JPH08274147A - ウェハ保持装置 - Google Patents
ウェハ保持装置Info
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- JPH08274147A JPH08274147A JP7408195A JP7408195A JPH08274147A JP H08274147 A JPH08274147 A JP H08274147A JP 7408195 A JP7408195 A JP 7408195A JP 7408195 A JP7408195 A JP 7408195A JP H08274147 A JPH08274147 A JP H08274147A
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- resistor
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- Surface Heating Bodies (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ウェハ保持面を成すセラミックス基体１１中
に、順次通電する第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体
１３を埋設し、第２発熱抵抗体１３に対する第１発熱抵
抗体１２の抵抗値の比を１．５〜４としてウェハ保持装
置を構成する。 【効果】各発熱抵抗体に過電流が流れることを防止でき
るため、セラミックス基体１１やリード線等に破損が生
じることなく、急速昇温が可能で３００℃以上の高温域
で高出力を発生させることができる。また、一定電圧の
ＯＮ−ＯＦＦを繰り返すＰＩＤ制御でコントロールでき
るため、使用が容易である。
に、順次通電する第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体
１３を埋設し、第２発熱抵抗体１３に対する第１発熱抵
抗体１２の抵抗値の比を１．５〜４としてウェハ保持装
置を構成する。 【効果】各発熱抵抗体に過電流が流れることを防止でき
るため、セラミックス基体１１やリード線等に破損が生
じることなく、急速昇温が可能で３００℃以上の高温域
で高出力を発生させることができる。また、一定電圧の
ＯＮ−ＯＦＦを繰り返すＰＩＤ制御でコントロールでき
るため、使用が容易である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置や液晶等の
製造工程中に半導体ウェハや液晶用ガラス基板等のウェ
ハを当接した状態で保持するために使用するサセプタや
静電チャック等のウェハ保持装置に関する。
製造工程中に半導体ウェハや液晶用ガラス基板等のウェ
ハを当接した状態で保持するために使用するサセプタや
静電チャック等のウェハ保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程において、半導体ウェハ
に薄膜を形成するためのＣＶＤ装置や、上記ウェハに微
細加工を施すためのドライエッチング装置においては、
ウェハを処理室内で保持するために、サセプタや静電チ
ャック等のウェハ保持装置が使用されている。
に薄膜を形成するためのＣＶＤ装置や、上記ウェハに微
細加工を施すためのドライエッチング装置においては、
ウェハを処理室内で保持するために、サセプタや静電チ
ャック等のウェハ保持装置が使用されている。
【０００３】図４に示すように、サセプタ１０は円板状
をしたセラミックス製の基体１１の内部に発熱抵抗体１
６を埋設した構造となっている。このサセプタ１０上に
ウェハ３０を載置してクランプリング（不図示）等で押
さえ付けて保持するとともに、電源１４より発熱抵抗体
１６に通電し、ウェハ３０を加熱できるようになってい
る。
をしたセラミックス製の基体１１の内部に発熱抵抗体１
６を埋設した構造となっている。このサセプタ１０上に
ウェハ３０を載置してクランプリング（不図示）等で押
さえ付けて保持するとともに、電源１４より発熱抵抗体
１６に通電し、ウェハ３０を加熱できるようになってい
る。
【０００４】また、図５に示すように、静電チャック２
０は、円板状をしたセラミックス製の基体２１の内部に
電極２３を埋設し、この電極２３とウェハ３０間に電源
２５より電圧を印加することにより静電吸着力を生じ、
ウェハ３０を基体２１上に吸着固定するものである。そ
して、上記基体２１内に発熱抵抗体２６を埋設し、電源
２４より通電することによってウェハ３０を加熱するよ
うになっている。
０は、円板状をしたセラミックス製の基体２１の内部に
電極２３を埋設し、この電極２３とウェハ３０間に電源
２５より電圧を印加することにより静電吸着力を生じ、
ウェハ３０を基体２１上に吸着固定するものである。そ
して、上記基体２１内に発熱抵抗体２６を埋設し、電源
２４より通電することによってウェハ３０を加熱するよ
うになっている。
【０００５】なお、これらのウェハ保持装置は、半導体
ウェハに限らず液晶用ガラス基板等の保持にも使用され
ている。
ウェハに限らず液晶用ガラス基板等の保持にも使用され
ている。
【０００６】上記サセプター１０や静電チャック２０を
成す基体１１、２１の材質は、アルミナ等のセラミック
