JP7303302B2 - シャフト付きセラミックヒータ - Google Patents

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Description

本発明は、シャフト付きセラミックヒータに関する。
従来、半導体ウエハの搬送、露光、ＣＶＤなどの成膜プロセスや、洗浄、エッチング、ダイシングなどの微細加工においては、ウエハを保持するシャフト付きセラミックヒータが使用される。こうしたシャフト付きセラミックヒータとして、特許文献１に示すように、抵抗発熱体が埋設されたセラミックプレートと、セラミックプレートのウエハ載置面とは反対側の面に設けられた中空のセラミックシャフトと、セラミックシャフトの内部空間に収容された発熱体給電ロッドとを備えたものが開示されている。発熱体給電ロッドは、セラミックプレートのウエハ載置面とは反対側の面から抵抗発熱体に接合されている。
特開２００７－５１３１７号公報
こうしたシャフト付きセラミックヒータのセラミックプレートにおいては、セラミックシャフト接合部分とそれ以外の部分とでは放熱量が異なる。すなわち、セラミックシャフト接合部分はそれ以外の部分に比べて熱容量が大きいため低温になりやすい。そのため、セラミックプレート全体を所定の設定温度（例えば５００℃）で均一になるように抵抗発熱体を設計した場合、その設定温度よりも高い温度（例えば７００℃）で使用する場合にはセラミックシャフト接合部分は発熱量が多すぎて高温になってしまい均熱性が崩れることがある。一方、その設定温度よりも低い温度（例えば３００℃）で使用する場合にはセラミックシャフト接合部分は発熱量が足りなくて低温になってしまい均熱性が崩れることがある。また、セラミックプレートを昇温したり降温したりする際にも均熱性が崩れることがある。
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、シャフト付きセラミックヒータにおいてセラミックシャフト接合部分とそれ以外の部分との温度ばらつきを抑制することを主目的とする。
本発明のシャフト付きセラミックヒータは、
抵抗発熱体が埋設されたセラミックプレートと、
前記セラミックプレートのウエハ載置面とは反対側の面に上端が接合された中空のセラミックシャフトと、
前記セラミックシャフトの上端側の側壁に埋設されたシャフト加熱部と、
を備えたものである。
このシャフト付きセラミックヒータでは、セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体とは独立して、セラミックシャフトの上端側の側壁に埋設されたシャフト加熱部を制御することができる。そのため、セラミックシャフト接合部分とそれ以外の部分との温度ばらつきを抑制することができる。
本発明のシャフト付きセラミックヒータにおいて、前記セラミックシャフトは、筒状のシャフト本体と、前記シャフト本体の上端側の側面を覆う絶縁膜とを有し、前記シャフト加熱部は、前記シャフト本体の上端側の側面に設けられ、前記絶縁膜に覆われることにより前記セラミックシャフトに埋設されていてもよい。
本発明のシャフト付きセラミックヒータにおいて、前記絶縁膜は、エアロゾルデポジション（ＡＤ）膜又は溶射膜であることが好ましい。
本実施形態のシャフト付きセラミックヒータの縦断面図。
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は本実施形態のシャフト付きセラミックヒータの縦断面図である。
シャフト付きセラミックヒータは、図１に示すように、セラミックプレートと、セラミックシャフトと、シャフト加熱部とを備えている。セラミックプレートには、抵抗発熱体が埋設されている。抵抗発熱体は、通電したときにセラミックプレート全体のうちセラミックシャフト接合部分がそれ以外の部分よりも低温になるように設計されている。抵抗発熱体は、セラミックシャフトの内部空間に収容された給電ロッドを介して通電される。抵抗発熱体は、セラミックプレートの複数のゾーンのそれぞれに設けられていてもよい。セラミックシャフトは、セラミックプレートのウエハ載置面とは反対側の面にダイレクトボンディングにより接合された中空シャフトである。セラミックシャフトは、筒状のシャフト本体と、シャフト本体の上端側の側面を覆う絶縁膜とを有している。シャフト加熱部は、セラミックシャフトの上端側の側壁に埋設された抵抗発熱体である。ここでは、シャフト加熱部は、シャフト本体の上端側の側面に印刷やめっきにより設けられ、絶縁膜（例えばアルミナ膜）に覆われることによりセラミックシャフトに埋設されている。絶縁膜は、エアロゾルデポジション（ＡＤ）膜又は溶射膜であることが好ましい。特に、ＡＤ法（プラズマＡＤ法を含む）は、微細なセラミック粒子の薄い膜を精度よく形成するのに適している。また、ＡＤ法は、衝撃固化現象でセラミック粒子を成膜することができるため、セラミック粒子を高温で焼結する必要がない。シャフト加熱部は、セラミックシャフトの内部空間に収容された給電ロッドを介して通電されてもよいし、セラミックシャフトの側壁に埋設された給電ロッドを介して通電されてもよい。
以上説明した本実施形態のシャフト付きセラミックヒータでは、セラミックプレートに埋設された抵抗発熱体とは独立して、セラミックシャフトの上端側の側壁に埋設されたシャフト加熱部を制御することができる。そのため、セラミックシャフト接合部分とそれ以外の部分との温度ばらつきを抑制することができる。
なお、セラミックプレートには、静電電極及びＲＦ電極の少なくとも一方が埋設されていてもよい。
本出願は、２０１９年７月1日に出願された日本国特許出願第２０１９－１２２７８８号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
本発明は、例えば半導体ウエハの搬送、露光、ＣＶＤなどの成膜プロセスや、洗浄、エッチング、ダイシングなどの微細加工に利用可能である。

Claims (1)

  1. 抵抗発熱体が埋設されたセラミックプレートと、
    前記セラミックプレートのウエハ載置面とは反対側の面に上端が接合された中空のセラミックシャフトと、
    前記セラミックシャフトの上端側の側壁に埋設されたシャフト加熱部と、
    を備え、
    前記セラミックプレートに埋設された前記抵抗発熱体は、通電したときに前記セラミックプレート全体のうち前記セラミックシャフトの接合された部分がそれ以外の部分よりも低温になるように設計され、
    前記セラミックプレートに埋設された前記抵抗発熱体とは独立して、前記セラミックシャフトに埋設された前記シャフト加熱部を制御可能であり、
    前記セラミックシャフトは、筒状のシャフト本体と、前記シャフト本体の上端側の側面を覆う絶縁膜とを有し、
    前記シャフト加熱部は、前記シャフト本体の上端側の側面に設けられ、前記絶縁膜に覆われることにより前記セラミックシャフトに埋設され、
    前記絶縁膜は、前記シャフト加熱部と外気とを絶縁するように形成されたエアロゾルデポジション膜である、
    シャフト付きセラミックヒータ。
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