(57)【要約】【課題】、全体を均一に加熱することのできるシリコンヒーター、特に円板状シリコンヒーターを提供する。【解決手段】シリコン板の外周部に沿って帯状ターミナル２５、２５´が対向して設けられており、シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に少なくとも一つの貫通スリット１６が設けられていることを特徴とするシリコンヒーター【選択図】        図１
2005251560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン板の外周部に沿って帯状ターミナルが対向して設けられており、シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に少なくとも一つの貫通スリットが設けられていることを特徴とするシリコンヒーター。
【請求項２】
前記貫通スリットは、シリコン板の周縁に接していないことを特徴とする請求項１記載のシリコンヒーター。
【請求項３】
前記シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に設けられた少なくとも一つの貫通スリットに絶縁性を有する耐火物接合材が充填されていることを特徴とする請求項１または２記載のシリコンヒーター。
【請求項４】
前記シリコン板は単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１、２または３記載のシリコンヒーター。
【請求項５】
前記シリコン板は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１、２または３記載のシリコンヒーター。
【請求項６】
前記シリコン板は一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなることを特徴とする請求項１、２たは３記載のシリコンヒーター。
【請求項７】
前記シリコン板は円板状であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のシリコンヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、全体を均一に加熱することのできるシリコンヒーター、特に円板状シリコンヒーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコン板に電流を通して加熱するシリコンヒーターは知られており、プラズマＣＶＤ、プラズマ処理装置などに使用されている。例えば、図９には、公知のプラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装置は電極板２がシールドリング１２に支持されて取り付けられており、この電極板２は単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは柱状晶シリコンなどの均一な厚さの板からなり、板厚方向に平行に微細な径のシャワー穴５が多数設けられた構造になっている。
このプラズマエッチング装置には真空チャンバー８内に電極板２および上下動可能な架台３が間隔をおいて設けられており、電極板２は絶縁体１３により真空チャンバー８と絶縁されている。架台３の上には円板状のシリコンからなるシリコンヒーター９が設けられており、シリコンヒーター９の上にフォーカスリング１と共にウエハ４を載置し、シリコンヒーター９によりウエハ４が均一加熱できるようになっている。
【０００３】
かかる状態でエッチングガス７を拡散部材１１を通したのち電極板２に設けられたシャワー穴５を通してウエハ４に向って流しながら高周波電源６により電極板２と架台３の間に高周波電圧を印加するとプラズマ１０が発生し、このプラズマ１０によるスパッタリングすなわち物理反応と、シリコン−エッチングガス７による化学反応とにより、ウエハ４の表面がエッチングされる。
前記ウエハ４を加熱するためのシリコンヒーター９は、具体的なものとして、図８の平面図に示されるように、少なくともシリコン板の一方の面は溝加工によりヒーターパターンを形成した発熱部と、他方の面は溝加工を施さないヒーター面内の温度を均一化するための均熱部とからなり、有底溝１４を有している。このシリコンヒーター９には給電用のターミナル１５が設けられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示される有底溝１４を有するシリコンヒーターのターミナル１５に給電しシリコンヒーターに通電しても、ターミナル１５と１５´を結ぶ線およびその周囲が加熱され、ターミナル１５と１５´を結ぶ線から最も離れたＸ部分およびＹ部分は加熱されることが少なく、ターミナルの取り付け点およびその近傍が最も強く加熱され、２個のターミナル結ぶ線から外れた部分は加熱することが少ないために、シリコンヒーター９が全体に均一に加熱されることはなく、したがって、ウエハ全体を均一に加熱することができるシリコンヒーターが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、かかる観点から、全体を均一に加熱することができるシリコンヒーターを開発すべく下記のごとき実験を行った。
実験１
単結晶シリコンインゴットを用意し、このインゴットをダイヤモンドバンドソーにより厚さ：１ｍｍに輪切り切断し、直径：２８０ｍｍ、厚さ：１ｍｍを有する寸法の単結晶シリコン板を用意し、この単結晶シリコン板の直径方向に対抗して図７の平面図に示されるようにターミナル１５、１５´を取り付け、このターミナル１５と１５´の間に２００Ｖの交流電流を流したところ、ターミナル１５と１５´の近傍が最も高温に加熱されて加熱領域Ａを形成し、ターミナル１５と１５´を結ぶ直線の近傍が二番目に高温に加熱されて中間加熱領域Ｂを形成し、中間加熱領域Ｂの外側がほとんど加熱されない非加熱領域Ｃを形成していた。この場合、貫通スリットは周縁２６に接していないためにシリコンヒータの極端な強度低下はない。
