载置台装置和处理装置
阅读：58发布：2020-05-08
专利汇可以提供载置台装置和处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种能够在将所载置的 基板 冷却成极低温的状态下使该基板旋转且冷却性能较高的载置台装置和处理装置。载置台装置具备：载置台，其在 真空 容器内保持被处理基板；冷冻机，其具有被保持在极低温的冷头部；冷冻传导体，其以与冷头部 接触 了的状态固定配置，与载置台隔着间隙地设置到载置台的背面侧；绝热构造部，其以 覆盖 至少冷头部和冷冻传导体的与冷头部之间的连接部的方式设置，具有真空绝热构造；冷却 流体 ，其向间隙供给，用于将冷冻传导体的冷能向所述载置台传导；以及载置台支承部，其被驱动机构驱动而旋转，将所述载置台支承成能够旋转。，下面是载置台装置和处理装置专利的具体信息内容。
1.一种载置台装置，其具备：
载置台，其在真空容器内保持被处理基板；
冷冻机，其具有被保持在极低温的冷头部；
冷冻传导体，其以与所述冷头部接触了的状态固定配置，与所述载置台隔着间隙地设置到所述载置台的背面侧；
绝热构造部，其以覆盖至少所述冷头部和所述冷冻传导体的与所述冷头部之间的连接部的方式设置，具有真空绝热构造；
冷却流体，其向所述间隙供给，用于将所述冷冻传导体的冷能向所述载置台传导；以及载置台支承部，其被驱动机构驱动而旋转，将所述载置台支承成能够旋转。
2.根据权利要求1所述的载置台装置，其中，
所述绝热构造部具有真空双层管构造体，该真空双层管构造体具有内管和外管，所述内管与所述外管之间的内部空间被保持成真空。
3.根据权利要求2所述的载置台装置，其中，
所述真空双层管构造体具有设置到至少所述内管的波纹管。
4.根据权利要求3所述的载置台装置，其中，
所述真空双层管构造体具有分别设置到所述内管和所述外管的波纹管。
5.根据权利要求4所述的载置台装置，其中，
分别设置到所述内管和所述外管的所述波纹管中的一者设置于所述真空双层管构造体的一个端部侧，所述波纹管中的另一者设置于所述真空双层管构造体的另一个端部侧。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的载置台装置，其中，
所述绝热构造部在所述真空双层管构造体的内侧具有辐射热遮蔽体。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的载置台装置，其中，
该载置台装置具有：配管，其与所述内部空间连接，能够进行抽真空；压力计，其与所述配管连接起来；以及阀，其与所述配管连接起来，在所述内部空间的真空度降低了之际，能够进行所述内部空间的抽真空。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的载置台装置，其中，
所述绝热构造部具有：作为真空双层管构造体的第1绝热构造体，其以覆盖所述冷头部和所述冷冻传导体的与所述冷头部之间的连接部分的方式设置；和作为真空双层管构造体的第2绝热构造体，其以覆盖所述冷冻传导体的大致整体的方式设置。
9.根据权利要求8所述的载置台装置，其中，
所述第2绝热构造体以覆盖所述冷冻传导体的与所述载置台之间的连接部的方式设置。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的载置台装置，其中，
所述载置台支承部借助旋转部旋转，该旋转部在被磁性流体密封着的状态下被驱动机构驱动而旋转。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的载置台装置，其中，
所述载置台具有静电吸附所述被处理基板的静电卡盘。
12.根据权利要求11所述的载置台装置，其中，
向所述间隙供给的所述冷却流体是第1冷却气体，所述第1冷却气体在设置到所述冷冻传导体内的第1冷却气体流路流通而向所述间隙供给。
13.根据权利要求11或12所述的载置台装置，其中，
传热用的第2冷却气体经由与所述第1冷却气体流路不同的第2冷却气体流路向所述被处理基板与所述静电卡盘之间供给。
14.根据权利要求11或12所述的载置台装置，其中，
所述第1冷却气体经由与所述第1冷却气体流路连通的流路向所述被处理基板与所述静电卡盘之间供给。
15.根据权利要求2～14中任一项所述的载置台装置，其中，
