JP3929840B2

JP3929840B2 - Wafer heating device

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Publication number: JP3929840B2
Application number: JP2002185631A
Authority: JP
Inventors: 剛加藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP2004031631A

Description

【０００１】
本発明は、主にウェハを加熱するのに用いるウェハ加熱装置に関するものであり、例えば、半導体ウェハや液晶基板あるいは回路基板等のウェハ上に半導体薄膜を生成したり、前記ウェハ上に塗布されたレジスト液を乾燥焼き付けしてレジスト膜を形成するウェハ加熱装置に関する。
【０００２】
例えば、半導体製造装置の製造工程における、半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジスト膜の焼き付け処理等においては、半導体ウェハ（以下、ウェハと略す）を加熱するためにウェハ加熱装置が用いられている。
【０００３】
従来の半導体製造装置は、まとめて複数のウェハを成膜処理するバッチ式のものが使用されていたが、ウェハの大きさが８インチから１２インチと大型化するにつれ、処理精度を高めるために、一枚づつ処理する枚葉式と呼ばれる手法が近年実施されている。しかしながら、枚葉式にすると１回当たりの処理数が減少するため、ウェハの処理時間の短縮が必要とされている。このため、ウェハ加熱装置に対して、ウェハの加熱時間の短縮、迅速化と同時に加熱温度の精度の向上が要求されていた。
【０００４】
このうちウェハ上へのレジスト膜の形成にあたっては、図４に示すような、窒化アルミニウムやアルミナ等のセラミックスからなる板状セラミックス基板３２の一方の主面をウェハＷを載せる載置面３３とし、他方の主面には抵抗発熱体３５および給電部３６が設置され、さらに弾性体３８により導通端子３７が給電部３６に押圧し固定された構造のウェハ加熱装置３１が用いられていた。そして、前記板状セラミックス基板３２は支持体４１にボルト４７により固定され、さらに板状セラミックス基板３２の内部には測温素子４０が挿入され、これにより板状セラミックス基板３２の温度を所定の温度に保つように、導通端子３７から抵抗発熱体３５に供給される電力を調節するシステムとなっていた。また、導通端子３７は、板状構造部４３に絶縁層３９を介して固定されていた。
【０００５】
そして、ウェハ加熱装置３１の載置面３３には、凹部４５に挿入された支持ピン４４が設置されており、ウェハＷを載置面３３に載せた際にウェハＷが載置面３３から非接触となるようにしている。そして、該支持ピン４４上にレジスト液が塗布されたウェハＷを載せたあと、抵抗発熱体３５を発熱させることにより、板状セラミックス基板３２を介して載置面３３上のウェハＷを加熱し、レジスト液を乾燥焼付けしてウェハＷ上にレジスト膜を形成するようになっていた。
【０００６】
また、特開平１１−４０３３０号公報に板状セラミックス基板３２を構成するセラミック材料としては、窒化物セラミックスまたは炭化物セラミックスが開示されている。
【０００７】
また、特開２００１−１６８１７７号公報には上記板状セラミックス基板３２の表面粗さについて、ウェハ保持面と反対側の表面粗さの差が５０％以内とすることにより、セラミックス基板を加熱した際のそりを抑えることが示されている。このような板状セラミックス基板３２の表面は、平面研削盤で一方向に研削加工した後、サンドブラスト加工していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなウェハ加熱装置において、近年半導体配線の微細化の為に用いられるようになってきた化学増幅型レジストの熱処理に於いては、ウェハＷを板状セラミックス基板３２上に差し替えした際に温度が安定するまでの過渡特性やウェハ面内の温度バラツキが、化学増幅型レジストの露光処理に極めて重要であり、従来に増して、均一かつ応答性の良い温度制御が必要となってきている。しかしながら、板状セラミックス基板３２に熱伝導率のよいセラミック基板を用いても、ウェハＷを板状セラミックス基板３２上に差し替えした際に温度が安定するまでの時間やウェハ面内の温度バラツキが大きいとの問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状セラミックス基板の一方の主面側を、ウェハを載せる載置面とし、前記板状セラミックス基板の他方の主面または内部に抵抗発熱体を備えたウェハ加熱装置において、前記板状セラミックス基板の他方の主面の表面粗さＲａが０．０１〜５μｍであり、かつ他方の主面の径方向の表面粗さＲａ１と周方向の表面粗さＲａ２の比率を０．１≦Ｒａ２／Ｒａ１≦０．８としたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記板状セラミックス基板の一方の主面の表面粗さＲａが０．０１〜５μｍであり、かつ、前記主面の径方向の表面粗さＲａ３と、周方向の表面粗さＲａ４の比率を０．５≦Ｒａ４／Ｒａ３≦０．９とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明に係るウェハ加熱装置１の一例を示す断面図で、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる板状セラミックス基板２の一方の主面をウェハＷを載せる載置面３とするとともに、他方の主面に抵抗発熱体５を形成したものである。
【００１３】
図２は抵抗発熱体５のパターン形状の一例を示す。抵抗発熱体５のパターン形状としては、円弧状のパターンと円弧状のパターンを繋ぐ連結パターンとからなり略同心円状をしたものや渦巻き状をしたものなど、載置面３を均一に加熱できるパターン形状であれば良い。均熱性を改善するため、抵抗発熱体５を複数のパターンに分割することが好ましい。
【００１４】
また、抵抗発熱体５には、金や銀、パラジウム、白金等の材質からなる給電部６が形成され、該給電部６に導通端子７を弾性体８を介して押圧固定することにより、導通が確保されている。
【００１５】
さらに、板状セラミックス基板２と支持体１１の外周にボルト１７を貫通させ、板状セラミックス基板２側より弾性体８、座金１８を介在させてナット１９を螺着することにより支持体１１に弾性的に固定している。これにより、板状セラミックス基板２の温度を変更したり載置面３にウェハＷを載せ板状セラミックス基板２の温度が変動した場合に支持体１１の変形が発生しても、上記弾性体８によってこれを吸収し、これにより板状セラミックス基板２の反りを防止し、ウェハＷ加熱におけるウェハＷ表面に温度分布が発生することを防止できる。
【００１６】
本発明のウェハ加熱装置１は、抵抗発熱体５を形成する板状セラミックス基板２の他方の主面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａを０．０１〜５μｍとしてある。表面粗さＲａが０．０１μｍより小さいと、板状セラミックス基板２と抵抗発熱体５との密着が悪くなり、抵抗発熱体５がはがれる虞がある。また、表面粗さＲａが５μｍを越えると、表面粗さＲａの大きな点を起点として、板状セラミックス基板２が破壊する可能性がある。更に好ましくは、Ｒａ０．０５μｍ〜０．５μｍである。
【００１７】
尚、上記表面粗さＲａは以下のようにして求める。まず、図２に示す様に抵抗発熱体５を形成する前の板状セラミックス体２の直径方向に表面粗さ計の触針を移動させ測定した径方向の表面粗さＲａ１と、これと直角な周方向に触針を移動させ測定したＲａ２とを求める。それぞれ板状セラミックス基板２の中心を除き、中心から半径方向に半径の約１／３、約２／３の位置で、それぞれ２箇所及び３箇所の計５箇所の各２方向で測定し、その平均値を求め、これを他方の主面の表面粗さＲａとした。
【００１８】
また、表面粗さＲａは測定長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定倍率が５０００倍、測定速度が０．３ｍｍ／Ｓの条件で測定した。
【００１９】
また、上記のように測定したとき、板状セラミックス基板２の他方の主面の径方向の表面粗さＲａ１と周方向の表面粗さＲａ２の比率Ｒ（＝Ｒａ２／Ｒａ１）が０．１≦Ｒａ２／Ｒａ１であることが望ましい。
【００２０】
比率Ｒ（＝Ｒａ２／Ｒａ１）が０．１より小さいと、Ｒａ１が大き過ぎることから、図２に示す抵抗発熱体５の複数のパターン間にパターンのにじみが生じ、絶縁が取れなくなる恐れがある。一方、比率Ｒが０．１以上であると、板状セラミックス基板２の表面に同心円状の凹凸が発生していることから、抵抗発熱体５の大部分を形成する円弧状パターンの径方向へのにじみが小さく、円弧状パターンの間隔を０．８ｍｍ程としてもパターン間で短絡したり漏電することがなく、抵抗発熱体５のパターンを密に配線できることから、ウェハＷを均一に加熱することができる。
【００２１】
すなわち、板状セラミックス基板２の他方の主面に、周方向に均一な加工スジを備え、上記の表面粗さＲａの範囲内とすることにより円弧状パターンを精度良く板状セラミックス基板に配設することができる事を見いだした。
【００２２】
