JP2001244271A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ等の半導体を処理する空間を不純物の
混入がない状態にかつ良好な真空状態に常に維持し、高
品質な半導体を製造し得る半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体製造装置１は、半導体２
を載置し半導体２を均一に加熱する均熱板３と、均熱板
３を加熱するヒータ４と、ヒータ４を覆うと共に均熱板
４に接続される断熱板５と、断熱板５に気密に接続され
て処理空間を形成するカバー部材（不図示）と、該処理
空間の内部の空気を吸引して真空状態にする真空ポンプ
（不図示）とを有する真空処理室を少なくとも備えてな
り、均熱板３と断熱板５との接続部に非気泡性材６と耐
熱性接着材７とが周回配置されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
半導体を製造するための半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ等を製造するための従来の
半導体製造装置は、一般に、図２に示すように、ウエハ
等の半導体２を載置し半導体２を均一に加熱する均熱板
３と、均熱板３を加熱するヒータ４と、ヒータ４の熱を
外部に伝えないようにする断熱板５と、断熱板５に気密
に接続されて処理空間を形成するカバー部材（不図示）
と、該処理空間の内部の空気を吸引して真空状態にする
真空ポンプ（不図示）と、を備えてなる。高品質の半導
体を製造するためには、前記半導体製造装置における前
記処理空間を不純物の混入がない状態にかつ良好な真空
状態に常に維持し得ることが必要である。ところが、従
来の半導体製造装置１においては、前記真空ポンプを作
動させると、前記処理空間の内部の空気が吸引されて該
処理空間が真空状態になるが、均熱板３と断熱板５との
接続部の気密性が十分でないため、該接続部から不純物
が混入したり、良好な真空状態を常に維持することがで
きないという問題があった。

【０００３】このため、図２に示すように、均熱板３と
断熱板５との接続部に銀蝋８を周回配置させて該接続部
をシールすることにより、前記処理空間内の真空状態を
維持することが行われてきている。しかし、この半導体
製造装置の場合には以下のような問題がある。即ち、半
導体製造プロセス中はヒータ４が高温に保持され、ヒー
タ４により加熱された均熱板３も高温に保持される。こ
のとき、均熱板３と断熱板５との接続部をシールする銀
蝋８が、均熱板３の熱で流動化し、内部に気泡を生じる
ようになる。この気泡により、銀蝋８のシール性が著し
く低下し、前記接続部から空気が侵入し、不純物が混入
し、良好な真空状態を維持することができない、という
問題である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来に
おける諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課
題とする。即ち、本発明は、ウエハ等の半導体を処理す
る空間を不純物の混入がない状態にかつ良好な真空状態
に常に維持し、高品質な半導体を製造し得る半導体製造
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段としては、以下の通りである。即ち、 ＜１＞ ２以上の部材が接続されて形成された真空処理
室を少なくとも備えてなり、該部材同士の接続部に非気
泡性材と耐熱性接着材とが周回配置されたことを特徴と
する半導体製造装置である。 ＜２＞ 真空処理室が、半導体を載置し該半導体を均一
に加熱する均熱板と、該均熱板を加熱するヒータと、該
ヒータを覆うと共に前記均熱板に接続される断熱板と、
該断熱板に気密に接続されて処理空間を形成するカバー
部材と、該処理空間の内部の空気を吸引して真空状態に
する真空ポンプとを有してなり、前記均熱板と前記断熱
板との接続部に非気泡性材と耐熱性接着材とが周回配置
された前記＜１＞に記載の半導体製造装置である。 ＜３＞ 非気泡性材を接続部の外側に周回配置させ、耐
熱性接着材を接続部の内側に周回配置させた前記＜１＞
又は＜２＞に記載の半導体製造装置である。 ＜４＞ 非気泡性材がガラス系材であり、耐熱性接着材
が耐熱性ペーストである前記＜１＞から＜３＞のいずれ
かに記載の半導体製造装置である。 ＜５＞ ガラス系材が石英であり、耐熱性ペーストが炭
化ケイ素を含有する前記＜４＞に記載の半導体製造装置
である。

