TWI492269B - Vacuum heating cooling device and manufacturing method of magnetic resistance element - Google Patents

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TWI492269B
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Koji Tsunekawa
Yoshinori Nagamine
Shinji Furukawa
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Description

真空加熱冷卻裝置及磁性電阻元件之製造方法
本發明係關於在真空中針對半導體元件、電子元件、磁性元件、以及顯示元件等基板進行高速加熱‧冷卻之真空加熱冷卻裝置及磁性電阻元件的製造方法。
具有當做磁性隨機存取記憶體(MRAM)及磁頭之感測器元件使用之MgO隧道障壁層的隧道磁性電阻元件，係由層積著多層金屬膜(磁性膜及非磁性膜)及絕緣體膜之構造所形成。此種磁性電阻元件，係以生產性優良之濺鍍法來進行成膜，其後，於其他裝置(磁場中之熱處理爐)中，一邊施加1特斯拉以上之高磁場一邊進行熱處理來形成(參照非專利文獻1)。MgO隧道障壁層之形成方法，例如，直接以RF濺鍍實施MgO標靶之濺鍍成膜的方法(參照專利文獻1)；金屬Mg膜之成膜後，利用活性濺射法，於氧環境中進行金屬Mg膜之成膜，最後，實施氧化處理之方法(參照專利文獻2)；金屬Mg膜之成膜後，進行氧化處理，最後，再度進行金屬Mg膜之成膜的方法(參照專利文獻3)；以及金屬Mg膜之成膜後，進行氧化處理，對其進行熱處理後，再度實施金屬Mg之成膜之氧化處理的方法(參照專利文獻4)等。
此外，高品質之MgO隧道障壁層的形成方法，如非專利文獻2所示，係以RF濺鍍直接實施MgO標靶之濺鍍成膜 後，在使基板繼續保持於真空中之狀態下，照射紅外線來促進MgO膜之結晶化的方法。
另外，在真空中對基板進行高速加熱之方法，有以下之方法，例如，於半導體元件之形成製程，如專利文獻5所示，藉由O形環等之真空密封構件於真空腔室裝設透射加熱光之窗口，利用配置於大氣側之用以放射加熱光的輻射能源，例如，利用紅外線燈等，對保持於真空腔室內之基板進行加熱的方法。
此外，對經過加熱之基板進行急速冷卻之方法，如專利文獻6所示，係將基板移動至與加熱室相鄰之熱隔離房室來進行冷卻的方法。此冷卻方法時，應設法將基板直接載置於經過冷卻之基板支撐台並利用熱傳導來進行急速冷卻。不將基板移動至冷卻室而直接於加熱室內進行基板冷卻之方法，如專利文獻7所示，係將經過冷卻之氣體導入加熱室內並利用氣體對流來進行冷卻的方法。此方法時，應設法藉由於加熱結束時在輻射能源與基板之間插入用以遮蔽來自輻射能源之餘熱的遮蔽板來提高冷卻效率。
此外，提高冷卻效率之方法，如專利文獻8所示，係利用具備：加熱室、固定於同一空間內之冷卻源及可動冷卻板之熱處理裝置的方法。專利文獻8所示之方法時，可動冷卻板於基板加熱時，係以接觸冷卻源之方式配置來預先進行冷卻。其次，於基板加熱結束後，使可動冷卻板離開冷卻源並接觸基板，利用基板與可動冷卻板間之熱傳導來進行冷卻。
於加熱室之同一空間內進行基板冷卻之其他方法，如專利文獻9所示，係藉由使可動冷卻源接觸內設著加熱抗體之基板支撐台，來間接地進行基板冷卻的方法。此外，也可以為使基板支撐台接觸熱源及冷卻源來進行基板之加熱及冷卻的類似方法，如專利文獻10及11等所示。
專利文獻11時，基板支撐台本身具有加熱及冷卻機能，為了提高加熱及冷卻效率而具備有靜電吸附機能，此外，附有靜電吸附機能之基板支撐台，特別於接觸基板背面之面形成有溝槽，該溝槽係用以導入以促進熱交換為目的之氣體。
於一個真空腔室分別配備有加熱源及冷卻源，只針對基板立即進行加熱冷卻之例，如專利文獻12所示，係於濺鍍裝置之負載鎖定室具備：利用來自燈加熱器之加熱光進行加熱之機構、及利用靜電吸附使基板接觸經過冷卻之基板支撐台來進行冷卻之機構之例。此例時，於負載鎖定室配設兩機構，其目的並非連續進行加熱及冷卻。然而，可以藉由於負載鎖定室之真空排氣時及排氣時，分別進行加熱及冷卻，來設法縮短包括基板加熱在內之濺鍍成膜的處理時間。
對配置於真空中之基板施加磁場來進行基板之處理的實例，如專利文獻13～15所示。專利文獻13及14之例，皆與於真空中施加磁場同時進行複數基板之熱處理之裝置相關，其應為可於均一磁場中大量地進行熱處理。但是，並非用以執行成膜製程及全程真空之加熱冷卻處理者。此外，專利文獻15之例，係對基板施加磁場同時實施濺鍍成膜之裝置，藉由配設成與基板之旋轉同步旋轉來發生平行於基板面之磁場之磁鐵的機構，來設法對基板施加隨時保持一方向之平行磁場。
專利文獻16、17之熱處理裝置，係於同一腔室內，具備：對基板進行加熱之加熱機構；對基板進行冷卻之冷卻機構；以及用以使基板於接近或接觸加熱機構之位置、及接近或接觸冷卻機構之位置間移動之移動機構。
專利文獻16時，加熱機構係使用內設有加熱器之基板支撐體，冷卻機構則係使用水冷式或冷媒冷卻式之冷卻板。利用加熱機構對基板進行加熱時，藉由使基板接觸以上述加熱器加熱過之基板支撐體來對該基板進行加熱。基板加熱之其他例時，係分離地配置基板與基板支撐體，於基板與基板支撐體之間，使經過加熱之例如氮之乾性氣體流過來對基板進行加熱。另一方面，對基板進行冷卻時，利用冷卻用流體來冷卻冷卻板，藉由使基板接觸或接近該經過冷卻之冷卻板來冷卻基板。
專利文獻17時，係配設加熱板及冷卻板，於基板之加熱或冷卻時，使基板以特定間隔與加熱板或冷卻板分離。
