KR20210058993A - 세라믹 히터 - Google Patents

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KR20210058993A
KR20210058993A KR1020217013827A KR20217013827A KR20210058993A KR 20210058993 A KR20210058993 A KR 20210058993A KR 1020217013827 A KR1020217013827 A KR 1020217013827A KR 20217013827 A KR20217013827 A KR 20217013827A KR 20210058993 A KR20210058993 A KR 20210058993A
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마사키 이시카와
스이치로 모토야마
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엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

세라믹 히터(10)는, 세라믹 플레이트(20)와, 주저항 발열체(22)와, 부저항 발열체(23, 25)를 구비하고 있다. 주저항 발열체(22)는, 세라믹 플레이트(20)의 내부에서 웨이퍼 배치면(20a)과 평행인 제1 면(P1)에 마련된 코일형의 발열체이다. 부저항 발열체(23, 25)는, 세라믹 플레이트(20)의 내부에서 제1 면(P1)과 평행이며 제1 면(P1)과 웨이퍼 배치면(20a) 사이에 있는 제2 면(P2)에 마련되며, 주저항 발열체(22)에 의한 가열을 보완하는 이차원 형상의 발열체이다.

Description

세라믹 히터
본 발명은 세라믹 히터에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 있어서는, 웨이퍼를 가열하기 위한 세라믹 히터가 채용되어 있다. 이러한 세라믹 히터로서는, 소위 2존 히터가 알려져 있다. 이 종류의 2존 히터로서는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 세라믹 기체 중에, 내주측 저항 발열체와 외주측 저항 발열체를 동일 평면에 매설하고, 각 저항 발열체에 각각 독립적으로 전압을 인가함으로써, 각 저항 발열체로부터의 발열을 독립적으로 제어하는 것이 알려져 있다. 각 저항 발열체는, 텅스텐 등의 고융점 금속을 포함하는 코일이다.
특허문헌 1: 일본 특허 제3897563호 공보
그러나, 특허문헌 1에서는, 각 저항 발열체가 코일이기 때문에, 이웃하는 코일끼리가 단락하지 않도록 간격을 비워 둘 필요가 있었다. 또한, 세라믹 히터는 세라믹 플레이트를 상하 방향으로 관통하는 가스 구멍이나 리프트 핀 구멍이 마련되어 있지만, 각 저항 발열체는 이러한 구멍을 우회할 필요가 있었다. 그 때문에, 충분한 균열성이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 주저항 발열체로서 코일을 이용한 경우라도 충분한 균열성이 얻어지도록 하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 세라믹 히터는,
웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 플레이트와,
상기 세라믹 플레이트의 내부에서 상기 웨이퍼 배치면과 평행인 제1 면 내에 마련된 코일형의 주저항 발열체와,
상기 세라믹 플레이트의 내부에서 상기 제1 면과 평행인 제2 면에 마련되며, 상기 주저항 발열체에 의한 가열을 보완하는 이차원 형상의 부저항 발열체
를 구비한 것이다.
이 세라믹 히터에서는, 세라믹 플레이트의 내부에 마련된 코일형의 주저항 발열체에 의해 웨이퍼 배치면에 배치되는 웨이퍼를 가열한다. 주저항 발열체는, 코일이기 때문에, 배선하는 데 있어서는 제약이 있다. 그 때문에, 주저항 발열체에 의한 가열만으로는 온도의 미조정이 어렵다. 본 발명에서는, 세라믹 플레이트의 내부에서 주저항 발열체가 마련된 제1 면과 평행인 제2 면 상에, 이차원 형상의 부저항 발열체가 마련되어 있다. 이 부저항 발열체는, 이차원 형상이기 때문에, 인쇄에 의해 제작할 수 있어, 자유도가 높은 배선(예컨대 선폭을 가늘게 하거나 선간을 좁게 하거나 하여 고밀도로 배선하는 등)이 가능해진다. 그 때문에, 부저항 발열체는, 코일형의 주저항 발열체에 의한 가열을 보완하여 온도를 미조정할 수 있다. 따라서, 주저항 발열체로서 코일을 이용한 경우라도 충분한 균열성이 얻어진다.
