JP2019071351A - Heater unit for wafer heating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハを載せた状態で下面側から加熱するヒータユニットに関する。 The present invention relates to a heater unit that heats from the lower surface side with a semiconductor wafer mounted thereon.
LSIやメモリなどの半導体デバイスを製造する半導体製造装置では、半導体ウエハに対してCVDやスパッタリング等による成膜、レジストの塗布、露光及び現像等のフォトリソグラフィ―、パターニングのためのエッチング等の一連の工程からなる薄膜処理が施される。これらの薄膜処理では、一般に半導体ウエハを所定の温度に加熱した状態で処理を行うため、例えばフォトリソグラフィ―が行われるコータデベロッパ装置では、被処理物の半導体ウエハを載置してその下面から加熱するサセプタとも称するウエハ加熱用ヒータユニットが用いられている。 In a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing semiconductor devices such as LSIs and memories, a series of film formation such as CVD or sputtering on a semiconductor wafer, coating of a resist, photolithography such as exposure and development, etching for patterning, etc. A thin film process consisting of steps is performed. In these thin film processes, since the process is generally performed with the semiconductor wafer heated to a predetermined temperature, for example, in a coater development apparatus in which photolithography is performed, the semiconductor wafer of the object to be processed is placed and heated from its lower surface. A wafer heating heater unit also referred to as a susceptor is used.
上記ウエハ加熱用ヒータユニットは、例えば特許文献1に示されるように、上面に平坦なウエハ載置面を備えたセラミックス製の円板状部材からなるウエハ載置台と、これを下面側から支持する筒状支持体とから構成されており、該ウエハ載置台の内部には電熱コイルやパターニングされた金属薄膜等の発熱回路がウエハ載置面に平行に埋設されている。該発熱回路の両端部にはウエハ載置台の下面側に設けた1対の電極端子が電気的に接続しており、この1対の電極端子及びその引出線を介して外部電源から該発熱回路に給電が行われる。 For example, as disclosed in Patent Document 1, the above-mentioned heater unit for wafer heating supports a wafer mounting table made of a ceramic disk-shaped member having a flat wafer mounting surface on the upper surface, and this from the lower surface side. A heating circuit such as an electric heating coil or a patterned metal thin film is embedded in parallel to the wafer mounting surface in the interior of the wafer mounting table. A pair of electrode terminals provided on the lower surface side of the wafer mounting table is electrically connected to both ends of the heating circuit, and the heating circuit is connected from an external power supply through the pair of electrode terminals and the lead wire thereof. Power is supplied.
上記したウエハ加熱用ヒータユニットでは、製品となる半導体デバイスの品質にばらつきが生じないように、ウエハ載置面での均熱性を高めて半導体ウエハを全面に亘って均一に加熱することが求められている。そのため、該発熱回路の回路パターンを緻密にして温度ムラが生じないようにしたり、ウエハ載置面に画定した複数の加熱ゾーン(マルチゾーン)の各々に対して個別に温度制御を行うべく、当該複数の加熱ゾーンの各々にウエハ載置面に平行に延在する発熱回路を配して個別に給電したりすることが行われている。 In the above-described heater unit for wafer heating, it is required to uniformly heat the semiconductor wafer over the entire surface by enhancing the heat uniformity on the wafer mounting surface so that the quality of the semiconductor device as a product does not vary. ing. Therefore, in order to make the circuit pattern of the heat generating circuit dense and prevent temperature unevenness from occurring or individually perform temperature control for each of a plurality of heating zones (multi-zones) defined on the wafer mounting surface, In each of the plurality of heating zones, a heating circuit extending parallel to the wafer mounting surface is disposed to feed power separately.
上記のようにウエハ載置面に平行な面に複数の発熱回路を延在させることで該ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンを個別に温度制御することが可能になるものの、各加熱ゾーンに配した発熱回路の発熱量を電圧や電流で制御する制御系では、一般に温度検出器として各加熱ゾーンごとに1個の温度センサーが設けられるため、複数の加熱ゾーンの其々の加熱ゾーン内にクールスポットのような特異点が存在していると、これら複数の加熱ゾーンの温度をバランスよく制御するのが困難になり、良好に温度制御できないことがあった。 Although extending the plurality of heating circuits to a plane parallel to the wafer mounting surface as described above makes it possible to individually control the temperature of the plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface, In a control system that controls the amount of heat generation of the heating circuit disposed in each heating zone with voltage or current, one temperature sensor is generally provided for each heating zone as a temperature detector. If a singular point such as a cool spot exists in the heating zone, it may be difficult to control the temperatures of the plurality of heating zones in a well-balanced manner, and temperature control may not be performed well.
従来は上記の温度制御上の問題に起因するウエハ載置面の均熱性への悪影響は無視できる程度に小さかったため問題視されることはほとんどなかったが、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、半導体ウエハが載置されるウエハ載置面の温度はより精密な制御が求められるようになってきている。そのため、これまで問題視されていなかった上記の問題が顕在化しつつある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンをバランスよく温度制御することでウエハ載置面の均熱性を高めることが可能なウエハ加熱用ヒータユニットを提供することを目的とする。 In the past, the adverse effect on the temperature uniformity of the wafer mounting surface caused by the above-mentioned problems with temperature control was negligible because it was negligible, but with the recent miniaturization of semiconductor devices, As for the temperature of the wafer mounting surface on which the semiconductor wafer is mounted, more precise control is required. Therefore, the above-mentioned problem which has not been regarded as a problem is emerging. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the heat uniformity of the wafer mounting surface by controlling the temperature of the plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface in a well-balanced manner. It is an object of the present invention to provide a wafer heating heater unit.
