JPH0653145A - 半導体ウェハー加熱装置 - Google Patents
半導体ウェハー加熱装置Info
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- JPH0653145A JPH0653145A JP4201075A JP20107592A JPH0653145A JP H0653145 A JPH0653145 A JP H0653145A JP 4201075 A JP4201075 A JP 4201075A JP 20107592 A JP20107592 A JP 20107592A JP H0653145 A JPH0653145 A JP H0653145A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウェハー加熱面の均熱性を高めることができ
る半導体ウェハー加熱装置を提供する。 【構成】 ウェハー加熱面２ａを有する盤状のウェハー
加熱用セラミック部材６に、抵抗発熱体７を埋設した構
造のセラミックスヒーター２からなる半導体ウェハー加
熱装置において、前記セラミック部材６のウェハー加熱
面２以外の面に熱吸収率の分布を有するリフレクター５
を設置する。
る半導体ウェハー加熱装置を提供する。 【構成】 ウェハー加熱面２ａを有する盤状のウェハー
加熱用セラミック部材６に、抵抗発熱体７を埋設した構
造のセラミックスヒーター２からなる半導体ウェハー加
熱装置において、前記セラミック部材６のウェハー加熱
面２以外の面に熱吸収率の分布を有するリフレクター５
を設置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェハー加熱面を有す
る盤状のウェハー加熱用セラミック部材に、抵抗発熱体
を埋設した構造のセラミックスヒーターからなる半導体
ウェハー加熱装置に関するものである。
る盤状のウェハー加熱用セラミック部材に、抵抗発熱体
を埋設した構造のセラミックスヒーターからなる半導体
ウェハー加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、セラミックスヒーターを使用
した半導体ウェハー加熱装置は種々のものが知られてお
り、半導体製造用の熱ＣＶＤ装置におけるウェハー加熱
に使用されている。図５は、半導体製造用の熱ＣＶＤ装
置に従来の加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
図５において、２１は半導体製造用の熱ＣＶＤに使用さ
れる容器、２２は容器２１内にケース２３およびＯリン
グ２４を介して取り付けられたウェハー加熱用の円盤状
のセラミックスヒーターであり、ウェハー加熱面２２ａ
上に加熱すべき例えば４〜８インチのウェハーＷを設置
するよう構成している。
した半導体ウェハー加熱装置は種々のものが知られてお
り、半導体製造用の熱ＣＶＤ装置におけるウェハー加熱
に使用されている。図５は、半導体製造用の熱ＣＶＤ装
置に従来の加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
図５において、２１は半導体製造用の熱ＣＶＤに使用さ
れる容器、２２は容器２１内にケース２３およびＯリン
グ２４を介して取り付けられたウェハー加熱用の円盤状
のセラミックスヒーターであり、ウェハー加熱面２２ａ
上に加熱すべき例えば４〜８インチのウェハーＷを設置
するよう構成している。
【０００３】容器２１の内部には、ガス供給孔２５から
熱ＣＶＤ用のガスが供給され、吸引孔２６から真空ポン
プより内部の雰囲気を排出するよう構成している。円盤
状のセラミックスヒーター２２は、窒化珪素のような緻
密でガスタイトなセラミック部材２７の内部にタングス
テン、モリブデン等の金属材料からなる抵抗発熱体２８
をスパイラル状に埋設したもので、その中央部および端
部のケーブル２９を介して外部から電力が供給され、円
盤状のセラミックスヒーター２２を例えば1000℃程度に
加熱することができる。
熱ＣＶＤ用のガスが供給され、吸引孔２６から真空ポン
プより内部の雰囲気を排出するよう構成している。円盤
状のセラミックスヒーター２２は、窒化珪素のような緻
密でガスタイトなセラミック部材２７の内部にタングス
テン、モリブデン等の金属材料からなる抵抗発熱体２８
をスパイラル状に埋設したもので、その中央部および端
部のケーブル２９を介して外部から電力が供給され、円
盤状のセラミックスヒーター２２を例えば1000℃程度に
加熱することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体ウェハー加熱装置においては、セラミッ
クスヒーター２２の側面を伝熱性の高いグラファイト製
の容器２１で保持するため、この接触部分からケースの
方へと熱が逃げ、セラミックスヒーター２２の外周部の
温度が内周部の温度にくらべて低くなり、均熱性が損な
