JP3361385B2 - ヒータ - Google Patents
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- JP3361385B2 JP3361385B2 JP14905394A JP14905394A JP3361385B2 JP 3361385 B2 JP3361385 B2 JP 3361385B2 JP 14905394 A JP14905394 A JP 14905394A JP 14905394 A JP14905394 A JP 14905394A JP 3361385 B2 JP3361385 B2 JP 3361385B2
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- sic
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ＣＶＤ処理装置
において半導体ウエハを直接加熱するためのヒータに係
り、特には、向上した可使寿命を有するヒータに関す
る。
において半導体ウエハを直接加熱するためのヒータに係
り、特には、向上した可使寿命を有するヒータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体化学気相成長（ＣＶＤ）処理装置
として、処理すべき半導体ウエハを所定の温度に直接加
熱するためのヒータを具備するものが知られている。半
導体ウエハは、離間・配置されたヒータにより裏面から
所定の温度に加熱される。
として、処理すべき半導体ウエハを所定の温度に直接加
熱するためのヒータを具備するものが知られている。半
導体ウエハは、離間・配置されたヒータにより裏面から
所定の温度に加熱される。
【０００３】このような半導体ウエハ直接加熱用ヒータ
の材料には、発熱機能を有することに加えて、ウエハの
汚染防止の目的から、極めて純度が高くかつ金属成分の
含有量が極めて低く保たれていることが要求される。ま
た、優れた耐食性及び耐熱性、並びにある程度の強度を
有することも要求される。これらの要件をすべて満足す
る材料は単体としてはほとんど存在せず、従来これら要
件をある程度満足するものとして、高純度のＳｉＣで被
覆された黒鉛が使用されてきた。
の材料には、発熱機能を有することに加えて、ウエハの
汚染防止の目的から、極めて純度が高くかつ金属成分の
含有量が極めて低く保たれていることが要求される。ま
た、優れた耐食性及び耐熱性、並びにある程度の強度を
有することも要求される。これらの要件をすべて満足す
る材料は単体としてはほとんど存在せず、従来これら要
件をある程度満足するものとして、高純度のＳｉＣで被
覆された黒鉛が使用されてきた。
【０００４】ＳｉＣ被覆黒鉛からなる従来のヒータは、
通常の黒鉛からなるヒータ本体を備え、その周囲がきわ
めて純度の高いＳｉＣからなる保護膜で覆われている。
このＳｉＣ被覆黒鉛は、加熱機能をヒータ本体の黒鉛が
担い、加熱時に黒鉛より発生する汚染物質がヒータ外へ
と放出されウエハを汚染することを防止する機能をＳｉ
Ｃ保護膜が担うことにより、黒鉛からの汚染物質をヒー
タ外部へと放出することなく、ウエハの加熱を行うこと
ができる。
通常の黒鉛からなるヒータ本体を備え、その周囲がきわ
めて純度の高いＳｉＣからなる保護膜で覆われている。
このＳｉＣ被覆黒鉛は、加熱機能をヒータ本体の黒鉛が
担い、加熱時に黒鉛より発生する汚染物質がヒータ外へ
と放出されウエハを汚染することを防止する機能をＳｉ
Ｃ保護膜が担うことにより、黒鉛からの汚染物質をヒー
タ外部へと放出することなく、ウエハの加熱を行うこと
ができる。
【０００５】しかしながら、このようなＳｉＣ被覆黒鉛
をヒータとして、Ｈ2 もしくはＨ2とＨＣｌの混合ガス
を成分として含む減圧雰囲気下で使用する場合、１４０
０℃付近までは比較的良好な耐性を示すが１４００℃付
近を越えると、ＳｉＣ保護膜の消失速度が次第に増大し
始め、１４５０℃を越えると、その消失速度は著しく増
大し、ＳｉＣ保護膜の耐性が大きく低下するために、ヒ
ータが短寿命化するという問題を抱えていた。
をヒータとして、Ｈ2 もしくはＨ2とＨＣｌの混合ガス
を成分として含む減圧雰囲気下で使用する場合、１４０
０℃付近までは比較的良好な耐性を示すが１４００℃付
近を越えると、ＳｉＣ保護膜の消失速度が次第に増大し
始め、１４５０℃を越えると、その消失速度は著しく増
大し、ＳｉＣ保護膜の耐性が大きく低下するために、ヒ
ータが短寿命化するという問題を抱えていた。
【０００６】従来のＳｉＣ被膜黒鉛製ヒータにおける、
加熱温度の上昇に伴うＳｉＣ保護膜の膜厚減少速度の増
加状況について表１に示す。このＳｉＣ保護膜が、ヒー
