JPH05129210A - ホツトプレート - Google Patents
ホツトプレートInfo
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- JPH05129210A JPH05129210A JP31329591A JP31329591A JPH05129210A JP H05129210 A JPH05129210 A JP H05129210A JP 31329591 A JP31329591 A JP 31329591A JP 31329591 A JP31329591 A JP 31329591A JP H05129210 A JPH05129210 A JP H05129210A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウェーハ等の試料の高精度かつ均一
な高温加熱を可能としたホットプレートの提供。 【構成】 熱分解窒化ほう素からなる基材（１）の一方
の面に静電チャック用電極（２）が、他方の面に加熱用
電極（３）がいずれも熱分解黒鉛で形成されてなり、し
かも静電チャック用電極の給電部（４）と加熱用電極の
給電部（５）を除く部分に熱分解窒化ほう素被覆膜
（６）が施されてなることを特徴とするホットプレー
ト。
な高温加熱を可能としたホットプレートの提供。 【構成】 熱分解窒化ほう素からなる基材（１）の一方
の面に静電チャック用電極（２）が、他方の面に加熱用
電極（３）がいずれも熱分解黒鉛で形成されてなり、し
かも静電チャック用電極の給電部（４）と加熱用電極の
給電部（５）を除く部分に熱分解窒化ほう素被覆膜
（６）が施されてなることを特徴とするホットプレー
ト。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電材料や半導体材料
からなるシリコンウェーハ等の試料に集積回路を形成す
る工程において、試料の加熱に使用するに好適なホット
プレートに関する。
からなるシリコンウェーハ等の試料に集積回路を形成す
る工程において、試料の加熱に使用するに好適なホット
プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハ等の試料に層間絶縁膜
や保護膜を形成する工程においては、化学気相蒸着（Ｃ
ＶＤ）法が用いられる。ＣＶＤ法では、反応温度に加熱
された試料と反応ガスが接触することにより、試料上で
化学反応が生じて膜が形成される。膜の材質は反応ガス
の種類によって選定され、さらに膜質や膜厚はＣＶＤの
圧力、温度、プラズマの有無等の条件で調節される。そ
して、ＣＶＤの温度は、抵抗加熱、誘導加熱、赤外線加
熱等の方法で制御される。特に試料を１枚ずつホットプ
レートで加熱する方法は枚葉式と呼ばれ、温度を高精度
で制御するのに適した方法である。
や保護膜を形成する工程においては、化学気相蒸着（Ｃ
ＶＤ）法が用いられる。ＣＶＤ法では、反応温度に加熱
された試料と反応ガスが接触することにより、試料上で
化学反応が生じて膜が形成される。膜の材質は反応ガス
の種類によって選定され、さらに膜質や膜厚はＣＶＤの
圧力、温度、プラズマの有無等の条件で調節される。そ
して、ＣＶＤの温度は、抵抗加熱、誘導加熱、赤外線加
熱等の方法で制御される。特に試料を１枚ずつホットプ
レートで加熱する方法は枚葉式と呼ばれ、温度を高精度
で制御するのに適した方法である。
【０００３】しかしながら、従来の枚葉式の加熱におい
ては、加熱により発生する試料のそりによって試料とホ
ットプレートの接触が不均一となって試料面内に温度分
布が生じ膜質や膜厚の分布が不均一になるという問題が
あった。これを改善すべく試料とホットプレートとの間
に熱を伝達しやすいヘリウム等の不活性ガスを介在させ
ることを試みたが、ＣＶＤは減圧下で行なわれる場合が
多く、不活性ガスの圧力を高くすることができないた
め、十分な効果は得られなかった。
ては、加熱により発生する試料のそりによって試料とホ
ットプレートの接触が不均一となって試料面内に温度分
布が生じ膜質や膜厚の分布が不均一になるという問題が
あった。これを改善すべく試料とホットプレートとの間
に熱を伝達しやすいヘリウム等の不活性ガスを介在させ
ることを試みたが、ＣＶＤは減圧下で行なわれる場合が
多く、不活性ガスの圧力を高くすることができないた
め、十分な効果は得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点を解決し、高精度かつ均一な試料の高温加熱を可能
としたホットプレートを提供することにある。
欠点を解決し、高精度かつ均一な試料の高温加熱を可能
としたホットプレートを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、熱
分解窒化ほう素からなる基材１の一方の面に静電チャッ
ク用電極２が、他方の面に加熱用電極３がいずれも熱分
解黒鉛で形成されてなり、しかも静電チャック用電極の
給電部４と加熱用電極の給電部５を除く部分に熱分解窒
化ほう素被覆膜６が施されてなることを特徴とするホッ
トプレートである。
分解窒化ほう素からなる基材１の一方の面に静電チャッ
ク用電極２が、他方の面に加熱用電極３がいずれも熱分
解黒鉛で形成されてなり、しかも静電チャック用電極の
給電部４と加熱用電極の給電部５を除く部分に熱分解窒
化ほう素被覆膜６が施されてなることを特徴とするホッ
トプレートである。
【０００６】以下、さらに詳しく本発明を説明する。本
発明のホットプレートの一例を示す平面図を図１に、そ
れを装備した枚様式ＣＶＤ装置の概略断面図を図２に示
す。
発明のホットプレートの一例を示す平面図を図１に、そ
れを装備した枚様式ＣＶＤ装置の概略断面図を図２に示
す。
【０００７】本発明で使用される基材１は熱分解窒化ほ
う素（Ｐ−ＢＮ）からなるものである。Ｐ−ＢＮとはＣ
ＶＤ法で形成されてなる窒化ほう素（ＢＮ）である。基
材１としてＰ−ＢＮ以外の材料を用いると、ＣＶＤ時に
基材自体の熱分解もしくは基材と反応ガスとの反応が生
じるため好ましくない。また、ＢＮ焼結体を基材に用い
ることも考えられるが、ＢＮ焼結体は機械的強度が小さ
いために基材の厚さを厚くしなければならず、しかも基
