JPS5919315A - 真空用加熱装置 - Google Patents
真空用加熱装置Info
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- JPS5919315A JPS5919315A JP12983982A JP12983982A JPS5919315A JP S5919315 A JPS5919315 A JP S5919315A JP 12983982 A JP12983982 A JP 12983982A JP 12983982 A JP12983982 A JP 12983982A JP S5919315 A JPS5919315 A JP S5919315A
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- sintered body
- vacuum
- heating
- beryllium oxide
- heating device
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/08—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on beryllium oxide
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は加熱装置にかかり、特に真空状態において対
象物を加熱する真空用加熱装置に関する。
象物を加熱する真空用加熱装置に関する。
従来半導体デバイスの製造プロセス等においては、結晶
成長を良好に行ったりあるいはその表面のクリーニング
等のため基板、試料物などＣ以下「対象物」と総称する
）を加熱する作業が行われているのは周知の通りである
。
成長を良好に行ったりあるいはその表面のクリーニング
等のため基板、試料物などＣ以下「対象物」と総称する
）を加熱する作業が行われているのは周知の通りである
。
かかる加熱手段としては、抵抗加熱、レーザ加熱、電子
ビーム加熱、高周波加熱あるいは直接通電加熱などがあ
るが、いずれも大型の対象物を均一に加熱することは困
難であり、結晶技術あるいはプロセス技術の発展によっ
て大口径のシリコンウェハ等が使用可能となりつつある
最近の技術的要請に十分応え得るものではない。
ビーム加熱、高周波加熱あるいは直接通電加熱などがあ
るが、いずれも大型の対象物を均一に加熱することは困
難であり、結晶技術あるいはプロセス技術の発展によっ
て大口径のシリコンウェハ等が使用可能となりつつある
最近の技術的要請に十分応え得るものではない。
更に近年のデバイスに対する種々の要請はデバイスの複
雑化ひいては製造プロセスの複雑化を招き、真空用加熱
装置に対しても、高真空中で使用でき、また広範囲に温
度設定が可能で安定した動作なする等の要望が高まって
いる。
雑化ひいては製造プロセスの複雑化を招き、真空用加熱
装置に対しても、高真空中で使用でき、また広範囲に温
度設定が可能で安定した動作なする等の要望が高まって
いる。
特に真空用加熱装置を構成する材料に対しては、高温に
おいても安定であって、対象物と反応したりあるいは対
象物内にその組成物が拡散したりしない材料であること
はもちろん、高真空中において不要なガス放出がなく且
つ蒸気圧の低い安定した材料であること、昇温加熱、高
温保持、降温の熱サイクルによって破損や劣化のない機
械的構造的に十分な強度のあること、その細針熱衝撃性
、低熱膨張性、高熱伝導性、高電気絶縁性、良好な熱応
答特性などが要求される。
おいても安定であって、対象物と反応したりあるいは対
象物内にその組成物が拡散したりしない材料であること
はもちろん、高真空中において不要なガス放出がなく且
つ蒸気圧の低い安定した材料であること、昇温加熱、高
温保持、降温の熱サイクルによって破損や劣化のない機
械的構造的に十分な強度のあること、その細針熱衝撃性
、低熱膨張性、高熱伝導性、高電気絶縁性、良好な熱応
答特性などが要求される。
このような技術的要趙に対し、焼結セラミックが加熱装
置用材料として提案されているが上記条件を十分に満足
し得るものではない。
置用材料として提案されているが上記条件を十分に満足
し得るものではない。
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、高真
