JPH10144773A - 基板ホルダー - Google Patents

基板ホルダー

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JPH10144773A
JPH10144773A JP29489396A JP29489396A JPH10144773A JP H10144773 A JPH10144773 A JP H10144773A JP 29489396 A JP29489396 A JP 29489396A JP 29489396 A JP29489396 A JP 29489396A JP H10144773 A JPH10144773 A JP H10144773A
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JP
Japan
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substrate
substrate holder
heater
holder
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Withdrawn
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JP29489396A
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English (en)
Inventor
Yoshimichi Yonekura
義道 米倉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上への成膜効率が向上し、ゴミ付着によ
る基板の欠陥を低減することができる薄膜形成用の基板
ホルダーを提供すること。 【解決手段】 薄膜を成長させる基板を埋設・保持する
基板ホルダーにおいて、基板ホルダー11の基板3に接
触しない側の面のうち、基板3に対応する部分とそれ以
外の部分とでヒーター4に対する接触面積比率を異なる
ようにすべく凹部13を形成し、基板ホルダー11の表
面15の温度を基板3の表面の温度と同じか、若しくは
それ以下とするようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は基板ホルダーに関
し、特に半導体,絶縁体及び導体等の薄膜形成用の基板
ホルダーとして有用なものである。 【0002】 【従来の技術】各種基板上に薄膜を形成する際には基板
をヒーターで加熱し、温度を上げて行うことが多い。こ
のため基板の位置決めや搬送の際には基板ホルダーが必
要であり、基板を基板ホルダーに埋設・保持してヒータ
ー上に載置した状態で加熱することが多い。 【0003】従来技術に係る基板ホルダーの一例を図7
に示す。同図に示すように、基板ホルダー1は基板を埋
設・保持して位置決めするための位置決め用の凹部2を
有しており、SUS,インコネル,ハステロイ等の金属
またはカーボン、セラミックス等の内から一種類の材料
を選択して構成している。かかる基板ホルダー1は、図
8に示すように、基板3を凹部2に埋設した状態でヒー
ター4の上に載置し、ヒーター4に通電して加熱するこ
とにより基板3を加熱する。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る基板ホルダー1ではこの基板ホルダー1と基板3と
の材質の違いに起因して熱伝導度が異なるため、基板3
の表面の温度より基板ホルダー1の表面5の温度の方が
高くなり、基板3よりも基板ホルダー1の表面5の方に
膜が厚く形成される場合がある。熱CVD法等の薄膜形
成方法では温度が高い所に膜が厚く形成されるという性
質を有するためである。したがって、この場合には基板
3への成膜効率(膜となった量/供給した原料の量)が
低下するという問題があった。 【0005】また、このように基板ホルダー1の表面5
に膜が厚く堆積する場合には、堆積した膜が剥がれて基
板3の表面へ移動し、ゴミ付着による基板3の欠陥の原
因となっていた。このため、時々基板ホルダー1を洗浄
して堆積物を除去しなければならないという問題もあっ
た。特に、カーボン素材にセラミックスをコーティング
した基板ホルダー1の場合には、基板ホルダー1の洗浄
の際にセラミックスコーティングが剥離するという問題
があり、コーティングが剥がれたカーボン製の基板ホル
ダー1は高温の酸化性雰囲気で即座に酸化してしまうた
め、使用に供することができない。 【0006】さらに、基板ホルダー1の材質がSUS、
インコネル、ハステロイ等の金属の場合にはヒーター4
の温度が200℃以上になると基板ホルダー1の厚さが
薄い部分に熱応力が集中して図9に示すように基板ホル
ダー1が変形し、基板3と基板ホルダー1が離れてしま
うので、ヒーター4の熱が基板3に伝わらず、基板3の
温度が上がらないという問題があった。 【0007】また、基板ホルダー1の材料をカーボン、
セラミックスのような金属以外の材質にすれば、かかる
熱変形は生じないものの、基板ホルダー1の製作コスト
が高騰するばかりでなく、納期がかかるという問題があ
った。特にカーボンの場合、高温で酸化性雰囲気中では
カーボンが著しく酸化されてしまうため、カーボン素材
のみでは使用できず、カーボン素材の表面にセラミック
スの薄膜をコーティングすることが必要となり、このた
めには高度なコーティング技術を要する。このこととも
相俟ち製作コストがさらに高騰する。 【0008】本発明は、上記従来技術に鑑み、基板上へ
の成膜効率が向上し、ゴミ付着による基板の欠陥を低減