材側面から逃げる熱量も大きいので特に７００℃よりも
高い温度に試料を加熱しようとする場合に温度が充分に
上がらないという問題があった。
う素（Ｐ−ＢＮ）からなるものである。Ｐ−ＢＮとはＣ
ＶＤ法で形成されてなる窒化ほう素（ＢＮ）である。基
材１としてＰ−ＢＮ以外の材料を用いると、ＣＶＤ時に
基材自体の熱分解もしくは基材と反応ガスとの反応が生
じるため好ましくない。また、ＢＮ焼結体を基材に用い
ることも考えられるが、ＢＮ焼結体は機械的強度が小さ
いために基材の厚さを厚くしなければならず、しかも基
材側面から逃げる熱量も大きいので特に７００℃よりも
高い温度に試料を加熱しようとする場合に温度が充分に
上がらないという問題があった。
【０００８】基材１の厚さがあまりにも薄いと、静電チ
ャック用電極と加熱用電極との間の絶縁が不充分となる
し、またあまりにも厚いと、厚さ方向に熱が伝わりにく
くなって温度制御の精度が低下するので、0.5 〜１０mm
が好ましい。Ｐ−ＢＮを基材に用いた場合、静電チャッ
クにそりが発生することがあるが、Ｐ−ＢＮは弾力性に
富むため、枚葉式ＣＶＤ装置に装備する際にネジ等を用
いて力を加えながら固定することにより容易にそれを矯
正することができる。
ャック用電極と加熱用電極との間の絶縁が不充分となる
し、またあまりにも厚いと、厚さ方向に熱が伝わりにく
くなって温度制御の精度が低下するので、0.5 〜１０mm
が好ましい。Ｐ−ＢＮを基材に用いた場合、静電チャッ
クにそりが発生することがあるが、Ｐ−ＢＮは弾力性に
富むため、枚葉式ＣＶＤ装置に装備する際にネジ等を用
いて力を加えながら固定することにより容易にそれを矯
正することができる。
【０００９】本発明のホットプレートは、上記基材の一
方の面に静電チャック用電極２を、他方の面に加熱用電
極３をそれぞれ熱分解黒鉛（ＰＧ）で形成することを要
件としている。ＰＧとはＣＶＤ法で形成されてなる黒鉛
をいう。
方の面に静電チャック用電極２を、他方の面に加熱用電
極３をそれぞれ熱分解黒鉛（ＰＧ）で形成することを要
件としている。ＰＧとはＣＶＤ法で形成されてなる黒鉛
をいう。
【００１０】ＰＧ以外の材料で上記の電極２又は３を形
成したのでは、Ｐ−ＢＮ被覆膜６を形成する際やホット
プレートの使用時におけるような高温下においては上記
の電極２又は３と基材１とが反応したり、あるいは両者
の熱膨脹率の違いにより電極が断線したり剥離したりす
る。
成したのでは、Ｐ−ＢＮ被覆膜６を形成する際やホット
プレートの使用時におけるような高温下においては上記
の電極２又は３と基材１とが反応したり、あるいは両者
の熱膨脹率の違いにより電極が断線したり剥離したりす
る。
【００１１】静電チャック用電極２又は加熱用電極３の
厚さとしては、あまりにも薄いと、加熱用電極の抵抗値
が大となって加熱電源に過大な電圧が必要となるし、一
方、あまりにも厚いと、電極が基材から剥離しやすくな
るので、１０μm 〜１mmとするのが好ましい。
厚さとしては、あまりにも薄いと、加熱用電極の抵抗値
が大となって加熱電源に過大な電圧が必要となるし、一
方、あまりにも厚いと、電極が基材から剥離しやすくな
るので、１０μm 〜１mmとするのが好ましい。
【００１２】本発明において、静電チャック用電極の給
電部４と加熱用電極の給電部５以外の部分をＰ−ＢＮ被
覆膜で構成する理由は、静電チャック力を低下させない
こと及び試料上の素子が漏電等により破壊されるのを防
止するためである。Ｐ−ＢＮ被覆膜とはＣＶＤ法で形成
されてなるＢＮ被覆膜をいい、その膜厚としては１０μ
m 〜１mmが好ましい。
電部４と加熱用電極の給電部５以外の部分をＰ−ＢＮ被
覆膜で構成する理由は、静電チャック力を低下させない
こと及び試料上の素子が漏電等により破壊されるのを防
止するためである。Ｐ−ＢＮ被覆膜とはＣＶＤ法で形成
されてなるＢＮ被覆膜をいい、その膜厚としては１０μ
m 〜１mmが好ましい。
【００１３】本発明のホットプレートは、例えば、上記
基材１にＰＧをＣＶＤ法により被覆後、機械加工等によ
り不要なＰＧ部分を除去して静電チャック用電極２と加
熱用電極３を形成させ、さらにＣＶＤ法によりＰ−ＢＮ
被覆膜６を設けた後、静電チャック用電極の給電部４と
加熱用電極の給電部５となる部分のＰ−ＢＮ被覆膜を除
去することによって製造することができる。
基材１にＰＧをＣＶＤ法により被覆後、機械加工等によ
り不要なＰＧ部分を除去して静電チャック用電極２と加
熱用電極３を形成させ、さらにＣＶＤ法によりＰ−ＢＮ
被覆膜６を設けた後、静電チャック用電極の給電部４と
加熱用電極の給電部５となる部分のＰ−ＢＮ被覆膜を除
去することによって製造することができる。
【００１４】ＣＶＤ法は、反応室内に配置された基材上
に、又は電極が形成された基材上に、窒素、アルゴンな
どの不活性ガス雰囲気下、圧力 0.1〜５０torr、温度１
７００〜２０００℃の条件で化学反応を起こさせ膜を形
成させるものである。反応ガスとしては、ＰＧでは、プ
ロパン（C3H8) 、アセチレン（C2H2) 等の炭化水素ガス
が、Ｐ−ＢＮでは、三塩化ほう素（BCl3) 等のハロゲン
化ほう素とアンモニア（NH3)等の混合ガスが主に用いら
れる。
に、又は電極が形成された基材上に、窒素、アルゴンな
どの不活性ガス雰囲気下、圧力 0.1〜５０torr、温度１
７００〜２０００℃の条件で化学反応を起こさせ膜を形
成させるものである。反応ガスとしては、ＰＧでは、プ
ロパン（C3H8) 、アセチレン（C2H2) 等の炭化水素ガス
が、Ｐ−ＢＮでは、三塩化ほう素（BCl3) 等のハロゲン
化ほう素とアンモニア（NH3)等の混合ガスが主に用いら
れる。
【００１５】本発明のホットプレートを装備した枚葉式
ＣＶＤ装置の概略説明図を図２に示す。真空容器８内に
本発明のホットプレート９が置かれ、試料１０はホット
プレート上に固定され、加熱される。試料は、静電チャ
ック用電極に電圧を印加することによって発生した静電
引力により固定され、加熱は、加熱用電源１７からその
給電部５を介して加熱用電極３に電流を流すことによっ
て行なわれる。なお、１８は静電チャック用電極面側に
皿もみが設けられたネジ止め用小孔である。
ＣＶＤ装置の概略説明図を図２に示す。真空容器８内に