空中においても高温で安定に加熱し得る真空用加熱装置
を提供することをその目的とする。
空中においても高温で安定に加熱し得る真空用加熱装置
を提供することをその目的とする。
すなわち、この発明は、真空用加熱装置を構成する熱伝
導材を酸化ベリリウム焼結体で形成し、更にこの焼結体
の相対密度を９９．９％の高密度とすることによって高
真空中で安定に高温加熱できるようにしたものである。
導材を酸化ベリリウム焼結体で形成し、更にこの焼結体
の相対密度を９９．９％の高密度とすることによって高
真空中で安定に高温加熱できるようにしたものである。
以下この発明にかかる真空用加熱装置を添附図面に示す
実施例に従って詳細に説明する。
実施例に従って詳細に説明する。
第１図はこの発明にかかる真空用加熱装置であって、特
にシリコンウェハ等の基板を加熱する加熱装置を分解し
て示す斜視図である。この第１図において、加熱装置１
０は下部平板１１と下部平板１３との間に発熱体である
ヒータ１２を介在させた構造となっている。このうちヒ
ータ１２は例えばタングステンを使用し、図示の如く略
Ｕ字状に連続した形状となっている。また、上記上部平
板１１及び下部平板１３は酸化ベリリウム（ＢｅＯ）焼
結体によって形成されている。この酸化ベリリウム焼結
体は、ホットプレスあるいは常圧焼結によって形成され
、相対密度は９９．９％以上のものを使用する。なお、
この酸化ベリリウム焼結体と、アルミナＣＡｌｔＯｓ）
及び石英（Ｓｉｎ、）との特性を比較するため、賭量な
表に示す。
にシリコンウェハ等の基板を加熱する加熱装置を分解し
て示す斜視図である。この第１図において、加熱装置１
０は下部平板１１と下部平板１３との間に発熱体である
ヒータ１２を介在させた構造となっている。このうちヒ
ータ１２は例えばタングステンを使用し、図示の如く略
Ｕ字状に連続した形状となっている。また、上記上部平
板１１及び下部平板１３は酸化ベリリウム（ＢｅＯ）焼
結体によって形成されている。この酸化ベリリウム焼結
体は、ホットプレスあるいは常圧焼結によって形成され
、相対密度は９９．９％以上のものを使用する。なお、
この酸化ベリリウム焼結体と、アルミナＣＡｌｔＯｓ）
及び石英（Ｓｉｎ、）との特性を比較するため、賭量な
表に示す。
この表によっても明らかなように、酸化ベリリウム焼結
体はアルミナや石英に比して絶縁性が高く機械的頻度や
熱伝導性も優れている。さらにこの酸化ベリリウム焼結
体の場合特に、上記アルミナや石英と比較してもなお酸
化雰囲気中での最高使用温度が高（、加熱装置の熱伝導
材すなわち前記上部及び下部平板１１．１３として申し
分のない特性を具えた倒斜であるといえる。
体はアルミナや石英に比して絶縁性が高く機械的頻度や
熱伝導性も優れている。さらにこの酸化ベリリウム焼結
体の場合特に、上記アルミナや石英と比較してもなお酸
化雰囲気中での最高使用温度が高（、加熱装置の熱伝導
材すなわち前記上部及び下部平板１１．１３として申し
分のない特性を具えた倒斜であるといえる。
また上記加熱装置は超高真空中で使用されるものである
から熱伝導材としては高温で蒸気圧の低い材料でなけれ
ばならない、＃化ベリリウム焼結体はこの特性に８いて
も優れている。こ）酸化ヘリリウム焼結体と上記アルミ
ナ及び石英との温度−蒸気圧特性を第２図に示す。
から熱伝導材としては高温で蒸気圧の低い材料でなけれ
ばならない、＃化ベリリウム焼結体はこの特性に８いて
も優れている。こ）酸化ヘリリウム焼結体と上記アルミ
ナ及び石英との温度−蒸気圧特性を第２図に示す。
同第２図により明らかなようＫ、酸化ベリリウム焼結体
は蒸気圧が非常に低（、たとえ１０−９’ｒｏｒｒ以下
の真空中であっても対象物７ａ′１２０に’以上に加熱
し得ることが確認されている。
は蒸気圧が非常に低（、たとえ１０−９’ｒｏｒｒ以下
の真空中であっても対象物７ａ′１２０に’以上に加熱
し得ることが確認されている。
第３図は、上記特性を有する酸化ベリリウム焼結体を使
用した加熱装置を使用して所定の対象物上に金属の薄膜
を形成する真空蒸着装置の一例を示したものである。こ
の図において、真空蒸着装置２０は、そのペルジャー２
１内の底ない真空ポンプ系によってガスが引かれ、ペル
ジャー２１内が適宜の真空となるように構成されている
。
用した加熱装置を使用して所定の対象物上に金属の薄膜
を形成する真空蒸着装置の一例を示したものである。こ
の図において、真空蒸着装置２０は、そのペルジャー２
