JP6840349B2 - ヒータ - Google Patents
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Description
本出願は、2019年2月22日付の国際出願のPCT/JP2019/006873に基づく優先権を主張し、前記国際出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有する。
加熱対象が載置される面を有する基材と、基材を介して加熱対象を加熱する発熱体とを備える形態のヒータにおいては、加熱対象を均一に加熱することが求められている。そのためには、基材の全面にわたって温度差が小さくなるように加熱することが求められる。この目的で、発熱体の配線パターンを工夫することで基材全体の温度分布を均一にすることが検討されている。ここでは、基材の径方向の温度差だけでなく、基材の周方向の温度差を小さくすることが求められている。温度差を生じさせる一つの要因は、リフトピンの貫通孔のように基材に局所的に設けられて発熱体を配置することができない部分である。特に加熱対象が半導体ウエハである場合、即ち半導体製造装置における半導体ウエハ加熱用のヒータにおいては、一層均一な温度が求められる。
本開示に係るヒータは、基材の周方向の温度を均一にし易い。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有する。
前記第二のブランクエリアの数は、前記第一のブランクエリアを間に介さずに周方向に隣り合う前記第二のブランクエリアの中心同士の前記円周上に沿った距離が前記円周上における一つの前記第二のブランクエリアの長さの2倍以上となる数であることが挙げられる。
前記中間部は、前記ブランクエリアの縁部に接する第一中間部を有し、
前記第一中間部は、前記ブランクエリアの輪郭に沿う円弧状に設けられていることが挙げられる。
前記中間部は、前記円周と同心の円弧状の第二中間部を有することが挙げられる。
前記第一のブランクエリア及び前記第二のブランクエリアの少なくとも一方における前記発熱体との接触箇所が3箇所以上であることが挙げられる。
前記第一のブランクエリアの前記半径は、前記第一のブランクエリアにおける前記穴部と前記発熱体との間の電気絶縁を確保する距離であることが挙げられる。
前記第一の面は、周方向に区分けされた複数のゾーンを有し、
前記発熱体は、前記複数のゾーンの各々の温度を独立して制御可能なように配置されており、
前記ブランクエリアの数は、前記ゾーンの数と前記第一のブランクエリアの数との最小公倍数の1倍以上であることが挙げられる。
前記発熱体は、前記基材に埋設されていることが挙げられる。
前記発熱体は、前記基材の前記第二の面に固定されていることが挙げられる。
前記基材は、
前記第一の面を有する第一基材と、
前記第一基材の前記第一の面とは反対側に配置される第二基材とを有し、
前記発熱体は、前記第一基材と前記第二基材との間に介在されることが挙げられる。
前記穴部は、前記加熱対象を支持するリフターピンが挿通される貫通孔であることが挙げられる。
前記加熱対象が半導体ウエハであることが挙げられる。
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
〔ヒータ〕
図1から図3を参照して、実施形態1のヒータ1を説明する。図1は、実施形態1に係るヒータ1の概略を示す平面図である。図1は、基材2の発熱体3が配置された第三の面203を、第一の面201(図3)に垂直な方向であって第一の面201の側から見た図である。以下の説明は、基材2の第一の面201側を「上」とし、その反対側の第二の面202側を「下」と表現することがある。図2は、図1において破線で囲んだ扇型のエリアA1を拡大して示す平面図である。図3は、図1のヒータ1を(III)−(III)切断線で切断した状態を示す断面図である。図3は、ヒータ1を上下方向に沿って切断した断面である。図3の基材2の厚みや発熱体3の厚みなどは、模式的に示されたものであり、必ずしも実際の厚みに対応しているわけではない。この厚みは、上下方向に沿った長さをいう。