スが使用されているが、近年ハロゲン系プラズマへの耐
食性が高く、熱伝導率の高い窒化アルミニウム質セラミ
ックスを用いることが提案されている（特開平６−１５
１３３２号公報等参照）。この場合、基体１１、２１の
内部に埋設する発熱抵抗体１２、２２は、Ｗ，Ｍｏ，Ｗ
Ｃ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等が用いられ、これらの導電材を含
むペーストを窒化アルミニウムのグリーンシート上に所
定のパターンで印刷し、これを積層して一体焼成するこ
とによって製造している。
成す基体１１、２１の材質は、アルミナ等のセラミック
スが使用されているが、近年ハロゲン系プラズマへの耐
食性が高く、熱伝導率の高い窒化アルミニウム質セラミ
ックスを用いることが提案されている（特開平６−１５
１３３２号公報等参照）。この場合、基体１１、２１の
内部に埋設する発熱抵抗体１２、２２は、Ｗ，Ｍｏ，Ｗ
Ｃ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等が用いられ、これらの導電材を含
むペーストを窒化アルミニウムのグリーンシート上に所
定のパターンで印刷し、これを積層して一体焼成するこ
とによって製造している。
【０００７】また、これらのウェハ保持装置において、
発熱抵抗体１６、２６への通電による昇温速度や加熱温
度等を制御するためには以下の方法が用いられている。
発熱抵抗体１６、２６への通電による昇温速度や加熱温
度等を制御するためには以下の方法が用いられている。
【０００８】熱電対によって温度を測定し、この測定
温度と連動して印加する電圧を変化させる。
温度と連動して印加する電圧を変化させる。
【０００９】１２０Ｖ等の一定電圧を用い、ＯＮ−Ｏ
ＦＦを繰り返すことによって昇温速度や加熱温度を制御
する。
ＦＦを繰り返すことによって昇温速度や加熱温度を制御
する。
【００１０】１２０Ｖ等の一定電圧を印加し、一定時
間後ＯＮ−ＯＦＦを繰り返して加熱温度を制御する。
間後ＯＮ−ＯＦＦを繰り返して加熱温度を制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記ウェハ保持装置へ
の通電方法のうち、の電圧を調整する方法は制御が困
難であるため、通常は又はのように電圧を一定にし
ておいて、そのＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことによる制御
（ＰＩＤ制御という）が一般的であった。
の通電方法のうち、の電圧を調整する方法は制御が困
難であるため、通常は又はのように電圧を一定にし
ておいて、そのＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことによる制御
（ＰＩＤ制御という）が一般的であった。
【００１２】また、これらのウェハ保持装置は輻射や伝
導による熱の逃げを考慮して大きな出力を要求されてお
り、通常３００℃以上の高温に加熱して使用されること
から、発熱抵抗体１６、２６は使用温度域にて所定の抵
抗値を示すように設計されている。
導による熱の逃げを考慮して大きな出力を要求されてお
り、通常３００℃以上の高温に加熱して使用されること
から、発熱抵抗体１６、２６は使用温度域にて所定の抵
抗値を示すように設計されている。
【００１３】ところが、一般に発熱抵抗体１６、２６を
成す導電材は温度が上昇するに従って抵抗値が高くなる
傾向があるため、上記発熱抵抗体１６、２６の常温の抵
抗値は所定値よりも低くなることから、上記又はの
方法で一定電圧を印加する場合、常温では過電流が流れ
てしまうという恐れがあった。
成す導電材は温度が上昇するに従って抵抗値が高くなる
傾向があるため、上記発熱抵抗体１６、２６の常温の抵
抗値は所定値よりも低くなることから、上記又はの
方法で一定電圧を印加する場合、常温では過電流が流れ
てしまうという恐れがあった。
【００１４】例えば、電圧１２０Ｖの電源１４、２４を
使用し、５００℃にて１５００Ｗ必要な場合、５００℃
での発熱抵抗体１６、２６の抵抗値は９．６Ωとなり、
１２．５Ａの電流が流れることになる。いま、この発熱
抵抗体１６、２６がＷＣからなる場合、５００℃の抵抗
値は常温の約３倍となることから、常温での抵抗値は
３．２Ωとなり、１２０Ｖの電圧を印加すると３７．５
Ａの電流が流れることになる。このように２０Ａ以上の
過電流が流れると、急激な温度変化により熱応力が生
じ、基体１１、２１にクラックが生じたり、発熱抵抗体
１６、２６に通電するためのリード線やターミナルが破
損する等の問題があった。
使用し、５００℃にて１５００Ｗ必要な場合、５００℃
での発熱抵抗体１６、２６の抵抗値は９．６Ωとなり、
１２．５Ａの電流が流れることになる。いま、この発熱
抵抗体１６、２６がＷＣからなる場合、５００℃の抵抗
値は常温の約３倍となることから、常温での抵抗値は
３．２Ωとなり、１２０Ｖの電圧を印加すると３７．５
Ａの電流が流れることになる。このように２０Ａ以上の
過電流が流れると、急激な温度変化により熱応力が生
じ、基体１１、２１にクラックが生じたり、発熱抵抗体
１６、２６に通電するためのリード線やターミナルが破
損する等の問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、ウェ
