JPH10284423A - ウェーハ支持体 - Google Patents

ウェーハ支持体

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JPH10284423A
JPH10284423A JP8388697A JP8388697A JPH10284423A JP H10284423 A JPH10284423 A JP H10284423A JP 8388697 A JP8388697 A JP 8388697A JP 8388697 A JP8388697 A JP 8388697A JP H10284423 A JPH10284423 A JP H10284423A
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JP
Japan
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inner peripheral
peripheral part
component
wafer support
ring
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JP8388697A
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English (en)
Inventor
Masayuki Shimada
真幸 島田
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周側部品に内周側部品を装着することによ
って構成されるウェーハ支持体において、装着部分の気
密性を向上させる。 【解決手段】 ウェーハ支持体は、外周側部品11、内
周側部品21及びリング状部材31から構成される。外
周側部品11は中央に円形の開口部を有し、この開口部
に内周側部品21が装着される。外周側部品11は、開
口部の内周に沿って内側に張り出した第一の座面14、
及び第一の座面14よりも下側に位置し更に内側に張り
出した第二の座面15を有している。内周側部品21は
外周に沿って外側に張り出した張り出し部22を有し、
張り出し部22は、その下面25が第二の座面15に面
接触した状態で、第二の座面15の上に支持される。リ
ング状部材31は、第一の座面14に面接触した状態
で、第一の座面14の上に支持され、張り出し部22の
上方で内周側部品の外周26に嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CVD装置などの
半導体製造装置において、高温下で半導体ウエーハを処
理する際に使用されるウェーハ支持体の構造に係り、特
に、外周側部品とこれに装着される内周側部品とよって
構成される二重構造のウェーハ支持体の気密性の向上に
関する。
【0002】
【従来の技術】図3にCVD装置で使用される従来のウ
ェーハ支持体の構造を示す。なお、(a)は外周側部品
51の開口部に内周側部品52が装着された部分の概略
上面図を、(b)は当該装着部の概略断面図を、(c)
は(b)図中のB部の拡大断面図を表す。
【0003】図3に示す様に、外周側部品51は中央に
円形の開口部を有し、内周側部品52は外周側部品51
の開口部の内周に装着される。外周側部品51には、開
口部の内周に沿って座面53が形成され、座面53は外
周側部品51の板厚のほぼ中央に位置している。内周側
部品52には、外周部に沿って張り出し部54が形成さ
れ、張り出し部54の上面は内周側部品52の上面と一
致し、張り出し部54の下面は内周側部品52の板厚の
ほぼ中央に位置している。張り出し部54は座面53の
上に支持され、張り出し部54の下面と座面53とは互
いに面接触している。
【0004】図4に、CVD装置におけるウェーハ支持
体及びヒータの配置の一例を示す。CVD装置において
は、所定枚数のウェーハを連続して処理した後、装置内
部に付着した反応生成物を除去するために、エッチング
処理工程が挿入される。このエッチング処理工程におい
ては、ウェーハ61の代わりにダミーウェーハ62が内
周側部品52に装着される。ダミーウェーハ62、内周
側部品52及び外周側部品51を、ダミーウェーハ62
の下方に設置されているヒータ63によって加熱し、こ
の状態で、ダミーウェーハ62の上方から高濃度のHC
l系のエッチング用ガスを流すことにより、内周側部品
52、外周側部品51及び装置の内壁等に付着した反応
生成物を除去する。
【0005】図4に示したCVD装置において、ウェー
ハ61(あるいはダミーウェーハ62)、内周側部品5
2及び外周側部品51は、それぞれ周縁部の全周に渡っ
て面接触状態で支持されており、この様な接触面によっ
て、ウェーハ61(あるいはダミーウェーハ62)の下
方側の雰囲気が、その上方側の雰囲気から隔離させてい
る。この様に周縁部の全周に渡って面接触状態を確保す
