JPH01294862A

JPH01294862A - 成膜装置における成膜基体温度の制御装置

Info

Publication number: JPH01294862A
Application number: JP12508888A
Authority: JP
Inventors: Kimisumi Yamamoto; 山元　公純; Yoshito Kamatani; 鎌谷　吉人
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-11-28
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH0653923B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は成膜装置における成膜基体温度の制御装置に関
し、特に成ｆｆ２基体温度を迅速に変化させることので
きる装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
基体表面に種々の物質を付着させ薄膜を形成して所望の
機能を有する素子を作製することが広く行なわれている
。この種の薄膜形成法としてはたとえばスパッタリング
法、真空蒸着法等がある。

ところで、これら成膜を良好に行なうためには、成膜基
体の温度を適正な温度に制御することが必要である。た
とえば、基体表面に多層膜を形成する場合には成膜材料
の種類に応じて適正な温度が選択され、その都度基体の
冷却または加熱が行なわれる。また、成膜に先ケら基体
の脱ガス処理を行なう際には該基体の加熱が行なわれる
。

このため、成膜装置は基体を冷却及び加熱して温度制御
を行なうための手段を備えている。

第４図及び第５図は従来の成膜装置における基体温度の
制ｔｔｉｉＡｉの要部を示す概略断面図である。尚、こ
こでは基体として板状体（基板）が用いられている。

第４図において、１は基板ホルダであり、該ホルダ内に
は冷媒たとえば水を流通させるための空洞２が形成され
ており、該空洞内には冷媒供給パイプ３が配置されてい
る。該パイプの下端には７ランジ４が付設されている。

基板ホルダｌの下面には成膜基板５が取付けられている
。６は赤外線ヒータである。

パイプ３内から下方へと供給された冷媒はフランジ４の
下面に沿って外方へと流れ更に該フランジの上面に沿っ
て内方へと流れ上記パイプ３の外側を−Ｌ方へと流れる
。これにより、ホルダ１全体が冷却され、基板ｌも冷却
される。尚、赤外線ヒータ６により基板５の輻射加熱が
行なわれ、この際にはホルダｌにも熱が伝導する。

また、第５図において、上記第４図におけると同様の部
材には同一の符号が付されている。第５図において、ホ
ルダｌの下面には熱伝導性の良好なヒータ板７が付設さ
れており、該ヒータ板の下面に基板５が取付けられてい
る。

冷媒の流通によりホルダｌ全体が冷却され、更にヒータ
板７及び基板１も冷却される。尚、ヒータ板により基板
５の加熱が行なわれ、この際にはホルダｌにも熱が伝導
する。

以上の様に、従来の成膜装置の基体温度側御装置におい
ては、冷却及び加熱の際には基板ホルダ１全体をも冷却
及び加熱することになる。該基板ホルダは熱容量が大き
いため、基体温度の変化は極めて遅く、従って＃ｔ、膜
工程のスループットが砥いという難点があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、成Ｉ
ｇ！基体温度の変化を迅速に行なうことの可能な温度制
御装とを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、以上の如き目的は、成膜装置の成膜室内に配Ｎされる基体ホルダを用いて保
持される成膜基体の温度を制御する装置において、基体
ホルダに取付けられており成膜基体を実質上断熱的に保
持する基体保持手段と、該基体保持手段により保持され
た基体を加熱する手段と、該基体の近傍に配置された冷
媒収容室と、該冷媒収容室へと冷媒を供給し且つ該冷媒
収容室から冷媒を回収するための手段とを有し、上記冷
媒収容室はその内部の冷媒の圧力に応じて容積が変化し
て上記基体との間隔が変化し該圧力が所定値以上では上
記基体と直接的または間接的に熱接触することを特徴と
する、成膜装置における成膜基体温度の制御装置、により達成される。

本発明装置においては、基体加熱手段が基体ホルダと実
質上断熱的に結合されている熱伝導性の発熱体からなり
、該発熱体に接触せしめられて基体が保持され、且つ上
記発熱体は基体と冷媒収容室との間に位置しており、該
冷媒収容室はその内部の冷媒の圧力が所定値以上では上
記発熱体を介して上記基体と間接的に熱接触する様にす
ることができる。

また、本発明装置においては、基体加熱手段が基体ホル
ダから離隔して成膜室内に配置された輻射型の加熱手段
である様にすることができる。この場合、冷媒収容室は
その内部の冷媒の圧力が所定値以上では上記基体と直接
的に熱接触する様にすることもできるし、あるいは熱伝
導性部材が基体ホルダと実質上断熱的に結合されており
、該熱伝導性部材に接触せしめられて基体が保持され、
且つ上記熱伝導性部材は基体と冷媒収容室との間に位置
しており、該冷媒収容室はその内部の冷媒の圧力が所定
値以上では上記熱伝導性部材を介してＥ記基体と間接的
に熱接触する様にすることもできる。