ハ保持面を成すセラミックス基体中に、順次通電する第
１〜第ｎ発熱抵抗体（ｎ≧２）を埋設し、第ｍ発熱抵抗
体（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発熱抵抗体の抵抗値
の比を１．５〜４としてウェハ保持装置を構成したもの
である。なお、上記抵抗値の比とは、常温での抵抗値の
比のことである。
ハ保持面を成すセラミックス基体中に、順次通電する第
１〜第ｎ発熱抵抗体（ｎ≧２）を埋設し、第ｍ発熱抵抗
体（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発熱抵抗体の抵抗値
の比を１．５〜４としてウェハ保持装置を構成したもの
である。なお、上記抵抗値の比とは、常温での抵抗値の
比のことである。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例を図によって説明する。
【００１７】図１に示すサセプタ１０は、円板状をした
セラミックス製の基体１１の内部に２種類の第１発熱抵
抗体１２、第２発熱抵抗体１３を埋設し、これらに通電
するための電源１４と２種類の第１発熱抵抗体１２、第
２発熱抵抗体１３に通電を切り換えるためのスイッチ１
５を備えてなり、基体１１上にウェハ３０を載置するよ
うにしたものである。
セラミックス製の基体１１の内部に２種類の第１発熱抵
抗体１２、第２発熱抵抗体１３を埋設し、これらに通電
するための電源１４と２種類の第１発熱抵抗体１２、第
２発熱抵抗体１３に通電を切り換えるためのスイッチ１
５を備えてなり、基体１１上にウェハ３０を載置するよ
うにしたものである。
【００１８】上記第１発熱抵抗体１２の常温での抵抗値
Ｒ1 は、例えば常温から３００℃の温度域で最適な値と
なるように設定されている。一方、第２発熱抵抗体１３
の常温での抵抗値Ｒ2 は上記抵抗値Ｒ1 よりも低いが、
３００℃以上の温度域に加熱された場合に最適な抵抗値
となるように設定されている。
Ｒ1 は、例えば常温から３００℃の温度域で最適な値と
なるように設定されている。一方、第２発熱抵抗体１３
の常温での抵抗値Ｒ2 は上記抵抗値Ｒ1 よりも低いが、
３００℃以上の温度域に加熱された場合に最適な抵抗値
となるように設定されている。
【００１９】そして、このサセプタ１０を使用する場合
は、まずスイッチ１５で高抵抗側の第１発熱抵抗体１２
に通電して加熱し、熱電対等の温度検出手段（不図示）
で基体１１の温度を検出して、３００℃以上になるとス
イッチ１５を切り換えて低抵抗側の第２発熱抵抗体１３
に通電するようになっている。つまり、最初は常温から
３００℃の温度域で最適の抵抗値Ｒ1 を持った第１発熱
抵抗体１２に通電して加熱するが、温度上昇に伴って抵
抗値が高くなるため、発熱量が低下することになる。一
方、第２発熱抵抗体１３の抵抗値Ｒ2 も温度上昇に伴っ
て高くなり、３００℃以上の温度域では最適な抵抗値と
なる。そこで、３００℃以上となった時点で、第１発熱
抵抗体１２から第２発熱抵抗体１３に通電を切り換えれ
ば、常に最適の抵抗値を持った発熱抵抗体に通電できる
ことから、過電流が生じることはなく、効率的に加熱す
ることができるのである。
は、まずスイッチ１５で高抵抗側の第１発熱抵抗体１２
に通電して加熱し、熱電対等の温度検出手段（不図示）
で基体１１の温度を検出して、３００℃以上になるとス
イッチ１５を切り換えて低抵抗側の第２発熱抵抗体１３
に通電するようになっている。つまり、最初は常温から
３００℃の温度域で最適の抵抗値Ｒ1 を持った第１発熱
抵抗体１２に通電して加熱するが、温度上昇に伴って抵
抗値が高くなるため、発熱量が低下することになる。一
方、第２発熱抵抗体１３の抵抗値Ｒ2 も温度上昇に伴っ
て高くなり、３００℃以上の温度域では最適な抵抗値と
なる。そこで、３００℃以上となった時点で、第１発熱
抵抗体１２から第２発熱抵抗体１３に通電を切り換えれ
ば、常に最適の抵抗値を持った発熱抵抗体に通電できる
ことから、過電流が生じることはなく、効率的に加熱す
ることができるのである。
【００２０】なお、上記実施例ではスイッチ１５を切り
換える設定温度を３００℃としたが、この設定温度は使
用条件等に応じて自由に調整すれば良い。また、最適な
抵抗値とはサセプタ１０の形状、寸法や使用条件によっ
て異なるが、２０Ａ以上の過電流が流れないような抵抗
値としておけば良い。
換える設定温度を３００℃としたが、この設定温度は使
用条件等に応じて自由に調整すれば良い。また、最適な
抵抗値とはサセプタ１０の形状、寸法や使用条件によっ
て異なるが、２０Ａ以上の過電流が流れないような抵抗
値としておけば良い。
【００２１】このような効果を奏するためには、二つの
第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３の抵抗値の比
が重要となり、第２発熱抵抗体１３の常温での抵抗値Ｒ
2 に対する、第１発熱抵抗体１２の常温での抵抗値Ｒ1
の比Ｒ1 ／Ｒ2 を１．５〜４の範囲内としてある。これ
は、上記抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 が１．５未満であると、
抵抗値の違いが小さすぎて上記のような効果を得られな
くなるためであり、一方抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 が４を超