專利文獻1：日本特開2006-801165號公報
專利文獻2：美國專利第6841395號說明書
專利文獻3：日本特開2007-142424號公報
專利文獻4：日本特開2007-173843號公報
專利文獻5：日本特開平6-13324號公報
專利文獻6：日本特開平5-251377號公報
專利文獻7：日本特許第2886101號公報
專利文獻8：日本特許第3660254號公報
專利文獻9：日本特表2002-541428號公報
專利文獻10：日本特開2003-318076號公報
專利文獻11：日本特開2002-76105號公報
專利文獻12：日本特開2003-13215號公報
專利文獻13：日本特開2001-102211號公報
專利文獻14：日本特許第3862660號公報
專利文獻15：日本特開2002-53956號公報
專利文獻16：日本特開2001-196363號公報
專利文獻17：日本特開平7-254545號公報
非專利文獻1：恒川等，「半導體製造線之磁性隧道接合之成膜及微細加工製程」，MAGUNE、Vol.2,No.7,p. 358-p. 363(2007)
非專利文獻2：S. Isogami等，「In situ heat treatment of ultrathin MgO layer for giant magnetoresistance ratio with low resistance area product in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions」,Applied Physics Letters,93,192109(2008)
未進行於層積膜之界面發揮機能之磁性電阻元件之成膜時，吸附於膜表面之雜質(主要為殘留氣體)對元件性能會產生很大的影響。因為於真空內入射至膜表面之殘留氣體量，係與一般用以表示真空度之壓力P與膜表面曝露於真空環境之時間T之積PT成比例，因此，加熱時、冷卻時、及基板搬運時之環境壓力與各製程所需要之時間都必須較小。
冷卻時將基板搬運至另一腔室的傳統方法，會造成搬運用時間的損失，亦即，有曝露時間T較大的問題。將冷卻氣體導入加熱室來對基板進行冷卻之方法，真空度較差，亦即，有壓力P上昇的問題。對基板支撐台本身進行加熱及冷卻之方法時，相對於基板支撐台之熱容量份，昇溫及降溫速度變慢，尤其是，因為使基板溫度降至室溫程度需要較長時間，而有曝露時間T增大的問題。
實施於負載鎖定室進行加熱或冷卻之任一方之製程的傳統方法時，其本身無法連續進行薄膜之急速加熱及冷卻製程。即使於成膜後使基板回到負載鎖定室並連續實施加熱冷卻製程，於裝置之操作程序上，無法接著進行成膜。此外，每次處理都排氣至大氣壓之負載鎖定室時，真空度較低，亦即，因為壓力P較高，而有前述PT積非常高的問題。
於磁場中大量實施基板之加熱處理的裝置時，因為經過其他成膜裝置之成膜處理的基板會一旦曝露於大氣下，然後，再被置入於磁場中進行加熱之裝置來進行加熱處理，故無法於全程真空下進行成膜製程及加熱冷卻製程。即使為成膜中施加磁場之裝置，並無加熱冷卻機能，無法於成膜後在全程真空下進行加熱冷卻處理。
此外，如專利文獻16、17所示，即使考慮全程真空之加熱處理而於同一腔室內配設加熱機構及冷卻機構之形態時，仍有以下之問題。例如，專利文獻16、17所示之發明，藉由對基板支撐體或加熱板進行加熱來對基板進行加熱時，因為基板支撐體及加熱板之熱容量而需要較多之昇溫時間，上述積PT也較大。
此外，專利文獻16時，並非藉由基板支撐體本身之加熱來進行基板之加熱，而係使基板支撐體與基板分離，並對基板支撐體與基板之間供應經過加熱之氣體來進行基板之加熱，故可在與基板支撐體之熱容量無關之情形下，進行基板之加熱。然而，壓力P會隨著所供應之以加熱為目的之上述氣體份而增加，也會導致上述積PT之增加。
有鑑於上述傳統問題，本發明之目的係在提供一種真空加熱冷卻裝置及磁性電阻元件之製造方法，可以於成膜處理後，在維持高真空度之情形下，只針對基板進行急速加熱及急速冷卻。
為了達成此種目的，本發明係於真空中對基板進行加熱冷卻之真空加熱冷卻裝置，其特徵為具備：真空腔室；配置於前述真空腔室大氣側，用以放射加熱光之輻射能源；使來自前述輻射能源之加熱光入射至前述真空腔室之入射部；配置於前述真空腔室內部之具有冷卻機構之構件，可利用該冷卻機構進行冷卻之構件；以及具有用以保持基板之基板保持部，使該基板保持部靜止於加熱位置及不同於該加熱位置之其他位置的冷卻位置，且可使前述基板保持部於前述加熱位置及前述冷卻位置間移動之基板移動機構；且，前述加熱位置係對前述基板進行加熱時該基板應該存在之位置，係接近前述輻射能源之位置，前述冷卻位置係對前述基板進行冷卻時該基板應該存在之位置，係接近前述構件之位置或前述基板被載置於前述構件之位置。
此外，本發明係含有：至少磁化固定層、隧道障壁層或非磁性傳導層、及磁化自由層之3層構造之磁性電阻元件之製造方法，其特徵為具有：準備已經形成有前述隧道障壁層或非磁性傳導層之基板的步驟；利用從設置著該基板之真空腔室外側入射之加熱光來對前述基板進行加熱之加熱步驟；以及於前述真空腔室之不同於利用前述加熱光進行加熱之位置的其他位置，對前述經過加熱之基板進行冷卻之冷卻步驟。
此外，本發明係含有：至少第1磁性層、隧道障壁層或非磁性傳導層、及第2磁性層之3層構造之磁性電阻元件之製造方法，其特徵為含有：於前述基板上形成前述第1磁性層及前述隧道障壁層或非磁性傳導層之步驟；將形成有前述第1磁性層及前述隧道障壁層或非磁性傳導層之基板配置於特定位置之步驟；從配置著形成有前述第1磁性層及前述隧道障壁層或非磁性傳導層之基板的真空腔室外側，將加熱光導入該真空腔室內並照射形成有前述第1磁性層及隧道障壁層或非磁性傳導層之基板，來對該基板進行加熱之加熱步驟；以及於前述真空腔室內之不同於前述特定位置之其他位置，對前述經過加熱之基板進行冷卻之冷卻步驟；且，前述隧道障壁層或非磁性傳導層係MgO層，前述加熱步驟及前述冷卻步驟之至少一方，係以使前述第1磁性層之磁化方向一致之方式來施加磁場。
