KR20200018433A - 반도체 기판 가열용 기판 배치대 및 반도체 기판 가열 히터 - Google Patents

반도체 기판 가열용 기판 배치대 및 반도체 기판 가열 히터 Download PDF

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Abstract

한쪽 면을 반도체 기판의 배치면으로 하고, 상기 배치면과는 반대쪽 면에 통형 지지체의 접속부를 갖는 세라믹스제의 반도체 기판 가열용 기판 배치대로서, 기판 배치대의 내부에 설치된 복수의 발열 회로와, 기판 배치대의 배치면과는 반대쪽 면의 중앙부에 있어서, 통형 지지체가 접속되는 내측 영역에 설치된 복수의 전극 단자를 구비하고, 발열 회로 중 적어도 2개의 발열 회로의 각각의 편단부는, 전극 단자 중의 하나인 공용 전극 단자와, 공통되는 연장 부분을 통해 접속되어 있다.

Description

반도체 기판 가열용 기판 배치대 및 반도체 기판 가열 히터
본 개시는, 반도체 기판 가열용 기판 배치대 및 반도체 기판 가열 히터에 관한 것이다. 본 출원은, 2017년 6월 14일에 출원된 일본 출원 제2017-116606호에 기초한 우선권을 주장하고, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.
LSI 등의 반도체 디바이스를 제조하는 반도체 제조 장치에서는, 피처리물인 반도체 기판(반도체 웨이퍼)에 대하여 CVD나 스퍼터링으로 대표되는 성막 처리나 에칭 처리 등, 다양한 박막 처리가 행해진다. 이들 박막 처리는, 반도체 기판을 정해진 온도로 가열한 상태에서 처리를 행하는 것이 일반적이다. 그 때문에, 상기 처리가 행해지는 진공 챔버 내에는, 배치면에 배치된 반도체 기판을 그 하면으로부터 가열하는 서셉터라고도 부르는 기판 가열 히터가 탑재되어 있다.
상기 기판 가열 히터는, 예컨대 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 상면에 평탄한 기판 배치면을 구비한 세라믹스제의 원판형 부재를 포함하는 기판 배치대와, 이것을 하면측으로부터 지지하는 통형 지지체로 구성되어 있다. 상기 기판 배치대의 내부에는 전열 코일이나 패터닝된 금속 박막 등의 발열 회로가 기판 배치면에 평행한 면내에 매설되어 있다. 상기 발열 회로의 양단부에는 기판 배치대의 하면측에 설치한 1쌍의 전극 단자가 전기적으로 접속되어 있고, 이 1쌍의 전극 단자 및 그 인출선을 통해 외부 전원으로부터 상기 발열 회로에 급전이 행해진다.
상기한 기판 가열 히터에서는, 제품이 되는 반도체 디바이스의 품질에 편차가 생기지 않도록, 기판 배치면에서의 균열성을 높여 반도체 기판을 전면에 걸쳐 균일하게 가열하는 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 상기 발열 회로의 회로 패턴을 치밀하게 하여 온도 불균일이 생기지 않도록 하거나, 기판 배치면을 복수의 존(멀티 존)으로 구분하여 이들의 각각에 배치한 발열 회로에 개별로 급전함으로써 존마다 세심하게 온도 제어하거나 하는 것이 행해지고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2003-17224호 공보
본 개시에 따른 반도체 기판 가열용 기판 배치대는, 한쪽 면을 반도체 기판의 배치면으로 하고, 상기 배치면과는 반대쪽 면에 통형 지지체의 접속부를 갖는 세라믹스제의 반도체 기판 가열용 기판 배치대로서, 상기 기판 배치대의 내부에 설치된 복수의 발열 회로와, 상기 기판 배치대의 상기 배치면과는 반대쪽 면의 중앙부에 있어서, 상기 통형 지지체가 접속되는 내측 영역에 설치된 복수의 전극 단자를 구비하고, 상기 발열 회로 중의 적어도 2개의 발열 회로의 각각의 편단부(片端部)는, 상기 전극 단자 중의 하나인 공용 전극 단자와, 공통되는 연장 부분을 통해 접속되어 있는 반도체 기판 가열용 기판 배치대이다.
또한 본원은, 상기 반도체 기판 가열용 기판 배치대와 통형 지지체를 갖는 반도체 기판 가열 히터를 개시한다.