在所述载置台支承部与所述绝热构造部的真空双层管构造体之间具有空间，该空间被密封构件密封，从所述间隙漏出来的所述第1冷却气体向该空间流入，在所述空间连接有气体流路，所述气体流路具有使所述空间内的第1冷却气体从所述空间排出的功能、或向所述空间内供给成为所述第1冷却气体的对流的第3冷却气体的功能。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的载置台装置，其中，
所述载置台支承部具有真空绝热构造。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的载置台装置，其中，
所述载置台与所述冷冻传导体之间的连接部具有所述间隙呈凹凸状的梳齿部。
18.一种处理装置，其具有：
真空容器；
权利要求1～17中任一项所述的载置台装置，其用于在所述真空容器内将被处理基板保持成能够旋转；以及
处理机构，其在所述真空容器内对被处理基板实施处理。
19.根据权利要求18所述的处理装置，其中，
所述处理机构具有配置到所述真空容器内的所述载置台的上方的溅射成膜用的靶。
20.根据权利要求19所述的处理装置，其中，
所述靶由对隧道磁阻元件所使用的磁性体进行成膜的材料形成。
载置台装置和处理装置
技术领域
[0001] 本公开涉及一种载置台装置和处理装置。
背景技术
[0004] 另外，在专利文献2中记载有如下技术：在真空室内设置有被冷冻机冷却的冷却头，将作为支承基板的支承体的冷却载置台固定于冷却头，在冷却载置台上将基板冷却成极低温，并且进行薄膜形成处理。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1：日本特开2015-226010号公报
[0008] 专利文献2：日本特开2006-73608号公报发明内容
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 本公开提供一种能够在将所载置的基板冷却成极低温的状态下使该基板旋转、且冷却性能较高的载置台装置和处理装置。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 本公开的一技术方案的载置台装置具备：载置台，其在真空容器内保持被处理基板；冷冻机，其具有被保持在极低温的冷头部；冷冻传导体，其以与所述冷头部接触了的状态固定配置，以与所述载置台隔着间隙的方式设置到所述载置台的背面侧；绝热构造部，其以覆盖至少所述冷头部和所述冷冻传导体的与所述冷头部之间的连接部的方式设置，具有真空绝热构造；冷却流体，其向所述间隙供给，用于使所述冷冻传导体的冷能向所述载置台传导；以及载置台支承部，其被驱动机构驱动而旋转，将所述载置台支承成能够旋转。
[0013] 发明的效果
[0015] 图1是表示具备一实施方式的载置台装置的处理装置的一个例子的概略剖视图。
[0016] 图2是表示一实施方式的载置台装置中的梳齿部的形状的另一个例子的概略图。
[0017] 图3是表示绝热构造部的第1绝热构造体的一个例子的剖视图。
[0018] 图4是表示绝热构造部的第1绝热构造体的另一个例子的剖视图。
[0019] 图5是表示绝热构造部的第1绝热构造体的又一个例子的剖视图。
[0020] 图6是表示绝热构造部的第1绝热构造体的再一个例子的剖视图。
[0021] 图7是表示绝热构造部的第2绝热构造体的另一个例子的剖视图。
具体实施方式
[0022] 以下，参照附图具体地说明实施方式。
[0023] ＜处理装置＞
[0024] 最初，对具备一实施方式的载置台装置的处理装置的一个例子进行说明。图1是表示这样的处理装置的一个例子的概略剖视图。
[0025] 如图1所示，处理装置1具备真空容器10、靶30、以及载置台装置50。处理装置1构成为在处理容器10内在超高真空且极低温的环境下能够在作为被处理基板的半导体晶圆(以下，简记为“晶圆”)W对磁性膜进行溅射成膜的成膜装置。磁性膜用于例如隧道磁阻(Tunneling Magneto Resistance；TMR)元件。
[0026] 真空容器10是用于对作为被处理基板的晶圆W进行处理的处理容器。在真空容器10连接有能够减压成超高真空的真空泵等排气部件(未图示)，构成为能够将真空容器10的内部减压成超高真空(例如10-5Pa以下)。气体供给管(未图示)从外部连接于真空容器10，溅射成膜所需要的溅射气体(例如氩(Ar)气、氪(Kr)气、氖(Ne)气等稀有气体、氮气)从气体供给管供给。另外，在真空容器10的侧壁形成有晶圆W的输入输出口(未图示)，输入输出口利用闸阀(未图示)能够开闭。
