JP2003017224A - 抵抗発熱体回路パターンとそれを用いた基板処理装置 - Google Patents
抵抗発熱体回路パターンとそれを用いた基板処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 事前の抵抗発熱体回路の計測や抵抗値の調整
を伴わずに、大型の半導体ウエハまたは液晶基板を精度
よく均熱化する技術を提供することを課題とする。 【解決手段】 絶縁体基板１の略中心部に入力電極４お
よび出力電極５を設け、絶縁体基板に埋設された入力電
極４を含む部位から絶縁体基板１の外周部に向けて、螺
旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２を形成
し、最外周部においてリング状をなし、更に最外周部か
ら中心部に向け螺旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱
体回路２を、出力電極５を含む部位に形成する。
を伴わずに、大型の半導体ウエハまたは液晶基板を精度
よく均熱化する技術を提供することを課題とする。 【解決手段】 絶縁体基板１の略中心部に入力電極４お
よび出力電極５を設け、絶縁体基板に埋設された入力電
極４を含む部位から絶縁体基板１の外周部に向けて、螺
旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２を形成
し、最外周部においてリング状をなし、更に最外周部か
ら中心部に向け螺旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱
体回路２を、出力電極５を含む部位に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶用基板等の処理温度の均一化を図るのに好適なセラミ
ックスヒータに関し、詳しくは絶縁体基板に埋設した抵
抗発熱体回路パターンおよび該回路パターンを形成した
絶縁体基板を用いた基板処理装置に関する。
晶用基板等の処理温度の均一化を図るのに好適なセラミ
ックスヒータに関し、詳しくは絶縁体基板に埋設した抵
抗発熱体回路パターンおよび該回路パターンを形成した
絶縁体基板を用いた基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体ウエハや液晶基板上に
ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング法等によって成膜やエ
ッチング処理を行うために、これら被処理物を支持しな
がら所定の処理温度に加熱するセラミックスヒータが用
いられている。近年、これ等のセラミックスヒータが、
真空チャンバーを有する処理装置に採用されるようにな
って来た。
ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング法等によって成膜やエ
ッチング処理を行うために、これら被処理物を支持しな
がら所定の処理温度に加熱するセラミックスヒータが用
いられている。近年、これ等のセラミックスヒータが、
真空チャンバーを有する処理装置に採用されるようにな
って来た。
【０００３】実開平２−５６４４３号公報には、半導体
ウエハ等の被処理物を保持する静電チャック機能を有す
る図７に示すようなセラミックスヒータ１００が開示さ
れている。このセラミックスヒータは、円板状の絶縁体
基板１０１ａ、１０１ｂを積層したところに１本の抵抗
発熱体１０２が埋設され、さらに電極１０３を挟んで誘
電体層１０４が積層されている。図８に、抵抗発熱体１
０２の回路パターン２００を示す。絶縁体基板１０１の
外周部に入力電極１０２ａおよび出力電極１０２ｂが設
けられ、絶縁体基板１０１ａを貫通する端子１０２ｃに
接続されている。
ウエハ等の被処理物を保持する静電チャック機能を有す
る図７に示すようなセラミックスヒータ１００が開示さ
れている。このセラミックスヒータは、円板状の絶縁体
基板１０１ａ、１０１ｂを積層したところに１本の抵抗
発熱体１０２が埋設され、さらに電極１０３を挟んで誘
電体層１０４が積層されている。図８に、抵抗発熱体１
０２の回路パターン２００を示す。絶縁体基板１０１の
外周部に入力電極１０２ａおよび出力電極１０２ｂが設
けられ、絶縁体基板１０１ａを貫通する端子１０２ｃに
接続されている。
【０００４】半導体ウエハ等の被処理物１０５は、別途
設ける端子から電極１０３に給電することによって載置
面１０６上に吸着保持される。さらに、端子１０２ｃか
ら抵抗発熱体１０２に給電して被処理物１０５を所定の
処理温度に加熱する。
設ける端子から電極１０３に給電することによって載置
面１０６上に吸着保持される。さらに、端子１０２ｃか
ら抵抗発熱体１０２に給電して被処理物１０５を所定の
処理温度に加熱する。
【０００５】本考案によれば、静電チャック自体を加熱
装置として機能させることができるため、半導体ウエハ
に効率よく熱を伝達することができ、更に従来の加熱装
置の如き付属装置も不要となり、装置を簡単化し得、従
って低コスト化を図り得ると説明されている。
装置として機能させることができるため、半導体ウエハ
に効率よく熱を伝達することができ、更に従来の加熱装
置の如き付属装置も不要となり、装置を簡単化し得、従
って低コスト化を図り得ると説明されている。
【０００６】また、特開平１１−３１７２８３号公報に
