JP2002170655A - 加熱装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基体上の被加熱体を加熱する加熱装置におい
て、基体上の載置面におけるコールドスポットを効果的
に防止することで載置面の温度の均一性を高めるような
構造を提供する。 【解決手段】加熱装置１５Ａは、被加熱体２を載置する
載置面５ａを有する基体５と、基体５および被加熱体２
を加熱するための主要加熱素子層７Ａと、主要加熱素子
層７Ａと積層されている補助加熱素子層７Ｂと、主要加
熱素子層７Ａと補助加熱素子層７Ｂとの間に介在する絶
縁体６とを備えている。補助加熱素子層７Ｂの面積が主
要加熱素子層７Ａの面積よりも小さく、主要加熱素子層
の発熱によって基体および被加熱体を加熱している間
に、補助加熱素子層７Ｂからの発熱によって基体５から
の熱の逃げを補填するように構成されている。
て、基体上の載置面におけるコールドスポットを効果的
に防止することで載置面の温度の均一性を高めるような
構造を提供する。 【解決手段】加熱装置１５Ａは、被加熱体２を載置する
載置面５ａを有する基体５と、基体５および被加熱体２
を加熱するための主要加熱素子層７Ａと、主要加熱素子
層７Ａと積層されている補助加熱素子層７Ｂと、主要加
熱素子層７Ａと補助加熱素子層７Ｂとの間に介在する絶
縁体６とを備えている。補助加熱素子層７Ｂの面積が主
要加熱素子層７Ａの面積よりも小さく、主要加熱素子層
の発熱によって基体および被加熱体を加熱している間
に、補助加熱素子層７Ｂからの発熱によって基体５から
の熱の逃げを補填するように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置においては、熱ＣＶＤな
どによってシランガスなどの原料ガスから半導体薄膜を
製造するに当たって、基板であるウエハーを加熱するた
めのセラミックスヒーターが具えられている。
どによってシランガスなどの原料ガスから半導体薄膜を
製造するに当たって、基板であるウエハーを加熱するた
めのセラミックスヒーターが具えられている。
【０００３】セラミックスヒーターにおいては、いわゆ
る２ゾーンヒーターと呼ばれる構成のものが知られてい
る。２ゾーンヒーターにおいては、セラミックス基体中
に、モリブデンなどの高融点金属からなる内側抵抗発熱
体と外側抵抗発熱体とを埋設し、これら抵抗発熱体にそ
れぞれ別個の電流導入端子を接続し、各抵抗発熱体に所
定の電圧を印加することにより、内側抵抗発熱体および
外側抵抗発熱体を独立に制御する。
る２ゾーンヒーターと呼ばれる構成のものが知られてい
る。２ゾーンヒーターにおいては、セラミックス基体中
に、モリブデンなどの高融点金属からなる内側抵抗発熱
体と外側抵抗発熱体とを埋設し、これら抵抗発熱体にそ
れぞれ別個の電流導入端子を接続し、各抵抗発熱体に所
定の電圧を印加することにより、内側抵抗発熱体および
外側抵抗発熱体を独立に制御する。
【０００４】また、特開平５−３２６１１２号公報にお
いては、セラミックスヒーターの抵抗発熱体を、複数の
高融点金属などからなる回路パターンによって構成し、
それぞれの回路パターンを互いの欠損部分が補われるよ
うにして配置している。具体的には、一つの回路パター
ンの折れ目又は折り返し部などにおいて、他の回路パタ
ーンを重ね合わせている。
いては、セラミックスヒーターの抵抗発熱体を、複数の
高融点金属などからなる回路パターンによって構成し、
それぞれの回路パターンを互いの欠損部分が補われるよ
うにして配置している。具体的には、一つの回路パター
ンの折れ目又は折り返し部などにおいて、他の回路パタ
ーンを重ね合わせている。
【０００５】特に半導体ウエハーを加熱する用途におい
ては、加熱面の温度を全体に均一に制御することが必要
であり、使用条件下で例えば加熱面の全体にわたって±
５℃以下といった厳格な仕様を満足することが要求され
ている。２ゾーン制御方式のセラミックスヒーターにお
いても、通常はこうした仕様を満足することは可能であ
った。しかし、本発明者が更に検討を進めた結果、特に
温度が高くなるのにつれて、所定の均熱性を保持するこ
とは困難となってきた。例えば、室温−５００℃といっ
た温度範囲において加熱面の温度の均一性が保持されて
いたセラミックスヒーターであっても、例えば６００℃
以上の温度範囲になると急激に加熱面における温度差が
大きくなることがあった。
ては、加熱面の温度を全体に均一に制御することが必要
であり、使用条件下で例えば加熱面の全体にわたって±
５℃以下といった厳格な仕様を満足することが要求され
ている。２ゾーン制御方式のセラミックスヒーターにお
いても、通常はこうした仕様を満足することは可能であ
った。しかし、本発明者が更に検討を進めた結果、特に
温度が高くなるのにつれて、所定の均熱性を保持するこ
とは困難となってきた。例えば、室温−５００℃といっ
た温度範囲において加熱面の温度の均一性が保持されて
いたセラミックスヒーターであっても、例えば６００℃
以上の温度範囲になると急激に加熱面における温度差が
大きくなることがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、こうした
均熱性の制御可能性の限界について検討を進めた。例え
ば、図６に示すように、チャンバー１内に加熱装置３Ａ
を収容したものとする。加熱装置３Ａには、平板形状の
基体５と、この基体５を加熱する加熱素子層７が設けら
れている。基体５の載置面５ａ上に被加熱体２が載置さ