上記目的を達成するため、本発明に係るウエハ加熱用ヒータユニットは、半導体ウエハが載置されるウエハ載置面を備えた円板状のウエハ載置台と、前記ウエハ載置面に平行な面上に延在して前記ウエハ載置台を加熱する複数の発熱回路とを有するウエハ加熱用ヒータユニットであって、前記ウエハ載置台は、前記ウエハ載置面に対して前記半導体ウエハを載置及び離間させる棒状の支持部用の複数の挿通孔が厚み方向に穿設されており、前記複数の発熱回路によって前記ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンは、同心円状に区画されている複数の領域の各々が更に周方向に均等に区分された区分パターンを有しており、前記複数の領域のうち半径方向の境界部に前記複数の挿通孔が配置されているものは、その周方向の分割数が前記複数の挿通孔の数の整数倍であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a wafer heating heater unit according to the present invention comprises a disk-like wafer mounting table having a wafer mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted, and a surface parallel to the wafer mounting surface. A wafer heating heater unit having a plurality of heating circuits extending upward to heat the wafer mounting table, wherein the wafer mounting table mounts the semiconductor wafer on the wafer mounting surface and A plurality of insertion holes for rod-like supporters to be separated are formed in the thickness direction, and a plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface by the plurality of heating circuits are concentrically partitioned. Each of the plurality of regions further has a division pattern equally divided in the circumferential direction, and among the plurality of regions, those in which the plurality of insertion holes are arranged at the boundary portion in the radial direction are The number of divisions in the circumferential direction is before It is characterized by an integer multiple of the number of the plurality of insertion holes.
本発明によれば、ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンをバランスよく温度制御することができるので、該ウエハ載置面の均熱性を高めることが可能になる。 According to the present invention, temperature control of the plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface can be performed in a well-balanced manner, so that it is possible to improve the heat uniformity of the wafer mounting surface.
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。本発明のウエハ加熱用ヒータユニットの実施形態は、半導体ウエハが載置されるウエハ載置面を備えた円板状のウエハ載置台と、前記ウエハ載置面に平行な面上に延在して前記ウエハ載置台を加熱する複数の発熱回路とを有するウエハ加熱用ヒータユニットであって、前記ウエハ載置台は、前記ウエハ載置面に対して前記半導体ウエハを載置及び離間させる棒状の支持部用の複数の挿通孔が厚み方向に穿設されており、前記複数の発熱回路によって前記ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンは、同心円状に区画されている複数の領域の各々が更に周方向に均等に区分された区分パターンを有しており、前記複数の領域のうち半径方向の境界部に前記複数の挿通孔が配置されているものは、その周方向の分割数が前記複数の挿通孔の数の整数倍であることを特徴としている。これにより、ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンをバランスよく温度制御することができるので、該ウエハ載置面の均熱性を高めることが可能になる。 First, embodiments of the present invention will be listed and described. The embodiment of the heater unit for heating a wafer according to the present invention comprises a disk-like wafer mounting table provided with a wafer mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted, and a surface extending parallel to the wafer mounting surface. A wafer heating heater unit having a plurality of heating circuits for heating the wafer mounting table, wherein the wafer mounting table is a rod-like support for mounting and separating the semiconductor wafer with respect to the wafer mounting surface A plurality of insertion holes for a part are bored in the thickness direction, and a plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface by the plurality of heating circuits are concentrically divided. Further, each of the plurality of areas has a division pattern equally divided in the circumferential direction, and among the plurality of areas, the plurality of insertion holes are disposed at the radial boundary portion, the number of divisions in the circumferential direction Is the number of the plurality of insertion holes It is characterized by an integer multiple. As a result, the temperature control of the plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface can be performed in a well-balanced manner, so that it is possible to improve the heat uniformity of the wafer mounting surface.
上記本発明のウエハ加熱用ヒータユニットの実施形態においては、前記複数の同心円状領域は、円形中央部と、前記円形中央部の外周側に位置する環状中間部と、環状周縁部とからなり、前記円形中央部は周方向に3等分されており、前記環状中間部は周方向に6等分されており、前記環状周縁部は周方向に6等分されているのが好ましい。これにより半導体ウエハが載置される載置面の均熱性をより一層高めることができる。また、上記本発明のウエハ加熱用ヒータユニットの実施形態においては、前記複数の加熱ゾーンのうち周方向に隣接する加熱ゾーン同士の間及び/又は半径方向に隣接する加熱ゾーン同士の間に、前記複数の挿通孔が前記周方向に均等な間隔をあけて設けられているのが好ましい。これにより、リフトピン用の挿通孔による載置面の均熱性への悪影響を抑えることができる。 In the embodiment of the heater unit for heating a wafer according to the present invention, the plurality of concentric regions are composed of a circular central portion, an annular intermediate portion positioned on the outer peripheral side of the circular central portion, and an annular peripheral portion. The circular central portion is preferably equally divided into three in the circumferential direction, the annular intermediate portion is equally divided into six in the circumferential direction, and the annular peripheral portion is preferably equally divided into six in the circumferential direction. This makes it possible to further improve the heat uniformity of the mounting surface on which the semiconductor wafer is mounted. Further, in the embodiment of the heater unit for wafer heating of the present invention, the heating zones adjacent in the circumferential direction among the plurality of heating zones and / or between the heating zones adjacent in the radial direction, It is preferable that a plurality of insertion holes be provided at equal intervals in the circumferential direction. Thereby, the bad influence to the thermal uniformity of the mounting surface by the penetration hole for lift pins can be suppressed.
