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JP2531874B2 - Ceramic heat - data - - Google Patents

Ceramic heat - data -

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JP2531874B2
JP2531874B2 JP25359891A JP25359891A JP2531874B2 JP 2531874 B2 JP2531874 B2 JP 2531874B2 JP 25359891 A JP25359891 A JP 25359891A JP 25359891 A JP25359891 A JP 25359891A JP 2531874 B2 JP2531874 B2 JP 2531874B2
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Grant
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和宏 ▲昇▼
裕介 新居
隆介 牛越
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日本碍子株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマCVD、減圧CVD、プラズマエッチング、光エッチング装置等に使用される半導体ウエハー加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma CVD, reduced pressure CVD, plasma etching, to a semiconductor wafer heating device for use in an optical etching device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】スーパークリーン状態を必要とする半導体製造装置では、デポジション用ガス、エッチング用ガス、クリーニング用ガスとして塩素系ガス、弗素系ガス等の腐食性ガスが使用されている。 In semiconductor manufacturing devices requiring super clean state, deposition gas, etching gas, a chlorine-based gas, corrosive gases, such as fluorine-based gas is used as a cleaning gas. このため、半導体ウエハーをこれらの腐食性ガスに接触させた状態で加熱するための加熱装置として、抵抗発熱体の表面をステンレススチール、インコネル等の金属により被覆した従来のヒーターを使用すると、これらのガスの暴露によって、 Therefore, the semiconductor wafer as a heating device for heating while in contact with these corrosive gases, the surface of stainless steel of the resistance heating element, by using the conventional heater coated with a metal such as Inconel, these by exposure of gas,
塩化物、酸化物、弗化物等の粒径数μm の、好ましくないパーティクルが発生する。 Chloride, oxide, particle diameter of several μm, such as fluorides, undesirable particles are generated.

【0003】そこでデポジション用ガス等に暴露される容器の外側に赤外線ランプを設置し、容器外壁に赤外線透過窓を設け、グラファイト等の耐食性良好な材質からなる被加熱体に赤外線を放射し、被加熱体の上面に置かれた半導体ウエハーを加熱する、間接加熱方式の半導体ウエハー加熱装置が開発されている。 [0003] Therefore installing an infrared lamp outside the vessel is exposed to a deposition gas or the like, provided the infrared transmission window in the container outer wall, and emit infrared radiation onto heater body made of corrosion-resistant material having good such as graphite, heating the semiconductor wafer placed on the upper surface of the object to be heated, a semiconductor wafer heating apparatus of an indirect heating method has been developed. ところがこの方式のものは、直接加熱式のものに比較して熱損失が大きいこと、温度上昇に時間がかかること、赤外線透過窓へのCVD膜の付着により赤外線の透過が次第に妨げられ、 However those of this scheme is that compared to heat loss of the direct heating type is large, it takes time to the temperature rise, infrared transmission is disturbed increasingly due to the adhesion of the CVD film of the infrared transmission window,
赤外線透過窓で熱吸収が生じて窓が加熱すること等の問題があった。 Heat absorption in the infrared transmission window is the window occurs a problem such as heating.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決するため、本発明者等は、新たに円盤状の緻密質セラミックス内に抵抗発熱体を埋設し、このセラミックスヒーターをグラファイトのケースに保持した加熱装置について検討した。 To solve the above problems [0006] The present inventors have newly embedded resistance heating elements on the disc-shaped dense in ceramics and holding the ceramic heater case graphite It was studied heating device. この結果この加熱装置は、上述のような問題点を一掃した極めて優れた装置であることが判明した。 As a result the heating device has been found to be an excellent device wiped out the above-described problems. しかし、本発明者がなお検討を進めると、以下の問題が未だ残されていることが解った。 If, however, the present inventors have such advance your study, it was found that the following issues are still left.