れている。加熱素子層７は、基体５の背面５ｂに接触し
ている。加熱素子層７は、基体５と絶縁板６との間に挟
まれており、絶縁板６と基体５とはボルト８Ａによって
締結されている。６ａは加熱素子層への接触面である。
絶縁板６の背面６ｂには、円筒形状の支持部材１０が接
合され、一体化されている。支持部材１０の下端部には
台座１１が固定されており、台座１１は、図示しないチ
ャンバー外壁に固定されている。４はゲートバルブであ
り、９は電極ケーブルである。
均熱性の制御可能性の限界について検討を進めた。例え
ば、図６に示すように、チャンバー１内に加熱装置３Ａ
を収容したものとする。加熱装置３Ａには、平板形状の
基体５と、この基体５を加熱する加熱素子層７が設けら
れている。基体５の載置面５ａ上に被加熱体２が載置さ
れている。加熱素子層７は、基体５の背面５ｂに接触し
ている。加熱素子層７は、基体５と絶縁板６との間に挟
まれており、絶縁板６と基体５とはボルト８Ａによって
締結されている。６ａは加熱素子層への接触面である。
絶縁板６の背面６ｂには、円筒形状の支持部材１０が接
合され、一体化されている。支持部材１０の下端部には
台座１１が固定されており、台座１１は、図示しないチ
ャンバー外壁に固定されている。４はゲートバルブであ
り、９は電極ケーブルである。
【０００７】しかし、こうした加熱装置においては、ま
ず支持部材１０の直径は絶縁板６の直径よりも若干小さ
い程度であり、非常に大きいので、支持部材１０の面積
も大きくなる。この支持部材１０の外形寸法は、絶縁板
６、加熱素子層７および基体５の全体の外形寸法よりも
はるかに大きい。この結果、加熱装置３Ａ全体の体積も
非常に大きくなり、基体５から支持部材１０を伝わる熱
の逃げも定常的に大きくなる。この状態では、基体５が
高温になるのにつれて、各構成部品の僅かな製造上の不
均一等が影響し、基体５にコールドスポットが発生し易
くなり、均熱性が劣化する。更に、基体５の周縁部の近
傍にはゲートバルブ４があるが、基体５の周縁部５ｃの
ゲートバルブ４に近い領域からも熱の逃げがあり、コー
ルドスポットの原因となる。
ず支持部材１０の直径は絶縁板６の直径よりも若干小さ
い程度であり、非常に大きいので、支持部材１０の面積
も大きくなる。この支持部材１０の外形寸法は、絶縁板
６、加熱素子層７および基体５の全体の外形寸法よりも
はるかに大きい。この結果、加熱装置３Ａ全体の体積も
非常に大きくなり、基体５から支持部材１０を伝わる熱
の逃げも定常的に大きくなる。この状態では、基体５が
高温になるのにつれて、各構成部品の僅かな製造上の不
均一等が影響し、基体５にコールドスポットが発生し易
くなり、均熱性が劣化する。更に、基体５の周縁部の近
傍にはゲートバルブ４があるが、基体５の周縁部５ｃの
ゲートバルブ４に近い領域からも熱の逃げがあり、コー
ルドスポットの原因となる。
【０００８】本発明者は、こうした支持部材１０の容量
が大きいこと、および支持部材１０からの不均一な熱の
逃げという問題点を解決するために、図７に模式的に示
すような加熱装置３Ｂを考案し、検討した。装置３Ｂに
おいては、絶縁板６の背面６ｂ側に別の絶縁板１４を積
層し、ボルト８Ｂによって締結した。そして、絶縁板１
４の下に円筒形状の支持部材１３を設け、支持部材１３
を台座１１に固定した。台座１１は、図示しないチャン
バー外壁に取り付けられる。この例では、小型の支持部
材１３によって絶縁板６、加熱素子層７および基体５を
チャンバー台座１１に取り付けることによって、加熱装
置３Ｂ全体の容量を小さくすることを想到した。しか
し、この装置では、矢印Ａで示すように加熱素子層７か
らの熱が絶縁板１４および支持部材１３を通って逃げる
ので、載置面を高温にすると、やはりコールドスポット
が生ずる。
が大きいこと、および支持部材１０からの不均一な熱の
逃げという問題点を解決するために、図７に模式的に示
すような加熱装置３Ｂを考案し、検討した。装置３Ｂに
おいては、絶縁板６の背面６ｂ側に別の絶縁板１４を積
層し、ボルト８Ｂによって締結した。そして、絶縁板１
４の下に円筒形状の支持部材１３を設け、支持部材１３
を台座１１に固定した。台座１１は、図示しないチャン
バー外壁に取り付けられる。この例では、小型の支持部
材１３によって絶縁板６、加熱素子層７および基体５を
チャンバー台座１１に取り付けることによって、加熱装
置３Ｂ全体の容量を小さくすることを想到した。しか
し、この装置では、矢印Ａで示すように加熱素子層７か
らの熱が絶縁板１４および支持部材１３を通って逃げる
ので、載置面を高温にすると、やはりコールドスポット
が生ずる。
【０００９】本発明の課題は、基体上の被加熱体を加熱
する加熱装置において、基体上の載置面におけるコール
ドスポットを効果的に防止することで載置面の温度の均
一性を高めるような構造を提供することである。
する加熱装置において、基体上の載置面におけるコール
ドスポットを効果的に防止することで載置面の温度の均
一性を高めるような構造を提供することである。
【００１０】また、本発明の他の課題は、載置面の温度
の均一性を保持しつつ、加熱装置全体の容量を小さくで
きるようにすることである。
の均一性を保持しつつ、加熱装置全体の容量を小さくで
きるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加熱体を載
置する載置面を有する基体と、この基体および被加熱体
を加熱するための主要加熱素子層と、この主要加熱素子
