JP2020021922A - 基板加熱ユニットおよび表面板 - Google Patents

Abstract

【課題】高温状態で長期間安定して使用でき、熱処理対象となる基板の汚染がより少ない基板加熱ユニットを得る。【解決手段】 被加熱物である基板を載置するための表面板と平面板と平面状ヒーターとを含む基板加熱ユニットであって、前記表面板の前記基板を載置する側の面とは反対側の面である裏面が前記平面板の一方面と当接し、前記平面板の他方面が前記平面状ヒーターに当接しており、前記表面板は、平坦基部と、前記基板を載置する側の面の複数の突起とを備え、前記複数の突起と前記平坦基部が同一のガラス材料の連続体である基板加熱ユニットとした。【選択図】 図２

Description

本発明は、基板加熱ユニットおよびその表面板に関するものである。

特許文献１は、半導体ウエハ、ＬＣＤ用ガラス基板等の基板に加熱処理を施すための加熱装置に関するものである。加熱台の中央部または端部に複数の突起部材を備えることで、基板が実質的に均一に加熱されるとされている。

特許文献２は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板などの基板に熱処理を行う基板熱処理装置であって、基板を吸引した状態で熱処理する装置に関するものである。樹脂製の支持手段を平坦な熱処理プレートの上面に設けることで、基板面内において支持手段が接触している接触部位と支持手段が接触していない非接触部位との間で熱の伝達速度の差を低減でき、基板面内において熱履歴のばらつきを抑制できるとされている。

特開平５−４７６５２号公報 特開２００７−１５８１６８号公報

特許文献１では、突起部材が小さい部品なので、取り付け工数がかかること、ヒータプレートと突起部材の熱膨張差による亀裂発生・脱落が生じること、あるいは、交換は出来るが通常は外れない構造にすることが面倒である、などの課題があった。

特許文献２では、ポリイミドなどの薄い樹脂製なので高温熱負荷による材料劣化や、作業によるしわ・破損などが生じ易いという課題や、材料劣化に伴い発生した塵が基板に付着するなどの課題があった。また、ポリイミドは樹脂で有機物のため、どうしても炭化水素系の微量成分が加熱時に揮発し、基板を汚染するなどの課題もあった。

そこで、さらに高温状態で長期間安定して使用でき、かつ熱処理対象となる基板の汚染がより少ない熱処理装置が求められていた。

本実施形態の一態様は、被加熱物である基板を載置するための表面板と平面板と平面状ヒーターとを含む基板加熱ユニットであって、前記表面板の前記基板を載置する側の面とは反対側の面である裏面が前記平面板の一方面と当接し、前記平面板の他方面が前記平面状ヒーターに当接しており、前記表面板は、平坦基部と、前記基板を載置する側の面の複数の突起とを備え、前記複数の突起と前記平坦基部が同一のガラス材料の連続体である基板加熱ユニットである。

また、本実施形態の一態様は、前記基板加熱ユニットに用いられる表面板である。

本開示によれば、高温状態で長期間安定して使用でき、熱処理対象となる基板の汚染がより少ない基板加熱ユニットを得ることができる。

図１は、本実施形態にかかる基板加熱ユニットを備えた基板加熱装置の構成を説明する模式図である。 図２は、本実施形態にかかる基板加熱ユニットを備えた基板加熱装置の一部の構成を説明する模式図である。 図３は、本実施形態にかかる表面板の正面図である。 図４は、本実施形態にかかる表面板の図３におけるＡ−Ａ断面を示す図である。 図５は、本実施形態にかかる表面板の複数の突起の一例を拡大して示す断面図である。 図６は、本実施形態にかかる表面板の周縁突起の一例を拡大して示す断面図である。 図７は、本実施形態にかかる表面板の凹部の一例を示す正面図である。 図８は、本実施形態にかかる表面板の凹部の一例を示す断面図である。 図９は、本実施形態にかかる表面板の一例を示す断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