【0005】即ち、セラミックスヒーター側面を伝熱性の高いグラファイト製やアルミニウム製のケースで保持するため、この接触部分からケースの方へと熱が逃げ、 Namely, in order to hold the ceramic heater side with high graphite or aluminum casing heat conductivity, heat escapes toward this contact portion of the case,
セラミックスヒーターの外周部の温度が内周部の温度にくらべて低くなり、均熱性が損なわれるという問題が生じた。 Temperature of the outer peripheral portion of the ceramic heater than the temperature of the inner peripheral portion decreases, a problem that thermal uniformity is impaired occurs. 従って、半導体ウエハーを加熱した場合、このウエハーの周縁部で相対的に温度が低下するため、例えば熱CVD法によって膜を堆積させる場合に、半導体ウエハーの中心部と周縁部とで膜の成長速度に差が生じ、半導体の不良の原因となる。 Therefore, when heating the semiconductor wafer, in this case for relatively temperature at the peripheral portion of the wafer is reduced, for example, depositing a film by a thermal CVD method, the growth rate of the film at the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer difference to occur, cause of semiconductor bad.

【0006】特に最近、半導体ウエハーが大型化してきており、これに対応すべく半導体ウエハー加熱用のセラミックスヒーターを大型化させる必要がある。 [0006] In particular, recently, a semiconductor wafer has been increased in size, it is necessary to increase the size of the ceramic heater for a semiconductor wafer heating in order to respond to this. しかし、 But,
半導体ウエハー加熱面の直径が大きくなると、これを均熱化するのはますます難しくなってきている。 If the diameter of the semiconductor wafer heating surface increases, which for temperature control is becoming increasingly difficult.

【0007】これを解決する方法として、本発明者は、 [0007] As a method to solve this problem, the present inventors have,
円盤状セラミックスヒーターを内周側と外周側とに分け、内周側と外周側とで独立に、抵抗発熱体からの発熱量を制御する技術を検討した。 Divided disc-shaped ceramic heater and the inner and outer circumferential sides, independently between the inner and outer circumferential sides, was investigated a technique for controlling the amount of heat generated from the resistance heating element. しかし、この方法では、 However, in this method,
制御系統が複雑になるし、発熱量を制御するコントローラーのコストが高くなる。 It control system becomes complicated, the cost of the controller for controlling the amount of heat generated is increased. また、セラミックス基体を窒化珪素セラミックスで形成してその表面温度を測定しても、未だ温度にムラが残っていた。 Further, even when measuring the surface temperature to form a ceramic substrate with silicon nitride ceramics, it remained uneven still temperature.

【0008】本発明の課題は、ウエハーの汚染や熱効率の悪化といった問題を生じず、しかもウエハーの加熱温度を均一化してウエハーの歩留りを向上させることができるような、セラミックスヒーターを提供することにある。 An object of the present invention, without causing problems such as deterioration of the contamination and the thermal efficiency of the wafer, moreover, as it is possible to improve the yield of the wafer to equalize the heating temperature of the wafer, to provide a ceramic heater is there.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、緻密質セラミックスからなる盤状基体と、この盤状基体の内部に埋設された抵抗発熱体とを備えた半導体ウエハー加熱用のセラミックスヒーターであって、抵抗発熱体と半導体ウエハーとの間に耐熱金属層と緻密質セラミックス層とが設けられており、耐熱金属層の径方向の寸法が盤状基体および緻密質セラミックス層の径方向の寸法よりも小さく、盤状基体と緻密質セラミックス層との中に耐熱金属層が外部に露出しないように包含および埋設されており、かつ盤状基体と緻密質セラミックス層とが耐熱金属層を包含および埋設した状態で一体焼成によって作成され、前記盤状基体と前記緻密質セラミックス層とが接合界面なく一体をなしており、盤状基体と緻密質セラミックス層とが窒化珪素、 Means for Solving the Problems The present invention is a ceramic heater of the semiconductor wafer heating with a disk-shaped substrate made of dense ceramic and a inside embedded a resistance heating element of the board-like substrate , and a refractory metal layer and the dense ceramic layer is provided between the resistance heating element and the semiconductor wafer, than the radial dimension of the radial dimension of the refractory metal layer board-like substrate and a dense ceramic layer small, heat-resistant metal layer in the disk-shaped substrate and the dense ceramic layer are included and embedded so as not to be exposed to the outside, and the board-shaped base body and the dense ceramic layer is included and embedded refractory metal layer created by co-firing state, said plate-like substrate and the and the dense ceramic layer has no the bonding interface without integral, plate-like substrate and the dense ceramic layer and the silicon nitride, 化アルミニウムおよびサイアロンからなる群より選ばれたセラミックスからなり、耐熱金属層の材質がタングステン、モリブデン、タンタル、 Aluminum and consists chosen ceramics from the group consisting of sialon, tungsten material of the refractory metal layer, molybdenum, tantalum,
ニオブ、ハフニウムおよびレニウムからなる群より選ばれた一種以上の金属であり、耐熱金属層の厚さが100 Niobium is one or more metals selected from the group consisting of hafnium and rhenium, the thickness of the refractory metal layer 100
μm以上、800μm以下であることを特徴とする、半導体ウエハー加熱用のセラミックスヒーターに係るものである。 μm or more and equal to or less than 800 [mu] m, it relates to a ceramic heater for a semiconductor wafer heating.