[0027] 靶30以与保持到载置台装置50的晶圆W的上方相对的方式设置于真空容器10内的上部。交流电压从等离子体产生用电源(未图示)施加于靶30。若在溅射气体被导入到真空容器10内的状态下交流电压从等离子体产生用电源施加于靶30，则在真空容器10内产生溅射气体的等离子体，靶30被等离子体中的离子溅射。所溅射的靶材料的原子或分子堆积于被保持到载置台装置50的晶圆W的表面。靶30的数量并没有特别限定，出于能够利用1个处理装置1对不同的材料进行成膜这样的观点考虑，优选是多个。例如，在堆积磁性膜(含有Ni、Fe、Co等强磁性体的膜)的情况下，作为靶30的材料，能够使用例如CoFe、FeNi、NiFeCo。另外，作为靶30的材料，也能够使用使这些材料含有别的元素而成的材料。
[0028] 载置台装置50如随后论述那样用于将晶圆W保持于载置台56、一边使晶圆W旋转一边冷却成极低温。
[0029] 处理装置1还具有使载置台装置50的整体相对于真空容器10升降的升降机构74。由此，能够控制靶30与晶圆W之间的距离。具体而言，通过利用升降机构74使载置台装置50升降，能够使载置台56的位置在将晶圆W载置于载置台56时的输送位置与对载置到载置台
56的晶圆W进行成膜时的处理位置之间移动。
56的晶圆W进行成膜时的处理位置之间移动。
[0030] ＜载置台装置＞
[0031] 接着，详细地说明一实施方式的载置台装置50。
[0032] 如图1所示，载置台装置50具有冷冻机52、冷冻传导体54、载置台56、载置台支承部58、绝热构造部60、密封旋转机构62、以及驱动机构68。
[0033] 冷冻机52保持冷冻传导体54，将冷冻传导体54的上表面冷却成极低温(例如-30℃以下)。冷冻机52在上部具有冷头部52a，冷能从冷头部52a向冷冻传导体54传导。出于冷却能力的观点考虑，优选冷冻机52是利用了GM(吉福特-麦克马洪，Gifford-McMahon)循环的类型。在对TMR元件所使用的磁性膜进行成膜之际，优选由冷冻机52带来的冷冻传导体54的冷却温度处于-123～-223℃(150K～50K)的范围。
[0034] 冷冻传导体54固定配置于冷冻机52之上，呈大致圆柱状，由例如纯铜(Cu)等导热性较高的材料形成。冷冻传导体54的上部配置于真空容器10内。
[0035] 冷冻传导体54以其中心与载置台56的中心轴线C一致的方式配置于载置台56的下方。在冷冻传导体54的内部，沿着中心轴线C形成有第1冷却气体能够流通的第1冷却气体供给路径54a，第1冷却气体从气体供给源(未图示)向第1冷却气体供给路径54a供给。作为第1冷却气体，优选使用具有较高的导热性的氦(He)气。
[0036] 载置台56以与冷冻传导体54的上表面之间具有间隙G(例如2mm以下)的方式配置。载置台56由例如纯铜(Cu)等导热性较高的材料形成。间隙G与在冷冻传导体54的内部形成的第1冷却气体供给路径54a连通。因而，被冷冻传导体54冷却后的极低温的第1冷却气体从第1冷却气体供给路径54a向间隙G供给。由此，冷冻机52的冷能借助向冷冻传导体54和间隙G供给的第1冷却气体向载置台56传导，载置台56被冷却成极低温(例如，-30℃以下)。此外，作为冷却介质，并不限于第1冷却气体，也可以将导热性良好的其他流体例如导热性良好的导热脂向间隙G填充。在该情况下，无需设置第1冷却气体供给路径54a，因此，能够使冷冻传导体54的构造简单。
[0038] 载置台56在静电卡盘56a的下部具有第1传导部56c，在第1传导部56c的下表面形成有朝向冷冻传导体54侧突出的凸部56d。在图示的例子中，凸部56d由包围载置台56的中心轴线C的两个圆环状部构成。凸部56d的高度能够设为例如40mm～50mm。凸部56d的宽度能够设为例如6mm～7mm。此外，凸部56d的形状和数量并没有特别限定，出于提高与冷冻传导体54之间的热传导效率这样的观点考虑，优选以成为能够充分地换热的表面积的方式设定形状和数量。
[0039] 冷冻传导体54在主体的上表面即与第1传导部56c相对的面具有第2传导部54b。在第2传导部54b形成有相对于凸部56d具有间隙G地嵌合的凹部54c。在图示的例子中，凹部54c由包围载置台56的中心轴线C的两个圆环状部构成。凹部54c的高度也可以与凸部56d的高度相同，能够设为例如40mm～50mm。凹部54c的宽度能够设为比例如凸部56c的宽度稍宽的宽度，优选是例如7mm～9mm。此外，凹部54c的形状和数量以与凸部56c的形状和数量相对应的方式确定。
