JP2001237166A

JP2001237166A - ウエハ加熱装置

Info

Publication number: JP2001237166A
Application number: JP2000046430A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shiyoku; 浩触; Satoshi Tanaka; 智田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ加熱装置において、所定の温度に保持さ
れた均熱板にレジスト膜を形成したウエハを載せた場合
に発生する金属製の支持体の上面および下面に発生する
温度差により、前記金属製の支持体が反り、均熱板を固
定しているネジ部に応力が集中しクラックが発生すると
いう問題があった。【解決手段】セラミックスからなる均熱板の一方の主面
をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内部に発熱
抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気的に接続
される給電部を前記他方の主面に具備してなるウエハ加
熱装置において、前記均熱板の外周部を弾性体により金
属製支持体に押圧固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にウエハを加熱
するのに用いるウエハ加熱装置に関するものであり、例
えば、半導体ウエハや液晶基板あるいは回路基板等のウ
エハ上に半導体薄膜を生成したり、前記ウエハ上に塗布
されたレジスト液を乾燥焼き付けしてレジスト膜を形成
するのに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置の製造工程にお
ける、半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジス
ト膜の焼き付け処理等においては、半導体ウエハ（以
下、ウエハと略す）を加熱するためにウエハ加熱装置が
用いられている。

【０００３】従来の半導体製造装置は、まとめて複数の
ウエハを成膜処理するバッチ式のものが使用されていた
が、ウエハの大きさが８インチから１２インチと大型化
するにつれ、処理精度を高めるために、一枚づつ処理す
る枚葉式と呼ばれる手法が近年実施されている。しかし
ながら、枚葉式にすると１回当たりの処理数が減少する
ため、ウエハの処理時間の短縮が必要とされている。こ
のため、ウエハ支持部材に対して、ウエハの加熱時間の
短縮、ウエハの吸着・脱着の迅速化と同時に加熱温度精
度の向上が要求されていた。

【０００４】このうち半導体ウエハ上へのレジスト膜の
形成にあたっては、図６に示すような、窒化アルミニウ
ムやアルミナ等のセラミックスからなる均熱板２２の一
方の主面を、ウエハＷを載せる載置面２３とし、他方の
主面には絶縁層２４を介して発熱抵抗体２５が設置さ
れ、さらに前記発熱抵抗体２５に導通端子２７がロウ材
層４６により固定された構造のウエハ加熱装置２１が用
いられていた。そして、前記均熱板２２は支持体３１に
ボルト３７により固定され、さらに均熱板２２の内部に
は熱電対３０が挿入され、これにより均熱板２２の温度
を所定の温度に保つように、導通端子２７から発熱抵抗
体２５に供給される電力を調節するシステムとなってい
た。また、導通端子２７は、板状構造部３３に絶縁層２
９を介して固定されていた。

【０００５】そして、ウエハ加熱装置２１の載置面２３
に、レジスト液が塗布されたウエハＷを載せたあと、発
熱抵抗体２５を発熱させることにより、均熱板２２を介
して載置面２３上のウエハＷを加熱し、レジスト液を乾
燥焼付けしてウエハＷ上にレジスト膜を形成するように
なっていた。

【０００６】また、図７に示すように、発熱抵抗体２５
が均熱板２２に内蔵され、発熱抵抗体２５から均熱板２
２の表面に設けたメタライズとその内部にロウ材層４６
を介して設置される導通端子２７と、前記均熱板２１を
支持する支持体３１を有するウエハ加熱装置２１も知ら
れている。

【０００７】このようなウエハ加熱装置２１の例とし
て、例えば特開平１１−２８３７２９号公報に示してあ
るようなウエハ加熱装置がある。このウエハ加熱装置
は、図８に示すように、支持体２１、均熱板２２および
板状反射体としてのステンレス板３３を主要な構成要素
としている。支持体３１は有底状の金属製部材（ここで
は、アルミニウム製部材）であって、断面円形状の開口
部３４をその上部側に備えている。この支持体３１の中
心部には、図示しないウエハ支持ピンを挿通するための
ピン挿通孔３５が３つ形成されている。ピン挿通孔３５
に挿通されたウエハ支持ピンを上下させれば、ウエハＷ
を搬送機に受け渡したり、ウエハＷを搬送機から受け取
ったりすることができる。また、不図示の発熱抵抗体の
端子部には、導通端子２７がロウ付けされており、該導
通端子２７がステンレス板３３に形成された穴５７を挿
通する構造となっている。また、底部２９ａの外周部に
はリード線引出用の孔３６がいくつか形成されている。
この孔３６には、発熱抵抗体に電流を供給するための不
図示のリード線が挿通され、該リード線は前記導通端子
２７に接続されている。

【０００８】この発熱抵抗体は、感光性樹脂が塗布され
たシリコンウエハを高温（５００℃以上）で乾燥させる
ためのものである。このセラミックからなる均熱板２２
には、発熱抵抗体が形成されており、支持体３１の開口
部３４にダミーピン３７により支持されるようになって
いる。

【０００９】また、発熱抵抗体を形成した均熱板２２
は、円形状であり支持体２９の開口部３４とほぼ同径と
なるように設計されている。図９に示すように、均熱板
２２は多層構造であり、発熱抵抗体２５は各層の層間に
埋設されている。即ち、ここでは発熱抵抗体２５は、均
熱板２２の外表面からは全く露出していない。そして、
発熱抵抗体２５の導通に関与する導通端子２７は、図７
に示すようにロウ付け等の手法により、発熱抵抗体２５
に接合されている。また、均熱板２２を構成するセラミ
ック材料としては、窒化物セラミックスまたは炭化物セ
ラミックスが用いられている。

【００１０】また、熱電対の取付構造については、特開
平９−４５７５２号公報に、均熱板２の温度を正確に制
御するために、熱電対自体の熱引きによる影響を抑え、
できるだけウエハＷに近いところで測温することが好ま
しいことが示されている。さらに、図１０を用いて構造
を説明すると、金属製の均熱板６２に熱電対６４がウエ
ハの載置面６３の近傍に挿入されている。熱電対６４
は、保護管６５の中にＰｔからなる測温抵抗体６６が前
記載置面側に載置面と平行となるように設置されリード
線６７が結線されている。さらに保護管６５内の空所に
は伝熱セメント６８が充填されている。特に、発熱抵抗
体を分割制御する場合は、測定の正確さと同時に測定バ
ラツキを管理しないと均熱板２２の正確な温度制御がで
きなくなるので、このような取付構造とすることが好ま
しい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなウエハ加熱装置は、図６に示すように前記均熱板
２２を金属製の支持体３１にボルト３７によって締め付
ける構造であるため、例えば所定の温度に保持された均
熱板２２にレジスト膜を形成したウエハＷを載せた場合
に発生する支持体３１の上面および下面に発生する温度
差により、前記支持体３１が反り、均熱板２２を固定し
ているボルト３７に応力が集中し、均熱板２２にクラッ
クが発生するという問題があった。

