專利名稱：用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，并且更具體而言，涉及一種要求熱均勻性的涂布機(jī)-顯影裝置(coater-developer)的加熱裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制備中，通過Al濺射、Cu電鍍和其它方法在硅晶片上形成Al電路和Cu電路，但是近年來，伴隨著更高集成度和更小尺寸的半導(dǎo)體裝置的是穩(wěn)定地朝著更窄的導(dǎo)線寬度及導(dǎo)線之間更窄的空間(間隔)方向發(fā)展。
使用光刻技術(shù)形成Al電路和Cu電路的布線圖。例如，在Al薄膜上均勻涂布樹脂之后，將稱作分檔器(stepper)的曝光系統(tǒng)用來在樹脂薄膜中印刷圖案，并且通過熱硬化樹脂薄膜和除去不需要的部分，在配線用的Al薄膜的頂部形成圖案可除去的樹脂薄膜。然后，將蝕刻系統(tǒng)用來沿著可除去圖案部分蝕刻Al薄膜，并且在除去的樹脂薄膜上，得到形成圖案的Al導(dǎo)線。
當(dāng)導(dǎo)線處于十分接近的狀態(tài)時(shí)，在導(dǎo)線內(nèi)的信號相互影響；因此需要通過填充在導(dǎo)線間和疊層之間含有低介電常數(shù)的絕緣材料的區(qū)域來消除導(dǎo)線之間的相互作用。常規(guī)地，為此將二氧化硅用作絕緣薄膜；但是新近，將已知為低-k材料的材料用作介電常數(shù)更低的絕緣薄膜。低-k絕緣薄膜是通過將所述的材料以漿料的形式分散在分散介質(zhì)中而形成的，其在旋涂中使用以形成均勻薄膜；然后，將與上面所述的那些類似的光刻技術(shù)用于圖案形成，接著使用加熱器熱煅燒，以硬化薄膜。
光刻法的樹脂薄膜的熱硬化和低介電常數(shù)絕緣薄膜如低-k薄膜的熱煅燒是在一種稱為涂布機(jī)-顯影裝置的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的；對于加熱器，例如，使用的是通過在各石英玻璃板之間封入作為電阻加熱元件的SUS箔片而形成的加熱器。但是，由于這種加熱器存在熱均勻性和耐久性方面的問題，人們已經(jīng)在尋求一種提供優(yōu)異的熱均勻性和高的耐久性的包含加熱器的加熱裝置。
另一方面，用來形成各種薄膜的CVD設(shè)備采用了陶瓷加熱器，其中通過熱壓燒結(jié)AlN、Si3N4或另一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)和良好耐腐蝕性的陶瓷材料而包埋Mo線圈。將在此陶瓷加熱器支持晶片表面的背面上的表面與筒狀陶瓷支撐構(gòu)件的一端粘接，其另一端由室支撐并且用O形環(huán)密封。供給電能的電極端和引線耐腐蝕性差并且容納在筒狀支撐構(gòu)件內(nèi)，所以沒有暴露于室中使用的腐蝕性氣體。
近年來，為了降低半導(dǎo)體制造成本，增大了Si晶片的尺寸，并且晶片的直徑從8英寸變動至12英寸。因而，在用于熱硬化光刻法用樹脂薄膜和熱煅燒低-k和其它低介電常數(shù)絕緣薄膜的涂布機(jī)-顯影裝置中，對于加熱器的熱均勻性存在強(qiáng)烈的需要。具體地，需要加熱器的支持晶片表面的熱均勻性在±1.0％之間，并且優(yōu)選在±0.5％之間。
一般而言，通過使用包埋高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷材料的電阻加熱元件作為加熱器，由電阻加熱元件產(chǎn)生的熱量在陶瓷材料內(nèi)擴(kuò)散，并且可以在支持晶片表面上保持熱均勻性。此外，通過使用高耐熱性的陶瓷材料，得到具有優(yōu)異耐久性的加熱器。
例如，當(dāng)采用與用于CVD設(shè)備中的AlN陶瓷加熱器類似的結(jié)構(gòu)時(shí)，筒狀A(yù)lN支撐構(gòu)件的一端與支持晶片表面相對的背面的中心粘接，并且其另一端通過與室粘接而得到支撐。此外，將供給能量的電極端和引線容納在筒狀支撐構(gòu)件之內(nèi)。
但是，支撐陶瓷加熱器的筒狀支撐構(gòu)件的兩端都被氣密密封著，并且其內(nèi)部與室的內(nèi)部隔離，所以其外周暴露于室中的減壓氣氛中，而其內(nèi)周暴露于大氣壓力的大氣氣氛中。在此情況下，通過大氣壓下的空氣的傳熱更高，所以支撐構(gòu)件內(nèi)周的溫度低于其外周的溫度，并且此效果也出現(xiàn)在支持晶片表面上；作為結(jié)果，不能達(dá)到所要求的±1.0％范圍內(nèi)的熱均勻性。