依據本發明，於成膜處理後，亦可在持續維持高真空度下，只對基板進行急速加熱及急速冷卻。
以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行詳細說明。此外，以下所說明之圖式中，具有相同機能者賦予相同符號，並省略重複說明。
(第1實施形態)
第1圖係本實施形態之真空加熱冷卻裝置的裝置構成圖。
第1圖中，於真空腔室1之上部，用以透射來自鹵素燈2之加熱光的石英窗3係藉由真空密封構件(未圖示)進行固定。該石英窗3係具有使鹵素燈2所輸出之加熱光入射至真空腔室1之入射部的機能。真空密封構件應為VITON(登錄商標)及KALREZ(登錄商標)等高耐熱性者。如第1圖所示，若於真空腔室1與石英窗3間配設石英窗裝卸用環4，則石英窗3之裝卸較為容易。石英窗3之大小應為基板5之大小的1.5倍以上。此外，於大氣側，配置著當做放射加熱光之輻射能源使用的鹵素燈2。亦即，鹵素燈2係以朝 石英窗3照射加熱光之方式配置於真空腔室1外側。輻射能源並未限定為鹵素燈，例如，亦可以為紅外線之用以放射加熱光者。於鹵素燈2與石英窗3間配設環狀遮蔽板7，可以使來自鹵素燈3之加熱光不會直接照射O形環6。遮蔽板7係熱傳導良好之鋁製，藉由配設冷卻水路8而為可利用冷卻水進行冷卻之構造。
於鹵素燈2下方之真空腔室1內部，配置著與基板5大致相同直徑之基板支撐台9。此外，水冷套10係以接觸基板支撐台9之方式配置。亦即，本實施形態時，具有冷卻機構之構件，係包含基板支撐台9及接觸該基板支撐台9之水冷套10在內。基板支撐台9應使用熱傳導率高之介電質材料，本實施形態時，係使用AlN(氮化鋁)。水冷套10應為可廣泛承受來自鹵素燈2之加熱光的大小，來自鹵素燈2之加熱光應不會直接照射真空腔室1內壁。於內設著用以形成當做冷媒使用之冷卻水之流路之冷卻水路12的水冷套10，應使用氣體釋出率較低、熱傳導率較高之材料，本實施形態係使用鋁。
此外，於冷卻水路12，連結著冷卻水導入口12a及冷卻水排出口12b，於冷卻水導入口12a，則連結著泵(未圖示)。所以，藉由驅動泵，冷卻水從冷卻水導入口12a被導入冷卻水路12，並通過內設於冷卻套10之冷卻水路12，進行冷卻套10之冷卻，再從冷卻水排出口12b被排出。藉由上述冷卻水來進行冷卻套10之冷卻，該冷卻效果及於基板支撐台9，基板支撐台9載置著基板5時，亦可對該被載 置之基板5進行冷卻。
此外，本實施形態時，係採用具有冷卻水路12之水冷套10與基板支撐台9接觸之形態，然而，冷卻水路12亦可內設於基板支撐台9。亦即，本發明時，基板支撐台9具有冷卻機能係重要的，所以，基板支撐台9係接觸以供冷媒流通為目的之冷卻機構(水冷套10或冷卻水路12等)、或內設有該冷卻機構。
於基板支撐台9及水冷套10之分別為基板5大小之範圍內的外周部，至少形成3個貫通孔，用以使基板5上下移動之升降銷13插入於該貫通孔。升降銷13係藉由伸縮管11而連結於大氣側之上下驅動機構15，藉由該上下驅動機構15之驅動來進行上下昇降。上下驅動機構15可以使用馬達驅動式或利用壓縮空氣之氣缸式。此外，上下驅動機構15，連結於後面所述之控制部(第1圖中未圖示)，利用該控制部控制上下驅動機構15之驅動來控制升降銷13之昇降(上下)。
本實施形態時，至少3支升降銷13分別以前端13a支撐於基板5下面(實施處理之面的對反面)，而以升降銷13來保持基板5。亦即，因為係利用上述升降銷13之前端13a來保持基板5，故各升降銷13之前端13a分別具有基板保持部之機能。保持於該升降銷13之基板5，藉由利用控制部之上下驅動機構15的控制，可以靜止(停止)於冷卻位置P1、搬運位置P2、及加熱位置P3，此外，於冷卻位置P1與加熱位置P3間移動。第1圖中，簡單地以虛線來圖示靜止 於搬運位置P2與加熱位置P3之狀態的基板5。
此外，本說明書時，「冷卻位置」係冷卻基板時基板應被配置的位置，本實施形態時，以基板5被載置於基板支撐台9之位置做為冷卻位置P1。此外，冷卻位置並未限制為基板被載置於基板支撐台之位置，只要為具有冷卻機能之基板支撐台所產生之冷卻效果可以作用的範圍，亦可以為接近基板支撐台之位置。
此外，「加熱位置」係不同於冷卻位置之基板加熱時基板應被配置之位置，係介於輻射能源與具有冷卻機能之基板支撐台間的位置，設定成比冷卻位置P1更靠近輻射能源之位置。本實施形態時，加熱位置P3係設定於石英窗3附近。
此外，「搬運位置」係從外部被搬入之基板被保持之最初位置，設定於冷卻位置P1與加熱位置P3之間。本實施形態時，搬運位置P2係設定於與基板搬運用閘閥14之開口相對之空間而為該開口寬度範圍內之空間。從外部被搬入之基板5，於搬運位置P2被升降銷13之前端所保持，其後，利用升降銷13之昇降來移動至加熱位置P3或冷卻位置P1。此外，搬運位置P2應設定於上述空間內，然而，亦可設定於該空間以外之位置。因為本發明時，以全程真空來進行急速加熱及急速冷卻係重要的，所以，於同一真空腔室內分別配設加熱位置P3及冷卻位置P1，於加熱位置P3進行加熱處理而於冷卻位置P1進行冷卻處理係其本質。所以，只要實現該本質要件，搬運位置亦可以為任何位置。
於真空腔室1之側面，配置著基板搬運用閘閥14，可以在維持真空的情形下，對相鄰之其他真空腔室進行基板5之搬出搬入。於真空腔室1之基板搬運用閘閥14的相反側，藉由真空密封用閘閥18，配置著真空排氣用真空泵16。
