JP2841108B2 - 薄膜形成基板の加熱用ヒーター - Google Patents
薄膜形成基板の加熱用ヒーターInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜形成基板の加熱用ヒーターに関し、特
に半導体産業において真空中で薄膜を形成する基板を加
熱する際に用いるヒーターに関する。
に半導体産業において真空中で薄膜を形成する基板を加
熱する際に用いるヒーターに関する。
半導体産業において、半導体薄膜を形成する装置、例
えばケミカルビームエピタキシ−（CBE）装置などで
は、真空中で、所定温度に加熱した基板（以下ウェハと
いう）面に、原料ガスのビームを照射して外ウェハ上に
各種薄膜を形成している。通常、上記CBU装置では、ウ
ェハの薄膜形成面を下向きにし、該ウェハの裏側上方に
ウェハと略同径のヒーターを配置し、該ヒーターからの
熱放射によりウェハを加熱している。また、ヒーターの
材質としては、緻密な材質で、脱ガスが少ないという理
由で、通常は、積層黒鉛板（PG）を所定形状に加工した
ものが用いられており、必要に応じてその表面に炭化ケ
イ素のコーティングをして製作されている。ところが、
PGヒーターの形状、即ちヒーターパターンは、ウェハを
均一に加熱するためにかなり複雑になる。そのため、ヒ
ーター線同士が接触してショートしたり、中心部が垂れ
下がってヒーター線とウェハとが接触してしまうなどの
問題点があった。
えばケミカルビームエピタキシ−（CBE）装置などで
は、真空中で、所定温度に加熱した基板（以下ウェハと
いう）面に、原料ガスのビームを照射して外ウェハ上に
各種薄膜を形成している。通常、上記CBU装置では、ウ
ェハの薄膜形成面を下向きにし、該ウェハの裏側上方に
ウェハと略同径のヒーターを配置し、該ヒーターからの
熱放射によりウェハを加熱している。また、ヒーターの
材質としては、緻密な材質で、脱ガスが少ないという理
由で、通常は、積層黒鉛板（PG）を所定形状に加工した
ものが用いられており、必要に応じてその表面に炭化ケ
イ素のコーティングをして製作されている。ところが、
PGヒーターの形状、即ちヒーターパターンは、ウェハを
均一に加熱するためにかなり複雑になる。そのため、ヒ
ーター線同士が接触してショートしたり、中心部が垂れ
下がってヒーター線とウェハとが接触してしまうなどの
問題点があった。
第３図及び第４図は、それぞれ上記問題を解決した従
来のヒーターの構成を示すもので、第３図に示すもの
は、所定のヒーター線形状に加工された積層黒鉛からな
る発熱体（PGヒーター）１を、多数のタンタル数２で積
層ボロンナイトライド板からなるヒーター基板３の下に
固定し、ヒーター線の接触や垂れ下がりを防止したもの
であり、第４図に示すものは、積層ボロンナイトライド
板５の上に、化学蒸着法により所定形状に積層黒鉛の薄
膜６を成長させてヒーター線とし、さらにその上にボロ
ンナイトライドの薄膜78を形成したものである。
来のヒーターの構成を示すもので、第３図に示すもの
は、所定のヒーター線形状に加工された積層黒鉛からな
る発熱体（PGヒーター）１を、多数のタンタル数２で積
層ボロンナイトライド板からなるヒーター基板３の下に
固定し、ヒーター線の接触や垂れ下がりを防止したもの
であり、第４図に示すものは、積層ボロンナイトライド
板５の上に、化学蒸着法により所定形状に積層黒鉛の薄
膜６を成長させてヒーター線とし、さらにその上にボロ
ンナイトライドの薄膜78を形成したものである。
しかしながら、上述の第３図に示すヒーター線をタン
タル線で固定したものでは、タンタルは純度が高く、高
真空中でも脱ガスが少ないという理由で好ましいもので
あるが、タンタルには水素脆性という問題があり、水素
雰囲気中で高温まで加熱すると、タンタル線が切れてヒ
ーター線がヒーター基板から外れてしまうという不都合
があった。そのため、水素ガスをキャリアガスとして用
いるものでは高温に加熱することができず、原料や形成
する薄膜に制限が生じることがあった。
タル線で固定したものでは、タンタルは純度が高く、高
真空中でも脱ガスが少ないという理由で好ましいもので
あるが、タンタルには水素脆性という問題があり、水素
雰囲気中で高温まで加熱すると、タンタル線が切れてヒ
ーター線がヒーター基板から外れてしまうという不都合
があった。そのため、水素ガスをキャリアガスとして用
いるものでは高温に加熱することができず、原料や形成
する薄膜に制限が生じることがあった。
また、上述の第４図に示す化学蒸着法によりPGヒータ
ーを形成したものでは、ヒーター線がヒーター基板から
脱落することはないが、積層黒鉛と積層ボロンナイトラ
イドとでは熱膨張係数に差があるため、PGヒーターを厚
くすると、応力が働いてヒーター線にひび割れが生じ、
断線してしまうという不都合があった。従って、PGヒー
ターを厚くすることができず、ヒーターに通電する電流
密度を上げることができないため、ヒーターを目的の温
度まで加熱するのに、ヒーターにかける電圧を大きくし
なければならなかった。しかし、実用上、利用できる電
源には限界があるので、使用範囲が非常に狭くなるとい
