JP2000311769A - 円盤状ヒータおよびウエハ加熱装置 - Google Patents
円盤状ヒータおよびウエハ加熱装置Info
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- JP2000311769A JP2000311769A JP12133999A JP12133999A JP2000311769A JP 2000311769 A JP2000311769 A JP 2000311769A JP 12133999 A JP12133999 A JP 12133999A JP 12133999 A JP12133999 A JP 12133999A JP 2000311769 A JP2000311769 A JP 2000311769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウエハ載置面において均一な温度分布を形成し
得る円盤状ヒータとそれを用いたウエハ加熱装置を提供
する。 【解決手段】円盤状絶縁基板２の内部に中空部３を有す
るとともに、中空部３内にて、円盤状絶縁基板２中心に
設けた中心軸体５を中心に、絶縁基板２のウエハ載置面
となる上面に対して、平行に揺動または回転する発熱体
４を備え、また、発熱体４の発熱量が揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加することによって、絶
縁基板２の中空部３内部での発熱体４による揺動または
回転によって、発熱体４から発生した熱をその上部に位
置する絶縁基板２に均一に伝熱することができる結果、
絶縁基板２のウエハ載置面の温度分布を均一にすること
ができる。
得る円盤状ヒータとそれを用いたウエハ加熱装置を提供
する。 【解決手段】円盤状絶縁基板２の内部に中空部３を有す
るとともに、中空部３内にて、円盤状絶縁基板２中心に
設けた中心軸体５を中心に、絶縁基板２のウエハ載置面
となる上面に対して、平行に揺動または回転する発熱体
４を備え、また、発熱体４の発熱量が揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加することによって、絶
縁基板２の中空部３内部での発熱体４による揺動または
回転によって、発熱体４から発生した熱をその上部に位
置する絶縁基板２に均一に伝熱することができる結果、
絶縁基板２のウエハ載置面の温度分布を均一にすること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなど
を支持しながら、加熱する静電チャックやサセプタ等に
好適であり、急速昇温が可能でかつ昇温中においてヒー
タ全域を一定の温度に加熱することができる円盤状ヒー
タおよびウエハ加熱装置に関するものである。
を支持しながら、加熱する静電チャックやサセプタ等に
好適であり、急速昇温が可能でかつ昇温中においてヒー
タ全域を一定の温度に加熱することができる円盤状ヒー
タおよびウエハ加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】半導体素子の製造過程で、主として半導体
ウエハの表面に微細配線を形成するために用いられるプ
ラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成
膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなどのエ
ッチング装置においては、半導体ウエハは、反応室内に
て静電チャックやサセプタ等の円盤状ヒータ表面に載置
支持される。この時、半導体ウエハ面内での成膜あるい
はエッチングの均一性を維持するために、円盤状ヒータ
のウエハ載置面は均一に加熱されていることが重要とな
る。
ウエハの表面に微細配線を形成するために用いられるプ
ラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成
膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなどのエ
ッチング装置においては、半導体ウエハは、反応室内に
て静電チャックやサセプタ等の円盤状ヒータ表面に載置
支持される。この時、半導体ウエハ面内での成膜あるい
はエッチングの均一性を維持するために、円盤状ヒータ
のウエハ載置面は均一に加熱されていることが重要とな
る。
【０００３】従来、この種の円盤状ヒータでは、アルミ
ナや窒化アルミニウム等のセラミックス等の円盤状の絶
縁性基板の上面をウエハ載置面とし、その内部に、タン
グステン等の高融点金属からなる帯状の発熱抵抗体を埋
設したウエハ加熱装置が用いられている。この帯状の発
熱抵抗体のパターンとしては通常、略同心円状または渦
巻き状に埋設形成したものが用いられている。
ナや窒化アルミニウム等のセラミックス等の円盤状の絶
縁性基板の上面をウエハ載置面とし、その内部に、タン
グステン等の高融点金属からなる帯状の発熱抵抗体を埋
設したウエハ加熱装置が用いられている。この帯状の発
熱抵抗体のパターンとしては通常、略同心円状または渦
巻き状に埋設形成したものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、渦巻き
状の発熱体パターンでは円盤状基板の周縁部では途切れ