また、従来の図８に示されるシリコンヒーターも図７とほぼ同じ熱分布を有していた。これは溝加工を施さないヒーター面内の温度を均一化するための均熱部は電流が遮られることがないために、図７の単結晶シリコン板と同じ加熱分布をするものと考えられる。
【０００６】
実験２
実験１で用意した単結晶シリコン板の周囲に沿って帯状ターミナル２５、２５´を図６の平面図に示されるように取り付けてシリコンヒーターを作製し、このシリコンヒーターの帯状のターミナル２５、２５´に２００Ｖの交流を流し、熱分布を実験１と同様にして測定したところ、加熱領域Ａおよび中間加熱体Ｂが広がり、非加熱領域Ｃの面積が小さくなった。
【０００７】
実験３
実験２で作製した単結晶シリコン板の周囲に沿って帯状ターミナル２５、２５´が対向して取り付けられているシリコンヒーターの直径方向に、図１の平面図に示されるように、帯状ターミナル２５、２５´を結ぶ線を直角に横切るように一つの貫通スリット１６を設けたところ、電流はその貫通スリット１６を迂回して単結晶シリコン板の外周に近づくように流れ、非加熱領域Ｃは消滅し、加熱領域Ａおよび中間加熱領域Ｂだけになり、単結晶シリコン板が一層均一に加熱された。
【０００８】
これらの実験１〜３から、本発明者らは、シリコン板の外周部に沿って帯状ターミナルを対向して設け、シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に少なくとも一つの貫通スリットが設けると、加熱されない部分は無くなり、非加熱領域Ｃは消滅するという知見を得たのである。この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）シリコン板の外周部に沿って帯状ターミナルが対向して設けられており、シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に少なくとも一つの貫通スリットが設けられているシリコンヒーター、
（２）前記貫通スリットは、シリコン板の周縁に接していない前記（１）記載のシリコンヒーター、に特徴を有するものである。
【０００９】
前記（１）または（２）に記載のシリコンヒーターは貫通スリットが設けられているので強度が低下する。それを補強するために、図２に示されるように、貫通スリット１６にアルミナセメント、マグネシアセメントのような絶縁性を有する耐火物接合材２０を充填すると強度の低下を防止することができる。したがってこの発明は、
（３）シリコン板の外周部に沿って帯状ターミナルが対向して設けられており、シリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に少なくとも一つの貫通スリットが設けられており、前記少なくとも一つの貫通スリットに絶縁性を有する耐火物接合材が充填されているシリコンヒーター、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のシリコンヒーターは、従来のシリコンヒーターに比べて一層均一な温度分布に加熱することができるので、ウエハなどを均一に加熱することができ、プラズマエッチング処理を正確に行うことができるところから半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明のシリコンヒーターを図面に基づいて一層詳細に説明する。
図１〜図５は、この発明のシリコンヒーターの平面説明図であり、図１〜図２はすでに説明したので説明を省略する。図３は、実験２で用意した外周部に沿って帯状ターミナルが対向して設けられたシリコン板の中央部に帯状ターミナルを結ぶ線を横切る方向に二つの貫通スリット１７、１７がシリコン円板の直径方向にシリコン円板の中心を挟んで離れて直列に設けられている実施例である。中心部に貫通スリットを設けない理由は、中心部は帯状ターミナルから比較的遠方にあり、非加熱領域が発生し易いので貫通スリットの形成は中心部を除く貫通スリットを図３に示されるように設けることが一層好ましい。
【００１２】
図４〜図５は、この発明のシリコンヒーターの変形態様を示したものであって、図４は複数の貫通スリット１８を半径方向に広がるように設けたものであり、図５は複数の貫通スリット１９が交叉するように設けたものである。図３〜図５に示されるシリコンヒーターの貫通スリット１７、１８、１９に、図２に示されると同様に絶縁性を有する耐熱性接着材を充填してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明のシリコンヒーターの平面図である。
【図２】この発明のシリコンヒーターの平面図である。
【図３】この発明のシリコンヒーターの平面図である。
【図４】この発明のシリコンヒーターの平面図である。
【図５】この発明のシリコンヒーターの平面図である。
【図６】比較シリコンヒーターの平面図である。
【図７】比較シリコンヒーターの平面図である。
【図８】従来シリコンヒーターの平面図である。
【図９】通常のプラズマエッチング処理装置である。
【符号の説明】
【００１４】
１  フォーカスリング
２  電極板
３  架台
４  ウエハ
５  シャワー穴
６  高周波電源
７  エッチングガス
８  真空チャンバー
９  シリコンヒーター
１０  プラズマ
１４  有底溝
１５  ターミナル
１６  貫通スリット
１７  貫通スリット
１８  貫通スリット
１９  貫通スリット
２０  耐熱性接合材
２５  帯状ターミナル
２６  周縁
【図１】
2005251560.tif 000003
【図２】
2005251560.tif 000004
【図３】
2005251560.tif 000005
【図４】
2005251560.tif 000006
【図５】
2005251560.tif 000007
【図６】
2005251560.tif 000008
【図７】
2005251560.tif 000009
【図８】
2005251560.tif 000010
【図９】
2005251560.tif 000011