は、１本の抵抗発熱体１０２に代えて、並列接続された
２本以上の線状抵抗発熱体から構成した回路パターンが
開示されている。この発明では、半導体ウエハの大型化
に伴いセラミックスヒータの均熱精度を向上させるた
め、抵抗発熱体を幾つかのグループに分けて、抵抗発熱
体群毎の断面積を予め計測し、最も断面積の小さい抵抗
発熱体群を基準に大きい断面積の抵抗発熱体群の一部の
線状抵抗発熱体を分離することにより、抵抗値を均等化
する技術が提供されている。
は、１本の抵抗発熱体１０２に代えて、並列接続された
２本以上の線状抵抗発熱体から構成した回路パターンが
開示されている。この発明では、半導体ウエハの大型化
に伴いセラミックスヒータの均熱精度を向上させるた
め、抵抗発熱体を幾つかのグループに分けて、抵抗発熱
体群毎の断面積を予め計測し、最も断面積の小さい抵抗
発熱体群を基準に大きい断面積の抵抗発熱体群の一部の
線状抵抗発熱体を分離することにより、抵抗値を均等化
する技術が提供されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体ウエハの大型化が進み、当初その直径が６インチ程度
であったものが１２インチの大型のものまで出現し、こ
の大面積の半導体ウエハの全面を精度よく加熱するセラ
ミックスヒータが求められている。また、処理温度も次
第に高くなり、当初４００℃程度であったものが５５０
℃を超える高温が要求され、さらにセラミックスヒータ
の載置面上の温度バラツキを±１％以下に抑えた均熱性
が要求されている。
体ウエハの大型化が進み、当初その直径が６インチ程度
であったものが１２インチの大型のものまで出現し、こ
の大面積の半導体ウエハの全面を精度よく加熱するセラ
ミックスヒータが求められている。また、処理温度も次
第に高くなり、当初４００℃程度であったものが５５０
℃を超える高温が要求され、さらにセラミックスヒータ
の載置面上の温度バラツキを±１％以下に抑えた均熱性
が要求されている。
【０００８】ところが前述した従来技術では、大型の半
導体ウエハの全面を精度よく均熱化するのには不充分で
ある。本発明は、事前の抵抗発熱体回路の計測や抵抗値
の調整を伴わずに、大型の半導体ウエハまたは液晶用基
板を精度よく均熱化する技術およびそれを用いた基板処
理装置を提供することを課題とする。
導体ウエハの全面を精度よく均熱化するのには不充分で
ある。本発明は、事前の抵抗発熱体回路の計測や抵抗値
の調整を伴わずに、大型の半導体ウエハまたは液晶用基
板を精度よく均熱化する技術およびそれを用いた基板処
理装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】絶縁体基板の略中心部に
入力および出力電極を設け、絶縁体基板に埋設した入力
電極を含む部位から絶縁体基板の外周部に向けて、螺旋
状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を形成し、抵
抗発熱体回路の最外周部においてリング状をなし、更に
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部に向けて螺旋状ま
たは擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を、出力電極を含
む部位に形成する。
入力および出力電極を設け、絶縁体基板に埋設した入力
電極を含む部位から絶縁体基板の外周部に向けて、螺旋
状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を形成し、抵
抗発熱体回路の最外周部においてリング状をなし、更に
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部に向けて螺旋状ま
たは擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を、出力電極を含
む部位に形成する。
【００１０】入力または／および出力電極を複数設けれ
ば、より一層分散された抵抗発熱体回路パターンが形成
できるので、温度バラツキをより低減することが出来
る。
ば、より一層分散された抵抗発熱体回路パターンが形成
できるので、温度バラツキをより低減することが出来
る。
【００１１】入力電極を含む部位から絶縁体基板の外周
部に向けて形成される抵抗発熱体回路と、抵抗発熱体回
路の最外周部から出力電極を含む部位に向けて形成され
る抵抗発熱体回路との回路パターンを交互に形成するこ
とにより、抵抗発熱体回路で発生する磁界の影響を打ち
消し均熱精度の向上が図れる。
部に向けて形成される抵抗発熱体回路と、抵抗発熱体回
路の最外周部から出力電極を含む部位に向けて形成され
る抵抗発熱体回路との回路パターンを交互に形成するこ
とにより、抵抗発熱体回路で発生する磁界の影響を打ち
消し均熱精度の向上が図れる。
【００１２】半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置
に、前記の特徴を有する抵抗発熱体回路パターンが形成
された絶縁体基板をセラミックスヒーターに用いれば、
絶縁体基板上に載置される大径の被処理物の温度を精度
よく均熱化することができる。
に、前記の特徴を有する抵抗発熱体回路パターンが形成
された絶縁体基板をセラミックスヒーターに用いれば、