ることによって、CVD処理の際には、反応ガスのヒー
タ63側への侵入が防止され、エッチング処理の際に
は、エッチング用ガスのヒータ63側への侵入が防止さ
れる。
【0006】ところで、ウェーハ支持体(内周側部品5
2及び外周側部品51)に使用される材料として、現
在、SiC被覆黒鉛が広く使用されている。SiC被覆
黒鉛は、黒鉛の基材の表面にSiC被膜がCVD法によ
って形成されたものであり、SiC被膜の形成後には機
械加工などが施されることなく、CVD処理後の状態の
ままでそのまま使用される。このため、SiC被覆黒鉛
で製作されたウェーハ支持体に関しては、ファインセラ
ミックス焼結体を使用した場合とは異なり、高い加工精
度(表面粗度)を実現することは容易ではない。この結
果、ウェーハ支持体同志の面接触部において、部品間に
微細な空隙が生じ、この空隙を介して、ヒータ側へエッ
チング用ガスなどが侵入し易い。エッチング用ガスは、
通常、高濃度のHCl系のガスであり、エッチング用ガ
スがヒータ側へ侵入すると、高温雰囲気下でヒータ及び
その周辺部品を腐食する。とりわけ、最も高温になるヒ
ータに損傷を与え、ヒータの寿命の低下を招く大きな要
因となっている。
【0007】なお、ヒータにはSiCを100μm程度
被覆したSiC被覆黒鉛が使用されているが、運転時
に、ヒータは約1400℃あるいはそれ以上の温度まで
到達する。ここで、1300℃以上に加熱されたSiC
被覆黒鉛にHCl系のガスが接触すると、SiCの分解
が起こり、SiC被膜の減少速度は高温になるほど顕著
となる。従って、1400℃程度以上の高温で運転され
ているヒータに、HCl系のエッチング用ガスが作用す
ると、SiC被膜の分解が進み、エッチング回数が増加
するにつれてSiC被膜が減少していき、やがてヒータ
表面からSiC被膜が完全に消失してしまう。ヒータの
基材である黒鉛が露出した状況になると、黒鉛の気孔表
面に吸着されていた不純物が、加熱によってヒータの外
へ放出される。この様な不純物は、ウェーハに対する汚
染物質として働いて、ウェーハの品質の低下の原因とな
る。このため、ヒータ表面のSiC被膜が消失した時点
で、ヒータの寿命が終了する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のウェーハ支持体の問題点を解消すべく成されたも
ので、本発明の目的は、内周側部品と外周側部品との組
み合わせによって構成され、高温下において半導体ウェ
ーハを処理する際に使用されるウェーハ支持体におい
て、外周側部品に内周側部品が装着される部分の気密性
を向上させ、これにより、当該ウェーハ支持体の下方に
配置されるヒータの寿命を増大させることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のウェーハ支持体
は、半導体ウェーハを支持する内周側部品と、この内周
側部品が装着される開口部を中央に備えた外周側部品
と、内周側部品と外周側部品との境界部の上側に装着さ
れるリング状部品とを備え、高温下で半導体ウェーハを
処理する際に使用されるウェーハ支持体であって、前記
内周側部品は、内周側部品の外周に沿って径方向外側に
張り出すとともに、その上面が内周側部品の上面よりも
下方に位置し、その下面が内周側部品の下面よりも上方
に位置する張り出し部を有し、前記外周側部品は、外周
側部品の上面よりも下側に位置し前記開口部の内周に沿
って径方向内側に張り出した第一の座面、及び第一の座
面よりも下側に位置し更に径方向内側に張り出した第二
の座面を有し、前記張り出し部は、その下面が前記第二
の座面に面接触した状態で、前記第二の座面の上に支持
され、前記リング状部品は、その下面が前記第一の座面
に面接触した状態で、前記第一の座面の上に支持され、
前記張り出し部の上方の部分で前記内周側部品の外周に
嵌合することを特徴とする。
【0010】本発明のウェーハ支持体によれば、第二の
座面と張り出し部の下面との面接触部に加えて、リング
状部材の下面と第一の座面との面接触部及びリング状部
材の内周と内周側部品の外周部との嵌合部がシール要素
として機能するので、外周側部品に外周側部品が装着さ
れる部分の気密性が向上する。
【0011】また、上記の構成に代って、前記リング状
部材を、前記張り出し部の上面に面接触した状態で、前
記張り出し部に支持され、前記第一の座面の上方の部分
で前記開口部に嵌合し、前記第一の座面の上方を覆う様
に構成することもできる。
【0012】この場合には、第二の座面と張り出し部の
下面との面接触部に加えて、リング状部材の下面と張り
出し部の上面との面接触部及びリング状部材の外周と外
周側部品の開口部との嵌合部がシール要素として機能す
るので、外周側部品に外周側部品が装着される部分の気
密性が向上する。
【0013】なお、前記リング状部材の下面と、これに
接触する前記第一の座面または張り出し部の上面の表面
粗さRmax は、気密性をより完全なものとするため0.