또한, 주저항 발열체와 부저항 발열체는, 동일한 재료로 형성되어 있어도 좋고, 다른 재료로 형성되어 있어도 좋다. 「평행」이란, 완전히 평행인 경우 외에, 실질적으로 평행인 경우(예컨대 공차의 범위에 들어가는 경우 등)도 포함한다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 제2 면은, 상기 제1 면과 상기 웨이퍼 배치면 사이에 있는 것으로 하여도 좋다. 이렇게 하면, 부저항 발열체에 의한 가열이 웨이퍼 배치면의 온도에 반영되기 쉽기 때문에, 웨이퍼 배치면의 온도를 미조정하기 쉽다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 부저항 발열체는, 세라믹을 함유하고 있어도 좋다. 세라믹을 함유함으로써, 부저항 발열체의 열팽창 계수를 세라믹 플레이트의 열팽창 계수에 근접시킬 수 있으며 부저항 발열체와 세라믹 플레이트의 접합 강도를 올릴 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 주저항 발열체는, 상기 제1 면 내의 m개(m은 1 이상의 정수)의 존(zone) 각각에 마련되고, 상기 부저항 발열체는, 상기 제2 면 내의 n개(n은 m보다 큰 정수)의 존 각각에 마련되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 존마다 개별로 온도를 조정할 수 있기 때문에, 웨이퍼 배치면의 온도를 미조정하기 쉽다. 특히, 제1 면보다 많은 존으로 나뉘어진 제2 면의 존 각각에, 온도의 미조정에 알맞은 부저항 발열체가 마련되어 있기 때문에, 웨이퍼 배치면의 온도를 미조정하기 쉽다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 부저항 발열체는, 부채형으로 분할되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 세라믹 플레이트의 둘레 방향에서의 균열성을 개선하는 것이 가능해져, 보다 세심한 온도 제어가 가능해진다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 부저항 발열체가 상기 주저항 발열체보다 구멍에 가까워지도록 하여도 좋다. 이렇게 하면, 주저항 발열체에 의한 가열만으로는 온도가 낮아지기 쉬운 구멍의 주위를 부저항 발열체에 의한 가열로 보완하여, 온도를 미조정할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 웨이퍼 배치면을 평면에서 보았을 때에 상기 주저항 발열체의 단자와 중첩되는 위치에 상기 부저항 발열체가 배치되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 저온이 되기 쉬운 주저항 발열체의 단자의 바로 위 부근을 부저항 발열체에 의한 가열로 보완하여, 온도를 미조정할 수 있다.
도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도이다.
도 2는 세라믹 히터(10)의 종단면도이다.
도 3은 세라믹 플레이트(20)를 제1 면(P1)으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도이다.
도 4는 세라믹 플레이트(20)를 제2 면(P2)으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도이다.
본 발명이 적합한 실시형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 세라믹 히터(10)의 사시도이고, 도 2는 세라믹 히터(10)의 종단면도[세라믹 히터(10)를 중심축을 포함하는 면으로 절단하였을 때의 단면도]이다. 도 3은 세라믹 플레이트(20)를 제1 면(P1)으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도이고, 도 4는 세라믹 플레이트(20)를 제2 면(P2)으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도이다. 또한, 도 3, 4에서는 절단면을 나타내는 해칭을 생략하였다.
세라믹 히터(10)는, 에칭이나 CVD 등의 처리가 실시되는 웨이퍼를 가열하기 위해 이용되는 것이며, 도시하지 않는 진공 챔버 내에 마련된다. 이 세라믹 히터(10)는, 웨이퍼 배치면(20a)을 갖는 원반형의 세라믹 플레이트(20)와, 세라믹 플레이트(20)의 웨이퍼 배치면(20a)과는 반대측의 면(이면)(20b)에 세라믹 플레이트(20)와 동축이 되도록 접합된 통형 샤프트(40)를 구비하고 있다.
