JPH11302853A - 基板加熱部材 - Google Patents
基板加熱部材Info
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- JPH11302853A JPH11302853A JP12413498A JP12413498A JPH11302853A JP H11302853 A JPH11302853 A JP H11302853A JP 12413498 A JP12413498 A JP 12413498A JP 12413498 A JP12413498 A JP 12413498A JP H11302853 A JPH11302853 A JP H11302853A
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- heat
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱体と均熱板の密着性を維持し、長期に渡
って基板を均一に加熱することができる基板加熱部材を
提供する。 【解決手段】 基板載置面を有する加熱板１６と、該加
熱板の裏面側に配置されて加熱板を加熱する発熱体１２
と、加熱板の裏面に接合されて発熱体の熱を均一化して
加熱板に伝達する均熱板２０とを備え、均熱板の加熱板
への接合面には応力緩和溝が設けられている。
って基板を均一に加熱することができる基板加熱部材を
提供する。 【解決手段】 基板載置面を有する加熱板１６と、該加
熱板の裏面側に配置されて加熱板を加熱する発熱体１２
と、加熱板の裏面に接合されて発熱体の熱を均一化して
加熱板に伝達する均熱板２０とを備え、均熱板の加熱板
への接合面には応力緩和溝が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体製
造装置の熱ＣＶＤ（化学気相成長）装置において、基板
の加熱に使用される基板加熱部材に関する。
造装置の熱ＣＶＤ（化学気相成長）装置において、基板
の加熱に使用される基板加熱部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＣＶＤ装置において基板表面に
成膜を行なう場合、気密なチャンバ内に配置された基板
加熱部材に基板を載置保持し、基板を所定温度に維持し
つつ原料ガスや酸化ガスを供給する。基板加熱部材は、
基板に接触して基板を加熱するもので、内部にヒータ等
の発熱体が埋設され、基板と直接接触する表面には耐食
性に優れたインコネル等の合金で構成された加熱板が設
けられている。
成膜を行なう場合、気密なチャンバ内に配置された基板
加熱部材に基板を載置保持し、基板を所定温度に維持し
つつ原料ガスや酸化ガスを供給する。基板加熱部材は、
基板に接触して基板を加熱するもので、内部にヒータ等
の発熱体が埋設され、基板と直接接触する表面には耐食
性に優れたインコネル等の合金で構成された加熱板が設
けられている。
【０００３】基板加熱部材においては、加熱板の外周部
での放熱が大きく、中心部から外周部に行くに従い徐々
に温度が低下する温度勾配が生じる。このため、外周部
に位置する発熱体（ヒータ）の電力密度（Ｗ／ｃｍ2）
を大きくしたりしているが、このような方法では全ての
温度領域に亘って温度勾配を無くすことは困難である。
例えば、５００℃の場合に適合するように発熱体の電力
密度を設定すると、６００℃では温度勾配が生じてしま
う。このため、発熱体と加熱板との間に銅やアルミニウ
ム製等の熱伝導率が良好な材料から作製した均熱板を配
置し、温度分布をより均一にして加熱板に伝えるように
している。
での放熱が大きく、中心部から外周部に行くに従い徐々
に温度が低下する温度勾配が生じる。このため、外周部
に位置する発熱体（ヒータ）の電力密度（Ｗ／ｃｍ2）
を大きくしたりしているが、このような方法では全ての
温度領域に亘って温度勾配を無くすことは困難である。
例えば、５００℃の場合に適合するように発熱体の電力
密度を設定すると、６００℃では温度勾配が生じてしま
う。このため、発熱体と加熱板との間に銅やアルミニウ
ム製等の熱伝導率が良好な材料から作製した均熱板を配
置し、温度分布をより均一にして加熱板に伝えるように
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成においては、加熱板と均熱板の高い平面度が
要求されるが、その場合であっても両者の間には微小な
クリアランスが存在し熱移動を阻害してしまう。また、
均熱板と加熱板の間は熱伝導性の良い材料からなるろう
材によって拡散接合などによって固定しようとすると、
両者の熱膨張率の違いにより、基板載置面（加熱板）が
反ってしまい、基板を均一に加熱できない、あるいは、
熱履歴に応じて接合面間が剥離し、このとき生じた隙間