【００１２】また、前記均熱板２２を急加熱した場合の
ウエハ面内の温度分布については、金属製の支持体３１
に上記のような反りが発生すると、該支持体３１に固定
されている均熱板２２にも反りが発生し、この反りによ
りウエハＷと均熱板２２の間隔が不均一になるので、特
に、均熱板２２上にウエハＷを設置し加熱する過渡状態
において、ウエハＷ表面の温度分布が大きく異なり、レ
ジスト等の膜形成において均一性が損なわれてしまうと
いう課題があった。

【００１３】また、均熱板の温度調整用に使用する熱電
対の取付構造に関しても、図１０に示す従来の構造で
は、熱電対６４を均熱板６２に挿入しただけであるた
め、測定温度がばらつくという問題があった。特に、発
熱抵抗体を複数のブロックに分割して温度制御する場
合、ブロック毎の熱電対６４の測定温度がばらつくと、
ブロック毎の制御が不均一となり、均熱板６２の温度が
一定になるまでに時間が掛かるという問題があった。

【００１４】特に、ウエハＷを均熱板６２上に差し替え
した際に温度が安定するまでの過渡特性、ウエハ面内の
温度バラツキが、レジストを乾燥する際に重要である。
この乾燥の管理がレジストをエッチングするときのエッ
チング性に大きく影響し、均一なパターンを形成できな
くなるからである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題について鋭意検討した結果、セラミックスからなる均
熱板の一方の主面をウエハの載置面とし、他方の主面も
しくは内部に発熱抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗
体と電気的に接続される給電部を前記他方の主面に具備
してなるウエハ加熱装置において、前記均熱板の外周部
を弾性体により金属製支持体に押圧固定することによ
り、上記課題を解決した。

【００１６】また、セラミックスからなる均熱板の一方
の主面をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内部
に発熱抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気的
に接続される給電部を前記他方の主面に具備してなるウ
エハ加熱装置において、前記均熱板の温度を測定するた
めの熱電対としてシース型の熱電対を用い、該熱電対の
測温部を金属製チップを介して均熱板に固定することに
より、均熱板と支持体の温度差による変形を緩和し、加
熱途中においてウエハを均一に加熱できる良好なウエハ
加熱装置とすることができることを見出した。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１８】図１は本発明に係るウエハ加熱装置の一例
を示す断面図で、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化
珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミック
スからなる均熱板２の一方の主面を、ウエハＷを載せる
載置面３とするとともに、他方の主面にガラス又は樹脂
等からなる絶縁層４を介して発熱抵抗体５を形成したも
のである。

【００１９】発熱抵抗体５のパターン形状としては、円
弧状の電極部と直線状の電極部とからなる略同心円状を
したものや渦巻き状をしたものなど、載置面３を均一に
加熱できるパターン形状であれば良い。均熱性を改善す
るため、発熱抵抗体５を複数のパターンに分割すること
も可能である。発熱抵抗体５は、金や銀、パラジウム、
白金族の金属等からなる材質のものを使用することがで
きる。

【００２０】また、発熱抵抗体５には、金や銀、パラジ
ウム、白金等の材質からなる給電部６が形成され、該給
電部６に導通端子７を押圧して接触させることにより、
導通が確保されている。

【００２１】さらに、均熱板２と支持体１１の外周にボ
ルト１７を貫通させ、均熱板２側より弾性体８、座金１
８を介在させてナット１９を螺着することにより弾性的
に固定している。これにより、均熱板２の温度を変更し
たり載置面３にウエハを載せ均熱板２の温度が変動した
場合に支持体１１変形が発生しても、上記弾性体８によ
ってこれを吸収し、これにより均熱板２の反りを防止
し、ウエハＷ加熱におけるウエハＷ表面に温度分布が発
生することを防止できる。

【００２２】また、支持体１１は板状構造体１３と側壁
部からなり、該板状構造体１３には発熱抵抗体５に電力
を供給するための導通端子７が絶縁材９を介して設置さ
れ、不図示の空気噴射口や熱電対保持部が形成されてい
る。そして、前記導通端子７は、給電部６に弾性体８に
より押圧される構造となっている。また、前記板状構造
体１３は、複数の層から構成されている。

【００２３】さらに、図２を用いて本発明の他の実施形
態を説明する。均熱板２はコイルバネからなる弾性体８
を用いて金属製の支持体１１に、その開口部を覆うよう
に固定されている。また、固定部を拡大した断面図を図
２（ｂ）に示すように、側壁部から断面Ｌ字に中央部に
向け形成された継止部２０と板状構造体１３は、段差が
形成された筒状体１２を間に挟み、この段差によりこれ
らの間隔が一定になるように調整されている。また、継
止部２０の上には均熱板２がボルト１７により押さえつ
けるように固定され、さらに板状構造体１３の下には、
弾性体８とこれを保持するための座金１８とナット１９
が同じボルト１７に固定され、支持体１１が熱変形した
場合は、均熱板２が継止部２０から浮いて保持されるよ
うに構成されている。これにより、均熱板２が金属製の
支持体１１の熱変形により変形することを防止し、引い
ては、均熱板２の変形によるウエハＷの加熱バラツキを
防止し、良好なレジスト膜が形成できるようになる。

【００２４】また、図２ではボルト１７としてＴ字型の
頭付きのボルトを示したが、両端に座金１８、ナット１
９を取り付けるタイプとしても構わない。また、座金１
８、ナット１９の取付部については、熱サイクルや振動
による緩みを防止するため、２個以上のナット１９を逆
方向に締め付けるダブルナット方式で固定することが好
ましい。また、座金１８とナット１９、およびボルト１
７と座金の間に緩み防止のためスプリングワッシャを設
置しても構わない。

【００２５】さらに、前記弾性的な支持方法の他の実施
形態について説明する。図３に示すように、均熱板２の
外周に沿った形の断面Ｃ型のリングを弾性体８として用
いて、前記均熱板２を金属製の支持体１１に不図示のボ
ルトにより固定することもできる。この弾性体８として
は、インコネル、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、ステンレス等
の材質からなるものを使用することが可能である。ま
た、２００℃以下の低温領域で使用する場合は、テフロ
ン等の材質からなる樹脂製の弾性体８を使用することも
可能である。

