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JP4839123B2 - Rear electron impact heating device - Google Patents

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JP4839123B2
JP4839123B2 JP2006109446A JP2006109446A JP4839123B2 JP 4839123 B2 JP4839123 B2 JP 4839123B2 JP 2006109446 A JP2006109446 A JP 2006109446A JP 2006109446 A JP2006109446 A JP 2006109446A JP 4839123 B2 JP4839123 B2 JP 4839123B2
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俊彦 小笠原
重崇 芳賀
邦明 三浦
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Sukegawa Electric Co Ltd
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Sukegawa Electric Co Ltd
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Description

本発明は、半導体ウエハ等の加熱物を高温に加熱する加熱装置に関し、特に加速した電子を加熱プレートにその背後から衝突させて加熱プレートを発熱させる形式の背面電子衝撃加熱装置であって、加熱プレートとアースとの電気的な導通性に優れたものに関する。   The present invention relates to a heating device that heats a heated object such as a semiconductor wafer to a high temperature, and in particular, it is a backside electron impact heating device of a type that heats a heating plate by colliding accelerated electrons with the heating plate from behind. The present invention relates to a material having excellent electrical continuity between a plate and ground.

半導体ウェハ等の処理プロセスにおいて、その半導体ウェハ等の板状部材を加熱するための加熱手段として、加速した電子を加熱プレートの背後に衝突させて加熱プレートを発熱させる形式の背面電子衝撃加熱装置が使用されている。この背面電子衝撃加熱装置では、フィラメントに通電することにより発生した熱電子を高電圧で加速し、この熱電子を加熱プレートの背後に衝突させて、加熱プレートを発熱させる。そしてこの加熱プレートの上に載せた板体を加熱する。   As a heating means for heating a plate-like member such as a semiconductor wafer in a processing process of a semiconductor wafer or the like, there is a back surface electron impact heating device of a type in which accelerated electrons collide behind the heating plate to generate heat. in use. In this backside electron impact heating device, the thermoelectrons generated by energizing the filament are accelerated at a high voltage, and the thermoelectrons collide behind the heating plate to cause the heating plate to generate heat. Then, the plate placed on the heating plate is heated.

図5は、背面電子衝撃加熱装置の従来例を示す図である。同図に示す通り、ステンレス鋼等の金属からなるテーブル26の周辺部分に真空チャンバ24の周辺部分が載せられ、気密に固定されている。テーブル26の中には、冷却液通路27が形成され、この冷却液通路27に水等の冷却液を通すことにより、テーブル26が冷却される。   FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of a backside electron impact heating device. As shown in the figure, the peripheral portion of the vacuum chamber 24 is placed on the peripheral portion of the table 26 made of a metal such as stainless steel, and is airtightly fixed. A cooling liquid passage 27 is formed in the table 26, and the table 26 is cooled by passing a cooling liquid such as water through the cooling liquid passage 27.

このテーブル26の上には、前記真空チャンバ24の中に加熱容器21が設置されている。この加熱容器21は、下面が開いた容器状のものであって、シリコンウエハ等の薄形板状の加熱物を載せる天板が平坦な加熱プレート22となったものである。より具体的には、加熱容器21は、加熱プレート22が天板となってその上面側が閉じられ、加熱プレート22の周囲の下方には、下面側が開口した円筒形状の周壁33が設けられている。加熱容器21の周壁33の下端部はフランジ状になっており、このフランジ部分が真空シール材28を挟んでテーブル26の上面に当てられると共に、フランジ部分の上に当てられた環状の導電性座金36を介して押え金具35により固定される。これにより、加熱容器21とテーブル26は電気的に導通した状態で前記真空シール材28により気密にシールされる。テーブル26は接地され、従って加熱容器21も接地される。   On the table 26, a heating container 21 is installed in the vacuum chamber 24. The heating container 21 is a container having an open bottom surface, and a top plate on which a thin plate-like heating object such as a silicon wafer is placed becomes a flat heating plate 22. More specifically, the heating container 21 has a heating plate 22 as a top plate, the upper surface side thereof is closed, and a cylindrical peripheral wall 33 having an opening on the lower surface side is provided below the periphery of the heating plate 22. . The lower end portion of the peripheral wall 33 of the heating container 21 has a flange shape, and this flange portion is applied to the upper surface of the table 26 with the vacuum seal material 28 interposed therebetween, and an annular conductive washer applied on the flange portion. It is fixed by a presser fitting 35 through 36. As a result, the heating container 21 and the table 26 are hermetically sealed by the vacuum sealing material 28 in an electrically conductive state. The table 26 is grounded, and thus the heating vessel 21 is also grounded.