絶縁体基板上に載置される大径の被処理物の温度を精度
よく均熱化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明においては、従来技術で存
在していた抵抗発熱体回路の折り返しや急激な折れ曲が
りの回路パターンを極力避けて、できるだけ滑らかな回
路パターンを形成することで、局部的な発熱密度のバラ
ツキを抑える。そのために、絶縁体基板の略中心部に入
力および出力電極を設け、絶縁体基板に埋設した入力電
極を含む部位から絶縁体基板の外周部に向けて、螺旋状
または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を形成し、抵抗
発熱体回路の最外周部においてリング状をなし、更に抵
抗発熱体回路の最外周部から中心部に向け螺旋状または
擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を、出力電極を含む部
位に形成する。
在していた抵抗発熱体回路の折り返しや急激な折れ曲が
りの回路パターンを極力避けて、できるだけ滑らかな回
路パターンを形成することで、局部的な発熱密度のバラ
ツキを抑える。そのために、絶縁体基板の略中心部に入
力および出力電極を設け、絶縁体基板に埋設した入力電
極を含む部位から絶縁体基板の外周部に向けて、螺旋状
または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を形成し、抵抗
発熱体回路の最外周部においてリング状をなし、更に抵
抗発熱体回路の最外周部から中心部に向け螺旋状または
擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路を、出力電極を含む部
位に形成する。
【００１４】一般に、セラミックス等の絶縁体基板に埋
設して形成された抵抗発熱体回路においては、絶縁体基
板の外周部の温度が低下する傾向がある。従って、最外
周の抵抗発熱体回路形状を絶縁体基板の形状に沿わせ
て、最外周では全ての抵抗発熱体回路を合流させ、かつ
抵抗発熱体回路の幅や形状に変化をつけて均熱化を図る
ことが有効である。
設して形成された抵抗発熱体回路においては、絶縁体基
板の外周部の温度が低下する傾向がある。従って、最外
周の抵抗発熱体回路形状を絶縁体基板の形状に沿わせ
て、最外周では全ての抵抗発熱体回路を合流させ、かつ
抵抗発熱体回路の幅や形状に変化をつけて均熱化を図る
ことが有効である。
【００１５】また絶縁体基板表面の温度分布を均一化す
るためには、内周、外周を問わず連続的に抵抗発熱体回
路幅、もしくは抵抗発熱体回路間の間隔を滑らかに変化
させること好ましい。このように構成することで、抵抗
発熱体回路の発熱量の均等化を図ることができ、セラミ
ックスヒータである絶縁体基板の温度分布を精度よく均
熱化できる。
るためには、内周、外周を問わず連続的に抵抗発熱体回
路幅、もしくは抵抗発熱体回路間の間隔を滑らかに変化
させること好ましい。このように構成することで、抵抗
発熱体回路の発熱量の均等化を図ることができ、セラミ
ックスヒータである絶縁体基板の温度分布を精度よく均
熱化できる。
【００１６】そして、中心部から外周部へ向かう抵抗発
熱体回路と、外周部から中心部に向かう抵抗発熱体回路
を交互に配置すれば、抵抗発熱体回路で発生する磁界の
影響を打ち消すことも可能である。
熱体回路と、外周部から中心部に向かう抵抗発熱体回路
を交互に配置すれば、抵抗発熱体回路で発生する磁界の
影響を打ち消すことも可能である。
【００１７】さらに、絶縁体基板における全体の発熱量
は、抵抗発熱体回路の幅や間隔を調整することに加え
て、並列させた抵抗発熱体回路の数を選択することによ
つても任意に設定できる。例えば、抵抗発熱体回路の幅
や間隔が同一の場合、並列する抵抗発熱体回路を２倍に
すると抵抗値は１／４になる。従って同一電圧を供給す
ると抵抗発熱体回路の全発熱量は４倍になる。このよう
に、並列回路の数を選択することで全体の発熱量を調整
できるから、用途に応じて種々の処理温度に適応したセ
ラミックスヒータを作製できる。
は、抵抗発熱体回路の幅や間隔を調整することに加え
て、並列させた抵抗発熱体回路の数を選択することによ
つても任意に設定できる。例えば、抵抗発熱体回路の幅
や間隔が同一の場合、並列する抵抗発熱体回路を２倍に
すると抵抗値は１／４になる。従って同一電圧を供給す
ると抵抗発熱体回路の全発熱量は４倍になる。このよう
に、並列回路の数を選択することで全体の発熱量を調整
できるから、用途に応じて種々の処理温度に適応したセ
ラミックスヒータを作製できる。
【００１８】以下に、本発明を具体化した好適な実施例
を図面に基づき詳細に説明する。図１は、入力および出
力電極が共に１極の抵抗発熱体回路パターンの平面図で
ある。１は、円板状の絶縁体基板であり、２は、絶縁体
基板１に埋設して形成された抵抗発熱体回路である。３
は、抵抗発熱体回路の形成されていない部分を示す。
を図面に基づき詳細に説明する。図１は、入力および出
力電極が共に１極の抵抗発熱体回路パターンの平面図で
ある。１は、円板状の絶縁体基板であり、２は、絶縁体
基板１に埋設して形成された抵抗発熱体回路である。３
は、抵抗発熱体回路の形成されていない部分を示す。
【００１９】絶縁体基板１の略中心部に入力電極４およ
び出力電極５が設けられ、絶縁体基板１に埋設し、入力