【0010】 [0010]

【実施例】図1は、本発明の実施例に係る円盤状セラミックスヒーター5Bを示す断面図、図2は半導体製造用熱CVD装置のフランジ部19に本実施例のヒーターを取り付けた状態を示す概略断面図、図3は図2のIII −II DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 is a sectional view showing a disc-shaped ceramic heater 5B according to an embodiment of the present invention, FIG 2 shows a state of attaching the heater of this embodiment the flange portion 19 of the semiconductor manufacturing thermal CVD apparatus schematic cross-sectional view, III -II in FIG. 3 FIG. 2
I 線矢視図である。 Is I view taken along the line diagram.

【0011】この円盤状セラミックスヒーター5Bにおいては、緻密質セラミックス基体3の内部に、抵抗発熱体4が埋設されている。 [0011] In this disc-shaped ceramic heater 5B, the interior of the dense ceramic substrate 3, the resistance heating body 4 is embedded. この抵抗発熱体4は、例えば直径0.4 mm程度のワイヤーをコイル状に卷回してなるものである。 The resistance heating body 4, for example, those formed by convolutions of wire having a diameter of about 0.4 mm in a coil shape. そして、この抵抗発熱体4が、円盤状基体3の内部に、平面的にみて渦巻状に埋設されている。 Then, the resistance heating body 4, inside of the disc-shaped base body 3, are embedded in a spiral form in plan view. 抵抗発熱体4の両端部には、それぞれ塊状端子6が連結されており、各塊状端子6の表面が、円盤状基体3の表面に露出している。 At both ends of the resistance heating body 4, are respectively connected bulk terminal 6, the surface of each massive terminals 6 are exposed on the surface of the disc-shaped substrate 3. 円盤状基体3の側周面には、円環状の突出部3bが形成されている。 The side peripheral surface of the disc-shaped substrate 3, the projecting portion 3b of the annular is formed.