本開示の実施形態の１つは、被加熱物である基板を載置するための表面板と平面板と平面状ヒーターとを含む基板加熱ユニットであって、前記表面板の前記基板を載置する側の面とは反対側の面である裏面が前記平面板の一方面と当接し、前記平面板の他方面が前記平面状ヒーターに当接しており、前記表面板は、平坦基部と、前記基板を載置する側の面の複数の突起とを備え、前記複数の突起と前記平坦基部が同一のガラス材料の連続体である基板加熱ユニットである。

表面板は、耐熱性、耐久性の観点から、酸化物材料が良い。また、結晶粒界からの粒界析出物脱落による塵発生や、粒界析出物の揮発により基板が汚染されることを防ぐ観点から、結晶性を有する材料より非晶質なガラス材料が好適に用いられる。特に珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）を成分として含有するガラス材料、例えば石英ガラスが好ましい。熱は表面板を介して基板に伝わるため、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下が好ましく、１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料がより好ましい。表面板の熱伝導率が低いことで、基板との面内における接触状態に変化があったとしても、その変化による基板への熱伝達の面内ばらつきを抑制できる。またガラス材料は、低熱膨張係数、高耐熱性を有していることから、高温でも変形せず安定して基板を支持できる。

表面板が備える複数の突起は熱膨張差による亀裂発生や、接合不良などによる脱落防止の観点から、平坦基部と同一の材料からなる連続体であることが好ましい。ここで、連続体であるとは、平坦基部と複数の突起が同一のガラス材料で一体に形成されていることをいい、平坦基部と複数の突起が接しているだけとか、接着剤で接合されている構造を含まない趣旨である。

平面板の材料は、極めて高い温度均一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（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属がより好ましい。平面板の材質は、炭化珪素（ＳｉＣ）、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、これにより平面板の平面度を常時高く維持することが可能になる。また、表面板を変形させることなく載置することができ、更に剛性が高く薄く仕上げられるので熱容量を小さくできる。このため、昇降温速度を速めることが可能になる。

平面状ヒーターは既知の種々のヒーターを用いることができる。例えば、薄板状のヒーター回路をポリイミド板上に形成したヒーターなどが用いられる。特に、２枚のポリイミド板の間に薄板状のヒーター回路を挟み込んだヒーターは厚みが薄く、均等な加熱のために適したヒーター回路を設計出来る点で好ましく用いられる。

表面板は、基板を載置する側の面の周縁部に円環状に連続した周縁突起を備えているとよい。周縁突起が基板と環状に接することにより、基板の裏面と表面板の周縁突起を備えた面が閉空間を形成する。周縁突起の円環の内側に表面板を貫通する孔を設けることで、閉空間内を負圧にすることができ、基板を吸着して表面板に固定することができる。表面板に設けられる周縁突起も熱膨張差による亀裂発生や、接合不良などによる脱落防止の観点から、平坦基部と同一のガラス材料からなる連続体であることが好ましい。

表面板は、平面板との当接する側の面に凹部を備え、平面板は前記凹部と前記平面板との間に形成された空間を排気可能な貫通孔を備えていると良い。表面板と平面板は接着等の手段では固定されていない。貫通孔を通じて排気することにより、凹部と平面板の間に形成された空間を負圧にすることができ、表面板を吸着にて前記平面板に固定することができる。

ガラス材料に含まれるアルカリ金属元素の総量が３ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましくは１ｗｔ％以下である。表面板は加熱処理の対象となる基板と直接接触している。アルカリ金属を含む化合物は低温で揮発する傾向があるため、揮発したアルカリ金属が基板を汚染するおそれがあり、ガラス材料に含まれるガラス金属元素はできるだけ少ない方がよい。

前記複数の突起の表面が平面であることが好ましい。表面板の複数の突起は、基板に直接接するため、基板に傷を付け難いという観点から、鋭角ではない方が好ましい。また、角部が基板と接触することで、角部が削れて分離し、基板を汚染する可能性もあるため、前記複数の突起は、前記突起の頂部が平面であり、前記頂部から側面部につながる端部が曲面であることが特に好ましい。