當(dāng)粘接并且氣密密封筒狀支撐構(gòu)件的內(nèi)部以使其與室完全隔離時(shí)，如果陶瓷加熱器和支撐構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)不同，那么在冷卻過程期間熱收縮的差異導(dǎo)致熱應(yīng)力，并且在脆性的陶瓷材料中傾向于出現(xiàn)裂紋。為了防止這種情況，用與陶瓷加熱器一樣的具有高導(dǎo)熱系數(shù)的相同材料制備支撐構(gòu)件。但是，在此情況下，由陶瓷加熱器產(chǎn)生的熱量容易通過支撐構(gòu)件逃逸，并且極大地降低了陶瓷加熱器在接合處的溫度，所以不能保持熱均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的這些情形，作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其可以均勻地加熱待處理的晶片或其它材料，并且具體而言，提供一種用于在涂布機(jī)-顯影裝置中熱硬化用于光刻法的樹脂薄膜和用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜的加熱裝置，其可以在支持待處理的材料的表面上使熱均勻性保持在±1.0％之內(nèi)，并且更優(yōu)選可以保持熱均勻性在±0.5％之內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上面所述的目的，本發(fā)明提供的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置包含在其中嵌有電阻加熱元件的板狀陶瓷支架，其在其表面上支持和加熱待處理的材料；筒狀支撐構(gòu)件，其在除了支持待處理材料的表面之外的其它位置支撐陶瓷支架；和容納陶瓷支架和支撐構(gòu)件的室；和其中將在筒狀支撐構(gòu)件內(nèi)形成的空間中的氣氛保持為與室中的氣氛基本相同。
在上面所述的本發(fā)明用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置中，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件不與陶瓷支架氣密密封。而且，優(yōu)選如下面積為所述陶瓷支架總面積的1/5或更低在它上面，所述支撐構(gòu)件接觸并且支撐所述陶瓷支架的面積。此外，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件為在其側(cè)面含有多個開口的圓筒，或者是框架結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)低于陶瓷支架的導(dǎo)熱系數(shù)。
在本發(fā)明上面所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置中，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件含有下面的物質(zhì)中的至少一種作為主要成分Al2O3、ZrO2、Si3N4、石英、富鋁紅柱石、鎂橄欖石和尖晶石。此外，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件含有下面的物質(zhì)中的至少一種作為主要成分不銹鋼、鎳鉻合金(nichrome)、Ti、V和Zr。此外，優(yōu)選上面所述的支撐構(gòu)件是由不銹鋼形成的。
在本發(fā)明中，上面所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置的特征在于它是一種用于熱硬化光刻法用樹脂薄膜或用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜的涂布機(jī)-顯影裝置的加熱裝置。
在本發(fā)明用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置中，使用為了加熱晶片或另一種待處理的材料而在其中內(nèi)含電阻加熱元件的陶瓷支架，并且在除了用于支持待處理材料的表面外的位置，例如背面，將陶瓷支架由支撐構(gòu)件支撐在室中。此外，通過在支撐構(gòu)件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)保持基本相同的氣體種類和相同的氣體壓力的氣氛，消除了由于支撐構(gòu)件外側(cè)和內(nèi)側(cè)上由氣體的熱傳導(dǎo)導(dǎo)致熱量從陶瓷支架的逃逸，所以可以改善在陶瓷支架表面、支持待處理材料的表面上的熱均勻性。