真空腔室1係由氣體釋出率較低之鋁或不鏽鋼所製成，於腔室之大氣側，捲附著烘烤用之護套加熱器(未圖示)及冷卻用之冷卻水配管(未圖示)。真空腔室1從大氣進行排氣時，對護套加熱器通電將真空腔室1加熱至150℃以上，進行至少2小時以上之烘烤，促進從腔室內壁之氣體釋出。腔室烘烤結束後，對冷卻水配管進行通水使腔室冷卻至室溫。真空腔室1內之真空度達到飽和時，就完成了準備，然而，加熱製程時，為了防止真空腔室1之溫度上昇，持續使冷卻水流過。此外，於真空腔室1之至少1處，分別設置真空計17及氣體導入口19。
第3圖係本實施形態之真空加熱冷卻裝置之控制系的概略構成方塊圖。
第3圖中，符號1000係當做控制真空加熱冷卻裝置整體之控制手段使用之控制部。該控制部1000係具有：用以執行各種運算、控制、判別等處理動作之CPU 1001、及用以儲存利用該CPU 1001執行之各種控制程式等之ROM 1002。此外，控制部1000具有：用以暫時儲存CPU 1001之處理動作中之資料及輸入資料等之RAM 1003、及快閃記憶體及SRAM等非揮發性記憶體1004等。
此外，於該控制部1000，連結著：用以輸入特定指令 或資料等之鍵盤或含有各種開關等之輸入操作部1005、及用以顯示包括真空加熱冷卻裝置之輸入‧設定狀態等各種顯示的顯示部1006。此外，於控制部1000，藉由驅動電路1007、1008、1009、1010、1011、1012分別連結著鹵素燈2、上下驅動機構15、真空泵16、冷卻水導入用泵1013、基板搬運用閘閥14、以及真空密封用閘閥18。
依據來自CPU 1001之指示，鹵素燈2進行放射光之放射，此外，上下驅動機構15使升降銷13上下移動。泵1013係連結於冷卻水導入口12a，依據來自CPU 1001之指示，將冷卻水導入冷卻水導入口12a。此外，依據來自CPU 1001之指示，驅動真空密封用閘閥18及真空泵16，進行真空腔室1之排氣。此外，依據來自CPU 1001之指示，以可將基板5搬入真空腔室1內之方式，控制基板搬運用閘閥14之開關。
其次，參照圖式，針對本實施形態之動作進行說明。
第2圖係連結著本實施形態之真空加熱冷卻裝置之濺鍍裝置的腔室構成。第2圖所示之濺鍍裝置，係可以全程真空來形成至少含有磁化固定層、隧道障壁層或非磁性傳導層、及磁化自由層之3層構造之磁性電阻元件、及半導體元件的製造裝置。
第2圖所示之濺鍍裝置，係具備有2個真空搬運機構(自動機)21之真空搬運腔室22。於該真空搬運腔室22，分別藉由閘閥連結著配載有複數濺鍍陰極23之3個濺鍍成膜腔室24、25、26、基板表面清潔用蝕刻腔室27、用以將基 板於大氣~真空間搬進搬出之負載鎖定室28、以及第1圖所說明之本實施形態之真空加熱冷卻裝置29。所以，各腔室間之基板移動可以在保持真空下進行。此外，於濺鍍成膜腔室24~26，分別配設著基板架30a~30c。亦可於上述真空搬運腔室22配設氧化處理腔室。
本實施形態時，於濺鍍成膜腔室24安裝著Ta、Ru、IrMn、CoFe、CoFeB標靶，於濺鍍成膜腔室25至少安裝著MgO標靶，於濺鍍成膜腔室26至少安裝著CoFeB及Ta標靶。利用真空搬運機構21，從負載鎖定室28將Si基板導入真空中，首先，於蝕刻腔室27除去附著於Si基板上之雜質。其後，以真空搬運機構21將Si基板搬運至濺鍍成膜腔室24，於濺鍍成膜腔室24在Si基板上進行Ta(5nm)/Ru(2nm)IrMn(5nm)/CoFe(2.5nm)/Ru(0.85nm)/CoFeB(3nm)之層積體的成膜。其次，利用真空搬運機構21將Si基板從濺鍍成膜腔室24搬運至濺鍍成膜腔室25，於濺鍍成膜腔室25在上述層積體上進行約1nm之MgO膜的成膜，而成為Si基板/Ta(5nm)/Ru(2nm)/IrMn(5nm)/CoFe(2.5nm)/Ru(0.85nm)/CoFeB(3nm)/MgO(1nm)之構造。其後，利用真空搬運機構21將Si基板從濺鍍成膜腔室25搬運至真空加熱冷卻裝置29，於真空加熱冷卻裝置29搬運被搬運過來之Si基板(基板5)並進行加熱冷卻處理。最後，利用真空搬運機構21將Si基板從真空加熱冷卻裝置29搬運至濺鍍成膜腔室26，於濺鍍成膜腔室26對形成於被搬運過來之Si基板之層積體上，實施CoFeB(3nm)/Ta(5nm)之層積，而完成隧道磁性電阻元 件。
其次，針對第1圖所示之本實施形態之真空加熱冷卻裝置29內的處理內容進行詳細說明。
接收到加熱冷卻處理之指示時，控制部1000執行開啟基板搬運用閘閥14的控制。此時，於濺鍍成膜腔室25被成膜至MgO膜之基板(Si基板)5，利用真空搬運腔室22之基板搬運機構21，被搬運至於真空加熱冷卻裝置29內之搬運位置P2待機之升降銷13上。其後，在控制部1000之控制下，關閉閘閥14，升降銷13上昇。此時，控制部1000控制上下驅動機構15，使升降銷13上昇，而使被保持於升降銷13之基板5位於加熱位置P3。此時，應以鹵素燈2與基板5間之距離為100mm以下來設定加熱位置P3。該狀態下，依據來自控制部1000之指示，開啟鹵素燈2之電力，從大氣側通過石英窗3對基板5照射加熱光。基板5之溫度達到期望溫度時，控制部1000以降低對鹵素燈2投入之電力而以使基板溫度維持一定值之方式來進行控制。如上所示，進行基板之加熱處理。
此外，本實施形態時，於加熱處理結束前之特定時序，開始基板支撐台9之冷卻動作。該冷卻動作時，控制部1000執行驅動泵1013之控制。藉由該控制，來自泵1013之冷卻水被導入冷卻水導入口12a，並藉由冷卻水路12從冷卻水排出口12b被排出。此時，藉由通過冷卻水路12之冷卻水來對基板支撐台9進行冷卻。