本開示の実施形態のさらなる１つは、前記表面板が、前記基板を載置する側の面に珪素（Ｓｉ）の酸化物を主成分とした被膜をさらに備えた基板加熱ユニットである。

図９に示す通り、前記被膜は少なくとも前記表面板の前記基板を載置する側の面に設けられる。前記被膜は表面板の貫通孔内壁、外縁側壁、または基板を載置する反対側の面にあってもよい。前記被膜の材質は、不可避不純物を除いて珪素（Ｓｉ）の酸化物であることが望ましい。Ｓｉの酸化物は例えばＳｉＯ_２、ＳｉＯなどである。また、前記被膜作製の際に用いる珪素含有原料の場合、高純度材が入手しやすいため、表面板本体のガラス材料に比べ、被膜中のアルカリ金属やアルカリ土類金属をより少なくすることができる。表面板は加熱処理の対象となる基板と直接接触している。アルカリ金属やアルカリ土類金属を含む化合物は低温で揮発する傾向があるため、揮発したアルカリ金属やアルカリ土類金属が基板を汚染するおそれがあり、被膜に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属はできるだけ少ない方が望ましい。

前記被膜についてはピンホールがあっても、その大部分を被覆していれば、基板に対する汚染を抑制する効果が得られる。被膜の厚みとしては、０．０１μｍ以上 １０μｍ以下が好ましく、 ０．１μｍ以上 １μｍ以下がより好ましい。 ０．０１μｍ未満では厚みが薄く製膜制御が困難なため、コスト高となる恐れがあり、 １０μｍを超えると面内の膜厚分布、即ち突起部の高さ制御が困難となるためである。

前記被膜の製膜方法について、気相法としては、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などが挙げられる。また湿式法としてゾルゲル法などが挙げられ、こうした手法で、珪素の酸化物を主成分とする被膜を設けることが可能である。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係る基板加熱ユニットおよび表面板の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

図１は、本実施形態にかかる基板加熱ユニットおよび表面板を備えた基板加熱装置の構成を説明する模式図である。図１に示す通り、基板加熱装置１は、表面板１０、平面板２１、平面状ヒーター２２、セラミックス板２３、冷却用可動プレート２４、冷却ステージ２５、支持台２６、固定ねじ２７、固定ねじ２８を備えている。平板状ヒーター２２はその内部に通電により発熱する導電体で形成されたヒーター回路４０を有する。通電のための電力は図示しない通電端子および電極を通じて外部から供給される。基板加熱ユニット２０は表面板１０、平面板２１、平面状ヒーター２２を含み、この実施形態ではさらにセラミックス板２３を備えている。順次以下に説明する。

平面状ヒーター２２で発生した熱は平面板２１に伝熱し、更に表面板１０を介して基板３０に伝わる。平面状ヒーター２２で発生した熱はセラミックス板２３よりも熱伝導性に優れる平面板２１に優先的に伝わるため、基板加熱ユニット２０を効率的に加熱することができる。

加熱処理後は、冷却ステージ２５を介して低温となっている冷却用可動プレート２４が上方に移動してセラミックス板２３に接触して、基板３０を短時間で冷却することができる。

セラミックス板２３の材料は基板加熱装置に用いられている既知のセラミックス材を用いることができる。加熱時の成分飛散防止の観点から、アルカリ金属元素や鉛などの低融点金属をなるべく含まないことが好ましい。具体的には、主成分が、窒化アルミニウム、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪素などのセラミックスやこれらセラミックスと珪素との複合体が好適に用いられる。

平面板２１とセラミックス板２３との間に挟持される平面状ヒーター２２は、平面状ヒーターの面平行に延在するヒーター回路４０を有している。このヒーター回路４０は、平面板２１から電気的に絶縁状態となるようにポリイミドシートなどの絶縁体で上下両面を覆われている。ヒーター回路４０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形成されており、回路に給電することで発熱する。