更に好ましくは、比率Ｒは０．１〜０．８である。比率Ｒが０．８を超えると板状セラミックス基板２を加熱した際に、板状セラミックス基板２の変形が大きくなり温度バラツキや温度が安定するまでの時間が長くなる虞があった。
【００２３】
特開２００１−１６８１７７号公報に記載の板状セラミックス基板３２は、一般的な平面研削盤によるダイヤモンドホイールで厚み研削加工した後、研削した加工面をサンドブラストにより表面加工しており、研削方向と該研削方向に直角な方向で表面粗さが異なると考えられる。しかし、本発明は、径方向Ｒａ１と周方向Ｒａ２の表面粗さの比率に着目し、残留応力を制御することにより、板状セラミックス基板２を加熱した時の変形を小さくしたもので、前記公報に記載の方法と異なることは明白である。
【００２４】
更に、理由は明らかでないが、他方の主面の表面粗さＲａを０．０１〜５μｍとすることで、抵抗発熱体５の円弧状パターンの巾や円弧状パターンをつなぐ連結パターンの巾の精度が高くなり、ばらつきを小さくすることができることから、ウエハＷを板状セラミックス基板２上に差し替えた直後に、ウェハＷの温度が一定の温度に安定するまでの時間が小さく、過渡特性が優れることが判明した。
【００２５】
また、他方の主面の表面粗さＲａが０．０１〜５μｍで０．１≦Ｒａ２／Ｒａ１を満足する板状セラミック基板２の一方の表面に抵抗発熱体５を形成すると、他方の主面に残留応力が残る。そして、板状セラミックス基板２を抵抗発熱体５で加熱すると残留応力により板状セラミックス基板２が反ろうとするが、板状セラミックス基板２の一方の主面にこの応力を打ち消す残留応力を加工歪として備えると、加熱による反りが、更に小さくなる事を見いだした。
【００２６】
つまり、上記の板状セラミックス基板２の反り小さくするには、板状セラミックス基板２の一方の主面の表面粗さＲａを０．０１〜５μｍとし、かつ、前記一方の主面の径方向の表面粗さＲａ３と周方向の表面粗さＲａ４の比率Ｒ０（＝Ｒａ４／Ｒａ３）が０．５≦Ｒａ４／Ｒａ３であることが好ましい。
【００２７】
板状セラミックス基板２の一方の主面の表面粗さＲａが０．０１μｍ未満では、一方の主面の残留応力が小さく他方の主面の残留応力を緩和する効果が小さく、５μｍを超えると加工による残留応力や加工傷が大きくなり、加熱により破損することがあった。また、Ｒａ４／Ｒａ３の値が０．５を下回ると板状セラミックス基板２の一方の主面の径方向の表面粗さが大きくなり過ぎて残留応力が大きくなり、加熱した際に板状セラミックス基板２の一方の主面が凸となるように反りウェハＷ表面の温度差が大きくなったり、ウェハＷの温度が安定するまでの時間が大きくなる虞があった。
【００２８】
従って、板状セラミックス基板２の一方の主面の表面粗さＲａが０．０１〜５μｍであり、且つ、前記主面の径方向の表面粗さＲａ３と周方向の表面粗さＲａ４の比率Ｒ０（＝Ｒａ４／Ｒａ３）が０．５≦Ｒａ４／Ｒａ３とすると、板状セラミックス基板２の加熱による反りが小さくなり、ウエハＷを板状セラミックス基板２上に差し替えた直後に、ウェハＷの温度が一定の温度に安定するまでの時間が小さくなり、更に優れた過渡特性を示す事を究明できた。
【００２９】
尚、一方の主面の表面粗さＲａの測定方法は他方の主面の測定方法と同様である。即ち、図３に示す様に板状セラミックス体２の一方の主面である載置面３の直径方向に表面粗さ計の触針を移動させ径方向の表面粗さＲａを測定し、これと直角な周方向に触針を移動させ周方向の表面粗さＲａを測定する。それぞれ板状セラミックス基板２の中心を除き、中心から半径方向に半径の約１／３、約２／３の位置でそれぞれ２箇所及び３箇所の計５箇所で、上記の各２方向について表面粗さを測定し、その平均値を求め一方の主面の表面粗さＲａとした。また、上記５箇所の径方向の表面粗さの平均値をＲａ３とし、同様に周方向の表面粗さの平均値をＲａ４とした。また、表面粗さＲａは測定長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定倍率が５０００倍、測定速度が０．３ｍｍ／Ｓの条件で測定した。
【００３０】
次に、板状セラミックス基板２の表面粗さを上記の範囲とする加工方法について説明する。
【００３１】
板状セラミック基板２の加工方法として以下に示す２つの加工方法で実施した。
（１）：ロータリ研削盤を使い、加工スジを同心円状とした。
（２)：（１）の研削加工後に遊離砥粒を用いて上記の加工スジを消しランダムな方向と
した。
【００３２】
（１）の加工方法は、テーブルの中心に板状セラミック基板２を固定させた後、テーブルを回転させ、回転したダイヤモンドホイールを回転軸方向に移動させ研削加工した。
【００３３】
単に、上記の方法で板状セラミックス基板２の片面のみ加工し、残る片面を歪のない鏡面加工とした板状セラミックス基板は片面のみ周方向に加工スジを有するが、この板状セラミックス基板２を用いたウェハ加熱装置は加熱時の基板の変形が同心円状となり、中心部と外周部の温度ばらつきが大きくなる傾向が見られた。また、ウェハＷの温度が安定するまでの時間が大きくなる傾向が見られた。
【００３４】
（２）の加工方法は、回転する定盤の上で遊星運動するキャリヤで板状セラミックス基板２を支え、板状セラミックス基板の上に重石を乗せ、遊離砥粒としてダイヤモンド砥粒の入った研削液を滴下しながらラッピング加工する。定盤は回転し、板状セラミック基板も自転しながら公転することから、板状セラミックス基板２の表面の加工スジがランダムとなった。
【００３５】
さらに、ラッピング加工では、重石の大きさや形状を変えることにより加工面の凹凸形状を微妙に調整できることが特徴である。そして、本発明の板状セラミックス基板２の一方の主面は、上記の加工面が同心の凹形状となることが好ましい。このような形状とすることで過渡時のウェハＷ表面の温度差を更に小さくすることができる。
【００３６】
また、上記の凹形状は、ブラストによる研磨でも同様形状が得られるが、過渡時のウェハＷ表面の温度差を小さくする効果は小さく、ラッピング加工による効果が大きい事が分った。
【００３７】
次に、他の構成について説明する。
【００３８】
支持体１１は複数の層から構成された板状構造体１３と側壁部からなり、該板状構造体１３には抵抗発熱体５に電力を供給するための導通端子７が絶縁材９を介して設置され、不図示の空気噴射口や測温素子保持部が形成されている。
【００３９】
板状セラミックス基板２には各抵抗発熱体５の複数のパターンに対応して測温素子１０を保持する部分に凹部２１が形成されている。そして、該凹部２１には、測温素子１０の測温接点を配置し、充填材２２等により充填保持する。また、測温接点は、凹部２１の底に接するように設置するか、もしくは前記底からの熱をすぐに検知できるように、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の高熱伝導性の金属箔を介して前記凹部２１の底に設置する。
【００４０】
測温素子１０として用いる熱電対の材質については、Ｐｔ／Ｒｈ−Ｐｔ／Ｒｈ系、Ｐｔ／Ｒｈ−Ｐｔ系、Ｎｉ／Ｃｒ／Ｓｉ−Ｎｉ／Ｓｉ／Ｍｇ系、Ｎｉ／Ｃｒ−Ａｌ／Ｍｎ系、Ｎｉ／Ｃｒ−Ｃｕ／Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｃｕ／Ｎｉ系、Ｗ−Ｒｅ系等が使用可能であり、使用雰囲気や温度に対して適切なものを選定すればよい。例えば、大気中３００℃以下で用いるような場合には、Ｎｉ／Ｃｒ−Ａｌ／Ｍｎ系やＰｔ／Ｒｈ−Ｐｔ系やＮｉ／Ｃｒ−Ｃｕ／Ｎｉ系等が望ましく、還元性雰囲気下においては、Ｆｅ−Ｃｕ／Ｎｉ系等が望ましい。
【００４１】
また、測温素子１０の先端部には、測温接点が形成されている。測温接点は、測温検知のバラツキを小さくするために、レーザー溶接等により溶融接合し、均一な形状で形成することが望ましい。また、測温接点以降については、素線同士の接触による測温障害を防止するために適当な角度で引き出されているが、測温接点以外からの受熱を避けるため凹部２１に接触しない程度の角度にすることが望ましい。
【００４２】
また、測温素子１０の素線同士の接触による測温障害を防ぐ為、測温接点以降は適当な角度をつけて、素線同士が接触しないように設置することも重要である。また、測温素子１０の素線自体に樹脂コート・ガラスコート・セラミックコート等の絶縁材料をコーティングしたものを用いることも有効である。更に、必要に応じて、充填材２２で保持した以降の部分に絶縁スリーブ等を用いても良い。
【００４３】
充填材２２で保持していない部分については、絶縁性のスリーブ等で保護することが望ましい。また、素線自体にもガラスコートやセラミックコート等の絶縁被覆を施したものを使用することも可能である。
【００４４】
さらに、金属製の支持体１１は、側壁部と板状構造体１３を有し、該板状構造体１３には、その面積の５〜５０％にあたる開口部が形成されている。また、該板状構造体１３には、必要に応じて他に、板状セラミックス基板２の抵抗発熱体５に給電するための給電部６と導通するための導通端子７、板状セラミックス基板２を冷却するためのガス噴出口、板状セラミックス基板２の温度を測定するための測温素子１０を設置する。
【００４５】
また、不図示のリフトピンは支持体１１内に昇降自在に設置され、ウェハＷを載置面３上に載せたり、載置面３より持ち上げるために使用される。そして、このウェハ加熱装置１によりウェハＷを加熱するには、不図示の搬送アームにて載置面３の上方まで運ばれたウェハＷをリフトピンにより支持したあと、リフトピンを降下させてウェハＷを載置面３上に載せる。次に、給電部６に通電して抵抗発熱体５を発熱させ、板状セラミックス基板２を介して載置面３上のウェハＷを加熱する。
