JP2647061B2 - 半導体基板加熱ホルダ - Google Patents
半導体基板加熱ホルダInfo
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- JP2647061B2 JP2647061B2 JP15581695A JP15581695A JP2647061B2 JP 2647061 B2 JP2647061 B2 JP 2647061B2 JP 15581695 A JP15581695 A JP 15581695A JP 15581695 A JP15581695 A JP 15581695A JP 2647061 B2 JP2647061 B2 JP 2647061B2
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- substrate heating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チャンバ内にガスを導
入しガス圧を減圧維持しながら表面を処理する半導体基
板を載置し加熱する半導体基板加熱ホルダに関する。
入しガス圧を減圧維持しながら表面を処理する半導体基
板を載置し加熱する半導体基板加熱ホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体基板加熱ホルダは、例え
ば、スパッタリング装置などに使用されている。そし
て、この半導体基板加熱ホルダは、ガスが導入され減圧
された真空チャンバ内に収納され、半導体基板であるウ
ェーハを載置し、ウェーハを加熱することで被着される
膜質をコントロールしている。また、このウェーハを加
熱する加熱手段は、温度制御のし易さおよびスパッタ熱
による過昇温を抑え得る点でウェーハ裏面を吹き付ける
加熱ガスを熱媒体として行なわれていた。
ば、スパッタリング装置などに使用されている。そし
て、この半導体基板加熱ホルダは、ガスが導入され減圧
された真空チャンバ内に収納され、半導体基板であるウ
ェーハを載置し、ウェーハを加熱することで被着される
膜質をコントロールしている。また、このウェーハを加
熱する加熱手段は、温度制御のし易さおよびスパッタ熱
による過昇温を抑え得る点でウェーハ裏面を吹き付ける
加熱ガスを熱媒体として行なわれていた。
【０００３】図３は従来の半導体基板加熱ホルダの一例
を示すスパッタリング装置の断面図である。従来、この
半導体基板加熱ホルダは、図３に示すように、半導体基
板であるウェハ１７を載置する突出面１１を有しこの突
出面１１の内側に複数個配設されウェハの裏面にＡｒガ
スを吹き付けるガス吹出し口９を有するとともにこれら
吹出し口９と通じ外部から配管１４を介して供給される
Ａｒガスを一時停留させる空間部を具備する台部７と、
空間部８に停留するＡｒガスを加熱するヒータ１１と、
突出面１１に載置されたウェハ１７の外周部を押えるク
ランプ１２とを備えていた。
を示すスパッタリング装置の断面図である。従来、この
半導体基板加熱ホルダは、図３に示すように、半導体基
板であるウェハ１７を載置する突出面１１を有しこの突
出面１１の内側に複数個配設されウェハの裏面にＡｒガ
スを吹き付けるガス吹出し口９を有するとともにこれら
吹出し口９と通じ外部から配管１４を介して供給される
Ａｒガスを一時停留させる空間部を具備する台部７と、
空間部８に停留するＡｒガスを加熱するヒータ１１と、
突出面１１に載置されたウェハ１７の外周部を押えるク
ランプ１２とを備えていた。
【０００４】また、この半導体基板加熱ホルダは、ター
ゲット１３と対向してチャンバ１５内に配置されてい
た。そして、一度真空排気されたチャンバ１５内にガス
導入口１０からＡｒガスを導入し、例えば、数ｍＴｏｒ
ｒに減圧維持され、電極間に高周波電力を印加しプラズ
マを発生させイオンをターゲット１３を衝突させる。こ
のイオンの衝突によりターゲット１３からのスパッタ粒
子が、Ａｒガスで加熱されたウェハ１７に堆積し所望の
厚さの膜を形成していた。
ゲット１３と対向してチャンバ１５内に配置されてい
た。そして、一度真空排気されたチャンバ１５内にガス
導入口１０からＡｒガスを導入し、例えば、数ｍＴｏｒ
ｒに減圧維持され、電極間に高周波電力を印加しプラズ
マを発生させイオンをターゲット１３を衝突させる。こ
のイオンの衝突によりターゲット１３からのスパッタ粒
子が、Ａｒガスで加熱されたウェハ１７に堆積し所望の
厚さの膜を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４は図３の半導体基