層と積層されている補助加熱素子層と、主要加熱素子層
と補助加熱素子層との間に介在する絶縁体とを備えてい
る加熱装置であって、補助加熱素子層の面積が主要加熱
素子層の面積よりも小さく、主要加熱素子層の発熱によ
って前記基体および前記被加熱体を加熱している間に、
補助加熱素子層からの発熱によって基体からの熱の逃げ
を補填するように構成されていることを特徴とする。
置する載置面を有する基体と、この基体および被加熱体
を加熱するための主要加熱素子層と、この主要加熱素子
層と積層されている補助加熱素子層と、主要加熱素子層
と補助加熱素子層との間に介在する絶縁体とを備えてい
る加熱装置であって、補助加熱素子層の面積が主要加熱
素子層の面積よりも小さく、主要加熱素子層の発熱によ
って前記基体および前記被加熱体を加熱している間に、
補助加熱素子層からの発熱によって基体からの熱の逃げ
を補填するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】以下、図面を適宜参照しつつ、本発明を説
明する。
明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係る加熱装
置１５Ａを模式的に示す断面図であり、図２は、本発明
の他の実施形態に係る加熱装置１５Ｂを模式的に示す断
面図である。
置１５Ａを模式的に示す断面図であり、図２は、本発明
の他の実施形態に係る加熱装置１５Ｂを模式的に示す断
面図である。
【００１４】チャンバー１内に加熱装置１５Ａが収容さ
れている。加熱装置１５Ａは、平板形状の基体５と、こ
の基体５を加熱する主要加熱素子層７Ａを備えている。
基体５の載置面５ａ上に被加熱体２が載置されている。
加熱素子層７Ａは、基体５の背面５ｂに接触しており、
基体５と絶縁板６との間に挟まれており、絶縁板６と基
体５とはボルト８Ａによって締結されている。６ａは加
熱素子層７Ａへの接触面である。絶縁板６の背面６ｂに
は、補助加熱素子層７Ｂが接触している。加熱素子層７
Ｂは、絶縁板６と１４との間に挟まれており、絶縁板６
と１４とはボルト８Ｂによって締結されている。絶縁板
１４は、円筒形状の支持部材１３に取り付けられてお
り、支持部材１３はチャンバー台座１１に取り付けられ
ている。
れている。加熱装置１５Ａは、平板形状の基体５と、こ
の基体５を加熱する主要加熱素子層７Ａを備えている。
基体５の載置面５ａ上に被加熱体２が載置されている。
加熱素子層７Ａは、基体５の背面５ｂに接触しており、
基体５と絶縁板６との間に挟まれており、絶縁板６と基
体５とはボルト８Ａによって締結されている。６ａは加
熱素子層７Ａへの接触面である。絶縁板６の背面６ｂに
は、補助加熱素子層７Ｂが接触している。加熱素子層７
Ｂは、絶縁板６と１４との間に挟まれており、絶縁板６
と１４とはボルト８Ｂによって締結されている。絶縁板
１４は、円筒形状の支持部材１３に取り付けられてお
り、支持部材１３はチャンバー台座１１に取り付けられ
ている。
【００１５】本例の加熱装置１５Ａは、支持部材１３の
直径が基体５の直径に比べて著しく小さいので、従来の
加熱装置に比べて容量が著しく小さい。その上で、被加
熱体２および基体５は、主として主要加熱素子層７Ａに
よって加熱している。このため、主要加熱素子層７Ａ
は、被加熱体２とほぼ同等あるいはそれ以上の面積を有
する。ここで、載置面５ａを高温に保持した場合には、
支持部材１３を通ってチャンバーへと熱が逃げるので、
載置面５ａの１７の領域にコールドスポットが生ずる。
しかし、本発明では、主要加熱素子層７Ａよりも面積の
小さい、および直径の小さい補助加熱素子層７Ｂを、支
持部材１３と主要加熱素子層７Ａとの間に設けることに
よって、補助加熱素子層７Ｂを適宜発熱させ、コールド
スポットを抑制し、あるいは消去することができる。
直径が基体５の直径に比べて著しく小さいので、従来の
加熱装置に比べて容量が著しく小さい。その上で、被加
熱体２および基体５は、主として主要加熱素子層７Ａに
よって加熱している。このため、主要加熱素子層７Ａ
は、被加熱体２とほぼ同等あるいはそれ以上の面積を有
する。ここで、載置面５ａを高温に保持した場合には、
支持部材１３を通ってチャンバーへと熱が逃げるので、
載置面５ａの１７の領域にコールドスポットが生ずる。
しかし、本発明では、主要加熱素子層７Ａよりも面積の
小さい、および直径の小さい補助加熱素子層７Ｂを、支
持部材１３と主要加熱素子層７Ａとの間に設けることに
よって、補助加熱素子層７Ｂを適宜発熱させ、コールド
スポットを抑制し、あるいは消去することができる。
【００１６】更には、基体５のうちゲートバルブ４の近
傍の周縁部５ｃからゲートバルブ４側へと向かって熱が
逃げ、周縁部５ｃ近辺にコールドスポットが発生するこ
とがある。しかし、補助加熱素子層７Ｂを適宜発熱させ
ることによって、こうしたコールドスポットも抑制ない
し消去できる。
傍の周縁部５ｃからゲートバルブ４側へと向かって熱が
逃げ、周縁部５ｃ近辺にコールドスポットが発生するこ
とがある。しかし、補助加熱素子層７Ｂを適宜発熱させ
ることによって、こうしたコールドスポットも抑制ない
し消去できる。
【００１７】本発明において、主要加熱素子層とは、被
加熱体を主として加熱する機能を担う加熱素子からなる
層を言う。主要加熱素子層は、基体の背面に直接接触し
ていてよい。あるいは基体の背面と主要加熱素子層との
間に別の物質、好ましくは絶縁体が介在していてよい。
また、基体の中に主要加熱素子層が埋設されていてもよ
い。
