JPH0817746A - ヒータ - Google Patents
ヒータInfo
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- JPH0817746A JPH0817746A JP14905494A JP14905494A JPH0817746A JP H0817746 A JPH0817746 A JP H0817746A JP 14905494 A JP14905494 A JP 14905494A JP 14905494 A JP14905494 A JP 14905494A JP H0817746 A JPH0817746 A JP H0817746A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】向上した寿命を有する、半導体ＣＶＤ処理装置
における半導体ウエハ直接加熱用ヒータを提供する。 【構成】ヒータ１１を高純度ガラス状カーボンで形成す
る。
における半導体ウエハ直接加熱用ヒータを提供する。 【構成】ヒータ１１を高純度ガラス状カーボンで形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ＣＶＤ処理装置
において半導体ウエハを直接加熱するためのヒータに係
り、特には、向上した可使寿命を有するヒータに関す
る。
において半導体ウエハを直接加熱するためのヒータに係
り、特には、向上した可使寿命を有するヒータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体化学気相成長（ＣＶＤ）処理装置
として、処理すべき半導体ウエハを所定の温度に直接加
熱するためのヒータを具備するものが知られている。半
導体ウエハは、離間・配置されたヒータにより裏面から
所定の温度に加熱される。
として、処理すべき半導体ウエハを所定の温度に直接加
熱するためのヒータを具備するものが知られている。半
導体ウエハは、離間・配置されたヒータにより裏面から
所定の温度に加熱される。
【０００３】このような半導体ウエハ直接加熱用ヒータ
の材料には、発熱機能を有することに加えて、ウエハの
汚染防止の目的から、極めて純度が高くかつ金属成分の
含有量が極めて低く保たれていることが要求される。ま
た、優れた耐食性及び耐熱性、並びにある程度の強度を
有することも要求される。これらの要件をすべて満足す
る材料は単体としてはほとんど存在せず、従来これら要
件をある程度満足するものとして、高純度のＳｉＣで被
覆された黒鉛が使用されてきた。
の材料には、発熱機能を有することに加えて、ウエハの
汚染防止の目的から、極めて純度が高くかつ金属成分の
含有量が極めて低く保たれていることが要求される。ま
た、優れた耐食性及び耐熱性、並びにある程度の強度を
有することも要求される。これらの要件をすべて満足す
る材料は単体としてはほとんど存在せず、従来これら要
件をある程度満足するものとして、高純度のＳｉＣで被
覆された黒鉛が使用されてきた。
【０００４】ＳｉＣ被覆黒鉛からなる従来のヒータの構
造の概略を図２に示す。図２中、２１は、黒鉛からなる
ヒータ本体であり、その周囲がきわめて純度の高いＳｉ
Ｃ被膜２２で覆われている。このＳｉＣ被覆黒鉛は、加
熱機能を黒鉛２１が担い、加熱時に黒鉛より発生する汚
染物質がヒータ外へと放出されウエハを汚染することを
防止する機能をＳｉＣ被膜２２が担うことにより、黒鉛
からの汚染物質をヒータ外部へと放出することなく、ウ
エハの加熱を行うことができる。
造の概略を図２に示す。図２中、２１は、黒鉛からなる
ヒータ本体であり、その周囲がきわめて純度の高いＳｉ
Ｃ被膜２２で覆われている。このＳｉＣ被覆黒鉛は、加
熱機能を黒鉛２１が担い、加熱時に黒鉛より発生する汚
染物質がヒータ外へと放出されウエハを汚染することを
防止する機能をＳｉＣ被膜２２が担うことにより、黒鉛
からの汚染物質をヒータ外部へと放出することなく、ウ
エハの加熱を行うことができる。
【０００５】しかしながら、このようなＳｉＣ被膜黒鉛
をヒータとして、Ｈ2 もしくはＨ2とＨＣｌの混合ガス
を成分として含む減圧雰囲気下で使用する場合、１４０
０℃付近までは比較的良好な耐性を示すが１４００℃付
近を越えると、ＳｉＣ被膜２２の消失速度が次第に増大
し始め、１４５０℃を越えると、その消失速度は著しく
増大し、ＳｉＣ被膜の耐性が大きく低下するために、ヒ
ータが短寿命化するという問題を抱えていた。
をヒータとして、Ｈ2 もしくはＨ2とＨＣｌの混合ガス
を成分として含む減圧雰囲気下で使用する場合、１４０
０℃付近までは比較的良好な耐性を示すが１４００℃付