支持台２６は基板加熱装置１の主要要素全体を支持する筐体である。固定ねじ２７は平面板２１、平面状ヒーター２２およびセラミックス板２３を固定するためのねじである。また、固定ねじ２８は冷却ステージ２５とセラミックス板２３を固定するためのねじである。

図２は、本実施形態にかかる基板加熱ユニット２０を備えた基板加熱装置１の一部の構成を説明する模式図である。表面板１０には、基板３０を載置するためのリング状の周縁突起１１と複数の突起１２が設けられている。詳細の構造は図３から図６を参照して後述する。

周縁突起１１は、基板３０の形状に対応した閉じた円環状の突起である。周縁突起１１が基板３０と環状に接することにより、基板３０の裏面と表面板１０の周縁突起１１を設けた側の面が閉空間を形成する。基板吸着用貫通孔３２を通じて前記閉空間内を排気系Ｖ２から排気して減圧することにより、基板３０を表面板１０の上に吸着して固定することができる。

図２に示す通り、平面板２１には、表面板１０側の当接面に所定の平面板凹部２９を設けている。平面板２１に平面板凹部２９を形成することにより、平面板２１と表面板１０の間に閉空間が形成される。平面板凹部２９は表面板吸着用貫通孔３１に連通している。表面板吸着用貫通孔３１を通じて前記閉空間内を排気系Ｖ１から排気して減圧することにより、表面板１０を平面板２１に吸着して固定することができる。

基板３０が表面板１０に吸着固定されており、更に表面板１０が平面板２１に吸着固定されることにより、基板、表面板または平面板の反りによらず、一定の接触状態が実現できるため、極めて再現性の高い加熱プロセスが可能となる。

表面板１０の周縁突起１１および複数の突起１２が基板３０と接触している。基板３０の面内の均熱性確保のためには、この周縁突起１１および複数の突起１２からの熱伝導を適切に設定すればよい。

図３は、本実施形態にかかる表面板１０の正面図、図４は本実施形態にかかる表面板１０の図３におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、周縁突起１１、複数の突起１２の配置例が示されている。周縁突起１１および複数の突起１２の配置、数、形状などは熱伝導が適切になるように予め設計される。

図３を参照して、表面板１０は、円板状の平坦基部と、その周縁部に円環状に設けられた周縁突起１１および、周縁突起１１に囲まれた領域に分散配置された複数の突起１２を有する。周縁突起１１の形状や複数の突起１２の配置はこの例示に限られるものではない。図４を参照して、周縁突起１１および複数の突起１２は略同一の高さを有することで平板状の基板をその上に載置可能である。また、周縁突起１１および複数の突起１２は基板との接触部に角部を有さないように、その頂部が平面であり、頂部から側面部につながる端部が曲面であることが好ましい。

図５は、本実施形態にかかる表面板１０の複数の突起１２の一例を拡大して示す断面図である。図５の通り、複数の突起１２の幅ｗ１および高さｈ１は熱伝導等を考慮して設計されている。図６は、本実施形態にかかる表面板１０の周縁突起１１の一例を拡大して示す断面図である。周縁突起１１の幅ｗ２および高さｈ２、さらに複数の突起１２との最近接距離ｗ３は吸着の容易性や熱伝導を考慮して設計されている。

複数の突起１２の配置形状や個数、周縁突起１１の位置により、ｗ１、ｈ１、ｗ２、ｈ２、ｗ３の適正値が設計される。図３から図６に示す実施形態の配置例の場合、ｗ１は、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。同じく、ｈ１は０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が好ましく、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下がより好ましい。同じく、ｗ２は０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下がより好ましい。同じく、ｈ２は０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が好ましく、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下がより好ましい。