但是，由于在半導(dǎo)體制備中的涂布機(jī)-顯影裝置的加熱裝置是用于熱硬化光刻法用樹脂薄膜和用于熱煅燒低介電常數(shù)的絕緣薄膜的，與此對照的是CVD設(shè)備和使用包含鹵素的腐蝕性氣體的蝕刻設(shè)備，該加熱裝置在諸如He、Ar、N2、H2等類似氣氛中使用；因此，即使在其中容納有用于電源的電極和引線的支撐構(gòu)件的內(nèi)部與在室中的氣氛相同，使用W、Mo等作為主要成分的電源用電極和引線也沒有被腐蝕。
為了保持在筒狀支撐構(gòu)件中形成的空間中的氣氛與室中的氣氛基本相同，足夠的是采用其中支撐構(gòu)件和陶瓷支架沒有通過氣密密封粘接的結(jié)構(gòu)，但在支撐構(gòu)件內(nèi)的氣氛氣體和在室中的氣氛氣體可以通過在它們兩者之間的縫隙流動。此外，當(dāng)粘接和氣密密封支撐構(gòu)件和陶瓷支架時(shí)，可以調(diào)節(jié)在支撐構(gòu)件內(nèi)部和室內(nèi)部之間的氣體吸入和排出，以得到兩者相同的氣氛?？紤]到成本，優(yōu)選使用前一種方法，其中僅采取防止位置移動的措施而不采用氣密密封，以向支撐構(gòu)件上安置陶瓷支架。
當(dāng)粘接和氣密密封支撐構(gòu)件與陶瓷支架時(shí)，熱量經(jīng)粘接平面通過傳熱向支撐構(gòu)件逃逸，所以在陶瓷支架中產(chǎn)生溫度梯度，并且使支持待處理材料的表面的熱均勻性惡化。另一方面，如果采用其中支撐構(gòu)件與陶瓷支架即沒有被粘接也沒有被氣密密封的結(jié)構(gòu)，可以抑制通過支撐構(gòu)件的傳熱，并且因此降低了在支持待處理材料的表面的溫度下降，并且可以進(jìn)一步改善熱均勻性。
為了更有效地抑制熱量從陶瓷支架向支撐構(gòu)件的傳遞，優(yōu)選如下面積為所述陶瓷支架總面積的1/5或更低在它上面，所述支撐構(gòu)件接觸并且支撐所述陶瓷支架的面積。此外，如果支撐構(gòu)件的形狀是在其側(cè)壁中有多個開孔的圓筒或是框架結(jié)構(gòu)，那么阻止了熱量在支撐構(gòu)件中的傳遞，并且改善了在陶瓷支架中的熱均勻性。而且，當(dāng)將室里面排空時(shí)，在支撐構(gòu)件里面和外面之間的壓力差沒有發(fā)生，并且支撐構(gòu)件或陶瓷支架沒有被損壞，這是優(yōu)選的。
為了進(jìn)一步減少熱量通過支撐構(gòu)件的逃逸，使形成支撐構(gòu)件的材料的導(dǎo)熱系數(shù)低于形成陶瓷支架的材料的導(dǎo)熱系數(shù)是有效的。對于形成支撐構(gòu)件的材料，當(dāng)支撐構(gòu)件與陶瓷支架粘接時(shí)，理想的是使用熱膨脹系數(shù)相同或接近相同的材料；如果不進(jìn)行粘接，在熱膨脹系數(shù)方面沒有限制，可以使用任何對產(chǎn)品沒有副作用的材料和任何可以經(jīng)受住使用溫度的材料。
至于形成支撐構(gòu)件的材料實(shí)例，導(dǎo)熱系數(shù)低和耐久性優(yōu)異的材料包括其主要成分為Al2O3、ZrO2、Si3N4、石英、富鋁紅柱石、鎂橄欖石或尖晶石的材料。從低導(dǎo)熱系數(shù)、剛度和材料成本方面考慮，優(yōu)選的材料包括其主要成分為不銹鋼、鎳鉻合金、Ti、V或Zr的材料。在這些當(dāng)中，考慮到不銹鋼的低導(dǎo)熱系數(shù)、剛度、材料成本和切削性能，最優(yōu)選的是不銹鋼。
至于形成陶瓷支架的陶瓷材料，考慮到耐熱性、導(dǎo)熱系數(shù)和耐久性，優(yōu)選使用氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋁、石英或類似物等；但對此沒有特別限制。對于電阻加熱元件，可以使用任何可以在陶瓷支架中內(nèi)含的并且具有耐熱性和適宜電阻率的材料，如W、Mo、Ag、Pd、Pt、Ni、Cr、SUS等。
本發(fā)明用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置特別適宜作為在涂布機(jī)-顯影裝置中熱硬化光刻法用樹脂薄膜和用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜如低-k薄膜的加熱裝置。
附圖簡述

圖1所示為一個本發(fā)明用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置的實(shí)施方案的剖視簡圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式以下基于實(shí)施例和比較例詳細(xì)解釋本發(fā)明。
實(shí)施例1向氮化鋁(AlN)粉末中加入0.5重量百分比的三氧化二釔(Y2O3)作為燒結(jié)劑，在進(jìn)一步加入有機(jī)粘合劑、分散和混合之后，使用噴霧干燥形成顆粒。使用單軸壓力機(jī)模制顆粒狀粉末，在燒結(jié)后得到直徑為350mm且厚度為5mm的兩個圓盤狀模制體。在氮?dú)鈿饬髦杏?00℃的溫度將模制體進(jìn)行脫脂，接著在在氮?dú)鈿饬髦杏?900℃燒結(jié)2小時(shí)。使用金剛石研磨劑將由此得到的兩塊燒結(jié)體的表面拋光。