このような加熱容器21の材質としては、黒鉛等の導電体が使用される。これに対し、加熱容器21がアルミナや窒化珪素のようなセラミックで絶縁体からなる場合は、その加熱プレート22の内面や周壁33とその下部フランジの内外の全面をメタライズして導体膜を形成し、この導体膜を前記導電性座金36、押え金具35及びテーブル26を介して接地する。   As a material of such a heating container 21, a conductor such as graphite is used. On the other hand, when the heating container 21 is made of an insulating material such as alumina or silicon nitride, the inner surface of the heating plate 22 or the entire inner surface of the peripheral wall 33 and the lower flange thereof is metalized to form a conductor film. The conductor film is grounded via the conductive washer 36, the presser fitting 35 and the table 26.

さらに、この加熱容器21の内部には、テーブル26から支柱34が立設され、この支柱34の上端側に平板状のホルダ32が支持されている。さらにこのホルダ32からフィラメント支持柱37が立設され、このフィラメント支持柱37にフィラメント29が取り付けられている。このフィラメント29は、加熱容器21の中でその加熱プレート22の背後に設けられている。またこのフィラメント29には、フィラメント加熱電源30が接続されている。さらに、このフィラメント29と加熱プレート22との間には、加熱容器21、導電性座金36、押え金具35及びテーブル26を介して電子加速電源31により加速電圧が印加される。前述したように、加熱プレート22を有する加熱容器21は接地されているので、フィラメント29に対して正電位に保持される。   Further, a support column 34 is erected from the table 26 inside the heating container 21, and a plate-shaped holder 32 is supported on the upper end side of the support column 34. Further, a filament support column 37 is erected from the holder 32, and a filament 29 is attached to the filament support column 37. The filament 29 is provided behind the heating plate 22 in the heating container 21. A filament heating power source 30 is connected to the filament 29. Further, an acceleration voltage is applied between the filament 29 and the heating plate 22 by the electron acceleration power source 31 via the heating container 21, the conductive washer 36, the presser fitting 35 and the table 26. As described above, since the heating vessel 21 having the heating plate 22 is grounded, it is held at a positive potential with respect to the filament 29.

前記フィラメント支持柱37の中間部には、フィラメント29の下方に位置するようにリフレクタ23が取り付けられている。このリフレクタ23は、フィラメント支持柱37を介してフィラメント29に導通しており、同フィラメント29と同電位のマイナス電位とされる。   A reflector 23 is attached to an intermediate portion of the filament support column 37 so as to be positioned below the filament 29. The reflector 23 is electrically connected to the filament 29 through the filament support column 37 and has a negative potential that is the same as that of the filament 29.

このような背面電子衝撃加熱装置では、フィラメント29と加熱プレート22との間に電子加速電源31により一定の高電圧の加速電圧を印加すると共に、フィラメント加熱電源30によりフィラメント29に通電すると、フィラメント29から熱電子があらゆる方向に放出される。ここで、下に向かった熱電子もマイナス電位のリフレクタ23によって反射されるので、結果的にフィラメント29から上下方向に放出された殆どの熱電子は前記加速電圧により加速されて加熱プレート22の下面に衝突する。この電子衝撃により加熱プレート22が加熱される。加熱プレート22に生じる熱は、フィラメント29の下方に設けられたリフレクタ23により反射され、出来る限り熱が不要な個所に拡散するのが防止される。加熱プレート22に衝突した電子は、加熱容器21の周壁33から導電性座金36、押え金具35、テーブル26を介してアースに流れる。   In such a backside electron impact heating device, a constant high voltage acceleration voltage is applied between the filament 29 and the heating plate 22 by the electron acceleration power source 31, and when the filament 29 is energized by the filament heating power source 30, the filament 29 Thermoelectrons are emitted from all directions. Here, the downwardly moving thermoelectrons are also reflected by the reflector 23 having a negative potential, and as a result, most of the thermoelectrons emitted from the filament 29 in the vertical direction are accelerated by the accelerating voltage, and the lower surface of the heating plate 22 Collide with. The heating plate 22 is heated by this electron impact. The heat generated in the heating plate 22 is reflected by the reflector 23 provided below the filament 29, so that the heat is prevented from diffusing to an unnecessary part as much as possible. Electrons that collide with the heating plate 22 flow from the peripheral wall 33 of the heating container 21 to the ground via the conductive washer 36, the presser fitting 35, and the table 26.

加熱容器21の内側はフィラメント29から熱電子を発生させて、これを高速で加熱プレート22の下面に衝突させることから、高真空に保たれなければならない。加熱容器21として最も一般的に使用される黒鉛はポーラスであり、約30%の気孔率を有している。このことから、黒鉛だけで加熱容器21を形成した場合、加熱容器21の外側のガスが加熱容器21の内部を通って加熱容器21の内側に流れるため、加熱容器21の中の高真空雰囲気が保てない。   Since the inside of the heating container 21 generates thermoelectrons from the filament 29 and collides with the lower surface of the heating plate 22 at a high speed, it must be kept at a high vacuum. The graphite most commonly used as the heating container 21 is porous and has a porosity of about 30%. For this reason, when the heating container 21 is formed of only graphite, the gas outside the heating container 21 flows inside the heating container 21 through the inside of the heating container 21, so that a high vacuum atmosphere in the heating container 21 is generated. I can't keep it.

