WO2022209292A1 - 載置盤および載置構造 - Google Patents

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WO2022209292A1
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heater
main body
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mounting
mounting plate
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直哉 木田
淳 二口谷
大輔 藤野
尚哉 相川
恵子 和田
文 中島
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日本発條株式会社
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    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the present invention relates to a mounting plate and a mounting structure for mounting a work.
  • Patent Literature 1 discloses a ceramic plate provided with heater elements on the inner peripheral side and the outer peripheral side, respectively.
  • ceramics have been generally used from the viewpoints of freedom of heater arrangement, contamination, heat resistance, and the like.
  • the ceramic plate has different temperatures for the outer peripheral side and the inner peripheral side. Therefore, it is possible to obtain a mounting plate having a temperature gradient profile with a high temperature.
  • the ceramic plate described in Patent Document 1 can be applied with a temperature gradient so that the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side is about 10°C.
  • the mounting plate described in Patent Document 1 is made of ceramic, the mounting plate may be damaged if the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side is 10° C. or more.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a mounting plate and a mounting structure capable of increasing the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side.
  • a mounting plate includes a main body portion in which a flow path for circulating a medium for heat exchange is formed and a work is mounted,
  • the main body is formed using a metal material and has a heater provided on the outer edge side of the main body.
  • the temperature difference between the outer edge side and the inner side of the work mounting surface is 20° C. or more.
  • the mounting plate according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a heat insulating groove surrounding the flow path is formed in the main body.
  • the mounting plate according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the heater is provided closer to the outer edge of the main body than the heat insulation groove.
  • the mounting plate according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the heater is provided inside the main body portion rather than the heat insulation groove.
  • the main body portion is formed by stacking a plurality of members, and among the plurality of members, a member having the workpiece mounting surface includes the flow path. is formed and the heater is provided.
  • the mounting structure includes a workpiece, and a mounting plate having a body portion on which a flow path for circulating a medium for heat exchange is formed and the workpiece is mounted, wherein the body portion is formed using a metal material, has a heater provided on the outer edge side of the main body, drives the heater, and in a state in which the medium is circulated in the flow path, the workpiece placed on the main body
  • the temperature difference between the outer edge side and the inner side of the placement surface is 20° C. or more
  • the workpiece has a temperature difference of 20° C. or more between the minimum temperature and the maximum temperature when placed on the mounting platen. characterized by being
  • the present invention it is possible to increase the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the mounting plate and the work placed on the mounting plate.
  • FIG. 1 is a plan view and a partial cross-sectional view showing the configuration of a mounting plate according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution of the plate portion when using the mounting plate according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the mounting plate according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the mounting plate according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view and a partial cross-sectional view showing the configuration of a mounting plate according to one embodiment of the present invention.
  • (a) of FIG. 1 shows a surface (hereinafter referred to as a “work placement surface”) on which a workpiece (work W shown in (b) of FIG. 1) is placed on the mounting platen 1 in a direction orthogonal to the surface. It is a top view seen from the side.
  • FIG. 1(b) is a partial cross-sectional view as seen from a direction parallel to the work placement surface.
  • the mounting platen 1 is used, for example, to maintain the temperature of a work and to make the temperature distribution of the work uniform in heat treatment processes such as film formation and etching in semiconductor manufacturing.
  • the workpiece is formed using compound semiconductors such as silicon, silicon carbide, sapphire, gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), and gallium nitride (GaN).
  • compound semiconductors such as silicon, silicon carbide, sapphire, gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), and gallium nitride (GaN).
  • GaP gallium phosphide
  • GaAs gallium arsenide
  • InP indium phosphide
  • GaN gallium nitride
  • the mounting platen 1 includes a disc-shaped plate portion 10 and a connecting portion 20 connected to the surface of the plate portion 10 opposite to the work mounting surface.
  • the plate portion 10 is formed using a metal material.
  • Metal materials include heavy metals, noble metals, and alloys thereof. Examples of metal materials include metals and alloys such as aluminum, aluminum alloys, titanium, titanium alloys, iron, iron-based alloys, copper, copper alloys, nickel, nickel-based alloys, molybdenum, tungsten, and gold.
  • Iron-based alloys include, for example, stainless steel, Kovar, and 42 alloy.
  • Nickel-based alloys include, for example, Inconel and Hastelloy.
  • the plate portion 10 is formed by stacking four disc members (first disc member 11 to fourth disc member 14). Specifically, between the first disk member 11 on which the workpiece is placed and the fourth disk member 14 to which the connecting portion 20 is connected, the second disk member is placed in order from the first disk member 11 side. 12 and a third disc member 13 are located.
