[发明专利]载置台结构以及热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体晶片等被处理体的热处理装置和载置台结构。

背景技术

一般地，在半导体集成电路的制造中，对半导体晶片等被处理体 实施成膜处理、蚀刻处理、热处理、改性处理、结晶化处理等的各种 单片处理，以形成希望的集成电路。在进行上述各种处理时，根据该 处理的种类，将必要的处理气体导入到处理容器中，例如在成膜处理 时将成膜气体或者卤素气体导入到处理容器中，在改性处理时将臭氧 (ozone)气体等导入到处理容器中，在结晶化处理时将N₂气体等不活 泼性气体、O₂气体等导入到处理容器中。

例如，以逐个地对半导体晶片实施热处理的单片式热处理装置为 例，在能够抽真空的处理容器内，设置有例如内置有电阻加热器的载 置台，在其上面载置半导体晶片，在以规定的温度(例如100℃～1000 ℃)被加热的状态下流过规定的处理气体，在规定的加工条件下对晶 片实施各种热处理(专利文献1～6)。因此，对于处理容器内的部件而 言，要求其具有对其进行加热的耐热性以及即便暴露在处理气体中也 不会腐蚀的耐腐蚀性。

然而，对于用来载置半导体晶片的载置台结构而言，具有下述结 构的载置台，即，一般在使其具有耐热性耐腐蚀性的同时，因为有必 要防止金属污染物(contamination)等的金属污染，而在例如AlN等 陶瓷材料中作为发热体埋入电阻加热器并在高温下一体烧制形成。此 外，在其它工序中以同样方式烧制陶瓷材料等形成支柱。然后，将一 体烧制成的载置台侧和上述支柱例如通过热扩散接合而熔接在一起从 而一体化，由此制造出载置台结构。这种一体成形的载置台结构从处 理容器内的底部立起设置。此外，有时也使用具有耐热耐腐蚀性的石 英玻璃作为上述陶瓷材料。

专利文献1：日本特开昭63-278322号公报

专利文献2：日本特开平07-078766号公报

专利文献3：日本特开平03-220718号公报

专利文献4：日本特开平06-260430号公报

专利文献5：日本特开平8-78193号公报

专利文献6：日本特开2004-356624号公报

然而，对于作为上述发热体的电阻加热器而言，具有下述问题， 即，因为其是埋入在陶瓷材料中或者石英玻璃中通过一体地烧制而形 成载置台，所以仅仅因为例如电阻加热器的一部分发生断裂等或者一 部分产生缺陷，则必须更换该载置台整体，因此对于具有缺陷部件之 外的其它部分便形成了浪费。

此外，根据处理(加工)的种类，有对耐腐蚀性有特别要求的加 工处理，对热冲击的耐久性有特别要求的加工处理，对金属污染的耐 性有特别要求的加工处理等，根据加工的种类存在各种要求规格 (spec)。而且，通常为了实现部件的通用化，与对耐腐蚀性和耐热性 等要求最严格的加工相对应来制造上述载置台结构。因此，根据所使 用的加工的种类，关于载置台结构的材料的选定，有时需要使用所需 必要以上的具有较大耐性特性的材料，从而导致过优(过于专门化： overspec)。特别是对于这些耐性高的部件而言，其部件本身价格高并 且加工价格也高，所以导致装置本身成为必要以上的高成本的问题。

此外，因为在上述载置台的下面熔接结合支柱而一体成形，所以 该载置台和支柱的结合部的热传导性良好，该部分的向支柱侧的热量 的流动变得良好。其结果，该结合部与其它的载置台的部分相比，成 为冷却状态，产生所谓的冷却点(cool spot)，热应力在此处会产生集 中，其结果，导致载置台以该结合部为起点而易于发生分割的问题。

此外，为了对载置台的加热器的温度进行控制，在载置台的背面 安装有热电偶，该热电偶在载置台的烧制之后而被安装，并且，为了 防止其检测线暴露于处理气体和腐蚀性气体等中，上述热电偶在连接 支柱而构成的载置台的背面中心部只设置有一个。

因此，载置台的中心部的温度能够由上述热电偶测定，与此相对， 载置台的周边部的温度不能通过经验规则测定，因此，会产生下述问 题，即，在处理容器内的热辐射环境有较大改变等时，有时会产生不 能较高地维持载置台或者半导体晶片的面内温度的均匀性。