次に、本発明のウエハ加熱用ヒータユニットの一具体例について説明する。図1に示すように、この本発明の一具体例のウエハ加熱用ヒータユニット10は、半導体ウエハWを載置するウエハ載置面11aを上面に備えた円板形状のウエハ載置台11と、このウエハ載置台11とほぼ同等の外径を有する円板形状からなり、該ウエハ載置台11をその下面側から全面に亘って支持する支持板12と、これらウエハ載置台11と支持板12との間に電気的絶縁状態で挟持され、このウエハ載置台11とほぼ同等の外径を有する円形薄膜状の発熱モジュール13とを有している。
Next, a specific example of the wafer heating heater unit of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the wafer heating heater unit 10 according to one specific example of the present invention is a disk-shaped wafer mounting table 11 having a
このウエハ加熱用ヒータユニット10は、支持板12の下面側に設けられた複数の柱状の脚部14によって支持されている。また、ウエハ載置面11aに載置される半導体ウエハWは、後述する支持機構20によってウエハ載置面11a上に載置されたり該ウエハ載置面11aから持ち上げられたりする。そのため、ウエハ加熱用ヒータユニット10には、該支持機構20が有する複数の棒状の支持部(リフトピンとも称する)の挿通用の複数の挿通孔10aが厚み方向に穿設されている。
The wafer heating heater unit 10 is supported by a plurality of
上記のウエハ載置台11は、ウエハ載置面11aの全面に亘って極めて高い温度均一性、すなわち高い均熱性を実現すべく熱伝導率の高い材質からなるのが好ましく、例えば銅やアルミニウムなどの金属がより好ましい。ウエハ載置台11の材質は、炭化珪素、窒化アルミニウム、Si−SiC、Al−SiCなどの剛性(ヤング率)の高いセラミックスやセラミックス複合体でもよく、これによりウエハ載置面11aの平坦性を常時維持することが可能になるうえ、ウエハ載置面11aの反り防止を目的としてウエハ載置台11を分厚くする必要がなくなるので熱容量を小さくでき、よって昇降温速度を速めることが可能になる。
The wafer mounting table 11 is preferably made of a material having a high thermal conductivity so as to achieve extremely high temperature uniformity, that is, high heat uniformity over the entire surface of the
支持板12の材質も、剛性(ヤング率)の高い炭化珪素、窒化アルミニウム、Si−SiC、Al−SiCなどのセラミックスやセラミックス複合体を用いることが好ましい。特に、ウエハ載置台11の材質が金属の場合、後述するように発熱モジュール13を挟んでウエハ載置台11と支持板12とを重ね合わせて機械的に結合することで、ウエハ載置面11aの反りを抑えることができるので、ウエハ載置面11aにおいて高い均熱性と平坦性を兼ね備えたヒータユニット10を実現することができる。
The material of the
これらウエハ載置台11と支持板12とはネジ止めになどによって互いに機械的に結合することが好ましい。特に、ウエハ載置台11と支持板12とが互いに異なる材質からなる場合は、ウエハ載置台11及び支持板12が其々の温度に応じてウエハ載置面11aの方向に自由に熱膨張できるように、例えば支持板12に厚み方向に貫通したネジ孔(図示せず)に下側から雄ネジ(図示せず)を挿通し、ウエハ載置台11の下面側に設けた雌ネジ部(図示せず)に螺合させると共に、該雄ネジの座面とその当接部となる支持板12の下面との間に例えばベアリング(図示せず)を介在させることが好ましい。なお、この場合は発熱モジュール13においても、上記支持板12のネジ孔に対応する位置に上記雌ネジ部の挿通孔が設けられることになる。
It is preferable that the wafer mounting table 11 and the
ここで、上記ネジ止め部は後述の発熱回路の有効径外に配置することが好ましい。このようにすることで、局所的なクールスポットがほとんど生じない温度均一性の高い載置台を実現することができる。また、上記ネジ止め部を発熱回路の有効径内に配置する場合は、複数の加熱ゾーンのうち周方向に隣接する加熱ゾーン同士の間及び/又は半径方向に隣接する加熱ゾーン同士の間に配置し、且つこの配置位置を通るウエハ載置面の半径方向の線分に関して上記区分パターンが線対称となるようにすることが好ましく、これにより上記ネジ止め部による温度均一性の悪化を抑えることができる。上記のネジ止め部は、前述のリフトピン挿通孔と同一の該半径方向の線分上に位置し且つ該線分に関して上記区分パターンが線対称であるのが更に好ましい。上記のように、載置台、発熱ユニット、支持板のいずれか又は全てに干渉する機械部品や電装部品などの特異点が存在する場合は、これら特異点を、発熱回路の有効径外に配置するか、あるいは有効径内の場合は隣接する加熱ゾーンの間であって且つ区分パターンの対称線となる位置に配することで、温度均一性を損なうことなく所望の機能を発揮させることができる。なお、発熱回路の有効径とは、ウエハ載置面11aのうち、後述する発熱回路13aが真下に配されている円形領域の直径である。
Here, the screwing portion is preferably disposed outside the effective diameter of the heating circuit described later. By doing this, it is possible to realize a mounting table with high temperature uniformity in which local cool spots hardly occur. When the screwing portion is disposed within the effective diameter of the heating circuit, the plurality of heating zones are disposed between the heating zones adjacent in the circumferential direction and / or between the heating zones adjacent in the radial direction. It is preferable that the division pattern be axisymmetric with respect to a radial line segment of the wafer mounting surface passing through the arrangement position, thereby suppressing the deterioration in temperature uniformity due to the screwing portion. it can. More preferably, the screwing portion is located on the same radial line segment as the lift pin insertion hole described above, and the division pattern is line symmetrical with respect to the line segment. As described above, when there are singular points such as mechanical parts and electrical parts that interfere with any or all of the mounting table, the heating unit, and the support plate, these singular points are disposed outside the effective diameter of the heating circuit. Alternatively, by arranging the heating zones between the adjacent heating zones within the effective diameter and at the position of the symmetry line of the sectional pattern, the desired function can be exhibited without compromising the temperature uniformity. The effective diameter of the heat generating circuit is the diameter of a circular area of the
上記のウエハ載置台11と支持板12との間に挟持される発熱モジュール13は、上記のウエハ載置面11aに平行な面上に延在する複数の発熱回路13aを有している。これら複数の発熱回路13aは、上記のウエハ載置台11及び支持板12から電気的に絶縁状態となるように絶縁体で覆われており、このような形態の発熱モジュール13は、例えばステンレス箔等の導電性金属箔にエッチングやレーザー加工でパターニング加工を施すことで複数の発熱回路13aを形成した後、これを上下から例えばポリイミドシート等の耐熱性絶縁シートで挟み込むことで作製することができる。
The