  • the plate portion 10 is formed with a channel 15 through which a medium that promotes heat exchange flows, and a heat insulating groove 16 .
  • the flow path 15 is a groove with a bottom formed on the surface of the first disc member 11 (having a work mounting surface) on which the work is mounted, opposite to the work mounting surface. It is formed by being closed by the surface of the second disc member 12 . Heat exchange is performed on the work mounting surface of the plate portion 10 by the flow of the medium through the flow path 15 .
  • the flow path 15 may be formed by sandwiching a pipe body or tube between members.
  • the medium flowing through the channel 15 is liquid such as water, or gas.
  • the medium is introduced from the first opening 151, flows through the first disc member 11 over a wide range along the channel, and then passes through the second opening 152 to the outside of the first disc member 11. released to Heat exchange is performed between the medium and the plate portion 10 or the work by the circulation of the medium.
  • the heat insulating grooves 16 are formed by connecting the bottomed grooves formed in the first disc member 11 and the third disc member 13 and the through holes formed in the second disc member 12 to each other. .
  • the heat insulation groove 16 is formed so as to surround the flow path 15 .
  • the heat insulating groove 16 forms a closed space and the inside is in a vacuum state will be described. It may be in a circulating state, or may be filled with a solvent, resin, or the like having high thermal stability.
  • the plate portion 10 also includes a heater 18 that is provided radially outside (peripheral side) of the heat insulating grooves 16 .
  • the heater 18 is driven under the control of a control device (not shown).
  • the heater 18 is configured using, for example, a heating wire, and is arranged along the outer circumference of the first disk member 11 .
  • the heater 18 is electrically connected to a control device provided in the semiconductor manufacturing device.
  • the heater 18 is attached to the first disk member 11 by, for example, being embedded in the groove of the first disk member 11 and then covered with a thermal spray film or the like.
  • the connecting part 20 is formed with a channel (not shown) through which a medium flows. Specifically, the connecting portion 20 receives the medium discharged from the second opening 152 while sending the medium to the first opening 151 through the channel.
  • the connecting portion 20 connects to a medium supply source at the end opposite to the side connecting to the plate portion 10 .
  • Sources may be tanks and pumps holding media, water pipes, and the like.
  • the heater 18 heats the plate portion 10, and the heat absorption of the medium flowing through the flow path 15 adjusts the temperature. At this time, heat from the heater 18 is suppressed by the heat insulating grooves 16 from being transmitted to the inner peripheral side, and when thermal stress is generated, the stress escapes into the heat insulating grooves 16 to relax the stress.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the temperature distribution of the plate portion when using the mounting plate according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2(a) shows a partial cross-sectional view of the mounting platen 1.
  • FIG. 2(b) shows a graph plotting the surface temperature at the corresponding position of the mounting table 1 shown in FIG. 2(a). The position passing through the center of the mounting plate 1 is assumed to be zero, one side is assumed to be the position in the positive direction, and the opposite direction is assumed to be the position in the negative direction.
  • FIG. 2 shows the results of the measurement when the temperature of the heater 18 was set to 110.degree.
  • the heater 18 is positioned at 155 mm and -155 mm, and the heat insulating groove 16 is positioned near 150 mm and -150 mm.
  • the plate portion 10 there is a temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side. Specifically, there is a temperature difference of about 63° C. between the highest temperature of 155 mm and ⁇ 155 mm (110° C.) and the lowest temperature of zero (about 47° C.).
  • the work mounted on the plate (corresponding to the mounting platen 1) has a uniform temperature distribution.
  • the temperature on the outer peripheral side tends to be lower than on the inner peripheral side, and in the case of the conventional plate, the temperature on the outer peripheral side of the workpiece may drop.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • ALD Advanced Layer Deposition
  • the temperature difference between the inner peripheral side and the outer peripheral side can be adjusted according to the process.
  • the mounting platen 1 by forming the mounting platen 1 from a metal material, it is possible to make the temperature difference larger than the temperature difference at which cracks occur due to ceramics.
  • the temperature difference of the work mounting surface is, for example, 20° C. or higher and 100° C. or lower, and when a high temperature difference is required, it is 60° C. or higher and 100° C. or lower.
  • This temperature range is set based on electrical leakage and the transformation temperature of the liquid.
  • the temperature distribution of the work placed on the mounting plate 1 also has a profile equivalent to the temperature profile of the mounting plate 1.
  • the difference between the minimum temperature and the maximum temperature of the work is 20° C. It is as follows.
