JPH0736391B2 - 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 - Google Patents
半導体製造装置用ウエハー加熱装置Info
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- JPH0736391B2 JPH0736391B2 JP2060505A JP6050590A JPH0736391B2 JP H0736391 B2 JPH0736391 B2 JP H0736391B2 JP 2060505 A JP2060505 A JP 2060505A JP 6050590 A JP6050590 A JP 6050590A JP H0736391 B2 JPH0736391 B2 JP H0736391B2
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- Japan
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- wafer
- semiconductor manufacturing
- heating
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- sodium
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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エハーの表面
に薄膜を形成するめのプラズマ減圧CVD装置又はプラズ
マ光エッチング装置に使用される半導体製造装置用ウエ
ハー加熱装置に関するものである。
に薄膜を形成するめのプラズマ減圧CVD装置又はプラズ
マ光エッチング装置に使用される半導体製造装置用ウエ
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、エッチング用ガス、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、ウエ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。
デポジション用ガス、エッチング用ガス、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、ウエ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
れたウエハーを加熱する間接加熱方式のウエハー加熱装
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）で熱吸収か生じて窓が過熱されること等の問題が
あった。
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
れたウエハーを加熱する間接加熱方式のウエハー加熱装
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）で熱吸収か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、しかもウエハー
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
装置用ウエハー加熱装置を提供するために完成されたも
のである。
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、しかもウエハー
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
装置用ウエ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、実質的にナトリウムを含まないSi3N4の
内部に抵抗発熱体を埋設、焼結して、常温から高温まで
の加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％である緻密なSi3N
4からなる盤状の基材を構成するとともに、この基材の
ウエハーＷがセットされる側の表面を、平滑度が500μ
ｍ以下の平滑面としたことを特徴とする半導体製造装置
用ウエハー加熱装置によって解決することができる。
内部に抵抗発熱体を埋設、焼結して、常温から高温まで
の加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％である緻密なSi3N
4からなる盤状の基材を構成するとともに、この基材の
ウエハーＷがセットされる側の表面を、平滑度が500μ
ｍ以下の平滑面としたことを特徴とする半導体製造装置
用ウエハー加熱装置によって解決することができる。
また上記の課題は、実質的にナトリウムを含まないSi3N
4の内部に抵抗発熱体を埋設、焼結して、常温から高温
までの加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％以下である緻
密なSi3N4からなる盤状の基材を構成するとともに、こ
の基材のウエハーＷがセットされる側の表面を、平滑度
が500μｍ以下の平滑面とし、かつ基材の接ガス面にプ
ラズマCVD又は熱CVDによるセラミック膜を形成してナト
リウムの放出を抑えたことを特徴とする半導体製造装置
用ウエハー加熱装置によって解決することができる。
4の内部に抵抗発熱体を埋設、焼結して、常温から高温
までの加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％以下である緻
密なSi3N4からなる盤状の基材を構成するとともに、こ
の基材のウエハーＷがセットされる側の表面を、平滑度
が500μｍ以下の平滑面とし、かつ基材の接ガス面にプ
ラズマCVD又は熱CVDによるセラミック膜を形成してナト
リウムの放出を抑えたことを特徴とする半導体製造装置
用ウエハー加熱装置によって解決することができる。
（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。
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
発明のウエハー加熱装置が取付けられている。
れるプラズマCVD用のチャンバーであり、その底部に本
発明のウエハー加熱装置が取付けられている。
このウエハー加熱装置は、緻密なセラミックスであるSi
3N4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、焼結したものである。
3N4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、焼結したものである。
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
下の材質とする。また機械的応力は変わらないものの、
常温から高温、例えば1100℃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Si3N4を用
いるものとする。
するために緻密体である必要があり、吸水率が0.01％以
下の材質とする。また機械的応力は変わらないものの、
常温から高温、例えば1100℃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Si3N4を用
いるものとする。
基材（６）の形状は、その上面に直接又は間接にウエハ
ーＷが置かれるため、均熱状態を得やすい円盤状とする
とともに、ウエハーＷがセットされる側の表面を平滑面
