(57)【要約】【課題】均等で、かつ再現性のよい基板加熱を行う。【解決手段】基板５０から形成される半導体装置の製造装置であって、基板５０が載置される基板載置面を有する基板載置台２１と、基板載置台２１にガスを送るガス導入手段２９、３０、３１、３４と、基板載置台２１内に設けられ、基板載置面に熱を伝えるヒータ２４と、基板載置台２１内に設けられ、基板載置面の温度を測定するセンサー２６と、センサー２６からの温度に基づいてヒータ２４に加える電力を調整するヒータ加熱制御手段２８とを有する。【選択図】図１
2010177700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板から形成される半導体装置の製造装置であって、
前記基板が載置される基板載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台にガスを送るガス導入手段と、
前記基板載置台内に設けられ、前記基板載置面に熱を伝えるヒータと、
前記基板載置台内に設けられ、前記基板載置面の温度を測定するセンサーと、
前記センサーからの温度に基づいて前記ヒータに加える電力を調整するヒータ加熱制御手段と
を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
さらに、前記基板を前記基板載置台に固定する静電チャックを備えることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
さらに、前記基板をエッチングするエッチング装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
さらに、前記基板に成膜するＣＶＤ装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
さらに、前記基板をスパッタリングするスパッタ装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
さらに、前記基板に常圧または減圧状態で成膜を行う装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
さらに、前記基板を常圧または減圧状態でエッチングを行う装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記基板は半導体ウェハであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ装置等を用いてウエハ上に成膜する場合、堆積した薄膜の特性やエッチングレートは成膜時やエッチング処理時の基板温度に著しく依存することが知られている。従って、堆積する薄膜を基板内で均質にするため、又は被エッチング物を基板内で均等にエッチングするため、基板を均等に加熱することが要求される。また、基板間で再現性良く成膜等するためには、再現性良く設定温度に昇温できることが必要である。
【０００３】
スパッタ装置に用いられる、被処理ウエハを載置して設定温度に加熱する従来のヒータ付き基板載置台の構成を図４（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）は全体の構成図を示す断面図であり、図４（ｂ）は部分構成を示す断面図である。
【０００４】
図４（ａ）に示すように、ヒータ付き基板載置台１は真空処理室内に設置され、基板載置台１内に熱源であるヒータ４と、基板１１の温度をモニタする温度検出素子（熱電対）６が埋め込まれている。また、基板載置台１には加熱用ガス（アルゴン等）を基板載置面に導く通流路９が形成されており、通流路９は基板載置面に開口されたガス放出口１３と基板載置台１の下の部分に開口されたガス導入口１４とを結んでいる。そして、図４（ｂ）に示すように、ガス放出口１３から基板載置面に放出された加熱用ガスは基板１１と基板載置面の間の隙間１２を流れて、ヒータ４からの熱を効率よく基板１１へ伝える。
【０００５】
更に、温度検出素子６及びヒータと接続されたヒータ加熱制御手段８を有し、温度検出素子６により検出された基板１１の温度をヒータ加熱制御手段８に取り込んで基板１１が所定の温度になるようにヒータ４に加える電力を適当に調整する。これにより、基板１１内での均等な加熱が行われる。
【０００６】
更に、基板載置台１上の基板１１はクランプ２で固定される。加熱用ガスの導入により基板１１が定位置から外れないようにするためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のヒータ付き基板載置台１では、基板１１の裏面と基板載置面間に加熱用ガスを流し込むことにより、基板加熱を効率よく行おうとしているが、その間のガス移動が基板１１全体に均等に行われず、その結果基板加熱が均等でなくなってしまう。
【０００８】
ところで、基板１１裏面と基板載置面の間の隙間１２を移動する加熱用ガスの流量はクランプ２の加重や基板１１の押圧位置等により左右される。従って、基板１１全体に均一にガス移動させること、及び基板１１の装着毎に再現性良くガス移動させることが難しい。
【０００９】
また、このガス移動をより均一にするため、基板載置面に放射状或いはらせん状の溝を設ける等の試みがなされているが、やはり溝部と溝部以外の部分において基板１１への熱交換効率の相違が生じ、基板１１の各位置において温度分布にムラができてしまう。
