JPH0740520Y2 - Platen for ion implantation - Google Patents
Platen for ion implantationInfo
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- JPH0740520Y2 JPH0740520Y2 JP1990074133U JP7413390U JPH0740520Y2 JP H0740520 Y2 JPH0740520 Y2 JP H0740520Y2 JP 1990074133 U JP1990074133 U JP 1990074133U JP 7413390 U JP7413390 U JP 7413390U JP H0740520 Y2 JPH0740520 Y2 JP H0740520Y2
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- platen
- ion implantation
- temperature
- wafer
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、イオン注入装置に用いられるイオン注入用
プラテンに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ion implantation platen used in an ion implantation apparatus.
イオン注入装置は、当初原子核物理学の分野で使用され
た荷電粒子加速器から発展し、1970年代に半導体製造装
置として工業用に利用されるようになり、また、半導体
以外へのイオン注入法の活用も進められた。現在ではシ
リコンや化合物半導体への不純物ドーピング用としては
不可欠のものとなり、また、鉄鋼をはじめとする各種金
属からセラミック，ポリマー等の諸材料の表面・表層の
改質用として研究・実用化がさかんである。Ion implanters were developed from charged particle accelerators that were originally used in the field of nuclear physics, and became industrially used as semiconductor manufacturing equipment in the 1970s. Was also advanced. Nowadays, it is indispensable for doping impurities into silicon and compound semiconductors, and research and practical applications are being carried out for modifying the surface and surface layers of various metals such as steel, ceramics, and polymers. Is.
さて、イオン注入法とは、注入したい物質をイオン化さ
せ、そのイオンを選択し、数KeV〜数100KeV（最近ではM
eVクラスもある）まで加速し、その運動エネルギで固体
基板の中に打ち込む技術である。イオン注入装置は、注
入する元素をイオン化しイオンビームとして引き出すイ
オン源系、所定の質量のイオンだけを選別する質量分析
系、所定のエネルギを与える加速系、ウェハをセットし
注入処理を行うエンドステーション部等から構成され、
イオン源系からエンドステーション部までのイオンビー
ムの通路はすべて高真空になっている。Now, the ion implantation method is to ionize a substance to be implanted, select the ions, and then perform several KeV to several 100 KeV (recently M
There is also eV class), and the kinetic energy is used to drive into a solid substrate. The ion implanter is an ion source system that ionizes the elements to be implanted and extracts them as an ion beam, a mass analysis system that selects only ions of a prescribed mass, an acceleration system that imparts prescribed energy, and an end station that sets the wafer and performs the implantation process. It is composed of parts,
The path of the ion beam from the ion source system to the end station is all in high vacuum.
エンドステーション部においてウェハが取り付けられる
部分であるプラテンを第２図に示す。FIG. 2 shows a platen which is a part to which a wafer is attached in the end station part.
第２図は従来のイオン注入用プラテンの概略構造図であ
る。第２図（ａ）は平面図であり、第２図（ｂ）は第２
図（ａ）のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。FIG. 2 is a schematic structural diagram of a conventional ion implantation platen. 2 (a) is a plan view and FIG. 2 (b) is a second view.
It is sectional drawing which followed the BB 'line of FIG.
従来のイオン注入用プラテン11は、内部に溝を形成し冷
媒流路16としている。The conventional ion implantation platen 11 has a groove formed therein to serve as a coolant channel 16.
イオン注入する場合、プラテン11上にクランパ13により
セットされたウェハ14の温度がイオンビームによって上
昇する。ウェハ14の温度が上昇しすぎると、ウェハ14表
面のレジストが融けたりして様々な問題が生じるため、
プラテン11内部の冷媒流路16に冷媒ａを循環して冷却を
行っている。また、ウェハ14の冷却効果を上げるため
に、冷媒ａの量を増やすことや冷媒ａの温度を下げるこ
とが行われている。When ion implantation is performed, the temperature of the wafer 14 set by the clamper 13 on the platen 11 is raised by the ion beam. If the temperature of the wafer 14 rises too much, the resist on the surface of the wafer 14 will melt and various problems will occur,
The cooling medium a is circulated in the cooling medium passage 16 inside the platen 11 for cooling. Further, in order to enhance the cooling effect of the wafer 14, the amount of the coolant a is increased and the temperature of the coolant a is decreased.
しかしながら、上記従来の構成では、ウェハ14の冷却効
果を高めるために、冷媒流路16内の冷媒ａの量を増やそ
うとしても、圧損の関係から限界がある。また、冷媒ａ
の量を増やし、冷媒ａの温度を下げても、冷媒流路16の
内壁と冷媒ａとの境膜伝熱係数が支配的になり、あまり
効果がない。However, in the above-described conventional configuration, even if the amount of the coolant a in the coolant channel 16 is increased in order to enhance the cooling effect of the wafer 14, there is a limit due to the pressure loss. Also, the refrigerant a
Even if the amount of is increased and the temperature of the refrigerant a is decreased, the boundary film heat transfer coefficient between the inner wall of the refrigerant channel 16 and the refrigerant a becomes dominant, which is not very effective.
