JPH01169293A - 板状体を媒介とする熱エネルギ伝達方法及び装置 - Google Patents
板状体を媒介とする熱エネルギ伝達方法及び装置Info
- Publication number
- JPH01169293A JPH01169293A JP63289016A JP28901688A JPH01169293A JP H01169293 A JPH01169293 A JP H01169293A JP 63289016 A JP63289016 A JP 63289016A JP 28901688 A JP28901688 A JP 28901688A JP H01169293 A JPH01169293 A JP H01169293A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
- H10P72/0434—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は板状体と支持装置との間で熱を伝達づ−るだめ
の装置に関する。
の装置に関する。
特に支持体と板状体との間で熱伝達を行う装置に関し、
当該装置では熱伝達性を改善づるために板状体と支持装
置との間に導入彩るガスが、同時に板状体を支持装置に
押しつりるのにも役立つ。
当該装置では熱伝達性を改善づるために板状体と支持装
置との間に導入彩るガスが、同時に板状体を支持装置に
押しつりるのにも役立つ。
例えば真空技術において、板状体特に半導体板状体を処
理する場合には、板状体をしばしば高温に加熱する。そ
の際熱エネルギを、均一な制御した形で与えることが望
ましい。さもなければ板状体を制御した方法で均等に冷
ｒＪ］する必要がある。
理する場合には、板状体をしばしば高温に加熱する。そ
の際熱エネルギを、均一な制御した形で与えることが望
ましい。さもなければ板状体を制御した方法で均等に冷
ｒＪ］する必要がある。
従来の技術
技術的現況としては、輻射、対流及び伝導による方法で
熱伝達性を改善する試みがなされている。
熱伝達性を改善する試みがなされている。
米国特許第４２８２９２４ｇは、凸面上に曲げた固定板
上に半導体板状体を保持するものを示している。
上に半導体板状体を保持するものを示している。
当該装置の冷ｕ１及び加熱能率は、実際に熱伝導面に接
触している板状体の裏面の範囲により制限ざれる。これ
は顕微鏡的なレベルでは関与する表面の｛φかな領域の
み（典型的には５％未ｉｉＷ）が実際に相互接触してい
るに過ぎないからである。
触している板状体の裏面の範囲により制限ざれる。これ
は顕微鏡的なレベルでは関与する表面の｛φかな領域の
み（典型的には５％未ｉｉＷ）が実際に相互接触してい
るに過ぎないからである。
ガス送管技術により、互いに近接した表面間ではいわゆ
る熱結合が可能であることが分っている。
る熱結合が可能であることが分っている。
米国特許第４４５７３５９号（西独特許第３３１７９６
７号）では、このガス送管による熱伝達の長所と固体接
触による熱伝達の長所とを組合せている。この目的を達
成するために、半導体板状体を湾曲させることなく高ガ
ス圧力を使えるように、凸面の後板を用いると共に後板
の縁に設けた締付は装置により半導体板状体に圧縮応力
を与えている。
７号）では、このガス送管による熱伝達の長所と固体接
触による熱伝達の長所とを組合せている。この目的を達
成するために、半導体板状体を湾曲させることなく高ガ
ス圧力を使えるように、凸面の後板を用いると共に後板
の縁に設けた締付は装置により半導体板状体に圧縮応力
を与えている。
これにより適当なガス圧の設定にかかわりなく、この湾
曲により板状体と後板との間隙を最小に保つ。この発明
の欠点は、湾曲によって破ｎの危険、層の応力状態及び
既製品の微細構造上の公差問題などを生じるので、例え
ば直径１０ｃｍ（／１インチ）を越える珪素ウエーファ
に対してこの種の湾曲が受は入れられないことである。
曲により板状体と後板との間隙を最小に保つ。この発明
の欠点は、湾曲によって破ｎの危険、層の応力状態及び
既製品の微細構造上の公差問題などを生じるので、例え
ば直径１０ｃｍ（／１インチ）を越える珪素ウエーファ
に対してこの種の湾曲が受は入れられないことである。
発明が解決しようと１−る問題点
それ故、本発明の課題は後板、板状体間の熱伝達に対し
ガス送管による熱伝達の利点を十分に利用し、更に予め
板状体に与える湾曲及び圧縮応力に起因寸る機械的負荷
の欠点を緩和づることである。
ガス送管による熱伝達の利点を十分に利用し、更に予め
板状体に与える湾曲及び圧縮応力に起因寸る機械的負荷
の欠点を緩和づることである。
問題点を解決サるための手段