[0040] 第1传导部56c的凸部56d与第2传导部54b的凹部54c隔着间隙G嵌合，而构成梳齿部。通过如此设置梳齿部，间隙G曲折，因此，能够提高载置台56的第1传导部56c与冷冻传导体55的第2传导部54b之间的由第1冷却气体带来的热传导效率。
[0041] 如图2所示，凸部56d和凹部54c能够设为呈分别对应的波状的形状。另外，优选凸部56d和凹部54c的表面利用喷丸等实施了凹凸加工。通过这些手段，能够增大热传导用的表面积而更提高热传导效率。
[0042] 此外，也可以在第1传导部56c设置凹部，在第2传导部54b设置与该凹部相对应的凸部。
[0043] 载置台56处的静电卡盘56a和第1传导部56c既可以一体地成形，也可以分体地成形并被接合。另外，冷冻传导体54的主体和第2传导部54b既可以一体地形成，也可以分体地成形并被接合。
[0044] 在载置台56形成有上下贯通的贯通孔56e。在贯通孔56e连接有第2冷却气体供给路径57，传热用的第2冷却气体从第2冷却气体供给路径57经由贯通孔56e向晶圆W的背面供给。作为第2冷却气体，优选与第1冷却气体同样地使用具有较高的导热性的He气体。通过如此向晶圆W的背面即晶圆W与静电卡盘56a之间供给第2冷却气体，能够将载置台56的冷能借助第2冷却气体效率良好地向晶圆W传导。贯通孔56e也可以是1个，但出于将冷冻传导体54的冷能效率特别良好地向晶圆W传导这样的观点考虑，优选是多个。
[0045] 通过使向晶圆W背面供给的第2冷却气体的流路与向间隙G供给的第1冷却气体的流路分离，不管第1冷却气体的供给如何，都能够以所期望的压力、流量向晶圆W的背面供给冷却气体。同时，并没有限制于向背面供给的气体的压力、流量以及供给时刻等，而能够向间隙G连续地供给高压、极低温状态的冷却气体。
[0046] 此外，也可以是，在载置台56设置与间隙G相连的贯通孔而向晶圆W的背面供给第1冷却气体的一部分作为冷却气体。
[0047] 载置台支承部58配置于冷冻传导体54的外侧，将载置台56支承成能够旋转。在图示的例子中，载置台支承部58具有呈大致圆筒状的主体部58a和在主体部58a的下表面向外侧延伸的凸缘部58b。主体部58a以覆盖间隙G和冷冻传导体54的上部的外周面的方式配置。由此，载置台支承部58也具有遮蔽作为冷冻传导体54与载置台56之间的连接部的间隙G的功能。优选载置台支承部58具有真空绝热构造。主体部58a在其轴向中央部具有缩径部58c。
主体部58a和凸缘部58b由例如不锈钢等金属形成。
主体部58a和凸缘部58b由例如不锈钢等金属形成。
[0048] 绝热构造部60以覆盖至少冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部的方式设置，具有真空绝热构造体。由此，绝热构造部60抑制冷却性能由于从外部向冷头部52a的热量输入而降低。优选绝热构造部60的绝热构造体也使冷冻传导体54的其他部分绝热。
[0049] 在本实施方式中，绝热构造部60具有第1绝热构造体70和第2绝热构造体71。第1绝热构造体70以覆盖冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部(冷冻传导体54的下部)的方式设置。第2绝热构造体71以覆盖冷冻传导体54的大致整体的方式设置。之后详细地说明这些构造。
[0051] 密封旋转机构62具有旋转部62a、内侧固定部62b、外侧固定部62c、以及加热部件62d。
[0052] 旋转部62a具有与绝热构件61同轴地向下方延伸的大致圆筒形状，在相对于内侧固定部62b和外侧固定部62c被磁性流体气密地密封着的状态下被驱动装置68驱动而旋转。旋转部62a借助绝热构件61与载置台支承部58连接，因此，冷能从载置台支承部58向旋转部
62a的传导被绝热构件61阻断。因此，能够抑制由于密封旋转机构62的磁性流体的温度降低而密封性能降低、或产生结露。
62a的传导被绝热构件61阻断。因此，能够抑制由于密封旋转机构62的磁性流体的温度降低而密封性能降低、或产生结露。
[0053] 内侧固定部62b具有内径比冷冻传导体54的外径大、且外径比旋转部62a的内径小的大致圆筒形状，以磁性流体介于冷冻传导体54与旋转部62a之间的方式设置。
[0054] 外侧固定部62c具有内径比旋转部62a的外径大的大致圆筒形状，以隔着磁性流体的方式设置于旋转部62a的外侧。