近を越えると、ＳｉＣ被膜２２の消失速度が次第に増大
し始め、１４５０℃を越えると、その消失速度は著しく
増大し、ＳｉＣ被膜の耐性が大きく低下するために、ヒ
ータが短寿命化するという問題を抱えていた。
【０００６】従来のＳｉＣ被膜黒鉛製ヒータにおける、
加熱温度の上昇に伴うＳｉＣ被覆膜の膜厚減少速度の増
加状況について表１に示す。このＳｉＣ被膜が、ヒータ
加熱部の一部においても、完全に消失してしまえば、基
材の黒鉛がむき出しの状態となり、ウエハへの汚染が生
ずるようになるため、ヒータとしては使用不可能とな
る。すなわち、この状況が生じた時点で、ヒータは寿命
を迎えていた。
加熱温度の上昇に伴うＳｉＣ被覆膜の膜厚減少速度の増
加状況について表１に示す。このＳｉＣ被膜が、ヒータ
加熱部の一部においても、完全に消失してしまえば、基
材の黒鉛がむき出しの状態となり、ウエハへの汚染が生
ずるようになるため、ヒータとしては使用不可能とな
る。すなわち、この状況が生じた時点で、ヒータは寿命
を迎えていた。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｈ2 または
Ｈ2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気
下においてもＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータよりもさらに耐熱
性・耐食性に優れ、もってさらに向上した可使寿命を有
する、半導体ＣＶＤ処理装置のヒータを提供することを
課題とする。
Ｈ2 とＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気
下においてもＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータよりもさらに耐熱
性・耐食性に優れ、もってさらに向上した可使寿命を有
する、半導体ＣＶＤ処理装置のヒータを提供することを
課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、本発明は、高純度ガラス状カーボンで形
成されたヒータを提供する。本発明のヒータを構成する
ガラス状カーボンは、その全灰分が１０ｐｐｍ以下であ
るような高純度であることが好ましい。
決するために、本発明は、高純度ガラス状カーボンで形
成されたヒータを提供する。本発明のヒータを構成する
ガラス状カーボンは、その全灰分が１０ｐｐｍ以下であ
るような高純度であることが好ましい。
【００１０】既述のように、上述の半導体ＣＶＤ処理装
置において、従来ヒータ材として使用してきたＳｉＣ被
覆黒鉛では、黒鉛上へのＳｉＣ膜の被覆を、１４００℃
前後の温度におけるＣＶＤ処理によって行っているた
め、１４００℃を越える温度域で、特にＨ2 又はＨ2 と
ＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気下にお
いて、ＳｉＣの消失が生じ易くなる。したがって、１４
００℃付近以上の温度ではＳｉＣ膜の減少速度は増大
し、耐性は低下する。
置において、従来ヒータ材として使用してきたＳｉＣ被
覆黒鉛では、黒鉛上へのＳｉＣ膜の被覆を、１４００℃
前後の温度におけるＣＶＤ処理によって行っているた
め、１４００℃を越える温度域で、特にＨ2 又はＨ2 と
ＨＣｌとの混合ガスを成分として含む減圧雰囲気下にお
いて、ＳｉＣの消失が生じ易くなる。したがって、１４
００℃付近以上の温度ではＳｉＣ膜の減少速度は増大
し、耐性は低下する。
【００１１】そこで、本発明では、ヒータの使用温度よ
りはるかに高温の２５００℃までの温度域で焼成を行う
ことにより製造され、上述のヒータの使用雰囲気におい
てもＳｉＣより耐熱性、耐食性に優れる、高純度のガラ
ス状カーボンをヒータ材として使用することにより、ヒ
ータの耐熱性、耐腐食性の向上を実現した。
りはるかに高温の２５００℃までの温度域で焼成を行う
ことにより製造され、上述のヒータの使用雰囲気におい
てもＳｉＣより耐熱性、耐食性に優れる、高純度のガラ
ス状カーボンをヒータ材として使用することにより、ヒ
ータの耐熱性、耐腐食性の向上を実現した。
【００１２】また、ガラス状カーボンは、それ自身が電
気伝導性を有するため、これを単体で使用し、通電加熱
用ヒータとして用いることができることから、従来材の
ＳｉＣ被膜の膜厚に比べて、十分な肉厚を確保すること
ができる。このこともヒータの寿命向上には極めて有利
である。
気伝導性を有するため、これを単体で使用し、通電加熱