［実施例］以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による基体温度制御装置の第１の実施例
を示す断面図である。尚、ここでは基体として板状体（
，７！ｉ板）が用いられている。

図において、１２は成膜装置の天板であり、その五個が
成膜室１４である。１６は基板ホルダであり、該ホルダ
の北部は上記天板１２を貫通している。ホルダ１６の下
部は内部が空洞とされており、ここにヒータ板１８が水
平に配置されている。該ヒータ板は円形であり、その周
囲の３箇所以上をホルダ側からビス止めにより固定され
て保持されており、該ビス止め部具外はホルダ１６から
は離隔している。従って、該ヒータ板はホルダ１６に対
し実質上断熱的に結合されているとみなすことができる
。ヒータ板１８は熱伝導性の金属内に発熱体（図示せず
）が埋め込まれたものであり、該発熱体には所望の発熱
量を得べく通電するためのリード線（図示せず）が接続
されている。

上記ヒータ板１Ｂの下面に＃ｒ、膜基板２０が配置され
ている。該基板は上記ヒータ板１８と同様に円形である
。ホルダ１６の下部には基板保持部材２２が取付けられ
ている。該保持部材は全体としてリング形状であり、そ
の内側上面には断熱部材２４が付設されており、該断熱
部材が上記基板２０の下面外周部を支持している。かく
して、基板２０の上面が上記ヒータ板１８の下面に接触
せしめられている０図示される様に、ホルダ１６に対す
る基板保持部材２２の取付けはネジ結合によりなされて
おり、この着脱により基板２０の交換を行なうことがで
きる。

上記ヒータ板１８の上方には冷却板２６が配置されてい
る。該冷却板は円形の熱伝導性良好な材料たとえば金属
からなり、その上面にはベローズ２８の下端縁が液密に
接続されている。該ベローズの上端縁は上記ホルダ１６
に液密に接続されている。従って、上記冷却板２６はベ
ローズ２８により保持された形態である。かくして、冷
却板２６を底面としベローズ２８を側面としホルダ１６
を頂部とする冷媒収容室３０が形成されている。

上記ベローズ２８はたとえば金属製であり、冷媒収容室
３０内の冷媒の圧力に応じて上下方向に伸縮可使である
。尚、第１図の右半部と左半部とではベローズ２８の伸
縮状態が異なって図示されている。

一方、上記ホルダ１６の上部は水平プレート３２の中央
部を貫通しており、ベアリングを介してその頂部フラン
ジが該プレートに上下方向のまわりに回転可能に支持さ
れている。該プレート３２には上Ｆ方向のロッド３４が
貫通しており、該ロッドにはオネジが形成されており珪
つプレート３２には該オネジと噛みあうメネジが形成さ
れている。ロフト３４は上下方向のまわりに回転可能に
支持されており、ホルダ昇降駆動用モータ３６から駆動
力が伝達されて回転せしめられる。これにともない、水
平プレート３２が上昇または下降し、かくして上記基板
ホルダ１６が上昇しあるいは下降する。尚、第１図には
ロッド３４が１つしか示されていないが、実際には複数
設けられている。上記プレート３２上にはホルダ回転駆
動用モータ３８が配置されており、該モータから駆動力
が伝達されてホル、ダ１６が上下方向のまわりに回転せ
しめられる。

上記ホルダ１６内には上下方向の冷媒供給パイプ４０が
配置されている。該パイプの上部は水平プレート３２上
に設置された部材４２に接続されており、これにより支
持されている。該部材には冷媒供給のための開口４４及
び冷媒回収のための開口４６が形成されている。パイプ
４０の下端は上記冷媒収容室３０内にまで延びており、
ここにはフランジ４８が形成されている。

以上の様な本実施例においては、基板２０の加熱時には
、冷媒たとえば木の供給を停止し、冷媒収容室３０内の
冷媒圧力を低下させ、かくしてベローズ２８を収縮状態
となし、第１図中左半部に示される様に、冷却板２６を
ヒータ板１８から離隔させた状態で該ヒータ板内の発熱
体に通電する。該ヒータ板１８はホルダ１６には実質上
断熱的に結合されており、またフ、（板２０と保持部材
２２との間には断熱部材２４が介在しているので、ヒー
タ板１８により発せられる熱は直ちに基板２０のみの加
熱に利用され、基板の加熱効果は十分に良好である。

また、基板２０の冷却時にはヒータ板１８の加熱を停止
し、該ヒータ板が所定の温度以下となったことを確認し
た後に、開口４４から冷媒を供給する。冷媒はパイプ４
０内を下方へと泣れフランジ４８の下面に沿って外方へ
と流れ更に該フランジの１−面に沿って内方へと流れ上
記パイプ４０の外側をＬ方へと流れ、開口４６から回収
される。