そこで、加熱容器21の全表面に化学的気相堆積法(CVD法)により熱分解生成炭素皮膜をコーティングして使用している。熱分解生成炭素皮膜はパイロティックカーボンと呼ばれ、非常に緻密な被膜であるため、ガスの透過が無くなり、ポーラスな黒鉛加熱容器内を高真空雰囲気に維持するのに有効である。   In view of this, the entire surface of the heating vessel 21 is coated with a pyrolytic carbon film by chemical vapor deposition (CVD). The pyrolysis-generated carbon film is called pyrotic carbon, and is a very dense film. Therefore, the gas film does not permeate and is effective for maintaining a porous graphite heating vessel in a high vacuum atmosphere.

ところが、熱分解生成炭素皮膜はその方向によって物性が違っており、表1の通りである。この表1から明らかなように、熱分解生成炭素皮膜は、その厚さ方向は電気抵抗が高く、その面方向ではステンレス鋼の数倍の導電性を示す。厚さ方向と面方向の比抵抗の比は3桁以上にも達する。これは被膜の厚さ方向に電気を流すときは、面方向に流す場合にくらべて極めて電気抵抗が高くなるということを意味する。   However, the pyrolytic carbon film has different physical properties depending on its direction, as shown in Table 1. As is apparent from Table 1, the pyrolytically produced carbon film has a high electrical resistance in the thickness direction, and exhibits conductivity several times that of stainless steel in the surface direction. The ratio of the resistivity in the thickness direction to the surface direction reaches 3 digits or more. This means that when electricity flows in the thickness direction of the film, the electrical resistance becomes extremely higher than when electricity flows in the surface direction.

Figure 0004839123
Figure 0004839123

前述したように、加熱容器21は、加速された熱電子で天板である加熱プレート22を加熱する一方で、周壁33の下端のフランジ部分が冷却されなければ、耐熱性に限界のある真空シール材28によって加熱容器21の内部を真空に保つことが出来ない。そのため、フランジ部分は導電性座金36を介して水冷機構37が付いた押え金具35で押えられ、テーブル26にも冷却機構27が設けられている。従って、導電性セラミックである黒鉛からなる加熱容器21の熱膨張係数は小さいものの、使用されている状態では熱膨張により歪みが生じる。   As described above, the heating container 21 heats the heating plate 22 that is the top plate with accelerated thermoelectrons, while the lower end flange portion of the peripheral wall 33 is not cooled. The material 28 cannot keep the inside of the heating container 21 in a vacuum. For this reason, the flange portion is pressed by a press fitting 35 having a water cooling mechanism 37 through a conductive washer 36, and the table 26 is also provided with a cooling mechanism 27. Therefore, although the thermal expansion coefficient of the heating container 21 made of graphite, which is a conductive ceramic, is small, distortion occurs due to thermal expansion when in use.

熱歪みが生じた状態で加熱容器21の下部フランジ部を導電性座金36を介して押え金具35によって強く押さえ付けると、金属に比べて弾力性に乏しく、脆弱材である黒鉛からなる加熱容器21は、破壊されるおそれがある。そこで加熱容器21の下端のフランジ部分とテーブル26との間に僅かに隙間を設けると共に、その間にゴム製のOリング等の真空シール材28を挟み、この弾性力を利用して真空シールしている。   When the lower flange portion of the heating container 21 is strongly pressed by the presser fitting 35 via the conductive washer 36 in a state where thermal distortion has occurred, the heating container 21 is made of graphite which is weaker than graphite and is less elastic. May be destroyed. Therefore, a slight gap is provided between the flange portion at the lower end of the heating container 21 and the table 26, and a vacuum seal material 28 such as a rubber O-ring is sandwiched between them, and this elastic force is used for vacuum sealing. Yes.

しかしながら、Oリング等の真空シール材28の弾力により加熱容器21のフランジ部分を導電性座金36を介して押え金具でテーブル26に押さえ付けているため、加熱容器21、導電性座金36、押え金具35及びテーブル26に至る電流の流路の電気的抵抗が不安定になりやすい。真空シール材28の弾力を増強して前記部材を押さえ付ける圧力を増大させれば電気的接触抵抗の安定化は図れるが、真空シール材28の弾力の増強には自ずと限度がある。特に、熱応力で歪んだ加熱容器21を破損することが無いようにシール出来る真空シール材28はシリコーン系やフッ素系の樹脂に限られる。これらの材料からなるシール材は金属製のシール材に比べて弾性による反発力が小さく、加熱容器21、導電性座金36、押え金具35及びテーブル26のそれぞれの電気的接触抵抗を小さくするためには向いていない。   However, since the flange portion of the heating vessel 21 is pressed against the table 26 by the presser fitting via the conductive washer 36 by the elasticity of the vacuum seal material 28 such as an O-ring, the heating vessel 21, the conductive washer 36, the presser fitting The electrical resistance of the current flow path leading to 35 and the table 26 tends to become unstable. If the elasticity of the vacuum sealing material 28 is increased to increase the pressure for pressing the member, the electrical contact resistance can be stabilized. However, the elasticity of the vacuum sealing material 28 is naturally limited. In particular, the vacuum sealing material 28 that can be sealed so as not to damage the heating container 21 distorted by thermal stress is limited to silicone-based or fluorine-based resins. The sealing material made of these materials has less repulsive force due to elasticity compared to a metal sealing material, and in order to reduce the respective electrical contact resistances of the heating container 21, the conductive washer 36, the presser fitting 35 and the table 26. Is not suitable.