【００１０】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、均等な基板加熱を行うことができ、或いは均等で、かつ再現性のよい基板加熱を行うことができる半導体装置の製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一観点によれば、基板から形成される半導体装置の製造装置であって、前記基板が載置される基板載置面を有する基板載置台と、前記基板載置台にガスを送るガス導入手段と、前記基板載置台内に設けられ、前記基板載置面に熱を伝えるヒータと、前記基板載置台内に設けられ、前記基板載置面の温度を測定するセンサーと、前記センサーからの温度に基づいて前記ヒータに加える電力を調整するヒータ加熱制御手段とを有することを特徴とする半導体装置の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一観点に係る半導体装置の製造装置においては、基板が載置される基板載置面を有する基板載置台にガスを送るガス導入手段と基板載置面に熱を伝えるヒータのほかに、基板載置面の温度を測定するセンサーと、センサーからの温度に基づいてヒータに加える電力を調整するヒータ加熱制御手段とを有するので、ガスを基板載置面に送るとともに、基板の温度を調整することができ、これにより、均等な基板加熱を行うことができる。
【００１３】
したがって、基板上に成膜し、基板上の膜をエッチングする際、基板を均一な温度に保持することができるので、均質な膜を成膜し、或いは均等なエッチングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、ヒータ付き基板載置台１０１は真空処理室内に設置されている。同図にはチャンバの仕切り壁２３の一部が描かれている。基板載置台２１はアルミニウムで作成されており、基板載置台２１内には熱源であるヒータ２４と、基板５０の温度をモニタする温度検出素子（熱電対）２６が埋め込まれている。
【００１７】
また、基板載置台２１の中央部には加熱用ガス（アルゴン等不活性ガス）を基板載置面に導く通流路２９が形成されており、通流路２９は基板載置面に開口されたガス放出口３３と基板載置台２１の下の部分に開口されたガス導入口３４とを結んでいる。そして、図１（ｂ）に示すように、ガス放出口３３から基板載置面に放出された加熱用ガスは基板５０と基板載置面の間の隙間３２を流れて、ヒータ２４からの熱を効率よく基板５０へ伝える。
【００１８】
更に、温度検出素子２６及びヒータ２４と接続されたヒータ加熱制御手段２８を有し、温度検出素子２６から基板５０の温度をヒータ加熱制御手段２８に取り込んで基板５０が所定の温度になるようにヒータ２４に加える電力を適当に調整する。これにより、基板５０内での均等な加熱が行われる。
【００１９】
また、基板載置台２１上の基板５０はクランプ２２で固定される。加熱用ガスの導入により基板５０が定位置から外れないようにするためである。
【００２０】
更に、基板載置面の全面には微小な凸部３２ａ及び凸部３２ａの間の凹部３２ｂが形成されている。基板５０を基板載置面に載置したとき、通流路２９から放出された加熱用ガスは凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を四方八方に自由に流れる。凹部３２ｂはＧＢＢ法（グラスビーズブラスト法）等により均一な密度で形成されるので、基板５０全体にわたり加熱用ガスは均等に行き渡る。また、基板５０は凸部３２ａにより支えられるので、凸部３２ａ間の凹部３２ｂは基板５０の装着毎に変化せず、基板５０毎の基板加熱の再現性がよい。
【００２１】
次に、基板載置面の凸部３２ａ及び凹部３２ｂの形成方法について説明する。ＧＢＢ法（グラスビーズブラスト法）を用いた場合について説明する。
【００２２】
まず、粒径約８０μｍのガラスビーズを用意する。次いで、薬液にガラスビーズを混合させた研磨液を研磨装置の研磨面に塗布し、その上に基板載置面を研磨面に対向させて基板載置台を載せる。そして、研磨面及び基板載置台を同じ方向に回転させると、基板載置面と研磨面の間に挟まれたガラスビーズにより基板載置面が研磨される。基板載置面には直径約８０μｍの凸部３２ａが島状に分散して形成されるとともに、凸部３２ａ間に凹部３２ｂが形成される。
【００２３】
以上のように、第１の実施の形態においては、基板載置台２１の基板載置面の全面に微小な凹部３２ｂ及び凸部３２ａが形成されている。
【００２４】
従って、基板５０を基板載置面に載置したとき、基板載置面のガス放出口３３から放出された加熱用ガスは凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。凹部３２ｂはＧＢＢ法等により均一な密度で形成されるので、基板５０全体にわたり加熱用ガスは均等に行き渡る。これにより、均等な基板加熱を行うことができる。
【００２５】
また、基板５０は凸部３２ａにより支えられるので、凸部３２ａ間の凹部３２ｂは基板５０の装着毎に変化せず、基板毎の基板加熱の再現性がよい。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図２（ａ）は第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ａについて示す上面図である。
【００２７】
第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ａは、図１（ｂ）の基板載置台２１ａの基板載置面にさらに加熱用ガスのガス放出口３３を中心とする放射状の溝４１ａを設けたことである。放射状の溝４１ａはガス放出口３３とつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは放射状の溝４１ａに沿って流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００２８】
尚、図中、図１（ａ）〜（ｃ）と同じ符号で示すものは図１（ａ）〜（ｃ）と同じものを示す。
【００２９】
（第３の実施の形態）