基材2には、加熱対象90が載置される。加熱対象90としては、例えば、半導体などのウエハが挙げられる。基材2は、本形態では単一の部材で構成されている。基材2は、実施形態3で図5を参照して説明するように、複数の部材で構成されていてもよい。基材2が複数の部材で構成されるとは、例えば、基材2が第一基材21と第二基材22とで構成されることが挙げられる(図5)。基材2の形状は、本形態では円盤状である。即ち、中心aは、基材2の中心でもある。基材2の第一の面201は、平らである。加熱対象90がウエハの場合、第一の面201はウエハの載置面である。第一の面201は、本形態では図1の点線で示すように1個のゾーン20aで構成されている。ゾーン20aは、独立して温度を制御可能な発熱回路の単位を含む第一の面201上の区画をいう。即ち、ゾーン20aの数は、温度を独立して制御可能な発熱回路の数に対応している。本形態のようにゾーン20aの数が1個である場合、発熱体3は1個の発熱回路で構成されていることをいう。図1に示す点線のゾーン20aは、説明の便宜上、図1に示す第一の面201よりも大きく描いている。なお、第一の面201は、実施形態6で図11を参照して説明するように、複数のゾーン20aで構成されていてもよい。
発熱体3は、基材2を介して加熱対象90を加熱するための熱源となる。発熱体3は、図3に示すように、本形態では基材2に埋設されている。発熱体3が基材2に埋設されることで、本形態のヒータ1は、発熱体3で発生される実質的に全ての熱を基材2に伝達させられる。発熱体3は、実施形態2で図4を参照して説明するように、基材2の第二の面202に固定されていてもよい。また、発熱体3は、実施形態3で図5を参照して説明するように、基材2を構成する複数の部材同士の間、即ち第一基材21と第二基材22との間に介在されていてもよい。
発熱体3には、端子80を介して電力が供給される(図1)。端子80の数は、第一の面201のゾーン20aの数、即ち発熱体3の発熱回路の数に応じて適宜選択できる。端子80の数は、通常、偶数である。本形態では、発熱回路の数が1個であるため、端子80の数は2個である。2個の端子80は、発熱体3の径方向の最も内側において、中心aを挟んで互いに対向配置されている。各端子80は、図示しない接続部材などを介して基材2の第二の面202から引き出されている。各端子80の材質は、発熱体3の材質と同様の材質が挙げられる。
各ブランクエリア4は、発熱体3が存在しない部分である(図1,図2)。図1,図2は、説明の便宜上、各ブランクエリア4を二点鎖線の小さな円で示している。各ブランクエリア4は、発熱体3の配線パターンの敷設が回避されることで形成される。複数のブランクエリア4の各中心は、第三の面203において、中心aを中心とする円周上に等間隔に配置されている。
第一のブランクエリア41は、穴部25が基材2に形成されていることで、電気絶縁などの観点から穴部25と発熱体3とを所定の間隔に保つ必要上、設けられる領域である。そのため、穴部25に設けられる部材と基材2との電気絶縁が確保される。第一のブランクエリア41は、第三の面203に対して垂直な方向に穴部25が重なる領域を含む円形状の領域である。上記穴部25が重なる領域としては、上述の交差領域又は投影領域が挙げられる。
第二のブランクエリア42は、基材2の周方向の温度を均一にするために、発熱体3を敷設できるにもかかわらず意図的に発熱体3の敷設を回避した箇所に設けた領域である。第二のブランクエリア42は、上記穴部25が重なる領域と重ならない円形状の領域である。即ち、第二のブランクエリア42は、基材2の穴部25と重ならない。第二のブランクエリア42の中心の位置は、第一のブランクエリア41の中心同士を周方向に結ぶ円周上に位置する。第二のブランクエリア42の半径r2は、第一のブランクエリア41の半径r1と同一である。ここで同一半径とは、厳密な意味では無く実質的に同一半径であればよいことをいう。実質的に同一半径とは、基材2の周方向の温度差が設計範囲を満たせば、第二のブランクエリア42の半径r2の全てが同一でなくてもよいことをいう。例えば、第二のブランクエリア42の半径r2が、第一のブランクエリア41の半径r1の±10%以内であることが挙げられる。勿論、第二のブランクエリア42の半径r2の全てが同一であることが好ましい。
