JP7376753B1 - マルチゾーンヒータ - Google Patents

Abstract

円盤状のセラミック基体の一方主面に載置されたウエハを加熱可能なマルチゾーンヒータが、セラミック基体に設けられてなり、ウエハを昇降させるためのリフトピンが挿通される複数のリフトピン穴と、セラミック基体のインナーゾーンに埋設されてなるインナーゾーンヒータと、インナーゾーンよりも外側のアウターゾーンに埋設されてなるアウターゾーンヒータと、インナーゾーンヒータの両端が接続されてなる第１および第２の給電端子と、アウターゾーンヒータの両端が接続されてなる第１および第２引出線と、第１引出線が接続されてなる第３の給電端子および第２引出線が接続されてなる第４の給電端子と、を備え、複数のリフトピン穴とインナーゾーンヒータとアウターゾーンヒータの配置が、対称軸が共通な線対称であり、第１および第２引出線が、対称軸に沿って互いに対称に設けられてなる、ようにした。

Description

本発明は、半導体ウエハを加熱するためのマルチゾーンヒータに関する。

半導体製造装置においてウエハを加熱するためのヒータとして、セラミックヒータが広く用いられている。こうしたセラミックヒータとして、複数のゾーンのそれぞれの別個のヒータにて加熱するように構成された、いわゆるマルチゾーンヒータが知られている。係るマルチゾーンヒータの一種として、円盤状のセラミック基体の中央部（インナーゾーン）を加熱するための発熱体（コイル）と外周部（アウターゾーン）を加熱するための発熱体（コイル）とがセラミック基体内部の一の平面内に埋設されてなるとともに、それぞれの発熱体に印加する電圧を独立に印加することが可能とされてなることで、それぞれの発熱体からの発熱を独立に制御することが可能な２ゾーンヒータが、すでに公知である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に開示されているような、インナーゾーンとアウターゾーンとを別の発熱体にて加熱するマルチゾーンヒータの場合においては概略、それぞれのゾーンの発熱体が、円板状のセラミック基体と同心の複数の円弧状に配置される。また、セラミック基体の中央部には外部からの給電を担う接続端子が設けられている。インナーゾーンに配置される発熱体は係る接続端子と直接に接続される一方、アウターゾーンに配置される発熱体は、その端部と接続端子とを接続する引き出し線を介して、接続端子と接続される。

ただし、係る引き出し線は、インナーゾーンを横切るように配置する必要がある。そのため、少なくとも、インナーゾーンの引き出し線周辺において、インナーゾーン用の発熱体が折り返されている。その結果、折り返し部分においては、発熱体の曲率半径が円弧状の部分とは顕著に異なっている。なお、発熱体パターンの配置の仕方によっては、係る発熱体の折り返しはアウターゾーンを含め他の箇所においても生じ得る。

また、セラミックヒータを備える半導体製造装置には、特許文献２に開示されているように、セラミック基体の上面に載置されたウエハを下方支持して上昇させることが可能な支持ピン（リフトピン）が設けられることがある。リフトピンは、セラミック基体の所定位置に設けられた貫通穴（リフトピン穴）に対し挿通自在に設けられる。リフトピン穴が備わるセラミックヒータの場合、係るリフトピン穴を回避（迂回）して発熱体を配置することも必要となる。このようにリフトピン穴を回避する箇所における発熱体の曲率半径も、円弧状の部分とは顕著に異なっている。

半導体製造装置における生産性向上の観点からは通常、セラミックヒータによるウエハの加熱が、ウエハ面内においてできるだけ均一になされる（均熱性が高い）ことが望ましい。つまりは、ウエハを加熱した際のウエハ面内における温度ばらつきができるだけ小さくなることが望ましい。

しかしながら、マルチゾーンヒータにおいては、上述のような発熱体の折り返し箇所において温度分布の均一性が悪くなる傾向がある。

また、リフトピン穴を備えるセラミックヒータの場合、リフトピン穴を回避する箇所においても、温度分布の均一性が悪くなる傾向がある。

すなわち、リフトピン穴を備えるマルチゾーンヒータにおいては、円弧状をなしている通常部分とは曲率半径が顕著に異なる特異点（曲率半径特異点）において、温度分布の均一性が悪くなる傾向がある。

