KR20100010520A - 기판 탑재 기구 - Google Patents

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KR20100010520A
KR20100010520A KR1020100001559A KR20100001559A KR20100010520A KR 20100010520 A KR20100010520 A KR 20100010520A KR 1020100001559 A KR1020100001559 A KR 1020100001559A KR 20100001559 A KR20100001559 A KR 20100001559A KR 20100010520 A KR20100010520 A KR 20100010520A
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스미 다나카
도모히토 고마츠
히로오 가와사키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 온도 균일성을 더 향상할 수 있는 기판 탑재 기구를 제공하는 것이다.
발열체(102)가 매설된 석영제 히터 본체(101)와, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103) 상에 적재된 내식성 세라믹 부재(104)를 구비한다.

Description

기판 탑재 기구{SUBSTRATE MOUNTING EQUIPMENT}
본 발명은, 성막 장치 등의 기판 처리 장치에 있어서, 처리 용기 내에서 반도체 웨이퍼 등의 기판을 탑재하여 가열하는 발열체를 갖는 기판 탑재 기구 및 해당 기판 탑재 기구를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼에 대하여, CVD 성막 처리나 플라즈마 에칭 처리와 같은 진공 처리를 실시하는 공정이 존재하지만, 그 처리에 있어서는 피처리 기판인 반도체 웨이퍼를 소정의 온도로 가열해야 하기 때문에, 기판 탑재대를 겸한 히터를 이용하여 반도체 웨이퍼를 가열하고 있다.
이러한 히터로서는 종래부터 스테인레스 히터 등이 이용되어 왔지만, 최근, 상기 처리에 이용되는 할로겐계 가스에 의한 부식이 발생하기 어렵고, 열 효율이 높은 세라믹 히터가 제안되어 있다(특허 문헌 1 등). 이러한 세라믹 히터는, 피처리 기판을 탑재하는 탑재대로서 기능하는 AlN 등의 치밀질 세라믹 소결체로 이루어지는 기체의 내부에, 고융점 금속으로 이루어지는 발열체를 매설한 구조를 갖고 있다.
이러한 세라믹 히터로 이루어지는 기판 탑재대를 기판 처리 장치에 적용하는 경우에는, 세라믹제의 통 형상의 지지 부재의 일단을 기판 탑재대의 이면에 접합하고, 타단을 챔버의 바닥부에 접합한다. 이 지지 부재의 내부에는, 발열체에 급전하기 위한 급전선이 마련되어 있고, 발열체의 단자에 이 급전선이 연결되어, 외부에 마련된 전원으로부터 이 급전선 및 급전 단자를 거쳐서 발열체에 급전된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제7-272834호 공보
그런데, 이러한 세라믹 히터로 이루어지는 기판 탑재대는, 지지 부재와의 접합부 근방에 급전 단자가 있기 때문에, 그 부분에서 발열체의 밀도가 낮아지지 않을 수 없다. 또한, 기판 탑재대의 지지 부재와의 접합부는 지지 부재를 거친 열전도에 의해 열이 달아나기 쉽다. 이 때문에, 기판 탑재대의 접합부 주변에 쿨 스포트(주변에 비해 온도가 낮은 영역)가 있어, 그 부분에서 열응력 집중, 특히, 굴곡부에 응력이 집중하여 파괴를 초래한다.
이러한 파괴를 막기 위해서, 항상 히터 중심부의 온도를 주변부보다도 높게 하고 있다. 그러나, 항상 히터 중심부의 온도를 주변부보다도 높게 하고 있기 때문에, 온도 균일성을 임의의 레벨로부터 향상시킬 수 없다.
본 발명은 온도 균일성을 더 향상할 수 있는 기판 탑재 기구 및 해당 기판 탑재 기구를 구비한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 형태에 따른 기판 탑재 기구는, 발열체가 매설된 석영제 히터 본체와, 상기 석영제 히터 본체의 피처리 기판 탑재면 상에 적재된 내식성 세라믹 부재를 구비한다.