前記課題は特許請求の範囲に記載した特徴を｛（ａえた
装置により解決できる。
装置により解決できる。
従って本発明では、板状体、後板間の熱伝達性を改善す
るためにいわゆるガスクツションとして導入したガスが
、板状体自体の負荷を低下さける一方、これを後板に押
しつける役割も果たしている。その際板状体と後板との
間隙を小さく保っているので、熱抵抗が下り、熱伝達性
は向上する。
るためにいわゆるガスクツションとして導入したガスが
、板状体自体の負荷を低下さける一方、これを後板に押
しつける役割も果たしている。その際板状体と後板との
間隙を小さく保っているので、熱抵抗が下り、熱伝達性
は向上する。
本発明の更に有利な細目につき図示した実施例に基づき
以下に詳述づる。しかしながら本発明をこの特別な実施
例に限定するものではない。
以下に詳述づる。しかしながら本発明をこの特別な実施
例に限定するものではない。
実施例
第１図の実施例では、後板（１）を基礎板（２）上に固
定する。この後板は例えばシリコンウエーファの板状体
（５）とは異なる温度を有し、言い換えれば与えられた
仕事に応じて加熱板又は冷却板として構成できる。この
後板（１）上に板状体（５）を配置する。その際シリコ
ンウエーファにおいては、両Ｕ Ｉｔの粒度に基づいて
、実際両表面のごく僅かな範囲（典型的には５％未満）
で互いに接触するに過ぎず、両者間には間隙が生ずる。
定する。この後板は例えばシリコンウエーファの板状体
（５）とは異なる温度を有し、言い換えれば与えられた
仕事に応じて加熱板又は冷却板として構成できる。この
後板（１）上に板状体（５）を配置する。その際シリコ
ンウエーファにおいては、両Ｕ Ｉｔの粒度に基づいて
、実際両表面のごく僅かな範囲（典型的には５％未満）
で互いに接触するに過ぎず、両者間には間隙が生ずる。
この間隙には穴（３）を通してガスを導入することがで
きる。その場合、この間隙には、少なくとも部分的に相
応するガス圧力にＪ３いてガスの分子流が生ずる。即ち
、ガス粒子の自由な飛程は幾何学的環境と比べて大きく
、従って優先的に板状体（５）と後板（１）の表面に衝
突づるが、他のガス粒子には衝突しない。好ましくは板
状体（５）をセンターボルト（４）により予め定めた位
置に設ける。
きる。その場合、この間隙には、少なくとも部分的に相
応するガス圧力にＪ３いてガスの分子流が生ずる。即ち
、ガス粒子の自由な飛程は幾何学的環境と比べて大きく
、従って優先的に板状体（５）と後板（１）の表面に衝
突づるが、他のガス粒子には衝突しない。好ましくは板
状体（５）をセンターボルト（４）により予め定めた位
置に設ける。
カバー（６）を基礎板上に機械的に押しつけ、周辺領域
に対し板状体（５）及び後板（１）を密閉する。
に対し板状体（５）及び後板（１）を密閉する。
その際典型的なガス圧力は１０’−１０−４ミリバール
になる。多くの場合、カバー（６）と基礎板（２）との
間にいわゆる拡散スリットを形成づ−るにはこの圧力で
十分である。このカバー（６）は回転アーム（７）によ
り垂直、水平方向に移動することができる。この回転ア
ーム（７）自体を管路（１０）により第２の１３１（９
）に固定し、且つ一体化した回転巻上げ体（１１，１２
）に連結する。巻上げ部（１１）を操作することにより
カバーを垂直方向に移動できる。即ら、基礎板（２）か
ら取り外すことができる。回転部（１２）により長袖の
回りに回転させることによって、カバーを水平方向即ち
、当該板状体（５）を越えて移動できる。
になる。多くの場合、カバー（６）と基礎板（２）との
間にいわゆる拡散スリットを形成づ−るにはこの圧力で
十分である。このカバー（６）は回転アーム（７）によ
り垂直、水平方向に移動することができる。この回転ア
ーム（７）自体を管路（１０）により第２の１３１（９
）に固定し、且つ一体化した回転巻上げ体（１１，１２
）に連結する。巻上げ部（１１）を操作することにより
カバーを垂直方向に移動できる。即ら、基礎板（２）か
ら取り外すことができる。回転部（１２）により長袖の
回りに回転させることによって、カバーを水平方向即ち
、当該板状体（５）を越えて移動できる。
回転アーム（７）とカバー（６）にはガスを導入するた
めに適切な穴を設ける。
めに適切な穴を設ける。
第２図に両者間で熱伝達が起こる板状体（５）および後
板（１）の周辺を詳示する。よく知られている方式の適
量吐出装置により、位置△、８においてガスを同時に導
入し、カバー（６）、板状体（５）間の圧力が後板（１
）、板状体間の圧力の数倍になるように、ガス圧力を調
整づる。そのためには板状体表面に好ましくは５０ミリ
バールの高圧力が、また「ガスクツション」の圧力とし
て好ましくは１５ミリバールの押圧力がｕトかるように