これは、セラミックヒータの製造プロセスにおける発熱体の変形態様の相違に起因するものと考えられる。すなわち、例えば窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムなどに代表されるセラミック材料の成形体内に発熱体を埋設した後、トン単位の荷重をかけつつ１５００℃を超える温度で該成形体を焼成することによって得られるものであるところ、係る焼成時の発熱体の変形挙動が、曲率半径特異点と通常部分とで異なるために、完成したセラミックヒータにおいて曲率半径特異点のところで発熱ばらつきが生じてしまうものと考えられる。

なお、発熱体の太さ、材質などを違えることで発熱密度を違えた複数種類の発熱体を用いて均熱性を確保する場合もあるが、曲率半径特異点への適用には必ずしも適してはいない。

あるいは、曲率半径特異点を多数設けることにより、均熱性を高める考え方もあるが、設計の複雑さやコストなどを鑑みると現実的ではない。

本発明の発明者は、リフトピン穴を備えるマルチゾーンヒータにおける均熱性の確保に関し、鋭意検討を行った結果、リフトピン穴の配置位置と、アウターゾーンに配置される発熱体と給電用の接続端子とを接続する引き出し線の配置位置とを総合的に検討することにより、曲率半径特異点を有しつつも均熱性を好適に確保することができる構成に想到するに至った。

国際公開第２０１９／１８１５００号 国際公開第２００６／００４０４５号

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、リフトピン穴を備えるマルチゾーンヒータにおける均熱性を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、一方主面がウエハ載置面とされてなる円盤状のセラミック基体を備え、前記一方主面に載置されたウエハを加熱可能なマルチゾーンヒータであって、前記セラミック基体に設けられてなり、前記ウエハを昇降させるためのリフトピンを挿通可能な複数のリフトピン穴と、前記セラミック基体のインナーゾーンに埋設されてなるインナーゾーンヒータと、前記セラミック基体の前記インナーゾーンよりも外側のアウターゾーンに埋設されてなるアウターゾーンヒータと、前記セラミック基体の中央部に設けられてなり、前記インナーゾーンヒータの両端が接続されてなる第１の給電端子および第２の給電端子と、前記アウターゾーンヒータの両端が接続されてなる第１引出線および第２引出線と、前記セラミック基体の中央部に設けられてなり、前記第１引出線が接続されてなる第３の給電端子および前記第２引出線が接続されてなる第４の給電端子と、を備え、前記複数のリフトピン穴と前記インナーゾーンヒータと前記アウターゾーンヒータの配置が、対称軸を共通とする線対称配置とされてなり、前記第１引出線および前記第２引出線が、前記対称軸に沿って互いに対称に設けられてなる、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係るマルチゾーンヒータであって、前記複数のリフトピン穴が、前記セラミック基体と同心の円上に設けられてなる、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第２の態様に係るマルチゾーンヒータであって、前記セラミック基体と同心の円の直径が、前記セラミック基体の直径の４６％～８８％である、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第１ないし第３の態様のいずれかに係るマルチゾーンヒータであって、前記インナーゾーンと前記アウターゾーンとが、前記セラミック基体と同心の仮想的な境界円にて区分され、前記境界円の直径が、前記セラミック基体の直径の５１％～８２％である、ことを特徴とする。

本発明の第１ないし第４の態様によれば、引出線が対称軸に沿わないマルチゾーンヒータに比して、ヒータにより加熱を行った際のウエハ載置面における均熱性を高めることが、可能となる。

マルチゾーンヒータ１０の模式平面図である。 マルチゾーンヒータ１０の模式断面図である。 非対称マルチゾーンヒータ１０１０の模式平面図である。 マルチゾーンヒータ１０においてヒータ加熱を行ったときのウエハ載置面２２における温度分布を例示する図である。 非対称マルチゾーンヒータ１０１０においてヒータ加熱を行ったときのウエハ載置面２２における温度分布を例示する図である。 マルチゾーンヒータ１０Ｂの模式平面図である。 マルチゾーンヒータ１０Ｂにおいてヒータ加熱を行ったときのウエハ載置面２２における温度分布を例示する図である。 マルチゾーンヒータ１０Ｃの模式平面図である。