タ加熱部の一部においても、完全に消失してしまえば、
基材の黒鉛がむき出しの状態となり、ウエハへの汚染が
生ずるようになるため、ヒータとしては使用不可能とな
る。すなわち、この状況が生じた時点で、ヒータは寿命
を迎えていた。
加熱温度の上昇に伴うＳｉＣ保護膜の膜厚減少速度の増
加状況について表１に示す。このＳｉＣ保護膜が、ヒー
タ加熱部の一部においても、完全に消失してしまえば、
基材の黒鉛がむき出しの状態となり、ウエハへの汚染が
生ずるようになるため、ヒータとしては使用不可能とな
る。すなわち、この状況が生じた時点で、ヒータは寿命
を迎えていた。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｈ2 または
Ｈ2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気
下においてもＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータよりもさらに耐熱
性・耐食性に優れ、もってさらに向上した可使寿命を有
する、半導体ＣＶＤ処理装置のヒータを提供することを
課題とする。
Ｈ2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気
下においてもＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータよりもさらに耐熱
性・耐食性に優れ、もってさらに向上した可使寿命を有
する、半導体ＣＶＤ処理装置のヒータを提供することを
課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、本発明は、黒鉛からなるヒータ本体、お
よび該ヒータ本体の全表面を覆って形成された保護膜を
備え、該保護膜は、高純度熱分解黒鉛からなる単一層
膜、または高純度熱分解黒鉛からなる第１の層と高純度
炭化ケイ素からなる第２の層との積層膜からなることを
特徴とするヒータを提供する。
決するために、本発明は、黒鉛からなるヒータ本体、お
よび該ヒータ本体の全表面を覆って形成された保護膜を
備え、該保護膜は、高純度熱分解黒鉛からなる単一層
膜、または高純度熱分解黒鉛からなる第１の層と高純度
炭化ケイ素からなる第２の層との積層膜からなることを
特徴とするヒータを提供する。
【００１０】既述のように、上述の半導体ＣＶＤ処理装
置において、従来ヒータ材として使用されてきたＳｉＣ
被覆黒鉛では、黒鉛上へのＳｉＣ保護膜の被覆を、１４
００℃前後の温度におけるＣＶＤ処理によって行ってい
るため、１４００℃を越える温度域で、特にＨ2 又はＨ
2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気下
において、ＳｉＣの消失が生じ易くなる。したがって、
１４００℃付近以上の温度ではＳｉＣ保護膜の減少速度
は増大し、耐性は低下する。
置において、従来ヒータ材として使用されてきたＳｉＣ
被覆黒鉛では、黒鉛上へのＳｉＣ保護膜の被覆を、１４
００℃前後の温度におけるＣＶＤ処理によって行ってい
るため、１４００℃を越える温度域で、特にＨ2 又はＨ
2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気下
において、ＳｉＣの消失が生じ易くなる。したがって、
１４００℃付近以上の温度ではＳｉＣ保護膜の減少速度
は増大し、耐性は低下する。
【００１１】これに対し、本発明において保護層に使用
する高純度熱分解黒鉛は、ヒータの使用温度よりはるか
に高温の約２０００℃以上の温度域でＣＶＤ処理により
生成され、かつ高温で熱処理されたものであり、ＳｉＣ
よりも耐熱性・耐腐食性に優れ、高純度で結晶性に極め
て優れ、非常に緻密なものである。このような高純度熱
分解黒鉛により通常の黒鉛からなるヒータ本体を被覆す
ることにより、ヒータ加熱時のヒータ黒鉛本体からの汚
染物放出を防止する保護層としての寿命、したがってヒ
ータの寿命を大幅に向上させることができる。したがっ
て、高純度熱分解黒鉛は、これを単独で保護層として使
用することもできるし、従来の高純度ＳｉＣとの積層構
造として使用することもできる。
する高純度熱分解黒鉛は、ヒータの使用温度よりはるか
に高温の約２０００℃以上の温度域でＣＶＤ処理により
生成され、かつ高温で熱処理されたものであり、ＳｉＣ
よりも耐熱性・耐腐食性に優れ、高純度で結晶性に極め
て優れ、非常に緻密なものである。このような高純度熱
分解黒鉛により通常の黒鉛からなるヒータ本体を被覆す
ることにより、ヒータ加熱時のヒータ黒鉛本体からの汚
染物放出を防止する保護層としての寿命、したがってヒ
ータの寿命を大幅に向上させることができる。したがっ