が熱移動の障害（伝熱抵抗）となって均熱板から加熱板
への熱移動にばらつきが生じ、逆に加熱板の温度の均一
性を阻害するという問題があった。
ような構成においては、加熱板と均熱板の高い平面度が
要求されるが、その場合であっても両者の間には微小な
クリアランスが存在し熱移動を阻害してしまう。また、
均熱板と加熱板の間は熱伝導性の良い材料からなるろう
材によって拡散接合などによって固定しようとすると、
両者の熱膨張率の違いにより、基板載置面（加熱板）が
反ってしまい、基板を均一に加熱できない、あるいは、
熱履歴に応じて接合面間が剥離し、このとき生じた隙間
が熱移動の障害（伝熱抵抗）となって均熱板から加熱板
への熱移動にばらつきが生じ、逆に加熱板の温度の均一
性を阻害するという問題があった。
【０００５】本発明は、上記の課題に鑑み、発熱体と均
熱板の密着性を維持し、長期に渡って基板を均一に加熱
することができる基板加熱部材を提供することを目的と
する。
熱板の密着性を維持し、長期に渡って基板を均一に加熱
することができる基板加熱部材を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板載置面を有する加熱板と、該加熱板の裏面側に
配置されて前記加熱板を加熱する発熱体と、前記加熱板
の裏面に接合されて前記発熱体の熱を均一化して加熱板
に伝達する均熱板とを備え、前記均熱板の前記加熱板へ
の接合面には応力緩和溝が設けられていることを特徴と
する基板加熱部材である。
は、基板載置面を有する加熱板と、該加熱板の裏面側に
配置されて前記加熱板を加熱する発熱体と、前記加熱板
の裏面に接合されて前記発熱体の熱を均一化して加熱板
に伝達する均熱板とを備え、前記均熱板の前記加熱板へ
の接合面には応力緩和溝が設けられていることを特徴と
する基板加熱部材である。
【０００７】このように溝を設けて表面を分断すること
により、均熱板と加熱板の間の熱膨張率の違いによって
生じる内部応力を緩和して、均熱板と加熱板の間の剥離
を防止する。応力緩和溝の平面配置は、径方向及び周方
向の双方の応力を緩和することができるようなものが好
ましい。
により、均熱板と加熱板の間の熱膨張率の違いによって
生じる内部応力を緩和して、均熱板と加熱板の間の剥離
を防止する。応力緩和溝の平面配置は、径方向及び周方
向の双方の応力を緩和することができるようなものが好
ましい。
【０００８】請求項２に記載の発明は、前記均熱板の裏
面側の前記応力緩和溝に対応する位置からずれた位置に
裏面溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記
載の基板加熱部材である。これにより、均熱板の表裏で
の変形を均一にして反りを防止し、かつ熱の流路の断面
積を確保して面内の均熱性を維持することができる。
面側の前記応力緩和溝に対応する位置からずれた位置に
裏面溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記
載の基板加熱部材である。これにより、均熱板の表裏で
の変形を均一にして反りを防止し、かつ熱の流路の断面
積を確保して面内の均熱性を維持することができる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、成膜室内に請求
項１又は２に記載の基板加熱部材が配置され、該基板加
熱部材に対向するようにガス噴射ヘッドが設けられてい
ることを特徴とする成膜装置である。
項１又は２に記載の基板加熱部材が配置され、該基板加
熱部材に対向するようにガス噴射ヘッドが設けられてい
ることを特徴とする成膜装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２は、ＣＶＤ装置等の
チャンバ内に配置されて基板Ｗを支持し加熱する基板加
熱部材１０を示すもので、表面にシーズヒータ等の発熱
体１２を収容する収容溝１３が形成された円板状のヒー
タ板１４と、上面に基板Ｗを載置保持する円板状の加熱
板１６とを有し、全体が支柱１８によって支持されてい
る。チャンバには、基板加熱部材１０に対向するように
ガス噴射ヘッド（図示略）が設けられている。ヒータ板
１４及び加熱板１６の周囲には、放熱を防止するための
円筒状の輻射防止板３０が複数枚配置されている。
を参照して説明する。図１及び図２は、ＣＶＤ装置等の
チャンバ内に配置されて基板Ｗを支持し加熱する基板加
熱部材１０を示すもので、表面にシーズヒータ等の発熱
体１２を収容する収容溝１３が形成された円板状のヒー
タ板１４と、上面に基板Ｗを載置保持する円板状の加熱
板１６とを有し、全体が支柱１８によって支持されてい
る。チャンバには、基板加熱部材１０に対向するように
ガス噴射ヘッド（図示略）が設けられている。ヒータ板
１４及び加熱板１６の周囲には、放熱を防止するための
