JP2021125308A - セラミックヒータ - Google Patents

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Abstract

【課題】測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高める。
【解決手段】セラミックヒータ１０は、表面にウエハ載置面２０ａを有するセラミックプレート２０と、セラミックプレート２０に埋設された抵抗発熱体２２，２４と、セラミックプレート２０をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから支持する筒状シャフト４０と、セラミックプレート２０の裏面２０ｂのうち筒状シャフト４０に囲まれたシャフト内領域２０ｄの起点２６ｓからセラミックプレート２０の外周部の終端位置２６ｅに至る熱電対通路２６と、を備える。熱電対通路２６は、起点２６ｓから終端位置２６ｅまでの間の中間位置２６ｍに設けられた段差部２６ｂと、起点２６ｓから終端位置２６ｅに至る長距離部と、起点２６ｓから中間位置２６ｍに至る短距離部とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、セラミックヒータに関する。
従来、セラミックヒータとしては、ウエハ載置面を有する円盤状のセラミックプレートの内周側と外周側にそれぞれ独立に抵抗発熱体を埋め込んだ２ゾーンヒータと呼ばれるものが知られている。例えば特許文献１には、図１９に示すセラミックヒータ４１０が開示されている。このセラミックヒータ４１０は、セラミックプレート４２０の外周側の温度を外周側熱電対４５０で測定する。熱電対ガイド４３２は、筒状シャフト４４０の内部で下方から上方にまっすぐ延びたあと円弧状に曲げられて９０°方向転換している。この熱電対ガイド４３２は、セラミックプレート４２０の裏面のうち筒状シャフト４４０に囲まれた領域に設けられたスリット４２６ａに取り付けられている。スリット４２６ａは、熱電対通路４２６の入口部分をなす。外周側熱電対４５０は、熱電対ガイド４３２の筒内に挿入されて熱電対通路４２６の終端位置に達している。
国際公開第２０１２／０３９４５３号パンフレット（図１１）
しかしながら、熱電対通路４２６は一方向にまっすぐに伸びているため、熱電対通路４２６に挿入された熱電対は基本的には熱電対通路４２６の終端位置を測定することになり、測温位置の自由度がなかった。また、熱電対の測温部（先端）を熱電対通路４２６の終端位置に手前で止めた場合にはその位置で測温することは可能だが、測温部の周囲の空気を測温することになるため、測温精度がよくなかった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高めることを主目的とする。
本発明の第１のセラミックヒータは、
表面にウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体と、
前記セラミックプレートを前記セラミックプレートの裏面から支持する筒状シャフトと、
前記セラミックプレートの前記裏面のうち前記筒状シャフトに囲まれたシャフト内領域の起点から前記セラミックプレートの外周部の終端位置に至る熱電対通路と、
を備え、
前記熱電対通路は、前記起点から前記終端位置までの間の中間位置に設けられた段差部と、前記起点から前記終端位置に至る長距離部と、前記起点から前記中間位置に至る短距離部とを有する、
ものである。
このセラミックヒータでは、熱電対通路は、起点から終端位置までの間の中間位置に設けられた段差部と、起点から終端位置に至る長距離部と、起点から中間位置に至る短距離部とを有する。そのため、熱電対を長距離部に挿入して熱電対の測温部を終端位置と接するように配置すれば、終端位置を精度よく測温することができる。熱電対を短距離部に挿入して熱電対の測温部を中間位置の段差部と接するように配置すれば、中間位置を精度よく測温することができる。したがって、測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高めることができる。
