CN113170535B - 陶瓷加热器 - Google Patents

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Abstract

陶瓷加热器10具备陶瓷板20。陶瓷板20具有晶片载置面，且具备圆形的内周侧区域Z1和环状的外周侧区域Z2(外周侧第一～第三区域Z21～Z23)。在内周侧区域Z1设置有二维形状的内周侧电阻发热体22。在外周侧第一～第三区域Z21～Z23分别设置有线圈状的外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28。在内周侧区域Z1配置有内周侧电阻发热体22的端子和外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28的端子。

Description

陶瓷加热器
技术领域
本发明涉及一种陶瓷加热器。
背景技术
在半导体制造装置中，采用用于对晶片进行加热的陶瓷加热器。作为这样的陶瓷加热器，已知有所谓的双区加热器。作为这种双区加热器，已知如专利文献1所公开的那样，在陶瓷基体中，将内周侧电阻发热体和外周侧电阻发热体埋设于相同平面，对各电阻发热体分别独立地施加电压，由此独立地控制来自各电阻发热体的发热。各电阻发热体利用由钨等高熔点金属形成的线圈构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3897563号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，由于在内周侧区域需要设置内周侧电阻发热体的端子、外周侧电阻发热体的端子，因此在线圈状的内周侧电阻发热体中难以高密度地布线。因此，在内周侧区域有可能产生温度不均。
本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要目的在于抑制内周侧区域的温度不均的产生。
用于解决课题的方法
本发明的陶瓷加热器，具备：
陶瓷板，其具有晶片载置面，且具备圆形的内周侧区域和环状的外周侧区域；
设置于上述内周侧区域的二维形状的内周侧电阻发热体；以及
设置于上述外周侧区域的线圈状的外周侧电阻发热体，
在上述内周侧区域配置有上述内周侧电阻发热体的端子和上述外周侧电阻发热体的端子。
在该陶瓷加热器中，由于在外周侧区域配置有线圈状的外周侧电阻发热体，因此能够得到比较大的发热量。另一方面，作为内周侧电阻发热体的形状，不采用线圈状而是采用二维形状，因此能够使线宽变细或使线间距变窄。因此，能够抑制内周侧区域的温度不均的产生。
在本发明的陶瓷加热器中，也可以是上述内周侧电阻发热体穿过上述端子的间隙而遍及上述内周侧区域的整体进行布线。由于采用二维形状作为内周侧电阻发热体的形状，因此能够使线宽变细或使线间距变窄。因此，能够使内周侧电阻发热体穿过端子的间隙而遍及内周侧区域的整体进行布线。
在本发明的陶瓷加热器中，也可以是上述内周侧区域的面积比上述外周侧区域的面积窄。即使在这样的情况下，内周侧电阻发热体也是二维形状，能够使线宽变细或使线间距变窄，因此能够将内周侧电阻发热体遍及内周侧区域的整体进行布线。
在本发明的陶瓷加热器中，也可以是上述内周侧电阻发热体和上述外周侧电阻发热体在上述陶瓷板的内部设置于与上述晶片载置面平行的相同平面上。需要说明的是，“平行”除了完全平行的情况以外，还包括实质上平行的情况(例如落入公差的范围的情况等)。“相同”除了完全相同的情况以外，还包括实质上相同的情况(例如落入公差的范围的情况等)。
在本发明的陶瓷加热器中，也可以是上述内周侧区域是1个区域，上述外周侧区域被分为2个以上的区域，上述外周侧电阻发热体在每个上述区域独立地布线。外周侧电阻发热体在2个以上的区域分别独立地布线，因此外周侧电阻发热体的端子的数量根据区域的数量而增加。另外，内周侧电阻发热体需要以穿过更多的端子之间的方式进行布线。即使在这样的情况下，内周侧电阻发热体也是二维形状，能够使线宽变细或使线间距变窄，因此能够将内周侧电阻发热体遍及内周侧区域的整体进行布线。
附图说明
图1是陶瓷加热器10的立体图。
图2是陶瓷加热器10的纵剖视图。
图3是将陶瓷板20沿电阻发热体22、24、26、28水平地切断并从上方观察时的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是陶瓷加热器10的立体图，图2是陶瓷加热器10的纵剖视图(用包含中心轴的面切断陶瓷加热器10时的剖视图)，图3是沿着陶瓷板20的电阻发热体22、24、26、28水平地切断并从上方观察时的剖视图。图3表示实质上从晶片载置面20a观察陶瓷板20时的情形。需要说明的是，在图3中，省略了表示切断面的剖面线。
陶瓷加热器10用于对要实施蚀刻、CVD等处理的晶片进行加热，设置在未图示的真空腔内。该陶瓷加热器10具备：圆盘状的陶瓷板20，其具有晶片载置面20a；以及筒状轴40，其以与陶瓷板20成为同轴的方式接合于陶瓷板20的与晶片载置面20a相反一侧的面(背面)20b。