われる等の構造的な問題があった。また、抵抗発熱体２
８の埋設状態などから、ウェハー加熱面において周囲よ
りも温度の高いホットスポットが生じ、やはり均熱性が
損なわれる問題があった。そして、このような温度の不
均一性は、例えばＣＶＤ法による膜堆積等では非常に不
利益となる問題である。
た従来の半導体ウェハー加熱装置においては、セラミッ
クスヒーター２２の側面を伝熱性の高いグラファイト製
の容器２１で保持するため、この接触部分からケースの
方へと熱が逃げ、セラミックスヒーター２２の外周部の
温度が内周部の温度にくらべて低くなり、均熱性が損な
われる等の構造的な問題があった。また、抵抗発熱体２
８の埋設状態などから、ウェハー加熱面において周囲よ
りも温度の高いホットスポットが生じ、やはり均熱性が
損なわれる問題があった。そして、このような温度の不
均一性は、例えばＣＶＤ法による膜堆積等では非常に不
利益となる問題である。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
ウェハー加熱面の均熱性を高めることができる半導体ウ
ェハー加熱装置を提供しようとするものである。
ウェハー加熱面の均熱性を高めることができる半導体ウ
ェハー加熱装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウェハー
加熱装置は、ウェハー加熱面を有する盤状のウェハー加
熱用セラミック部材に、抵抗発熱体を埋設した構造のセ
ラミックスヒーターからなる半導体ウェハー加熱装置に
おいて、前記セラミック部材のウェハー加熱面以外の面
に熱吸収率の分布を有するリフレクターを設置したこと
を特徴とするものである。
加熱装置は、ウェハー加熱面を有する盤状のウェハー加
熱用セラミック部材に、抵抗発熱体を埋設した構造のセ
ラミックスヒーターからなる半導体ウェハー加熱装置に
おいて、前記セラミック部材のウェハー加熱面以外の面
に熱吸収率の分布を有するリフレクターを設置したこと
を特徴とするものである。
【０００７】
【作用】上述した構成において、セラミック部材のウェ
ハー加熱面以外の面に、熱吸収率の分布、好ましくはウ
ェハー加熱面の温度が高い部分に対向する部分は熱吸収
率を高く、ウェハー加熱面の温度が低い部分に対向する
部分は熱吸収率を低くした分布を有するリフレクターを
設けたため、例えばホットスポットの部分のリフレクタ
ーの熱吸収を他の部分より大きくでき、セラミック部材
のウェハー加熱面の均熱性を向上することができる。そ
の結果ウェハーを均一に加熱することが可能となる。
ハー加熱面以外の面に、熱吸収率の分布、好ましくはウ
ェハー加熱面の温度が高い部分に対向する部分は熱吸収
率を高く、ウェハー加熱面の温度が低い部分に対向する
部分は熱吸収率を低くした分布を有するリフレクターを
設けたため、例えばホットスポットの部分のリフレクタ
ーの熱吸収を他の部分より大きくでき、セラミック部材
のウェハー加熱面の均熱性を向上することができる。そ
の結果ウェハーを均一に加熱することが可能となる。
【０００８】
【実施例】図１は半導体製造用の熱ＣＶＤ装置に本発明
の半導体ウェハー加熱装置を取り付けた状態を示す図で
ある。図１において、半導体製造用の熱ＣＶＤに使用さ
れるグラファイト製の容器１内に、ケース３に装着した
ウェハー加熱用の円盤状のセラミックスヒーター２を、
Ｏリング４を介して取り付けて、半導体ウェハー加熱装
置を構成している。そして、セラミックスヒーター２の
ウェハー加熱面２ａの裏面に熱吸収率の分布を有するリ
フレクター５を設け、さらにセラミックスヒーター2 の
外周面にリフレクター15, 16を設け、またウェハー加熱
面２ａ上に加熱すべき例えば４〜８インチのウェハーＷ
を設置するよう構成している。
の半導体ウェハー加熱装置を取り付けた状態を示す図で
ある。図１において、半導体製造用の熱ＣＶＤに使用さ
れるグラファイト製の容器１内に、ケース３に装着した
ウェハー加熱用の円盤状のセラミックスヒーター２を、
Ｏリング４を介して取り付けて、半導体ウェハー加熱装
置を構成している。そして、セラミックスヒーター２の
ウェハー加熱面２ａの裏面に熱吸収率の分布を有するリ
フレクター５を設け、さらにセラミックスヒーター2 の
外周面にリフレクター15, 16を設け、またウェハー加熱
面２ａ上に加熱すべき例えば４〜８インチのウェハーＷ
を設置するよう構成している。
【０００９】円盤状のセラミックスヒーター２は、窒化
珪素のような緻密でガスタイトなセラミック部材６の内
部に、タングステン、モリブデン等の金属材料からなる
抵抗発熱体７をスパイラル状に埋設して構成したもの
で、抵抗発熱体７の中央部および端部のケーブル８を介
して外部から電力が供給され、円盤状セラミックスヒー
ター２を1000℃程度に加熱することができる。そのた
め、ウェハーＷをウェハー加熱面２ａにセットして、ガ
ス供給孔９から熱ＣＶＤ用のガスを供給し、吸引孔１０
から真空ポンプにより内部の空気を排出した状態で、ウ
