JPH11191535A - ウエハ加熱装置 - Google Patents
ウエハ加熱装置Info
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- JPH11191535A JPH11191535A JP9360092A JP36009297A JPH11191535A JP H11191535 A JPH11191535 A JP H11191535A JP 9360092 A JP9360092 A JP 9360092A JP 36009297 A JP36009297 A JP 36009297A JP H11191535 A JPH11191535 A JP H11191535A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウエハの支持面の温度分布を同心円状に分布さ
せ、均熱性を高める。 【解決手段】ウエハ加熱装置を構成するセラミック基体
２の内部に埋設する抵抗発熱体４のヒータパターンを、
ほぼ等間隔に略同心円を構成するように配置された半径
の異なる円弧状パターン４ａ〜４ｇと、半径方向に隣合
う円弧状パターン４ａ〜４ｇ同士を接続して直列回路を
形成する折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍとから構成
するとともに、上記円弧状パターン４ａ〜４ｇ及び折り
返し直線状パターン４ｈ〜４ｍは共にほぼ同一線幅と
し、かつ同一円周上に位置する折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を半径方向に隣合う円弧状パタ
ーン間の距離Ｌ2 よりも小さくする。
せ、均熱性を高める。 【解決手段】ウエハ加熱装置を構成するセラミック基体
２の内部に埋設する抵抗発熱体４のヒータパターンを、
ほぼ等間隔に略同心円を構成するように配置された半径
の異なる円弧状パターン４ａ〜４ｇと、半径方向に隣合
う円弧状パターン４ａ〜４ｇ同士を接続して直列回路を
形成する折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍとから構成
するとともに、上記円弧状パターン４ａ〜４ｇ及び折り
返し直線状パターン４ｈ〜４ｍは共にほぼ同一線幅と
し、かつ同一円周上に位置する折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を半径方向に隣合う円弧状パタ
ーン間の距離Ｌ2 よりも小さくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、半導体装置
の製造工程におけるプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光Ｃ
ＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置や、プラズマエッチング、
光エッチングなどのエッチング装置に用いられるウエハ
加熱装置に関するものである。
の製造工程におけるプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光Ｃ
ＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置や、プラズマエッチング、
光エッチングなどのエッチング装置に用いられるウエハ
加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程で使用され
るプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなど
の成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなど
のエッチング装置においては、デポジッション用ガスや
エッチング用ガス、あるいはクリーニング用ガスとして
塩素系やフッ素系の腐食性ガスが使用されていた。
るプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなど
の成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなど
のエッチング装置においては、デポジッション用ガスや
エッチング用ガス、あるいはクリーニング用ガスとして
塩素系やフッ素系の腐食性ガスが使用されていた。
【０００３】そして、これらのガス雰囲気中で半導体ウ
エハ（以下、ウエハと略称する。）を保持しつつ加工温
度に加熱するためのウエハ加熱装置として、抵抗発熱体
を内蔵したステンレスヒーターが使用されていた。
エハ（以下、ウエハと略称する。）を保持しつつ加工温
度に加熱するためのウエハ加熱装置として、抵抗発熱体
を内蔵したステンレスヒーターが使用されていた。
【０００４】しかしながら、ステンレスヒーターは、上
記腐食性ガスに曝されると腐食摩耗し、パーティクルが
発生するといった問題点があった。
記腐食性ガスに曝されると腐食摩耗し、パーティクルが
発生するといった問題点があった。
【０００５】一方、腐食性ガスに対して比較的優れた耐
蝕性を有するグラファイトによりウエハ加熱装置を形成
し、このウエハ加熱装置をチャンバー外に設置された赤
外線ランプによって間接的に加熱することも行われてい
るが、直接加熱のものに比べて熱効率が悪いといった問
題点があった。しかも、成膜装置においては膜がチャン
バーの壁面に堆積し、この膜での熱吸収が発生すること
から、ウエハ加熱装置を加熱できなくなるといった不都
合もあった。
蝕性を有するグラファイトによりウエハ加熱装置を形成
し、このウエハ加熱装置をチャンバー外に設置された赤
外線ランプによって間接的に加熱することも行われてい
るが、直接加熱のものに比べて熱効率が悪いといった問
題点があった。しかも、成膜装置においては膜がチャン
バーの壁面に堆積し、この膜での熱吸収が発生すること
から、ウエハ加熱装置を加熱できなくなるといった不都
合もあった。
【０００６】そこで、このような問題点を解消するウエ
ハ加熱装置として、図９に示すような円盤状をした緻密