なお、中間位置は、起点から終端位置までの間であればどこに設けてもよい。また、中間位置を起点から終端位置までの間の複数の地点に設け、各中間位置に段差部を設けてもよい。
本発明の第１のセラミックヒータにおいて、前記段差部は、前記セラミックプレートの面方向に段が生じるように設けられていてもよい。こうすれば、熱電対を熱電対通路の一方の側面に沿って挿入すると、熱電対の測温部を終端位置及び中間位置の段差部の一方に押し当てることができ、熱電対を熱電対通路の他方の側面に沿って挿入すると、熱電対の測温部を終端位置及び中間位置の段差部の他方に押し当てることができる。
本発明の第１のセラミックヒータにおいて、前記段差部は、前記セラミックプレートの厚さ方向に段が生じるように設けられていてもよい。こうすれば、熱電対を熱電対通路の段の上に沿って挿入すると、熱電対の測温部を終端位置及び中間位置の段差部の一方に押し当てることができ、熱電対を熱電対通路の段の下に沿って挿入すると、熱電対の測温部を終端位置及び中間位置の段差部の他方に押し当てることができる。
本発明の第１のセラミックヒータにおいて、前記熱電対通路は、前記長距離部と前記短距離部との境界の少なくとも一部に仕切り壁を有していてもよい。こうすれば、長距離部（又は短距離部）へ挿入された熱電対が誤って短距離部（又は長距離部）へ乗り越えるのを防止することができる。
本発明の第１のセラミックヒータにおいて、前記熱電対通路は、前記セラミックプレートを平面視したときに湾曲していてもよい。こうすれば、セラミックプレートに貫通穴などの障害物がある場合、その障害物を避けて熱電対通路を設けることができる。
本発明の第１のセラミックヒータにおいて、前記抵抗発熱体は、前記ウエハ載置面を複数に分割した各ゾーンごとに配線され、前記終端位置と前記中間位置とは、互いに異なるゾーンに設けられていてもよい。こうすれば、いわゆる多ゾーンヒータにおいて、異なるゾーンの温度を精度よく測定することができる。
本発明の第２のセラミックヒータにおいて、
表面にウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体と、
前記セラミックプレートを前記セラミックプレートの裏面から支持する筒状シャフトと、
前記セラミックプレートの前記裏面のうち前記筒状シャフトに囲まれたシャフト内領域の起点から前記セラミックプレートの外周部に向かって延びる熱電対通路と、
を備え、
前記熱電対通路は、途中に分岐点を有し、前記分岐点から第１終端位置に至る第１分岐路と、前記分岐点から前記第１終端位置とは異なる第２の終端位置に至る第２分岐路とを有する、
ものである。
このセラミックヒータでは、熱電対通路は、分岐点から第１終端位置に至る第１分岐路と、分岐点から第１終端位置とは異なる第２終端位置に至る第２分岐路とを有する。そのため、熱電対を第１分岐路に挿入して熱電対の測温部を第１終端位置と接するように配置すれば、第１終端位置を精度よく測温することができる。熱電対を第２分岐路に挿入して熱電対の測温部を第２終端位置と接するように配置すれば、第２終端位置を精度よく測温することができる。したがって、測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高めることができる。
本発明の第２のセラミックヒータにおいて、前記セラミックプレートの中心から前記第２終端位置までの長さは、前記セラミックプレートの中心から前記第１終端位置までの長さと同じか又は異なるようにしてもよい。両者の長さを同じになるようにすれば、セラミックプレートの中心から同じ距離の異なる２点を測温することができるし、両者の長さが異なるようにすれば、セラミックプレートの中心から異なる距離の２点を測温することができる。
本発明の第２のセラミックヒータにおいて、前記熱電対通路は、前記起点から前記分岐点までの間の少なくとも一部に仕切り壁を有していてもよい。こうすれば、仕切り壁を利用して熱電対を第１終端位置へ誘導したり第２終端位置へ誘導したりすることができる。
本発明の第２のセラミックヒータにおいて、前記熱電対通路は、前記セラミックプレートを平面視したときに、前記第１分岐路及び前記第２分岐路の少なくとも一方が湾曲していてもよい。こうすれば、セラミックプレートに貫通穴などの障害物がある場合、その障害物を避けて熱電対通路を設けることができる。
