JPS64782B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はイオンビームドライエツチング装置や
荷電粒子線露光装置等の被処理材料の冷却保持装
置に関する。

例えば、イオンビームドライエツチング装置等
においては被処理材料を変形なく保持しなければ
ならないと同時に処理材料の加熱を防止する必要
があるが、これらの装置は材料の処理が減圧下
（例えば真空中）で行なわれるため、精密な材料
保持と効率の良い冷却を両立させることは大変に
難しい。

［従来技術］ 第１図及び第２図は従来使用されている材料保
持装置の一例を示す断面図で、先ず第１図に示す
ように熱伝導の良好な金属材料を使用した材料固
定用のホルダー１の上に弾性を有する軟質材料
（例えばシリコンゴム）２を載せる。該ホルダー
には排気用の溝３が設けてあり、該溝は貫通孔４
によりホルダーの下側と連通している。上記軟質
材料には多数の小孔５が穿つてあり、該小孔は前
記ホルダーの排気溝と連通している。被処理材料
６は前記軟質材料２の上に載置され、吸引治具７
に前記ホルダーを載せて適宜な真空ポンプにより
該治具内を排気すると前記ホルダーの貫通孔４、
溝３及び軟質材料２の小孔５内の空気は排除さ
れ、ホルダー１、軟質材料２及び被処理材料６が
密着して一体化する。前記ホルダー１の上面、軟
質材料２の両面及び被処理材料の面は充分に研磨
され光沢があり、表面に凹凸がないので、夫々は
強い吸着状態を保持し、前記治具内の排気を止め
て内部に空気を流入させても３者の分離は生じな
い。そこで、第２図に示すように一体化されたホ
ルダー、軟質材料及び被処理材料をイオンドライ
エツチング装置等の処理室内の冷却テーブル８に
金具９により取付け、該テーブル内に冷却水を導
入すると被処理材料６は冷却されながら処理が行
なわれることになる。この時、ホルダーや被処理
材料の周囲を減圧状態にしても前記３者は吸着し
合つたままであり、被処理材料がはがれ落ちるこ
とはない。

しかしながら、上記従来の装置では材料ホルダ
ー１を被処理材料の交換毎にテーブル８より取外
し、治具７上に載せ換えねばならないので、操作
が極めて厄介で自動化が困難であり、且つテーブ
ルからの熱吸収がホルダーを介しての間接的なも
のとなるため、接触による熱伝導の低下は防ぎ得
ず、冷却効率が悪いと言う欠点がある。

［発明の目的］ 本発明は上記従来の欠点を解消することを目的
とするもので、操作性と熱伝導の効率を両立させ
ることの可能な材料保持装置を提供する。

［発明の構成］ 本発明の構成は内部に空洞部を有し且つ上面に
該空洞部に通ずる多数の小孔を有するホルダー、
該ホルダーの上に載せられ前記小孔と連通する小
孔を有したシート状の弾性部材、該弾性部材上に
載置される被処理材料、前記空洞部内に配置され
前記小孔を閉鎖するシール部材を保持した移動
板、該シール部材による小孔の開閉を行なうため
に該移動板を空洞部内で移動させる機構、前記空
洞部内を排気する手段及び前記空洞部内に冷却又
は恒温流体を導入する手段を備えている材料保持
装置に特徴がある。

