JPH0789541B2 - 半導体ウェーハ処理装置のサセプタの熱分布を向上するサセプタ用スポーク支持体 - Google Patents

半導体ウェーハ処理装置のサセプタの熱分布を向上するサセプタ用スポーク支持体

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JPH0789541B2 JP20270691A JP20270691A JPH0789541B2 JP H0789541 B2 JPH0789541 B2 JP H0789541B2 JP 20270691 A JP20270691 A JP 20270691A JP 20270691 A JP20270691 A JP 20270691A JP H0789541 B2 JPH0789541 B2 JP H0789541B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ上の集積回路
製作に使用される装置内で、半導体ウェーハを取付けて
いるサセプタ（受け）用の改良された支持体に関する。
具体的には、本発明は、サセプタの中心よりもむしろサ
セプタの外縁が支持物により係合されて、サセプタ全面
の熱的均一性をさらに高め、その結果、ウェーハを一層
均一に加熱する、半導体ウェーハ処理装置の感熱体用の
改良された支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ上の集積回路構造体を形
成する段階で、使用される工程のなかに、密閉室の加熱
されたサセプタつまりウェーハ支持台がある。例えば、
エピタキシャル・シリコン層の成長段階で、シリコン上
に酸化物あるいは窒化物の層の熱形成、あるいは、ウェ
ーハ上にすでに形成された集積回路構造体の急速熱焼鈍
がある。
【０００３】図１の従来技術の構造物に見られるよう
に、半導体ウェーハ１６が取付けられいるサセプタは、
一般に、中心の支持軸６により支持されており、この支
持軸は、サセプタと一体に形成されているか、あるい
は、図１のように、サセプタの下表面の中心へ何かほか
の方法で接合されている。通常、サセプタ２と、その上
に取付けられた半導体ウェーハ１６は、図１の二重ドー
ム状の室などの密閉処理室内に配置されており、それら
は、図１に示されてもいるように、ハウジング１４内の
サセプタ２と室１０の下方と、室１０内のサセプタ２上
のウェーハ１６の上方に対称に配列された複数の加熱装
置１２により加熱される。
【０００４】サセプタとウェーハとのこのような加熱を
詳細に示している装置が、アンダーソン（Anderson) 他
の、米国特許出願番号07/491,416、１９９０年３月９日
出願、本発明の譲渡人へ譲渡、本出願と関連出願に記載
され、請求されている。その出願において、一連の加熱
ランプが、中心の支持軸上のサセプタが取付けられてい
る逆さのドーム室の下方に円形に配列されている。加熱
ランプからの熱は、ドームを通って、サセプタとその上
のウェーハを加熱するために、サセプタの下側へ放射す
る。また、ウェーハは、ウェーハとサセプタとの上方に
配置されたもう一つのドームの上方にある第２の配列の
加熱ランプにより加熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような装置内に中
心支持軸を従来のように使用すると、サセプタの中心部
が中心支持軸に熱的に接続することにより、サセプタに
沿った不均一な熱分布が発生し、また、サセプタの下側
を中心支持軸により陰にすることにより、加熱源からサ
セプタへ放射された熱の不均一な分布が発生する。サセ
プタのこのような不均一な加熱、つまり、熱的な不均一
性により、ウェーハは不均に加熱される。
【０００６】従って、サセプタのさらに一様な加熱と熱
的一様性つまり熱的分布によって、処理中の半導体ウェ
ーハが一層均一に加熱されるサセプタの支持体を提供す
ることは、望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このようにして、本発明
の目的は、サセプタに熱的均一性を形成し、サセプタ上
に置かれた半導体ウェーハを一層均一に加熱するため
に、この種の装置内のサセプタを周囲で支持する部材よ
り構成された半導体ウェーハ処理用の改良された装置を
提供することである。
【０００８】本発明のほかの目的は、サセプタに熱的均
一性を形成し、サセプタ上に置かれた半導体ウェーハを
一層均一に加熱するために、この種の装置内のハブから
間隔をおいて離れた円形感熱体を周囲で支持する前記中
心ハブから放射状に伸長しているスポーク部材より構成
されている半導体ウェーハ処理用の改良された装置を提
供することである。