本発明の第２のセラミックヒータにおいて、前記抵抗発熱体は、前記ウエハ載置面を複数に分割した各ゾーンごとに配線され、前記第１終端位置と前記第２終端位置とは、互いに異なるゾーンに設けられていてもよい。こうすれば、いわゆる多ゾーンヒータにおいて、異なるゾーンの温度を精度よく測定することができる。
セラミックヒータ１０の斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 熱電対通路２６をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対ガイド３２の正面図。 熱電対通路２６をセラミックプレート２０の斜め下から見たときの斜視図。 熱電対通路２６をセラミックプレート２０の斜め下から見たときの斜視図。 熱電対通路２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 図８のＣ−Ｃ断面図。 図８のＣ−Ｃ断面図。 熱電対通路１２６をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 図１１のＤ−Ｄ断面図。 熱電対通路２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対通路２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対通路３２６をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対通路３２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対通路３２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 熱電対通路３２６の変形例をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図。 従来例の説明図。
本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はセラミックヒータ１０の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は熱電対通路２６をセラミックプレート２０の裏面２０ｂから見たときの平面図、図５は熱電対ガイド３２の正面図、図６及び図７は熱電対通路２６をセラミックプレート２０の斜め下から見たときの斜視図である。
セラミックヒータ１０は、エッチングやＣＶＤなどの処理が施されるウエハＷを加熱するために用いられるものであり、図示しない真空チャンバ内に設置される。このセラミックヒータ１０は、ウエハ載置面２０ａを有する円盤状のセラミックプレート２０と、セラミックプレート２０のウエハ載置面２０ａとは反対側の面（裏面）２０ｂに接合された筒状シャフト４０とを備えている。
セラミックプレート２０は、窒化アルミニウムやアルミナなどに代表されるセラミック材料からなる円盤状のプレートである。セラミックプレート２０の直径は特に限定されるものではないが、例えば３００ｍｍ程度である。セラミックプレート２０は、セラミックプレート２０と同心円状の仮想境界２０ｃ（図３参照）によって小円形の内周側ゾーンＺ１と円環状の外周側ゾーンＺ２とに分けられている。セラミックプレート２０の内周側ゾーンＺ１には内周側抵抗発熱体２２が埋設され、外周側ゾーンＺ２には外周側抵抗発熱体２４が埋設されている。両抵抗発熱体２２，２４は、例えばモリブデン、タングステン又は炭化タングステンを主成分とするコイルで構成されている。セラミックプレート２０は、図２に示すように、上側プレートＰ１とその上側プレートＰ１よりも薄い下側プレートＰ２とを面接合することにより作製されている。
筒状シャフト４０は、セラミックプレート２０と同じく窒化アルミニウム、アルミナなどのセラミックスで形成されている。筒状シャフト４０は、上端のフランジ部４０ａがセラミックプレート２０に拡散接合されている。