5μm以内とするのが好ましく、また、リング状部材の
内周または外周と、これらいずれかと嵌合する内周側部
品の外周または外周側部品の開口部の内周とのクリアラ
ンスは、同じく気密性をより完全なものとするため半径
の差で0.1μm以内とすることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
(例1)図1に、本発明に基づくウェーハ支持体の構造
の一例を示す。なお、(a)は外周側部品11の開口部
に内周側部品21が装着された部分の概略上面図を、
(b)は当該装着部の概略断面図を、(c)は(b)図
中のA部の拡大断面図を表す。
【0015】図1に示す様に、本発明に基づくウェーハ
支持体は、外周側部品11、内周側部品21及びリング
状部材31の3つの部分から構成される。外周側部品1
1は、中央に円形の開口部を有し、内周側部品21は外
周側部品11の開口部の内周に装着される。半導体ウェ
ーハ(図示せず)は内周側部品21で支持される。
【0016】外周側部品11の中央の開口部には座面が
二段状に形成されている。即ち、外周側部品11は、開
口部の内周に沿って径方向内側に張り出した第一の座面
14、及び、第一の座面14よりも下側に位置し更に径
方向内側に張り出した第二の座面15を有している。第
一の座面14は、外周側部品の上面18よりも下側に位
置し、第二の座面15部分の下面は外周側部品の下面1
9と同一の高さに位置している。
【0017】一方、内周側部品21は、その板厚のほぼ
中央部分において外周に沿って径方向外側に張り出した
張り出し部22を有している。この張り出し部22の上
面24は内周側部品21の上面28よりも下方に位置
し、その下面25は内周側部品21の下面29よりも上
方に位置している。この張り出し部22は、その下面2
5が第二の座面15に面接触した状態で、第二の座面1
5の上に支持され、その上面24は第一の座面14より
も僅かに下側に位置している。
【0018】リング状部材31は、第一の座面14に面
接触した状態で、第一の座面14の上に支持され、張り
出し部22の上方の部分で内周側部品の外周26に嵌合
し、張り出し部22の上方を僅かなクリアランスを介し
て覆っている。
【0019】なお、この例では、外周側部品11の下面
19及び内周側部品21の下面29は、同一の高さに位
置し、外周側部品11の上面18、リング状部材31の
上面38及び内周側部品21の上面28も、同一の高さ
に位置している。また、各接触面、即ち、第一の座面1
4、第二の座面15、張り出し部22の下面、及びリン
グ状部材31の下面39は、いずれも平面で構成され、
その表面粗さRmax は0.1μm以内に設定されてい
る。
【0020】また、張り出し部22の上方の部分での内
周側部品21の外周26と、リング状部材31の内周3
6との嵌合部については、そのクリアランスが半径の差
で0.1mm以内とすることが好ましく、この例では
0.05mmに設定されている。
【0021】以上の様に、本発明のウェーハ支持体で
は、外周側部品に設けられた開口部に内周側部品が装着
される部分に、シール要素が二重に設られているので、
従来の構造と比較して、はるかに高い気密性が得られ
る。
【0022】(例2)図2に、本発明に基づくウェーハ
支持体の構造の他の例を示す。なお、外周側部品11の
開口部に内周側部品21が装着される部分の概略上面図
及び概略断面図は図1と共通なので、装着部の拡大断面
図のみを示す。
【0023】外周側部品11の中央の開口部には座面が
二段状に形成されている。即ち、外周側部品11は、開
口部の内周に沿って径方向内側に張り出した第一の座面
14、及び、第一の座面14よりも下側に位置し更に径
方向内側に張り出した第二の座面15を有している。第
一の座面14は、外周側部品の上面18よりも下側に位
置し、第二の座面15部分の下面は外周側部品の下面1
9と同一の高さに位置している。なお、以上に関しては
図1に示した例と共通である。
【0024】一方、内周側部品21は、その板厚のほぼ
中央部分において外周に沿って径方向外側に張り出した
張り出し部22を有している。この張り出し部22の上
