(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、
真空排気が可能になされた処理容器と、
前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、
前記被処理体の周辺部を支持するために上方へ突状に起立させて設けたリング状の支持部を有する支持台と、
前記支持台の内側の上面に起立させて設けた複数の熱電変換素子と、
前記支持部に支持される前記被処理体の下面と前記支持台の上面との間で形成される素子収容空間内を真空排気して前記処理空間と前記素子収容空間との間の差圧により前記被処理体を下方向へたわませる素子収容空間排気手段と、
を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置。
【請求項２】
被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、
真空排気が可能になされた処理容器と、
前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、
上方へ突状に起立させて設けたリング状の支持部を有する支持台と、
前記支持台の内側の上面に起立させて設けた複数の熱電変換素子と、
前記支持部に支持されると共に、その上面に前記被処理体を載置するための載置板と、
前記支持部に支持される載置板の下面と前記支持台の上面との間で形成される素子収容空間内を真空排気して前記処理空間と前記素子収容空間との間の差圧により前記載置板を下方向へたわませる素子収容空間排気手段と、
を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置。
【請求項３】
前記載置板の下面には、前記熱電変換素子間を電気的に接続する配線パターンが形成されていることを特徴とする請求項２記載の被処理体の処理装置。
【請求項４】
前記載置板は、水平方向への熱伸縮を許容するようになされた複数のピンにより固定されていることを特徴とする請求項２または３記載の被処理体の処理装置。
【請求項５】
前記被処理体の周辺部を下方向へ押圧するためのクランプ機構を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項６】
前記支持部の載置面は、前記熱電変換素子の上端面と同等か、これよりも高くなされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項７】
前記熱電変換素子の高さは、前記支持台の中心部より周辺部の方が高くなっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項８】
前記複数の熱電変換素子は、所定の数の熱電変換素子を集合させてなる素子モジュールを、複数個配列することにより設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項９】
前記支持台には、冷却媒体を流すための冷媒通路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項１０】
前記被処理体を加熱する加熱手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項１１】
前記起立させて設けた複数の熱電変換素子の上端部同士は上部配線で選択的に接続されると共に、下端部同士は下部配線で選択的に接続され、前記上部配線と下部配線の内の少なくともいずれか一方は、配線を形成する導電性材料が剥き出し状態になされていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項１２】
前記上部配線の上面は、前記被処理体の下面に直接的に接触するように構成されていることを特徴とする請求項１１記載の被処理体の処理装置。
【請求項１３】
前記起立させて設けた複数の熱電変換素子の上端部同士は上部配線で選択的に接続されると共に、下端部同士は下部配線で選択的に接続され、前記上部配線と下部配線の内の少なくともいずれか一方は、その表面が絶縁膜により覆われていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項１４】
前記絶縁膜は、前記配線を形成する導電性材料の化合物であることを特徴とする請求項１３記載の被処理体の処理装置。
【請求項１５】
前記下部配線の表面は前記絶縁膜により覆われており、前記下部配線の下面は前記支持台の表面に直接的に接触されていることを特徴とする請求項１３または１４記載の被処理体の処理装置。
【請求項１６】
前記絶縁膜は、前記導電性材料の炭化物、フッ化物、ケイ化物、酸化物、窒化物よりなる群より選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１４記載の被処理体の処理装置。
【請求項１７】
前記導電性材料は、炭素（カーボン）、アルミニウム、タンタル、タングステン、Ｎｉ−Ｔｉ合金（超弾性合金）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ２相ステンレス（超塑性材）、シリコンよりなる群より選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１１、１２、１４、１６のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【請求項１８】
前記上部配線及び下部配線は板状に成形されていることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の被処理体の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等に対して加熱によるアニール処理や冷却処理等の各種の処理を行う枚葉式の被処理体の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスを製造するには、半導体ウエハに成膜処理、パターンエッチング処理、酸化拡散処理、改質処理、アニール処理等の各種の熱処理を繰り返し行なって所望のデバイスを製造するが、半導体デバイスが高密度化、多層化及び高集積化するに伴ってその仕様が年々厳しくなっており、これらの各種の熱処理のウエハ面内における均一性の向上及び膜質の向上が特に望まれている。例えば半導体デバイスであるトランジスタのチャネル層の処理を例にとって説明すると、このチャネル層に不純物原子のイオン注入後に、原子構造を安定化させる目的でアニール処理が一般的に行われる。
【０００３】
この場合、上記アニール処理を長時間行うと原子構造は安定化するが、不純物原子が膜厚方向へ奥深くまで拡散して下方へ突き抜けてしまうので、極力短時間で行う必要がある。すなわち、チャネル層などの膜厚を薄くしつつ、且つ突き抜けも生ずることなく原子構造を安定化させるためには、半導体ウエハを高温まで高速で昇温し、且つアニール処理後にあっては拡散が生じないような低い温度まで高速で降温させることが必要となる。