用ヒータとして用いることができることから、従来材の
ＳｉＣ被膜の膜厚に比べて、十分な肉厚を確保すること
ができる。このこともヒータの寿命向上には極めて有利
である。
【００１３】更に、ヒータとして長時間の使用により、
ガラス状カーボンの肉厚が減少してきた場合にも、電流
及び電圧の調整により所定の温度制御を容易に実施する
ことができる。
ガラス状カーボンの肉厚が減少してきた場合にも、電流
及び電圧の調整により所定の温度制御を容易に実施する
ことができる。
【００１４】また、本発明のヒータを構成するガラス状
カーボンは、予め、フッ素ガス、塩素ガスまたは四塩化
炭素ガス等のハロゲン系ガス雰囲気において２０００℃
以上の温度で３時間以上高純度処理を行って、純化した
ものである。この純化したガラス状カーボンは、全灰分
を１０ｐｐｍ以下に低減化した高純度品であることが最
も好ましいが、一般的な半導体ＣＶＤ処理に対しては１
０ｐｐｍを超え２０ｐｐｍ以下でも使用可能であり、ま
た一部の半導体ＣＶＤ処理に対しては４０ｐｐｍ以下で
も使用することができる。
カーボンは、予め、フッ素ガス、塩素ガスまたは四塩化
炭素ガス等のハロゲン系ガス雰囲気において２０００℃
以上の温度で３時間以上高純度処理を行って、純化した
ものである。この純化したガラス状カーボンは、全灰分
を１０ｐｐｍ以下に低減化した高純度品であることが最
も好ましいが、一般的な半導体ＣＶＤ処理に対しては１
０ｐｐｍを超え２０ｐｐｍ以下でも使用可能であり、ま
た一部の半導体ＣＶＤ処理に対しては４０ｐｐｍ以下で
も使用することができる。
【００１５】この高純度処理により、ガラス状カーボン
をヒータへと適用し、半導体ウエハを処理した場合に、
ヒータを構成するガラス状カーボンに含まれる灰分によ
る、半導体ウエハの汚染がより一層低減される。半導体
ウエハが不純物により汚染されてしまうと、その不純物
に起因して、半導体ウエハに欠陥が発生したり、そのよ
うなウエハにより素子を製造した場合に素子の機能低下
を招く。したがって、この高純度処理は半導体ウエハの
汚染防止の観点からは不可欠のものであるということが
できる。
をヒータへと適用し、半導体ウエハを処理した場合に、
ヒータを構成するガラス状カーボンに含まれる灰分によ
る、半導体ウエハの汚染がより一層低減される。半導体
ウエハが不純物により汚染されてしまうと、その不純物
に起因して、半導体ウエハに欠陥が発生したり、そのよ
うなウエハにより素子を製造した場合に素子の機能低下
を招く。したがって、この高純度処理は半導体ウエハの
汚染防止の観点からは不可欠のものであるということが
できる。
【００１６】ちなみに、高純度処理を施していないガラ
ス状カーボンには数１００ｐｐｍ以上の灰分が含有され
ており、これをそのままヒータとして使用した場合に
は、処理された半導体ウエハに汚染が生ずるという問題
が誘発される。
ス状カーボンには数１００ｐｐｍ以上の灰分が含有され
ており、これをそのままヒータとして使用した場合に
は、処理された半導体ウエハに汚染が生ずるという問題
が誘発される。
【００１７】高純度処理を施したガラス状カーボンと、
施していないガラス状カーボンによりそれぞれヒータを
作製し、各ヒータにより加熱処理を行った後の半導体ウ
エハについて分析を行った結果の一例を表２に示す。こ
の結果からも、ガラス状カーボンに施す高純度処理が半
導体ウエハの汚染防止に果たす著しい効果は明白であ
る。なお、この場合、高純度処理は、ハロゲンガスとし
て塩素ガスを用い、温度２５００℃で６時間行ったもの
である。
施していないガラス状カーボンによりそれぞれヒータを
作製し、各ヒータにより加熱処理を行った後の半導体ウ
エハについて分析を行った結果の一例を表２に示す。こ
の結果からも、ガラス状カーボンに施す高純度処理が半
導体ウエハの汚染防止に果たす著しい効果は明白であ
る。なお、この場合、高純度処理は、ハロゲンガスとし
て塩素ガスを用い、温度２５００℃で６時間行ったもの
である。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【実施例】図１は、本発明のヒータを組み込んだ半導体
ＣＶＤ処理装置の加熱系を概略的に示すものである。処
理すべき半導体ウエハ１２は、治具１３により支持さ
れ、その裏面側に本発明の高純度ガラス状カーボンから
なるヒータ１１が離間して対向・配置されている。
ＣＶＤ処理装置の加熱系を概略的に示すものである。処
理すべき半導体ウエハ１２は、治具１３により支持さ
れ、その裏面側に本発明の高純度ガラス状カーボンから
なるヒータ１１が離間して対向・配置されている。