て、高純度熱分解黒鉛は、これを単独で保護層として使
用することもできるし、従来の高純度ＳｉＣとの積層構
造として使用することもできる。
【００１２】本発明の保護膜が上記積層構造をとる場
合、高純度熱分解黒鉛からなる第１の層と高純度ＳｉＣ
からなる第２の層のいずれがヒータ本体の表面に直接接
して形成されていてもよいが、高純度ＳｉＣからなる第
２の層をヒータ本体の表面に直接接するようにすること
が好ましい。この積層構造は、３層以上としてもよく、
上記第１の層と第２の層とを交互に積層する。好ましく
は、本発明の保護層は、最上層に高純度熱分解黒鉛層
（第１の層）を有する。
合、高純度熱分解黒鉛からなる第１の層と高純度ＳｉＣ
からなる第２の層のいずれがヒータ本体の表面に直接接
して形成されていてもよいが、高純度ＳｉＣからなる第
２の層をヒータ本体の表面に直接接するようにすること
が好ましい。この積層構造は、３層以上としてもよく、
上記第１の層と第２の層とを交互に積層する。好ましく
は、本発明の保護層は、最上層に高純度熱分解黒鉛層
（第１の層）を有する。
【００１３】なお、高純度熱分解黒鉛および高純度Ｓｉ
Ｃは、ともに、高純度故に、それ自体が半導体ウエハを
汚染することがないことはいうまでもない。本発明に使
用する高純度熱分解黒鉛は、通常の黒鉛からなるヒータ
本体等の基体の周囲表面にＣＶＤ処理により形成するこ
とができる。すなわち、メタン、プロパン、ベンゼン、
アセチレン等の炭化水素ガスを原料とし、これをキャリ
アガスの水素とともに（黒鉛）基板上へと送り、１５０
０℃〜２３００℃の範囲の温度で制御しながら熱分解さ
せて基体上に堆積させる。この際、原料ガスの炭化水素
ガスとキャリアガスの水素ガスとの混合ガス中に占める
炭化水素ガスの割合は１５％以下とすることが望まし
い。この混合ガスに占める原料ガスである炭化水素ガス
の割合は、その熱分解処理温度が高温となるほど低めに
抑えることが望ましい。こうして極めて純度の高い（不
純物の総含有率１０ｐｐｍ以下）黒鉛膜が得られる。し
かる後、これを高温（例えば、２６００℃ないし３２０
０℃）で熱処理する。これにより結晶性に優れ、１００
％の気密性を有する極めて緻密な膜となる。
Ｃは、ともに、高純度故に、それ自体が半導体ウエハを
汚染することがないことはいうまでもない。本発明に使
用する高純度熱分解黒鉛は、通常の黒鉛からなるヒータ
本体等の基体の周囲表面にＣＶＤ処理により形成するこ
とができる。すなわち、メタン、プロパン、ベンゼン、
アセチレン等の炭化水素ガスを原料とし、これをキャリ
アガスの水素とともに（黒鉛）基板上へと送り、１５０
０℃〜２３００℃の範囲の温度で制御しながら熱分解さ
せて基体上に堆積させる。この際、原料ガスの炭化水素
ガスとキャリアガスの水素ガスとの混合ガス中に占める
炭化水素ガスの割合は１５％以下とすることが望まし
い。この混合ガスに占める原料ガスである炭化水素ガス
の割合は、その熱分解処理温度が高温となるほど低めに
抑えることが望ましい。こうして極めて純度の高い（不
純物の総含有率１０ｐｐｍ以下）黒鉛膜が得られる。し
かる後、これを高温（例えば、２６００℃ないし３２０
０℃）で熱処理する。これにより結晶性に優れ、１００
％の気密性を有する極めて緻密な膜となる。
【００１４】本発明において高純度熱分解黒鉛と組み合
わせて保護膜を構成するＳｉＣは、従来と同様のＣＶＤ
処理により形成することができる。これらのＣＶＤ処理
は、同一処理装置により、原料ガスを変えることによ
り、連続的に行うことができる。
わせて保護膜を構成するＳｉＣは、従来と同様のＣＶＤ
処理により形成することができる。これらのＣＶＤ処理
は、同一処理装置により、原料ガスを変えることによ
り、連続的に行うことができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。全図に渡り、同一部分は、同一符号で示されてい
る。図１は、本発明のヒータを組み込んだ半導体ＣＶＤ
処理装置の半導体ウエハ直接加熱系を概略的に示すもの
である。図１に示すように、処理すべき半導体ウエハ１
３は、治具１４により支持され、その裏面側に本発明の
ヒータ１０が離間して対向・配置されている。ヒータ１
０は、通常の黒鉛からなるヒータ本体１１を備える。ヒ
ータ本体１１は、その全表面が本発明の保護膜１２で被
覆されている。
する。全図に渡り、同一部分は、同一符号で示されてい
る。図１は、本発明のヒータを組み込んだ半導体ＣＶＤ
処理装置の半導体ウエハ直接加熱系を概略的に示すもの
である。図１に示すように、処理すべき半導体ウエハ１
３は、治具１４により支持され、その裏面側に本発明の
ヒータ１０が離間して対向・配置されている。ヒータ１