＜マルチゾーンヒータの構成＞
図１は本発明の実施の形態に係るマルチゾーンヒータ１０の模式平面図である。図２はマルチゾーンヒータ１０の模式断面図である。なお、図１においては、図面視左右方向をｘ軸方向とする右手系のｘｙｚ座標を付しており、図２のｚ軸方向も図１と一致させている。

マルチゾーンヒータ１０は、半導体の製造プロセスの一工程である半導体ウエハの加熱工程において、半導体ウエハを下方支持する支持台（サセプタ）として使用されるものである。係る加熱工程のより具体的な態様としては、プラズマＣＶＤによりウエハに対し半導体薄膜を形成する工程におけるウエハの加熱などが例示される。本実施の形態においては、マルチゾーンヒータ１０は、例えば公知のプラズマＣＶＤ装置のような図示しない半導体製造装置の内部に組み込まれて使用されるものであるとする。

マルチゾーンヒータ１０は、セラミック基体２０と、インナーゾーンヒータ３０と、アウターゾーンヒータ４０と、第１引出線４１と、第２引出線４２と、シャフト５０とを、主として備える。

セラミック基体２０は、セラミック材料の焼成体にて構成される、円盤状のプレート部材である。セラミック材料としては、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウムなどが例示される。

セラミック基体２０は、例えば３２０ｍｍ～３８５ｍｍの直径と、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚みを有する。セラミック基体２０の一方主面（図２における上面）は、ウエハ載置面２２となっている。ウエハ載置面２２には、エンボス加工により複数の凹凸が形成されていてもよいし、複数の溝が形成されていてもよい。

また、セラミック基体２０には、貫通穴である複数のリフトピン穴６０が設けられてなる。複数のリフトピン穴６０には、図示しない半導体製造装置に備わり、セラミック基体の上面に載置されたウエハを下方支持して昇降させることが可能な支持ピン（リフトピン）が、自在に挿通できるようになっている。複数のリフトピン穴６０は、セラミック基体２０の軸中心Ｃから等距離の位置に（つまりはセラミック基体２０と同心の円上に）周方向において等角度間隔にて、線対称（図１においてはｙ軸対称）の配置にて設けられてなる。図１においては３つのリフトピン穴６０（６０ａ～６０ｃ）が線対称の配置にて備わる場合を例示しているが、リフトピン穴６０の個数はこれに限られるものではない。

さらに、セラミック基体２０の他方主面（図２における下面）は、シャフト５０の接続面２４となっている。シャフト５０は、セラミック基体２０と同様のセラミック材料の焼成体にて構成される、中空の円筒状部材である。

また、セラミック基体２０には、セラミック基体２０と同心の円として観念される仮想境界円２６を境に、インナーゾーン２０ａとアウターゾーン２０ｂとが区画される。インナーゾーン２０ａは、仮想境界円２６の内側の円形領域である。アウターゾーン２０ｂは、仮想境界円２６の外側の環状領域である。仮想境界円２６は、径方向においてリフトピン穴６０の配設位置のやや内側に定められている。

インナーゾーン２０ａにはインナーゾーンヒータ３０が埋設されており、アウターゾーン２０ｂにはアウターゾーンヒータ４０が埋設されている。

インナーゾーンヒータ３０は、セラミック基体２０の内部の、ウエハ載置面２２と平行な面内（ｘｙ平面内）においてインナーゾーン２０ａの全域にわたって配線されてなるコイルである。図１に示す場合、インナーゾーンヒータ３０は、軸中心Ｃを通るｙｚ平面の近傍の折り返し部分３５（３５ａ～３５ｄ）で曲線的に折り返されつつ一筆書きの要領で配線されてなる。

