JP2535552B2 - インライン形連続常圧ｃｖｄ装置のサセプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明はインライン形の連続常圧CVD装置のサセプタ
の構造に関し、 サセプタ表面の熱放出係数を小さくして、熱の放出を
少なくし、その輻射熱を抑制して熱容量を大きくするこ
とを可能とするサセプタ構造の提供を目的とし、 フレーム材の熱源に相対する面を熱吸収体によって被
覆し、他の面を熱反射材によって被覆することにより構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はインライン形の連続常圧CVD装置のサセプタ
に関するものであり、更に詳しく言えばサセプタの構造
に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来例に係る説明図である。

同図（ａ）は、インライン形の連続常圧CVD装置を示
す図であり、その装置は、被反応ガス５を供給して、半
導体ウェハ４に気相成長するデポゾーン１と、半導体ウ
ェハ４の基板を加熱するヒーター２と、セットされた半
導体ウェハ４にヒーター２の熱を伝達するサセプタ３
と、複数サセプタを連続的にデポゾーン１に移動するベ
ルトコンベア６とにより構成されている。

同図（ｂ）はサセプタ３に半導体ウエハ４をセットし
た状態を示す斜視図である。また同図（ｃ）はその断面
を示す図であり、図においてサセプタ３はステンレス製
の鋳造フレーム3aにクロム系黒色体3bを表裏同一処理し
たものである。なお、クロム系黒色体は、熱吸収性及び
熱放出性に富んでいる。

また、不図示のヒーター２からの熱流2aは、サセプタ
３に吸収されて、その熱流2aはサセプタ３の表面から輻
射熱９となって半導体ウェハ４を加熱する。なお、デポ
ゾーン１の設定温度は、ヒータ加熱温度と空気中に逃げ
る放熱温度との平衡によって決定される。

なお、同図８（ｄ）は、同図（ｃ）の温度分布曲線を
示す図図であり、縦軸に各部分の温度分布の位置を示
し、横軸にその温度を示している。なお、縦軸の各部分
は、ヒータ２の部分，大気部分A₁,A₂、サセプタ３の鋳
造フレーム部分3aおよびクロム系黒色体部分3b,半導体
ウェハ４の内部4a、そのアルミニウム部分７および鏡面
部分８である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来例の構成によるサセプタ３によれば、
半導体ウエハ４をセットする面もクロム系の黒色体で被
覆されているので熱放出が大きく、その輻射熱によって
半導体ウェハ４の内部に温度上昇を招く。

すなわち、第２図（ｃ）に示すように、半導体ウェハ
４およびそのアルミ配線７等の鏡面部分８は、熱輻射係
数が小さいため、熱の放射が少ない。これにより、同図
（ｄ）に示すように、半導体ウェハの内部4aには熱輻射
が鏡面等に反射して、熱が蓄積する反射熱10が生じ、そ
の温度分布曲線において、反射熱10による温度上昇10a
および反射熱10による不均等加熱部分10bが生じる。た
とえば、設定温度が400℃であっても、半導体内部は500
℃に達することがある。このため、半導体ウェハ４の局
部的な温度上昇や局在的な温度の不均等による熱ストレ
スを原因として、後の配線工程においてアルミの突起，
断線およびクラック等を誘発するという問題がある。

本発明はかかる従来の問題に鑑みて創作されたもので
あり、サセプタの表面の熱放出係数を小さくして、熱の
放出をすこなくし、その輻射熱を抑制し、その熱容量を
大きくすることを可能とするサセプタの構造の提供を目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のインライン形連続常圧CVD装置のサセプタ
は、その一実施例を第1,第２図に示すように、フレーム
材13aの熱源に相対する面を熱吸収体13bによって被覆
し、他の面を熱反射材13cによって被覆することを特徴
とし、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明によれば、熱吸収材13bにより熱源に相対する
面から豊富に熱を吸収することができ、また熱反射材13
cによりその熱放出係数を小さくして半導体ウェハを置
く面や他の面から放出される熱を少なくして、従来のよ
うな輻射熱を抑制することが可能となる。このため、半
導体ウェハは輻射熱による加熱から熱伝導による対流加
熱に変わり、その内部を均等に加熱することができ、ま
た内部温度を均一のすることが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係るインライン型連続常圧
CVD装置のサセプタを説明する図である。

