JPS5951448A - イオン打込用回転円板の冷却機構 - Google Patents
イオン打込用回転円板の冷却機構Info
- Publication number
- JPS5951448A JPS5951448A JP57084189A JP8418982A JPS5951448A JP S5951448 A JPS5951448 A JP S5951448A JP 57084189 A JP57084189 A JP 57084189A JP 8418982 A JP8418982 A JP 8418982A JP S5951448 A JPS5951448 A JP S5951448A
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- JP
- Japan
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- stainless steel
- aluminum
- rotating disk
- rotary disc
- cooling
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3435—Target holders (includes backing plates and endblocks)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
本発明は半導体製造工程で用いられる大電流イオン打込
装置に係り、特に、イオン打込用回転円板の冷却機構に
関するものである。
装置に係り、特に、イオン打込用回転円板の冷却機構に
関するものである。
最近のイオン打込装置においては％１０ｍＡ程度の大電
流イオンを８０１（Ｖ程度の加速電圧でウェハに打込ん
でいるので、８００Ｗものビーム加熱をウェハおよびウ
ェハを取シ付けたアルミニウム製の回転円板に与えるこ
とになる。このようにウェハが強く加熱されると、結晶
性の損傷や表面のマスクの損傷が起るので、これを防ぐ
ためには１５００以下に冷却する必要があり、そのため
には次のような水冷機構が用いられている。
流イオンを８０１（Ｖ程度の加速電圧でウェハに打込ん
でいるので、８００Ｗものビーム加熱をウェハおよびウ
ェハを取シ付けたアルミニウム製の回転円板に与えるこ
とになる。このようにウェハが強く加熱されると、結晶
性の損傷や表面のマスクの損傷が起るので、これを防ぐ
ためには１５００以下に冷却する必要があり、そのため
には次のような水冷機構が用いられている。
第１図は従来の大電流イオン打込装置の打込室付近の断
面図である。１はイオン発生器によって作られた特定元
素のイオンビームであシ、２はイオンビーム１の標的と
なっているウェハである。
面図である。１はイオン発生器によって作られた特定元
素のイオンビームであシ、２はイオンビーム１の標的と
なっているウェハである。
このウェハ２はアルミニウム製の回転円板３の同一半径
円周上に配列してあシ、アルミ回転円板３を定速度で回
転させ乍らイオンビーム１を僅かに上下させると、複数
個のウェハ２に均一なイオン打込みを行うことができる
。なお、回転円板３が収容されている真空打込室６とイ
オンビーム１の通路はイオンビームの通過をさまたげな
い程贋の高真空に減圧されておシ、また、アルミ回転円
板３は水冷されている。
円周上に配列してあシ、アルミ回転円板３を定速度で回
転させ乍らイオンビーム１を僅かに上下させると、複数
個のウェハ２に均一なイオン打込みを行うことができる
。なお、回転円板３が収容されている真空打込室６とイ
オンビーム１の通路はイオンビームの通過をさまたげな
い程贋の高真空に減圧されておシ、また、アルミ回転円
板３は水冷されている。
上記の如く大電流打込み時はウェハ２を加熱して結晶性
を傷う恐れがあるので、回転円板３の中央部をステンレ
ス水冷器４に気密に接続し、冷却水で冷却している。そ
のためにアルミ回転円板３の中央部はステンレス円板４
ａとし、盃状のステンレス容器４ｂと接触させると共に
ねじ１２ｂで気密に結合させている。即ち、ステンレス
水冷容器４は耐食性の大きなステンレス材によって形成
され、水の存在下で異種金属が接触しないように構成し
である。また、このステンレス円板４ａに接続されてい
るアルミ回転円板３は回転体の軽量化に役立つと共に、
比較的熱伝導も良好である。
を傷う恐れがあるので、回転円板３の中央部をステンレ
ス水冷器４に気密に接続し、冷却水で冷却している。そ