세라믹 플레이트(20)는, 질화알루미늄이나 알루미나 등으로 대표되는 세라믹 재료를 포함하는 원반형의 플레이트이다. 세라믹 플레이트(20)의 직경은, 예컨대 300 ㎜ 정도이다. 세라믹 플레이트(20)의 웨이퍼 배치면(20a)에는, 도시하지 않지만 미세한 요철이 엠보스 가공에 의해 마련되어 있다. 세라믹 플레이트(20)는, 웨이퍼 배치면(20a)에 평행인 가상의 제1 면(P1)과, 제1 면(P1)에 평행인 가상의 제2 면(P2)을 가지고 있다. 제2 면(P2)은, 제1 면(P1)과 웨이퍼 배치면(20a) 사이에 있다. 세라믹 플레이트(20)의 제2 면(P2)은, 세라믹 플레이트(20)와 동심 원형의 가상 경계(20c)(도 4 참조)에 의해 소원형의 내주측 존(Z1)과 원환형의 외주측 존(Z2)으로 나뉘어져 있다. 가상 경계(20c)의 직경은, 예컨대 200 ㎜ 정도이다. 세라믹 플레이트(20)의 제1 면(P1)에는, 주저항 발열체(22)가 마련되어 있다. 세라믹 플레이트(20)의 제2 면(P2)에는, 내주측 존(Z1)에 내주측 부저항 발열체(23)가 마련되고, 외주측 존(Z2)에 외주측 부저항 발열체(25)가 마련되어 있다. 이렇게 하여, 주저항 발열체(22) 및 부저항 발열체(23, 25)가 세라믹 플레이트(20) 내에 매설되어 있다.
세라믹 플레이트(20)는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 가스 구멍(26)을 구지하고 있다. 가스 구멍(26)은, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)으로부터 웨이퍼 배치면(20a)까지 관통하고 있고, 웨이퍼 배치면(20a)에 마련된 요철과 웨이퍼 배치면(20a)에 배치되는 웨이퍼(W) 사이에 생기는 간극에 가스를 공급한다. 이 간극에 공급된 가스는, 웨이퍼 배치면(20a)과 웨이퍼(W)의 열전도를 양호하게 하는 역할을 달성한다. 또한, 세라믹 플레이트(20)는, 복수의 리프트 핀 구멍(28)을 구비하고 있다. 리프트 핀 구멍(28)은, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)으로부터 웨이퍼 배치면(20a)까지 관통하고 있고, 도시하지 않는 리프트 핀이 삽입 관통된다. 리프트 핀은, 웨이퍼 배치면(20a)에 배치된 웨이퍼(W)를 들어 올리는 역할을 달성한다. 본 실시형태에서는, 리프트 핀 구멍(28)은, 동일 원주 상에 등간격이 되도록 복수(여기서는 3개) 마련되어 있다.
주저항 발열체(22)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)의 중앙부[세라믹 플레이트(20)의 이면(20b) 중 통형 샤프트(40)로 둘러싸인 영역]에 배치된 한쌍의 단자(22a, 22b)의 한쪽으로부터 단을 내어, 일필휘지의 요령으로 복수의 절첩부에서 절첩되면서 제1 면(P1)의 거의 전역에 배선된 후, 한쌍의 단자(22a, 22b)의 다른쪽에 이르도록 형성되어 있다. 주저항 발열체(22)는, 가스 구멍(26)이나 리프트 핀 구멍(28)을 우회하는 만곡부(22p)를 가지고 있다. 주저항 발열체(22)는, 고융점 금속 또는 그 탄화물을 주성분으로 하는 코일이다. 고융점 금속으로서는, 예컨대, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 백금, 레늄, 하프늄 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 고융점 금속의 탄화물로서는, 예컨대 탄화텅스텐이나 탄화몰리브덴 등을 들 수 있다. 주저항 발열체(22)는 코일이기 때문에, 이웃하는 코일끼리의 간격은 단락하지 않도록 넓게 설정되어 있다.