質のセラミック基体１２の上面をウエハＷの支持面１３
とするとともに、その内部に高融点金属からなる抵抗発
熱体１４を埋設したウエハ加熱装置１１が提案されてお
り、このウエハ加熱装置１１内に内蔵する抵抗発熱体１
４のヒータパターンとして図１０に示すような渦巻き状
に構成したものがあった。
ハ加熱装置として、図９に示すような円盤状をした緻密
質のセラミック基体１２の上面をウエハＷの支持面１３
とするとともに、その内部に高融点金属からなる抵抗発
熱体１４を埋設したウエハ加熱装置１１が提案されてお
り、このウエハ加熱装置１１内に内蔵する抵抗発熱体１
４のヒータパターンとして図１０に示すような渦巻き状
に構成したものがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
ウエハ加熱装置１１は抵抗発熱体１４のヒータパターン
が渦巻き状であることから、支持面１３に載置したウエ
ハＷを均一に加熱することが難しく、支持面３に載置し
たウエハＷを均一に加熱することができないといった問
題点があった。
ウエハ加熱装置１１は抵抗発熱体１４のヒータパターン
が渦巻き状であることから、支持面１３に載置したウエ
ハＷを均一に加熱することが難しく、支持面３に載置し
たウエハＷを均一に加熱することができないといった問
題点があった。
【０００８】即ち、渦巻き状のヒータパターンでは、帯
状の抵抗発熱体１４の一方端がセラミック基体１２の周
縁部で途切れた構造となることからウエハ加熱装置１１
の周縁部における均熱性が悪く、その結果、支持面１３
全体に大きな発熱ムラが発生し、ウエハＷを均一に加熱
することができなかった。
状の抵抗発熱体１４の一方端がセラミック基体１２の周
縁部で途切れた構造となることからウエハ加熱装置１１
の周縁部における均熱性が悪く、その結果、支持面１３
全体に大きな発熱ムラが発生し、ウエハＷを均一に加熱
することができなかった。
【０００９】その為、このようなウエハ加熱装置１１を
用いて成膜加工を施しても、ウエハＷ上に膜厚みが均一
な膜を形成することができず、また、エッチング加工で
は加工精度のバラツキが大きくなるなどの不都合があ
り、製品歩留りが悪かった。
用いて成膜加工を施しても、ウエハＷ上に膜厚みが均一
な膜を形成することができず、また、エッチング加工で
は加工精度のバラツキが大きくなるなどの不都合があ
り、製品歩留りが悪かった。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】そこで、本件発明者ら
は抵抗発熱体の最適なヒータパターンについて鋭意研究
を重ねたところ、帯状の抵抗発熱体を同心円を構成する
ように配置すれば、ウエハ加熱装置の支持面における均
熱性を高めることができることを見出し、本発明に到っ
た。
は抵抗発熱体の最適なヒータパターンについて鋭意研究
を重ねたところ、帯状の抵抗発熱体を同心円を構成する
ように配置すれば、ウエハ加熱装置の支持面における均
熱性を高めることができることを見出し、本発明に到っ
た。
【００１１】即ち、第１の発明は、円盤状をしたセラミ
ック基体の上面をウエハの支持面とし、その内部に帯状
抵抗発熱体からなるヒータパターンを埋設してなるウエ
ハ加熱装置において、上記ヒータパターンはほぼ同一線
幅を有する円弧状パターンと折り返し直線状パターンと
を連続させて略同心円状に構成し、同一円周上に位置す
る一対の折り返し直線状パターン間の距離を半径方向に
隣合う円弧状パターン間の距離よりも小さくしたことを
特徴とする。
ック基体の上面をウエハの支持面とし、その内部に帯状
抵抗発熱体からなるヒータパターンを埋設してなるウエ
ハ加熱装置において、上記ヒータパターンはほぼ同一線
幅を有する円弧状パターンと折り返し直線状パターンと
を連続させて略同心円状に構成し、同一円周上に位置す
る一対の折り返し直線状パターン間の距離を半径方向に
隣合う円弧状パターン間の距離よりも小さくしたことを
特徴とする。
【００１２】特に、上記同一円周上に位置する一対の折
り返し直線状パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧
状パターン間の距離の５０％〜８０％とすることによ
り、支持面の温度分布を均一にすることができ、均熱性
を高めることができる。
り返し直線状パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧
状パターン間の距離の５０％〜８０％とすることによ
り、支持面の温度分布を均一にすることができ、均熱性
を高めることができる。
【００１３】また、第２の発明は、円盤状をしたセラミ
ック基体の上面をウエハの支持面とし、その内部に帯状
抵抗発熱体からなるヒータパターンを埋設してなるウエ
ハ加熱装置において、上記ヒータパターンは円弧状パタ
ーンと折り返し直線状パターンとを連続させて略同心円
状に構成し、同一円周上に位置する一対の折り返し直線
状パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン
間の距離よりも小さくするとともに、上記折り返し直線
状パターンの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン
の単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたことを特徴と
する。
ック基体の上面をウエハの支持面とし、その内部に帯状
抵抗発熱体からなるヒータパターンを埋設してなるウエ
ハ加熱装置において、上記ヒータパターンは円弧状パタ
ーンと折り返し直線状パターンとを連続させて略同心円
状に構成し、同一円周上に位置する一対の折り返し直線
状パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン
間の距離よりも小さくするとともに、上記折り返し直線
状パターンの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン
の単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたことを特徴と