図２（ｂ）は第３の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ｂについて示す上面図である。
【００３０】
図２（ａ）の放射状の溝４１ａにさらに加熱用ガスのガス放出口３３を中心とする同心円状の複数の溝４１ｂを設けたことである。同心円状の溝４１ｂは放射状の溝４１ａと交わるところで放射状の溝４１ａとつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは放射状の溝４１ａ及び同心円状の溝４１ｂに沿って流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００３１】
尚、図中、図２（ａ）と同じ符号で示すものは図２（ａ）と同じものを示す。
【００３２】
（第４の実施の形態）
図２（ｃ）は第４の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台１０１ｃについて示す上面図である。
【００３３】
図２（ａ）や図２（ｂ）と異なるところは、放射状の溝や同心円状の溝の代わりに、格子状の溝４１ｃを設けたことである。格子状の溝４１ｃは交差するところで相互につながっている。また、格子状の溝４１ｃは加熱用ガスのガス放出口３３ともつながっており、ガス放出口３３から放出された加熱用ガスは格子状の溝４１ｃに沿って縦横に流れるとともに、凸部３２ａの間の凹部３２ｂ内を自由に流れる。
【００３４】
尚、図中、図２（ａ）と同じ符号で示すものは図２（ａ）と同じものを示す。
【００３５】
以上のように、上記の第２〜第４の実施の形態においては、ガス放出口３３を中心とする放射状の溝４１ａや同心円状の溝４１ｂ又はガス放出口３３と繋がる格子状の溝４１ｃを設けることにより、それらの溝４１ａ，４１ｂ，４１ｃを介して加熱用ガスを素早く基板載置面の周辺部まで行き渡らせ、さらに凹部を通して基板裏面全面に加熱用ガスを均等に流すことができる。従って、基板加熱の均等性が一層増すことになる。
【００３６】
更に、第１〜第４の実施の形態のヒータ付き基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃは、スパッタ装置或いはＣＶＤ装置等の成膜装置やドライエッチング装置等、常圧又は減圧状態で成膜やエッチングを行う装置に備えつけることが可能である。これにより、基板上に成膜し、基板上の膜をエッチングする際、基板を均一な温度に保持することができるので、均質な膜を成膜し、或いは均等なエッチングを行うことができる。
【００３７】
なお、上記の基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃではガス放出口３３が一つであるが、図３に示すように、基板載置台１０１，１０１ａ〜１０１ｃの内部を通るガスの通流路２９を分岐させて分岐通路２９ａ〜２９ｃを設け、分岐通路２９ａ〜２９ｃと繋がる２つ以上のガス放出口３３ａ〜３３ｃが形成されてもよい。これにより、複数のガス放出口３３ａ〜３３ｃから直接基板載置面に加熱用ガスを放出することができるので、加熱用ガスをなお一層均等にウエハ全面に行き渡らせることができる。
【００３８】
また、上記では特に加熱用ガスを加熱していないが、加熱用ガスの加熱手段を設けて基板載置台に流す前に予め加熱用ガスを基板加熱の温度に加熱しておいてもよい。
【００３９】
更に、基板５０はクランプ２２により固定されているが、静電チャックや真空チャック等により固定することも可能である。
【００４０】
また、加熱用ガスとしてアルゴンの他、他の不活性ガスを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のヒータ付き基板載置台の基板載置面近傍の詳細について示す断面図であり、図１（ｃ）は基板載置面に形成された凸部について示す上面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図及び斜視図であり、図２（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図であり、図２（ｃ）は、本発明の第４の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台の基板載置面について示す上面図である。
【図３】図３は本発明の他の実施の形態に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、従来例に係るヒータ付き基板載置台について示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のヒータ付き基板載置台の基板載置面近傍の詳細について示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２１，２１ａ  基板載置台、
２２  クランプ、
２３  チャンバの仕切り壁、
２４  ヒータ、
２５，２７  配線、
２６  熱電対（温度検出手段）、
２８  ヒータ加熱制御手段、
２９  通流路、
３０  ガス配管、
３１  流量制御手段、
３２  隙間、
３２ａ  凸部、
３２ｂ  凹部、
３３  ガス放出口、
３４  ガス導入口、
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  溝、
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ  ヒータ付き基板載置台。
【図１】
2010177700.tif 000003
【図２】
2010177700.tif 000004
【図３】
2010177700.tif 000005
【図４】
2010177700.tif 000006