本発明のホットプレート９が置かれ、試料１０はホット
プレート上に固定され、加熱される。試料は、静電チャ
ック用電極に電圧を印加することによって発生した静電
引力により固定され、加熱は、加熱用電源１７からその
給電部５を介して加熱用電極３に電流を流すことによっ
て行なわれる。なお、１８は静電チャック用電極面側に
皿もみが設けられたネジ止め用小孔である。
【００１６】本発明のホットプレートには、ホットプレ
ートから試料への熱の伝達を均一にするため、ヘリウム
等の不活性ガス１１を導入するための小孔７を設けてお
くことが好ましい。不活性ガスを導入する場合、その圧
力が試料の単位面積あたりの静電引力をこえると試料が
浮き上がるので注意が必要である。
ートから試料への熱の伝達を均一にするため、ヘリウム
等の不活性ガス１１を導入するための小孔７を設けてお
くことが好ましい。不活性ガスを導入する場合、その圧
力が試料の単位面積あたりの静電引力をこえると試料が
浮き上がるので注意が必要である。
【００１７】上記のとおりに試料が固定された後は、真
空ポンプ１３により排気口１２から排気が行なわれ、真
空容器内が一定圧力に保持される。さらにホットプレー
トが加熱され真空容器内が一定温度に保持される。その
後、ガス導入口１４より反応ガス１５が導入され、試料
表面にＣＶＤ膜が施される。
空ポンプ１３により排気口１２から排気が行なわれ、真
空容器内が一定圧力に保持される。さらにホットプレー
トが加熱され真空容器内が一定温度に保持される。その
後、ガス導入口１４より反応ガス１５が導入され、試料
表面にＣＶＤ膜が施される。
【００１８】本発明のホットプレートの用途は、ＣＶＤ
法により、試料に層間絶縁膜や保護膜を形成する工程に
限られるものではなく、例えばエピタキシャル成長、プ
ラズマＣＶＤ、物理気相蒸着、プラズマエッチングなど
の試料加熱処理工程に用いることができる。
法により、試料に層間絶縁膜や保護膜を形成する工程に
限られるものではなく、例えばエピタキシャル成長、プ
ラズマＣＶＤ、物理気相蒸着、プラズマエッチングなど
の試料加熱処理工程に用いることができる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例と比較例をあげてさらに具体的
に本発明を説明する。
に本発明を説明する。
【００２０】実施例１ 長さ５００mm、幅２５０mm、厚さ５mmの黒鉛板からなる
基材を反応容器内に置き、温度１９５０℃、圧力１torr
に保持して窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニ
アの混合ガスを導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行なった。
ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取り出
し、析出したＰ−ＢＮを基材から離型した。得られたＰ
−ＢＮ板の機械加工を行ない、外径２００mm、厚さ２mm
のＰ−ＢＮ円板を作製し基材とした。
基材を反応容器内に置き、温度１９５０℃、圧力１torr
に保持して窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニ
アの混合ガスを導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行なった。
ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取り出
し、析出したＰ−ＢＮを基材から離型した。得られたＰ
−ＢＮ板の機械加工を行ない、外径２００mm、厚さ２mm
のＰ−ＢＮ円板を作製し基材とした。
【００２１】上記Ｐ−ＢＮ円板からなる基材を反応容器
内に置き、温度１８５０℃、圧力６torrに保持後、窒素
ガスで希釈したプロパンガスを反応容器内に導入してＰ
ＧのＣＶＤを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで
冷却して基材を取り出し、不要部分のＰＧを機械加工で
除去し、一方の片面には静電チャック用電極を、もう一
方の面には加熱用電極を形成した。電極のＰＧの厚さは
いずれも５０μm であった。
内に置き、温度１８５０℃、圧力６torrに保持後、窒素
ガスで希釈したプロパンガスを反応容器内に導入してＰ
ＧのＣＶＤを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで
冷却して基材を取り出し、不要部分のＰＧを機械加工で
除去し、一方の片面には静電チャック用電極を、もう一
方の面には加熱用電極を形成した。電極のＰＧの厚さは
いずれも５０μm であった。
【００２２】次いで、電極が形成された上記基材を再度
反応容器内に置き、温度１９５０℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを導入して熱分解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）のＣＶ
Ｄを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して
基材を取り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用
電極の給電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行
なってホットプレートを作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆
膜の厚さは１５０μm であった。
反応容器内に置き、温度１９５０℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを導入して熱分解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）のＣＶ
Ｄを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して
基材を取り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用