する。
【００１４】なお、折り返し直線状パターンの単位長さ
当たりの抵抗値を円弧状パターンの単位長さ当たりの抵
抗値より小さくするには、上記折り返し直線状パターン
の線幅を円弧状パターンの線幅より大きくするか、折り
返し直線状パターンの上方及び／又は下方に別の直線状
パターンを並列に接続すれば良い。
当たりの抵抗値を円弧状パターンの単位長さ当たりの抵
抗値より小さくするには、上記折り返し直線状パターン
の線幅を円弧状パターンの線幅より大きくするか、折り
返し直線状パターンの上方及び／又は下方に別の直線状
パターンを並列に接続すれば良い。
【００１５】
【作用】第１の発明によれば、セラミック基体に埋設し
た帯状抵抗発熱体からなるヒータパターンをほぼ同一線
幅を有する円弧状パターンと折り返し直線状パターンと
を連続させて略同心円状に構成してあることから、従来
のウエハ加熱装置のように、支持面の周縁部における均
熱性が阻害されることがない。
た帯状抵抗発熱体からなるヒータパターンをほぼ同一線
幅を有する円弧状パターンと折り返し直線状パターンと
を連続させて略同心円状に構成してあることから、従来
のウエハ加熱装置のように、支持面の周縁部における均
熱性が阻害されることがない。
【００１６】また、支持面における均熱性を高めるため
には、円弧状パターン及び折り返し直線状パターンにお
ける単位体積当たりの発熱量を等しくする必要があり、
そのために、同一円周上に位置する一対の折り返し直線
状パターン間の距離と半径方向に隣合う円弧状パターン
間の距離は通常同じ距離に設計されるが、本願発明者ら
は円弧状パターンと直線状パターンとの折り返し部にお
ける抵抗値が他の部分と比較して小さくなるために直線
状パターンでの発熱量が小さくなり、均熱性が阻害され
ることを見出し、同一円周上に位置する一対の直線状パ
ターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン間の
距離より小さくした。その為、直線状パターンでの発熱
量を円弧状パターンでの発熱量と同程度にまで高めるこ
とができるとともに、一対の直線状パターン間の距離を
狭めて同一円周上に位置する円弧状パターンを円に近づ
けることができるため、抵抗発熱体のパターン形状を同
心円に近づけることができ、支持面における温度分布を
同心円状に分布させ、均熱性を高めることができる。
には、円弧状パターン及び折り返し直線状パターンにお
ける単位体積当たりの発熱量を等しくする必要があり、
そのために、同一円周上に位置する一対の折り返し直線
状パターン間の距離と半径方向に隣合う円弧状パターン
間の距離は通常同じ距離に設計されるが、本願発明者ら
は円弧状パターンと直線状パターンとの折り返し部にお
ける抵抗値が他の部分と比較して小さくなるために直線
状パターンでの発熱量が小さくなり、均熱性が阻害され
ることを見出し、同一円周上に位置する一対の直線状パ
ターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン間の
距離より小さくした。その為、直線状パターンでの発熱
量を円弧状パターンでの発熱量と同程度にまで高めるこ
とができるとともに、一対の直線状パターン間の距離を
狭めて同一円周上に位置する円弧状パターンを円に近づ
けることができるため、抵抗発熱体のパターン形状を同
心円に近づけることができ、支持面における温度分布を
同心円状に分布させ、均熱性を高めることができる。
【００１７】また、第２の発明によれば、同一円周上に
位置する一対の折り返し直線状パターン間の距離を半径
方向に隣合う円弧状パターン間の距離よりも小さくする
とともに、上記直線状パターンの単位長さ当たりの抵抗
値を円弧状パターンの単位長さ当たりの抵抗値より小さ
くしてあることから、同一円周上に位置する一対の直線
状パターン間の距離をさらに狭めることができ、同一円
周上に位置する円弧状パターンをより一層円に近づける
ことができるため、支持面における均熱性をさらに高め
ることができる。
位置する一対の折り返し直線状パターン間の距離を半径
方向に隣合う円弧状パターン間の距離よりも小さくする
とともに、上記直線状パターンの単位長さ当たりの抵抗
値を円弧状パターンの単位長さ当たりの抵抗値より小さ
くしてあることから、同一円周上に位置する一対の直線
状パターン間の距離をさらに狭めることができ、同一円
周上に位置する円弧状パターンをより一層円に近づける
ことができるため、支持面における均熱性をさらに高め
ることができる。
【００１８】
【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。
説明する。
【００１９】図１（ａ）はサセプタと呼ばれる本発明の
ウエハ加熱装置１を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−
Ｘ線断面図である。
ウエハ加熱装置１を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−
Ｘ線断面図である。
【００２０】このウエハ加熱装置１は、円盤状をした緻
密質のセラミック基体２からなり、上面をウエハＷの支
持面３とするとともに、その内部に帯状の抵抗発熱体４
を埋設してある。なお、５は抵抗発熱体４に通電するた
めの給電端子であり、セラミック基体２の底面中央部に
取着してある。
密質のセラミック基体２からなり、上面をウエハＷの支
持面３とするとともに、その内部に帯状の抵抗発熱体４
を埋設してある。なお、５は抵抗発熱体４に通電するた
めの給電端子であり、セラミック基体２の底面中央部に
取着してある。
【００２１】そして、給電端子５に電圧を印加して抵抗
発熱体４を発熱させることにより支持面３に載置したウ
エハＷを均一に加熱するようになっている。
発熱体４を発熱させることにより支持面３に載置したウ
エハＷを均一に加熱するようになっている。
【００２２】このようなウエハ加熱装置１を構成するセ
ラミック基体２の材質としては、耐摩耗性、耐熱性に優
れたアルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウ
ムを用いることができ、この中でも特に窒化アルミニウ
ムは５０Ｗ／ｍｋ以上、さらには１００Ｗ／ｍｋ以上の
高い熱伝導率を有するとともに、フッ素系や塩素系等の
腐食性ガスに対する耐蝕性や耐プレズマ性にも優れるこ
とから、セラミック基体２の材質として好適である。具
体的には、純度９９．７％以上を有する高純度窒化アル
ミニウムやＹ2 Ｏ3 やＥｒ2 Ｏ3 などの焼結助剤を含有
する窒化アルミニウムを用いることができる。
ラミック基体２の材質としては、耐摩耗性、耐熱性に優
れたアルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウ
ムを用いることができ、この中でも特に窒化アルミニウ
ムは５０Ｗ／ｍｋ以上、さらには１００Ｗ／ｍｋ以上の
高い熱伝導率を有するとともに、フッ素系や塩素系等の
腐食性ガスに対する耐蝕性や耐プレズマ性にも優れるこ
とから、セラミック基体２の材質として好適である。具
体的には、純度９９．７％以上を有する高純度窒化アル
ミニウムやＹ2 Ｏ3 やＥｒ2 Ｏ3 などの焼結助剤を含有
する窒化アルミニウムを用いることができる。
【００２３】また、セラミック基体２に埋設する抵抗発
熱体４を構成する材質としては、タングステン、モリブ
デン、レニュウム、白金等の高融点金属やこれらの合
金、あるいは周期律表第４ａ族、第５ａ族、第６ａ族の
炭化物や窒化物を用いることができ、セラミック基体２
との熱膨張差が小さいものを適宜選択して使用すれば良
い。
熱体４を構成する材質としては、タングステン、モリブ
デン、レニュウム、白金等の高融点金属やこれらの合
金、あるいは周期律表第４ａ族、第５ａ族、第６ａ族の
炭化物や窒化物を用いることができ、セラミック基体２
との熱膨張差が小さいものを適宜選択して使用すれば良
い。
【００２４】そして、セラミック基体２に埋設する抵抗
発熱体４のヒータパターンは、図２に示すようにほぼ同
一線幅を有する円弧状パターン４ａ〜４ｇと折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍとを連続させて略同心円状に構
成してある。即ち、抵抗発熱体４はほぼ等間隔で略同心
円を構成するように配置した半径の異なる円弧状パター
ン４ａ〜４ｇと、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ
〜４ｇ同士を接続して直列回路を形成する折り返し直線
状パターン４ｈ〜４ｍとからなり、円弧状パターン４
ａ，４ｂの端部を端子取出部４ｎとしてある。その為、
円弧状パターン４ａと円弧状パターン４ｂ、円弧状パタ
ーン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円弧状パターン４ｅと
円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パターン４ｇがそれぞ
れ円を構成するように配置され、各円が同心円状に配置
されていることから、抵抗発熱体４を発熱させれば、支
持面３の温度分布を中心から周縁部に向かって同心円状
に分布させることができる。
発熱体４のヒータパターンは、図２に示すようにほぼ同
一線幅を有する円弧状パターン４ａ〜４ｇと折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍとを連続させて略同心円状に構
成してある。即ち、抵抗発熱体４はほぼ等間隔で略同心
円を構成するように配置した半径の異なる円弧状パター
ン４ａ〜４ｇと、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ
〜４ｇ同士を接続して直列回路を形成する折り返し直線
状パターン４ｈ〜４ｍとからなり、円弧状パターン４
ａ，４ｂの端部を端子取出部４ｎとしてある。その為、
円弧状パターン４ａと円弧状パターン４ｂ、円弧状パタ
ーン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円弧状パターン４ｅと
円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パターン４ｇがそれぞ
れ円を構成するように配置され、各円が同心円状に配置
されていることから、抵抗発熱体４を発熱させれば、支
持面３の温度分布を中心から周縁部に向かって同心円状
に分布させることができる。
【００２５】また、半径方向に隣合う円弧状パターン４
ａ，４ｂと円弧状パターン４ｃ，４ｄ、円弧状パターン
４ｃ，４ｄと円弧状パターン４ｅ，４ｆ、円弧状パター
ン４ｅ，４ｆと円弧状パターン４ｇとの距離Ｌ2 をそれ
ぞれほぼ等間隔に配置してあることから、各円弧状パタ
ーン４ａ〜４ｇにおける単位体積当たりの発熱量を等し
くすることができるため、支持面３における半径方向の
発熱ムラを抑えることができる。
ａ，４ｂと円弧状パターン４ｃ，４ｄ、円弧状パターン
４ｃ，４ｄと円弧状パターン４ｅ，４ｆ、円弧状パター
ン４ｅ，４ｆと円弧状パターン４ｇとの距離Ｌ2 をそれ
ぞれほぼ等間隔に配置してあることから、各円弧状パタ
ーン４ａ〜４ｇにおける単位体積当たりの発熱量を等し
くすることができるため、支持面３における半径方向の
発熱ムラを抑えることができる。
【００２６】さらに、同一円周上に位置する一対の折り
返し直線状パターン４ｈと折り返し直線状パターン部４
ｉ、折り返し直線状パターン４ｊと折り返し直線状パタ
ーン４ｋ、折り返し直線状パターン４ｌと折り返し直線
状パターン４ｍとの距離Ｌ1は、半径方向に隣合う円弧
状パターン４ａ〜４ｇ間の距離Ｌ2 より小さくすること
が重要である。
返し直線状パターン４ｈと折り返し直線状パターン部４
ｉ、折り返し直線状パターン４ｊと折り返し直線状パタ
ーン４ｋ、折り返し直線状パターン４ｌと折り返し直線
状パターン４ｍとの距離Ｌ1は、半径方向に隣合う円弧
状パターン４ａ〜４ｇ間の距離Ｌ2 より小さくすること
が重要である。
【００２７】即ち、支持面３の均熱性を高めるために
は、円弧状パターン４ａ〜４ｇだけでなく、折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍにおける単位体積当たりの発熱
