JP2003123943A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力を供給することによって発熱し、被加熱物
を加熱する加熱面を備えている加熱装置において、加熱
装置を所定の装置に設置した後の加熱面の温度分布を、
低コストで容易に低減できるようにする。 【解決手段】加熱装置２５は、電力を供給することによ
って発熱し、被加熱物を加熱する加熱面４ａを備えてい
る主加熱素子３、電力を供給することによって発熱する
複数の補助加熱素子５Ａ−５Ｄ、主加熱素子３に電力を
供給するための主電源１、補助加熱素子に電力を供給す
るための補助電源２、および主加熱素子と補助加熱素子
とに対する電力供給量をそれぞれ独立して制御する電源
制御装置２を備えている。主加熱素子３に対して複数の
補助加熱素子５Ａ−５Ｄが積層されている。電源制御装
置２によって加熱面４ａの温度分布に応じて複数の各補
助加熱素子５Ａ−５Ｄへの電力供給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加熱装置に関するも
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。セラミッ
クスヒーターとしては、いわゆる２ゾーンヒーターと呼
ばれる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、高融点金属からなる内周側
抵抗発熱体と外周側抵抗発熱体とを埋設し、これらの抵
抗発熱体にそれぞれ別個の電流導入端子を接続し、各抵
抗発熱体にそれぞれ独立して電圧を印加することによ
り、内周抵抗発熱体および外周側抵抗発熱体を独立に制
御する。

【０００３】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、高融点
金属などからなる複数の回路パターンによって構成して
いる。そして、一つの回路パターンの折れ目や折り返し
部などに、他の回路パターンを重ね合わせている。

【０００４】例えば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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えばセラミックスヒ
ーターを製造した後に、内部の抵抗発熱体に対して電力
を供給し、目標温度まで昇温したときに、目標の均熱性
が得られたものとする。しかし、このセラミックスヒー
ターを、実際のチャンバーに取り付けると、加熱面の温
度分布が変化する。これは、セラミックスヒーターをチ
ャンバーに取り付けるための器具との接触面の面積、接
触面の形状、器具の熱容量、チャンバーの形状および熱
容量、チャンバー内面の熱反射および熱吸収、チャンバ
ー内外の気体の気圧と流れといった多数の複雑な要因に
よって左右される。

【０００６】こうした理由から、セラミックスヒーター
をチャンバーに取り付ける前に加熱面の均熱性が得られ
ていた場合でも、セラミックスヒーターをチャンバーに
取り付けた後には、目標の均熱性が得られないことが多
い。従って、セラミックスヒーターをチャンバーに取り
付けた後に、抵抗発熱体に対する電力を微調整すること
によって、加熱面の温度分布が小さくなるように調節す
る必要がある。

【０００７】しかし、このような調節は実際には困難で
あった。なぜなら、抵抗発熱体に対する電力供給量を増
加、減少させると、その抵抗発熱体の全体の発熱量が変
化するだけであって、必ずしもセラミックスヒーター設
置後の加熱面の温度分布が小さくなるわけではなく、か
えって大きくなることもあるからである。また、前述し
たいわゆる２ゾーンヒーターは、加熱面の外周部分の平
均温度や内周部分の平均温度を変化させるのには有効で
ある。しかし、セラミックスヒーターの設置後には、加
熱面の一部のみにコールドスポットやホットスポットが
発生することが多く、このため有効に対応できない。

【０００８】また、セラミックスヒーターを多数のゾー
ンに分割し、各ゾーンに対応してそれぞれ別個に抵抗発
熱体を埋設することも考えられる。この場合には、コー
ルドスポットがあるゾーンに対応する抵抗発熱体への電
力供給量を増大させることによって、コールドスポット
を消去することが可能なように見える。