電極の給電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行
なってホットプレートを作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆
膜の厚さは１５０μm であった。
【００２３】上記ホットプレートを１０-3torrの真空中
で８００℃に加熱し、静電チャック用電源からその給電
部を介して静電チャック用電極に３ＫＶの直流電圧を印
加して１５０mmφシリコンウェーハの吸着試験を行なっ
たところ、２５gf／cm2 の静電吸着力が得られた。
で８００℃に加熱し、静電チャック用電源からその給電
部を介して静電チャック用電極に３ＫＶの直流電圧を印
加して１５０mmφシリコンウェーハの吸着試験を行なっ
たところ、２５gf／cm2 の静電吸着力が得られた。
【００２４】次いで、上記ホットプレートを枚葉式ＣＶ
Ｄ装置に静電チャック用電極側が上向きになるように取
り付けた。１５０mmφシリコンウェーハをホットプレー
ト上に置き、静電チャック用電極に３ＫＶの直流電圧を
印加してシリコンウェーハを固定し、装置内を真空排気
しながら加熱用電極の給電部に電流を通じてシリコンウ
ェーハを７００℃まで加熱した。
Ｄ装置に静電チャック用電極側が上向きになるように取
り付けた。１５０mmφシリコンウェーハをホットプレー
ト上に置き、静電チャック用電極に３ＫＶの直流電圧を
印加してシリコンウェーハを固定し、装置内を真空排気
しながら加熱用電極の給電部に電流を通じてシリコンウ
ェーハを７００℃まで加熱した。
【００２５】温度がほぼ一定になった時点におけるシリ
コンウェーハ面内の温度分布は、±３０℃のばらつきで
あった。その後、装置内の圧力を１torrにして、モノシ
ラン（SiH4) 、アンモニア(NH3) 及び水素(H2)の混合ガ
スを導入して窒化けい素(Si3N4) のＣＶＤを行なった。
膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後、シリコンウェーハ
面内のSi3N4 の厚さ分布を測定したところ、±２０％の
ばらつきがあった。
コンウェーハ面内の温度分布は、±３０℃のばらつきで
あった。その後、装置内の圧力を１torrにして、モノシ
ラン（SiH4) 、アンモニア(NH3) 及び水素(H2)の混合ガ
スを導入して窒化けい素(Si3N4) のＣＶＤを行なった。
膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後、シリコンウェーハ
面内のSi3N4 の厚さ分布を測定したところ、±２０％の
ばらつきがあった。
【００２６】比較例１ 静電チャック用電極を形成させないホットプレートを用
いたこと以外は実施例１と同様にして試験した。その結
果、温度がほぼ一定になった時点におけるシリコンウェ
ーハ面内の温度分布は、±１２０℃のばらつきであっ
た。また、膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後のシリコ
ンウェーハ面内のSi3N4 の厚さ分布は、±６０％のばら
つきであった。
いたこと以外は実施例１と同様にして試験した。その結
果、温度がほぼ一定になった時点におけるシリコンウェ
ーハ面内の温度分布は、±１２０℃のばらつきであっ
た。また、膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後のシリコ
ンウェーハ面内のSi3N4 の厚さ分布は、±６０％のばら
つきであった。
【００２７】実施例２ 外径２５０mm、厚さ３mmのＰ−ＢＮ円板の中心から８０
mmの位置に等間隔に直径５mmの不活性ガス導入用小孔を
４個あけた。その後、実施例１と同様にしてホットプレ
ートを作製し、枚葉式ＣＶＤ装置に取り付けてシリコン
ウェーハを加熱した。
mmの位置に等間隔に直径５mmの不活性ガス導入用小孔を
４個あけた。その後、実施例１と同様にしてホットプレ
ートを作製し、枚葉式ＣＶＤ装置に取り付けてシリコン
ウェーハを加熱した。
【００２８】シリコンウェーハの温度がほぼ一定になっ
た時点で、ホットプレートの不活性ガス導入用小孔より
ヘリウムガスを５torrの圧力で導入して１時間保持した
ところ、シリコンウェーハ面内の温度分布は、±１０℃
のばらつきであった。その後、装置内の圧力を１torrに
して、モノシラン（SiH4) 、アンモニア(NH3) 及び水素
(H2)の混合ガスを導入して窒化けい素(Si3N4) のＣＶＤ
を行なった。膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後、シリ
コンウェーハ面内のSi3N4 の厚さ分布を測定したとこ
ろ、±１０％のばらつきであった。
た時点で、ホットプレートの不活性ガス導入用小孔より
ヘリウムガスを５torrの圧力で導入して１時間保持した
ところ、シリコンウェーハ面内の温度分布は、±１０℃
のばらつきであった。その後、装置内の圧力を１torrに
して、モノシラン（SiH4) 、アンモニア(NH3) 及び水素
(H2)の混合ガスを導入して窒化けい素(Si3N4) のＣＶＤ
を行なった。膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後、シリ
コンウェーハ面内のSi3N4 の厚さ分布を測定したとこ
ろ、±１０％のばらつきであった。
【００２９】比較例２ 静電チャック用電極を形成させないホットプレートを用
いたこと、及び小孔からのヘリウムガスの導入圧力を１
torrにしたこと以外は実施例２と同様にして試験した。
その結果、ヘリウムガス導入１時間後のシリコンウェー
ハ面内の温度分布は、±８０℃のばらつきであった。ま
た、膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後のシリコンウェ
ーハ面内のSi3N4の厚さ分布は、±４０％のばらつきで
あった。
いたこと、及び小孔からのヘリウムガスの導入圧力を１
torrにしたこと以外は実施例２と同様にして試験した。
その結果、ヘリウムガス導入１時間後のシリコンウェー