このようなアニール処理を可能とするために、従来の処理装置では、加熱ランプを収容したランプハウスに輻射熱を遮断するシャッター機構を設け、高温でアニール処理した後にウエハ温度を降温させる際にこのシャッター機構を作動させて加熱ランプからの輻射熱を遮断し、ウエハの高速降温を行うようになっている。
【０００４】
また他の従来の処理装置としては、例えば特許文献１に示すように、ウエハステージにペルチェ素子を設け、１００〜２５０℃程度でウエハをエッチングする際に、昇降温時に上記ペルチェ素子を用いるようにした処理装置がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８５４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、ウエハを加熱するために例えばペルチェ素子を用いる場合には、一般的には、縦横高さがそれぞれ数ｍｍのペルチェ素子を数１０個程度、平面的に配列してなる素子モジュールを１つの単位として使用し、この素子モジュールを複数個、更にウエハ面積に相当する大きさで平面的に配置して、これを平板状のサセプタでネジ止めすることにより加熱手段を形成していた。そして、上記サセプタ上にウエハを載置し、この状態でペルチェ素子に通電させることによりウエハを加熱するようになっている。尚、上記ペルチェ素子に対して加熱時とは逆方向に通電することによりウエハを冷却することもできる。
【０００７】
しかしながら、この場合、熱伝導効率を良くするために、各素子モジュールの上面とサセプタとの接触熱抵抗をできるだけ低減させる必要から、サセプタ−素子モジュール間を上記のようにネジを用いて強く圧接した状態で固定しなければならない。このため、ネジにより固定されているサセプタが自身の熱伸縮を許容できず、このサセプタが熱膨張により変形して湾曲したり、或いは最悪の場合にはサセプタ自体やペルチェ素子が破損する恐れもあった。
また、素子モジュール上に、別部品であるサセプタを乗せて、この上にウエハを載置する構造であるために、ウエハとペルチェ素子との間に薄板状の部材が介在することになり、この薄板状の部材の存在により熱伝導効率に関して限界がある、といった問題もあった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、不要な介在部品をなくして熱伝導効率を向上させることが可能な被処理体の処理装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、サセプタのような被処理体を載置する載置板を設けた場合には、この載置板の熱伸縮を許容して破損等を防止することが可能な被処理体の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、前記被処理体の周辺部を支持するために上方へ突状に起立させて設けたリング状の支持部を有する支持台と、前記支持台の内側の上面に起立させて設けた複数の熱電変換素子と、前記支持部に支持される前記被処理体の下面と前記支持台の上面との間で形成される素子収容空間内を真空排気して前記処理空間と前記素子収容空間との間の差圧により前記被処理体を下方向へたわませる素子収容空間排気手段と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置である。
【００１０】
このように、リング状の支持部で被処理体の周辺部を支持する支持台上に複数の熱電変換素子を配列し、この熱電変換素子を収容した素子収容空間内を真空排気することにより、被処理体を、いわば真空チャックして被処理体の下面と熱電変換素子の上端面とを直接的に接触させた状態で固定するようにしたので、被処理体と熱変換素子との間に存在する不要な部材をなくすことができると共に、被処理体と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。
更に、熱電変換素子のまわり（周囲）は、真空状態となるので、熱電変換素子によって移動した熱の逆流を最少にすることができる。
また被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、上方へ突状に起立させて設けたリング状の支持部を有する支持台と、前記支持台の内側の上面に起立させて設けた複数の熱電変換素子と、前記支持部に支持されると共に、その上面に前記被処理体を載置するための載置板と、前記支持部に支持される載置板の下面と前記支持台の上面との間で形成される素子収容空間内を真空排気して前記処理空間と前記素子収容空間との間の差圧により前記載置板を下方向へたわませる素子収容空間排気手段と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置である。
このように、リング状の支持部で載置板の周辺部を支持する支持台上に複数の熱電変換素子を配列し、この載置板の上面に被処理体を載置し、そして、熱電変換素子を収容した素子収容空間内を真空排気することにより、載置板を、いわば真空チャックして載置板の下面と熱電変換素子の上端面とを直接的に接触させた状態で固定するようにしたので、上記載置板の平面方向における熱伸縮を許容できるのみならず、この載置板と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。
更に、熱電変換素子のまわり（周囲）は、真空状態となるので、熱電変換素子によって移動した熱の逆流を最少にすることができる。
また被処理体が熱電変換素子等の構成元素により汚染されることを防止することができる。
【００１２】
この場合、例えば請求項３に規定するように、前記載置板の下面には、前記熱電変換素子間を電気的に接続する配線パターンが形成されている。
また例えば請求項４に規定するように、前記載置板は、水平方向への熱伸縮を許容するようになされた複数のピンにより固定されている。
また例えば請求項５に規定するように、前記被処理体の周辺部を下方向へ押圧するためのクランプ機構を有する。
また例えば請求項６に規定するように、前記支持部の載置面は、前記熱電変換素子の上端面と同等か、これよりも高くなされている。
また例えば請求項７に規定するように、前記熱電変換素子の高さは、前記支持台の中心部より周辺部の方が高くなっている。
【００１３】
本発明の関連技術は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、前記被処理体を支持するための支持台と、前記支持台の上面に起立させて設けられると共に、その上端面に前記被処理体の下面を直接的に接触させて支持する複数の熱電変換素子と、前記被処理体の周辺部を下方向へ押圧するためのクランプ機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置である。