내주측 부저항 발열체(23)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)의 중앙부에 배치된 한쌍의 단자(23a, 23b)의 한쪽으로부터 단을 내어, 일필휘지의 요령으로 복수의 절첩부에서 절첩되면서 내주측 존(Z1)의 거의 전역에 배선된 후 한쌍의 단자(23a, 23b)의 다른쪽에 이르도록 형성되어 있다. 내주측 부저항 발열체(23)는, 웨이퍼 배치면(20a)을 평면에서 보았을 때에 주저항 발열체(22)의 단자(22a, 22b)와 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 외주측 부저항 발열체(25)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 세라믹 플레이트(20)의 중앙부에 배치된 한쌍의 단자(25a, 25b)의 한쪽으로부터 단을 내어, 일필휘지의 요령으로 복수의 절첩부에서 절첩되면서 외주측 존(Z2)의 거의 전역에 배선된 후 한쌍의 단자(25a, 25b)의 다른쪽에 이르도록 형성되어 있다. 내주측 부저항 발열체(23) 및 외주측 부저항 발열체(25)는, 고융점 금속 또는 그 탄화물의 리본(평평하며 가늘고 긴 형상)이며, 고융점 금속 또는 그 탄화물의 페이스트를 인쇄함으로써 형성되어 있다. 그 때문에, 부저항 발열체(23, 25)는, 자유도가 높은 배선이 가능해진다. 구체적으로는, 부저항 발열체(23, 25)의 리본의 선폭은, 주저항 발열체(22)의 코일 직경보다 작게 형성되어 있다. 또한, 부저항 발열체(23, 25)의 이웃하는 리본끼리의 간격은, 주저항 발열체(22)의 이웃하는 코일끼리의 간격보다 좁아지도록 배선되어 있다. 또한, 부저항 발열체(23, 25)는, 절첩부(23c)끼리가 마주보고 있는 부분이나 절첩부(25c)끼리가 마주보고 있는 부분의 간격이, 주저항 발열체(22)의 절첩부(22c)끼리가 마주보고 있는 부분의 간격보다 좁아지도록 배선되어 있다. 또한, 부저항 발열체(23, 25)는, 주저항 발열체(22)에 비해서 가스 구멍(26)이나 리프트 핀 구멍(28)의 근방까지 배선되어 있다.
통형 샤프트(40)는, 세라믹 플레이트(20)와 마찬가지로 질화알루미늄, 알루미나 등의 세라믹으로 형성되어 있다. 통형 샤프트의 내직경은, 예컨대 40 ㎜ 정도, 외직경은 예컨대 60 ㎜ 정도이다. 이 통형 샤프트(40)는, 상단이 세라믹 플레이트(20)에 확산 접합되어 있다. 통형 샤프트(40)의 내부에는, 주저항 발열체(22)의 한쌍의 단자(22a, 22b)의 각각에 접속되는 급전봉(42a, 42b)이 배치되어 있다. 또한, 통형 샤프트(40)의 내부에는, 내주측 부저항 발열체(23)의 한쌍의 단자(23a, 23b)의 각각에 접속되는 급전봉(43a, 43b)이나, 외주측 부저항 발열체(25)의 한쌍의 단자(25a, 25b)의 각각에 접속되는 급전봉(45a, 45b)이 배치되어 있다. 급전봉(42a, 42b)은 주저항용 전원(32)에 접속되고, 급전봉(43a, 43b)은 부저항용 제1 전원(33)에 접속되고, 급전봉(45a, 45b)은 부저항용 제2 전원(35)에 접속되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 가스 구멍(26)에 가스를 공급하는 가스 공급관이나 리프트 핀 구멍(28)에 삽입 관통되는 리프트 핀도 통형 샤프트(40)의 내부에 배치된다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 사용예에 대해서 설명한다. 먼저, 도시하지 않는 진공 챔버 내에 세라믹 히터(10)를 설치하고, 그 세라믹 히터(10)의 웨이퍼 배치면(20a)에 웨이퍼(W)를 배치한다. 그리고, 도시하지 않는 내주측 열전대에 의해 검출된 내주측 존(Z1)의 온도가 미리 정해진 내주측 목표 온도가 되며, 도시하지 않는 외주측 열전대에 의해 검출된 외주측 존(Z2)의 온도가 미리 정해진 외주측 목표 온도가 되도록, 저항 발열체(22, 23, 25)에 공급하는 전력을 전원(32, 33, 35)에 의해 조정한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 온도가 원하는 온도가 되도록 제어된다. 이때, 주저항 발열체(22)는, 코일로 형성되어 있기 때문에, 각 존(Z1, Z2)의 온도가 각 목표 온도가 되도록 대충 제어하는 데 이용된다. 또한, 내주측 및 외주측 부저항 발열체(23, 25)는, 코일보다 고밀도로 배선된 리본으로 형성되어 있기 때문에, 각 존(Z1, Z2)의 온도가 각 목표 온도가 되도록 미조정하는 데 이용된다. 그리고, 진공 챔버 내를 진공 분위기 또는 감압 분위기가 되도록 설정하여, 진공 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(W)에 CVD 성막을 실시하거나 에칭을 실시하거나 한다.