内周側抵抗発熱体２２は、図３に示すように、一対の端子２２ａ，２２ｂの一方から端を発し、一筆書きの要領で複数の折り返し部で折り返されつつ内周側ゾーンＺ１のほぼ全域に配線されたあと、一対の端子２２ａ，２２ｂの他方に至るように形成されている。一対の端子２２ａ，２２ｂは、シャフト内領域２０ｄ（セラミックプレート２０の裏面２０ｂのうち筒状シャフト４０の内側領域）に設けられている。一対の端子２２ａ，２２ｂには、それぞれ金属製（例えばＮｉ製）の給電棒４２ａ，４２ｂが接合されている。
外周側抵抗発熱体２４は、図３に示すように、一対の端子２４ａ，２４ｂの一方から端を発し、一筆書きの要領で複数の折り返し部で折り返されつつ外周側ゾーンＺ２のほぼ全域に配線されたあと一対の端子２４ａ，２４ｂの他方に至るように形成されている。一対の端子２４ａ，２４ｂは、セラミックプレート２０の裏面２０ｂのシャフト内領域２０ｄに設けられている。一対の端子２４ａ，２４ｂには、それぞれ金属製（例えばＮｉ製）の給電棒４４ａ，４４ｂが接合されている。
セラミックプレート２０の内部には、図２に示すように、外周側熱電対５０を挿入するための長穴形状の熱電対通路２６がウエハ載置面２０ａと平行に設けられている。熱電対通路２６は、図３に示すように、セラミックプレート２０の裏面２０ｂのうちシャフト内領域２０ｄの起点２６ｓからセラミックプレート２０の外周部に向かって直線的に延びている。熱電対通路２６のうち、起点２６ｓからフランジ部４０ａに至る入口部分は、熱電対ガイド３２の湾曲部３４の先端を嵌め込むための長溝形状の導入部２６ａになっている。導入部２６ａは、シャフト内領域２０ｄに開口している。熱電対通路２６は、図３、図４、図６及び図７に示すように、起点２６ｓから終端位置２６ｅまでの間の中間位置２６ｍに設けられた段差部２６ｂと、起点２６ｓから終端位置２６ｅに至る長距離部２６ｃと、起点２６ｓから中間位置２６ｍに至る短距離部２６ｄとを有する。段差部２６ｂは、セラミックプレート２０の面方向に段が生じるように設けられている。長距離部２６ｃと短距離部２６ｄは、いずれも直線状の通路であり、起点２６ｓから中間位置２６ｍまでは両者が一体になった幅広通路であり、中間位置２６ｍから終端位置２６ｅまでは長距離部２６ｃのみの幅狭通路となっている。
熱電対ガイド３２は、図５に示すように、ガイド穴３２ａを備えた金属製（例えばステンレス製）の筒状部材である。熱電対ガイド３２は、ウエハ載置面２０ａに対して垂直方向に延びる垂直部３３と、垂直方向から水平方向に転換する湾曲部３４とを備えている。垂直部３３の外径は湾曲部３４の外径より大きいが、垂直部３３の内径は湾曲部３４の内径と同じである。このように湾曲部３４の外径を小さくすることにより、湾曲部３４を挿入する熱電対通路２６の導入部２６ａの幅を小さくすることができる。但し、垂直部３３の外径と湾曲部３４の外径を同じにしてもよい。湾曲部３４の曲率半径Ｒは特に限定するものではないが、例えば３０ｍｍ程度である。熱電対ガイド３２のガイド穴３２ａには、外周側熱電対５０が挿通されている。湾曲部３４の先端は、導入部２６ａ内に単に嵌め込まれているだけでもよいし、導入部２６ａ内に接合又は接着されていてもよい。
筒状シャフト４０の内部には、図２に示すように、熱電対ガイド３２のほか、内周側抵抗発熱体２２の一対の端子２２ａ，２２ｂのそれぞれに接続される給電棒４２ａ，４２ｂや外周側抵抗発熱体２４の一対の端子２４ａ，２４ｂのそれぞれに接続される給電棒４４ａ，４４ｂが配置されている。筒状シャフト４０の内部には、セラミックプレート２０の中央付近の温度を測定するための内周側熱電対４８やセラミックプレート２０の外周付近の温度を測定するための外周側熱電対５０も配置されている。内周側熱電対４８は、セラミックプレート２０のシャフト内領域２０ｄに設けられた凹部４９に差し込まれ、先端の測温部４８ａがセラミックプレート２０に接触している。凹部４９は、各端子２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂや熱電対通路２６の導入部２６ａと干渉しない位置に設けられている。外周側熱電対５０は、シース熱電対であり、熱電対ガイド３２のガイド穴３２ａ及び熱電対通路２６を通過するように配置されている。外周側熱電対５０の先端の測温部５０ａは長距離部２６ｃを通って終端位置２６ｅに接するようにしてもよいし（図３及び図６参照）、短距離部２６ｄを通って中間位置２６ｍの段差部２６ｂに接するようにしてもよい（図７参照）。あるいは、２本の外周側熱電対５０をそれぞれ長距離部２６ｃと短距離部２６ｄに挿入し、一方の測温部５０ａを終端位置２６ｅに接するようにし、他方の測温部５０ａを段差部２６ｂに接するようにしてもよい。