としている。特に本発明ではウエハーＷが直接セットさ
れる場合を考慮して、平滑度を500μｍ以下として基材
（６）と接するウエハーＷの裏面へのデポジション用ガ
スの侵入を防止している。さらに基材（６）は、ホット
プレス又はHIP法により焼成することが緻密体を得るう
えで有効である。
ーＷが置かれるため、均熱状態を得やすい円盤状とする
とともに、ウエハーＷがセットされる側の表面を平滑面
としている。特に本発明ではウエハーＷが直接セットさ
れる場合を考慮して、平滑度を500μｍ以下として基材
（６）と接するウエハーＷの裏面へのデポジション用ガ
スの侵入を防止している。さらに基材（６）は、ホット
プレス又はHIP法により焼成することが緻密体を得るう
えで有効である。
ところでSi3N4は高純度のものであっても、焼結助剤と
してイットリア、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。そこで請求項１の発明のように基材
（６）を実質的にナトリウムの発生がないものとする
か、請求項２の発明のように基材（６）の接ガス面にプ
ラズマCVD又は熱CVDによりSiC、Si3N4等のセラミック膜
を形成しておくことにより、ナトリウム等の放出を抑え
る必要がある。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
ットリア、アルミナ、イッテルビウム系が好ましい。Si
3N4は高温における耐久性を有しているため、1000℃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。
してイットリア、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。そこで請求項１の発明のように基材
（６）を実質的にナトリウムの発生がないものとする
か、請求項２の発明のように基材（６）の接ガス面にプ
ラズマCVD又は熱CVDによりSiC、Si3N4等のセラミック膜
を形成しておくことにより、ナトリウム等の放出を抑え
る必要がある。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
ットリア、アルミナ、イッテルビウム系が好ましい。Si
3N4は高温における耐久性を有しているため、1000℃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）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Si3N4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。
は、高融点でありしかもSi3N4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。
た。
まずイットリア＋アルミナ系の焼結助剤を含むが、実質
的にナトリウムを含まないSi3N4原料からなる円盤状の
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0.4mm、長さ2.5mのもので、これを直径が4mm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2mm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
して一体に焼結したうえ、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、更に1600℃の熱CV
Dにより、Si3N4の高密度皮膜を膜厚が0.2μｍになるよ
う生成した。基材（６）は、ウエハーが円形であること
から円形であることが好ましいが、ウエハーのオリフラ
形状等のため非円形であっても良い。
的にナトリウムを含まないSi3N4原料からなる円盤状の
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0.4mm、長さ2.5mのもので、これを直径が4mm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2mm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
して一体に焼結したうえ、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、更に1600℃の熱CV
Dにより、Si3N4の高密度皮膜を膜厚が0.2μｍになるよ
う生成した。基材（６）は、ウエハーが円形であること
から円形であることが好ましいが、ウエハーのオリフラ
形状等のため非円形であっても良い。
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とした。
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とした。
このような加熱装置を第１図のようにチャンバー（１）
に取付けて真空中でのウエハー加熱テストを行ったとこ
ろ、基材（６）の直径180mmの面内のうち、直径150mmの
範囲内において1100℃±２％となり、６インチウエハー
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1000Åエッチングしたうえ、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。
に取付けて真空中でのウエハー加熱テストを行ったとこ
ろ、基材（６）の直径180mmの面内のうち、直径150mmの
範囲内において1100℃±２％となり、６インチウエハー
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1000Åエッチングしたうえ、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、エッチング装置用のウエハー加
熱装置にもそのまま利用することができるものである。
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） 以上に説明したように、請求項１の発明は実質的にナト
リウムを含まない緻密なSi3N4の内部に抵抗発熱体を埋
設、焼結したので、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、また請求項２の発
明のように、基材の表面をCVDによるセラミック膜でコ
ーティングすればナトリウムの放出をより効果的に抑え
ることができる。また本発明のものは直接チャンバー内
に設置してウエ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エハーを迅速かつ
熱効率よく加熱することができる。しかも基材のウエハ
ーがセットされる側の表面を平滑度が500μｍ以下の平
滑面としたので反応ガスが裏面に侵入することもなく、
ウエハーの目的とする表面にCVDやエッチングを等を正
確に行うことができる。
リウムを含まない緻密なSi3N4の内部に抵抗発熱体を埋
設、焼結したので、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、また請求項２の発
明のように、基材の表面をCVDによるセラミック膜でコ
ーティングすればナトリウムの放出をより効果的に抑え
ることができる。また本発明のものは直接チャンバー内
に設置してウエ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エハーを迅速かつ