のためにアルミ回転円板３の中央部はステンレス円板４
ａとし、盃状のステンレス容器４ｂと接触させると共に
ねじ１２ｂで気密に結合させている。即ち、ステンレス
水冷容器４は耐食性の大きなステンレス材によって形成
され、水の存在下で異種金属が接触しないように構成し
である。また、このステンレス円板４ａに接続されてい
るアルミ回転円板３は回転体の軽量化に役立つと共に、
比較的熱伝導も良好である。
このアルミ回転円板３を取シ付けたステンレス水冷容器
４の左端面の中央には１本のステンレス管１５が横方向
に接続され、このステンレス管１５は電磁流体式真空シ
ール７を介して真空打込室６のケース６ａの端面を通過
すると共に、その先に平歯車９ｂを固定している。更に
ステンレス管１５の先端部は軸受支持部材１７に回転自
在に嵌合している。
４の左端面の中央には１本のステンレス管１５が横方向
に接続され、このステンレス管１５は電磁流体式真空シ
ール７を介して真空打込室６のケース６ａの端面を通過
すると共に、その先に平歯車９ｂを固定している。更に
ステンレス管１５の先端部は軸受支持部材１７に回転自
在に嵌合している。
ステンレス管１５の中には冷却水導入管５が貫通し、こ
の冷却水導入管５の先端はステンレス水冷容器４内にま
で延びておシ、その開口端にはステンレス製の円板１４
が取シ付けである。したがって、冷却水導入管５を通っ
てステンレス水冷容器４内に入った冷水は、ステンレス
製の円板４ａの内面を冷却し乍ら円板１４０周辺を通シ
冷却水導入管５とステンレス管１５との間の管状の隙間
を流れて排水管１６より流出する。なお、ステンレス管
１５は平歯車９ｂ、９ａを介してモータｌＯで定速度で
回転させられるので、冷却水導入管５は回転自在継手８
′ｆ、介して水道管に接続されている。
の冷却水導入管５の先端はステンレス水冷容器４内にま
で延びておシ、その開口端にはステンレス製の円板１４
が取シ付けである。したがって、冷却水導入管５を通っ
てステンレス水冷容器４内に入った冷水は、ステンレス
製の円板４ａの内面を冷却し乍ら円板１４０周辺を通シ
冷却水導入管５とステンレス管１５との間の管状の隙間
を流れて排水管１６より流出する。なお、ステンレス管
１５は平歯車９ｂ、９ａを介してモータｌＯで定速度で
回転させられるので、冷却水導入管５は回転自在継手８
′ｆ、介して水道管に接続されている。
真空打込室６は真空排気装置に接続されると共にイオン
ビーム１の通路となっている開口部を形成したケース６
ａと、０リング１１を介してこれに対向しているケース
６ｂとよシなシ、ねじ１２ａおよびナツト１３によって
周辺の複数箇所を締め付けて１体に組立てている。
ビーム１の通路となっている開口部を形成したケース６
ａと、０リング１１を介してこれに対向しているケース
６ｂとよシなシ、ねじ１２ａおよびナツト１３によって
周辺の複数箇所を締め付けて１体に組立てている。
このように構成したイオン打込機の操作の概略を次に説
明する。９エバ２をアルミ回転円板３に取り付けて真空
打込室６を封止し減圧する。次に、冷却水導入管５より
通水し乍らモータ１ｏを作動させてアルミ回転円板３を
ステンレス水冷容器４と共に回転させる。この状態で所
定の元素のイオンビーム１を僅かに上下方向に動揺させ
乍ら照射すると、複数個のウェハ２に所定のイオンを均
一に打込むことができる。
明する。９エバ２をアルミ回転円板３に取り付けて真空
打込室６を封止し減圧する。次に、冷却水導入管５より
通水し乍らモータ１ｏを作動させてアルミ回転円板３を
ステンレス水冷容器４と共に回転させる。この状態で所
定の元素のイオンビーム１を僅かに上下方向に動揺させ
乍ら照射すると、複数個のウェハ２に所定のイオンを均
一に打込むことができる。
しかるにこのような従来のイオン打込装置には次のよう
な問題点をもっていた。
な問題点をもっていた。
（１）、ウェハ２を多数装着している回転部材は、耐食
性アルミニウム材を用いたアルミ回転円板３として軽量
化を図ると共に、ウェハ２の重金属汚染を防止している
。また、アルミニウムは比較的熱伝達が良好であるとい
う利点をもっている。一方、このアルミ回転円板３を取
シ付けているステンレス水冷容器４は腐食防止と耐真空
溶接の確実性の面からステンレス材が用いられている。
性アルミニウム材を用いたアルミ回転円板３として軽量
化を図ると共に、ウェハ２の重金属汚染を防止している
。また、アルミニウムは比較的熱伝達が良好であるとい
う利点をもっている。一方、このアルミ回転円板３を取