次に、セラミックヒータ１０の使用例について説明する。まず、図示しない真空チャンバ内にセラミックヒータ１０を設置し、そのセラミックヒータ１０のウエハ載置面２０ａにウエハＷを載置する。そして、内周側熱電対４８によって検出された温度が予め定められた内周側目標温度となるように内周側抵抗発熱体２２に供給する電力を調整すると共に、外周側熱電対５０によって検出された温度が予め定められた外周側目標温度となるように外周側抵抗発熱体２４に供給する電力を調整する。これにより、ウエハＷの温度が所望の温度になるように制御される。そして、真空チャンバ内を真空雰囲気もしくは減圧雰囲気になるように設定し、真空チャンバ内にプラズマを発生させ、そのプラズマを利用してウエハＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。
以上説明した本実施形態のセラミックヒータ１０では、外周側熱電対５０を熱電対通路２６の長距離部２６ｃに挿入して外周側熱電対５０の測温部５０ａを終端位置２６ｅと接するように配置すれば、終端位置２６ｅを精度よく測温することができる。また、外周側熱電対５０を熱電対通路２６の短距離部２６ｄに挿入して外周側熱電対５０の測温部５０ａを中間位置２６ｍの段差部２６ｂと接するように配置すれば、中間位置２６ｍを精度よく測温することができる。したがって、測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高めることができる。
また、段差部２６ｂは、セラミックプレート２０の面方向に段が生じるように設けられている。そのため、外周側熱電対５０を熱電対通路２６の一方の側面に沿って挿入すると、外周側熱電対５０の測温部５０ａを終端位置２６ｅに押し当てることができ（図６参照）、外周側熱電対５０を熱電対通路２６の他方の側面に沿って挿入すると、外周側熱電対５０の測温部５０ａを中間位置２６ｍの段差部２６ｂに押し当てることができる（図７参照）。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態において、図８及び図９に示すように、熱電対通路２６の短距離部２６ｄと長距離部２６ｃとの境界に沿って仕切り壁２６ｗを設けてもよい。こうすれば、仕切り壁２６ｗを利用して外周側熱電対５０を終端位置２６ｅへ誘導したり段差部２６ｂへ誘導したりすることができる。また、長距離部２６ｃ（又は短距離部２６ｄ）へ挿入した外周側熱電対５０が誤って短距離部２６ｄ（又は長距離部２６ｃ）へ乗り越えるのを防止することができる。こうした乗り越えを防止する観点から、仕切り壁２６ｗの高さは外周側熱電対５０の半径以上であることが好ましい。仕切り壁２６ｗは、境界の全体に設けてもよいし、境界の一部に設けてもよい。また、仕切り壁２６ｗは、図１０に示すように上端に返し部２６ｗ１を設けてもよい。こうすれば、さきほどの乗り越えをより確実に防止することができる。
上述した実施形態の熱電対通路２６の代わりに、図１１及び図１２に示す熱電対通路１２６を採用してもよい。この熱電対通路１２６は、基本的には熱電対通路２６と同じであるが、長距離部１２６ｃの底面Ｆ１に対して短距離部１２６ｄの底面Ｆ２を一段低くすることで中間位置１２６ｍに段差部１２６ｂが生じるようにしたものである。段差部１２６ｂは、セラミックプレート２０の面方向にも厚さ方向にも段が生じている。この場合も、外周側熱電対５０を熱電対通路１２６の長距離部１２６ｃに挿入して外周側熱電対５０の測温部５０ａを終端位置１２６ｅと接するように配置したり、短距離部１２６ｄに挿入して外周側熱電対５０の測温部５０ａを中間位置１２６ｍの段差部１２６ｂと接するように配置したりすることができる。また、外周側熱電対５０を熱電対通路１２６の段の上（底面Ｆ１）に沿って挿入すると、測温部５０ａを終端位置１２６ｅに押し当てることができ、外周側熱電対５０を熱電対通路１２６の段の下（底面Ｆ２）に沿って挿入すると、測温部５０ａを段差部１２６ｂに押し当てることができる。なお、短距離部１２６ｄの底面Ｆ２は導入部１２６ａから中間位置１２６ｍに向かってなだらかな斜面になるようにしてもよい。また、長距離部１２６ｃと短距離部１２６ｄとの境界に、図８〜図１０の仕切り壁２６ｗを設けてもよい。