또한, 본 발명의 제 2 형태에 따른 기판 탑재 기구는, 발열체가 매설된 석영제 히터 본체와, 상기 석영제 히터 본체의 피처리 기판 탑재면 상에 형성된, 성막 처리에 의해서 축적되는 금속과 동종의 금속으로 이루어지는 금속막과, 상기 금속막 상에 적재된 내식성 세라믹 부재를 구비한다.
또한, 본 발명의 제 3 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 수용하고, 내부가 감압 보지(保持)되는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 마련된, 상기 제 1 형태 또는 제 2 형태에 기재된 구성을 갖는 기판 탑재 기구와, 상기 처리 용기 내에서 상기 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 기구를 구비한다.
본 발명에 의하면, 온도 균일성을 더 향상할 수 있는 기판 탑재 기구 및 해당 기판 탑재 기구를 구비한 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구의 일례를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2에 나타내는 기판 탑재 기구(100a)의 확대 단면도,
도 4(a) 도 (b)는 각각 리프트핀 구멍 근방의 확대도,
도 5(a) 내지 (c)는 각각 피처리 기판 탑재면의 시간 경과적 열화를 나타낸 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구의 기본 구성을 나타내는 단면도이다.
일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구는, 예컨대, 성막 장치나 에칭 장치 등의 기판 처리 장치의 처리 용기 내에 배치되고, 해당 처리 용기 내에 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판을 탑재함과 아울러, 피처리 기판을 가열하는 발열체를 갖는 것이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 탑재 기구(100)는, 발열체(102)가 매설된 석영제 히터 본체(101)와, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103) 상에 적재된 내식성 세라믹 부재(104)를 구비한다.
석영제 히터 본체(101)는, 특별히 도시하지 않지만, 상부 방향에서 보아 원형 형상이며, 피처리 기판 탑재면(103)의 이면 중앙부에는, 소(小)R부(작은 곡면부)(106)를 갖은 접합부(105)를 갖는다. 이 접합부(105)에는, 예컨대, 중공 형상의 석영제 지지 부재(107)가 접합된다. 접합부(105)에는 급전 단자(108)가 구비되고, 이 급전 단자(108)의 일단은 석영제 히터 본체 내에서 급전선(109)을 거쳐서 발열체(102)에 접속되며, 그 타단은, 예컨대, 석영제 지지 부재(107)의 중공부(110)에 삽입되어 통하는 급전선(111)을 거쳐서 도시하지 않은 전원에 접속된다. 발열체(102)의 일례는 저항 발열체이다.
내식성 세라믹 부재(104)는, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103) 상에 적재되고, 예컨대, 도시하지 않은 핀 멈춤기 등의 접합 수단에 의해서 석영제 히터 본체(101)에 접합된다. 내식성 세라믹 부재(104)는, 발열체(102)로부터의 열을 받아, 도시하지 않은 피처리 기판, 예컨대, 반도체 웨이퍼에 열을 보다 잘 전하는 역할과, 석영제 히터 본체(101)의, 피처리 기판 탑재면(103)의 표면을 클리닝제, 예컨대, 3불화염소(ClF3)로부터 보호하는 역할을 가진다. 이들 역할로부터, 내식성 세라믹 부재(104)의 재료에는, 클리닝제에 대한 내식성이 석영제 히터 본체(101)보다도 우수하고, 또한，석영제 히터 본체(101)보다도 열전도율이 좋은 재료가 선택된다. 그러한 재료의 예로서는, 예컨대, 질화알루미늄(AlN)을 들 수 있다.
도 1에 나타내는 기판 탑재 기구(100)에 의하면, 히터 본체(101)가 석영제이다. 석영의 열팽창율은 세라믹, 예컨대, 질화알루미늄보다도 약 1자리수 작다. 일반적으로, 질화알루미늄의 열팽창율은 약 5×10-6/℃ 정도이지만, 석영의 열팽창율은 약 0.5×10-6/℃ 정도이다. 이 때문에, 석영제 히터 본체(101)는, 히터 본체를 세라믹제, 예컨대, 질화알루미늄제로 한 경우에 비교하여, 가열시에 있어 히터 중심으로 향해서 생기는 인장 응력을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 도 1에 나타내는 접합부(105)의 주변, 예컨대, 접합부(105)의 주변에 형성된 작은 R부(106)에 응력이 집중하여 히터 본체(101)가 파괴되게 되는 현상을 억제할 수 있다.