【0012】円盤状基体3の発熱面3a側に、耐熱金属層1Bが存在している。 [0012] the heating surface 3a side of the disc-shaped substrate 3, refractory metal layer 1B is present. この耐熱金属層1Bの表面側に、 On the surface side of the refractory metal layer 1B,
緻密質セラミックス層2Bが設けられている。 Dense ceramic layer 2B is provided. 緻密質セラミックス層2Bの表面が半導体ウエハー加熱面22を構成する。 Surface of the dense ceramic layer 2B constitute a semiconductor wafer heating surface 22. 半導体ウエハーは、加熱面22に対して直接設置されるか、他のサセプターを介して設置される。 The semiconductor wafer is either placed directly against the heating surface 22 is placed over the other of the susceptor. 耐熱金属層1Bの熱伝導率は、緻密質セラミックス層2Bや盤状基体3を構成するセラミックスの熱伝導率よりも大きくなければならない。 The thermal conductivity of the refractory metal layer 1B must be greater than the thermal conductivity of the ceramics constituting the dense ceramic layer 2B and disk-shaped substrate 3. そして、緻密質セラミックス層2 Then, dense ceramic layer 2
Bや盤状基体3は、一体で焼結されており、この一体焼結されたセラミックス基材の中に耐熱金属層1Bが埋設されている。 B and disk-shaped substrate 3 is sintered integrally, refractory metal layer 1B is embedded in the integrated-sintered ceramic substrate. 耐熱金属層1Bの寸法は、発熱面3aの寸法よりも若干小さい。 The dimensions of the refractory metal layer 1B is slightly smaller than the size of the heat generating surface 3a. このため、耐熱金属層1Bのエッジも緻密質セラミックス層2Bで覆われている。 Therefore, the edge of the refractory metal layer 1B is also covered by a dense ceramic layer 2B. これにより、耐熱金属層1Bは、緻密質セラミックス内に埋設されており、半導体製造容器内に全く露出しない。 Accordingly, refractory metal layer 1B is embedded in dense cytoplasm ceramics, not exposed at all to the semiconductor manufacturing vessel.

【0013】図示しない半導体製造用熱CVD装置の容器に、フランジ部19が取り付けられ、このフランジ部19 [0013] containers for semiconductor production thermal CVD apparatus not shown, the flange portion 19 is attached, the flange portion 19
が容器の天井面を構成している。 There has been an up the ceiling surface of the container. フランジ部19と、図示しない容器との間は、Oリング17によって気密にシールされている。 A flange portion 19, between the container (not shown) is hermetically sealed by the O-ring 17. フランジ部19の上側に、取り外し可能な天板20が取り付けられ、この天板20が、フランジ部19の円形貫通孔19a を覆っている。 The upper flange portion 19 is attached with a removable top plate 20, the top plate 20 covers the circular through hole 19a of the flange portion 19. フランジ部19に水冷ジャケット18が取り付けられる。 Water-cooled jacket 18 is attached to the flange portion 19.

【0014】フランジ部19の下側面には、グラファイトからなるリング状ケース保持具14が、断熱リング16を介して固定されている。 [0014] the lower surface of the flange portion 19, a ring-shaped case holder 14 made of graphite, is fixed via a heat insulating ring 16. ケース保持具14とフランジ部19とは直接には接触しておらず、若干の間隙が設けられている。 The case holder 14 and the flange portion 19 does not contact directly to a slight gap is provided. ケース保持具14の下側面には、グラファイトからなる略リング状のケース11が、断熱リング13を介して固定されている。 The lower surface of the case holder 14, a substantially ring-shaped case 11 made of graphite, is fixed via a heat insulating ring 13. ケース11とケース保持具14とは直接に接触しておらず、若干の間隙が設けられている。 The case 11 and the case holder 14 not in direct contact, the slight gap is provided.

【0015】ステンレスシース付きの熱電対10が、モリブデン、セラミックス等からなる中空シース9内に挿入され、中空シース9の細い先端がセラミックス基体3の背面側に接合されている。 The thermocouple 10 with a stainless sheath, molybdenum, is inserted into the hollow sheath 9 made of ceramic or the like, a thin tip of the hollow sheath 9 is bonded to the back side of the ceramic base 3. 一対の電極部材7及び中空シース9は、それぞれ天板20を貫通して容器外に端部を付き出した状態となっている。 A pair of electrode members 7 and the hollow sheath 9 is in a state where began attached to end outside of the container through the top plate 20, respectively. また、一対の電極部材7及び中空シース9と天板20との間は、Oリングで気密にシールされる。 Further, between the pair of electrode members 7 and the hollow sheath 9 and the top plate 20 is air-tightly sealed by the O-ring.