將通過向W粉末中加入燒結(jié)劑和乙基纖維素粘合劑并捏合形成的漿料用來在這些圓盤狀A(yù)lN燒結(jié)體之一中的一個表面上印刷電阻加熱元件電路，并且在氮?dú)鈿饬髦杏?00℃脫脂后，于1850℃焙燒燒結(jié)體1小時(shí)。將通過向粘接玻璃加入乙基纖維素粘合劑并捏合而形成的漿料涂布至另一個圓盤狀A(yù)lN燒結(jié)體的一個表面上，并且在氮?dú)鈿饬髦杏?00℃脫脂。
層疊上面所述的兩個燒結(jié)體，其中另一燒結(jié)體的粘接玻璃表面面對所述的一個燒結(jié)體的電阻加熱元件表面，并且施加50g/cm2的負(fù)載以防止滑動，通過于1800℃加熱2小時(shí)而將兩個燒結(jié)體粘接在一起，以制備如圖1所示的陶瓷支架1，所述的陶瓷支架在其內(nèi)部嵌有電阻加熱元件2。
在陶瓷支架1的背面，粘接要與電阻加熱元件2連接的電極端(未顯示)，并且與電連接到外部電源的電源引線3連接。形成陶瓷支架1的AlN的導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK。
此外，制備筒狀支撐構(gòu)件4，其由導(dǎo)熱系數(shù)為80W/mK，外徑為100mm，內(nèi)徑為90mm和長度為100mm的SUS管組成并且在其兩端配備有法蘭(flange)。在此筒狀支撐構(gòu)件4一端上的法蘭通過箝位固定至室5，并且在其另一端的法蘭上在沒有粘接的條件下放置有陶瓷支架1。
在支撐構(gòu)件4在其上接觸并且支撐陶瓷支架1的面積S1與陶瓷支架總面積S0的比率S1/S0為1/64。通過筒狀支撐構(gòu)件4的內(nèi)部將電源的引線3拉到外部。
室5的里面是減壓至13帕(0.1托)的N2氣氛，并且從外面向電阻加熱元件2提供能量以加熱陶瓷支架至500℃。此時(shí)，通過使用熱電偶7測量在其上將放置晶片6的支持待處理材料的整個表面上的熱均勻性，用于支持待處理材料的陶瓷支架1的表面的熱均勻性為500℃+0.4％。
實(shí)施例2以與上述實(shí)施例1相同的方法制備陶瓷支架和支撐構(gòu)件，但是改變支撐構(gòu)件在其上接觸并且支撐陶瓷支架的面積S1與陶瓷支架總面積S0的比率S1/S0。以與實(shí)施例1相同的方式裝配陶瓷支架和支撐構(gòu)件，并且使用與實(shí)施例1相同的方法來評估陶瓷支架的熱均勻性。
評估結(jié)果示于下表1中。
表1

實(shí)施例3除了取代氧化鋁(Al2O3)作為支撐構(gòu)件的材料外，以與上面所述的實(shí)施例1相同的方式制備。即，向Al2O3粉末中加入2重量百分比的氧化鎂(MgO)作為燒結(jié)劑，并且在進(jìn)一步加入有機(jī)粘合劑、分散和混合之后，使用噴霧干燥形成顆粒。
使用冷等靜壓機(jī)(CIP)模制顆粒狀粉末，在燒結(jié)后，得到外徑為100mm、內(nèi)徑為90mm且長度為100mm、在其兩端具有法蘭的形狀。在空氣中于1500℃的溫度燒結(jié)該模制體3小時(shí)之后，使用金剛石研磨劑將其表面拋光，得到導(dǎo)熱系數(shù)為30W/mK的Al2O3筒狀支撐構(gòu)件。
在此Al2O3支撐構(gòu)件一端上的法蘭通過箝位固定至室內(nèi)部，并且在其另一端的法蘭上在沒有粘接的條件下放置與上面實(shí)施例1相同的陶瓷支架(AlN制成的，導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK)。在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到的用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃+0.45％。
實(shí)施例4除了取代氮化鋁作為支撐構(gòu)件的材料外，以與上面所述的實(shí)施例1相同的方式制備。即，在與實(shí)施例1相同的條件下，制備AlN顆粒狀粉末。使用CIP模制顆粒狀粉末，在燒結(jié)后，得到外徑為100mm、內(nèi)徑為90mm且長度為100mm，在其兩端具有法蘭的形狀。在氮?dú)鈿饬髦杏?00℃將此模制體脫脂后，并且在氮?dú)鈿饬髦杏?900℃的溫度燒結(jié)2小時(shí)之后，使用金剛石研磨劑將其表面拋光，得到導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK的AlN筒狀支撐構(gòu)件。