ハ面内の温度分布は、±８０℃のばらつきであった。ま
た、膜厚１μm のSi3N4 を析出させた後のシリコンウェ
ーハ面内のSi3N4の厚さ分布は、±４０％のばらつきで
あった。
【００３０】実施例３ 実施例２と同一の基材を反応容器内に置き、温度１９０
０℃、圧力１０torrに保持後、窒素ガスで希釈したプロ
パンガスを反応容器内に導入してＰＧのＣＶＤを行なっ
た。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取り
出し、不要部分のＰＧを機械加工で除去し、一方の片面
には静電チャック用電極を、もう一方の面には加熱用電
極を形成した。両電極のＰＧの厚さはいずれも８０μm
であった。
０℃、圧力１０torrに保持後、窒素ガスで希釈したプロ
パンガスを反応容器内に導入してＰＧのＣＶＤを行なっ
た。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取り
出し、不要部分のＰＧを機械加工で除去し、一方の片面
には静電チャック用電極を、もう一方の面には加熱用電
極を形成した。両電極のＰＧの厚さはいずれも８０μm
であった。
【００３１】次いで、電極が形成された上記基材を再度
反応容器内に置き、温度２０００℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを反応容器内に導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行な
った。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取
り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用電極の給
電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行なってホ
ットプレートを作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆膜の厚さ
は２００μm であった。
反応容器内に置き、温度２０００℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを反応容器内に導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行な
った。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取
り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用電極の給
電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行なってホ
ットプレートを作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆膜の厚さ
は２００μm であった。
【００３２】比較例３ 基材としてＰ−ＢＮ円板のかわりに窒化アルミニウム
（AlN)焼結体円板を用いたこと以外は実施例３と同一の
条件でＰＧのＣＶＤを行なったところ、AlN が分解・気
化して基材が著しく変形しホットプレートの作製は不可
能であった。
（AlN)焼結体円板を用いたこと以外は実施例３と同一の
条件でＰＧのＣＶＤを行なったところ、AlN が分解・気
化して基材が著しく変形しホットプレートの作製は不可
能であった。
【００３３】実施例４ 外径７０mm、厚さ0.9 mmのＰ−ＢＮ円板を基材として反
応容器内に置き、温度１８００℃、圧力３torrに保持
後、窒素ガスで希釈したプロパンガスを反応容器内に導
入してＰＧのＣＶＤを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を
室温まで冷却して基材を取り出し、不要部分のＰＧを機
械加工で除去し、一方の片面には静電チャック用電極
を、もう一方の面には加熱用電極を形成した。両電極の
ＰＧの厚さはいずれも３０μm であった。
応容器内に置き、温度１８００℃、圧力３torrに保持
後、窒素ガスで希釈したプロパンガスを反応容器内に導
入してＰＧのＣＶＤを行なった。ＣＶＤ後、反応容器を
室温まで冷却して基材を取り出し、不要部分のＰＧを機
械加工で除去し、一方の片面には静電チャック用電極
を、もう一方の面には加熱用電極を形成した。両電極の
ＰＧの厚さはいずれも３０μm であった。
【００３４】次いで、電極が形成された上記基材を再度
反応容器内に置き、温度２０００℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを反応容器内に導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行な
った。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取
り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用電極の給
電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行ない、さ
らに静電チャック用電極面側に皿もみを設けたネジ止め
用小孔を、中央付近に１個、縁部に等間隔に４個、電極
を損傷しない位置にあけて図１に示すホットプレートを
作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆膜の厚さは１００μm で
あった。このホットプレートを定盤上に置き、ハイトゲ
ージを用いてホットプレート中央部と端部との高さの差
を求めそり量を測定したところ、３００μm であった。
反応容器内に置き、温度２０００℃、圧力１torrに保持
後、窒素ガスで希釈した三塩化ほう素とアンモニアの混
合ガスを反応容器内に導入してＰ−ＢＮのＣＶＤを行な
った。ＣＶＤ後、反応容器を室温まで冷却して基材を取
り出し、静電チャック用電極の給電部と加熱用電極の給
電部のＰ−ＢＮ除去及び表面の研磨仕上げを行ない、さ
らに静電チャック用電極面側に皿もみを設けたネジ止め
用小孔を、中央付近に１個、縁部に等間隔に４個、電極