さらに、プラテン11を大気の露点以下にさげると、ウェ
ハ14の取り替え等の際にプラテン11に大気の浸入による
結露が生じるため、その後、チャンバー内を真空にする
ときに真空度が上がらなくなる。Further, if the platen 11 is lowered below the dew point of the atmosphere, dew condensation occurs due to the invasion of the atmosphere into the platen 11 when the wafer 14 is replaced, etc., so that the degree of vacuum will not rise when the chamber is evacuated thereafter.
この考案の目的は、ウェハの冷却効果を高めるとともに
結露することのないイオン注入用プラテンを提供するこ
とである。An object of the present invention is to provide an ion implantation platen which enhances the cooling effect of the wafer and does not cause dew condensation.
この考案のイオン注入用プラテンは、放熱部が冷媒流路
内に露呈し吸熱部が表面近傍に位置する電子冷却素子を
埋設し、さらに冷媒流路に露呈したフィンを放熱部に設
けたことを特徴とする。In the platen plate for ion implantation of the present invention, the heat dissipation part is exposed in the coolant passage, the heat absorbing part is embedded in the electronic cooling element located near the surface, and the fin exposed in the coolant passage is provided in the heat dissipation part. Characterize.
この考案の構成によれば、イオン注入用プラテンに埋設
した電子冷却素子により、放熱部の熱は冷媒通路を流れ
る冷媒に伝熱され、冷媒の熱はイオン注入用プラテンの
系外に放熱されるので、吸熱部の温度を下げることがで
き、また印加電圧により、放熱部と吸熱部との温度差を
調整することができるため、イオン注入用プラテンの表
面近傍の温度を放熱部が露呈した冷媒流路内の温度より
も低温にすることができる。According to the configuration of the present invention, the heat of the heat dissipation portion is transferred to the refrigerant flowing through the refrigerant passage by the electronic cooling element embedded in the ion implantation platen, and the heat of the refrigerant is radiated to the outside of the system of the ion implantation platen. Therefore, the temperature of the heat absorbing portion can be lowered, and the temperature difference between the heat radiating portion and the heat absorbing portion can be adjusted by the applied voltage, so that the temperature near the surface of the ion implantation platen is exposed by the heat radiating portion. The temperature can be lower than the temperature in the channel.
また、イオン注入用プラテンが大気に触れる際には、そ
の前に電子冷却素子の印加電圧を逆にして、イオン注入
用プラテンの表面近傍の温度を露点よりも高温にするこ
とにより、イオン注入用プラテンに結露を発生すること
がない。さらに放熱部にフィンを設けているため、放熱
部と冷媒との熱交換が効率的に行なえるので、ウエハの
冷却効果をより一層高めることができる。Also, before the ion implantation platen comes into contact with the atmosphere, the voltage applied to the electronic cooling element is reversed before the ion implantation platen is heated to a temperature near the surface of the ion implantation platen above the dew point. No condensation on the platen. Furthermore, since the fins are provided in the heat radiating portion, heat can be efficiently exchanged between the heat radiating portion and the coolant, so that the wafer cooling effect can be further enhanced.
〔実施例〕 この考案の一実施例を第１図に基づいて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第１図はこの考案の一実施例のイオン注入用プラテンの
概略構造図である。第１図（ａ）は平面図であり、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）Ａ−Ａ′線に沿った断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic structural diagram of an ion implantation platen according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view,
FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A.
第１図に示すように、イオン注入用プラテン１上にウェ
ハ４をクランパ３によりセットして冷媒流路６内に冷媒
ａを循環させてイオン注入を行うのは、従来と同じであ
る。As shown in FIG. 1, it is the same as in the prior art that the wafer 4 is set on the ion implantation platen 1 by the clamper 3 and the coolant a is circulated in the coolant channel 6 to perform the ion implantation.
このイオン注入用プラテン１は、冷媒流路６の上に電子
冷却素子２を埋設している。この電子冷却素子２は、ペ
ルチェ効果を利用した冷却能力を有する電子デバイスで
あり、放熱部が冷媒流路６内に露呈し、吸熱部がプラテ
ン１の表面近傍の内面に密着するように取り付けられて
いる。なお、ウェハ４の冷却効果をより高めるために、
冷媒流路６内に露呈した電子冷却素子２の放熱部にフィ
ン５を取り付けている。In this ion implantation platen 1, an electronic cooling element 2 is embedded on a coolant channel 6. The electronic cooling element 2 is an electronic device having a cooling capacity utilizing the Peltier effect, and the heat radiating portion is exposed in the coolant channel 6, and the heat absorbing portion is attached so as to be in close contact with the inner surface near the surface of the platen 1. ing. In order to enhance the cooling effect of the wafer 4,
The fins 5 are attached to the heat radiating portions of the electronic cooling element 2 exposed in the coolant flow path 6.