［実施例］ 以下本発明を図面に示した実施例に基づき説明
する。

第３図乃至第６図はその一実施例を示すもの
で、１０はイオンドライエツチング装置等の処理
室を示している。１１は被処理材料のホルダーで
処理室内に置かれている。該ホルダーは実際には
所望の移動機構によりＸ、Ｙ移動、回転及び傾斜
ができる構造になつている。このホルダーの内部
は空洞１２になつており、この空洞部内に移動板
１３が配置されている。又、ホルダー１１の上面
には空洞部１２まで達する小孔１４が多数穿つて
あり（第５図参照）、更に該ホルダー上にはシリ
コンゴム等の弾性を有するシート状の軟質材料１
５が載置されている。この軟質材料にも多数の小
孔１６が穿つてあり、前記ホルダーの小孔と連通
している。前記軟質材料１５の上には被処理材料
１７が置かれている。前記移動板には小孔に対応
する位置に球形のシール部材１８が多数保持して
あり、移動板を上方に移動させることにより該球
形のシール部材が各小孔の端部を塞ぐ構成となつ
ている。該球形シールの構造は第６図に示してあ
る。球形シール１８は移動板１３を摺動自在に貫
通するシールピン１９に固定されており、又該シ
ールピンはばね２０により上方に押し上げられて
いる。第６図は球形シールが丁度シール状態、つ
まり小孔の端部を閉鎖した状態を示している。第
３図及び第４図に戻つて、移動板の中央部下面に
は駆動用の筒状体２１が固定してあり、該筒状体
はホルダー１１の筒状部２２を気密を保つて貫通
し、下方に突出している。前記筒状体２１の内部
及び該筒状体とホルダーの筒状部２２との間は冷
却又は恒温流体の通路及び真空排気の通路として
利用される。２３は冷却流体の導入パイプであ
り、処理室１０を通して外部に取出され、バルブ
２４を介して流体導入源に接続している。又、２
５は冷却流体の排出パイプであり、該パイプも処
理室１０を貫通して外部に取出され、バルブ２６
を介して廃液槽に導かれ、又は流体導入源に戻さ
れる。前記導入パイプにはバルブ２７を介して真
空ポンプ２８が接続され、前記パイプ２３を通し
て空洞部１２内の排気が行なえる。前記筒状体２
１の下端は偏心カム２９などの駆動源に接続して
おり、該カムを回転させると筒状体は第３図と第
４図に示す間で移動し、移動板１３は上下に移動
され、球形シール１８の開閉が行なわれる。即
ち、第３図は移動板１３が最下端の状態であり、
シール１８は下方に位置し、小孔１４の下端は開
放の状態である。これに対し、第４図は移動板が
最上端にあり、球形シール１８により各小孔は閉
鎖されている。

３０は処理室１０の排気用真空ポンプであり、
パイプ３１及びバルブ３２を介して処理室に連絡
している。該パイプの途中にはリークバルブ３３
が接続されている。

このような装置において、先ず移動板１３を最
下端の位置に置き、リークバルブ３３を開、バル
ブ３２を閉の状態にして処理室１０内の真空を破
り、軟質材料１５上に被処理材料１７を設置す
る。次に、冷却流体導入用のバルブ２４及び２６
を閉の状態にし、バルブ２７を開にして真空ポン
プ２８によりホルダー１１の空洞部１２内を排気
する（第３図の状態）。この排気により処理室１
０内の大気圧により被処理材料は空洞方向に強く
押圧され、その結果ホルダー１１、軟質材料１５
及び被処理材料１７は吸着により一体化され、該
被処理材料はホルダーに保持される。この状態に
おいて、第４図に示すように偏心カムを回転して
移動板１３を最上端に移動させると、球形シール
１８が各小孔の下端を閉鎖し、小孔１４及び１６
内の真空を保持する。そこで、バルブ２７を閉、
２４及び２６を開にして導入源より任意な冷却ガ
スを空洞部１２内に導入するとホルダー１１及び
軟質材料１５を介して被処理材料１７は冷却状態
になる。その後、リークバルブ３３を閉にし、バ
ルブ３２を開にすれば真空ポンプ３１による処理
室１０内の排気がなされ、被処理材料は所望の処
理がなされる。処理の終了した材料を交換する場
合は、バルブ２４，２６及び３２を閉じ、リーク
バルブ３３を開にして処理室内を大気に戻し、次
いで偏心カム２９を回転して移動板１３を下げ
る。これにより、球形シール１８は小孔の閉鎖を
解除するので空洞内に残存する冷却ガスの圧力が
各小孔１４，１６を通して被処理材料の背面に圧
力を掛けるので、該被処理材料は軟質材料１５か
ら剥離する。

以上の動作は偏心カム２９と各バルブの操作の
みで行なえ、且つ従来のように治具などを使用し
ないので、取扱いは簡単であると同時にホルダー
１１が直接冷却されるので被処理材料の冷却効率
は極めて良好である。