板加熱ホルダの問題点を説明するためのターゲットとウ
ェハと半導体基板加熱ホルダの部分を拡大して示す断面
図である。上述した従来の半導体基板加熱ホルダでは、
図４に示すように、ウェハ１７を押さえるクランプ１２
があるため、ターゲット１３の端からのスパッタリング
粒子はある角度をもってウェハ１７に入射される。従っ
て、ウェハ１７の外周からａの部分はウェハ１７の中央
付近に比べ膜厚が薄いかあるいはクランプ１２の下では
全然成膜されていないことになる。また、このクランプ
はウェハ周囲に複数個配置されており、所望の厚さに膜
が形成される領域が少なくなる。このことは、一枚のウ
ェハから取出される半導体チップが少なく収集率が悪い
という欠点がある。
板加熱ホルダの問題点を説明するためのターゲットとウ
ェハと半導体基板加熱ホルダの部分を拡大して示す断面
図である。上述した従来の半導体基板加熱ホルダでは、
図４に示すように、ウェハ１７を押さえるクランプ１２
があるため、ターゲット１３の端からのスパッタリング
粒子はある角度をもってウェハ１７に入射される。従っ
て、ウェハ１７の外周からａの部分はウェハ１７の中央
付近に比べ膜厚が薄いかあるいはクランプ１２の下では
全然成膜されていないことになる。また、このクランプ
はウェハ周囲に複数個配置されており、所望の厚さに膜
が形成される領域が少なくなる。このことは、一枚のウ
ェハから取出される半導体チップが少なく収集率が悪い
という欠点がある。
【０００６】また、成膜される金属膜の性質は、基板温
度に依存され易いので基板温度の管理は厳しく行なわれ
ていた。すなわち、前述したように、直接加熱部材をウ
ェハに接触させないで、導入ガスと同じガスを熱媒体と
してウェハを加熱していた。しかしながら、ヒータで加
熱されたクランプや突出面である固体部材が接触してい
るので、この固体部材の接触部分とガスと接触している
部分との間に温度差が生じウェハ面内温度を均一に管理
することが困難である。その結果、ウェハから取り出さ
れる半導体チップの膜質にばらつき生じ歩留を低下させ
るという問題がある。
度に依存され易いので基板温度の管理は厳しく行なわれ
ていた。すなわち、前述したように、直接加熱部材をウ
ェハに接触させないで、導入ガスと同じガスを熱媒体と
してウェハを加熱していた。しかしながら、ヒータで加
熱されたクランプや突出面である固体部材が接触してい
るので、この固体部材の接触部分とガスと接触している
部分との間に温度差が生じウェハ面内温度を均一に管理
することが困難である。その結果、ウェハから取り出さ
れる半導体チップの膜質にばらつき生じ歩留を低下させ
るという問題がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、面内の温度を均
一になるよう加熱できるとともに一枚の半導体基板に所
望の膜厚をもつ成膜面積をより広くとれ半導体チップの
収集率の高い半導体基板加熱ホルダを提供することにあ
る。
一になるよう加熱できるとともに一枚の半導体基板に所
望の膜厚をもつ成膜面積をより広くとれ半導体チップの
収集率の高い半導体基板加熱ホルダを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、チャン
バにガスを導入しガス圧を減圧し維持しながら表面が処
理される半導体基板を加熱し保持する半導体基板加熱ホ
ルダにおいて、前記半導体基板の載置面に中心から外側
にわたり複数個配設され前記半導体基板の裏面に垂直に
前記ガスを吹き付けるガス吹出し口を有しかつ該吹出し
口が前記半導体基板の中心から外側に行くに従って大き
くなるとともにこれら前記吹出し口と通じ外部から供給
される前記ガスを一時停留させる空間部を具備する台部
材と、前記空間部に停留する前記ガスを加熱するヒータ
とを備える半導体基板加熱ホルダである。
バにガスを導入しガス圧を減圧し維持しながら表面が処
理される半導体基板を加熱し保持する半導体基板加熱ホ
ルダにおいて、前記半導体基板の載置面に中心から外側
にわたり複数個配設され前記半導体基板の裏面に垂直に
前記ガスを吹き付けるガス吹出し口を有しかつ該吹出し
口が前記半導体基板の中心から外側に行くに従って大き
くなるとともにこれら前記吹出し口と通じ外部から供給
される前記ガスを一時停留させる空間部を具備する台部
材と、前記空間部に停留する前記ガスを加熱するヒータ
とを備える半導体基板加熱ホルダである。
【０００９】また、前記台部材の最外周の前記ガス吹出
し口の外側に配設され前記半導体基板の外側部に斜め中