を損傷しない位置にあけて図１に示すホットプレートを
作製した。なお、Ｐ−ＢＮ被覆膜の厚さは１００μm で
あった。このホットプレートを定盤上に置き、ハイトゲ
ージを用いてホットプレート中央部と端部との高さの差
を求めそり量を測定したところ、３００μm であった。
【００３５】続いて、ネジ止め用小孔に皿ネジを通し、
あらかじめネジ穴をあけた固定台に上記ホットプレート
をネジ止めで固定した。この時、ホットプレートが変形
してそりが矯正されたため固定後のそり量は５μm であ
った。このホットプレートを用いて0.1 torrの真空中で
静電チャック用電源からホットプレートの給電部を介し
て静電チャック用電極に1.2 ＫＶの直流電圧を印加して
５０mmφシリコンウェーハの吸着試験を行なったとこ
ろ、２０gf／cm2 の静電吸着力が得られた。さらに加熱
用電極の給電部に電流を通じてシリコンウェーハの加熱
を行なったところ、１０００℃以上まで加熱することが
できた。
あらかじめネジ穴をあけた固定台に上記ホットプレート
をネジ止めで固定した。この時、ホットプレートが変形
してそりが矯正されたため固定後のそり量は５μm であ
った。このホットプレートを用いて0.1 torrの真空中で
静電チャック用電源からホットプレートの給電部を介し
て静電チャック用電極に1.2 ＫＶの直流電圧を印加して
５０mmφシリコンウェーハの吸着試験を行なったとこ
ろ、２０gf／cm2 の静電吸着力が得られた。さらに加熱
用電極の給電部に電流を通じてシリコンウェーハの加熱
を行なったところ、１０００℃以上まで加熱することが
できた。
【００３６】比較例４ 基材としてＰ−ＢＮ円板のかわりにＢＮ焼結体円板を用
いたこと以外は実施例４と同一の条件でホットプレート
を作製したところ、そり量は４００μm であった。この
ホットプレートを実施例４と同様にしてネジ止めで固定
台に固定しようとしたが、ネジ止め用小孔を起点として
ホットプレートに亀裂が生じて破損した。比較例５ 基材としてＰ−ＢＮ円板のかわりに外径７０mm、厚さ５
mmのＢＮ焼結体円板を用いたこと以外は実施例４と同一
の条件でホットプレートを作製したところ、そり量は１
０μm であった。このホットプレートを実施例４と同様
にしてネジ止めで固定台に固定したところ、ホットプレ
ートに亀裂は起こらず、また、ネジ止め前後においてそ
り量は変化しなかった。
いたこと以外は実施例４と同一の条件でホットプレート
を作製したところ、そり量は４００μm であった。この
ホットプレートを実施例４と同様にしてネジ止めで固定
台に固定しようとしたが、ネジ止め用小孔を起点として
ホットプレートに亀裂が生じて破損した。比較例５ 基材としてＰ−ＢＮ円板のかわりに外径７０mm、厚さ５
mmのＢＮ焼結体円板を用いたこと以外は実施例４と同一
の条件でホットプレートを作製したところ、そり量は１
０μm であった。このホットプレートを実施例４と同様
にしてネジ止めで固定台に固定したところ、ホットプレ
ートに亀裂は起こらず、また、ネジ止め前後においてそ
り量は変化しなかった。
【００３７】このホットプレートを用いて実施例４と同
一の条件でシリコンウェーハの吸着試験を行なったとこ
ろ、１８gf／cm2 の静電吸着力が得られた。さらに実施
例４と同様にしてシリコンウェーハの加熱を行なったと
ころ、７００℃までしかそれを加熱することができなか
った。
一の条件でシリコンウェーハの吸着試験を行なったとこ
ろ、１８gf／cm2 の静電吸着力が得られた。さらに実施
例４と同様にしてシリコンウェーハの加熱を行なったと
ころ、７００℃までしかそれを加熱することができなか
った。
【００３８】実施例５ 実施例３で作製したホットプレートを１０-5torrの真空
中で８００℃に加熱し、静電チャック用電極に５ＫＶの
直流電圧を印加して２００mmφシリコンウェーハの吸着
試験を行なったところ、４０gf／cm2 の静電吸着力が得
られた。この時のホットプレートのＰ−ＢＮ被覆膜の基
材面に垂直方向における比抵抗は、1.2×１０12Ω・cm
であった。
中で８００℃に加熱し、静電チャック用電極に５ＫＶの
直流電圧を印加して２００mmφシリコンウェーハの吸着
試験を行なったところ、４０gf／cm2 の静電吸着力が得
られた。この時のホットプレートのＰ−ＢＮ被覆膜の基
材面に垂直方向における比抵抗は、1.2×１０12Ω・cm
であった。
【００３９】比較例６ 実施例３において、静電チャック用電極と加熱用電極を
タングステンで形成した。タングステンの厚さは２０μ
m であった。その後、これを反応容器内に置き、Ｐ−Ｂ
Ｎ被覆膜を実施例３と同一の方法で形成したところ、タ
ングステン電極とＰ−ＢＮ基材の界面付近及びタングス
テン電極とＰ−ＢＮ被覆膜の界面付近でほう化タングス
テンと窒化タングステンが生成していた。
タングステンで形成した。タングステンの厚さは２０μ
m であった。その後、これを反応容器内に置き、Ｐ−Ｂ
Ｎ被覆膜を実施例３と同一の方法で形成したところ、タ
ングステン電極とＰ−ＢＮ基材の界面付近及びタングス
テン電極とＰ−ＢＮ被覆膜の界面付近でほう化タングス
テンと窒化タングステンが生成していた。
【００４０】上記ホットプレートの静電吸着力と比抵抗
を実施例５と同一の方法で測定したところ、静電吸着力
は静電チャック用電極からシリコンウェーハへの漏電が
著しく５ＫＶの直流電圧の印加が不可能であったため、
測定不能であった。この時のホットプレートのＰ−ＢＮ
被覆膜の基材面に垂直方向における比抵抗は８×１０4
Ω・cmであった。
を実施例５と同一の方法で測定したところ、静電吸着力
は静電チャック用電極からシリコンウェーハへの漏電が
著しく５ＫＶの直流電圧の印加が不可能であったため、
測定不能であった。この時のホットプレートのＰ−ＢＮ
被覆膜の基材面に垂直方向における比抵抗は８×１０4
Ω・cmであった。
【００４１】比較例７ Ｐ−ＢＮ被覆膜のかわりに熱分解窒化アルミニウム（Ｐ
−AlN ）被覆膜を形成させたこと以外は実施例３と同一
の方法でホットプレートの作製を試みた。なお、Ｐ−Al
N 被覆膜は、温度１０００℃、圧力１torrに保持後、窒
素ガスで希釈した塩化アルミニウムガス（Al2Cl6) とア