この電子冷却素子２の放熱部と吸熱部との温度差は印加
電圧を調整することにより変えられる。すなわち、電子
冷却素子２の印加電圧を調整することにより、吸熱部が
密着しているプラテン１の表面近傍の温度を、放熱部が
露呈している冷媒流路６内の冷媒ａの温度よりも低温に
冷却することができる。この結果、プラテン１上にセッ
トされたウェハ４の冷却効果が高められる。The temperature difference between the heat radiating portion and the heat absorbing portion of the electronic cooling element 2 can be changed by adjusting the applied voltage. That is, by adjusting the voltage applied to the electronic cooling element 2, the temperature in the vicinity of the surface of the platen 1 to which the heat absorbing portion is closely attached is set to be lower than the temperature of the refrigerant a in the refrigerant flow path 6 where the heat radiating portion is exposed. Can be cooled to low temperature. As a result, the cooling effect of the wafer 4 set on the platen 1 is enhanced.
また、電子冷却素子２の印加電圧の正負を逆にすること
により、放熱部と吸熱部とが逆になり、プラテン１の温
度を上げることができる。このようにしてウェハ14の取
り替え等の際に、プラテン１の温度を上げるため、プラ
テン１に結露することもない。Further, by inverting the positive and negative of the voltage applied to the electronic cooling element 2, the heat radiating portion and the heat absorbing portion are reversed, and the temperature of the platen 1 can be increased. In this way, when the wafer 14 is replaced, the temperature of the platen 1 is raised, so that dew condensation does not occur on the platen 1.
この考案のイオン注入用プラテンは、埋設した電子冷却
素子により、放熱部の熱は冷媒通路を流れる冷媒に伝熱
され、冷媒の熱はイオン注入用プラテンの系外に放熱さ
れるので、吸熱部の温度を下げることができ、また印加
電圧により、放熱部と吸熱部との温度差を調整すること
ができるため、イオン注入用プラテンの表面近傍の温度
を放熱部が露呈した冷媒流路内の温度よりも低温にする
ことができる。この結果、イオン注入用プラテン上にセ
ットされたウェハの冷却効果をより高めることができ
る。In the ion implantation platen of the present invention, the heat of the heat dissipation portion is transferred to the refrigerant flowing through the refrigerant passage by the embedded electronic cooling element, and the heat of the refrigerant is dissipated outside the system of the ion implantation platen. The temperature difference between the heat radiating part and the heat absorbing part can be adjusted by the applied voltage, so that the temperature in the vicinity of the surface of the ion implantation platen in the coolant channel exposed by the heat radiating part can be adjusted. It can be lower than the temperature. As a result, the cooling effect of the wafer set on the ion implantation platen can be further enhanced.
また、イオン注入用プラテンが大気に触れる際には、そ
の前に電子冷却素子の印加電圧を逆にして、イオン注入
用プラテンの表面近傍の温度を露点よりも高温にするこ
とにより、イオン注入用プラテンに結露を発生すること
がない。さらに放熱部にフィンを設けているため、放熱
部と冷媒との熱交換が効率的に行なえるので、ウエハの
冷却効果をより一層高めることができる。Also, before the ion implantation platen comes into contact with the atmosphere, the voltage applied to the electronic cooling element is reversed before the ion implantation platen is heated to a temperature near the surface of the ion implantation platen above the dew point. No condensation on the platen. Furthermore, since the fins are provided in the heat radiating portion, heat can be efficiently exchanged between the heat radiating portion and the coolant, so that the wafer cooling effect can be further enhanced.
第１図はこの考案の一実施例のイオン注入用プラテンの
概略構造図、第２図は従来のイオン注入用プラテンの概
略構造図である。 １……イオン注入用プラテン、２……電子冷却素子、５
……フィン、６……冷媒流路FIG. 1 is a schematic structural diagram of an ion implantation platen according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic structural diagram of a conventional ion implantation platen. 1 ... Ion implantation platen, 2 ... Electronic cooling element, 5
...... Fins, 6 …… Refrigerant flow path
Claims (1)
おいて、放熱部が前記冷媒流路内に露呈し吸熱部が表面
近傍に位置する電子冷却素子を埋設し、前記冷媒流路に
露呈したフィンを前記放熱部に設けたことを特徴とする
イオン注入用プラテン。1. An ion implantation platen having a refrigerant flow path, wherein a heat dissipation part is exposed in the refrigerant flow path, and an endothermic part is embedded in an electronic cooling element located near the surface, and exposed to the refrigerant flow path. A platen for ion implantation, wherein a fin is provided on the heat dissipation portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990074133U JPH0740520Y2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Platen for ion implantation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990074133U JPH0740520Y2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Platen for ion implantation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433651U JPH0433651U (en) | 1992-03-19 |
| JPH0740520Y2 true JPH0740520Y2 (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=31613562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990074133U Expired - Lifetime JPH0740520Y2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Platen for ion implantation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740520Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6434752U (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP1990074133U patent/JPH0740520Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433651U (en) | 1992-03-19 |
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