JPH02179879A

JPH02179879A - 成膜装置の基板加熱構造

Info

Publication number: JPH02179879A
Application number: JP33408388A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kawakami; 川上　伸男
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、基板を加熱して成膜を行う装置の基板加熱
構造に関し、特に、基板を均等に加熱することができる
ものに関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路の絶縁膜等を形成する方法として、従来
よりプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法が採用されて
いる。これらの基板成膜方法においては、成膜反応のた
めに基板を数百度に加熱する必要がある。この基板加熱
に際しては、基板表面の温度分布を向上させる必要から
、一般に熱板（均熱板）が用いられる。

この熱板について、第３図に示すプラズマＣＶＤ装置を
一例にとり説明する。このプラズマＣＶＤ装置は、成膜
室２０内に配置された基板２１と、この基板２１と対向
する位置に配設され高周波電源（ＲＦ）が接続された対
向電極２２と、基板２１の背面側に所定の隙間を介して
配設された熱板２４とから構成されており、熱板２４に
はヒータ２３が内蔵されている。

この熱板２４はヒータ２３により所定の温度にまで加熱
されその輻射熱により、基板２１は徐々に加熱される。

そして、この基板２１が所定温度に加熱された状態で、
対向電極２２と基板２１との間にグロー放電を起こさせ
、これにより成膜室２０内に反応ガスを励起して基板２
１上に成膜を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような熱板を使用する成膜装置では、基板と同程度
の大きさの熱板を用いた場合、基板上の温度分布は、第
４図の温度分布図に実線で示すように、一般に基板中央
部が高く周辺部が低い。従って、基板全体を所定温度（
有効温度）ｔｏ以上に加熱して、基板上の温度分布を例
えば−点鎖線で示すようなものにするためには、熱板及
びヒータを基板に対して充分に大きくして、基板周辺部
への熱の放射量を増し基板周辺部の温度を上げてやる必
要がある。

ところが、熱板を大きくしようとすると、装置全体が大
型化し、また熱板全体の熱ひずみを無視することができ
ない。そこで、基板上の温度分布を良好なものにするた
めに、熱板の中央部及び周辺部に別々にヒータを設け、
熱板中央部よりも周辺部側のヒータの温度を高く設定す
ることが考えられる。

しかし、中央部及び周辺部の温度の違いによりそれぞれ
の部分の熱膨張が異なり、この結果、熱板にひずみを生
じる場合がある。この熱板にひずみが生じた状態では、
基板を均等に加熱することができない。

この発明の目的は、熱板の熱ひずみを吸収しつつ基板を
均等に加熱することができる成膜装置の基板加熱構造を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る成膜装置の基板加熱構造は、基板を加熱
するためのヒータと、前記ヒータと基板との間に設けら
れた熱板とを有する。

前記熱板は、それらの間に熱ひずみ吸収用の隙間を有す
る中央部材及び周辺部材を有し、前記ヒータの熱を基板
側に伝えるためのものである。

〔作用〕

この発明では、ヒータの熱は、まず熱板の中央部材及び
周辺部材に伝えられ、この熱板各部に貯えられた熱によ
って基板が加熱される。

この基板の加熱に際して、ヒータの設定温度を、熱板中
央部側よりも周辺部側の方を高く設定した場合に、熱板
中央部材及び周辺部材は、それぞれの加熱温度に応じて
熱膨張する。このとき、熱板中央部材と周辺部材との間
には所定の隙間が設けられているため、この隙間により
、各部材の熱膨張によるひずみは吸収される。

〔実施例〕

第１Ａ図は、本発明の一実施例による基板加熱構造を備
えた成膜装置の樅断面を示す。第１Ｂ図は、第１Ａ図装
置の熱板を基板側から見た図である。ここでは、プラズ
マＣＶＤ装置を例にとり説明する。

図において、２０は成膜容器である。この成膜容器２０
内には、成膜処理すべき基板１３が保持されている。こ
の基板１３に対向して、基板１３を加熱するための熱板
１が設けられている。この熱板１は、第１Ｂ図に示すよ
うに、それぞれ矩形状に形成された中央部材１ａ及び周
辺部材１ｂから構成されている。中央部材１ａ及び周辺
部材１ｂの間には、それぞれの背面側に装着された板材
２と、この板材２を連結する連結部材３．３゛とにより
、所定の隙間１ｃが設けられている。また、板材２及び
連結部材３．３”は、各部材１ａ及び■ｂの外周、内周
に沿ってそれぞれ隙間なく装着されている。板材２には
、熱板１の各部材１ａ及び１ｂよりも薄肉のものが用い
られる。なお、この板材２で構成される矩形枠の四角の
部分は、互いの板材２が切り離されている。

中央部材１ａ及び周辺部材１ｂの背面側には、それぞれ
シースヒータ４及び５が装着されている。

シースヒータ４及び５は、それぞれ接続コード１０ａ及
びｌｌａを介して端子１０及び１１により、装置外部の
図示しない２つの加熱制御回路に接続されている。周辺
部材１ｂ背面の端面側には、全周にわたって隙間なく部
材６が固定されている。

この部材６には、支持部材７が装着されている。

支持部材７は、熱板１と対向する平面部７ａと、これに
直交する円筒部７ｂとから構成されている。

円筒部７ｂは成膜容器２０に形成された孔２０ａに挿通
されている。この円筒部７ｂ内には、前記接続コード１
０ａ及びｌｌａが配設されている。

また、円筒部７ｂ内には、シール部材１２が装着されて
いる。このシール部材１２により、シースヒータ４及び
５が装着されたヒータボックス側の空間Ａと、外部の加
熱制御回路側の大気とが遮断されるようになっている。