シ付けているステンレス水冷容器４は腐食防止と耐真空
溶接の確実性の面からステンレス材が用いられている。
しかし、熱伝導の点から考えるとステンレスは耐食性ア
ルミニウムよりも１桁程度低い。したがって、ウェハ２
の冷却作用が不十分であった。
ルミニウムよりも１桁程度低い。したがって、ウェハ２
の冷却作用が不十分であった。
（２）、高真空の真空打込室６内でアルミ回転円板３と
ステンレス円板４ａおよびステンレス製の盃状カバー４
ｂとをねじ１２ｂで接続させているので、接続熱抵抗が
大きく、アルミ回転円板３の冷却効率が著しく低い。即
ち、金属板同志をねじ締めしても実際は全面が密着して
いないので、伝熱効率が低い。
ステンレス円板４ａおよびステンレス製の盃状カバー４
ｂとをねじ１２ｂで接続させているので、接続熱抵抗が
大きく、アルミ回転円板３の冷却効率が著しく低い。即
ち、金属板同志をねじ締めしても実際は全面が密着して
いないので、伝熱効率が低い。
本発明は上記のような従来技術の欠点を解消し、アルミ
回転円板の冷却効率を大幅に向上させることができるイ
オン打込用回転円板の冷却機構を提供することを目的と
し、その特徴とするところは、アルミ回転円板を冷却す
る冷却水が流通するステンレス水冷容器とアルミ回転円
板との間にステンレス薄板を介在させると共に、このス
テンレス薄板の背後に位置するアルミ回転円板の中央部
に複数個の小孔を設けて構成したことにある。
回転円板の冷却効率を大幅に向上させることができるイ
オン打込用回転円板の冷却機構を提供することを目的と
し、その特徴とするところは、アルミ回転円板を冷却す
る冷却水が流通するステンレス水冷容器とアルミ回転円
板との間にステンレス薄板を介在させると共に、このス
テンレス薄板の背後に位置するアルミ回転円板の中央部
に複数個の小孔を設けて構成したことにある。
第２図は本発明の一実施例である大電流イオン打込装置
の打込室付近の断面図であり、第１図と同じ部分には同
一符号を付しである。この場合はアルミ回転円板３を完
全な円板状に形成し、ステンレス水冷容器４の盃状カバ
ー４ｂとの間に０リング１８とステンレス薄板２０を介
してねじ１２ｂでねじ止めしている。また、アルミ回転
円板３のステンレス薄板２０の背後の部分には複数個の
小孔１９を設けている。
の打込室付近の断面図であり、第１図と同じ部分には同
一符号を付しである。この場合はアルミ回転円板３を完
全な円板状に形成し、ステンレス水冷容器４の盃状カバ
ー４ｂとの間に０リング１８とステンレス薄板２０を介
してねじ１２ｂでねじ止めしている。また、アルミ回転
円板３のステンレス薄板２０の背後の部分には複数個の
小孔１９を設けている。
第３図は第２図Ａ部の拡大図である。冷却水は大気圧以
上に加圧されており、真空打込室６内は高真空状態とな
っているので、ステンレス薄板２０はアルミ回転円板３
に向って圧迫されてこれに密着している。また、ステン
レス薄板２ｏは０．２鰭厚さであるので、ステンレスの
熱伝導度は低いが両面間を迅速に伝熱する。したがって
、アルミ回転円板３の熱はステンレス薄板２ｏを通って
効率良く冷却水に伝達され、アルミ回転円板３のビーム
加熱による温度上昇を抑制し、ウェハ２への熱的影響を
緩和することができる。
上に加圧されており、真空打込室６内は高真空状態とな
っているので、ステンレス薄板２０はアルミ回転円板３
に向って圧迫されてこれに密着している。また、ステン
レス薄板２ｏは０．２鰭厚さであるので、ステンレスの
熱伝導度は低いが両面間を迅速に伝熱する。したがって
、アルミ回転円板３の熱はステンレス薄板２ｏを通って
効率良く冷却水に伝達され、アルミ回転円板３のビーム
加熱による温度上昇を抑制し、ウェハ２への熱的影響を
緩和することができる。
上記ステンレス薄板２０は０．２■厚であるので相当柔
軟性をもっており、流通水と真空室との間を境する場合
のアルミ回転円板３への密着性は良好でアシ、アルミ回
転円板３の熱を良く伝えることができた。また、小孔１
９に接する部分には１気圧以上の吸引力が局部的に作用
するが、強靭なステンレス板であるので打ち抜けるよう
なことはない。なお、アルミ回転円板３に設けた複数個
の小孔１９は袋小路となっているステンレス薄板２０と
アルミ回転円板３との間の空気を速やかに排気させて密
着性を良くするために設けたものである。
軟性をもっており、流通水と真空室との間を境する場合
のアルミ回転円板３への密着性は良好でアシ、アルミ回
転円板３の熱を良く伝えることができた。また、小孔１
９に接する部分には１気圧以上の吸引力が局部的に作用