加熱体を主として加熱する機能を担う加熱素子からなる
層を言う。主要加熱素子層は、基体の背面に直接接触し
ていてよい。あるいは基体の背面と主要加熱素子層との
間に別の物質、好ましくは絶縁体が介在していてよい。
また、基体の中に主要加熱素子層が埋設されていてもよ
い。
【００１８】基体は、一体物であってよいが、複数層の
絶縁板からなっていてよい。また、載置面と被加熱体と
の間に、別の部材が挟まれている場合も包含される。
絶縁板からなっていてよい。また、載置面と被加熱体と
の間に、別の部材が挟まれている場合も包含される。
【００１９】補助加熱素子層は、主要加熱素子層と隣接
して積層されていて良いが、主要加熱素子層から離れて
いてもよい。また、補助加熱素子層を２層以上設けるこ
とによって、加熱装置のそれぞれ異なる部分からの熱の
逃げを防止できる。
して積層されていて良いが、主要加熱素子層から離れて
いてもよい。また、補助加熱素子層を２層以上設けるこ
とによって、加熱装置のそれぞれ異なる部分からの熱の
逃げを防止できる。
【００２０】図２の加熱装置１５Ｂにおいては、蓋２０
を台座１１上に設置することによって空間２３を形成す
る。蓋２０は、略円盤状の基体５と、基体５の周縁部５
ｃから図面において下方へと向かって突出する円筒形状
の壁部２１とを備えている。壁部２１の下端部が台座１
１に固定具１８によって固定されている。
を台座１１上に設置することによって空間２３を形成す
る。蓋２０は、略円盤状の基体５と、基体５の周縁部５
ｃから図面において下方へと向かって突出する円筒形状
の壁部２１とを備えている。壁部２１の下端部が台座１
１に固定具１８によって固定されている。
【００２１】蓋２０の内側空間２３にはヒーター素子お
よび絶縁体が収容されている。即ち、台座１１上に支持
部材１３が固定されており、支持部材１３上に絶縁板１
４を介して補助加熱素子層７Ｃが支持されている。加熱
素子層７Ｃ上に絶縁板６Ｂ、補助加熱素子層７Ｂ、絶縁
板６Ａ、主要加熱素子層７Ａが順次に積層され、支持さ
れている。主要加熱素子層７Ａが基体５と対向してお
り、両者の間には若干の隙間がある。基体５の上に被加
熱体２が載置され、支持されている。
よび絶縁体が収容されている。即ち、台座１１上に支持
部材１３が固定されており、支持部材１３上に絶縁板１
４を介して補助加熱素子層７Ｃが支持されている。加熱
素子層７Ｃ上に絶縁板６Ｂ、補助加熱素子層７Ｂ、絶縁
板６Ａ、主要加熱素子層７Ａが順次に積層され、支持さ
れている。主要加熱素子層７Ａが基体５と対向してお
り、両者の間には若干の隙間がある。基体５の上に被加
熱体２が載置され、支持されている。
【００２２】本例では、主要加熱素子層７Ａは、例えば
図３（ａ）に示すように、被加熱体２とほぼ同じ面積に
わたって広く設けられている。これに対して、第一の補
助加熱素子層７Ｂは、例えば図３（ｂ）に示すように、
絶縁板６Ａ、６Ｂ、および基体５の周縁部のみに設けら
れており、外周側ヒーターを構成している。これによっ
て、基体５の周縁部から矢印Ｂ、Ｃのように壁部２１を
通って流れる熱の逃げを補填できる。この目的から、補
助加熱素子層７Ｂは、基体５、絶縁板６Ａ、６Ｂの周縁
部のみに設けられており、中央部には設けられていな
い。従って、主要加熱素子層７Ａと補助加熱素子層７Ｂ
とは、外形はほぼ同等かあるいは補助加熱素子層７Ｂの
方が若干大きいが、面積は主要加熱素子層７Ａの方がは
るかに大きい。
図３（ａ）に示すように、被加熱体２とほぼ同じ面積に
わたって広く設けられている。これに対して、第一の補
助加熱素子層７Ｂは、例えば図３（ｂ）に示すように、
絶縁板６Ａ、６Ｂ、および基体５の周縁部のみに設けら
れており、外周側ヒーターを構成している。これによっ
て、基体５の周縁部から矢印Ｂ、Ｃのように壁部２１を
通って流れる熱の逃げを補填できる。この目的から、補
助加熱素子層７Ｂは、基体５、絶縁板６Ａ、６Ｂの周縁
部のみに設けられており、中央部には設けられていな
い。従って、主要加熱素子層７Ａと補助加熱素子層７Ｂ
とは、外形はほぼ同等かあるいは補助加熱素子層７Ｂの
方が若干大きいが、面積は主要加熱素子層７Ａの方がは
るかに大きい。
【００２３】更に、絶縁板６Ｂと絶縁板１４との間には
補助加熱素子層７Ｃが挟まれており、これによって、図
１の装置と同様に、支持部材１３を通って逃げる熱を補
填する。補助加熱素子層７Ｃは、例えば図３（ｃ）に示
すような平面的形態を有する。
補助加熱素子層７Ｃが挟まれており、これによって、図
１の装置と同様に、支持部材１３を通って逃げる熱を補
填する。補助加熱素子層７Ｃは、例えば図３（ｃ）に示
すような平面的形態を有する。
【００２４】また、本発明の加熱装置は、一体型の加熱
装置であってよい。ここで、一体型とは、少なくとも、
主要加熱素子層、基体および補助加熱素子層が一体であ
るものを言う。言い換えると、主要加熱素子層および補
助加熱素子層が基材の中に埋設されている。この基材
は、好ましくはセラミックスからなり、更に好ましくは
一体焼結体からなる。こうした一体型の加熱装置を利用
すると、前述した本発明の作用効果に加えて、取り扱い
が容易となる。更に、図１、図２に例示したような各部
分が別体のヒーターに比べて、ヒーターの昇温、降温の
速度が速く、応答時間が短い（例えば５０℃／分以上の
速度を実現可能）。
装置であってよい。ここで、一体型とは、少なくとも、
主要加熱素子層、基体および補助加熱素子層が一体であ
るものを言う。言い換えると、主要加熱素子層および補
助加熱素子層が基材の中に埋設されている。この基材