量も等しくする必要があり、通常同一円周上に位置する
一対の折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1
は、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ〜４ｇ間の距
離Ｌ2 と同じ距離となるように設計されるが、このよう
なパターン形状では円弧状パターン４ａ〜４ｇと折り返
し直線状パターン４ｈ〜４ｍとの折り返し部Ｐにおける
抵抗値が小さくなるために、折り返し直線状パターン４
ｈ〜４ｍの熱容量が小さくなり、図４に支持面の温度分
布を示すように均熱性が損なわれることになる。これに
対し、本発明は同一円周上に位置する一対の折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を、半径方向に隣
合う円弧状パターン４ａ〜４ｇ間の距離Ｌ2 より小さく
してあることから、折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ
での熱容量を円弧状パターン４ａ〜４ｇでの熱容量と同
程度にまで高めることができるため、図３に支持面３の
温度分布を示すように支持面３の温度分布を同心円状に
分布させることができ、均熱性を高めることができる。
は、円弧状パターン４ａ〜４ｇだけでなく、折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍにおける単位体積当たりの発熱
量も等しくする必要があり、通常同一円周上に位置する
一対の折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1
は、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ〜４ｇ間の距
離Ｌ2 と同じ距離となるように設計されるが、このよう
なパターン形状では円弧状パターン４ａ〜４ｇと折り返
し直線状パターン４ｈ〜４ｍとの折り返し部Ｐにおける
抵抗値が小さくなるために、折り返し直線状パターン４
ｈ〜４ｍの熱容量が小さくなり、図４に支持面の温度分
布を示すように均熱性が損なわれることになる。これに
対し、本発明は同一円周上に位置する一対の折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を、半径方向に隣
合う円弧状パターン４ａ〜４ｇ間の距離Ｌ2 より小さく
してあることから、折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ
での熱容量を円弧状パターン４ａ〜４ｇでの熱容量と同
程度にまで高めることができるため、図３に支持面３の
温度分布を示すように支持面３の温度分布を同心円状に
分布させることができ、均熱性を高めることができる。
【００２８】特に、円周上に位置する一対の折り返し直
線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を、半径方向に隣
合う円弧状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ2 の５０％〜
８０％とすれば、支持面３における均熱性を最も高める
ことができる。
線状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 を、半径方向に隣
合う円弧状パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ2 の５０％〜
８０％とすれば、支持面３における均熱性を最も高める
ことができる。
【００２９】なお、本発明における抵抗発熱体４のヒー
タパターンは、図２に示したものだけに限定されるもの
ではなく、例えば、図５のように端子取出部４ｎをセラ
ミック基体２の周縁部に設けたものでも良い。
タパターンは、図２に示したものだけに限定されるもの
ではなく、例えば、図５のように端子取出部４ｎをセラ
ミック基体２の周縁部に設けたものでも良い。
【００３０】ところで、このようなウエハ加熱装置１を
製造するには、まず、セラミック基体２を製作するため
に前述した各種セラミック粉末に対し、焼結助剤やバイ
ンダー及び溶媒等を加えて泥漿を作製し、ドクターブレ
ード法などのテープ成形法により複数枚のグリーンシー
トを形成したあと、予め数枚のグリーンシートを積層
し、その上面に抵抗発熱体４をなす導体ペーストをスク
リーン印刷機にて図２に示すヒータパターンとなるよう
に敷設する。そして、残りのグリーンシートを積層する
ことによりグリーンシート積層体を製作したあと、円盤
状に切削する。
製造するには、まず、セラミック基体２を製作するため
に前述した各種セラミック粉末に対し、焼結助剤やバイ
ンダー及び溶媒等を加えて泥漿を作製し、ドクターブレ
ード法などのテープ成形法により複数枚のグリーンシー
トを形成したあと、予め数枚のグリーンシートを積層
し、その上面に抵抗発熱体４をなす導体ペーストをスク
リーン印刷機にて図２に示すヒータパターンとなるよう
に敷設する。そして、残りのグリーンシートを積層する
ことによりグリーンシート積層体を製作したあと、円盤
状に切削する。
【００３１】しかるのち、各種セラミック粉末を焼結さ
せることができる温度にて上記グリーンシート積層体を
焼成することにより、図２に示すヒータパターンを有す
る抵抗発熱体４を埋設したセラミック基体２を製作した
あと、このセラミック基体２の上面に研摩加工を施して
ウエハＷの支持面３を形成するとともに、セラミック基
体２の底面中央部に上記抵抗発熱体４の端子取出部４ｍ
まで貫通する２つの下穴をそれぞれ穿設したあと、この
下穴に給電端子５をロウ付けして抵抗発熱体４と電気的
に接続することで本発明のウエハ加熱装置１を製造する
ことができる。
せることができる温度にて上記グリーンシート積層体を
焼成することにより、図２に示すヒータパターンを有す
る抵抗発熱体４を埋設したセラミック基体２を製作した
あと、このセラミック基体２の上面に研摩加工を施して