特にこの背面電子衝撃加熱装置の加熱容器21の表面にコーティングした熱分解生成炭素皮膜が寿命等の理由で薄くなった場合や、被膜に何らかの欠陥が生じた場合、加熱容器21の真空ベーキングが不十分で、加熱容器21の内面にガスや水分が残ってしまう。このような場合は、その被膜の薄くなった部分や欠陥部分から、または加熱容器21の内面に吸着したガスや水分が加熱容器21の内部にガスが放出される。この放出されるガスにより、加熱容器21の内部の真空度が瞬間的、断続的に低下し、フィラメント29と加熱容器21との間に印加している高電圧に耐えられなくなり、真空度低下による耐電圧不良が起こり、短絡により過電流が流れる。この短絡現象が生じると、導電製座金36の接触抵抗が不安定な場合は、導電性座金36を超えて加熱容器21から押え金具35に直接漏洩電流が流れたり、導電性座金36の表面で発生するスパークにより、導電性座金36の表面の荒れが生じる。これらが原因となってさらなる電気的接触抵抗の増大を招いたり、熱分解生成炭素皮膜に穴や傷等の欠陥を生じ、加熱容器21の気密性をさらに低下させる原因となる。特に単なる運転初期における加熱容器21の真空ベーキング不良で短絡現象を起こす場合は、熱分解生成炭素皮膜に損傷をもたらし、コストアップにつながる。
特開2005−056582号公報 特開2004−355877号公報 特開2003−178864号公報
In particular, when the pyrolytic carbon film coated on the surface of the heating container 21 of this backside electron impact heating device becomes thin for reasons such as lifetime, or when any defect occurs in the film, the baking of the heating container 21 is not effective. It is sufficient, and gas and moisture remain on the inner surface of the heating container 21. In such a case, the gas or moisture adsorbed on the thinned portion or defective portion of the coating or on the inner surface of the heating vessel 21 is released into the heating vessel 21. Due to this released gas, the degree of vacuum inside the heating container 21 is momentarily and intermittently lowered, and the high voltage applied between the filament 29 and the heating container 21 cannot be withstood. A withstand voltage failure occurs and an overcurrent flows due to a short circuit. When this short circuit phenomenon occurs, if the contact resistance of the conductive washer 36 is unstable, a leakage current flows directly from the heating vessel 21 to the presser fitting 35 beyond the conductive washer 36 or on the surface of the conductive washer 36. Due to the generated spark, the surface of the conductive washer 36 becomes rough. These cause further increase in electrical contact resistance, or cause defects such as holes and scratches in the pyrolysis-generated carbon film, thereby further reducing the airtightness of the heating container 21. In particular, when a short circuit occurs due to a vacuum baking failure of the heating container 21 at the initial stage of operation, the pyrolytic carbon film is damaged, leading to an increase in cost.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-056582 JP 2004-355877 A JP 2003-178864 A

本発明では、前記従来の背面電子衝撃加熱装置における課題に鑑み、加熱容器のとテーブルとの間の電気的接触抵抗を小さく、且つ安定化させて、加熱容器の熱分解生成炭素皮膜の欠陥を防止し、これにより長期にわたって安定して加熱容器の気密性を確保出来るようにした背面電子衝撃加熱装置を提供することを目的とする。   In the present invention, in view of the problems in the conventional backside electron impact heating device, the electrical contact resistance between the heating vessel and the table is reduced and stabilized, and defects in the pyrolytic carbon film of the heating vessel are reduced. It is an object of the present invention to provide a backside electron impact heating device which can prevent and thereby ensure the airtightness of a heating container stably over a long period of time.

本発明では、前記の目的を達成するため、加熱容器1の周壁13の下端部とテーブル6との間に挟んだ真空シール材8と共に導電性のスプリングコンタクト5を挿入し、このスプリングコンタクト5を加熱容器1の周壁13の下端フランジ部とテーブル6との間に挟み込むようにしたものである。   In the present invention, in order to achieve the above object, a conductive spring contact 5 is inserted together with a vacuum seal material 8 sandwiched between the lower end of the peripheral wall 13 of the heating vessel 1 and the table 6, It is configured to be sandwiched between the lower end flange portion of the peripheral wall 13 of the heating container 1 and the table 6.

