CN1833312A - 放置台结构以及具有该放置台结构的热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热处理装置,将被处理体(W)放置在经由支柱而从处理容器(4)的底部立起并在内部埋入有加热装置(38)的放置台(32)的上面,对该被处理体进行规定热处理,其中,在上述放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的盖部件(72、73、76)。因此,可以防止成为污染原因的金属原子等从放置台热扩散情况的发生,从而,可以防止金属污染或者有机污染等的各种污染的发生。
Description
技术领域
本发明涉及放置半导体晶片等被处理体的放置台结构以及具有该放置台结构的热处理装置。
背景技术
一般地,在制造半导体集成电路时,在半导体晶片等被处理体上反复进行成膜处理、蚀刻处理、热处理、改质处理、结晶化处理等各种单片处理,以形成所希望的集成电路。在进行上述各种处理的情况下,对应于处理的种类而需要向处理容器内分别导入必要的处理气体,例如,在成膜处理的情况下需要导入成膜气体,在改质处理的情况下需要导入臭氧气体等,在结晶化处理的情况下需要导入N2气体等惰性气体或者O2气体等。
例如,以对半导体晶片的每个都进行热处理的单片式热处理装置为例,在能够抽成真空的处理容器内,例如设置内置有电阻加热器的放置台,在将半导体晶片放置在其上面的状态下,使规定的处理气体流动,在规定的处理条件下,对晶片进行各种热处理。
然而,上述放置台一般都是处于其表面从处理容器内露出的状态下而设置的。因此,在构成该放置台的材料(例如AlN等陶瓷或者金属材料)中所包含的少量重金属等,因受热而从该材料向着处理容器内扩散,从而成为产生金属污染以及有机污染的原因。最近,在利用有机金属材料作为成膜用原料气体的情况下,希望对这种金属污染以及有机污染等的污染有特别严格的污染对策。
此外,通常对于设置在放置台中的加热器来说,例如被分隔划分为同心圆状的多个区域,对每个区域分别进行独立的温度控制,而能够实现在晶片处理时的最优温度分布,但是,在这种情况下,当因每个区域而引起投入电力存在较大差异时,构成该放置台的材料区域间的热膨胀差会存在很大的不同,放置台本身有时会破损。此外,在高温的情况下,在AlN等材料中,AlN材料的绝缘电阻明显降低,从而有泄漏电流流动。由于这种原因而不可能将处理温度提高至650℃以上。
此外,当作为热处理而进行在晶片表面上堆积薄膜的成膜处理的情况下,不仅在以薄膜作为目标的晶片表面,而且在放置台的表面或者处理容器的内壁面等上,都不可避免地会附着有不需要的膜。在这种情况下,当剥落这种不需要的膜时,由于会产生导致制品合格率降低原因的颗粒,因此需要定期或者不定期地进行使蚀刻气体在处理容器内流动以除去上述不需要的膜的清洁处理;或者进行将处理容器内的构造物浸渍在硝酸等蚀刻溶液中,以除去不需要的膜的清洁处理。
在这种情况下,以减少上述污染对策或者清洁处理的次数等为目的,如日本专利特开昭63-278322号公报中所揭示的那样,利用石英壳体覆盖发热体加热器来构成放置台;也可以如日本专利特开平07-078766号公报所揭示的那样,在密闭的石英制的壳体内设置电阻发热体,使用其整体作为放置台;也可以如日本专利特开平03-220718号公报和日本专利特开平06-260430号公报所揭示的那样,利用石英板夹住加热器本身作为放置台来使用。
然而,在上述现有的各种技术中,虽然通过石英盖覆盖放置台能够在一定程度上抑制金属污染等污染的产生,但是这种对策并不是很好。此外,在使用的石英板为透明的情况下,当用加热器线的温度分布在晶片温度上投影时,会使晶片的面内温度分布产生不均匀。而且,不需要的薄膜会呈斑点状或者凹凸状而附着在放置台的背面或者覆盖其背面侧的盖上。在这种情况下,因为在附着的不需要的膜的较厚部分和较薄部分上的热辐射率不同,所以,以其为原因,在放置台的表面温度产生分布,以致引起晶片表面的温度不均,从而成为降低晶片的热处理的面内均匀性的原因。
此外,由于附着在放置台的表面或者盖的表面上的不需要的膜容易较快地剥落,因此,有必要在该不需要的膜剥落前,进行清洁处理,以缩短清洁处理等的维护间隔,因此,必需频繁地进行维护作业。此外,在可对作为加热体的放置台的每个区域加热的情况下,当投入各区域中的每一个区域的电力差较大时,由于加热器材质的热膨胀的原因,而会产生放置台破损等问题。
本发明鉴于以上问题而提出了有效解决这些问题的方法。
本发明的目的在于提供一种不但能够可靠地抑制金属污染等污染的发生,而且为了与传热良好的高温热处理相对应来实现均热,而能够进行大范围的区域调整的放置台结构以及热处理装置。
本发明的另一目的在于提供一种即使不需要的膜呈斑点状而附着在放置台上,也能够排除其热的不良劣影响,高度维持放置台的面内温度均匀性的放置台结构和热处理装置。
本发明的又一目的在于提供一种即使不需要的膜附着在放置台等上,也能够尽可能地防止其剥落,从而使清洁处理等的维护循环长期化的放置台结构和热处理装置。
本发明的再一目的在于提供一种在由多个加热区域构成的放置台中,可以自由地指定区域间的投入电力差,高度维持面内温度的均匀性,或者可以进行特殊加热的放置台结构和具有该放置台结构的热处理装置。
发明内容
为了实现上述目的,对于本发明第一方面所述的发明,是一种放置台结构,其特征在于,包括:放置台,具有为了在处理容器内、对被处理体进行规定的热处理而放置所述被处理体,并同时加热所述被处理体的加热装置;和从所述处理容器的底部立起而支撑该放置台的支柱,其中,在所述放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件和下面盖部件。
这样,由于在放置被处理体的放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的盖部件,而能够防止成为污染原因的金属原子从放置台热扩散,因此能够防止金属污染和有机污染等各种污染的发生。
对于第二方面所述的发明,是一种放置台结构,其特征在于,包括:放置台,具有为了在处理容器内、对被处理体进行规定的热处理而放置所述被处理体,并同时加热所述被处理体的加热装置;和从所述处理容器的底部立起而支撑该放置台的支柱,其中,在所述放置台的下面一侧设置有具有耐热性的不透明背面盖部件。
这样,由于在放置被处理体的放置台的下面设置有具有耐热性的不透明背面盖部件,即使不需要的膜例如呈斑点状(凹凸状)而在放置台背面附着在不透明背面盖部件的表面(下面),从该不透明背面盖部件的表面发出的辐射率可以保持大致均匀,因此,可以较高地维持放置台的表面温度的面内均匀性和被处理体的面内温度的均匀性。
对于第三方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台的上面、侧面、和上述不透明背面盖部件的下面分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件、和下面盖部件。