１内の底ない真空ポンプ系によってガスが引かれ、ペル
ジャー２１内が適宜の真空となるように構成されている
。
＾ロ記テーブル２２上には、第１図に示した加熱装置１
０が載置固定されており、更にその上には対象物である
シリコンウエノ＼８Ａ、８Ｂが載置されている。また、
加熱装置１０のヒータ１２は適宜のハーメチック電極を
介してペルジャー２１の外部に導出され、図示しない電
源に接続されている。
０が載置固定されており、更にその上には対象物である
シリコンウエノ＼８Ａ、８Ｂが載置されている。また、
加熱装置１０のヒータ１２は適宜のハーメチック電極を
介してペルジャー２１の外部に導出され、図示しない電
源に接続されている。
他方、前記テーブル２２をはさんでボール２３゜２４が
設けられており、これらボール２３．２４間には電極２
５．２６を介してフィラメント２７が架設され、更にこ
のフィラメント２７にはワイヤー状の金属２８が略Ｕ字
状に成形されて吊着されている。前記ボール２３．２４
も外部に導出され、図示しない電源に接続されている。
設けられており、これらボール２３．２４間には電極２
５．２６を介してフィラメント２７が架設され、更にこ
のフィラメント２７にはワイヤー状の金属２８が略Ｕ字
状に成形されて吊着されている。前記ボール２３．２４
も外部に導出され、図示しない電源に接続されている。
次に、第３図においてクリコンウエノ％ＳＡ、ＳＢに対
し金属２８の膜を形成する場合を説明すると、まず図示
しない真空ポンプ系によってペルジャー２１内を適宜の
真空とする。次に金属２８の蒸着を行う前に、シリコン
ウエノ％ＳＡ、ＳＢの表面清浄化のためヒータ２１に通
電し、シリコンウェハ８Ａ、８Ｂを加熱する。一般的に
はシリコンウェハＢＡ、ＢＢが１０００ｔ：’以上に加
熱されることが必要とされている。このとき、上部及び
下部平板１１．１３内に含まれていたガスが放出される
が、前述したように上部及び下部平板１１．１３を形成
する酸化ベリリウム焼結体の相対密度が９９．９％とな
っているため、内部に存在する空胞はほとんどなく、こ
のＲめ加熱によるガス放出量はきわめて少ないものとな
る。従って、気圧か１０ Ｔｏｒｒ以下の超高真空状
態においても、真空状態に対してほとんど影響を及ぼす
ことば（７） ない。
し金属２８の膜を形成する場合を説明すると、まず図示
しない真空ポンプ系によってペルジャー２１内を適宜の
真空とする。次に金属２８の蒸着を行う前に、シリコン
ウエノ％ＳＡ、ＳＢの表面清浄化のためヒータ２１に通
電し、シリコンウェハ８Ａ、８Ｂを加熱する。一般的に
はシリコンウェハＢＡ、ＢＢが１０００ｔ：’以上に加
熱されることが必要とされている。このとき、上部及び
下部平板１１．１３内に含まれていたガスが放出される
が、前述したように上部及び下部平板１１．１３を形成
する酸化ベリリウム焼結体の相対密度が９９．９％とな
っているため、内部に存在する空胞はほとんどなく、こ
のＲめ加熱によるガス放出量はきわめて少ないものとな
る。従って、気圧か１０ Ｔｏｒｒ以下の超高真空状
態においても、真空状態に対してほとんど影響を及ぼす
ことば（７） ない。
次に、シリコンウエノ＼βム、８Ｂの表面清浄の後、ヒ
ータ１２への通電量を加減してシリコンウェハＳＡ、Ｓ
Ｂの温度が必要とされる一定の温度となるように調整し
、東にフィラメント２７に通電すると、金属２８が溶融
蒸発し、シリコンウェハＳＡ、８Ｂの表面に金属２８の
膜が形成される。
ータ１２への通電量を加減してシリコンウェハＳＡ、Ｓ
Ｂの温度が必要とされる一定の温度となるように調整し
、東にフィラメント２７に通電すると、金属２８が溶融
蒸発し、シリコンウェハＳＡ、８Ｂの表面に金属２８の
膜が形成される。
最後に、この発明に関して試作した装置における加熱実
験のデータを示すと以下の通りである。酸化ベリリウム
焼結体で形成した上部及び下部平板１１．１３’Ｙ−辺
の長さが７０ｍの正方形状とし、厚さをｌｌ１ｌＩとす
る。ヒータ１２は折り返しピッチを４ｍｍとした直径１
φのタングステン線な使用する。この装置５（）、８ｍ
＋（２インチ）のシリコンウェハを載置し、ＩＱ”−’
Ｔｏｒｒの真空状態下でヒータ１２に２ＯＡの電流を流
したところ、このシリコンウェハ・の表面温度は約１０
分間で１２００Ｃまで上がり、真空度もＩＱ ＴＯｒ
ｒ以下に良好に保持された。また、上記シリコン（８） ウェハにおける表面温度のバラツキは±１０Ｃ以内に抑