このように、支持台上に複数の熱電変換素子を配列してこの上端面に被処理体を直接的に載置し、そして、クランプ機構でこの被処理体の周辺部を下方向へ押圧して固定するようにしたので、被処理体と熱変換素子との間に存在する不要な部材をなくすことができると共に、被処理体と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。
また被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
【００１４】
この場合、例えば前記クランプ機構は、前記被処理体の周辺部の上面と接触するリング状のクランプ板を有する。
また例えば前記熱電変換素子の高さは、前記支持台の中心部より周辺部の方が僅かに低くなっている。
【００１５】
本発明の関連技術は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、前記被処理体を支持するための支持台と、前記支持台の上面に起立させて設けられる複数の熱電変換素子と、前記熱電変換素子の上端面で支持されると共に、その上面に前記被処理体を直接的に載置する載置板と、前記被処理体の周辺部を下方向へ押圧するためのクランプ機構と、を備えたことを特徴とする被処理体の処理装置である。
このように、支持台上に複数の熱電変換素子を配列してこの上端面に載置板をのせ、この載置板上に被処理体を載置し、そして、クランプ機構でこの被処理体の周辺部を下方向へ押圧して固定するようにしたので、上記載置板の平面方向における熱伸縮を許容できるのみならず、この載置板と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。また被処理体が熱電変換素子等の構成元素により汚染されることを防止することができる。
【００１６】
この場合、例えば前記載置板は、この上方向への移動を規制すると共に、面方向への熱伸縮を許容するための熱伸縮許容ピンがその周辺部に嵌め込まれている。
また例えば請求項８に規定するように、前記複数の熱電変換素子は、所定の数の熱電変換素子を集合させてなる素子モジュールを、複数個配列することにより設けられる。
また例えば請求項９に規定するように、前記支持台には、冷却媒体を流すための冷媒通路が形成されている。
また例えば請求項１０に規定するように、前記被処理体を加熱する加熱手段が設けられる。
【００１７】
また例えば請求項１１に規定するように、前記起立させて設けた複数の熱電変換素子の上端部同士は上部配線で選択的に接続されると共に、下端部同士は下部配線で選択的に接続され、前記上部配線と下部配線の内の少なくともいずれか一方は、配線を形成する導電性材料が剥き出し状態になされている。
この場合、配線を形成する導電性材料が剥き出し状態になされているので、接触面の熱の応答性が向上し、温度制御の精度を向上させることができる。
また例えば請求項１２に規定するように、前記上部配線の上面は、前記被処理体の下面に直接的に接触するように構成されている。
この場合、被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
【００１８】
また例えば請求項１３に規定するように、前記起立させて設けた複数の熱電変換素子の上端部同士は上部配線で選択的に接続されると共に、下端部同士は下部配線で選択的に接続され、前記上部配線と下部配線の内の少なくともいずれか一方は、その表面が絶縁膜により覆われている。
このように、上部配線や下部配線の表面自体に、例えばその配線の材料の化合物である絶縁膜により覆うようにしたので、この配線自体を導電性のある被処理体下面や支持台表面に、別体で形成した板状の絶縁材を介在させることなく直接的に接触させることができる。従って、その分、熱伝導性が向上して熱の応答性を更に向上させることができる。
【００１９】
この場合、例えば請求項１４に規定するように、前記絶縁膜は、前記配線を形成する導電性材料の化合物である。
また例えば請求項１５に規定するように、前記下部配線の表面は前記絶縁膜により覆われており、前記下部配線の下面は前記支持台の表面に直接的に接触されている。
また例えば請求項１６に規定するように、前記絶縁膜は、前記導電性材料の炭化物、フッ化物、ケイ化物、酸化物、窒化物よりなる群より選択されるいずれか１つである。
また例えば請求項１７に規定するように、前記導電性材料は、炭素（カーボン）、アルミニウム、タンタル、タングステン、Ｎｉ−Ｔｉ合金（超弾性合金）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ２相ステンレス（超塑性材）、シリコンよりなる群より選択されるいずれか１つである。
また例えば請求項１８に規定するように、前記上部配線及び下部配線は板状に成形されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の被処理体の処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項の発明によれば、リング状の支持部で被処理体の周辺部を支持する支持台上に複数の熱電変換素子を配列し、この熱電変換素子を収容した素子収容空間内を真空排気することにより、被処理体を、いわば真空チャックして被処理体の下面と熱電変換素子の上端面とを直接的に接触させた状態で固定するようにしたので、被処理体と熱変換素子との間に存在する不要な部材をなくすことができると共に、被処理体と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。
また被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
【００２１】
請求項２及びこれを引用する請求項の発明によれば、リング状の支持部で載置板の周辺部を支持する支持台上に複数の熱電変換素子を配列し、この載置板の上面に被処理体を載置し、そして、熱電変換素子を収容した素子収容空間内を真空排気することにより、載置板を、いわば真空チャックして載置板の下面と熱電変換素子の上端面とを直接的に接触させた状態で固定するようにしたので、上記載置板の平面方向における熱伸縮を許容できるのみならず、この載置板と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。また被処理体が熱電変換素子等の構成元素により汚染されることを防止することができる。
【００２２】
本発明の関連技術によれば、支持台上に複数の熱電変換素子を配列してこの上端面に被処理体を直接的に載置し、そして、クランプ機構でこの被処理体の周辺部を下方向へ押圧して固定するようにしたので、被処理体と熱変換素子との間に存在する不要な部材をなくすことができると共に、被処理体と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。