【００２６】また、弾性体８の断面形状をＣ型に形成し
てあることから荷重が掛かった際に、弾性変形により容
易に応力を吸収することができる。弾性体８の断面構造
としては、断面円形、その他用途に応じて色々な断面形
状のものを使用することが可能である。

【００２７】以上の実施形態において、３点のボルトで
締め付けた図を示したが、締め付け用のボルト１７の数
は、増やせば増やすほど締め付け圧力を分散できるの
で、締め付けによる均熱板２の反りを防止する観点から
は、ボルトの数は多い方が好ましい。

【００２８】そして、かかる弾性体８の構造としては、
他にＶ字型、Ｕ字型、Ｗ字型に曲げられた板バネ等、様
々な構造の弾性体８を用いることも可能である。

【００２９】これらの弾性体８で均熱板２を支持体１１
に押圧する圧力は、その合計が５Ｎ以上、さらに好まし
くは１９．６Ｎ以上とする。もし、この押圧力が５Ｎよ
り小さいと、使用中の温度サイクルによる支持体１１内
部の温度差による変形により移動した均熱板２の位置が
元の位置に戻りにくくなり、均熱板２面内の温度分布が
悪くなるという不具合があった。なお、図１のように、
通電端子７を押圧して給電部６に当接させる構造の場
合、弾性体８による下向きの押圧から、これらの導通端
子７による上向きの押圧力差し引いた値が５Ｎ以上とな
るようにしておけばよい。

【００３０】このように、均熱板２を弾性的に支持体１
１に保持することにより、支持体１１内の温度分布によ
って発生する反りを、この弾性的構造で緩和することが
できるので、特に、均熱板２の載置面３上に新たに載せ
たウエハＷの昇温過渡時の面内温度バラツキを低減する
ことが可能となる。

【００３１】ところで、金属製の支持体１１は、側壁部
と板状構造体１３を有し、該板状構造体１３には、その
面積の５〜５０％にあたる開口部が形成されている。ま
た、該板状構造体１３には、必要に応じて他に、均熱板
２の発熱抵抗体５に給電するための給電部６と導通する
ための導通端子７、均熱板２を冷却するためのガス噴出
口、均熱板２の温度を測定するための熱電対１０を設置
する。

【００３２】また、不図示のリフトピンは支持体１１内
に昇降自在に設置され、ウエハＷを載置面３上に載せた
り、載置面３より持ち上げるために使用される。そし
て、このウエハ加熱装置１により半導体ウエハＷを加熱
するには、不図示の搬送アームにて載置面３の上方まで
運ばれたウエハＷをリフトピンにより支持したあと、リ
フトピンを降下させてウエハＷを載置面３上に載せる。
次に、給電部６に通電して発熱抵抗体５を発熱させ、絶
縁層４及び均熱板２を介して載置面３上のウエハＷを加
熱する。

【００３３】このとき、本発明によれば、均熱板２を炭
化珪素質焼結体、炭化硼素質焼結体、窒化硼素質焼結
体、窒化珪素質焼結体、もしくは窒化アルミニウム質焼
結体により形成してあることから、熱を加えても変形が
小さく、板厚を薄くできるため、所定の処理温度に加熱
するまでの昇温時間及び所定の処理温度から室温付近に
冷却するまでの冷却時間を短くすることができ、生産性
を高めることができるとともに、６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の
熱伝導率を有することから、薄い板厚でも発熱抵抗体５
のジュール熱を素早く伝達し、載置面３の温度ばらつき
を極めて小さくすることができる。しかも、大気中の水
分等と反応してガスを発生させることもないため、半導
体ウエハＷ上へのレジスト膜の貼付に用いたとしても、
レジスト膜の組織に悪影響を与えることがなく、微細な
配線を高密度に形成することが可能である。

【００３４】ところで、このような特性を満足するに
は、均熱板２の板厚を１ｍｍ〜７ｍｍとすることが良
い。これは、板厚が１ｍｍ未満であると、板厚が薄すぎ
るために温度ばらつきを平準化するという均熱板２とし
ての効果が小さく、発熱抵抗体５におけるジュール熱の
ばらつきがそのまま載置面３の温度ばらつきとして表れ
るため、載置面３の均熱化が難しいからであり、逆に板
厚が７ｍｍを越えると、均熱板２の熱容量が大きくなり
過ぎ、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間や温度
変更時の冷却時間が長くなり、生産性を向上させること
ができないからである。

【００３５】次に、本発明のウエハ加熱装置における熱
電対の取付構造について説明する。

【００３６】図４に示すように、均熱板２の他方の主面
には、絶縁層４を介して発熱抵抗体５が形成されてお
り、これにより均熱板２が加熱される。この発熱抵抗体
５の制御のため、均熱板２には、その厚みの約２／３の
深さの凹部４７が形成され、熱電対１０を埋め込んだ金
属製チップ１５の平面部１５ａが凹部４７の底に接する
ように、押さえ治具４８を介して弾性体４９で押圧保持
されている。

【００３７】上記のように熱電対１０を埋め込んだ金属
製チップ１５の平面部１５ａを均熱板２に当接させるこ
とにより、発熱抵抗体５から発生した熱が均熱板２を介
して、載置面３の近傍まで設置された凹部４７の底面か
ら金属製チップ１５を介して熱電対１０に伝達されるよ
うになるので、よりウエハの実温に近い温度が検知で
き、そのバラツキを小さくできる。

【００３８】この金属製チップ１５は、該凹部４７の内
径より若干小さな外径で、且つ凹部４７の深さより薄く
加工されている。これは、熱電対１０により測定される
温度が、均熱板２の載置面３側からの熱伝導により検知
されるようにするためである。前記チップ１５の後端が
凹部４７から飛び出していると、その飛び出している部
分から発熱抵抗体５の熱が伝わり、載置面３の温度が上
がる前に熱電対１０の指示温度が高くなってしまうの
で、ウエハＷの温度上昇に要する時間が見掛け上遅くな
ってしまう。また、前記凹部４７の側面からの熱伝導を
極力抑えるため、前記チップ１５を前記凹部４７の側面
に接触しないように設置することが好ましい。

【００３９】また、熱電対１０としては、測温部の径が
０．８ｍｍ以下のシース型の熱電対１０を使用すること
が好ましい。測温部の径を細くすることにより、測温部
からの熱引きによる影響を小さくすることができる。そ
して、熱電対１０をシース型にすることにより、外部ノ
イズの影響を小さくし、雰囲気による腐食を防止すると
ともに、熱電対１０の個体間のバラツキを小さくするこ
とが可能となる。