【０００６】前記＜１＞に記載の半導体製造装置は、２
以上の部材が接続されて形成された真空処理室を少なく
とも備えてなる。前記真空処理室内に半導体が配置さ
れ、該半導体に処理が施され、所望の半導体が製造され
る。この半導体製造装置においては、該部材同士の接続
部に非気泡性材と耐熱性接着材とが周回配置されている
ので、該非気泡性材により、前記真空処理室内への空気
や不純物の侵入や混入が防止され、該耐熱性ペーストに
より、前記接続部の接着状態が強固に維持され、該非気
泡性材と該耐熱性接着材との双方により、前記接続部の
良好なシールが達成される。このため、前記真空処理室
は、不純物の混入がない状態にかつ良好な真空状態に常
に維持される。その結果、該半導体製造装置により、高
品質のウエハ等の半導体が容易にかつ効率良く製造され
る。

【０００７】前記＜２＞に記載の半導体製造装置におい
ては、前記＜１＞に記載の半導体製造装置において、前
記真空処理室が、半導体を載置し該半導体を均一に加熱
する均熱板と、該均熱板を加熱するヒータと、該ヒータ
を覆うと共に前記均熱板に接続される断熱板と、該断熱
板に気密に接続されて処理空間を形成するカバー部材
と、該処理空間の内部の空気を吸引して真空状態にする
真空ポンプとを有してなる。この半導体製造装置の真空
処理室においては、前記ヒータが前記均熱板を加熱す
る。前記均熱板が、その上に半導体を載置すると共に該
半導体を均一に加熱する。その結果、所望の半導体が製
造される。なお、前記断熱板が、前記ヒータを覆ってい
るので、該ヒータの熱は外には漏れない。この半導体製
造装置においては、前記均熱板と前記断熱板との接続部
に非気泡性材と耐熱性接着材とが周回配置されているの
で、該非気泡性材により、前記真空処理室内への空気や
不純物の侵入や混入が防止され、該耐熱性ペーストによ
り、前記接続部の接着状態が強固に維持され、該非気泡
性材と該耐熱性接着材との双方により、前記接続部の良
好なシールが達成される。このため、前記真空処理室
は、不純物の混入がない状態にかつ良好な真空状態に常
に維持される。

【０００８】前記＜３＞に記載の半導体製造装置は、前
記＜１＞又は＜２＞に記載の半導体製造装置において、
前記非気泡性材が接続部の外側に周回配置され、前記耐
熱性接着材が接続部の内側に周回配置されている。前記
真空処理室に近い側において、前記非気泡性材により、
前記真空処理室内への空気や不純物の侵入や混入が防止
される。前記真空処理室から遠い側において、前記耐熱
性ペーストにより、前記接続部の接着状態が強固に維持
される。このため、前記真空処理室への不純物や空気の
侵入・混入が確実に防止され、前記真空処理室は常に良
好な真空状態に維持される。

【０００９】前記＜４＞に記載の半導体製造装置は、前
記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の半導体製造装置
において、前記非気泡性材がガラス系材であり、前記耐
熱性接着材が耐熱性ペーストである。該ガラス系材によ
り、前記真空処理室内への空気や不純物の侵入や混入が
確実に防止される。前記耐熱性ペーストにより、前記接
続部の接着状態が高温下でも強固に維持される。このた
め、前記真空処理室への不純物や空気の侵入・混入が確
実に防止され、前記真空処理室は常に良好な真空状態に
維持される。

【００１０】前記＜５＞に記載の半導体製造装置は、前
記＜４＞に記載の半導体製造装置において、前記ガラス
系材が石英であり、前記耐熱性ペーストが炭化ケイ素を
含有する。このため、該耐熱性ペーストは耐熱性に極め
て優れ、該耐熱性ペーストにより、前記接続部の接着状
態が高温下でも強固に維持される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の半導体製造装置は、２以
上の部材が接続されて形成された真空処理室を少なくと
も備えてなり、必要に応じて適宜選択したその他の部材
を有してなる。本発明の半導体製造装置においては、前
記部材同士の接続部に非気泡性材と耐熱性接着材とが周
回配置されたこと以外は、公知の半導体製造装置と同様
の構成を採用することができる。