また被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
【００２３】
本発明の関連技術によれば、支持台上に複数の熱電変換素子を配列してこの上端面に載置板をのせ、この載置板上に被処理体を載置し、そして、クランプ機構でこの被処理体の周辺部を下方向へ押圧して固定するようにしたので、上記載置板の平面方向における熱伸縮を許容できるのみならず、この載置板と熱電変換素子との密着性が向上してこれらの間の熱伝導抵抗を大幅に低減でき、結果的に熱伝導効率を大幅に向上させることができる。また被処理体が熱電変換素子等の構成元素により汚染されることを防止することができる。
【００２４】
特に請求項１１に係る発明によれば、配線を形成する導電性材料が剥き出し状態になされているので、接触面の熱の応答性が向上し、温度制御の精度を向上させることができる。
特に請求項１２に係る発明によれば、被処理体と熱電変換素子の上端面とが直接的に接触する結果、熱の応答性が向上するので、温度制御の精度を向上させることができる。
特に請求項１３乃至１８に係る発明によれば、上部配線や下部配線の表面自体に、例えばその配線の材料の化合物である絶縁膜により覆うようにしたので、この配線自体を導電性のある被処理体下面や支持台表面に、別体で形成した板状の絶縁材を介在させることなく直接的に接触させることができる。従って、その分、熱伝導性が向上して熱の応答性を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明に係る被処理体の処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の被処理体の処理装置の第１実施例を示す断面構成図、図２は支持台の周辺部を示す部分拡大断面図、図３は熱電変換素子の配列状態を示す平面図である。
図１に示すように、この処理装置２は、例えばアルミニウムにより筒体状に成形された処理容器４を有している。この処理容器４の天井部は開口されており、この開口部には、Ｏリング等のシール部材６を介して透明な透過窓８が気密に設けられている。
【００２６】
また、この処理容器４の側壁には、半導体ウエハＷを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ１０が設けられると共に、処理時に必要なガスを内部へ導入するガス導入手段としてのガスノズル１２が設けられている。また処理容器４の他方の側壁には、排気口１４が形成されており、この排気口１４には図示しない真空ポンプが介設された排気系が接続されて、処理容器４内の雰囲気を例えば真空排気可能としている。またこの処理容器４の底部は、ここでは支持台１６として構成されており、この処理容器４の下端部を開口し、この開口に例えばＯリング等のシール部材１８を介在させて例えばアルミニウム製の肉厚な底部である支持台１６が気密に取り付け固定されている。
【００２７】
そして、この支持台１６は、被処理体としての例えば半導体ウエハＷの周辺部を支持するために上方へ突状に起立させた支持部２０を有している。具体的には、この支持部２０は、リング状に成形されており、図２に示すように上記支持台１６の周辺部に、例えばクォーツ等よりなる板状の断熱材２２を介して設けられている。この支持部２０は、例えばアルミニウムや好ましくは断熱材よりなるクォーツ等よりなり、その直径は、ウエハＷの直径と略同心になるように設定されている。そして、このリング状の支持部２０の上部の内周側には、段部状になされた載置面２０Ａ（図２参照）が形成されており、この載置面２０Ａ上に、上記ウエハＷの周辺部の下面を接するように載置し、これを支持し得るようになっている。
【００２８】
この場合、載置面２０Ａを形成する段部の端面と適正位置に載置されたウエハＷの外周端との間の距離Ｈ１（図２参照）は、この段部が位置決め機能を有するように例えば１ｍｍ程度に設定する。このようにすれば、例えば３００ｍｍウエハを１０００℃まで加熱すると、その直径は２ｍｍ程度膨張するので、この温度においてウエハは載置面段部に略隙間なく収まることとなる。いずれにしても、距離Ｈ１の値はウエハサイズと目的とする温度により、適宜設定すればよい。そして、この支持台１６の、上記支持部２０よりも内側は素子収容空間Ｓ０として形成されており、この素子収容空間Ｓ０内に本発明の特徴とする複数の熱電変換素子として例えばここでは複数のペルチェ素子２４が設けられている。具体的には、上記支持台１６の、上記支持部２０よりも内側の上面には、その全面に亘って薄板状の例えばＡｌＮやＡｌ２ Ｏ３ 等のセラミックよりなる絶縁材２６が形成されており、この絶縁材２６上に上記ペルチェ素子２４が多数起立させて順序良く配列させて設けられている。
【００２９】
ここでは上記各ペルチェ素子２４は単体として形成されており、このペルチェ素子２４はＰ型の半導体とＮ型の半導体とよりなり、これらのＰ型の半導体とＮ型の半導体とを交互に配置している。そして、隣り合うＰ型及びＮ型のペルチェ素子２４を、交互に上部電極同士及び下部電極同士をそれぞれ上部配線２８及び下部配線３０で接続している。従って、図３にも示すように、各Ｐ型とＮ型のペルチェ素子２４は直列に接続されている。すなわち、ペルチェ素子２４は、上端部同士で上記上部配線２８により選択的に、すなわちＰ型とＮ型の半導体同士が接続され、また下端部同士で上記下部配線３０により選択的に、すなわちＰ型とＮ型の半導体同士が接続される。これにより、電気が例えばＰ型→Ｎ型→Ｐ型→Ｎ型→Ｐ型→Ｎ型…のように流れるようになっている。上記各上部及び下部配線２８、３０は、例えば銅板や弾力性に富むカーボン繊維プレート等よりなり、これらを熱処理温度に応じて例えば溶接、ろう付け、ハンダ付け等で接合固定させる。
【００３０】
ここで上記上部配線２８及び下部配線３０は、上記カーボン繊維プレートの形状のようにそれぞれ薄く、例えば厚さが０．１〜２ｍｍ程度の板状に成形されている。そして、上部配線２８と下部配線３０の両配線の表面は、これらの配線を形成する導電性材料、例えばカーボンが剥き出し状態になっていてもよいし、或いは後述するように上記導電性材料の化合物よりなる絶縁膜で覆うようにしてもよい。この点は、以降に説明する各実施例２〜４においても同じである。図３中においては、支持台１６の上面の略全域に亘って各ペルチェ素子２４を蛇行状に直列接続しているが、これに限定されず、複数のゾーン、例えば同心円状に複数のゾーンに分割し、各ゾーン毎のペルチェ素子２４を直列接続してそれらをゾーン毎に個別的に制御できるようにしてもよい。ここで各ペルチェ素子２４の単体の大きさは、例えば縦横高さがそれぞれ３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍになされ、立方体状に成形されている。そして、各ペルチェ素子２４間の間隔Ｌ１（図３参照）は、１ｍｍ程度に設定されており、従って、ウエハＷの裏面全体に対して各ペルチェ素子２４の上端面が略均一に接することができるようになっている。尚、図３においては、本発明の理解を容易にするために、ペルチェ素子２４間の間隔Ｌ１を大きくして描いている。
