JP2013182745A - セラミックスヒータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】相互に短絡しないように基体10に埋設されている第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2の存在範囲が、基体10の法線方向について重なっている指定区域が存在するように両発熱抵抗体が配置される。指定区域において第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2のそれぞれのワット密度の分布態様が異なるように構成されている。
【選択図】図1
Description
(構成)
図1に示されている本発明の第1実施形態としてのセラミックスヒータは、略円盤状の基体10と、相互に短絡しないように基体10に埋設されている第1発熱抵抗体R1(一点鎖線参照)及び第2発熱抵抗体R2(二点鎖線参照)とを備えている。セラミックスヒータは、第1発熱抵抗体R1に対して電力を供給するための一対の第1端子T1と、第2発熱抵抗体R2に対して電力を供給するための一対の第2端子T2とをさらに備えている。
高純度の窒化アルミニウム粉末に対して5重量%の酸化イットリウム粉末が添加された原料粉末が、溶媒(IPA)とともにボールミルにより混合された上で乾燥された結果得られた粉末が原料粉末として準備された。所定形状のMo箔(例えば厚さ0.1[mm])が第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2のそれぞれとして準備された。
第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2並びにこれらを間に挟む3つの原料粉末の成形体が重ね合わせられた状態で、まとめてホットプレス焼結されることによりヒータ付き静電チャックが製造されてもよい。
図4(a)には、第1発熱抵抗体R1に対する電力W1及び第2発熱抵抗体R2に対する供給電力W2が同じである場合に、基体10の径方向について形成される温度分布が実線で示されている。第1発熱抵抗体R1により形成される温度勾配が一点鎖線で示され、第2発熱抵抗体R2により形成される温度勾配が二点鎖線で示されている。図4(b)には、第1発熱抵抗体R1に対する電力W1が第2発熱抵抗体R2に対する供給電力W2よりも高く制御された場合に基体10の径方向について形成される温度分布が実線で示されている。図4(c)には、第1発熱抵抗体R1に対する電力W1が第2発熱抵抗体R2に対する供給電力W2よりも低く制御された場合に基体10の径方向について形成される温度分布が実線で示されている。
(構成)
本発明の第2実施形態としてのセラミックスヒータは、本発明の第1実施形態としてのセラミックスヒータとほぼ同様の製造方法により得られ、構成もほぼ同様であるため、共通する構成については説明を省略する。本発明の第2実施形態としてのセラミックスヒータにおいては、図5に示されているように基体10と支持体20との接合区域S0において、最も内側の第1発熱抵抗要素R11及び第2発熱抵抗要素R21が重なるように配置されている。すなわち、当該接合区域S0における第1発熱抵抗体R1と第2発熱抵抗体R2との重なり度が、それとは別の区域におけるそれよりも高くなるように、第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2が配置されている。
当該構成のセラミックスヒータによれば、基体10から支持体20に熱が伝わることによる、両者の接合区域S0の温度低下が抑制されうる。このように、載置面11の温度分布に対する基体から支持体への熱伝達の影響が軽減されることにより、当該温度分布制御のさらなる精度向上が図られる。
基体10、第1発熱抵抗体R1及び第2発熱抵抗体R2等のそれぞれの形状及び配置態様はさまざまに変更されてもよい。例えば、最も外側の第1発熱抵抗要素R15(図1参照)が、一対の第1端子T1間で他の発熱抵抗要素と直列接続されている単一の円弧状(半円弧状)の発熱抵抗要素により構成されていてもよい。これに代えて又は加えて、最も外側の第2発熱抵抗要素R24が、一対の第2端子T2間で他の発熱抵抗要素と直列接続されている単一の円弧状(半円弧状)の発熱抵抗要素により構成されていてもよい。
実施例1のセラミックスヒータとして、図7(a)に示されているように略円盤状の基体10において定義されている円形状の中央領域A1並びにこれを重畳的に囲む径方向に相互に離間している4つの円環状の領域A2〜A5のうち、領域A1、A3及びA5のそれぞれに単一の第1発熱抵抗体R1を構成する一又は複数の第1発熱抵抗要素が配置されている一方、領域A2及びA4のそれぞれに単一の第2発熱抵抗体R2を構成する一又は複数の第2発熱抵抗要素が配置されている構成が採用された。
Claims (10)
- セラミックス焼結体からなり、半導体ウエハが載置される載置面を有する基体と、相互に短絡しないように前記基体に埋設されている第1発熱抵抗体及び第2発熱抵抗体と、を備えているセラミックスヒータであって、