するが、強靭なステンレス板であるので打ち抜けるよう
なことはない。なお、アルミ回転円板３に設けた複数個
の小孔１９は袋小路となっているステンレス薄板２０と
アルミ回転円板３との間の空気を速やかに排気させて密
着性を良くするために設けたものである。
さて、第１図の従来のステンレス円板４ａの厚さを５ｗ
ｎとし、本実施例のステンレス薄板２０の厚さを０．５
閣としたとすると、熱抵抗は１／１０に改善されること
になる。また、従来の水冷容器と回転円板の接触面積は
、真空中での剛体間では通常対面する面積の１／１０程
度しか期待できない。本実施例のようなステンレス薄板
とすることによシ、これに大気圧と水圧とが加わってア
ルミ自転円板３０表面の凹凸になじんで接触面積は従来
の第１図の場合よシは５倍以上増加している。
ｎとし、本実施例のステンレス薄板２０の厚さを０．５
閣としたとすると、熱抵抗は１／１０に改善されること
になる。また、従来の水冷容器と回転円板の接触面積は
、真空中での剛体間では通常対面する面積の１／１０程
度しか期待できない。本実施例のようなステンレス薄板
とすることによシ、これに大気圧と水圧とが加わってア
ルミ自転円板３０表面の凹凸になじんで接触面積は従来
の第１図の場合よシは５倍以上増加している。
したがって、熱抵抗は従来に比して１１５０に減少する
と略算できる。
と略算できる。
本実施例のイオン打込用回転円板の冷却構造は次のよう
な効果をもっている。
な効果をもっている。
（１）、冷却水が接触するのはステンレス材の部分だけ
であって異種金属の接合部は存在しない。したがって、
腐食防止効果が大きい。即ち、ステンレス水冷容器４は
すべてステンレス材で形成されている。
であって異種金属の接合部は存在しない。したがって、
腐食防止効果が大きい。即ち、ステンレス水冷容器４は
すべてステンレス材で形成されている。
（２）、ウェハ２を取り付けているアルミ回転円板３は
水冷されているステンレス薄板２０に殆んど密着してい
る。また、ステンレス薄板２０は厚さが０．２ｍ＋程度
で伝熱距離が短い。一般にステンレス材は伝熱効率は低
いが、このように薄くしであるのでアルミ回転円板３の
熱を迅速に冷却水に伝え、アルミ回転円板３の温度上昇
を抑制することができる。
水冷されているステンレス薄板２０に殆んど密着してい
る。また、ステンレス薄板２０は厚さが０．２ｍ＋程度
で伝熱距離が短い。一般にステンレス材は伝熱効率は低
いが、このように薄くしであるのでアルミ回転円板３の
熱を迅速に冷却水に伝え、アルミ回転円板３の温度上昇
を抑制することができる。
上記実施例ではステンレス薄板２０に０．２ｍｍ程度の
ものを使用したが、０．３ ｍｍ以下０．１閣程度で（
９） も使用できるし、薄い程伝熱効果が良くなる。
ものを使用したが、０．３ ｍｍ以下０．１閣程度で（
９） も使用できるし、薄い程伝熱効果が良くなる。
本発明のイオン打込用回転円板の冷却構造はアルミ回転
円板の冷却効率を大幅に向上させ、ウェハのスループッ
トを増すことができるという効果が得られる。
円板の冷却効率を大幅に向上させ、ウェハのスループッ
トを増すことができるという効果が得られる。
第１図は従来の大電流イオン打込装置の打込室付近の断
面図、第２図は本発明の一実施例である大電流イオン打
込装置の打込室付近の断面図、第３図は第２図のＡ部の
拡大図である。
面図、第２図は本発明の一実施例である大電流イオン打
込装置の打込室付近の断面図、第３図は第２図のＡ部の
拡大図である。
１・・・イオンビーム、２・・・ウェハ、３・・・アル
ミ回転円板、４・・・ステンレス水冷容器、４ａ・・・
ステンレス円板、４ｂ・・・盃状カバー、５・・・冷却
水導入管ζ６・・・真空打込室、７・・・電磁流体式真
空シール、８・・・回転自在継手、９・・・平歯車、１
０・・・モータ、１１．１８・・・０リング、１２・・
・ねじ、１３・・・ナツト、１４・・・円板、１５・・
・ステンレス管、１６・・・排水管、１７・・・軸受支
持部材、１９・・・小孔、２０・・・ステンレス薄板。
ミ回転円板、４・・・ステンレス水冷容器、４ａ・・・
ステンレス円板、４ｂ・・・盃状カバー、５・・・冷却
水導入管ζ６・・・真空打込室、７・・・電磁流体式真
空シール、８・・・回転自在継手、９・・・平歯車、１
０・・・モータ、１１．１８・・・０リング、１２・・
・ねじ、１３・・・ナツト、１４・・・円板、１５・・
・ステンレス管、１６・・・排水管、１７・・・軸受支
持部材、１９・・・小孔、２０・・・ステンレス薄板。
代理人 弁理士 長崎博男