上述した実施形態において、熱電対通路２６は、図１３に示すように、セラミックプレート２０を平面視したときに湾曲する形状にしてもよい。図１３では、段差部２６ｂは熱電対通路２６の内周側に設けられている。こうすれば、セラミックプレート２０に貫通穴などの障害物がある場合、その障害物を避けて熱電対通路２６を設けることができる。こうした熱電対通路２６の長距離部２６ｃは、図１４に示すように、セラミックプレート２０を平面視したときにセラミックプレート２０の同心円（円周）に沿うカーブ部２６ｒを有するように湾曲していてもよい。円周に沿うカーブ部２６ｒとすることにより、複数の熱電対を円周方向に沿って配置することが可能となる。このため、中心部から外周へ向かう熱電対用の溝の数を減らすことが可能となり、均熱性の改善及びシャフト内の設計の自由度を高めることができる。
上述した実施形態では、終端位置２６ｅと中間位置２６ｍの両方を外周側ゾーンＺ２に設けたが、終端位置２６ｅを外周側ゾーンＺ２に設け、中間位置２６ｍを内周側ゾーンＺ１に設けてもよい。こうすれば、いわゆる２ゾーンヒータにおいて、異なるゾーンの温度を一つの熱電対通路２６で精度よく測定することができる。また、内周側熱電対４８を省略することもできる。
上述した実施形態の熱電対通路２６の代わりに、図１５に示す熱電対通路３２６を採用してもよい。熱電対通路３２６は、起点３２６ｓからセラミックプレート２０の外周部に向かって延びる通路であり、途中に分岐点３２６ｐを有し、その分岐点３２６ｐから第１終端位置３２６ｅに至る第１分岐路３２６ｃと、分岐点３２６ｐから第１終端位置３２６ｅとは異なる第２終端位置３２６ｆに至る第２分岐路３２６ｄとを有する。セラミックプレート２０の中心から第２終端位置３２６ｆまでの長さは、セラミックプレート２０の中心から第１終端位置３２６ｅまでの長さと同じである。熱電対通路３２６には、導入部２６ａと同様の導入部３２６ａが設けられている。熱電対通路３２６では、外周側熱電対５０を第１分岐路３２６ｃに挿入して測温部５０ａを第１終端位置３２６ｅと接するように配置すれば、第１終端位置３２６ｅを精度よく測温することができる。また、外周側熱電対５０を第２分岐路３２６ｄに挿入して測温部５０ａを第２終端位置３２６ｆと接するように配置すれば、第２終端位置３２６ｆを精度よく測温することができる。したがって、測温位置の自由度を高めると共に各測温位置での測温精度も高めることができる。また、セラミックプレート２０の中心から同じ距離の異なる２点を測温することができる。なお、熱電対通路３２６は、分岐点３２６ｐから３つ以上の分岐路に分岐するようにしてもよい。
こうした熱電対通路３２６において、図１６に示すように、セラミックプレート２０の中心から第２終端位置３２６ｆまでの長さは、セラミックプレート２０の中心から第１終端位置３２６ｅまでの長さと異なるようにしてもよい。こうすれば、セラミックプレート２０の中心から異なる距離の２点を測温することができる。
熱電対通路３２６は、図１７に示すように、導入部３２６ａから分岐点３２６ｐまでの間に仕切り壁３２６ｗを有していてもよい。こうすれば、仕切り壁３２６ｗを利用して外周側熱電対５０を第１終端位置３２６ｅへ誘導したり第２終端位置３２６ｆへ誘導したりすることができる。なお、仕切り壁３２６ｗの断面は、図９の仕切り壁２６ｗと同じ形状にしてもよいし、図１０の仕切り壁２６ｗと同じ形状にしてもよい。
熱電対通路３２６において、図１８に示すように、セラミックプレート２０を平面視したときに第１分岐路３２６ｃ及び第２分岐路３２６ｄが湾曲するようにしてもよい。こうすれば、セラミックプレート２０に貫通穴などの障害物がある場合、その障害物を避けて熱電対通路３２６を設けることができる。なお、図１８において、第１分岐路３２６ｃ及び第２分岐路３２６ｄの一方が湾曲し他方が直線状であってもよい。