【００３１】
そして、上記ペルチェ素子２４は図示しないリード線を介して外部のペルチェ制御部へ接続されており、このペルチェ制御部により電流の方向や大きさを制御できるようになっている。ここで熱電変換とは、熱エネルギーを電気エネルギーに、また電気エネルギーを熱エネルギーに変換することを言う。また、上記ペルチェ素子２４としては、例えば４００℃以上の高温下での使用に耐え得るＢｉ２ Ｔｅ３ （ビスマス・テルル）素子、ＰｂＴｅ（鉛・テルル）素子、ＳｉＧｅ（シリコン・ゲルマニウム）素子等を用いることができる。ここで、上記ペルチェ素子２４は、直径が３００ｍｍのウエハ対応の場合には、例えば１００個程度使用され、直径が２００ｍｍのウエハ対応の場合には、例えば５０個程度使用される。
【００３２】
また上記支持部２０の載置面２０Ａは、上記ペルチェ素子２４の上端面、具体的には上部配線２８の上端面と同等か、これよりも少し高くなされている。従って、上記載置面２０Ａと上部配線２８の上端面との間の距離Ｈ２（図２参照）は、０〜０．１ｍｍ程度に設定されている。
そして、上記支持台１６には、上記ウエハＷの下面と上記支持台１６の上面との間で区画形成される素子収容空間Ｓ０内を真空排気するための素子収容空間排気手段３２が設けられる。具体的には、上記支持台１６には上記素子収容空間Ｓ０に連通される排気口３４が設けられており、この排気口３４には、図示しない真空ポンプの介設された排気系３６が接続され、必要に応じて上記素子収容空間Ｓ０内を真空引きし、これにより、上記ウエハＷを下方向へたわませて真空チャックできるようになっている（図２（Ｂ）参照）。
【００３３】
また上記支持台１６には、この周方向に沿って所定の間隔で配置された複数、図３中では３つのピン孔３８が形成されており、この各ピン孔３８にはリフトピン４０が挿通されている。上記各リフトピン４０の下端部は、例えばリング状になされた昇降板４２に連結、乃至支持されている。そして、この昇降板４２を図示しないアクチュエータにより昇降させることによって、上記リフトピン４０を上記ペルチェ素子２４の上端面よりその上方向に出没させてウエハＷを持ち上げ、或いは持ち下げるようになっている。また上記各リフトピン４０の上記支持台１６に対する貫通部には、蛇腹状に伸縮可能になされた金属製のベローズ４４が設けられており、上記処理容器４内の真空を維持させつつリフトピン４０の上下移動を許容するようになっている。
またこの支持台１６には、冷却媒体を流すための冷却通路４６が形成されており、この冷却通路４６は、冷却水循環器４８に流路５０を介して接続され、必要に応じて冷却媒体を循環させつつ流すことにより上記支持台１６側、すなわちペルチェ素子２４の下面側を冷却するようになっている。
【００３４】
一方、上記透過窓８の上方には、上記ウエハＷを加熱するための加熱手段５２が設けられる。具体的には、この加熱手段５２は、複数の加熱ランプ５２Ａよりなり、これらの加熱ランプ５２Ａを、透過窓８の上方に設けた容器状のランプハウス５４の天井部の下面にその全体に亘って取り付けている。またこのランプハウス５４の天井部の内面は反射鏡５６となっており、各加熱ランプ５２Ａからの熱線を下方向に反射させるようになっている。
【００３５】
次に、上述のように構成された処理装置２の動作について説明する。まず、アニール処理を行うために開放されたゲートバルブ１０を介して未処理の半導体ウエハＷは処理容器４内へ導入されて支持台１６の支持部２０の載置面２０Ａ上にウエハＷの周辺部の下面を支持させ（図２（Ａ）参照）、処理容器４内を密閉する。そして、ガスノズル１２より処理ガスとして例えばＮ２ ガス、或いはＡｒガスを流量制御しつつ導入すると共に、処理容器４内の処理空間Ｓを例えば真空排気して所定のプロセス圧力、例えば１〜１００Ｐａ（７．５ｍＴｏｒｒ〜７５０ｍＴｏｒｒ）を維持する。またこれと同時に、素子収容空間排気手段３２を駆動させて、ウエハＷの下面側の素子収容空間Ｓ０内を真空引きする。そして、加熱手段５２を動作させて各加熱ランプ５２Ａを点灯させると共に、各ペルチェ素子２４にも電流を流す。
【００３６】
これにより、各加熱ランプ５２Ａより発せられた熱線が透過窓８を透過して半導体ウエハＷの表面に入射し、これを急速に加熱して昇温する。しかも、ペルチェ素子２４には、この上端面が発熱するように電流を流すようにしているので、ウエハＷはこの上方の加熱ランプ５２Ａから加熱されるのと同時に、下部のペルチェ素子２４からも加熱されるので、これを非常に急速に加熱することができる。この時の昇温速度は、例えば１〜４００℃／ｓｅｃ程度である。
【００３７】
この第１実施例では、上記素子収容空間Ｓ０内が真空引きされる結果、ウエハＷの上面の処理空間Ｓの圧力よりもこの素子収容空間Ｓ０内の圧力が低くなるように真空引きされるので、その差圧により、図２（Ｂ）に示すように、ウエハＷには、下方向に向かう押圧力Ｆが付与されてウエハＷは僅かに下方向へ変形する。この結果、ウエハＷの下面は、各ペルチェ素子２４の上端面と面内方向において略均一に密着して直接的に接触することになり、従って、各ペルチェ素子２４との間の熱抵抗が非常に少なくなって、熱伝導効率が改善されて、ウエハＷを効率的に昇温させることができる。
【００３８】
また、上述のようにウエハＷの下面を、ペルチェ素子２４の上端面に直接的に接触させるようにしたので、この結果、熱応答性が向上し、例えばペルチェ素子２４に流れる電流を制御することにより、昇温レートの精度を向上させることができる。また、上記処理空間Ｓと素子収容空間Ｓ０との間の差圧を調整して押圧力Ｆをコントロールすることにより、ウエハＷと各ペルチェ素子２４との間の熱抵抗が変化するので昇温レートを調整することができる。尚、上記アニール処理中は、冷却水循環器４８の動作は停止しており、支持台１６の冷却通路４６には冷却水を流さないようにしておけばよい。
【００３９】
また、素子収容空間Ｓ０内が真空引きされているので、ガスの対流によってペルチェ素子２４の上下間で熱移動することを防止でき、この点からペルチェ素子２４の熱効率を上げることができる。
このようにして、アニール処理が終了したならば、ウエハＷの温度を急速に冷却する高速降温を行うために、各加熱ランプ５２Ａを消灯すると共に、各ペルチェ素子２４に流す電流の方向を切り替えて、この上端面が冷えるような方向で電流を流す。これにより、処理容器４内の対流と放射による冷却効果以外に各ペルチェ素子２４の上端面に冷熱が発生して冷却されるので、これと接しているウエハＷが冷却されてウエハＷを急速に冷却することができ、ウエハＷの高速降温を行うことができる。
【００４０】