陶瓷板20是由氮化铝、氧化铝等所代表的陶瓷材料构成的圆盘状的板。陶瓷板20的直径例如为300mm左右。在陶瓷板20的晶片载置面20a上通过模压加工设置有未图示的细小的凹凸。陶瓷板20被与陶瓷板20呈同心圆的假想边界BL(参照图3)分为小圆形的内周侧区域Z1和圆环状的外周侧区域Z2。假想边界BL的直径例如为200mm左右。内周侧区域Z1的面积比外周侧区域Z2的面积窄。外周侧区域Z2被与陶瓷板20呈同心圆的假想边界BL1、BL2(参照图3)分为3个环状区域、即外周侧第一～第三区域Z21～Z23。在陶瓷板20的内周侧区域Z1中埋设有内周侧电阻发热体22，在外周侧第一～第三区域Z21～Z23中分别埋设有外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28。这些电阻发热体22、24、26、28设置在与晶片载置面20a平行的相同平面上。
如图3所示，内周侧电阻发热体22形成为：从配设于陶瓷板20的中央部(陶瓷板20的背面20b中被筒状轴40包围的区域)的一对端子22a、22b的一方到达另一方。在此，内周侧电阻发热体22形成为：从端子22a出发，一边穿过端子24a、24b、26a、26b、28a、28b之间一边以一笔画的要领在多个折回部折回并在内周侧区域Z1的大致整个区域布线后，到达端子22b。内周侧电阻发热体22是由高熔点金属或其碳化物制成的二维形状的发热体，例如通过印刷糊剂来制作。作为二维形状，例如可举出带状(平坦且细长的形状)、网状等。作为高熔点金属，例如可举出钨、钼、钽、铂、铼、铪以及它们的合金。作为高熔点金属的碳化物，例如可举出碳化钨、碳化钼等。内周侧电阻发热体22由于是二维形状，因此能够使线宽变细或使线间距变窄或使端子间长度变长或减小截面积。因此，通过调整它们，能够容易地调整内周侧电阻发热体22的端子间的电阻。
如图3所示，外周侧第一电阻发热体24形成为：从配设于陶瓷板20的中央部的一对端子24a、24b的一方出发，以一笔画的要领在折回部折回并在外周侧第一区域Z21的大致整个区域布线后，到达一对端子24a、24b的另一方。外周侧第二电阻发热体26形成为：从配设于陶瓷板20的中央部的一对端子26a、26b的一方出发，以一笔画的要领在折回部折回并在外周侧第二区域Z22的大致整个区域布线后，到达一对端子26a、26b的另一方。外周侧第三电阻发热体28形成为：从配设于陶瓷板20的中央部的一对端子28a、28b的一方出发，以一笔画的要领在折回部折回并在外周侧第三区域Z23的大致整个区域布线后，到达一对端子28a、28b的另一方。外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28是由高熔点金属或其碳化物制作的线圈。但是，从各端子24a、24b到外周侧第一区域Z21为止的引出线、从各端子26a、26b到外周侧第二区域Z22为止的引出线、从各端子28a、28b到外周侧第三区域Z23为止的引出线不是由线圈制作，而是由引线或印刷得到的带制作。
筒状轴40与陶瓷板20同样地由氮化铝、氧化铝等陶瓷形成。筒状轴40的内径例如为40mm左右，外径例如为60mm左右。该筒状轴40的上端扩散接合于陶瓷板20。如图2所示，在筒状轴40的内部配置有分别与内周侧电阻发热体22的一对端子22a、22b连接的供电棒42a、42b。另外，在筒状轴40的内部还配置有分别与外周侧第一电阻发热体24的一对端子24a、24b连接的供电棒44a、44b、分别与外周侧第二电阻发热体26的一对端子26a、26b连接的供电棒46a、46b、分别与外周侧第三电阻发热体28的一对端子28a、28b连接的供电棒48a、48b。供电棒42a、42b与内周侧电源32连接，供电棒44a、44b与外周侧第一电源34连接，供电棒46a、46b与外周侧第二电源36连接，供电棒48a、48b与外周侧第三电源38连接。因此，能够分别独立地对由内周侧电阻发热体22加热的内周侧区域Z1和由外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28加热的外周侧区域Z21、Z22、Z23进行温度控制。
接着，对陶瓷加热器10的使用例进行说明。首先，在未图示的真空腔内设置陶瓷加热器10，在该陶瓷加热器10的晶片载置面20a上载置晶片W。而且，通过内周侧电源32调整向内周侧电阻发热体22供给的电力，以使由未图示的内周侧热电偶检测出的内周侧区域Z1的温度成为预先确定的内周侧目标温度。另外，通过外周侧第一～第三电源34、36、38调整向外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28供给的电力，以使由未图示的外周侧第一～第三热电偶分别检测出的外周侧第一～第三区域Z21～Z23的温度成为预先确定的外周侧第一～第三目标温度。由此，以晶片W的温度成为期望的温度的方式进行控制。然后，将真空腔内设定为真空气氛或减压气氛，在真空腔内产生等离子体，利用该等离子体对晶片W实施CVD成膜或实施蚀刻。