这样,由于在放置被处理体的放置台的上面、侧面和不透明背面盖部件的下面分别设置有具有耐热性的盖部件,而能够防止成为污染原因的金属原子从放置台热扩散,因此,可以防止金属污染或者有机污染等各种污染的发生。
对于第四方面所述的发明,其特征在于:上述上面盖部件的直径被设定成与上述放置台的直径实质上相同,在上述上面盖部件的上面形成有凸部,同时,在该凸部上设置有凹陷下去成凹部状,放置上述被处理体的收容凹部。
对于第五方面所述的发明,其特征在于:上述上面盖部件的周边边缘部的上面与上述侧面盖部件的一部分接触而覆盖。
对于第六方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台的侧面设置有不透明的石英盖部件。
对于第七方面所述的发明,其特征在于:在上述不透明背面盖部件和上述下面盖部件之间形成有间隙。
对于第八方面所述的发明,其特征在于:在上述不透明背面盖部件的下面形成有用于形成上述间隙的突起状的脚部。
对于第九方面所述的发明,是一种放置台结构,其特征在于,包括:具有为了在处理容器内对被处理体进行规定的热处理的放置台;和从所述处理容器的底部立起来支撑该放置台的支柱,其中,所述放置台和所述支柱分别由石英玻璃制成,在所述放置台内埋入有加热装置。
这样,可以防止成为污染原因的金属原子从放置台热扩散,因此,能够防止金属污染等各种污染发生。
对于第十方面所述的发明,其特征在于:在将上述支柱形成为圆筒状的同时,将上述加热装置的供电线从上述放置台的中心部向下方插通上述圆筒状的支柱内。
对于第十一方面所述的发明,其特征在于:上述放置台将上板、中板和下板接合,在上述上板的下面和上述中板的上面中的任何一方上,形成有用于收容上述加热装置的线路槽,在上述中板的下面和上述下板的上面中的任何一方上,形成有用于收容从上述加热装置延伸的上述供电线的线路槽。
对于第十二方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台的上面设置有不透明的上面盖部件。
这样,由于在放置台的上面设置有不透明的均热板,可提高被处理体的温度分布在面内的均匀性。
对于第十三方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台上设置有将清洗用气体供给至上述的放置台的上面的后侧用气体孔,上述后侧用气体孔与供给气体的石英管连接。
对于第十四方面所述的发明,其特征在于:上述石英管配置在上述支柱的外侧,其上下端通过焊接而被安装固定。
对于第十五方面所述的发明,其特征在于:上述石英玻璃为透明石英玻璃。
对于第十六方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台的下面设置有具有耐热性的不透明背面盖部件。
这样,由于在放置被处理体的放置台的下面设置有具有耐热性的不透明背面盖部件,即使不需要的膜呈斑点状(凹凸状)附着在该不透明的背面盖部件的表面(下面)上,也可使从该不透明背面盖部件表面发出的辐射率保持大致均匀,因此,能够较高地维持放置台的表面温度的面内均匀性和被处理体的面内温度的均匀性。
对于第十七方面所述的发明,其特征在于:在上述放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件和下面盖部件。
这样,由于在放置被处理体的放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的盖部件,因此,可以防止成为污染原因的金属原子等从放置台的热扩散,从而能够防止金属污染等各种污染的发生。
此外,由于放置台其侧面、下面盖部件的材质例如为石英,因此可以降低从这些部件因热扩散而造成的金属污染等污染的发生。而且,还可以防止成膜气体附着在放置台上。这样,由于延长了放置台的湿洗清洁循环,从而可以确保长时间的寿命和初期形状。
对于第十八方面所述的发明,其特征在于:在上述支柱的下端部设置有用于防止该支柱破损的缓冲件。
对于第十九方面所述的发明,其特征在于:上述不透明背面盖部件为不透明石英玻璃。
对于第二十方面所述的发明,其特征在于:在上述支柱的侧面设置有具有耐热性的支柱盖部件。
这样,由于在放置台的支柱也设置有盖部件,所以不但可防止金属污染而且还能够防止成膜气体附着在支柱上。
对于第二十一方面所述的发明,其特征在于:上述上面盖部件、上述侧面盖部件、上述下面盖部件和上述支柱盖部件构成盖部件;上述盖部件和上述支柱盖部件形成为一体,上述盖部件的全体能够分解以及组装。
这样,由于能够分解和组装各个盖部件,从而能够迅速地进行湿洗清洁处理等维护作业。
对于第二十二方面所述的发明,其特征在于:除了在上述放置台的上面形成的上面盖部件和上述不透明背面盖部件以外的其他的盖部件,分别由透明石英玻璃制成,对该透明石英玻璃的盖部件的表面进行用于防止附着在上面的膜剥离的表面粗化处理。
这样,由于能够防止成为附着在盖部件的表面上的颗粒的不需要的膜容易剥落,因此可以延长清洁处理等维护作业的循环。
对于第二十三方面所述的发明,其特征在于:在上述支柱的下端的接合部上设置有密封部件,同时,在该密封部件的附近,在上述密封部件上设置有遮断从上述放置台放出的热量的不透明部件。
这样,对于设置在支柱下端接合部上的密封部件来说,由于利用设置在附近的不透明部件遮断从放置台来的辐射热,因此不会受到热的损伤。
对于第二十四方面所述的发明,其特征在于:上述支柱的全体由不透明部件构成,并且在上述支柱的内部设置有不透明部件,保护上述支柱下端部的密封部件不受从上述放置台放出的热量的影响。
对于第二十五方面所述的发明,其特征在于,包括:可抽成真空的处理容器,如第一~第二十四方方面中的任何一项所述的放置台结构;和将规定的处理气体供给至上述处理容器的气体供给装置。
对于第二十六方面所述的发明,上述放置台的加热装置由内侧和外侧的两个加热区域构成。
附图说明
图1是表示具有本发明的放置台结构的热处理装置的一个实施方式的简要截面图。
图2是表示本发明的放置台结构的第一实施方式的截面图。
图3是表示图2所示的放置台结构的盖部件的分解立体图。
图4是表示本发明的放置台结构的第二实施方式的截面图。
图5是表示图4所示的放置台结构的支柱的下端部的放大截面图。
图6是表示图4所示的放置台结构的放置台的一部分的放大截面图。
图7是表示图4所示的放置台结构的放置台的接合前的状态的分解图。
图8是表示图4所示的放置台结构的盖部件的分解立体图。
图9是表示在规定压力范围内的放置台的温度分布的面内均匀性的图表。
图10是表示本发明的放置台结构的第二实施方式的变形例的截面图。
图11是表示本发明的放置台结构的第二实施方式的另一变形例的截面图。
图12是表示图11所示的另一个例子的分解立体图。
图13是表示本发明的放置台结构的第三实施方式的截面图。
具体实施方式
以下,根据图1~图13,对具有本发明的放置台结构的热处理装置的实施方式进行详细说明。
图1~图3是表示本发明的第一实施方式的示意图。
图1是表示具有本发明的放置台结构的热处理装置的截面图,图2是表示放置台结构的截面图,图3是表示图2所示的放置台结构的盖部件的分解图。