あるいは、発熱回路13aの回路パターンのライン幅が細かったり、発熱回路13aに用いる導電性金属箔の厚みが薄かったり等の理由により発熱回路13aを取り扱うのが困難な場合は、パターニング加工前の導電性金属箔と電気絶縁のためのポリイミドシート等の耐熱絶縁シートとを予め重ね合わせて熱圧着し、この熱圧着後に導電性金属箔のみをエッチングなどでパターニング加工することで、ベースとなる全面ポリイミドフィルムとパターン箔(すなわち箔状の発熱回路13a)とを一体化させ、この一体化された箔状の発熱回路13aの上から更にポリイミドフィルムを重ね合わせて熱圧着することで上記の発熱モジュール13を作製してもよい。
Alternatively, when it is difficult to handle the
このように、ウエハ載置面11aに平行に延在する複数の発熱回路13aを発熱モジュール13内に設けることによって、ウエハ載置面11aを複数の加熱ゾーンに区分することができる。これら複数の発熱回路13aによって画定される複数の加熱ゾーンの区分パターンには特に限定はないが、円板形状のウエハ載置台11は一般的に中央部よりも表面積の広い周縁部からの放熱が多いため、定常状態では当該周縁部が局所的に低温になりやすい。一方で、半導体ウエハが載置台に載置されると、一般にウエハ径よりも載置台の外径が大きいため、載置台には中央部が外周部よりも低温の同心円状のセンタークール型の温度分布が生じる。その後、載置台の温度は制御系の働きにより所定の温度まで昇温するが、上記の温度分布の影響を受けるので半導体ウエハの過渡的な温度分布も同心円状のセンタークールとなる。このようなセンタークール型の温度分布を補正するため、加熱ゾーンの区分パターンは半径方向に同心円状に分割することが好ましい。また、ヒータユニット10が搭載される真空チャンバーの壁面にはロードロック等が設けられているためウエハ載置台11の周囲の環境は周方向に均等ではない。そこで図2に示すように、ウエハ載置面11aを同心円状に分割したうえで更に周方向に均等に分割した区分パターンが好ましい。
As described above, by providing the plurality of
すなわち、この図2に示す複数の加熱ゾーンの区分パターンでは、ウエハ載置面11aが円形中央部Aと、該円形中央部Aの外側の環状中間部Bと、該環状中間部Bの外側の環状周縁部Cとに同心円状に区分されており、更に、該円形中央部Aは中央部扇状加熱ゾーンA1〜A3として周方向に3等分されており、該環状中間部Bは中間部扇状加熱ゾーンB1〜B6として周方向に6等分されており、該環状周縁部Cは周縁部扇状加熱ゾーンC1〜C6として周方向に6等分されている。
That is, in the divided patterns of the plurality of heating zones shown in FIG. 2, the
更に、本発明の一具体例のヒータユニット10においては、上記の同心円状に区画されている円形中央部A、環状中間部B、及び環状周縁部Cからなる同心円状領域のうち、半径方向の境界部に上記の複数の挿通孔10aが配置されているものは、その周方向の分割数が該複数の挿通孔10aの数の整数倍になっている。すなわち、図2に示す区分パターンでは、半径方向に互いに隣接する円形中央部Aと環状中間部Bとの境界部に3個のリフトピン用の挿通孔10aが設けられている。そして、一方の円形中央部Aは周方向に3等分されおり、よって周方向の分割数が挿通孔10aの数と同等(すなわち1倍)になっている。また、もう一方の環状中間部Bは周方向に6等分されおり、よって周方向の分割数が挿通孔10aの数の2倍になっている。
Furthermore, in the heater unit 10 according to one specific example of the present invention, of the concentric circular regions consisting of the circular central portion A, the annular middle portion B, and the annular peripheral portion C, which are divided concentrically, In the case where the plurality of
上記のように、複数の挿通孔10aはウエハ載置面11aの半径方向に隣接する加熱ゾーン同士の境界部に周方向に均等な間隔をあけて配されるのが好ましい。更に、図2に示すように、複数の挿通孔10aはウエハ載置面11aの周方向に隣接する加熱ゾーン同士の境界部にも配されているのが好ましい。すなわち、図2に示す区分パターンでは、3個の挿通孔10aは、円形中央部Aと環状中間部Bとの境界部に配されていることに加えて、中央部扇状加熱ゾーンA1とA2との間、A2とA3との間、及びA3とA1との間に配されている。このように半径方向に隣接する加熱ゾーン同士の間及び/又は周方向に隣接する加熱ゾーン同士の間にリフトピン用挿通孔を設けることで、当該挿通孔による載置面11aへの均熱性の悪影響を抑えることができる。
As described above, it is preferable that the plurality of
各加熱ゾーン内に設けられている図示しない発熱回路の回路パターンについては特に限定はなく、様々な回路パターンを有することができる。例えば、同心円状の複数の湾曲導電部と、これら湾曲導電部の隣接するもの同士を接続する直線導電部とで一筆書き状に形成された回路パターンにすることができる。この場合、発熱回路の両端部に其々2つの電極端子(図示せず)が接続されることになる。なお、複数の発熱回路は、加熱ゾーンごとに発熱密度が異なるようにしてもよい。例えば前述したように、一般にウエハ径よりも載置台の外径が大きいため、半導体ウエハが載置台に載置されると当該載置台には中央部が外周部よりも低温の同心円状のセンタークール型の温度分布が生じる。その後、載置台の温度は制御系の働きにより所定の温度まで昇温するが、上記の温度分布の影響を受けるので半導体ウエハの過渡的な温度分布も同心円状のセンタークールとなる。このようなセンタークール型の温度分布を補正するため、中央部扇状加熱ゾーンA1〜A3の発熱密度を高く設計することで、ウエハ載置時の過渡的な温度均一性を一層向上することができる。発熱密度を高くする方法としては、発熱回路の回路パターンのピッチを狭くしたり発熱体回路を構成する導電線の幅を細くしたりすることで実現できる。 There is no particular limitation on the circuit pattern of the heating circuit (not shown) provided in each heating zone, and various circuit patterns can be provided. For example, it is possible to form a circuit pattern formed in a one-stroke writing shape with a plurality of concentrically curved conductive portions and a linear conductive portion connecting adjacent ones of the curved conductive portions. In this case, two electrode terminals (not shown) are connected to both ends of the heat generating circuit. The heating density of the plurality of heating circuits may be different for each heating zone. For example, as described above, since the outside diameter of the mounting table is generally larger than the diameter of the wafer, when the semiconductor wafer is mounted on the mounting table, the center of the mounting table is concentrically cooled at a center portion whose temperature is lower than that of the outer peripheral portion. A mold temperature distribution results. Thereafter, the temperature of the mounting table is raised to a predetermined temperature by the operation of the control system. However, since the temperature distribution is affected, the transition temperature distribution of the semiconductor wafer also becomes concentric center cooling. In order to correct such a center-cool type temperature distribution, by designing the heat density of the central fan-shaped heating zones A1 to A3 high, it is possible to further improve the transient temperature uniformity at the time of wafer placement. . The method of increasing the heat generation density can be realized by narrowing the pitch of the circuit pattern of the heat generating circuit or narrowing the width of the conductive wire constituting the heat generating circuit.