【０００９】本発明のこれらとほかの目的は、次の説明
と付属図面から明らかになるであろう。
【００１０】
【実施例】本発明は、円形サセプタが、従来技術のよう
に中心支持軸によって支持されず、ウェーハの処理中に
サセプタ上のウェーハを加熱するために、処理室内の加
熱された円形サセプタを使用している半導体ウェーハ処
理用の改良された装置を提供するものである。どちらか
と言えば、図２に示されているように、円形サセプタ２
０は、一連のスポーク３０より成る外周支持部によって
周囲で支持されており、スポークは、サセプタ２０の軸
と同軸である中心支持ハブ４０から放射状に伸びている
が軸から間隔をおいて離れており、これにより、サセプ
タの中心と、サセプタ２０の面に不均一な熱分布を生ず
る支持ハブとの間に、熱伝導ブリッジを形成しないよう
にしている。従って、サセプタ２０に取付けられた半導
体ウェーハ１６は、本発明によるサセプタ２０上の均一
な熱分布によって、その全面にわたり感熱体２０より一
様に加熱される。
【００１１】サセプタ２０は、一般に、良い熱伝導率を
形成するために、グラファイトで製作されており、約７
５ミクロン（３ミル）から約１７５ミクロン（７ミル）
の範囲の厚さの皮膜が施されている。この皮膜は、密閉
された室内に存在する腐食性素材に対するサセプタの化
学的安定性を高めるにために行われている。スポーク３
０とハブ４０は、サセプタ２０と同じ材料で製作されて
いる。
【００１２】図２と３に示すように、スポーク３０は、
ハブ４０からサセプタ２０の端縁に隣接する位置へ、垂
線に対しある角度で、すなわち、ハブ４０とサセプタ２
０の垂直軸へ角度Ａで伸長している。角度Ａは、約４５
°から約７５°、好適には代表角度６０°で５５°から
６５°の範囲にある。この角度で、サセプタ２０の端縁
に隣接した位置で感熱体を支持しており、すなわち、中
心支持よりもむしろ、サセプタ２０を外周で支持してい
る。図２、３Ａ〜３Ｂ、４に示す実施例において、３個
の支持スポークが使用されている。しかし、さらに支持
体が必要と思われ場合、望まれるならば、スポークを追
加して使用することも出来るであろう。普通、追加スポ
ークの使用が可能であるとして、スポークの数は、約３
〜６であるが、必要であるようには見えない。
【００１３】支持体によるサセプタの係合に関して、
“サセプタの端縁に隣接する位置”という表現を使用す
ることにより、支持体の最も深い部分によるサセプタの
下面の係合点は、サセプタの端縁から約３０ミリトート
ル以内にあることが意味されている。一般に、サセプタ
は、そこに置かれたウェーハよりも、例えば約３０ミリ
メートルから約８０ミリメートル（ウェーハの直径によ
り異なる）だけ直径が大きいので、支持体によるサセプ
タの外周係合により形成された、スポークを経てサセプ
タからハブへの熱伝導ブリッジは、ウェーハと接触した
サセプタのこれらの部分における著しい不均一な熱分布
を形成することはなく、これは、中心で支持された従来
技術のサセプタと異なる。
【００１４】図２、３Ａ、３Ｂ、４に示す実施例におい
て、ハブ４０には、各スポーク３０の一端３２が受止め
られる傾斜した穴４２が設けられている。各スポークの
反対側の末端３４は、サセプタ２０の端縁に隣接したサ
セプタ２０の下面に形成された開口２４に受止められ
る。すなわち、開口２４の最も深い部分は、サセプタ２
０の端縁２１から約１５ミリメートル以内にある。
【００１５】図３Ａと３Ｂとに最もよく示されているよ
うに、サセプタ２０の開口２４は、サセプタ表面にほぼ
垂直な、つまり端縁２１に平行な外端部２６と、スポー
ク３０がハブ４０の垂直軸と形成している角度と合うよ
うに傾斜した内端部２８とを有している。これは、サセ
プタ２０をスポーク３０へ下方へ動かすことにより、ス
ポーク３０へのサセプタ２０の取付けを容易にしてお
り、その一つは、この点を示すために、図３Ａと３Ｂに
示されている。
【００１６】図５において、本発明のほかの実施例が示
されており、スポーク３０は、ハブ４０の穴４２に受止
められたその一端３２で取付けられているが、支持リン
グ５０の開口５４へその反対側の末端で受止められてお
り、支持リング５０には、内側の穴６０があり、これ
は、サセプタ２０′の外径より僅かに大きい内径を有
し、サセプタ２０′の下面がサセプタ２０′の端縁に隣
接している肩部６２で終っている。この関係において、
“端縁に隣接して”という表現により、サセプタ２０′
の下面は、サセプタ２０′の端縁２１′から内側へ、約
７ミリメートル以上の距離の範囲では肩部６２′と接触
していないで、一般にはその距離は約２〜３ミリメート
ルである。これにより、本発明の外周支持の考えは保持
され、サセプタの外周支持部は、ウェーハと接触してい