在此AlN支撐構(gòu)件一端上的法蘭通過箝位固定至室內(nèi)部，并且在其另一端的法蘭上在沒有粘接的條件下放置與上面實(shí)施例1相同的陶瓷支架(AlN，導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK)。在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃+0.7％。
實(shí)施例5除了向陶瓷支架的背面粘接支撐構(gòu)件外，以與上述實(shí)施例4相同的方式制備。即，向在與上述實(shí)施例4相同的條件下制備的AlN支撐構(gòu)件的一端的法蘭表面涂布粘接糊料，并且將此法蘭表面放置在與上述實(shí)施例1相同的條件下制備的AlN陶瓷支架背面上，并且通過在氮?dú)庵杏?700℃加熱2小時(shí)進(jìn)行粘接。
在此支撐構(gòu)件一端上的法蘭通過箝位固定至室內(nèi)部，通過筒狀支撐構(gòu)件的內(nèi)部將與電阻加熱元件的電極端連接的電源引線引至外部。通過調(diào)節(jié)支撐構(gòu)件里面與室里面之間的氣體的吸入與排出，將室和支撐構(gòu)件中的N2氣氛保持在13帕(0.1托)的低壓下。
將粘接到AlN支撐構(gòu)件的陶瓷支架(AlN，導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK)加熱至500℃，并且在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃±0.9％。
實(shí)施例6除了在兩個AlN燒結(jié)體之間，封入以規(guī)定圖案蝕刻的W箔片并在制備電阻加熱元件期間粘接而不是涂布和加熱W糊料之外，以與上述實(shí)施例1相同的條件，包括電阻加熱元件的圖案條件，制備陶瓷支架。
在與上述實(shí)施例4相同的條件下制備的AlN支撐構(gòu)件的一端上的法蘭通過箝位固定至室，并且在另一端的法蘭上放置陶瓷支架。此外，通過筒狀支撐構(gòu)件的內(nèi)部將與電極端連接的引線引至外部。形成陶瓷支架與支撐構(gòu)件的AlN的導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK。
將室和支撐構(gòu)件內(nèi)的N2氣氛減壓至13帕(0.1托)，并且加熱陶瓷支架至500℃。此時(shí)，在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃±0.6％。
實(shí)施例7在兩個AlN模制體的表面上形成寬度為4.5mm并且深度為2.5mm的凹槽，在與上述實(shí)施例1相同的條件下制備，接著在氮?dú)鈿饬髦杏?00℃脫脂。在凹槽放置Mo箔片之后，層疊兩個模制體并且通過在100kgf/cm2的壓力下，在氮?dú)鈿饬髦?，?900℃燒結(jié)兩小時(shí)，同時(shí)粘接，以制備陶瓷支架。
使用金剛石研磨劑拋光此陶瓷支架的表面，將待與電阻加熱元件連接的電極端粘接至背面，并且這些與和外部電源電連接的電源引線粘接。
在與上述實(shí)施例4相同的條件下制備AlN筒狀支撐構(gòu)件；在其一端上的法蘭通過箝位固定至室內(nèi)部，并且向其另一端的法蘭上在沒有粘接的條件下放置上面所述的陶瓷支架。形成陶瓷支架和支撐構(gòu)件的AlN的導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK。
將室內(nèi)和支撐構(gòu)件內(nèi)的N2氣氛減壓至13帕(0.1托)，并且加熱陶瓷支架至500℃。此時(shí)，在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃±0.8％。
比較例1粘接陶瓷支架和支撐構(gòu)件，兩者都是AlN并且都是在與上述實(shí)施例4相同的條件下制備的，并且向連接設(shè)置在其背面的電極端和電源引線的部位涂布耐氧化密封層。在支撐構(gòu)件一端上的法蘭通過箝位固定至該室。形成陶瓷支架和支撐構(gòu)件的AlN的導(dǎo)熱系數(shù)為180W/mK。
在將室中的N2氣氛減壓至13帕(0.1托)時(shí)，用處于大氣壓的空氣充滿筒狀支撐構(gòu)件的內(nèi)部。此時(shí)，在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃±1.5％，所以未能滿足所要求的±1.0％內(nèi)的值。
比較例2通過蝕刻形成具有與上面所述實(shí)施例1相同圖案的SUS電阻加熱元件。向兩塊直徑為350mm且厚度為5mm的石英板涂布粘接玻璃，并且在它們之間密封上述SUS電阻加熱元件之后，通過在800℃加熱將這些板粘結(jié)，制備具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的支架。