【０００９】しかし、本発明者が検討を進めると、実際
にはこのような制御は困難であることが判明してきた。
なぜなら、加熱面の各部分の温度は、その部分の直下の
抵抗発熱体の発熱量だけでなく、他のゾーンの抵抗発熱
体の発熱の影響も受けている。つまり、加熱面の温度分
布は、各抵抗発熱体からの発熱量だけでなく、セラミッ
クス基板の形状、寸法、熱容量、および基板の周辺の温
度、気圧、気体の流れなどの多数の変数の相互作用によ
って決まっている。コールドスポットが存在するゾーン
に対応する抵抗発熱体への電力供給量を増大させること
によって、そのコールドスポットを消去することは可能
である。しかし、この場合には、コールドスポット下の
抵抗発熱体からの熱量が、隣接するゾーンへと伝達さ
れ、加熱面の温度分布のバランスを変えてしまい、ホッ
トスポットが生成することがあり、また加熱面の平均温
度を上昇させてしまう。加熱面の平均温度が上昇する
と、これを低下させるために他のゾーンに対応する抵抗
発熱体への電力供給量を低減する必要があるが、この場
合には別のコールドスポットが生成する原因となる。従
って、一つのコールドスポットを消去しても、加熱面の
最高温度と最低温度との差は、かえって広がってしまう
ことが多い。

【００１０】本発明の課題は、電力を供給することによ
って発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備えている加
熱装置において、加熱装置を所定の装置に設置した後の
加熱面の温度分布を、低コストで容易に低減できるよう
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、電力を供給す
ることによって発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備
えている主加熱素子、電力を供給することによって発熱
する補助加熱素子、主加熱素子に電力を供給するための
主電源、補助加熱素子に電力を供給するための補助電
源、および主加熱素子と補助加熱素子とに対する電力供
給量をそれぞれ独立して制御する電源制御装置を備えて
いる加熱装置であって、主電源から主加熱素子に供給さ
れる電力の制御幅に対し、補助電源から補助加熱素子に
供給される電力の制御幅が小さくなるように、電源制御
装置によって補助加熱素子への電力供給量を制御し、加
熱面の温度分布を制御することを特徴とする、加熱装置
に係るものである。

【００１２】本発明者は、主加熱素子へと主電源から電
力を供給することによって、加熱面の平均温度をほぼ目
標値に保持する。これとは別に、加熱装置を所定個所に
設置した後の加熱面の温度分布の微調整を目的として補
助加熱素子を設置し、電源制御装置によって補助加熱素
子への電力供給量を制御することを想到した。これによ
って、例えば加熱面にコールドスポットが発生した場合
には、そのコールドスポットに対応する補助加熱素子へ
の電力供給量を増加させ、コールドスポットを消去す
る。

【００１３】ここで重要なことは、加熱装置設置後の加
熱面の微調整という機能を、主加熱素子とは別の補助加
熱素子に担持させ、主加熱素子とは切り離したことであ
る。かりに、コールドスポットを主加熱素子への電力供
給量の増大によって消去しようとすると、前述したよう
に、他のゾーンへの影響が大きく、結果として加熱面の
温度分布を充分に縮小させることは困難である。これ
は、各主加熱素子が、対応ゾーンの温度をほぼ平均温度
に維持する機能を有しており、このため比較的に大電力
で動作しているからである。

【００１４】これに対して、主加熱素子に対して補助加
熱素子を設置し、各補助加熱素子への電力供給量をそれ
ぞれ独立して制御する場合には、主加熱素子がそのゾー
ンにおいて加熱面の温度をほぼ目標温度に維持する機能
を担い、補助加熱素子がそのゾーンの温度の微調整を担
う。このように機能が分離されているので、補助加熱素
子への電力供給量は、主加熱素子への電力供給量に比べ
て非常に小さく、補助加熱素子への電力供給による他の
ゾーンへの熱的影響は最小限とできる。従って、比較的
に低コストで、容易に加熱面の温度分布の微調整が可能
になった。