なお、発熱モジュール13においては、ウエハ載置面11aに平行な全面積に対して発熱回路の有効面積(すなわち、発熱モジュール13の上記全面積から、互いに隣接する加熱ゾーン同士の離間スペース、ネジ孔やリフトピンの挿通孔、測温センサー設置部位等の発熱がないスペースを引いたもの)の比率、すなわち有効発熱領域の比率が80%以上であるのが好ましい。
In the
本発明の一具体例のウエハ加熱用ヒータユニット10は、複数の加熱ゾーンの各々において例えば抵抗値が調整された測温素子からなる測温センサー(図示せず)を加熱ゾーンの中心位置に設けると共に、各測温センサーの検出値に基づいて当該加熱ゾーン内の発熱回路を個別に制御するのが好ましい。ここで加熱ゾーンの中心位置とは、円形や三角形等の一般的な形状の場合は幾何学的な中心点と定義することができ、線対称な形状の場合はその対称軸となる対称線分の中間点と定義することができる。例えば図2に示すような扇状の加熱ゾーンの場合は、その周方向の中間角度位置であって且つ半径方向の中間地点が中心位置となる。 The wafer heating heater unit 10 according to one embodiment of the present invention is provided with a temperature measuring sensor (not shown) consisting of a temperature measuring element whose resistance value is adjusted, for example, in each of a plurality of heating zones at the center position of the heating zone. In addition, it is preferable to individually control the heating circuit in the heating zone based on the detection value of each temperature measurement sensor. Here, the central position of the heating zone can be defined as a geometrical central point in the case of a general shape such as a circle or a triangle, and in the case of a line symmetrical shape, a symmetrical line segment which is the axis of symmetry It can be defined as the middle point of For example, in the case of a fan-shaped heating zone as shown in FIG. 2, the center position is at the middle angular position in the circumferential direction and at the middle position in the radial direction.
上記のように制御系を構成することによって、載置面11aを局所的に加熱することができるので、例えばロードロックの開閉等により載置面11aが部分的に冷却されるような場合であっても均熱性を良好に維持することが可能になる。上記の測温センサーは例えばウエハ載置台11の下面側に測温センサーが収まる大きさのザグリ穴を設け、その底面に接着剤を塗布して測温センサーを接着固定することで各加熱ゾーンの温度を良好に検知することができる。
By configuring the control system as described above, the mounting
再度図1に戻ると、本発明の一具体例のウエハ加熱用ヒータユニット10の下方には、半導体ウエハWをウエハ載置面11a上に載置したり、半導体ウエハWを該ウエハ載置面11aから離間させたりする支持機構20が設けられている。この支持機構20は、ウエハ加熱用ヒータユニット10に設けられた挿通孔10aから出没する複数の棒状の支持部21と、それらを上下方向に往復動される駆動部22とからなる。
Returning to FIG. 1 again, the semiconductor wafer W is mounted on the
更に本発明の一具体例のウエハ加熱用ヒータユニット10の下方には、該ヒータユニット10を急速冷却されるための冷却ユニット30が設けられている。この冷却ユニット30は、一点鎖線で示すように支持板12の下面側に当接する当接位置と、実線で示すように支持板12から離間する離間位置との間で往復動可能な可動式冷却板31と、この可動式冷却板31が上記離間位置にある時に当接する固定式冷却ステージ32とを有している。これら可動式冷却板31及び固定式冷却ステージ32の材質は、熱伝導性が高い銅、アルミニウム、ニッケル、マグネシウム、チタン、若しくはこれらの少なくともいずれかを主成分とする合金又はステンレスからなる群から選択することが好ましい。
Further, below the wafer heating heater unit 10 according to one embodiment of the present invention, a cooling
この固定式冷却ステージ32は、図示しないチラーなどの冷却装置で冷却されたフッ素系冷媒等の不凍液、空気、汎用的な水等の冷媒が循環する冷媒流路32aを有している。この冷媒流路の形態は特に限定はなく、例えば金属製の板状部材の下面側に冷媒流路としてCuなどの金属製のパイプを沿わせ、この金属製パイプの両端にステンレス製の継ぎ手を取り付けると共に、金属製パイプを押さえ板で板状部材に押さえつけた状態で該押さえ板と板状部材とをネジなどにより機械的に結合する構造にすることができる。
The
あるいは、より高い熱効率を得るため、金属製の板状部材の下面側に例えば渦巻き状のザグリ溝を設け、このザグリ溝中に渦巻き状に成形した冷媒流通用の金属製パイプを設置した構造でもよい。この場合、金属製パイプと冷却板との良好な熱伝達を保つため、コーキング材、シーラント、接着剤などにより金属製パイプの表面とザグリ溝の内面とを接着固定するのが好ましい。あるいは、同じ材質の略同形状の2枚の板状部材を用意し、それらの一方又は両方の片面に機械加工で流路となる溝を形成し、この流路側の面が対向するように2枚の板状部材を重ね合わせて例えばロウ付けなどの結合法で一体化した構造でもよい。 Alternatively, in order to obtain higher thermal efficiency, for example, a spiral counterbore groove is provided on the lower surface side of the metal plate-like member, and a metallic pipe for circulating refrigerant formed in a spiral shape is installed in the counterbore groove. Good. In this case, in order to maintain a good heat transfer between the metal pipe and the cooling plate, it is preferable to bond and fix the surface of the metal pipe and the inner surface of the counterbore with a caulking material, a sealant, an adhesive or the like. Alternatively, prepare two plate-like members of substantially the same shape and made of the same material, and form a groove serving as a flow path by machining on one side or both sides of the two, so that the side of the flow side faces each other The sheet members may be stacked and integrated by a bonding method such as brazing.