第７図乃至第９図は本発明の他の実施例であ
り、第３図乃至第６図の実施例と同一符号は同様
な構成物を示している。この実施例は被処理材料
の大きさが種々異なる場合でも利用できるように
構成したもので、球形シール部の構造と移動板の
駆動機構の部分のみが相違している。第７図にお
いて１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅは
各種の被処理材料を示し、小さな材料、例えば１
７ａの場合中央部の小孔を除く小孔は材料の吸着
に寄与しないばかりか空洞部１２と処理室１０と
の間のシールができなくなるので、該吸着に使用
される小孔以外の小孔は常に閉鎖しておく必要が
ある。そのため、夫々同心円上にある球形シール
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅは中央
部から外側に行くに従つて一定の間隔でホルダー
１１の上壁に近くなるように構成してある。又駆
動機構は回転ローラ３４と階段状板３５からな
り、該階段状板を矢印方向に移動させることによ
り、任意なシールを行なうことが可能である。第
８図は被処理材料として１７ｃを用いた場合であ
り、階段状板はＣのステツプが選択され、全閉の
位置と該Ｃの位置との間で移動がなされる。全閉
の位置に移動板を移動した場合は第４図と同様な
状態になることは勿論である。第９図はシール部
分の拡大図で１８ｅと１８ｄは小孔１４を閉鎖し
ているが１８ｃは未だ閉鎖するまで上方に移動さ
れていない。図から解るように、各シールのシー
ルピン１９ｅ，１９ｄ，１９ｃ……の長さが異な
つている。

この構成となせば、どのような大きさの被処理
材料でも処理可能となり、実用上有益である。

［効果］ 以上詳説したように、本発明では被処理材料の
ホルダーと冷却テーブルとを別々にせずに、直接
ホルダーに被処理材料を載せる構成であるから冷
却効率は極めて良好であり、又シールピンが移動
板に垂直方向に取付けられているので、冷却流体
がそれらの間を容易に通過でき且つホルダーとの
接触面も充分に確保でき、更に適当な乱流が生ず
るので冷却効率は益々良好になる。更に被処理材
料の固定手段と冷却手段とが兼用されているの
で、複雑な部品は不要で、しかも相互の機能は阻
害せず、更には被処理材料をホルダーに載せるだ
けで後は外部から操作できるので、取り扱いが容
易で且つ操作の自動化が可能である。

尚、上記は本発明の実施例であり、実用上は
種々の変更が可能である。例えば、上記はイオン
ドライエツチング装置を例に説明したが、冷却を
必要とする装置であればどのような装置にも適用
可能である。又、冷却のみでなく加熱を含む被処
理材料の恒温に使用しても良い。更に又、冷却や
恒温流体としては使用雰囲気が真空内でなければ
ガスのみでなく、液体であつても良い。更に又、
小孔は図示のような形状、数、分布に限られず任
意に変更し得るし、シール部材は移動板に摺動可
能に取付ける必要はなく固定しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の装置を説明するため
の断面図、第３図乃至第６図は本発明の一実施例
を示す図、第７図乃至第９図は本発明の他の実施
例を示す図である。 １１：被処理材料のホルダー、１２：空洞部、
１３：移動板、１４，１６：小孔、１５：シート
状軟質材料、１７：被処理材料、１８：球形シー
ル、１９：シールピン、２０：ばね、２１：筒状
体、２２：筒状部、２３，２５：パイプ、２４，
２６，２７，３２：バルブ、２８，３１：真空ポ
ンプ、２９：偏心カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に空洞部を有し且つ上面に該空洞部に通
   ずる多数の小孔を有するホルダー、該ホルダーの
   上に載せられ前記小孔と連通する小孔を有したシ
   ート状の弾性部材、該弾性部材上に載置される被
   処理材料、前記空洞部内に配置され前記小孔を閉
   鎖するシール部材を保持した移動板、該シール部
   材による小孔の開閉を行なうために該移動板を空
   洞部内で移動させる機構、前記空洞部内を排気す
   る手段及び前記空洞部内に冷却又は恒温流体を導
   入する手段を備えていることを特徴とする材料保
   持装置。 ２ 前記シール部材の空洞部上壁との間隔を同心
   円的に異ならせ、前記移動板の移動範囲を複数段
   に切換え可能に構成した特許請求の範囲第１項記
   載の材料保持装置。 ３ 前記空洞部に導入する冷却又は恒温流体の導
   入経路の一部を兼用して空洞部内の排気を行なう
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の材料保持
   装置。