えると、抵抗値の違いが大きすぎてスイッチ１５を切り
換えた時に滑らかな温度上昇ができなくなるためであ
る。
第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３の抵抗値の比
が重要となり、第２発熱抵抗体１３の常温での抵抗値Ｒ
2 に対する、第１発熱抵抗体１２の常温での抵抗値Ｒ1
の比Ｒ1 ／Ｒ2 を１．５〜４の範囲内としてある。これ
は、上記抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 が１．５未満であると、
抵抗値の違いが小さすぎて上記のような効果を得られな
くなるためであり、一方抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 が４を超
えると、抵抗値の違いが大きすぎてスイッチ１５を切り
換えた時に滑らかな温度上昇ができなくなるためであ
る。
【００２２】さらに、温度を検出するための手段として
は、上記熱電対によるものに限らず、例えば第１発熱抵
抗体１２又は第２発熱抵抗体１３の抵抗値を測定する手
段を備え、この抵抗値の変化によって温度変化を検出す
ることもできる。あるいは、予めタイマー等で一定時間
後にスイッチ１５を切り換えるようにしても良い。
は、上記熱電対によるものに限らず、例えば第１発熱抵
抗体１２又は第２発熱抵抗体１３の抵抗値を測定する手
段を備え、この抵抗値の変化によって温度変化を検出す
ることもできる。あるいは、予めタイマー等で一定時間
後にスイッチ１５を切り換えるようにしても良い。
【００２３】また、図１では２つの第１発熱抵抗体１
２、第２発熱抵抗体１３を備えた例を示したが、３つ以
上の発熱抵抗体を備え、２回以上の切替えを行えば、よ
り細かな温度変化に対応することができる。この場合
は、順次通電する第１〜第ｎ（ｎ≧２）発熱抵抗体を備
え、第ｍ発熱抵抗体（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発
熱抵抗体の常温での抵抗値の比を１．５〜４の範囲内と
しておけば良い。つまり、切り換えを行う二つの発熱抵
抗体間で、常温の抵抗値の比を１．５〜４の範囲内とし
ておけば良いのである。
２、第２発熱抵抗体１３を備えた例を示したが、３つ以
上の発熱抵抗体を備え、２回以上の切替えを行えば、よ
り細かな温度変化に対応することができる。この場合
は、順次通電する第１〜第ｎ（ｎ≧２）発熱抵抗体を備
え、第ｍ発熱抵抗体（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発
熱抵抗体の常温での抵抗値の比を１．５〜４の範囲内と
しておけば良い。つまり、切り換えを行う二つの発熱抵
抗体間で、常温の抵抗値の比を１．５〜４の範囲内とし
ておけば良いのである。
【００２４】さらに、図２に他の実施例を示すように、
２つの第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３へそれ
ぞれ接続した二つのスイッチ１５ａ、１５ｂを備えてお
くこともできる。この場合、まず最初は図２のように第
１発熱抵抗体１２側のスイッチ１５ａのみを閉じて加熱
し、第１設定温度を超えるとこのスイッチ１５ａを開い
て第２発熱抵抗体１３側のスイッチ１５ｂを閉じ、さら
に第２設定温度を超えると両方のスイッチ１５ａ、１５
ｂを閉じて第１発熱抵抗体１２と第２発熱抵抗体１３の
両方に通電することによってさらに抵抗値を低くし、３
段階の切り換えを行うことができる。この場合は、第１
発熱抵抗体１２と第２発熱抵抗体１３を並列接続した合
成抵抗が第３発熱抵抗体ということになる。
２つの第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３へそれ
ぞれ接続した二つのスイッチ１５ａ、１５ｂを備えてお
くこともできる。この場合、まず最初は図２のように第
１発熱抵抗体１２側のスイッチ１５ａのみを閉じて加熱
し、第１設定温度を超えるとこのスイッチ１５ａを開い
て第２発熱抵抗体１３側のスイッチ１５ｂを閉じ、さら
に第２設定温度を超えると両方のスイッチ１５ａ、１５
ｂを閉じて第１発熱抵抗体１２と第２発熱抵抗体１３の
両方に通電することによってさらに抵抗値を低くし、３
段階の切り換えを行うことができる。この場合は、第１
発熱抵抗体１２と第２発熱抵抗体１３を並列接続した合
成抵抗が第３発熱抵抗体ということになる。
【００２５】以上の実施例において、上記基体１１は、
アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等の各種セラミ
ックスから成るが、特に耐食性、熱伝導性の点から窒化
アルミニウム質セラミックスが最適である。
アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等の各種セラミ
ックスから成るが、特に耐食性、熱伝導性の点から窒化
アルミニウム質セラミックスが最適である。
【００２６】具体的には、ＡｌＮ含有量が９９重量％以
上、好ましくは９９．５重量％以上、さらには９９．８
重量％以上で、Ｓｉ含有量が１５００ｐｐｍ以下、好ま
しくは１０００ｐｐｍ以下であり、その他の不純物とし
