JPH0417920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体の製造に使用されるシリコンウ
エハ等の基板を冷却する装置に関する。

（従来の技術） 従来、真空室内に於いて、この種の基板にイオ
ンを注入し、その表面の物性を変えることがIC
等の製造工程で行なわれているが、該基板はイオ
ンの注入等の熱入射に伴う温度上昇により損傷す
る危険があるので、該基板を冷却水を循環させた
冷却板の平坦な或はレンズ状に隆起した前面に当
接させて冷却している。この場合、冷却板と基板
との間に弾力性に富む熱伝導性ゴムを設け、該基
板の周辺をクランプして取付けすることを行なわ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） シリコンウエハの基板の周囲をクランプする
と、基板のクランプ部分はその背面が弾力性のゴ
ムであるので押しつけられて変形し、基板とゴム
との間にゴムでは追従出来ない遊離部分が生じて
両者の実際の接触面積は比較的少なく、近時のよ
うに基板の処理に大電力の使用が要求されて基板
の発熱量も大きくなる場合の冷却装置としては不
向きである。

また冷却板の前面の弾力性のゴムを取除き、基
板を直接に該前面に当接させた場合、該基板面に
熱による変形で生じる凹凸のためにやはり遊離部
分が生じて接触面積が少なくなり、良好な冷却性
が得られない不都合がある。

本発明は真空中で処理される基板と冷却板の大
きな接触面積が得られる構造として両者間の熱伝
達量を大きくする冷却装置を提供することを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、真空室内でイオン注入その他の処
理を施す基板を、冷却水の循環等により冷却され
た冷却板の前面にクランプで押さえ付けて処理に
伴い昇温する基板を冷却するようにしたものに於
いて、該冷却板の前面に、溝切加工により角形或
いは丸形の多数の突起を形成するようにした。

（作 用） シリコンウエハ等の基板は冷却板の前面にクラ
ンプにより押さえ付けて保持し、これに真空室内
でイオン注入等の熱入射の処理が施されると該基
板が昇温して熱による変形を生じるが、該冷却板
の前面には多数の突起が形成されているので、該
基板の背面に存在する凹部内に冷却板の突起が進
入し、該背面に存在する凸部は該冷却板の突起間
の谷部へ進入し、該基板は冷却板の突起と多く接
触することが出来、基板と冷却板の接触面積が増
加して冷却性が向上する。

（実施例） 本発明の実施例を図面につき説明するに、第１
図に於いて、１は真空室２内配置される基板ホル
ダで、該基板ホルダ１は例えばCu、Al等の金属
で形成され、その内部或は背面に冷却水等の冷媒
の循環路３が設けられる。

４は該ホルダ１の表面即ち冷却面に設けたCu
等の熱良導性の金属で形成した冷却板を示し、そ
の前面４ａにシリコンウエハ等の基板５がクラン
プ６で押し付けられて当接される。該クランプ６
は基板５の周縁の例えば３ケ所を押圧し、これと
冷却板５との間に基板５を挟持する。

該冷却板４の前面４ａには、第２図示のように
縦軸に溝切加工を施すことにより多数の突起７を
形成し、その具体的形状は第３図及び第４図に見
られるように丸形或は角形に形成する等任意であ
り、各突起７の間隔や高さは基板５の背面に存在
する凹凸の平均や分散の程度を考慮して決定され
る。該冷却板４が150mmφの場合、その表面に、
例えば幅１mm、深さ１mmの溝を２mm間隔で縦横に
溝切加工を施し、２mm角の突起を形成する。真空
室２内で基板５の表面にイオンが注入されて昇温
すると該基板５はイオン注入面側が凸面となるよ
うに反り返えるの、該冷却板４の前面４ａを予め
図示のようにレンズ状に突出した形状に形成して
おき、基板５の昇温時に該冷却板４に適合して当
接可能とすることが好ましい。

該基板５にイオン注入処理が施されると昇温
し、その熱量は冷却板４を介して基板ホルダ１へ
と流れ、高温化による破損等を防止するが、該冷
却板４の前面４ａに形成した突起７が該前面４ａ
と当接する基板５の背面に存在する凹部に進入
し、基板５と冷却板との接触面積が増大され、そ
れに応じて冷却性が向上する。

各突起７の頂面に、第５図示のようなポリ四フ
ツ化エチレンの膜８を重層し、さらにこの上に金
属膜をコーテイングすることもあり、或は第６図
示のように突起７を含めて前面４ａの全体に該膜
８でコーテイングして、冷却板４の物質で基板５
が汚染されることを防止すると共に該膜８の多少
の弾性変形によりさらに広く突起７と基板５と接
触を得られるように構成することも可能である。
尚、第５図示の場合、膜８が変形して基板５の背
面の凸部を受け入れる。

また該膜８に代え薄膜状或は繊維状のカーボン
を積層して膜状に形成したものや金属薄膜或は金
属繊維を積層して膜状に形成したものを使用して
もよい。

第７図は基板の冷却装置の冷却性能を示し、こ
れに於いて、曲線Ａは従来のレンズ状に前面が突
出した冷却板による基板の温度変化であり、イオ
ンビームの電力やその他の熱入射が増大すると基
板温度は大幅に上昇し、投入電力が1000W近くな
ると300℃を越え、基板あるいは基板に塗布した
レジストの破損を生じ易い。しかしレンズ状に突
出した前面を有する冷却板にさらに突起７を形成
した本発明のものでは曲線Ｂ，Ｃ，Ｄの如く投入
電力が増大しても温度上昇を防げた。曲線Ｂのも
のは突起７の上面に厚さ0.1mmのポリ四フツ化エ
チレンの膜８を設けたもの、曲線Ｃのものは膜８
がなく突起７上に直接基板５を当接させた場合、
また曲線Ｄは薄膜状のカーボンを積層して得た膜
を突起７の上面に設けた場合の基板５の温度変化
である。

（発明の効果） このように本発明によるときは、基板が当接さ
れる冷却板の前面に多数の突起を形成するように
したので基板と冷却板との接触面積を増大させて
基板の冷却性を向上させ得られ、投入電力を大き
くしての基板の処理で基板を損傷させることなく
行なうことが出来る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の截断側面図、第２図
は冷却板の１例の斜視図、第３図及び第４図は冷
却板の拡大断面図、第５図及び第６図は冷却板の
変形例の拡大断面図、第７図は冷却性能を示す線
図である。 ２…真空室、４…冷却板、４ａ…前面、５…基
板、７…突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空室内でイオン注入その他の処理を施す基
   板を、冷却水の循環等により冷却された冷却板の
   前面にクランプで押さえ付けて処理に伴い昇温す
   る基板を冷却するようにしたものに於いて、該冷
   却板の前面に、溝切加工により角形或いは丸形の
   多数の突起を形成したことを特徴とする基板の冷
   却装置。