【００１２】−真空処理室− 前記真空処理室は、その内部を真空状態に維持すること
ができ、そこで半導体に所望の処理を行うことができ、
２以上の部材が接続されて形成されていれば特に制限は
なく、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、均熱板とヒータと断熱板とカバー部材と真空ポンプ
とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他
の部材を有していてもよい。

【００１３】−−均熱板−− 前記均熱板は、ウエハ等の半導体を載置することがで
き、該半導体を均一に加熱することができる機能を有し
ていればよく、その形状、構造、大きさ、材質等につい
て特に制限はなく、均熱板として公知のものを好適に使
用することができる。

【００１４】−−ヒータ−− 前記ヒータとしては、前記均熱板を加熱することができ
る機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ、
材質等については特に制限はないが、加熱時にそれ自身
均熱性を有しているのが好ましい。前記ヒータとして
は、上述したヒータを好適に使用することができる。即
ち、セラミックで形成されたセラミック製ヒータが耐熱
性等の点で好ましく、その中でも、炭化ケイ素焼結体と
タングステン基板との複合体、窒化アルミニウム焼結体
とタングステン基板との複合体、などが挙げられる。こ
れらの中でも、電気抵抗が低く、導電性に優れ、耐熱性
に優れる点で炭化ケイ素焼結体が特に好ましい。なお、
該炭化ケイ素焼結体の具体例としては、特開平１０−６
７５６５号公報、特開平１１−７９８４０号公報等に記
載のものが好適に挙げられる。前記ヒータには、電源に
通電可能に接続されたヒータ用電極の一組が接続され
る。

【００１５】−−断熱板−− 前記断熱板としては、前記ヒータの熱を外部に伝えない
機能を有していればよく、公知の断熱板を好適に使用す
ることができる。該断熱板は、通常、前記ヒータを覆う
ようにして配置される。

【００１６】−−カバー部材−− 前記カバー部材としては、前記ヒータを覆うことがで
き、前記断熱板に気密に接続可能であればよく、特に制
限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、耐
熱性材料で設計されるのが好ましい。該カバー部材の前
記断熱板への気密な接続は、溶接等の公知の方法により
行うことができる。

【００１７】−−真空ポンプ−− 前記真空ポンプとしては、前記カバー部材の内部、即ち
前記真空処理室の内部の吸引して真空状態にすることが
できればよく、特に制限はなく目的に応じて公知の真空
ポンプの中から適宜選択することができる。

【００１８】前記真空処理室の半導体製造プロセス中の
真空度としては、例えば、通常、１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒ
ｒ程度である。本発明においては、完全な真空状態のみ
ならず減圧状態をも含むものとする。前記真空処理室の
半導体製造処理プロセス中の温度としては、例えば、通
常、３００〜９００℃程度である。前記真空処理室で行
われる半導体製造プロセスとしては、例えば、表面処理
プロセスなどが挙げられる。

【００１９】−非気泡性材− 前記非気泡性材としては、耐熱性があり、半導体製造プ
ロセス中に内部に気泡が生ずることがない性質を有して
いれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すること
ができ、例えば、石英等のガラス系材などが挙げられ
る。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上
を併用してもよい。これらの中でも、前記性質に優れ、
取り扱いが容易な点でガラス系材が好ましく、石英がよ
り好ましい。