如图所示,热处理装置2具有例如截面的内部大致呈圆形的铝制的处理容器4。在该处理容器4的顶部设置有作为导入必要的处理气体(例如成膜气体)用的气体供给装置的喷淋部6,将处理气体从设置其下面的气体喷射表面8上的多个气体喷射孔,以向着处理空间S吹出的方式来进行喷射。
在该喷淋部6内形成有被分隔为呈中空状的两个气体扩散室12A、12B,当从这里导入的处理气体向平面方向扩散后,从分别与各气体扩散室12A、12B连通的各气体喷射孔10A、10B吹出。即,将气体喷射孔10A、10B配置成矩阵形状。该喷淋部6的整体例如由镍或者哈司特镍合金(注册商标)等镍合金、铝或者铝合金而制成。其中,作为喷淋部6,也有气体扩散室为一个的时候。然后,在该喷淋部6与处理容器4的上端开口部的接合部上,放置有由O形环等构成的密封部件14,来维持处理容器4内的气密性。
此外,在处理容器4的侧壁上,设置有相对于该处理容器4进行作为处理体的半导体晶片W的搬入搬出用的搬入搬出口16,同时,在该搬入搬出口16上设置有能够气密开闭的闸阀18。
然后,在该处理容器4的底部20上形成有排气落入空间22。具体地说,在该容器底部20的中央部形成有较大的开口24,该开口24与向着其下方延伸的有底圆筒体状的圆筒分隔壁26连接,在其内部形成有上述排气落入空间22。然后,在分隔该排气落入空间22的圆筒分隔壁26的底部28设置有从此处立起的作为本发明特征的放置台结构29。具体地说,该放置台结构29具有例如由AlN等陶瓷构成的圆筒体状的支柱30、和设置在该支柱30的上端部的放置台32。
此外,上述排气落入空间22的入口开口24被设定成比放置台32的直径小,在上述放置台32的周边边缘部的外侧流下的处理气体,在放置台32的下方转回而向着入口开口24流入。然后,在上述圆筒分隔壁26的下部侧壁上,邻接该排气落入空间22而形成有排气口34,该排气口34与设置有图未示出的真空泵的排气管36连接,能够对处理容器4内以及排气落入空间22内的气体进行真空排气。
接着,在石英排气管36的中途设置能够进行开度控制的图未示出的压力调整阀,通过自动地调整该阀的开度,而能够使上述处理容器4内的压力维持在一定值,或者可以迅速地向所希望的压力变化。
此外,上述放置台32具有作为加热装置而例如按照规定的图形形状配置在内部的、例如由钼制成的电阻加热器38,其外侧例如由烧结AlN等构成的陶瓷所制成,在其上面可放置作为被处理体的半导体晶片W。此外,上述电阻加热器38与配置在上述支柱30内的供电线40连接,可以控制来供给电力。然后,该供电线40被插通在石英管39内,此外,该供电线40在上述支柱30的下部与电源电缆连接。其中,电阻加热器38例如被分割为内侧区域和以同心圆状包围其外侧的外侧区域,能够在各个区域的每一个上进行电力控制。在图示的例子中,供电线40只表示出了两根,但是此时也可以设置四根。
在上述放置台32上形成有在上下方向贯通的多个(例如三个)销插通孔41(在图1中只表示出两个),在上述各个销插通孔41内配置有可上下移动并以游离嵌入状插入的压紧销42。在该压紧销42的下端配置有形成为圆环状的、例如由类似于氧化铝的陶瓷所制成的压紧圆环44,上述各个压紧销42的下端在不固定的状态下,而被支撑在该压紧圆环44上。从该压紧圆环44延伸的臂部45,与贯通容器底部20设置的出没杆46连接,该出没杆46通过致动器48而能够升降。因此,在交换晶片W时,能够使上述各个压紧销42从各个销插通孔41的上端向着上方伸出和缩回。此外,在致动器48的出没杆46的容器底部的贯通部上介设有可伸缩的波纹管50,从而能够上述出没杆46在维持处理容器4内的气密性的同时进行升降。
接着,如图2所示,例如在支撑固定放置台32的AlN等的圆筒体状的支柱30的下端部设置有直径被扩大的凸缘部52。其中,在图2中省略了放置台32的内部构造和压紧销40的说明。接着,在底部28的中心形成有规定大小的开口54,通过螺钉58将直径比上述开口54稍大的例如由铝合金制成的基板56,以从内侧堵塞该开口54的方式来进行拧紧固定。在底部28的上面和上述基板56的下面之间例如设置有类似于O形环等的密封部件60,来保持该部分的气密性。
然后,将上述支柱30在上述基板56上立起,将作成圆环状的、截面为L字形的例如由铝合金制成的压紧部件62嵌装在该支柱30的凸缘部52上,使用螺钉64来固定该压紧部件62和上述基板56,通过这样而能够利用上述压紧部件60来夹住固定上述凸缘部52。这里,在上述基板56的上面和上述凸缘部52的下面之间放置有O形环等密封部件66,以保持该部分的气密性。此外,在上述基板56上设置有多个贯通孔68,通过该贯通孔68来将上述供电线40向外部引出。因此,该圆筒状的支柱30内成为大气压气氛。其中,该支柱30的上端部通过焊接方式等而气密地与放置台32的背面的中心部连接固定。此外,也可以将上述支柱30内气密地密封。
然后,在这样安装固定的放置台结构29上设置有作为本发明特征的盖部件。具体地说,如图3所示,作为上述盖部件,分别设置有:覆盖放置在上述放置台32的上面的半导体晶片W的部分的、呈圆板状的上面盖部件72;覆盖该放置台32的周边边缘以及其侧面的一部分或者全部的、呈圆环状的周边边缘部盖部件74;覆盖该放置台32的侧面的一部分或者全部以及放置台32的下面的下面盖部件76;覆盖上述支柱30的侧面整体的支柱盖部件78;和覆盖支柱30的下端部的脚部盖部件80。此外,在该实施方式中,还特别设置有与上述放置台32的下面(背面)直接接触并放置在其与上述下面盖部件76之间的、呈圆环状的不透明背面盖部件82。因此,在这种情况下,上述下面盖部件76覆盖上述不透明的背面盖部件82的下面。
上述全部的盖部件72、74、76、78、80、82由耐热性和耐腐蚀性材料制成。特别是上面盖部件72,因为在其上面直接放置有晶片W,因此,由产生金属污染或者有机污染等污染极少且传热性良好的材料(例如SiC等陶瓷)制成。此外,不透明背面盖部件82由金属污染或者有机污染等污染发生情况较少并且热线难以透过的材料(例如不透明玻璃)制成。此外,其他的盖部件74、76、78、80由产生金属污染或者有机污染等极少的材料(例如透明石英玻璃)制成。
由传热性良好的SiC制成的上述上面盖部件72形成为圆板形,并且在其中央部设置有直接放置晶片W的收容凹部84,该收容凹部84的深度与晶片W的厚度大致相同。在该上面盖部件72上设置有可使压紧销42(参见图1)通过的通孔41。此外,该上面盖部件72的厚度例如为3.0mm左右。
由透明石英玻璃制成的上述周边边缘部盖部件74形成为圆环形,如上所示,其截面形成为逆L字形,使得能够覆盖放置台32的上面的周边部和侧面的一部分或者全部,而且,如图2所示,能够可装卸地嵌装在放置台32的周边边缘部上。此外,在该周边边缘部盖部件74的内周面上,沿着其周边方向而以圆环状设置接合台阶部86,使上述上面盖部件72的周边边缘部与该接合台阶部86接触,从而能够可装卸地支撑该上面盖部件72。该周边边缘部盖部件74的厚度例如为2.0~3.0mm。