【００１５】主電源から主加熱素子に供給される電力の
制御幅に対し、補助電源から補助加熱素子に供給される
電力の制御幅が小さくなるように制御するとは、以下の
趣旨である。主電源から主加熱素子に供給される電力の
制御幅とは、この電力の制御可能な上限と下限との差の
ことである。この制御幅は、出力指示幅と定格最大電力
との積である。定格最大電力のときの出力指示幅を１０
０％とし、出力０のときの出力指示幅を０％とする。そ
して、実際の加熱装置において制御可能な出力指示幅を
百分率比によって表す。例えば、最大定格電力を５ｋＷ
とし、出力指示幅を０〜１００％とすると、電力制御幅
は０〜５ｋＷである。補助電源から補助加熱素子に供給
される電力の制御幅も同じ意味である。例えば、補助電
源の最大定格電力を２０Ｗとし、出力指示幅を０〜１０
０％とすると、電力制御幅は０〜２０Ｗである。このよ
うに、補助電源の制御幅は、主電源における電力の制御
幅に比べて充分に小さい。このような制御幅の小さい補
助電源による制御を、制御幅の大きい主電源による温度
制御に組み合わせることによって、精度の高い制御が可
能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】主加熱素子、補助加熱素子の各形
態は、本発明の目的を達成することができれば、限定さ
れないが、以下の形態を例示できる。 （Ａ）主加熱素子と補助加熱素子とが別体である場合。 （Ｂ）加熱装置が一体物である場合。

【００１７】（Ａ）の場合には、主加熱素子、補助加熱
素子の各形態は特に限定されない。

【００１８】具体的には、主加熱素子は以下の形態が好
ましい。 （Ａ１）絶縁体からなる基板の内部に抵抗発熱体を埋設
して得られたヒーター。 （Ａ２）絶縁体からなる基板の表面に発熱体を付着させ
て得られたヒーター。 （Ａ３）抵抗発熱体からなる基板をヒーターとして使用
する。この基板に電力を供給することにより、基板それ
自体が発熱する。

【００１９】（Ａ）の場合には、補助加熱素子は、以下
の形態が好ましい。 （Ａ１）絶縁体からなる基板の内部に抵抗発熱体を埋設
して得られたヒーター。 （Ａ２）絶縁体からなる基板の表面に発熱体を付着させ
て得られたヒーター。 （Ａ３）抵抗発熱体からなる基板をヒーターとして使用
する。この基板に電力を供給することにより、基板それ
自体が発熱する。 （Ａ４）絶縁体シートの間に抵抗発熱体を挟んで得られ
たヒーター。

【００２０】（Ｂ）の場合には、主加熱素子と補助加熱
素子とが一体のヒーターをなしている。この場合には、
以下の形態を例示できる。 （Ｂ１）絶縁体からなる基板の内部に、主加熱素子とし
て作用する抵抗発熱体と、補助加熱素子として作用する
抵抗発熱体とを埋設することによって、ヒーターを作製
する。 （Ｂ２）絶縁体からなる基板の内部に、主加熱素子とし
て作用する抵抗発熱体を埋設する。この基板の背面（加
熱面と反対側の主面）上に、補助加熱素子として作用す
る抵抗発熱体を付着させる。

【００２１】Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２において
は、絶縁体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、アルミナ、窒化アルミニウ
ム、窒化珪素、窒化ホウ素（ｐ−ＢＮ）、炭化珪素が特
に好ましい。

【００２２】Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２において
は、抵抗発熱体の形態は特に限定されず、線、箔、網状
物、コイルスプリング状物、平板状物、リボン状物、シ
ート状物であってよい。

【００２３】Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２にお
いては、抵抗発熱体の材質は特に限定されず、金属、導
電性セラミックスであってよい。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、ハフニウムからなる群より選ばれた純金属、ある
いは、タンタル、タングステン、モリブデン、白金、レ
ニウム、ハフニウムからなる群より選ばれた二種以上の
金属の合金が好ましい。基板を窒化アルミニウムから構
成した場合においては、抵抗発熱体の材質はモリブデン
及びモリブデン合金であることが好ましい。また、ニク
ロム線などの公知の抵抗発熱体や、カーボン、ＴｉＮ、
ＴｉＣなどの導電性材料を使用することもできる。