[0055] 加热部件62d被埋入内侧固定部62b的内部，对密封旋转机构62的整体进行加热。由此，能够抑制磁性流体的温度降低而密封性能降低、或产生结露。
[0056] 根据这样的结构，密封旋转机构62能够在利用磁性流体气密地密封与真空容器10连通着的区域而将该区域保持成真空的状态下使载置台支承部58旋转。
[0057] 在外侧固定部62c的上表面与真空容器10的下表面之间设置有波纹管64。波纹管64是能够沿着上下方向伸缩的金属制的波纹构造体。波纹管64包围冷冻传导体54、载置台支承部58、以及绝热构件61，使真空容器10内的空间以及与之连通的被保持成真空的空间相对于大气气氛的空间分离。
[0058] 在密封旋转机构62的下方设置有滑环66。滑环66具有包括金属环的旋转体66a和包括电刷的固定体66b。旋转体66a固定于密封旋转机构62的旋转部62a的下表面，具有与旋转部62a同轴地向下方延伸的大致圆筒形状。固定体66b具有内径比旋转体66a的外径稍大的大致圆筒形状。
[0059] 滑环66与直流电源(未图示)电连接，将从直流电源供给的电压经由固定体66b的电刷和旋转体66a的金属环向配线L传导。由此，不使配线L产生扭转等，就能够从直流电源向卡盘电极施加电压。滑环66的旋转体66a借助驱动机构68旋转。
[0060] 驱动机构68是具有转子68a和定子68b的直接驱动马达。转子68a具有与滑环66的旋转体66a同轴地延伸的大致圆筒形状，相对于旋转体66a固定。定子68b具有内径比转子68a的外径大的大致圆筒形状。在使驱动机构68驱动了之际，转子68a旋转，转子68a的旋转借助旋转体66a、旋转部62a、载置台支承部58向载置台56传递，载置台56和其上的晶圆W相对于冷冻传导体54旋转。在图1中，出于便利，标上点来表示旋转的构件。
[0061] 此外，表示直接驱动马达的例子作为驱动机构68，但也可以借助带等对驱动机构68进行驱动。
[0062] 在载置台支承部58的主体部58a中的缩径部58c的下端部与第2绝热构造体71之间设置有密封构件81。在载置台支承部58的主体部58a与冷冻传导体54的第2传导部54b以及第2绝热构造体71的上部之间形成有被密封构件81密封着的空间S。从间隙G漏出来的第1冷却气体向空间S流入。气体流路72以贯通密封构件81的方式连接于空间S。气体流路72从空间S向下方延伸。此外，第2绝热构造体71的上表面与冷冻传导体54的第2传导部54b之间被密封构件82密封。利用密封构件82抑制漏出到空间S的第1冷却气体向冷冻传导体54的主体部供给的情况。
[0063] 气体流路72既可以用于排出空间S内的气体，也可以用于向空间S供给冷却气体。气体流路72排出气体的情况和供给冷却气体的情况均能够防止第1冷却气体进入密封旋转机构62而由于磁性流体的温度的降低而密封性能降低。即，在气体流路72具有气体排出功能的情况下，能够将漏出到空间S的第1冷却气体在到达密封旋转机构62之前排出。另外，在气体流路72具有冷却气体供给功能的情况下，供给第3冷却气体，以使第3冷却气体作为相对于从间隙G漏出的第1冷却气体的对流发挥功能。出于提高作为对流的功能这样的观点考虑，优选第3冷却气体的供给压力与第1冷却气体的供给压力大致相同，或是比第1冷却气体的供给压力稍高的压力。
[0064] 另外，在气体流路72具有气体排出功能的情况下，也起到如下效果：能够促进第1冷却气体自间隙G的排出而将新的第1冷却气体从第1冷却气体供给路径54a向间隙G供给。
[0065] 而且，在气体流路72具有气体供给功能的情况下，作为向空间S供给的第3冷却气体，能够使用氩(Ar)气、氖(Ne)气那样的导热性比第1冷却气体的导热性低的气体而防止结露。
[0066] 通过在载置台支承部58的主体部58a设置缩径部58c，能够减小空间S的体积，能够减少向空间S漏出的第1冷却气体的量。因此，能够减少与第1冷却气体之间的换热量而抑制载置台支承部58的温度上升。
[0068] ＜绝热构造部＞
[0069] 接着，详细地说明载置台装置50的绝热构造部60。
[0070] 如上述这样，在载置台装置50中，将极低温的冷冻机52的冷能借助冷冻传导体54向载置台56传导，将载置台56上的晶圆W冷却成例如-30℃以下的极低温。因而，冷冻机52的冷头部52a是为了隔着载置台56冷却晶圆W所最重要的部分。冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部分也同样。另外，出于将冷能向载置台56传导这样的观点考虑，冷冻传导体54的除此之外的部分也较重要。
