JPS62118519A - 半導体基板加熱装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空中ｆこおいて半導体薄膜を成長する際
に半導体基板のみの温度を精密に制御してこれを均一に
加熱するための半導体基板加熱装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

第２図は従来の基板加熱装置を示す断面図である。図に
おいて、（１）はヒータ、（２）は反射板、（３）は基
板ホルダ、（４）は半導体基板、（５）はホルダ支持台
、（６）は基板ホルダ（３）の温度を測定するための熱
電対、（７）はヒータ支持台である。通常、半導体基板
（４）上への薄膜成長が均一となるようにするために、
ホルダ支持台（５）の自転によって半導体基板（４）を
回転させている、これに対しヒータ支持台（７）、ヒー
タ（１）、熱電対（６）等に固定あれでいる、次に半導
体基板（４）のみの加熱方法につし１て説明する。まず
、ヒータ（１）に通電することによりこれを加熱し、そ
の輻射によって基板ホルダ（３）を加熱する。この加熱
された基板ホルダ（３）にインジウムハンダ等により張
り付けられている半導体基板（４）は、基板ホルダ（３
）からの熱伝導により加熱され也そしてこの基板ホルダ
（３）の温度はその中心部に接触した熱電対（６）によ
りモニタされる。このモニタされた温度でヒータ（１）
に通電する電力を調節して基板（４）の温度を制御して
しする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の基板加熱装置は以上のように構成されているので
、半導体基板をその基板ホルダに張り付けるのに手間が
かかり、また、大きな基板では裏面のインジウムハンダ
が均一になりにくく、そのため均一な加熱ができなし１
という欠点があった。

これに対し、インジウムハンダによる張り付けをせずに
、ウェハ周辺部をビン止め等によって固定し、ヒータま
たは基板ホルダからの輻射により基板を加熱する構造も
考えられてしするが、これは基板ホルダの温度をモニタ
して温度制御をしているため、正確な基板温度の制御が
できないという欠点がある。一方、基板温度をモニタす
る方法としては、基板の表面を真空容器の外側から光温
度計を使って測定する方法が従来より知られているけれ
ども、これは発熱体より発する赤外線の強度から温度を
測定するものである。しかしこの場合、半導体基板は赤
外線を透過するので、半導体基板の裏側にある基板ホル
ダや、ヒータ線などのより高温の部分の温度を測定する
ことになり、半導体基板の温度を正確に測定することは
できない。そのため、基板をインジウムで基板ホルダー
に張り付けるとともに、そのインジウムの温度を測定す
ることにより基板の温度を間接に測定するか、又は輻射
加熱するに当り基板の裏面に金属を蒸着して、ヒータ又
は基板ホルダから発する赤外線が基板表面にまで到達し
ないようにし、もって蒸着した金属の発する赤外線によ
り温度を測定するか、のいずれかしかない。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、インジウムハンダにょｌｆ［の張り付けや裏
面への金属蒸着などの手間をかけずに、輻射により半導
体基板を加熱しそして半導体基板の温度をモニタできる
基板加熱装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る基板加熱装置は、半導体基板の裏面に放
熱板を配置してこれをヒータで加熱し、その放熱板から
の輻射ｌこより半導体基板を加熱するとともに、その放
熱板中央部の穴より半導体基板の裏面を光温度計で観測
することにより、基板温度をモニタすることができるよ
うにしたものであるＯ 〔作用〕 この発明における基板温度モニタ法は基板の裏面から観
測し、しかもヒータや放熱板から発する赤外線を除いて
基板から発する赤外線のみを測定するので、正確に基板
温度がモニタできる。また、放熱板からの輻射で基板を
加熱するので、基板の基板ホルダへの取り付けが簡素化
できる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図の断面図について説
明する。なお、第１図において、（１）〜（７）は前述
の第２図に示した従来装置のそれと同一であり、（８）
はヒータ（１）により加熱され、その輻射によって半導
体基板（４）を加熱する放熱板、（９）および（９ａ）
は基板（４）より発せられた赤外線を真空容器（図示せ
ず）外におかれた光温度計αりまで導く中空導管、ａ〔
は赤外線の進行方向を変えるプリズムである。　（ｌ：
ｉは半導体基板（４）を基板ホルダ（３）に取り付ける
ための基板支持ビンであり、これにより基板（４）はゆ
るやかに基板ホルダ（３）に取り付けられる。

次に、基板（４）の加熱方法について説明する。まず、
ヒータ（１）への通電によりこれを加熱し、その輻射に
より放熱板（８）を加熱する。ヒータ（１）の後方には
反射板（２）があり、これにより放熱板（８）が効率的
に加熱される。ここで放熱板（８）には熱放射率の大き
な材料を用いることＦこより、半導体基板（４）は効率
よく輻射、加熱される。ここで加熱された半導体基板（
４）より発せられた赤外線の一部は、放熱板（８）の中
央部にあけられた小さな穴に通された導管（９）を通り
、そしてプリズム００でその通路が曲げられた後、導管
（９ａ）および真空容器のぞき窓（１１）を通って光温
度計ａりに到達する。赤外線導管（９）は、ヒータ（１
）および放熱板（８）とは熱的に遮蔽されており、これ
により半導体基板（４）から発せられた赤外線のみが光
温度計０．２）で測定される。かくして半導体基板（４
）の温度を正確に知ることができるので、ヒータに流す
電力の調節により基板の温度は正確に制御することがで
きる。

なお、上記実施例では、基板からの赤外線を光温度計に
導くために中空の導管を用いたが、これは光ファイバー
を用いてもよく、その場合には赤外線の進行方向を変え
るのに十分大きな曲げ半径をとってやれば、プリズム（
１０は不要となる。なお、プリズムの代わりに反射鏡を
用いでもよい、また、上記実施例では、基板ホルダに取
り付けた放熱板（８）をヒータ（１）からの輻射で加熱
したが、これは放熱板（８）をヒータ支持台（７）に直
接取り付けてもよ（、該だ、その場合にはヒータ（１）
と放熱板（８）とを一体のものとしてもよ（、いずれの
場合においても、上記実施例と同様の効果を奏すること
勿論であ孔〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、半導体基板を裏面から
の輻射により加熱し、同時Ｉこその裏面より光温度計で
半導体基板の温度をモニタすることができるようにした
ので、　ｆｉｖ度よく基板温度の制御ができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図はこの発明の一実施例による基板加熱装置を示す
断面図、第２図は従来の基板加熱装置の断面図である。 図中、（１）はヒータ、（２）は反射板、（３）は基板
ホルダ、（４）は半導体基板、（５）はホルダ支持台、
（６）は熱電対、（力はヒータ支持台、（８）は放熱板
、（９）および（９ａ）は赤外線導管、（１＠はプリズ
ム、αυは真空容器のぞき窓、（１２１は光温度計、（
１，３）は基板支持ビンである。 なお、各図中同一符号は同−才たは相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超高真空中で半導体のエピタキシャル結晶成長を行うた
   めに半導体基板を加熱する装置において、その半導体基
   板はその裏面から輻射により加熱され、かつ半導体基板
   の温度を裏面から光温度計によりモニタすることができ
   るようにしたことを特徴とする半導体基板加熱装置。