JP5524782B2 - ヒータユニット、及び半導体ウエハ製造方法 - Google Patents
ヒータユニット、及び半導体ウエハ製造方法 Download PDFInfo
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Description
図1は、実施形態に係るヒータユニット1を適用した半導体製造装置100の概略を説明する図である。実施形態に係る半導体製造装置100は、半導体ウエハ200に化学気相成長(CVD)を行う装置である。半導体製造装置100は、図1に示すように、半導体ウエハ200を加熱するヒータユニット1と、ヒータユニット1を覆うチャンバー110と、チャンバー110内部に取り付けられており半導体ウエハ200に向けてプロセスガスを吹き付けるシャワーヘッド120と、チャンバー110の側面に配置された保温ヒータ130とを有する。保温ヒータ130は、半導体ウエハ200の外周部からチャンバー110側への熱の流れ(熱引け)を防止するために、チャンバー110の側面を加熱するために配置される。
次に、ヒータユニット1について説明する。図2は、ヒータユニット1の構成を説明する断面図であり、図3は、ヒータユニット1のヒータ7を具体的に説明する平面図である。図2に示すように、ヒータユニット1は、床面に載置される支持台2と、中央側支持柱3と、位置決め部材4と、ウエハホルダ5と、保持体6と、ヒータ7とを備える。ウエハホルダ5は、略円形状に加工された載置面5aを有する。ウエハホルダ5は、載置台を構成する。
次に、ヒータ7(内側ヒータ8、外側ヒータ9)の構成について説明する。図4は、ヒータユニット1のヒータ7(内側ヒータ8、外側ヒータ9)、ウエハホルダ5、及び半導体ウエハ200の寸法の関係を説明する図である。図5は、ヒータユニット1のウエハホルダ5の法線方向からみた平面における内側ヒータ8、外側ヒータ9、ウエハホルダ5、及び半導体ウエハ200の面積の違いを説明する図である。
実施形態では、上述したヒータ7の構成を有するヒータユニット1が適用された半導体製造装置100を用いて、半導体ウエハを加熱し、加熱された半導体ウエハ200上に薄膜を形成する。実施形態では、CVD法により、薄膜を形成する。
ヒータユニット1によれば、内側ヒータ8の発熱面積SH1,外側ヒータ9の発熱面積SH2は、SH1/(SH1+SH2)×100=60乃至55%、 SH2/(SH1+SH2)×100=40乃至45%、 1.2Dw≦Db≦1.4Dw、 0.85SW≦S1≦0.90SW を満たすことにより、外側ヒータの断面積を減少させることができる。これにより、外側ヒータ9の抵抗値が高くなるため、外側ヒータ9にかける電力負荷上げることなく、外側ヒータ9の発熱温度を増加させることができる。従って、半導体ウエハの外周部における熱引けを防止し、半導体ウエハ200の温度を均一に近づけることができる。
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が明らかとなる。例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。
内側ヒータ、外側ヒータ、ウエハホルダのサイズを変えて、比較例1,2,実施例1のヒータユニットを作製した。各ヒータユニットの内側ヒータ、外側ヒータ、ウエハホルダサイズと、ヒータ出力との関係を表1に示す。
本実施形態の発熱面積比率を有するヒータが備えられた直径ウェハサイズ200mmと同等の載置面を有するヒータユニットと、本実施形態の発熱面積比率を有するヒータが備えられた直径ウェハサイズ300mmと同等の載置面を有するヒータユニットとを用いて、半導体ウエハを加熱し、温度分布を測定した。結果を、図6,7に示す。
Claims (3)
- 略円形状に加工された半導体ウエハが載置される載置台と、前記載置台を加熱するヒータとを備えるヒータユニットであって、
前記ヒータは、
円環形状の外側ヒータと、
前記外側ヒータの円環の内側に配置される円形状の内側ヒータとを有し、
前記内側ヒータの発熱面積SH1と、前記外側ヒータの発熱面積SH2との比率が、
SH1/(SH1+SH2)×100=60乃至55%、
SH2/(SH1+SH2)×100=40乃至45%
を満たし、
前記半導体ウエハの直径Dwは、前記外側ヒータの内径Dh1よりも大きく、前記外側ヒータの外径Dh2よりも小さく、
前記載置台の直径Dbと前記半導体ウエハの直径Dwとは、
1.2Dw≦Db≦1.33Dw
を満たし、
前記内側ヒータの表面積S1と前記半導体ウエハの面積SWとは、
0.85SW≦S1≦0.90SW
を満たすヒータユニット。 - 前記外側ヒータの温度は、前記内側ヒータの温度よりも50〜100℃高く設定される請求項1に記載のヒータユニット。
- 略円形状に加工された半導体ウエハが載置される載置台と、前記載置台の前記半導体ウエハが載置される面の反対側の面を加熱するヒータとを備え、
前記ヒータは、
円環形状の外側ヒータと、
前記外側ヒータの円環の内側に配置される円形状の内側ヒータとを有し、
前記内側ヒータの発熱面積SH1と、前記外側ヒータの発熱面積SH2との比率が、
SH1/(SH1+SH2)×100=60乃至55%、
SH2/(SH1+SH2)×100=40乃至45%
を満たし、
前記載置台の直径Dbと前記半導体ウエハの直径Dwとは、
1.2Dw≦Db≦1.33Dw
を満たし、
前記内側ヒータの表面積S1と前記半導体ウエハの面積SWとは、
0.85SW≦S1≦0.90SW
を満たし、
前記半導体ウエハの直径は、前記外側ヒータの内径よりも大きく、前記外側ヒータの外径よりも小さいことを特徴とするヒータユニットを用いて半導体ウエハを加熱し、前記加熱された半導体ウエハ上に薄膜を形成する半導体ウエハ製造方法であって、
前記外側ヒータの温度が前記内側ヒータの温度よりも50〜100℃高く設定された状態で、前記半導体ウエハにプロセスガスが供給される半導体ウエハ製造方法。
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JP2010207952A JP5524782B2 (ja) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | ヒータユニット、及び半導体ウエハ製造方法 |
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