JPH03261131A - 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 - Google Patents

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） 本発明は半導体産業においてシリコンウェハーの表面に
薄膜を形成するためのプラズマ減圧Ｃ■Ｄ装置又はプラ
ズマ光エツチング装置に使用される半導体製造装置用ウ
ェハー加熱装置に関するものである。

（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、エツチング用ガス、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、ウェ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。

そこで第３図に示されるように、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
たウェハーを加熱する間接加熱方式のウェハー加熱装置
が開発されている。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。

（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、しかもウェハ
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
造装置用ウェハー加熱装置を提供するために完成された
ものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題は、緻密なセラミックスからなる円盤状の基
材の内部に抵抗発熱体を埋設するとともに、基材のウェ
ハーがセットされる側の表面を平滑面としたことを特徴
とする半導体製造装置用ウェハー加熱装置によって解決
することができる。

また前記セラ旦ツクスの接ガス面にプラズマＣＶＤ又は
熱ＣＶＤによるセラミック膜を形成することが好ましく
、更に基材の材質をＳｉＪ、とすることが好ましい。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明す
る。

第１図において、（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
本発明のウェハー加熱装置が取付けられている。

このウェハー加熱装置は、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。

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°Ｃ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ＳｉユＮ
４を用いることが最も好ましい。

基材（６）の形状は、その上面に直接又は間接にウェハ
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、ウェハーＷがセットされる側の表面を平滑面
とする必要がある。特にウェハーＷが直接セットされる
場合には平面度を５００　μ−以下として基材（６）と
接するウェハー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法により坑底することが緻密体を得るう
えで有効である。

ところでＳｉ３Ｎ、は高純度のものであっても、焼結助
剤としてイツトリア、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、ＳｉｓＮａ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。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、イツトリア、アルミナ
、イントリビューム系が好ましい。Ｓｉ３Ｎ、は高温に
おける耐久性を有しているため、１０００°Ｃ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。

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Ｓｉ３Ｎ、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。

本発明の効果を確認するため、次の通りの実験を行った
。

まずイントリアナアル短す系の焼結助剤を含むＳｉＪ４
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閣、長さ２．５−のもの
で、これを直径が４−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
２■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）を第２図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、更ニ１６００
°Ｃ（７）熱ＣＶ　Ｄ　ニヨリＳｉｓＮａの高純度皮膜
を膜厚が０．２μｍになるよう生成した。

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このような加熱装置を第１図の
ようにチャンバー　（］）　４こ取付けて真空中でのウ
ェハー加熱テストを行ったところ、基材（６）の直径１
８０　ｗｍの面内のうち、直径１５０■の範囲内におい
て１１００°Ｃ±２％となり、６インチウェハーをチャ
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１０００人エツチングしたうえ、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、エツチング装置用のウェハー加
熱装置にもそのまま利用することができるものである。

（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ェ
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ェハーを迅速かつ熱効率よく加熱
することができる。しかも基材のウェハーがセントされ
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、ウェハーの目的とする表面にＣＶＤやエ
ツ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ェ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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図Ａは基材
の断面図、第２図Ｂはその平面図、第３図は従来例を示
す断面図である。 第　１　図 ６：墜ｆｒ才、７：壬ｆ５−十ん肩１巴体、刃Ｔｚウェ
八へ９（６）：基材、（７）：抵抗発熱体、Ｗ：ウエハ
ー第２図Ａ 第２図Ｂ 第３図 手続補正書く自発〉 平底３年４月１２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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）を埋設するとともに、基材（６
   ）のウェハーＷがセットされる側の表面を平滑面とした
   ことを特徴とする半導体製造装置用ウェハー加熱装置。 ２、接ガス面にプラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤによるセラ
   ミック膜を形成した請求項１記載の半導体製造装置用ウ
   ェハー加熱装置。 ３、基材（６）の材質をＳｉ＿３Ｎ＿４とした請求項１
   又は２記載の半導体製造装置用ウェハー加熱装置。