【００４０】そして、発熱抵抗体５を複数のゾーンに分
割して温度制御する場合は、ゾーンの数に応じて、熱電
対１０の数を増やすことが好ましい。これにより、ウエ
ハＷの温度をより実温に近い値に制御することが可能と
なる。また、この場合は特に、熱電対１０個々の設置条
件を均一にする必要がある。これは、個々の熱電対１０
間の温度検知がばらつくと、個々の発熱抵抗体５ブロッ
クの制御がばらつき、昇温過渡時のウエハの温度分布に
悪影響を与えるためである。このような場合、図５
（ａ）に示すように金属製チップ１５の平坦部１５ａ側
に接するように熱電対１０を設置することが好ましい。

【００４１】なお、本発明においては、図５（ａ）に示
すように、熱電対１０を金属製チップ１５に埋設し、こ
の金属製チップ１５を介して均熱板２に当接させること
が重要である。これは、図５（ｂ）のように金属製チッ
プ１５を介さずに単に熱電対１０を均熱板２に押し当て
るだけでは、測定温度がばらつくためである。

【００４２】さらに、前記チップ１５の熱伝導率は１２
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。これは、金属
製チップ１５の熱伝導率が大きすぎると、均熱板２の凹
部４７の底の温度が上昇する前に、チップ１５が発熱抵
抗体５からの熱を直接受けて温度上昇し、見掛け上発熱
抵抗体５に電力が印加される時間が短くなってしまうの
で、ウエハＷの昇温時間が長くなってしまうためであ
る。

【００４３】なお、以上詳述した本発明のウエハ加熱装
置において、図１に示すように、均熱板２の表面に、絶
縁層４を介して発熱抵抗体５を形成し、発熱抵抗体５を
露出させてあることから、使用条件等に合わせて載置面
３の温度分布が均一となるように、発熱抵抗体５にトリ
ミングを施して抵抗値を調整することもできる。

【００４４】また、均熱板２を形成するセラミックスと
しては、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化珪素、窒
化アルミニウムのようないずれか１種以上を主成分とす
るものを使用することができる。炭化珪素質焼結体とし
ては、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素
（Ｂ）と炭素（Ｃ）を含有した焼結体や、主成分の炭化
珪素に対し、焼結助剤としてアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）とイ
ットリア（Ｙ₂Ｏ₃）を含有し１９００〜２２００℃で焼
成した焼結体を用いることができ、また、炭化珪素はα
型を主体とするもの、あるいはβ型を主体とするものの
いずれであっても構わない。

【００４５】また、炭化硼素質焼結体としては、主成分
の炭化硼素に対し、焼結助剤として炭素を３〜１０重量
％混合し、２０００〜２２００℃でホットプレス焼成す
ることにより焼結体を得ることができる。

【００４６】そして、窒化硼素質焼結体としては、主成
分の窒化硼素に対し、焼結助剤として３０〜４５重量％
の窒化アルミニウムと５〜１０重量％の希土類元素酸化
物を混合し、１９００〜２１００℃でホットプレス焼成
することにより焼結体を得ることができる。窒化硼素の
焼結体を得る方法としては、他に硼珪酸ガラスを混合し
て焼結させる方法があるが、この場合熱伝導率が著しく
低下するので好ましくない。

【００４７】また、窒化珪素質焼結体としては、主成分
の窒化珪素に対し、焼結助剤として３〜１２重量％の希
土類元素酸化物と０．５〜３重量％のＡｌ₂Ｏ₃、さらに
焼結体に含まれるＳｉＯ₂量として１．５〜５重量％と
なるようにＳｉＯ₂を混合し、１６５０〜１７５０℃で
ホットプレス焼成することにより焼結体を得ることがで
きる。ここで示すＳｉＯ₂量とは、窒化珪素原料中に含
まれる不純物酸素から生成するＳｉＯ₂と、他の添加物
に含まれる不純物としてのＳｉＯ₂と、意図的に添加し
たＳｉＯ₂の総和である。

【００４８】また、窒化アルミニウム質焼結体として
は、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結助剤として
Ｙ₂Ｏ₃やＹｂ₂Ｏ₃等の希土類元素酸化物と必要に応じて
ＣａＯ等のアルカリ土類金属酸化物を添加して十分混合
し、平板状に加工した後、窒素ガス中１９００〜２１０
０℃で焼成することにより得られる。

【００４９】これらの焼結体は、その用途により材質を
選択して使用する。例えば、レジスト膜の乾燥に使用す
る場合は、窒化物は水分と反応してアンモニアガスを発
生し、これがレジスト膜に悪影響を及ぼすので使用でき
ない。また、８００℃程度の高温で使用する可能性のあ
るＣＶＤ用のウエハ加熱装置の場合は、ガラスを多く含
む窒化硼素系の材料は、均熱板２が使用中に変形してし
まい均熱性が損なわれてしまう可能性がある。

【００５０】さらに、均熱板２の載置面３と反対側の主
面は、ガラスや樹脂からなる絶縁層４との密着性を高め
る観点から、平面度２０μｍ以下、面粗さを中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ〜０．５μｍに研磨しておく
ことが好ましい。

【００５１】一方、炭化珪素質焼結体を均熱板２として
使用する場合、多少導電性を有する均熱板２と発熱抵抗
体５との間の絶縁を保つ絶縁層４としては、ガラス又は
樹脂を用いることが可能であり、ガラスを用いる場合、
その厚みが１００μｍ未満では耐電圧が１．５ｋＶを下
回り絶縁性が保てず、逆に厚みが３５０μｍを越える
と、均熱板２を形成する炭化珪素質焼結体や窒化アルミ
ニウム質焼結体との熱膨張差が大きくなり過ぎるため
に、クラックが発生して絶縁層４として機能しなくな
る。その為、絶縁層４としてガラスを用いる場合、絶縁
層４の厚みは１００μｍ〜３５０μｍの範囲で形成する
ことが好ましく、望ましくは２００μｍ〜３５０μｍの
範囲で形成することが良い。

【００５２】また、均熱板２を、窒化アルミニウムを主
成分とするセラミック焼結体で形成する場合は、均熱板
２に対する発熱抵抗体５の密着性を向上させるために、
ガラスからなる絶縁層４を形成する。ただし、発熱抵抗
体５の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密
着強度が得られる場合は、省略することが可能である。

