JPH09217172A - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板が熱膨張してもそれとベースとの間の熱
伝達の悪化を防ぐことができ、基板に対する冷却性能が
高い基板保持装置を提供する。 【解決手段】 ベース１０の基板支持面１２を筒状の凹
面にした。かつ、クランパー２０の相対向する二辺であ
ってベース１０の基板支持面１２の凹状辺部を横切る二
辺２１、２２の下部付近に、その凹状辺部に対応した凸
状をしていて当該凹状辺部との間に基板２を挟む凸状部
２６をそれぞれ設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、四角形の基板に
熱入力がある状態で当該基板に処理を施す、例えばイオ
ン注入、プラズマＣＶＤによる成膜等の処理を施す際に
当該基板を保持する基板保持装置に関し、より具体的に
は、当該基板に対する冷却性能を向上させる手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板保持装置の従来例を図３に
示す。

【０００３】この基板保持装置は、四角形の基板（例え
ばガラス基板、半導体基板等）２を支持するベース１０
と、当該基板２の周縁部をベース１０に向けて押さえ付
ける四角い枠状のクランパー２０とを備えており、この
クランパー２０による押圧によって、基板２を保持する
と共に、基板２をベース１０の基板支持面１２に密着さ
せるようにしている。

【０００４】このベース１０の基板支持面１２は、従来
は、図示例のように平面、または接触圧を高める目的で
凸面にしている。

【０００５】そして上記のようにして保持された基板２
に、クランパー２０の開口部を通して例えばイオンビー
ム４が照射される等して、イオン注入等の処理が施され
る。

【０００６】処理の際、基板２はイオンビーム４の入射
によって大きな熱入力を受ける。その熱は、ベース１０
に伝達され、更に通常はベース１０内に設けられた冷媒
通路１６に流される冷媒１８によって外部に排出され、
それによって基板２が冷却される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記基板保持装置にお
いては、イオンビーム４等が入射して基板２の温度が上
昇すると、基板２が膨張してその中心部付近が盛り上が
り、基板２とベース１０の基板支持面１２との間に隙間
３０が生じ、両者間の熱伝達が悪化する。

【０００８】基板支持面１２を凸面にしても、基板２が
膨張すると、基板２の基板支持面１２に対する接触圧が
減少して、両者間の熱伝達が悪化する。あるいは、極端
な場合は隙間３０が生じる。これは、基板２のクランパ
ー２０で押さえられている周縁部では、上下のベース１
０およびクランパー２０との間で熱伝達が大きいので冷
却性能が良く熱膨張が小さいのに対して、基板２の中心
部付近では、基板２を押さえるクランパー２０がないの
で、周縁部に比べて冷却性能が悪く熱膨張が大きく、従
って中心部付近が盛り上がろうとするからである。

【０００９】基板２が熱膨張してそれとベース１０との
間の熱伝達が悪化すると、基板２の温度上昇が過大にな
り、基板２の変形、割れ、基板２上に設けられているレ
ジスト膜の変質、焼損、回路素子の特性劣化等を招く。

【００１０】基板処理に用いるイオンビーム４のビーム
電流を小さくしたり、プラズマ密度を下げたりすると、
基板２への熱入力が下がるので、基板２の温度を下げる
ことはできるけれども、そのようにすると、基板２の処
理能力（いわゆるスループット）が下がるという別の問
題が発生する。

【００１１】そこでこの発明は、基板が熱膨張してもそ
れとベースとの間の熱伝達の悪化を防ぐことができ、基
板に対する冷却性能の高い基板保持装置を提供すること
を主たる目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の基板保持装置は、前記ベースの基板支持
面を筒状の凹面にし、かつ前記クランパーの相対向する
二辺であって当該ベースの基板支持面の凹状辺部を横切
る二辺の下部付近に、その凹状辺部に対応した凸状をし
ていて当該凹状辺部との間に前記基板を挟む凸状部をそ
れぞれ設けたことを特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、クランパーによって基
板をベースに向けて押さえ付けることによって、クラン
パーの二つの凸状部によって基板をベースの基板支持面
の凹面に沿うように下に凸状に曲げて、基板をベースの
基板支持面に密着させることができる。

【００１４】その状態で、基板への熱入力によって基板
の全体または一部分が膨張しようとすればする程、基板
は、ベース側に向けて膨らもうとしてベースの基板支持
面により強く押し付けられるようになり、基板と基板支
持面間の接触圧が増大し、基板からベースへの熱伝達は
一層良くなる。その結果、基板の温度上昇を効果的に抑
制することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る基板保持
装置の一例を切断して示す斜視図である。図２は、図１
の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図３の従来例と同一ま
たは相当する部分には同一符号を付し、以下においては
当該従来例との相違点を主に説明する。

【００１６】この基板保持装置は、例えば、ガラス基板
２上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に、リン
やホウ素等の不純物イオンを注入する（ドーピングす
る）イオンドーピング装置において、当該ガラス基板２
を保持し冷却するのに用いられる。ガラス基板２は四角
形であるが、正方形であるか長方形であるか等は問わな
い。