【００２０】以下、本発明のヒータを用いた実験例を記
載する。 実験例 高純度ガラス状カーボンから本発明のヒータを作製し、
従来のＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータと比較評価を行った。各
ヒータを組み入れた加熱系の基本構造は、図１に示す通
りである。
載する。 実験例 高純度ガラス状カーボンから本発明のヒータを作製し、
従来のＳｉＣ被覆黒鉛製ヒータと比較評価を行った。各
ヒータを組み入れた加熱系の基本構造は、図１に示す通
りである。
【００２１】評価に当たっては、それぞれのヒータにつ
いて、下記の同一条件において加熱を行った後、その単
位時間当りの寸法減少量について測定し、それぞれのヒ
ータとしての寿命を掌握した。
いて、下記の同一条件において加熱を行った後、その単
位時間当りの寸法減少量について測定し、それぞれのヒ
ータとしての寿命を掌握した。
【００２２】加熱条件は下記の通りであり、加熱は通電
加熱により行った。 加熱温度 ： １５００℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： ９７．５％Ｈ2 と２．５％ＨＣｌとの混
合ガス雰囲気で１００Ｔｏｒｒの減圧下。
加熱により行った。 加熱温度 ： １５００℃ 加熱時間 ： １０時間 雰囲気 ： ９７．５％Ｈ2 と２．５％ＨＣｌとの混
合ガス雰囲気で１００Ｔｏｒｒの減圧下。
【００２３】なお、本発明のガラス状カーボン製ヒータ
の加熱部における肉厚は２ｍｍとした。一方、ＳｉＣ被
覆黒鉛製ヒータのＳｉＣ被膜の膜厚は１００μｍであっ
た。
の加熱部における肉厚は２ｍｍとした。一方、ＳｉＣ被
覆黒鉛製ヒータのＳｉＣ被膜の膜厚は１００μｍであっ
た。
【００２４】加熱による各ヒータの寸法減少の把握は、
ガラス状カーボン製ヒータについては、単位時間当りの
肉厚減少量の測定により行い、一方、ＳｉＣ被膜黒鉛製
ヒータについては、単位時間当りのＳｉＣ膜厚減少量の
測定により行った。
ガラス状カーボン製ヒータについては、単位時間当りの
肉厚減少量の測定により行い、一方、ＳｉＣ被膜黒鉛製
ヒータについては、単位時間当りのＳｉＣ膜厚減少量の
測定により行った。
【００２５】以上の手法により、高純度ガラス状カーボ
ン製ヒータの、加熱による、単位時間当りの肉厚減少量
を測定したところ、その値は０．１９μｍ／時であっ
た。かりに、２ｍｍの肉厚のヒータが１．４ｍｍの肉厚
にまで低下したとして、それまでに要する時間は約３１
６０時間と求められるが、その時点においても、なおヒ
ータとしての使用が可能である。
ン製ヒータの、加熱による、単位時間当りの肉厚減少量
を測定したところ、その値は０．１９μｍ／時であっ
た。かりに、２ｍｍの肉厚のヒータが１．４ｍｍの肉厚
にまで低下したとして、それまでに要する時間は約３１
６０時間と求められるが、その時点においても、なおヒ
ータとしての使用が可能である。
【００２６】これに対し、従来のＳｉＣ被覆黒鉛製ヒー
タにおいては、単位時間当りのＳｉＣ膜の膜厚減少量は
２．６μｍ／時であった。したがってＳｉＣの膜厚が１
００μｍであるから、膜が完全に消失するまでのヒータ
の寿命は３８時間と求められた。すなわち、従来のＳｉ
Ｃ被覆ヒータに比べて、本発明のヒータの寿命は、３１
６０／３８、すなわち８０倍以上の寿命向上を果たすこ
とができた。
タにおいては、単位時間当りのＳｉＣ膜の膜厚減少量は
２．６μｍ／時であった。したがってＳｉＣの膜厚が１
００μｍであるから、膜が完全に消失するまでのヒータ
の寿命は３８時間と求められた。すなわち、従来のＳｉ
Ｃ被覆ヒータに比べて、本発明のヒータの寿命は、３１
６０／３８、すなわち８０倍以上の寿命向上を果たすこ
とができた。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
使寿命が著しく向上した、半導体ＣＶＤ処理装置の加熱
用ヒータが提供される。
使寿命が著しく向上した、半導体ＣＶＤ処理装置の加熱
用ヒータが提供される。
【図１】本発明のヒータを組み込んだ、半導体ＣＶＤ処
理装置の加熱系の概略図。
理装置の加熱系の概略図。
【図２】従来のヒータ材であるＳｉＣ被覆黒鉛の断面
図。
図。
１１…ヒータ、１２…半導体ウエハ、１３…治具、２１
…黒鉛、２２…ＳｉＣ被膜。
…黒鉛、２２…ＳｉＣ被膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 高純度のガラス状カーボンで構成された
ことを特徴とする、半導体ＣＶＤ処理装置の半導体ウエ
ハ直接加熱用ヒータ。 - 【請求項２】 前記ガラス状カーボンの全灰分が１０ｐ