【００５３】次に、絶縁層４に樹脂を用いる場合、その
厚みが３０μｍ未満では、耐電圧が１．５ｋＶを下回
り、絶縁性が保てなくなるとともに、発熱抵抗体５にレ
ーザ加工等によってトリミングを施した際に絶縁層４を
傷付け、絶縁層４として機能しなくなり、逆に厚みが１
５０μｍを越えると、樹脂の焼付け時に発生する溶剤や
水分の蒸発量が多くなり、均熱板２との間にフクレと呼
ばれる泡状の剥離部ができ、この剥離部の存在により熱
伝達が悪くなるため、載置面３の均熱化が阻害される。
その為、絶縁層４として樹脂を用いる場合、絶縁層４の
厚みは３０μｍ〜１５０μｍの範囲で形成することが好
ましく、望ましくは６０μｍ〜１５０μｍの範囲で形成
することが良い。

【００５４】また、絶縁層４を形成する樹脂としては、
２００℃以上の耐熱性と、発熱抵抗体５との密着性を考
慮すると、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポ
リアミド樹脂等が好ましい。

【００５５】なお、ガラスや樹脂から成る絶縁層４を均
熱板２上に被着する手段としては、前記ガラスペースト
又は樹脂ペーストを均熱板２の中心部に適量落とし、ス
ピンコーティング法にて伸ばして均一に塗布するか、あ
るいはスクリーン印刷法、ディッピング法、スプレーコ
ーティング法等にて均一に塗布したあと、ガラスペース
トにあっては、６００℃の温度で、樹脂ペーストにあっ
ては、３００℃以上の温度で焼き付ければ良い。また、
絶縁層４としてガラスを用いる場合、予め炭化珪素質焼
結体又は炭化硼素質焼結体から成る均熱板２を１２００
℃程度の温度に加熱し、絶縁層４を被着する表面を酸化
処理しておくことで、ガラスから成る絶縁層４との密着
性を高めることができる。

【００５６】さらに、絶縁層４上に被着する発熱抵抗体
５としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パ
ラジウム（Ｐｄ）等の金属単体を、蒸着法やメッキ法に
て直接被着するか、あるいは前記金属単体や酸化レニウ
ム（Ｒｅ₂Ｏ₃）、ランタンマンガネート（ＬａＭｎ
Ｏ₃）等の酸化物を導電材として含む樹脂ペーストやガ
ラスペーストを用意し、所定のパターン形状にスクリー
ン印刷法等にて印刷したあと焼付けて前記導電材を樹脂
やガラスから成るマトリックスで結合すれば良い。マト
リックスとしてガラスを用いる場合、結晶化ガラス、非
晶質ガラスのいずれでも良いが、熱サイクルによる抵抗
値の変化を抑えるために結晶化ガラスを用いることが好
ましい。

【００５７】ただし、発熱抵抗体５に銀又は銅を用いる
場合、マイグレーションが発生する恐れがあるため、こ
のような場合には、発熱抵抗体５を覆うように絶縁層４
と同一の材質から成る保護膜を３０μｍ程度の厚みで被
覆しておけば良い。

【００５８】また、発熱抵抗体５を内蔵するタイプの均
熱板２に関しては、熱伝導率が高く電気絶縁性が高い窒
化アルミニウム質焼結体を用いることが好ましい。この
場合、窒化アルミニウムを主成分とし焼結助剤を適宜含
有する原料を十分混合したのち円盤状に成形し、その表
面にＷもしくはＷＣからなるペーストを発熱抵抗体５の
パターン形状にプリントし、その上に別の窒化アルミニ
ウム成形体を重ねて密着した後、窒素ガス中１９００〜
２１００℃の温度で焼成することにより発熱抵抗体を内
蔵した均熱板２得ることが出来る。また、発熱抵抗体５
からの導通は、窒化アルミニウム質基材にスルーホール
１９を形成し、ＷもしくはＷＣからなるペーストを埋め
込んだ後焼成するようにして表面に電極を引き出すよう
にすれば良い。また、給電部６は、ウエハＷの加熱温度
が高い場合、Ａｕ、Ａｇ等の貴金属を主成分とするペー
ストを前記スルーホール１９の上に塗布し９００〜１０
００℃で焼き付けることにより、内部の発熱抵抗体５の
酸化を防止することができる。

【００５９】上記絶縁層４を形成するガラスの特性とし
ては、結晶質又は非晶質のいずれでも良く、例えばレジ
スト乾燥用に使用する場合、耐熱温度が２００℃以上で
かつ０℃〜２００℃の温度域における熱膨張係数が均熱
板２を構成するセラミックスの熱膨張係数に対し−５〜
＋５×１０^-7／℃の範囲にあるものを適宜選択して用い
ることが好ましい。即ち、熱膨張係数が前記範囲を外れ
たガラスを用いると、均熱板２を形成するセラミックス
との熱膨張差が大きくなりすぎるため、ガラスの焼付け
後の冷却時において、均熱板２に反りが発生したり、ク
ラックや剥離等の欠陥が生じ易いからである。

【００６０】

【実施例】実施例１熱伝導率が８０Ｗ／ｍ・Ｋの炭化珪素質焼結体に研削加
工を施し、板厚４ｍｍ、外径２３０ｍｍの円盤状をした
均熱板２を複数製作し、各均熱板２の一方の主面に絶縁
層を被着するため、ガラス粉末に対してバインダーとし
てのエチルセルロースと有機溶剤としてのテルピネオー
ルを混練して作製したガラスペーストをスクリーン印刷
法にて敷設し、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ
たあと、５５０℃で３０分間脱脂処理を施し、さらに７
００〜９００℃の温度で焼き付けを行うことにより、ガ
ラスからなる厚み２００μｍの絶縁層４を形成した。次
いで絶縁層４上に発熱抵抗体５を被着するため、導電材
としてＡｕ粉末とＰｄ粉末を添加したガラスペースト
を、スクリーン印刷法にて所定のパターン形状に印刷し
たあと、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さら
に５５０℃で３０分間脱脂処理を施したあと、７００〜
９００℃の温度で焼き付けを行うことにより、厚みが５
０μｍの発熱抵抗体５を形成した。発熱抵抗体５は中心
部と外周部を周方向に４分割した５パターン構成とし
た。しかるのち発熱抵抗体５に給電部６を導電性接着剤
にて固着させることにより、均熱板２を製作した。

【００６１】また、支持体１１は、主面の３０％に開口
部を形成した厚み２．５ｍｍのＳＵＳ３０４からなる２
枚の板状構造体１３を準備し、この内の１枚に、熱電対
１０、１０本の導通端子７を所定の位置に形成し、同じ
くＳＵＳ３０４からなる側壁部とネジ締めにて固定して
支持体１１を準備した。