本形態のヒータ1は、例えば、スクリーン印刷法とホットプレス接合法とを組み合わせて製造できる。2枚のセラミックス基板と、発熱体3を転写できるスクリーンマスクとを用意する。このスクリーンマスクは、上述の複数のブランクエリア4が形成される配線パターンを作製可能なものを用いる。一方のセラミックス基板にスクリーンマスクを置く。発熱体3となるペーストをスクリーンマスクの載せられたセラミックス基板に塗布する。スキージーを使用して発熱体3をセラミックス基板に転写する。発熱体3の転写後、スクリーンマスクを除去する。発熱体3が転写された面に他方のセラミックス基板を張り合わせてホットプレスで接合する。接合することで、発熱体3を基材2内に埋設できる。その後、基材2の所定の位置に対して穴あけ加工を施すことで穴部25を形成できる。貫通孔251の場合、この穴あけ加工は、基材2の厚み方向の全長にわたって行う。
本形態のヒータ1は、基材2の周方向の温度を均一にし易い。発熱体3の存在しない複数のブランクエリア4が、同一円周上に実質的に等間隔に配置されているからである。本形態のヒータ1は、通常、第一のブランクエリア41に加えて、第一のブランクエリア41と同等の大きさの第二のブランクエリア42をヒータ1の周方向に有する。そのため、隣り合うブランクエリア4同士の間隔が小さい。よって、隣り合うブランクエリア4同士の間に発熱体3が形成されていても、隣り合うブランクエリア4同士の間とブランクエリア4付近との温度差が大きくなり難く、基材2の周方向の温度差を小さくできる。このように基材2の周方向の温度を均一にし易い本形態のヒータ1は、基材2の周方向の温度差を極めて小さくすることが求められるウエハ用のヒータに好適に用いることができる。その上、本形態のヒータ1は、基材2の径方向の温度を均一にし易い。発熱体3が隣り合うブランクエリア4同士の間に形成される中間部31を有するからである。この中間部31は、複数のブランクエリア4が形成される同一円周上の全周にわたって発熱体3が設けられていない場合に比較して、径方向の温度差を小さくし易い。
〔ヒータ〕
図4に示すように、実施形態2のヒータは、発熱体3を基材2の第二の面202に固定することができる。即ち、本形態では、第二の面202が第三の面203でもある。図4は、図3に示す断面図と同様の位置で、ヒータを切断した状態を示す断面図である。この点は、後述する実施形態3及び実施形態4で参照する図5及び図6でも同様である。この発熱体3は、金属箔で構成できる。本形態のヒータは、発熱体3の設置箇所が基材2の第二の面202である点と発熱体3の形状が箔状である点以外は、実施形態1のヒータ1と同様である。本形態における実施形態1と同様の構成の説明は省略する。
ヒータは、例えば、基材2を作製する工程と、穴部25を形成する工程と、発熱体3を形成する工程とを経て製造できる。基材2の作製は、金型に充填された基材2の原料粉末を加圧成形して粉末成形体を作製し、粉末成形体を焼結することで行える。穴部25の形成は、粉末成形又は基材2に穴あけ加工を施すことで行える。発熱体3の形成は、上述の複数のブランクエリア4が形成されるように基材2の第二の面202に所定の配線パターンの導電ペーストを印刷し、その導電ペーストを焼結することで行える。発熱体3の形成は、穴あけ加工の前と後のどちらに行ってもよい。なお、本形態では発熱体3は金属箔のみの場合を説明したが、金属箔を樹脂フィルムに貼り付けたり樹脂フィルムで挟んだりして一体化した発熱体シートとしてもよい。発熱体シートとすることで、製造時の取り扱いが容易となる。
本形態のヒータは、実施形態1と同様、基材2の周方向及び径方向の温度を均一にし易い。その上、本形態のヒータは、発熱体3が基材2の第二の面202に固定されていることで、発熱体3を基材2に埋設する場合に比較して、発熱体3を形成し易い。また、本形態のヒータは、発熱体3が基材2に埋設されておらず、基材2から露出していることで、発熱体3の端部に端子80(図1)を設け易い。
〔ヒータ〕
実施形態3のヒータを、図5を参照して説明する。本形態のヒータは、基材2が複数の部材を有する点と、穴部25が貫通孔251と止まり穴252とで形成されている点と、穴部25に設けられる部材がリフターピン51ではなく締付部材52である点と、発熱体3が本体部と被覆層とを有する点とが、実施形態1のヒータ1と相違する。以下の説明は、実施形態1との相違点を中心に行う。実施形態1と同様の構成の説明は省略する。これら点は、後述する実施形態4以降でも同様である。