面24は内周側部品21の上面28よりも下方に位置
し、その下面25は内周側部品21の下面29よりも上
方に位置している。この張り出し部22は、その下面2
5と第二の座面15とが面接触した状態で第二の座面1
5の上に支持され、その上面24は第一の座面14より
も僅かに上側に位置している。
【0025】リング状部材31は、張り出し部22の上
面に面接触した状態で、張り出し部22の上に支持さ
れ、第一の座面14の上方の部分で外周側部品の内周1
7に嵌合し、第一の座面14の上方を僅かなクリアラン
スを介して覆っている。
【0026】なお、この例では、外周側部品11の下面
19及び内周側部品21の下面29は、同一の高さに位
置し、外周側部品11の上面18、リング状部材31の
上面38及び内周側部品21の上面28も、同一の高さ
に位置している。また、各接触面、即ち、第二の座面1
5、張り出し部22の上面24並びに下面25、及びリ
ング状部材31の下面39は、いずれも平面で構成さ
れ、その表面粗さRmaxは0.1μm以内に設定されて
いる。
【0027】また、第一の座面14の上方の部分での外
周側部品11の内周17と、リング状部材31の外周3
7との嵌合部については、そのクリアランスが、半径の
差で0.05mm以内となる様に設定されている。
【0028】この例によるウェーハ支持体の場合も、装
着部にシール要素が二重に設られているので、図1に示
した例と同様、高い気密性が得られる。 (評価試験結果)図1に示した構造を備えた本発明のウ
ェーハ支持体を作成して、CVD装置に取り付けてその
寿命について調べた。ウェーハの処理温度を1080℃
として、15,000枚のウェーハのCVD処理を行
い、その際、20枚のウェーハ処理毎に1回の割合で、
ダミーウェーハを用いて1160℃(ダミーウェーハ温
度)でエッチング処理を実施した。その結果、ヒータの
表面に施されたSiC被膜の膜厚減少量は1μm以下で
あった。
【0029】これに対し、図3に示した従来の構造を備
えたウェーハ支持体を用いて、上記と同等の条件でウェ
ーハのCVD処理を行ったところ、ヒータの表面に施さ
れたSiC被膜の膜厚減少量は70μmであった。
【0030】
【発明の効果】本発明に基づくウェーハ支持体は、外周
側部品の開口部に内周側部品が装着される部分にシール
要素が二重に設けられているので、当該装着部の気密性
が高く、ウェーハ支持体の下方側の雰囲気をその上方側
の雰囲気から確実に隔離することができる。この結果、
ウェーハ支持体の下方側に配置されるヒータの寿命を増
大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づくウェーハ支持体の一例を示す
図、(a)は外周側部品の開口部に内周側部品が装着さ
れた部分の概略上面図を、(b)はこの装着部の概略断
面図を、(c)は(b)図中のA部の拡大断面図を表
す。
【図2】本発明に基づくウェーハ支持体の他の例を示す
装着部の拡大断面図。
【図3】従来のウェーハ支持体の一例を示す図、(a)
は外周側部品の開口部に内周側部品が装着された部分の
概略上面図を、(b)はこの装着部の概略断面図を、
(c)は(b)図中のB部の拡大断面図を表す。
【図4】CVD装置におけるウェーハ支持体及びヒータ
の配置を示す図。
【符号の説明】
11・・・外周側部品、 14・・・第一の座面、 15・・・第二の座面、 17・・・開口部、 21・・・内周側部品、 22・・・張り出し部、 26・・・外周部、 31・・・リング状部品、 36・・・内周部、 37・・・外周部、 51・・・外周側部品、 52・・・内周側部品、 53・・・座面、 54・・・張り出し部、 61・・・ウェーハ、 62・・・ダミーウェーハ、 63・・・ヒータ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェーハを支持する内周側部品
    と、この内周側部品が装着される開口部を中央に備えた
    外周側部品と、内周側部品と外周側部品との境界部の上
    側に装着されるリング状部品とを備え、高温下で半導体