た構造となり、ウエハ加熱装置の周縁部における均熱性
が悪く、その結果、ウエハ載置面全体に大きな発熱ムラ
が発生し、ウエハ面を均一に加熱することができなかっ
た。また、同心円状の発熱体パターンでは複数の円弧状
パターンと折り返し部とが混在しているために、折り返
し部での局所的な熱の淀みが発生しやすく、全体として
均熱性を達成するためにには、複雑な発熱体パターンを
設計する必要があった。
状の発熱体パターンでは円盤状基板の周縁部では途切れ
た構造となり、ウエハ加熱装置の周縁部における均熱性
が悪く、その結果、ウエハ載置面全体に大きな発熱ムラ
が発生し、ウエハ面を均一に加熱することができなかっ
た。また、同心円状の発熱体パターンでは複数の円弧状
パターンと折り返し部とが混在しているために、折り返
し部での局所的な熱の淀みが発生しやすく、全体として
均熱性を達成するためにには、複雑な発熱体パターンを
設計する必要があった。
【０００５】従って、本発明は、ウエハ載置面において
均一な温度分布を形成し得る円盤状ヒータと、それを用
いたウエハ加熱装置を提供することを目的とする。
均一な温度分布を形成し得る円盤状ヒータと、それを用
いたウエハ加熱装置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】本発明者は、ウエハ載置
面の温度分布を均一化する方法について検討を重ねた結
果、従来のような載置面の温度の不均一が絶縁基板内部
に発熱体が固定して形成されていることによるものであ
ることに着目し、発熱体を可動自在に、特に発熱体を絶
縁基板内部で揺動または回転することにより均熱化が図
れることを見いだし、本発明に至った。
面の温度分布を均一化する方法について検討を重ねた結
果、従来のような載置面の温度の不均一が絶縁基板内部
に発熱体が固定して形成されていることによるものであ
ることに着目し、発熱体を可動自在に、特に発熱体を絶
縁基板内部で揺動または回転することにより均熱化が図
れることを見いだし、本発明に至った。
【０００７】即ち、本発明の円盤状ヒータは、円盤状絶
縁基板の内部に中空部を有するとともに、該中空部内に
て前記絶縁基板の上面に対して平行に揺動または回転す
る発熱体を備えたことを特徴とし、特に前記発熱体の揺
動または回転の中心が、円盤状絶縁基板中心であるこ
と、さらには、上記発熱体の発熱量が揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加する発熱分布を有する
ことを特徴とするものである。
縁基板の内部に中空部を有するとともに、該中空部内に
て前記絶縁基板の上面に対して平行に揺動または回転す
る発熱体を備えたことを特徴とし、特に前記発熱体の揺
動または回転の中心が、円盤状絶縁基板中心であるこ
と、さらには、上記発熱体の発熱量が揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加する発熱分布を有する
ことを特徴とするものである。
【０００８】本発明によれば、絶縁基板内部において、
発熱体の固定によって発熱量が定在化することがなく、
発熱体による揺動または回転によって、発熱体から発生
した熱をその上部に位置する絶縁基板を均一に伝熱する
ことができる結果、絶縁基板のウエハ載置面の温度分布
を均一にすることができる。
発熱体の固定によって発熱量が定在化することがなく、
発熱体による揺動または回転によって、発熱体から発生
した熱をその上部に位置する絶縁基板を均一に伝熱する
ことができる結果、絶縁基板のウエハ載置面の温度分布
を均一にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の円盤状ヒータにつ
いて、サセプタまたは静電チャック等として用いられる
ウエハ加熱装置を例にとって図面をもとに説明する。図
１は、本発明のウエハ加熱装置の概略斜視図、図２は図
１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１における発熱体の平面図
である。図１乃至図３のウエハ加熱装置１によれば、円
盤状絶縁基板２の上面には、ウエハＷを載置するための
載置面が形成されている。そして、この絶縁基板２の内
部には、図２に示すように、中空部３が設けられてお
り、その中空部３内には、発熱体４が内蔵されている。
いて、サセプタまたは静電チャック等として用いられる
ウエハ加熱装置を例にとって図面をもとに説明する。図
１は、本発明のウエハ加熱装置の概略斜視図、図２は図
１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１における発熱体の平面図
である。図１乃至図３のウエハ加熱装置１によれば、円
盤状絶縁基板２の上面には、ウエハＷを載置するための
載置面が形成されている。そして、この絶縁基板２の内
部には、図２に示すように、中空部３が設けられてお
り、その中空部３内には、発熱体４が内蔵されている。
【００１０】発熱体４は、円盤状絶縁基板２の略中心を
揺動または回転の中心として、発熱体４が中空部３内を
絶縁基板２のウエハ載置面に対して平行に揺動または回
転するように構成されている。
揺動または回転の中心として、発熱体４が中空部３内を
絶縁基板２のウエハ載置面に対して平行に揺動または回
転するように構成されている。
【００１１】発熱体４は、例えば、棒状または螺旋状の