するとともに、安価な金属製でも熱変形を生じることな
く所定の基板加熱が可能な基板ホルダーを提供すること
を目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の1)〜4)に記載する点を特徴とする。 【0010】1) 薄膜を成長させる基板を埋設・保持
する薄膜形成用等の基板ホルダーにおいて、この基板ホ
ルダーの基板に接する面と反対側の面であって、ヒータ
ーと接触する側の面に凹部を設けてヒーターとの接触面
積を減少させたこと。 【0011】本発明によれば凹部に対応する基板ホルダ
ーの表面温度を他の部分に比べて低く抑えることができ
る。 【0012】2) 1)に記載する基板ホルダーにおい
て、凹部は、基板ホルダーの基板を埋設・保持する部分
に対応する部分以外の部分に設けたこと。 【0013】本発明によれば基板ホルダーの、基板を埋
設・保持している部分以外の部分ではヒーターとの接触
面積比率が小さいので、この部分におけるヒーターから
基板ホルダーへの熱伝導による熱の流入を抑えることが
できる。一方、基板ホルダーの、基板を埋設・保持して
いる部分はヒーターと全面接触しているので、ヒーター
から基板ホルダーへの熱伝導による熱の流入が大きく、
この熱が基板へ流入して基板温度を効率良く上昇させ
る。すなわち、本発明のように、ヒーターからの熱伝導
による熱の流入量を基板の埋設・保持部とそれ以外の部
分とで異なる量にすることで基板ホルダーの表面の温度
を基板の表面と同じか、若しくはそれ以下とすることが
できる。 【0014】3) 薄膜を成長させる基板を埋設・保持
する薄膜形成用等の基板ホルダーにおいて、基板の面に
接する部分と接しない部分とをそれぞれ分離した構造と
すること。 【0015】4) 3)に記載する基板ホルダーにおい
て、基板の面に接する部分と接しない部分とをそれぞれ
異なる材質で構成したこと。 【0016】上記3)及び4)の発明によれば、基板の
埋設・保持部とその周辺部とを分離した構造とすること
で、各構成部材の板の厚みを均一にすることができ、そ
の結果基板ホルダーが熱変形を生じることはなく基板と
基板ホルダーが密着するので、基板にヒーターからの熱
が有効に伝達される。すなわち、多構成部材の厚みをそ
れぞれ均一にすることができるので、ヒーター上にホル
ダーを設置して加熱した時の熱応力が厚みの薄い等の特
定の部分に集中することはない。この結果基板ホルダー
が変形することはなく、基板と接する部材が熱変形する
こともないので、ヒーターの熱が基板に有効に伝わり、
基板をヒーター上に直接置いた場合と同程度に基板の温
度を上昇させることができる。 【0017】 【実施の形態】以下発明の実施の形態を図面に基づき詳
細に説明する。なお、従来技術及び相互の実施の形態間
で同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略す
る。 【0018】図1は本発明の第1の実施の形態を示す断
面構造図である。同図に示すように、基板ホルダー11
の表面(上面)15には凹部2が設けられており、この
凹部2で基板3を埋設・保持するように構成してある。
一方、基板ホルダー11のヒーター4と接触する側の面
である裏面(下面)には、基板3の埋設・保持部である
凹部2に対応する部分以外の部分に凹部13が設けられ
ている。 【0019】図2に示すように、上記基板ホルダー11
をヒーター4上に載置すると、ヒーター4と基板ホルダ
ー11との間には、基板3の埋設・保持部である凹部2
に対応する部分以外の部分に形成した凹部13のために
ヒーター4に接しない空間ができる。この結果ヒーター
4に通電してこれを加熱すると、基板3は熱伝導により
温度が上昇するが、基板ホルダー11の表面15には凹
部13でできる空間を輻射で伝わってくる熱しか流入せ
ず、その量は熱伝導による熱量よりもはるかに小さいの
で、基板ホルダー11の表面15の温度は基板3の表面
(上面)の温度よりも高くなることがない。この状態で
熱CVD法により成膜を行うと、基板3の表面に基板ホ
ルダー11の表面よりも多くの膜が形成され、成膜効率
が向上する。 【0020】また、基板ホルダー11の表面には膜が然
程形成されないので、ここからの剥離によりゴミが基板
3の表面へ移ることが少なくなり、その分基板3の欠陥
の発生が低減される。 【0021】すなわち本形態は基板ホルダー11のヒー
ター4と接触する面の、凹部2に対応する部分とそれ以
外の部分とで接触面積比率を異なるようにすることで、
基板ホルダー11の表面15の温度を基板3の表面の温
度と同じかそれ以下とする構造としたものである。 【0022】図3は本発明の第2の実施の形態を示す断
面構造図である。同図に示すように本形態では、基板ホ
ルダー21とヒータ4との接触面積比率が第1の実施の
形態の場合よりも多くなるように凹部24a、24bを
形成し、基板ホルダー21の表面25の温度が第1の実
施の形態の場合よりも高くなるようにしたものである。
このようにヒーター4との接触面積比率を変えることに
より、基板ホルダー21の表面25の温度を所望の温度
に制御することができる。 【0023】図4は本発明の第3の実施の形態を示す断
面構造図である。同図に示すように、本形態に係る基板
ホルダー31は基板3の面に接するステンレス製の基板
埋設・保持部材31aと、基板3の面に接しないステン
レス製の周辺部材31bとを有しており、両者を組み合
わせて周辺部材31bを持ち上げた時に基板埋設・保持
部材31aが落下しないように0.3mm程度の厚みの
鍔部31c、31dを互いに設けてある。ここで基板埋
設・保持部材31aをヒーター4の上に置いた場合にヒ
