 부재(81)는 볼트를 포함한다. 제 1 결합 부재(81)는 머리부(81H)와, 축부(81S)와, 와셔(81W)를 갖는다. 축부(81S)의 선단부(상단부)에 나사산이 형성된다. 지지부(41)의 제 1 부분(P1)의 이면(4B)에 축부(81S)의 선단부가 삽입되는 나사 구멍(4H)이 형성된다. 나사 구멍(4H)에 나사 홈이 형성된다. 축부(81S)에 형성되어 있는 나사산과 나사 구멍(4H)에 형성되어 있는 나사 홈이 맞물림으로써 제 1 결합 부재(81)는 천판(4)에 고정된다.
축부(81S)의 적어도 일부는 베이스판(5)의 관통 구멍(5H)에 배치된다. 축부(81S)의 표면과 관통 구멍(5H)의 내면은 떨어져 있다. 축부(81S)의 적어도 일부는 열 교환판(7)의 관통 구멍(7H)에 배치된다. 축부(81S)의 표면과 관통 구멍(7H)의 내면은 떨어져 있다. 축부(81S)의 적어도 일부는 열전 모듈판(6)의 관통 구멍(6H)에 배치된다. 축부(81S)의 표면과 관통 구멍(6H)의 내면은 떨어져 있다. 도한, 축부(81S)의 표면과, 관통 구멍(5H)의 내면, 관통 구멍(7H)의 내면, 및 관통 구멍(6H)의 내면 중 적어도 하나가 접촉해도 좋다.
머리부(81H)는 베이스판(5)의 하면(5B)에 형성된 오목부(5C)에 배치된다. 오목부(5C)의 내경은 관통 구멍(5H)의 내경보다 크다. 관통 구멍(5H)과 오목부(5C)의 경계에 지지면(5E)이 배치된다. 지지면(5E)은 -Z방향을 향한다. 머리부(81H)와 지지면(5E) 사이에 와셔(81W)가 배치된다. 와셔(81W)는 축부(81S)의 주위에 배치된다.
축부(81S)의 선단부를 나사 구멍(4H)에 비틀어 박음으로써 머리부(81H)는 와셔(81W)를 통해 지지면(5E)에 압박된다. 이것에 의해 제 1 결합 부재(81)는 베이스판(5)에 고정된다.
제 1 결합 부재(81)가 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 고정됨으로써 제 1 결합 부재(81)와 천판(4)과 베이스판(5)의 상대 위치는 유지된다.
[제 2 결합 부재]
도 7은 본 실시형태에 의한 제 2 결합 부재(82)의 일례를 나타내는 단면도이다. 제 2 결합 부재(82)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 2 결합 부재(82)는 열전 모듈판(6)의 관통 구멍(6H) 및 열 교환판(7)의 관통 구멍(7H)을 통해 천판(4)의 제 2 부분(P2)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 2 부분(P2)은 XY평면 내에 있어서 천판(4)의 지지부(41)에 규정된 제 1 부분(P1)의 주위에 복수 규정된다. 제 2 결합 부재(82)는 제 1 결합 부재(81)의 주위에 복수 고정된다. 제 2 결합 부재(82)는 천판(4)에 고정되어 베이스판(5)과 상대 이동가능하다.
제 2 결합 부재(82)는 볼트를 포함한다. 제 2 결합 부재(82)는 머리부(82H)와, 축부(82S)와, 와셔(82W)를 갖는다. 축부(82S)의 선단부(상단부)에 나사산이 형성된다. 지지부(41)의 제 2 부분(P2)의 이면(4B)에 축부(82S)의 선단부가 삽입되는 나사 구멍(4H)이 형성된다. 나사 구멍(4H)에 나사 홈이 형성된다. 축부(82S)에 형성되어 있는 나사산과 나사 구멍(4H)에 형성되어 있는 나사 홈이 맞물림으로써 제 2 결합 부재(82)는 천판(4)에 고정된다.