【００２４】Ａ２、Ｂ２の場合には、基板の表面に抵抗
発熱体を印刷法によって形成することができ、あるいは
バルク体である抵抗発熱体を基板の表面に接合できる。
また、基板に対して、線状、リボン状、ストリップ状、
コイル状の抵抗発熱体を巻き付けることができる。

【００２５】Ａ３の場合には、一対の樹脂シートの間に
抵抗発熱体を挟んで固定することができる。このような
樹脂シートの材質は、加熱装置の上限温度に耐える耐熱
性を有していれば良いが、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂
（特に「テフロン（登録商標）」）を例示できる。

【００２６】Ａにおいて、補助加熱素子を主加熱素子に
対して固定する方法は特に限定されないが、以下を例示
できる。 （１）補助加熱素子を主加熱素子に対して機械的に固定
する。 （２）補助加熱素子を主加熱素子に対して接着する。こ
の接着剤は限定されないが、耐熱性樹脂（例えばポリイ
ミド樹脂、フッ素樹脂）が好ましい。

【００２７】好適な実施形態においては、複数の補助加
熱素子を主加熱素子の周縁部上に配置する。これは、加
熱装置をチャンバーに固定する際には、加熱装置を構成
する基板の周縁を固定することが多く、このために加熱
装置の周縁部において熱伝導が多くなり、コールドスポ
ットやホットスポットが生じやすくなる。従って、主加
熱素子の周縁部において加熱面の温度を微調整するため
には、主加熱素子の周縁部上に補助加熱素子を設置する
ことが有利だからである。

【００２８】好適な実施形態においては、複数の補助加
熱素子が、主加熱素子の周縁部上に、主加熱素子の中心
に対して略回転対称の位置に配置されている。ここで、
回転対称とは、補助加熱素子のうちの一つを主加熱素子
の中心に対して所定角度回転させると、隣接する補助加
熱素子の位置と重なることを意味している。この回転角
度が１８０°であると２回対称となり、１２０°となる
と３回対称となり、９０°となると４回対称となる。

【００２９】好適な実施形態においては、主加熱素子
が、セラミックスからなる基板と、この基板の内部に埋
設されている抵抗発熱体とを備えている。本発明は、セ
ラミックスヒーターの加熱面の温度の微調整に対して特
に有用である。

【００３０】好適な実施形態においては、補助加熱素子
が、絶縁体板と、絶縁体板に巻き付けられている発熱体
とを備えている。この絶縁板の材質は、前記したものを
例示できる。

【００３１】好適な実施形態においては、基板および補
助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持手段を備
えている。このような機械的固定手段を使用すること
で、熱応力が補助加熱素子と主加熱素子との界面に加わ
り、セラミックスが破損するのを防止できる。

【００３２】本発明においては、主加熱素子と補助加熱
素子とを積層する。ここで、好適な実施形態において
は、加熱面と補助加熱素子とが互いに略平行である。こ
れにより、加熱装置中における上下方向の熱の伝導が均
一に行われる。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。

【００３３】本発明の加熱装置の用途は特に限定されな
いが、化学的気相成長装置、エッチング装置、ベーキン
グ装置、コータ用のキュアリング装置を例示できる。

【００３４】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形
態を更に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る加熱装置２５を模式的に示すブロック図であり、
主加熱素子３および補助加熱素子４を平面的に見てい
る。図２は、図１の加熱装置を模式的に示すブロック図
であり、主加熱素子３および補助加熱素子４の断面を図
示している。

【００３５】本例では、主加熱素子３は、円板形状の基
板４からなる。この基板の詳細は、種々選択可能なの
で、図示しない。基板４の中に抵抗発熱体を埋設するこ
とができ、基板４の表面に抵抗発熱体を付着させること
ができる。あるいは、基板４それ自体を抵抗発熱体とし
て機能させることができる。４ａは加熱面であり、４ｂ
は背面である。７は、主加熱素子３の周縁部であり、２
２は、主加熱素子３の内周部である。周縁部７は円環形
状をしている。