【００２０】前記非気泡性材は、前記真空処理室におけ
る前記２以上の部材どうしの接続部に、該真空処理室が
均熱板とヒータと断熱板とカバー部材と真空ポンプとを
有してなる場合には、該均熱板と該断熱板との接続部
に、周回配置される。したがって、前記接続部の平面形
状が四角形である場合には、前記非気泡性材の周回配置
された平面形状も該四角形になる。前記非気泡性材によ
り、前記真空処理室内に外部から空気や不純物が侵入乃
至混入することが防止される。該非気泡性材は、少なく
とも１つ前記接続部に周回配置されれば十分であるが、
目的に応じて２以上前記接続部に周回配置されてもよ
い。

【００２１】−耐熱性接着材− 前記耐熱性接着材としては、耐熱性があり、前記接続部
を強固に接着することができる性質を有していれば特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例
えば、耐熱性ペーストなどが挙げられる。これらは、１
種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよ
い。これらの中でも、耐熱性ペーストは、前記接触部の
形状が複雑な場合でも容易にかつ確実に接着することが
できる点で好ましい。

【００２２】前記耐熱性ペーストは、通常、耐熱性材料
（微粉末、粉末、粒子、これらの混合物）とバインダー
との混合物であるが、該耐熱性ペーストの中でも、前記
耐熱性材料として炭化ケイ素を含有する耐熱性ペースト
が、耐熱性に極めて優れる点で特に好ましい。これらの
中でも、前記性質に優れ、取り扱いが容易な点で耐熱性
ペーストが好ましく、耐熱性に極めて優れる点で、炭化
ケイ素（粉、微粒、粒、これらの混合物）を含有する耐
熱性ペーストがより好ましい。

【００２３】前記耐熱性接着材は、前記真空処理室にお
ける前記２以上の部材どうしの接続部に、該真空処理室
が均熱板とヒータと断熱板とカバー部材と真空ポンプと
を有してなる場合には、該均熱板と該断熱板との接続部
に、周回配置される。したがって、前記接続部の平面形
状が四角形である場合には、前記耐熱性接着材の周回配
置された平面形状も該四角形になる。前記耐熱性接着材
により、前記接続部の接着状態が強固に保持され、半導
体製造プロセス中でも該接着状態が変化することはな
い。該耐熱性接着材は、少なくとも１つ前記接続部に周
回配置されれば十分であるが、目的に応じて２以上前記
接続部に周回配置されてもよい。

【００２４】本発明においては、前記非気泡性材と前記
耐熱性接着材とにより、前記接続部における外部からの
空気や不純物の侵入・混入が防止され、かつ該接続部の
強固かつ安定な接着が行われ、該接続部の良好なシール
が達成される。

【００２５】前記非気泡性材と前記耐熱性接着材との位
置関係としては、特に制限はなく、前記接続部における
外側に前記非気泡性材が周回配置され、内側に前記耐熱
性接着材が周回配置されていてもよいし、あるいはこの
逆であってもよい。また、これらを２以上周回配置され
る場合には、例えば、前記接続部の外側から順に、非気
泡性材、耐熱性接着材、非気泡性材、耐熱性接着材と交
互に周回配置されてもよい。なお、前記非気泡性材を前
記接続部の外側に周回配置させ、前記耐熱性接着材を前
記接続部の内側に周回配置させた場合には、前記真空処
理室に近い側において、前記非気泡性材により、前記真
空処理室内への空気や不純物の侵入や混入が防止され、
前記真空処理室から遠い側において、前記耐熱性ペース
トにより、前記接続部の接着状態が強固に維持された
め、前記真空処理室への不純物や空気の侵入・混入が確
実に防止され、前記真空処理室を常に良好な真空状態に
維持することができる点で好ましい。

【００２６】本発明の半導体製造装置に適用される半導
体としては、特に制限はなく、公知の半導体ウエハなど
が挙げられる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の半導体製造装置の実施例を図
面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの実施例
に何ら限定されるものではない。図１は、本発明の半導
体製造装置の一実施例を説明するための一部拡大断面概
略図である。