ンモニアの混合ガスを反応容器内に導入してＣＶＤを行
ない、形成させた。その結果、Ｐ−AlN 被覆膜のＣＶＤ
後、反応容器を室温まで冷却し基材を取り出した時点で
Ｐ−AlN 被覆膜に多数の亀裂が生じており、触れるだけ
その膜は容易に剥離したのでホットプレートの作製は不
可能であった。
−AlN ）被覆膜を形成させたこと以外は実施例３と同一
の方法でホットプレートの作製を試みた。なお、Ｐ−Al
N 被覆膜は、温度１０００℃、圧力１torrに保持後、窒
素ガスで希釈した塩化アルミニウムガス（Al2Cl6) とア
ンモニアの混合ガスを反応容器内に導入してＣＶＤを行
ない、形成させた。その結果、Ｐ−AlN 被覆膜のＣＶＤ
後、反応容器を室温まで冷却し基材を取り出した時点で
Ｐ−AlN 被覆膜に多数の亀裂が生じており、触れるだけ
その膜は容易に剥離したのでホットプレートの作製は不
可能であった。
【００４２】
【発明の効果】本発明のホットプレートをＣＶＤ装置に
用いることにより、従来困難であったシリコンウェーハ
等の試料を高精度かつ均一に高温加熱をすることができ
る。従って、シリコンウェーハ等の試料上に膜質や膜厚
が均一な層間絶縁膜や保護膜などを形成することが可能
となり半導体素子の生産性や品質の向上に大きく寄与す
る。
用いることにより、従来困難であったシリコンウェーハ
等の試料を高精度かつ均一に高温加熱をすることができ
る。従って、シリコンウェーハ等の試料上に膜質や膜厚
が均一な層間絶縁膜や保護膜などを形成することが可能
となり半導体素子の生産性や品質の向上に大きく寄与す
る。
【図１】 本発明の実施例４で作製されたホットプレー
トの平面図。
トの平面図。
【図２】 本発明例の実施例４で作製されたホットプレ
ートを装備した枚葉式ＣＶＤ装置の概略断面図。
ートを装備した枚葉式ＣＶＤ装置の概略断面図。
１ 基材 ２ 静電チャック用電極 ３ 加熱用電極 ４ 静電チャック用電極の給電部 ５ 加熱用電極の給電部 ６ 熱分解窒化ほう素被覆膜 ７ 不活性ガス導入用小孔 ８ 真空容器 ９ ホットプレート １０ 試料 １１ 不活性ガス １２ 排気口 １３ 真空ポンプ １４ ガス導入口 １５ 反応ガス １６ 静電チャック用電源 １７ 加熱用電源 １８ ネジ止め用小孔
Claims (1)
- 【請求項１】 熱分解窒化ほう素からなる基材（１）の
一方の面に静電チャック用電極（２）が、他方の面に加
熱用電極（３）がいずれも熱分解黒鉛で形成されてな
り、しかも静電チャック用電極の給電部（４）と加熱用
電極の給電部（５）を除く部分に熱分解窒化ほう素被覆
膜（６）が施されてなることを特徴とするホットプレー
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31329591A JP3155792B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | ホットプレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31329591A JP3155792B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | ホットプレート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129210A true JPH05129210A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3155792B2 JP3155792B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=18039504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31329591A Expired - Fee Related JP3155792B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | ホットプレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155792B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5591269A (en) * | 1993-06-24 | 1997-01-07 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| KR970008470A (ko) * | 1995-07-18 | 1997-02-24 | 제임스 조셉 드롱 | 유체 흐름 조절기를 가지는 정전기 척 |
| US6092299A (en) * | 1997-09-05 | 2000-07-25 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| US6207006B1 (en) | 1997-09-18 | 2001-03-27 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| US6917021B2 (en) | 2002-06-20 | 2005-07-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus with electrostatic attraction function |
| US6949726B2 (en) | 2003-08-27 | 2005-09-27 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus having electrostatic adsorption function |
| US6953918B2 (en) | 2002-11-01 | 2005-10-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus which has electrostatic adsorption function, and method for producing it |