【００４６】
このとき、本発明によれば、板状セラミックス基板２を炭化珪素質焼結体、炭化硼素質焼結体、窒化硼素質焼結体、窒化珪素質焼結体、もしくは窒化アルミニウム質焼結体により形成してあることから、熱を加えても変形が小さく、板厚を薄くできるため、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間及び所定の処理温度から室温付近に冷却するまでの冷却時間を短くすることができ、生産性を高めることができるとともに、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有することから、薄い板厚でも抵抗発熱体５のジュール熱を素早く伝達し、載置面３の温度ばらつきを極めて小さくすることができる。しかも、大気中の水分等と反応してガスを発生させることもないため、半導体ウェハＷ上へのレジスト膜の貼付に用いたとしても、レジスト膜の組織に悪影響を与えることがなく、微細な配線を高密度に形成することが可能である。
【００４７】
ところで、このような特性を満足するには、板状セラミックス基板２の板厚を１ｍｍ〜７ｍｍとすることが良い。これは、板厚が１ｍｍ未満であると、板厚が薄すぎるために温度ばらつきを平準化するという板状セラミックス基板２としての効果が小さく、抵抗発熱体５におけるジュール熱のばらつきがそのまま載置面３の温度ばらつきとして現れるため、載置面３の均熱化が難しいからであり、逆に板厚が７ｍｍを越えると、板状セラミックス基板２の熱容量が大きくなり過ぎ、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間や温度変更時の冷却時間が長くなり、生産性を向上させることができないからである。
【００４８】
また、以上詳述した本発明のウェハ加熱装置１において、図１に示すように、板状セラミックス基板２の表面に、抵抗発熱体５を形成し、抵抗発熱体５を露出させてあることから、使用条件等に合わせて載置面３の温度分布が均一となるように、抵抗発熱体５にトリミングを施して抵抗値を調整することもできる。
【００４９】
また、板状セラミックス基板２を形成するセラミックスとしては、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウムのいずれか１種以上を主成分とするものを使用することができる。炭化珪素質焼結体としては、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素（Ｂ）と炭素（Ｃ）を含有した焼結体や、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤としてアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）とイットリア（Ｙ₂Ｏ₃）を含有し１９００〜２２００℃で焼成した焼結体を用いることができ、また、炭化珪素はα型を主体とするもの、あるいはβ型を主体とするもののいずれであっても構わない。
【００５０】
また、炭化硼素質焼結体としては、主成分の炭化硼素に対し、焼結助剤として炭素を３〜１０重量％混合し、２０００〜２２００℃でホットプレス焼成することにより焼結体を得ることができる。
【００５１】
そして、窒化硼素質焼結体としては、主成分の窒化硼素に対し、焼結助剤として３０〜４５重量％の窒化アルミニウムと５〜１０重量％の希土類元素酸化物を混合し、１９００〜２１００℃でホットプレス焼成することにより焼結体を得ることができる。窒化硼素の焼結体を得る方法としては、他に硼珪酸ガラスを混合して焼結させる方法があるが、この場合熱伝導率が著しく低下するので好ましくない。
【００５２】
また、窒化珪素質焼結体としては、主成分の窒化珪素に対し、焼結助剤として３〜１２重量％の希土類元素酸化物と０．５〜３重量％のＡｌ₂Ｏ₃、さらに焼結体に含まれるＳｉＯ₂量として１．５〜５重量％となるようにＳｉＯ₂を混合し、１６５０〜１７５０℃でホットプレス焼成することにより焼結体を得ることができる。ここで示すＳｉＯ₂量とは、窒化珪素原料中に含まれる不純物酸素から生成するＳｉＯ₂と、他の添加物に含まれる不純物としてのＳｉＯ₂と、意図的に添加したＳｉＯ₂の総和である。
【００５３】
また、窒化アルミニウム質焼結体としては、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結助剤としてＹ₂Ｏ₃やＹｂ₂Ｏ₃等の希土類元素酸化物と必要に応じてＣａＯ等のアルカリ土類金属酸化物を添加して十分混合し、平板状に加工した後、窒素ガス中１９００〜２１００℃で焼成することにより得られる。
【００５４】
一方、炭化珪素質焼結体を板状セラミックス基板２として使用する場合、多少導電性を有する板状セラミックス基板２と抵抗発熱体５との間の絶縁を保つ絶縁層を形成しても良い。絶縁層としては、ガラス又は樹脂を用いることが可能であり、ガラスを用いる場合、その厚みが１００μｍ未満では耐電圧が１．５ｋＶを下回り絶縁性が保てず、逆に厚みが５００μｍを越えると、板状セラミックス基板２を形成する炭化珪素質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体との熱膨張差が大きくなり過ぎるために、クラックが発生して絶縁層として機能しなくなる。その為、絶縁層４としてガラスを用いる場合、絶縁層の厚みは１００μｍ〜５００μｍの範囲で形成することが好ましく、望ましくは１５０μｍ〜４００μｍの範囲で形成することが良い。
【００５５】
炭化珪素質焼結体からなる板状セラミックス基板２の表面に絶縁層を形成する場合、予め表面を酸化処理することにより、０．０１〜２μｍ厚みのＳｉＯ₂からなる酸化膜１２を形成したのち、さらにその表面に絶縁層を形成する。
【００５６】
また、板状セラミックス基板２を、窒化アルミニウムを主成分とするセラミック焼結体で形成する場合は、板状セラミックス基板２に対する抵抗発熱体５の密着性を向上させるために、ガラスからなる絶縁層を形成しても良い。ただし、抵抗発熱体５の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密着強度が得られる場合は、省略することが可能である。
【００５７】
次に、絶縁層に樹脂を用いる場合、その厚みが３０μｍ未満では、耐電圧が１．５ｋＶを下回り、絶縁性が保てなくなるとともに、抵抗発熱体５にレーザー加工等によってトリミングを施した際に絶縁層を傷付け、絶縁層として機能しなくなり、逆に厚みが４００μｍを越えると、樹脂の焼付け時に発生する溶剤や水分の蒸発量が多くなり、板状セラミックス基板２との間にフクレと呼ばれる泡状の剥離部ができ、この剥離部の存在により熱伝達が悪くなるため、載置面３の均熱化が阻害される。その為、絶縁層として樹脂を用いる場合、絶縁層の厚みは３０μｍ〜４００μｍの範囲で形成することが好ましく、望ましくは６０μｍ〜２００μｍの範囲で形成することが良い。
【００５８】
また、絶縁層を形成する樹脂としては、２００℃以上の耐熱性と、抵抗発熱体５との密着性を考慮すると、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリアミド樹脂等が好ましい。
【００５９】
なお、ガラスや樹脂から成る絶縁層を板状セラミックス基板２上に被着する手段としては、前記ガラスペースト又は樹脂ペーストをスクリーン印刷法にて塗布したあと、ガラスペーストにあっては、６００℃の温度で、樹脂ペーストにあっては、３００℃以上の温度で焼き付ければ良い。
【００６０】
また、絶縁層としてガラスを用いる場合、予め炭化珪素質焼結体又は炭化硼素質焼結体から成る板状セラミックス基板２を１２００℃程度の温度に加熱し、絶縁層を被着する表面を酸化処理しておくことで、ガラスから成る絶縁層４との密着性を高めることができる。
【００６１】
さらに、抵抗発熱体５としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等の金属単体を、蒸着法やメッキ法にて直接被着するか、あるいは前記金属単体や酸化レニウム（Ｒｅ₂Ｏ₃）、ランタンマンガネート（ＬａＭｎＯ₃）等の酸化物を導電材として含む樹脂ペーストやガラスペーストを用意し、所定のパターン形状にスクリーン印刷法等にて印刷したあと焼付けて前記導電材を樹脂やガラスから成るマトリックスで結合すれば良い。マトリックスとしてガラスを用いる場合、結晶化ガラス、非晶質ガラスのいずれでも良いが、熱サイクルによる抵抗値の変化を抑えるために結晶化ガラスを用いることが好ましい。
【００６２】
ただし、抵抗発熱体５に銀又は銅を用いる場合、マイグレーションが発生する虞があるため、このような場合には、抵抗発熱体５を覆うように抵抗発熱体５のマトリックス成分と同等の材質から成る保護膜を３０μｍ程度の厚みで被覆しておけば良い。
【００６３】
上記保護膜を形成するガラスの特性としては、結晶質又は非晶質のいずれでも良く、例えばレジスト乾燥用に使用する場合、耐熱温度が２００℃以上でかつ２０℃〜２００℃の温度域における熱膨張係数が板状セラミックス基板２を構成するセラミックスの熱膨張係数に対し−５〜＋５×１０^-7／℃の範囲にあるものを適宜選択して用いることが好ましい。即ち、熱膨張係数が前記範囲を外れたガラスを用いると、板状セラミックス基板２を形成するセラミックスとの熱膨張差が大きくなりすぎるため、ガラスの焼付け後の冷却時において、板状セラミックス基板２に反りが発生したり、クラックや剥離等の欠陥が生じ易いからである。