熱効率よく加熱することができる。しかも基材のウエハ
ーがセットされる側の表面を平滑度が500μｍ以下の平
滑面としたので反応ガスが裏面に侵入することもなく、
ウエハーの目的とする表面にCVDやエッチングを等を正
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エ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。
含む半導体製造装置用ウエ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。
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はその平明図、第３図は従来例を示
す断面図である。 （６）：基材、（７）：抵抗発熱体、W:ウエハー
の断面図、第２図Ｂはその平明図、第３図は従来例を示
す断面図である。 （６）：基材、（７）：抵抗発熱体、W:ウエハー
Claims (2)
- 【請求項１】実質的にナトリウムを含まないSi3N4の内
部に抵抗発熱体（７）を埋設、焼結して、常温から高温
までの加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％以下である緻
密なSi3N4からなる盤状の基材（６）を構成するととも
に、この基材（６）のウエハーＷがセットされる側の表
面を、平滑度が500μｍ以下の平滑面としたことを特徴
とする半導体製造装置用ウエハー加熱装置。 - 【請求項２】実質的にナトリウムを含まないSi3N4の内
部に抵抗発熱体（７）を埋設、焼結して、常温から高温
までの加熱と冷却に耐え、吸水率が0.01％以下である緻
密なSi3N4からなる盤状の基材（６）を構成するととも
に、この基材（６）のウエハーＷがセットされる側の表
面を、平滑度が500μｍ以下の平滑面とし、かつ基材
（６）の接ガス面にプラズマCVD又は熱CVDによるセラミ
ック膜を形成してナトリウムの放出を抑えたことを特徴
とする半導体製造装置用ウエハー加熱装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060505A JPH0736391B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 |
| EP91302010A EP0447155B1 (en) | 1990-03-12 | 1991-03-11 | Wafer heaters for use in semi-conductor-producing apparatus, heating units using such wafer heaters, and production of heaters |
| DE69111493T DE69111493T2 (de) | 1990-03-12 | 1991-03-11 | Wafer-Heizgeräte für Apparate, zur Halbleiterherstellung Heizanlage mit diesen Heizgeräten und Herstellung von Heizgeräten. |
| US07/668,161 US5231690A (en) | 1990-03-12 | 1991-03-12 | Wafer heaters for use in semiconductor-producing apparatus and heating units using such wafer heaters |
| US08/035,804 US5490228A (en) | 1990-03-12 | 1993-03-23 | Heating units for use in semiconductor-producing apparatuses and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060505A JPH0736391B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227873A Division JP3049589B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | ウエハー加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261131A JPH03261131A (ja) | 1991-11-21 |
| JPH0736391B2 true JPH0736391B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=13144236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060505A Expired - Lifetime JPH0736391B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 半導体製造装置用ウエハー加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736391B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3091804B2 (ja) * | 1993-03-16 | 2000-09-25 | 日本碍子株式会社 | 半導体ウエハー用サセプターおよび半導体ウエハーの温度測定方法 |
| JP3049589B2 (ja) * | 1994-09-22 | 2000-06-05 | 日本碍子株式会社 | ウエハー加熱装置 |
| DE69635908T2 (de) * | 1995-08-03 | 2006-11-23 | Ngk Insulators, Ltd., Nagoya | Gesinterte Aluminiumnitridkörper und deren Verwendung als Subtrat in einer Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern |
| JP3316167B2 (ja) | 1996-10-08 | 2002-08-19 | 日本碍子株式会社 | 窒化アルミニウム質基材の接合体の製造方法およびこれに使用する接合助剤 |
| JP2002313781A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 基板処理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061722U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-30 | 株式会社島津製作所 | 成膜装置 |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060505A patent/JPH0736391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03261131A (ja) | 1991-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090419 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100419 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |