KR102276102B1 - 웨이퍼 가열 장치 - Google Patents

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히로시 다케바야시
겐고 도리이
나츠키 히라타
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엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

세라믹 히터(10)에서, 한 면이 웨이퍼 배치면인 원판형의 세라믹 기체(12)에, 중앙 존 저항 발열체(20) 및 외주 존 저항 발열체(50)가 매설된다. 중앙 존 저항 발열체(20)는, 한 쌍의 단자(21, 22) 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령(unicursal manner)으로 배선되며, 그리고 한 쌍의 단자(21, 22)는, 평면에서 볼 때에 한 쌍의 단자(21, 22)의 전체 형상이 원형이 되도록 형성된다.

Description

웨이퍼 가열 장치
본 발명은 웨이퍼 가열 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에서는, 웨이퍼를 가열하기 위한 웨이퍼 가열 장치가 채용되고 있다. 이러한 웨이퍼 가열 장치로는, 표면이 웨이퍼 배치면인 기체에 저항 발열체가 매설된 것이 알려져 있다. 저항 발열체는, 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령으로 배선되어 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기체를 중앙 존과 외주 존으로 나눠, 저항 발열체를 중앙 존과 외주 존의 각각에 설치한 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2017-152137호 공보
그런데, 이러한 웨이퍼 가열 장치에서는, 저항 발열체를 평면에서 볼 때, 도 15에 나타낸 바와 같이, 저항 발열체(310)의 한 쌍의 단자(311, 312)는 간격을 두고 배치된 2개의 원으로서 나타난다. 그 때문에, 이 2개의 원형의 단자(311, 312)를 우회하도록 저항 발열체(310)를 불규칙하게 배열할 필요가 있다. 그러나, 이 경우, 불규칙하게 배열하는 면적이 커지고, 더구나 2개의 원형의 단자(311, 312) 사이에는 저항 발열체(310)가 존재하지 않기 때문에, 웨이퍼의 균열성을 높이는 것이 어려웠다.
본 발명은, 전술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 종래에 비교하여 웨이퍼의 균열성을 높이는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 제1 웨이퍼 가열 장치는,
한 면이 웨이퍼 배치면인 기체에 저항 발열체가 매설되는 웨이퍼 가열 장치로서,
상기 저항 발열체는, 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령으로 배선되고,
상기 한 쌍의 단자는, 평면에서 볼 때에 상기 한 쌍의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성되는 것이다.
이 웨이퍼 가열 장치는, 저항 발열체의 한 쌍의 단자가, 평면에서 볼 때에 한 쌍의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성된다. 그 때문에, 하나의 원을 우회하도록 저항 발열체를 패턴 설계하면 되며, 저항 발열체를 불규칙하게 배열하는 면적이 작아진다. 또한, 한 쌍의 단자끼리의 사이는 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 되지만, 그 영역을 좁게 할 수 있기 때문에, 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 웨이퍼의 균열성에 미치는 영향이 작아진다. 따라서, 종래에 비교하여 웨이퍼의 균열성을 높일 수 있다.
또, 「기체」의 재질로는, 세라믹이나 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 제1 웨이퍼 가열 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 단자를 평면에서 볼 때에, 상기 한 쌍의 단자 중의 하나는, 소정의 원을 절반으로 분할한 한쪽의 반원부로서 보이고, 상기 한 쌍의 단자 중의 다른 하나는, 상기 소정의 원을 절반으로 분할한 다른쪽의 반원부로서 보이도록 해도 좋다. 혹은, 상기 한 쌍의 단자를 평면에서 볼 때에, 상기 한 쌍의 단자 중의 하나는, 소정의 원을 중앙의 원부와 그 원부의 외측의 원환부로 분할한 것 중의 상기 원부로서 보이고, 상기 한 쌍의 단자 중의 다른 하나는, 상기 원환부를 따르는 C-자 형상부로서 보이도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 평면에서 볼 때에 한 쌍의 단자의 전체 형상을 간단히 원형으로 할 수 있다.
본 발명의 제1 웨이퍼 가열 장치에 있어서, 상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에는, 상기 한 쌍의 단자의 각각에 대응하는 형상의 한 쌍의 랜드가 설치되어도 좋다. 그 경우, 상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에, 냉매 통로를 내장하는 냉각판이 접합되고, 상기 냉각판에는, 상기 냉매 통로와 간섭하지 않는 위치에, 상기 한 쌍의 랜드에 대향하는 하나의 관통 구멍이 형성되어도 좋다. 관통 구멍은 웨이퍼에 온도 특이점을 생기게 하는 원인이 될 수 있지만, 여기서는, 저항 발열체의 한 쌍의 단자에 대하여 하나의 관통 구멍을 냉각판에 형성하면 되기 때문에, 한 쌍의 단자의 각각에 관통 구멍을 형성하는 경우에 비교하여, 온도 특이점이 적은 만큼 웨이퍼의 균열성을 높이기 쉽다.
본 발명의 제1 웨이퍼 가열 장치에 있어서, 상기 기체는 복수의 존으로 분할되고, 상기 저항 발열체는 상기 존마다 설치되어도 좋다. 이렇게 하면, 존마다 온도 조정을 행할 수 있다.
본 발명의 제2 웨이퍼 가열 장치는,
한 면이 웨이퍼 배치면인 기체에 적어도 2개의 저항 발열체가 매설되는 웨이퍼 가열 장치로서,
각 저항 발열체는, 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령으로 배선되고,
상기 2개의 저항 발열체의 합계 4개의 단자는, 동일한 위치에 집약되어 설치되고, 평면에서 볼 때에 상기 4개의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성되는 것이다.
이 웨이퍼 가열 장치는, 2개의 저항 발열체의 합계 4개의 단자가, 동일한 위치에 집약되어 설치되고, 평면에서 볼 때에 상기 4개의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성된다. 그 때문에, 하나의 원을 우회하도록 저항 발열체를 패턴 설계하면 되며, 저항 발열체를 불규칙하게 배열하는 면적이 작아진다. 또한, 4개의 단자끼리의 사이는 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 되지만, 그 영역을 좁게 할 수 있기 때문에, 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 웨이퍼의 균열성에 미치는 영향이 작아진다. 따라서, 종래에 비하여 웨이퍼의 균열성을 높일 수 있다.
본 발명의 제2 웨이퍼 가열 장치에 있어서, 상기 4개의 단자를 평면에서 볼 때에, 각 단자는 소정의 원을 서로 직교하는 2개의 직경으로 4개로 분할한 부채형부로서 보이도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 평면에서 볼 때에 4개의 단자의 전체 형상을 간단히 원형으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 웨이퍼 가열 장치에 있어서, 상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에는, 상기 4개의 단자의 각각에 대응하는 형상의 4개의 랜드가 설치되어도 좋다. 그 경우, 상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에, 냉매 통로를 내장하는 냉각판이 접합되고, 상기 냉각판에는, 상기 냉매 통로와 간섭하지 않는 위치에 상기 4개의 랜드에 대향하는 하나의 관통 구멍이 형성되어도 좋다. 관통 구멍은 웨이퍼에 온도 특이점을 생기게 하는 원인이 될 수 있지만, 여기서는, 저항 발열체의 4개의 단자에 대하여 하나의 관통 구멍을 냉각판에 형성하면 되기 때문에, 4개의 단자의 각각에 관통 구멍을 형성하는 경우에 비교하여, 온도 특이점이 적은만큼 웨이퍼의 균열성을 높이기 쉽다.
도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도.
도 2는 세라믹 히터(10)의 평면도(하측 도면은 한 쌍의 단자(21, 22) 부근의 수평 단면도).
도 3은 도 1의 A-A 부분 단면도.
도 4는 접속 부재(40)의 사시도.
도 5는 세라믹 히터(10)의 관통 구멍(63) 부근의 저면도.
도 6은 세라믹 히터(110)의 평면도(하측 도면은 한 쌍의 단자(121, 122) 부근의 수평 단면도).
도 7은 세라믹 히터(110)의 부분 단면도.
도 8은 접속 부재(140)의 사시도.
도 9는 세라믹 히터(110)의 관통 구멍(163) 부근의 저면도.
도 10은 세라믹 히터(210)의 평면도(하측 도면은 단자(221, 222, 251, 252) 부근의 수평 단면도).
도 11은 세라믹 히터(210)의 부분 단면도.
도 12는 접속 부재(240)의 사시도.
도 13은 세라믹 히터(210)의 관통 구멍(263) 부근의 저면도.
도 14는 종래의 웨이퍼 가열 장치의 평면도.
도 15는 2개의 원형의 단자(311, 312) 부근의 수평 단면도.
다음으로, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 세라믹 히터(10)의 사시도, 도 2는 세라믹 히터(10)의 평면도(하측 도면은 한 쌍의 단자(21, 22) 부근의 수평 단면도), 도 3은 도 1의 A-A 부분 단면도, 도 4는 접속 부재(40)의 사시도, 도 5는 세라믹 히터(10)의 관통 구멍(63) 부근의 저면도이다.
세라믹 히터(10)는, 세라믹 기체(12)와, 중앙 존 저항 발열체(20)(도 2 참조)와, 외주 존 저항 발열체(50)(도 2 참조)와, 냉각판(60)을 구비한다.
세라믹 기체(12)는, 질화알루미늄이나 탄화규소, 질화규소, 산화알루미늄 등으로 대표되는 세라믹 재료로 이루어지는, 원판형의 플레이트이다. 이 세라믹 기체(12)의 두께는, 예컨대 0.5 mm∼30 mm이다. 또한, 세라믹 기체(12)의 표면은, 웨이퍼(W)를 배치하는 웨이퍼 배치면(14)으로 이루어진다. 웨이퍼 배치면(14)에는, 엠보스 가공에 의해 복수의 요철이 형성되어도 좋고, 복수의 홈이 형성되어도 좋다. 세라믹 기체(12)에는, 중앙 존과 외주 존이 있다. 중앙 존은, 세라믹 기체(12)와 동심원인 가상 경계선(16)(도 2 참조)의 내측의 원형 영역이다. 외주 존은, 가상 경계선(16) 외측의 환형 영역이다.
중앙 존 저항 발열체(20)는, 세라믹 기체(12)의 중앙 존에 매설된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙 존 저항 발열체(20)는, 한 쌍의 단자(21, 22) 중의 한쪽 단자(21)로부터 다른쪽 단자(22)까지 중앙 존의 전역에 걸쳐 일필휘지의 요령으로 배선되는 코일이다. 중앙 존 저항 발열체(20)의 배선 패턴으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 도 14에 나타낸 중앙 존의 저항 발열체의 배선 패턴을 들 수 있다. 코일의 재질은, 예컨대, Cu, Al, SUS, Fe, W, Ti 등을 들 수 있다. 한 쌍의 단자(21, 22)는, 평면에서 볼 때에 한 쌍의 단자(21, 22)의 전체 형상이 소정의 원(X)(도 2에서 이점쇄선의 원)이 되도록 형성된다. 여기서, 한 쌍의 단자(21, 22)를 평면에서 볼 때에, 단자(21)는, 원(X)을 절반으로 분할한 한쪽의 반원부로서 보이고, 단자(22)는, 원(X)을 절반으로 분할한 다른쪽의 반원부로서 보이도록 형성된다. 세라믹 기체(12)의 이면(웨이퍼 배치면(14)과는 반대측의 면)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 랜드(31, 32)가 설치된다. 한 쌍의 랜드(31, 32)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 단자(21, 22)의 각각에 대응하는 반원판 형상으로 형성된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단자(21)와 랜드(31)는, 세라믹 기체(12)에 매설되는 도전 부재(23)를 통해 접속된다. 단자(22)와 랜드(32)도, 동일한 도전 부재(24)를 통해 접속된다. 또, 랜드(31)와 랜드(32)의 간극에는 절연재를 충전해도 좋다.
랜드(31, 32)는, 원기둥형의 접속 부재(40)를 통해, 중앙 존 저항 발열체(20)용의 도시하지 않은 전원에 접속된다. 접속 부재(40)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반원을 저면에 갖는 기둥형의 제1 부재(41)와, 동일하게 반원을 저면에 갖는 기둥형의 제2 부재(42)를, 장방형 부분이 서로 마주보도록 하여 절연재(43)를 사이에 두고, 전체 형상이 원기둥이 되도록 형성된다. 제1 부재(41)와 절연재(43), 제2 부재(42)와 절연재(43)는, 에폭시 수지 등의 내열 접착제로 접착된다. 제1 및 제2 부재(41, 42)는 예컨대 구리제로 해도 좋고, 절연재(43)는 예컨대 세라믹제로 해도 좋다. 접속 부재(40) 중 적어도 랜드(31, 32)와 접합하는 면은, 제1 및 제2 부재(41, 42) 및 절연재(43)가 동일면이 되도록 연삭된다. 제1 부재(41)는 도시하지 않은 전원의 한쪽의 극에 접속되고, 제2 부재(42)는 전원의 다른쪽의 극에 접속된다.
외주 존 저항 발열체(50)는, 세라믹 기체(12)의 외주 존에 매설된다. 외주 존 저항 발열체(50)는, 도시하지 않은 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 외주 존의 전역에 걸쳐 일필휘지의 요령으로 배선되는 코일이다. 외주 존 저항 발열체(50)의 배선 패턴으로는, 특별히 한정하는 것이 아니지만, 예컨대 도 14에 나타낸 외주 존의 저항 발열체의 배선 패턴을 들 수 있다. 외주 존 저항 발열체(50)의 한 쌍의 단자도, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(21, 22)와 동일한 형상으로 동일하게 배치되고, 한 쌍의 랜드(31, 32)와 동일한 랜드 및 접속 부재(40)와 동일한 접속 부재를 통해 외주 존 저항 발열체(50)용의 전원에 접속된다.
냉각판(60)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기체(12)의 이면에 본딩 시트(18)를 통해 접합된다. 이 냉각판(60)은, 금속제(예컨대 Al제나 Al 합금제)의 원판이며, 냉매(예컨대 물)가 통과할 수 있는 냉매 통로(62)를 내장한다. 이 냉매 통로(62)는, 세라믹 기체(12)의 전면에 걸쳐 냉매가 통과하도록 형성된다. 냉매 통로(62)에는, 냉매의 공급구와 배출구(모두 도시하지 않음)가 설치된다. 냉각판(60) 중 냉매 통로(62)와 간섭하지 않는 위치에, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 랜드(31, 32)에 대향하는 하나의 관통 구멍(63)이 형성된다. 관통 구멍(63)의 직경은, 원(X)의 직경이나 접속 부재(40)의 직경보다 약간 크다. 관통 구멍(63)의 내벽은, 절연막으로 피복되는 것이 바람직하다. 접속 부재(40)는, 이 관통 구멍(63)에 삽입된다. 또한, 도시하지 않지만, 냉각판(60) 중 냉매 통로(62)와 간섭하지 않는 위치에, 외주 존 저항 발열체(50)의 한 쌍의 랜드에 대향하는 하나의 관통 구멍이 관통 구멍(63)과 동일하게 형성된다.
이러한 세라믹 히터(10)는, 예컨대 일본 특허 제3897563호 공보에 기재된 제조 방법에 준하여 제조할 수 있다. 그 때문에, 여기서는 세라믹 히터(10)의 제조 방법에 관해서는 설명을 생략한다.
다음으로, 세라믹 히터(10)의 사용예에 관해 설명한다. 여기서는, 세라믹 히터(10)를 이용하여 플라즈마 CVD에 의해 웨이퍼에 반도체 박막을 형성하는 공정에 관해 설명한다. 세라믹 히터(10)는, 도시하지 않은 반도체 제조 장치의 밀폐된 챔버 내부에 배치된다. 챔버에는, 실란 가스 등의 원료 가스를 공급하는 가스 공급 포트나 챔버 내의 기체를 배기하는 진공 포트 등이 장비된다.
플라즈마 CVD에서는, 우선, 목표 온도로 설정하고, 도시하지 않은 컨트롤러에 의한 세라믹 기체(12)의 온도 제어를 행한다. 컨트롤러는, 도시하지 않은 열전대로부터 세라믹 기체(12)의 중앙 존 및 외주 존의 온도를 입력하고, 각 온도가 각 목표 온도가 되도록 중앙 존 저항 발열체(20) 및 외주 존 저항 발열체(50)에 대한 공급 전력을 조절함으로써, 세라믹 기체(12)의 온도 제어를 행한다. 또한, 챔버 내를 진공으로 함과 더불어 챔버 내에 원료 가스를 공급한다. 그리고, 세라믹 기체(12)의 중앙 존 및 외주 존의 온도가 목표 온도와 대략 일치한 후, 세라믹 기체(12)의 온도 제어를 계속한 채로, 세라믹 기체(12)의 웨이퍼 배치면(14)에 웨이퍼를 배치한다. 웨이퍼를 배치한 직후는, 웨이퍼 자신의 온도가 목표 온도보다 낮기 때문에, 측정 온도는 수 ℃ 저하되지만, 컨트롤러에 의한 온도 제어에 의해 다시 목표 온도까지 상승한다. 이 상태로 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼 상에 원료 가스로부터 반도체 박막을 형성한다.
여기서, 본 실시형태의 구성 요소와 본 발명의 구성 요소의 대응 관계를 명확하게 한다. 본 실시형태의 세라믹 히터(10)가 본 발명의 제1 웨이퍼 가열 장치에 상당하고, 세라믹 기체(12)가 기체에 상당하며, 중앙 존 저항 발열체(20) 및 외주 존 저항 발열체(50)가 저항 발열체에 상당한다.
이상 설명한 세라믹 히터(10)에서는, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(21, 22)는, 평면에서 볼 때에 한 쌍의 단자(21, 22)의 전체 형상이 원(X)이 되도록 형성된다. 그 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하나의 원(X)을 우회하도록 중앙 존 저항 발열체(20)를 패턴 설계하면 되며, 저항 발열체를 불규칙하게 배열하는 면적은 2개의 원을 우회하는 도 15에 비교하여 작아진다. 또한, 한 쌍의 단자(21, 22)끼리의 사이는 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 되지만, 그 영역을 도 15에 비교하여 좁게 할 수 있다. 그 때문에, 저항 발열체가 존재하지 않는 영역이 웨이퍼(W)의 균열성에 미치는 영향은 작아진다. 외주 존 저항 발열체(50)의 도시하지 않은 한 쌍의 단자도, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(21, 22)와 동일한 구성, 동일한 배치이기 때문에, 이것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 종래에 비교하여 웨이퍼(W)의 균열성을 높일 수 있다.
또한, 세라믹 히터(10)에 있어서, 세라믹 기체(12)의 이면에는, 한 쌍의 단자(21, 22)의 각각에 대응하는 형상의 한 쌍의 랜드(31, 32)가 설치된다. 그리고, 냉각판(60)에는, 냉매 통로(62)와 간섭하지 않는 위치에 한 쌍의 랜드(31, 32)에 대향하는 하나의 관통 구멍(63)이 형성된다. 관통 구멍(63)은 웨이퍼(W)에 온도 특이점을 생기게 하는 원인이 될 수 있지만, 여기서는, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(21, 22)에 대하여 하나의 관통 구멍(63)이 냉각판(60)에 형성된다. 이 점은, 외주 존 저항 발열체(50)에 관해서도 동일하며, 외주 존 저항 발열체(50)의 한 쌍의 단자에 대하여 하나의 관통 구멍이 냉각판(60)에 형성된다. 그 때문에, 단자의 각각에 따라서 관통 구멍을 형성하는 경우에 비교하여, 웨이퍼(W)의 균열성을 높이기 쉽다.
또한, 세라믹 기체(12)는, 복수(2개)의 존으로 분할되고, 중앙 존 저항 발열체(20)는 중앙 존에 설치되고, 외주 존 저항 발열체(50)는 외주 존에 설치된다. 그 때문에, 각 존마다 온도 조정을 행할 수 있다.
또, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
예컨대, 전술한 실시형태에 있어서, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(21, 22)를 평면에서 볼 때에, 단자(21, 22)는 각각 반원부로서 보이도록 형성했지만, 단자(21, 22)가 전체적으로 원형으로서 보이는 것이라면 단자(21, 22)를 어떠한 형상으로 해도 좋다. 예컨대, 도 6에 나타내는 세라믹 히터(110)와 같이, 한쪽의 단자(121)를, 소정의 원(X)을 중앙의 원부와 그 원부의 외측의 원환(링)부로 분할한 것 중의 원부로서 보이도록 하고, 다른쪽 단자(122)는, 원환부를 따르는 C-자 형상부로서 보이도록 해도 좋다. 그 경우, 도 7 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기체(12)의 이면에 설치되는 랜드(131)는 한쪽의 단자(121)에 대응하는 원형으로 형성되고, 랜드(132)는 다른쪽 단자(122)에 대응하는 원환형으로 형성된다. 또, 랜드(132)는 단자(122)와 동일한 C-자 형상으로 해도 좋다. 또한, 접속 부재(140)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 저면이 랜드(131)와 동일한 원형의 원기둥 부재(141)와 저면이 랜드(132)와 동일한 원환형의 중공 통부재(142)의 사이에 절연통(143)을 삽입하여 접착함으로서, 전체 형상이 원기둥이 되도록 형성된다. 냉각판(60)에는, 한 쌍의 단자(121, 122)에 대하여 하나의 관통 구멍(163)이 형성된다. 이 관통 구멍(163)에는 접속 부재(140)가 삽입된다. 외주 존 저항 발열체(50)의 한 쌍의 단자에 관해서도, 한 쌍의 단자(121, 122)와 동일한 구성, 동일한 배치를 채용한다. 또, 도 6∼도 9에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 붙였다. 이와 같이 하더라도, 전술한 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
혹은, 도 10에 나타내는 세라믹 히터(210)와 같이, 중앙 존 저항 발열체(20)의 한 쌍의 단자(221, 222)와 외주 존 저항 발열체(50)의 한 쌍의 단자(251, 252)를 동일한 위치에 집약하여 설치하고, 평면에서 볼 때에 이들 4개의 단자(221, 222, 251, 252)의 전체 형상이 소정의 원(X)이 되도록 형성해도 좋다. 도 10에서는, 4개의 단자(221, 222, 251, 252)는, 평면에서 볼 때에, 소정의 원(X)을 서로 직교하는 2개의 직경으로 4개로 분할하여 부채형부로서 나타난다. 그 경우, 도 11 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기체(12)의 이면에는, 4개의 랜드(231∼234)가 설치된다. 각 랜드(231∼234)는, 각 단자(221, 222, 251, 252)에 대응하는 부채형으로 형성되고, 각 단자(221, 222, 251, 252)와 세라믹 기체(12)에 매설되는 각 도전 부재에 의해 접속된다. 또한, 접속 부재(240)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 저면이 랜드(231∼234)와 동일한 부채형이며 금속제의 기둥형 부재(241∼244)를, 이들 사이에 절연재(245)를 사이에 두고 접착함으로써, 전체 형상이 원기둥이 되도록 형성된다. 냉각판(60)에는, 4개의 랜드(231∼234)에 대하여 하나의 관통 구멍(263)이 형성된다. 이 관통 구멍(263)에는 접속 부재(240)가 삽입된다. 중앙 존 저항 발열체(20)의 랜드(231∼232)는, 접속 부재(240)의 기둥형 부재(241, 242)를 통해, 중앙 존 저항 발열체(20)용의 도시하지 않은 전원에 접속된다. 외주 존 저항 발열체(50)의 랜드(233∼234)는, 접속 부재(240)의 기둥형 부재(243, 244)를 통해, 외주 존 저항 발열체(50)용의 도시하지 않은 전원에 접속된다. 또, 도 10∼도 13에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 붙였다. 세라믹 히터(210)는, 본 발명의 제2 웨이퍼 가열 장치의 일례이지만, 이 경우도 전술한 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 여기서는, 4개의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 했기 때문에, 저항 발열체를 불규칙하게 레이아웃하는 면적은 보다 작아지고, 냉각판(60)에 형성하는 관통 구멍(263)의 수도 보다 적어진다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 기체(12)에 각 저항 발열체(20, 50)가 매설된 세라믹 히터(10)를 예시했지만, 세라믹 기체(12) 대신에 원판형의 내열성 수지 시트(예컨대 폴리이미드 수지제나 액정 폴리머제)를 이용해도 좋다. 그 경우, 랜드(31, 32)에 접속 부재(40)를 접합하기 위해서는, 우선 랜드(31, 32)에 크림 땜납을 인쇄하고, 다음으로 랜드(31)에 제1 부재(41)가 대향하고 랜드(32)에 제2 부재(42)가 대향하도록 접속 부재(40)를 셋트하며, 그 후 리플로우로 납땜을 행하면 된다. 땜납은, 수지 시트에 튀어서 선택적으로 랜드(31, 32)에 모이기 때문에, 랜드들(31, 32)의 사이에 브릿지가 형성되기 어렵다. 이 점은, 세라믹 히터(110, 210)에서도 동일하다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 기체(12)에 중앙 존 저항 발열체(20)와 외주 존 저항 발열체(50)를 내장했지만, 세라믹 기체(12)에 저항 발열체를 하나만 내장해도 좋고, 세라믹 기체(12)를 3개 이상의 존으로 분할하여 존마다 저항 발열체를 내장해도 좋다. 3개 이상의 존으로 분할하는 경우, 원형의 중앙 존과, 그 중앙 존의 외측에 동심원형으로 설치되는 직경이 상이한 복수의 원환 존으로 분할해 좋고, 원을 복수의 부채형 존으로 분할해도 좋다. 어느 저항 발열체도, 한 쌍의 단자가 전술한 실시형태의 한 쌍의 단자(21, 22)(혹은 한 쌍의 단자(121, 122))와 동일한 구성, 동일한 배치가 되도록 형성하면 된다.
전술한 실시형태에서는, 중앙 존 저항 발열체(20)나 외주 존 저항 발열체(50)를 코일로 했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 메쉬(망형상)이어도 좋고, 평판이어도 좋다.
전술한 실시형태에 있어서, 세라믹 기체(12)에 정전척용의 정전 전극이나 플라즈마 발생용의 고주파 전극을 더 매설해도 좋다.
본 출원은, 2017년 3월 2일에 출원된 미국 가출원 제62/465,982호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 전체가 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 반도체 제조 장치에 이용 가능하다.
10: 세라믹 히터, 12: 세라믹 기체, 14: 웨이퍼 배치면, 16: 가상 경계선, 18: 본딩 시트, 20: 중앙 존 저항 발열체, 21, 22: 단자, 23, 24: 도전 부재, 31, 32: 랜드, 40: 접속 부재, 41: 제1 부재, 42: 제2 부재, 43: 절연재, 50: 외주 존 저항 발열체, 60: 냉각판, 62: 냉매 통로, 63: 관통 구멍, 110: 세라믹 히터, 121, 122: 단자, 131, 132: 랜드, 140: 접속 부재, 141: 원기둥 부재, 142: 중공 통부재, 143: 절연통, 163: 관통 구멍, 210: 세라믹 히터, 221, 222, 251, 252: 단자, 231∼234: 랜드, 240: 접속 부재, 241∼244: 기둥형 부재, 245: 절연재, 263: 관통 구멍, 310: 저항 발열체, 311, 312: 단자.

Claims (10)

  1. 한 면이 웨이퍼 배치면인 기체에 저항 발열체가 매설되는 웨이퍼 가열 장치로서,
    상기 저항 발열체는, 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령으로 배선되고,
    상기 한 쌍의 단자는, 평면에서 볼 때에 상기 한 쌍의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성되며, 1개의 접속 부재에 접속되고,
    상기 접속 부재는, 상기 단자의 각각에 대응하는 기둥형 부재를 절연재를 사이에 두고 묶은 구조를 가지며, 평면에서 보았을 때에 전체 형상이 원형인 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 단자를 평면에서 볼 때에, 상기 한 쌍의 단자 중의 하나는, 사전 결정된 원을 절반으로 분할한 한쪽의 반원부로서 보이고, 상기 한 쌍의 단자 중의 다른 하나는, 상기 사전 결정된 원을 절반으로 분할한 다른쪽의 반원부로서 보이는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 단자를 평면에서 볼 때에, 상기 한 쌍의 단자 중의 하나는, 사전 결정된 원을 중앙의 원부와 그 원부의 외측의 원환부로 분할한 것 중의 상기 원부로서 보이고, 상기 한 쌍의 단자 중의 다른 하나는, 상기 원환부를 따르는 C-자 형상부로서 보이는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에는, 상기 한 쌍의 단자의 각각에 대응하는 형상의 한 쌍의 랜드가 설치되는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에, 냉매 통로를 내장하는 냉각판이 접합되고,
    상기 냉각판에는, 상기 냉매 통로와 간섭하지 않는 위치에, 상기 한 쌍의 랜드에 대향하는 하나의 관통 구멍이 형성되는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체는 복수의 존으로 분할되고,
    상기 저항 발열체는 상기 존마다 설치되는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  7. 한 면이 웨이퍼 배치면인 기체에 적어도 2개의 저항 발열체가 매설되는 웨이퍼 가열 장치로서,
    각 저항 발열체는, 한 쌍의 단자 중의 한쪽으로부터 다른쪽까지 일필휘지의 요령으로 배선되고,
    상기 2개의 저항 발열체의 합계 4개의 단자는, 동일한 위치에 집약되어 설치되고, 평면에서 볼 때에 상기 4개의 단자의 전체 형상이 원형이 되도록 형성되며, 1개의 접속 부재에 접속되고,
    상기 접속 부재는, 상기 단자의 각각에 대응하는 기둥형 부재를 절연재를 사이에 두고 묶은 구조를 가지며, 평면에서 보았을 때에 전체 형상이 원형인 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 4개의 단자를 평면에서 볼 때에, 각 단자는 사전 결정된 원을 서로 직교하는 2개의 직경으로 4개로 분할한 부채형부로서 보이는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에는, 상기 4개의 단자의 각각에 대응하는 형상의 4개의 랜드가 설치되는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기체의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에, 냉매 통로를 내장하는 냉각판이 접합되고,
    상기 냉각판에는, 상기 냉매 통로와 간섭하지 않는 위치에, 상기 4개의 랜드에 대향하는 하나의 관통 구멍이 형성되는 것인, 웨이퍼 가열 장치.
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