JP3049589B2 - ウエハー加熱装置 - Google Patents
ウエハー加熱装置Info
- Publication number
- JP3049589B2 JP3049589B2 JP6227873A JP22787394A JP3049589B2 JP 3049589 B2 JP3049589 B2 JP 3049589B2 JP 6227873 A JP6227873 A JP 6227873A JP 22787394 A JP22787394 A JP 22787394A JP 3049589 B2 JP3049589 B2 JP 3049589B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- heating
- wafer heating
- resistance
- heating element
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体産業において
シリコンウエハーの表面に薄膜を形成するためのプラズ
マ減圧ＣＶＤ装置又はプラズマ光エッチング装置に使用
される半導体製造装置用ウエハー加熱装置に関するもの
である。
シリコンウエハーの表面に薄膜を形成するためのプラズ
マ減圧ＣＶＤ装置又はプラズマ光エッチング装置に使用
される半導体製造装置用ウエハー加熱装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】スーパークリーンを必要とするプラズマ
ＣＶＤ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。このため、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
ーを使用することは、これらのガスの曝露によって塩化
物、酸化物、弗化物、酸化物等の数μｍの粒径のパーテ
ィクルが発生するために好ましくない。
ＣＶＤ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。このため、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
ーを使用することは、これらのガスの曝露によって塩化
物、酸化物、弗化物、酸化物等の数μｍの粒径のパーテ
ィクルが発生するために好ましくない。
【０００３】そこで図３に示されるように、デポジショ
ン用ガス等に曝露されるチャンバー１の外側に赤外線ラ
ンプ２を設置し、チャンバー外壁３に赤外線透過窓４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５に赤外線を放射してその上面に置かれたウエハー
を加熱する間接加熱方式のウエハー加熱装置が開発され
ている。
ン用ガス等に曝露されるチャンバー１の外側に赤外線ラ
ンプ２を設置し、チャンバー外壁３に赤外線透過窓４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５に赤外線を放射してその上面に置かれたウエハー
を加熱する間接加熱方式のウエハー加熱装置が開発され
ている。
【０００４】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４へのＣＶＤ膜の付着により赤
外線の透過が次第に妨げられ、赤外線透過窓４で熱吸収
が生じて窓が過熱されること等の問題があった。
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４へのＣＶＤ膜の付着により赤
外線の透過が次第に妨げられ、赤外線透過窓４で熱吸収
が生じて窓が過熱されること等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来の問題を解決して、スーパークリーンを必要とす
るプラズマＣＶＤ装置等の半導体製造装置内において、
デポジション用ガス等に曝露されてもパーティクルが発
生することがなく、しかもウエハーを迅速かつ熱効率よ
く加熱することができる半導体製造装置用ウエハー加熱
装置を提供するために完成されたものである。
な従来の問題を解決して、スーパークリーンを必要とす
るプラズマＣＶＤ装置等の半導体製造装置内において、
デポジション用ガス等に曝露されてもパーティクルが発
生することがなく、しかもウエハーを迅速かつ熱効率よ
く加熱することができる半導体製造装置用ウエハー加熱
装置を提供するために完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、高温度域
においてウエハー表面に薄膜を形成する装置のためのウ
エハー加熱装置であって、常温から１１００℃の高温ま
での加熱と冷却に耐える耐熱衝撃性を備え、吸水率が
０．０１％以下である緻密なセラミックスからなる円板
状の基材の内部全体に、高融点金属からなるワイヤーを
螺旋状に埋設した抵抗発熱体を設けたことを特徴とする
ウエハー加熱装置によって解決することができる。
においてウエハー表面に薄膜を形成する装置のためのウ
エハー加熱装置であって、常温から１１００℃の高温ま
での加熱と冷却に耐える耐熱衝撃性を備え、吸水率が
０．０１％以下である緻密なセラミックスからなる円板
状の基材の内部全体に、高融点金属からなるワイヤーを
螺旋状に埋設した抵抗発熱体を設けたことを特徴とする
ウエハー加熱装置によって解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明を更に詳細に説明す
る。 図１において、１はデポジション用ガスに曝露され
るプラズマＣＶＤ用のチャンバーであり、その底部に本
発明のウエハー加熱装置が取付けられている。このウエ
ハー加熱装置は、緻密なセラミックスからなる円盤状の
基材６の内部に抵抗発熱体７を埋設したものである。
る。 図１において、１はデポジション用ガスに曝露され
るプラズマＣＶＤ用のチャンバーであり、その底部に本
発明のウエハー加熱装置が取付けられている。このウエ
ハー加熱装置は、緻密なセラミックスからなる円盤状の
基材６の内部に抵抗発熱体７を埋設したものである。
【０００８】基材６の材質は、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％以下の材質が好ましい。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が求められる。これらの点から