前記載置面の法線方向について前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体の存在範囲が重なっている指定区域が存在するように前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体が配置され、前記指定区域において前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体のそれぞれのワット密度の分布態様が異なるように構成されていることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項1記載のセラミックスヒータにおいて、
前記指定区域における前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体のそれぞれの、前記載置面に対して平行である指定方向へのワット密度の勾配極性が逆であることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項2記載のセラミックスヒータにおいて、
前記載置面の法線方向について前記基体のサイズtを用いて、前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体のそれぞれと前記載置面との間隔が、0.4t以上であることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項2又は3記載のセラミックスヒータにおいて、
前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体のうち、前記載置面の法線方向について前記載置面との間隔が長いほうの発熱抵抗体の前記指定方向についての温度勾配の極性が正であることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項2〜4のうち1つに記載のセラミックスヒータにおいて、
前記第1発熱抵抗体が、前記載置面において基準点を重畳的に囲む相互に離間している複数の第1環状区域のそれぞれに配置されている第1発熱抵抗要素と、隣り合う前記第1環状区域に配置されている前記第1発熱抵抗体同士を接続する第1接続要素とにより構成され、前記第2発熱抵抗体が、前記載置面において前記基準点を重畳的に囲む相互に離間している複数の第2環状区域のそれぞれに配置されている第2発熱抵抗要素と、隣り合う前記第2環状区域に配置されている前記第2発熱抵抗体同士を接続する第2接続要素とにより構成され、
前記第1発熱抵抗要素が、前記基準点から前記載置面の外縁に向かう方向を前記指定方向として、前記基準点から離れている前記第1環状区域に配置されているほどワット密度が高くなるように構成されている一方、前記第2発熱抵抗要素が、前記基準点から離れている前記第2環状区域に配置されているほどワット密度が低くなるように構成されていることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項5記載のセラミックスヒータにおいて、
隣り合う前記第1環状区域の間隙に前記第2環状区域の一部又は全部が重なるように、前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体が配置されていることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項5又は6記載のセラミックスヒータにおいて、
前記第1接続要素のワット密度が前記第1発熱抵抗要素のワット密度よりも低く、かつ、前記第2接続要素のワット密度が前記第2発熱抵抗要素のワット密度よりも低いことを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項5〜7のうちいずれか1つに記載のセラミックスヒータにおいて、
前記第1接続要素及び前記第2接続要素が重ならないように、前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体が配置されていることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項5〜8のうちいずれか1つに記載のセラミックスヒータにおいて、
前記基準点から最も遠くに配置されている前記第1発熱抵抗要素が環状であり、かつ、前記第1発熱抵抗体に電力を供給するための一対の第1端子のそれぞれに一対の前記第1接続要素を介して接続され、これに代えて又は加えて、前記基準点から最も遠くに配置されている前記第2発熱抵抗要素が環状であり、かつ、前記第2発熱抵抗体に電力を供給するための一対の第2端子のそれぞれに一対の前記第2接続要素を介して接続されていることを特徴とするセラミックスヒータ。 - 請求項1〜9のうちいずれか1つに記載のセラミックスヒータにおいて、
前記基体が、前記載置面の反対側において支持体に接合された状態で前記支持体により支持されるように構成され、
前記基体と前記支持体との接合区域における前記第1発熱抵抗体と前記第2発熱抵抗体との重なり度が、当該接合区域とは別の区域における前記第1発熱抵抗体と前記第2発熱抵抗体との重なり度よりも高くなるように、前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体が配置されていることを特徴とするセラミックスヒータ。
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