てＮａ，Ｃａ，Ｆｅ等の合計を２０００ｐｐｍ以下と
し、平均結晶粒子径が５〜５０μｍ、好ましくは２０〜
〜０μｍの高純度窒化アルミニウム質焼結体が好まし
い。このような高純度窒化アルミニウム質焼結体は、ほ
とんど粒界相が存在せず耐食性に優れたものとでき、熱
伝導率も６５Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高いことから、急速昇
温、均一加熱が容易である。
上、好ましくは９９．５重量％以上、さらには９９．８
重量％以上で、Ｓｉ含有量が１５００ｐｐｍ以下、好ま
しくは１０００ｐｐｍ以下であり、その他の不純物とし
てＮａ，Ｃａ，Ｆｅ等の合計を２０００ｐｐｍ以下と
し、平均結晶粒子径が５〜５０μｍ、好ましくは２０〜
〜０μｍの高純度窒化アルミニウム質焼結体が好まし
い。このような高純度窒化アルミニウム質焼結体は、ほ
とんど粒界相が存在せず耐食性に優れたものとでき、熱
伝導率も６５Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高いことから、急速昇
温、均一加熱が容易である。
【００２７】また、上記高純度窒化アルミニウム質セラ
ミックスに限らず、焼結助剤としてＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂ
ａＯ等の周期律表第２ａ族元素酸化物や、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｅ
ｒ2Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 等の周期律表第３ａ族元素酸化物
を０．５〜２０重量％の割合で添加したものでも良い。
さらに、焼成過程でこれらの助剤成分を０．００１〜１
重量％程度にまで揮散させることによって熱伝導率を１
８０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋまで高めたものも好適に使用で
きる。
ミックスに限らず、焼結助剤としてＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂ
ａＯ等の周期律表第２ａ族元素酸化物や、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｅ
ｒ2Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 等の周期律表第３ａ族元素酸化物
を０．５〜２０重量％の割合で添加したものでも良い。
さらに、焼成過程でこれらの助剤成分を０．００１〜１
重量％程度にまで揮散させることによって熱伝導率を１
８０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋまで高めたものも好適に使用で
きる。
【００２８】一方、第１発熱抵抗体１２又は第２発熱抵
抗体１３は、Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の高融
点金属単体又は金属炭化物、金属窒化物を用いる。ま
た、基体１１として窒化アルミニウム質セラミックスを
用いる場合は、上記金属単体又は金属炭化物、金属窒化
物を９０〜９９重量％とＡｌＮを１〜１０重量％の混合
体で発熱抵抗体を形成することによって、基体１１との
密着性を高め、急速昇温時にも基体１１の亀裂や発熱抵
抗体の剥離、断線を防止することができる。
抗体１３は、Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の高融
点金属単体又は金属炭化物、金属窒化物を用いる。ま
た、基体１１として窒化アルミニウム質セラミックスを
用いる場合は、上記金属単体又は金属炭化物、金属窒化
物を９０〜９９重量％とＡｌＮを１〜１０重量％の混合
体で発熱抵抗体を形成することによって、基体１１との
密着性を高め、急速昇温時にも基体１１の亀裂や発熱抵
抗体の剥離、断線を防止することができる。
【００２９】そして、上記のように抵抗値の異なる第１
発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３を形成するために
は、抵抗体の材質、厚み、線幅、パターン形状等を変化
させれば良い。例えば、抵抗体の材質を同一として厚み
や線幅を変えたり、あるいは抵抗体のパターン形状を同
一として体積固有抵抗の異なる材質を用いれば良い。
発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３を形成するために
は、抵抗体の材質、厚み、線幅、パターン形状等を変化
させれば良い。例えば、抵抗体の材質を同一として厚み
や線幅を変えたり、あるいは抵抗体のパターン形状を同
一として体積固有抵抗の異なる材質を用いれば良い。
【００３０】体積固有抵抗の異なる材質を用いる場合
は、例えば第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３を
いずれも、Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の導電材
と、ＡｌＮとの混合体で形成し、第１発熱抵抗体１２側
のＡｌＮ含有量を多くして抵抗値を高くすることもでき
る。