円筒状の輻射防止板３０が複数枚配置されている。
【００１１】加熱板１６は、高温の酸化性雰囲気に耐え
ることができるインコネル等の合金で構成されている。
加熱板１６の裏面にはそのほぼ全面に渡り円形の凹所１
７が形成されており、この凹所１７には、例えば、銅、
銀、金あるいはアルミニウム等の加熱板１６よりも熱伝
導率が良い素材から作製された円板状の均熱板２０が配
置されている。
ることができるインコネル等の合金で構成されている。
加熱板１６の裏面にはそのほぼ全面に渡り円形の凹所１
７が形成されており、この凹所１７には、例えば、銅、
銀、金あるいはアルミニウム等の加熱板１６よりも熱伝
導率が良い素材から作製された円板状の均熱板２０が配
置されている。
【００１２】この均熱板２０の加熱板１６に向かう表面
には、断面がＶ字状の表面溝２２が形成されている。こ
の表面溝２２は、円周方向に沿って所定中心角度だけ円
弧状に延び、かつ同心円上に交互に配置された円弧状部
２２ａと、径方向に沿って放射状に延びる放射状部２２
ｂとから構成されている。一方、均熱板２０の裏面側に
は、表面溝２２に対応してこれから僅かにずれた位置
に、円弧状部２４ａと放射状部２４ｂとからなる裏面溝
２４が設けられている。これにより、上下の溝２２，２
４の間に熱流路部２６が形成されている。均熱板２０の
上面は加熱板１６の裏面に全面に亘ってＡｇ，Ｎｉ，Ｎ
ｂ等を素材とする熱伝導性の良いろう材２８を用いて拡
散接合されている。
には、断面がＶ字状の表面溝２２が形成されている。こ
の表面溝２２は、円周方向に沿って所定中心角度だけ円
弧状に延び、かつ同心円上に交互に配置された円弧状部
２２ａと、径方向に沿って放射状に延びる放射状部２２
ｂとから構成されている。一方、均熱板２０の裏面側に
は、表面溝２２に対応してこれから僅かにずれた位置
に、円弧状部２４ａと放射状部２４ｂとからなる裏面溝
２４が設けられている。これにより、上下の溝２２，２
４の間に熱流路部２６が形成されている。均熱板２０の
上面は加熱板１６の裏面に全面に亘ってＡｇ，Ｎｉ，Ｎ
ｂ等を素材とする熱伝導性の良いろう材２８を用いて拡
散接合されている。
【００１３】このように構成された基板加熱部材１０の
作用を説明する。発熱体１２から生成した熱は、直接に
又はヒータ板１４を介して均熱板２０に伝達され、図３
に矢印Ａ1で示すように、均熱板２０の内部を厚さ方向
及び板面に沿った方向に流れる。また、板面に沿った方
向において温度差が形成されている場合には、同図に矢
印Ａ2で示すように板面に沿った方向に熱が移動し、温
度が均一化する。この際に、表面溝２２と裏面溝２４が
ずれて形成されているので、熱流路部２６が狭窄してお
らず、均熱板２０内の均熱性が維持できる程度の熱移動
の流路断面積が確保されている。
作用を説明する。発熱体１２から生成した熱は、直接に
又はヒータ板１４を介して均熱板２０に伝達され、図３
に矢印Ａ1で示すように、均熱板２０の内部を厚さ方向
及び板面に沿った方向に流れる。また、板面に沿った方
向において温度差が形成されている場合には、同図に矢
印Ａ2で示すように板面に沿った方向に熱が移動し、温
度が均一化する。この際に、表面溝２２と裏面溝２４が
ずれて形成されているので、熱流路部２６が狭窄してお
らず、均熱板２０内の均熱性が維持できる程度の熱移動
の流路断面積が確保されている。
【００１４】両部材が昇温するに従い、これらの熱膨張
率の違いによって、互いに拘束されている均熱板２０と
加熱板１６との間の接合面近傍に内部応力が生じる。し
かし、均熱板２０の上面は表面溝２２によって種々の方
向に分断されており、これによって分断された個々の部
分が個別に変形するので、応力の集中が起こらないよう
になっている。この実施の形態では、均熱板２０の径方
向の内部応力に対しては円弧状部２２ａによる分断が、
周方向の内部応力に対しては放射状部２２ｂによる分断
が有効に作用する。
率の違いによって、互いに拘束されている均熱板２０と
加熱板１６との間の接合面近傍に内部応力が生じる。し
かし、均熱板２０の上面は表面溝２２によって種々の方
向に分断されており、これによって分断された個々の部
分が個別に変形するので、応力の集中が起こらないよう
になっている。この実施の形態では、均熱板２０の径方
向の内部応力に対しては円弧状部２２ａによる分断が、
周方向の内部応力に対しては放射状部２２ｂによる分断
が有効に作用する。
【００１５】加熱板１６上に温度の不均一な部位が生じ
ても、上記のように均熱板２０の熱の横移動に抵抗がな
いので、均熱化しやすい。均熱板２０から加熱板１６へ
の熱移動も、両者が熱伝導性のよいろう材で拡散接合さ
れているのでスムーズである。これにより、ヒータへの
負荷が小さい状態（ヒータの温度が低い状態）でより均
熱化できるので、ヒータ寿命を延ばすことが可能とな
