JP2006049844A - 基板加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セラミックスヒータ10は、ギャップGを介して略板状になるように配置され、基板載置面10aを形成するセラミックス基材20Aとセラミックス基材20Bを含むセラミックス基材群20と、セラミックス基材20Bに埋設された抵抗発熱体30とを備える。
【選択図】図1
Description
第1の実施の形態に係る基板加熱装置は、基材としてセラミックスを使用したセラミックスヒータである。図1(a)に、セラミックスヒータ10の断面図を示す。また、図1(b)に、セラミックス基材群20の平面図を示す。
第2の実施の形態に係る基板加熱装置も、基材としてセラミックスを使用したセラミックスヒータ11である。図2(a)に、セラミックスヒータ11の断面図を、図2(b)には、セラミックス基材群21の平面図をそれぞれ示す。セラミックスヒータ11も、従来一体であった円盤状のセラミックス基材を中央部のセラミックス基材21Aとその外周部のセラミックス基材21Bとに分割し、ギャップGを介して両者を同一面上に配置したセラミックス基材群21を有する。セラミックスヒータ11では、中央部のセラミックス基材21A内にも抵抗発熱体31を埋設させている点と、セラミックス基材群21と管状部材41の間に板状の補助部材70を有している点が第1の実施の形態に係るセラミックスヒータ10と主に異なる。
図3に、第3の実施の形態に係るセラミックスヒータ12の断面図を示す。第3の実施の形態に係る基板加熱装置も、基材としてセラミックス基材を使用したセラミックスヒータ12である。即ち、セラミックスヒータ12でも、セラミックスヒータ11と同様に、従来一体であった円盤状のセラミックス基材を中央部のセラミックス基材22Aとその外周部のセラミックス基材22Bとに分割している。更に、各セラミックス基材22A,22B内に、抵抗発熱体30、31と、静電チャック電極80A、80Bが埋設されている。
セラミックス基材の分割の形態は、中央部とその外周部の2分割に限られない。例えば、基板5の周囲やセラミックスヒータ周囲の温度環境に応じて分割できる。例えば、円盤状のセラミックス基材を周方向に(放射線状に)分割してもよいし、径方向に分割してもよい。また、分割数も限定されない。図4に示すセラミックスヒータ13のように、径方向の2分割と周方向方向の4分割(放射線状に4分割)とを組み合わせて、セラミックス基材を5つの領域に分割し、複数のセラミックス基材23A〜23Eとしてもよい。そして、各セラミックス基材23A〜23Eの間に所定のギャップを設けて配置してもよい。この場合、各セラミックス基材23A〜23Eにそれぞれ独立した端子を有する抵抗加熱体A〜Eを設けてもよい。
図2に示すセラミックスヒータ11を実施例として作製した。具体的には、還元窒化法によって得られた窒化アルミニウム粉末に、5重量%のY2O3を加えたセラミックス混合粉にアクリル系樹脂バインダを添加して混合し、噴霧造粒法により造粒粉を作製した。この造粒粉を金型に充填してプレスし、予備成形体を作製した。予備成形体に、転写型で抵抗発熱体を埋設する位置に溝を形成した。その溝に、図2(b)に示す巻回体に加工した線状のモリブデンの抵抗発熱体30、折り返し加工した線状のモリブデンの抵抗発熱体31を置いた。更に、その上にセラミックス原料粉を充填し、約200kg/cm2でプレスを行い、セラミックス基材21A及びセラミックス基材21Bになる成形体を作製した。これらの成形体をホットプレス焼成炉で焼成した。窒素ゲージ圧を0.5kg/cm2とする雰囲気下で、1860℃で6時間保持して焼成した。
実施例と同様な製造条件を用いて、比較例のセラミックスヒータを作製した。比較例のセラミックスヒータは、セラミックス基材を一体型のものとした。ただし、セラミックス基材は中央部と外周部の2つのゾーンを持ち、それぞれに独立した端子を有する抵抗発熱体を埋設させた。各抵抗発熱体の形状は、実施例の各セラミックス基材21A、21B中に埋設されたものと同様の形状を有するようにした。
実施例及び比較例の各セラミックスヒータ上に基板を載置した。基板中央部の設定温度が300℃、基板外周部の設定温度が340℃となるよう抵抗発熱体の発熱量を調整した。このときのセラミックス基材内の温度を熱電対を用いて測定した。この結果を図8に示す。なお、図8では、補助部材70や管状部材41、抵抗発熱体30,31などの図示を省略している。
10a,11a…基板載置面
20,21,22…セラミックス基材群
20A,20B,21A,21B,22A,22B,23A〜23E…セラミックス基材
30,31…抵抗発熱体
30T1,30T2,31T1,31T2…端子
31…抵抗発熱体
40,41…管状部材
50,51,52…給電線
61,62…熱電対
70,71…補助部材
80A…静電チャック電極
90…シール部材
110,111…温度コントローラ
112…主温度コントローラ
113…従温度コントローラ
120,121,122,123…出力ユニット
130,131…温度制御装置
140…主温度制御装置
141…従温度制御装置
Claims (20)
- ギャップを介して略板状になるように配置され、基板載置面を形成する複数の基材を含む基材群と、
少なくとも1つの前記基材に設けられた抵抗発熱体と
を備えることを特徴とする基板加熱装置。 - 前記基材は、セラミックスを含むことを特徴とする請求項1に記載の基板加熱装置。
- 前記抵抗発熱体は、前記基材に埋設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板加熱装置。
- 前記基材ごとに、端子を持つ抵抗発熱体が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記ギャップの幅は、0.1mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記基材群は、第1基材と、該第1基材の外周囲に配置される環状の第2基材とを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記基材群の前記基板載置面と反対の面に接して配置される、板状の補助部材を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記補助部材は、絶縁性であることを特徴とする請求項7に記載の基板加熱装置。
- 前記抵抗発熱体の端子に接続し、前記基材と前記補助部材の間に配線された給電線を備えることを特徴とする請求項8に記載の基板加熱装置。
- 前記補助部材は、セラミックスを含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の基板加熱装置。
- 前記基材群の前記基板載置面と反対の面の中央部に直接又は間接に接続された管状部材を備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記管状部材は、前記補助部材を介して、前記基材群の前記基板載置面と反対の面の中央部に接続されていることを特徴とする請求項11に記載の基板加熱装置。
- 前記管状部材は、金属又はセラミックスの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の基板加熱装置。
- 前記補助部材と前記管状部材は、セラミックス一体焼結体であることを特徴とする請求項13に記載の基板加熱装置。
- 前記基材中に埋設された、静電チャック電極又は高周波電極の少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記基材は、窒化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項2乃至15のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記抵抗発熱体は、モリブデンまたはタングステンの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記抵抗発熱体の端子に接続し、ニッケルまたはアルミニウムの少なくとも1つを含む給電線を備えることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
- 前記基材ごとの温度測定部と、
前記抵抗発熱体と前記温度測定部に接続し、前記基材ごとに温度を調整する前記基材ごとの温度制御装置と
を備えることを特徴とする請求項4乃至18のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 - 前記基材ごとの温度測定部と、
前記抵抗発熱体と前記温度測定部に接続し、前記基材ごとに温度を調整する前記基材ごとの主温度制装置を少なくとも1つと、
前記主温度制御装置による温度調整を受けない前記基材の温度を、前記主温度制御装置の温度調整条件に応じて調整する従温度制御装置と
を備えることを特徴とする請求項4乃至18のいずれか1項に記載の基板加熱装置。
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