【００３６】本例では、周縁部７を４つのゾーンに分
け、各ゾーンにそれぞれ補助加熱素子５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄを設置した。各補助加熱素子は、主加熱素子４
の背面４ｂ上に設置されている。４つの補助加熱素子は
円周方向に互いに連続しており、全体として円環形状の
加熱素子を形成している。補助加熱素子は、主加熱素子
４の中心Ｏに対して、４回の回転対称の位置に配置され
ている。即ち、各補助加熱素子を９０°回転させると、
隣接する素子の位置にくる。

【００３７】主加熱素子３の端子は、ケーブル８を通し
て主電源１に対して接続されている。補助加熱素子の端
子は、電源制御装置２に対して接続されている。本例で
は、電源制御装置２は、４つの電源制御部２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄに分かれている。そして、各補助加熱素子５
Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、それぞれ、ケーブル６ａ、６
ｂ、６ｃ、６ｄを通して、各電源制御部２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄに対して接続されている。

【００３８】本例では、主加熱素子３への電力供給量
は、主電源１によって制御する。そして、各補助加熱素
子への各電力供給量は、各電源制御部２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄによって制御する。例えば、加熱装置の設置後
に、周縁部７のうち補助加熱素子５Ａのゾーンにコール
ドスポットが発生した場合には、対応する補助加熱素子
５Ａへの電力供給を開始し、他の補助加熱素子５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄへは電力を供給しない。これによって、僅かな
消費電力でコールドスポットを確実に消去でき、かつ加
熱面の他の部分への影響を最小限とできる。

【００３９】本発明の作用効果を奏する上では、補助加
熱素子への電力供給量（合計値）の主加熱素子への電力
供給量に対する倍率（補助加熱素子への電力供給量（合
計値）／主加熱素子への電力供給量）は、１／１０以下
とすることが好ましく、１／２０以下とすることが更に
好ましく、１／１００以下とすることが最も好ましい。
特に６００℃以上の高温で使用する場合には、主加熱素
子への総電力供給量が急激に大きくなるため、１／１０
０以下にすることが望ましい。

【００４０】補助加熱素子の個数は特に限定されない。
ただし、加熱面のうち一部のみの温度制御を迅速に行う
という観点からは、補助加熱素子の個数が３個以上であ
ることが好ましく、４個以上であることが更に好まし
い。４個以上あることが特に好ましい理由は、以下の通
りである。半導体製造装置のチャンバーには、ウエハー
搬入用のゲートバルブ側とチャンバー内の視認用窓があ
る場合が多く、加熱素子からの放熱バランスが変化しや
すくなる。４個以上の補助加熱素子を設けることによっ
て、ゲートバルブや視認用窓側の領域を加熱したり、逆
にゲートバルブと視認用窓の間の領域を加熱することが
できる。これによって、ウエハー面内の成膜を均一化で
きるように、加熱素子の温度分布を微調整できるからで
ある。

【００４１】ただし、補助加熱素子の個数が多すぎると
かえってコストアップ要因となることから、コスト削減
という観点からは、補助加熱素子の個数を３２個以下と
することが好ましい。各制御装置をＳＳＲ方式とする場
合には、１２個以下とすることが好ましい。更に、各補
助加熱素子を組み合わせて加熱コントロールする場合に
おいては、８個以下としても、良好な温度分布が得られ
る。