シーズ、ニクロム、ステンレスなどの抵抗体からなり、
揺動または回転中心に設けられた絶縁性の中心軸体５に
取り付けられている。
シーズ、ニクロム、ステンレスなどの抵抗体からなり、
揺動または回転中心に設けられた絶縁性の中心軸体５に
取り付けられている。
【００１２】この中心軸体５は、円盤状絶縁基板２の中
心から、直下に延びており、例えば、中心軸体５に設け
られたプーリ６などを経由してモータなどの駆動手段７
と接続されており、駆動手段７は適当な駆動制御手段に
よって、回転または揺動制御されている。
心から、直下に延びており、例えば、中心軸体５に設け
られたプーリ６などを経由してモータなどの駆動手段７
と接続されており、駆動手段７は適当な駆動制御手段に
よって、回転または揺動制御されている。
【００１３】また、中心軸体５の表面および内部には、
発熱体４に電圧を印加するための一対のリード線８、９
が設けられており、中心軸体５の端部に形成された一対
の電極１０、１１と電気的に接続されている。
発熱体４に電圧を印加するための一対のリード線８、９
が設けられており、中心軸体５の端部に形成された一対
の電極１０、１１と電気的に接続されている。
【００１４】なお、図１の構成では、４つのＵ字状の発
熱体４が取り付けられており、Ｕ字状の発熱体４の一端
は、中心軸体５の内部のリード線８と接続され、他端は
リード線９と電気的に接続されている。
熱体４が取り付けられており、Ｕ字状の発熱体４の一端
は、中心軸体５の内部のリード線８と接続され、他端は
リード線９と電気的に接続されている。
【００１５】また、電極１０、１１には、一対の電極部
材１２が電極１０、１１と摺動接触するように取付られ
ており、この電極部材１２は、電圧印加手段１３と接続
されている。
材１２が電極１０、１１と摺動接触するように取付られ
ており、この電極部材１２は、電圧印加手段１３と接続
されている。
【００１６】かかる構成によって、電圧印加手段１３よ
りリード線８、９を経由して発熱体４に電圧が印加さ
れ、発熱体４がジュール発熱とするとともに、発熱体４
は、駆動手段によって揺動または回転される。
りリード線８、９を経由して発熱体４に電圧が印加さ
れ、発熱体４がジュール発熱とするとともに、発熱体４
は、駆動手段によって揺動または回転される。
【００１７】なお、本発明において、ウエハ載置面を構
成する絶縁性基板２は、窒化アルミニウム、アルミナ、
窒化ケイ素等のセラミックスによって構成されることが
強度、耐熱性などの点から望ましく、また、この絶縁性
基板２内部には、ウエハＷを静電気による吸着力を発生
させるための電極１４が形成されていてもよい。
成する絶縁性基板２は、窒化アルミニウム、アルミナ、
窒化ケイ素等のセラミックスによって構成されることが
強度、耐熱性などの点から望ましく、また、この絶縁性
基板２内部には、ウエハＷを静電気による吸着力を発生
させるための電極１４が形成されていてもよい。
【００１８】また、発熱体４は、発熱体の半径方向の各
部分が通過する各同心円の円周状の掃引軌跡の単位長さ
当たりの発熱量が、回転または揺動中心からの距離に関
係なく等しくなるように定めることが望ましい。
部分が通過する各同心円の円周状の掃引軌跡の単位長さ
当たりの発熱量が、回転または揺動中心からの距離に関
係なく等しくなるように定めることが望ましい。
【００１９】例えば、発熱体４が中心軸体５から直線的
に放射状に延びる場合、発熱体４の半径方向における各
部分の発熱量は半径に比例するように構成されてある。
この発熱体４の半径方向における各部分の発熱量は、発
熱体４の幅や厚さを調整することにより容易に制御で
き、具体的には、発熱体４の中心から半径方向に向かっ
て発熱体４の幅や厚さが徐々に小さくなるように形成す
ればよい。
に放射状に延びる場合、発熱体４の半径方向における各
部分の発熱量は半径に比例するように構成されてある。
この発熱体４の半径方向における各部分の発熱量は、発
熱体４の幅や厚さを調整することにより容易に制御で
き、具体的には、発熱体４の中心から半径方向に向かっ
て発熱体４の幅や厚さが徐々に小さくなるように形成す
ればよい。
【００２０】上記の図１乃至図３の例では、発熱体４
は、それ自体が電圧の印加によって発熱する抵抗体によ
って形成したが、本発明は、これに限られるものではな
く、例えば、表面に発熱体パターンを形成した絶縁性円
盤を絶縁性基板２の中空部３内で揺動または回転させる
ことも可能である。
は、それ自体が電圧の印加によって発熱する抵抗体によ
って形成したが、本発明は、これに限られるものではな
く、例えば、表面に発熱体パターンを形成した絶縁性円
盤を絶縁性基板２の中空部３内で揺動または回転させる
ことも可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
円盤状の絶縁基板の上面をウエハ載置面とし、その内部
に中空部を形成し、中空部内で発熱体を揺動または回転
させることにより、ウエハ載置面の均熱性を高めること
ができるため、載置面に載置されたウエハを均一に加熱
することができる。それにより、ウエハ表面への成膜時
に均一な厚みに成膜することができ、また、エッチング
加工時に優れた高精度に仕上げることができ、品質の高
い半導体素子を製造することができる。
円盤状の絶縁基板の上面をウエハ載置面とし、その内部
に中空部を形成し、中空部内で発熱体を揺動または回転