すなわち、本発明による背面電子衝撃加熱装置は、前記導電性を有する加熱容器1の周壁13の下端部を載せるテーブル6の上に弾性を有する真空シール8と導電性を有するスプリングからなるスプリングコンタクト5とを同心円状に配置し、これら真空シール8とスプリングコンタクト5とを介在させてテーブル6の上に加熱容器1の周壁13の下端部を載せて加熱容器1とテーブル6とを気密にシールすると共に電気的に導通させたものである。このスプリングコンタクト5は、コイル状の金属線を全体として環状に形成したものである。 In other words, the backside electron impact heating device according to the present invention has a spring contact 5 comprising an elastic vacuum seal 8 and a conductive spring on the table 6 on which the lower end of the peripheral wall 13 of the conductive heating container 1 is placed. Are arranged concentrically, and the lower end portion of the peripheral wall 13 of the heating container 1 is placed on the table 6 with the vacuum seal 8 and the spring contact 5 interposed therebetween, so that the heating container 1 and the table 6 are hermetically sealed. In addition, it is electrically connected . The spring contact 5 is formed by forming a coiled metal wire into a ring shape as a whole.

このような背面電子衝撃加熱装置では、真空シール8とスプリングコンタクト5との併用により、それらの弾力による反発力で加熱容器1の下端をテーブル6に押え付ける力を強くすることが出来るので、加熱容器1とテーブル6との間の電気的接触抵抗を小さくすることが出来る。さらに、スプリングコンタクト5が金属であり導電性を有するため、このスプリングコンタクト5を介しても加熱容器1とテーブル6との間の電気的接触が図られる。これらの理由から加熱容器1とテーブル6との間の導通が良好となり、短絡現象に伴う熱分解生成炭素皮膜の早期の破損を防止することが出来る。   In such a backside electron impact heating device, the combined use of the vacuum seal 8 and the spring contact 5 can increase the force of pressing the lower end of the heating container 1 against the table 6 by the repulsive force of their elasticity. The electrical contact resistance between the container 1 and the table 6 can be reduced. Further, since the spring contact 5 is made of metal and has electrical conductivity, the electrical contact between the heating container 1 and the table 6 can be achieved through the spring contact 5. For these reasons, the conduction between the heating container 1 and the table 6 becomes good, and the early breakage of the pyrolytic carbon film associated with the short circuit phenomenon can be prevented.

また、スプリングコンタクト5は気密シール性が無いため、加熱容器1の周壁13の下端部とテーブル6との間にスプリングコンタクト5と共に同心円状に真空シール材8を挿入することにより、真空シール8とスプリングコンタクト5とが共に、電気的接触抵抗の低減、加熱容器1の安定的な支持等を同時に実現することが出来る。 Further, since the spring contact 5 is not hermetic sealing property, by inserting the vacuum sealing member 8 concentrically with the spring contact 5 between the lower end portion and the table 6 of the heating container 1 of the peripheral wall 13, a vacuum seal 8 Together with the spring contact 5, it is possible to simultaneously realize reduction of electrical contact resistance, stable support of the heating container 1, and the like.

以上説明した通り、本発明による背面電子衝撃加熱装置では、加熱容器1とテーブル6との接触部分に真空シール8とスプリングコンタクト5とを併用することにより、真空シール、電気的接触抵抗の低減、加熱容器1の安定的な支持等のように、背面電子衝撃加熱装置としての複数の諸要件を確実に実現することが出来る。これにより、長寿命で安定的に使用出来る背面電子衝撃加熱装置を得ることが出来る。   As described above, in the backside electron impact heating device according to the present invention, the vacuum seal 8 and the spring contact 5 are used in combination at the contact portion between the heating container 1 and the table 6 to reduce the vacuum seal and the electrical contact resistance. A plurality of requirements as a backside electron impact heating device such as stable support of the heating container 1 can be reliably realized. Thereby, the back surface electron impact heating apparatus which can be used stably with a long lifetime can be obtained.

本発明では、本発明による背面電子衝撃加熱装置では、加熱容器1とテーブル6との接触部分に真空シール8とスプリングコンタクト5とを併用することにより、前記の目的を達成した。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
In the present invention, in the backside electron impact heating apparatus according to the present invention, the above-mentioned object is achieved by using the vacuum seal 8 and the spring contact 5 together in the contact portion between the heating container 1 and the table 6.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

図1は、本発明による背面電子衝撃加熱装置の一実施形態を示す図であり、図2はその要部拡大図である。
ステンレス鋼等の金属からなるテーブル6の上に真空チャンバ4が載せて固定されている。テーブル6の中には、冷却液通路7が形成され、この冷却液通路7に水等の冷却液を通すことにより、テーブル6が冷却される。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a backside electron impact heating device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof.
A vacuum chamber 4 is mounted and fixed on a table 6 made of a metal such as stainless steel. A coolant passage 7 is formed in the table 6, and the table 6 is cooled by passing a coolant such as water through the coolant passage 7.