可動式冷却板31は、エアシリンダなどからなる昇降機構33に取り付けられている。これにより、昇降機構33を作動させることで固定式冷却板31を前述した当接位置と、離間位置との間で往復動させることが可能になる。なお、可動式冷却板31を使用せずに冷媒流路を有する冷却ステージ32自体を支持板12の下面側に当接する位置と該下面側から離間する位置との間で往復動させてもよい。
The
上記の可動式冷却板31の上面や固定式冷却ステージ32の上面、及び/又は支持板12の下面には介在層(図示せず)を設けてもよい。この介在層は、厚み方向にクッション性(柔軟性)を有しているのが好ましく、また耐熱性を有しているのが好ましい。更に、例えば1W/m・K以上の高い熱伝導率を有していることが好ましい。このような材質としては、発泡金属、金属メッシュ、グラファイトシート、又はフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、若しくはシリコーン樹脂等の樹脂シートを挙げることができる。なお、上記の樹脂シートにカーボンなどの熱伝導性フィラーを含有することで、熱抵抗をより小さくすることが可能になる。なお、本発明の一具体例のウエハ加熱用ヒータユニット10及び冷却ユニット30は好適にはステンレスからなる容器40内に収められているのが好ましい。
An intervening layer (not shown) may be provided on the upper surface of the
以上、本発明のウエハ加熱用ヒータユニットについて一実施形態を挙げて説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲の種々の態様で実施することが可能である。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲及びその均等物に及ぶものである。 Although the wafer heating heater unit of the present invention has been described above with reference to one embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible. That is, the technical scope of the present invention is the scope of the claims and the equivalents thereof.
[実施例1]
図1に示すような下方に支持機構20及び冷却ユニット30が設けられたウエハ加熱用ヒータユニット10を作製してそのウエハ載置面11aの均熱性を評価した。具体的には、先ずウエハ載置台11として直径320mm×厚み3mmの円板状の銅板を準備した。この銅版のPCD120mmの位置にリフトピン用の3個の挿通孔をウエハ載置面11aの周方向に均等に穿孔した。また、この銅板のウエハ載置面11aとなる面とは反対側の面の後述する中心位置に15個のザグリ穴を形成し、これらザグリ穴の各々に、セラミックス製(W2mm×D2mm×H1mm)の測温素子をシリコーン接着剤を用いて接着固定した。
Example 1
The wafer heating heater unit 10 provided with the
次に支持板12として直径320mm×厚み3mmの円板状のSi−SiC板を準備した。このSi−SiC板にも、PCD120mmの位置にリフトピン用の3個の挿通孔をウエハ載置面11aの周方向に均等に穿孔した。更にこのSi−SiC板には、上記測温素子のリード線や、後述するネジなどの挿通用の貫通孔を設けた。次に発熱モジュール13の複数の発熱回路13aとなる抵抗発熱体として、厚さ20μmのステンレス箔に該複数の発熱回路13aの回路パターンをエッチングで形成し、それらの各々の両終端部に給電ケーブルを取り付けた後、この抵抗発熱体を上下両面から厚み50μmのポリイミドシートで覆って熱圧着し、直径320mmの円形フィルム状の発熱モジュール13を準備した。
Next, a disk-shaped Si-SiC plate with a diameter of 320 mm and a thickness of 3 mm was prepared as the
ここで、上記の発熱モジュール13の複数の発熱回路13aが其々設けられる複数の加熱ゾーンは、図2の区分パターンとなるようにした。具体的には、円形の発熱モジュール13の中心点に対してφ120mm、φ246mm、φ302mmの3つの同心円で円形中央部Aと、環状中間部Bと、環状周縁部Cとに3区分し、更にφ120mmの円形中央部Aを周方向に3等分して中央部扇状加熱ゾーンA1〜A3とし、外径φ246mm、内径φ120mmの環状中間部Bを周方向に6等分して中間部扇状加熱ゾーンB1〜B6とし、外径φ302mm、内径φ246mmの環状周縁部Cを周方向に6等分して周縁部扇状加熱ゾーンC1〜C6とした。また、この発熱モジュール13において、PCD120mmの位置にリフトピン用の3個の挿通孔をウエハ載置面11aの周方向に均等に穿孔した。なお、これら合計15区画の加熱ゾーンの其々に設けた15個の発熱回路13aが個別に制御されるように、上記測温素子は各区画の中心位置に配置した。発熱回路の上記給電ケーブルも各区画ごとに引き出されることになる。
Here, the plurality of heating zones in which the plurality of
このようにして作製した発熱モジュール13を上記のウエハ載置台11と支持板12との間に挟み込み、支持板12に予め設けておいた貫通孔にネジを挿通してウエハ載置台11に螺合した。これにより、発熱モジュール13を挟んでウエハ載置台11と支持板12とが互いに機械的に結合されたウエハ加熱用ヒータユニット10を作製した。なお、上記のネジには、熱膨張量差でウエハ載置台11や支持板12が変形しないように、座面にベアリングを備えた締結ネジを用いた。この締結ねじを、PCD120mmに3本、PCD310mmに6本設けた。また、測温素子のリード線からの熱逃げを抑制するため、支持板12から取り出した測温素子のリード線を支持板12に30mmの長さに渡り接触させた状態でシリコーン樹脂で接着固定した。
The