は、例えば第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３を
いずれも、Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の導電材
と、ＡｌＮとの混合体で形成し、第１発熱抵抗体１２側
のＡｌＮ含有量を多くして抵抗値を高くすることもでき
る。
【００３１】その他に、抵抗体の材質、厚み、線幅を同
一とし、第１発熱抵抗体１２は図３（Ａ）に示すように
単線のパターン形状として、第２発熱抵抗体１３は図３
（Ｂ）に示すように二つの線１３ａ、１３ｂを並列に接
続したパターン形状として抵抗値を低く形成することも
できる。
一とし、第１発熱抵抗体１２は図３（Ａ）に示すように
単線のパターン形状として、第２発熱抵抗体１３は図３
（Ｂ）に示すように二つの線１３ａ、１３ｂを並列に接
続したパターン形状として抵抗値を低く形成することも
できる。
【００３２】また、図示していないが、抵抗体の材質、
厚み、線幅、パターン形状は同一としておいて、第１発
熱抵抗体１２は１層とし、第２発熱抵抗体１３は複数層
を並列に接続して抵抗値を低くすることもできる。ある
いは、いずれの抵抗体も図３（Ｂ）に示すようなパター
ン形状とし、高抵抗側は二つの線１３ａ、１３ｂのいず
れか一方を切断しておいても良い。
厚み、線幅、パターン形状は同一としておいて、第１発
熱抵抗体１２は１層とし、第２発熱抵抗体１３は複数層
を並列に接続して抵抗値を低くすることもできる。ある
いは、いずれの抵抗体も図３（Ｂ）に示すようなパター
ン形状とし、高抵抗側は二つの線１３ａ、１３ｂのいず
れか一方を切断しておいても良い。
【００３３】上記サセプタ１０の製造方法は、例えば純
度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダー及び溶媒のみを
添加混合して泥漿を得た後、ドクターブレード法にて厚
さ０．５ｍｍ程度のグリーンシートを複数枚形成し、
Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の導電材とＡｌＮの
混合粉末を粘度調整した導電ペーストを用いて、上記グ
リーンシート上に抵抗値の異なる２種類の第１発熱抵抗
体１２、第２発熱抵抗体１３を形成する。そして、各グ
リーンシートを積層し５０ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で加
圧圧着し、その後切削加工を施して円板状の板状体とし
たのち、真空脱脂を施し、２０００℃程度の窒素雰囲気
下で焼成することにより、本発明のサセプタ１０を得る
ことができる。なお、内部の第１発熱抵抗体１２、第２
発熱抵抗体１３とリード線との接続は、例えばメタライ
ズ層を介して金属棒等をロウ付けして取り付ければ良
い。
度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダー及び溶媒のみを
添加混合して泥漿を得た後、ドクターブレード法にて厚
さ０．５ｍｍ程度のグリーンシートを複数枚形成し、
Ｗ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ等の導電材とＡｌＮの
混合粉末を粘度調整した導電ペーストを用いて、上記グ
リーンシート上に抵抗値の異なる２種類の第１発熱抵抗
体１２、第２発熱抵抗体１３を形成する。そして、各グ
リーンシートを積層し５０ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で加
圧圧着し、その後切削加工を施して円板状の板状体とし
たのち、真空脱脂を施し、２０００℃程度の窒素雰囲気
下で焼成することにより、本発明のサセプタ１０を得る
ことができる。なお、内部の第１発熱抵抗体１２、第２
発熱抵抗体１３とリード線との接続は、例えばメタライ
ズ層を介して金属棒等をロウ付けして取り付ければ良
い。
【００３４】ここで、上記の方法により図１に示す本発
明のサセプタ１０を試作した。基体１１は高純度窒化ア
ルミニウム質セラミックスからなり、直径８インチ、厚
み１０ｍｍとし、第１発熱抵抗体１２はＷＣで常温の抵
抗値Ｒ1 が９．６Ωとなるように形成し、一方第２発熱
抵抗体１３はＷＣで常温の抵抗値Ｒ2 が３．２Ωとなる
ように形成し、抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 は３とした。ＷＣ
の５００℃での抵抗値は常温の約３倍であるため、第２
発熱抵抗体１３は５００℃で９．６Ωとなり、１２０Ｖ
印加における５００℃での出力が１５００Ｗとなる。
明のサセプタ１０を試作した。基体１１は高純度窒化ア
ルミニウム質セラミックスからなり、直径８インチ、厚
み１０ｍｍとし、第１発熱抵抗体１２はＷＣで常温の抵
抗値Ｒ1 が９．６Ωとなるように形成し、一方第２発熱
抵抗体１３はＷＣで常温の抵抗値Ｒ2 が３．２Ωとなる
ように形成し、抵抗値の比Ｒ1 ／Ｒ2 は３とした。ＷＣ
の５００℃での抵抗値は常温の約３倍であるため、第２
発熱抵抗体１３は５００℃で９．６Ωとなり、１２０Ｖ
印加における５００℃での出力が１５００Ｗとなる。
【００３５】また、比較例として同一材質、同一形状で
図４に示す従来のサセプタ１０を試作し、単一の発熱抵
抗体１６はＷＣで形成し、５００℃での出力が１５００