【００４２】例えば、補助加熱素子を複数設け、各補助
加熱素子に対して各制御ゾーンを割り当てた場合には、
各制御ゾーンにおける電力を変化させることによって、
全体として良好な温度分布を得ることができる。例え
ば、図３において、基体を８つのゾーン１５Ａ〜１５Ｈ
に分割して制御するものとする。この場合には、特定の
制御ゾーンの電力を変化させた場合には、隣接する制御
ゾーンの温度に影響が出る。従って、ある制御ゾーンに
おいては、隣接する制御ゾーンにおける電力の変動を相
殺するような方向に電力を変化させることが好ましい。
例えば、制御ゾーン１５Ａにおいて補助加熱装置の出力
指示値が１００％であるとすると、隣接する制御ゾーン
１５Ｈにおける補助加熱装置の出力指示値を０％とし、
制御ゾーン１５Ｂにおける出力指示値を４０％とするこ
とができる。更に、ゾーン１５Ａの出力指示値を１００
％とした場合に、隣接するゾーン１５Ｂ、１５Ｈの出力
をそれぞれ０％、１０％とし、ゾーン１５Ｃ、１５Ｇの
出力指示値をそれぞれ４０％、３０％とすることができ
る。ゾーン１５Ａを１００％とすることにより、ゾーン
１５Ｂ、１５Ｈの温度が上がりすぎる場合には、ゾーン
１５Ｃ、１５Ｇの出力を上げることにより、即ち、単に
コールドスポット部を補助加熱するだけでなく、隣接す
る補助ゾーンの出力や、更にこれに隣接する補助ゾーン
の出力までもコントロールすることにより、ヒーターの
面内周方向の温度勾配までコントロールすることができ
るのである。

【００４３】特に好ましくは、主加熱素子が２ゾーンヒ
ーターまたは３ゾーンヒーターであり、補助加熱素子の
個数が４〜８個である。

【００４４】図４、図５は、図１の加熱装置２５を更に
具体化した加熱装置２５Ａに係るものである。図４は、
加熱装置２５Ａのブロック図であるが、主加熱素子３Ａ
および補助加熱素子５Ａ−５Ｄを平面的に図示してい
る。図５は、加熱装置２５Ａのブロック図であるが、主
加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５Ｄの断面を図
示している。

【００４５】本例では、主加熱素子３Ａが、円板形状の
基板４と、基板４中に埋設されている抵抗発熱体１１と
からなる。抵抗発熱体１１は、金属線、金属箔、金属ペ
ースト印刷電極であってよい。基板４の背面４ｂには、
例えば４個の補助加熱素子５Ａ−５Ｄが設置されてい
る。

【００４６】各補助加熱素子は、円弧状に延びる基板９
と、基板９の周囲に巻き付けられた抵抗発熱体１０とか
らなる。基板９は、前述したような絶縁体からなり、特
に好ましくはマイカからなる。抵抗発熱体１０は、基板
９の表面に、例えはらせん状に巻回されており、一種の
コイルを形成している。補助加熱素子５Ａの抵抗発熱体
１０の両端は、ケーブル６ａを通して電源制御部２ａに
接続されており、補助加熱素子５Ｂの抵抗発熱体１０の
両端は、ケーブル６ｂを通して電源制御部２ｂに接続さ
れており、補助加熱素子５Ｃの抵抗発熱体１０の両端
は、ケーブル６ｃを通して電源制御部２ｃに接続されて
おり、補助加熱素子５Ｄの抵抗発熱体１０の両端は、ケ
ーブル６ｄを通して電源制御部２ｄに接続されている。

【００４７】好適な実施形態においては、基板および補
助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持手段を設
ける。図６、図７は、この実施形態に係るものである。
図６は、図４、図５の加熱装置２５Ａを機械的に保持し
て得られた加熱装置１２を概略的に示す断面図である。
図７は、加熱装置１２を、コータ用のキュアリング装置
のチャンバーに取り付けた状態を示す断面図である。

【００４８】図６に示すように、加熱装置１２は、加熱
装置２５を保持部材１３によって保持して得られたもの
である。本例では、補助加熱素子５Ａ−５Ｄの背面側に
リング状の絶縁体シート１４が設置されている。絶縁体
シート１４の材質は限定されないが、耐熱性樹脂からな
ることが、セラミックスの割れを防止するという観点か
ら特に好ましい。こうした耐熱性樹脂としては、ポリイ
ミド樹脂、フッ素樹脂を例示できる。

【００４９】本例の保持部材１３は、上側の保持部１３
ａと、下側の保持部１３ｂとを備えている。保持部１３
ａは基板４の加熱面４ａのエッジを保持している。保持
部１３ｂは、絶縁体シート１４を介して補助加熱素子５
Ａ−５Ｄをその背面側から保持している。このように、
絶縁体シート１４を補助加熱素子と保持部材との間に介
在させた場合には、保持部材１３を金属によって形成す
ることが可能となる。