【００６２】その後、前記支持体１１の上に、均熱板２
を重ね、その外周部を弾性体８を介してネジ締めするこ
とにより図１に示した本発明のウエハ加熱装置１とし
た。

【００６３】また、窒化アルミニウムを主成分とし、焼
結助剤として５重量％のＹ₂Ｏ₃を含有する１ｍｍのグリ
ーンシートを５枚積層して５ｍｍにしたグリーンシート
上に、ＷＣからなる発熱抵抗体を所望の形状に形成し、
その上に電極引出部となるＷＣからなるペーストを充填
したビアホールを形成した別のグリーンシートを５ｍｍ
分重ねて密着したものから円盤状の生成形体を切り出
し、これを窒素ガス中８００℃で脱脂したのち、１９０
０〜２１００℃で焼成して円盤状の窒化アルミニウムか
らなる均熱板２を得た。

【００６４】さらに、転写法により金ペーストからなる
給電部６を形成し、９００℃で焼き付け処理した。その
後、バネを有する導通端子７を装着した支持体１１にそ
の外周部を弾性体８を介してネジ締めすることにより図
１に示した本発明のウエハ加熱装置１とした。

【００６５】また、図６に示すように、炭化珪素製およ
び窒化アルミニウム製の前記均熱板２を支持体１１に３
点ネジ締めして比較用のウエハ加熱装置２１とした。

【００６６】そして、このようにして得られた４種類の
ウエハ加熱装置１、２１の導電端子７、２７に通電して
２５０℃で保持し、載置面３、２３の上に載せたウエハ
表面の温度分布を中心とウエハ半径の１／２の周上の６
分割点６点の合計７点の温度バラツキが１℃以内となる
ことを確認した後、１５０℃に３０分保持したのち、ウ
エハＷを載せてウエハＷが１５０℃に保持されるまでの
ウエハ面内の温度バラツキの過渡特性を各サンプル５サ
イクル調査しその最大値を測定値とした。

【００６７】評価基準としては、ウエハ面の温度上昇時
の温度バラツキが１０℃以内であるものをＯＫとし、そ
れ以上となるものはＮＧとした。また、温度キープ時の
温度バラツキについては１℃以内をＯＫとし、これを越
えるものは、ＮＧとした。

【００６８】それぞれの結果は表１に示す通りである。

【００６９】

【表１】

【００７０】表１から判るように、均熱板２を支持体１
１に直接ネジ締めしたＮｏ．２およびＮｏ．４は、ウエ
ハ面内の昇温時の温度バラツキが１１〜１２℃と大きく
なり、また、１５０℃温度キープ時の温度バラツキも１
℃を越えてしまい好ましくなかった。これに対し、均熱
板２を弾性体８を介して支持体１１に弾性体８を介して
ネジ締めした本発明の実施例であるＮｏ．１およびＮ
ｏ．３は、ウエハ面内の昇温時の温度バラツキが５〜６
℃と小さく、１５０℃温度キープ時の温度バラツキも
０．７〜０．８℃と小さくすることができた。

【００７１】実施例２ここでは、支持体１１を締め付けるボルトの本数とこれ
らのボルトによる総押圧力が温度分布に与える影響を調
査した。ボルトの数が３本、６本、１０本となるように
均熱板と支持体の固定部分を調整し、さらに、弾性体と
してコイルバネを用いて、その総押圧力を３、５、１
５、１９．６、３０、６０、１２０、１８０Ｎとなるよ
うに調整して、温度分布に与える影響を確認した。総押
圧力に関しては、同一サンプルについて、総押圧力を３
Ｎから１８０Ｎまで変更しながら評価した。

【００７２】そして、このようにして得られたウエハ加
熱装置１の導電端子７に通電して２５０℃で１時間保持
した後１５０℃に冷却し、載置面３上に載せたウエハＷ
表面の温度分布を中心とウエハ半径の１／２の周上の６
分割点６点の合計７点の温度バラツキが０．５℃以内と
なることを確認し、さらに６０分保持した後、載置面３
に新しいウエハＷを載せ換えて２０分保持した後新しい
ウエハＷに載せ換えるというサイクルを、１０サイクル
掛けた後と５００サイクル掛けた後のウエハＷ面内の温
度分布をそれぞれ測定した。

【００７３】総押圧力の確認方法としては、均熱板２の
中心部に押しつけ荷重をかけながらボルト１７の緩みを
確認し、緩んでいないボルト１７の数が２本になった時
の荷重を弾性体による総押圧荷重として評価した。

【００７４】また、均熱板の面内の反りをボルト締めし
ている部分の直近について、支持体１１に均熱板２を固
定したまま表面粗さ計を用いて２０ｍｍ幅の範囲で均熱
板２の反りを評価した。測定方向は、ボルトと均熱板２
の中心を結ぶ半径の線に対し直交する方向に測定した。
この測定は、支持体１１に均熱板２を保持した状態で実
施した。

【００７５】測定結果を表２に示した。

【００７６】

【表２】

【００７７】表２から判るように、全てのサンプルが、
１０サイクル目の評価では、ウエハＷ面内の温度バラツ
キが、昇温過渡時で７℃以内で且つ１５０℃保持時で
０．６℃以内であったが、５００サイクル後は、総押圧
力が３．０ＮであったＮｏ．１、６は昇温過渡時の温度
バラツキが９〜１０℃と大きくなり、また１５０℃保持
時の温度バラツキも、若干悪くなる傾向を示した。この
傾向は、特にボルト１７の本数が３本と少ないＮｏ．１
において顕著であった。

【００７８】これに対し、Ｎｏ．２〜５、７〜１３、１
４〜１７の各サンプルは、総押圧力が５．０Ｎ以上であ
るため、昇温過渡時および１５０℃保持時の１０サイク
ル目と５００サイクル目の温度バラツキが、ほとんど差
がなかった。

【００７９】また、総押圧力を１９．６Ｎ以上とする
と、ボルト付近の反りが２０μｍ以下であり、且つ、１
５０℃保持時の温度バラツキの耐久テストによる変化が
小さくなるので、さらに好ましい。

【００８０】５００サイクル評価後、均熱板２の支持体
１１に対する位置を確認したところ、Ｎｏ．１、６につ
いては、均熱板２の一部が支持体１１に対して７０〜７
５μｍ浮いていることが判った。これが、特に昇温過渡
時の温度分布に対し、悪影響を与えていたものと推定し
た。

【００８１】また、ボルト１７の数は、多い方が特に昇
温過渡時の温度分布に対し、バラツキが小さくなる傾向
を示した。

【００８２】実施例３実施例２と同様な試料を用いて、弾性体８として図３に
示す均熱板２の外周に反ったリング状の弾性体８を用い
て、実施例２と同様の評価を実施した。弾性体８として
は、インコネルからなる断面Ｃ型のリング状のバネを用
いて評価した。