ウエハＷの支持面３を形成するとともに、セラミック基
体２の底面中央部に上記抵抗発熱体４の端子取出部４ｍ
まで貫通する２つの下穴をそれぞれ穿設したあと、この
下穴に給電端子５をロウ付けして抵抗発熱体４と電気的
に接続することで本発明のウエハ加熱装置１を製造する
ことができる。
【００３２】また、抵抗発熱体４を埋設するセラミック
基体２の他の製造方法としては、各種セラミックスから
なるセラミック板上に抵抗発熱体４をなす導体ペースト
をスクリーン印刷機にて図２に示すヒータパターンとな
るように敷設したあと、焼成して抵抗発熱体４を備えた
セラミック板を形成する。そして、このセラミック板を
型内に設置し、抵抗発熱体４を覆うようにセラミック板
と同種のセラミック粉末を充填したあとホットプレスす
ることにより一体的に製作するか、あるいは抵抗発熱体
４を備えたセラミック板の上に抵抗発熱体４を覆うよう
にＣＶＤやＰＶＤなどの薄膜成形手段によってセラミッ
ク板と同種のセラミック膜を被覆して構成しても良い。
基体２の他の製造方法としては、各種セラミックスから
なるセラミック板上に抵抗発熱体４をなす導体ペースト
をスクリーン印刷機にて図２に示すヒータパターンとな
るように敷設したあと、焼成して抵抗発熱体４を備えた
セラミック板を形成する。そして、このセラミック板を
型内に設置し、抵抗発熱体４を覆うようにセラミック板
と同種のセラミック粉末を充填したあとホットプレスす
ることにより一体的に製作するか、あるいは抵抗発熱体
４を備えたセラミック板の上に抵抗発熱体４を覆うよう
にＣＶＤやＰＶＤなどの薄膜成形手段によってセラミッ
ク板と同種のセラミック膜を被覆して構成しても良い。
【００３３】なお、図１ではセラミック基体２の内部に
抵抗発熱体４のみを埋設したウエハ加熱装置１について
示したが、本発明は、図６に示すようなウエハＷの支持
面３と抵抗発熱体４との間に静電吸着用やプラズマ発生
用としての膜状電極１０を埋設しても良く、膜状電極１
０を静電吸着用として作用させれば、支持面３にウエハ
Ｗを強固に密着固定することができ、支持面３とウエハ
Ｗとの間の熱伝達特性を高めることができるため、より
高い均熱性が得られるとともに、膜状電極１０をプラズ
マ発生用として作用させれば、装置内に設置する一方の
プラズマ発生用電極を省くことができるため、装置を小
型化できるとともに、プラズマ密度を高めることができ
るため、成膜加工やエッチング加工の処理の能力を高め
ることができる。
抵抗発熱体４のみを埋設したウエハ加熱装置１について
示したが、本発明は、図６に示すようなウエハＷの支持
面３と抵抗発熱体４との間に静電吸着用やプラズマ発生
用としての膜状電極１０を埋設しても良く、膜状電極１
０を静電吸着用として作用させれば、支持面３にウエハ
Ｗを強固に密着固定することができ、支持面３とウエハ
Ｗとの間の熱伝達特性を高めることができるため、より
高い均熱性が得られるとともに、膜状電極１０をプラズ
マ発生用として作用させれば、装置内に設置する一方の
プラズマ発生用電極を省くことができるため、装置を小
型化できるとともに、プラズマ密度を高めることができ
るため、成膜加工やエッチング加工の処理の能力を高め
ることができる。
【００３４】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。
する。
【００３５】図７は抵抗発熱体４の他のヒータパターン
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【００３６】この抵抗発熱体４のヒータパターンは、図
２とほぼ同様の形状をしたものであるが、同一円周上に
位置する一対の折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ間の
距離Ｌ1 を、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ〜４
ｇ間の距離Ｌ2 より小さくするとともに、上記折り返し
直線状パターン４ｈ〜４ｍの線幅を円弧状パターン４ａ
〜４ｇの線幅より大きくして折り返し直線状パターン４
ｈ〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン４
ａ〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたもの
である。
２とほぼ同様の形状をしたものであるが、同一円周上に
位置する一対の折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍ間の
距離Ｌ1 を、半径方向に隣合う円弧状パターン４ａ〜４
ｇ間の距離Ｌ2 より小さくするとともに、上記折り返し
直線状パターン４ｈ〜４ｍの線幅を円弧状パターン４ａ
〜４ｇの線幅より大きくして折り返し直線状パターン４
ｈ〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン４
ａ〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたもの
である。
【００３７】このように、折り返し直線状パターン４ｈ
〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン４ａ
〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくすることで
折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍでの発熱量がさらに
小さくできるため、一対の折り返し直線状パターン４ｈ
〜４ｍ間での発熱量を円弧状パターン４ａ〜４ｇでの発
熱量と同程度まで高めるために折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 をより狭くすることができる。
その為、円弧状パターン４ａと円弧状パターン４ｂ、円
弧状パターン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円弧状パター