高温における強度の高いセラミックスであるSi3N4 を用
いることが最も好ましい。
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％以下の材質が好ましい。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が求められる。これらの点から
高温における強度の高いセラミックスであるSi3N4 を用
いることが最も好ましい。
【０００９】基材６の形状は、その上面に直接又は間接
にウエハーＷが置かれるため、均熱状態を得やすい円板
状とするとともに、ウエハーＷがセットされる側の表面
を平滑面とする必要がある。特にウエハーＷが直接セッ
トされる場合には平面度を500 μm 以下として基材６と
接するウエハーＷの裏面へのデポジション用ガスの侵入
を防止する必要がある。さらに基材６は、ホットプレス
又はHIP 法により焼成することが緻密体を得るうえで有
効である。
にウエハーＷが置かれるため、均熱状態を得やすい円板
状とするとともに、ウエハーＷがセットされる側の表面
を平滑面とする必要がある。特にウエハーＷが直接セッ
トされる場合には平面度を500 μm 以下として基材６と
接するウエハーＷの裏面へのデポジション用ガスの侵入
を防止する必要がある。さらに基材６は、ホットプレス
又はHIP 法により焼成することが緻密体を得るうえで有
効である。
【００１０】ところでSi3N4 は高純度のものであって
も、焼結助剤としてイットリア、マグネシア、アルミナ
等が内部に混入されており、更に半導体製造装置におい
ては最も侵入を防ぐ必要のあるナトリウム等がppm オー
ダーで検出されることがある。そこで基材６の接ガス面
にプラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりSiC 、Si3N4 等の
セラミック膜を形成しておくことが好ましく、これによ
ってナトリウム等の防出をさけることができる。
も、焼結助剤としてイットリア、マグネシア、アルミナ
等が内部に混入されており、更に半導体製造装置におい
ては最も侵入を防ぐ必要のあるナトリウム等がppm オー
ダーで検出されることがある。そこで基材６の接ガス面
にプラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりSiC 、Si3N4 等の
セラミック膜を形成しておくことが好ましく、これによ
ってナトリウム等の防出をさけることができる。
【００１１】なお焼結助剤としては、同じアルカリ土類
金属であるマグネシアは使用しないことが好ましく、イ
ットリア、アルミナ、イットリビューム系が好ましい。
Si3N4 は高温における耐久性を有しているため、1000℃
以上で薄膜形成を行う熱ＣＶＤ法による結晶質コーティ
ングによるものが最も耐久性がよいが、低温でコーティ
ングする非晶質のプラズマＣＶＤによっても同様の効果
が期待できる。
金属であるマグネシアは使用しないことが好ましく、イ
ットリア、アルミナ、イットリビューム系が好ましい。
Si3N4 は高温における耐久性を有しているため、1000℃
以上で薄膜形成を行う熱ＣＶＤ法による結晶質コーティ
ングによるものが最も耐久性がよいが、低温でコーティ
ングする非晶質のプラズマＣＶＤによっても同様の効果
が期待できる。
【００１２】基材６の内部に埋設される抵抗発熱体７と
しては、高融点でありしかもSi3N4 との密着性に優れた
タングステン、モリブデン、白金等を使用することが適
当である。またそのリード部分８は真空ガス中に曝され
るために接点部をなるべく低温にする必要があり、リー
ド部分８にも前記のＣＶＤコーティングをすることによ
って耐食性の向上を図ることができる。
しては、高融点でありしかもSi3N4 との密着性に優れた
タングステン、モリブデン、白金等を使用することが適
当である。またそのリード部分８は真空ガス中に曝され
るために接点部をなるべく低温にする必要があり、リー
ド部分８にも前記のＣＶＤコーティングをすることによ
って耐食性の向上を図ることができる。
【００１３】
【実施例】本発明の効果を確認するため、次の通りの実
験を行った。まずイットリア＋アルミナ系の焼結助剤を
含むSi3N4 原料からなる円板状の基材６の内部に、タン
グステン製の抵抗発熱体７を埋設したものを製造した。
抵抗発熱体７は線径が0.4 mm、長さ2.5mのもので、これ
を直径が４mmの螺旋状に巻いたものである。そのリード
部分８を構成するワイヤ端子としては直径２mmのタング
ステン線を使用し、基材６の裏面の端子取り出し用ター
ミナル座９から引出した。このような抵抗発熱体７を図
２のように円板状の基材６の全体に螺旋状に埋設し、基
材６の上側の表面をダイヤモンド砥石により平滑に研摩
し、更に1600℃の熱ＣＶＤによりSi3N4 の高純度皮膜を
膜厚が0.2 μm になるよう生成した。
験を行った。まずイットリア＋アルミナ系の焼結助剤を
含むSi3N4 原料からなる円板状の基材６の内部に、タン
グステン製の抵抗発熱体７を埋設したものを製造した。
抵抗発熱体７は線径が0.4 mm、長さ2.5mのもので、これ
を直径が４mmの螺旋状に巻いたものである。そのリード
部分８を構成するワイヤ端子としては直径２mmのタング
ステン線を使用し、基材６の裏面の端子取り出し用ター
ミナル座９から引出した。このような抵抗発熱体７を図
２のように円板状の基材６の全体に螺旋状に埋設し、基
材６の上側の表面をダイヤモンド砥石により平滑に研摩
し、更に1600℃の熱ＣＶＤによりSi3N4 の高純度皮膜を
膜厚が0.2 μm になるよう生成した。
【００１４】ヒーター電源は外周側のワイヤ端子をアー
スする一方、中心側のワイヤ端子に電圧を加え、さらに
低電圧とし真空中での放電を防止する形式とし、サイリ
スタによる電源コントロールを行う方式とした。
スする一方、中心側のワイヤ端子に電圧を加え、さらに
低電圧とし真空中での放電を防止する形式とし、サイリ
スタによる電源コントロールを行う方式とした。
【００１５】 このような加熱装置を図１のようにチャ
ンバー１に取付けて真空中でのウエハー加熱テストを行
ったところ、基材６の直径180 mmの面内のうち、直径15
0 mmの範囲内において1100℃±２％となり、６インチウ
エハーをチャックとした場合の均熱性が確認された。ま
