JP2000096244A - 基板載置台及び成膜装置 - Google Patents

基板載置台及び成膜装置

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JP2000096244A
JP2000096244A JP10272791A JP27279198A JP2000096244A JP 2000096244 A JP2000096244 A JP 2000096244A JP 10272791 A JP10272791 A JP 10272791A JP 27279198 A JP27279198 A JP 27279198A JP 2000096244 A JP2000096244 A JP 2000096244A
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JP
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substrate
heater
outer peripheral
peripheral portion
mounting table
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JP10272791A
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Kuniaki Horie
邦明 堀江
Masao Saito
真佐雄 斉藤
Takeshi Murakami
武司 村上
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さいヒータで基板の表面温度をより均一に
加熱できる基板載置台を提供すること。 【解決手段】 ヒータ1を具備し、該ヒータ1の上にサ
セプタ2を載せ、該サセプタ2を介して基板3を加熱す
る装置の基板載置台であって、サセプタ2の外周部2a
を構成する材料が、中央部2bを構成する材料より熱伝
導率が高い材料である。このように構成することによ
り、基板3の外周部にはより大きな熱が移動することに
なり、ヒータ1の中央部2bと外周部2aの単位面積当
たりの熱移動量をバランスさせ、ヒータ1の径が小さく
とも基板3を均一に加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は被成膜基板を載置し
て加熱する装置の基板載置台及び該基板載置台を使用し
た成膜装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CVD装置等の装置においては、反応室
にヒータを具備する基板載置台を配置し、該基板載置台
の上に半導体ウエハ等の基板を載置し、ヒータから発せ
られる熱で該基板を加熱すると共に、反応室に原料ガス
を導き、該原料ガスの反応により被成膜基板に薄膜を形
成している。この基板上に均一な膜厚の薄膜を形成する
ためには、基板を均一に加熱する必要があり、これまで
基板の均一な加熱のためにヒータ自身及び載置台の改良
が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような基板載置台
が具備するヒータは、その外周部からの放熱量が大きい
ため、どうしてもヒータ中央部の温度に比較し、ヒータ
外周部の温度が低くなる。そのため、基板の中央部の温
度が高く、外周部が低くなるという問題があった。
【0004】そこで、基板の外周部まで均一に加熱でき
るようにするために、基板に対して十分に大きい寸法の
ヒータを用いたり、或いはヒータの外周部の入熱量(W
/cm2)を中央部より大きくしたり、或いは該外周部
に反射板を設ける等の方法がとられている。しかしなが
ら、それでも現実的にはまだ基板に対しては十分大きな
ヒータを使用しなくては、基板表面の均熱性を得ること
ができないという問題があった。
【0005】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、小さいヒータで基板の表面温度をより均一に加熱で
きる基板載置台を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、ヒータ及びサセプタを具備
し、該ヒータにより該サセプタを介して基板を加熱する
装置の基板載置台であって、サセプタの外周部を構成す
る材料が、中央部を構成する材料より熱伝導率が高い材
料であることを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、ヒータを