【００６４】
また、抵抗発熱体５を内蔵するタイプの板状セラミックス基板２に関しては、熱伝導率が高く電気絶縁性が高い窒化アルミニウム質焼結体を用いることが好ましい。この場合、窒化アルミニウムを主成分とし焼結助剤を適宜含有する原料を十分混合したのち円盤状に成形し、その表面にＷもしくはＷＣからなるペーストを抵抗発熱体５のパターン形状にプリントし、その上に別の窒化アルミニウム成形体を重ねて密着した後、窒素ガス中１９００〜２１００℃の温度で焼成することにより抵抗発熱体５を内蔵した板状セラミックス基板２得ることが出来る。また、抵抗発熱体５からの導通は、窒化アルミニウム質基材にスルーホール１９を形成し、ＷもしくはＷＣからなるペーストを埋め込んだ後焼成するようにして表面に電極を引き出すようにすれば良い。また、給電部６は、ウェハＷの加熱温度が高い場合、Ａｕ、Ａｇ等の貴金属を主成分とするペーストを前記スルーホール１９の上に塗布し９００〜１０００℃で焼き付けることにより、内部の抵抗発熱体５の酸化を防止することができる。
【００６５】
【実施例】
（実施例１）
窒化アルミニウムを主成分とし、焼結助剤として２重量％のＹ₂Ｏ₃を含有する熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の窒化アルミニウム質焼結体に研削加工を施し、板厚４ｍｍ、外径２３０ｍｍの円板状の板状セラミックス基板を複数枚製作した。そして板状セラミックス基板の表面加工は、ロータリ平面研削盤にて加工を行った。＃８０、＃１７０、＃４００のダイヤモンド固定砥粒からなるダイヤモンドホイールを使い表面粗さを変えた板状セラミックス基板を得た。尚、ダイヤモンドホイールの径はφ１５０ｍｍ、回転数１０００ｒｐｍ、切り込み量は５μｍ／パス、送りは１０ｍｍ／パスの加工条件で行った。また、遊離砥粒を使ったラッピング加工により表面粗さを変えた板状セラミックス基板を得た。
【００６６】
板状セラミックス基板に抵抗発熱体を被着するため、導電材としてＡｕ粉末とＰｔ粉末を添加したガラスペーストを、スクリーン印刷法にて所定のパターン形状に印刷したあと、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さらに５５０℃で３０分間脱脂処理を施したあと、７００〜９００℃の温度で焼き付けを行うことにより、厚みが５０μｍの抵抗発熱体５を形成した。抵抗発熱体５は図２に示すような中心部を２分割に、外周部を周方向に４分割した６パターン構成とした。しかるのち抵抗発熱体に給電部を導電性接着剤にて固着させた。
【００６７】
また、支持体１１は、主面の３０％に開口部を形成した厚み２．５ｍｍのステンレスからなる２枚の板状構造体１３を準備し、この中の１枚に、１２本の導通端子７を所定の位置に形成し、同じくステンレスからなる側壁部とネジ締めにて固定して支持体１１を準備した。
【００６８】
その後、前記支持体１１の上に、抵抗発熱体５の各分割パターンの略中央部に該凹部２１を形成し、測温素子１０を設置し、無機系の充填材で保持固定した板状セラミックス基板を重ね、その外周部を弾性体８を介してネジ締めすることによりウエハ加熱装置とした。
【００６９】
そして、このようにして得られたウェハ加熱装置の導通端子７に通電して測温素子１０の温度を１５０℃で１時間以上保持した後、常温に維持された測温ウェハを、加熱装置に投入、載置面３に載せた瞬間から測温ウェハの平均温度が１５０±０．３℃に安定するまでの時間を測定し過渡特性を評価とした。そして、各サンプル５回ずつ計測し、その最大値を測定値とした。
【００７０】
尚、測温ウェハには２９点の測温抵抗体が測温ウェハの表面に同心円状に取り付けられ、ウェハの表面温度ばらつきを測定した。評価基準としては、測温ウェハの平均温度が１５０±０．３℃に安定するまでの温度安定時間が４０秒以下を◎、４０〜４４秒を○、４５〜４９秒までを△、５０秒以上を×と判定した。
【００７１】
また、１５０℃に測温ウェハを加熱して２５０秒後の温度ばらつきを評価した。温度ばらつきが０．５℃以上は×、０．４９〜０．２５℃は△、０．１９〜０．２４℃は○、０．２℃以下は◎と判定した。
【００７２】
そして、◎○△×の順に特性の優劣の順を示し、温度安定時間と温度ばらつきの中で、劣った判定を総合判定とした。それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００７３】
【表１】

【００７４】
試料Ｎｏ．１は板状セラミックス基板の他方の主面の表面粗さＲａが０．０１μｍより小さいことから板状セラミックス基板と抵抗発熱体の密着が悪く、加熱により剥がれが生じた。また、試料Ｎｏ．５は表面粗さＲａが５μｍより大きく、加熱中に板状セラミックス基板が破損した。
【００７５】
また、表面粗さＲａ２／Ｒａ１が０．１より小さい試料Ｎｏ．６は、温度安定時間が５５秒と大きく温度ばらつきも０．５１℃と大きかった。
【００７６】
一方、表面粗さＲａが０．０１〜５μｍであり、且つ、Ｒａ２／Ｒａ１が０．１以上のＮｏ．２〜４、Ｎｏ．７〜１０のウェハ加熱装置は温度安定時間が４９秒以下と小さく、温度バラツキも０．２７℃以下と良好な結果が得られた。
【００７７】
（実施例２）
実施例１の試料Ｎｏ.２と同様にウェハ加熱装置を作製し、板状セラミックス体の一方の主面の表面粗さを変えた試料を作製した。実施例に用いた加工は、定盤の上に板状セラミック基板を乗せ、その上に重石を乗せ、遊離砥粒のダイヤモンドの入った研削液を滴下しながら加工することにより作製した。表面粗さは上記の定盤の回転数を変えることにより変化させた。今回、重石の形状と大きさは同一とした。
【００７８】
そして実施例１と同様の評価を行った。その結果を表２に示す。
【００７９】
【表２】

【００８０】
主面の表面粗さＲａ４／Ｒａ３が、０．５より小さい試料Ｎｏ．１１は温度安定時間が４８秒と大きかった。
【００８１】
一方、Ｒａ４／Ｒａ３が、０．５より大きいＮｏ．１２〜１５は温度安定時間が３９秒以下でまた温度ばらつきも０．１９℃以下と優れた特性を示した。
【００８２】
従って、板状セラミックス基板の一方の主面の表面粗さＲａが０．０１から５μｍであり、且つ、前記主面の径方向の表面粗さＲａ３と、周方向の表面粗さＲａ４の比率が０．５≦Ｒａ４／Ｒａ３であれば更に好ましい特性が得られることが分った。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、板状セラミックス基板の一方の主面側をウェハを載せる載置面とし、他方の主面または内部に抵抗発熱体を備えたウェハ加熱装置において、前記板状セラミックス基板の他方の主面の算術平均表面粗さＲａが０．０１〜５μｍであり、かつ、他方の主面の径方向の表面の算術平均表面粗さＲａ１と周方向の算術平均表面粗さＲａ２の比率を０．１≦Ｒａ２／Ｒａ１≦０．８とすることにより、ウェハの温度ばらつきを小さくし過渡時の温度安定時間を小さくできる。
【００８４】
また、板状セラミックス基板の主面の一方の径方向の表面の算術平均表面粗さＲａ３と周方向の算術平均表面粗さＲａ４の比率が０．５≦Ｒａ４／Ｒａ３≦０．９とすることにより、ウェハ面内の温度バラツキを更に小さくし優れた過渡特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェハ加熱装置を示す断面図である。
【図２】本発明のウェハ加熱装置の板状セラミックス基板を示す平面図である。
【図３】本発明のウェハ加熱装置のセラミック基板の一方の主面の表面粗さを測定する方向を示す平面図である。
【図４】従来のウェハ加熱装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０：ウェハ加熱装置
２、３２：板状セラミックス基板
３、３３：載置面
５、３５：抵抗発熱体
６、３６：給電部
７、３７：導通端子
８、３８：弾性体
１０、４０：測温素子
１１、４１：支持体
２１：凹部
２２：充填材
Ｗ：ウェハ[0001]
The present invention is mainly Ye C used for heating Ye C) related to a heating device, for example, a semiconductor wafer Ye C, liquid crystal substrates, circuit boards, etc. Ye A semiconductor thin film on the substrate, Ye The present invention relates to a wafer heating apparatus that forms a resist film by drying and baking a resist solution applied on the substrate.
[0002]
For example, in a semiconductor manufacturing apparatus manufacturing process, a semiconductor thin film forming process, an etching process, a resist film baking process, etc. Ye C Ye C) for heating Ye C A heating device is used.