図７および図８には、図２および図３とは別な例の実施形態を示す。本実施形態では、平面板の表面板と当接する側の面は平坦であってもよく、表面板の平面板と当接する側の面に凹部を設けることで、表面板と平面板との間に表面板を吸着固定するための閉空間を設ける。

図７は、本実施形態にかかる表面板の凹部の一例を示す正面図であり、表面板１０の平面板２１と接する側の面である裏面から見た図である。また、図８は、本実施形態にかかる表面板の凹部の一例を示す断面図である。図７を参照して、表面板１０の裏面は、複数の円環状の溝と十字形状の溝で形成された溝である表面板凹部１３を備えている。。表面板凹部１３は円環状および十字状の溝がそれぞれ連続するように形成されている。溝の形状はこのような円環状および十字状に限られるものではなく、連続して面内に分布する形状であれば良い。例えば、四角形や多角形の格子状などでも良い。

図８を参照して、表面板１０の基板を載置する側の面は複数の突起１２と周縁突起１１を備えている。その反対側の面は、図７に対応した溝である表面板凹部１３を備えている。溝の配置や断面形状は特に限定されず、表面板１０の加工性、加工後の強度などを考慮して設計すればよい。

（作製例１）
[基板加熱ユニットの作製]
表面板を以下の通り作製した。コーニング社製の０．５ｍｍ厚の無アルカリガラス（製品名イーグルＸＧ）をエッチングにより直径３２０ｍｍに仕上げ、同時に貫通孔や複数の突起、周縁突起を形成した。エッチング工程で形成された複数の突起および周縁突起について、ｗ１、ｈ１、ｗ２、ｈ２の長さを測長顕微鏡で測長したところ、ｗ１＝０．７５ｍｍ、ｈ１＝０．０７ｍｍ、ｗ２＝０．３ｍｍ、ｈ２＝０．０７ｍｍであった。複数の突起および周縁突起を備えた面と反対側の面に備えられた表面板凹部は図７に示す通り、４種の直径が異なる円環状の凹部とそれらを繋ぐ十字型の凹部から構成されている。エッチング工程で加工された表面板凹部について、測長検査を実施したところ、４種類の円環状凹部の直径はそれぞれ５０ｍｍ、１５０ｍｍ、２２０ｍｍ、３００ｍｍであり、凹部の深さは０．１ｍｍ、凹部の幅は０．３ｍｍであった。

平面板を以下の通り作製した。直径３２０ｍｍおよび厚み３ｍｍの円板状の鋼板を準備し、この鋼板のＰＣＤ３００ｍｍ上に、表面板の円環状凹部と連通するように貫通孔を設け、継手を介して表面板を吸着固定するための排気ホースを取り付けた。更にこの鋼板の基板を載置する面とは反対側の面に１５個のザグリ穴を形成し、これらザグリ穴の各々に、温度制御用のセラミックス製測温素子（Ｗ２ｍｍ×Ｄ２ｍｍ×Ｈ１ｍｍ）をシリコーン接着剤で接着固定して、平面板を作製した。

セラミックス板を以下の通り作製した。直径３２０ｍｍおよび厚み３ｍｍの円板状のＳｉ−ＳｉＣ板を準備し、Ｓｉ−ＳｉＣ板には、上記測温素子のリード線などの挿通用の貫通孔を設けて、セラミックス板を作製した。

平面状ヒーターを以下の通り作製した。厚さ２０μｍのステンレス箔に該複数の回路パターンをエッチングで形成したヒーター回路を準備し、それらの各々の回路パターンの両終端部に給電ケーブルを取り付けた後、このヒーター回路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の平面状ヒーターを作製した。

基板加熱ユニットを以下の通り作製した。平面状ヒーターを平面板とセラミック板との間に挟み込み、セラミックス板に予め設けておいた貫通孔に固定ねじを挿通して平面板に螺合した。なお、前記固定ねじには、熱膨張量差で平面板やセラミックス板が変形しないように、座面にベアリングを備えた固定ねじを用いた。また、測温素子のリード線からの熱逃げを抑制するため、セラミックス板の貫通孔から引き出した測温素子のリード線をセラミックス板に３０ｍｍの長さに渡り接触させた状態でシリコーン樹脂を用いて接着固定した。このように平面状ヒーターを挟んで平面板とセラミックス板とを互いに機械的に結合し、更に平面板の平面状ヒーターと当接する面と反対側の面に表面板を載置して基板加熱ユニットとした。