えられ、加熱の均一性も良好であった。
験のデータを示すと以下の通りである。酸化ベリリウム
焼結体で形成した上部及び下部平板１１．１３’Ｙ−辺
の長さが７０ｍの正方形状とし、厚さをｌｌ１ｌＩとす
る。ヒータ１２は折り返しピッチを４ｍｍとした直径１
φのタングステン線な使用する。この装置５（）、８ｍ
＋（２インチ）のシリコンウェハを載置し、ＩＱ”−’
Ｔｏｒｒの真空状態下でヒータ１２に２ＯＡの電流を流
したところ、このシリコンウェハ・の表面温度は約１０
分間で１２００Ｃまで上がり、真空度もＩＱ ＴＯｒ
ｒ以下に良好に保持された。また、上記シリコン（８） ウェハにおける表面温度のバラツキは±１０Ｃ以内に抑
えられ、加熱の均一性も良好であった。
この後さらに昇温、降温な５０回繰り返したが、上部及
び下部平板１１．１３に変化は見られず、シリコンウェ
ハとの間にも化学反応は起こらなかった。また、ヒータ
１２を形成するタングステンとの化学反応もなく、逆に
このタングステンの蒸発によるシリコンウェハの汚染を
該酸化ベリリウム焼結体で形成した上部及び下部平板１
１．１３によって防ぐことができた。
び下部平板１１．１３に変化は見られず、シリコンウェ
ハとの間にも化学反応は起こらなかった。また、ヒータ
１２を形成するタングステンとの化学反応もなく、逆に
このタングステンの蒸発によるシリコンウェハの汚染を
該酸化ベリリウム焼結体で形成した上部及び下部平板１
１．１３によって防ぐことができた。
なお、上記実施例においては、加熱される対象物ヲシリ
コンウエハとしたが他の金属、絶縁物等でもよい。また
、この発明にかかる加熱装置は、上記真空蒸着に限らず
分子線エピタキシーなどの製造プロセスに使用してもよ
く、またオージェ分光分析などの分析・測定装置におい
て使用してもよい。更に加熱装置の形状も上述した平板
状に限定されるものではな（、種々の形状としてよく、
また焼結時に一定の形状とすることによってヒータを埋
設することも可能である。
コンウエハとしたが他の金属、絶縁物等でもよい。また
、この発明にかかる加熱装置は、上記真空蒸着に限らず
分子線エピタキシーなどの製造プロセスに使用してもよ
く、またオージェ分光分析などの分析・測定装置におい
て使用してもよい。更に加熱装置の形状も上述した平板
状に限定されるものではな（、種々の形状としてよく、
また焼結時に一定の形状とすることによってヒータを埋
設することも可能である。
その他、他のベリリア磁器等と組合せて使用するととも
可能である。
可能である。
以上説明したように、この発明にかかる真空用加熱装置
によれば、発熱体を包囲し対象物と接する部分を酸化ベ
リリウム焼結体によって形成することとしたので１２０
０Ｃ以上の高温においても何ら破損を生じることなく低
熱損失で対象物を均一に良好に加熱することができ、ま
たかなり面積の大きい加熱装置を作製できることにより
対象物に適した大きさを選択することかでき、更には賦
焼結体の相対密度を９９．９％としたので不要なガス放
出が低減され真空状態に対する悪影響を防止することが
でき、高真空中において高温で安定に対象物を加熱し得
るという丁ぐれた幼果を責する。
によれば、発熱体を包囲し対象物と接する部分を酸化ベ
リリウム焼結体によって形成することとしたので１２０
０Ｃ以上の高温においても何ら破損を生じることなく低
熱損失で対象物を均一に良好に加熱することができ、ま
たかなり面積の大きい加熱装置を作製できることにより
対象物に適した大きさを選択することかでき、更には賦
焼結体の相対密度を９９．９％としたので不要なガス放
出が低減され真空状態に対する悪影響を防止することが
でき、高真空中において高温で安定に対象物を加熱し得
るという丁ぐれた幼果を責する。
なお、この発明の応用例として低融点金属などのエバポ
レータすなわちるつぼを酸化ベリリウム焼結体で形成し
てもよい。また、真空装置を使用する作業の内容によっ
ては、非常に高温存在するが、このような部分に酸化ベ
リリウム焼結体を使用すれば上記と同様の効果な得るこ
とができる。例えば第３図の例においてはボール２３．
２４の絶縁部材３０．３１に使用すれば、フィラメント
２７の発熱にともなってボール２３゜２４の温度が上昇
しても良好に絶縁を維持することかできる。
レータすなわちるつぼを酸化ベリリウム焼結体で形成し
てもよい。また、真空装置を使用する作業の内容によっ
ては、非常に高温存在するが、このような部分に酸化ベ