【0016】円盤状セラミックスヒーター5Bの側周面の背面側には、前述のように突出部3bがリング状に形成され、一方、ケース11の下部内周にはやはりリング状にケース本体から突出した支持部11a が形成されている。 [0016] the rear side of the side peripheral surface of the disc-shaped ceramic heater 5B, the protruding portion 3b as mentioned above is formed in a ring shape, whereas, also protruding from the case main body in a ring shape on the lower inner periphery of the casing 11 supporting portion 11a is formed to have.
円盤状セラミックスヒーター5Bとケース11との間には所定の間隔を置き、これら両者を接触させない。 Between the disc-shaped ceramic heater 5B and the case 11 placed a predetermined distance, not in contact with both of them. そして、図2及び図3に示すように、例えば計4個の円柱状介在ピン21をケース11内周とセラミックスヒーター5B Then, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, a total of four cylindrical intervening pins 21 Case 11 inner circumference and the ceramic heater 5B
の側周面との間に介在させ、介在ピン21の一端を支持部 It is interposed between the side peripheral surface of the supporting portion at one end of the intervening pins 21
11a 上に螺合、接合、嵌合等により固定し、他端の上に突出部3bを載置し、これによりセラミックスヒーター5 Screwed on to 11a, bonding, fixed by fitting or the like, placing the projecting portion 3b on the other end, thereby ceramic heater 5
Bを断熱固定する。 The B to insulate fixed. 一対の塊状端子6には、それぞれ棒状の電極部材7が連結され、電極部材7の一端がリード線8に接続されている。 The pair of bulk terminals 6, the rod-shaped electrode members 7 respectively connected, at one end of the electrode member 7 is connected to a lead wire 8.

【0017】本実施例によれば、緻密質セラミックスからなる円盤状基体3の内部に抵抗発熱体4を埋設するので、半導体装置内を汚染する等のおそれがない。 According to the present embodiment, since the buried internal to the resistance heating body 4 of the disc-shaped substrate 3 made of dense ceramic, there is no risk of such contamination of the inside semiconductor device. また、 Also,
円盤状基体3から直接発熱させるので、間接加熱方式の場合のような熱効率の悪化は生じない。 Since heat is generated directly from the disk-shaped substrate 3, deterioration of the thermal efficiency does not occur as in the case of indirect heating method.

【0018】また、抵抗発熱体4を埋設した円盤状基体3を真空中または希薄気体中で使用するとき、円盤状基体3の表面、裏面、及び側面からの熱放射、熱伝達、または基体3を支持するためのケース11への熱伝導によって熱が放散する。 Further, when using a disc-shaped substrate 3 with embedded resistance heating elements 4 in a vacuum or a dilute gaseous, the surface of the disc-shaped substrate 3, back surface, and thermal radiation from the side, the heat transfer, or the substrate 3 heat is dissipated by heat conduction to the case 11 for supporting the. このうち、側面からの熱の放散は、円盤状基体3の中心から側面に向かって温度が下がる原因となり、半導体ウエハー1の均熱化を妨げる。 Among them, heat dissipation from the side, from the center of the disk-shaped base body 3 toward the side surface cause the temperature drops prevents soaking of the semiconductor wafer 1.

【0019】この点、本実施例では、円盤状基体3の側周面とケース11とを直接接触させず、介在ピン21で円盤状基体3を支持している。 [0019] In this regard, in the present embodiment, without contacting the side peripheral surface and the case 11 of the disc-shaped substrate 3 directly supports the disc-shaped base 3 with intervening pins 21. 従って、円盤状基体3の側周面から熱伝導によって逃げる熱を少なくできる。 Therefore, it is possible to reduce the heat to escape by heat conduction from the side peripheral surface of the disc-shaped substrate 3.