이와 같이, 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구(100)는, 가열시에 생기는 인장 응력을 작게 할 수 있기 때문에, 히터 본체를 세라믹제, 예컨대, 질화알루미늄제로 한 기판 탑재 기구보다도, 히터 중심부의 온도를 주변부보다도 높게 하지 않게 된다. 따라서, 기판 탑재면(103) 상에 있어서의 온도 균일성을, 히터 본체를 세라믹제, 예컨대, 질화알루미늄제로 한 기판 탑재 기구에 비교하여 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
이러한 기판 탑재 기구(100)는, 석영제 히터 본체(101)에 작은 R부(106), 예컨대, 피처리 기판 탑재면(103)의 이면 중앙부에 지지 부재(107)와의 접합부(105)를 갖는 기판 탑재 기구에 유용하다.
또한, 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구(100)는, 지지 부재(107)도 석영제이기 때문에, 지지 부재를 세라믹제, 예컨대, 질화알루미늄제로 한 기판 탑재 기구에 비교하여, 지지 부재(107)도 열응력에 대하여 강한 구조로 된다.
또한, 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구(100)에 의하면, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103) 상에, 예컨대, 클리닝제에 대한 내식성이 석영제 히터 본체(101)보다도 우수한 내식성 세라믹 부재(104)를 적재하고 있다. 내식성 세라믹 부재(104)를 구비함으로써, 피처리 기판 탑재면(103)이 석영제인 경우에 비교하여, 예컨대, 클리닝제에 의한 부식에 강하고, 피처리 기판 탑재면(103) 상의 온도 균일성의 시간 경과적 열화의 진행을 억제할 수 있어, 우수한 온도 균일성을 장기간에 걸쳐 유지하는 것이 가능해진다.
게다가, 일 실시형태에 따른 내식성 세라믹 부재(104)는, 히터 본체(101)보다도 열전도율이 좋은 재료를 선택함으로써, 피처리 기판 탑재면(103)이 석영제인 경우에 비교하여 열분포가 잘 되어, 온도 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
이와 같이 내식성, 및 열전도율의 쌍방이 우수한 재료의 예는 질화알루미늄이다. 또한, 내식성 세라믹 부재(104)가 질화알루미늄제이면 할로겐계 가스에 의한 부식도 발생하기 어렵다.
또, 내식성 세라믹 부재(104)가 질화알루미늄제이면, 열응력에 기인한 "깨짐"이 걱정되지만, 이 점에 대해서는, 내식성 세라믹 부재(104)의 두께 t를 얇게 함으로써, 히터 본체를 모두 질화알루미늄제로 한 경우에 비교하여, "깨짐"에 대하여 강한 구조로 할 수 있다. "깨짐"에 대하여 강한 구조로 하기 위한, 내식성 세라믹 부재(104)의 바람직한 두께 t의 범위로서는, 예컨대, 2~6㎜이다.
또, 일 실시형태에 있어서는, 석영제 히터 본체(101)에 발열체(102)를 매설한 예를 나타내었지만, 이러한 기판 탑재 기구(100)는, 예컨대, 열 CVD 장치에서의 기판 탑재 기구로서 이용 가능하다.
또한, 석영제 히터 본체(101)에, 발열체(102)와 함께, 예컨대, 플라즈마 발생용의 RF 전극을 매설하도록 하더라도 좋다. 석영제 히터 본체(101)에 RF 전극을 매설하면, 플라즈마 성막 장치, 예컨대, 티탄(Ti)을 성막하는 플라즈마 CVD 장치의 기판 탑재 기구로서 이용할 수 있다.
이하, 구체적인 일 실시예로서, 석영제 히터 본체(101)에 발열체(102)와 동시에 RF 전극을 매설한 예를 플라즈마 CVD 장치와 함께 설명하는 것으로 한다.
도 2는 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도, 도 3은 도 2에 나타내는 기판 탑재 기구(100a)의 확대 단면도이다.
본 일례는, 상기 일 실시형태에 따른 기판 탑재 기구를, 반도체 장치의 제조에 사용되는 플라즈마 CVD 장치의 기판 탑재 기구에 적용한 예이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 CVD 장치(200)는, 기밀하게 구성된 대략 원통 형상의 챔버(2)와, 챔버(2)의 바닥벽(2b)으로부터 아래쪽으로 돌출하여 마련된 배기실(3)을 갖고 있으며, 이들 챔버(2)와 배기실(3)에 의해 일체적인 처리 용기가 구성된다. 챔버(2) 내에는 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고 기재함) W를 수평 상태로 하여 탑재하고, 또한, 가열하기 위한 기판 탑재 기구(100a)가 마련되어 있다. 석영제 히터 본체(101)의 외주부에는 웨이퍼 W를 가이드하기 위한 포커스 링(6)이 마련되어 있다. 이 기판 탑재 기구(100a)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 도 1을 참조하여 설명한 기판 탑재 기구(100)의 석영제 히터 본체(101)에 RF 전극(112)을 더 매설한 것이다.
챔버(2)의 외측에는 석영제 히터 본체(101)의 발열체(102) 등에 급전하기 위한 전원(5)이 마련되어 있고, 이 전원(5)으로부터 접속실(20)을 거쳐서 발열체(102) 등에 급전된다. 전원(5)에는 제어기(7)가 접속되어 있고, 전원(5)으로부터의 급전량을 제어하여 석영제 히터 본체(101) 등의 온도 제어를 행하게 되어 있다. 플라즈마 CVD 장치(200)의 각 구성부는 프로세스 제어기(60)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 프로세스 제어기(60)에는, 공정 관리자가 플라즈마 CVD 장치(200)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 CVD 장치(200)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(61)가 접속되어 있다.
또한, 프로세스 제어기(60)에는, 플라즈마 CVD 장치(200)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 제어기(60)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 에칭 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 레시피(recipe)가 저장된 기억부(62)가 접속되어 있다. 레시피는 하드디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있더라도 좋고, CDROM, DVD 등의 가반성의 기억 매체에 수용된 상태에서 기억부(62)의 소정 위치에 세트하게 되어 있더라도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 거쳐서 레시피를 적절히 전송시키도록 하더라도 좋다.
그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(61)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(62)로부터 호출하여 프로세스 제어기(60)에 실행시킴으로써, 프로세스 제어기(60)의 제어 하에서, 플라즈마 CVD 장치(200)에서의 소망하는 처리가 행하여진다.
챔버(2)의 천장벽(2a)에는, 절연 부재(9)를 거쳐서 샤워 헤드(30)가 마련되어 있고, 샤워 헤드(30)에는 가스 공급 기구(40)가 접속되어 있다. 샤워 헤드(30)는, 상면에 가스 도입구(31)를 갖고, 내부에 가스 확산 공간(32)을 가지며, 하면에 가스 토출 구멍(33)이 형성되어 있다. 가스 도입구(31)에는, 가스 공급 기구(40)로부터 연장되는 가스 공급 배관(35)이 접속되어 있고, 가스 공급 기구(40)로부터 성막 가스가 도입된다.
또한, 샤워 헤드(30)에는 정합기(37)를 거쳐서 고주파 전원(36)이 접속되어 있고, 샤워 헤드(30)에 고주파 전력이 공급되게 되어 있다. 샤워 헤드(30)를 거쳐서 챔버(2) 내에 공급된 성막 가스를 플라즈마화하여 성막 처리가 행하여진다.
상기 배기실(3)은, 챔버(2)의 바닥벽(2b)의 중앙부에 형성된 원형의 구멍(4)을 덮도록 아래쪽으로 향해서 돌출하고 있으며, 그 측면에는 배기관(51)이 접속되어 있고, 이 배기관(51)에는 배기 장치(52)가 접속되어 있다. 그리고 이 배기 장치(52)를 작동시킴으로써 챔버(2) 내를 소정의 진공도까지 감압하는 것이 가능해지고 있다.