は、好ましくはセラミックスからなり、更に好ましくは
一体焼結体からなる。こうした一体型の加熱装置を利用
すると、前述した本発明の作用効果に加えて、取り扱い
が容易となる。更に、図１、図２に例示したような各部
分が別体のヒーターに比べて、ヒーターの昇温、降温の
速度が速く、応答時間が短い（例えば５０℃／分以上の
速度を実現可能）。
【００２５】図４は、この実施形態に係る加熱装置１５
Ｃを模式的に示す断面図である。一体の基材、例えばセ
ラミックス焼結体２３中には、主要加熱素子層７Ａが埋
設されており、かつ補助加熱素子層７Ｂが埋設されてい
る。これらの各加熱素子層の動作は、前述した加熱装置
と同様である。ここで、主要加熱素子層７Ａと載置面５
ａとの間には基体５Ａが設けられており、主要加熱素子
層７Ａと補助加熱素子層７Ｂとの間には絶縁層６Ｃが設
けられており、補助加熱素子層７Ｂと支持部材１３との
間には小型の絶縁層１４Ａが設けられている。なお１１
は台座部分であり、２１は固定具であり、２２はチャン
バー外壁であり、９Ａは電極ケーブルである。
Ｃを模式的に示す断面図である。一体の基材、例えばセ
ラミックス焼結体２３中には、主要加熱素子層７Ａが埋
設されており、かつ補助加熱素子層７Ｂが埋設されてい
る。これらの各加熱素子層の動作は、前述した加熱装置
と同様である。ここで、主要加熱素子層７Ａと載置面５
ａとの間には基体５Ａが設けられており、主要加熱素子
層７Ａと補助加熱素子層７Ｂとの間には絶縁層６Ｃが設
けられており、補助加熱素子層７Ｂと支持部材１３との
間には小型の絶縁層１４Ａが設けられている。なお１１
は台座部分であり、２１は固定具であり、２２はチャン
バー外壁であり、９Ａは電極ケーブルである。
【００２６】主要加熱素子層７Ａの平面的パターンは、
例えば図３（ａ）に示すようなパターンであってよい。
また補助加熱素子層７Ｂは、例えば図５に示すように平
面的パターンを有していてよい。
例えば図３（ａ）に示すようなパターンであってよい。
また補助加熱素子層７Ｂは、例えば図５に示すように平
面的パターンを有していてよい。
【００２７】主要加熱素子層と補助加熱素子層との面積
比率は、熱の補填という観点から適宜決定すべきことで
あるので特に制限はないが、通常は０．７倍以下であ
り、１：２以下であることが更に好ましい。また、熱の
効果的な補填のためには、１：２０以上であることが好
ましい。
比率は、熱の補填という観点から適宜決定すべきことで
あるので特に制限はないが、通常は０．７倍以下であ
り、１：２以下であることが更に好ましい。また、熱の
効果的な補填のためには、１：２０以上であることが好
ましい。
【００２８】主要加熱素子層、補助加熱素子層の各材質
は特に限定されず、金属、導電性セラミックス等であっ
てよい。具体的な材質としては、タンタル、タングステ
ン、モリブデン、白金、レニウム、ハフニウム及びこれ
らの合金である高融点金属を使用することが好ましい。
特に、基体を窒化アルミニウムから構成した場合におい
ては、モリブデン及びモリブデン合金であることが好ま
しい。また、高融点金属以外に、カーボン、ＴｉＮ、Ｔ
ｉＣなどの導電性材料を使用することもできる。
は特に限定されず、金属、導電性セラミックス等であっ
てよい。具体的な材質としては、タンタル、タングステ
ン、モリブデン、白金、レニウム、ハフニウム及びこれ
らの合金である高融点金属を使用することが好ましい。
特に、基体を窒化アルミニウムから構成した場合におい
ては、モリブデン及びモリブデン合金であることが好ま
しい。また、高融点金属以外に、カーボン、ＴｉＮ、Ｔ
ｉＣなどの導電性材料を使用することもできる。
【００２９】主要加熱素子層、補助加熱素子層の微視的
形態は、本発明の目的を達成することができれば、限定
されるものではなく、例えば網状物、コイルスプリング
状物、平板状物、リボン状物などから構成することがで
きる。また、主要加熱素子層、補助加熱素子層の平面的
パターンも特に限定されない。
形態は、本発明の目的を達成することができれば、限定
されるものではなく、例えば網状物、コイルスプリング
状物、平板状物、リボン状物などから構成することがで
きる。また、主要加熱素子層、補助加熱素子層の平面的
パターンも特に限定されない。
【００３０】絶縁板、基体の種類は特に限定されない
が、汚染防止の観点からセラミックスが好ましく、窒化
アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化珪素が特に
好ましい。
が、汚染防止の観点からセラミックスが好ましく、窒化
アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化珪素が特に
好ましい。
【００３１】載置面と主要加熱素子層、補助加熱素子層
とは、互いに略平行であることが好ましい。これによ
り、加熱装置中における上下方向の熱の伝導が極めて均
一に行われる。従って、載置面５ａ上に被加熱体、例え
ば半導体ウエハーを載置した場合に、ウエハーを均一に
効率よく加熱することができる。なお、ここでいう略平
行とは、幾何学的に見て完全に平行な場合に加えて、０
〜３度の範囲内にあるものをいう。
とは、互いに略平行であることが好ましい。これによ
り、加熱装置中における上下方向の熱の伝導が極めて均
一に行われる。従って、載置面５ａ上に被加熱体、例え
ば半導体ウエハーを載置した場合に、ウエハーを均一に
効率よく加熱することができる。なお、ここでいう略平
行とは、幾何学的に見て完全に平行な場合に加えて、０