基材2は、第一基材21と第二基材22の2個の部材で構成されている。第一基材21の上面が第一の面201である。第二基材22は、第一基材21の下面に対向配置される。第二基材22の下面が第二の面202である。この第一基材21と第二基材22との間に、発熱体3が介在される。第一基材21における第二基材22との対向面と、第二基材22における第一基材21との対向面とがそれぞれ第三の面203を構成する。第一基材21と第二基材22の形状は、円盤状が挙げられる。第一基材21と第二基材22の材質は、同一としてもよいし異ならせてもよい。材質を異ならせる場合、例えば、第一基材21と第二基材22の一方の材質が金属であり、他方の材質がセラミックスが挙げられる。本形態では、第一の面201を有する第一基材21の材質が金属、第二の面202を有する第二基材22の材質がセラミックスで構成されている。
発熱体3は、金属からなる本体部と、樹脂からなり、本体部の外周のうち基材2と接触する領域を覆う被覆層とで構成することができる。被覆層の図示は省略している。金属としては、実施形態1の発熱体3と同様の金属が挙げられる。本体部の形状は、箔状の金属を所望のパターンに切り抜いたものや、金属ペーストにより所望のパターンを描いて乾燥させた箔状のものなどが挙げられる。樹脂としては、例えば、ポリイミド、シリコン、エポキシ、フェノールなどが挙げられる。被覆層の形状は、熱伝達を妨げず、かつ取り扱いが容易なフィルムが好ましい。
本形態のヒータは、第一基材21と第二基材22との間に発熱体3を介在させて、第一基材21と第二基材22とを締付部材52で固定することで製造できる。
本形態のヒータは、実施形態1と同様、基材2の周方向及び径方向の温度を均一にし易い。その上、本形態のヒータは、基材2が単一の部材で構成されている場合に比較して、設計の自由度が高い。その理由は、第一基材21と第二基材22とを異なる材質で構成したりできるからである。
〔ヒータ〕
実施形態4のヒータ1を、図6を参照して説明する。本形態のヒータ1は、穴部25が貫通孔251ではなく止まり穴252である点と、穴部25に設けられる部材がリフターピン51ではなく温度センサ53である点とが、実施形態1のヒータ1と相違する。
本形態のヒータは、実施形態1と同様、基材2の周方向及び径方向の温度を均一にし易い。その上、本形態のヒータは、温度センサ53を有することで基材2の温度を測定できるので、基材2の温度を管理し易い。
〔ヒータ〕
実施形態5のヒータ1を図7から図10を参照して説明する。本形態のヒータ1は、主に、穴部25が貫通孔251ではなく止まり穴252(図8,図10)である点と、穴部25に設けられる部材が端子80である点とが、実施形態1のヒータ1と相違する。
本形態のヒータは、実施形態1と同様、基材2の周方向及び径方向の温度を均一にし易い。
〔ヒータ〕
実施形態6のヒータ1を図11を参照して説明する。本形態のヒータ1は、主に第一の面201が周方向に区分けされた複数のゾーン20aを有する点が、実施形態1のヒータ1と相違する。
本形態のヒータは、実施形態1と同様、基材2の周方向及び径方向の温度を均一にし易い。その上、本形態のヒータは、複数のゾーン20aを有することで第一の面201の温度を緻密に制御できる。
図示は省略しているものの、実施形態7のヒータは、実施形態1のヒータにおいて、リフターピンが挿通される穴部とは別の穴部をリフターピンが挿通される穴部と同一円周上に設けることができる。別の穴部としては、実施形態3で説明した締付部材が設けられる穴部、実施形態4で説明した温度センサが設けられる穴部、及び実施形態5で説明した端子が設けられる穴部の少なくとも一種の穴部が挙げられる。例えば、実施形態1のヒータの基材を実施形態3のような第一基材と第二基材とで構成する場合、リフターピンが挿通される穴部の他に、実施形態3で説明した締付部材が設けられる穴部を設けることが挙げられる。
試験例1は、ヒータに備わる基材の温度の均一性を調べた。
試料No.1のヒータは、図1から図3を参照して説明した実施形態1のヒータ1と同様である。即ち、試料No.1のヒータは、基材2と発熱体3と複数のブランクエリア4とを備える。基材2は、セラミックスからなる円盤状である。基材2の直径は340mmで、基材2の厚みは15mmである。発熱体3は、後述する複数のブランクエリア4が形成される配線パターンとなるように金属線を曲げて構成した。発熱体3の配線パターンは、周方向に隣り合うブランクエリア4同士の間にも設けられている。複数のブランクエリア4は、発熱体3の中心を中心とする円周上に等間隔に設けられている。複数のブランクエリア4は、穴部25を含む3個の第一のブランクエリア41と穴部25に重ならない9個の第二のブランクエリア42とで構成した。第一のブランクエリア41と第二のブランクエリア42の中心は、発熱体3の中心から120mmの地点に設けた。第一のブランクエリア41と第二のブランクエリア42の半径は、10mmとした。