【００１７】この基板保持装置においては、前述したよ
うなベース１０の、基板２と接触して基板２を支持する
基板支持面１２を、筒状の凹面にしている。この凹面
は、円筒状凹面でも良いし、楕円筒状凹面でも良い。

【００１８】かつ、前述したようなクランパー２０の相
対向する二辺であってベース１０の基板支持面１２の凹
状辺部を横切る２辺２１、２２の下部付近に、その凹状
辺部に対応した（整合した）凸状をしていて当該凹状辺
部との間に基板２の二辺付近を挟む凸状部２６をそれぞ
れ設けいている。クランパー２０の残り二辺２３、２４
は、ベース１０の基板支持面１２の直線状辺部に沿った
平面状をしており、その下部付近と当該直線状辺部との
間に基板２の残りの二辺付近を挟む構造をしている。

【００１９】ベース１０内には、この実施例では従来例
と同様に、冷媒通路１６を設けており、そこには冷媒１
８として例えば冷却水が流される。これによって、ベー
ス１０を例えば常温（２０℃程度）に保つことができ
る。

【００２０】ベース１０の基板支持面１２上に、シリコ
ーンゴム等から成るゴム状シートを貼り付ける等して設
けておいても良い。そのようにすれば、このゴム状シー
トが基板２と基板支持面１２の双方に密着するので、基
板２と基板支持面１２との間の熱伝達をより改善するこ
とができる。

【００２１】基板２の端部と、それに対向するクランパ
ー２０の端部との間には、基板２の熱膨張による寸法変
化を吸収することができる程度以上の隙間３２を設けて
おくのが好ましい。

【００２２】この基板保持装置においては、クランパー
２０によって基板２をベース１０に向けて押さえ付ける
ことによって、クランパー２０の二つの凸状部２６によ
って基板２をベース１０の基板支持面１２の凹面に沿う
ように下に凸状に曲げて、基板２をベース１０の基板支
持面１２に密着させることができる。

【００２３】その状態で、イオンビーム４の照射等によ
る基板２への熱入力によって基板２の全体または一部分
が膨張しようとすればする程、基板２は、ベース１０側
に向けて膨らもうとしてベース１０の基板支持面１２に
より強く押し付けられるようになり、基板２と基板支持
面１２間の接触圧が増大し、基板２からベース１０への
熱伝達は一層良くなる。

【００２４】このようにこの基板保持装置は、基板２に
対する冷却性能が高く、基板２の温度上昇を効果的に抑
制することができる。その結果、基板２の過熱によって
惹き起こされる、基板２の変形、割れ、基板２上のレジ
スト膜の変質、焼損、回路素子の特性劣化等を防止する
ことができる。また、基板処理に用いるイオンビーム４
のビーム電流を小さくしたり、プラズマ密度を下げたり
する必要がないので、基板２の処理能力が向上する。

【００２５】なお、基板２はそれが膨張する際に上記の
ような作用によってベース１０の基板支持面１２に押し
付けられるので、その際に過剰な力が基板２に加わらな
いように、クランパー２０の押し付け力を予め調整して
おくのが好ましい。

【００２６】仮にベース１０の基板支持面１２を上記と
違って球面にすると、四角形の基板２の周縁部をクラン
パーによって隙間なく球面の基板支持面に押し付けるの
が難しくなると共に、基板２の熱膨張による膨らみ方向
を特定できなくなってこの膨らみ自身による密着性改善
を利用することができなくなるので、基板支持面１２は
上記のような筒状の凹面にするのが好ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ベース
の基板支持面を凹面にし、かつクランパーに上記のよう
な凸状部を設けたので、基板が熱膨張しても基板がベー
スから離れるのを防いで両者間の熱伝達の悪化を防ぐこ
とができるだけでなく、基板が膨張しようとすればする
程、基板はベースの基板支持面により強く押し付けられ
るようになり、基板と基板支持面間の接触圧が増大し、
基板からベースへの熱伝達は一層良くなる。

【００２８】従って、この基板保持装置は、基板に対す
る冷却性能が高く、基板の温度上昇を効果的に抑制する
ことができる。その結果、基板の過熱によって惹き起こ
される、基板の変形、割れ、基板上のレジスト膜の変
質、焼損、回路素子の特性劣化等を防止することができ
る。また、基板処理に用いるイオンビームのビーム電流
を小さくしたり、プラズマ密度を下げたりする必要がな
いので、基板の処理能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板保持装置の一例を切断して
示す斜視図である。

【図２】図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。

【図３】従来の基板保持装置の一例を切断して示す斜視
図である。

【符号の説明】

２ 基板 ４ イオンビーム １０ ベース １２ 基板支持面 ２０ クランパー ２６ 凸状部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形の基板を支持するベースと、当該
   基板の周縁部を当該ベースに向けて押さえ付ける四角い
   枠状のクランパーとを備える基板保持装置において、前
   記ベースの基板支持面を筒状の凹面にし、かつ前記クラ
   ンパーの相対向する二辺であって当該ベースの基板支持
   面の凹状辺部を横切る二辺の下部付近に、その凹状辺部
   に対応した凸状をしていて当該凹状辺部との間に前記基
   板を挟む凸状部をそれぞれ設けたことを特徴とする基板
   保持装置。