ーター4の上面との接触を確実なものとするために、周
辺部材31bを持ち上げた時に基板埋設・保持部材31
aが下方に1mm程度出るように設計してある。また、
これら基板埋設・保持部材31a及び周辺部材31bは
独立して作製することができ、それぞれ均一の厚みを有
するように構成してある。 【0024】図5は基板3を基板埋設・保持部材31a
に埋設・保持し、ヒーター4の上に設置した時の状態を
示す。本形態に係る基板ホルダー31は各構成部材の厚
みが均一であるので、ヒーター4の温度を上げても基板
ホルダー31に対する熱応力が特定の位置に集中するこ
とがない。この結果基板ホルダー31に熱変形を生じる
ことはなく、基板3の温度を有効に上昇させることがで
きる。 【0025】図6は本発明の第4の実施の形態を示す断
面構造図である。同図に示すように、本形態に係る基板
ホルダー41は外形形状は第3の実施の形態に係る基板
ホルダー31と同様である。本形態では基板埋設・保持
部材41aの材質を周辺部材31bとは異なる材質で構
成したものであり、基板埋設・保持部材41aを熱伝導
率がステンレスよりも高いCu,Agあるいはそれらを
含む合金として基板3の加熱を一層効果的に行えるよう
にしたものである。 【0026】上記基板ホルダー31、41は薄膜形成用
の基板ホルダーとして特に有用なものではあるが、これ
に限定するものでは勿論ない。熱処理装置の基板ホルダ
ーにも適用し得る。 【0027】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、本発明によれば基板の表面温度と基板ホルダーの
表面温度とを容易に制御することができる。このため本
発明を熱CVD法による薄膜形成用の基板ホルダーに適
用すれば基板上への成膜効率を上げることができ、ゴミ
付着による膜の欠陥も少なくすることができる。 【0028】また、本発明の基板ホルダーによれば基板
の加熱を有効に行うことができる。このため本発明をC
VD,PVD等の薄膜形成用の装置の基板ホルダーに適
用すれば、基板の加熱を基板ホルダーの変形を伴うこと
なく行えるので、基板の表面上の温度分布を均一にする
ことができ、均一な薄膜を形成することができる。 【0029】さらに、本発明を熱処理装置の基板ホルダ
ーに適用すれば、基板温度の分布を均一にできるので、
均一な熱処理効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態に係る基板ホルダー
を示す断面構造図。 【図2】図1に示す基板ホルダーをヒーター上に設置し
て加熱する時の態様を示す断面構成図。 【図3】本発明の第2の実施の形態に係る基板ホルダー
を示す断面構造図。 【図4】本発明の第3の実施の形態に係る基板ホルダー
を示す断面構造図。 【図5】図4に示す基板ホルダーをヒーター上に設置し
て加熱する時の態様を示す断面構成図。 【図6】本発明の第4の実施の形態に係る基板ホルダー
を示す断面構造図。 【図7】従来技術に係る基板ホルダーを示す断面構造
図。 【図8】図7に示す基板ホルダーをヒーター上に設置し
て加熱する時の態様を示す断面構成図。 【図9】図7に示す基板ホルダーをヒーター上に設置し
て加熱する時の態様(熱応力による変形を生起した状
態)を示す断面構成図。 【符号の説明】 3 基板 4 ヒーター 11、21、31、41 基板ホルダー 13、24a、24b 凹部 12 基板埋設部 13,15 基板ホルダー表面 31a、41a 基板埋設・保持部材 31b 周辺部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成8年12月26日 【手続補正1】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】符号の説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【符号の説明】 、11、21、31、41 基板ホルダー 基板埋設部 3 基板 4 ヒーター 、15、25 基板ホルダー表面 13、24a、24b 凹部 31a、41a 基板埋設・保持部材 31b 周辺部材31c、31d 鍔部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 薄膜を成長させる基板を埋設・保持する
    薄膜形成用等の基板ホルダーにおいて、この基板ホルダ
    ーの基板に接する面と反対側の面であって、ヒーターと
    接触する側の面に凹部を設けてヒーターとの接触面積を
    減少させたことを特徴とする基板ホルダー。 【請求項2】 〔請求項1〕に記載する基板ホルダーに
    おいて、凹部は、基板ホルダーの基板を埋設・保持する
    部分に対応する部分以外の部分に設けたことを特徴とす
    る基板ホルダー。 【請求項3】 薄膜を成長させる基板を埋設・保持する
    薄膜形成用等の基板ホルダーにおいて、基板の面に接す
    る部分と接しない部分とをそれぞれ分離した構造とする
    ことを特徴とする基板ホルダー。 【請求項4】 〔請求項3〕に記載する基板ホルダーに
    おいて、基板の面に接する部分と接しない部分とをそれ
    ぞれ異なる材質で構成したことを特徴とする基板ホルダ
    ー。
JP29489396A 1996-11-07 1996-11-07 基板ホルダー Withdrawn JPH10144773A (ja)

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Effective date: 20040203