기판 탑재 기구(100a)에는, 웨이퍼 W를 지지하여 승강시키기 위한 3개(2개만 도시)의 웨이퍼 리프트핀(53)이 피처리 기판 탑재면(103)의 표면에 대하여 돌출/함몰 가능하게 마련되고, 이들 웨이퍼 리프트핀(53)은 지지판(54)에 고정되어 있다. 그리고, 웨이퍼 리프트핀(53)은 에어 실린더 등의 구동 장치(55)에 의해 지지판(54)을 거쳐서 승강된다.
챔버(2)의 측벽에는, 진공으로 보지(保持)된 도시하지 않은 반송실과의 사이에서 웨이퍼 W의 반입/반출을 행하기 위한 반입출구(56)와, 이 반입출구(56)를 개폐하는 게이트 밸브(57)가 마련되어 있다.
다음에, 기판 탑재 기구(100a)에 대하여, 도 3의 확대 단면도를 참조해서 설명한다. 또, 이 설명에 있어서, 도 1에 나타내는 기판 탑재 기구(100)와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
석영제 지지 부재(107)의 중공부(110) 내에는, 연직(鉛直) 방향으로 연재되는 급전 로드(15)가 마련되어 있으며, 그 상단부는 급전 단자(108)에 접속되고, 하단부는 석영제 지지 부재(107)의 하단에 배기실(3)의 아래쪽으로 돌출하도록 부착된 접속실(20) 내로 연장되어 있다. 급전 로드(15)는 Ni 합금 등의 내열 금속 재료로 구성되어 있다.
석영제 지지 부재(107)의 바닥부에는 플랜지 형상을 이루는 절연체로 이루어지는 바닥 뚜껑(21)이 설치 부재(21a) 및 나사(21b)에 의해 설치되어 있으며, 이 바닥 뚜껑(21)에 급전 로드(15)가 끼워져 통과되는 구멍이 연직으로 마련되어 있다. 또한, 접속실(20)은 원통 형상을 이루고, 그 상단에 플랜지(20a)가 형성되어 있고, 이 플랜지(20a)가 바닥 뚜껑(21)과 배기실(3)의 바닥벽에 의해서 사이에 유지되어 있다. 플랜지(20a)와 배기실(3)의 바닥벽 사이는 링 밀봉 부재(23a)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있고, 플랜지(20a)와 바닥 뚜껑(21) 사이는 2개의 링 밀봉 부재(23b)에 의해서 기밀하게 밀봉되어 있다. 그리고, 접속실(20) 내에서, 급전 로드(15)가 전원(5)으로부터 연장되는 급전선(111)에 접속되어 있다.
또한, 구체적인 일 실시예에 따른 기판 탑재 기구(100a)에서는, 석영제 히터 본체(101)에 발열체(102)와 함께 RF 전극(112)이 매설되어 있다. RF 전극(112)은, 도 2에 나타낸 샤워 헤드(30)를 한쪽 전극으로 했을 때, 한쪽 전극의 대향 전극으로서 기능한다. 본 예에서는 한쪽 전극에 고주파 전원(36)이 접속되므로, 석영제 히터 본체(101)에 매설된 RF 전극(112)은 급전선(109), 급전 단자(108), 및 급전선(111)을 거쳐서 접지된다.
이와 같이, RF 전극(112)을 석영제 히터 본체(101)에 매설함으로써, 기판 탑재 기구(100a)는 1플라즈마를 이용한 기판 처리 장치, 예컨대, 플라즈마 CVD 장치의 기판 탑재 기구로서 이용할 수 있다. 또, 석영제 히터 본체(101)에 뚫어진 구멍은 리프트핀이 끼워져 통과되는 리프트핀 구멍(113)이다.