う不都合があった。
ーを形成したものでは、ヒーター線がヒーター基板から
脱落することはないが、積層黒鉛と積層ボロンナイトラ
イドとでは熱膨張係数に差があるため、PGヒーターを厚
くすると、応力が働いてヒーター線にひび割れが生じ、
断線してしまうという不都合があった。従って、PGヒー
ターを厚くすることができず、ヒーターに通電する電流
密度を上げることができないため、ヒーターを目的の温
度まで加熱するのに、ヒーターにかける電圧を大きくし
なければならなかった。しかし、実用上、利用できる電
源には限界があるので、使用範囲が非常に狭くなるとい
う不都合があった。
そこで、本発明者は、上記様々な不都合を解消し、ヒ
ーター線の垂れ下がり，ショート，断線，ヒーター基板
からの脱落等を防止するとともに、通常の電圧で所望の
発熱量が得られるウェハ加熱用ヒーターを提供すること
を目的としている。
ーター線の垂れ下がり，ショート，断線，ヒーター基板
からの脱落等を防止するとともに、通常の電圧で所望の
発熱量が得られるウェハ加熱用ヒーターを提供すること
を目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明のウェハ加熱
用ヒーターは、積層ボロンナイトライド板からなるヒー
ター基板または積層ボロンナイトライドの薄膜を形成し
たヒーター基板上に、あらかじめ所定の形状及び厚さで
形成した積層黒鉛製の発熱体（PGヒーター）を載置する
とともに、該PGヒーター上からボロンナイトライドの化
学蒸着膜を形成して、前記基板とPGヒーターとを一体化
したことを特徴としている。
用ヒーターは、積層ボロンナイトライド板からなるヒー
ター基板または積層ボロンナイトライドの薄膜を形成し
たヒーター基板上に、あらかじめ所定の形状及び厚さで
形成した積層黒鉛製の発熱体（PGヒーター）を載置する
とともに、該PGヒーター上からボロンナイトライドの化
学蒸着膜を形成して、前記基板とPGヒーターとを一体化
したことを特徴としている。
従って、任意の厚さのPGヒーターを使用することがで
き、所望の発熱量のヒーターが得られるとともに、ボロ
ンナイトライドの化学蒸着膜により、ヒーター基板とPG
ヒーターとが一体化されているため、ヒーター線の垂れ
下がりや接触ショートを防止できる。
き、所望の発熱量のヒーターが得られるとともに、ボロ
ンナイトライドの化学蒸着膜により、ヒーター基板とPG
ヒーターとが一体化されているため、ヒーター線の垂れ
下がりや接触ショートを防止できる。
尚、本発明は、上記のように、PGヒーター上から化学
蒸着法によりボロンナイトライドの薄膜を形成し、該薄
膜でヒーター基板とPGヒーターとを一体化することによ
り、両者を極めて強固に固定することが可能になるとい
う知見に基づいて成されたものである。従来は、ボロン
ナイトライドのヒーター基板とPGヒーターとの一体化は
できないと考えられており、このようなことは行われて
いなかったが、上記のような構成で一体化したことで、
ボロンナイトライドの薄膜が多少ひび割れても、PGヒー
ターがヒーター基板に十分な力で固定されているため、
PGヒーターの断線を生じることがない。
蒸着法によりボロンナイトライドの薄膜を形成し、該薄
膜でヒーター基板とPGヒーターとを一体化することによ
り、両者を極めて強固に固定することが可能になるとい
う知見に基づいて成されたものである。従来は、ボロン
ナイトライドのヒーター基板とPGヒーターとの一体化は
できないと考えられており、このようなことは行われて
いなかったが、上記のような構成で一体化したことで、
ボロンナイトライドの薄膜が多少ひび割れても、PGヒー
ターがヒーター基板に十分な力で固定されているため、
PGヒーターの断線を生じることがない。
以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて、さら
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
第１図はヒーターの構成を示す断面図であり、第２図
は本発明のヒーターを前記CBE装置のヒーターとして用
いた一使用例を示している。
は本発明のヒーターを前記CBE装置のヒーターとして用
いた一使用例を示している。
まず、第１図に示すように、ヒーター10は、ヒーター
基板11上に、あらかじめ所定の形状及び厚さで形成した
PGヒーター12を載置するとともに、該PGヒーター12上か
ら化学蒸着法（CVD）によりボロンナイトライドの薄膜1
3を形成し、該薄膜13により、前記ヒーター基板11とPG
ヒーター12とを一体化したものである。
基板11上に、あらかじめ所定の形状及び厚さで形成した
PGヒーター12を載置するとともに、該PGヒーター12上か
ら化学蒸着法（CVD）によりボロンナイトライドの薄膜1
3を形成し、該薄膜13により、前記ヒーター基板11とPG
ヒーター12とを一体化したものである。
上記ヒーター基板11としては、適当な厚さの積層ボロ
ンナイトライド板、または適当な厚さ，材質の基板上に
積層ボロンナイトライドの薄膜を形成したものを用いる