なお、図１５〜図１８の熱電対通路３２６はＹ字状に分岐した場合を例示したが、Ｔ字状又はト字状に分岐したものであってもよい。
熱電対通路３２６は、第１終端位置３２６ｅと第２終端位置３２６ｆの両方を外周側ゾーンＺ２に設けてもよいし、第１終端位置３２６ｅを外周側ゾーンＺ２に設け、第２終端位置３２６ｆを内周側ゾーンＺ１に設けてもよい。後者の場合、いわゆる２ゾーンヒータにおいて、異なるゾーンの温度を一つの熱電対通路３２６で精度よく測定することができる。また、内周側熱電対４８を省略することもできる。また、熱電対通路３２６に複数の熱電対を挿入する場合には、複数の熱電対は熱電対通路３２６の途中までシースが着いている状態としてもよい。これにより、熱電対通路３２６に複数の熱電対を同時に入れることができる。
上述した実施形態では、両抵抗発熱体２２，２４をコイル形状としたが、特にコイル形状に限定されるものではなく、例えば印刷パターンであってもよいし、リボン形状やメッシュ形状などであってもよい。
上述した実施形態において、セラミックプレート２０に抵抗発熱体２２，２４に加えて静電電極やＲＦ電極を内蔵してもよい。
上述した実施形態では、いわゆる２ゾーンヒータを例示したが、特に２ゾーンヒータに限定されない。例えば、内周側ゾーンＺ１を複数の内周側小ゾーンに分けて内周側小ゾーンごとに抵抗発熱体を一筆書きの要領で引き回してもよい。また、外周側ゾーンＺ２を複数の外周側小ゾーンに分けて外周側小ゾーンごとに抵抗発熱体を一筆書きの要領で引き回してもよい。
上述した実施形態では、熱電対ガイド３２を熱電対通路２６の導入部２６ａに取り付けたが、外周側熱電対５０を熱電対通路２６に挿入するときには熱電対ガイド３２を導入部２６ａに配置し、外周側熱電対５０を熱電対通路２６に挿入したあとは熱電対ガイド３２を除去してもよい。あるいは、熱電対ガイド３２を用いることなく、外周側熱電対５０を熱電対通路２６に挿入してもよい。
上述した実施形態において、熱電対通路２６を断面略四角形の通路とする場合、通路内の面と面との境界（例えば底面と側面との境界）は、エッジが立たないようにＣ面又はＲ面になっていることが好ましい。
上述した実施形態において、外周側熱電対５０の外径ｄは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とするのが好ましい。外径ｄが０．５ｍｍ未満では、外周側熱電対５０を熱電対通路２６に挿入するときに曲がってしまい、終端位置２６ｅや中間位置２６ｍまで挿入するのが困難になる。外径ｄが２ｍｍを超えると、外周側熱電対５０の柔軟性がなくなるため外周側熱電対５０を終端位置２６ｅや中間位置２６ｍまで挿入するのが困難になる。
上述した実施形態において、終端位置２６ｅや段差部２６ｂは、外周側熱電対５０の測温部５０ａが凸状曲面の場合、熱電対通路２６の終端面（終端位置２６ｅにおける立壁）や段差部２６ｂの立壁のうち測温部５０ａが接触する部分を凹状曲面としてもよい。こうすれば、外周側熱電対５０の測温部５０ａが面接触するか又はそれに近い状態で接触するため、測温精度が向上する。
１０ セラミックヒータ、２０ セラミックプレート、２０ａ ウエハ載置面、２０ｂ 裏面、２０ｃ 仮想境界、２０ｄ シャフト内領域、２２ 内周側抵抗発熱体、２２ａ，２２ｂ 端子、２４ 外周側抵抗発熱体、２４ａ，２４ｂ 端子、２６ 熱電対通路、２６ａ 導入部、２６ｂ 段差部、２６ｃ 長距離部、２６ｄ 短距離部、２６ｅ 終端位置、２６ｍ 中間位置、２６ｓ 起点、２６ｗ 仕切り壁、２６ｗ１ 返し部、３２ 熱電対ガイド、３２ａ ガイド穴、３３ 垂直部、３４ 湾曲部、４０ 筒状シャフト、４０ａ フランジ部、４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂ 給電棒、４８ 内周側熱電対、４８ａ 測温部、４９ 凹部、５０ 外周側熱電対、５０ａ 測温部、１２６ 熱電対通路、１２６ａ 導入部、１２６ｂ 段差部、１２６ｃ 長距離部、１２６ｄ 短距離部、１２６ｅ 終端位置、１２６ｍ 中間位置、１２６ｓ 起点、３２６ 熱電対通路、３２６ａ 導入部、３２６ｃ 第１分岐路、３２６ｄ 第２分岐路、３２６ｅ 第１終端位置、３２６ｆ 第２終端位置、３２６ｐ 分岐点、３２６ｓ 起点、３２６ｗ 仕切り壁、４１０ セラミックヒータ、４２０ セラミックプレート、４２６ 熱電対通路、４２６ａ スリット、４３２ 熱電対ガイド、４４０ 筒状シャフト、４５０ 外周側熱電対、Ｆ１，Ｆ２ 底面、Ｐ１ 上側プレート、Ｐ２ 下側プレート、Ｗ ウエハ、Ｚ１ 内周側ゾーン、Ｚ２ 外周側ゾーン。