アウターゾーンヒータ４０は、セラミック基体２０の内部の、インナーゾーンヒータ３０と同一の面内（ｘｙ平面内）においてアウターゾーン２０ｂの全域にわたって配線されてなるコイルである。図１に示す場合、アウターゾーンヒータ４０は、軸中心Ｃを通るｙｚ平面の近傍の折り返し部分４７（４７ａ、４７ｂ）で曲線的に折り返されつつ一筆書きの要領で配線されてなる。

図１に示すように、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０は、折り返し部分３５および折り返し部分４７を除く大部分において、セラミック基体２０の径方向に等間隔の円弧状に、つまりは同心の円弧状に、設けられてなる。

例外的に、リフトピン穴６０の近傍では、リフトピン穴６０の存在に起因した温度ムラの発生を抑制するべく、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０とにはそれぞれ局所的に、湾曲部分３６および４８が設けられてなる。

例えば、図１に示す場合であれば、インナーゾーンヒータ３０は、リフトピン穴６０ａ、６０ｂ、および６０ｃの近傍においてそれぞれ、径方向外側へと湾曲した湾曲部分３６ａ、３６ｂ、および３６ｃを有する。

また、アウターゾーンヒータ４０も、リフトピン穴６０ａおよび６０ｂの近傍においてそれぞれ、径方向外側へと湾曲した湾曲部分４８ａおよび４８ｂを有する。

インナーゾーンヒータ３０およびアウターゾーンヒータ４０を構成するコイルの材質としては、モリブデン、タングステン、またはモリブデン／タングステン化合物などが挙げられる。

なお、インナーゾーン２０ａおよびアウターゾーン２０ｂ内の場所に応じて、インナーゾーンヒータ３０およびアウターゾーンヒータ４０を構成するコイルの単位長さあたりの巻き数が適宜変更されていてもよい。例えばウエハをプラズマ加熱する場合、該ウエハへのプラズマ入熱が部分的に異なることによりウエハに温度ムラが生じることがあり、このような温度ムラを解消するために場所に応じて単位長さあたりの巻き数を変更してもよい。コイルは、単位長さあたりの巻き数が多いほど発熱量が多くなり高温になりやすい。コイルの巻き数を変更する代わりに、巻き径を変更したり線間距離（隣接するコイルの間隔）を変更したりしてもよい。

インナーゾーンヒータ３０の両端はそれぞれ、セラミック基体２０の中央部（軸中心Ｃの付近）に配設された第１給電端子３１と第２給電端子３２とに接続されてなる。図２に示すように、第１給電端子３１と第２給電端子３２とは、同一平面内に設けられてなる。

アウターゾーンヒータ４０の両端４０ａ、４０ｂはそれぞれ、第１引出線４１の一方端部と第２引出線４２の一方端部とに接続されており、第１引出線４１の他方端部と第２引出線４２の他方端部とがそれぞれ、セラミック基体２０の軸中心Ｃの付近に配設された第３給電端子４３と第４給電端子４４とに接続されてなる。図２に示すように、第３給電端子４３と第４給電端子４４とは、同一平面内に設けられてなる。

第１引出線４１と第２引出線４２とは、インナーゾーン２０ａを横断する態様にて設けられてなる。図２には、第１引出線４１がｚ軸に垂直な面内にてインナーゾーン２０ａを横断する様子を模式的に示している。より具体的には、図１に示すように、第１引出線４１と第２引出線４２とは、インナーゾーンヒータ３０の対をなす２つの折り返し部分３５ａおよび３５ｂの間に設けられてなる。

第１引出線４１と第２引出線４２とは、ワイヤにて構成される。ワイヤの材質としては、モリブデン、タングステン又はモリブデン／タングステン化合物などが挙げられる。ワイヤの線径は、特に限定するものではないが、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。