試料No.101のヒータは、図12に示すように、次の点で試料No.1のヒータと異なる。
(1)試料No.1のヒータにおける第二のブランクエリア42を備えていない。
(2)試料No.1のヒータにおいて第二のブランクエリア42が設けられていた領域に発熱体3の配線パターンが設けられている。
以上の点を除き、試料No.101のヒータは、試料No.1のヒータと同様とした。即ち、試料No.101のヒータは、複数のエリアが穴部25を含む3個の第一のブランクエリア41のみで構成されている。3個の第一のブランクエリア41は、発熱体3の中心を中心とする円周上に等間隔に設けられている。
基材2における温度の均一性の評価は、第一の面201における周方向の温度の均一性と、第一の面201における径方向の温度の均一性と、を評価することで行った。周方向における温度の均一性の評価は、第一のブランクエリア41及び第二のブランクエリア42の中心を通る円周上の最高温度と最低温度との差を求めることで行った。径方向における温度の均一性の評価は、発熱体3の中心と各ブランクエリア4の中心とを通る半径方向の直線上での最高温度と最低温度との最大差を求めることで行った。各評価は、第一の面201の温度は、発熱体3に電力を供給して第一の面201の設定温度を400℃として行った。第一の面201の温度は、温度の分布状態を測定できる赤外線サーモグラフィカメラで撮影して求めた。赤外線サーモグラフィカメラは、日本アビオニクス社製InfReC R550を用いた。
本開示は、上述の説明とも重複する以下の態様を含む。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記複数のブランクエリアの隣り合うブランクエリア間の離間距離が、全ての前記離間距離の平均値に対して±10%以内であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有する、
ヒータ。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの半径の±10%以内であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有する、
ヒータ。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記円周上の隣り合う前記ブランクエリアの間には前記発熱体の一部が配置されている、
ヒータ。
加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備える半導体ウエハ加熱用のヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、
前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上であり、
前記円周上の隣り合う前記ブランクエリアの間には前記発熱体の一部が配置されており、
前記発熱体は、前記基材に埋設されており、
前記穴部は、リフターピンが挿通されるための貫通孔である、
半導体ウエハ加熱用のヒータ。
2 基材
201 第一の面
202 第二の面
203 第三の面
20a ゾーン
21 第一基材
22 第二基材
25 穴部
251 貫通孔
252 止まり穴
3 発熱体
31 中間部
311 第一中間部
312 第二中間部
4 ブランクエリア
41 第一のブランクエリア
42 第二のブランクエリア
51 リフターピン
52 締付部材
53 温度センサ
61 第一接続部
62 第二接続部
80 端子
81 先端部
90 加熱対象
A1 扇形のエリア
a 中心
b 外接円
c 内接円
d 外接円
L1、L3 距離
L2 長さ
Claims (14)
- 加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に配置されており、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有し、
前記第一のブランクエリア及び前記第二のブランクエリアの少なくとも一方における前記発熱体との接触箇所が3箇所以上である、
ヒータ。 - 加熱対象が載置される第一の面と、前記第一の面とは反対側の第二の面とを有する基材と、