[基板加熱装置の作製]
冷却用可動プレート用として、直径３２０ｍｍおよび厚み１２ｍｍの円板状のアルミニウム合金板を準備した。アルミニウム合金板には、基板加熱ユニットのセラミック板に当接する上面側に、セラミックス板との接触が良好になるよう、柔軟性を有したシリコーンシートを配置した。また、給電ケーブル、測温素子のリード線が挿通する貫通孔を設けた。

一方、冷却ステージ用として、直径３２０ｍｍおよび厚み１２ｍｍの円板状のアルミニウム合金板を準備した。冷却ステージ用のアルミニウム合金板の下面には、ねじを用いて冷媒流路として機能する、外径６ｍｍ×肉厚１ｍｍのリン脱酸銅パイプを取り付け、その両端には、冷媒を供給・排出するための継ぎ手を取り付けた。また、給電ケーブル、測温素子のリード線が挿通する貫通孔を設け、更に冷却用可動プレートを昇降させるためのエアシリンダのロッドが挿通するための貫通孔を設けた。

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支持台内に冷却ステージを設置し、更にその上に冷却用可動プレートを設置した。冷却用可動プレートはエアシリンダのロッド先端に取り付けられており、支持台内で昇降可能な構造とした。更に、支持台内部の冷却用可動プレートの上方に基板加熱ユニットを設置し、基板加熱装置を作製した。また、表面板は排気ホースから排気することで平面板上に吸着固定した。

[加熱試験]
作製した基板加熱装置の平面状ヒーターに給電して常温から２５０℃まで昇温させた後、設定温度２５０℃で温度制御しながら１時間保持した。その後、シリコン基板の面内に１７個の測温センサーが埋設された市販のシリコン基板温度計を表面板上に吸着固定した後に、シリコン基板温度計の面内最大温度と面内最小温度の差である均熱レンジを計測した。その結果を表１に示す。

（作製例２）
平面板を鋼板に替えてＳｉ−ＳｉＣ板とした以外は、作製例１と同様に基板加熱装置を作製した。また、作製例１と同様に加熱試験を実施して、均熱レンジを計測した結果を表１に示す。

（作製例３）
平面状ヒーターを、平面板の表面板と当接する側の面とは反対側の面に接着剤で接着貼り付けして固定した以外は、作製例１と同様に基板加熱装置を作製した。また、作製例１と同様に加熱試験を実施して、均熱レンジを測定した結果を表１に示す。

（作製例４）
作製例１の通りに表面板を作製した後、表面板にＳｉ酸化物を主成分とした被膜を製膜した表面板を用いた以外は、作製例１と同様に基板加熱装置を作製した。なお、被膜の製膜方法を以下に示す。

[被膜の製膜方法]
作製例１の表面板および二酸化珪素（ＳｉＯ_２）のターゲット原料を高周波マグネトロンスパッタリング装置内にセットし、排気した。その後、高周波マグネトロンスパッタリング装置内の２．５Ｐａになるように、Ａｒガスの導入と排気バルブの開度調節を行った。その中で、セットした表面板を２００℃になるまで加熱した。表面板温度が２００℃に到達した後、高周波電力２００Ｗを装置に入力し、表面板の基板を載置する側の面に１５分間珪素酸化物の製膜を行った。なお、製膜した被膜の厚さを製膜部と非製膜部の段差部分を表面段差計で走査して調査したところ、０．４μｍであった。
また、作製した基板加熱装置を用いて、作製例１と同様に加熱試験を実施して、均熱レンジを測定した結果を表１に示す。