ン４ｅと円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パターン４ｇ
をより一層円に近づけることができるため、支持面３に
おける発熱ムラをさらに抑えることができる。
〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン４ａ
〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくすることで
折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍでの発熱量がさらに
小さくできるため、一対の折り返し直線状パターン４ｈ
〜４ｍ間での発熱量を円弧状パターン４ａ〜４ｇでの発
熱量と同程度まで高めるために折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 をより狭くすることができる。
その為、円弧状パターン４ａと円弧状パターン４ｂ、円
弧状パターン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円弧状パター
ン４ｅと円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パターン４ｇ
をより一層円に近づけることができるため、支持面３に
おける発熱ムラをさらに抑えることができる。
【００３８】図８は抵抗発熱体４のさらに別のヒータパ
ターンで、折り返し直線状パターンの近傍のみを示す斜
視図である。
ターンで、折り返し直線状パターンの近傍のみを示す斜
視図である。
【００３９】この抵抗発熱体４はヒータパターンを図２
と同様の形状とするものであるが、折り返し直線状パタ
ーン４ｈ〜４ｍの下方に別の直線状パターン６を設け、
これらを並列に接続することで折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン
４ａ〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたも
のである。
と同様の形状とするものであるが、折り返し直線状パタ
ーン４ｈ〜４ｍの下方に別の直線状パターン６を設け、
これらを並列に接続することで折り返し直線状パターン
４ｈ〜４ｍの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターン
４ａ〜４ｇの単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたも
のである。
【００４０】このような構造としても折り返し直線状パ
ターン４ｈ〜４ｍでの発熱量を円弧状パターン４ａ〜４
ｇでの発熱量と同程度まで高めるために折り返し直線状
パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 をより小さくすること
ができる。その為、円弧状パターン４ａと円弧状パター
ン４ｂ、円弧状パターン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円
弧状パターン４ｅと円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パ
ターン４ｇをより一層円に近づけることができるため、
支持面３における発熱ムラをさらに抑えることができ
る。
ターン４ｈ〜４ｍでの発熱量を円弧状パターン４ａ〜４
ｇでの発熱量と同程度まで高めるために折り返し直線状
パターン４ｈ〜４ｍ間の距離Ｌ1 をより小さくすること
ができる。その為、円弧状パターン４ａと円弧状パター
ン４ｂ、円弧状パターン４ｃと円弧状パターン４ｄ、円
弧状パターン４ｅと円弧状パターン４ｆ、及び円弧状パ
ターン４ｇをより一層円に近づけることができるため、
支持面３における発熱ムラをさらに抑えることができ
る。
【００４１】なお、図８の構造を有するヒータパターン
は、本発明のようにセラミック基体２と抵抗発熱体４と
を積層技術により製作する手段を用いれば容易に製作す
ることができる。即ち、グリーンシートの上面に図２に
示すヒータパターンを有する導体ペーストを印刷すると
ともに、折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍの折り返し
部Ｐが位置するグリーンシートにビアホール２ａを形成
し、このビアホール２ａに導体を充填してビアホール導
体７を形成するとともに、グリーンシートの下面に上記
ビアホール導体７と連通する直線状の導体ペーストを印
刷して別のグリーンシートを積層したものを一体的に焼
成すれば良い。
は、本発明のようにセラミック基体２と抵抗発熱体４と
を積層技術により製作する手段を用いれば容易に製作す
ることができる。即ち、グリーンシートの上面に図２に
示すヒータパターンを有する導体ペーストを印刷すると
ともに、折り返し直線状パターン４ｈ〜４ｍの折り返し
部Ｐが位置するグリーンシートにビアホール２ａを形成
し、このビアホール２ａに導体を充填してビアホール導
体７を形成するとともに、グリーンシートの下面に上記
ビアホール導体７と連通する直線状の導体ペーストを印
刷して別のグリーンシートを積層したものを一体的に焼
成すれば良い。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明のウエハ加熱装置
によれば、円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハ
の支持面とし、その内部に帯状抵抗発熱体からなるヒー
タパターンを埋設してなるウエハ加熱装置において、上
記ヒータパターンはほぼ同一線幅を有する円弧状パター
ンと折り返し直線状パターンとを連続させて略同心円状
に構成し、同一円周上に位置する一対の折り返し直線状
パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン間
の距離よりも小さくするか、あるいは上記ヒータパター
ンは円弧状パターンと折り返し直線状パターンとを連続
させて略同心円状に構成し、同一円周上に位置する一対