た腐食性のデポジション用ガスをチャンバー１内に導入
したが、パーティクルやナトリウムの発生が皆無である
ことが確認された。特にナトリウムについては基材６の
表面を1000Åエッチングしたうえシムスの検査装置によ
って測定したが、その量はバックグラウンド以下であっ
た。なお、本発明の構成は、エッチング装置用のウエハ
ー加熱装置にもそのまま利用することができるものであ
る。
ンバー１に取付けて真空中でのウエハー加熱テストを行
ったところ、基材６の直径180 mmの面内のうち、直径15
0 mmの範囲内において1100℃±２％となり、６インチウ
エハーをチャックとした場合の均熱性が確認された。ま
た腐食性のデポジション用ガスをチャンバー１内に導入
したが、パーティクルやナトリウムの発生が皆無である
ことが確認された。特にナトリウムについては基材６の
表面を1000Åエッチングしたうえシムスの検査装置によ
って測定したが、その量はバックグラウンド以下であっ
た。なお、本発明の構成は、エッチング装置用のウエハ
ー加熱装置にもそのまま利用することができるものであ
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上に説明したように、緻密な
セラミックスからなる基材の内部に抵抗発熱体を埋設し
たので、デポジション用ガスに曝露されてもパーティク
ルが発生することがなく、特に表面をＣＶＤによるセラ
ミック膜でコーティングしたものは優れた性能を発揮す
ることができる。また本発明のものは直接チャンバー内
に設置してウエハーの加熱を行うことができるので、従
来の間接加熱方式のものに比較してウエハーを迅速かつ
熱効率よく加熱することができる。しかも基材のウエハ
ーがセットされる側の表面を平滑面としたので反応ガス
が裏面に侵入することもなく、ウエハーの目的とする表
面にＣＶＤやエッチング等を正確に行うことができる。
よって本発明は従来の問題点を解決したプラズマＣＶＤ
を含む半導体製造装置用ウエハー加熱装置として、産業
の発展に寄与するところは極めて大きいものがある。
セラミックスからなる基材の内部に抵抗発熱体を埋設し
たので、デポジション用ガスに曝露されてもパーティク
ルが発生することがなく、特に表面をＣＶＤによるセラ
ミック膜でコーティングしたものは優れた性能を発揮す
ることができる。また本発明のものは直接チャンバー内
に設置してウエハーの加熱を行うことができるので、従
来の間接加熱方式のものに比較してウエハーを迅速かつ
熱効率よく加熱することができる。しかも基材のウエハ
ーがセットされる側の表面を平滑面としたので反応ガス
が裏面に侵入することもなく、ウエハーの目的とする表
面にＣＶＤやエッチング等を正確に行うことができる。
よって本発明は従来の問題点を解決したプラズマＣＶＤ
を含む半導体製造装置用ウエハー加熱装置として、産業
の発展に寄与するところは極めて大きいものがある。
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】Ａは基材の断面図、Ｂはその平面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
６ 基材、７ 抵抗発熱体、Ｗ ウエハー
Claims (1)
- 【請求項１】 高温度域においてウエハー表面に薄膜を
形成する装置のためのウエハー加熱装置であって、常温
から１１００℃の高温までの加熱と冷却に耐える耐熱衝
撃性を備え、吸水率が０．０１％以下である緻密なセラ
ミックスからなる円板状の基材の内部全体に、高融点金
属からなるワイヤーを螺旋状に埋設した抵抗発熱体を設
けたことを特徴とするウエハー加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227873A JP3049589B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | ウエハー加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227873A JP3049589B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | ウエハー加熱装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060505A Division JPH0736391B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240384A JPH07240384A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3049589B2 true JP3049589B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16867690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227873A Expired - Lifetime JP3049589B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | ウエハー加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049589B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7311469B2 (ja) * | 2020-08-11 | 2023-07-19 | Ckd株式会社 | 気化器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736391B2 (ja) * | 1990-03-12 | 1995-04-19 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6227873A patent/JP3049589B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07240384A (ja) | 1995-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980331 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |