JPH05291148A - 半導体基板の加熱装置および加熱方法 - Google Patents
半導体基板の加熱装置および加熱方法Info
- Publication number
- JPH05291148A JPH05291148A JP8696192A JP8696192A JPH05291148A JP H05291148 A JPH05291148 A JP H05291148A JP 8696192 A JP8696192 A JP 8696192A JP 8696192 A JP8696192 A JP 8696192A JP H05291148 A JPH05291148 A JP H05291148A
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- Japan
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- semiconductor substrate
- heater
- substrate
- heating
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】半導体基板の加熱性の向上。
【構成】熱伝導が良好な絶縁性基体と、この基体に設け
られるヒータ８と、前記基体の半導体基板載置面より下
方に設けられ、通電により半導体基板に対する静電力を
生じ、前記基体上に載置される半導体基板を前記基体に
押し付ける電極体９と、前記半導体基板が載置される部
分の前記基体に設けられ加熱用ガスが導入される溝１２
とを具備したことを特徴とする。
られるヒータ８と、前記基体の半導体基板載置面より下
方に設けられ、通電により半導体基板に対する静電力を
生じ、前記基体上に載置される半導体基板を前記基体に
押し付ける電極体９と、前記半導体基板が載置される部
分の前記基体に設けられ加熱用ガスが導入される溝１２
とを具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造時に
半導体基板を加熱するための半導体基板の加熱装置およ
び加熱方法に関し、特に半導体基板上に薄膜を形成する
場合に使用される。
半導体基板を加熱するための半導体基板の加熱装置およ
び加熱方法に関し、特に半導体基板上に薄膜を形成する
場合に使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程で用いる種
々の薄膜を、半導体基板上に形成する方法の一つとし
て、化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）がある。このＣＶＤ
法は、半導体基板の表面に原料ガスを輸送し、半導体基
板表面での化学反応により、薄膜を形成するものであ
る。ここで、前記化学反応を速やかに進行させるため、
熱エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー等を利用
する。
々の薄膜を、半導体基板上に形成する方法の一つとし
て、化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）がある。このＣＶＤ
法は、半導体基板の表面に原料ガスを輸送し、半導体基
板表面での化学反応により、薄膜を形成するものであ
る。ここで、前記化学反応を速やかに進行させるため、
熱エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー等を利用
する。
【０００３】しかし、前記ＣＶＤ法により薄膜を形成す
る場合、一般的には抵抗通電などによるヒータを用いる
ことが多い。この場合、半導体基板は、ヒータを備えた
基板載置部からの熱で加熱されるが、半導体基板が静電
チャック方式で基板載置部に密着させることにより、加
熱効率を上げても静電チャック方式による密着とはいい
ながら、やはり極微的には、半導体基板と基板載置部と
の間には隙間が生じるため、大部分の熱については、前
記ヒータを構成するタングステン線からの輻射でしか半
導体基板に伝わらない。このため半導体基板を、真空中
において室温から２００℃程度まで加熱するのに１５分
程度もかかってしまい、スループットを低下させるとい
う問題があった。また、上記の場合は輻射で半導体基板
を加熱しているため、この基板のアルミニウム配線の占
積率が小さいと、半導体基板の温度が上がらないという
問題があった。その理由は、半導体基板の裏面からくる
輻射熱が、半導体基板表面のアルミニウム配線に当たっ
てはねかえり、半導体基板を暖める確率が減少するため
である。また、半導体基板表面のアルミニウム配線の占
有場所の偏りにより、半導体基板面に沿う温度分布の均
一性も良くないという問題もあった。また半導体基板へ
の熱エネルギーの伝導効果を高めるため、半導体基板を
静電引力で加熱器に密着させる上記静電チャック方式を
用いても、その密着力の改善で、ある程度基板加熱率は
向上するものの、やはり半導体基板を真空中において２
００℃まで昇温するには１０分間もかかってしまい、静
電チャック方式の基板加熱方法のみでは不十分であっ
た。
る場合、一般的には抵抗通電などによるヒータを用いる
ことが多い。この場合、半導体基板は、ヒータを備えた
基板載置部からの熱で加熱されるが、半導体基板が静電
チャック方式で基板載置部に密着させることにより、加
熱効率を上げても静電チャック方式による密着とはいい
ながら、やはり極微的には、半導体基板と基板載置部と
の間には隙間が生じるため、大部分の熱については、前
記ヒータを構成するタングステン線からの輻射でしか半
導体基板に伝わらない。このため半導体基板を、真空中
において室温から２００℃程度まで加熱するのに１５分
程度もかかってしまい、スループットを低下させるとい
う問題があった。また、上記の場合は輻射で半導体基板
を加熱しているため、この基板のアルミニウム配線の占
積率が小さいと、半導体基板の温度が上がらないという
問題があった。その理由は、半導体基板の裏面からくる
輻射熱が、半導体基板表面のアルミニウム配線に当たっ
てはねかえり、半導体基板を暖める確率が減少するため
である。また、半導体基板表面のアルミニウム配線の占
有場所の偏りにより、半導体基板面に沿う温度分布の均
一性も良くないという問題もあった。また半導体基板へ
の熱エネルギーの伝導効果を高めるため、半導体基板を
静電引力で加熱器に密着させる上記静電チャック方式を
用いても、その密着力の改善で、ある程度基板加熱率は
向上するものの、やはり半導体基板を真空中において２
００℃まで昇温するには１０分間もかかってしまい、静
電チャック方式の基板加熱方法のみでは不十分であっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、半導体基板付近の構成を、半導体基板を良好に昇温
し得るようにすることにより、半導体基板の加熱効率
を、より一層上げることができるようにすることにあ
る。
は、半導体基板付近の構成を、半導体基板を良好に昇温
し得るようにすることにより、半導体基板の加熱効率
を、より一層上げることができるようにすることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】本発明は、熱伝導
が良好な絶縁性基体と、この基体に設けられるヒータ
と、前記基体の半導体基板載置面より下方に設けられ、
通電により半導体基板に対する静電力を生じ、前記基体
上に載置される半導体基板を前記基体に押し付ける電極
体と、前記半導体基板が載置される部分の前記基体に設
けられ加熱用ガスを導入するスルーホールおよび加熱用
ガスが導入される溝とを具備したことを特徴とする半導
体基板の加熱装置である。また本発明は、半導体基板を
載置する絶縁性基体に対するヒータからの熱伝導で、前
記半導体基板を加熱する工程と、前記ヒータからの熱伝
導で加熱される前記基体に、前記半導体基体を静電引力
で固定する工程と、前記基体の表面に設けられた溝に加
熱用ガスを導入し、このガスを前記半導体基板に接触さ
せながらこの半導体基板を加熱する工程とを具備したこ
とを特徴とする半導体基板の加熱方法である。
が良好な絶縁性基体と、この基体に設けられるヒータ
と、前記基体の半導体基板載置面より下方に設けられ、
通電により半導体基板に対する静電力を生じ、前記基体
上に載置される半導体基板を前記基体に押し付ける電極
体と、前記半導体基板が載置される部分の前記基体に設
けられ加熱用ガスを導入するスルーホールおよび加熱用
ガスが導入される溝とを具備したことを特徴とする半導
体基板の加熱装置である。また本発明は、半導体基板を
載置する絶縁性基体に対するヒータからの熱伝導で、前
記半導体基板を加熱する工程と、前記ヒータからの熱伝
導で加熱される前記基体に、前記半導体基体を静電引力
で固定する工程と、前記基体の表面に設けられた溝に加
熱用ガスを導入し、このガスを前記半導体基板に接触さ
せながらこの半導体基板を加熱する工程とを具備したこ
とを特徴とする半導体基板の加熱方法である。
【０００６】すなわち本発明は、半導体基板を、前記ヒ
ータおよびガスによって加熱することで、熱伝導、輻
射、対流による加熱を行い、しかも、前記ガスを前記溝
に導入することによって、溝の圧力を局所的に高めヒー
タからの熱伝導の加熱効率を上昇させたものである。
ータおよびガスによって加熱することで、熱伝導、輻
射、対流による加熱を行い、しかも、前記ガスを前記溝
に導入することによって、溝の圧力を局所的に高めヒー
タからの熱伝導の加熱効率を上昇させたものである。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図１は本実施例の構成を断面的に示したものであ
り、減圧ＣＶＤ装置に適用した場合の例である。ここ
で、容器１はアルミニウム（Ａｌ）合金製であり、容器
１の壁は、水冷パイプ２により水冷されている。容器１
の内部は、減圧ＣＶＤ法により薄膜形成を行うための反
応室３となっている。この反応室３に、原料ガス供給パ
イプ４により原料ガスを供給できるようになっている。
反応室３の底部には、図示しない排気系に接続される排
気口５が形成され、反応室３の内部を減圧状態にするこ
とができる。
する。図１は本実施例の構成を断面的に示したものであ
り、減圧ＣＶＤ装置に適用した場合の例である。ここ
で、容器１はアルミニウム（Ａｌ）合金製であり、容器
１の壁は、水冷パイプ２により水冷されている。容器１
の内部は、減圧ＣＶＤ法により薄膜形成を行うための反
応室３となっている。この反応室３に、原料ガス供給パ
イプ４により原料ガスを供給できるようになっている。
反応室３の底部には、図示しない排気系に接続される排
気口５が形成され、反応室３の内部を減圧状態にするこ
とができる。
【０００８】また、反応室３の底部には、石英サセプタ
６が配置されており、そのうえに、半導体基板７を載置
する基体としての加熱器１０が配設されている。この基
体としての加熱器１０は、半導体基板７を加熱するヒー
タとしてのタングステン線８、また半導体基板７を静電
引力で吸引する電極９の周囲をアルミナで覆ったもので
ある。したがってこのアルミナは、タングステン線８に
接してこれを埋め込んだ構成である。また電極９と基板
７との間に、絶縁物を介在させた構成でもある。加熱器
１０には、その表面部に、スルーホール１１を介して不
活性ガスを導入する溝１２が設けられている。スルーホ
ール１１は不活性ガス導入部に接続される。溝１２の平
面形状の具体例を示せば、例えば図２、図３のごときも
のとなるが、これのみに限られず、前記加熱用のガスで
半導体基板７の裏面を良好に加熱できる形状ならば、ど
の様なものでもよい。タングステン線８、電極９は、そ
れぞれリード１３ａ、１３ｂを介して各電源（図示せ
ず）に接続されている。そしてこの電源の電圧、電流を
制御することにより、半導体基板７に対する加熱量、吸
引力を制御可能になっている。
６が配置されており、そのうえに、半導体基板７を載置
する基体としての加熱器１０が配設されている。この基
体としての加熱器１０は、半導体基板７を加熱するヒー
タとしてのタングステン線８、また半導体基板７を静電
引力で吸引する電極９の周囲をアルミナで覆ったもので
ある。したがってこのアルミナは、タングステン線８に
接してこれを埋め込んだ構成である。また電極９と基板
７との間に、絶縁物を介在させた構成でもある。加熱器
１０には、その表面部に、スルーホール１１を介して不
活性ガスを導入する溝１２が設けられている。スルーホ
ール１１は不活性ガス導入部に接続される。溝１２の平
面形状の具体例を示せば、例えば図２、図３のごときも
のとなるが、これのみに限られず、前記加熱用のガスで
半導体基板７の裏面を良好に加熱できる形状ならば、ど
の様なものでもよい。タングステン線８、電極９は、そ
れぞれリード１３ａ、１３ｂを介して各電源（図示せ
ず）に接続されている。そしてこの電源の電圧、電流を
制御することにより、半導体基板７に対する加熱量、吸
引力を制御可能になっている。
【０００９】石英サセプタ６、加熱器１０の縁部付近に
は、基板７を上から押さえて固定するための石英製固定
治具１４が設けられている。固定治具１４の下面には、
Ａｌ膜１５が設けられ、上方へ行く熱を、下方へ反射さ
せるようになっている。固定治具１４には、基板７を固
定したり、その固定を解除するための昇降機構１６が設
けられている。この昇降機構１６は、基板７を加熱器１
０の上に載置して加熱する場合は、下方へ移動し、基板
７の縁部に密着しながらこの基板７を固定する。 図１
の装置により、基板７上に、例えばＣＶＤ法でタングス
テン膜を形成するには、まず基板７を加熱器１０上に固
定する。この時タングステン線８には、あらかじめ通電
しておき、加熱器１０をタングステンの成膜に必要な温
度まで加熱しておく。次に、基板７を、静電引力で下方
に吸引するため、電極９に電圧を印加して、基板７と加
熱器１０とを密着させ、スルーホール１１を通して０．
５〜１０ Ｔｏｒｒの圧力を持った不活性ガス（例えば
Ａｒ、Ｎ2 、Ｈｅ、Ｈ2 ）を導入する。そしてこの不活
性ガス導入の１分後に、ノズル４より、シラン、六フッ
化タングステンの混合ガスを導入し、基板７上にＣＶＤ
によるタングステン膜を成膜させる。
は、基板７を上から押さえて固定するための石英製固定
治具１４が設けられている。固定治具１４の下面には、
Ａｌ膜１５が設けられ、上方へ行く熱を、下方へ反射さ
せるようになっている。固定治具１４には、基板７を固