〜３度の範囲内にあるものをいう。
【００３２】主要加熱素子層と補助加熱素子層との平面
的な外形は、平面的に見て略相似形であってよく、ある
いは双方ともに略円形、略楕円形であってよい。また、
補助加熱素子層は、基体の周縁部からの熱の逃げを補填
するという観点からは、環状であることが好ましい。
的な外形は、平面的に見て略相似形であってよく、ある
いは双方ともに略円形、略楕円形であってよい。また、
補助加熱素子層は、基体の周縁部からの熱の逃げを補填
するという観点からは、環状であることが好ましい。
【００３３】本発明において熱の逃げとは、高温の載置
面および基体から、加熱装置の他のより低温の部分への
熱の移動を意味している。こうした他の低温の部分と
は、支持部材、ゲートバルブ、壁部、チャンバー内構成
物であってよく、またガス導入部であってよい。
面および基体から、加熱装置の他のより低温の部分への
熱の移動を意味している。こうした他の低温の部分と
は、支持部材、ゲートバルブ、壁部、チャンバー内構成
物であってよく、またガス導入部であってよい。
【００３４】本発明の作用効果を効果的に奏するために
は、載置面の平均温度は、４５０℃以上であることが好
ましく、６００℃以上であることが更に好ましい。
は、載置面の平均温度は、４５０℃以上であることが好
ましく、６００℃以上であることが更に好ましい。
【００３５】小型の支持部材１３を使用する場合には、
基体５の面積に対する支持部材１３の面積（基体５と平
行な方向の面積）の比率は、１：３以下であることが好
ましく、１：１０以下であることが更に好ましい。ま
た、熱の効果的な補填のためには、１：２００以上であ
ることが好ましい。
基体５の面積に対する支持部材１３の面積（基体５と平
行な方向の面積）の比率は、１：３以下であることが好
ましく、１：１０以下であることが更に好ましい。ま
た、熱の効果的な補填のためには、１：２００以上であ
ることが好ましい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基体上の被加熱体を加熱する加熱装置において、基体上
の載置面におけるコールドスポットを効果的に防止する
ことで載置面の温度の均一性を高めるような構造を提供
できる。
基体上の被加熱体を加熱する加熱装置において、基体上
の載置面におけるコールドスポットを効果的に防止する
ことで載置面の温度の均一性を高めるような構造を提供
できる。
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱装置１５Ａを模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る加熱装置１５Ｂを
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各加熱素子層７
Ａ、７Ｂ、７Ｃの各平面的パターンを示す図である。
Ａ、７Ｂ、７Ｃの各平面的パターンを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る一体型の加熱装置を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図５】図４の加熱装置における加熱素子層７Ｂの平面
的パターンを示す断面図である。
的パターンを示す断面図である。
【図６】本発明外の加熱装置３Ａを模式的に示す断面図
である。
である。
【図７】本発明者が考案した本発明外の加熱装置３Ｂを
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
１ チャンバー ２ 被加熱体 ４ ゲー
トバルブ ５、５Ａ 基体 ５ａ 載置面 ５ｂ 基
体５の背面 ６、６Ａ、６Ｂ 絶縁板 ６Ｃ 絶縁層
７Ａ 主要加熱素子層 ７Ｂ、７Ｃ 補助加熱素子層 ８Ａ、８Ｂ 固定
具 １１台座 １３ 小型の支持部材
１４ 小型の絶縁板 １４Ａ小型の絶縁層
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 加熱装置 １７
主として熱の逃げが生ずる領域
トバルブ ５、５Ａ 基体 ５ａ 載置面 ５ｂ 基
体５の背面 ６、６Ａ、６Ｂ 絶縁板 ６Ｃ 絶縁層
７Ａ 主要加熱素子層 ７Ｂ、７Ｃ 補助加熱素子層 ８Ａ、８Ｂ 固定
具 １１台座 １３ 小型の支持部材
１４ 小型の絶縁板 １４Ａ小型の絶縁層
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 加熱装置 １７
主として熱の逃げが生ずる領域
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA15 AA16 AA20 AA21 AA22 BB06 BB14 BC05 BC16 BC17 BC22 BC29 CA15 FA05 FA17 HA01 HA10 JA02 3K092 PP20 QA05 QB02 QB27 QB31 QB32 QB33 QB44 QB45 QC38 RF03 RF11 RF17 RF26 RF27 SS05 SS14 TT09 VV15 VV22 5F045 AA03 AB03 AC01 BB02 DP02 DQ10 EK09 EM02
Claims (7)
- 【請求項１】被加熱体を載置する載置面を有する基体
と、この基体および前記被加熱体を加熱するための主要
加熱素子層と、この主要加熱素子層と積層されている補
助加熱素子層と、前記主要加熱素子層と前記補助加熱素