对于由透明石英玻璃制成的上述下部盖部件76和由相同的透明石英玻璃制成的上述支柱盖部件78来说,通过焊接而形成为一体。首先,将下面盖部件,如上所述那样形成为圆形的容器状,以覆盖放置台32的侧面的一部分或者全部以及放置台32的下面全体,在其中心部形成有用于使支柱30(参照图2)通过的开口88。然后,将上述支柱盖部件78的上端焊接在该开口88的周边边缘部。将上述放置台32的整体可插脱地收容在上述容器状的下面盖部件76内。在这种情况下,上述周边边缘部盖部件74的侧壁的内径比上述下面盖部件76的侧壁的外径稍大。如图2所示,上述周边边缘部盖部件74的侧壁的下端部覆盖上述下面盖部件76的侧壁的外周面的全体,在与其相接的状态下,以重叠两端部的方式而可分解地嵌装。
因此,上述放置台32的侧面完全被覆盖。然后,在其下面盖部件76上设置有用于插入上述压紧销42(参见图1)的销插通孔41。
此外,将与该下面盖部件76一体接合的上述支柱盖部件78的内径设定为比凸缘部52的外径稍大,其下端部可达到上述压紧部件62(参见图2)的上面。这里,如上所述,在该下面盖部件76和支柱盖部件78一体接合的状态下,在放置台32分解时,可从支柱30一侧向下方拔出。该下面盖部件76的厚度例如为3.0mm左右,支柱盖部件78的厚度例如为5.0mm左右。
此外,由透明石英玻璃构成的上述脚部盖部件80的截面形成为逆L字形,其全体形成为圆环状,使得能够覆盖上述压紧部件62的露出表面和上述基板56的露出表面。该脚部盖部件80被做成可分割为两部分的半分割状态,以便易于进行装卸。该脚部盖部件80的厚度例如为3.0mm左右。其中,上述脚部盖部件80也可以不分割成两部分,而一体形成为圆环状。
此外,将上述凸缘部52的直径设定成比上述支柱盖部件78的内径稍小,当松开螺钉58、64而取出基板56和压紧部件62时,可将支柱盖78内的支柱30向上方拔出来分解。
另一方面,上述不透明背面盖部件82形成为圆板状,使得能够覆盖上述放置台32的下面(背面)的大致全部(除了与支柱30的接续部以外),在其中心部设置有使支柱30通过的开口90。此外,在该不透明背面盖部件82上设置有用于插通压紧销42的销插通孔41。此外,该不透明背面盖部件82处于与放置台32的下面密接的状态,通过在不透明背面盖部件82的下面设置三个(图2中只表示两个)凸起状的脚部120来在不透明背面盖部件82和下面盖部件76之间形成间隙122,从而能够保持在不透明背面盖部件82上移动的自由度,以防止不透明背面盖部件82的裂开。此外,也可以在下面盖部件76的上面,以突起状来设置该脚部120。
对于上述不透明的背面盖部件82来说,如上所述,例如使用含有多个细微气泡并且呈白浊状态的不透明石英玻璃,能够阻止热线从放置台32的下面向外透过并同时使热线向上面反射。因此,作为该不透明背面盖部件82的材料,至少应为不透明的、有耐热性的材料,反射率越高越好。
在本实施方式中,对由上述透明石英玻璃构成的盖部件(即周边边缘部盖部件74、下面盖部件76、支柱盖部件78和脚部盖部件80)的各个表面上,预先进行喷砂等表面粗化处理,在其表面形成微小的凹凸,使得附着在该表面上的不需要的膜通过固定效果而难以剥离。
其中,虽然图未示出,但是,在该放置台32上,安装有用于在控制温度时检测该温度的热电偶,此外,为了使与晶片W的传热性保持良好而在晶片W的背面上设置有例如供给N2气体或者Ar气等惰性气体的气体供给口。
其次,说明以上构造的热处理装置的动作。
首先,将未处理的半导体晶片W夹持在图未示出的搬送臂上,经由成为打开状态的闸阀18和搬入搬出口16而搬入到处理容器4内,在将该晶片W交换到上升的压紧销42后,通过使该压紧销42下降而能够将晶片W放置在放置台32的上面,具体地说,是放置在上面盖72的上面的收容凹部84内来支撑该晶片W。
其次,对作为处理气体的例如TiCl4、H2、NH3、WF6、SiH4、H2、PET、O2等成膜气体进行流量控制,并同时将其供给至喷淋部6,将该气体从气体喷射孔10吹出而喷射,从而导入到处理空间S。然后,虽然图未示出,但是通过继续进行设置在排气管36上的真空泵的驱动,而能够对处理容器4和排气落入空间22内的气体进行真空排气,然后,调整压力调整阀的阀开度来将处理空间S的气氛维持在规定处理压力。这时,晶片W的温度例如维持在400~700℃左右。因此,在半导体晶片W的表面形成Ti、TiN、W、WSi、Ta2O5等的薄膜。
在这种成膜过程中,有可能从被加热至高温的、例如由AlN材料制成的放置台32中,其所含有的非常少的重金属等热扩散而向着处理容器4内一侧放出。然而,在本实施例中,对于放置台32的整个表面来说,是通过由耐热性高且没有金属污染或者有机污染等污染的材料(例如SiC)制成的上面盖部件72,以及由作为相同的耐热性高且没有金属污染或者有机污染等污染的材料的透明石英玻璃制成的周边边缘部盖部件74和下面盖部件76所完全覆盖,因此,可以阻止重金属等向处理容器4内侧扩散,从而能够防止半导体晶片W被金属污染或者有机污染等。在这种情况下,即使只设置上述三个盖部件(即上面盖部件72、周边边缘部盖部件74和下面盖部件76),也可以得到良好防止金属污染或者有机污染等污染的效果。
然后,在本实施方式中,因为将由例如AlN材料所构成的支柱30的周围,使用由同样透明的石英玻璃制成的支柱等部件78所完全覆盖,而能够进一步提高防止金属污染或者有机污染等污染的效果。此外,由于固定该支柱30的下端部的压紧部件62和基板56的表面也由透明石英玻璃构成的脚部盖部件80所覆盖,所以能够进一步提高防止金属污染或者有机污染等污染的效果。
此外,对于放置在放置台32和晶片W之间的上面盖部件72来说,因为由传热性比透明石英玻璃好的材料(例如SiC)构成,所以能够将由埋入放置台32内的电阻电热器38所放出的热量高效率地传递至晶片W,从而能够高效率地对其进行加热。此外,也可以由石英玻璃形成上面盖部件72,在这种情况下,通过实验证明,加热器38和晶片W的温度差比SiC时的情况小。
此外,随着成膜的进行,不但在晶片W的表面上堆积有作为目标的必要的膜,而且在各个盖部件74、76、78、80的露出面上也不可避免地附着有不需要的膜。在这种情况下,在本实施方式中,在各个盖部件74、76、78、80的表面上,由于进行表面粗化处理而形成细微的凹凸,因此,在上述附着不需要的膜的情况下,利用上述细微的凹凸产生的固定效果,而使得不需要的膜难以剥落。因此,可以延长清洁处理等的维护循环,从而能够提高装置的运转率。
此外,在成膜处理时,在放置台32的下面一侧(即下面盖部件76的下面一侧),有不需要的膜呈斑点状附着的倾向,在现有技术的装置中,该呈斑点状附着的膜成为从放置台发出的辐射热产生分布的原因,但是,在本实施例中,由于设置圆环状的不透明的背面盖部件82与放置台32的整个下面接触,因此,即使上述不需要的膜呈斑点状附着,从放置台32发出的辐射热也不产生分布,因此,放置台32的温度分布为目标的温度分布,例如可维持面内均匀性,因此,能够提高晶片W的温度的面内均匀性。
然后,从这点出发,如本发明所述那样,当在每个区域上可对电阻加热器38进行温度调整的情况下,可以减少成膜处理时的温度调整的必要性。此外,该不透明的背面盖部件82也可以反射从放置台32发出的热线来抑制辐射热的放出,因此,可以提高电阻加热器38的热效率。
其中,在本实施方式中,设置有多个盖部件,但是也可以只在上述放置台32的下面设置上述不透明背面盖部件82,在这种情况下,如上所述,即使不需要的膜呈斑点状附着,也能够较高地维持放置台32和晶片W的温度分布的面内均匀性,还可以抑制辐射热,因此可以提高电阻加热器38的热效率。
此外,这里,在放置台32的下面一侧设置下面盖部件76和不透明背面盖部件82这两个盖部件,但是并不局限于此,也可以省略下面盖部件76的设置,而将上述不透明背面盖部件82直接焊接在支柱盖部件78的上端,将两者形成为一体。
此外,在清洁处理的情况下,由于只需以各个盖部件72、74、76、78、80为对象来对其进行湿洗或者干洗,因此能够提高维护性能。
其中,在上述实施方式中,以装置台32和在其上立起的支柱30都是使用AlN材料制成的情况为例进行说明,但是,即使是他们采用任何一种材料制成的情况下,也可以使用本发明。
其次,根据图4~图9,对本发明的第二实施方式进行说明。
图4是表示第二实施方式的放置台结构229的具体构造。该放置台结构229的放置台232和支柱230都是由耐热性和耐腐蚀性好的材料(例如透明石英玻璃)制成。然后,设置上面盖部件272、周边边缘部盖部件274、下面盖部件276、支柱盖部件278、脚部盖部件280和不透明的背面盖部件282,以覆盖放置台232和支柱230。其中,关于盖部件在以后进行说明。具体地说,如图6所示,上述放置台232是按照重叠上板300A、中板300B、下板300C的顺序并通过焊接接合而接合成的三层构造。然后,如上所述,在该上板300A上可装卸地设置有由SiC等不透明材料制成的薄的上面盖部件272。在上述中板300B的上面一侧,形成有在其整个表面描出的线路槽302,在该线路槽302内,沿着该槽302配置有例如由石碳加热器构成的电阻加热器238。这里,上述电阻加热器238在多个区域的每一个中,例如被分隔成同心圆状来配置。其中,也可以在上板300A的下面形成有该线路槽302。此外,该电阻加热器238也可以在上下层配置成双层构造,在这种情况下,根据加热器的层数,能够进一步重叠石英板来构成。
此外,在中板300B和下板300C上,在必要的地方形成有用于使供电线通过的线路孔303,还可以在中板300B的下面,向着放置台232的中心而形成有用于收容供电线的线路槽305。其中,也可以在下板300C的上面设置该线路槽305。然后,在将电阻加热器238和供电线240弯曲配置在上述各个线路槽302、305和线路孔303中之后,如上所述,将上述上板300A、中板300B和下板300C分别焊接接合而一体化,通过这样而能够形成放置台232。此外,将例如由透明石英玻璃制成的圆筒状支柱230的上端部焊接在放置台232的下面的中心部,使它们成为一体。
然后,各个供电线240集中在放置台232的中心部,从该放置台232的大致中心向下方延伸。延伸至该下方的供电线240例如插入在石英管239内。该石英管239的上端部也被焊接在上述下板300C的下面。此外,以贯通上述下板300C和中板300B并达到上述上板300A的方式而形成热电偶收容孔304,在该热电偶收容孔304内设置有温度控制用的热电偶306。
此外,贯通上述下板300C、中板300B和上板300A而设置有供给清洗用气体的后侧用气体孔308,该后侧用气体孔308与从其开始延伸至下方的、例如由透明石英管制成的气体管310(参见图6)连接。在这种情况下,后侧用气体孔308的上端的气体出口位于放置台232的大致中心,可使气体向着其周边部大致均匀地分散。然后,在上述支柱230的下端部的接合部附近,设置有用于保护放在该接合部上的O形环等密封部件260、266(参见图4)不受从放置台232放射的热的作用的不透明部件312,来遮断上述热。具体地说,首先,上述支柱230的中途通过焊接而与例如由透明石英玻璃制成的圆筒体状的第一不透明的部件312A连接。该第一不透明部件312A的长度例如为70mm左右。
在该第一不透明部件312A的内侧,嵌装有例如由相同的不透明石英玻璃制成的圆板体状的第二不透明部件312B。而且,在上述密封部件260、266的正上面,设置有例如由不透明的石英玻璃制成的圆环状的第三不透明部件312C,使得直接与上述支柱盖部件278的下端接触。然后,利用上述第一~第三不透明部件312A~312C来遮断从放置台232放射的、向着上述密封部件260、266的热(辐射热),以防止上述各个密封部件260、266受到热损伤。这里,上述不透明石英玻璃不但是指可以遮断热线或者辐射热的石英玻璃,也可以是含有多个细微气泡、成白浊状态的石英玻璃,或者着色的石英玻璃。此外,支柱整体或者不透明部件312A的下侧支柱的整体,也可以由不透明的石英玻璃构成。此外,在压紧部件262和第三不透明部件312C上,设置有使作为气体通路314的气体管通过的槽。此外,由于将上述气体管310拉出至支柱230的外部,该气体管310的上端与放置台232焊接,下端与凸缘部252焊接,因此,可以使用上下两端部强固地支撑。此外,由于气体管310被设置在支柱230以外,所以在支柱230内可以收容有多根供电线240。此外,在底部228、基板256上设置有与上述气体管310连通的气体通路314。
其次,说明上述盖部件。具体地说,如图8所示,作为上述盖部件,分别设置优在上述放置台232的上面的放置半导体晶片W的圆板状的上面盖部件272;覆盖该放置台232的周边边缘部以及其则面一部分或者全部的圆环状的周边边缘部盖部件274;覆盖该放置台232的侧面的一部分或者全部以及放置台232下面的下面盖部件276;覆盖上述支柱230的全部侧面的支柱盖部件278;和覆盖支柱230的下端的脚部盖部件280。然后,在上述上面盖部件272的周边边缘部的上面,支撑上述周边边缘部盖部件274的上端。特别是在该实施方式中,设置有直接与上述放置台232的下面(背面)接触并且设置在放置台和上述下面盖部件276之间的圆环状的不透明背面盖部件282。因此,在这种情况下,上述下面盖部件276覆盖上述不透明背面盖部件282的下面。
上述全部的盖部件272、274、276、278、280、282用耐热性和耐腐蚀性材料制成。特别对于上面盖部件272来说,因为直接将晶片W放置在上面,因此,要用产生金属污染等污染极少而且传热性良好的材料(例如高纯度的SiC等陶瓷)制成。此外,不透明背面盖部件282由发生金属污染极少、而且热线难以透过的材料(例如不透明石英玻璃)制成。其他盖部件274、276、278、280也由产生金属污染等极少的材料(例如透明的石英玻璃)制成。
由传导性好的SiC构成的上述上面盖部件272形成为薄的圆板状,在中心设置有用于直接放置晶片W的收容凹部284,该收容凹部284的深度大致与晶片W的厚度相等。该上面盖部件272的周边边缘部285形成为低的台阶状。该上面盖部件272的周边边缘部285也形成为低的台阶状。然后,该上面盖部件272可进行装卸,通过该上面盖部件272来覆盖放置台232的大致整个上面。此外,在该上面盖部件272上设置有使压紧销42(参见图1)通过的销插通孔241。该上面盖部件272的厚度例如为6.5mm左右。
对于由透明石英玻璃制成的上述周边边缘部盖部件274来说,其形成为圆环状,如上所述,其截面形成为逆L字形,以覆盖放置台232的上面的周边边缘部和侧面的一部分或者全部,而且,如图4所示,从上述上面盖部件272上可装卸地嵌装而安装在放置台232的周边边缘部上。然后,使该周边边缘部盖部件274的上端部的下面与上述上面盖部件272的周边边缘部285的上面接触,可装卸(可分解)地支撑该周边边缘部盖部件274。该周边边缘部盖部件274的厚度例如为3mm左右。
由透明石英玻璃构成的上述下面盖部件276和相同的透明石英玻璃制成的上述支柱盖部件278,通过焊接而形成为一体。首先,如上所述,将下面盖部件形成为圆形的容器状,以覆盖放置台232的侧面的一部分或者全部以及放置台232的下面全部,在其中心部设置用于使支柱230(参见图4)通过的开口288。然后,将上述支柱盖部件278的上端部焊接在该开口288的周边边缘部上。将全部上述放置台232可插脱地收容在上述容器状的下面盖部件276内。在这种情况下,上述周边边缘部盖部件274的侧壁内径被设定成比上述下面盖部件276的侧壁的外径稍大。如图4所示,在上述周边边缘部盖部件274的侧壁的下端部,以与上述下面盖部件276的侧壁的上端部的外周面接触的状态下,而使其两端部重叠很少来可分解地嵌装。
因此,上述放置台232的侧面完全被覆盖。然后,在该下面盖部件276上设置有用于使上述压紧销42(参照图1)插通的销插通孔41。此外,与该下面盖部件276接合成一体的上述支柱盖部件278的内径被设定成比支柱230的外径(具体地说是凸缘部252的外径)稍大一点,其下端部可达到上述压紧部件262(参见图4)的上面。这里,如上所述,在该下面盖部件276和支柱盖部件278一体地结合的状态下,当放置台232分解时,可将放置台232向上方拔出。该下面盖部件276和支柱盖部件278的厚度例如为3~5mm左右。
另一方面,上述不透明背面盖部件282形成为圆板状,以覆盖上述放置台232的下面(背面)的大致全部(除了与支柱230连接的部分),在其中心部设置有用于使支柱230通过的开口290。此外,在该不透明背面盖部件282上设置有用于插通压紧销42的销插通孔41。如上所述,该不透明的背面盖部件282处于在放置台232的下面和下面盖部件276之间图未示出的突起处、由三点支撑的状态。如上所述,该不透明的背面盖部件282例如使用包含多个细微的气泡、并且成白浊状态的不透明石英玻璃,其能够阻止热线从放置台232的下面向外透过。
另一方面,如图4所示,在支撑固定放置台232的例如由透明石英玻璃制成的圆筒体状的支柱230的下端部,设置有直径被扩大了的凸缘部252。其中,在图4中省略了放置台232的内部构造和压紧销42等的说明。然后,在底部228的中心设置有规定大小的开口254,使用螺钉258来拧紧固定直径比上述开口254稍大的铝合金制的基板256,以便从内侧塞住该开口254。在该底部228的上面和上述基板256的下面之间设置有O形环等密封部件260,来保持该部分的气密性。
然后,使上述支柱230在上述基板256上立起,将形成为圆环状的、截面为L字形的例如由铝合金制的压紧部件262嵌装在该支柱230的凸缘部252上,通过使用螺钉264固定该压紧部件262和上述基板256,而能够由上述压紧部件262来夹住固定上述凸缘部252。这时,在该凸缘部252的上面和压紧部件262的接合面之间设置有不产生颗粒且具有缓冲功能的、厚度例如为0.5mm左右的圆环形的例如由碳片制成的缓冲件263,以防止上述凸缘部252的破损。这里,在上述基板256的上面和上述凸缘部252的下面之间放置有例如O形环等密封部件266,以保持该部分的气密性。此外,在上述基板256上形成有一个较大的通孔268,经由该通孔268而将上述供电线240向外拉出。因此,该圆筒状支柱230内成为人气压气氛,也可以对该支柱230内进行密封。
此外,由透明石英玻璃制成的上述脚部盖部件280的截面形成为逆L字形,其全体形成为圆环形,以覆盖上述压紧部件262的露出表面和上述基板256的露出表面。该脚部盖部件280的厚度例如为2.75~7.85mm左右。
此外,上述凸缘部252的直径被设定成比上述支柱盖部件278的内径稍小,当松开螺钉258、264取出基板256和压紧部件262时,能够将支柱230从支柱盖部件278内向上方拔出分解。
此外,在本实施例中,预先对上述透明石英玻璃制成的盖部件(即周边边缘部盖部件274、下面盖部件276、支柱盖部件278和脚部盖部件280)的各个表面进行喷砂等表面粗化处理,在该表面上形成细微的凹凸,附着在该表面上的不需要的膜通过固定效果而难以剥离。
其次,说明以上这样构成的热处理装置的动作。
首先,将未处理的半导体晶片W夹持在图未示出的搬送臂上,通过成为开状态的闸阀18和搬入搬出口16而搬入到处理容器4内,在将该晶片W交换到上升的压紧销42之后,通过使该压紧销42下降,而将晶片W放置在放置台232的上面,具体地说,是放置在上面盖272的上面的收容凹部284中来支撑该晶片W。
其次,例如在堆积Ti膜的情况下,对作为处理气体的TiCl4、H2、NH3等的成膜气体,或者是在堆积TiN膜的情况下,对作为处理气体的TiCl4、NH3等的成膜气体,分别进行流量控制,并供给到喷淋部6,将该气体从气体喷射孔10吹出来喷射,从而导入处理空间S。此外,虽然图未示出,但是通过继续进行设置在排气管36上的真空泵的驱动,而将处理容器4和排气落入空间22内的气体抽成真空,然后,调整压力调整阀的阀开度,将处理空间S的气氛维持在规定处理压力。这时,晶片W的温度例如维持在500~600℃。这样,在半导体晶片W的表面上形成Ti膜或者TiN膜等薄膜。
在这种成膜过程中,在现有装置的情况下,有可能从被加热至高温的、例如由AlN材料制成的放置台中,其所含有的非常少的重金属等热扩散而向着处理容器4内一侧放出。然而,在本实施例中,由于构成放置台232和支柱230的材料具有耐热性和耐腐蚀性,而且几乎由不含重金属等的透明石英玻璃形成,因此对晶片W的传热好,同时可防止引起金属污染等的污染。而且,放置台232的全部表面,被由耐热性高且没有金属污染或者有机污染等污染的材料(例如SiC)制成的上面盖部件272,以及由作为同样耐热性高且没有金属污染或者有机污染等污染的材料的透明石英玻璃制成的周边边缘部盖部件274和下面盖部件276所完全覆盖,因此可以阻止重金属等向处理容器4内侧扩散,从而能够更加可靠地防止半导体晶片W被金属污染或者有机污染等。在这种情况下,即使只设置上述三个盖部件(即上面盖部件272、周边边缘部盖部件274和下面盖部件276),也能够得到很好的防止金属污染或者有机污染等污染的效果。
此外,在本实施例中,如上所述,由石英玻璃制成支柱230,并且利用例如由透明石英玻璃制成的支柱盖部件278完全覆盖该支柱230的周围,因此能够进一步提高防止金属污染或者有机污染等污染的效果。此外,由于固定该支柱230的下端部的压紧部件262和基板256的表面通过由透明石英玻璃构成的脚部盖部件280所覆盖,因此,能够进一步提高防止金属污染或者有机污染等污染的效果。