도 1은 본 개시에 따른 기판 배치대를 갖는 반도체 기판 가열 히터의 실시형태의 종단면 모식도이다.
도 2는 도 1의 기판 배치대의 중앙 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 일 구체예이다.
도 3은 도 1의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제1 구체예이다.
도 4는 종래의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제1 구체예이다.
도 5는 도 1의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제2 구체예이다.
도 6은 종래의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제2 구체예이다.
도 7은 도 1의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제3 구체예이다.
도 8은 종래의 기판 배치대의 외주 존에 매설되어 있는 발열 회로의 회로 패턴의 제3 구체예이다.
[본 개시가 해결하고자 하는 과제]
박막 처리시에, 진공 챔버 내의 분위기는 부식 환경이 되기 때문에, 기판 배치대의 하면측으로 돌출되도록 하여 설치되어 있는 전극 단자는, 진공 챔버 내의 분위기로부터 격리되는 것이 바람직하다. 그래서, 통형 지지체의 상하 단부를 기판 배치대의 하면 및 진공 챔버의 바닥부에 각각 기밀하게 시일함과 더불어, 상기 전극 단자를 통형 지지체의 내측에 설치하는 것이 행해지고 있다. 이 경우, 기판 배치면을 예컨대 중앙 존과 이것을 둘러싸는 환형의 외주 존의 2존으로 구분하여 이들 각각에 발열 회로를 설치하는 구조에서는, 일반적으로 상기 중앙 존의 직경보다 통형 지지체의 내경 쪽이 작다. 상기 외주 존을 가열하는 발열 회로의 양단부를 연장하여 상기한 중앙 존 내를 통과시키고, 통형 지지체의 내측에 설치한 전극 단자에 접속시킬 필요가 있다.
이 연장 부분으로부터도 주울 열이 발생하기 때문에, 상기 연장 부분은 기판 배치면의 균열성에 영향을 미친다. 종래에는 그 영향은 무시할 수 있을 정도로 작았기 때문에 문제시되는 일은 거의 없었다. 그러나 최근의 반도체 디바이스의 미세화에 따라, 기판 배치면의 온도 분포에는 보다 정밀한 제어가 요구되게 되어, 지금까지 문제시되지 않았던 상기 연장 부분의 영향을 저감할 필요가 있게 되었다.
[본 개시의 효과]
본 개시에 따르면, 기판 배치면의 중앙부에 배치되는 전극 단자에 접속하는 복수의 발열 회로의 단부의 구조를 간소화할 수 있기 때문에, 상기 기판 배치면의 균열성에의 악영향을 억제하면서 상기 기판 배치면을 보다 정밀하게 온도 제어하는 것이 가능해진다.
[본 개시의 실시형태의 설명]
처음에 본 개시의 실시형태를 열기하여 설명한다. 본 개시의 반도체 기판 가열용 기판 배치대의 실시형태는, 한쪽 면을 반도체 기판의 배치면으로 하고, 상기 배치면과는 반대쪽 면에 통형 지지체의 접속부를 갖는 세라믹스제의 반도체 기판 가열용 기판 배치대로서, 상기 기판 배치대의 내부에 설치된 복수의 발열 회로와, 상기 기판 배치대의 상기 배치면과는 반대쪽 면의 중앙부에 있어서, 상기 통형 지지체가 접속되는 내측 영역에 설치된 복수의 전극 단자를 구비하고, 상기 발열 회로 중의 적어도 2개의 발열 회로의 각각의 편단부는, 상기 전극 단자 중의 하나인 공용 전극 단자와, 공통되는 연장 부분을 통해 접속되어 있다. 이것에 의해, 기판 배치면의 중앙부에 배치되는 전극 단자에 접속하는 발열 회로의 단부의 구조를 간소화할 수 있기 때문에, 상기 기판 배치면의 균열성에의 악영향을 억제하면서 상기 기판 배치면을 보다 정밀하게 온도 제어할 수 있다.
상기 본 개시의 반도체 기판 가열용 기판 배치대의 실시형태에 있어서는, 상기 복수의 발열 회로는 각각 개별로 온도 제어되는 것이 바람직하다. 이것에 의해 기판 배치면을 보다 미세하게 온도 제어할 수 있다. 또한, 상기 본 개시의 반도체 기판 가열용 기판 배치대의 실시형태에 있어서는, 상기 복수의 발열 회로는, 상기 배치면의 중앙 존을 가열하는 중앙 존 발열 회로와, 상기 중앙 존의 주위를 가열하는 복수의 외주 존 발열 회로를 포함하고, 상기 적어도 2개의 발열 회로는, 상기 외주 존 발열 회로인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 기판 배치면의 내주 존의 균열성에의 악영향을 억제하면서, 그 주위의 외주 존을 세심하게 온도 제어할 수 있다.
또한, 상기 중앙 존 발열 회로와 상기 외주 존 발열 회로는 상기 기판 배치대의 두께 방향에 있어서 상이한 평면 내에 매설되어 있으면 좋다. 발열 회로끼리 및 전극 단자에 대한 연장 배선 부분의 간섭을 없애어, 구성을 간소화할 수 있다.
여기서, 상기 중앙 존 발열 회로는, 상기 웨이퍼 배치면의 중심을 중심으로 하는 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 인접한 상기 만곡 도전부를 접속하는 직선 도전부로 구성되면 좋다. 또한, 상기 외주 존 발열 회로는, 상기 중앙 존 발열 회로의 주위를 둘러싸는 원환형의 부분을 둘레 방향으로 구분한 복수의 존에 있어서, 각각 상기 웨이퍼 배치면의 중심을 중심으로 하는 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 인접한 상기 만곡 도전부를 접속하는 직선 도전부로 구성되어 있으면 좋다. 기판 배치면의 중앙부에 배치되는 전극 단자에 접속하는 복수의 발열 회로의 단부의 구조를 간소화하면서, 기판 배치면의 균열성을 확보할 수 있다.
또한, 본 개시는, 상기한 반도체 기판 가열용 기판 배치대와, 통형 지지체를 갖는 반도체 기판 가열 히터를 포함한다.
다음에, 본 개시의 기판 배치대를 갖는 반도체 기판 가열 히터의 일 실시형태로서, 반도체 기판에 대하여 에칭 처리나 CVD 처리 등을 행하는 반도체 제조 장치의 진공 챔버 내에 탑재되는 반도체 기판 가열 히터에 대해서 설명한다. 도 1은 본 개시에 따른 기판 배치대를 갖는 반도체 기판 가열 히터(3)의 실시형태의 종단면 모식도이다. 또한, 도 1은 원판형의 기판 배치대의 중심을 지나는 하나의 직선으로 절단한 단면을 정확하게 나타낸 도면이 아니라, 구성 요소의 매설 상태를 설명하기 쉽게 하기 위해 모식적으로 단면의 상태를 나타낸 도면이다. 이 본 개시의 일 실시형태의 반도체 기판 가열 히터(3)는, 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 기판(W)을 배치하는 기판 배치면(1a)을 상면에 구비한 아주 적합하게는 세라믹스를 포함하는 대략 원판형의 기판 배치대(1)와, 이것을 하면으로부터 지지하도록 접속부(1b)에서 접속되고, 아주 적합하게는 세라믹스를 포함하는 대략 원통 형상의 통형 지지체(2)를 갖고 있다.
통형 지지체(2)의 상하 양단부에는 외측으로 굴곡된 플랜지부가 형성되어 있다. 플랜지부의 환형 단면에 설치한 도시하지 않은 O-링, 개스킷 등의 시일재 및 상기 플랜지부를 관통하는 도시하지 않은 나사 등의 결합 수단에 의해, 상기 상하 양단부는 기판 배치대(1)의 하면 및 진공 챔버(도시하지 않음)의 바닥면에 각각 기밀하게 접합되어 있다. 이것에 의해, 통형 지지체(2)의 내측을 진공 챔버 내의 부식성 가스 분위기로부터 격리하는 것이 가능해진다.
상기한 기판 배치대(1)나 통형 지지체(2)의 아주 적합한 재질인 세라믹으로는, 예컨대 질화알루미늄, 질화규소, 탄화규소, 산화알루미늄 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 열전도율이 높은 질화알루미늄이 바람직하다. 기판 배치대(1)와 통형 지지체(2)는 서로 동일한 재질을 포함하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 가열이나 냉각시에 동일하게 팽창이나 축소시킬 수 있기 때문에, 열 응력에 의한 기판 배치면(1a)의 휨이나 기판 배치대(1)와 통형 지지체(2)와의 접합부의 파손 등의 문제를 쉽게 일으키지 않게 할 수 있다.
본 개시의 일 실시형태의 반도체 기판 가열 히터(3)에서는, 이 기판 배치대(1)의 내부에, 기판 배치면(1a)의 중앙 존을 가열하는 중앙 존 발열 회로(10)와, 상기 중앙 존 주위의 환형의 외주 존을 가열하는 2개의 외주 존 발열 회로(21, 22)가 매설되어 있다. 이들 외주 존 발열 회로(21, 22)는, 기판 배치면(1a)에 평행한 동일 평면 내에 매설되어 있고, 이 동일 평면보다 기판 배치면(1a)에 가까운 면내에 상기한 중앙 존 발열 회로(10)가 매설되어 있다. 즉, 중앙 존 발열 회로(10)와 외주 존 발열 회로(21, 22)는 기판 배치대(1)의 두께 방향에 있어서 서로 상이한 평면 내에 각각 매설되어 있다. 따라서, 이들 중앙 존 발열 회로(10)와 외주 존 발열 회로(21, 22)가 서로 물리적으로 간섭하는 일은 없다.
이들 복수의 발열 회로 중, 중앙 존 발열 회로(10)는 예컨대 도 2에 도시된 바와 같은 회로 패턴을 갖고 있다. 즉, 이 도 2에 도시된 중앙 존 발열 회로(10)는, 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 이들 만곡 도전부의 인접한 것 끼리를 접속하는 직선 도전부로 연속형으로 형성되어 있고, 그 양단부는 함께 기판 배치면(1a)의 중심부에 배치되어 있다. 그리고, 이 양단부에 각각 전극 단자(30a, 30b)가 접속되어 있다.
한편, 2개의 외주 존 발열 회로(21, 22)는 예컨대 도 3에 도시된 제1 구체예의 회로 패턴을 갖고 있다. 즉, 이 도 3에 도시된 회로 패턴에서는, 2개의 외주 존 발열 회로(21, 22)는 전술한 환형의 외주 존을 그 둘레 방향으로 2등분하여 얻어지는 2개의 부채형 존에 각각 매설되어 있다. 이들 2개의 외주 존 발열 회로(21, 22)의 각각은, 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 이들 만곡 도전부의 인접한 것 끼리를 접속하는 직선 도전부로 연속형으로 형성되어 있고, 이들 외주 존 발열 회로(21, 22)의 일단부는, 기판 배치면(1a)의 중심을 향해 서로 평행하게 연장되는 2개의 비공유 연장 부분(21a, 22a)을 통해 2개의 전극 단자(31, 32)에 각각 접속되어 있다. 한편, 이들 2개의 외주 존 발열 회로(21, 22)의 타단부는, 기판 배치면(1a)의 중심을 향하는 1개의 광폭의 공유 연장 부분(20)을 공유하고 있고, 이 공유 연장 부분(20)을 통해 하나의 공용 전극 단자(33)에 접속되어 있다.
이러한 구조에 의해, 기판 배치면(1a)의 중앙부에 배치되는 전극 단자군(30a, 30b, 31∼33)에 접속하는 복수의 발열 회로의 단부의 구조를 간소화할 수 있어, 기판 배치면(1a)의 균열성에의 악영향을 억제하면서 기판 배치면(1a)을 보다 정밀하게 온도 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기한 광폭의 공유 연장 부분(20)을 채용하지 않는 경우에는, 예컨대 도 4에 도시된 기판 배치대(100)와 같이, 2개의 외주 존 발열 회로(121, 122)의 각각에 2개의 비공유 연장 부분(121a, 121b, 122a, 122b)을 마련할 필요가 있기 때문에, 기판 배치면(1a)의 중앙부의 구조가 복잡해진다.
본 개시의 실시형태의 기판 배치대의 외주 존 발열 회로의 회로 패턴은 도 3의 경우에 한정되는 것이 아니라, 도 5에 도시된 제2 구체예의 회로 패턴이라도 좋다. 이 도 5에 도시된 회로 패턴에서는, 기판 배치대(200)의 기판 배치면의 중심점에 관하여 대칭인 4개의 부채형 존에 4개의 대략 동 형상의 외주 존 발열 회로(221∼224)가 각각 설치되어 있다. 이들 4개의 외주 존 발열 회로(221∼224)의 각각은, 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 이들 만곡 도전부의 인접한 것 끼리를 접속하는 직선 도전부로 연속형으로 형성되어 있다. 이들 외주 존 발열 회로(221∼224)의 일단부는, 기판 배치면의 중심을 향해 2개씩 평행하게 연장되는 4개의 비공유 연장 부분(221a∼224a)을 통해 4개의 전극 단자(231∼234)에 각각 접속되어 있다. 한편, 이들 4개의 외주 존 발열 회로(221∼224)의 타단부는, 기판 배치면의 중심을 향하는 광폭의 2개의 공유 연장 부분(220a, 220b)을 2개씩 공유하고 있고, 이들 공유 연장 부분(220a, 220b)을 통해 하나의 공용 전극 단자(235)에 접속되어 있다.
이러한 구조에 의해, 기판 배치면의 중앙부에 배치되는 전극 단자군에 접속하는 발열 회로의 단부의 구조를 간소화할 수 있다. 이것에 의해 기판 배치면을 보다 정밀하게 온도 제어할 수 있다. 즉, 상기한 광폭의 공유 연장 부분(220a, 220b)을 채용하지 않는 경우에는, 예컨대 도 6에 도시된 기판 배치대(300)와 같이, 4개의 외주 존 발열 회로(321∼324)의 각각에 2개의 비공유 연장 부분(321a, 321b, 322a, 322b, 323a, 323b, 324a, 324b)을 마련할 필요가 있기 때문에, 기판 배치면의 중앙부의 구조가 복잡해진다.
본 개시의 실시형태의 기판 배치대의 외주 존 발열 회로의 회로 패턴은 또한 도 7에 도시된 제3 구체예의 회로 패턴이라도 좋다. 이 도 7에 도시된 회로 패턴에서는, 기판 배치대(400)의 기판 배치면의 중심점에 관하여 대칭인 6개의 부채형 존에 6개의 대략 동 형상의 외주 존 발열 회로(421∼426)가 각각 설치되어 있다. 이들 6개의 외주 존 발열 회로(421∼426)의 각각은, 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 이들 만곡 도전부의 인접한 것 끼리를 접속하는 직선 도전부로 연속형으로 형성되어 있다. 이들 외주 존 발열 회로(421∼426)의 일단부는, 기판 배치면의 중심을 향해 2개씩 평행하게 연장되는 6개의 비공유 연장 부분(421a∼426a)을 통해 6개의 전극 단자(431∼436)에 각각 접속되어 있다. 한편, 이들 6개의 외주 존 발열 회로(421∼426)의 타단부는, 기판 배치면의 중심을 향하는 3개의 광폭의 공유 연장 부분(420a, 420b, 420c)을 2개씩 공유하고 있고, 이들 공유 연장 부분(420a∼420c)을 통해 하나의 공용 전극 단자(437)에 접속되어 있다.
이러한 구조에 의해, 기판 배치면의 중앙부에 배치되는 전극 단자군에 접속되는 발열 회로의 단부의 구조를 간소화할 수 있다. 이것에 의해 기판 배치면을 보다 정밀하게 온도 제어할 수 있다. 즉, 상기한 광폭의 공유 연장 부분(420a∼420c)을 채용하지 않는 경우에는, 예컨대 도 8에 도시된 기판 배치대(500)와 같이, 6개의 외주 존 발열 회로(521∼526)의 각각에 2개의 비공유 연장 부분(521a, 521b, 522a, 522b, 523a, 523b, 524a, 524b, 525a, 525b, 526a, 526b)을 마련할 필요가 있기 때문에, 기판 배치면의 중앙부의 구조가 복잡해진다.
본 개시의 실시형태의 반도체 기판 가열 히터는, 상기한 기판 배치대에 매설되어 있는 모든 발열 회로의 각각이 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 이것에 의해 기판 배치면을 국소적으로 가열할 수 있기 때문에, 예컨대 로드 록의 개폐 등에 의해 기판 배치면이 부분적으로 냉각되는 경우여도 균열성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 각 발열 회로의 단부와 전극 단자의 접속은, 코킹, 용접, 납접, 나사 고정 등의 접합 수단으로 접속할 수 있다.
이상, 본 발명의 반도체 기판 가열용 기판 배치대에 대해서 일 실시형태를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위의 여러 가지 양태로 실시하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 기술적 범위는, 청구범위 및 그 균등물에 미치는 것이다.
실시예
질화알루미늄 분말 99.5 질량부에 소결 조제로서 산화이트륨 0.5 질량부를 첨가하고, 바인더, 유기 용제를 더 첨가하여, 볼밀 혼합함으로써, 슬러리를 제작하였다. 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이법으로 분무함으로써 과립을 제작하고, 이것을 프레스 성형하여 3장의 성형체를 제작하였다. 이들 성형체를 질소 분위기 내에서 700℃의 조건으로 탈지한 후, 질소 분위기 내에서 1850℃에서 소결하여, 3장의 질화알루미늄 소결체를 얻었다. 얻어진 소결체를, 직경 330 ㎜, 두께 8 ㎜의 원판형으로 가공하였다. 이때의 표면 거칠기는 Ra로 0.8 ㎛, 평면도는 50 ㎛였다.
이들 3장의 질화알루미늄 소결체 중, 중간에 위치하는 소결체의 상면의 직경 160 ㎜의 원형의 중앙 존에, 도 2에 도시된 원형 동심원의 회로 패턴을 선폭 4 ㎜, 두께 20 ㎛로 형성하도록 텅스텐 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄에 의해 도포하였다. 또한 동일한 소결체의 하면의 직경 160 ㎜의 중앙 존보다 외측의 환형의 외주 존에, 도 3에 도시된 환형 동심원의 회로 패턴을 선폭 4 ㎜, 두께 20 ㎛로 형성하도록 텅스텐 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄에 의해 도포하였다. 또한, 공유 연장 부분에 대해서는 선폭을 8 ㎜로 하였다. 그리고, 이들 텅스텐 페이스트를 질소 분위기 내의 700℃에서의 탈지와 1830℃에서의 소성을 행하여 발열 회로를 형성하였다.
이 중간에 위치하는 소결체를, 대향면에 접착용 질화알루미늄을 주성분으로 하는 접착 재료를 도포하고 나서 탈지한 남는 2장의 소결체로 끼워 접합시켰다. 이와 같이 하여 얻은 접합체에 대하여 그 하면에, 상기한 발열 회로의 단부가 노출되도록 바닥이 있는 구멍을 형성하여, 거기에 텅스텐제의 외부 단자를 끼워넣어 발열 회로에 전기적으로 접속하였다. 이와 같이 하여 시료 1의 기판 배치대를 제작하였다. 또한, 환형의 외주 존에 도 3에 도시된 회로 패턴 대신에 각각 도 4∼8의 회로 패턴을 형성한 것 이외에는 상기 시료 1의 경우와 마찬가지로 하여 시료 2∼6의 기판 배치대를 제작하였다.
이와 같이 하여 제작한 시료 1∼6의 기판 배치대의 각각에 대하여, 양단부가 플랜지형으로 형성된 내경 60 ㎜, 높이 150 ㎜, 두께 2 ㎜의 질화알루미늄(AlN)제의 원통형 지지 부재의 일단부를 나사로 접합하였다. 또한, 플랜지형 부분과 기판 배치대의 접합면 사이는 개스킷을 이용하여 기밀하게 시일하였다. 그리고, 지지 부재의 내측에 위치하는 외부 단자에 인출선을 접속함과 더불어, 지지 부재의 타단부를 챔버의 바닥부에 개스킷으로 기밀 시일한 상태에서 클램프를 이용하여 고정하였다.
그리고, 시료 1∼6의 기판 배치대의 각각에 대하여, 발열 회로에 급전하여 기판 배치대를 가열하여 배치면의 균열성을 평가하였다. 구체적으로는, 기판 배치대의 발열 회로에 급전하여 기판 배치대를 500℃로 가열하였다. 이 상태에서, KLA-Tencor사의 SensArray 시리즈의 300 ㎜, 17점 기판 측온계를 이용하여 기판 배치면의 온도 분포를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 온도의 고저차는 시료 1, 3, 5에서는 1.9∼2.2℃인 데 반하여 시료 2, 4, 6은 이들보다 거의 배인 3.7∼5.0℃이다. 본 개시의 요건을 충족시키는 시료 1, 3, 5의 기판 배치대 쪽이 본 개시의 요건을 충족시키지 않는 시료 2, 4, 6의 기판 배치대보다 균열성이 우수한 것을 알 수 있었다.