[0003]
A conventional semiconductor manufacturing apparatus collectively includes a plurality of windows. Ye A batch type was used to process the film. Ye In recent years, a method called single wafer processing, in which processing is performed one by one, has been carried out in order to increase processing accuracy as the size of the wafer increases from 8 inches to 12 inches. However, the single-wafer type will reduce the number of processes per process, so Ye There is a need to reduce processing time. For this reason, Ye C) Ye There has been a demand for improvement in heating temperature accuracy as well as shortening and speeding up heating time.
[0004]
Of these Ye In forming the resist film on the upper surface, one main surface of a plate-like ceramic substrate 32 made of ceramic such as aluminum nitride or alumina as shown in FIG. Ye The mounting surface 33 on which C is placed, the resistance heating element 35 and the power feeding part 36 are installed on the other main surface, and the conductive terminal 37 is pressed against the power feeding part 36 by the elastic body 38 and fixed. Ye The heating device 31 was used. The plate-like ceramic substrate 32 is fixed to the support 41 with bolts 47, and a temperature measuring element 40 is inserted into the plate-like ceramic substrate 32, whereby the temperature of the plate-like ceramic substrate 32 is set to a predetermined temperature. Therefore, the power supplied from the conduction terminal 37 to the resistance heating element 35 is adjusted. In addition, the conduction terminal 37 is fixed to the plate-like structure portion 43 through the insulating layer 39.
[0005]
And c Ye A support pin 44 inserted into the recess 45 is installed on the mounting surface 33 of the heating device 31. Ye When C is placed on the mounting surface 33 Ye C is configured to be non-contact from the mounting surface 33. Then, a resist solution is applied on the support pins 44. Ye C. After placing the W, the resistance heating element 35 is caused to generate heat, so that Ye C. Heat W and dry-bak the resist solution. Ye A resist film was formed on C.
[0006]
JP-A-11-40330 discloses nitride ceramics or carbide ceramics as a ceramic material constituting the plate-like ceramic substrate 32.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-168177 discloses a surface roughness of the plate-like ceramic substrate 32. Ye It has been shown that warpage when a ceramic substrate is heated is suppressed by setting the difference in surface roughness on the side opposite to the holding surface to 50% or less. The surface of such a plate-like ceramic substrate 32 has been sandblasted after being ground in one direction by a surface grinder.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above Ye In the heat treatment of chemically amplified resists that have been used in recent years for miniaturization of semiconductor wiring in a heating device, Ye C. Transient characteristics and temperature until the temperature stabilizes when W is replaced on the plate-like ceramic substrate 32. Ye In-plane temperature variation is extremely important for exposure processing of chemically amplified resists, and more uniform and responsive temperature control is required than ever before. However, even if a ceramic substrate with good thermal conductivity is used for the plate-like ceramic substrate 32, Ye The time or temperature until the temperature stabilizes when C is replaced on the plate-like ceramic substrate 32. Ye There was a problem that the temperature variation in the surface was large.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, one main surface side of a plate-shaped ceramic substrate is used as a mounting surface on which a wafer is placed, and a resistance heating element is provided on the other main surface or inside of the plate-shaped ceramic substrate. Ye In the heating apparatus, the other main surface of the plate-like ceramic substrate has a surface roughness Ra of 0.01 to 5 μm, and the other main surface has a radial surface roughness Ra1 and a circumferential surface roughness Ra2. The ratio of 0.1 ≦ Ra2 / Ra1 ≦ 0.8 It is characterized by that.
[0010]
The surface roughness Ra of one main surface of the plate-like ceramic substrate is 0.01 to 5 μm, and the ratio of the surface roughness Ra3 in the radial direction of the main surface to the surface roughness Ra4 in the circumferential direction 0.5 ≦ Ra4 / Ra3 ≦ 0.9 And
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0012]
FIG. Ye C is a cross-sectional view showing an example of the heating device 1, and shows one main surface of a plate-like ceramic substrate 2 made of ceramics mainly composed of silicon carbide, boron carbide, boron nitride, silicon nitride, or aluminum nitride. Ye In addition to the mounting surface 3 on which C is placed, a resistance heating element 5 is formed on the other main surface.
[0013]
FIG. 2 shows an example of the pattern shape of the resistance heating element 5. The pattern of the resistance heating element 5 is a pattern that can heat the mounting surface 3 uniformly, such as a substantially concentric or spiral pattern composed of an arc-shaped pattern and a connecting pattern that connects the arc-shaped pattern. Any shape is acceptable. In order to improve the thermal uniformity, it is preferable to divide the resistance heating element 5 into a plurality of patterns.
[0014]
In addition, the resistance heating element 5 is formed with a power feeding portion 6 made of a material such as gold, silver, palladium, platinum or the like, and a conduction terminal 7 is pressed and fixed to the power feeding portion 6 via an elastic body 8 to thereby conduct electricity. Is secured.
[0015]
Further, bolts 17 are passed through the outer periphery of the plate-like ceramic substrate 2 and the support 11, and an elastic body 8 and a washer 18 are interposed from the plate-like ceramic substrate 2 side, and a nut 19 is screwed to elastically support the support 11. Fixed. As a result, the temperature of the plate-like ceramic substrate 2 can be changed or the mounting surface 3 can be Ye Even if deformation of the support 11 occurs when the temperature of the plate-like ceramic substrate 2 fluctuates, the elastic body 8 absorbs this, thereby preventing warpage of the plate-like ceramic substrate 2, C Ye C in CW heating Ye It is possible to prevent the temperature distribution from occurring on the surface of C.
[0016]
In the wafer heating apparatus 1 of the present invention, the surface roughness (arithmetic average roughness) Ra of the other main surface of the plate-like ceramic substrate 2 forming the resistance heating element 5 is 0.01 to 5 μm. If the surface roughness Ra is smaller than 0.01 μm, the adhesion between the plate-like ceramic substrate 2 and the resistance heating element 5 is deteriorated, and the resistance heating element 5 may be peeled off. On the other hand, if the surface roughness Ra exceeds 5 μm, the plate-shaped ceramic substrate 2 may be broken starting from a point having a large surface roughness Ra. More preferably, Ra is 0.05 μm to 0.5 μm.
[0017]
The surface roughness Ra is obtained as follows. First, as shown in FIG. 2, the surface roughness Ra1 in the radial direction measured by moving the stylus of the surface roughness meter in the diameter direction of the plate-like ceramic body 2 before forming the resistance heating element 5, and perpendicular thereto The measured Ra2 is obtained by moving the stylus in a proper circumferential direction. Except for the center of the plate-like ceramic substrate 2 respectively, the measurement is performed in two directions of two places and three places, respectively, at a position of about 1/3 and about 2/3 of the radius in the radial direction from the center. An average value was obtained and used as the surface roughness Ra of the other main surface.
[0018]
The surface roughness Ra was measured under the conditions of a measurement length of 2.5 mm, a cutoff value of 0.8 mm, a measurement magnification of 5000 times, and a measurement speed of 0.3 mm / S.
[0019]
When measured as described above, the ratio R (= Ra2 / Ra1) of the radial surface roughness Ra1 and the circumferential surface roughness Ra2 of the other main surface of the plate-like ceramic substrate 2 is 0.1 ≦. It is desirable that Ra2 / Ra1.
[0020]
If the ratio R (= Ra2 / Ra1) is smaller than 0.1, Ra1 is too large, and pattern bleeding may occur between a plurality of patterns of the resistance heating element 5 shown in FIG. . On the other hand, when the ratio R is 0.1 or more, concentric irregularities are generated on the surface of the plate-like ceramic substrate 2, and therefore, in the radial direction of the arc-shaped pattern that forms most of the resistance heating element 5. Since the bleeding is small and the pattern of the resistance heating element 5 can be densely wired without short-circuiting or leaking between the patterns even when the interval between the arc-shaped patterns is about 0.8 mm, the wafer W can be heated uniformly. Can do.
[0021]
In other words, the other main surface of the plate-shaped ceramic substrate 2 is provided with a uniform processing line in the circumferential direction, and the arc-shaped pattern is accurately arranged on the plate-shaped ceramic substrate by being within the range of the surface roughness Ra described above. I found something I could do.
[0022]
More preferably, the ratio R is 0.1 to 0.8. When the ratio R exceeds 0.8, when the plate-like ceramic substrate 2 is heated, the plate-like ceramic substrate 2 is greatly deformed, and there is a possibility that the time until the temperature variation or the temperature becomes stable becomes long.
[0023]
The plate-like ceramic substrate 32 described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-168177 is subjected to thickness grinding with a diamond wheel by a general surface grinder, and then the ground work surface is subjected to surface treatment by sandblasting, The surface roughness is considered to be different in the direction perpendicular to the grinding direction. However, the present invention focuses on the ratio of the surface roughness in the radial direction Ra1 and the circumferential direction Ra2 and controls the residual stress to reduce deformation when the plate-like ceramic substrate 2 is heated. It is clear that this method is different from the method described in.
[0024]
Furthermore, although the reason is not clear, by setting the surface roughness Ra of the other main surface to 0.01 to 5 μm, the accuracy of the width of the arc pattern of the resistance heating element 5 and the width of the connection pattern connecting the arc patterns And the variation can be reduced. Therefore, immediately after the wafer W is replaced on the plate-like ceramic substrate 2, the time until the temperature of the wafer W stabilizes to a constant temperature is small, and the transient characteristics are excellent. There was found.