【0020】そして、円盤状基体3の発熱面3a側に耐熱金属層1Bを接合させているので、耐熱金属層1B内で熱量が図1において横方向へと移動する。 [0020] Then, since by bonding the refractory metal layer 1B to the heat generating surface 3a side of the disc-shaped substrate 3, the amount of heat in a heat-resistant metal layer 1B is moved in the lateral direction in FIG. 1. この結果、耐熱金属層1Bにおいて温度勾配がほぼ消去され、半導体ウエハー加熱面22において温度のムラが防止される。 As a result, almost erasing temperature gradients in the refractory metal layer 1B, unevenness of temperature is prevented in the semiconductor wafer heating surface 22. しかも、円盤状基体3および緻密質セラミックス層2Bが一体焼結されており、この一体焼結されたセラミックス基材の中に耐熱金属層1Bが埋設されているので、耐熱金属層1Bを構成する金属が半導体ウエハーを汚染するおそれがまったくなくなる。 Moreover, a disc-shaped substrate 3 and a dense ceramic layer 2B is integrally sintered, since the refractory metal layer 1B is embedded in the integrated-sintered ceramic base, constituting the heat-resistant metal layer 1B metal is a possibility is quite unnecessary to contaminate the semiconductor wafer.

【0021】セラミックス層2Bおよび円盤状基体3を構成するセラミックスは、デポジション用ガスの吸着を防止するために緻密体である必要があり、吸水率が0.01 The ceramic layer 2B and ceramics constituting the disc-shaped substrate 3, must be dense body in order to prevent adsorption of the deposition gas, water absorption 0.01
%以下の材質が好ましい。 % Or less of the material is preferred. また機械的応力は加わらないものの、常温から1100℃までの加熱と冷却に耐えることのできる耐熱衝撃性を有するものが好ましい。 Also though not applied mechanical stress, which has a thermal shock resistance that can withstand the heating and cooling from room temperature to 1100 ° C. is preferred. 耐熱衝撃性の点からは、窒化珪素セラミックス、サイアロンが好ましい。 From the viewpoint of thermal shock resistance, silicon nitride ceramics, sialon are preferred. ただし、窒化珪素セラミックスを採用した場合は、この材料の熱伝導率が低いことから、耐熱金属層1 However, when employing silicon nitride ceramics, since the thermal conductivity of the material is low, the refractory metal layer 1
Bの作用が一層重要になる。 Action of B becomes more important. 円盤状基体3および緻密質セラミックス層2Bの材質として、熱伝導率の高い窒化アルミニウムセラミックスを使用することも好ましい。 As the material of the disc-shaped substrate 3 and a dense ceramic layer 2B, it is also preferable to use a high aluminum nitride ceramics thermal conductivity.

【0022】耐熱金属層1Bの材質としては、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、ハフニウムおよびレニウムからなる群より選ばれた一種以上の金属を使用する。 Examples of the material of the refractory metal layer 1B, using tungsten, molybdenum, tantalum, niobium, one or more metals selected from the group consisting of hafnium and rhenium. 金を利用すると、ヒートサイクルの途中で緻密質セラミックス層2Aの方へと金が拡散して出てくることがある。 When you use the money, there is that money comes out to diffuse toward the dense ceramic layer 2A in the middle of a heat cycle.

【0023】緻密質セラミックス層2Bの厚さは、1m [0023] The thickness of the dense ceramic layer 2B is, 1m
m以下とすることが好ましい。 It is preferable that follows m. これが厚すぎると、セラミックス層2Bでの熱伝導度が悪くなり、再び温度ムラが生ずるからである。 If this is too thick, it becomes poor thermal conductivity of a ceramic layer 2B, since occurs again temperature variations. 耐熱金属層1Bの厚さは100 〜80 The thickness of the refractory metal layer. 1B 100-80
0 μm とする。 0 μm to. これが100μm未満であると、断面積が小さいことから横方向へと熱が伝わりにくく、均熱化の効果が乏しくなってくる。 This is less than 100 [mu] m, and the lateral heat is hardly transmitted since the cross-sectional area is small, the effect of soaking is becomes poor. 耐熱金属層1Bの厚さが8 The thickness of the refractory metal layer 1B is 8
00μmを越えると、耐熱金属層1Bを埋設した状態で、緻密質セラミックス層および盤状基体を一体焼結していることから、加熱と冷却とを繰り返し行ったときに、過大な熱応力が円盤状基体3にかかるおそれがある。 It exceeds 00Myuemu, while buried refractory metal layer 1B, since it is integrally sintered dense ceramic layer and the board-shaped substrate, when the repeated heating and cooling, excessive thermal stress is a disc there is a possibility according to Jo substrate 3. これを800μm以下とすることによって、特に熱サイクルをかけたときの耐久性が向上する。 By this a 800μm or less, the durability is improved when the particular subjected to a heat cycle.