ェハーＷを加熱すればウェハーＷ上に所定の薄膜を得る
ことができる。
珪素のような緻密でガスタイトなセラミック部材６の内
部に、タングステン、モリブデン等の金属材料からなる
抵抗発熱体７をスパイラル状に埋設して構成したもの
で、抵抗発熱体７の中央部および端部のケーブル８を介
して外部から電力が供給され、円盤状セラミックスヒー
ター２を1000℃程度に加熱することができる。そのた
め、ウェハーＷをウェハー加熱面２ａにセットして、ガ
ス供給孔９から熱ＣＶＤ用のガスを供給し、吸引孔１０
から真空ポンプにより内部の空気を排出した状態で、ウ
ェハーＷを加熱すればウェハーＷ上に所定の薄膜を得る
ことができる。
【００１０】リフレクター５の材質は表面において熱吸
収率の差を付けられるものであればどのようなものでも
使用できるが、加工のし易さおよび熱反射能力の点でタ
ングステンやアルミニウム等の金属材料を使用すると好
ましい。リフレクター５の表面の熱吸収率を変える手段
としては、材質を変える方法、表面コーティングを施す
方法、表面粗さを変える方法、孔をあける方法、厚さを
変える方法、色を変える方法等の種々の方法が考えられ
る。また、リフレクター５の表面の熱吸収率の分布は、
均熱性を向上するためには、ウェハー加熱面２ａの温度
が高い部分に対向する部分は熱吸収率を高く、ウェハー
加熱面２ａの温度が低い部分に対向する部分は熱吸収率
を低くすると好ましい。すなわち、ウェハー加熱面２ａ
のホットスポットに対応するリフレクター５の部分の熱
吸収率を高くするよう構成すると好ましい。また、本例
では、セラミックスヒーター２の外周面の温度低下を防
ぐため、一様な吸収率を有するリフレクター15, 16を設
置しているが、外周部リフレクター15, 16の吸収率をコ
ントロールする事でも同様の効果が期待される。
収率の差を付けられるものであればどのようなものでも
使用できるが、加工のし易さおよび熱反射能力の点でタ
ングステンやアルミニウム等の金属材料を使用すると好
ましい。リフレクター５の表面の熱吸収率を変える手段
としては、材質を変える方法、表面コーティングを施す
方法、表面粗さを変える方法、孔をあける方法、厚さを
変える方法、色を変える方法等の種々の方法が考えられ
る。また、リフレクター５の表面の熱吸収率の分布は、
均熱性を向上するためには、ウェハー加熱面２ａの温度
が高い部分に対向する部分は熱吸収率を高く、ウェハー
加熱面２ａの温度が低い部分に対向する部分は熱吸収率
を低くすると好ましい。すなわち、ウェハー加熱面２ａ
のホットスポットに対応するリフレクター５の部分の熱
吸収率を高くするよう構成すると好ましい。また、本例
では、セラミックスヒーター２の外周面の温度低下を防
ぐため、一様な吸収率を有するリフレクター15, 16を設
置しているが、外周部リフレクター15, 16の吸収率をコ
ントロールする事でも同様の効果が期待される。
【００１１】以下、実際に熱吸収率の分布を有するリフ
レクター５の製造方法の一例について説明する。まず、
セラミックスヒーター２を例えば400 ℃程度の温度に加
熱して、サーモグラフ等の手段を用いてウェハー加熱面
２ａの温度分布を求める。次に、求めた温度分布に基づ
き画像処理などの手段を用いて、リフレクター５の熱吸
収率の分布を求める。この熱吸収率の分布を達成すべ
く、例えば所定のマスクを使い分けてサンドブラスト処
理することで、表面粗さの程度により表面に熱吸収率の
分布を有するリフレクター５を得ている。なお、熱吸収
率の分布を求める際、上記のような正確な熱吸収率の分
布を有さなくても良い場合は、例えば端子のある部分は
熱が抜け易くコールドスポットとなることがわかってい
るため、この部分は熱吸収率を低くするよう予め熱吸収
率の分布を決定してそれに基づいてリフレクター５を作
製することもできる。
レクター５の製造方法の一例について説明する。まず、
セラミックスヒーター２を例えば400 ℃程度の温度に加
熱して、サーモグラフ等の手段を用いてウェハー加熱面
２ａの温度分布を求める。次に、求めた温度分布に基づ
き画像処理などの手段を用いて、リフレクター５の熱吸
収率の分布を求める。この熱吸収率の分布を達成すべ
く、例えば所定のマスクを使い分けてサンドブラスト処
理することで、表面粗さの程度により表面に熱吸収率の
分布を有するリフレクター５を得ている。なお、熱吸収
率の分布を求める際、上記のような正確な熱吸収率の分
布を有さなくても良い場合は、例えば端子のある部分は
熱が抜け易くコールドスポットとなることがわかってい
るため、この部分は熱吸収率を低くするよう予め熱吸収
率の分布を決定してそれに基づいてリフレクター５を作
製することもできる。
【００１２】以下、実際の例について説明する。実施例 図２に示す構造の減圧チャンバー１１にサファイヤ窓１
２を設け、外部から赤外線カメラ１３によりセラミック
スヒーター２のウェハー加熱面２ａの温度を測定できる
よう構成した試験装置を準備した。準備した試験装置を