この際、各ペルチェ素子２４の下面には温熱が発生して熱くなるので、支持台１６に形成した冷却通路４６に冷却用の熱媒体を流し、上記各ペルチェ素子２４の下面に発生した温熱を上記熱媒体により系外へ運び出して各ペルチェ素子２４の下面を冷却することになる。この時の冷却用の熱媒体としては冷却水等を用いることができる。
この時も、素子収容空間排気手段３２は継続的に動作しているので、図２（Ｂ）に示すように、ウエハＷの下面と各ペルチェ素子２４の上端面とは、ウエハＷの下面全面において直接的に接触しているので、先にアニール処理時に説明したときと同じ理由で、ウエハＷを効率的に冷却してこれを降温させることができ、また、ウエハＷの上下空間Ｓ、Ｓ０間の差圧を調整することにより、降温レートも調節することができる。
【００４１】
上述のように、ペルチェ素子２４の上端面、具体的には上部配線２８の上面が被処理体であるウエハＷの下面と直接的に接触しているので、この部分（接触面）の熱抵抗が小さくなって熱の応答性が向上し、従って、ウエハＷを昇温する場合及び降温する場合にも、これを効率的に且つ迅速に行うことができる。尚、ウエハＷの裏面（下面）には一般的には絶縁性の酸化膜が形成されているので、この部分に導電性材料が剥き出し状態の上部配線２８が接触しても、ペルチェ素子２４間が短絡することはない。また、上部配線２８の表面に絶縁膜が形成されている場合には、ウエハの裏面の状態に関係なく上記のような短絡の問題は特に生ずることがない。
【００４２】
ここで上記第１実施例の処理装置と、ウエハを載置するサセプタとしてアルミニウム構造の載置台を用いた従来の処理装置との降温速度をシミュレーションにより求めたので、その結果について説明する。
図４は、本発明の第１実施例の処理装置と従来の処理装置の降温レートを比較したシミュレーション結果を示すグラフである。ここではウエハＷを１０００℃まで昇温し、この温度から降温させた時の降温レートを示している。図４から明らかなように、従来の処理装置の場合には、アルミニウム製の載置台の熱容量が大きいことから、ウエハ温度にほとんど関係なく降温レートが１０〜２０℃／ｓｅｃで非常に低い。これに対して、本発明の第１実施例の場合には、処理装置の内部の熱容量が非常に小さいことから、ウエハ温度は１００〜数１００℃／ｓｅｃの高い降温レートを示しており、ウエハＷを迅速に且つ効率的に降温させることができることを確認できた。
【００４３】
尚、上記図２に示す図示例では、支持部２０の載置面２０Ａ上には何ら形成しなかったが、図５に示すように、このリング状の載置面２０Ａに沿ってＯリング等のシート部材５８を設けるようにしてもよい。これによれば、素子収容空間Ｓ０内を真空引きした時に、ウエハＷの周辺部の下面と載置面２０Ａとの間がある程度シールされるので、ウエハＷを下方向へ押圧する押圧力Ｆが増してウエハＷの下面と各ペルチェ素子２４の上端面との密着性が増し、これらの間の熱抵抗を更に減少させて熱効率を一層増加させることができる。
【００４４】
また上記図１に示す図示例では、各ペルチェ素子２４の高さをすべて一定としたが、これに限定されず、図６に示すように構成してもよい。図６はペルチェ素子の高さを変化させた時の状態を模式的に示す部分拡大図である。この図６に示す場合には、ペルチェ素子２４の高さＨ３を、支持台１６の中心部より周辺部の方が僅かに高くなるようにしている。具体的には、このペルチェ素子２４の高さＨ３は、支持台１６の中心部より周辺部に行くに従って少しずつ高くなっており、この時、各ペルチェ素子２４の上端面が連なって描く曲面は、ウエハＷの周辺部を支持部２０で支持させた時にウエハＷがその中央部を下方向へ突状に湾曲して変形した時に生ずる曲面に略一致するように設定している。これによれば、ウエハＷの下面と各ペルチェ素子２４の上端面との密着性を更に向上させることができ、その分、熱効率を向上させることができる。
【００４５】
＜第２実施例＞
次に、本発明の第２実施例について説明する。
図１に示す第１実施例の場合にはウエハＷの下面を各ペルチェ素子２４の上端面へ密着させる手段として素子収容空間排気手段３２を設けたが、これに替えて、従来周知のクランプ機構を用いてもよい。
図７はこのような本発明の第２実施例を示す断面構成図である。尚、図１に示す装置の構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、ここでは図１に示す装置において設けた素子収容空間排気手段３２は設けておらず、これに替えてウエハＷの周辺部を下方向へ押圧するためのクランプ機構６０を設けている。また、この場合は、図１に示す支持部２０を設けても良く、或いは図７に示すように設けなくてもよい。上記支持台２０を設けない場合には、ウエハＷはペルチェ素子２４の上端面に直接載置することになる。具体的には、このクランプ機構６０は、例えばＡｌＮ等のセラミック等よりなるリング状のクランプ板６２を有している。
【００４６】
このクランプ板６２は、支持ロッド６４により支持され、この支持ロッド６４はスプリング６６を介して昇降ロッド６８に連結されている。この昇降ロッド６８は、容器底部である支持部１６に形成したロッド孔７０を貫通して下方に延びており、図示しないアクチュエータにより昇降可能になされている。また上記貫通部には、処理容器４内の気密性を保持しつつこの昇降ロッド６８の上下動を許容するベローズ７２が設けられている。
この第２実施例によれば、加熱アニール時及び冷却時にはリング状のクランプ板６２の内周部の下面でウエハＷの周辺部の上面を、スプリング６６の弾性力により押圧する。これにより、ウエハＷの下面は各ペルチェ素子２４の上端面と密着状態で接触することになり、第１実施例の場合と同様な作用効果を発揮でき、例えば熱抵抗を減少させて熱伝導効率を向上させることができる。またウエハＷの下面とペルチェ素子２４の上端面との間に余分な部材が入らないので、熱応答性も向上させることができる。
【００４７】
またこの第２実施例の場合には、ウエハＷの周辺部を下方向へ押圧する結果、ウエハＷの中央部が僅かに上方へ突状に盛り上がるように湾曲状に変形するので、図６に示す場合とは逆に、ペルチェ素子２４の高さＨ３は、支持台１６の中心部より周辺部の方が僅かに低くなるように、すなわち、ウエハ中心部側を高くし、周辺部に行く程、順次湾曲状に低くなるように設定するのがよい。
これによれば、ウエハＷの下面と各ペルチェ素子２４の上端面との密着性が向上するので、熱伝導効率を一層向上させることができる。
【００４８】
＜第３実施例＞
次に、本発明の第３実施例について説明する。
上記第１及び第２実施例では、ウエハＷの下面が、各ペルチェ素子２４の上端面と直接的に接触することから、場合によってはペルチェ素子２４等を構成する金属元素、例えばゲルマニウム、ビスマス、テルル、鉛等によりウエハＷ自体が金属汚染を受ける恐れが生ずる。そこで、この第３実施例では、ウエハＷの金属汚染を防止するようにしている。図８はこのような本発明の第３実施例を示す断面構成図、図９は第３実施例の載置板を示す平面図である。尚、図１に示す装置の構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