なお、図１においては、第１引出線４１および第２引出線４２が、軸中心Ｃを通るｙ軸に沿った互いに線対称な直線状となっている。換言すれば、リフトピン穴６０の線対称配置の対称軸に沿って設けられてなる。なお、直線状であることは必須の態様ではなく、線対称である限り、平面視したときの形状が蛇行した形状（つまり曲がりくねった形状）や全体として湾曲した形状であってもよい。なお、本実施の形態において第１引出線４１および第２引出線４２が線対称であるとは、略対称に位置する場合を含み、製造時に不可避的に生じる程度のずれは許容される。例えば本来の線対称位置からの４ｍｍ程度以下のずれを許容するものとする。この程度の位置ずれであれば、後述する均熱性を悪化させることはない。

第１給電端子３１と第２給電端子３２にはそれぞれ、インナーゾーンヒータ用電源３７からの給電線である給電部材３４および３３も接続されている。また、第３給電端子４３と第４給電端子４４にはそれぞれ、アウターゾーンヒータ用電源４９からの給電線である給電部材４５および４６も接続されている。これらの接続には、ネジ、加締め、嵌合、ろう付け、溶接、共晶はんだ付けなど、種々の接続態様が適用可能である。また、第１給電端子３１と第２給電端子３２の配置、および、第３給電端子４３と第４給電端子４４の配置も、ｙ軸に対して対称となっている。

給電部材３３、３４、４５、および４６はシャフト５０の内部に配設されてなる。給電部材３３、３４、４５、および４６は、金属製であることが好ましく、ニッケル製であることがより好ましい。あるいはインコネル（Special Metal Corporation社の登録商標）などのニッケル合金製であってもよい。またはタングステン製/ニッケル製複合材であってもよい。給電部材３３、３４、４５、および４６の形状としては、ロッド状、ワイヤ状などが例示される。

インナーゾーンヒータ用電源３７とアウターゾーンヒータ用電源４９の動作は、コントローラ５２によって制御される。これにより、本実施の形態に係るマルチゾーンヒータ１０においては、インナーゾーン２０ａとアウターゾーン２０ｂの温度制御を独立に行うことができるようになっている。換言すれば、マルチゾーンヒータ１０は、インナーゾーン２０ａとその外側のアウターゾーン２０ｂとを別個のヒータにて独立に加熱可能な構成を有するものとなっている。

＜構成要素の配置関係の詳細＞
図１に示したような構成を有する、本実施の形態に係るマルチゾーンヒータ１０における、各構成要素の配置は、ウエハ載置面２２における均熱性を確保する観点から定められてなる。

具体的には、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０とは、折り返し部分３５および折り返し部分４７を有しつつも、その大部分において同心の円弧状に、設けられてなる。

折り返し部分３５および折り返し部分４７における形状は、折り返しに起因する温度ばらつきが抑制されるように、定められてなる。

また、リフトピン穴６０の近傍にて設けられるインナーゾーンヒータ３０の湾曲部分３６およびアウターゾーンヒータ４０の湾曲部分４８は、リフトピン穴６０の存在に起因する温度ばらつきを抑制する目的で、設けられてなる。

なお、折り返し部分３５および折り返し部分４７と、湾曲部分３６および湾曲部分４８とは、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０の同心の円弧状部分に比して曲率半径が顕著に異なっていることから、これらの箇所を、曲率半径特異点とも称する。

換言すれば、マルチゾーンヒータ１０においては、曲率半径特異点における温度ばらつきが抑制されるように、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０が配設されてなる。

しかも、その際には、インナーゾーンヒータ３０、アウターゾーンヒータ４０、およびリフトピン穴６０の配置が、対称軸を共通とする線対称配置とされてなる。図１に示す場合においては、これらの構成要素がｙ軸対称に配置されることで、係る線対称の配置が実現されてなる。

これらに加えて、本実施の形態に係るマルチゾーンヒータ１０においては、第１引出線４１および第２引出線４２が、係る線対称配置の対称軸に沿って設けられてなる。そして、係る第１引出線４１および第２引出線４２の配置に伴い、インナーゾーンヒータ３０の折り返し部分３５の配置およびアウターゾーンヒータ４０の折り返し部分４７の配置も線対称となっている。