次に、このウエハ加熱用ヒータユニット10の下方に、半導体ウエハWをウエハ載置面11a上に載置したり該ウエハ載置面11aから離間させたりする支持機構20を設けた。この支持機構20は、ウエハ加熱用ヒータユニット10に設けた挿通孔10aから出没する3本の棒状の支持部21と、それらを上下方向に往復動される駆動部22とからなる。また、冷却ユニット30として、可動式冷却板31用の直径320mm×厚み12mmの円板状のアルミニウム合金板と、固定式冷却ステージ32用の直径320mm×厚み12mm の円板状のアルミニウム合金板とを準備した。可動式冷却板31用のアルミニウム合金板には、上記支持板12に当接する上面側に、支持板12と可動式冷却板31の全面が接触するように柔軟性を有したシリコーンシートを配置した。一方、固定式冷却ステージ32用のアルミニウム合金板の下面に、ねじを用いて冷媒流路32a用の外径6mm×肉厚1mmのリン脱酸銅パイプを取り付けた。そして、この銅パイプの両端に、冷媒を供給・排出するための継ぎ手を取り付けた。
Next, below the heater unit 10 for wafer heating, a
このようにして作製した冷却ユニット30としての両アルミニウム合金板に、上記の支持部21、給電ケーブル、測温素子のリード線、及び後述する容器40の底部から立設する脚部14が挿通する貫通孔を設けた。更に固定式冷却ステージ32用のアルミニウム合金板には、可動式冷却板31のエアシリンダからなる昇降機構33のロッドが挿通する貫通孔を設けた。上記の冷却ユニット30を肉厚1.5mmの側壁を有し且つ上部が開放されたステンレス製の容器40内に設置した。固定式冷却ステージ32の下側に昇降機構33を取り付け、そのロッドを上記したロッド挿通用の貫通孔に挿通させてその先端に可動式冷却板31を取り付けた。このようにして、支持機構20及び冷却ユニット30を備えた試料1のウエハ加熱用ヒータユニット10を作製した。なお、昇降機構33のロッドが退避している時の支持板12の下面と可動式冷却板31の上面との離間距離は10mmであった。
The supporting
比較のため、ウエハ載置台11と支持板12との間に挟持させる発熱モジュールの区分パターンを図2に代えて図3(a)及び(b)の区分パターンにした以外は上記試料1と同様にして冷却ユニットを備えた試料2及び3のウエハ加熱用ヒータユニット作製した。すなわち、試料2のウエハ加熱用ヒータユニットの発熱モジュールにおいてはその中心点に対してφ95mm、φ246mm、φ302mmの3つの同心円で円形中央部Dと、環状中間部Eと、環状周縁部Fとに3分割し、円形中央部D及び環状中間部Eについては周方向に分割せずに其々そのまま円形加熱ゾーン及び環状加熱ゾーンとし、外径φ302mm、内径φ246mmの環状周縁部Fのみ周方向に4等分して周縁部扇状加熱ゾーンF1〜F4とした。これら合計6区画の加熱ゾーンの各々の中心位置に測温素子を設けた。但し、環状中間部Eについては、発熱モジュールの中心点に対してφ151mmの周上の1か所に測温素子を設けた。
For comparison, the same as the sample 1 except that the division pattern of the heat generating module held between the wafer mounting table 11 and the
一方、試料3のウエハ加熱用ヒータユニットの発熱モジュールにおいては、その中心点に対してφ95mm、φ171.5mm、φ246mm、φ302mmの4つの同心円で円形中央部Gと、内側環状中間部Hと、外側環状中間部Iと、環状周縁部Jとに4分割し、更に外径φ171.5mm、内径φ95mmの内側環状中間部Hを周方向に2等分して内側中間部扇状加熱ゾーンH1〜H2とし、外形φ246mm、内径φ171.5mmの外側環状中間部Iを周方向に4等分して外側中間部扇状加熱ゾーンI1〜I4とし、外径φ302mm、内径φ246mmの環状周縁部Jを周方向に8等分して周縁部扇状加熱ゾーンJ1〜J8とした。これら合計15区画の加熱ゾーンの各々の中心位置に測温素子を設けた。 On the other hand, in the heat generating module of the wafer heating heater unit of sample 3, the four concentric circles φ 95 mm, φ 171.5 mm, φ 246 mm and φ 302 mm with respect to the center point form a circular central portion G, an inner annular intermediate portion H, and an outer side. The inner intermediate portion H is divided into four into an annular intermediate portion I and an annular peripheral portion J, and an inner annular intermediate portion H having an outer diameter of 171.5 mm and an inner diameter of 95 mm is equally divided into two in the circumferential direction to form inner intermediate fan heating zones H1 to H2. The outer annular intermediate portion I having an outer diameter of 246 mm and an inner diameter of 171.5 mm is equally divided into four in the circumferential direction to form outer intermediate fan-shaped heating zones I1 to I4, and an annular peripheral portion J having an outer diameter of 302 mm and an inner diameter of 246 mm in the circumferential direction. Equal parts were divided into peripheral fan-shaped heating zones J1 to J8. A temperature measuring element was provided at the center position of each of these 15 zones of heating zones.