子層との間に介在する絶縁体とを備えている加熱装置で
あって、 前記補助加熱素子層の面積が前記主要加熱素子層の面積
よりも小さく、前記主要加熱素子層の発熱によって前記
基体および前記被加熱体を加熱している間に、前記補助
加熱素子層からの発熱によって前記基体からの熱の逃げ
を補填するように構成されていることを特徴とする、加
熱装置。 - 【請求項２】前記絶縁体が絶縁板であることを特徴とす
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記基体、前記主要加熱素子層、前記補助
加熱素子層および前記絶縁体を支持する支持部材を備え
ており、この支持部材からの熱の逃げを前記補助加熱素
子層の発熱によって補填することを特徴とする、請求項
１または２記載の装置。 - 【請求項４】前記支持部材と前記主要加熱素子層との間
に前記補助加熱素子層および前記絶縁体が挟まれている
ことを特徴とする、請求項３記載の装置。 - 【請求項５】前記補助加熱素子層が平面的に見て前記基
体の周縁部に設けられており、この補助加熱素子層の発
熱によって前記基体の周縁部からの熱の逃げを補填する
ことを特徴とする、請求項１−４のいずれか一つの請求
項に記載の装置。 - 【請求項６】前記補助加熱素子層が環状をなしているこ
とを特徴とする、請求項５記載の装置。 - 【請求項７】前記基体、前記主要加熱素子層、前記補助
加熱素子層および前記絶縁体を支持する支持部材と、少
なくとも二つの前記補助加熱素子層とを備えており、こ
の支持部材からの熱の逃げを一方の前記補助加熱素子層
の発熱によって補填し、他方の補助加熱素子層が平面的
に見て前記基体の周縁部に設けられており、他方の補助
加熱素子層の発熱によって前記基体の周縁部からの熱の
逃げを補填することを特徴とする、請求項１記載の装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364953A JP4328009B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 加熱装置 |
| US09/996,443 US6653603B2 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-28 | Heaters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364953A JP4328009B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002170655A true JP2002170655A (ja) | 2002-06-14 |
| JP4328009B2 JP4328009B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=18835809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000364953A Expired - Lifetime JP4328009B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 加熱装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6653603B2 (ja) |
| JP (1) | JP4328009B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2004288601A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Sadayasu Ueno | 金属箔ヒータを用いたホットプレート、その製造方法およびホットプレートを使用した液晶パネルの熱処理方法 |
| US6875960B2 (en) | 2001-10-17 | 2005-04-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Heating system |
| JP2008527746A (ja) * | 2005-01-13 | 2008-07-24 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | ウエーハ加工用ヒーターと該ヒーターの操作及び製造の方法 |
| US7417206B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-08-26 | Kyocera Corporation | Heater, wafer heating apparatus and method for manufacturing heater |
| JP2012142333A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Canon Anelva Corp | 基板熱処理装置 |
| KR20160010342A (ko) * | 2014-07-18 | 2016-01-27 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 온도 균일도의 증가를 위한 서셉터 히터의 국부적 온도 제어 |