經過期望之時間後，控制部1000執行對鹵素燈2停止供應電力之控制。其次，控制部1000控制上下驅動機構15，使支撐著經過加熱處理之基板5的升降銷13下降，而使該基板5位於冷卻位置P1。亦即，將基板5載置於經過冷卻水進行冷卻之基板支撐台9上(冷卻位置P1)來進行基板5之冷卻。基板5之溫度被冷卻至室溫程度後，控制部1000控制上下驅動機構15，使升降銷13上昇至搬運位置P2，開啟閘閥14，利用基板搬運機構21搬出升降銷13上之基板5。
如上所示，控制部1000於加熱處理時，以使基板5位於加熱位置P3之方式來控制升降銷13之驅動，並使基板5停止於加熱位置P3來進行加熱處理。其次，控制都1000可以於該加熱處理中或從加熱處理前之階段開始執行使冷卻水流過冷卻水路12之控制。所以，上述加熱處理結束時，基板支撐台9可以處於充份經過冷卻之狀態。其次，控制部1000於冷卻處理時，以使基板5位於冷卻位置P1之方式來控制升降銷13之驅動，並使基板5停止於冷卻位置P1來進行冷卻處理。
如以上所示，本實施形態時，係使真空腔室1及該真空腔室1內之基板支撐台9隨時處於冷卻狀態，而以加熱光只針對基板5進行加熱，故可以在維持高真空之狀態下對基板進行急速加熱及冷卻。
亦即，本實施形態，於進行基板5加熱時，並非對基板支撐台9本身進行加熱之構成，而係使基板5保持於與具有冷卻機能之基板支撐台9有一段距離之加熱位置P3來進行加熱，故可以在與基板支撐台9之熱容量沒有關係之情形下，進行基板5加熱。所以，可以縮短基板加熱所需要的時間，而可對基板進行急速加熱。亦即，於真空腔室1外部配設放射加熱光之鹵素燈2，利用來自該鹵素燈2之加熱光對基板進行加熱，如專利文獻16、17所示，無需對加熱機構所含有之基板支撐體本身或加熱板本身進行加熱來進行基板之加熱。所以，於同一腔室內配設加熱機構及冷卻機構之形態時，因為本實施形態並非對特定構件進行加熱再將該構件之熱傳導至基板來進行基板加熱之構成，故可縮短加熱所需要的時間，進而縮小殘留氣體指標之積PT當中的時間要素“T”。
此外，專利文獻16之其他例時，如上面所述，係使基板與基板支撐體分離，對該基板與基板支撐體間之分離區域導入經過加熱之乾性氣體，利用該乾性氣體之熱來進行基板加熱。依據該構成，因為不是對基板支撐體進行加熱之構成，故可節省用以對該基板支撐體本身進行加熱之時間，而可縮小上述積PT之時間要素“T”。
然而，該構成時，必須供應用以對基板進行加熱之乾性氣體，壓力會隨著該被供應之乾性氣體份而增加。所以，例如，即使可以減少上述積PT當中之時間要素“T”，然而，壓力要素“P”會增加，因而無法順利縮小上述積PT。所以，即使為了縮小上述積PT而降低腔室內之壓力，壓力也會隨著以加熱為目的而供應之氣體份而增加，故難以在維持高真空度下進行加熱處理。
相對於此，本實施形態時，係在利用加熱光進行基板加熱之思維下，於真空腔室1之大氣側(外側)配設鹵素燈2，使鹵素燈2所照射之加熱光藉由石英窗3入射至真空腔室1內，並使入射之加熱光照射於加熱對象之基板。亦即，本實施形態時，因為係利用紅外線之加熱光來進行基板加熱，故可以在沒有經過加熱之乾性氣體所導致之壓力增加的要素下進行基板加熱。所以，可以在上述積PT之壓力要素“P”不會增加之情形下進行基板加熱。所以，只要使真空腔室1內之壓力下降，即可利用上述壓力要素“P”下降而在高真空度下執行加熱處理。
此外，因為於同一真空腔室1內之不同位置配設有加熱位置P3及冷卻位置P1，可以於加熱位置P3執行加熱處理時、或從該加熱處理前之階段進行基板支撐台9之冷卻。所以，結束基板之加熱處理而進入基板之冷卻處理階段時，可充份冷卻基板支撐台9，故將基板5載置或接近配置於該基板支撐台9時(亦即，將基板配置於冷卻位置P1時)，基板支撐台9之冷卻作用可立即及於基板5。所以，可以實現急速冷卻。
此外，本實施形態時，係利用升降銷13支撐基板5，而使其於加熱位置P3及冷卻位置P1間進行移動。所以，因為係以點而非以面來支撐基板5，加熱處理時，可以降低支撐基板5之構件(升降銷13)之熱容量的影響。所以，加熱處理後之冷卻處理時，因為升降銷13與基板5之接觸區域較少，故升降銷13之熱容量的影響較小。所以，可以 縮短基板5之溫度降低時間，而實現急速冷卻。此外，加熱處理時，亦因為可降低升降銷13之熱容量對基板5之加熱的影響，而實現急速加熱。
如上所示，本實施形態時，於真空腔室1內分別配設冷卻位置P1及加熱位置P3，此外，使加熱光入射至基板來進行基板之加熱處理。所以，同一腔室內時，可以在維持高真空度之狀態下，同時且獨立地進行以基板之加熱處理為目的之準備及以基板之冷卻處理為目的之準備。所以，可以有效地降低上述積PT之壓力要素“P”及時間要素“T”雙方。
第11圖係上述隧道磁性電阻元件之成膜時，係於形成MgO膜後不進行加熱而實施以後之層的成膜時、及於MgO之成膜後進行加熱且於同一腔室內進行冷卻並實施以後之層的成膜時(本實施形態)、以及於MgO之成膜後進行加熱但不進行冷卻並實施以後之層的成膜時之MR-RA曲線圖。
將隧道磁性電阻元件當做磁頭之感測器使用時，應於較低之RA區域得到較高之MR比。如第11圖所示，於形成MgO膜後不進行加熱時，MR比於RA為6~7Ωμm2 附近會急速降低。相對於此，如第11圖所示，於MgO成膜後進行加熱時，隨著RA下降，MR比呈現劣化的現象並未改變，然而，相對於MgO成膜後不進行加熱時，MR比之降低率較緩和而持續維持於較高之MR比。此外，加熱後不進行冷卻時，MR比從2Ωμm2 附近開始急速降低，然而，藉由加熱後進行冷卻，可以抑制MR比之降低率。
如上所示，依據本實施形態，製造隧道磁性電阻元件之MgO膜時，於加熱位置P1以加熱光對已經成膜之MgO膜進行加熱，更於同一腔室內之不同於加熱位置P3之其他位置的冷卻位置P1進行冷卻，可以縮小積PT，且可以得到以更低之RA實現更高之MR比的特別效果。