ｐｍ以下である請求項１記載のヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14905494A JPH0817746A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14905494A JPH0817746A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817746A true JPH0817746A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15466659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14905494A Pending JPH0817746A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817746A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000021890A (ja) * | 1997-07-31 | 2000-01-21 | Toshiba Ceramics Co Ltd | カーボンヒータ |
| WO2001041202A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Tokyo Electron Limited | Dispositif et procede de traitement thermique |
| JP2002151237A (ja) * | 1997-07-31 | 2002-05-24 | Toshiba Ceramics Co Ltd | カーボンヒータ |
| JP2008243820A (ja) * | 1997-07-31 | 2008-10-09 | Covalent Materials Corp | カーボンヒータ |
| WO2013188051A1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | Dow Global Technologies Llc | Vitreous carbon composition |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14905494A patent/JPH0817746A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000021890A (ja) * | 1997-07-31 | 2000-01-21 | Toshiba Ceramics Co Ltd | カーボンヒータ |
| JP2002151237A (ja) * | 1997-07-31 | 2002-05-24 | Toshiba Ceramics Co Ltd | カーボンヒータ |
| JP2008243820A (ja) * | 1997-07-31 | 2008-10-09 | Covalent Materials Corp | カーボンヒータ |
| WO2001041202A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Tokyo Electron Limited | Dispositif et procede de traitement thermique |
| US6444940B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-09-03 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device and heat treating method |
| WO2013188051A1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | Dow Global Technologies Llc | Vitreous carbon composition |
| CN104411630A (zh) * | 2012-06-15 | 2015-03-11 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 玻璃碳组合物 |
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