축부(82S)의 적어도 일부는 베이스판(5)의 관통 구멍(5H)에 배치된다. 축부(82S)의 표면과 관통 구멍(5H)의 내면은 떨어져 있다. 축부(82S)의 적어도 일부는 열 교환판(7)의 관통 구멍(7H)에 배치된다. 축부(82S)의 표면과 관통 구멍(7H)의 내면은 떨어져 있다. 축부(82S)의 적어도 일부는 열전 모듈판(6)의 관통 구멍(6H)에 배치된다. 축부(82S)의 표면과 관통 구멍(6H)의 내면은 떨어져 있다.
머리부(82H)는 베이스판(5)의 하면(5B)에 형성된 오목부(5C)에 배치된다. 오목부(5C)의 내경은 관통 구멍(5H)의 내경보다 크다. 관통 구멍(5H)과 오목부(5C)의 경계에 지지면(5E)이 배치된다. 지지면(5E)은 -Z방향을 향한다.
와셔(82W)는 머리부(82H)보다 +Z측에 배치된다. 와셔(82W)는 축부(82S)의 주위에 배치된다. 와셔(82W)는 머리부(82H)에 고정된다.
본 실시형태에 있어서, 온도 조정 장치(3)는 제 2 결합 부재(82)와 베이스판(5) 사이에 배치되는 슬라이딩 부재(14)를 구비한다. 슬라이딩 부재(14)는 머리부(82H)와 지지면(5E) 사이에 배치되는 와셔를 포함한다. 슬라이딩 부재(14)는 축부(82S)의 주위에 배치된다. 슬라이딩 부재(14)는 제 2 결합 부재(82)의 와셔(82W)보다 +Z측에 배치된다.
슬라이딩 부재(14)와 지지면(5E) 사이에 와셔(15)가 배치된다. 와셔(15)는 슬라이딩 부재(14)보다 +Z측에 배치된다. 와셔(15)는 와셔(15)의 상면이 지지면(5E)에 접촉하도록 오목부(5C)에 배치된다. 와셔(15)의 외경은 오목부(5C)의 내경과 실질적으로 같다. 와셔(15)는 오목부(5C)에 들어맞는다. 와셔(15)의 위치는 오목부(5C)에 있어서 고정된다. 와셔(15)와 베이스판(5)의 상대 위치는 유지된다.
본 실시형태에 있어서, 베이스판(5)은 와셔(15)를 포함한다. 즉, 와셔(15)는 베이스판(5)의 구성요소로 간주된다. 베이스판(5)과 와셔(15)는 일체라고 간주된다.
슬라이딩 부재(14)는 제 2 결합 부재(82)의 와셔(82W)와 베이스판(5)의 와셔(15) 사이에 배치된다. 와셔(82W)의 상면과 슬라이딩 부재(14)의 하면이 대향한다. 와셔(82W)의 상면과 슬라이딩 부재(14)의 하면은 접촉한다. 슬라이딩 부재(14)의 상면과 와셔(15)의 하면이 대향한다. 슬라이딩 부재(14)의 상면과 와셔(15)의 하면은 접촉한다.
슬라이딩 부재(14)는 슬라이딩 부재(14)의 상면이 와셔(15)의 하면에 접촉하도록 오목부(5C)에 배치된다. 슬라이딩 부재(14)의 외경은 오목부(5C)의 내경과 실질적과 같다. 슬라이딩 부재(14)는 오목부(5C)에 들어맞는다. 슬라이딩 부재(14)의 위치는 오목부(5C)에 있어서 고정된다. 슬라이딩 부재(14)와 베이스판(5)의 상대 위치는 유지된다.
와셔(82W)는 와셔(82W)의 상면이 슬라이딩 부재(14)의 하면에 접촉하도록 오목부(5C)에 배치된다. 와셔(82W)의 외경 및 머리부(82H)의 외경의 각각은 오목부(5C)의 내경보다 작다.
제 2 결합 부재(82)에 대한 슬라이딩 부재(14)의 표면의 마찰 계수는 제 2 결합 부재(82)에 대한 베이스판(5)의 표면의 마찰 계수보다 작다. 본 실시형태에 있어서는, 와셔(82W)에 대한 슬라이딩 부재(14)의 표면의 마찰 계수는 와셔(15)의 표면의 마찰 계수보다 작다. 본 실시형태에 있어서, 와셔(82W) 및 와셔(15)의 각각은 스테인리스강제이다. 슬라이딩 부재(14)는 폴리에테르에테르케톤 수지(PEEK: polyetheretherketone)제이다. 제 2 결합 부재(82)의 와셔(82W)는 슬라이딩 부재(14)의 하면에 대하여 미끄러질 수 있다.