如上述所示，本實施形態時，基板之加熱處理及基板之冷卻處理可以在同一真空腔室內執行，且可以縮短加熱處理所花費之時間及冷卻處理所花費之時間雙方。所以，可以降低用以表示真空度之壓力P及曝露時間T雙方，而可減少入射至基板之膜表面的殘留氣體。
(第2實施形態)
第1實施形態時，因為加熱溫度較高或基板5種類之不同，將基板5載置於經過冷卻之基板支撐台9上時，熱衝撃可能導致基板發生龜裂。為了防止此種基板龜裂，本實施形態時，於第1實施形態之加熱結束後使升降銷13下降時，不立即將基板5載置於基板支撐台9，而使其暫時停止於基板支撐台9上方之特定位置。此種特定位置，應為基板支撐台9上方之20mm以內。或者，非加熱時，亦可以使基板5暫時停止於鹵素燈2與基板5間之距離為100mm以上之位置。
藉由如上所示，可以迴避龜裂同時進行基板之冷卻。亦即，本實施形態時，係等基板5之溫度成為載置於經過冷卻之基板支撐台9上也不會發生龜裂之溫度，再使升降銷13下降至冷卻位置並將基板5載置於基板支撐台9上，故可迴避基板5之龜裂且可使基板溫度儘快地冷卻至室溫附近。
(第3實施形態)
第1及第2實施形態時，將基板5載置於經過冷卻之基板支撐台9上後，為了進一步縮短基板溫度到達室溫之時間，採用於基板支撐台9配設被稱為靜電卡夾之靜電吸附機構、及對基板支撐台9表面供應冷卻氣體之至少一方係有效果的。
第4圖係於本實施形態之第1圖所示之真空加熱冷卻裝置的基板支撐台配設靜電卡夾機能之形態的說明圖。
第4圖中，基板支撐台41係於第1圖所示之基板支撐台9具有靜電卡夾機能者。具體而言，由介電質所構成之基板支撐台41，接觸或內設用以導入電氣(電力)之配線(未圖示)，該配線則電性連結於外部電源。該外部電源，係依據來自控制部1000之指示而對上述配線施加電壓之構成。所以，依據來自控制部1000之靜電吸附指示而對上述配線施加電壓，利用該電壓所產生之靜電使基板支撐台41吸附基板。
此外，於基板支撐台41之接觸基板5背面之面(基板5被載置之面)，形成溝槽42，於該溝槽42，連結著用以從大氣側導入及排出冷卻氣體之至少1對氣體導入配管43。於該氣體導入配管43，連結著用以對氣體導入配管43進行冷卻之氣體的導入及排出為目的之氣體導入機構(未圖示)，該氣體導入機構，係依據來自控制部1000之指示，執行對氣體導入配管43之冷卻氣體導入。
本實施形態之第1及第2實施形態時，加熱處理結束後，使升降銷13下降而將基板5載置於基板支撐台41上後，控制部1000控制上述外部電源，開啟基板支撐台41之靜電卡夾機構(配線)的電力，以靜電力使基板5密貼於經過冷卻之基板支撐台41。此外，控制部1000控制氣體導入機構，將做為冷卻氣體之Ar氣體導入形成於基板支撐台41之冷卻氣體導入用溝槽42，Ar氣體直接接觸基板5背面，故可大幅改善降低至室溫為止的冷卻時間。
第5圖係只將被加熱至550℃之直徑300mm之Si晶圓(基板5)載置於經過冷卻之基板支撐台41上時(只利用冷卻水路12進行冷卻)、及將基板5載置於經過冷卻之基板支撐台41上後進行靜電卡夾並使Ar氣體流過基板5背面時之降溫曲線的比較圖。
第5圖中，虛線係只是將上述基板5載置於基板支撐台41時之降溫曲線。實線當中之符號51區域係將基板5載置於基板支撐台41並執行靜電卡夾及Ar氣體導入雙方時，未執行靜電卡夾及Ar氣體導入之時間帶的降溫曲線。此外，實線當中之符號52區域係執行上述靜電卡夾及Ar氣體導入雙方時，靜電卡夾為ON之時間帶的降溫曲線。此外，實線當中之符號53區域係執行上述靜電卡夾及Ar氣體導入雙方時，靜電卡夾為ON且導入Ar氣體之時間帶的降溫曲線。
第5圖中，時間t1時，冷卻速度因為執行靜電卡夾而增加，此外，時間t2時，冷卻速度因為將冷卻氣體之Ar氣體導入基板5背面而增加。結果，發現開始冷卻經過2分鐘後，基板溫度到達40℃以下之室溫水準。
(第4實施形態)
本實施形態時，如第6圖所示，於以冷卻基板支撐台41為目的之水冷套10外側，配置著做為磁場施加機構使用之磁鐵61。此外，為了防止加熱光直射入射磁鐵61而導致溫度上昇，以圍繞磁鐵61之方式配設著反射器62。此時，為了防止反射器62之溫度上昇，反射器62本身亦應為內設著冷卻水配管63之水冷套構造，而為使冷媒接觸反射器62之構造。
本實施形態時，環狀配置著分成複數區塊(磁鐵元件71)之永久磁鐵，係採用磁鐵61做為各磁鐵元件71之方向(磁化方向72)如第7圖所示配置之所謂halbach型磁電路。依據該構造，可以於基板5之冷卻中對基板面施加平行且於基板面內為一致平行之磁場(磁力線73)。不將基板5載置於經過冷卻之基板支撐台41上，而使其停止於基板支撐台41之例如上方20mm之範圍內位置，將鹵素燈2之供電設定成高於加熱位置P3之供電，所以，可以施加磁場同時維持高溫。
藉由於冷卻中及加熱中對基板施加平行之磁場，如第8A、8B圖所示，可以使磁性膜之磁化方向一致於一方向。此外，第8A、8B圖時，符號81係堆積著磁性膜之基板，符號82係磁化。
傳統上，係以濺鍍裝置實施磁性電阻元件之成膜後，以次步驟之可施加磁場熱處理裝置(上述濺鍍裝置以外之其他裝置)，利用磁場中之退火來使磁化方向一致於一方向。相對於此，本實施形態時，於磁性電阻元件之成膜製程中，係於磁場中進行加熱及冷卻。所以，可以省略上述傳統之次步驟之磁場中熱處理步驟。
(第5實施形態)
第4實施形態時，即使磁場施加機構將永久磁鐵置換成電磁鐵，亦可期待相同的效果。此時，電磁鐵應為可對基板5施加至少25高斯以上磁場之構成。
(第6實施形態)
為了施加更強力之磁場，本實施形態時，如第9圖所示，於真空腔室1之外，配置著具有磁軛92及電磁鐵用線圈93之電磁鐵91。