【００５０】図７に示すように、加熱装置１２をチャン
バー１８に取り付ける。チャンバー１８には開口１８ａ
が設けられており、開口１８ａの回りに台座２０を介し
て保持枠１９が設置されている。保持枠１９上に加熱装
置１２が設置されている。加熱装置１２をチャンバー１
８に設置した状態で、開口１８ａが、加熱装置１２の背
面空間２４に連通しており、各ケーブルは空間２４およ
び開口１８ａを通過し、チャンバー１８の外部に設けら
れた主電源および電源制御装置に接続されている。

【００５１】加熱装置１２の加熱面４ａ上には、コータ
により塗布されたウエハー１７が設置されており、所定
温度に加熱されている。チャンバー１８内の空間１６に
は流体導入孔１５が設置されており、流体導入孔１５か
ら矢印のように流体をウエハー１７の表面に供給し、加
熱装置１２によってウエハー１７を加熱して熱硬化させ
る。これによって、所定の膜特性を得る。膜としては、
レジトス膜の他に、低誘電率（３以下）の層間絶縁膜
（Low-K膜/例えばSilk）や、キャパシタ材(例えばＳＢ
Ｔ)等が挙げられる。

【００５２】本発明において、電源制御装置は、各補助
加熱素子への電力供給量を制御するものであり、この機
能を担う限りは、公知の電源制御装置を転用でき、電源
制御装置の種類は限定されない。前述の例のように、各
補助加熱素子に対応する複数の電源制御部に分かれてい
る必要はない。ここで、各補助加熱素子への電力供給
は、オン−オフ制御することができる。あるいは、各補
助加熱素子への電力供給量を、０と最大値との間で連続
的に制御することができる。

【００５３】

【実施例】以下、具体的な実験結果について述べる。図
６に示すような加熱装置１２を製造し、図７に示すよう
にコータ用キュアリング装置のチャンバーに加熱装置１
２を設置した。

【００５４】主加熱素子３Ａとしてはセラミックスヒー
ターを用いた。このヒーターを構成するセラミックスは
ＡｌＮであり、抵抗発熱体はモリブデン線からなる。ヒ
ーター３Ａの加熱面４ａの直径は320ｍｍであり、ヒー
ター３Ａの厚さは４ｍｍである。基板４中に熱電対を挿
入し、埋設した。

【００５５】補助加熱素子５Ａ−５Ｄの基板９はマイカ
によって形成し、抵抗発熱体１０はニクロム線にした。
保持部材１３はステンレス鋼によって形成した。絶縁体
シート１４はポリイミド樹脂によって形成した。補助加
熱素子の外径は３００ｍｍであり、内径は２２０ｍｍで
あり、厚さは１ｍｍである。

【００５６】こうして得られた加熱装置１２をチャンバ
ー１８に取り付け、主加熱素子３Ａに対して電力を供給
し、熱電対による測定温度が２００℃になるようにし
た。このときの主電源の出力は３４２．６ワットであっ
た。このとき、加熱面４ａの温度分布をＲＴＤウエハー
によって観測し、最高温度と最低温度との差を測定した
ところ、５．２℃であった。全体として加熱面の内周部
の温度が高く、周縁部の温度が低くなっていた。しか
し、加熱面の周縁部の温度は一定ではなく、周縁部の約
１／４ほどは内周部と同程度の高温になっていた。

【００５７】次いで、主電源からの電力供給量を低下さ
せ、周縁部に設置された補助加熱素子に電力を供給し
た。ただし、周縁部のうち高温のゾーンに対応する補助
加熱素子には電力を供給しなかった。そして、熱電対で
の測定温度が２００℃となるようにした。

【００５８】この状態では、主加熱素子に対する電力供
給量は３３４．２ワットであり、補助加熱素子への電力
供給量は合計で８．５ワットであった。そして、この状
態で加熱面の最高温度と最低温度との差を測定したとこ
ろ、１．１℃とすることができた。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力を供給することによって発熱し、被加熱物を加熱す
る加熱面を備えている加熱装置において、加熱装置を所
定の装置に設置した後の加熱面の温度分布を、低コスト
で容易に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る加熱装置２５を模式
的に示すブロック図であり、主加熱素子３および補助加
熱素子５Ａ−５Ｄが平面的に示されている。