上記第１実施例では、支持部２０でウエハＷを直接的に支持していたが、ここでは図８に示すように、支持部２０でウエハＷと略同じ直径に成形された円板状の載置板７４を支持させるようにし、この載置板７４上にウエハＷを載置するようになっている。この載置板７４の厚さは例えば０．１〜５ｍｍ程度であって、上下空間Ｓ、Ｓ０間の差圧により変形可能になされている。この載置板７４としては電気抵抗が大きくて、しかも熱抵抗が小さい材料、例えばＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、サファイア等を用いることができる。また、この場合、ウエハＷが横すべり等して脱落しないように、支持部２０の段部の高さを、第１実施例の場合より例えば載置板７４の厚さ分だけ少し高く設定するのがよい。また、この載置板７４には、リフトピン４０を通すピン孔８２が形成されている。
【００５０】
この第３実施例によれば、上記載置板７４を間に介在させた分だけ、第１及び第２実施例の場合と比較して熱伝導効率や熱効率が僅かに低下するが、それでも従来装置と比較して熱伝導効率や熱効率を高くすることができる。
しかも、この載置板７４を設けたので、ペルチェ素子２４を構成する金属元素等が上方に飛散しても上記載置板７４でトラップされるので、ウエハＷが金属汚染されることを未然に防止することができる。また載置板７４は、真空チャックされるので、この下面を各ペルチェ素子２４の上端面に確実に接触させることができる。
【００５１】
更に、ウエハＷの昇降温によって、載置板７４自体もかなり熱伸縮するが、この載置板７４は真空チャックで固定されていることから、その平面方向への伸縮が許容され、この載置板７４が破損すること等を防止することができる。また、上記第１及び第２実施例では、各ペルチェ素子２４の上部配線２８（図２参照）は、各ペルチェ素子２４の上部電極に溶接等により接合させて設けたが、これに限定されず、この上部配線２８を上記載置板７４の下面に配線パターンとして設けるようにしてもよい。この配線パターンとしては、高温に耐えられるＷ（タングステン）、ＴｉＮ、ＭＯ、Ｔｉ、Ｔａを用いることができ、これをメッキ、溶射、インプラ、ＣＶＤ、ＰＶＤ等によって載置板７４の下面に配線パターンとして被着させればよい。
【００５２】
上記のように載置板７４の下面に上部配線２８となる配線パターンを被着させた場合には、各ペルチェ素子２４の上部電極との位置ずれを防止するためにこの載置板７４自体の位置ずれを防止すると共に、この熱伸縮を許容しなければならない。
そこで、この場合には、図９に示すように載置板７４の周辺部の一部をピン７６で固定し、そして、このピン７６に対して、例えば載置板７４の直径方向の反対側に位置する部分を、長孔７８を介してピン８０で止める。この長孔７８の長さ方向は、上記他方のピン７６の方向に向けられている。これにより、載置板７４自体の水平方向への熱伸縮は許容しつつ、その位置ずれを防止することができ、その結果、配線パターン（上部配線）と各ペルチェ素子２４の上部電極とを電気的に接合することができる。また急激な昇降温によるウエハ変形、載置台変形に伴うウエハＷの跳ね上がりも防止できるのは勿論である。尚、これらのピン７６、８０等は、載置板７４の下面に配線パターンの有る無しに関係なく設けて、ウエハＷの跳ね上がりを防止するようにしてもよい。
【００５３】
＜第４実施例＞
次に、本発明の第４実施例について説明する。
この第４実施例は、上記第２実施例と第３実施例とを組み合わせた装置である。図１０はこのような本発明の第４実施例を示す断面構成図、図１１は載置板を示す平面図である。図１、図７及び図８に示す装置の構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図１０に示すように、この第４実施例では、第１実施例で用いた素子収容空間排気手段３２（図１参照）は用いずに、これに替えてクランプ機構６０（図７参照）を用いてウエハＷの周辺部を押圧するようにしており、更に、第３実施例で用いた載置板７４（図８参照）を用いてこの上面にウエハＷを載置するようにしている。
【００５４】
またこの第４実施例では、ウエハＷの位置決めとウエハの跳ね上がりを防止するために、支持部１６の周辺部より起立させて設けた支柱８４より、水平方向に向けてガイドピン８６（図１１参照）を載置板７４の中心方向に向けて延ばしている。
そして、このガイドピン８６は、載置板７４の周方向に沿って略等間隔で３箇所設けられており、各ガイドピン８６の先端部は、上記載置板７４の側面に形成されたガイド穴８８にそれぞれ遊嵌状態で挿入されている。これにより、上記載置板７４自体の水平方向の熱伸縮を許容できると共に、載置板７４の跳ね上がりも防止することができる。尚、この載置板７４の下面に第３実施例の場合と同様に配線パターンを形成するようにしてもよい。この第４実施例の場合には、先に説明した第２及び第３実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５５】
また上記第２及び第４実施例では、リフトピン４０とクランプ機構６０とを別体で設けたが、これに限定されず、図１２に示すようにこれらを一体化させるようにしてもよい。図１２はリフトピンの付いたクランプ機構の一例を示す図であり、リフトピン４０とクランプ板６２とを一体的に昇降できるようになっている。
【００５６】
＜第５実施例＞
次に、本発明の第５実施例について説明する。
先に説明した第１〜第４実施例においては、Ｐ型とＮ型のペルチェ素子２４を接合する上部配線２８及び下部配線３０の表面は、それぞれ両配線２８、３０を構成する導電性材料（導電性金属）が剥き出し状態にされている場合を主に説明したが、この場合には、ペルチェ素子２４間の短絡を防止する必要からウエハＷの裏面（下面）は常に絶縁状態になっていることが必要である。しかしながら、実際の処理装置では、ウエハの裏面の状態は様々な状態になっている。例えばベアウエハは当初より裏面が導電性の状態になっており、またウエハ裏面に絶縁性の酸化膜が形成されていても、この酸化膜が部分的に剥がれ落ちて導電性部分が剥き出し状態になっていたり、この酸化膜自体が不十分であってある程度の導電性が生じていたり、或いは定期的、または不定期的に流される品質管理用のウエハは裏面が削られてベア状態となって導電性材料が露出している。従って、このようなウエハもペルチェ素子の短絡を生ぜしめることなく処理できるようにするためには、何らかの絶縁処理を施さなければならない。
【００５７】