る。あるいは、より高温の基板ヒータの対応も可能とな
る。
ても、上記のように均熱板２０の熱の横移動に抵抗がな
いので、均熱化しやすい。均熱板２０から加熱板１６へ
の熱移動も、両者が熱伝導性のよいろう材で拡散接合さ
れているのでスムーズである。これにより、ヒータへの
負荷が小さい状態（ヒータの温度が低い状態）でより均
熱化できるので、ヒータ寿命を延ばすことが可能とな
る。あるいは、より高温の基板ヒータの対応も可能とな
る。
【００１６】この実施の形態では、裏面側にも溝２４が
形成されており、裏面側の応力も緩和されて表裏間での
不均一な変形が抑えられ、全体に反りが生じることが防
止される。また、裏面側に溝が形成されていることによ
り、均熱板２０が全体として所定の方向に「ばね」変形
しやすい形状となっており、これも応力緩和に有効であ
る。
形成されており、裏面側の応力も緩和されて表裏間での
不均一な変形が抑えられ、全体に反りが生じることが防
止される。また、裏面側に溝が形成されていることによ
り、均熱板２０が全体として所定の方向に「ばね」変形
しやすい形状となっており、これも応力緩和に有効であ
る。
【００１７】図４及び図５は、本発明の第２の実施の形
態を示すもので、これらの実施の形態では、均熱板４
０，５０における溝の平面的な先の実施の形態と配置が
異なっている。すなわち、図４においては、放射状の溝
４２，４４のみが形成されており、先の実施の形態より
簡素化した形状となっている。また、図５においては、
中心部から周縁部に向けて渦巻き状に延びる溝５２，５
４を形成している。このように渦巻き状に形成すること
で、周方向及び径方向の双方に沿った内部応力を同時に
緩和することができる。
態を示すもので、これらの実施の形態では、均熱板４
０，５０における溝の平面的な先の実施の形態と配置が
異なっている。すなわち、図４においては、放射状の溝
４２，４４のみが形成されており、先の実施の形態より
簡素化した形状となっている。また、図５においては、
中心部から周縁部に向けて渦巻き状に延びる溝５２，５
４を形成している。このように渦巻き状に形成すること
で、周方向及び径方向の双方に沿った内部応力を同時に
緩和することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、均熱
板を加熱板に密着させて接合することで、均熱板の熱を
加熱板に均一に伝えることができる。しかも、熱膨張率
の違いによって均熱板と加熱板との間に生じる内部応力
を、均熱板の表面凹部の伸縮で緩和して、均熱板の剥が
れを防止することができる。
板を加熱板に密着させて接合することで、均熱板の熱を
加熱板に均一に伝えることができる。しかも、熱膨張率
の違いによって均熱板と加熱板との間に生じる内部応力
を、均熱板の表面凹部の伸縮で緩和して、均熱板の剥が
れを防止することができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す基板加熱部材の縦断
面図である。
面図である。
【図２】図１の基板加熱部材に使用されている均熱板の
平面図である。
平面図である。
【図３】図１の基板加熱部材の拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す均熱板の平面
図である。
図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す均熱板の平面
図である。
図である。
１０ 基板加熱部材 １２ 発熱体 １４ ヒータ板 １６ 加熱板 ２０，４０，５０ 均熱板 ２２，４２，５２ 表面溝 ２４，４４，５４ 裏面溝 ２６ 熱流路部 ２８ ろう材 Ｗ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 究 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 基板載置面を有する加熱板と、 該加熱板の裏面側に配置されて前記加熱板を加熱する発
熱体と、 前記加熱板の裏面に接合されて前記発熱体の熱を均一化
して加熱板に伝達する均熱板とを備え、 前記均熱板の前記加熱板への接合面には応力緩和溝が設
けられていることを特徴とする基板加熱部材。 - 【請求項２】 前記均熱板の裏面側の前記応力緩和溝に
対応する位置からずれた位置に裏面溝が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板加熱部材。 - 【請求項３】 成膜室内に請求項１又は２に記載の基板
加熱部材が配置され、該基板加熱部材に対向するように
ガス噴射ヘッドが設けられていることを特徴とする成膜
