JPS6193825A - 温度制御装置 - Google Patents

温度制御装置

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JPS6193825A
JPS6193825A JP60155878A JP15587885A JPS6193825A JP S6193825 A JPS6193825 A JP S6193825A JP 60155878 A JP60155878 A JP 60155878A JP 15587885 A JP15587885 A JP 15587885A JP S6193825 A JPS6193825 A JP S6193825A
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JP
Japan
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heat sink
temperature
radiation
wafer
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JP60155878A
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English (en)
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ハリー チヤールズ サムソン
アレン デイヴイツト マーウイツク
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UK Atomic Energy Authority
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UK Atomic Energy Authority
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Publication date
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/20Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2001Maintaining constant desired temperature
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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、真空室内で処理を受けている試料の温度を制
御する方法及び装置に係る。
従来の技術 半導体装置の製造においては、シリコンウェハが真空室
内でイオンビームによって処理され、ウェハ表面に対し
て所望の変更が行なわれる。このような処理中には、ウ
ェハに熱が発生し、許容できない温度上昇を回避すべき
場合には、この熱を周囲に伝達しなければならない。
発明の構成 本発明によれば、真空室内で処理を受けている試料の温
度を制御する装置であって、試料を支持する手段と、試
料に隣接しているが試料から離間された少なくとも1つ
のヒートシンクと、放射によって試料とヒートシンクと
の間の熱伝達の割合を変更するために試料とヒートシン
クとの間に゛配置された手段とを具備した装置が提供さ
れる。
ヒートシンクの試料に向いた面は、試料によって放射さ
れる波長の範囲内で高い放射率を有しているのが好まし
い、というのは、これにより、ヒートシンクでの熱放射
の吸収率が最大となるからである。上記の放射による変
更手段は、複数の素子より成り、各素子は、熱放射を著
しく反射する面を有していると共に、ヒートシンクの高
放射率の面の一部分をより多く又はより少なく覆うよう
に動くことができる。1つの実施例では、これi   
    らの可動の素子が薄t・翼であり、ヒートシン
クの面に垂直な向きと平行な向きとの間で回転できる第
2の実施例においては、処理を行なう領珊に試料を繰り
返し通せるようにすると共に、ヒートシンクの近くであ
るがヒートシンクから離れたところに繰り返し通せるよ
うにするために上記の支持手段が回転可能とされ、上記
の放射によって変更する手段は、熱放射を著しく反射す
る面を有した翼を備え、この翼は、ヒートシンクの高放
射率の面の一部分をより多く又はより少なく覆うように
動くことができる。支持手段は、°長手方向軸のまわり
で回転できる中空円筒ドラムであり、このドラムの内側
及び外側の両方に同心的な円筒状ヒートシンクが設けら
れる。
本発明の装置は、試料を熱放射に曝してその温度を上昇
させる手段を備えてもよい。
又、本発明は、真空室内で処理を受けている試料の温度
を制御する方法であって、ヒートシンクの近くであるが
ヒートシンクから離して試料を支持し、試料からの放射
が入射するヒートシンクの面の実効熱放射率を試料の温
度に関連して変えることより成る方法も提供する。
以下、添付図面を参照して、本発明を一例として説明す
る。
実施例 第1図を参照すると、真空室(図示せず)内に2つの支
持体12によって支持されたシリコンウェハ10が示さ
れており、このウエノ)は、下向きに入射する酸素イオ
ンビームAが照射される。
ウェハ10の処理中、イオンビームAはウエノ)10の
上面を走査され、温度が上昇すると共に、ウェハ10内
に酸素原子が埋め込まれる。温度は、約500℃の値に
おいて10に以内に一定に保たれるのが好ましい。
ウェハ10は、ヒートシンク14の上に支持されており
、ヒートシンク14の上面16は、赤外線を著しく放射
できるように黒くされている。
ヒートシンク14は、冷却液で冷却される。ウェハ10
とヒートシンク14の表面16との間に11、多数の長
方形の翼20が互いに平行に整列されて平行シャフト2
2に対して枢着されている。各翼20の両面24は、光
沢のあるもので、赤外線を著しく反射するようにされて
いる。駆動機構26(概略的に示されている)が全ての
シャツ1−22に接続されており、全ての翼20を一緒
しこヒートシンク14の表面16に垂直な向きと平行な
向きとの間の所望の向きに回転させる。翼204t、、
ヒートシンク14の面16に平行しこなったときしこ隣
接する翼20同志の間にギャップ力1なくなるような幅
のものである。
ヒートシンク14.翼20及び駆動機構26は温度制御
装置28の部品であり、温度$1.制御装置28は、更
に、ウェハ10の温度を測定する赤外線検出器30と、
この検出器30及び駆動機構26に接続されたコンピュ
ータ32とを含んでし)る。
コンピュータ32には、ランプ34も接続されている。
操作時には、ウェハ10が支持体12上番こ配置され、
ランプ34によって最初に所望の温度しこ加熱される。
次にイオンビームによるWr撃カス開始され、検出器3
0によって測定されたウニ/)10の温度に従ってコン
ピュータ32しこより所望の温度を保つように翼20の
向きが制御される。翼20は、ヒートシンクの面16に
対して垂直に向いているときは、ウェハ10からヒート
シンク14の面16への放射熱束に対して最低の作用を
及ぼすだけであるが、ヒートシンク14の面16に平行
な向きにされたときは゛、放射熱束を実質的に阻止する
。従ってウェハ10の下面からの熱損失の割合を翼20