| EP1845754A1 (en) | 2006-04-13 | 2007-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| JP2008085329A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理システムに用いられる耐浸食性絶縁層を有する温度制御された基板ホルダ |
| JP2008159900A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電チャック付きセラミックヒーター |
| US7679880B2 (en) | 2006-04-28 | 2010-03-16 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd | Electrostatic chuck and manufacturing method thereof |
| US7683295B2 (en) | 2005-08-09 | 2010-03-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| US7952054B2 (en) | 2006-04-13 | 2011-05-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| JP2012059837A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Nihon Ceratec Co Ltd | シャフトおよび支持装置 |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP31329591A patent/JP3155792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5591269A (en) * | 1993-06-24 | 1997-01-07 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| KR970008470A (ko) * | 1995-07-18 | 1997-02-24 | 제임스 조셉 드롱 | 유체 흐름 조절기를 가지는 정전기 척 |
| US6092299A (en) * | 1997-09-05 | 2000-07-25 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| US6207006B1 (en) | 1997-09-18 | 2001-03-27 | Tokyo Electron Limited | Vacuum processing apparatus |
| US6917021B2 (en) | 2002-06-20 | 2005-07-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus with electrostatic attraction function |
| US6953918B2 (en) | 2002-11-01 | 2005-10-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus which has electrostatic adsorption function, and method for producing it |
| US6949726B2 (en) | 2003-08-27 | 2005-09-27 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating apparatus having electrostatic adsorption function |
| US7683295B2 (en) | 2005-08-09 | 2010-03-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| EP1845754A1 (en) | 2006-04-13 | 2007-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| US7952054B2 (en) | 2006-04-13 | 2011-05-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| US8115141B2 (en) | 2006-04-13 | 2012-02-14 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Heating element |
| US7679880B2 (en) | 2006-04-28 | 2010-03-16 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd | Electrostatic chuck and manufacturing method thereof |
| JP2008085329A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理システムに用いられる耐浸食性絶縁層を有する温度制御された基板ホルダ |
| JP2008159900A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電チャック付きセラミックヒーター |
| JP2012059837A (ja) * | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Nihon Ceratec Co Ltd | シャフトおよび支持装置 |
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|---|---|
| JP3155792B2 (ja) | 2001-04-16 |
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