このテーブル6の上には、前記真空チャンバ4の中に加熱容器1が設置されている。この加熱容器1は、下面が開いた容器状のものであって、シリコンウエハ等の薄形板状の加熱物を載せる天板が平坦な加熱プレート2となったものである。より具体的には、加熱容器1は、加熱プレート2が天板となってその上面側が閉じられ、加熱プレート2の周囲の下方には、下面側が開口した円筒形状の周壁13が設けられている。加熱容器1の周壁13の下端部はフランジ状になっている。   On the table 6, the heating container 1 is installed in the vacuum chamber 4. The heating container 1 is a container having an open bottom surface, and a top plate on which a thin plate-like heating object such as a silicon wafer is placed becomes a flat heating plate 2. More specifically, the heating container 1 has a heating plate 2 as a top plate, the upper surface thereof is closed, and a cylindrical peripheral wall 13 having an opening on the lower surface is provided below the periphery of the heating plate 2. . A lower end portion of the peripheral wall 13 of the heating container 1 has a flange shape.

テーブル6の加熱容器1のフランジ部分を載せる部分には、テーブル6の中心軸の周りに同心円状に溝が設けられ、この溝に真空シール材8とスプリングコンタクト5とが嵌め込まれている。図1の例では、テーブル6の外周側の溝に真空シール材8が嵌め込まれ、内周側の溝にスプリングコンタクト5とが嵌め込まれているが、スプリングコンタクト5を真空シール材8の外側にしてもよい。これら溝に嵌め込まれた真空シール材8とスプリングコンタクト5の上に、前記加熱容器1の周壁13の下端部のフランジ部分が載せられ、さらにこのフランジ部分がその上に当てられた環状の導電性座金16を介して冷却液通路17を有する押え金具15により固定される。この状態で加熱容器1とテーブル6とは電気的に導通すると共に、前記真空シール材8により気密にシールされる。テーブル6は接地され、従って加熱容器1も接地される。   A portion of the table 6 on which the flange portion of the heating container 1 is placed is provided with a concentric groove around the central axis of the table 6, and the vacuum seal material 8 and the spring contact 5 are fitted into the groove. In the example of FIG. 1, the vacuum seal material 8 is fitted in the groove on the outer peripheral side of the table 6 and the spring contact 5 is fitted in the groove on the inner peripheral side, but the spring contact 5 is placed outside the vacuum seal material 8. May be. A flange portion at the lower end of the peripheral wall 13 of the heating container 1 is placed on the vacuum seal material 8 and the spring contact 5 fitted in these grooves, and the annular conductive portion on which the flange portion is further applied. It is fixed by a presser fitting 15 having a coolant passage 17 through a washer 16. In this state, the heating container 1 and the table 6 are electrically connected and hermetically sealed by the vacuum seal material 8. The table 6 is grounded, and thus the heating container 1 is also grounded.

このような加熱容器1の材質としては、黒鉛等の導電体が使用される。これに対し、加熱容器1がアルミナや窒化珪素のようなセラミックで絶縁体からなる場合は、その加熱プレート2の内面や周壁13の内外面の全面をメタライズして導体膜を形成し、この導体膜を前記導電性座金16、冷却液通路17を有する押え金具15及びテーブル6を介して接地する。   As the material of the heating container 1, a conductor such as graphite is used. On the other hand, when the heating container 1 is made of ceramic such as alumina or silicon nitride and is made of an insulator, the inner surface of the heating plate 2 and the entire inner and outer surfaces of the peripheral wall 13 are metallized to form a conductor film. The membrane is grounded through the conductive washer 16, the presser fitting 15 having the coolant passage 17 and the table 6.

さらに、この加熱容器1の内部には、テーブル6から支柱14が立設され、この支柱14の上端側に平板状のホルダ12が支持されている。さらにこのホルダ12からフィラメント支持柱17が立設され、このフィラメント支持柱17にフィラメント9が取り付けられている。このフィラメント9は、加熱容器1の中でその加熱プレート2の背後に設けられている。またこのフィラメント9には、フィラメント加熱電源10が接続されている。さらに、このフィラメント9と加熱プレート2との間には、加熱容器1、導電性座金16、押え金具15及びテーブル6を介して電子加速電源11により加速電圧が印加される。なお加熱プレート2を有する加熱容器1は接地され、フィラメント9に対して正電位に保持される。   Further, a support column 14 is erected from the table 6 inside the heating container 1, and a flat plate-like holder 12 is supported on the upper end side of the support column 14. Further, a filament support column 17 is erected from the holder 12, and the filament 9 is attached to the filament support column 17. The filament 9 is provided behind the heating plate 2 in the heating container 1. A filament heating power supply 10 is connected to the filament 9. Further, an acceleration voltage is applied between the filament 9 and the heating plate 2 by the electron acceleration power source 11 through the heating container 1, the conductive washer 16, the presser fitting 15 and the table 6. The heating container 1 having the heating plate 2 is grounded and held at a positive potential with respect to the filament 9.