【0024】緻密質セラミックス用の原料粉末を図1に示すように成形し、この成形体を一体に焼成して、図1 [0024] molding a raw material powder for dense ceramics, as shown in FIG. 1, the molded body was fired together, Figure 1
に示すような円盤状セラミックスヒーターを作成することができる。 It is possible to create a disc-shaped ceramic heater, as shown in.

【0025】抵抗発熱体4としては、タングステン、モリブデン等を使用することが適当である。 [0025] The resistance heating body 4, it is appropriate to use tungsten, molybdenum and the like. 抵抗発熱体としては、線材、薄いシート状等の形態のものが用いられる。 The resistance heating element, the wire, is used in the form of a thin sheet or the like. 介在ピン21の材質としては、セラミックス、又はガラス、無機結晶体、緻密な非金属無機材が好ましく、酸化珪素質ガラス、水晶、部分安定化ジルコニア、アルミナが更に好ましく、熱伝導率の低い酸化珪素質ガラスが一層好ましい。 The material of the intervening pins 21, ceramic, or glass, inorganic crystals, preferably a dense non-metallic inorganic material, silicon oxide quality glass, quartz, partially stabilized zirconia, more preferably alumina, low silicon oxide thermal conductivity quality glass is more preferred.

【0026】本発明のセラミックスヒーターは、Feウエハー、Alウエハー等の加熱にも適用できる。 The ceramic heater of the present invention, Fe wafer, can be applied to heating, such as Al wafer. また、盤状基体は、上記した円盤状基体3の他、四角盤状、六角盤状等の形状のものも含む。 Also, disk-shaped substrate, another disc-shaped substrate 3 described above, a square plate shape, including a shape of a hexagonal plate shape. 耐熱金属層1Bを、CVD The refractory metal layer 1B, CVD
法、スパッタリング法等によって形成することも可能である。 Law, it is also possible to form by sputtering or the like.

【0027】 [0027]

【発明の効果】本発明によれば、緻密質セラミックスからなる盤状基体の内部に抵抗発熱体を埋設するので、装置内を汚染するおそれがない。 According to the present invention, since the buried internal to the resistance heating element of the board-like substrate made of dense ceramic, there is no possibility of contaminating the interior of the apparatus. また、盤状基体から直接発熱させるので、間接加熱方式の場合のような熱効率の悪化は生じない。 Further, since the heat is generated directly from the disk-shaped substrate, deterioration of thermal efficiency does not occur as in the case of indirect heating method. また、抵抗発熱体と緻密質セラミックス層とを、一体焼結された窒化物セラミッスク基材によって形成し、この中に耐熱金属層を埋設しているので、 Further, a resistance heating element and the dense ceramic layer, is formed by a nitride Seramissuku substrate that is integrally sintered, since the buried refractory metal layer therein,
耐熱金属層内で熱量が移動する。 Heat is moved refractory metal layer. これにより、ウエハー加熱面において温度のムラが防止されるし、耐熱金属層を構成する金属がウエハーを汚染するおそれがまったくない。 Thus, unevenness of temperature to be prevented in the wafer heating surface, there is no risk that the metal constituting the heat-resistant metal layer to contaminate the wafer. 更に、抵抗発熱体と緻密質セラミックス層とを、 Further, a resistance heating element and the dense ceramic layer,
一体焼結された上記の窒化物セラミックスによって形成し、かつ耐熱金属層を上記した特定の金属によって形成した場合に、この耐熱金属層の厚さを100μm以上とすることによって、充分な温度の均一性を確保することができ、800μm以下とすることによって、繰り返し使用したときに破壊を防止することができる。 Formed by integrally sintered the nitride ceramics, and in the case where the refractory metal layer is formed by a specific metal described above, by setting the thickness of the refractory metal layer and above 100 [mu] m, a sufficient temperature uniformity sex and can be secured by a less 800 [mu] m, it is possible to prevent destruction when used repeatedly.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例に係るセラミックスヒーター5 Ceramic heater 5 according to an embodiment of the present invention; FIG
Bを示す断面図である。 It is a sectional view showing a B.