成膜容器２０に形成された孔２０ａには、Ｏリング９が
装着されたシール保持部材８が固定されている。そして
、この０リング９により、成膜容器２０内の真空圧が維
持されるようになっている。

次に作用効果について説明する。

まず、外部の加熱制御回路により、端子１０及び１１に
それぞれ所定の電圧を印加する。シースヒータ４及び５
の設定温度については、基板１３上の温度分布が均等に
なるように、シースヒータ４よりもシースヒータ５の方
を高く設定する。例えば、中央部材ｌａ側のシースヒー
タ４の設定温度を３００°Ｃとし、周辺部材ｌｂ側のシ
ースヒータ５の設定温度を３５０°Ｃとする。

シースヒータ４及び５の表面温度の上昇に伴い、各ヒー
タ４．５が装着された中央部材１ａ及び周辺部材１ｂは
昇温する。この昇温に伴い、中央部材１ａ及び周辺部材
１ｂはそれぞれ熱膨張する。

例えば中央部材１ａは、第１Ｂ図に示す矢印方向に向か
って熱膨張する。このとき、中央部材１ａ及び周辺部材
１ｂとの間には所定の隙間１ｃが設けられているため、
中央部材１ａの熱膨張に伴い、中央部材１ａの外形寸法
が大きくなっても、中央部材１ａが周辺部材１ｂに干渉
することはない。

なお、中央部材１ａの熱膨張は、薄肉板材２のたわみに
よって吸収される。これにより、加熱による熱膨張によ
って熱板ｌに大きな熱ひずみが発生するのを防止できる
。

このような本実施例によれば、熱板に熱ひずみ吸収用の
隙間を設けたので、熱板の各部分が異なる量の熱膨張を
した場合でも、熱板全体にひずみが生じるのを防止でき
、これにより基板を均等に加熱することができる。

また、基板を均等に加熱する際に、熱板を基板に対して
大きなものにする必要がなくなり、これにより装置全体
をコンパクトなものにすることができる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例ではプラズマＣＶＤ装置を例にと
り説明したが、本発明はスパッタリング装置等の成膜装
置にも適用することができ、この場合にも前記実施例と
同様の効果を奏する。

（ｂ）　　前記実施例では、ヒータボックス側の空間Ａ
（第１Ａ図参照）に何も充填されていないものを示した
が、この空間Ａに断熱材を充填してもよく、この場合で
も前記実施例と同様の効果を奏する。また、この断熱材
を充填することにより、シースヒータの熱の放散を防ぎ
、シースヒータの熱を効率よく熱板に伝えることができ
る。

（Ｃ）　　前記実施例では、シースヒータを各部材で囲
むようにすることにより、プラズマＣＶＤを行う際の成
膜用ガスがシースヒータに付着するのを防止するように
したが、このシースヒータは囲まれていなくてもよい。

このような−例を第２図に示す。この装置では、熱板１
を構成する中央部材１ａ及び周辺部材１ｂは、それぞれ
連結部材１５で連結されており、各部材の間には所定の
隙間ｌＣが設けられている。そして、熱板１の背面側、
すなわちシースヒータ装着側の空間は、基板成膜側の空
間と連通している。一方、接続コード１゜ａ及び１１ａ
の外部取り出し口は、シール部材１３によってシールド
されている。また、各シースヒータ４，５はそれぞれ外
部の図示しない温度制御回路に接続されている。

この第２図装置においても、中央部材１ａ及び周辺部材
１ｂの熱膨張は、隙間１ｃにより吸収することができ、
前記実施例と同様の効果を奏する。

（ｄ）　　第１Ａ図及び第２図に示す装置では、シース
ヒータ４及び５の温度制御を、それぞれ別々の温度制御
回路により行うようにしたものを示したが、これらの温
度制御は１つの温度制御回路で行ってもよいことはいう
までもない。

〔発明の効果〕

本発明に係る成膜装置の基板加熱構造では、熱板の中央
部材と周辺部材との間に熱ひずみ吸収用の隙間を設けた
ので、温度上昇による各部材の熱ひずみをこの隙間によ
り吸収することができ、これにより、熱板全体がひずむ
のを防止することができる。

さらに、この隙間を設けたことにより、基板を均等に加
熱する際に熱板を大型化する必要がなくなり、これによ
り装置全体をコンパクトなものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の一実施例による基板加熱構造を備え
たプラズマＣＶＤ装置の一部断面詳細図、第１Ｂ図は第
１Ａ図装置の熱板を基板側から見た状態を示す図、第２
図は本発明の他の実施例の一部断面詳細図、第３図は従
来のプラズマＣＶＤ装置を示す図、第４図は基板上の温
度分布の状態を説明するための図である。ｌ・・・熱板、１ａ・・・中央部材、１ｂ・・・周辺部
材、１ｃ・・・隙間、４．５・・・シースヒータ、１３
・・・基板２０・・・成膜容器。しｉＪゼ、４″、Ｘ″：第１Ｂ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板を加熱してこの基板上に薄膜を形成する成膜
装置の基板加熱構造であって、前記基板を加熱するため
のヒータと、前記ヒータと基板との間に設けられるとと
もに、それらの間に熱ひずみ吸収用の隙間を有する中央
部材及び周辺部材を有し、前記ヒータの熱を基板側に伝
えるための熱板とを備えた成膜装置の基板加熱構造。