０は、通常の黒鉛からなるヒータ本体１１を備える。ヒ
ータ本体１１は、その全表面が本発明の保護膜１２で被
覆されている。
【００１６】図２は、本発明の第１の態様によるヒータ
の断面図である。ヒータ本体１１は、単一層の保護膜１
２で被覆され、この保護膜１２は、高純度熱分解黒鉛の
単一層２１からなる。
の断面図である。ヒータ本体１１は、単一層の保護膜１
２で被覆され、この保護膜１２は、高純度熱分解黒鉛の
単一層２１からなる。
【００１７】図３は、本発明の第２の態様によるヒータ
の断面図である。ヒータ本体１１は、２層積層構造の保
護膜１２で被覆されている。この保護膜１２は、ヒータ
本体１１の全表面を直接覆う高純度ＳｉＣからなる第２
の層２２と、第２の層２２の全表面を覆って形成された
高純度熱分解黒鉛からなる第１の層２１により構成され
ている。
の断面図である。ヒータ本体１１は、２層積層構造の保
護膜１２で被覆されている。この保護膜１２は、ヒータ
本体１１の全表面を直接覆う高純度ＳｉＣからなる第２
の層２２と、第２の層２２の全表面を覆って形成された
高純度熱分解黒鉛からなる第１の層２１により構成され
ている。
【００１８】図４は、本発明の第３の態様によるヒータ
の断面図である。このヒータは、保護層１２を構成する
第１の層２１と第２の層２２の配置が図３と逆になって
いる。すなわち、ヒータ本体１１に直接接して第１の層
２１（高純度熱分解黒鉛層）が形成され、その上に第２
の層２２（ＳｉＣ層）が形成されている。
の断面図である。このヒータは、保護層１２を構成する
第１の層２１と第２の層２２の配置が図３と逆になって
いる。すなわち、ヒータ本体１１に直接接して第１の層
２１（高純度熱分解黒鉛層）が形成され、その上に第２
の層２２（ＳｉＣ層）が形成されている。
【００１９】図５は、本発明の第４の態様によるヒータ
の断面図である。ヒータ本体１１は、３層構造の保護膜
１２により被覆されている。この保護層１２は、ヒータ
本体１１を直接被覆する第１の層２１（高純度熱分解黒
鉛層）、第１の層２１を被覆する第２の層２２（高純度
ＳｉＣ層）、および第２の層２２を被覆する第１の層２
１（高純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
の断面図である。ヒータ本体１１は、３層構造の保護膜
１２により被覆されている。この保護層１２は、ヒータ
本体１１を直接被覆する第１の層２１（高純度熱分解黒
鉛層）、第１の層２１を被覆する第２の層２２（高純度
ＳｉＣ層）、および第２の層２２を被覆する第１の層２
１（高純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
【００２０】図６は、本発明の第５の態様によるヒータ
の部分断面図である。ヒータ本体１１は、多層構造の保
護膜１２により被覆されている。多層構造の保護膜１２
は、ヒータ本体１１上に第２の層２２（高純度ＳｉＣ
層）と第１の層２１（高純度熱分解黒鉛層）が交互に積
層されてなる。保護膜１２の最上層は第１の層２１（高
純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
の部分断面図である。ヒータ本体１１は、多層構造の保
護膜１２により被覆されている。多層構造の保護膜１２
は、ヒータ本体１１上に第２の層２２（高純度ＳｉＣ
層）と第１の層２１（高純度熱分解黒鉛層）が交互に積
層されてなる。保護膜１２の最上層は第１の層２１（高
純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
【００２１】図７は、本発明の第６の態様によるヒータ
の部分断面図である。ヒータ本体１１は、多層構造の保
護膜１２により被覆されている。多層構造の保護膜１２
は、第２の層２２（高純度ＳｉＣ層）と第１の層２１
（高純度熱分解黒鉛層）の積層順序が図６と逆になって
いる。この場合も、保護膜１２の最上層は第１の層２１
（高純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
の部分断面図である。ヒータ本体１１は、多層構造の保
護膜１２により被覆されている。多層構造の保護膜１２
は、第２の層２２（高純度ＳｉＣ層）と第１の層２１
（高純度熱分解黒鉛層）の積層順序が図６と逆になって
いる。この場合も、保護膜１２の最上層は第１の層２１
（高純度熱分解黒鉛層）により構成されている。
【００２２】なお、本発明において保護層１２の厚さ、
特に熱分解保護層の厚さ、および／またはその積層数
は、所望のヒータ寿命に応じて決定することができる。
以下、本発明のヒータを用いた実験例を記載する。 実験例 １ 図２に示す構造の本発明のヒータと従来のＳｉＣ被覆黒