具備し、該ヒータで直接基板を加熱する装置の基板載置
台であって、ヒータの基板が直接接する面を構成する材
料が、該基板の外周部が接する部分が該基板の中央部が
接する部分より熱伝導率が高い材料で構成されることを
特徴とする。
【0008】また、請求項3に記載の発明は、ヒータを
具備し、該ヒータにより基板を加熱する基板載置台にお
いて、ヒータは伝熱板を内蔵し、該伝熱板が被覆部材を
介して間接的に基板を加熱するように構成されており、
該伝熱板の外周部を構成する材料が、中央部を構成する
材料より熱伝導率が高い材料であることを特徴とする。
【0009】また、請求項4に記載の発明は、内部に基
板載置台を配置した成膜室を具備し、該成膜室に原料ガ
スを導き、加熱された基板上に薄膜を反応形成する成膜
装置において、基板載置台に請求項1乃至3に記載の1
又は複数の基板載置台を用いることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図1は請求項1に係る基板載置
台の構成を示す断面図である。図示するように、本基板
載置台はヒータ1を具備し、該ヒータ1の上にサセプタ
2を載せ、該サセプタ2を介して基板3を加熱するよう
になっている。該ヒータ1は抵抗発熱体等の発熱体1a
を具備し、該発熱体1aを被覆体1bで覆った構成で、
全体が板状に構成されている。
【0011】ヒータ1の上に載せるサセプタ2は中央に
位置する中央部2bと、該中央部2bの外周に位置する
外周部2aで構成され、該外周部2aと中央部2bの組
立体からなるサセプタ2の上面には基板3を載置するた
めの凹部4が形成されている。また、外周部2aと中央
部2bとの境界には段部2cが形成されている。
【0012】サセプタ2の中央部2bを構成する材料
に、例えばSiCを用い、外周部2aを構成する材料に
は該SiCより熱伝導率が高いAlNを用いる(SiC
の熱伝導率:90〔1/W・m-1・k-1〕、AlNの熱
伝導率:260〔1/W・m-1・k-1〕)。つまり、サ
セプタ2の外周部2aを構成する材料を中央部2bを構
成する材料より熱伝導率が高い材料とする(外周部2a
を熱伝導率の高い材料で構成し、中央部2bを熱伝導率
の低い材料で構成する)。なお、外周部2aにAlN
を、中央部2bにSiCを用いた場合、段部2cにおけ
る両者の接合は、例えばろう付で接続して両者を一体化
すると両者間の熱伝導ロスが小さくなる。
【0013】上記のようにサセプタ2の外周部2aを熱
伝導率の高い材料で構成し、中央部2bを熱の良導体で
あるが外周部よりは熱伝導率の低い材料で構成すること
により、基板3の外周部2aにはより大きな熱が移動す
ることになる。ヒータ1の径を小さくすると、ヒータ1
の基板3の外周部に対面する所の温度は外周部からの放
熱分だけ下がるが、サセプタ2の外周部を熱伝導率の高
い材料で構成することにより、ヒータ1の外周部からの
放熱量を補うように外周部への熱移動量を増大させ、ヒ
ータ1の径が小さくとも基板を均一に加熱することがで
きる基板載置台を構成することができる。
【0014】なお、上記例では、サセプタ2の中央部2
bと外周部2aの二つに区分する例を示したが、これに
限定されるものではなく、サセプタ2をその中央部(中
心)から外周部(外周)まで同心円状に複数に区分し、
中央部から外周部に向かって、順次熱伝導率の高い材料
としてもよい。
【0015】図2は請求項2に係る基板載置台の構成を
示す断面図である。図示するように、本基板載置台はヒ
ータ10の上に直接基板3を載せ、該基板3を加熱する
構成である。ヒータ10は例えば抵抗発熱体等の発熱体
11を具備し、該発熱体11を被覆体12で覆った構成
で、全体が板状に構成されている。被覆体12は少なく
とも基板載置面側は中央に位置する中央部12bとその
外周に位置する外周部12aとからなり、該中央部12
bと外周部12aが一体に接合された構造である。そし
て中央部12bを熱伝導率の低い材料で構成し、外周部
12aをそれより高い熱伝導率の材料で構成している。
つまり、基板3が直接接する面を構成する材料が、該基
板3の外周部が接する部分(外周部12a)が該基板3
の外周部が接する部分(中央部12b)より熱伝導率が
低い材料で構成されている。
【0016】上記のようにヒータ10を構成する被覆体
12の中央部12bを熱伝導率の低い材料で構成し、外
周部12aを熱伝導率の高い材料で構成することによ
り、発熱体11の温度が同じ温度であれば、基板3の外
周部にはより大きな熱が移動することになる。ヒータ1
0の径を小さくすると、ヒータ10の基板3の外周部に