るサセプタ表面の均一な熱分布に干渉しない。
【００１７】支持リング５０の開口５４は、リング５０
がサセプタ２０のスポーク３０への取付けと同様な方法
でスポーク３０に取付けられるように、図３Ａと３Ｂに
示されたサセプタ２０の開口２４と同じ形状をなしてい
る。次に、サセプタ２１′は、リング５０の肩部６２の
上に垂直に降ろされ、ウェーハ１６は、前記の実施例の
サセプタ２０にウェーハ１６を取付けると同様に、サセ
プタ２０′に取付けられる。また、この実施例は、前記
実施例のようなサセプタの外周支持を提供しており、こ
れによって、サセプタ面上の均一な熱分布が形成され、
すなわち、従来技術におけるようにサセプタの中心部に
低温領域を形成するサセプタへ接続するか、あるいは接
合する中心支持部がないことが、分るであろう。
【００１８】図６と７に関し、さらに第３の実施例にお
いて、ハブ４０′、スポーク３０′、リング５０は、単
一体の炭化けい素被覆のグラファイトにより成形されて
おり、穴４２とそれに装着されるスポーク末端３２、あ
るいは、リング状開口５４とそれに受止められたスポー
ク末端３４がない。このような設計構造は、支持体の熱
膨脹が一層均一であり、サセプタ支持の構造体が膨脹
し、また収縮するときに変形する傾向が小さいという利
点がある。
【００１９】図８は、サセプタ９０を外周で支持してい
る複数のスポーク７０によって、本発明により構成され
た、外周支持のサセプタ６０を示しており、各スポーク
は、サセプタ９０の下面から間隔をおいて離れているハ
ブ８０から、外方へ放射状に伸長している。サセプタ９
０には、その上に半導体ウェーハ１６が取付けられてお
り、サセプタ９０は、スポーク７０とハブ８０と一諸
に、ハウジング１１０内に配置された収納器１００内に
取付けられており、ハウジング１１０は、サセプタ９０
とウェーハ１６を均一に加熱するために、サセプタの下
方と上方に見られる加熱ランプより成る加熱装置を有す
る。
【００２０】図１の従来技術の構造と比較して、サセプ
タ９０は、加熱装置により一様に加熱され、その結果、
サセプタ９０に取付けられたウェーハ１６が非常に均一
に加熱されることは、容易に明らかであろう。このよう
に、加熱装置によりサセプタへ伝達される熱の、サセプ
タ面の一層均一な熱分布を形成し、従って、サセプタか
らウェーハへの一様な熱の伝導を行うために、本発明
は、サセプタ体の端縁に隣接して外周で支持されたサセ
プタより成る半導体ウェーハ処理用の改良された装置を
提供するものである。そのほかに、サセプタの下面の中
心に接続した中心の支持軸が除去されることによって、
サセプタ下面の部分の陰影が低減して、加熱装置から感
熱体へ、熱がより均一に伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】サセプタの支持に使用される中心支持軸と感熱
体の加熱に使用される在来の加熱装置とを示す従来技術
のサセプタの垂直断面図である。
【図２】中心のハブから放射状に伸長し、サセプタの下
表面に外周で係合している三つのスポークを示す、本発
明の一実施例の垂直断面図である。
【図３】外周スポークによる支持を受止めるために、サ
セプタの端縁に隣接したサセプタの下面に形成された開
口を示し、また、図３Ａの開口へ受入れる支持スポーク
と、図３Ｂの開口へ挿入された支持スポークとをそれぞ
れ示している図２の実施例の部分断面図である。
【図４】図２と図３の実施例の底面図である。
【図５】本発明のほかの実施例の垂直断面図であり、サ
セプタは、中心ハブからのスポークにより外周で支持さ
れているリング上に取付けられ、スポークは、リングの
下側の開口に受止められている。
【図６】中心ハブから放射状に伸長し、またサセプタを
外周で支持するリングの下面へ接合している、一体構造
の４本のスポークを示す、本発明のさらにほかの実施例
の斜視図である。
【図７】図６に示された本発明の実施例の一部破断され
た垂直断面図である。
【図８】サセプタとサセプタ上に置かれたウェーハを加
熱する加熱装置を有するハウジング内の室に取付けられ
た、本発明の外周サセプタ支持を示す一部破断の斜視図
である。
【符号の説明】
１６ 半導体ウェーハ ２０ サセプタ ２１ サセプタの端縁 ２４ スポークを受止めるサセプタ下面の開口 ３０ スポーク ３２ 中心ハブ側のスポークの末端 ３４ サセプタ側のスポークの末端 ４０ 中心ハブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー エヌ アンダーソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95124 サン ホセ ネストリータ ウェ イ 1824