이상 설명한 본 실시형태의 세라믹 히터(10)에서는, 부저항 발열체(23, 25)는, 리본형이기 때문에, 인쇄에 의해 제작할 수 있고, 선폭이나 선간을 작게 할 수 있어, 자유도가 높은 배선이 가능해진다. 그 때문에, 부저항 발열체(23, 25)는, 코일형의 주저항 발열체(22)에 의한 가열을 보완하여 온도를 미조정할 수 있다. 따라서, 주저항 발열체(22)로서 코일을 이용한 경우라도 충분한 균열성이 얻어진다.
또한, 주저항 발열체(22)는 코일이기 때문에 배선하는 데 있어서는 제약이 있다. 왜냐하면, 세라믹 히터(10)를 제작하는 데 있어서는, 코일을 세라믹 분말에 매설한 후 소성하는 경우가 있다. 그 경우, 세라믹 분말 내에서 코일이 이동하는 경우가 있기 때문에, 그것을 고려하여 코일을 배선할 필요가 있다. 이 때문에, 예컨대, 주저항 발열체(22)는, 이웃하는 코일끼리의 간격이나, 절첩부(22c)끼리가 마주보고 있는 부분의 간격을, 비교적 넓게 배선할 필요가 있다. 또한 예컨대, 주저항 발열체(22)는 가스 구멍(26)이나 리프트 핀 구멍(28)을 우회하여 배선할 필요가 있다. 그 때문에, 이웃하는 코일끼리 사이의 부분이나 절첩부(22c)끼리가 마주보고 있는 부분, 구멍(26, 28)의 주위 등에서는 그 외의 부분보다 온도가 낮아지기 쉬워, 온도의 미조정이 어렵다. 여기서는, 코일보다 배선 자유도가 높은 리본인 부저항 발열체(23, 25)가, 주저항 발열체(22)보다 선간이 좁아지도록 배선되고, 구멍(26, 28)의 근방까지 배선되어 있다. 이 때문에, 주저항 발열체(22)에 의한 가열에서는 온도가 낮아지기 쉬운 부분을 부저항 발열체(23, 25)에 의한 가열로 보완하는 등에 의해, 온도를 미조정할 수 있다. 또한, 코일끼리의 간격은 통상 1 ㎜ 정도 필요하다. 이에 대하여, 리본끼리의 간격은 리본이 인쇄로 제작할 수 있기 때문에 0.3 ㎜ 정도로 할 수 있다.
또한, 주저항 발열체(22)와 부저항 발열체(23, 25)가, 세라믹 플레이트의 내부 중 다른 면(P1, P2)에 각각 마련되어 있기 때문에, 양자를 동일면 내에 마련하는 경우보다, 부저항 발열체(23, 25)의 배선 자유도를 더욱 높일 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼 배치면(20a)의 온도를 미조정하기 쉽다. 여기서, 주저항 발열체(22)는, 일반적으로 리본형의 저항 발열체보다 발열량이 많은 코일형의 저항 발열체이고, 부저항 발열체(23, 25)는, 코일형의 저항 발열체보다 두께가 얇은 리본형의 저항 발열체이다. 이 때문에, 양자가 코일형인 경우보다 저항 발열체의 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 세라믹 플레이트(20)의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 양자가 리본형인 경우보다 발열량을 크게 하는 것이 용이하여, 세라믹 히터(10)의 고온화에 적합하다.
또한, 부저항 발열체(23, 25)가 마련된 제2 면(P2)은, 주저항 발열체(22)가 마련된 제1 면(P1)과 웨이퍼 배치면(20a) 사이에 있기 때문에, 부저항 발열체(23, 25)에 의한 가열이 웨이퍼 배치면(20a)의 온도에 반영되기 쉽다. 이 때문에, 웨이퍼 배치면(20a)의 온도를 미조정하기 쉽다.
그리고, 부저항 발열체(23, 25)는, 제2 면(P2) 내의 2개의 존(Z1, Z2) 각각에 마련되어 있기 때문에, 존마다 개별로 온도를 조정할 수 있다. 특히, 제1 면(P1)보다 많은 존으로 나뉘어진 제2 면(P2)의 존(Z1, Z2) 각각에, 온도의 미조정에 알맞은 부저항 발열체(23, 25)가 마련되어 있기 때문에, 웨이퍼 배치면(20a)의 온도를 미조정하기 쉽다. 부저항 발열체(23, 25)는, 배선 자유도가 높기 때문에, 다존화에 적합하다.