対面する所の温度は下がるが、被覆体12の外周部12
aを熱伝導率の高い材料で構成することにより、ヒータ
10の外周部からの放熱を補うように外周部への熱移動
量を増大させ、ヒータ10の径が小さくとも基板3を均
一に加熱することができる。
【0017】なお、上記被覆体12の外周部12aを例
えばAlNで構成し、中央部12bをSiCで構成し、
両者の接合は、例えばろう付で接続し、一体化する。ま
た、上記例では、被覆体12の中央部12bと外周部1
2aの二つに区分する例を示したが、これに限定される
ものではなく、被覆体の中心から外周まで同心円状に複
数に区分し、中心から外周に向かって、順次熱伝導率の
高い材料としてもよい。
【0018】図3は請求項3に係る基板載置台の構成を
示す断面図である。図示するように、本基板載置台はヒ
ータ20の上に直接基板3を載せ、該基板3を加熱する
構成である。ヒータ20は抵抗発熱体等の発熱体21を
内蔵し、その上に伝熱板23を配置し、その全体を被覆
体24で覆い全体が板状に構成されている。被覆体24
の上面には基板3を載置できるようになっている。
【0019】上記構成の基板載置台において、ヒータ2
0の伝熱板23は例えば逆円錐台状の中央に位置する中
央部23bと該中央部23bの外周に位置し該中央部2
3bを収容する逆円錐台状の凹部を有する外周部23a
で構成される。そして中央部23bを熱伝導率の低いS
USで構成し、外周部23aを熱伝導率の高いCuで構
成する。つまり、伝熱板23の外周部23aを構成する
材料を、中央部23bを構成する材料より熱伝導率の高
い材料とする。
【0020】上記のようにヒータ20を構成する伝熱板
23の中央部23bを熱伝導率の低い材料で構成し、外
周部23aを熱伝導率の高い材料で構成することによ
り、発熱体21の温度が同じ温度であれば、基板3の外
周部にはより大きな熱が移動することになる。ヒータ2
0の径を小さくすると、ヒータ20の基板3の外周部に
対面する所の温度は下がるが、伝熱板23の外周部23
aを熱伝導率の高い材料で構成することにより、ヒータ
20の外周部からの放熱を補うように外周部への熱移動
量を増大させ、ヒータ20の径が小さくとも基板3を均
一に加熱することができる。
【0021】なお、外側の被覆体24は必ずしも必要な
ものではなく、場合によっては被覆体24を設けること
なく、伝熱板23に直接基板3を載せるようにしてもよ
い。
【0022】また、伝熱板23の熱伝導率の高い材料か
らなる外周部23aは逆円錐台状の凹部が形成され、該
凹部に熱伝導率の低い材料からなる逆円錐台状の中央部
23bを嵌合させ接合させた構造であるから、外周部2
3aと中央部23bが接合する傾斜面で、徐々に熱伝導
率が変化し、ヒータ20の中央部と外周部の単位面積当
たりの熱移動量をより精度良くバランスさせることが可
能となり、基板3をより均一に加熱することができる。
【0023】図4は請求項4に係る成膜装置の構成例を
示す図で、例えばチタン酸バリウム/ストロンチウム等
の高誘電体又は強誘電体薄膜を形成するための成膜装置
の全体構成例を示す図である。例えば、原料を気化する
気化器34の下流側に原料ガス配管35を介して反応室
31が設けられ、更にその下流側の排気経路38に真空
ポンプ37が配置されて排気系が構成されている。ま
た、反応室31には酸素O2等の酸化ガスを供給する酸
化ガス配管36が接続されている。
【0024】上記構成の成膜装置において、反応室31
内の基板載置台30上に基板33を載置し、該基板33
を所定温度(数百度)に加熱維持し、シャワーヘッド3
2のノズル孔32aから原料と酸化ガスとの混合ガス
(反応ガス)を基板33に向けて噴射して基板33の表
面に高誘電体又は強誘電体の薄膜を成長させる。
【0025】上記構成の成膜装置において、反応室31
内の基板載置台30に図1乃至図3に示すような請求項
1乃至3に記載の発明に係る基板載置台の何れかを用い
る。これにより、基板載置台30に載置された基板33
の表面は均一温度に加熱されるから、基板33の表面に
膜厚が均一な高誘電体又は強誘電体の薄膜を形成するこ
とができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【0027】請求項1に記載の発明によれば、サセプタ
の外周部を構成する材料が、中央部を構成する材料より
熱伝導率が高い材料であるので、基板の外周部にはより
大きな熱が移動することになり、ヒータの外周部からの
放熱を補うように外周部への熱移動量を増大させ、ヒー
タの径が小さくとも基板を均一に加熱することができ
る。
【0028】また、請求項2に記載の発明によれば、ヒ