[0071] 不过，在冷头部52a等冷冻体的周围存在驱动机构68、磁性流体密封这样的热源，因此，若它们的热向冷头部52a及其附近部分直接传热，则冷头部52a的冷却性能就降低。
[0072] 因此，设置绝热构造部60而使至少冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部绝热，抑制从上述那样的外部供给的热。优选冷冻传导体54的其他部分也同样地绝热。
[0073] 一般而言，为了使构件的绝热性上升，选定导热性较低的材料作为材料，在如本实施方式这样的极低温环境中，导热性较低的材料都达到近似该温度的温度，因此，无法获得所期望的绝热效果。因此，在本实施方式中，将绝热构造部60设为真空绝热构造。
[0074] 在本实施方式中，绝热构造部60呈双层管构造的圆筒状，具有内部设为真空的真空绝热构造的绝热构造体(真空双层构造体)。由此，能够有效地抑制冷却性能由于从外部向冷头部52a的热量输入而降低。
[0075] 具体而言，绝热构造部60具有第1绝热构造体70和第2绝热构造体71。第1绝热构造体70以覆盖冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部(冷冻传导体54的下部)的方式设置，呈圆筒状。第2绝热构造体71以覆盖冷冻传导体54的大致整体的方式设置，呈圆筒状。这些均是真空双层管构造体。
[0076] 能够利用第1绝热构造体70抑制由从驱动机构68等外部向对冷却性能来说最重要的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部的热量输入导致的冷却性能的降低。另外，能够利用第2绝热构造体71抑制由从磁性流体密封、在空间S流动的第1冷却气体等外部向冷冻传导体54输入热量导致的冷却性能的降低。
[0077] 第2绝热构造体71以与第1绝热构造体70重叠的方式设置于第1绝热构造体70的内侧。通过在冷冻传导体54的下部使第1绝热构造体70和第2绝热构造体71重叠，能够消除冷冻传导体54的未被绝热的部分，且能够强化冷头部52a及其附近部分的绝热。
[0078] 此外，也能够利用第1绝热构造体70和第2绝热构造体71抑制冷冻机52和冷冻传导体54的冷能向外部传导。
[0079] 接着，以第1绝热构造体70为例对绝热构造部60的具体的构造进行说明。
[0080] 图3是表示第1绝热构造体70的一个例子的剖视图。
[0081] 第1绝热构造体70呈圆筒状，具有内管701和外管702的双层管构造，内管701与外管702之间的内部空间703被保持在真空而构成真空双层构造的真空绝热构造。在双层管的上端和下端分别设置有凸缘704和705。在这样的结构中，能够利用内部的真空空间获得较高的绝热性。内管701和外管702越薄，能够使热阻越大，能够提高绝热效果。内管701和外管702的厚度是例如0.3mm。
[0082] 这样的真空双层管构造的形成方法并没有特别限定。例如，能够在对内部空间703进行了抽真空之后密封而构成，以使内管701和外管702之间的内部空间703始终成为真空层。此时，为了防止真空度的劣化，也可以在内部空间703插入吸气材料。另外，如图4所示，也可以是，将与对例如真空容器10内进行排气的真空泵相连的配管83与内部空间703连接，在配管83设置压力计84和阀85。由此，即使内部空间703的真空度降低，也能够对内部空间703再次进行抽真空而提高真空度。另外，也可以仅设置压力计而监视真空度。
[0083] 在内管701和外管702分别设置有波纹管706和707。波纹管706和707是例如0.15mm左右的薄壁构造，能够设为热阻较高的绝热构造。另外，通过设置波纹管706和707，发挥缓和由常温和极低温的温度范围内的热收缩、热膨胀带来的热应力的功能、以及吸收内外压差的应力的功能。另外，即使第1绝热构造体70的尺寸处于公差内，也存在由于装配累积公差而第1绝热构造体70无法在刚体构造中安装的情况，但通过设置波纹管，能够吸收装配累积公差。另外，通过设置波纹管，也能够发挥使装配容易的功能。如图3所示，优选波纹管706和707设置于分开的位置。其原因在于，若它们接近，则真空绝热层狭窄，绝热功能有可能降低，另外，由于波纹管的变形容易性，易于在其部位处变形，反而有损装配容易性。优选波纹管706和707中任一者设于凸缘704和705中任一侧、另一者的波纹管设于另一凸缘侧，以使得波纹管不彼此重叠。另外，通过将波纹管706设置于冷头部52a的高度位置，能够更提高绝热效果。