使用して、リフレクター５を使用しないケース１と、＃
１６０相当の全面ブラスト処理を行ったケース２と、ブ
ラスト処理無しの鏡面部分と５０％面積をブラスト処理
した部分と１００％ブラスト処理した部分とからなるリ
フレクター５を使用したケース３とについて、ウェハー
加熱面２ａの温度分布を測定した。
２を設け、外部から赤外線カメラ１３によりセラミック
スヒーター２のウェハー加熱面２ａの温度を測定できる
よう構成した試験装置を準備した。準備した試験装置を
使用して、リフレクター５を使用しないケース１と、＃
１６０相当の全面ブラスト処理を行ったケース２と、ブ
ラスト処理無しの鏡面部分と５０％面積をブラスト処理
した部分と１００％ブラスト処理した部分とからなるリ
フレクター５を使用したケース３とについて、ウェハー
加熱面２ａの温度分布を測定した。
【００１３】温度分布は、各ケースについて400 ℃の温
度で１０-5torrの減圧チャンバー１１内にて、セットし
たセラミックスヒーター２のウェハー加熱面２ａをサフ
ァイヤ窓１２を通して赤外線カメラ１３により測定して
求めた。測定は、ヒーター中心温度を400 ℃としたとき
の２９点での温度差により求めた。なお、ケース３のリ
フレクターの熱吸収率分布は、ケース１の温度分布の結
果からブラスト処理の位置を求めた。なお、５０％面積
をブラスト処理した部分は、図３に示すマスク１４を使
用してブラスト処理することにより作製した。結果を図
４に対比して示す。
度で１０-5torrの減圧チャンバー１１内にて、セットし
たセラミックスヒーター２のウェハー加熱面２ａをサフ
ァイヤ窓１２を通して赤外線カメラ１３により測定して
求めた。測定は、ヒーター中心温度を400 ℃としたとき
の２９点での温度差により求めた。なお、ケース３のリ
フレクターの熱吸収率分布は、ケース１の温度分布の結
果からブラスト処理の位置を求めた。なお、５０％面積
をブラスト処理した部分は、図３に示すマスク１４を使
用してブラスト処理することにより作製した。結果を図
４に対比して示す。
【００１４】図４の結果から、リフレクター無しのケー
ス１では温度分布が＋２〜−１３℃であり温度幅が１５
℃と大きいのに対し、全面ブラスト処理した均一な熱吸
収率の分布を有するリフレクターを使用したケース２で
は温度分布が＋１〜−９℃であり温度幅が１０℃と小さ
く、さらに熱吸収率の分布を付けたリフレクターを使用
したケース３では温度分布が＋１〜−２℃であり温度幅
が３℃と最も小さいことがわかった。なお、全面ブラス
トしたリフレクターを使用したケース２の場合、どの面
も均一に輻射熱の反射が得られる。このため、若干のホ
ットスポット、クールスポットの補正はできる。そのた
め、リフレクター無しのケース１の場合と比較して多少
温度分布が良くなっているが不十分であることがわか
る。
ス１では温度分布が＋２〜−１３℃であり温度幅が１５
℃と大きいのに対し、全面ブラスト処理した均一な熱吸
収率の分布を有するリフレクターを使用したケース２で
は温度分布が＋１〜−９℃であり温度幅が１０℃と小さ
く、さらに熱吸収率の分布を付けたリフレクターを使用
したケース３では温度分布が＋１〜−２℃であり温度幅
が３℃と最も小さいことがわかった。なお、全面ブラス
トしたリフレクターを使用したケース２の場合、どの面
も均一に輻射熱の反射が得られる。このため、若干のホ
ットスポット、クールスポットの補正はできる。そのた
め、リフレクター無しのケース１の場合と比較して多少
温度分布が良くなっているが不十分であることがわか
る。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、セラミック部材のウェハー加熱面の裏面に、
熱吸収率の分布、好ましくはウェハー加熱面の温度が高
い部分に対向する部分は熱吸収率を高く、ウェハー加熱
面の温度が低い部分に対向する部分は熱吸収率を低くし
た分布を有するリフレクターを設けたため、例えばホッ
トスポットの部分のリフレクターの熱吸収を他の部分よ
り大きくでき、セラミック部材のウェハー加熱面の均熱
性を向上することができ、その結果ウェハーを均一に加
熱することが可能となる。
によれば、セラミック部材のウェハー加熱面の裏面に、
熱吸収率の分布、好ましくはウェハー加熱面の温度が高
い部分に対向する部分は熱吸収率を高く、ウェハー加熱
面の温度が低い部分に対向する部分は熱吸収率を低くし
た分布を有するリフレクターを設けたため、例えばホッ
トスポットの部分のリフレクターの熱吸収を他の部分よ
り大きくでき、セラミック部材のウェハー加熱面の均熱
性を向上することができ、その結果ウェハーを均一に加
熱することが可能となる。
【図１】半導体製造用の熱ＣＶＤ装置に本発明の半導体
ウェハー加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
ウェハー加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