ータの基板が直接接する面を構成する材料が、該基板の
外周部が接する部分が該基板の中央部が接する部分より
熱伝導率が高い材料で構成されるので、基板の外周部に
はより大きな熱が移動することになり、ヒータの外周部
からの放熱を補うように外周部への熱移動量を増大さ
せ、ヒータの径が小さくとも基板を均一に加熱すること
ができる。
【0029】また、請求項3に記載の発明によれば、ヒ
ータは伝熱板を内蔵し、該伝熱板が被覆部材を介して間
接的に基板を加熱するように構成されており、該伝熱板
の外周部を構成する材料が、中央部を構成する材料より
熱伝導率が高い材料であるので、基板の外周部にはより
大きな熱が移動することになり、ヒータの外周部からの
放熱を補うように外周部への熱移動量を増大させ、ヒー
タの径が小さくとも基板を均一に加熱することができ
る。
【0030】また、請求項4に記載の発明によれば、成
膜装置の基板載置台に請求項1乃至3に記載の1又は複
数の基板載置台を用いるので、基板の表面を均一温度に
加熱することができ、基板の表面に膜厚が均一な薄膜を
形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る基板載置台の構成例を示す断面
図である。
【図2】請求項2に係る基板載置台の構成例を示す断面
図である。
【図3】請求項3に係る基板載置台の構成例を示す断面
図である。
【図4】請求項4に係る成膜装置の構成例を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 ヒータ 2 サセプタ 2a 外周部 2b 中央部 3 基板 4 凹部 10 ヒータ 11 発熱体 12 被覆体 12a 外周部 12b 中央部 20 ヒータ 21 発熱体 23 伝熱板 23a 外周部 23b 中央部 24 被覆体 30 基板載置台 31 反応室 32 シャワーヘッド 33 基板 34 気化器 35 原料ガス配管 36 酸化ガス配管 37 真空ポンプ 38 排気経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 武司 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 4K030 FA10 GA02 KA23 KA46 5F045 AC11 BB02 EK08 EK21 EM02 EM09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒータ及びサセプタを具備し、該ヒータ
    により該サセプタを介して基板を加熱する装置の基板載
    置台であって、 前記サセプタの外周部を構成する材料が、中央部を構成
    する材料より熱伝導率が高い材料であることを特徴とす
    る基板載置台。
  2. 【請求項2】 ヒータを具備し、該ヒータで直接基板を
    加熱する装置の基板載置台であって、 前記ヒータの前記基板が直接接する面を構成する材料
    が、該基板の外周部が接する部分が該基板の中央部が接
    する部分より熱伝導率が高い材料で構成されることを特
    徴とする基板載置台。
  3. 【請求項3】 ヒータを具備し、該ヒータにより基板を
    加熱する基板載置台において、 前記ヒータは伝熱板を内蔵し、該伝熱板が被覆部材を介
    して間接的に前記基板を加熱するように構成されてお
    り、該伝熱板の外周部を構成する材料が、中央部を構成
    する材料より熱伝導率が高い材料であることを特徴とす
    る基板載置台。
  4. 【請求項4】 内部に基板載置台を配置した成膜室を具
    備し、該成膜室に原料ガスを導き、加熱された基板上に
    薄膜を反応形成する成膜装置において、 前記基板載置台に請求項1乃至3に記載の1又は複数の
    基板載置台を用いることを特徴とする成膜装置。
JP10272791A 1998-09-28 1998-09-28 基板載置台及び成膜装置 Pending JP2000096244A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086516A (ja) * 2001-09-10 2003-03-20 Sanyo Electric Co Ltd サセプタ、cvd装置、成膜方法、および半導体装置
JPWO2017056835A1 (ja) * 2015-09-29 2018-03-15 京セラ株式会社 試料保持具

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