電極４を含む部位から絶縁体基板１の外周部に向けて、
螺旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成
され、抵抗発熱体回路の最外周部においてリング状をな
し、更に抵抗発熱体回路の最外周部から中心部に向け螺
旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２の回路
が、出力電極５を含む部位に形成されている。図１は、
２つの螺旋を組み合せた回路パターンであり、各部にお
ける電流密度を回路幅Ｂ、もしくは回路間隔Ｔによって
任意に調整できる。
び出力電極５が設けられ、絶縁体基板１に埋設し、入力
電極４を含む部位から絶縁体基板１の外周部に向けて、
螺旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成
され、抵抗発熱体回路の最外周部においてリング状をな
し、更に抵抗発熱体回路の最外周部から中心部に向け螺
旋状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２の回路
が、出力電極５を含む部位に形成されている。図１は、
２つの螺旋を組み合せた回路パターンであり、各部にお
ける電流密度を回路幅Ｂ、もしくは回路間隔Ｔによって
任意に調整できる。
【００２０】図２は、入力電極が１極、出力電極が２極
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部の２極の出力電極
５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成さ
れている。この回路パターンの場合は、抵抗発熱体回路
の最外周部での合流が急激であるため、使用温度によっ
ては外周部の温度バラツキが大きくなる場合もある。
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部の２極の出力電極
５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成さ
れている。この回路パターンの場合は、抵抗発熱体回路
の最外周部での合流が急激であるため、使用温度によっ
ては外周部の温度バラツキが大きくなる場合もある。
【００２１】図３は、入力電極が１極、出力電極が２極
であって、抵抗発熱体回路の最外周部で合流するリング
状の部分に抵抗値の調整機能を付加した抵抗発熱体回路
パターンの平面図である。これは、図２のパターンで外
周部の温度バラツキが大きくなることを防ぐために、外
周部の抵抗発熱体回路を分岐させ、発熱量を調整できる
ようにしたものである。絶縁体基板１に埋設して、中心
部の１極の入力電極４から外周部に向けて螺旋状の抵抗
発熱体回路２が形成され、抵抗発熱体回路の最外周部で
リング状に合流している。合流部の回路幅ｂは、電流を
分散させて温度分布を均一にするため特定の値になるよ
う調整される。そして合流部から中心部の２極の出力電
極５に向けて交互に螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成さ
れている。
であって、抵抗発熱体回路の最外周部で合流するリング
状の部分に抵抗値の調整機能を付加した抵抗発熱体回路
パターンの平面図である。これは、図２のパターンで外
周部の温度バラツキが大きくなることを防ぐために、外
周部の抵抗発熱体回路を分岐させ、発熱量を調整できる
ようにしたものである。絶縁体基板１に埋設して、中心
部の１極の入力電極４から外周部に向けて螺旋状の抵抗
発熱体回路２が形成され、抵抗発熱体回路の最外周部で
リング状に合流している。合流部の回路幅ｂは、電流を
分散させて温度分布を均一にするため特定の値になるよ
う調整される。そして合流部から中心部の２極の出力電
極５に向けて交互に螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成さ
れている。
【００２２】図４は、入力電極が１極、出力電極が３極
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部の３極の出力電極
５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が交互に
形成されている。図４においては、抵抗発熱体回路の最
外周部での分岐、合流個所が６箇所存在するから、図１
〜３に示した形態に比べて抵抗発熱体回路の最外周部で
の発熱量のバラツキが小さくなり、均熱性の向上がはか
れる。
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から中心部の３極の出力電極
５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が交互に
形成されている。図４においては、抵抗発熱体回路の最
外周部での分岐、合流個所が６箇所存在するから、図１
〜３に示した形態に比べて抵抗発熱体回路の最外周部で
の発熱量のバラツキが小さくなり、均熱性の向上がはか
れる。
【００２３】図５は、入力電極が１極、出力電極が６極
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から分岐して中心部の６極の