이상과 같이 구성되는 플라즈마 CVD 장치(200)에 있어서는, 우선, 석영제 히터 본체(101)에 매설된 발열체(102)에 전원(5)으로부터 급전함으로써, 피처리 기판 탑재면(103) 상에 적재된 내식성 세라믹 부재(104)를 소정의 온도로 가열하여, 배기 장치(52)에 의해 챔버(2) 내를 끌어 잘라낸 상태로 두고, 게이트 밸브(57)를 열어서 진공 상태의 도시하지 않은 반송실로부터 반입출구(56)를 거쳐서 웨이퍼 W를 챔버(2) 내로 반입하고, 기판 탑재 기구(100a)의 내식성 세라믹 부재(104) 상에 웨이퍼 W를 탑재하고, 게이트 밸브(57)를 닫는다. 이 상태에서, 고주파 전원(36)으로부터 고주파 전력을 공급함과 아울러, 가스 공급 기구(40)로부터 가스 공급 배관(35)을 거쳐서 성막 가스를 소정 유량으로 샤워 헤드(30)에 공급하여, 샤워 헤드(30)로부터 챔버(2) 내로 공급함으로써, 웨이퍼 W의 표면에서 반응을 발생시켜 소정의 막을 성막한다.
또한, 구체적인 일 실시예에 따른 기판 탑재 기구(100a)에서는, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이에 금속막(114)을 개재시키고 있다. 금속막(114)을 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이에 개재시킴으로써, 온도 균일성의 시간 경과적 열화를 더욱 억제할 수 있다. 이 억제에 대하여 이하 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 각각 리프트핀 구멍(113) 근방의 확대도이다.
도 4(a)는 석영제 히터 본체(101)와 내식성 세라믹 부재(104)의 이상적인 적층 상태를 나타내고 있다. 이상적인 적층 상태에 있어서는, 석영제 히터 본체(101)의 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이에 간극이 전혀 없다. 그러나, 실제로는, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이에는, 미크론의 간극(115)이 존재하고 있다. 이 미크론 간극(115)이 온도 균일성의 시간 경과적 열화를 가속시키는 한가지 원인으로 될 수 있다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 각각 피처리 기판 탑재면(103)의 시간 경과적 열화를 나타내는 도면이다.
도 5(a)는 성막 처리를 한번도 행하고 있지 않은 상태를 나타낸다. 도 5(b)는 성막 처리를 몇 번 행한 상태, 도 5(c)는 성막 처리를 몇 번 더 행한 상태를 나타낸다.
도 5(a)로부터 도 5(c)에 걸쳐 도시하는 바와 같이, 성막 처리를 반복하면, 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이의 미크론의 간극(115)에 금속(116)이 들어가 서서히 축적되어, 그 축적 범위가 서서히 확대되어 간다. 이와 같이 금속(116)의 축적 범위는, 항상 일정하지 않고, 성막 처리를 반복할 때마다 변화된다. 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104) 사이에 금속(116)이 축적되고, 더구나, 그 축적 범위가 변화되는 것 같으면, 석영제 히터 본체(101)의 방열 밸런스가 변화, 예컨대, 악화되어 간다. 방열 밸런스의 악화는 피처리 기판 탑재면(103) 상의 온도 균일성의 시간 경과적 열화를 가속시킨다.
특히, 금속(116)의 축적은, 피처리 기판 탑재면(103)과 내식성 세라믹 부재(104)의 접합면이, 외계에 노출되어 있는 부분이 축적 기점으로 된다. 이러한 부분은 도 4에 도시하는 바와 같이 예컨대, 리프트핀 구멍(113)에서 볼 수 있다.
이러한 금속(116)의 축적에 의한 온도 균일성의 열화를 억제하기 위해서, 구체적인 일 실시예에 있어서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 석영제 히터 본체(101)와 내식성 세라믹 부재(104) 사이에 금속막(114)을 형성해 놓는다. 이 금속막(114)은 성막 처리에 의해서 축적되는 금속과 동종의 금속이 좋다. 예컨대, 플라즈마 CVD 장치(200)가 티탄(Ti) 및 질화티탄(TiN) 성막용이었던 경우에는, 축적되는 금속은 질화티탄이므로, 금속막(114)은 질화티탄막으로 하면 된다.
이와 같이, 석영제 히터 본체(101)와 내식성 세라믹 부재(104) 사이에, 성막 처리에 의해서 축적되는 금속과 동종의 금속으로 이루어지는 금속막(114)을 미리 형성해 놓음으로써, 금속의 축적에 의한 방열 밸런스의 악화를 억제할 수 있어, 피처리 기판 탑재면(103) 상의 온도 균일성의 시간 경과적 열화를 억제할 수 있다.