Ｗとなるように、常温の抵抗値を３．２Ωとして形成し
た。
図４に示す従来のサセプタ１０を試作し、単一の発熱抵
抗体１６はＷＣで形成し、５００℃での出力が１５００
Ｗとなるように、常温の抵抗値を３．２Ωとして形成し
た。
【００３６】両方のサセプタ１０を真空チャンバーにセ
ットして１２０Ｖの電圧をＰＩＶ制御によって６００℃
まで加熱を行った。ただし本発明のサセプタ１０は、常
温から３００℃までの間は第１発熱抵抗体１２側に通電
し、３００℃以上ではスイッチ１５を切り換えて第２発
熱抵抗体１３側に通電した。
ットして１２０Ｖの電圧をＰＩＶ制御によって６００℃
まで加熱を行った。ただし本発明のサセプタ１０は、常
温から３００℃までの間は第１発熱抵抗体１２側に通電
し、３００℃以上ではスイッチ１５を切り換えて第２発
熱抵抗体１３側に通電した。
【００３７】結果は図６に示すように、単一の発熱抵抗
体１６しか備えていない比較例では、過電流のために１
００℃付近で発熱抵抗体１６が破断してしまった。これ
に対し、本発明実施例では問題なく６００℃まで加熱す
ることができた。これは３００℃までは抵抗値が９．６
Ωの第１発熱抵抗体１２に通電し、３００℃でスイッチ
１５を切り換えた時点では第２発熱抵抗体１３の抵抗値
は約９．６Ωに上昇しているため、いずれの場合も最適
な抵抗値となっており、２０Ａ以上の過電流が流れるこ
とがないためである。
体１６しか備えていない比較例では、過電流のために１
００℃付近で発熱抵抗体１６が破断してしまった。これ
に対し、本発明実施例では問題なく６００℃まで加熱す
ることができた。これは３００℃までは抵抗値が９．６
Ωの第１発熱抵抗体１２に通電し、３００℃でスイッチ
１５を切り換えた時点では第２発熱抵抗体１３の抵抗値
は約９．６Ωに上昇しているため、いずれの場合も最適
な抵抗値となっており、２０Ａ以上の過電流が流れるこ
とがないためである。
【００３８】なお、以上の実施例ではサセプタ１０につ
いてのみ述べたが、図５に示す静電チャック２０につい
ても、全く同様に本発明を適用できることを確認した。
また、本発明のウェハ保持装置は、半導体ウェハだけで
なく液晶用ガラス基板等の保持にも使用できることは言
うまでもない。
いてのみ述べたが、図５に示す静電チャック２０につい
ても、全く同様に本発明を適用できることを確認した。
また、本発明のウェハ保持装置は、半導体ウェハだけで
なく液晶用ガラス基板等の保持にも使用できることは言
うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウェハ保
持面を成すセラミックス基体中に、順次通電する第１〜
第ｎ発熱抵抗体（ｎ≧２）を埋設し、第ｍ発熱抵抗体
（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発熱抵抗体の抵抗値の
比を１．５〜４としてウェハ保持装置を構成したことに
よって、発熱抵抗体に過電流が流れることを防止できる
ため、セラミックス基体やリード線等に破損が生じるこ
となく、急速昇温が可能で３００℃以上の高温域で高出
力を発生させることができる。また、一定電圧のＯＮ−
ＯＦＦを繰り返すＰＩＤ制御でコントロールできるた
め、容易に使用できるなどの優れた特徴を有するウェハ
保持装置を提供できる。
持面を成すセラミックス基体中に、順次通電する第１〜
第ｎ発熱抵抗体（ｎ≧２）を埋設し、第ｍ発熱抵抗体
（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１発熱抵抗体の抵抗値の
比を１．５〜４としてウェハ保持装置を構成したことに
よって、発熱抵抗体に過電流が流れることを防止できる
ため、セラミックス基体やリード線等に破損が生じるこ
となく、急速昇温が可能で３００℃以上の高温域で高出
力を発生させることができる。また、一定電圧のＯＮ−
ＯＦＦを繰り返すＰＩＤ制御でコントロールできるた
め、容易に使用できるなどの優れた特徴を有するウェハ
保持装置を提供できる。
【図１】本発明のウェハ保持装置の一実施例であるサセ
プタを示す断面図である。
プタを示す断面図である。
【図２】本発明のウェハ保持装置の一実施例であるサセ
プタを示す断面図である。
プタを示す断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は図１、２のサセプタにおける発
熱抵抗体の平面図である。
熱抵抗体の平面図である。
【図４】従来のサセプタを示す断面図である。
【図５】従来の静電チャックを示す断面図である。
【図６】本発明実施例及び比較例のサセプタにおける昇
温特性を示すグラフである。
温特性を示すグラフである。
【符号の説明】 １０：サセプタ １１：基体 １２：第１発熱抵抗体 １３：第２発熱抵抗体 １４：電源 １５：スイッチ ３０：ウェハ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 0380−3Ｋ Ｈ０５Ｂ 3/14 Ｂ Ｈ０５Ｂ 3/14 3/20 ３５６ 3/20 ３５６ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】ウェハ保持面を成すセラミックス基体中
に、順次通電する第１〜第ｎ発熱抵抗体（ｎ≧２）を埋
設し、第ｍ発熱抵抗体（ｍ＝２〜ｎ）に対する第ｍ−１