この場合、先に説明したように、別体で形成した薄板状のセラミック板等の絶縁板を設けることも考えられるが、このような別体で設けた絶縁板は、耐久性を持たせるためにある程度の板厚が必要であり、その結果、先に説明したように熱抵抗が増大して熱応答性が劣化してしまう。そこで、この第５実施例では、上部配線２８や下部配線３０の表面自体に、その配線の構成材料の化合物よりなる薄い絶縁膜を形成して短絡の発生を防止するようにしている。図１３は本発明の第５実施例を示す断面構成図、図１４は図１３中の一部のペルチェ素子の部分を示す部分拡大図である。尚、先の各実施例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。ここで示す配線の構造は、先に説明した第１〜第４の各実施例に対して適用することができるが、ここでは、図７に示す第２実施例で示した構造に対して、第５実施例の特徴とする配線構造を適用した場合を例にとって説明する。
【００５８】
この第５実施例では、ペルチェ素子２４の上端部同士を接合する上部配線２８と、下端部同士を接合する下部配線３０の内の少なくともいずれか一方は、その配線を形成する導電性材料の化合物であって絶縁性を有する絶縁膜により覆われている。尚、この絶縁膜は、上記配線を形成する導電性材料の化合物に限定されず、他の種類の絶縁膜を用いてもよい。ここでは、図１４に示すように、上部配線２８と下部配線３０の両配線の表面に絶縁膜２８Ａ及び３０Ａが形成されている。この場合、各絶縁膜２８Ａ及び３０Ａは、他の部材と接する面のみに少なくとも形成し、具体的には、上部配線２８に関してはウエハＷの裏面（下面）と接する上面のみに形成し、下部配線３０に関しては支持台（底部）１６と接する下面のみに形成する。
【００５９】
このように、下部配線３０の下面に絶縁膜３０Ａを形成したので、図７において示した薄板の絶縁材２６を介在させることなく、下部配線３０と支持台１６とを直接的に接触させることができ、その分、この接触部分の熱抵抗を下げることが可能となる。この時の絶縁膜２８Ａ、３０Ａの厚さは、材料にもよるが例えば１０〜１０００μｍ程度である。
上記導電性材料の化合物としては、その材料の例えば炭化物、フッ化物、ケイ化物、酸化物、窒化物等が、その導電性材料に応じて選択して用いられる。具体的には、上記上部配線２８及び下部配線３０を構成する導電性材料としては、炭素（カーボン）、アルミニウム、タンタル、タングステン、Ｎｉ−Ｔｉ合金（超弾性合金）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ２相ステンレス（超塑性材）、シリコン等から適宜選択して用いることができる。尚、上記炭素としては先に説明したカーボン繊維プレート等が対応する。
【００６０】
そして、導電性材料としてカーボンを用いた場合には、その絶縁膜としてケイ化物であるＳｉＣ（炭化ケイ素）膜を用いることができる。また導電性材料としてアルミニウムを用いた場合には、その絶縁膜として酸化物であるＡｌ２ Ｏ３ （アルミナ）膜や窒化物であるＡｌＮ（窒化アルミ）膜を用いることができる。また導電性材料としてタンタルを用いた場合には、その絶縁膜として酸化物としてＴａＯ３ （タンタル酸化膜）を用いることができる。また導電性材料としてタングステンを用いた場合には、その絶縁膜として炭化物であるＷＣ（カーボンタングステン）や酸化物であるＷＯ２ （酸化タングステン）を用いることができる。また導電性材料としてシリコンを用いた場合には、その絶縁膜としてフッ化物であるＳｉＦ（フッ化シリコン）を用いることができる。
【００６１】
上記したような絶縁膜２８Ａ、３０Ａは、イオンスパッタ法や蒸着法により形成できる。また更にゾル・ゲル状態の物質を塗布して乾焼、或いは焼成するようにして形成してもよい。更には、板状の配線材料の表面に予め炭化処理、フッ化処理、ケイ化処理、酸化処理、窒化処理等を施して上記絶縁膜を形成しておき、この配線材料をペルチェ素子間に接合するようにしてもよい。このように、絶縁膜の材料としてその配線を構成する導電性材料の化合物を用いることにより、両者の結合力が強くなって剥がれ難くすることができる。
上記のように、上部配線２８の表面に、その材料の化合物よりなる絶縁膜２８Ａを設けるようにしたので、ウエハＷの下面の状態に関係なく、上部配線２８上にウエハＷを直接的に接触させて載置することができ、その結果、この接触部分の熱抵抗が少なくなって、その分、熱応答性を向上させることができる。
【００６２】
また同様に、下部配線３０の表面に、その材料の化合物よりなる絶縁膜３０Ａを設けるようにしたので、支持台１６上に薄板状の絶縁材２６を介在させることなく直接的に接触させてペルチェ素子を設置することができ、この接触部分の熱抵抗が少なくなって、その分、熱応答性を向上させることができる。
上記説明では、上部配線２８と下部配線３０の両方の表面に絶縁膜２８Ａ、３０Ａをそれぞれ形成した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上部配線２８と下部配線３０のいずれか一方に絶縁膜を設けるようにしてもよい。
尚、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の被処理体の処理装置の第１実施例を示す断面構成図である。
【図２】支持台の周辺部を示す部分拡大断面図である。
【図３】熱電変換素子の配列状態を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施例の処理装置と従来の処理装置の降温レートを比較したシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】第１実施例の変形例を示す部分拡大図である。
【図６】ペルチェ素子の高さを変化させた時の状態を模式的に示す部分拡大図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す断面構成図である。
【図８】本発明の第３実施例を示す断面構成図である。
【図９】第３実施例の載置板を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４実施例を示す断面構成図である。
【図１１】載置板を示す平面図である。
【図１２】リフトピンの付いたクランプ機構の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施例を示す断面構成図である。
【図１４】図１３中の一部のペルチェ素子の部分を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６４】
２  処理装置
３  処理容器
８  透過窓
１２  ガスノズル（ガス導入手段）
１６  支持台（底部）
２０  支持部
２０Ａ  載置面
２４  ペルチェ素子（熱電変換素子）
２８  上部配線
３０  下部配線
３２  素子収容空間排気手段
４６  冷却通路
５２  加熱手段
５２Ａ  加熱ランプ
Ｓ  処理空間
Ｓ０  素子収容空間
【図１】
0004765328.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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