在以上说明的本实施方式的陶瓷加热器10中，在外周侧区域Z2(外周侧第一～第三区域Z21～Z23)配置有线圈状的外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28，因此能够得到比较大的发热量。另一方面，作为内周侧电阻发热体22的形状，不采用线圈状而是采用二维形状，因此能够使线宽变细或使线间距变窄。因此，能够抑制内周侧区域Z1的温度不均的产生。
另外，内周侧电阻发热体22穿过端子22a、22b、24a、24b、26a、26b、28a、28b的间隙而遍及内周侧区域Z1的整体进行布线。在本实施方式中，由于采用二维形状作为内周侧电阻发热体22的形状，因此能够使线宽变细或使线间距变窄。因此，能够使内周侧电阻发热体22穿过端子的间隙而遍及内周侧区域Z1的整体进行布线。
另外，内周侧区域Z1的面积比外周侧区域Z2的面积窄，但即使在这样的情况下，内周侧电阻发热体22也是二维形状，能够使线宽变细或使线间距变窄，因此，能够将内周侧电阻发热体22遍及内周侧区域Z1的整体进行布线。
进而，外周侧区域Z2被分为外周侧第一～第三区域Z21～Z23这3个，外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28独立地布线于各个区域。因此，在内周侧区域Z1配置有合计8个端子。即使在这样的情况下，内周侧电阻发热体22也是二维形状，能够使线宽变细或使线间距变窄，因此能够将内周侧电阻发热体22遍及内周侧区域Z1的整体进行布线。
需要说明的是，不言而喻，本发明不受上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围，就能够以各种方式实施。
例如，在上述的实施方式中，也可以设定为：通过内周侧电阻发热体22的截面积、布线的长度而改变内周侧电阻发热体22的端子间的电阻，从而使内周侧电阻发热体22的端子间的电阻比外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28各自的端子间的电阻高。或者，也可以将内周侧电阻发热体22的端子间的电阻设定为比外周侧第一～第三电阻发热体24、26、28各自的端子间的电阻低，或设定为相同。由此，能够根据用户的要求适当设定内周侧区域Z1内的内周侧电阻发热体22的发热量。
在上述的实施方式中，将外周侧区域Z2分割为3个小区域，但外周侧区域Z2可以是1个区域，也可以分割成2个小区域，也可以分割成4个以上的小区域。在任何情况下，电阻发热体都在每个区域独立地布线。小区域也可以如上述的实施方式那样通过用与陶瓷板20呈同心圆的边界线分割外周侧区域Z2而形成为环状，也可以通过用从陶瓷板20的中心呈放射状延伸的线段分割外周侧区域Z2而形成为扇形(将圆锥台的侧面展开后的形状)。
在上述的实施方式中，将内周侧区域Z1作为1个区域进行了说明，但也可以分割为多个小区域。在该情况下，在每个小区域独立地布线二维形状的电阻发热体。小区域可以通过用与陶瓷板20呈同心圆的边界线分割内周侧区域Z1而形成为环状和圆形状，也可以通过用从陶瓷板20的中心呈放射状延伸的线段分割内周侧区域Z1而形成为扇形(将圆锥的侧面展开后的形状)。
在上述的实施方式中，在想要提高各电阻发热体22、24、26、28的端子间的电阻的情况下，也可以使用体积电阻率高的材料。例如，若列举20℃时的体积电阻率的一个例子，则钨为5.5×106[Ω·m]，碳化钨为53×106[Ω·m]。因此，如果使用碳化钨，则与使用钨的情况相比，能够提高端子间的电阻。
在上述的实施方式中，也可以在陶瓷板20中内置静电电极。在该情况下，通过在将晶片W载置于晶片载置面20a之后对静电电极施加电压，从而能够将晶片W静电吸附于晶片载置面20a。或者，也可以在陶瓷板20中内置RF电极。在该情况下，在晶片载置面20a的上方隔开空间配置未图示的喷头，向由喷头和RF电极构成的平行平板电极间供给高频电力。由此，能够产生等离子体，利用该等离子体对晶片W实施CVD成膜或实施蚀刻。需要说明的是，也可以将静电电极兼用作RF电极。
在上述的实施方式中，内周侧电阻发热体22穿过端子的间隙而遍及内周侧区域Z1的整体进行布线，但并不特别限定于此。例如，内周侧电阻发热体22也可以不穿过端子的间隙而遍及内周侧区域Z1的整体进行布线。
本申请将2019年1月25日申请的日本专利申请第2019-011301号作为优先权主张的基础，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。
产业上的利用可能性
本发明能够用于半导体制造装置。
符号说明
10：陶瓷加热器，20：陶瓷板，20a：晶片载置面，20b：背面，22：内周侧电阻发热体，22a、22b：端子，24：外周侧第一电阻发热体，24a、24b：端子，26：外周侧第二电阻发热体，26a、26b：端子，28：外周侧第三电阻发热体，28a、28b：端子，32：内周侧电源，34：外周侧第一电源，36：外周侧第二电源，38：外周侧第三电源，40：筒状轴，42a、42b、44a、44b、46a、46b、48a、48b：供电棒，BL、BL1、BL2：假想边界，W：晶片，Z1：内周侧区域，Z2：外周侧区域，Z21：外周侧第一区域，Z22：外周侧第二区域，Z23：外周侧第三区域。