定したり、その固定を解除するための昇降機構１６が設
けられている。この昇降機構１６は、基板７を加熱器１
０の上に載置して加熱する場合は、下方へ移動し、基板
７の縁部に密着しながらこの基板７を固定する。 図１
の装置により、基板７上に、例えばＣＶＤ法でタングス
テン膜を形成するには、まず基板７を加熱器１０上に固
定する。この時タングステン線８には、あらかじめ通電
しておき、加熱器１０をタングステンの成膜に必要な温
度まで加熱しておく。次に、基板７を、静電引力で下方
に吸引するため、電極９に電圧を印加して、基板７と加
熱器１０とを密着させ、スルーホール１１を通して０．
５〜１０ Ｔｏｒｒの圧力を持った不活性ガス（例えば
Ａｒ、Ｎ2 、Ｈｅ、Ｈ2 ）を導入する。そしてこの不活
性ガス導入の１分後に、ノズル４より、シラン、六フッ
化タングステンの混合ガスを導入し、基板７上にＣＶＤ
によるタングステン膜を成膜させる。
【００１０】図４、図５は、図１の実施例による効果を
説明するためのもので、ａ、ｄは本発明による特性曲
線、ｂ、ｅは静電チャック方式による場合の特性曲線、
ｃ、ｆはこの静電チャック方式を用いない従来の加熱方
式の場合の特性曲線である。すなわち上記実施例のよう
にすれば、図４のように従来は真空中において２００℃
まで昇温させるのに１５分間もかかっていたのが、１分
間で昇温できる。また図５で示すように、従来技術で生
じていたＡｌ配線密度の偏りによる基板７内の温度差
を、ほとんどなくすことができる。これらの理由は、次
のように説明できる。すなわち、基板７を静電チャック
方式にて抵抗加熱器１０に密着させるだけでなく、溝１
２内に加熱用ガスを導入することにより、基板７と加熱
器１０との間を加熱用ガスで満たすことができ、したが
ってヒータと加熱用ガスによって、輻射だけでなく、伝
導と対流作用で基板７を加熱できるためである。この様
に、輻射、伝導、対流で基板加熱を行うと、基板７上で
のＡｌ配線占有率の偏りによる基板７内での温度差も極
小となる。また静電チャック方式、固定治具１４による
固定により、基板７と加熱器１０との間に隙間ができに
くく、またＡｌ膜１５の作用でも、基板７が暖まりやす
い。また、溝１２内に十分の加熱ガスを供給できるた
め、またこのガスを加熱器１０で暖められるため、これ
らの点でも、基板加熱効率が向上するものである。
説明するためのもので、ａ、ｄは本発明による特性曲
線、ｂ、ｅは静電チャック方式による場合の特性曲線、
ｃ、ｆはこの静電チャック方式を用いない従来の加熱方
式の場合の特性曲線である。すなわち上記実施例のよう
にすれば、図４のように従来は真空中において２００℃
まで昇温させるのに１５分間もかかっていたのが、１分
間で昇温できる。また図５で示すように、従来技術で生
じていたＡｌ配線密度の偏りによる基板７内の温度差
を、ほとんどなくすことができる。これらの理由は、次
のように説明できる。すなわち、基板７を静電チャック
方式にて抵抗加熱器１０に密着させるだけでなく、溝１
２内に加熱用ガスを導入することにより、基板７と加熱
器１０との間を加熱用ガスで満たすことができ、したが
ってヒータと加熱用ガスによって、輻射だけでなく、伝
導と対流作用で基板７を加熱できるためである。この様
に、輻射、伝導、対流で基板加熱を行うと、基板７上で
のＡｌ配線占有率の偏りによる基板７内での温度差も極
小となる。また静電チャック方式、固定治具１４による
固定により、基板７と加熱器１０との間に隙間ができに
くく、またＡｌ膜１５の作用でも、基板７が暖まりやす
い。また、溝１２内に十分の加熱ガスを供給できるた
め、またこのガスを加熱器１０で暖められるため、これ
らの点でも、基板加熱効率が向上するものである。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、従
来のものと比較して、格段に半導体基板の加熱効率が向
上し、また半導体基板内での温度の偏りも、大幅に低減
できるものである。
来のものと比較して、格段に半導体基板の加熱効率が向
上し、また半導体基板内での温度の偏りも、大幅に低減
できるものである。
【図１】本発明の一実施例を断面的に示す構成図。
【図２】図１の加熱器の溝形状を示す平面図。
【図３】図１の加熱器の他の溝形状を示す平面図。
【図４】図１の装置の特性図。
【図５】図１の装置の他の特性図。
１…反応用容器、７…半導体基板、８…ヒータ線、９…
静電チャック用電極、１０…加熱器、１１…スルーホー
ル、１２…ガス導入用溝、１４…基板固定治具、１５…
Ａｌ膜、１６…上下機構。
静電チャック用電極、１０…加熱器、１１…スルーホー
ル、１２…ガス導入用溝、１４…基板固定治具、１５…
Ａｌ膜、１６…上下機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 仁 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内