出力電極５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２
が交互に形成されている。図５においては、抵抗発熱体
回路の最外周部での分岐、合流個所が１２ヶ所存在する
から、他の形態に比べて抵抗発熱体回路の最外周部での
発熱量のバラツキはさらに小さくなり、均熱性の向上が
さらにはかれる。
の抵抗発熱体回路パターンの平面図である。絶縁体基板
１に埋設して、中心部の１極の入力電極４から外周部に
向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部でリング状に合流し、さらに
抵抗発熱体回路の最外周部から分岐して中心部の６極の
出力電極５に向けて擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路２
が交互に形成されている。図５においては、抵抗発熱体
回路の最外周部での分岐、合流個所が１２ヶ所存在する
から、他の形態に比べて抵抗発熱体回路の最外周部での
発熱量のバラツキはさらに小さくなり、均熱性の向上が
さらにはかれる。
【００２４】半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置
に、図１乃至図５の特徴を有する抵抗発熱体回路が形成
された絶縁体基板を用いれば、絶縁体基板上に載置され
る大径の被処理物の温度を精度よく加熱することができ
る。図６に、半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置
の断面構造の概要図を示す。
に、図１乃至図５の特徴を有する抵抗発熱体回路が形成
された絶縁体基板を用いれば、絶縁体基板上に載置され
る大径の被処理物の温度を精度よく加熱することができ
る。図６に、半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置
の断面構造の概要図を示す。
【００２５】図６において、半導体ウェハーまたは液晶
用基板処理装置５０の真空チャンバー５２の内部には、
本発明の円板状のセラミックスヒータ５３が設置され
る。セラミックスヒータ５３は、絶縁体基板１に抵抗発
熱体回路２を埋設して積層し、さらに必要に応じて電極
５４も積層し、被処理物５５（例えば半導体ウエハ）を
吸着保持する。セラミックスヒータ５３は、円筒架台５
６の上に固定され内部の中空部内に、抵抗発熱体回路２
や電極５４に接続する給電部材５７を挿通して真空チャ
ンバー５２内のハロゲン系の腐食性ガスから給電部材５
７を保護する。このように構成した処理装置において、
半導体ウエハまたは液晶用基板を所定の処理温度に加熱
しながら、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング法等によっ
て成膜やエッチング処理を行う。近年のように、半導体
ウエハの大型化が進み、処理温度が高くなるに応じて、
精度よい均熱性を実現するのに本発明は好適である。
用基板処理装置５０の真空チャンバー５２の内部には、
本発明の円板状のセラミックスヒータ５３が設置され
る。セラミックスヒータ５３は、絶縁体基板１に抵抗発
熱体回路２を埋設して積層し、さらに必要に応じて電極
５４も積層し、被処理物５５（例えば半導体ウエハ）を
吸着保持する。セラミックスヒータ５３は、円筒架台５
６の上に固定され内部の中空部内に、抵抗発熱体回路２
や電極５４に接続する給電部材５７を挿通して真空チャ
ンバー５２内のハロゲン系の腐食性ガスから給電部材５
７を保護する。このように構成した処理装置において、
半導体ウエハまたは液晶用基板を所定の処理温度に加熱
しながら、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング法等によっ
て成膜やエッチング処理を行う。近年のように、半導体
ウエハの大型化が進み、処理温度が高くなるに応じて、
精度よい均熱性を実現するのに本発明は好適である。
【００２６】次に、セラミックスヒータの具体的な製作
方法について説明する。まず原料となるセラミックス粉
末にバインダーや溶剤を加え、必要に応じて焼結助剤を
加え、ボールミルや超音波等の手法によって十分に混合
し、スラリーを作製する。次に成形方法であるが、でき
上がったスラリーをドクターブレード法等の手法により
グリーンシートを作製する。または、スラリーからスプ
レードライなどの手法により溶剤成分を除去し、顆粒を
作製し、この顆粒を用いてプレス成形するなどの手法を
選択することが出来る。
方法について説明する。まず原料となるセラミックス粉
末にバインダーや溶剤を加え、必要に応じて焼結助剤を
加え、ボールミルや超音波等の手法によって十分に混合
し、スラリーを作製する。次に成形方法であるが、でき
上がったスラリーをドクターブレード法等の手法により
グリーンシートを作製する。または、スラリーからスプ
レードライなどの手法により溶剤成分を除去し、顆粒を
作製し、この顆粒を用いてプレス成形するなどの手法を
選択することが出来る。
【００２７】次にでき上がった成形体に関して、高融点
金属等のペーストを用いて、スクリーン印刷により所定
の抵抗発熱体回路を形成する。このとき、回路パターン
上に絶縁保護膜として成形体を積層する、あるいは成形
体と組成が同一または比較的近いスラリー及びまたはペ
ーストをスクリーン印刷などの手法で塗布してもよい。