【００８３】また、均熱板２の反りに関しても、実施例
２と同様にして測定した。

【００８４】結果を、表３に示した。

【００８５】

【表３】

【００８６】表３から判るように、どのサンプルも、昇
温過渡時のウエハ面内の温度バラツキは、１℃以内と良
好であった。しかしながら、ボルト数を３本とし総押圧
力を３０．０ＮとしたＮｏ．５は、１０サイクル目に較
べ５００サイクル目の昇温過渡時および１５０℃保持時
の温度バラツキが大きくなった。これは、周方向に設置
した弾性体８の反発力により、均熱板２の面内の反りが
大きくなっているためであることが判った。これに対
し、ボルト１７の数を６本、１０本にしたＮｏ．６〜１
７は、昇温過渡時および１５０℃保持時の温度バラツキ
に大きな変化はなかった。

【００８７】弾性体８としてリングバネを使用し、ボル
ト１７の数を減らして総押圧力を大きくすると、ボルト
１７のない部分に較べボルト１７付近は、ボルト１７で
可動範囲が抑制されているので、支持体１１が変形した
時のリングバネの変形が十分緩和されず、変形が蓄積さ
れた分反りが大きくなったものと推定した。これに対
し、ボルト１７の本数を６本、１０本と増やすと、ボル
ト１７による締め付け力が全体に均等に付与されるよう
になるので、上記のような変形が小さくなったものと推
定した。

【００８８】実施例４ここでは、均熱板２を支持体１１に弾性的に保持した場
合の、均熱板２の材質と厚みに対する均熱板２の載置面
３に載せたウエハＷ表面の温度分布を評価した。

【００８９】炭化珪素と窒化アルミニウムに関しては、
実施例１と同様な方法でサンプルを作製した。炭化珪素
については、均熱板２の厚みを０．８、１．０、２．
０、３．０、５．０、７．０、１０．０ｍｍと変更した
ウエハ加熱装置１を作製した。炭化硼素に関しては、材
料組成を炭化硼素９２重量％に炭素８重量％を添加した
ものを用いて加工し２０５０℃で焼成した後均熱板２の
厚みを３ｍｍに調整し、後は炭化珪素の場合と同様にし
てウエハ加熱装置１とした。また、窒化硼素に関して
は、窒化硼素５５重量％に窒化アルミニウム４０重量％
とＹ₂Ｏ₃５重量％を混合し、２０００℃で焼結させるこ
とにより窒化硼素焼結体を作製し、その後均熱板２の厚
みを３ｍｍに調整し、後は炭化珪素と同様にして、ウエ
ハ加熱装置１を作製した。

【００９０】このようにして準備したウエハ加熱装置１
の導電端子７に通電して２５０℃で保持し、載置面３上
に載せたウエハ表面の温度分布を中心とウエハ半径の１
／２の半径の周上の６分割点の合計７点の温度バラツキ
が１℃以内となることを確認した後、１５０℃に３０分
保持したのち、ウエハＷを載せてウエハＷが１５０℃に
保持されるまでのウエハ面内の温度バラツキの過渡特性
を各サンプル５サイクル調査しその最大値を測定値とし
た。

【００９１】また、同時に新しいウエハＷを均熱板２上
にウエハＷを載せてからウエハＷ表面の温度が１５０±
０．５℃に安定するまでの時間を測定した。結果を表４
に示した。

【００９２】

【表４】

【００９３】表４から判るように、均熱板２の厚みを
０．８ｍｍとしたＮｏ．１は、１５０℃までの昇温時間
は非常に早くなるものの、昇温過渡時のウエハ表面の温
度バラツキが大きいことが判った。また、均熱板２の厚
みを１０ｍｍとしたＮｏ．７は、昇温過渡時の温度分布
は小さいものの、１５０℃に温度が安定するまでの時間
が５０秒以上かかることが判った。そこで、均熱板２の
厚みは、１〜７ｍｍとすることが好ましいと判断した。
また、同時に評価した炭化硼素焼結体、窒化アルミニウ
ム焼結体、窒化硼素焼結体については、３ｍｍ厚みのも
のしか評価しなかったが、これらについて炭化珪素焼結
体を用いたものと同等の結果が得られた。

【００９４】実施例５ここでは、均熱板２の温度を調整するための測温用熱電
対１０の設置方法について検討した。

【００９５】ここで、均熱板２の厚みは、３ｍｍに固定
し、熱電対１０の測温部の位置を発熱抵抗体５のブロッ
ク中心から２ｍｍ深さに４ｍｍ径の凹部４７を形成し、
この内部に該熱電対１０を固定して測温した。そして、
熱電対１０の取付構造を種々変更したものを準備して、
昇温過渡時の各測温部の温度バラツキを調査した。

【００９６】まず、比較例として、０．１ｍｍ径のクロ
メルアルメル熱電対１０を測温位置にアルミナセメント
で固定したＮｏ．１、外径０．５ｍｍ径のシース型熱電
対１０を図５（ｂ）に示したように３．５ｍｍφ×２ｍ
ｍ厚の金属チップ１５で押圧固定したＮｏ．２、本発明
実施例として、図５（ａ）に示すように外径３．５ｍｍ
φ×２ｍｍ厚の金属チップ１５の平面部１５ａ側に０．
５ｍｍφの熱電対１０を挿入したものを凹部４７の中に
押圧固定したＮｏ．３、Ｎｏ．３に示した熱電対１０の
測温部外径を０．８ｍｍφに変更したＮｏ．４、Ｎｏ．
３に示した熱電対１０の測温部外径を１．５ｍｍφとし
たＮｏ．５をそれぞれ使用したウエハ加熱装置を作製し
た。各ウエハ加熱装置の導電端子７に通電して２５０℃
で保持し、載置面３上に載せたウエハ表面の温度分布を
中心とウエハ半径の１／２の周上の６分割点６点の合計
７点の温度バラツキが１℃以内となることを確認した
後、１５０℃に３０分保持したのち、ウエハＷを載せて
ウエハＷが１５０℃に保持されるまでのウエハ面内の温
度バラツキの過渡特性を各サンプル５サイクル調査しそ
の最大値を測定値とした。また、１５０℃保持時の温度
バラツキを同時に評価した。

【００９７】結果を表５に示した。

【００９８】

【表５】

【００９９】表５から判るように、０．１ｍｍφの素線
からなる熱電対１０をセメント付けしたＮｏ．１は、熱
電対１３相互の設置ばらつきの調節が難しく、特に昇温
過渡時の温度分布が大きくなってしまった。また、シー
ス型熱電対１０をチップ１５で押圧しただけのＮｏ．２
は、熱電対１０の保持バラツキが大きく昇温過渡時の温
度バラツキが１０℃と大きくなった。これに対し、熱電
対１３をチップ１５に図５（ａ）に示すように埋め込
み、弾性体で押圧することにより熱電対１３を設置した
Ｎｏ．３、４は、温度ばらつきが小さくなった。また、
熱電対１３を挿入する穴にアルミ箔を介して熱電対１３
を埋め込んだチップ１５を挿入したＮｏ．７も、温度ば
らつきを小さくすることができた。