、板状体の表側及び板状体の裏側と後板との間の空間に
対するガス進管のコンダクタンスを設定しなければなら
ない。それによって、板状体（５）が最適状態で後板（
１）と接触し、板状体（５）に対する機械的負荷は生じ
ない。イの場合末（ｉｔ＋磨の標準シリコンウ工−ファ
の裏面には、直径約１０μｍ１深さ５μｍのクレータが
あり、大きな押圧力を掛けても後板と直接接触させるこ
とができないことを考慮すべきである。
板（１）の周辺を詳示する。よく知られている方式の適
量吐出装置により、位置△、８においてガスを同時に導
入し、カバー（６）、板状体（５）間の圧力が後板（１
）、板状体間の圧力の数倍になるように、ガス圧力を調
整づる。そのためには板状体表面に好ましくは５０ミリ
バールの高圧力が、また「ガスクツション」の圧力とし
て好ましくは１５ミリバールの押圧力がｕトかるように
、板状体の表側及び板状体の裏側と後板との間の空間に
対するガス進管のコンダクタンスを設定しなければなら
ない。それによって、板状体（５）が最適状態で後板（
１）と接触し、板状体（５）に対する機械的負荷は生じ
ない。イの場合末（ｉｔ＋磨の標準シリコンウ工−ファ
の裏面には、直径約１０μｍ１深さ５μｍのクレータが
あり、大きな押圧力を掛けても後板と直接接触させるこ
とができないことを考慮すべきである。
方法の一変形として、ガスを△のみから導入し、板状体
（５）の周辺を通って後板（１）との中間空隙に入れ、
Ｂから装置外に放出することによって、適合した圧力比
を達成することもできる１゜後板を加熱板として設りる
場合は、中央部の温鴎を周辺部より高く調整することに
よって、加熱板に温度勾配を与え得るという利点がある
。例えば加熱線を異なった密度に巻くか若しくは当該加
熱板に二つの独立した調節可能な加熱線系を設（プるこ
とによってこれを行うことができる。
（５）の周辺を通って後板（１）との中間空隙に入れ、
Ｂから装置外に放出することによって、適合した圧力比
を達成することもできる１゜後板を加熱板として設りる
場合は、中央部の温鴎を周辺部より高く調整することに
よって、加熱板に温度勾配を与え得るという利点がある
。例えば加熱線を異なった密度に巻くか若しくは当該加
熱板に二つの独立した調節可能な加熱線系を設（プるこ
とによってこれを行うことができる。
当該装置を設定する典型的な手順、方法は次の通りであ
る。板状体（５）をセンタボルト（４）−ｒ後板（１）
上に配置する。カバー（６）を基礎板（２）に対し眼械
的に押しつけ、１１す）本の圧力比率（θＹましくは３
対１から１０対１）になるように、穴（３，８）を介し
てガスを出し入れする。板状体（５）は予め定めた時間
、例えば数秒間、所望の温度になる迄後板（１）上に放
置する。その後再びカバーを取り外すことにより、周囲
との圧力調整を行う。典型的には１０’−４０−５ミリ
バールになる。最後に、既に所望の温度を示す板状体（
５）を次の加−Ｌに回す。
る。板状体（５）をセンタボルト（４）−ｒ後板（１）
上に配置する。カバー（６）を基礎板（２）に対し眼械
的に押しつけ、１１す）本の圧力比率（θＹましくは３
対１から１０対１）になるように、穴（３，８）を介し
てガスを出し入れする。板状体（５）は予め定めた時間
、例えば数秒間、所望の温度になる迄後板（１）上に放
置する。その後再びカバーを取り外すことにより、周囲
との圧力調整を行う。典型的には１０’−４０−５ミリ
バールになる。最後に、既に所望の温度を示す板状体（
５）を次の加−Ｌに回す。
実例１
典型的な試験装置において、マイクロプロセッサＨＮ用
のシリコンウエーファを１０−１５秒の間隔で５００℃
に加熱した。その際カバー、板状体間の圧力は５０ミリ
バールに、また板状体、後板間の圧力は１５ミリバール
に達した。陰極スパッタを行うために、周囲圧力１０−
３ミリバールの成る施設内で当該装置を操作した。処理
のためには通常組成のアルゴンガスを用いた。
のシリコンウエーファを１０−１５秒の間隔で５００℃
に加熱した。その際カバー、板状体間の圧力は５０ミリ
バールに、また板状体、後板間の圧力は１５ミリバール
に達した。陰極スパッタを行うために、周囲圧力１０−
３ミリバールの成る施設内で当該装置を操作した。処理
のためには通常組成のアルゴンガスを用いた。
第１図は本発明による装置の断面図、第２図は本発明に
よる装置の拡大断面図である。 １・・・・・・後板 ３，８・・・穴５・・
・・・・板状体 ６・・・・・・カバー７・・
・・・・回転アーム
よる装置の拡大断面図である。 １・・・・・・後板 ３，８・・・穴５・・
・・・・板状体 ６・・・・・・カバー７・・
・・・・回転アーム
Claims (10)
- （１）板状体と支持装置との間で熱を伝達するための装