また静電チャック用電極やその他の用途の電極を上記と
同様スクリーン印刷により形成した成形体を積層するこ
とも可能である。これらを脱脂した後、焼結し、セラミ
ックスヒータを完成する。
金属等のペーストを用いて、スクリーン印刷により所定
の抵抗発熱体回路を形成する。このとき、回路パターン
上に絶縁保護膜として成形体を積層する、あるいは成形
体と組成が同一または比較的近いスラリー及びまたはペ
ーストをスクリーン印刷などの手法で塗布してもよい。
また静電チャック用電極やその他の用途の電極を上記と
同様スクリーン印刷により形成した成形体を積層するこ
とも可能である。これらを脱脂した後、焼結し、セラミ
ックスヒータを完成する。
【００２８】また、作製した成形体を脱脂、焼結した
後、焼結体にスクリーン印刷により抵抗発熱体回路を形
成し、焼き付けることも可能である。このとき、上記と
同様に回路パターン上に絶縁保護膜として成形体と組成
が同一または比較的近いスラリー及びまたはペーストを
スクリーン印刷などの手法で塗布し焼成する。また、絶
縁保護膜としてセラミックス焼結体を接合することも可
能である。また、静電チャック用の電極やその他の用途
用の電極を形成したセラミックス焼結体を接合すること
も可能である。接合方法としては、セラミックスと組成
が同一または比較的近いスラリーを塗布した後、その上
にセラミックス焼結体を設置し、焼成することで接合で
きる。さらに、このとき接合部に圧力をかけることで接
合強度を向上させることも可能である。以上のように、
製作方法に関しては上記手法に限定されるものでなく公
知の手法を選択できる。
後、焼結体にスクリーン印刷により抵抗発熱体回路を形
成し、焼き付けることも可能である。このとき、上記と
同様に回路パターン上に絶縁保護膜として成形体と組成
が同一または比較的近いスラリー及びまたはペーストを
スクリーン印刷などの手法で塗布し焼成する。また、絶
縁保護膜としてセラミックス焼結体を接合することも可
能である。また、静電チャック用の電極やその他の用途
用の電極を形成したセラミックス焼結体を接合すること
も可能である。接合方法としては、セラミックスと組成
が同一または比較的近いスラリーを塗布した後、その上
にセラミックス焼結体を設置し、焼成することで接合で
きる。さらに、このとき接合部に圧力をかけることで接
合強度を向上させることも可能である。以上のように、
製作方法に関しては上記手法に限定されるものでなく公
知の手法を選択できる。
【００２９】また本発明に用いられるセラミックスとし
ては、特に制約はなく、窒化アルミニウム、酸化アルミ
ニウム（アルミナ）、窒化珪素、炭化珪素等が用いられ
る。均熱性が求められる場合は、窒化アルミニウムや炭
化珪素等を用いるのが好ましい。これ等のセラミックス
は熱伝導率が比較的高いので、抵抗発熱体回路で発生し
た熱が絶縁基板体の内部に広がり易く、温度分布を均一
に保つには有効である。なかでも窒化アルミニウムは、
半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置に用いられる
腐食性ガスやプラズマに対する耐食性に優れ特に好まし
い。
ては、特に制約はなく、窒化アルミニウム、酸化アルミ
ニウム（アルミナ）、窒化珪素、炭化珪素等が用いられ
る。均熱性が求められる場合は、窒化アルミニウムや炭
化珪素等を用いるのが好ましい。これ等のセラミックス
は熱伝導率が比較的高いので、抵抗発熱体回路で発生し
た熱が絶縁基板体の内部に広がり易く、温度分布を均一
に保つには有効である。なかでも窒化アルミニウムは、
半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置に用いられる
腐食性ガスやプラズマに対する耐食性に優れ特に好まし
い。
【００３０】
【実施例】本発明と図８に示す従来技術の抵抗発熱体回
路パターンの均熱精度を比較するため、表２に示す試料
を準備した。絶縁体基板のセラミックスとして、窒化ア
ルミニウム、窒化珪素、アルミナ、炭化珪素の４種類の
原料粉末を用意し、これにバインダー、溶剤、さらに必
要に応じて焼結助剤を添加し、ボールミルによって混合
し、スラリーを作製した。その後、ドクターブレード法
によりグリーンシートに成形して、タングステンペース
トを用いてスクリーン印刷法により抵抗発熱体回路を形
成した。
路パターンの均熱精度を比較するため、表２に示す試料
を準備した。絶縁体基板のセラミックスとして、窒化ア
ルミニウム、窒化珪素、アルミナ、炭化珪素の４種類の
原料粉末を用意し、これにバインダー、溶剤、さらに必
要に応じて焼結助剤を添加し、ボールミルによって混合
し、スラリーを作製した。その後、ドクターブレード法
によりグリーンシートに成形して、タングステンペース
トを用いてスクリーン印刷法により抵抗発熱体回路を形
成した。
【００３１】抵抗発熱体回路パターンは、図１〜５及び
図８である。これら抵抗発熱体回路パターンにおける、
抵抗発熱体回路幅Ｂと隣接抵抗発熱体回路間隔Ｔを表１
に示す。
図８である。これら抵抗発熱体回路パターンにおける、
抵抗発熱体回路幅Ｂと隣接抵抗発熱体回路間隔Ｔを表１
に示す。
【表１】
【００３２】そして、抵抗発熱体回路パターンがスクリ
ーン印刷されたグリーンシートに絶縁保護膜として他の
グリーンシートを積層し、窒素雰囲気中で脱脂、焼結
し、１２インチ相当の半導体ウェハが加熱できる直径３