| JP2017017079A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 京セラ株式会社 | 試料保持具およびこれを備えた試料処理装置 |
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| JP2018056331A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱装置 |
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| JP3833974B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2006-10-18 | 日本碍子株式会社 | 加熱装置の製造方法 |
| CN101019208B (zh) * | 2004-06-28 | 2010-12-08 | 京瓷株式会社 | 晶片加热装置及半导体制造装置 |
| KR20060107048A (ko) * | 2005-04-07 | 2006-10-13 | 삼성전자주식회사 | 가열장치 및 그 구동방법 |
| US11158526B2 (en) * | 2014-02-07 | 2021-10-26 | Applied Materials, Inc. | Temperature controlled substrate support assembly |
| JP6758143B2 (ja) * | 2016-09-29 | 2020-09-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱装置 |
| US10679873B2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-06-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater |
| JP1581406S (ja) * | 2016-10-14 | 2017-07-18 | ||
| JP2020064841A (ja) * | 2018-10-11 | 2020-04-23 | 日本発條株式会社 | ステージ、成膜装置、および膜加工装置 |
| CN112680724A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-20 | 苏州雨竹机电有限公司 | 化学气相沉积装置及其温度控制方法 |
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| US5059770A (en) * | 1989-09-19 | 1991-10-22 | Watkins-Johnson Company | Multi-zone planar heater assembly and method of operation |
| US5294778A (en) * | 1991-09-11 | 1994-03-15 | Lam Research Corporation | CVD platen heater system utilizing concentric electric heating elements |
| TW275132B (en) * | 1994-08-31 | 1996-05-01 | Tokyo Electron Co Ltd | Treatment apparatus |
| US6133557A (en) * | 1995-01-31 | 2000-10-17 | Kyocera Corporation | Wafer holding member |
| JPH08302474A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Anelva Corp | Ｃｖｄ装置の加熱装置 |
| US6035101A (en) * | 1997-02-12 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000364953A patent/JP4328009B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-11-28 US US09/996,443 patent/US6653603B2/en not_active Expired - Lifetime
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| KR102422305B1 (ko) | 2014-07-18 | 2022-07-18 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 온도 균일도의 증가를 위한 서셉터 히터의 국부적 온도 제어 |
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| JP2018056331A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6653603B2 (en) | 2003-11-25 |
| US20020063120A1 (en) | 2002-05-30 |
| JP4328009B2 (ja) | 2009-09-09 |
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