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路構造体の製作用の半導体ウェー
    ハ処理装置にして、半導体ウェーハが加熱されたサセプ
    タの上表面に支持され、装置が、 （ａ） 室と （ｂ） 半導体ウェーハを支持する前記室内のサセプタ
    と、 （ｃ） 前記サセプタのの下の前記室内の加熱装置と、 （ｄ） 前記室内の前記サセプタを外周で支持する支持
    手段とより成り、前記加熱装置による前記サセプタの均
    一な加熱と、前記サセプタによる前記の加熱の均一な熱
    分布を行うことが出来ることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記サセプタが、前記半導体ウェーハが
    取付けられている第１表面と、前記外同支持手段により
    係合されている下表面とを有するほぼ円形状の板より成
    ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記サセプタを外周で支持する前記支持
    手段が、中心ハブから前記サセプタの外周に隣接した位
    置へ放射状に伸長している一連のスポークより成ること
    を特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記中心ハブが、前記サセプタと同軸
    で、前記サセプタの中心から間隔をおいて配置されてい
    ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記中心ハブが、前記サセプタの直径に
    関して、前記サセプタから十分な距離で間隔をおいて離
    れており、前記スポークが、前記ハブと前記サセプタと
    を通過する軸と約４５°から約７５°の角度を形成して
    いることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記の各スポークの一つの末端が、前記
    サセプタの端縁に隣接した位置において、前記サセプタ
    の下面に形成された開口に受止められていることを特徴
    とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記の各スポークの一つの末端が、前記
    サセプタの端縁と隣接して、外周で前記サセプタを係合
    して支持するリングの下面に形成された開口に受止めら
    れていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  8. 【請求項８】 集積回路構造体の製作用の半導体ウェー
    ハ処理装置にして、半導体ウェーハが、加熱されたサセ
    プタの上表面に支持され、装置が、 （ａ） 室と、 （ｂ） 半導体ウェーハを支持する前記室内の円形サセ
    プタと、 （ｃ） 前記サセプタの下の前記室の加熱装置と、 （ｄ） 前記円形サセプタの軸と同軸であるが、前記サ
    セプタの全面に均一な熱分布を形成する中心ハブへの一
    つの末端で、また、サセプタの端縁に隣接し、前記感熱
    体を外周で支持する前記スポークの反対側の末端でそれ
    ぞれ接続している３本〜６本のスポークより成る前記室
    の前記サセプタを外周で支持する支持手段とより成り、
    前記サセプタの均一な加熱を前記加熱装置により、ま
    た、前記熱の均一な熱分布を前記サセプタにより行うこ
    とを特徴とする装置。
JP20270691A 1990-08-16 1991-08-13 半導体ウェーハ処理装置のサセプタの熱分布を向上するサセプタ用スポーク支持体 Expired - Lifetime JPH0789541B2 (ja)

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US07/568,008 US5044943A (en) 1990-08-16 1990-08-16 Spoked susceptor support for enhanced thermal uniformity of susceptor in semiconductor wafer processing apparatus
US568008 1995-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04256311A JPH04256311A (ja) 1992-09-11
JPH0789541B2 true JPH0789541B2 (ja) 1995-09-27

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20270691A Expired - Lifetime JPH0789541B2 (ja) 1990-08-16 1991-08-13 半導体ウェーハ処理装置のサセプタの熱分布を向上するサセプタ用スポーク支持体

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US (1) US5044943A (ja)
EP (1) EP0471365B1 (ja)
JP (1) JPH0789541B2 (ja)
DE (1) DE69123508T2 (ja)

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