이상, 본 발명을 일 실시형태 및 구체적인 일 실시예에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 상기 일 실시형태 및 일 실시예에 한정되는 일없이 여러 가지 변형 가능하다.
예컨대, 상기 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 기판 탑재 기구를 플라즈마 CVD 장치에 적용한 예를 설명했지만, 피처리 기판을 가열하도록 하는 기판 처리 장치, 예컨대, 에칭 장치나 열처리 장치 등에도 적용하는 것이 가능하다.
또한, 석영제 히터 본체의 형상으로서, 석영제 지지 부재가 접합되는, 작은 R부를 갖은 접합부를 피처리 기판 탑재면의 이면에 갖은 것을 예시했지만, "깨짐"으로 이어지는 파괴 기점이 되기 쉬운 부위가 존재하고 있는 것이면 적용 가능하다.
100, 100a : 기판 탑재 기구
101 : 석영제 히터 본체
102 : 발열체
103 : 피처리 기판 탑재면
104 : 내식성 세라믹 부재
105 : 접합부
106 : 작은 R부(작은 곡면부)
107 : 석영제 지지 부재
108 : 급전 단자

Claims (1)

  1. 발열체가 매설된 석영제 히터 본체와,
    상기 석영제 히터 본체의 피처리 기판 탑재면 상에 적재된 내식성 세라믹 부재
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 탑재 기구.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160039536A (ko) * 2014-10-01 2016-04-11 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 반도체 제조장치용 부품 및 그 제조방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5712054B2 (ja) * 2011-05-31 2015-05-07 日本発條株式会社 シャフト付きヒータユニットおよびシャフト付きヒータユニットの製造方法
US9633875B2 (en) * 2015-03-13 2017-04-25 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus for improving temperature uniformity of a workpiece
KR102150811B1 (ko) * 2017-07-13 2020-09-01 스미토모덴키고교가부시키가이샤 세라믹스 히터
KR20220084328A (ko) * 2019-11-14 2022-06-21 교세라 가부시키가이샤 세라믹 구조체 및 웨이퍼용 시스템
CN114679800A (zh) * 2020-12-24 2022-06-28 中国科学院微电子研究所 一种加热器及加热系统
JPWO2022264922A1 (ko) * 2021-06-15 2022-12-22
CN114752758A (zh) * 2022-05-23 2022-07-15 江西睿锋环保有限公司 一种铜湿法冶炼用耐腐蚀加热装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834186B2 (ja) * 1988-09-29 1996-03-29 松下電器産業株式会社 マイクロ波プラズマ膜堆積装置
JPH06260430A (ja) * 1993-03-08 1994-09-16 Eiko:Kk プレートヒータ及びその製法
JPH08315965A (ja) * 1994-09-29 1996-11-29 Tokyo Electron Ltd 加熱装置及びその製造方法、並びに処理装置
JPH09165681A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Ulvac Japan Ltd 真空装置用ヒータプレート及びその製造方法
JP4522527B2 (ja) * 2000-03-06 2010-08-11 キヤノンアネルバ株式会社 半導体製造装置における基板搭載方法
JP3626933B2 (ja) * 2001-02-08 2005-03-09 東京エレクトロン株式会社 基板載置台の製造方法
JP3554555B2 (ja) * 2001-02-09 2004-08-18 日本碍子株式会社 サセプターの支持構造
JP3534738B2 (ja) * 2002-03-28 2004-06-07 日本碍子株式会社 セラミックサセプターの取付構造、セラミックサセプターの支持構造およびセラミックサセプター用支持部材
JP3887291B2 (ja) * 2002-09-24 2007-02-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP4380236B2 (ja) * 2003-06-23 2009-12-09 東京エレクトロン株式会社 載置台及び熱処理装置
JP4441356B2 (ja) * 2003-10-16 2010-03-31 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US8197638B2 (en) * 2004-03-26 2012-06-12 Hitachi Kokusai Electric Inc. Semiconductor manufacturing device and method for manufacturing semiconductor devices
JP2005330518A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマ処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160039536A (ko) * 2014-10-01 2016-04-11 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 반도체 제조장치용 부품 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
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KR20080106115A (ko) 2008-12-04
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