Claims (5)
- 【請求項１】熱伝導が良好な絶縁性基体と、この基体に
設けられるヒータと、前記基体の半導体基板載置面より
下方に設けられ、通電により半導体基板に対する静電力
を生じ、前記基体上に載置される半導体基板を前記基体
に押し付ける電極体と、前記半導体基板が載置される部
分の前記基体に設けられ、加熱用ガスが導入される溝お
よびスルーホールとを具備したことを特徴とする半導体
基板の加熱装置。 - 【請求項２】前記ヒータは前記基体に埋め込まれている
請求項１に記載の半導体基板の加熱装置。 - 【請求項３】前記半導体基板を前記ヒータおよびガスで
加熱し、前記半導体基板に薄膜を形成する請求項１に記
載の半導体基板の加熱装置。 - 【請求項４】昇降して前記半導体基板を前記基体に固定
する手段を有し、この手段の前記半導体基板を固定する
部分付近は、熱反射部となっている請求項１に記載の半
導体基板の加熱装置。 - 【請求項５】半導体基板を載置する絶縁性基体に対する
ヒータからの熱伝導で、前記半導体基板を加熱する工程
と、前記ヒータからの熱伝導で加熱される前記基体に、
前記半導体基体を静電引力で固定する工程と、前記基体
の表面に設けられた溝にスルーホールを通して加熱用ガ
スを導入し、このガスを前記半導体基板に接触させなが
らこの半導体基板を加熱する工程とを具備したことを特
徴とする半導体基板の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8696192A JPH05291148A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体基板の加熱装置および加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8696192A JPH05291148A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体基板の加熱装置および加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291148A true JPH05291148A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13901474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8696192A Pending JPH05291148A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体基板の加熱装置および加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291148A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009099957A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Canon Anelva Corp | 表示用基板の製造方法および真空処理装置 |
| JP2010056561A (ja) * | 2003-10-16 | 2010-03-11 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置 |
| JP2016184679A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社テックインテック | 熱処理装置 |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP8696192A patent/JPH05291148A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010056561A (ja) * | 2003-10-16 | 2010-03-11 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置 |
| JP2009099957A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Canon Anelva Corp | 表示用基板の製造方法および真空処理装置 |
| JP2016184679A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社テックインテック | 熱処理装置 |
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