Claims (11)

  1. 表面にウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
    前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体と、
    前記セラミックプレートを前記セラミックプレートの裏面から支持する筒状シャフトと、
    前記セラミックプレートの前記裏面のうち前記筒状シャフトに囲まれたシャフト内領域の起点から前記セラミックプレートの外周部の終端位置に至る熱電対通路と、
    を備え、
    前記熱電対通路は、前記起点から前記終端位置までの間の中間位置に設けられた段差部と、前記起点から前記終端位置に至る長距離部と、前記起点から前記中間位置に至る短距離部とを有する、
    セラミックヒータ。
  2. 前記段差部は、前記セラミックプレートの面方向に段が生じるように設けられている、
    請求項１に記載のセラミックヒータ。
  3. 前記段差部は、前記セラミックプレートの厚さ方向に段が生じるように設けられている、
    請求項１に記載のセラミックヒータ。
  4. 前記熱電対通路は、前記長距離部と前記短距離部との境界の少なくとも一部に仕切り壁を有する、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
  5. 前記熱電対通路は、前記セラミックプレートを平面視したときに湾曲している、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
  6. 前記抵抗発熱体は、前記ウエハ載置面を複数に分割した各ゾーンごとに配線され、
    前記終端位置と前記中間位置とは、互いに異なるゾーンに設けられている、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
  7. 表面にウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
    前記セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体と、
    前記セラミックプレートを前記セラミックプレートの裏面から支持する筒状シャフトと、
    前記セラミックプレートの前記裏面のうち前記筒状シャフトに囲まれたシャフト内領域の起点から前記セラミックプレートの外周部に向かって延びる熱電対通路と、
    を備え、
    前記熱電対通路は、途中に分岐点を有し、前記分岐点から第１終端位置に至る第１分岐路と、前記分岐点から前記第１終端位置とは異なる第２の終端位置に至る第２分岐路とを有する、
    セラミックヒータ。
  8. 前記セラミックプレートの中心から前記第２終端位置までの長さは、前記セラミックプレートの中心から前記第１終端位置までの長さと同じか又は異なる、
    請求項７に記載のセラミックヒータ。
  9. 前記熱電対通路は、前記起点から前記分岐点までの間の少なくとも一部に仕切り壁を有する、
    請求項７又は８に記載のセラミックヒータ。
  10. 前記熱電対通路は、前記セラミックプレートを平面視したときに、前記第１分岐路及び前記第２分岐路の少なくとも一方が湾曲している、
    請求項７〜９のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
  11. 前記抵抗発熱体は、前記ウエハ載置面を複数に分割した各ゾーンごとに配線され、
    前記第１終端位置と前記第２終端位置とは、互いに異なるゾーンに設けられている、
    請求項７〜１０のいずれか１項に記載のセラミックヒータ。
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