그리고 또한, 웨이퍼 배치면(20a)을 평면에서 보았을 때에 주저항 발열체(22)의 단자(22a, 22b)와 중첩되는 위치에 내주측 부저항 발열체(23)가 배치되어 있기 때문에, 저온이 되기 쉬운 주저항 발열체(22)의 단자(22a, 22b)의 바로 위 부근을 내주측 부저항 발열체(23)에 의한 가열로 보완하여, 온도를 미조정할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 하등 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지의 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
예컨대, 전술한 실시형태에서는, 부저항 발열체(23, 25)를 리본으로 하였지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니며, 이차원 형상이면 어떠한 형상을 채용하여도 좋다. 이차원 형상이면, 페이스트를 인쇄함으로써 제작할 수 있기 때문에, 부저항 발열체(23, 25)를 용이하게 가늘게 할 수 있어, 고밀도로 배선할 수 있다.
전술한 실시형태의 부저항 발열체(23, 25)는, 세라믹을 함유하고 있어도 좋다. 예컨대, 부저항 발열체(23, 25)를 인쇄에 의해 형성할 때의 페이스트에 세라믹을 함유시켜도 좋다. 이렇게 함으로써, 부저항 발열체(23, 25)의 열팽창 계수를 세라믹 플레이트(20)의 열팽창 계수에 근접시킬 수 있으며 부저항 발열체(23, 25)와 세라믹 플레이트(20)의 접합 강도를 올릴 수 있다.
전술한 실시형태에서는, 제2 면(P2)은 제1 면(P1)과 웨이퍼 배치면(20a) 사이에 있는 것으로 하였지만, 제2 면(P2)은 제1 면(P1)과 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b) 사이에 있어도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 부저항 발열체(23, 25)의 리본끼리의 간격을 주저항 발열체(22)의 코일끼리의 간격보다 좁게 하였지만, 부저항 발열체(23, 25)에 의한 가열에 의해 주저항 발열체(22)에 의한 가열을 보완할 수 있으면 어떻게 배선하여도 좋다. 예컨대, 부저항 발열체(23, 25)의 리본끼리의 간격은, 주저항 발열체(22)의 코일끼리의 간격과 같은 정도로 하고, 주저항 발열체(22)의 코일끼리 사이에 대응하는 부분에 부저항 발열체(23, 25)를 배선하여도 좋다. 또한, 부저항 발열체(23, 25)의 리본의 선폭을 주저항 발열체(22)의 코일 직경보다 가늘게 하였지만, 주저항 발열체(22)의 코일 직경과 동등 또는 그 이상으로 하여도 좋다.
전술한 실시형태에 있어서, 세라믹 플레이트(20)에 정전 전극을 내장하여도 좋다. 그 경우, 웨이퍼 배치면(20a)에 웨이퍼(W)를 배치한 후 정전 전극에 전압을 인가함으로써 웨이퍼(W)를 웨이퍼 배치면(20a)에 정전 흡착할 수 있다. 또는, 세라믹 플레이트(20)에 RF 전극을 내장하여도 좋다. 그 경우, 웨이퍼 배치면(20a)의 상방에 스페이스를 두고 도시하지 않는 샤워 헤드를 배치하고, 샤워 헤드와 RF 전극을 포함하는 평행 평판 전극간에 고주파 전력을 공급한다. 이렇게 함으로써 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(W)에 CVD 성막을 실시하거나 에칭을 하거나 할 수 있다. 또한, 정전 전극을 RF 전극과 겸용하여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제2 면(P2)의 외주측 존(Z2)은 하나의 존으로서 설명하였지만, 복수의 작은 존으로 분할되어 있어도 좋다. 그 경우, 상기 작은 존마다 저항 발열체가 배선된다. 상기 작은 존은, 세라믹 플레이트(20)와 동심원의 경계선으로 외주측 존(Z2)을 분할함으로써 환형으로 형성하여도 좋고, 세라믹 플레이트(20)의 중심으로부터 방사형으로 연장되는 선분으로 외주측 존(Z2)을 분할함으로써 부채형(원추대의 측면을 전개한 형상)으로 형성하여도 좋다. 이와 같이 부채형에 분할함으로써, 세라믹 플레이트(20)의 둘레 방향에서의 균열성을 개선하는 것이 가능해져, 더욱 세심한 온도 제어가 가능해진다.