この際、冷媒供給回収系を調節して冷媒収容室３０内の
冷媒圧力を増加させる。これによりベローズ２８を伸張
状態となし、第１図中左半部に示される様に、冷却板２
６をヒータ板１８に接触させ、該ヒータ板を介して基板
２０を冷却する。この際の基板の冷却効果も上記加熱の
場合と同様に良好である。

尚、本実施例では断熱部材２４を用いて基板２０と保持
部材２２との断熱効果を高めているが、該断熱部材２４
がなくてもよい、即ち、基板２０と保持部材２２どの接
触面積はそれ程大きくはないので、これらの接触を実質
上断熱的であるとみなすことができるからである。

本実施例では冷媒収容室３０の容積を変える手段として
ベローズ２８を用いたが、これに換えて一般に用いられ
ているピストン機構を用いることも可能である。

第２図は本発明による基体温度制御装置の第２の実施例
を示す部分断面図である０本図において、上記第１図に
おけると同様の部材には同一の符号が付されている。

本実施例では、加熱手段として、Ｆ足温１実施例のヒー
タ板１８の代りに成膜室１４内に配置された輻射型加熱
手段たる赤外線ヒータ５２が用いられている。

また１本実施例では、冷却板２６が直接基板２０と接触
する様になっている。

本実施例における冷媒収容室３０の作用は上記第１実施
例の場合と同様である。

第３図は本発明による基体温度制御装置の第３の実施例
を示す部分断面図である。本図において、上記第２図に
おけると同様の部材には同一の符号が付されている。

本実施例では、上記第２実施例と同様に、加熱手段とし
て、上記第１実施例のヒータ板１８の代りに成膜室１４
内に配置された赤外線ヒータ５２が用いられている。

また、本実施例では、上記第１実施例のヒータ板１８に
相当する位置に、同様な形状の熱伝導性板状体１９が同
様の形態で取付けられており、該熱伝導性板状体を介し
て冷却板２６が間接的に基板２０と接触する様になって
いる。

［発明の効果１以りの様な本発明の基体温度制御装置によれば、基体と
基体ホルダとが断熱状態であるので、基体を効率良く冷
却及び加熱して基体温度の変化を迅速に行なうことがで
き、成膜工程のスループツトを向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明による基体温度制御装置を示す断面図で
ある。第２図及び第３図はいずれも本発明による基体温度制御
装置を示す部分断面図である。第４　ｉＮ及び第５図は従来の成膜装置における基体温
度の制御装置の要部を示す概略断面図である。１４：成膜室、　　　　＋６：７＆板ホルダ、１８：ヒ
ータ板、　　　１９：板状体、２０：基板、　　　　２
２：基板保持部材、２４：断熱部材、　　　２６：冷却
板、２８：ベローズ、　　　３０：冷媒収容室、４０：
バイブ、　　　　５２：赤外線ヒータ。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）成膜装置の成膜室内に配置される基体ホルダを用
いて保持される成膜基体の温度を制御する装置において
、基体ホルダに取付けられており成膜基体を実質上断熱
的に保持する基体保持手段と、該基体保持手段により保
持された基体を加熱する手段と、該基体の近傍に配置さ
れた冷媒収容室と、該冷媒収容室へと冷媒を供給し且つ
該冷媒収容室から冷媒を回収するための手段とを有し、
上記冷媒収容室はその内部の冷媒の圧力に応じて容積が
変化して上記基体との間隔が変化し該圧力が所定値以上
では上記基体と直接的または間接的に熱接触することを
特徴とする、成膜装置における成膜基体温度の制御装置
。
（２）基体加熱手段が基体ホルダと実質上断熱的に結合
されている熱伝導性の発熱体からなり、該発熱体に接触
せしめられて基体が保持され、且つ上記発熱体は基体と
冷媒収容室との間に位置しており、該冷媒収容室はその
内部の冷媒の圧力が所定値以上では上記発熱体を介して
上記基体と間接的に熱接触する、請求項１に記載の成膜
装置における成膜基体温度の制御装置。
（３）基体加熱手段が基体ホルダから離隔して成膜室内
に配置された輻射型の加熱手段である、請求項１に記載
の成膜装置における成膜基体温度の制御装置。
（４）冷媒収容室はその内部の冷媒の圧力が所定値以上
では上記基体と直接的に熱接触する、請求項３に記載の
成膜装置における成膜基体温度の制御装置。
（５）熱伝導性部材が基体ホルダと実質上断熱的に結合
されており、該熱伝導性部材に接触せしめられて基体が
保持され、且つ上記熱伝導性部材は基体と冷媒収容室と
の間に位置しており、該冷媒収容室はその内部の冷媒の
圧力が所定値以上では上記熱伝導性部材を介して上記基
体と間接的に熱接触する、請求項３に記載の成膜装置に
おける成膜基体温度の制御装置。