必要があるが、その厚さや製作方法は、特に限定される
ものではなく、従来のヒーターと同様に形成することが
できる。
ンナイトライド板、または適当な厚さ，材質の基板上に
積層ボロンナイトライドの薄膜を形成したものを用いる
必要があるが、その厚さや製作方法は、特に限定される
ものではなく、従来のヒーターと同様に形成することが
できる。
また、PGヒーター12は、積層黒鉛を周知の方法でくり
抜き加工したものを用いることができ、その厚さは、加
熱温度に対する所望の電流密度に応じて適当に設定する
ことができる。さらに、ヒーターパターンも、ウェハを
均一に加熱することが可能ならば、様々な形式で形成す
ることができる。
抜き加工したものを用いることができ、その厚さは、加
熱温度に対する所望の電流密度に応じて適当に設定する
ことができる。さらに、ヒーターパターンも、ウェハを
均一に加熱することが可能ならば、様々な形式で形成す
ることができる。
さらに、ボロンナイトライドの薄膜13の形成手段は、
一般のCVDにより通常の操作で行うことが可能である。
薄膜13の厚さは、ヒーター基板11とPGヒーター12とを十
分に一体化できる程度で良いが、PGヒーターの形状や、
該薄膜13の形成条件によって最適な膜厚を選定すべきで
ある。この薄膜13の厚さが厚すぎると、加熱時の熱膨張
の差によりPGヒーター12が応力を受けてひび割れてしま
うことがあり、また薄すぎると、PGヒーター12とヒータ
ー基板11とを十分に一体化することができない。好まし
い厚さ範囲は、製作時の条件や使用時の条件等により異
なるが、通常は、100〜300μｍが好ましい。また、PGヒ
ーター12の電流導入部に対応する部分には、ボロンナイ
トライドの薄膜13が形成されないような手段を施してお
くことが好ましい。
一般のCVDにより通常の操作で行うことが可能である。
薄膜13の厚さは、ヒーター基板11とPGヒーター12とを十
分に一体化できる程度で良いが、PGヒーターの形状や、
該薄膜13の形成条件によって最適な膜厚を選定すべきで
ある。この薄膜13の厚さが厚すぎると、加熱時の熱膨張
の差によりPGヒーター12が応力を受けてひび割れてしま
うことがあり、また薄すぎると、PGヒーター12とヒータ
ー基板11とを十分に一体化することができない。好まし
い厚さ範囲は、製作時の条件や使用時の条件等により異
なるが、通常は、100〜300μｍが好ましい。また、PGヒ
ーター12の電流導入部に対応する部分には、ボロンナイ
トライドの薄膜13が形成されないような手段を施してお
くことが好ましい。
尚、第１図においては、ヒーター10の向きを、第２図
に示す使用例と対応するように、PCヒーター12をヒータ
ー基板11の下面に位置させて、製造時の向きと天地を逆
にして表している。
に示す使用例と対応するように、PCヒーター12をヒータ
ー基板11の下面に位置させて、製造時の向きと天地を逆
にして表している。
このような構成のヒーター10は、従来の構造のヒータ
ーと同様にして使用することができる。即ち、第２図に
示すように、ヒーター10は、ウェハ20の薄膜形成面20a
の裏側に、PGヒーター12をウェハ20側に向け、所定の間
隔を設けて配置されるもので、そのヒーター基板11の外
周部が、電流導入端子14とガイド15とにより吊持され、
ヒーター10の裏側上方には、リフレクタ16と熱電対17と
が配置される。また、ウェハ20は、吊り下げ軸21の下端
に固着された保持枠22に載置される。
ーと同様にして使用することができる。即ち、第２図に
示すように、ヒーター10は、ウェハ20の薄膜形成面20a
の裏側に、PGヒーター12をウェハ20側に向け、所定の間
隔を設けて配置されるもので、そのヒーター基板11の外
周部が、電流導入端子14とガイド15とにより吊持され、
ヒーター10の裏側上方には、リフレクタ16と熱電対17と
が配置される。また、ウェハ20は、吊り下げ軸21の下端
に固着された保持枠22に載置される。
このようにヒーター10とウェハ20とを対向させ、PGヒ
ーター12に通電することにより、ウェハ20を所望の温度
に加熱することができる。このとき、前述のように、PG
ヒーターとして、任意の厚さおよびパターンのものを用
いることができるので、通常使用されている電源でウェ
ハ20を高温まで加熱できるとともに、水素ガスをキャリ
アガスとして用いることもでき、さらにヒーター線の垂
れ下がりや接触ショートなどの事故を防止することがで
きる。
ーター12に通電することにより、ウェハ20を所望の温度
に加熱することができる。このとき、前述のように、PG
ヒーターとして、任意の厚さおよびパターンのものを用
いることができるので、通常使用されている電源でウェ
ハ20を高温まで加熱できるとともに、水素ガスをキャリ
アガスとして用いることもでき、さらにヒーター線の垂
れ下がりや接触ショートなどの事故を防止することがで
きる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のウェハ加熱用ヒーター
は、積層ボロンナイトライド板からなるヒーター基板ま
たは積層ボロンナイトライドの薄膜を形成したヒーター