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12413498A JPH11302853A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 基板加熱部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12413498A JPH11302853A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 基板加熱部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302853A true JPH11302853A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14877774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12413498A Pending JPH11302853A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 基板加熱部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11302853A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005025781A1 (de) * | 2003-09-15 | 2005-03-24 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Substratplatte für ein 3d-formgebungsverfahren |
| JP2009194297A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び天井断熱体 |
| JP2012182489A (ja) * | 2012-05-28 | 2012-09-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、天井断熱体及び加熱装置 |
| DE102015211538A1 (de) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Bauzylinder-Anordnung für eine Maschine zur schichtweisen Fertigung dreidimensionaler Objekte |
| KR20180112911A (ko) * | 2017-04-04 | 2018-10-15 | (주)티티에스 | 기판 지지대 |
| CN115536254A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 华能新能源股份有限公司 | 一种加热退火装置 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP12413498A patent/JPH11302853A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005025781A1 (de) * | 2003-09-15 | 2005-03-24 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Substratplatte für ein 3d-formgebungsverfahren |
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| US8535444B2 (en) | 2008-02-18 | 2013-09-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and ceiling insulating part |
| JP2012182489A (ja) * | 2012-05-28 | 2012-09-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、天井断熱体及び加熱装置 |
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| KR20180112911A (ko) * | 2017-04-04 | 2018-10-15 | (주)티티에스 | 기판 지지대 |
| CN115536254A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-30 | 华能新能源股份有限公司 | 一种加热退火装置 |
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