Claims (3)

1.一种陶瓷加热器，具备：
陶瓷板，其具有晶片载置面，且具备圆形的内周侧区域和环状的外周侧区域；
设置于所述内周侧区域的二维形状的内周侧电阻发热体；以及
设置于所述外周侧区域的线圈状的外周侧电阻发热体，
在所述内周侧区域配置有所述内周侧电阻发热体的端子和所述外周侧电阻发热体的端子，
所述内周侧电阻发热体穿过所述端子的间隙而遍及所述内周侧区域的整体进行布线，
从配置于所述内周侧区域的所述外周侧电阻发热体的端子到设置于所述外周侧区域的所述外周侧电阻发热体为止的引出线由带制作，并穿过所述内周侧电阻发热体的折回部彼此相对的间隙，
所述内周侧电阻发热体、所述外周侧电阻发热体和所述引出线在所述陶瓷板的内部设置于与所述晶片载置面平行的相同平面上。
2.根据权利要求1所述的陶瓷加热器，所述内周侧区域的面积比所述外周侧区域的面积窄。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷加热器，所述内周侧区域是1个区域，
所述外周侧区域被分为2个以上的区域，所述外周侧电阻发热体在每个所述区域独立地布线。
CN201980077625.9A 2019-01-25 2019-12-23 陶瓷加热器 Active CN113170535B (zh)

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