基板と、あらかじめ所定の形状及び厚さで形成したPGヒ
ーターとボロンナイトライドの化学蒸着膜で一定化した
から、任意の厚さのPGヒーターを使用することができ、
所望の発熱量のヒーターが得られるとともに、ボロンナ
イトライドの化学蒸着膜により、ヒーター基板とPGヒー
ターとが一体化されているため、ヒーター線の垂れ下が
りや接触ショートを防止できる。
は、積層ボロンナイトライド板からなるヒーター基板ま
たは積層ボロンナイトライドの薄膜を形成したヒーター
基板と、あらかじめ所定の形状及び厚さで形成したPGヒ
ーターとボロンナイトライドの化学蒸着膜で一定化した
から、任意の厚さのPGヒーターを使用することができ、
所望の発熱量のヒーターが得られるとともに、ボロンナ
イトライドの化学蒸着膜により、ヒーター基板とPGヒー
ターとが一体化されているため、ヒーター線の垂れ下が
りや接触ショートを防止できる。
従って、本発明のヒーターは、特にCBE装置等のウェ
ハ加熱用ヒーターとして好適で、原料ガスやキャリアガ
スの種類、ウェハの加熱温度などに制限を生じることが
なく、さらに様々な条件の各種薄膜形成装置に用いるこ
とが可能であり、その信頼性も十分なものである。
ハ加熱用ヒーターとして好適で、原料ガスやキャリアガ
スの種類、ウェハの加熱温度などに制限を生じることが
なく、さらに様々な条件の各種薄膜形成装置に用いるこ
とが可能であり、その信頼性も十分なものである。
第１図は本発明のウェハ加熱用ヒーターの構成を示す断
面図、第２図はヒーターの使用例を示すCBE装置の要部
の断面図、第３図は従来のヒーターの一例を示す正面
図、第４図は従来のヒーターの他の例を示す断面図であ
る。 10……ヒーター、11……ヒーター基板 12……PGヒーター、13……ボロンナイトライドの薄膜、
20……ウェハ
面図、第２図はヒーターの使用例を示すCBE装置の要部
の断面図、第３図は従来のヒーターの一例を示す正面
図、第４図は従来のヒーターの他の例を示す断面図であ
る。 10……ヒーター、11……ヒーター基板 12……PGヒーター、13……ボロンナイトライドの薄膜、
20……ウェハ
Claims (1)
- 【請求項１】積層ボロンナイトライド板からなるヒータ
ー基板または積層ボロンナイトライドの薄膜を形成した
ヒーター基板上に、あらかじめ所定の形状及び厚さで形
成した積層黒鉛製の発熱体を載置するとともに、該発熱
体上からボロンナイトライドの化学蒸着膜を形成して、
前記基板とヒーターとを一体化したことを特徴とする薄
膜形成基板の加熱用ヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19259490A JP2841108B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 薄膜形成基板の加熱用ヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19259490A JP2841108B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 薄膜形成基板の加熱用ヒーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477391A JPH0477391A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2841108B2 true JP2841108B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=16293872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19259490A Expired - Fee Related JP2841108B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 薄膜形成基板の加熱用ヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841108B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012051775A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Hitachi Cable Ltd | 発熱体及びこれを用いた結晶成長装置並びに気相成長装置 |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP19259490A patent/JP2841108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477391A (ja) | 1992-03-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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