[0084] 作为波纹管706和707，能够恰当地使用成形波纹管，只要能够发挥上述功能，既可以是焊接波纹管，也可以是伸缩形状零部件。
[0085] 此外，在仅缓和热应力的目的的情况下，也可以仅在内管701设置波纹管。另外，在无需上述功能的情况下，也可以未设置波纹管。
[0086] 另外，如图5所示，作为第1绝热构造体70，也可以在内管701的内侧具有辐射热遮蔽板708。由此，能够抑制从真空双层管向冷头部52a、冷冻传导体54供给的辐射热。作为辐射热遮蔽板708，使用铝等辐射率较低的材料。另外，也可以使两面的辐射率不同。作为辐射热遮蔽板708，并不限于单纯的板状，也可以是多层板、波型板等，也可以是考虑到气体排气性的具有穿孔的构造体。
[0087] 另外，如图6所示，作为第1绝热构造体70，也可以在内管701的内侧形成由铝等热遮蔽性较高的材料形成的辐射热遮蔽膜709。
[0088] 对于第2绝热构造体71，也基本上具有与第1绝热构造体70同样的真空双层管构造。另外，与第1绝热构造体70同样地，也可以具有波纹管、辐射热遮蔽板或辐射热遮蔽膜。不过，第2绝热构造体71的吸收装配累积公差的必要性并不高，因此，为了热应力吸收而通过仅在内管设置波纹管就足够的情况较多。
[0089] 如图7所示，也可以是第2绝热构造体71延伸到构成梳齿部的第2传导部54b。由此，能够更提高针对冷冻传导体54的绝热效果。
[0090] 在本实施方式中，考虑装配性等而将绝热构造部60分成第1绝热构造体70和第2绝热构造体71地设置，但也可以是使它们一体化而使冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54一同绝热的构造。
[0091] ＜处理装置的动作和载置台装置的作用·效果＞
[0092] 在处理装置1中，将真空容器10内设为真空状态，使载置台装置50的冷冻机52工作。另外，将第1冷却气体经由第1冷却气体流路54a向间隙G供给。
[0093] 并且，利用升降机构74使载置台装置50移动(下降)，以使载置台56处于输送位置，利用输送装置(均未图示)将晶圆W从真空输送室向真空容器10内输送，载置于载置台56上。接下来，对卡盘电极56b施加直流电压，利用静电卡盘56a静电吸附晶圆W。
[0094] 之后，利用升降机构74使载置台装置50移动(上升)，以使载置台56处于处理位置，并且将真空容器10内调整成作为处理压力的超高真空(例如10-5Pa以下)。然后，使驱动机构68驱动，使转子68a的旋转借助旋转体66a、旋转部62a、载置台支承部58向载置台56传递，使载置台56和其上的晶圆W相对于冷冻传导体54旋转。
[0095] 此时，在载置台装置50中，载置台56相对于固定地设置的冷冻传导体54分离，因此，能够借助载置台支承部58并利用驱动机构68使载置台56旋转。另外，从被保持到极低温的冷冻机52传导到冷冻传导体54的冷能借助被供给到2mm以下的较窄的间隙G的第1冷却气体向载置台56传导。并且，向晶圆W的背面供给第2冷却气体，并且利用静电卡盘56a吸附晶圆W，从而能够利用载置台56的冷能效率良好地冷却晶圆W。因此，能够将晶圆W保持在例如-30℃以下的极低温，并且使晶圆W与载置台56一起旋转。
[0096] 此时，载置台56的第1传导部56c与冷冻传导体54的第2传导部54b之间成为梳齿部，间隙G曲折，因此，从冷冻传导体54向载置台56的冷能传导效率较高。
[0097] 在如此使晶圆W旋转着的状态下，向真空容器10内导入溅射气体，并且从等离子体产生用电源(未图示)向靶30施加电压。由此，生成溅射气体的等离子体，靶30被等离子体中的离子溅射。所溅射的靶材料的原子或分子向以极低温状态保持到载置台装置50的晶圆W的表面堆积，能够对所期望的膜例如具有较高的磁阻比的TMR元件用的磁性膜进行成膜。
[0098] 在如专利文献1那样冷却装置和成膜装置独立地设置的情况下，难以将冷却性能维持得较高，另外，装置的台数就变多。另一方面，在专利文献2中，能够在成膜容器内使用被冷冻机冷却的冷却头而将基板冷却成极低温，但载置台被固定着，因此均匀的成膜较困难。