させることにより、ウエハ載置面の均熱性を高めること
ができるため、載置面に載置されたウエハを均一に加熱
することができる。それにより、ウエハ表面への成膜時
に均一な厚みに成膜することができ、また、エッチング
加工時に優れた高精度に仕上げることができ、品質の高
い半導体素子を製造することができる。
【図１】本発明のウエハ加熱装置の（ａ）概略斜視図
と、（ｂ）電極部分の要部拡大斜視図である。
と、（ｂ）電極部分の要部拡大斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１のウエハ加熱装置における発熱体の平面図
である。
である。
１ ウエハ加熱装置 ２ 円盤状絶縁基板 ３ 中空部 ４ 発熱体 ５ 中心軸体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA04 AA14 AA16 AA17 AA19 AA21 BC17 JA02 3K092 PP20 QA01 QA05 QB02 QB24 QB44 RA01 RF03 RF11 RF27 SS12 SS13 SS50 VV22 5F031 CA02 HA37 HA59 LA07 LA13 MA28 MA29 MA30 MA32 5F045 DP28 EK08 EK09 EK21 EM02 EM09
Claims (6)
- 【請求項１】円盤状絶縁基板の内部に中空部を有すると
ともに、該中空部内にて前記絶縁基板の上面に対して平
行に揺動または回転する発熱体を備えたことを特徴とす
る円盤状ヒータ。 - 【請求項２】前記発熱体の揺動または回転の中心が、円
盤状絶縁基板中心であることを特徴とする請求項１記載
の円盤状ヒータ。 - 【請求項３】上記発熱体の発熱量が、揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加することを特徴とする
請求項１記載の円盤状ヒータ。 - 【請求項４】上面がウエハ載置面からなる円盤状絶縁基
板の内部に中空部を有するとともに、該中空部内にて前
記絶縁基板の上面に対して平行に揺動または回転する発
熱体を備えたことを特徴とするウエハ加熱装置。 - 【請求項５】前記発熱体の揺動または回転の中心が、円
盤状絶縁基板中心であることを特徴とする請求項４記載
のウエハ加熱装置。 - 【請求項６】上記発熱体の発熱量が、揺動または回転の
中心からの距離に正比例して増加することを特徴とする
請求項４記載のウエハ加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12133999A JP2000311769A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 円盤状ヒータおよびウエハ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12133999A JP2000311769A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 円盤状ヒータおよびウエハ加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000311769A true JP2000311769A (ja) | 2000-11-07 |
Family
ID=14808823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12133999A Pending JP2000311769A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 円盤状ヒータおよびウエハ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000311769A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294606A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Ngk Insulators Ltd | ウエハー加熱装置 |
| JP2009117845A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Applied Materials Inc | 膜均一性のための回転温度制御基板ペデスタル |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP12133999A patent/JP2000311769A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294606A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Ngk Insulators Ltd | ウエハー加熱装置 |
| JP2009117845A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Applied Materials Inc | 膜均一性のための回転温度制御基板ペデスタル |
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