축부(82S)의 선단부를 나사 구멍(4H)에 비틀어 박음으로써 머리부(82H) 및 와셔(82W)는 슬라이딩 부재(14) 및 와셔(15)를 통해 지지면(5E)에 압박된다. 와셔(82W)는 슬라이딩 부재(14)의 하면에 대하여 미끄러질 수 있다. 머리부(82H)와 와셔(82W)는 고정되어 있으며, 일체이다. 와셔(82W)의 외경 및 머리부(82H)의 외경의 각각은 오목부(5C)의 내경보다 작다. 그 때문에 머리부(82H) 및 와셔(82W)는 오목부(5C)의 내측에서 슬라이딩 부재(14)의 하면에 대하여 미끄러지면서 XY평면 내에 있어서 이동할 수 있다.
머리부(82H)와 축부(82S)와 와셔(82W)는 일체이다. 따라서, 제 2 결합 부재(82)는 슬라이딩 부재(14)의 하면에 대하여 미끄러지면서 XY평면 내에 있어서 이동할 수 있다.
제 2 결합 부재(82)가 천판(4)에 고정됨으로써 제 2 결합 부재(82)와 천판(4)의 상대 위치는 유지된다. 제 2 결합 부재(82)는 슬라이딩 부재(14)를 미끄러짐으로써 베이스판(5)에 대하여 XY평면 내에 있어서 상대 이동한다. 제 2 결합 부재(82)의 중심축과 직교하는 XY평면 내에 있어서, 제 2 결합 부재(82)와 베이스판(5)의 상대 위치는 변화된다.
[볼록부]
도 8은 본 실시형태에 의한 볼록부(5T)의 일례를 나타내는 단면도이다. 베이스판(5)은 대향면(5D)으로부터 지지부(41)로 돌출되는 볼록부(5T)를 갖는다. 볼록부(5T)의 적어도 일부는 열 교환판(7)에 형성되어 있는 관통 구멍(7J)에 배치된다. 볼록부(5T)의 적어도 일부는 열전 모듈판(6)에 형성되어 있는 관통 구멍(6J)에 배치된다. 볼록부(5T)의 상단부는 천판(4)의 지지부(41)에 접속된다. 복수의 제 2 결합 부재(82) 중 적어도 1개의 제 2 결합 부재(82)는 볼록부(5T)에 형성되어 있는 관통 구멍(5J)에 배치된다.
볼록부(5T)가 지지부(41)에 접속되므로 Z축 방향에 있어서 지지부(41)의 이면(4B)과 베이스판(5)의 상면(5A) 및 대향면(5D)의 거리가 유지된다.
본 실시형태에 있어서, 볼록부(5T)의 상단면과 지지부(41)의 이면(4B) 사이에 스페이서(16)가 배치된다. 볼록부(5T)의 상단부는 스페이서(16)를 통해 지지부(41)에 접속된다. 스페이서(16)의 두께 또는 스페이서(16)의 수가 조정됨으로써 지지부(41)의 이면(4B)과 베이스판(5)의 상면(5A) 및 대향면(5D)의 거리가 조정된다.
스페이서(16)는 예를 들면, 카본과 같은 열 전도율이 낮은 재료로 형성된다. 이것에 의해 기판(W)의 열이 베이스판(5)에 다이렉트로 전달되는 것이 억제된다. 기판(W)의 열은 열전 모듈판(6)에 효율 좋게 전달된다.
[동작]
이어서, 본 실시형태에 의한 온도 조정 장치(3)의 동작에 대해서 설명한다. 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)이 감압된다. 기판(W)이 챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)으로 반입된다. 리프트 핀(9)은 리프트 핀(9)의 상단부가 지지면(4A)보다 상방에 배치되도록 상승한다. 리프트 핀(9)은 내부 공간(2S)으로 반송된 기판(W)의 이면을 지지한다. 기판(W)의 이면을 지지한 리프트 핀(9)은 하강한다. 리프트 핀(9)이 하강함으로써 기판(W)은 천판(4)의 지지면(4A)에 지지된다.