【図2】図1のセラミックスヒーター5Bを半導体製造用熱CVD装置のフランジ部19に取り付けた状態を示す概略断面図である。 2 is a schematic sectional view showing a state in which mounting to the flange portion 19 of the semiconductor manufacturing thermal CVD apparatus ceramic heater 5B in FIG.

【図3】図2のIII −III 線矢視断面図である(電極部材7等は図示省略する。)。 3 is a III -III sectional view along line in FIG. 2 (electrode member 7 and the like is shown here.).

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1B 耐熱金属層 2B 緻密質セラミックス層 3 円盤状基体 4 抵抗発熱体 5B 円盤状セラミックスヒーター 22 半導体ウエハー加熱面 1B refractory metal layer 2B dense ceramic layer 3 disc-shaped substrate 4 resistance heating body 5B disc-shaped ceramic heater 22 semiconductor wafer heating surface

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】緻密質セラミックスからなる盤状基体と、 And a disk-shaped substrate made of a method according to claim 1] dense ceramics,
    この盤状基体の内部に埋設された抵抗発熱体とを備えた半導体ウエハー加熱用のセラミックスヒーターであって、前記抵抗発熱体と半導体ウエハーとの間に耐熱金属層と緻密質セラミックス層とが設けられており、前記耐熱金属層の径方向の寸法が前記盤状基体および前記緻密質セラミックス層の径方向の寸法よりも小さく、前記盤状基体と前記緻密質セラミックス層との中に前記耐熱金属層が外部に露出しないように包含および埋設されており、かつ前記盤状基体と前記緻密質セラミックス層とが前記耐熱金属層を包含した状態で一体焼成によって作成され、前記盤状基体と前記緻密質セラミックス層とが接合界面なく一体をなしており、前記盤状基体と前記緻密質セラミックス層とが窒化珪素、窒化アルミニウムおよびサイアロンからな A ceramic heater of the semiconductor wafer for heating and a inside buried resistance heating element of the disk-shaped substrate, and a refractory metal layer and the dense ceramic layer provided between the resistance heating element and a semiconductor wafer It is and, said refractory radial dimension of the metal layer is smaller than the radial dimension of said plate-like substrate and the dense ceramic layer, said refractory metal into said dense ceramic layer and the plate-shaped substrate layers are created by co-firing in a state of being included and embedded so as not to be exposed, and the said dense ceramic layer and the plate-shaped substrate was included the refractory metal layer to the outside, dense wherein said plate-shaped substrate and a quality ceramic layer forms the integral without bonding interface, the board-like substrate and the dense ceramic layer and the silicon nitride, aluminum nitride and sialon Tona 群より選ばれたセラミックスからなり、前記耐熱金属層の材質がタングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、ハフニウムおよびレニウムからなる群より選ばれた一種以上の金属であり、前記耐熱金属層の厚さが100μm以上、800μm以下であることを特徴とする、半導体ウエハー加熱用のセラミックスヒーター。 Consist selected from the group ceramics, the material is tungsten refractory metal layer, molybdenum, tantalum, niobium, is one or more metals selected from the group consisting of hafnium and rhenium, the thickness of said refractory metal layer is 100μm or more and equal to or less than 800 [mu] m, a ceramic heater for a semiconductor wafer heating.
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