【００２８】図１に示すように、半導体製造装置１は、
均熱板３と、ヒータ４と、断熱板５と、カバー部材（不
図示）と、真空ポンプ（不図示）とを備える。

【００２９】均熱板３は、図１に示すように、ウエハで
ある半導体２を載置可能であり、ヒータ５の一方の表面
を覆うようにして配置される。ヒータ４は、円板状であ
り、その外周近傍に一組のヒータ用電極（不図示）が通
電可能に接続されている。ヒータ５には、ヒータ用電極
からの電気が、短時間で全体にムラなく流れ、全体が均
一に加熱されるようにするため、切れ目が形成されてい
る。ヒータ５は、炭化ケイ素焼結体である。断熱板５
は、ヒータ４のもう一方の表面を覆うようにして配置さ
れ、均熱板３と気密に接続されている。

【００３０】均熱板３と断熱板５との接触面における外
周部分には、非気泡性材６としての石英が周回配置さ
れ、内周部分には、耐熱性材７としての耐熱性ペースト
（炭化ケイ素含有ペースト）が周回配置されている。

【００３１】前記カバー部材は、ヒータ４を覆う断熱板
５に気密に接続されている。該カバー部材と断熱板５と
により画成される空間が、半導体４に種々の処理等を行
う前記真空処理室の内部空間となる。前記真空ポンプ
は、前記カバー部材に接続される。該真空ポンプを作動
させると、前記真空処理室内の空気が吸引されて該真空
処理室が真空状態にされる。このとき、均熱板３と断熱
板５との接触面には非気泡性材６と耐熱性接着剤７とが
周回配置されているため、該接触面の接着状態は半導体
製造プロセス中の高温下でも強固に維持され、外部から
空気や不純物等が前記真空処理室内に侵入乃至混入する
ことがなく、前記真空処理室内の真空状態は、常に安定
に維持される。

【００３２】半導体製造装置１においては、ヒータ４が
均熱板３を加熱する。均熱板３が、その上に載置した半
導体２を均一に加熱する。このとき、半導体２が存在す
る前記反応処理室の内部空間は、前記カバー部材及び前
記真空ポンプにより真空状態にされている。その結果、
半導体２に各種処理を施すことができ、各種処理が施さ
れた高品質の半導体２が製造される。なお、断熱板５
が、ヒータ４を覆っているので、ヒータ４の熱は半導体
製造装置１の外には漏れない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によると、前記従来における諸問
題を解決することができ、ウエハ等の半導体を処理する
空間を不純物の混入がない状態にかつ良好な真空状態に
常に維持し、高品質な半導体を製造し得る半導体製造装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の半導体製造装置の一実施例を
説明するための一部拡大断面概略図である。

【図２】図２は、従来における半導体製造装置を説明す
るための一部拡大断面概略図である。

【符号の説明】

１ 半導体製造装置 ２ 半導体 ３ 均熱板 ４ ヒータ ５ 断熱板 ６ 非気泡性材 ７ 耐熱性接着材 ８ 銀蝋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２以上の部材が接続されて形成された真
   空処理室を少なくとも備えてなり、該部材同士の接続部
   に非気泡性材と耐熱性接着材とが周回配置されたことを
   特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 真空処理室が、半導体を載置し該半導体
   を均一に加熱する均熱板と、該均熱板を加熱するヒータ
   と、該ヒータを覆うと共に前記均熱板に接続される前記
   断熱板と、該断熱板に気密に接続されて処理空間を形成
   するカバー部材と、該処理空間の内部の空気を吸引して
   真空状態にする真空ポンプとを有してなり、前記均熱板
   と前記断熱板との接続部に非気泡性材と耐熱性接着材と
   が周回配置された請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 非気泡性材を接続部の外側に周回配置さ
   せ、耐熱性接着材を接続部の内側に周回配置させた請求
   項１又は２に記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 非気泡性材がガラス系材であり、耐熱性
   接着材が耐熱性ペーストである請求項１から３のいずれ
   かに記載の半導体製造装置。
5. 【請求項５】 ガラス系材が石英であり、耐熱性ペース
   トが炭化ケイ素を含有する請求項４に記載の半導体製造
   装置。