心方向に前記ガスを吹き付ける複数の他の吹出し口を有
することが望ましい。
し口の外側に配設され前記半導体基板の外側部に斜め中
心方向に前記ガスを吹き付ける複数の他の吹出し口を有
することが望ましい。
【００１０】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１１】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
例を示す半導体基板加熱ホルダの断面図（ａ）および作
用を説明するための断面図（ｂ）である。この半導体基
板加熱ホルダは、図１（ａ）に示すように、ウェハ１７
の載置面６に中心から外側ににわたり複数個配設されウ
ェハ１７の裏面に垂直にＡｒガスを吹き付けるガス吹出
し口１を有しかつ吹出し口１が中心から外側に行くに従
って大きくなるとともにこれら吹出し口１と通じ外部か
ら配管５を介して供給されるＡｒガスを一時停留させる
空間部３を具備する台部４と、空間部３に停留するＡｒ
ガスを加熱するヒータ１１とを備えている。
例を示す半導体基板加熱ホルダの断面図（ａ）および作
用を説明するための断面図（ｂ）である。この半導体基
板加熱ホルダは、図１（ａ）に示すように、ウェハ１７
の載置面６に中心から外側ににわたり複数個配設されウ
ェハ１７の裏面に垂直にＡｒガスを吹き付けるガス吹出
し口１を有しかつ吹出し口１が中心から外側に行くに従
って大きくなるとともにこれら吹出し口１と通じ外部か
ら配管５を介して供給されるＡｒガスを一時停留させる
空間部３を具備する台部４と、空間部３に停留するＡｒ
ガスを加熱するヒータ１１とを備えている。
【００１２】この半導体基板加熱ホルダの動作は、ま
ず、ウェハ１７を載置面６に乗せ、Ａｒガスを供給する
配管５のバルブ（図示せず）を閉じチャンバを真空排気
する。次に、チャンバが所定の真空度に達したら、ヒー
タ１１を点火するとともに配管５とチャンバのガス導入
口（図示せず）Ａｒガスを徐々に導入する。このこと
は、ガスの導入によりウェハ１７が浮き上らないように
ウェハ１７の上側の圧力とウェハ１７の下側の圧力とバ
ランスをとる。
ず、ウェハ１７を載置面６に乗せ、Ａｒガスを供給する
配管５のバルブ（図示せず）を閉じチャンバを真空排気
する。次に、チャンバが所定の真空度に達したら、ヒー
タ１１を点火するとともに配管５とチャンバのガス導入
口（図示せず）Ａｒガスを徐々に導入する。このこと
は、ガスの導入によりウェハ１７が浮き上らないように
ウェハ１７の上側の圧力とウェハ１７の下側の圧力とバ
ランスをとる。
【００１３】チャンバ内の圧力が所望の圧力に達した
ら、チャンバ側のＡｒガスの導入量を絞り、配管５から
供給するＡｒガスの供給量を増やしウェハ１７の下側の
圧力をやや上げる。例えば、上側と下側の圧力差が０．
５ｍＴｏｒｒ程度に維持する。この差圧の設定は、ウェ
ハ１７の重量が零になるように、吹出し口１の面積と数
による総面積に前述の差圧を乗じて設定する。このこと
により、空間部３に停留しヒータ１１によって加熱され
たＡｒガスはウェハ１７を差圧力の変動により時々押し
上げチャンバ内に拡散され、ウェハ１７とＡｒガスの接
触に伴ないウェハ１７は加熱され時間の経過により所望
の温度に達成する。
ら、チャンバ側のＡｒガスの導入量を絞り、配管５から
供給するＡｒガスの供給量を増やしウェハ１７の下側の
圧力をやや上げる。例えば、上側と下側の圧力差が０．
５ｍＴｏｒｒ程度に維持する。この差圧の設定は、ウェ
ハ１７の重量が零になるように、吹出し口１の面積と数
による総面積に前述の差圧を乗じて設定する。このこと
により、空間部３に停留しヒータ１１によって加熱され
たＡｒガスはウェハ１７を差圧力の変動により時々押し
上げチャンバ内に拡散され、ウェハ１７とＡｒガスの接
触に伴ないウェハ１７は加熱され時間の経過により所望
の温度に達成する。
【００１４】このように中央から外側に行くに従ってガ
ス吹出し口１の穴が徐々に大きくなっているので、これ
らガス吹出し口１の間に流量に勾配が生じ、この流量の
勾配でウェハ１７を台部４の中央へ寄せようとする求心
力が働きウェハ１７は元の位置に留める。例えば、図１
（ｂ）に示すように、供給されるＡｒガスの圧力変動に
より紙面に対してウェハ１７の右側が上った場合でもウ
ェハ１７の重力ａのベクトルとガス圧によるｂのベクト
ルによりｃのベクトルが生じ求心力が作用しウェハ１７
を水平に保とうとする。
ス吹出し口１の穴が徐々に大きくなっているので、これ
らガス吹出し口１の間に流量に勾配が生じ、この流量の
勾配でウェハ１７を台部４の中央へ寄せようとする求心