열전 모듈(20)에 전위차가 주어짐으로써 온도 조정 장치(3)는 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)의 온도의 조정을 개시한다. 본 실시형태에 있어서, 열전 모듈판(6)은 제 1~제 7 열전 모듈판(61~67)을 포함한다. 제 1~제 7 열전 모듈판(61~67)의 각각은 기판(W)의 온도를 개별적으로 조정가능하다. 제 1~제 7 열전 모듈판(61~67)의 각각에 주어지는 전위차가 조정됨으로써 온도 조정 장치(3)는 기판(W)의 온도 분포를 조정할 수 있다.
챔버 장치(2)의 내부 공간(2S)에 에칭 가스가 공급된다. 챔버 부재(2T)가 온도 조정 장치(2U)에 의해 가열된다. 챔버 부재(2T)가 가열됨으로써 에칭 처리에 의해 생성된 이물이 챔버 부재(2T)의 내면에 이물이 부착되는 것이 억제된다.
챔버 부재(2T)가 가열되면, 온도 조정 장치(3)의 지지면(4A)에 지지되어 있는 기판(W)의 온도가 목표 온도보다 과도하게 높아지거나, 기판(W)의 온도 분포가 목표 온도 분포로 되지 않거나 할 가능성이 있다. 온도 조정 장치(3)는 챔버 부재(2T)가 가열되어도 기판(W)이 목표 온도로 되도록 기판(W)의 온도를 조정한다. 또한, 온도 조정 장치(3)는 챔버 부재(2T)가 가열되어도 기판(W)이 목표 온도 분포로 되도록 기판(W)의 온도 분포를 조정한다.
온도 조정 장치(3)의 적어도 일부는 챔버 부재(2T)의 복사열에 의해 열 변형될 가능성이 높다. 천판(4)은 판 형상의 부재이기 때문에 XY평면 내에 있어서의 천판(4)의 열 변형량은 Z축 방향에 있어서의 천판(4)의 열 변형량보다 크다. 마찬가지로, XY평면 내에 있어서의 열전 모듈판(6)의 열 변형량은 Z축 방향에 있어서의 열전 모듈판(6)의 열 변형량보다 크다. 또한, 천판(4)의 선 팽창계수와 열전 모듈판(6)의 선 팽창계수는 다르다. 그 때문에 천판(4)의 열 변형량과 열전 모듈판(6)의 열 변형량은 다를 가능성이 높다. XY평면 내에 있어서의 천판(4)의 열 변형량과 열전 모듈판(6)의 열 변형량의 차는 커질 가능성이 높다.
도 9는 본 실시형태에 의한 작용을 설명하기 위한 모식도이다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 결합 부재(82)는 제 2 결합 부재(82)의 선단부가 천판(4)에 고정되어 있는 상태에서 베이스판(5)에 대하여 XY평면 내에 있어서 상대 이동가능하다. 그 때문에 천판(4)이 XY평면 내에 있어서 열 변형되었을 경우, 제 2 결합 부재(82)는 천판(4)의 열 변형에 연동하도록 XY평면 내에 있어서 이동할 수 있다. 이것에 의해 천판(4)에 과도한 응력이 작용하거나, 열전 모듈판(6)에 과도한 응력이 작용하거나 하는 것이 억제된다.
천판(4)과 열전 모듈판(6) 사이에 점탄성막(12)이 형성된다. 그 때문에 천판(4)은 열전 모듈판(6)에 대하여 XY평면 내에 있어서 원활하게 상대 이동할 수 있다. 이것에 의해 천판(4)의 열 변형량과 열전 모듈판(6)의 열 변형량의 차가 커도 천판(4)에 과도한 응력이 작용하거나, 열전 모듈판(6)에 과도한 응력이 작용하거나 하는 것이 억제된다.
점탄성막(12)은 열 전도 그리스를 포함한다. 그 때문에 기판(W)의 열은 열 전도 그리스를 통해 열전 모듈판(6)으로 이동할 수 있다.
제 2 결합 부재(82)와 베이스판(5) 사이에 슬라이딩 부재(14)가 배치된다. 이것에 의해 제 2 결합 부재(82)는 슬라이딩 부재(14)를 미끄러지면서 베이스판(5)에 대하여 원활하게 상대 이동할 수 있다.