２０ｍｍの円形に仕上げ、セラミックスヒータを作製し
た。これら各試料を、図６に示す真空チャンバー内に設
置し、５５０℃まで昇温させて、赤外線放射温度計によ
りセラミックスヒータのウェハ載置面の温度バラツキを
測定した結果を表２に示す。
ーン印刷されたグリーンシートに絶縁保護膜として他の
グリーンシートを積層し、窒素雰囲気中で脱脂、焼結
し、１２インチ相当の半導体ウェハが加熱できる直径３
２０ｍｍの円形に仕上げ、セラミックスヒータを作製し
た。これら各試料を、図６に示す真空チャンバー内に設
置し、５５０℃まで昇温させて、赤外線放射温度計によ
りセラミックスヒータのウェハ載置面の温度バラツキを
測定した結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２の結果を考察すると、いずれの実施例
も、セラミックスヒータの載置面上の温度バラツキは、
±１．５％以内であるが、セラミックスの材質と回路パ
ターンの組合せによっては、当初設定した目標値である
±１％に未達の場合もある。また、さらに処理温度が高
温になると、均熱精度は低下する傾向にあるから、温度
バラツキを±１％以下にするためには、好適な抵抗発熱
体回路パターンは、図１よりも図２、図２よりも図３
と、より分散された回路パターンを選択すればよい。ま
た、セラミックス材質も窒化アルミニウムや炭化珪素な
ど熱伝導率の高い材料を選択するのが好ましい。
も、セラミックスヒータの載置面上の温度バラツキは、
±１．５％以内であるが、セラミックスの材質と回路パ
ターンの組合せによっては、当初設定した目標値である
±１％に未達の場合もある。また、さらに処理温度が高
温になると、均熱精度は低下する傾向にあるから、温度
バラツキを±１％以下にするためには、好適な抵抗発熱
体回路パターンは、図１よりも図２、図２よりも図３
と、より分散された回路パターンを選択すればよい。ま
た、セラミックス材質も窒化アルミニウムや炭化珪素な
ど熱伝導率の高い材料を選択するのが好ましい。
【００３５】さらに、表２のセラミックスヒータを半導
体または液晶基板装置のサセプタ内に設置し、被処理物
にＣＶＤ法により成膜処理を実施した。その結果、比較
例１〜４に比較し、本発明のセラミックスヒータによる
成膜は均一で良好な膜形成が達成できた。
体または液晶基板装置のサセプタ内に設置し、被処理物
にＣＶＤ法により成膜処理を実施した。その結果、比較
例１〜４に比較し、本発明のセラミックスヒータによる
成膜は均一で良好な膜形成が達成できた。
【００３６】
【発明の効果】本発明の発熱回路パターンを用いれば、
大型の半導体ウエハや液晶用基板であっても、高い処理
温度下においても安定した精度のよい均熱加熱が可能と
なった。また、前記の特徴を有するセラミックスヒータ
を半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置に用いるこ
とによって、半導体ウエハや液晶用基板上にＣＶＤ、Ｐ
ＶＤ、スパッタリング法等によって成膜処理やエッチン
グ処理を安定して精度よく行うことができる。
大型の半導体ウエハや液晶用基板であっても、高い処理
温度下においても安定した精度のよい均熱加熱が可能と
なった。また、前記の特徴を有するセラミックスヒータ
を半導体ウェハーまたは液晶用基板処理装置に用いるこ
とによって、半導体ウエハや液晶用基板上にＣＶＤ、Ｐ
ＶＤ、スパッタリング法等によって成膜処理やエッチン
グ処理を安定して精度よく行うことができる。
【図１】入力および出力電極が共に１極の抵抗発熱体回
路パターンの平面図である。
路パターンの平面図である。
【図２】入力電極が１極、出力電極が２極の抵抗発熱体
回路パターンの平面図である。
回路パターンの平面図である。
【図３】入力電極が１極、出力電極が２極であって、抵
抗発熱体回路の最外周部で合流するリング状の部分に抵
抗値の調整機能を付加した抵抗発熱体回路パターンの平
面図である。
抗発熱体回路の最外周部で合流するリング状の部分に抵
抗値の調整機能を付加した抵抗発熱体回路パターンの平
面図である。
【図４】入力電極が１極、出力電極が３極の抵抗発熱体
回路パターンの平面図である。
回路パターンの平面図である。
【図５】入力電極が１極、出力電極が６極の抵抗発熱体
回路パターンの平面図である。
回路パターンの平面図である。
【図６】半導体または液晶基板処理装置の断面構造の概
要図である。
要図である。
【図７】従来の静電チャック機能を有するセラミックス
ヒータの断面図である。
ヒータの断面図である。
【図８】従来の抵抗発熱体回路パターンの平面図であ
る。
る。
１ 絶縁体基板
２ 抵抗発熱体回路
３ 抵抗発熱体回路パターンの間隔
４ 入力電極
５ 出力電極
５３ セラミックスヒータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 仲田 博彦
兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友
電気工業株式会社伊丹製作所内
(72)発明者 柊平 啓
兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友
電気工業株式会社伊丹製作所内
Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA08 AA10 AA16 AA21