鉛製ヒータとを作成し、耐性について比較評価を行っ
た。各ヒータを組み入れた加熱系の基本構造は、図１に
示す通りである。
特に熱分解保護層の厚さ、および／またはその積層数
は、所望のヒータ寿命に応じて決定することができる。
以下、本発明のヒータを用いた実験例を記載する。 実験例 １ 図２に示す構造の本発明のヒータと従来のＳｉＣ被覆黒
鉛製ヒータとを作成し、耐性について比較評価を行っ
た。各ヒータを組み入れた加熱系の基本構造は、図１に
示す通りである。
【００２３】本発明のヒータの高純度熱分解黒鉛保護膜
は、プロパンガス５％とＨ2 ガス９５％の混合ガスを２
０００℃の黒鉛基板上に３時間流すことによって形成し
た。厚さは、２０μｍであった。この保護膜の電子顕微
鏡写真を図８に示す。
は、プロパンガス５％とＨ2 ガス９５％の混合ガスを２
０００℃の黒鉛基板上に３時間流すことによって形成し
た。厚さは、２０μｍであった。この保護膜の電子顕微
鏡写真を図８に示す。
【００２４】また、従来のヒータのＳｉＣ膜は、ＳｉＣ
ｌ4 の混合ガスを１４００℃の黒鉛基板上に４８時間流
すことによって形成した。厚さは、６０μｍであった。
評価に当たっては、それぞれのヒータについて、下記の
同一条件において加熱を行ったときの減少量を測定し
た。
ｌ4 の混合ガスを１４００℃の黒鉛基板上に４８時間流
すことによって形成した。厚さは、６０μｍであった。
評価に当たっては、それぞれのヒータについて、下記の
同一条件において加熱を行ったときの減少量を測定し
た。
【００２５】加熱条件は下記の通りであり、加熱は通電
加熱により行った。 加熱温度 ： １５００℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： ９７．５％Ｈ2 と２．５％ＨＣｌとの混
合ガス雰囲気で１００Ｔｏｒｒの減圧下。
加熱により行った。 加熱温度 ： １５００℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： ９７．５％Ｈ2 と２．５％ＨＣｌとの混
合ガス雰囲気で１００Ｔｏｒｒの減圧下。
【００２６】加熱後の各ヒータの保護膜の電子顕微鏡写
真を図９および図１０に示す。図９は、本発明のヒータ
のものであり、図１０は、従来のヒータのものである。
図９からわかるように、本発明のヒータにおいて、熱分
解黒鉛層２２に損傷（膜厚の減少）は全く認められず
（図８との比較）、本発明のヒータは非常に優れた耐性
を示す。これに対して図１０からわかるように、従来の
ヒータのＳｉＣ保護膜では、ＳｉＣ被覆膜において大幅
な膜厚の減少（具体的には、約４０μｍ）が認められる
とともに、多数の異常突起３０による変質が認められ
た。
真を図９および図１０に示す。図９は、本発明のヒータ
のものであり、図１０は、従来のヒータのものである。
図９からわかるように、本発明のヒータにおいて、熱分
解黒鉛層２２に損傷（膜厚の減少）は全く認められず
（図８との比較）、本発明のヒータは非常に優れた耐性
を示す。これに対して図１０からわかるように、従来の
ヒータのＳｉＣ保護膜では、ＳｉＣ被覆膜において大幅
な膜厚の減少（具体的には、約４０μｍ）が認められる
とともに、多数の異常突起３０による変質が認められ
た。
【００２７】実験例 ２
下記表２に示す保護層を有する本発明のヒータと従来の
ＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータとを作成し、耐性について比較
評価を行った。各ヒータを組み入れた加熱系の基本構造
は、図１に示す通りである。
ＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータとを作成し、耐性について比較
評価を行った。各ヒータを組み入れた加熱系の基本構造
は、図１に示す通りである。
【００２８】実験例１のヒータ以外の本発明のヒータの
高純度熱分解黒鉛保護層は、実験例１と同様に形成し、
いずれも各厚さは、３０μｍであった。また、従来のヒ
ータのＳｉＣ層、および本発明ヒータの保護膜のＳｉＣ
層は、実験例１と同様に形成し、いずれも各厚さは１０
０μｍであった。
高純度熱分解黒鉛保護層は、実験例１と同様に形成し、
いずれも各厚さは、３０μｍであった。また、従来のヒ
ータのＳｉＣ層、および本発明ヒータの保護膜のＳｉＣ
層は、実験例１と同様に形成し、いずれも各厚さは１０
０μｍであった。
【００２９】評価に当たっては、それぞれのヒータにつ
いて、下記の同一条件において加熱を行ったときの単位
時間あたりの寸法減少量について測定し、それぞれのヒ
ータとしての寿命を算出した。
いて、下記の同一条件において加熱を行ったときの単位
時間あたりの寸法減少量について測定し、それぞれのヒ