力が働きウェハ１７は元の位置に留める。例えば、図１
（ｂ）に示すように、供給されるＡｒガスの圧力変動に
より紙面に対してウェハ１７の右側が上った場合でもウ
ェハ１７の重力ａのベクトルとガス圧によるｂのベクト
ルによりｃのベクトルが生じ求心力が作用しウェハ１７
を水平に保とうとする。
【００１５】このように、ウェハ１７は載置面６と直接
接触しないで熱媒体であるガスと接触し熱の伝達が裏面
の全体で行なわれるので、ウェハ１７面内は均一な温度
にすることができるし、ウェハ１７を水平に維持しかつ
表面を覆うものがなく全面に均一で所望の厚さの金属膜
が形成できる。ちなみに、６インチのウェハの例をとっ
てみて収集効率を試算してみると、有効面積が従来と比
べ１１パーセント向上し、１４．６ｍｍ×６ｍｍの半導
体チップの場合、その数が１４パーセント向上する。
接触しないで熱媒体であるガスと接触し熱の伝達が裏面
の全体で行なわれるので、ウェハ１７面内は均一な温度
にすることができるし、ウェハ１７を水平に維持しかつ
表面を覆うものがなく全面に均一で所望の厚さの金属膜
が形成できる。ちなみに、６インチのウェハの例をとっ
てみて収集効率を試算してみると、有効面積が従来と比
べ１１パーセント向上し、１４．６ｍｍ×６ｍｍの半導
体チップの場合、その数が１４パーセント向上する。
【００１６】図２は本発明のその他の実施例を示す半導
体基板加熱ホルダの断面図である。この半導体基板加熱
ホルダは、図２に示すように、台部４の最外周のガス吹
出し口１の外側に配設されウェハ１７の外側部に斜め中
心方向にＡｒガスを吹き付ける複数の他の吹出し口１ａ
を設けたことである。それ以外は前述の実施例と同じで
ある。
体基板加熱ホルダの断面図である。この半導体基板加熱
ホルダは、図２に示すように、台部４の最外周のガス吹
出し口１の外側に配設されウェハ１７の外側部に斜め中
心方向にＡｒガスを吹き付ける複数の他の吹出し口１ａ
を設けたことである。それ以外は前述の実施例と同じで
ある。
【００１７】この半導体基板加熱ホルダは、チャンバ内
のガス導入口を完全に閉じ、ガス吹出し口１と１ａのみ
でＡｒガスの供給を図るものである。また、前述の実施
例の半導体基板加熱ホルダと比べこの実施例での利点
は、吹出し口１ａのガス吹き出し力でウェハ１７の位置
ずれを確実により防止できることである。
のガス導入口を完全に閉じ、ガス吹出し口１と１ａのみ
でＡｒガスの供給を図るものである。また、前述の実施
例の半導体基板加熱ホルダと比べこの実施例での利点
は、吹出し口１ａのガス吹き出し力でウェハ１７の位置
ずれを確実により防止できることである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウェハの
裏面の中央部を少ない流量でかつウェハの外周に行くに
従って流量を大きくしガスを吹き付ける複数のガス吹出
し口を設けることによって、従来のようにウェハを押え
るクランプが無くなりウェハの処理すべき表面の全てを
露呈できるので、成膜面積をより広くとれ半導体チップ
の収集率が向上するという効果がある。
裏面の中央部を少ない流量でかつウェハの外周に行くに
従って流量を大きくしガスを吹き付ける複数のガス吹出
し口を設けることによって、従来のようにウェハを押え
るクランプが無くなりウェハの処理すべき表面の全てを
露呈できるので、成膜面積をより広くとれ半導体チップ
の収集率が向上するという効果がある。
【００１９】かた、ヒータを内蔵する台部が直接接触す
ることなく吹き付けるガスと接触して伝熱するのでウェ
ハ面内の温度を均一に図れるという効果もある。
ることなく吹き付けるガスと接触して伝熱するのでウェ
ハ面内の温度を均一に図れるという効果もある。
【図１】本発明の一実施例を示す半導体基板加熱ホルダ
の断面図（ａ）および作用を説明するための断面図
（ｂ）である。
の断面図（ａ）および作用を説明するための断面図
（ｂ）である。
【図２】本発明のその他の実施例を示す半導体基板加熱
ホルダの断面図である。
ホルダの断面図である。
【図３】従来の半導体基板加熱ホルダの一例を示すスパ
ッタリング装置の断面図である。
ッタリング装置の断面図である。
【図４】図３の半導体基板加熱ホルダの問題点を説明す
るためのターゲットとウェハと半導体基板加熱ホルダの
部分を拡大して示す断面図である。
るためのターゲットとウェハと半導体基板加熱ホルダの
部分を拡大して示す断面図である。
１，１ａ，９ 吹出し口 ３，８ 空間部 ４，７ 台部 ５，１４ 配管 ６ 載置面 １０ ガス導入口 １１ ヒータ １２ クランプ １３ ターゲット １５ チャンバ １７ ウェハ
