[发明专利]载置台构造以及处理装置

说明书

本申请是申请日为2009年3月6日、申请号为200980100058.0、发明名称为“载置台构造以及处理装置”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体晶片等被处理体的处理装置以及载置台构造。

背景技术

一般在制造半导体集成电路时，对半导体晶片等被处理体反复进行成膜处理、蚀刻处理、热处理、改性处理、结晶化处理等各种单张处理。由此形成所期望的集成电路。在进行如上所述的各种处理时，与该处理的种类对应将必要的处理气体，例如成膜处理时的成膜气体或者卤素气体、改性处理时的臭氧气体等、结晶化处理时的N₂气等惰性气体或者O₂气等导入到各个处理容器内。

例如对每一枚半导体晶片实施热处理的单张式的处理装置，在构成为能够抽真空的处理容器内，具备例如内装有电阻加热器的载置台。在这样的处理装置中进行晶片的热处理时，半导体晶片被载置于载置台的上面，在该晶片被加热到规定温度(例如从100℃到1000℃)的状态下规定的处理气体流入。这样，在规定的工艺条件下对晶片实施各种热处理(专利文献1～6)。因此要求处理容器内的部件具有对于这些加热的耐热性以及即使暴露于处理气体中也不会被腐蚀的耐腐蚀性。

然而，由于载置半导体晶片的载置台构造一般具有耐热性和耐腐蚀性，因此需要防止金属沾污等金属污染。因此，在制造载置台构造时，首先，例如在AlN等陶瓷材料中埋入作为发热体的电阻加热器，并在高温下一体烧固而形成载置台。另外，在其他工序中烧固相同的陶瓷材料等形成支柱。该一体烧固的载置台和支柱，例如通过热扩散接合被熔敷而一体化。而且，这样一体成形的载置台构造以竖立在处理容器内的底部的方式安装。另外，有时代替上述陶瓷材料而使用具有耐热耐腐蚀性并且热伸缩少的石英玻璃。

在此对以往的载置台构造的一例进行说明。图16是表示以往的载置台构造的一例的剖视图。该载置台构造设置在构成为能够真空排气的处理容器内，如图16所示，该载置台构造具有由AlN等陶瓷材料构成的圆板状的载置台2。而且，在该载置台2的下表面的中央部，例如同样地由AlN等陶瓷材料构成的圆筒状的支柱4，例如通过热扩散接合被接合，从而与载置台2一体化。

因此，两者通过热扩散接合部6而气密地接合。在此载置台2的大小，例如在晶片尺寸为300mm时直径为350mm左右，此时支柱4的直径为56mm左右。在载置台2内，设有例如由加热器等构成的加热单元8，以便对载置台2上的作为被处理体的半导体晶片W加热。

支柱4的下端部，通过固定块10而固定于容器底部9，因此支柱4竖立着。而且，在该圆筒状的支柱4内设置有供电棒14，其上端通过连接端子12与加热单元8连接。另外，该供电棒14的下端部侧通过绝缘部件16向下方贯通容器底部并被拉出到外部。由此，防止工艺气体等侵入到该支柱4内，防止供电棒14和连接端子12等被腐蚀性的工艺气体腐蚀。

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2004-356624号公报

专利文献6：日本特开2006-295138号公报

因此，对半导体晶片进行处理时，载置台2自身处于高温状态。此时，由于载置台2和支柱4通过热扩散而接合，因此构成支柱4的材料即使由热传导率不那么好的陶瓷材料构成，也会使大量的热顺着该支柱4从载置台2的中心侧逃向支柱侧4。因此，特别是在载置台2升降温时，在载置台2的中心部的温度降低而产生冷却点的同时周边部的温度相对地升高。其结果，在载置台2的面内产生较大的温度差，因此存在在载置台2的中心部与周边部之间产生较大的热应力而使载置台2破损的问题。

特别是根据工艺种类的不同，载置台2的温度可达到700℃以上。因此，上述温度差会变得相当大，伴之会产生很大的热应力。而且，除此以外，由于载置台反复进行升降温，因此存在因上述热应力而加速破损的问题。

另外，此时，载置台2和支柱4的上部处于高温状态而热膨胀。另一方面，支柱4的下端部通过固定块10被固定于容器底部9。因此，存在在载置台2与支柱4的上部的接合部位应力集中，因而使该接合部位破损的问题。