の折り返し直線状パターン間の距離を半径方向に隣合う
円弧状パターン間の距離よりも小さくするとともに、上
記折り返し直線状パターンの単位長さ当たりの抵抗値を
円弧状パターンの単位長さ当たりの抵抗値より小さくし
たことにより、抵抗発熱体を発熱させれば支持面の温度
分布を同心円状に分布させ、均熱性を高めることができ
るため、支持面上のウエハＷを均一に発熱させることが
できる。
によれば、円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハ
の支持面とし、その内部に帯状抵抗発熱体からなるヒー
タパターンを埋設してなるウエハ加熱装置において、上
記ヒータパターンはほぼ同一線幅を有する円弧状パター
ンと折り返し直線状パターンとを連続させて略同心円状
に構成し、同一円周上に位置する一対の折り返し直線状
パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン間
の距離よりも小さくするか、あるいは上記ヒータパター
ンは円弧状パターンと折り返し直線状パターンとを連続
させて略同心円状に構成し、同一円周上に位置する一対
の折り返し直線状パターン間の距離を半径方向に隣合う
円弧状パターン間の距離よりも小さくするとともに、上
記折り返し直線状パターンの単位長さ当たりの抵抗値を
円弧状パターンの単位長さ当たりの抵抗値より小さくし
たことにより、抵抗発熱体を発熱させれば支持面の温度
分布を同心円状に分布させ、均熱性を高めることができ
るため、支持面上のウエハＷを均一に発熱させることが
できる。
【００４３】その為、本発明のウエハ加熱装置を用いて
ウエハへの成膜加工を施せば、均一な厚みをもった膜を
成膜することができ、エッチング加工に用いれば、優れ
た加工精度に仕上げることができるため、精度の良い微
細加工を施すことができ、品質の高い製品を提供するこ
とができる。
ウエハへの成膜加工を施せば、均一な厚みをもった膜を
成膜することができ、エッチング加工に用いれば、優れ
た加工精度に仕上げることができるため、精度の良い微
細加工を施すことができ、品質の高い製品を提供するこ
とができる。
【図１】（ａ）は サセプタと呼ばれる本発明のウエハ
加熱装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
線断面図である。
加熱装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
線断面図である。
【図２】抵抗発熱体のヒータパターンを示す模式図であ
る。
る。
【図３】本発明のウエハ加熱装置における支持面の温度
分布を示す模式図である。
分布を示す模式図である。
【図４】比較のために用意したウエハ加熱装置における
支持面の温度分布を示す模式図である。
支持面の温度分布を示す模式図である。
【図５】抵抗発熱体の他のヒータパターンを示す模式図
である。
である。
【図６】本発明の他のウエハ加熱装置を示す断面図であ
る。
る。
【図７】抵抗発熱体の他のヒータパターンを示す模式図
である。
である。
【図８】抵抗発熱体の他のヒータパターンで、折り返し
直線状パターンの近傍のみを示す斜視図である。
直線状パターンの近傍のみを示す斜視図である。
【図９】従来のウエハ加熱装置を示す斜視図である。
【図10】図９のウエハ加熱装置に埋設する抵抗発熱体の
ヒータパターンを示す模式図である。
ヒータパターンを示す模式図である。
１・・・ウエハ加熱装置 ２・・・セラミック基体 ３
・・・支持面 ４・・・抵抗発熱体 ４ａ〜４ｇ・・・円弧状パターン ４ｈ〜４ｍ・・・折り返し直線状パターン ４ｍ・・・
端子取出部 ５・・・給電端子 ６・・・直線状パターン ７・・・
ビアホール導体 Ｐ・・・折り返し部 Ｗ・・・半導体ウエハ
・・・支持面 ４・・・抵抗発熱体 ４ａ〜４ｇ・・・円弧状パターン ４ｈ〜４ｍ・・・折り返し直線状パターン ４ｍ・・・
端子取出部 ５・・・給電端子 ６・・・直線状パターン ７・・・
ビアホール導体 Ｐ・・・折り返し部 Ｗ・・・半導体ウエハ
Claims (5)
- 【請求項１】円盤状をしたセラミック基体の上面をウエ
ハの支持面とし、その内部に帯状抵抗発熱体からなるヒ
ータパターンを埋設してなるウエハ加熱装置において、
上記ヒータパターンはほぼ同一線幅を有する円弧状パタ
ーンと折り返し直線状パターンとを連続させて略同心円
状に構成し、同一円周上に位置する一対の折り返し直線
状パターン間の距離を半径方向に隣合う円弧状パターン
間の距離よりも小さくしたことを特徴とするウエハ加熱
装置。 - 【請求項２】上記同一円周上に位置する一対の折り返し
直線状パターン間の距離が半径方向に隣合う円弧状パタ
ーン間の距離の５０％〜８０％であることを特徴とする
請求項１に記載のウエハ加熱装置。 - 【請求項３】円盤状をしたセラミック基体の上面をウエ
ハの支持面とし、その内部に帯状抵抗発熱体からなるヒ
ータパターンを埋設してなるウエハ加熱装置において、
上記ヒータパターンは円弧状パターンと折り返し直線状
パターンとを連続させて略同心円状に構成し、同一円周
上に位置する一対の折り返し直線状パターン間の距離を
半径方向に隣合う円弧状パターン間の距離よりも小さく
するとともに、上記折り返し直線状パターンの単位長さ
当たりの抵抗値を円弧状パターンの単位長さ当たりの抵
抗値より小さくしたことを特徴とするウエハ加熱装置。 - 【請求項４】上記折り返し直線状パターンの線幅を円弧
状パターンの線幅より大きくし、折り返し直線状パター
ンの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パターンの単位長
さ当たりの抵抗値より小さくしたことを特徴とする請求
項３に記載のウエハ加熱装置。 - 【請求項５】上記折り返し直線状パターンの上方及び／
又は下方に別の直線状パターンを並列に接続し、折り返
し直線状パターンの単位長さ当たりの抵抗値を円弧状パ
ターンの単位長さ当たりの抵抗値より小さくしたことを
特徴とする請求項３に記載のウエハ加熱装置。
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