전술한 실시형태에서는, 제2 면(P2)의 내주측 존(Z1)은 하나의 존으로서 설명하였지만, 복수의 작은 존으로 분할되어 있어도 좋다. 그 경우, 상기 작은 존마다 저항 발열체가 배선된다. 상기 작은 존은, 세라믹 플레이트(20)와 동심원의 경계선으로 내주측 존(Z1)을 분할함으로써 환형과 원형상으로 형성하여도 좋고, 세라믹 플레이트(20)의 중심으로부터 방사형으로 연장되는 선분으로 내주측 존(Z1)을 분할함으로써 부채형(원추의 측면을 전개한 형상)으로 형성하여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제2 면(P2)은 원형의 내주측 존(Z1)과 환형의 외주측 존(Z2)으로 분할되어 있는 것으로 하였지만, 세라믹 플레이트(20)의 중심으로부터 방사형으로 연장되는 선분으로 제2 면(P2)을 분할함으로써 부채형(원추의 측면을 전개한 형상)으로 형성하여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제1 면(P1)은 하나의 존으로서 설명하였지만, 2 이상의 작은 존으로 분할되어 있어도 좋다. 그 경우, 상기 작은 존마다 주저항 발열체가 배선된다. 복수의 작은 존으로 분할하는 방법은, 제2 면(P2)에서 설명한 분할 방법에서 적절하게 선택하면 좋다. 그 경우, 제2 면(P2)은, 제1 면(P1)의 존 수보다 많은 존 수로 분할하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 웨이퍼 배치면의 온도를 부저항 발열체에 의해 미조정하기 쉽다.
본 출원은 2019년 1월 25일에 출원된 일본국 특허 출원 제2019-011302호를 우선권 주장의 기초로 하며, 인용에 의해 그 내용의 전부가 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 반도체 제조 장치에 이용 가능하다.
10 세라믹 히터, 20 세라믹 플레이트, 20a 웨이퍼 배치면, 20b 이면, 20c 가상 경계, 22 주저항 발열체, 22a, 22b 단자, 22c 절첩부, 22p 만곡부, 23 내주측 부저항 발열체, 23a, 23b 단자, 23c 절첩부, 25 외주측 부저항 발열체, 25a, 25b 단자, 25c 절첩부, 26 가스 구멍, 28 리프트 핀 구멍, 32 주저항용 전원, 33 부저항용 제1 전원, 35 부저항용 제2 전원, 40 통형 샤프트, 42a, 42b 급전봉, 43a, 43b 급전봉, 45a, 45b 급전봉, W 웨이퍼, Z1 내주측 존, Z2 외주측 존.

Claims (7)

  1. 웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 플레이트와,
    상기 세라믹 플레이트의 내부에서 상기 웨이퍼 배치면과 평행인 제1 면 내에 마련된 코일형의 주저항 발열체와,
    상기 세라믹 플레이트의 내부에서 상기 제1 면과 평행인 제2 면에 마련되며, 상기 주저항 발열체에 의한 가열을 보완하는 이차원 형상의 부저항 발열체
    를 구비한 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 면은, 상기 제1 면과 상기 웨이퍼 배치면 사이에 있는 것인 세라믹 히터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부저항 발열체는, 세라믹을 함유하고 있는 것인 세라믹 히터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주저항 발열체는, 상기 제1 면 내의 m개(m은 1 이상의 정수)의 존(zone) 각각에 마련되고,
    상기 부저항 발열체는, 상기 제2 면 내의 n개(n은 m보다 큰 정수)의 존 각각에 마련되어 있는 것인 세라믹 히터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부저항 발열체는, 부채형으로 분할되어 있는 것인 세라믹 히터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부저항 발열체가 상기 주저항 발열체보다 구멍에 가까운 것인 세라믹 히터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이퍼 배치면을 평면에서 보았을 때에 상기 주저항 발열체의 단자와 중첩되는 위치에 상기 부저항 발열체가 배치되어 있는 것인 세라믹 히터.
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