以上のような構成を有するマルチゾーンヒータ１０においては、第１引出線４１および第２引出線４２が、いずれもが曲率半径特異点である一対の折り返し部分３５（３５ａ、３５ｂ）の間、および、一対の折り返し部分４７（４７ａ、４７ｂ）の間に、位置しているにもかかわらず、第１引出線４１および第２引出線４２がリフトピン穴６０の線対称配置の対称軸とは異なる位置に設けられる構成のマルチゾーンヒータに比して、優れた均熱性が実現されるようになっている。

図３は、対比のために示す、第１引出線４１および第２引出線４２がリフトピン穴６０の線対称配置の対称軸とは異なる位置に設けられたマルチゾーンヒータ（以下、非対称マルチゾーンヒータ）１０１０の模式平面図である。

非対称マルチゾーンヒータ１０１０は、インナーゾーン２０ａにインナーゾーンヒータ３０が埋設されており、アウターゾーン２０ｂにアウターゾーンヒータ４０が埋設されている点、および、リフトピン穴６０の配置については、図１に示すマルチゾーンヒータ１０と同じであるが、第１引出線４１および第２引出線４２の大部分が、軸中心Ｃを通るｘ軸に沿った互いに線対称な直線状となっている。これに伴い、インナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０の折り返し部分もｘ軸に沿って備わっている。結果として、第１引出線４１および第２引出線４２は、リフトピン穴６０の線対称配置の対称軸とは異なる位置に設けられてなる。ただし、第１給電端子３１と第２給電端子３２の配置、および、第３給電端子４３と第４給電端子４４の配置は、ｘ軸に対して対称となっている。

図４および図５はそれぞれ、設定温度を５５０℃として、マルチゾーンヒータ１０および非対称マルチゾーンヒータ１０１０においてヒータ加熱を行ったときの、ウエハ載置面２２における温度分布を、放射温度計にて測定した結果を例示する図である。

図４に示す、本実施の形態に係るマルチゾーンヒータ１０の場合、ウエハ載置面２２における温度分布は概ね一様であり、最高温度は５５２．１℃で最低温度は５４８．９℃となった。すなわち、温度ばらつき（最高温度と最低温度との差分値）は、３．２℃に収まっていた。

これに対し、図５に示す非対称マルチゾーンヒータ１０１０の場合、最高温度は５５７．５℃で最低温度は５４７．７℃となり、局所的な高温領域であるホットスポットＡの存在が確認された。温度ばらつきは、９．８℃にまで達した。図３と図５との対比より、係るホットスポットＡは、第１引出線４１および第２引出線４２の備わる位置に形成されていることがわかる。

これらの結果は、マルチゾーンヒータ１０においては、アウターゾーンヒータ４０に給電するための第１引出線４１および第２引出線４２を、リフトピン用のリフトピン穴６０の線対称配置の対称軸の位置に設けることが、ウエハ載置面２２における均熱性を確保するうえにおいて好適であることを、示している。

なお、第１引出線４１と第２引出線４２の存在に起因した温度ばらつきの発生を抑制するという点からは、第１引出線４１と第２引出線４２は短い方が望ましい。これはすなわち、仮想境界円２６の直径が小さい方が望ましいことを意味する。しかしながら、第１引出線４１と第２引出線４２が短いほど、インナーゾーン２０ａが小さくなり、アウターゾーン２０ｂが大きくなり、両者のバランスが悪くなる。インナーゾーンヒータ３０によるインナーゾーン２０ａの加熱とアウターゾーンヒータ４０によるアウターゾーン２０ｂの加熱とを好適にバランスさせるという観点からは、仮想境界円２６の直径が、セラミック基体２０の直径の５１％～８２％程度であるのが好適である。仮想境界円２６の直径が、セラミック基体２０の直径の５１％を下回ると、アウターゾーンヒータ４０がウエハのエッジ以外も温めてしまい、エッジ部分の温度調整が難しくなる傾向が顕著となり好ましくない。一方、仮想境界円２６の直径が、セラミック基体２０の直径の８６％を上回ると、アウターゾーン２０ｂでの温度調整性が著しく低下するという問題が生じる。例えば、セラミック基体２０の直径が３３０ｍｍの場合であれば、仮想境界円２６の直径は、２００ｍｍ～２６０ｍｍであるのが好適である。ここで、仮想境界円２６の直径は、軸中心Ｃから最遠の位置にあるインナーゾーンヒータ３０のＰＣＤと、軸中心Ｃから最近の位置にあるアウターゾーンヒータ４０のＰＣＤとの平均値（中間値）として定義される。

＜別態様＞
図６は、図１に示したマルチゾーンヒータ１０の別態様に係るマルチゾーンヒータ１０Ｂの模式平面図である。

マルチゾーンヒータ１０Ｂは、３つのリフトピン穴６０（６０ａ～６０ｃ）がインナーゾーン２０ａに設けられてなり、かつ、これに伴いインナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０とにおける局所的な湾曲のさせ方が、異なっている点を除いて、マルチゾーンヒータ１０と同じ構成を有する。すなわち、第１引出線４１および第２引出線４２の配置態様は、マルチゾーンヒータ１０と同じとなっている。

なお、リフトピン穴６０は、セラミック基体２０と同心であって、直径がセラミック基体２０の直径の４６％～８８％である円上に設けられればよい。リフトピン穴６０が、係る直径範囲をみたさない円上に設けられる場合、リフトピンによるウエハの支持が不安定になり、ウエハが落下するおそれがあり、好ましくない。例えば、セラミック基体２０の直径が３３０ｍｍの場合であれば、リフトピン穴６０は、直径が１８０ｍｍ～２８０ｍｍである円上に設けられるのが好適である。

図７は、設定温度を５００℃として、マルチゾーンヒータ１０Ｂにおいてヒータ加熱を行ったときの、ウエハ載置面２２における温度分布を、放射温度計にて測定した結果を例示する図である。

図７に示す、マルチゾーンヒータ１０Ｂの場合も、ウエハ載置面２２における温度分布は概ね一様であり、最高温度は４９９．２℃で最低温度は４９５．９℃となった。すなわち、温度ばらつきは３．３℃に収まっていた。

係る結果も、アウターゾーンヒータ４０に給電するための第１引出線４１および第２引出線４２を、リフトピン用のリフトピン穴６０の線対称配置の対称軸の位置に設けることが、ウエハ載置面２２における均熱性を確保するうえにおいて好適であることを、示している。

図８は、図１に示したマルチゾーンヒータ１０のさらに別態様に係るマルチゾーンヒータ１０Ｃの模式平面図である。

マルチゾーンヒータ１０Ｃにおいては、第１給電端子３１と第２給電端子３２の配置、および、第３給電端子４３と第４給電端子４４の配置がｙ軸に対して対称となっておらず、それゆえ、第１引出線４１と第２引出線４２の配置が、平面視においてシャフト５０の内側に位置する範囲においてのみ、ｙ軸に対して対称ではない、という点を除いて、マルチゾーンヒータ１０と同じ構成を有する。

しかしながら、少なくとも平面視においてシャフト５０の外側に位置する範囲において、第１引出線４１と第２引出線４２の配置がリフトピン穴６０とインナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０の配置と対称軸を共通とする線対称配置であれば、ヒータにより加熱を行った際のウエハ載置面における均熱性は高められる。すなわち、マルチゾーンヒータ１０Ｃのように、第１給電端子３１と第２給電端子３２の配置が非対称であり、第３給電端子４３と第４給電端子４４の配置が非対称性であり、それゆえ、平面視においてシャフト５０の内側に位置する範囲における第１引出線４１と第２引出線４２の配置が非対称であることは、ウエハ載置面２２における均熱性に影響を与えない。