將粘接玻璃用來將支撐構(gòu)件與此支架的背面粘接，所述的支撐構(gòu)件是由石英形成的并且具有與上述實(shí)施例1中的支撐構(gòu)件相同的尺寸。此筒狀支撐構(gòu)件的一端通過箝位固定至該室，并且將與電阻加熱元件的電極端連接的引線通過支撐構(gòu)件的內(nèi)部導(dǎo)至外面。形成陶瓷支架和支撐構(gòu)件的石英材料的導(dǎo)熱系數(shù)為15W/mK。
在將室中的N2氣氛減壓至13帕(0.1托)，同時(shí)用處于大氣壓的空氣充滿筒狀支撐構(gòu)件的內(nèi)部。此時(shí)，在與實(shí)施例1相同的條件下測量得到用于支持待處理材料的陶瓷支架的表面上的熱均勻性為500℃±1.8％，所以未能滿足所要求的±1.0％內(nèi)的值。
工業(yè)適用性借助于本發(fā)明，可以提供一種用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其可以均勻地加熱待處理的晶片或其它材料。特別適宜作為在涂布機(jī)-顯影裝置中熱硬化光刻法用樹脂薄膜和用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜的加熱裝置，并且可以使支持處理材料的表面上的熱均勻性在±1.0％內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其包含在其中嵌有電阻加熱元件的板狀陶瓷支架，所述支架在其表面上支持和加熱待處理的材料；筒狀支撐構(gòu)件，其在除了支持待處理材料的表面以外的位置支撐所述的陶瓷支架；和容納所述的陶瓷支架和支撐構(gòu)件的室；其中在筒狀支撐構(gòu)件內(nèi)形成的空間中的氣氛保持為與室中的氣氛基本相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件不與所述的陶瓷支架氣密密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中如下面積為所述陶瓷支架總面積的1/5或更低在它上面，所述支撐構(gòu)件接觸并且支撐所述陶瓷支架的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件為在其側(cè)壁含有多個開孔的圓筒，或者具有框架結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)低于所述陶瓷支架的導(dǎo)熱系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件含有下面的物質(zhì)中的至少一種作為主要成分Al2O3、ZrO2、Si3N4、石英、富鋁紅柱石、鎂橄欖石和尖晶石。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件含有下面的物質(zhì)中的至少一種作為主要成分不銹鋼、鎳鉻合金、Ti、V和Zr。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的支撐構(gòu)件是由不銹鋼形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其中所述的加熱裝置是一種用于熱硬化光刻法用樹脂薄膜或用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜的涂布機(jī)-顯影裝置的加熱裝置。
全文摘要
提供一種用于制備半導(dǎo)體的加熱裝置，其可以均勻地加熱待處理的晶片或其它材料，并且具體而言，提供一種用于在涂布機(jī)顯影裝置中熱硬化光刻法用樹脂薄膜和用于熱煅燒低介電常數(shù)絕緣薄膜的加熱裝置，該裝置包含在其中嵌有電阻加熱元件(2)的陶瓷支架(1)，其支持和加熱處理材料如晶片(6)，支撐所述的陶瓷支架(1)的筒狀支撐構(gòu)件(4)，和容納支架(1)和支撐構(gòu)件(4)的室(5)，其中筒狀支撐構(gòu)件(4)的氣氛與室(5)中的氣氛通過消除由陶瓷支架(1)的氣密密封或通過控制氣體的吸入與排出而相互保持基本相同。
文檔編號H01L21/683GK1579007SQ03801379
公開日2005年2月9日 申請日期2003年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者柊平啟, 夏原益宏, 仲田博彥 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社