Claims (2)
- 【請求項１】 チャンバにガスを導入しガス圧を減圧し
維持しながら表面が処理される半導体基板を加熱し保持
する半導体基板加熱ホルダにおいて、前記半導体基板の
載置面に中心から外側にわたり複数個配設され前記半導
体基板の裏面に垂直に前記ガスを吹き付けるガス吹出し
口を有しかつ該吹出し口が前記半導体基板の中心から外
側に行くに従って大きくなるとともにこれら前記吹出し
口と通じ外部から供給される前記ガスを一時停留させる
空間部を具備する台部材と、前記空間部に停留する前記
ガスを加熱するヒータとを備えることを特徴とする半導
体基板加熱ホルダ。 - 【請求項２】 前記台部材の最外周の前記ガス吹出し口
の外側に配設され前記半導体基板の外側部に斜め中心方
向に前記ガスを吹き付ける複数の他の吹出し口を有する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体基板加熱ホル
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15581695A JP2647061B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 半導体基板加熱ホルダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15581695A JP2647061B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 半導体基板加熱ホルダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098108A JPH098108A (ja) | 1997-01-10 |
| JP2647061B2 true JP2647061B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=15614111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15581695A Expired - Lifetime JP2647061B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 半導体基板加熱ホルダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647061B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343708A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Toshiba Corp | 基板処理装置および熱処理方法 |
| JP3718688B2 (ja) * | 2003-06-17 | 2005-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 加熱装置 |
| JP4501713B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2010-07-14 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | エア浮上搬送装置 |
| CN104681402B (zh) * | 2015-03-16 | 2018-03-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 基板加热装置和基板加热方法 |
| JP6650808B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2020-02-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 保持装置 |
| JP7386026B2 (ja) * | 2019-09-20 | 2023-11-24 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP15581695A patent/JP2647061B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH098108A (ja) | 1997-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970408 |