ータとしての寿命を算出した。
【００３０】加熱条件は下記の通りであり、加熱は通電
加熱により行った。 加熱温度 ： １４５０℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： １００％Ｈ2 雰囲気で１００Ｔｏｒｒの
減圧下。
加熱により行った。 加熱温度 ： １４５０℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： １００％Ｈ2 雰囲気で１００Ｔｏｒｒの
減圧下。
【００３１】以上の手法により、加熱による膜厚減少量
を測定したところ熱分解黒鉛層の減少量は１０時間で
０．１７μｍであり、単位時間当りの減少量は０．０１
７μｍ／時であった。この減少速度によると、３０μｍ
の厚さの熱分解黒鉛層が安全に消失するまでの時間は、
３０／０．０１７＝約１７６５時間である。なお、熱分
解黒鉛層の厚さを１００μｍとすると、その寿命は、１
００／０．０１７＝約５８８２時間となる。
を測定したところ熱分解黒鉛層の減少量は１０時間で
０．１７μｍであり、単位時間当りの減少量は０．０１
７μｍ／時であった。この減少速度によると、３０μｍ
の厚さの熱分解黒鉛層が安全に消失するまでの時間は、
３０／０．０１７＝約１７６５時間である。なお、熱分
解黒鉛層の厚さを１００μｍとすると、その寿命は、１
００／０．０１７＝約５８８２時間となる。
【００３２】これに対し、従来のＳｉＣ被覆黒鉛製ヒー
タにおいては、ＳｉＣの膜厚減少量は１０時間で２．７
４μｍであり、単位時間当りの膜厚減少量は０．２７４
μｍ／時であった。この減少速度によると、１００μｍ
の厚さのＳｉＣ層が完全に消失しヒータとして寿命を迎
えるまでの時間は、１００／０．２７４＝約３６５時間
となる。
タにおいては、ＳｉＣの膜厚減少量は１０時間で２．７
４μｍであり、単位時間当りの膜厚減少量は０．２７４
μｍ／時であった。この減少速度によると、１００μｍ
の厚さのＳｉＣ層が完全に消失しヒータとして寿命を迎
えるまでの時間は、１００／０．２７４＝約３６５時間
となる。
【００３３】本発明のヒータにおいて、保護膜がＳｉＣ
層と熱分解黒鉛層との積層構造からなる場合、寿命は、
ＳｉＣ層の寿命時間と熱分解黒鉛層の寿命時間との合計
時間となる。
層と熱分解黒鉛層との積層構造からなる場合、寿命は、
ＳｉＣ層の寿命時間と熱分解黒鉛層の寿命時間との合計
時間となる。
【００３４】なお、上記条件で半導体ウエハを加熱した
後の半導体ウエハについて不純物分析も行った。結果を
表２に併せて示す。この結果からもわかるように、本発
明のヒータは半導体ウエハを汚染することなく半導体ウ
エハを加熱処理できる。
後の半導体ウエハについて不純物分析も行った。結果を
表２に併せて示す。この結果からもわかるように、本発
明のヒータは半導体ウエハを汚染することなく半導体ウ
エハを加熱処理できる。
【００３５】
【表２】
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
使寿命が著しく向上した、半導体ＣＶＤ処理装置の加熱
用ヒータが提供される。
使寿命が著しく向上した、半導体ＣＶＤ処理装置の加熱
用ヒータが提供される。
【図１】本発明のヒータを組み込んだ、半導体ＣＶＤ処
理装置の加熱系の概略図。
理装置の加熱系の概略図。
【図２】本発明の第１の態様によるヒータの断面図。
【図３】本発明の第２の態様によるヒータの断面図。
【図４】本発明の第３の態様によるヒータの断面図。
【図５】本発明の第４の態様によるヒータの断面図。
【図６】本発明の第５の態様によるヒータの部分断面
図。
図。
【図７】本発明の第６の態様によるヒータの部分断面
図。
図。
【図８】本発明の第１の態様によるヒータの保護膜周辺
の結晶構造を示す電子顕微鏡写真図。
の結晶構造を示す電子顕微鏡写真図。
【図９】本発明の第１の態様によるヒータの加熱後の保
護膜周辺の結晶構造を示す電子顕微鏡写真図。
護膜周辺の結晶構造を示す電子顕微鏡写真図。
【図１０】従来のヒータの加熱後の保護膜周辺の結晶構
造を示す電子顕微鏡写真図。
造を示す電子顕微鏡写真図。
１０…ヒータ、１１…ヒータ本体、１２…保護膜、１３
…半導体ウエハ、１４…治具、２１…高純度熱分解黒鉛
層、２２…高純度ＳｉＣ層。
…半導体ウエハ、１４…治具、２１…高純度熱分解黒鉛
層、２２…高純度ＳｉＣ層。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平４−65119（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−129210（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−10921（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−74995（ＪＰ，Ａ)