此外,对于设置在放置台232和晶片W之间的上面盖部件272来说,因为是由传热性比透明石英玻璃好的材料(例如SiC)构成,因此可将由埋入放置台232内的电阻电热器238发出的热高效率地传递至晶片W,从而可以高效率地对其进行加热。其中,因为透明石英玻璃的传热性比不透明石英玻璃好,因此,由透明石英玻璃形成放置台232的方式的传热损失少。
在这种情况下,由于在放置台232的上面设置有例如由SiC构成的不透明的上面盖部件272,因此,在电阻加热器238上产生的温度分布不投影在晶片W上,由于这点,能够提高晶片W的温度的面内均匀性。即,该上面盖部件272兼并具有均热板的功能。
此外,随着成膜的进行,不但在晶片W的表面上堆积作为目标的必要的膜,而且在各个盖部件272、274,、276、278、280的露出面上也不可避免地附着有不需要的膜。在这种情况下,在本实施例中,在各个盖部件272、274、276、278、280的表面上,由于进行表面粗化处理而形成细微的凹凸,因此,在上述附着不需要的膜的情况下,利用上述细微的凹凸所产生的固定效果,使得不需要的膜难以剥落。因此,可以延长清洁处理等的维护循环,从而能够提高装置的运转率。
此外,在成膜处理时,在放置台232的下面一侧(即下面盖部件276的下面一侧),有不需要的膜呈斑点状附着的倾向。在现有技术的装置中,该呈斑点状附着的膜成为从放置台发出的辐射热产生分配的原因,但是,在本实施例中,由于在放置台232的下面全体,隔开大约1~2mm的距离而设置有圆环状的不透明的背面盖部件282,因此,即使上述不需要的膜呈斑点状附着,从放置台232发出的辐射热也不产生分配,这样,放置台232的温度分布为目标的温度分布,能够维持面内均匀性,因此,能够提高晶片W的温度的面内的均匀性。
然后,从这点出发,如本发明那样,当能够在每个区域上对电阻加热器238进行温度调整的情况下,可以减少成膜处理时的温度调整的必要性。此外,由于石英玻璃的热膨胀小,所以在区域之间不会因温度差而引起破损,从而能够自由地进行区域加热。此外,由于该不透明背面盖部件282可以抑制辐射热的放出,因此,可以提高电阻加热器238的热效率。
此外,这里,在放置台232的下面设置有下面盖部件276和不透明的背面盖部件282这两个盖部件,但是并不局限于此,也可以省略下面盖部件276的设置,将上述不透明背面盖部件282直接焊接在支柱盖部件278的上端部,将两者形成为一体。
此外,在清洁处理的情况下,由于只以各个盖部件272、274、276、278、280为对象来进行湿洗或者干洗,因此可以提高维护性能。
此外,在本实施方式中,由于利用热膨胀率比在现有技术的放置台中使用的AlN等陶瓷小的透明石英玻璃制成放置台232的整体,因此热处理温度比现有的装置的温度高,可以提高耐热性。即,由于作为放置台的232的材质使用热膨胀小的石英,所以即使投入每个区域中的电力差大,放置台也不会破损。例如,实验结果显示,在AlN制的现有的放置台的情况下,在700℃下,放置台破损,而在本发明的透明石英玻璃制的放置台232的情况下,将处理温度提高至720℃,也没有破损。特别是,由于使放置台232的温度分布最合适化,在放置台232的内侧区域和外侧区域投入的电力比不同的情况下,进行了使内侧区域的投入电力和外侧区域的投入电力之比(内侧区域的投入电力/外侧区域的投入电力)在0.2~1的较大范围内变化的实验,在400~720℃的范围下的热处理中,放置台232没有破损。此外,将放置台232的温度提高至1200℃,放置台也没有破损。
这时,评价在上述温度范围内的放置台232的温度分布的面内均匀性,这时的结果表示在图9中。其中,处理压力在10-1~666Pa范围内变化。从图9可以看出,在400~720℃范围内温度分布的面内均匀性为±0.7%以下(平均为±0.5%),在现有的放置台的情况下,为±1.2%,因此可以确认,与现有的放置台情况相同或者在其以上,可以实现良好的温度分布的面内均匀性。
此外,由于将多块石英玻璃板重叠而将电阻加热器238埋入内部,因此,可以从放置台232的中心部向下方抽出供电线240。通过使用多块玻璃板300A、300B、300C焊接放置台232,而能够将放置台232完全从处理容器4内分离。此外,通过用后侧用气体冲洗放置台232的上面,可防止在放置台232的上面、上面盖部件272的下面和热电偶收容孔304中成膜。
在上述第二实施方式中,如图10所示,也可以在上面盖部件372和上极300A之间设置例如由SiC等不透明材料制成的均热板401。这样,可以更均匀地对晶片进行热供给。
此外,如图10所示,也可以不通过凸缘部252,而通过第三不透明部件312C、压紧部件262、基板256和底部228,将与气体管410连通的气体通路414向外部引出。
而且,也可以在不透明背面盖部件282的下面设置突起状的脚部420,从而在与下面盖部件276之间设置间隙422。
此外,如图11和图12所示,在上述第一和第二实施方式中,也可以使该上面盖部件572的直径实质上与放置台532的直径相同。这样,能够用该上面盖部件572覆盖放置台532的上面全体。在这种情况下,使用图10中说明的均热板401也可以,不使用也可以。
然后,除了该上面盖部件572的周边边缘部以外的中心部,作为向上方稍微突出的圆形的凸部524而形成。在该凸部524中设置凹陷下去呈凹部状,形成用于收容和放置晶片W的收容凹部584。分隔该收容凹部584的周边部的台阶部526的内周面,作为向着其内侧倾斜的锥度面526A而形成,即使在晶片W的放置时产生位置偏移,该晶片W也可以通过沿着该锥度面526滑落来修正其位置偏移。此外,周边边缘部盖部件574的下面与作为上述上面盖部件572的一部分的周边边缘部的上面接触,并覆盖该上面。
此外,如图11和图12所示,在上述第一、第二实施方式中,在放置台532的外周侧面上设置有不透明石英盖528,以覆盖该周围,这样,通过该不透明石英盖528而能够反射从放置台532一侧发出的热线,以提高热效率。这里,不透明石英盖528与覆盖放置台532下面的不透明背面盖部件582形成为一体,也可以将两者分割而个别设置。其中,在图2、图4所示的上述第一和第二实施方式中使用设置在放置台532侧面上的不透明石英盖部件528,也可以得到同样的效果。
这里,当放置台532例如由AlN制成的情况下,上述上面盖部件572也可以用AlN或者石英玻璃(透明也可以,不透明也可以)制成。与此相对,如图10所述,在利用透明的石英玻璃制造放置台532的情况下,上述盖部件572可以用AlN或者不透明的石英玻璃制成。
此外,在上述实施例中,在放置台232和支柱230上设置有盖部件,但是不仅限于此,如图13所示的本发明的第三实施例那样,也可以不设置盖部件。即,如图13所示,在该放置台结构629中,不设置图4所示的周边边缘部盖部件274、下面盖部件276、支柱盖部件278和脚部盖部件280。这里,在放置台232的下面设置不透明背面盖部件282,即使不需要的膜呈斑点附着在该盖282的下面,也可以防止其引起的热对放置台232的不利影响。此外,在这种情况下,在放置台232的上面,设置上面盖部件272,以提高晶片温度的面内均匀性。
在图13所示的实施例的情况下,通过预先对放置台232和支柱230的透明石英玻璃的露出面进行喷吵等表面粗化处理,可以应对颗粒的问题。
在图4和图13所示的实施例中,电可以利用不透明石英玻璃来代替作为构成放置台232和支柱230的材料的透明石英玻璃,也可以只将下板300C替换成不透明石英玻璃。这样,可以不需要设置在放置台232的下面的不透明背面盖部件282。
此外,在上述实施方式中,以热CVD成膜处理作为处理的例子进行了说明,但是并不局限于此,对于等离子体CVD处理装置、蚀刻处理装置、氧化扩散处理装置、飞溅处理装置等也可使用本发明。
此外,在本实施方式中,以半导体晶片作为被处理体为例进行了说明,但是不仅限于此,对于LCD基板、玻璃基板等也可以适用。
其中,所谓透明石英玻璃是指对面能够透过看见,但是,即使不能透过看见,只要能够通过规定值以上的光也是透明的。所谓不透明石英当然是指全部的光不能通过,但包含只有规定值以下的光能通过的情况。此外,该规定值是指光作为热能而该热能是否对放置台或者处理容器有影响为基准。
Claims (26)
1.一种放置台结构,其特征在于,包括:
放置台,具有为了在处理容器内、对被处理体进行规定的热处理而放置所述被处理体,并同时加热所述被处理体的加热装置;和从所述处理容器的底部立起而支撑该放置台的支柱,其中,
在所述放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件和下面盖部件。
2.一种放置台结构,其特征在于,包括:
放置台,具有为了在处理容器内、对被处理体进行规定的热处理而放置所述被处理体,并同时加热所述被处理体的加热装置;和从所述处理容器的底部立起而支撑该放置台的支柱,其中,
在所述放置台的下面一侧设置有具有耐热性的不透明背面盖部件。
3.如权利要求2所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台的上面、侧面、和所述不透明背面盖部件的下面,分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件、和下面盖部件。
4.如权利要求1或者3所述的放置台结构,其特征在于:
所述上面盖部件的直径被设定成与所述放置台的直径实质上相同,在所述上面盖部件的上面形成有凸部,同时,在该凸部上设置有呈凹部状而凹陷下去的、用于放置所述被处理体的收容凹部。
5.如权利要求1、3、4中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
所述上面盖部件的周边边缘部的上面与所述侧面盖部件的一部分接触而覆盖。
6.如权利要求1~5中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台的侧面设置有不透明石英盖部件。
7.如权利要求3所述的放置台结构,其特征在于:
在所述不透明的背面盖部件和所述下面盖部件之间形成有间隙。
8.如权利要求7所述的放置台结构,其特征在于:
在所述不透明背面盖部件的下面形成有用于形成所述间隙的突起状的脚部。
9.一种放置台结构,其特征在于,包括:
具有为了在处理容器内对被处理体进行规定的热处理而放置所述被处理体的放置台;和从所述处理容器的底部立起来支撑该放置台的支柱,其中,
所述放置台和所述支柱分别由石英玻璃制成,在所述放置台内埋入有加热装置。
10.如权利要求9所述的放置台结构,其特征在于:
在将所述支柱形成为圆筒状的同时,将所述加热装置的供电线从所述放置台的中心部向下方插通在所述圆筒状的支柱内。
11.如权利要求9或者10所述的放置台结构,其特征在于:
所述放置台将上板、中板和下板接合,在所述上板的下面和所述中板的上面中的任何一方上,形成有用于收容所述加热装置的线路槽,在所述中板的下面和所述下板的上面中的任何一方上,形成有用于收容从所述加热装置延伸的所述供电线的线路槽。
12.如权利要求9~11中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台的上面设置有不透明的上面盖部件。
13.如权利要求9~12中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台上设置有将清洗用气体供给至所述放置台的上面的后侧用气体孔,所述后侧用气体孔与用于供给气体的石英管连接。
14.如权利要求13所述的放置台结构,其特征在于:
所述石英管配置在所述支柱的外侧,其上下端通过焊接而被安装固定。
15.如权利要求9~14中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
所述石英玻璃为透明石英玻璃。
16.如权利要求9~15中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台的下面一侧设置有耐热性的不透明背面盖部件。
17.如权利要求9~16中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述放置台的上面、侧面和下面分别设置有具有耐热性的上面盖部件、侧面盖部件和下面盖部件。
18.如权利要求9~17中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述支柱的下端部设置有用于防止该支柱破损的缓冲件。
19.如权利要求2、3、7、8、16中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
所述不透明背面盖部件为不透明石英玻璃。
20.如权利要求1~18中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
在所述支柱的侧面设置有具有耐热性的支柱盖部件。
21.如权利要求20所述的放置台结构,其特征在于:
所述上面盖部件、所述侧面盖部件、所述下面盖部件和所述支柱盖部件构成盖部件,所述下面盖部件和所述支柱盖部件形成为一体,所述盖部件的全体能够分解以及组装。
22.如权利要求3、7、8、17、21中的任何一项所述的放置台结构,其特征在于:
除了在所述放置台的上面形成的上面盖部件和所述不透明背面盖部件以外的其他的盖部件,分别由透明石英玻璃制成,对该透明石英玻璃盖部件的表面进行用于防止附着在上面的膜剥离的表面粗化处理。
23.如权利要求1~18中的任何一项所述的热处理装置,其特征在于:
在所述支柱的下端部的接合部上设置有密封部件,同时,在该密封部件的附近,在所述密封部件上设置有用于遮断从所述放置台一侧放出的热量的不透明部件。
24.如权利要求23所述的放置台结构,其特征在于:
所述支柱的全体由不透明部件构成,并且在所述支柱的内部设置有不透明部件,保护所述支柱下端部的密封部件不受从所述放置台一侧放出的热量的影响。
25.一种热处理装置,其特征在于,包括:
可抽成真空的处理容器,
如权利要求1~24中的任何一项所述的放置台结构;和
将规定的处理气体供给至所述处理容器的气体供给装置。
26.如权利要求17所述的热处理装置,其特征在于:
所述放置台的加热装置由内侧和外侧的两个加热区域构成。
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