上記にて作製した試料1〜3のヒータユニットに対して、先ずウエハ載置面11aの平面度を市販の三次元測定器にて測定した。次に、これら試料1〜3のヒータユニットの各々に対して複数の発熱回路13aに給電して常温から110℃まで昇温させた後、設定温度110℃で温度制御しながら1時間保持した。その後、測温センサーが埋設された市販のウエハ温度計をウエハ載置面11aに設置し、ウエハ載置面11a内の最大温度と最小温度の差である均熱レンジを計測した。その結果を下記表1に示す。
With respect to the heater units of Samples 1 to 3 prepared above, first, the flatness of the
上記表1の結果から、試料2のヒータユニットでは均熱レンジが0.17℃であった。詳細な温度分布によると、環状中間部Eの中で最大温度と最小温度が存在しており、ウエハ載置台11と支持板12とを締結しているボルト近傍と、支持部21用の挿通孔10aの周辺が低温域(クールスポット)となっていた。これは、環状中間部Eは1個の加熱ゾーンのみで構成されているため、この1個の加熱ゾーンの中に配置された締結ボルトや挿通孔10aに発熱回路が配置できていないことによる影響と、これら締結ボルトや挿通孔10aの部位からの放熱を測温センサーが検知しきれなかったことが原因と考えられる。
From the results in Table 1 above, the soaking range was 0.17 ° C. in the heater unit of Sample 2. According to the detailed temperature distribution, the maximum temperature and the minimum temperature exist in the annular intermediate portion E, and the vicinity of the bolt fastening the wafer mounting table 11 and the
試料3のヒータユニットでは均熱レンジが0.21℃であり、詳細な温度分布によると、2等分した内側環状中間部Hにおいて、試料2のヒータユニットと同様に締結ボルトや、支持部21用の挿通孔10aの周辺が低温域(クールスポット)となっていた。その理由も上記した試料2のヒータユニットと同様と考えられ、周方向に分割した加熱ゾーン数が、締結ボルトや挿通孔10aの個数の整数倍になっていないことで、ウエハ載置面11aの均熱性に悪影響を及ぼしたと考えられる。
In the heater unit of sample 3, the soaking range is 0.21 ° C., and according to the detailed temperature distribution, in the inner annular intermediate portion H divided into two equal parts, like the heater unit of sample 2, the fastening bolt,
一方、試料1のヒータユニットでは、内周側の締結ボルト及び支持部21用の挿通孔10aの位置を半径方向に互いに隣接する円形中央部A及び環状中間部Bの境界部に配置したので、其々の放熱などの影響が分散されたうえ、更に円形中央部A及び環状中間部Bの周方向の分割数が締結ボルトの数及び支持部21用の挿通孔10aの数の整数倍となるように、締結ボルトの数を3箇所にすると共に支持部21用の挿通孔10aの数を3か所にし、且つ周方向に隣接する加熱ゾーン同士の境界部にこれら締結ボルトや挿通孔10aを配置したので、半径方向に互いに隣接する両加熱ゾーンと周方向に互いに隣接する両加熱ゾーン、即ち合計4個の加熱ゾーンによって、これら締結ボルトや挿通孔10aによる悪影響が分配されたことで、低温域としての特異点は確認されなかった。
On the other hand, in the heater unit of sample 1, since the positions of the fastening bolts on the inner peripheral side and the
[実施例2]
ウエハ載置台11の材質を銅に代えてSi−SiCにした以外は上記の実施例1の試料1〜3と同様にして其々試料4〜6のヒータユニットを製作し、実施例1と同様の評価を行った。その結果をウエハ載置台11の平面度と併せて下記表2に示す。
Example 2
The heater units of Samples 4 to 6 are manufactured in the same manner as Samples 1 to 3 in Example 1 except that the material of wafer mounting table 11 is changed to copper and Si-SiC is used, and the same as Example 1 The evaluation of The results are shown in Table 2 below together with the flatness of the wafer mounting table 11.
上記表2から実施例1と同様の傾向があることが分かる。また、実施例1に比べて試料4〜6のヒータユニットはいずれも若干の均熱性の向上が認められた。これは、ウエハ載置台11の材質を剛性の高いSi−SiCに代えたことで、ウエハ載置台11の平面度が安定し、よってウエハ載置面11aとウエハとの距離が全面に亘って均等になったことによるものと推察される。
It can be seen from Table 2 that the same tendency as in Example 1 is present. In addition, as compared with Example 1, the heater units of Samples 4 to 6 all showed a slight improvement in thermal uniformity. This is because the flatness of the wafer mounting table 11 is stabilized by replacing the material of the wafer mounting table 11 with Si-SiC with high rigidity, whereby the distance between the
10 ウエハ加熱用ヒータユニット
10a リフトピン用挿通孔
11 ウエハ載置台
11a ウエハ載置面
12 支持板
13 発熱モジュール
13a 発熱回路
14 脚部
20 支持機構
21 支持部
22 駆動部
30 冷却ユニット
31 可動式冷却板
32 固定式冷却ステージ
32a 冷媒流路
33 昇降機構
40 容器
A 円形中央部
A1〜A3 中央部扇状加熱ゾーン
B 環状中間部
B1〜B6 中間部扇状加熱ゾーン
C 環状周縁部
C1〜C6 周縁部扇状加熱ゾーン
D 円形中央部
E 環状中間部
F 環状周縁部
F1〜F4 周縁部扇状加熱ゾーン
G 円形中央部
H 内側環状中間部
H1〜H2 内側中間部扇状加熱ゾーン
I 外側環状中間部
I1〜I4 外側中間部扇状加熱ゾーン
J 環状周縁部
J1〜J8 周縁部扇状加熱ゾーン
W 半導体ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 wafer
Claims (3)
前記ウエハ載置台は、前記ウエハ載置面に対して前記半導体ウエハを載置及び離間させる棒状の支持部用の複数の挿通孔が厚み方向に穿設されており、前記複数の発熱回路によって前記ウエハ載置面上に画定される複数の加熱ゾーンは、同心円状に区画されている複数の領域の各々が更に周方向に均等に区分された区分パターンを有しており、前記複数の領域のうち半径方向の境界部に前記複数の挿通孔が配置されているものは、その周方向の分割数が前記複数の挿通孔の数の整数倍であるウエハ加熱用ヒータユニット。 A disk-like wafer mounting table having a wafer mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted, and a plurality of heating circuits which extend on a surface parallel to the wafer mounting surface to heat the wafer mounting table A heater unit for heating a wafer,
In the wafer mounting table, a plurality of insertion holes for rod-like support portions for mounting and separating the semiconductor wafer with respect to the wafer mounting surface are bored in a thickness direction, and the plurality of heating circuits The plurality of heating zones defined on the wafer mounting surface has a division pattern in which each of the plurality of concentrically divided regions is further divided equally in the circumferential direction, and the plurality of heating zones The wafer heating heater unit wherein the plurality of insertion holes are arranged at the boundary in the radial direction among the plurality of insertion holes in the circumferential direction is an integral multiple of the number of the plurality of insertion holes.
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JP2004031593A (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Kyocera Corp | Wafer supporting member |
JP2008066295A (en) * | 2006-08-08 | 2008-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Heating element circuit pattern, susceptor mounting it, and semiconductor manufacturing device |
JP2011077147A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Heat treatment apparatus |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004031593A (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Kyocera Corp | Wafer supporting member |
JP2008066295A (en) * | 2006-08-08 | 2008-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Heating element circuit pattern, susceptor mounting it, and semiconductor manufacturing device |
JP2011077147A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Heat treatment apparatus |
JP2016001638A (en) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing apparatus, plasma processing apparatus application method and power supply device |
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