（作製例５）
表面板の材質を、ガラスに替えてポリイミド樹脂とした以外は、作製例１と同様に基板加熱装置を作製した。また作製例１と同様に加熱試験を実施して、均熱レンジを測定した結果を表１に示す。

（作製例６）
表面板を平面板上に載置せず、替わりに平面板の表面に機械加工により、複数の突起および周縁突起を作製例１と同様の形状に加工を施した以外は、作製例１と同様に基板加熱装置を作製した。また作製例１と同様に加熱試験を実施して、均熱レンジを測定した結果を表１に示す。

[表１]

[作製例による均熱レンジの差異の考察]
表１の結果から、作製例１、作製例２、作製例３、および作製例４では、均熱レンジはいずれも０．１４℃以下であり、良好な結果であった。これは、ガラス材質の表面板の剛性、エッチングによる凸部の寸法精度、耐熱性、低熱伝導率、低熱膨張係数により、２５０℃の高温でも材料としての変形を来さず、基板と部分的に接触する箇所における熱伝導を抑制されたことで実現されたものと考えられる。

一方、作製例５では均熱レンジが０．４９℃と大きい値であった。評価後の基板加熱ユニットを確認したところ、ポリイミド樹脂製の表面板には部分的にしわがよっていたり、部分的に平面板から浮いていたりしていた。このことから、２５０℃という高温でポリイミド樹脂が劣化し、基板との接触状況が面内で変化して、温度分布が乱れたと考えられる。

作製例６では均熱レンジが０.７３℃と大きい値であった。温度分布を確認すると、平面板に設けた複数の突起および周縁突起の部分の温度が高く、それ以外が低くなっていた。これは、熱伝導率の高い平面板に直接基板が接触することで、基板と平面板の接触部分で温度が高くなり、結果として、基板の面内温度分布の指標である均熱レンジが大きく悪化したものと考えられる。

１ 基板加熱装置
１０ 表面板
１１ 周縁突起
１２ 複数の突起
１３ 表面板凹部
１４ 被膜
２０ 基板加熱ユニット
２１ 平面板
２２ 平面状ヒーター
２３ セラミックス板
２４ 冷却用可動プレート
２５ 冷却ステージ
２６ 支持台
２７、２８ 固定ねじ
２９ 平面板凹部
３０ 基板
３１ 表面板吸着用貫通孔
３２ 基板吸着用貫通孔
４０ ヒーター回路

Claims (7)

1. 被加熱物である基板を載置するための表面板と平面板と平面状ヒーターとを含む基板加熱ユニットであって、
   前記表面板の前記基板を載置する側の面とは反対側の面である裏面が前記平面板の一方面と当接し、
   前記平面板の他方面が前記平面状ヒーターに当接しており、
   前記表面板は、平坦基部と、前記基板を載置する側の面の複数の突起とを備え、前記複数の突起と前記平坦基部が同一のガラス材料の連続体である基板加熱ユニット。
2. 前記表面板は、前記基板を載置する側の面の周縁部に円環状に連続した周縁突起をさらに備え、
   前記周縁突起と前記平坦基部とが同一のガラス材料の連続体である、
   請求項１に記載の基板加熱ユニット。
3. 前記表面板は、前記平面板と当接する側の面に凹部を備え、
   前記平面板は、前記凹部と前記平面板との間に形成された空間を排気可能な貫通孔を備えている、
   請求項１に記載の基板加熱ユニット。
4. 前記ガラス材料に含まれるアルカリ金属元素の総量が３ｗｔ％以下である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板加熱ユニット。
5. 前記複数の突起は、前記突起の頂部が平面であり、前記頂部から側面部につながる端部が曲面である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板加熱ユニット。
6. 前記表面板は、前記基板を載置する側の面に珪素の酸化物を主成分とした被膜をさらに備えた、
   請求項１から請求項５いずれか１項に記載の基板加熱ユニット。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板加熱ユニットに用いられる表面板。

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