제 1 결합 부재(81)는 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 고정된다. 그 때문에 천판(4)과 베이스판(5)의 상대 위치는 제 1 결합 부재(81)에 의해 고정된다.
천판(4)은 중심축(AX)를 기준으로 해서 방사 방향으로 열 변형될 가능성이 높다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 결합 부재(81)의 선단부가 고정되는 천판(4)의 제 1 부분(P1)은 천판(4)의 중앙 부분에 규정된다. 천판(4)의 열 변형에 연동하는 제 2 결합 부재(82)의 선단부가 고정되는 천판(4)의 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1)의 주위에 복수 규정된다. 따라서, 천판(4) 및 열전 모듈판(6)의 각각에 과도한 응력이 작용하는 것이 억제된다.
볼록부(5T)는 천판(4)에 다이렉트로 접속된다. 이것에 의해 천판(4)이 XY평면 내에 있어서 열 변형되거나, 점탄성막(12)이 찌부러지거나 팽창하거나 해도 Z축 방향에 있어서의 천판(4)과 베이스판(5)의 상대 거리는 유지된다.
에칭 처리가 종료된 후, 리프트 핀(9)이 상승한다. 리프트 핀(9)은 기판(W)의 이면을 지지한 상태에서 상승한다. 이것에 의해 기판(W)의 이면과 천판(4)의 지지면(4A)이 떨어진다. 천판(4)으로부터 떨어진 기판(W)은 언로드 장치(도시하지 않음)에 의해 챔버 장치(2)로부터 반출된다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 제 1 결합 부재(81)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 천판(4)의 제 1 부분(P1)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 2 결합 부재(82)는 열전 모듈판(6) 및 열 교환판(7)을 통해 제 1 부분(P1)과는 다른 천판(4)의 제 2 부분(P2)과 베이스판(5)을 결합한다. 제 1 결합 부재(81)는 천판(4) 및 베이스판(5)의 각각에 고정되므로 천판(4)과 베이스판(5)의 상대 위치는 제 1 결합 부재(81)에 의해 고정된다. 제 2 결합 부재(82)는 천판(4)에 고정되어 베이스판(5)과 상대 이동가능하므로 천판(4)이 열 변형되었을 경우, 제 2 결합 부재(82)는 천판(4)의 열 변형에 연동할 수 있다. 이것에 의해 천판(4)에 과도한 응력이 작용하거나, 열전 모듈판(6)에 과도한 응력이 작용하거나 하는 것이 억제된다. 따라서, 온도 조정 장치(3)의 손상이 억제되고, 온도 조정 장치(3)의 성능의 저하가 억제된다.
천판(4)과 열전 모듈판(6) 사이에 점탄성막(12)이 형성된다. 그 때문에 천판(4)은 열전 모듈판(6)에 대하여 XY평면 내에 있어서 원활하게 상대 이동할 수 있다. 이것에 의해 천판(4)의 열 변형량과 열전 모듈판(6)의 열 변형량의 차가 커도 천판(4)에 과도한 응력이 작용하거나, 열전 모듈판(6)에 과도한 응력이 작용하거나 하는 것이 억제된다.
점탄성막(12)은 열 전도 그리스를 포함한다. 그 때문에 기판(W)의 열은 열 전도 그리스를 통해 열전 모듈판(6)으로 이동할 수 있다.
제 2 결합 부재(82)와 베이스판(5) 사이에 슬라이딩 부재(14)가 배치된다. 이것에 의해 제 2 결합 부재(82)는 슬라이딩 부재(14)를 미끄러지면서 베이스판(5)에 대하여 원활하게 상대 이동할 수 있다.
슬라이딩 부재(14)는 제 2 결합 부재(82)의 축부(82S)의 주위에 배치되는 와셔를 포함한다. 이것에 의해 제 2 결합 부재(82)는 슬라이딩 부재(14)에 대하여 원활하게 미끄러질 수 있다.