電磁鐵91之一構成例，電磁鐵91亦可以為如下所示之構成，亦即，基板5靜止於比冷卻位置P1更上方之特定位置時，發生大致與該基板5之處理面平行且於處理面內為一致平行之磁力線。此時，基板5位於加熱位置P3時，電磁鐵用線圈93沒有電流流過。亦即，在未施加磁場之狀態進行基板5之加熱，基板溫度到達期望溫度後，使升降銷13下降而將基板位置移動至基板支撐台43上方20mm以內之位置(上述特定位置)。此時，對鹵素燈2之供電調整成可使基板溫度維持於期望溫度。同時，使直流電流流過電磁鐵用線圈93而發生磁場。於該狀態下，進行期望時間之基板5加熱後，停止對鹵素燈2之供電，開始基板5之冷卻。為了有效地進行基板5之冷卻，如第3實施形態所示，進行靜電卡夾同時導入冷卻氣體。基板溫度到達室溫附近時，停止對電磁鐵用線圈93之供電而使磁場消失。
此外，電磁鐵91之其他構成例，電磁鐵91亦可以為如下所示之構成，亦即，基板5靜止於冷卻位置P1時(如第9圖所示，基板5被載置於基板支撐台41上時)，發生大致與該基板5之處理面平行且於處理面內為一致平行之磁力線。
此外，磁場施加機構並未限定為電磁鐵，亦可以使用永久磁鐵。此外，應以可對基板施加至少25高斯以上磁場之方式，來構成如電磁鐵或永久磁鐵之磁場施加機構。
本製程應用於磁性膜之成膜後係有效果的，第1實施形態所示之膜構成時，應用於IrMn上之CoFe膜、Ru上之CoFeB膜、及MgO上之CoFeB膜，可對該等磁性膜賦予高磁力異向性。
(第7實施形態)
本實施形態之上述各實施形態時，可以藉由於基板5加熱中從氣體導入口19導入氧氣體，來補足從基板5最表面之MgO膜的氧脫離，故可期待其形成高品質之MgO膜。如上所示，本實施形態時，在實施加熱處理及冷卻處理之至少一方的期間，藉由對應位於已經成膜於基板5之膜之最表面的膜來導入氣體，可以使處理後之膜具有更高之品質。
(第8實施形態)
第1～第7實施形態，於加熱處理、冷卻處理之熱處理時，使基板移動並停止於特定位置(冷卻位置P1、搬運位置P2、加熱位置P3等)之基板移動機構，係針對升降銷進行說明。然而，本發明時，上述基板移動機構並未限制為升降銷，只要為冷卻處理時可使基板保持於冷卻位置P1，加熱處理時，可保持於加熱位置P3，且可於冷卻位置P1與加熱位置P3間移動基板者，可以使用任何手段。
上述基板移動機構之其他例如第10A～C圖所示。
第10A圖係本實施形態之以使基板於加熱位置及冷卻位置間移動為目的之基板移動機構的概略正面圖，第10B圖係該機構之上面圖，第10C圖係使用該機構時之基板支撐台的上面圖。此外，第10A圖中，為了簡化圖面，只記載著與基板移動機構相關之構成、以及鹵素燈2及石英窗3。
第10A圖中，符號101係具有與基板支撐台9相同之冷卻機能的基板支撐台。以夾著基板支撐台101之方式配設著昇降機構102a及102b。該昇降機構102a及102b，係分別沿著長度方向形成有2支導引軌。昇降機構102a之導引軌，分別裝設著可沿著導引軌移動之移動部103a及103b。此外，昇降機構102b之導引軌，分別裝設著可沿著導引軌移動之移動部104a及104b。昇降機構102a(102b)，係依據來自控制部1000之指示，使移動部103a、103b(移動部104a、104b)沿著導引軌移動。
符號105a及105b，係分別為以保持基板5為目的之支撐棒，如第10B圖所示，支撐棒105a之一端保持於移動部103a，另一端則保持於移動部104a。此外，支撐棒105b之一端保持於移動部103b，另一端則保持於移動部104b。此時，以支撐棒105a及105b分別與基板支撐台101之基板載置面大致平行之方式，來控制移動部103a、103b、104a、104b之位置及移動。所以，基板5停止於冷卻位置P1或加熱位置P3時、或於冷卻位置P1與加熱位置P3間移動時，可使基板5隨時維持平行於基板支撐台101之基板載置面。
此種構成時，控制部1000，加熱處理時以使基板5位於加熱位置P3之方式來控制昇降機構102a及102b，冷卻處理時以使基板5位於冷卻位置P1之方式來控制昇降機構102a及102b。
此外，基板5被載置於基板支撐台101之位置被設定成冷卻位置P1時，如第10C圖所示，只要於基板支撐台101形成支撐棒105a、105b可嵌合之溝槽106a及106b即可。如上所示，支撐棒105a及105b分別嵌合於溝槽106a及106b時，基板5可被載置於基板支撐台101。
本實施形態時，可以不以面而以線來支撐基板5，故可縮小接觸基板5之面積，加熱處理時，可以減少支撐基板5之構件(支撐棒105a、105b)之熱容量的影響。所以，可以縮小支撐棒105a、105b之熱容量的影響，而實現急速加熱及急速冷卻。
如上所示，本發明之一實施形態時，基板移動機構具有以保持基板為目的之基板保持部(例如，第1圖之構成時，係升降銷13之前端13a，第10A～C圖之構成時，係支撐棒105a、105b)。該基板支撐部係以點或線來支撐基板之以接觸基板一部分來支撐基板之構成為佳。如上所示，熱處理時，可以減少基板支撐部之熱容量對基板的影響。此外，基板移動機構具有使支撐於基板支撐部之基板靜止於冷卻位置及加熱位置且使其於冷卻位置及加熱位置間移動的機能。所以，可以在同一真空腔室內之不同位置對基板進行加熱處理及冷卻處理。
1．．．真空腔室
2．．．鹵素燈
3．．．石英窗
4．．．石英窗裝卸用環
5．．．基板
6．．．O形環
7．．．遮蔽板
8．．．冷卻水路
9．．．基板支撐台
10．．．水冷套
11．．．伸縮管
12．．．冷卻水路
12a．．．冷卻水導入口
12b．．．冷卻水排出口
13．．．升降銷
13a．．．前端