W : 반도체 기판
1, 100, 200, 300, 400, 500 : 기판 배치대
1a : 기판 배치면
1b : 접속부
2 : 통형 지지체
3 : 반도체 기판 가열 히터
10 : 중앙 존 발열 회로
20 : 공유 연장 부분
21, 22 : 외주 존 발열 회로
21a, 22a : 비공유 연장 부분
30a, 30b, 31, 32 : 전극 단자
33 : 공용 전극 단자
121, 122 : 외주 존 발열 회로
121a, 121b, 122a, 122b : 비공유 연장 부분
220a, 220b : 공유 연장 부분
221∼224 : 외주 존 발열 회로
221a∼224a : 비공유 연장 부분
231∼234 : 전극 단자
235 : 공용 전극 단자
321∼324 : 외주 존 발열 회로
321a, 321b, 322a, 322b, 323a, 323b, 324a, 324b : 비공유 연장 부분
420a, 420b, 420c : 공유 연장 부분
421∼426 : 외주 존 발열 회로
421a∼426a : 비공유 연장 부분
431∼436 : 전극 단자
437 : 공용 전극 단자
521∼526 : 발열 회로
521a, 521b, 522a, 522b, 523a, 523b, 524a, 524b, 525a, 525b, 526a, 526b : 연장 부분

Claims (6)

  1. 한쪽 면을 반도체 기판의 배치면으로 하고, 상기 배치면과는 반대쪽 면에 통형 지지체의 접속부를 갖는 세라믹스제의 반도체 기판 가열용 기판 배치대로서,
    상기 기판 배치대의 내부에 설치된 복수의 발열 회로와,
    상기 기판 배치대의 상기 배치면과는 반대쪽 면의 중앙부에 있어서, 상기 통형 지지체가 접속되는 내측 영역에 설치된 복수의 전극 단자를 구비하고,
    상기 발열 회로 중 적어도 2개의 발열 회로의 각각의 편단부(片端部)는, 상기 전극 단자 중의 하나인 공용 전극 단자와, 공통되는 연장 부분을 통해 접속되어 있는 것인, 반도체 기판 가열용 기판 배치대.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 발열 회로는 각각 개별로 온도 제어되는 것인, 반도체 기판 가열용 기판 배치대.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 발열 회로는,
    상기 배치면의 중앙 존을 가열하는 중앙 존 발열 회로와,
    상기 중앙 존의 주위를 가열하는 복수의 외주 존 발열 회로를 포함하고,
    상기 적어도 2개의 발열 회로는 상기 외주 존 발열 회로인 것인, 반도체 기판 가열용 기판 배치대.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중앙 존 발열 회로는, 상기 웨이퍼 배치면의 중심을 중심으로 하는 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 인접한 상기 만곡 도전부를 접속하는 직선 도전부로 구성되고,
    상기 외주 존 발열 회로는, 상기 중앙 존 발열 회로의 주위를 둘러싸는 원환형의 부분을 둘레 방향으로 구분한 복수의 존에 있어서, 각각 상기 웨이퍼 배치면의 중심을 중심으로 하는 동심 원형의 복수의 만곡 도전부와, 인접한 상기 만곡 도전부를 접속하는 직선 도전부로 구성되어 있는 것인, 반도체 기판 가열용 기판 배치대.
  5. 반도체 기판 가열 히터로서,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 기판 가열용 기판 배치대와, 통형 지지체를 갖는 반도체 기판 가열 히터.
  6. 반도체 기판 가열 히터로서,
    한쪽 면을 반도체 기판의 배치면으로 하는 세라믹스제의 기판 배치대와,
    상기 기판 배치대의 상기 배치면과는 반대쪽 면의 중앙부에 접속된 세라믹스제의 통형 지지체를 가지며,
    상기 기판 배치대는, 중앙 존 발열 회로와,
    상기 중앙 존 발열 회로와는 상기 기판 배치대의 두께 방향에 있어서 상이한 평면 내에 매설된 복수의 외주 존 발열 회로와,
    상기 기판 배치대의 상기 배치면과는 반대쪽 면에 있어서, 상기 통형 지지체가 접속되는 내측 영역에 설치된 복수의 전극 단자를 구비하고,
    상기 외주 존 발열 회로 중 적어도 2개의 발열 회로의 각각의 편단부는, 상기 전극 단자 중의 하나의 공용 전극 단자와, 공통되는 연장 부분을 통해 접속되어 있는 것인 반도체 기판 가열 히터.
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