[0025]
Further, when the resistance heating element 5 is formed on one surface of the plate-like ceramic substrate 2 satisfying 0.1 ≦ Ra2 / Ra1 when the surface roughness Ra of the other main surface is 0.01 to 5 μm, the other main surface Residual stress remains. When the plate-like ceramic substrate 2 is heated by the resistance heating element 5, the plate-like ceramic substrate 2 tends to warp due to the residual stress, but the residual stress that cancels this stress on one main surface of the plate-like ceramic substrate 2 is used as a processing strain. It was found that the warp due to heating becomes even smaller when equipped.
[0026]
That is, in order to reduce the warpage of the plate-shaped ceramic substrate 2, the surface roughness Ra of one main surface of the plate-shaped ceramic substrate 2 is set to 0.01 to 5 μm, and the radial direction of the one main surface is set. The ratio R0 (= Ra4 / Ra3) between the surface roughness Ra3 and the circumferential surface roughness Ra4 is preferably 0.5 ≦ Ra4 / Ra3.
[0027]
If the surface roughness Ra of one main surface of the plate-like ceramic substrate 2 is less than 0.01 μm, the residual stress on one main surface is small and the effect of relaxing the residual stress on the other main surface is small. Residual stress and processing flaws due to swell increased and sometimes damaged by heating. If the value of Ra4 / Ra3 is less than 0.5, the surface roughness in the radial direction of one main surface of the plate-like ceramic substrate 2 becomes too large and the residual stress becomes large. There is a possibility that the temperature difference on the surface of the wafer W is warped so that one main surface of 2 is convex, or the time until the temperature of the wafer W is stabilized is increased.
[0028]
Accordingly, the surface roughness Ra of one main surface of the plate-shaped ceramic substrate 2 is 0.01 to 5 μm, and the ratio R0 between the radial surface roughness Ra3 and the circumferential surface roughness Ra4 of the main surface is set. When (= Ra4 / Ra3) is 0.5 ≦ Ra4 / Ra3, the warpage due to heating of the plate-like ceramic substrate 2 is reduced, and immediately after the wafer W is replaced on the plate-like ceramic substrate 2, the temperature of the wafer W is reduced. It has been found that the time until stabilization at a constant temperature is reduced and further excellent transient characteristics are exhibited.
[0029]
In addition, the measuring method of the surface roughness Ra of one main surface is the same as the measuring method of the other main surface. That is, as shown in FIG. 3, the surface roughness Ra in the radial direction is measured by moving the stylus of the surface roughness meter in the diameter direction of the mounting surface 3 which is one main surface of the plate-like ceramic body 2. The surface roughness Ra in the circumferential direction is measured by moving the stylus in the circumferential direction perpendicular to the surface. Except for the center of the plate-like ceramic substrate 2, the surface roughness in each of the above two directions is 5 locations, 2 locations and 3 locations in the radial direction about 1/3 and 2/3 in the radial direction from the center. The surface roughness Ra of one main surface was obtained by measuring the thickness. Moreover, the average value of the surface roughness of the said 5 radial direction was set to Ra3, and the average value of the surface roughness of the circumferential direction was similarly set to Ra4. The surface roughness Ra was measured under the conditions of a measurement length of 2.5 mm, a cutoff value of 0.8 mm, a measurement magnification of 5000 times, and a measurement speed of 0.3 mm / S.
[0030]
Next, a processing method in which the surface roughness of the plate-like ceramic substrate 2 is in the above range will be described.
[0031]
As the processing method of the plate-like ceramic substrate 2, the following two processing methods were used.
( 1 ) : A rotary grinder was used to make the processing lines concentric.
( 2 ) : ( 1 ) After grinding, remove the above processing streaks using loose abrasive grains and random directions
did.
[0032]
( 1 ) In this processing method, after fixing the plate-like ceramic substrate 2 to the center of the table, the table was rotated, and the rotated diamond wheel was moved in the direction of the rotation axis for grinding.
[0033]
The plate-like ceramic substrate, which is formed by processing only one side of the plate-like ceramic substrate 2 by the above-described method and the remaining one side is mirror-finished without distortion, has a processing stripe in the circumferential direction only on one side. In the used wafer heating apparatus, the substrate was deformed concentrically during heating, and the temperature variation between the central part and the outer peripheral part tended to increase. Moreover, the time until the temperature of the wafer W was stabilized tended to increase.
[0034]
( 2 ) The processing method is to support the plate-like ceramic substrate 2 with a carrier that travels planetarily on a rotating platen, puts a weight on the plate-like ceramic substrate, and drops a grinding fluid containing diamond abrasive grains as free abrasive grains. While wrapping. Since the platen rotates and the plate-like ceramic substrate revolves while rotating, the processing lines on the surface of the plate-like ceramic substrate 2 become random.
[0035]
Furthermore, the lapping process is characterized in that the uneven shape of the processed surface can be finely adjusted by changing the size and shape of the weight. And as for one main surface of the plate-shaped ceramic substrate 2 of this invention, it is preferable that said process surface becomes a concentric concave shape. By adopting such a shape, the temperature difference on the surface of the wafer W during the transition can be further reduced.
[0036]
The concave shape can be obtained by blasting, but the effect of reducing the temperature difference on the surface of the wafer W during the transition is small and the effect of lapping is large.
[0037]
Next, another configuration will be described.
[0038]
The support 11 includes a plate-like structure 13 composed of a plurality of layers and a side wall, and a conductive terminal 7 for supplying electric power to the resistance heating element 5 is interposed in the plate-like structure 13 via an insulating material 9. An air injection port and a temperature measuring element holding part (not shown) are formed.
[0039]
The plate-like ceramic substrate 2 has a recess 21 in a portion for holding the temperature measuring element 10 corresponding to a plurality of patterns of the resistance heating elements 5. But Is formed. In the recess 21, a temperature measuring contact of the temperature measuring element 10 is arranged and filled and held with a filler 22 or the like. In addition, the temperature measuring contact is installed so as to be in contact with the bottom of the concave portion 21, or through a highly thermally conductive metal foil such as Au, Ag, Al or the like so that the heat from the bottom can be immediately detected. Installed at the bottom of the recess 21.
[0040]
The material of the thermocouple used as the temperature measuring element 10 is Pt / Rh-Pt / Rh, Pt / Rh-Pt, Ni / Cr / Si-Ni / Si / Mg, Ni / Cr-Al / Mn. Ni / Cr—Cu / Ni series, Cu—Cu / Ni series, W—Re series, etc. can be used, and the one suitable for the working atmosphere and temperature may be selected. For example, when used in the atmosphere at 300 ° C. or lower, a Ni / Cr—Al / Mn system, a Pt / Rh—Pt system, a Ni / Cr—Cu / Ni system, or the like is desirable, and in a reducing atmosphere, Fe-Cu / Ni system or the like is desirable.
[0041]
A temperature measuring contact is formed at the tip of the temperature measuring element 10. It is desirable that the temperature measuring contact be melt-bonded by laser welding or the like and formed in a uniform shape in order to reduce variation in temperature measurement detection. Further, after the temperature measuring contact, it is drawn out at an appropriate angle to prevent temperature measurement failure due to contact between the strands, but not to contact the recess 21 in order to avoid heat reception from other than the temperature measuring contact. An angle is desirable.
[0042]
Further, in order to prevent a temperature measurement failure due to contact between the strands of the temperature measuring element 10, it is also important to provide an appropriate angle after the temperature measurement contact so that the strands do not contact each other. It is also effective to use the temperature measuring element 10 with a wire itself coated with an insulating material such as a resin coat, a glass coat, or a ceramic coat. Further, if necessary, an insulating sleeve or the like may be used for the subsequent portion held by the filler 22.
[0043]
It is desirable to protect the portion not held by the filler 22 with an insulating sleeve or the like. Moreover, it is also possible to use the wire itself having an insulating coating such as a glass coat or a ceramic coat.
[0044]
Furthermore, the metal support 11 has a side wall portion and a plate-like structure 13, and the plate-like structure 13 has an opening corresponding to 5 to 50% of its area. In addition, the plate-like structure 13 includes a conduction terminal 7 for conducting electricity to the power supply portion 6 for feeding power to the resistance heating element 5 of the plate-like ceramic substrate 2, and the plate-like ceramic substrate 2 as needed. A gas outlet for cooling the substrate and a temperature measuring element 10 for measuring the temperature of the plate-like ceramic substrate 2 are installed.
[0045]
In addition, a lift pin (not shown) is installed in the support 11 so as to be movable up and down. Ye It is used to place C on the mounting surface 3 or lift it from the mounting surface 3. And this c Ye C Heating device 1 Ye In order to heat the wafer W, the wafer carried up above the placement surface 3 by a transfer arm (not shown). Ye After supporting W with lift pins, lower the lift pins Ye C. Place W on the mounting surface 3. Next, the power supply unit 6 is energized to cause the resistance heating element 5 to generate heat, and the window on the mounting surface 3 is interposed via the plate-like ceramic substrate 2. Ye Heat C.