前記基材の前記第一の面と平行な第三の面に配置された発熱体とを備えるヒータであって、
前記基材は、少なくとも前記第二の面に開口した穴部を有し、
前記第三の面は、前記発熱体が存在せず、円形状の領域として規定される複数のブランクエリアを含み、
前記ブランクエリアは、
前記第三の面に対して垂直な方向に前記穴部が重なる領域を含む第一のブランクエリアと、
前記第一のブランクエリア以外の第二のブランクエリアとを含み、
前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記第三の面における前記発熱体の包絡円の中心を中心とする円周上に配置されており、
前記第一のブランクエリアの半径は、前記穴部が重なる領域の重心を中心として前記重心と前記発熱体の縁との間の最短距離であり、
前記第二のブランクエリアの半径は、前記第一のブランクエリアの前記半径と同一であり、
前記発熱体は、周方向に隣り合う前記ブランクエリアの各々の間に設けられる中間部を有し、
前記第一の面は、周方向に区分けされた複数のゾーンを有し、
前記発熱体は、前記複数のゾーンの各々の温度を独立して制御可能なように配置されており、
前記ブランクエリアの数は、前記ゾーンの数と前記第一のブランクエリアの数との最小公倍数の1倍以上の整数倍である、
ヒータ。 - 前記第一の面は、周方向に区分けされた複数のゾーンを有し、
前記発熱体は、前記複数のゾーンの各々の温度を独立して制御可能なように配置されており、
前記ブランクエリアの数は、前記ゾーンの数と前記第一のブランクエリアの数との最小公倍数の1倍以上の整数倍である請求項1に記載のヒータ。 - 前記第一のブランクエリアと前記第二のブランクエリアの各中心は、前記円周上に等間隔に配置されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記円周上での各前記ブランクエリアの間隔の長さは、前記円周上における一つの前記ブランクエリアの長さ以上である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記第二のブランクエリアの数は、前記第一のブランクエリアを間に介さずに周方向に隣り合う前記第二のブランクエリアの中心同士の前記円周上に沿った距離が前記円周上における一つの前記第二のブランクエリアの長さの2倍以上となる数である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記中間部は、前記ブランクエリアの縁部に接する第一中間部を有し、
前記第一中間部は、前記ブランクエリアの輪郭に沿う円弧状に設けられている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のヒータ。 - 前記中間部は、前記円周と同心の円弧状の第二中間部を有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記第一のブランクエリアの前記半径は、前記第一のブランクエリアにおける前記穴部と前記発熱体との間の電気絶縁を確保する距離である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記発熱体は、前記基材に埋設されている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記発熱体は、前記基材の前記第二の面に固定されている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記基材は、
前記第一の面を有する第一基材と、
前記第一基材の前記第一の面とは反対側に配置される第二基材とを有し、
前記発熱体は、前記第一基材と前記第二基材との間に介在される請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のヒータ。 - 前記穴部は、前記加熱対象を支持するリフターピンが挿通される貫通孔である請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のヒータ。
- 前記加熱対象が半導体ウエハである請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のヒータ。
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