14．．．閘閥
15．．．上下驅動機構
16．．．真空泵
17．．．真空計
18．．．閘閥
19．．．氣體導入口
21．．．真空搬運機構
22．．．真空搬運腔室
23．．．濺鍍陰極
24．．．濺鍍成膜腔室
25．．．濺鍍成膜腔室
26．．．濺鍍成膜腔室
27．．．蝕刻腔室
28．．．負載鎖定室
29．．．真空加熱冷卻裝置
30a．．．基板架
30b．．．基板架
30c．．．基板架
41．．．基板支撐台
42．．．溝槽
43．．．氣體導入配管
61．．．磁鐵
62．．．反射器
63．．．冷卻水配管
71．．．磁鐵元件
72．．．磁化方向
73．．．磁力線
81．．．堆積著磁性膜之基板
82．．．磁化
91．．．電磁鐵
92．．．磁軛
93．．．電磁鐵用線圈
101．．．具有冷卻機能的基板支撐台
102a．．．昇降機構
102b．．．昇降機構
103a．．．移動部
103b．．．移動部
104a．．．移動部
104b．．．移動部
105a．．．支撐棒
105b．．．支撐棒
1000．．．控制部
1001．．．CPU
1002．．．ROM
1003．．．RAM
1004．．．非揮發性記憶體
1005．．．輸入操作部
1006．．．顯示部
1007．．．驅動電路
1008．．．驅動電路
1009．．．驅動電路
1010．．．驅動電路
1011．．．驅動電路
1012．．．驅動電路
1013．．．泵
P1．．．冷卻位置
P2．．．搬運位置
P3．．．加熱位置
第1圖係本發明之一實施形態之真空加熱冷卻裝置的構成圖。
第2圖係連結著本發明之一實施形態之真空加熱冷卻裝置之濺鍍裝置的構成圖。
第3圖係本發明之真空加熱冷卻裝置之控制系的概略構成方塊圖。
第4圖係本發明之一實施形態之真空加熱冷卻裝置的構成圖。
第5圖係本發明之一實施形態之對加熱處理後之基板進行冷卻時之時間與基板溫度之關係的降溫曲線圖。
第6圖係本發明之一實施形態之真空加熱冷卻裝置的構成圖。
第7圖係以說明第6圖所示之磁場施加機構之配置(磁電路)為目的之上面圖。
第8A圖係本發明之一實施形態之形成於經過熱處理之基板上之磁性膜磁化方向的比較圖，係熱處理中未施加磁場時之磁化方向圖。
第8B圖係本發明之一實施形態之形成於經過熱處理之基板上之磁性膜磁化方向的比較圖，係熱處理中施加磁場時之磁化方向圖。
第9圖係本發明之一實施形態之真空加熱冷卻裝置的構成圖。
第10A圖係本發明之一實施形態之以使基板於加熱位置與冷卻位置間移動為目的之機構的說明圖，係該機構之概略正面圖。
第10B圖係本發明之一實施形態之以使基板於加熱位置與冷卻位置間移動為目的之機構的說明圖，係該機構之上面圖。
第10C圖係本發明之一實施形態之以使基板於加熱位置與冷卻位置間移動為目的之機構的說明圖，係使用該機構時之基板支撐台的上面圖。
第11圖係本發明之一實施形態之隧道磁性電阻元件之MR-RA曲線圖。
1．．．真空腔室
2．．．鹵素燈
3．．．石英窗
4．．．石英窗裝卸用環
5．．．基板
6．．．O形環
7．．．遮蔽板
8．．．冷卻水路
9．．．基板支撐台
10．．．水冷套
11．．．伸縮管
12．．．冷卻水路
12a．．．冷卻水導入口
12b．．．冷卻水排出口
13．．．升降銷
13a．．．前端
14．．．閘閥
15．．．上下驅動機構
16．．．真空泵
17．．．真空計
18．．．閘閥
19．．．氣體導入口
P1．．．冷卻位置
P2．．．搬運位置
P3．．．加熱位置

Claims (6)

  1. 一種真空加熱冷卻裝置，其加熱冷卻真空中的基板，該裝置包含：真空腔室；輻射能源，配置於該真空腔室之大氣側上且放射加熱光；入射部，用於使來自該輻射能源之加熱光進入該真空腔室；構件，配置於該真空腔室內側，且具有用於將該基板放置在其上的基板支撐台和被配置成接觸該基板支撐台的冷卻機構，該構件可被該冷卻機構冷卻；以及基板運動機構，具有基板保持部用於保持該基板，使該基板保持部靜止於加熱位置及不同於該加熱位置的冷卻位置，且也使該基板保持部於該加熱位置與該冷卻位置之間運動；其中該加熱位置係該基板被加熱時該基板應該存在之位置，而該冷卻位置係該基板被冷卻時該基板應該存在之位置，且係該基板被放置於該構件上之位置，該基板支撐台由介電體所製成，且該基板支撐台被建構用於藉由靜電來吸附該基板，該基板支撐台具有刻在和該基板之背面接觸的面之槽，且該槽被連接至氣體引入機構，用於從大氣側引入或排出冷卻氣體，和該真空加熱冷卻裝置另外包括控制手段用於控制該幅 射能源、該冷卻機構、和該氣體引入機構，以致在完成熱處理之前的一預定時間，開始該冷卻機構的冷卻作業，然後完成該熱處理，且當該基板支撐台被該冷卻機構冷卻時，在藉由該靜電而使該基板接觸於該基板支撐台之後，該冷卻氣體才被引入該槽。
  2. 如申請專利範圍第1項之真空加熱冷卻裝置，其中基板運動機構是升降銷，其以至少三點支撐該基板。
  3. 如申請專利範圍第1項之真空加熱冷卻裝置，另外包含磁鐵，配置在該冷卻機構之側壁的外側，其中該磁鐵產生大致平行於該基板位於該冷卻位置時之基板面的磁力線，其中該等磁力線的方向恆常在位於該冷卻位置之基板的表面上之預定方向中。
  4. 如申請專利範圍第1項之真空加熱冷卻裝置，其中該基板支撐台具有接觸用於引入電氣之配線的構造，且該基板支撐台被建構用於藉由靜電吸附該基板，該配線電性地連接至外部電源。
  5. 如申請專利範圍第3項之真空加熱冷卻裝置，其中該磁鐵被反射該加熱光的反射器所圍繞，以致該加熱光不是直接輻射該磁鐵。
  6. 如申請專利範圍第5項之真空加熱冷卻裝置，其中該反射器藉由接觸冷卻劑而被冷卻。
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