【図２】図１の加熱装置２５を模式的に示すブロック図
であり、主加熱素子３および補助加熱素子５Ａ−５Ｄの
断面が示されている。

【図３】制御ゾーンの分割例を示す模式図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る加熱装置２５Ａを
模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３Ａおよび
補助加熱素子５Ａ−５Ｄが平面的に示されている。

【図５】図４の加熱装置２５Ａを模式的に示すブロック
図であり、主加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５
Ｄの断面が示されている。

【図６】図４、図５の加熱装置２５Ａを保持部材１３に
よって固定して得られた加熱装置１２を示す断面図であ
る。

【図７】図６の加熱装置１２をチャンバー１８に取り付
けた状態を概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ 主電源 ２ 電源制御装置 ２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ 電源制御部 ３、３Ａ 主加熱
素子 ４ 主加熱素子の基板 ４ａ 加熱
面 ４ｂ 背面 ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ
補助加熱素子 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、８
電力供給ケーブル ７ 周縁部 ９ 補助加熱素子の基板 １
０ 補助加熱素子の抵抗発熱体 １１ 基板４内
の抵抗発熱体 １２、２５、２５Ａ 加熱装置
１３ 保持部材 １４ 絶縁体シー
ト １５コータ １７ ウエハー
１８ チャンバー ２２ 内周部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 義信 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 海野 豊 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA19 BA06 BA14 BC12 BC16 HA10 JA02 JA10 3K058 AA86 CD01 CD06 CE13 CE23 CE31 3K092 PP20 QA05 RF03 RF22 RF26 VV22

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力を供給することによって発熱し、被加
   熱物を加熱する加熱面を備えている主加熱素子、電力を
   供給することによって発熱する補助加熱素子、前記主加
   熱素子に電力を供給するための主電源、前記補助加熱素
   子に電力を供給するための補助電源、および前記主加熱
   素子と前記補助加熱素子とに対する電力供給量をそれぞ
   れ独立して制御する電源制御装置を備えている加熱装置
   であって、 前記主電源から前記主加熱素子に供給される電力の制御
   幅に対し、前記補助電源から前記補助加熱素子に供給さ
   れる電力の制御幅が小さくなるように、前記電源制御装
   置によって前記補助加熱素子への電力供給量を制御し、
   前記加熱面の温度分布を制御することを特徴とする、加
   熱装置。
2. 【請求項２】複数の前記補助加熱素子を備えていること
   を特徴とする、請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】前記補助加熱素子が、前記主加熱素子の周
   縁部上に積層されていることを特徴とする、請求項１ま
   たは２記載の加熱装置。
4. 【請求項４】前記複数の補助加熱素子が、前記主加熱素
   子の周縁部上に、前記主加熱素子の中心に対して略回転
   対照の位置に配置されていることを特徴とする、請求項
   ３記載の加熱装置。
5. 【請求項５】前記主加熱素子が、セラミックスからなる
   基板と、この基板の内部に埋設されている発熱体とを備
   えてい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加熱装置。
6. 【請求項６】前記補助加熱素子が、絶縁体板と、この絶
   縁体板に巻き付けられている発熱体とを備えていること
   を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に
   記載の加熱装置。
7. 【請求項７】前記基板および前記補助加熱素子を機械的
   に積層状態に保持する保持部材を備えていることを特徴
   とする、請求項４または５記載の加熱装置。
8. 【請求項８】前記補助加熱素子が、セラミックスからな
   る基板と、この基板の内部に埋設されている発熱体とを
   備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
   一つの請求項に記載の加熱装置。
9. 【請求項９】前記主加熱素子と前記補助加熱素子が一体
   化されており、セラミックスからなる基板の内部に埋設
   されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
   一つの請求項に記載の加熱装置。