リリウム焼結体を使用すれば上記と同様の効果な得るこ
とができる。例えば第３図の例においてはボール２３．
２４の絶縁部材３０．３１に使用すれば、フィラメント
２７の発熱にともなってボール２３゜２４の温度が上昇
しても良好に絶縁を維持することかできる。
更に、酸化ベリリウム焼結体に対して交番電界を印加す
ることによって誘電加熱を行うようにしてもよい。特に
、酸化ベリリウム焼結体に複数の通入を設けたり、ある
いは円筒状に形成して誘電加熱を行うことによって、気
体、液体の加熱を行うようにすることも可能である。
ることによって誘電加熱を行うようにしてもよい。特に
、酸化ベリリウム焼結体に複数の通入を設けたり、ある
いは円筒状に形成して誘電加熱を行うことによって、気
体、液体の加熱を行うようにすることも可能である。
第１図は、この発明にかかる真空用加熱装置の一実施例
を分解して示す斜視図、第２図は酸化ペリリクム焼結体
とアルミナと石英との温度−蒸気圧特性を比較して示す
線図、第３図は第１図の加熱装置を使用した真空蒸着装
置の一例（１１） な示す斜視図である。 １０・・・真空用加熱装置、１１・・・熱伝導材である
上部平板％１２・・・発熱体であるヒータ、１３・・・
熱伝導材である下部平板。 （ｌ ２ ）
を分解して示す斜視図、第２図は酸化ペリリクム焼結体
とアルミナと石英との温度−蒸気圧特性を比較して示す
線図、第３図は第１図の加熱装置を使用した真空蒸着装
置の一例（１１） な示す斜視図である。 １０・・・真空用加熱装置、１１・・・熱伝導材である
上部平板％１２・・・発熱体であるヒータ、１３・・・
熱伝導材である下部平板。 （ｌ ２ ）
Claims (2)
- （１） 発熱体と、この発熱体から発生される熱を対
象物に伝導する熱伝導材とを有し、真空中で使用される
真空用加熱装置において、前記熱伝導材を酸化ベリリウ
ム焼結体で形成したことを特徴とする真空用加熱装置。 - （２） 前記酸化ベリリウム焼結体の相対密度’＆９
９．９％以上とじよ特許請求の範囲第（１）項記載の真
空用加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12983982A JPS5919315A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 真空用加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12983982A JPS5919315A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 真空用加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919315A true JPS5919315A (ja) | 1984-01-31 |
Family
ID=15019504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12983982A Pending JPS5919315A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 真空用加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919315A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181725A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Ngk Insulators Ltd | 半導体ウエハー加熱用セラミックスヒーター |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP12983982A patent/JPS5919315A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181725A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Ngk Insulators Ltd | 半導体ウエハー加熱用セラミックスヒーター |
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