JP4109227B2 - ウェハ加熱装置 - Google Patents
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Description
ウェハリフトピンは、外部から運搬してきたウェハをウェハリフトピンの上端で受け取り、ウェハリフトピンを下降させて均熱板のウェハ戴置面に戴置することができ、加熱処理後には、ウェハリフトピンを同時に上昇させて熱処理を終えたウェハを戴置面から離脱するのである。
別の形態では、ガイド部材は、ガイド部材の上端面が、均熱板の下部主面と、別の接続部材によって接続されたものが採用される。
そこで、ガイド部材の上部を下部より小径にして先細段部を形成するのが好ましく、ガイド部材の上部の側面積を減少させて、熱移動を抑制することができる。先細段部は、断面円形又は矩形の筒状で、断面直径又は四辺は、2.1〜20mmの範囲とすることができ、この場合は、下部の大径部の直径ない四辺10〜40mmの範囲とすることができる。
また、ガイド部材は、酸化物、窒化物や炭化物を主成分とするセラミクスから作るともできる。
この形態は、ガイド部材を均熱板に直接的に接触させるもので、ガイド部材がウェハリフトピンのガイド機能に加えて、均熱板の保持機能も有することができる。
他方、ガイド部材12の下部は、直径3.3〜30mmの大径部として、上端面がセラミック基板との接触による均熱板の荷重の保持と、支持台19の底部21への固定の際の取り付け容易を図っている。
支持台19は、また、この例では、底部21には、ガス噴射口24とガス排出口23とを配設して、内部空所に冷却ガス(通常は、空気)を供給して、熱処理後にセラミック基板を強制冷却することができるようにされている。
底部21には、さらに、導通端子11と熱電対27と電気絶縁的に貫通するようにされている。
この実施形態は、ガイド部材の先端部を均熱板の下面から離間するものであり、空隙を設けて、均熱板からガイド部材への熱の移動を抑えて、ウェハ戴置面の良好な均熱性を確保する。この実施形態は、均熱板の下部主面と対面するガイド部材の上端面の面積を小さくするので、熱輻射による熱移動を減少させることができる。
この例のガイド部材は、先細段部32のセラミック基板2から離間しているので熱伝導を少なくして、セラミック基板2の載置面上で温度分布に不均一な部位が生じるのを防止している。他方、ガイド部材12の下部は、大径部30として、支持台19の底部21への固定の際の取り付け容易を図っている。大径部30の直径は、専ら取り付けの容易の点から10〜30mmの範囲から選ばれる。
この実施形態は、ガイド部材の上端とセラミック基板の下側主面の貫通孔との間を環状の軟質弾性の接続部材より接続させることを含む。軟質弾性の接続部材は、耐熱性があり弾力性に富んだポリマーを用いることができる。弾性部材は、10GPa以下のヤング率を有するポリマーから選ぶことができる。このような材料には、たとえば、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂が挙げられる。接続部材が、弾力性が高いとき、温度上昇時にガイド部材や均熱板が熱膨張しても、ガイド部材上端面と均熱板下部主面との間に間隙を発生することがない。
他方、ガイド部材12の下部は、大径部30として、支持台19の底部21への固定の際の取り付け容易を図っている。大径部30の直径は、専ら取り付けの容易の点から10〜30mmの範囲から選ばれる。
セラミック基板には、抵抗材料として金とパラジウムの混合粉末を含むペーストから、抵抗体ストリップに印刷焼付けられた。抵抗発熱体のパターンは、多数に分割して配置され、均熱板4を同心円で半径方向に4分割し、中心の分割領域に1つ、その外側の分割領域に2つ、さらに外側の分割領域に4つ、最も外側の分割領域に8つ、と配列した。セラミック基板の下側主面には、抵抗発熱体5に給電部6を導電性接着剤にて固着させた。他方の戴置面3には、載置面上に載置面と離間してウェハを定置するウェハ支持ピン8を複数個設けられている。