前記フィラメント支持柱17の中間部には、フィラメント9の下方に位置するようにリフレクタ3が取り付けられている。このリフレクタ3は、フィラメント支持柱17を介してフィラメント9に導通しており、同フィラメント9と同電位のマイナス電位とされる。   The reflector 3 is attached to an intermediate portion of the filament support column 17 so as to be positioned below the filament 9. The reflector 3 is electrically connected to the filament 9 through the filament support column 17 and has a negative potential that is the same as that of the filament 9.

このような背面電子衝撃加熱装置では、フィラメント9と加熱プレート2との間に電子加速電源11により一定の高電圧の加速電圧を印加すると共に、フィラメント加熱電源10によりフィラメント9に通電すると、フィラメント9から熱電子があらゆる方向に放出される。この熱電子のうち下に向かった熱電子はマイナス電位になったリフレクタ3によって反射され、上に向かった熱電子と共に前記加速電圧により加速されて加熱プレート2の下面に衝突する。このため、電子衝撃により加熱プレート2が加熱される。加熱プレート2に生じる熱は、フィラメント9の下方に設けられたリフレクタ3により反射され、出来る限り熱が不要な個所に拡散するのが防止される。加熱プレート2に衝突した電子は、加熱容器1の周壁13から導電性座金16、押え金具15、テーブル6を介してアースに流れる。   In such a backside electron impact heating apparatus, a constant high voltage acceleration voltage is applied between the filament 9 and the heating plate 2 by the electron acceleration power source 11, and when the filament 9 is energized by the filament heating power source 10, the filament 9 Thermoelectrons are emitted from all directions. Of these thermoelectrons, downward thermoelectrons are reflected by the reflector 3 having a negative potential, are accelerated by the acceleration voltage together with the upward thermoelectrons, and collide with the lower surface of the heating plate 2. For this reason, the heating plate 2 is heated by electron impact. The heat generated in the heating plate 2 is reflected by the reflector 3 provided below the filament 9 to prevent the heat from diffusing to an unnecessary part as much as possible. Electrons that collide with the heating plate 2 flow from the peripheral wall 13 of the heating container 1 to the ground via the conductive washer 16, the presser fitting 15, and the table 6.

加熱プレート2が予め定められた温度に達すると、フィラメント加熱電源10からフィラメント9に通電する電力が下げられ、加熱プレート2の温度が定められた温度に維持される。そして、予め定められた時間が経過すると、フィラメント9への通電が停止され、加熱プレート2の加熱を停止する。その後、加熱容器1の殆どの熱は、冷却液通路17を有する押え金具16とテーブル6の冷却液通路7に通している冷却液によりテーブル6や加熱容器1が冷却され、加熱プレート2が降温される。   When the heating plate 2 reaches a predetermined temperature, the power supplied to the filament 9 from the filament heating power source 10 is lowered, and the temperature of the heating plate 2 is maintained at the predetermined temperature. And when predetermined time passes, the electricity supply to the filament 9 will be stopped and the heating of the heating plate 2 will be stopped. After that, most of the heat in the heating container 1 is cooled by the cooling liquid passing through the presser fitting 16 having the cooling liquid passage 17 and the cooling liquid passage 7 of the table 6, and the temperature of the heating plate 2 is lowered. Is done.

図3は、加熱容器1の周壁13の下端部のフランジ部分とテーブル6との間に挿入され、挟持されるスプリングコンタクト5の一例を示す。この図に示すように、スプリングコンタクト5は、コイル状の金属線を環状に曲げ、両端を互いに接合したものである。コイル状の金属線の端部は、溶接等により接合し、バリを取ることにより、加熱容器21の表面にコーティングした熱分解生成炭素皮膜を傷付けないようにするのが好ましい。   FIG. 3 shows an example of the spring contact 5 that is inserted and clamped between the flange portion at the lower end of the peripheral wall 13 of the heating container 1 and the table 6. As shown in this figure, the spring contact 5 is formed by bending a coiled metal wire into an annular shape and joining both ends together. The ends of the coiled metal wires are preferably joined by welding or the like and deburred so that the pyrolytic carbon film coated on the surface of the heating vessel 21 is not damaged.