    ウェーハを処理する際に使用されるウェーハ支持体であ
    って、 前記内周側部品は、内周側部品の外周に沿って径方向外
    側に張り出すとともに、その上面が内周側部品の上面よ
    りも下方に位置し、その下面が内周側部品の下面よりも
    上方に位置する張り出し部を有し、 前記外周側部品は、外周側部品の上面よりも下側に位置
    し前記開口部の内周に沿って径方向内側に張り出した第
    一の座面、及び第一の座面よりも下側に位置し更に径方
    向内側に張り出した第二の座面を有し、 前記張り出し部は、その下面が前記第二の座面に面接触
    した状態で、前記第二の座面の上に支持され、 前記リング状部品は、その下面が前記第一の座面に面接
    触した状態で、前記第一の座面の上に支持され、前記張
    り出し部の上方の部分で前記内周側部品の外周に嵌合す
    ることを特徴とするウェーハ支持体。
  2. 【請求項2】 前記第一の座面、及び前記リング状部材
    の下面の表面粗さRmax は0.5μm以内であることを
    特徴とする請求項1に記載のウェーハ支持体。
  3. 【請求項3】 前記張り出し部の上方の部分での前記内
    周側部品の外周と、前記リング状部材の内周との嵌合部
    のクリアランスが、半径の差で0.1mm以内であるこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウェー
    ハ支持体。
  4. 【請求項4】 半導体ウェーハを支持する内周側部品
    と、この内周側部品が装着される開口部を中央に備えた
    外周側部品と、内周側部品と外周側部品との境界部の上
    側に装着されるリング状部品とを備え、高温下で半導体
    ウェーハを処理する際に使用されるウェーハ支持体であ
    って、 前記内周側部品は、内周側部品の外周に沿って径方向外
    側に張り出すとともに、その上面が内周側部品の上面よ
    りも下方に位置し、その下面が内周側部品の下面よりも
    上方に位置する張り出し部を有し、 前記外周側部品は、外周側部品の上面よりも下側に位置
    し前記開口部の内周に沿って径方向内側に張り出した第
    一の座面、及び第一の座面よりも下側に位置し更に径方
    向内側に張り出した第二の座面を有し、 前記張り出し部は、その下面が前記第二の座面に面接触
    した状態で、前記第二の座面の上に支持され、 前記リング状部品は、その下面が前記張り出し部の上面
    に面接触した状態で、前記張り出し部の上に支持され、
    前記第一の座面の上方の部分で前記開口部に嵌合するこ
    とを特徴とするウェーハ支持体。
  5. 【請求項5】 前記張り出し部の上面、及び前記リング
    状部材の下面の表面粗さRmax は0.5μm以内である
    ことを特徴とする請求項4に記載のウェーハ支持体。
  6. 【請求項6】 前記第一の座面の上方の部分での前記開
    口部の内周と、前記リング状部材の外周との嵌合部のク
    リアランスが、半径の差で0.1mm以内であることを
    特徴とする請求項4または請求項5に記載のウェーハ支
    持体。
JP8388697A 1997-04-02 1997-04-02 ウェーハ支持体 Pending JPH10284423A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120055406A1 (en) * 2006-02-21 2012-03-08 Nuflare Technology, Inc. Vapor Phase Deposition Apparatus and Support Table
JP2012178488A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Taiyo Nippon Sanso Corp サセプタカバー、該サセプタカバーを備えた気相成長装置

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