同図（ａ）において、そのサセプタ13はステンンレス
製の鋳造フレーム13aから成り、熱源に相対する面をク
ロム系の黒色体13bにより被覆し、半導体ウェハ14をセ
ットする面や熱源と相対しない面をステンレスやアルミ
ニウム等の熱反射材13cにより被覆して構成する。

また、同図（ｂ）はサセプタ13に半導体ウェハ14をセ
ットして加熱する場合の断面図を示している。

図において、ヒーター12からの熱流12aはサセプタ13
のクロム系黒色体13bにより吸収され、鋳造フレーム13a
を加熱する。また熱反射材13cによって鋳造フレーム13a
の内部に反射熱17が生じる。なお、熱反射材13cは熱放
出係数が小さいので、外部に対する熱の放出が少ない。
また、フレーム13aの内部に反射熱17が蓄積されてその
内部温度が上昇し、その熱容量が増大する。

半導体ウェハ14の加熱は従来の輻射熱から熱伝導によ
る加熱に変わり、その内部に対流18を生ずる。

同図（ｃ）は、同図（ｂ）の温度分布曲線を示す図で
あり、第３図（ｄ）に示す温度分布曲線と同様に縦軸に
各部分の温度分布の位置を示し、横軸にその温度を示し
ている。なお、図において縦軸の各部分の温度分布の位
置のサセプタの表面は、従来の熱吸収材13bから熱反射
材13cに構造を変更している。また、同図（ｃ）に示す
温度分布曲線において、たとえばサセプタの設定温度を
400℃と設定した場合であっても、反射熱による温度上
昇17aを生じるために、ヒータ加熱温度は700℃と低く
し、クロム系黒色体部分の加熱温度が350℃であっても
サセプタの表面では反射熱17の影響により設定温度とほ
ぼ等しい温度になる。また、半導体ウェハ14の加熱は従
来のような輻射熱から熱伝導による均等加熱19になり、
半導体内部14aに対流18が生じ、温度分布も均等にな
る。なお、同図中に２点鎖線で示した温度分布曲線は、
従来例のものである。

このようにして、フレーム材13aの熱源に相対する面
を熱吸収材13bにより被覆し、その他の面を熱反射材13c
により被覆することにより、従来のような輻射熱による
加熱から熱伝導による均一加熱にすることが可能とな
り、半導体ウェハ内部14aの温度を対流18により均等に
することができ、このため反射熱を発生せず、従来のよ
うな熱ストレスの発生を阻止することが可能となる。

また、サセプタ13の内部に反射熱17が生ずることか
ら、同一設定温度、たとえば400℃とした場合、従来例
ではそのヒーター加熱温度800℃に要する熱源容量に対
し、本発明の実施例では700℃の熱源を容量で足りるの
で、その熱源容量の節約をすることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、半導体ウェハ
を均一温度により均等加熱することができるので、従来
のような熱ストレスを原因とする後の配線工程における
アルミの突起、断線およびクラック等の発生を無くする
こと、またそれを原因とする温度上昇によるトランジス
タ特性の劣化を防止することが可能となる。

また本発明によれば、従来に比べて同一設定温度に対
するヒータ加熱に要する消費電力を節約することも可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るインライン型連続常圧CV
D装置のサセプタを説明する図、 第２図は従来例に係る説明図である。 （符号の説明） １……デポゾーン、 2,12……ヒータ、 3,13……サセプタ、 4,14……半導体ウェハ、 ５……被反応ガス、 7,15……アルミ配線等、 8,16……鏡面部分、 ９……輻射熱、 10,17……反射熱、 2a,12a……熱流、 3a,13a……鋳造フレーム、 3b,13b……クロム系黒色体、 18……対流、 13c……熱反射材、 4a,14a……半導体ウェハ内部、 19……熱伝導による均等加熱部分、 10a,17a……反射熱による温度上昇、 10b……反射熱による不均等加熱部分。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム材（13a）の熱源に相対する面を
   熱吸収体（13b）によって被覆し、他の面を熱反射材（1
   3c）によって被覆することを特徴とするインライン形連
   続常圧CVD装置のサセプタ。