（ほか１名）
（１０）
手続補正帯（方式）
５Ｂ、１０．１４
１、事件の表示 昭和５７年特許願第０８４１８９号
２、発明の名称 イオン打込用回転円板の冷却機構３
、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称（５１０）株式会社日立製作所 ４、代理人 居 所（〒３１７）茨城県日立市鹿島町−丁目１０番３
号茨相ビル ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄
７、補正の内容
２、発明の名称 イオン打込用回転円板の冷却機構３
、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称（５１０）株式会社日立製作所 ４、代理人 居 所（〒３１７）茨城県日立市鹿島町−丁目１０番３
号茨相ビル ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄
７、補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、加速された特定元素のイオンビームをアルミ回転円
板の同一円周上に配列された複数個の標的に都債太電流
イオン打込装置において、上記アルミ回転円板を冷却す
る冷却水が流通するステンレス水冷容器と上記アルミ回
転円板との間にステンレス薄板、を介在させると共に、
このステンレス薄板の背後に位置する上記アルミ回転円
板の中央部に複数個の小孔を設けて構成したことを特徴
とするイオン打込用回転円板の冷却機構。 ２、上記ステンレス薄板が、厚さが０．３ｗ以下のステ
ンレス板である特許請求の範囲第１項記載のイオン打込
用回転円板の冷却機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084189A JPS5951448A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | イオン打込用回転円板の冷却機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084189A JPS5951448A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | イオン打込用回転円板の冷却機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951448A true JPS5951448A (ja) | 1984-03-24 |
| JPH0359543B2 JPH0359543B2 (ja) | 1991-09-10 |
Family
ID=13823521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084189A Granted JPS5951448A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | イオン打込用回転円板の冷却機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951448A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0499979A3 (en) | 1991-02-16 | 1993-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
| JP2794499B2 (ja) | 1991-03-26 | 1998-09-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP2845303B2 (ja) | 1991-08-23 | 1999-01-13 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 半導体装置とその作製方法 |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57084189A patent/JPS5951448A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0359543B2 (ja) | 1991-09-10 |
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