置であって、前記板状体を受容するための装置にして、
該板状体とは異なる温度を有する支持装置と、 圧力下にあるガスの吹出し源と、 前記支持装置と該板状体との間の接触範囲に対してガス
を導入又は導出できるように、前記ガス圧力源と前記接
触範囲との間に設けた装置と、 該支持装置に対して移動できるカバーと、 前記カバーを一時的に固着させるために該支持装置にし
っかり固定した装置と、 前記カバーを固着させるときに該カバーを移動させ且つ
押しつける装置と、 該支持装置と該カバーとの間の空洞にガスを導入できる
ように該ガス圧力源と前記空洞との間に設けた装置と、 該カバー、該板状体間の空洞及び該支持装 置、該板状体間の空隙の双方とガス源との間に設けた装
置にして、前記空洞のガス圧力が前記空間のガス圧力を
上回るように該空洞に対するガスの供給を調節し得る装
置とから成る熱伝達装置。 - （２）前記支持装置が平坦な金属表面を有する請求項１
記載の装置。 - （３）前記カバーを介してガスを導入するための前記装
置が、該カバーを貫く少なくとも一つの穴を有する請求
項１記載の装置。 - （４）前記カバーと同様に前記支持装置を介してもガス
を導入する請求項１記載の装置。 - （５）前記カバーを介してガスを導入し、且つ前記支持
装置を介してガスを導出する請求項１記載の装置。 - （６）前記支持装置を加熱板として設ける請求項１記載
の装置。 - （７）前記支持装置を冷却板として設ける請求項１記載
の装置。 - （８）板状体と支持装置との間で熱を伝達するための方
法であつて、前記板状体を前記支持装置上に配置し、 該板状体を覆うように該支持装置と結合した固着装置上
にカバーを機械的に押しつけ、 前記カバーと該板状体との間及び該板状体と該支持装置
との間にガスを導入し、 該カバーと該板状体との間の圧力を該板状体と該支持装
置との間の圧力を上回るように当該ガス圧力を調節し、 該支持装置に予め定めた温度を与え、 該板状体が予め定めた温度を示す迄予め定めた時間に亘
って該板状体を前記位置に放置し、該カバーを前記固着
装置から再び取り外すことによつて周囲との圧力調整を
行い、 該板状体を次の工程に送り込む ことから成る熱伝達方法。 - （９）前記カバー、板状体間の領域における圧力と前記
板状体、支持装置間の領域における圧力との比が３−１
０であることを特徴とする請求項８記載の方法。 - （１０）前記カバー、板状体間の圧力が１５−５０ミリ
バールであり、且つ該板状体を１０−２０秒間加熱作用
を有する前記支持装置上に放置することを特徴とする請
求項８記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH04747/87-7 | 1987-12-03 | ||
| CH474787 | 1987-12-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169293A true JPH01169293A (ja) | 1989-07-04 |
| JP2681672B2 JP2681672B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=4281819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63289016A Expired - Lifetime JP2681672B2 (ja) | 1987-12-03 | 1988-11-17 | 板状体を媒介とする熱エネルギ伝達方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4903754A (ja) |
| EP (1) | EP0318641B1 (ja) |
| JP (1) | JP2681672B2 (ja) |
| AT (1) | ATE96576T1 (ja) |
| DE (1) | DE3885240D1 (ja) |
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- 1988-11-17 JP JP63289016A patent/JP2681672B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE3885240D1 (de) | 1993-12-02 |
| EP0318641B1 (de) | 1993-10-27 |
| JP2681672B2 (ja) | 1997-11-26 |
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