[0046]
At this time, according to the present invention, the plate-like ceramic substrate 2 is made of a silicon carbide sintered body, a boron carbide sintered body, a boron nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or an aluminum nitride sintered body. Therefore, deformation is small even when heat is applied, and the plate thickness can be reduced. Therefore, the temperature rise time until heating to a predetermined processing temperature and the cooling from the predetermined processing temperature to cooling to room temperature. The time can be shortened, the productivity can be increased, and the thermal conductivity of 60 W / (m · K) or more can be quickly transmitted, so the Joule heat of the resistance heating element 5 can be quickly transmitted even with a thin plate thickness, The temperature variation of the mounting surface 3 can be extremely reduced. In addition, it does not generate gas by reacting with moisture in the atmosphere. Ye Even if the resist film is used for pasting the resist film on the metal W, fine wirings can be formed at a high density without adversely affecting the structure of the resist film.
[0047]
By the way, in order to satisfy such characteristics, the plate thickness of the plate-like ceramic substrate 2 is preferably set to 1 mm to 7 mm. This is because if the plate thickness is less than 1 mm, the plate thickness is too thin, so that the effect as the plate-like ceramic substrate 2 of leveling the temperature variation is small, and the Joule heat variation in the resistance heating element 5 is placed as it is. This is because it is difficult to equalize the mounting surface 3 because it appears as a temperature variation of the surface 3. Conversely, if the plate thickness exceeds 7 mm, the heat capacity of the plate-like ceramic substrate 2 becomes too large, and the predetermined processing temperature is reached. This is because the temperature raising time until heating and the cooling time when changing the temperature become long, and the productivity cannot be improved.
[0048]
The above-described detailed description of the present invention Ye In the heating device 1, as shown in FIG. 1, the resistance heating element 5 is formed on the surface of the plate-like ceramic substrate 2, and the resistance heating element 5 is exposed. The resistance value can be adjusted by trimming the resistance heating element 5 so that the temperature distribution on the surface 3 is uniform.
[0049]
In addition, as the ceramic for forming the plate-like ceramic substrate 2, ceramics mainly containing at least one of silicon carbide, boron carbide, boron nitride, silicon nitride, and aluminum nitride can be used. As the silicon carbide sintered body, a sintering aid containing boron (B) and carbon (C) as sintering aids for the main component silicon carbide, or a sintering aid for the main component silicon carbide. Alumina (Al ₂ O _Three ) And Yttria (Y ₂ O _Three ) And sintered at 1900 to 2200 ° C., and silicon carbide may be either α-type or β-type.
[0050]
The boron carbide sintered body is obtained by mixing 3 to 10% by weight of carbon as a sintering aid with boron carbide as a main component, and performing hot press firing at 2000 to 2200 ° C. be able to.
[0051]
In the boron nitride sintered body, 30 to 45% by weight of aluminum nitride and 5 to 10% by weight of rare earth element oxide are mixed as a sintering aid with respect to boron nitride as a main component, and 1900 to 2100. A sintered body can be obtained by hot-press firing at ° C. Another method for obtaining a sintered body of boron nitride is to mix and sinter borosilicate glass, but this is not preferable because the thermal conductivity is significantly reduced.
[0052]
The silicon nitride sintered body is composed of 3 to 12% by weight of rare earth element oxide and 0.5 to 3% by weight of Al as a sintering aid with respect to silicon nitride as a main component. ₂ O _Three Furthermore, SiO contained in the sintered body ₂ SiO in an amount of 1.5 to 5% by weight ₂ Can be mixed and subjected to hot press firing at 1650 to 1750 ° C. to obtain a sintered body. SiO shown here ₂ The amount is SiO generated from impurity oxygen contained in the silicon nitride raw material. ₂ And SiO as impurities contained in other additives ₂ And intentionally added SiO ₂ Is the sum of
[0053]
In addition, as an aluminum nitride sintered body, Y is used as a sintering aid for the main component aluminum nitride. ₂ O _Three And Yb ₂ O _Three It is obtained by adding a rare earth element oxide such as CaO and an alkaline earth metal oxide such as CaO as necessary and mixing them well, processing into a flat plate shape, and then firing at 1900 to 2100 ° C. in nitrogen gas.
[0054]
On the other hand, when a silicon carbide based sintered body is used as the plate-like ceramic substrate 2, an insulating layer that maintains insulation between the plate-like ceramic substrate 2 and the resistance heating element 5 having some conductivity may be formed. As the insulating layer, glass or resin can be used. When glass is used, if the thickness is less than 100 μm, the withstand voltage is less than 1.5 kV and the insulation cannot be maintained, and conversely the thickness exceeds 500 μm. Since the difference in thermal expansion between the silicon carbide sintered body and the aluminum nitride sintered body forming the plate-like ceramic substrate 2 becomes too large, cracks are generated and the insulating layer does not function. Therefore, when glass is used as the insulating layer 4, the thickness of the insulating layer is preferably formed in the range of 100 μm to 500 μm, and desirably in the range of 150 μm to 400 μm.
[0055]
When an insulating layer is formed on the surface of the plate-like ceramic substrate 2 made of a silicon carbide based sintered body, the surface is oxidized in advance to obtain a SiO 2 film having a thickness of 0.01 to 2 μm. ₂ After the oxide film 12 made of is formed, an insulating layer is further formed on the surface thereof.
[0056]
When the plate-like ceramic substrate 2 is formed of a ceramic sintered body mainly composed of aluminum nitride, an insulating layer made of glass is used to improve the adhesion of the resistance heating element 5 to the plate-like ceramic substrate 2. May be formed. However, when sufficient glass is added in the resistance heating element 5 and sufficient adhesion strength can be obtained by this, it can be omitted.
[0057]
Next, when a resin is used for the insulating layer, if the thickness is less than 30 μm, the withstand voltage is less than 1.5 kV and the insulation cannot be maintained, and the resistance heating element 5 is trimmed by laser processing or the like. If the insulating layer is damaged and does not function as an insulating layer, and if the thickness exceeds 400 μm, the amount of evaporation of solvent and moisture generated during baking of the resin increases, and bubbles called bulges form between the plate-like ceramic substrate 2 Since the peeled portion is formed and the heat transfer is deteriorated by the presence of the peeled portion, the soaking of the mounting surface 3 is inhibited. Therefore, when using resin as an insulating layer, it is preferable to form the thickness of an insulating layer in the range of 30 μm to 400 μm, and desirably in the range of 60 μm to 200 μm.
[0058]
In addition, as the resin forming the insulating layer, a polyimide resin, a polyimide amide resin, a polyamide resin, or the like is preferable in consideration of heat resistance of 200 ° C. or more and adhesion with the resistance heating element 5.
[0059]
As a means for depositing an insulating layer made of glass or resin on the plate-like ceramic substrate 2, after applying the glass paste or resin paste by a screen printing method, the glass paste has a temperature of 600 ° C. In the case of a resin paste at a temperature, it may be baked at a temperature of 300 ° C. or higher.
[0060]
When glass is used as the insulating layer, the plate-like ceramic substrate 2 made of a silicon carbide sintered body or a boron carbide sintered body is heated to a temperature of about 1200 ° C. in advance to oxidize the surface on which the insulating layer is to be deposited. By treating it, adhesion with the insulating layer 4 made of glass can be enhanced.
[0061]
Further, as the resistance heating element 5, a single metal such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd) is directly deposited by vapor deposition or plating, or the metal Simple substance or rhenium oxide (Re ₂ O _Three ), Lanthanum manganate (LaMnO) _Three A resin paste or glass paste containing an oxide such as) as a conductive material is prepared, printed in a predetermined pattern shape by a screen printing method or the like, and then baked to bond the conductive material with a matrix made of resin or glass. . When glass is used as the matrix, either crystallized glass or amorphous glass may be used, but crystallized glass is preferably used in order to suppress a change in resistance value due to thermal cycling.
[0062]
However, when silver or copper is used for the resistance heating element 5, migration occurs. fear Therefore, in such a case, a protective film made of a material equivalent to the matrix component of the resistance heating element 5 may be covered with a thickness of about 30 μm so as to cover the resistance heating element 5.
[0063]
The glass forming the protective film may be either crystalline or amorphous. For example, when used for resist drying, the heat resistance is 200 ° C. or higher and the heat in the temperature range of 20 ° C. to 200 ° C. The expansion coefficient is −5 to + 5 × 10 with respect to the thermal expansion coefficient of the ceramics constituting the plate-like ceramic substrate 2. ^-7 It is preferable to select and use one in the range of / ° C. That is, if glass whose thermal expansion coefficient is out of the above range is used, the difference in thermal expansion from the ceramic forming the plate-like ceramic substrate 2 becomes too large, so that the plate-like ceramic substrate 2 is cooled during cooling after baking the glass. This is because warpage is likely to occur, and defects such as cracks and peeling are likely to occur.