の回転によって制御でき、ひいては、一定の温度を維持
できる。
装置28は回転可能な翼20を含んでいるが、別の温度
制御装置の場合は、ウェハ10とヒートシンク14との
間に有効面積を変えられる反射バリアを構成するような
別の手段、例えば一方の格子の反射部分が他方の格子の
反射部分と相補的であって互いにスライド移動できる2
つの平面型の反射格子、を含んでも良いことが理解され
よう。
第2図を参照すると、多数のシリコンウェハ40が円筒
状中空ドラム42の内面に支持されており、このドラム
42は、使用中、ウェハ40をイオンビームBの経路に
繰り返し通すように回軸される。ビームBはこのように
広い面域、即ち、ドラム42の内面全体を効果的に走査
し、従って1つのウェハ40が受ける平均ビーム出力は
、第1図の装置の場合より小さいものとなる。いずれの
ウェハ40の温度も、平衡状態においては、イオンビー
ムBに通される間に得たエネルギがドラム42の残りの
回転中に放射によって周辺に失われるようなものとなり
、従って平衡温度は、ドラム42の回転中にウェハ42
が通る近傍の全ての表面の平均熱放射率によって決まる
ドラム42と同心でそれぞれドラム42の内側と外側に
ある2つの固定された円筒状ヒートシンク44及び46
と、ドラム42とこれらのヒートシンク44及び46の
各々の間の環状ギャップに枢着された2つの半円筒状の
翼48及び50とによって温度が制御される。ヒートシ
ンク44及び46は、冷却液を通すことによって実質的
に一定の温度に保たれる。イオンビームBは、内側のヒ
ートシンク44の壁に設けられたスロット52から出て
くる。水平面P−Pより下でドラム42に面したヒート
シンク44及び46の面は、ドラム42及びウェハ40
によって放出される波長においてこれらの面が高い放射
率となるように黒くされ、一方、面P−Pより上のドラ
ム42に面したヒートシンクの面は、低放射率の面とな
る。ように光沢仕上げされる。翼48及び50のドラム
42に向いた面は光沢仕上げされ、一方翼48及び50
のそれぞれヒートシンク44又は46に向いた面は黒く
されている。翼48及び50は共通のシャフト(図示せ
ず)によって支持されており。
ドラム42及びウェハ40をヒートシンク44及び46
の黒い下半分からシールドする位置と、ヒートシンク4
4及び46の黒い面が完全に露出する位置との間で約1
80°の角度にわたって一緒に回転できるようになって
いる。
黒い面と光沢仕上げされた面の全放射率の代表値はそれ
ぞれ0.8と0.1であり、従って第2図の装置の操作
時には、ドラム42が回転する度にウェハ40が通過す
る近傍の面の平均放射率は、翼48及び50をそれらの
両端位置間で移動させることにより、約0.1から0.
5まで可変となる。翼48及び5oの移動は、赤外線検
出器(図示せず)によって測定された温度に基づし1て
行なわれ、制御システムは第1図を参照して上記したシ
ステムに類似である。
もしイオンビームBがその幅にわたって(換言すればド
ラム42の回転軸に平行に)非均−強度のものであれば
、半円筒状の翼48及び50に対して適当にカーブした
先端及び後端をもたせることにより、ウェハ40の温度
の非均一性を補償できるこ、とが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、温度制御装置を備えたシリコンウェハ処理装
置を示す概略側面図、そして第2図は、温度制御装置を
備えた別のつ、A処理装置を示す断面図である。 10・・・シリコンウェハ 12・・・支持体14・・
・ヒートシンク 16・・・ヒートシンクの上面 20・・・翼       22・・・シャフト26・
・・駆動機構 28・・・温度制御装置 30・・・赤外線検出器 32惨・・コンピュータ 40・・・シリコンウエノ) 42・・・ドラム B・・・イオンビーム 44.46・・・ヒートシンク 48.50・・・翼 52・・・スロット 鍔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空室内で処理を受けている試料の温度を制御す
    る装置であって、試料を支持する手段と、試料に隣接し
    た少なくとも1つのヒートシンクとを具備している装置
    において、上記ヒートシンク(14、44、46)が試
    料(10)から離されると共に、放射によって試料とヒ
    ートシンクとの間の熱伝達の割合を変更するための手段
    (20、48、50)が試料とヒートシンクとの間に配
    置されたことを特徴とする装置。
  2. (2)上記ヒートシンクの試料に向いた面(16)は、
    試料によって放射される波長の範囲内で高い放射率を有
    しており、上記の放射による変更手段は、少なくとも1
    つの可動素子(20、48、50)を備え、各素子は熱
    放射を著しく反射する面を有していて、上記ヒートシン
    クの面のより大きな一部分又はより小さな一部分を覆う
    ように動くことができる特許請求の範囲第(1)項に記
    載の範囲。
  3. (3)ヒートシンクに隣接して試料を支持するようにし
    て、真空室内で処理を受ける試料の温度を制御する方法
    において、上記試料(10)をヒートシンク(14、4
    4、46)から離し、試料からの放射が入射するヒート
    シンクの表面の実効熱放射率を試料の温度に関連して変
    えることを特徴とする方法。
JP60155878A 1984-07-16 1985-07-15 温度制御装置 Pending JPS6193825A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB848418062A GB8418062D0 (en) 1984-07-16 1984-07-16 Temperature control
GB8418062 1984-07-16

Publications (1)

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JPS6193825A true JPS6193825A (ja) 1986-05-12

Family

ID=10563953

Family Applications (1)

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JP60155878A Pending JPS6193825A (ja) 1984-07-16 1985-07-15 温度制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4619030A (ja)
JP (1) JPS6193825A (ja)
GB (2) GB8418062D0 (ja)

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GB2163898B (en) 1988-08-03
GB8418062D0 (en) 1984-08-22
US4619030A (en) 1986-10-28
GB8517285D0 (en) 1985-08-14
GB2163898A (en) 1986-03-05

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