換言すれば、このことは、マルチゾーンヒータ１０およびマルチゾーンヒータ１０Ｂも含め、第１引出線４１と第２引出線４２の配置が、少なくとも平面視においてシャフト５０の外側に位置する範囲において、リフトピン穴６０とインナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０の配置と対称軸を共通とする線対称配置であれば、ヒータにより加熱を行った際のウエハ載置面における均熱性が高められることを意味する。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、一方主面が半導体ウエハの載置面とされてなるとともに、半導体ウエハを昇降させるためのリフトピンが挿通される複数のリフトピン穴が設けられてなるセラミック基体を備え、かつ、係るセラミック基体の中央部のインナーゾーンとその外側のアウターゾーンとを別個のヒータにて独立に加熱可能なマルチゾーンヒータにおいて、リフトピン穴とインナーゾーンヒータとアウターゾーンヒータの配置を、対称軸を共通とする線対称配置とすることに加えて、アウターゾーンヒータへの給電を担う引出線を、当該対称軸に沿って互いに対称に設けるようにする。このように構成されたマルチゾーンヒータにおいては、引出線が対称軸に沿わないマルチゾーンヒータに比して、ヒータにより加熱を行った際のウエハ載置面における均熱性を高めることが、可能となる。

＜変形例＞
上述の実施の形態においては、リフトピン穴６０がセラミック基体２０と同心の円上において等角度間隔にて設けられてなるが、等角度間隔ではない態様も許容される。例えば、３つのリフトピン穴が、セラミック基体２０と同心の円上において正三角形ではない二等辺三角形状に配置される態様であってもよい。

また、上述の実施の形態においては、第１給電端子３１と第２給電端子３２とが同一平面内に設けられ、かつ、第３給電端子４３と第４給電端子４４とが同一平面内に設けられインナーゾーンヒータ３０とアウターゾーンヒータ４０とはいずれも、ｘｙ平面内に二次元的に配置されている。

これに代わり、第１給電端子３１と第２給電端子３２とがｚ軸方向に沿って上下に設けられ、インナーゾーンヒータ３０がｘｙ平面内のみならずｚ軸方向にも配線される３次元的な配置を有するように態様であってもよい。同様に、第３給電端子４３と第４給電端子４４とについてもｚ軸方向に沿って上下に設けられ、アウターゾーンヒータ４０がｘｙ平面内のみならずｚ軸方向にも配線される３次元的な配置を有するように態様であってもよい。

Claims (4)

1. 一方主面がウエハ載置面とされてなる円盤状のセラミック基体を備え、前記一方主面に載置されたウエハを加熱可能なマルチゾーンヒータであって、
   前記セラミック基体に設けられてなり、前記ウエハを昇降させるためのリフトピンを挿通可能な複数のリフトピン穴と、
   前記セラミック基体のインナーゾーンに埋設されてなるインナーゾーンヒータと、
   前記セラミック基体の前記インナーゾーンよりも外側のアウターゾーンに埋設されてなるアウターゾーンヒータと、
   前記セラミック基体の中央部に設けられてなり、前記インナーゾーンヒータの両端が接続されてなる第１の給電端子および第２の給電端子と、
   前記アウターゾーンヒータの両端が接続されてなる第１引出線および第２引出線と、
   前記セラミック基体の中央部に設けられてなり、前記第１引出線が接続されてなる第３の給電端子および前記第２引出線が接続されてなる第４の給電端子と、
   を備え、
   前記複数のリフトピン穴と前記インナーゾーンヒータと前記アウターゾーンヒータの配置が、対称軸を共通とする線対称配置とされてなり、
   前記第１引出線および前記第２引出線が、前記対称軸に沿って互いに対称に設けられてなる、
   ことを特徴とするマルチゾーンヒータ。
2. 請求項１に記載のマルチゾーンヒータであって、
   前記複数のリフトピン穴が、前記セラミック基体と同心の円上に設けられてなる、
   ことを特徴とするマルチゾーンヒータ。
3. 請求項２に記載のマルチゾーンヒータであって、
   前記セラミック基体と同心の円の直径が、前記セラミック基体の直径の４６％～８８％である、
   ことを特徴とするマルチゾーンヒータ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のマルチゾーンヒータであって、
   前記インナーゾーンと前記アウターゾーンとが、前記セラミック基体と同心の仮想的な境界円にて区分され、前記境界円の直径が、前記セラミック基体の直径の５１％～８２％である、
   ことを特徴とするマルチゾーンヒータ。

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