特公 昭47−1003（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C23C 16/46
H05B 3/00 370
H05B 3/14
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体ＣＶＤ処理装置の半導体ウエハ直
接加熱用ヒータであって、黒鉛からなるヒータ本体、お
よび該ヒータ本体の全表面を覆って形成された保護膜を
備え、該保護膜は、高純度熱分解黒鉛からなる単一層
膜、または高純度熱分解黒鉛からなる第１の層と高純度
炭化ケイ素からなる第２の層との積層膜からなることを
特徴とするヒータ。 - 【請求項２】 保護膜が、単一層膜である請求項１記載
のヒータ。 - 【請求項３】 保護膜が、積層膜からなる請求項１記載
のヒータ。 - 【請求項４】 第１の層が、ヒータ本体の表面に直接接
触して形成されている請求項３記載のヒータ。 - 【請求項５】 保護層が３層以上からなり、第１の層と
第２の層とが交互に積層されている請求項４記載のヒー
タ。 - 【請求項６】 第２の層が、ヒータ本体の表面に直接接
触して形成されている請求項３記載のヒータ。 - 【請求項７】 保護層が３層以上からなり、第１の層と
第２の層とが交互に積層されている請求項６記載のヒー
タ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14905394A JP3361385B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14905394A JP3361385B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817745A JPH0817745A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3361385B2 true JP3361385B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15466635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14905394A Expired - Lifetime JP3361385B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361385B2 (ja) |
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| US6506254B1 (en) | 2000-06-30 | 2003-01-14 | Lam Research Corporation | Semiconductor processing equipment having improved particle performance |
| US6890861B1 (en) | 2000-06-30 | 2005-05-10 | Lam Research Corporation | Semiconductor processing equipment having improved particle performance |
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| JP7163756B2 (ja) * | 2018-12-21 | 2022-11-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 積層体、積層体の製造方法および炭化珪素多結晶基板の製造方法 |
| US11665786B2 (en) * | 2019-12-05 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Solid state heater and method of manufacture |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14905394A patent/JP3361385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817745A (ja) | 1996-01-19 |
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