천판(4)은 중심축(AX)를 기준으로 해서 방사 방향으로 열 변형될 가능성이 높다. 제 1 결합 부재(81)의 선단부가 고정되는 천판(4)의 제 1 부분(P1)은 천판(4)의 중앙 부분에 규정된다. 천판(4)의 열 변형에 연동하는 제 2 결합 부재(82)의 선단부가 고정되는 천판(4)의 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1)의 주위에 복수 규정된다. 따라서, 천판(4) 및 열전 모듈판(6)의 각각에 과도한 응력이 작용하는 것이 억제된다.
볼록부(5T)는 천판(4)에 다이렉트로 접속된다. 이것에 의해 천판(4)이 XY평면 내에 있어서 열 변형되거나, 점탄성막(12)이 찌부러지거나 팽창하거나 해도 Z축 방향에 있어서의 천판(4)과 베이스판(5)의 상대 거리는 유지된다.
1 반도체 처리 장치 2 챔버 장치
2S 내부 공간 2T 챔버 부재
2U 온도 조정 장치 3 온도 조정 장치
3S 내부 공간 4 천판
4A 지지면 4B 이면
4C 하면 4H 나사 구멍
4T 볼록부 4W 관통 구멍
5 베이스판 5A 상면
5B 하면 5C 오목부
5D 대향면 5E 지지면
5H 관통 구멍 5J 관통 구멍
5S 볼록부 5T 볼록부
5U 볼록부 5W 관통 구멍
6 열전 모듈판 6A 상면
6B 하면 6H 관통 구멍
6J 관통 구멍 6K 관통 구멍
7 열 교환판 7A 상면
7B 하면 7H 관통 구멍
7J 관통 구멍 7K 관통 구멍
8 결합 부재 9 리프트 핀
10 시일 부재 11 통로
12 점탄성막 14 슬라이딩 부재
15 와셔 16 스페이서
20 열전 모듈 21 제 1 절연막
22 제 2 절연막 23 격벽 부재
24P p형 열전 반도체 소자 24N n형 열전 반도체 소자
25 제 1 전극 26 제 2 전극
40 단열재 41 지지부
42 둘레벽부 51 림부
52 스포크부 61 제 1 열전 모듈판
62 제 2 열전 모듈판 63 제 3 열전 모듈판
64 제 4 열전 모듈판 65 제 5 열전 모듈판
66 제 6 열전 모듈판 67 제 7 열전 모듈판
81 제 1 결합 부재 81H 머리부
81S 축부 81W 와셔
82 제 2 결합 부재 82H 머리부
82S 축부 82W 와셔
AX 중심축 P1 제 1 부분
P2 제 2 부분 W 기판

Claims (7)

  1. 기판을 지지하는 천판과,
    상기 천판과의 사이에 있어서 내부 공간을 형성하도록 상기 천판에 접속되는 베이스판과,
    상기 내부 공간에 배치되는 열전 모듈판과,
    상기 내부 공간에 배치되고, 상기 열전 모듈판과 열 교환하는 열 교환판과,
    상기 열전 모듈판 및 상기 열 교환판을 통해 상기 천판과 상기 베이스판을 결합하고, 상기 천판 및 상기 베이스판의 각각에 고정되는 제 1 결합 부재와,
    상기 열전 모듈판 및 상기 열 교환판을 통해 상기 천판과 상기 베이스판을 결합하고, 상기 천판에 고정되어 상기 베이스판과 상대 이동가능한 제 2 결합 부재를 구비하는 온도 조정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 모듈판은 상기 내부 공간에 있어서 상기 천판에 인접하도록 배치되고,
    상기 천판과 상기 열전 모듈판 사이에 형성되는 점탄성막을 구비하는 온도 조정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 점탄성막은 열 전도 그리스를 포함하는 온도 조정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재와 상기 베이스판 사이에 배치되는 슬라이딩 부재를 구비하는 온도 조정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재는 볼트를 포함하고,
    상기 슬라이딩 부재는 상기 볼트의 주위에 배치되는 와셔를 포함하는 온도 조정 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재에 대한 상기 슬라이딩 부재의 마찰 계수는 상기 제 2 결합 부재에 대한 상기 베이스판의 마찰 계수보다 작은 온도 조정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 부재는 상기 천판의 중앙 부분에 고정되고,
    상기 제 2 결합 부재는 상기 제 1 결합 부재의 주위에 복수 고정되는 온도 조정 장치.
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