発熱抵抗体の抵抗値の比を１．５〜４としたことを特徴
とするウェハ保持装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7408195A JPH08274147A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ウェハ保持装置 |
| US08/594,244 US6133557A (en) | 1995-01-31 | 1996-01-30 | Wafer holding member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7408195A JPH08274147A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ウェハ保持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274147A true JPH08274147A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13536869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7408195A Pending JPH08274147A (ja) | 1995-01-31 | 1995-03-30 | ウェハ保持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08274147A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000058631A (ja) * | 1998-03-02 | 2000-02-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造用保持体およびその製造方法 |
| EP1089593A2 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic heater |
| JP2001342071A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | セラミックスヒータ |
| JP2002231793A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Kyocera Corp | ウエハ支持部材 |
| JP2002373862A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータ |
| US6756568B1 (en) | 2000-06-02 | 2004-06-29 | Ibiden Co., Ltd. | Hot plate unit |
| JP2007005816A (ja) * | 2006-07-07 | 2007-01-11 | Kyocera Corp | ウエハ支持部材 |
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| JP2009187948A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Ngk Insulators Ltd | 基板加熱装置 |
| WO2013047555A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 住友大阪セメント株式会社 | 静電チャック装置 |
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| JP2015023152A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 古河機械金属株式会社 | 気相成長装置及び気相成長用加熱装置 |
| JP2017188262A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックスヒータ |
| WO2018159687A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 日本碍子株式会社 | ウエハ加熱装置 |
| JP2020194800A (ja) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 日本特殊陶業株式会社 | 保持装置 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7408195A patent/JPH08274147A/ja active Pending
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| KR20190112789A (ko) * | 2017-03-02 | 2019-10-07 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 웨이퍼 가열 장치 |
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