[0064]
For the plate-like ceramic substrate 2 of the type incorporating the resistance heating element 5, it is preferable to use an aluminum nitride sintered body having high thermal conductivity and high electrical insulation. In this case, a raw material containing aluminum nitride as a main component and appropriately containing a sintering aid is sufficiently mixed and then formed into a disk shape. A paste made of W or WC is printed on the surface of the resistance heating element 5 in the pattern shape, Then, another aluminum nitride molded body is stacked and adhered thereto, and then fired in a nitrogen gas at a temperature of 1900 to 2100 ° C., whereby the plate-like ceramic substrate 2 incorporating the resistance heating element 5 can be obtained. Conduction from the resistance heating element 5 may be achieved by forming a through hole 19 in an aluminum nitride base material, filling a paste made of W or WC, and then firing the electrode so that the electrode is drawn to the surface. The power feeding unit 6 is Ye When the heating temperature of CW is high, a paste mainly composed of a noble metal such as Au or Ag is applied on the through hole 19 and baked at 900 to 1000 ° C., thereby preventing oxidation of the internal resistance heating element 5. can do.
[0065]
【Example】
Example 1
Mainly composed of aluminum nitride and 2% by weight of Y as a sintering aid ₂ O _Three Was applied to the aluminum nitride sintered body having a thermal conductivity of 80 W / (m · K) to produce a plurality of disk-shaped plate-like ceramic substrates having a plate thickness of 4 mm and an outer diameter of 230 mm. And the surface processing of the plate-shaped ceramic substrate was processed with a rotary surface grinder. A plate-like ceramic substrate having a changed surface roughness was obtained using a diamond wheel composed of diamond fixed abrasive grains of # 80, # 170, and # 400. The diamond wheel had a diameter of φ150 mm, a rotation speed of 1000 rpm, a cutting amount of 5 μm / pass, and a feed of 10 mm / pass. Moreover, the plate-shaped ceramic substrate which changed surface roughness by the lapping process using a loose abrasive grain was obtained.
[0066]
In order to deposit a resistance heating element on a plate-like ceramic substrate, a glass paste to which Au powder and Pt powder are added as a conductive material is printed in a predetermined pattern shape by a screen printing method, and then heated to 150 ° C. for organic The solvent was dried, degreased at 550 ° C. for 30 minutes, and then baked at a temperature of 700 to 900 ° C. to form a resistance heating element 5 having a thickness of 50 μm. As shown in FIG. 2, the resistance heating element 5 has a six-pattern configuration in which the central part is divided into two parts and the outer peripheral part is divided into four parts in the circumferential direction. Thereafter, the power feeding part was fixed to the resistance heating element with a conductive adhesive.
[0067]
In addition, the support 11 is provided with two plate-like structures 13 made of stainless steel having a thickness of 2.5 mm with an opening formed in 30% of the main surface, and 12 conductive terminals are provided on one of these plates. 7 was formed at a predetermined position, and fixed to the side wall portion made of stainless steel by screw tightening to prepare a support 11.
[0068]
After that, on the support 11, the concave portion 21 is formed in the substantially central portion of each divided pattern of the resistance heating element 5, the temperature measuring element 10 is installed, and the plate-like ceramic held and fixed with an inorganic filler. The wafer heating apparatus was obtained by stacking the substrates and screwing the outer periphery of the substrate through the elastic body 8.
[0069]
And the c Ye (C) Energizing the conduction terminal 7 of the heating device to maintain the temperature of the temperature measuring element 10 at 150 ° C. for 1 hour or more, and then maintaining the temperature measuring temperature maintained at room temperature. Ye The transient characteristics were evaluated by measuring the time until the average temperature of the temperature measuring wafer was stabilized at 150 ± 0.3 ° C. from the moment when C was put into the heating device and placed on the mounting surface 3. And each sample 5 times Z The maximum value was taken as the measured value.
[0070]
In addition, 29 temperature measuring resistors were attached to the surface of the temperature measuring wafer concentrically on the surface of the temperature measuring wafer, and the surface temperature variation of the wafer was measured. As an evaluation standard, the temperature stabilization time until the average temperature of the temperature measuring wafer is stabilized at 150 ± 0.3 ° C. is 40 seconds or less, ◎ 40-44 seconds is ◯, 45-49 seconds is △, 50 seconds The above was determined as x.
[0071]
Moreover, the temperature variation after 250 seconds after heating the temperature measuring wafer to 150 ° C. was evaluated. When the temperature variation was 0.5 ° C. or more, it was judged as x, 0.49 to 0.25 ° C. as Δ, 0.19 to 0.24 ° C as ◯, and 0.2 ° C. or less as ◎.
[0072]
And, the order of superiority or inferiority of the characteristics was shown in the order of ○ ΔΔ ×, and inferior determination was made as a comprehensive determination in the temperature stabilization time and the temperature variation. Each result is as shown in Table 1.
[0073]
[Table 1]

[0074]
Sample No. In No. 1, since the surface roughness Ra of the other main surface of the plate-like ceramic substrate was smaller than 0.01 μm, the adhesion between the plate-like ceramic substrate and the resistance heating element was poor, and peeling occurred due to heating. Sample No. No. 5 has a surface roughness Ra larger than 5 μm, and the plate-like ceramic substrate was damaged during heating.
[0075]
In addition, sample Nos. With surface roughness Ra2 / Ra1 smaller than 0.1. No. 6 had a large temperature stabilization time of 55 seconds and a large temperature variation of 0.51 ° C.
[0076]
On the other hand, the surface roughness Ra is 0.01 to 5 μm, and Ra2 / Ra1 is 0.1 or more. 2-4, no. In the wafer heating apparatus of 7 to 10, a temperature stabilization time was as small as 49 seconds or less, and a temperature variation was 0.27 ° C. or less, and good results were obtained.
[0077]
(Example 2)
A wafer heating device was produced in the same manner as in sample No. 2 in Example 1, and a sample was produced in which the surface roughness of one main surface of the plate-like ceramic body was changed. The processing used in the examples was made by placing a plate-like ceramic substrate on a surface plate, placing a weight on it and processing it while dropping a grinding liquid containing loose abrasive diamonds. The surface roughness was changed by changing the number of rotations of the surface plate. This time, the shape and size of the weight were the same.
[0078]
And evaluation similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
[0079]
[Table 2]

[0080]
Sample No. with surface roughness Ra4 / Ra3 of the main surface smaller than 0.5. No. 11 had a long temperature stabilization time of 48 seconds.
[0081]
On the other hand, Ra4 / Ra3 is larger than 0.5. Nos. 12 to 15 showed excellent characteristics such as a temperature stabilization time of 39 seconds or less and a temperature variation of 0.19 ° C. or less.
[0082]
Therefore, the surface roughness Ra of one main surface of the plate-shaped ceramic substrate is 0.01 to 5 μm, and the ratio of the surface roughness Ra3 in the radial direction of the main surface to the surface roughness Ra4 in the circumferential direction is It has been found that more preferable characteristics can be obtained when 0.5 ≦ Ra4 / Ra3.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, one main surface side of the plate-shaped ceramic substrate is used as a mounting surface on which a wafer is placed, and the other main surface or a resistance heating element is provided on the inside. Ye In the heating device, the arithmetic mean surface roughness Ra of the other principal surface of the plate-like ceramic substrate is 0.01 to 5 μm, and the arithmetic mean surface roughness Ra1 of the radial surface of the other principal surface is The ratio of the arithmetic average surface roughness Ra2 in the circumferential direction is 0.1 ≦ Ra2 / Ra1 ≦ 0.8 By doing so, the temperature variation of the wafer can be reduced and the temperature stabilization time at the time of transition can be reduced.
[0084]
Further, the ratio of the arithmetic average surface roughness Ra3 of one radial surface of the main surface of the plate-like ceramic substrate to the arithmetic average surface roughness Ra4 in the circumferential direction is 0.5 ≦ Ra. 4 / Ra 3 ≦ 0.9 By Ye The temperature variation in the surface is further reduced, and excellent transient characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a c Ye It is sectional drawing which shows C heating apparatus.
[Fig. 2] C of the present invention Ye It is a top view which shows the plate-shaped ceramic substrate of a heating apparatus.
FIG. 3 Ye It is a top view which shows the direction which measures the surface roughness of one main surface of the ceramic substrate of C heating apparatus.
[Fig. 4] Conventional C Ye It is sectional drawing which shows C heating apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 10: C Ye C Heating device
2, 32: Plate-shaped ceramic substrate
3, 33: Placement surface
5, 35: Resistance heating element
6, 36: Power feeding unit
7, 37: Conduction terminal
8, 38: Elastic body
10, 40: Temperature measuring element
11, 41: Support
21: recess
22: Filler
W : We C

Claims

The one main surface of the plate-shaped ceramic substrate and mounting surface mounting the wafer in U E c heating apparatus provided with the other major surface or internal to the resistance heating body, the surface of the other main surface of the plate-shaped ceramic substrate The roughness Ra is 0.01 to 5 μm, and the ratio of the radial surface roughness Ra1 of the other main surface to the circumferential surface roughness Ra2 is 0.1 ≦ Ra2 / Ra1 ≦ 0.8 . There is provided a wafer heating apparatus.

The surface roughness Ra of one main surface of the plate-like ceramic substrate is 0.01 to 5 μm, and the ratio between the surface roughness Ra3 in the radial direction of the one main surface and the surface roughness Ra4 in the circumferential direction is 2. The wafer heating apparatus according to claim 1, wherein 0.5 ≦ Ra4 / Ra3 ≦ 0.9 .