【図２】本発明の実施例における試験装置の構造を示す
図である。
図である。
【図３】本発明で使用するブラスト用のマスクの構造を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の実施例における各ケースの温度分布を
比較して示す図である。
比較して示す図である。
【図５】半導体製造用の熱ＣＶＤ装置に従来のウェハー
加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
加熱装置を取り付けた状態を示す図である。
１ 容器 ２ セラミックスヒーター ２ａ ウェハー加熱面 ３ ケース ４ Ｏリング ５, 15, 16 リフレクター ６ セラミック部材 ７ 抵抗発熱体 ８ ケーブル ９ ガス供給孔 １０ 吸引海部 Ｗ ウェハー
Claims (2)
- 【請求項１】 ウェハー加熱面を有する盤状のウェハー
加熱用セラミック部材に、抵抗発熱体を埋設した構造の
セラミックスヒーターからなる半導体ウェハー加熱装置
において、前記セラミック部材のウェハー加熱面以外の
面に熱吸収率の分布を有するリフレクターを設置したこ
とを特徴とする半導体ウェハー加熱装置。 - 【請求項２】 前記リフレクターの熱吸収率の分布が、
前記ウェハー加熱面の温度分布を補完すべく、ウェハー
加熱面の温度が高い部分に対向する部分は熱吸収率を高
く、ウェハー加熱面の温度が低い部分に対向する部分は
熱吸収率を低くしたものである請求項１記載の半導体ウ
ェハー加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4201075A JP2617064B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 半導体ウェハー加熱装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4201075A JP2617064B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 半導体ウェハー加熱装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653145A true JPH0653145A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2617064B2 JP2617064B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=16434979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4201075A Expired - Lifetime JP2617064B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 半導体ウェハー加熱装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617064B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1130627A1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-09-05 | Ibiden Co., Ltd. | Hot plate unit |
| US6756568B1 (en) | 2000-06-02 | 2004-06-29 | Ibiden Co., Ltd. | Hot plate unit |
| US6812434B2 (en) | 2001-11-19 | 2004-11-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic heaters, a method for producing the same and heating apparatuses used for a system for producing semiconductors |
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| JP2007242709A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Shimadzu Corp | 真空装置の加熱機構 |
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-
1992
- 1992-07-28 JP JP4201075A patent/JP2617064B2/ja not_active Expired - Lifetime
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