図4は、前記スプリングコンタクト5のA−A部分断面の形状の例を示す図である。同図(A)は図3に示したスプリングコンタクト5のA−A部分断面の形状であり、コイルは円形である。スプリングコンタクト5が加熱容器1の周壁13の下端部のフランジ部分とテーブル6との間に挿入され、挟持されることにより、コイルが若干押し潰され、円形から扁平な楕円形に近い形となる。図(B)はコイルの形状を予め楕円に近い扁平形状とした例である。この場合は、スプリングコンタクト5が加熱容器1の周壁13の下端部のフランジ部分とテーブル6との間に挿入され、挟持された時に、スプリングコンタクト5とその上下のフランジ部分及びテーブル6の上面との間の接触長さを長くとれる利点がある。 4, Ru FIG der showing an example of the shape of the A-A section cross-section of the spring contact 5. FIG. 3A shows the shape of the AA partial cross section of the spring contact 5 shown in FIG. 3, and the coil is circular. The spring contact 5 is inserted between the flange portion of the lower end portion of the peripheral wall 13 of the heating container 1 and the table 6, and the coil is slightly crushed, so that the shape is close to a circular to flat elliptical shape. . FIG. (B) shows an example in which the shape of the coil is a flat shape close to an ellipse in advance. In this case, when the spring contact 5 is inserted and sandwiched between the flange portion at the lower end of the peripheral wall 13 of the heating container 1 and the table 6, the spring contact 5, the upper and lower flange portions thereof, and the upper surface of the table 6 There is an advantage that the contact length between can be increased.

図4(c)は、これらのコイルを斜めに倒してものの一部を示す斜視図である。コイルを斜めに倒したものにすると、コイルの弾力性をさらに小さくすることが出来、スプリングコンタクト5によって熱分解生成炭素皮膜に傷を付けることも少なくなる。   FIG.4 (c) is a perspective view which shows a part even if these coils are inclined diagonally. When the coil is tilted obliquely, the elasticity of the coil can be further reduced, and the spring contact 5 is less likely to damage the pyrolytic carbon film.

本発明による背面電子衝撃加熱装置の一実施例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows one Example of the back surface electron impact heating apparatus by this invention. 本発明による背面電子衝撃加熱装置の一実施例の一部を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows a part of one Example of the back surface electron impact heating apparatus by this invention. 本発明による背面電子衝撃加熱装置の一実施例において使用されるスプリングコンタクトの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the spring contact used in one Example of the back surface electron impact heating apparatus by this invention. スプリングコンタクトの断面形状の例を示す図3のA−A部断面図とコイルを斜めに倒してものの一部を示す斜視図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 showing an example of a cross-sectional shape of a spring contact and a perspective view showing a part of a coil even when tilted. 背面電子衝撃加熱装置の従来例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the prior art example of a back surface electron impact heating apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 加熱容器
13 加熱容器の周壁
6 テーブル
8 真空シール
5 スプリングコンタクト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating container 13 Surrounding wall 6 of heating container Table 8 Vacuum seal 5 Spring contact

Claims (2)

フィラメント(9)で発生した熱電子を加速してこれを加熱容器(1)の天板となる加熱プレート(2)にその背面から衝突させて加熱プレート(2)を発熱させる背面電子衝撃加熱装置であって、前記導電性を有する加熱容器(1)の周壁(13)の下端部を載せるテーブル(6)の上に弾性を有する真空シール(8)と導電性を有するスプリングからなるスプリングコンタクト(5)とを同心円状に配置し、これら真空シール(8)とスプリングコンタクト(5)とを介在させてテーブル(6)の上に加熱容器(1)の周壁(13)の下端部を載せて加熱容器(1)とテーブル(6)とを気密にシールすると共に電気的に導通させたことを特徴とする背面電子衝撃加熱装置。 A backside electron impact heating device that accelerates the thermoelectrons generated in the filament (9) and collides with the heating plate (2), which is the top plate of the heating container (1), from the backside to generate heat from the heating plate (2). A spring contact (8) comprising an elastic vacuum seal (8) and a conductive spring on a table (6) on which the lower end of the peripheral wall (13) of the conductive heating container (1) is placed. 5) are arranged concentrically, and the lower end of the peripheral wall (13) of the heating vessel (1) is placed on the table (6) with the vacuum seal (8) and the spring contact (5) interposed therebetween. A backside electron impact heating device, wherein the heating container (1) and the table (6) are hermetically sealed and electrically connected . スプリングコンタクト(5)は、コイル状の金属線を全体として環状に形成したものであることを特徴とする請求項1に記載の背面電子衝撃加熱装置。 The back surface electron impact heating device according to claim 1, wherein the spring contact (5) is formed by forming a coiled metal wire into a ring shape as a whole.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4520512B2 (en) * 2008-02-13 2010-08-04 キヤノンアネルバ株式会社 Heating device
JP4617364B2 (en) * 2008-02-29 2011-01-26 キヤノンアネルバ株式会社 Substrate heating apparatus and processing method
JP4582816B2 (en) * 2008-06-27 2010-11-17 キヤノンアネルバ株式会社 Vacuum heating device
JP5656400B2 (en) * 2009-12-28 2015-01-21 キヤノンアネルバ株式会社 Vacuum heat treatment apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP5530819B2 (en) * 2010-06-14 2014-06-25 助川電気工業株式会社 Rear electron impact heating device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3825760B2 (en) * 2003-05-28 2006-09-27 助川電気工業株式会社 Electronic shock heating device
JP4288130B2 (en) * 2003-09-30 2009-07-01 東京エレクトロン株式会社 Electrical joining member and plasma processing apparatus

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