AA22 AA34 AA37 BA06 BA14
BB06 BB14 BC04 BC17 BC21
BC29 CA32 HA01 HA10 JA01
JA10
3K092 PP20 QA05 QB02 QB18 QB20
QB26 QB31 QB43 QB62 QB70
QB74 QB75 QB76 QC38 RF03
RF11 RF17 RF19 RF26 RF27
UB02 VV22
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁体基板の略中心部に入力および出力
電極を設け、前記絶縁体基板に埋設して、前記入力電極
を含む部位から前記絶縁体基板の外周部に向けて、螺旋
状または擬似的な螺旋状の抵抗発熱体回路が形成され、
抵抗発熱体回路の最外周部においてリング状をなし、更
に抵抗発熱体回路の最外周部から中心部に向けて螺旋状
または擬似的な螺旋状の前記抵抗発熱体回路が出力電極
を含む部位に形成されていることを特徴とする抵抗発熱
体回路パターン。 - 【請求項２】 前記入力または／および出力電極が複数
設けられていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗
発熱体回路パターン。 - 【請求項３】 前記入力電極を含む部位から前記絶縁体
基板の外周部に向けて形成される抵抗発熱体回路と、抵
抗発熱体回路の最外周部から出力電極を含む部位に向け
て形成される前記抵抗発熱体回路とが交互に形成されて
いることを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗発
熱体回路パターン。 - 【請求項４】 請求項１乃至３の特徴を有する回路パタ
ーンが形成されていることを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085021A JP3582518B2 (ja) | 2001-04-18 | 2002-03-26 | 抵抗発熱体回路パターンとそれを用いた基板処理装置 |
| US10/119,778 US6664515B2 (en) | 2001-04-18 | 2002-04-11 | Circuit pattern of resistance heating elements and substrate-treating apparatus incorporating the pattern |
| CA002381597A CA2381597C (en) | 2001-04-18 | 2002-04-12 | Circuit pattern of resistance heating elements and substrate-treating apparatus incorporating the pattern |
| TW091107618A TW541640B (en) | 2001-04-18 | 2002-04-15 | Circuit pattern of resistance heating elements and substrate-treating apparatus incorporating the pattern |
| KR1020020020917A KR100879848B1 (ko) | 2001-04-18 | 2002-04-17 | 저항 발열체의 회로 패턴 및 그 패턴을 포함한 기판 처리장치 |
| EP02252761A EP1251719B1 (en) | 2001-04-18 | 2002-04-18 | Circuit pattern of resistance heating elements and substrate-treating apparatus incorporating the pattern |
| DE60227214T DE60227214D1 (de) | 2001-04-18 | 2002-04-18 | Leitungsmuster von elekrischen Heizelementen und Muster enthaltende Substratbehandlungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119566 | 2001-04-18 | ||
| JP2001-119566 | 2001-04-18 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017224A true JP2003017224A (ja) | 2003-01-17 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6664515B2 (ja) |
| EP (1) | EP1251719B1 (ja) |
| JP (1) | JP3582518B2 (ja) |
| KR (1) | KR100879848B1 (ja) |
| CA (1) | CA2381597C (ja) |
| DE (1) | DE60227214D1 (ja) |
| TW (1) | TW541640B (ja) |
Cited By (5)
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