300mmのシリコンウェハを用いて行った。まず、貫通孔26直上を避けて測温ウェハを載置し、全体の温度ばらつきが0.3℃以下になるようにウェハ加熱装置を調整した。次に測温ウェハを回転させて、貫通孔26の直上で測温を行い、周囲との温度差を計測し温度バラツキとした。測定結果を表1に示す。
測定結果を表1のNo.16〜23に示す。面取りの数値は、面取りによって減少した上端面9の肉厚である。
3 ウェハ載置面
4 均熱板
5 抵抗発熱体
9 ガイド部材の上端面
12 ガイド部材
14 ガイド孔
19 支持台
25 ウェハリフトピン
26 貫通孔
W 半導体ウェハ
Claims (7)
- 上部主面をウェハの戴置面とするセラミック基板と該セラミック基板の内部もしくは下部主面に配置した発熱体とから成る均熱板と、
該均熱板を貫通する貫通孔を挿通してウェハを昇降させるウェハリフトピンと、
該ウェハリフトピンを挿通して案内するガイド孔を備えたガイド部材と、
前記ウェハリフトピンを挿通する底部貫通孔を有して前記ガイド部材の下端側を定置する底部と上部が開口して周縁部に前記均熱板の周縁部を固定する円筒側面とを有する筒状の支持台と、を含むウェハ加熱装置であって、
前記ガイド部材は、前記貫通孔と前記ガイド孔とが連通し、前記ガイド部材の上端面と前記均熱板の下部主面とが0.05〜2mmの範囲で離間するように配置され、
前記ガイド部材の上端面の形状が肉厚0.1〜3.0mmの環状で且つ面取りされており、
前記支持台の前記底部がガス噴射口とガス排出口とを備えていることを特徴とするウェハ加熱装置。 - 前記ガイド部材が、前記セラミック基板の熱伝導率より小さい熱伝導率を有することを特徴とする請求項1に記載のウェハ加熱装置。
- 前記ガイド部材の熱伝導率が前記セラミック基板の熱伝導率の50%以下であることを特徴とする請求項2に記載のウェハ加熱装置。
- 前記ガイド部材が、その上端部に、前記ガイド部材の下端面より細い先細段部を備えており、該先細段部の長さが前記ガイド部材の全長の1/3以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のウェハ加熱装置。
- 前記ガイド部材が、その上端部に、ガイド部材の下端面より細い先細テーパー部を備えており、該先細テーパー部の長さが前記ガイド部材の全長の2/3以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のウェハ加熱装置。
- 前記ガイド部材がステンレス鋼から成る請求項1乃至5のいずれか1項に記載のウェハ加熱装置。
- 上部主面をウェハの戴置面とするセラミック基板と該セラミック基板の内部もしくは下部主面に配置した発熱体とから成る均熱板と、
該均熱板を貫通する貫通孔を挿通してウェハを昇降させるウェハリフトピンと、
該ウェハリフトピンを挿通して案内するガイド孔を備えたガイド部材と、
前記ウェハリフトピンを挿通する底部貫通孔を有して前記ガイド部材の下端側を定置する底部と上部が開口して周縁部に前記均熱板の周縁部を固定する円筒側面と、を有する筒状の支持台とを含むウェハ加熱装置に用いられるウェハ加熱装置用部材であって、
該ウェハ加熱装置用部材が、前記均熱板と、前記ガイド部材と、前記支持台とから成り、
前記ガイド部材は、前記貫通孔と前記ガイド孔とが連通し、前記ガイド部材の上端面と前記均熱板の下部主面とが0.05〜2mmの範囲で離間するように配置され、
前記ガイド部材の上端面の形状が肉厚0.1〜3.0mmの環状で且つ面取りされており、
前記支持台の前記底部がガス噴射口とガス排出口とを備えていることを特徴とするウェハ加熱装置用部材。
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