[0099] 与此相对，在本实施方式中，设为如下结构：对被保持在极低温的冷冻机52的冷能进行传导的冷冻传导体54和载置台56隔着间隙G分离地设置，向间隙G供给传热用的冷却气体，并且，借助载置台支承部58能够使载置台旋转。由此，能够兼顾针对晶圆W的较高的冷却性能和成膜的均匀性。
[0100] 另外，例如，在对TMR元件用的磁性膜进行成膜之际，晶圆W有时在100℃～400℃的高温状态下向载置台56输送。并且，需要将这样的高温状态的晶圆W冷却成50K～150K(-223℃～-123℃)例如100K(-173℃)这样的极低温。因而，需要将冷冻机52的冷却性能维持得较高而达到所期望的冷却温度。
[0101] 因此，在本实施方式中，以覆盖至少给冷却性能带来直接影响的冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部的外侧的方式设置具有真空绝热构造体的绝热构造部60。由此，能够抑制从外部向至少冷头部52a和冷冻传导体54的与冷头部52a之间的连接部的热量输入，能够将冷却性能维持得较高。另外，通过还以覆盖冷冻传导体54的其他部分的外侧的方式设置绝热构造部60，能够抑制从外部向冷冻传导体54的其他部分的热量输入。由此，能够抑制冷冻传导体54的由来自外部的热量输入导致的冷却性能的降低。因此，能够将冷冻机52的冷头部52a的到达温度维持得较低，并且，经由冷冻传导体
54的冷却效率变高。因而，缩短冷却时间，且能够抑制第1冷却气体的消耗量，能够以低运行成本实现高生产率的极低温成膜。
54的冷却效率变高。因而，缩短冷却时间，且能够抑制第1冷却气体的消耗量，能够以低运行成本实现高生产率的极低温成膜。
[0102] 此时，通过将绝热构造部60设为具有上述的真空双层管构造体，能够获得较高的绝热效果。另外，通过将绝热构造部60设为具有由真空双层管构造体构成的第1绝热构造体70和第2绝热构造体71，能够有效地抑制向冷冻机52的冷头部52a和冷冻传导体54的热量输入，能够提高冷却性能。
[0103] 另外，通过在真空双层管构造的内管和外管设置波纹管，能够设为热阻较高的绝热构造。另外，通过设置波纹管，能够发挥缓和由常温和极低温的温度范围内的热收缩、热膨胀带来的热应力的功能、吸收内外压差的应力的功能、吸收装配累积公差的功能、以及使装配容易的功能。而且，通过在真空双层管构造的内侧设置辐射热遮蔽板708、辐射热遮蔽膜709等辐射热遮蔽体，能够抑制从真空双层管向冷头部52a、冷冻传导体54供给的辐射热。由此，能够进一步有效地抑制冷却性能的降低。
[0104] 再者，与载置台56直接接触并存在来自磁性流体密封等发热部的热量输入的载置台支承构件58也设为真空绝热构造，因此，能够抑制从磁性体密封部等发热部经由载置台支承构件58向载置台56的热量输入。由此，能够更加提高冷却性能。
[0105] ＜其他适用＞
[0107] 例如，绝热构造部60的结构只不过是例示，如上述这样，也可以是从冷头部52a到冷冻传导体54设置成一体。另外，绝热构造部60也可以仅由第1绝热构造体70构成。而且，在上述实施方式中，以适用于TMR元件所使用的磁性膜的溅射成膜的情况为例进行了说明，但只要是需要以极低温进行均匀处理的处理，就并不限于此。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 具有p型导电性的指叉背接触式太阳能电池 | 2020-05-08 | 115 |
| 一种智能LED灯调光系统 | 2020-05-08 | 150 |
| 一种均衡长期能效和网络稳定性的C-RAN系统资源分配方法 | 2020-05-08 | 471 |
| 半导体器件制造方法与半导体器件 | 2020-05-08 | 122 |
| 采用磁路控制的转子、发电机和控制系统以及控制方法 | 2020-05-08 | 382 |
| 一种基于嵌套式法拉第筒的高场非对称波形离子迁移谱仪 | 2020-05-08 | 301 |
| 一种电子设备 | 2020-05-08 | 783 |
| 一种板材纯剪切实验加载装置 | 2020-05-11 | 608 |
| 一种磁传动机构及清洗设备 | 2020-05-08 | 353 |
| 一种带有方便展示的液晶显示装置及方法 | 2020-05-08 | 317 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
能隙热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