【０１００】また、熱電対の径と前記チップ１５の厚み
の関係については、熱電対の径に対し前記チップの厚み
を２〜４倍に調整すると、安定した測温が可能となるこ
とが判った。

【０１０１】実施例６ここでは、金属チップの材質について、昇温過渡時の温
度バラツキに対する影響を確認した。サンプル加工方法
としては、実施例５のＮｏ．３と同様な方法で加工し、
金属チップの材質を、ＳＵＳ３０４、Ｎｉ、真鍮、Ａ
ｌ、Ｃｕと変更して、金属チップの熱伝導率に対し、１
５０℃安定時間がどのように変化するか調査した。１５
０℃安定時間の測定は、実施例１に示した７点の温度が
１５０℃±０．５℃になるまでの時間を評価した。ま
た、均熱板２の厚みは３ｍｍとして、評価用のウエハ加
熱装置１を作製した。

【０１０２】結果を表６に示した。

【０１０３】

【表６】

【０１０４】表６から判るように、熱伝導率が１２０Ｗ
／ｍ・Ｋを越えるＡｌおよびＣｕのチップ１５を用いた
Ｎｏ．４、５については、１５０℃安定時間が４０秒以
上となった。これに対し、熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ・Ｋ
以下である材料を用いたＮｏ．１〜３は、１５０℃安定
時間が３８秒以下となった。これは、熱電対１３への熱
伝導が均熱板２に形成した穴から熱電対１３への熱伝導
に律速されるため、均熱板２のウエハ載置面３側の温度
が十分上昇するまで、発熱抵抗体５に電力が供給される
ので、１５０℃安定時間が短くなっているものと推定し
ている。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、セラミ
ックスからなる均熱板の一方の主面をウエハの載置面と
し、他方の主面もしくは内部に発熱抵抗体を有するとと
もに、該発熱抵抗体と電気的に接続される給電部を前記
他方の主面に具備してなるウエハ加熱装置において、前
記均熱板の外周部を弾性体により金属製支持体に押圧固
定することにより、支持体の反りが均熱板に転写される
ことを防止し、ウエハＷの昇温過渡時および定温保持時
のウエハＷ面内の温度ばらつきを抑制し、ウエハＷに良
好な膜が形成されるようにすることができる。

【０１０６】また、温度調整する上で重要な熱電対の設
置ばらつき防止のため、セラミックスからなる均熱板の
一方の主面をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは
内部に発熱抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電
気的に接続される給電部を前記他方の主面に具備してな
るウエハ加熱装置において、前記均熱板の温度を測定す
るための熱電対としてシース型の熱電対を用い、この該
熱電対の測温部が金属製チップを介して均熱板に固定し
測温することにより、さらに良好なウエハの温度調整が
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハ加熱装置を示す断面図である。

【図２】本発明のウエハ加熱装置の他の実施形態を示
し、（ａ）は一部破断面斜視図、（ｂ）は断面図であ
る。

【図３】本発明のウエハ加熱装置の他の実施形態を示す
分解斜視図である。

【図４】従来のウエハ加熱装置の熱電対設置部を示す断
面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明のウエハ加熱装置の
熱電対保持用の金属チップを示す断面図である。

【図６】従来のウエハ加熱装置を示す断面図である。

【図７】従来のウエハ加熱装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図８】従来のウエハ加熱装置の他の例を示す分解斜視
図である。

【図９】従来のウエハ加熱装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図１０】従来のウエハ加熱装置の熱電対の固定方法を
示す断面図である。

【符号の説明】

１：ウエハ加熱装置２：均熱板３：載置面４：絶縁層５：発熱抵抗体６：給電部７：支持体８：弾性体１０：熱電対１５：金属製チップＷ：半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７Ｈ０５Ｂ 3/20 ３２８ 21/302 ＺＦターム(参考） 3K034 AA02 AA04 AA16 AA19 AA21 BA06 BA13 BB06 BB14 BC12 BC17 CA02 CA28 CA32 DA04 DA08 FA14 HA10 JA10 5F004 AA01 BB29 DB26 5F031 CA02 HA02 HA33 HA37 JA19 JA21 JA46 MA26 PA14 PA18 5F045 AD05 AD06 BB02 BB08 DP02 EB02 EK06 EK09 EK21 GB05 5F046 KA04 KA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックスからなる均熱板の一方の主面
をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内部に発熱
抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気的に接続
される給電部を前記他方の主面に具備してなるウエハ加
熱装置において、前記均熱板の外周部を弾性体により金
属製支持体に押圧固定したことを特徴とするウエハ加熱
装置。
【請求項２】前記均熱板が弾性体により３カ所以上の点
で押圧されており、且つこれらの押圧力の合計が５Ｎ以
上であることを特徴とする請求項１記載のウエハ加熱装
置。
【請求項３】前記セラミックスが、炭化珪素、炭化硼
素、窒化硼素、窒化珪素または窒化アルミニウムのいず
れか１種以上を主成分とすることを特徴とする請求項１
記載のウエハ加熱装置。
【請求項４】前記セラミックスからなる均熱板の厚み
が、１〜７ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の
ウエハ加熱装置。
【請求項５】セラミックスからなる均熱板の一方の主面
をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内部に発熱
抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気的に接続
される給電部を前記他方の主面に具備してなるウエハ加
熱装置において、シース型の熱電対の測温部を金属製チ
ップを介して前記均熱板に固定したことを特徴とするウ
エハ加熱装置。
【請求項６】前記金属製チップが均熱板に当接する平面
部を有し、前記熱電対の測温部が前記平面部に平行に接
するように金属チップに挿入されていることを特徴とす
る請求項５記載のウエハ加熱装置。
【請求項７】前記均熱板の発熱抵抗体が形成された部位
の中心部に凹部を形成し、この中に前記金属製チップが
押圧された状態で保持されていることを特徴とする請求
項５記載のウエハ加熱装置。
【請求項８】前記金属製チップが、熱伝導率１２０Ｗ／
ｍ・Ｋ以下の材料で形成されていることを特徴とする請
求項５記載のウエハ加熱装置。
【請求項９】前記金属製チップが、弾性体によって押圧
固定されていることを特徴とする請求項５記載のウエハ
加熱装置。