  • the mounting plate 1 has the plate portion 10 made of a metal material, the flow path 15 for circulating the medium for promoting heat exchange is formed, and the heater 18 is provided on the outer peripheral side. made it According to the present embodiment, heating and heat exchange are performed by the flow path 15 and the heater 18, so that the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side can be increased compared to a ceramic plate. can be done.
  • the heat-insulating grooves 16 suppress the heat from the heater 18 from being transferred to the inner peripheral side, and the solid portion of the plate portion 10 is blocked (disconnected) for the space of the heat-insulating grooves 16.
  • the insulating grooves 16 act as a thermal block/choke because the heat flow is reduced due to the increased thermal resistance due to the reduced area).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the mounting plate according to Modification 1 of the embodiment of the present invention.
  • the mounting plate according to Modification 1 further includes a heater 19 in addition to the mounting plate 1 described above. Since the configuration other than the heater 19 is the same as that of the mounting platen 1 described above, the description thereof is omitted.
  • the heater 19 (inner peripheral side heater) is provided on the outer peripheral side of the mounting plate and on the radially inner side (inner peripheral side) of the heat insulating groove 16 . That is, the heater 19 is provided on the opposite side of the heater 18 (the outer heater) with the heat insulating groove 16 interposed therebetween.
  • the plate portion 10 can be heated on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the heat insulating grooves 16 . At this time, the temperature distribution of the plate portion 10 can be controlled by adjusting the outputs of the heaters 18 and 19 individually.
  • the plate portion 10 made of a metal material is formed with the flow path 15 for circulating the medium that promotes heat exchange. Since the heater 18 is provided in the plate, the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side can be increased as compared with a ceramic plate.
  • heaters are provided on both sides of the heat insulating grooves 16, so that the temperature distribution can be adjusted more finely.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the mounting plate according to Modification 2 of the embodiment of the present invention.
  • a mounting platen 1 ⁇ /b>A according to Modification 2 includes a plate portion 30 instead of the plate portion 10 of the mounting platen 1 described above. Since the configuration other than the plate portion 30 is the same as that of the mounting platen 1 described above, the description thereof is omitted.
  • the plate portion 30 is formed using a metal material.
  • the metal material metals and alloys similar to those of the plate portion 10 can be used.
  • the plate portion 30 is formed by stacking three disc members (first disc member 31 to third disc member 33). Specifically, the second disc member 32 is positioned between the first disc member 31 on which the workpiece is placed and the third disc member 33 to which the connecting portion 20 is connected.
  • the plate portion 30 is formed with a channel 15 through which a medium that promotes heat exchange flows, and a heat insulating groove 16 .
  • the plate portion 30 also includes a heater 18 that is provided radially outside (on the outer peripheral side) of the heat insulating grooves 16 .
  • the first disk member 31 has a body portion 311 and a lid portion 312 .
  • the lid portion 312 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy, and may be made of the same material as the main body portion 311, the second disc member 32, and the third disc member 33, or may be made of a different material.
  • the channel 15 is formed by covering a groove formed in the body portion 311 with the lid portion 312 .
  • the heat insulating groove 16 is formed by covering the groove formed in the main body portion 311 and the second disk member 32 with the lid portion 312 .
  • the heater 18 is fixed to the first disk member 31 by being covered with the lid portion 312 while being arranged on the main body portion 311 .
  • the mounting plate according to Modification 2 has the plate portion 30 made of a metal material and the flow path 15 for circulating the medium that promotes heat exchange. Since the heater 18 is provided in the plate, the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side can be increased as compared with a ceramic plate.
  • one heater 18 or 19 is provided on each of the outer peripheral side and the inner peripheral side of the heat insulating groove 16 in the cross section.
  • the number of heaters 18 and 19 in the cross section may be the same or different.
  • a plurality of heaters 18 may be provided on the outer peripheral side
  • a plurality of heaters 19 may be provided on the inner peripheral side
  • a plurality of heaters 18 and 19 may be provided on the outer peripheral side and the inner peripheral side, respectively.
  • the heat exchange plate may promote heat exchange for warming the target member.
  • a medium such as hot water or a heat-giving gas such as warm air flows through the flow path 15 through the heat exchange plate.
  • the plate portion 10 is formed by stacking four disc members, but the number is not limited to four.
  • it may be formed by laminating two members, or one member may be formed with the flow path 15 and the heat insulating grooves 16 and the heaters 18 and 19 may be provided.
  • the plate portion 10 has been described as an example in which it has a disc shape, but it is not limited to a disc shape, and may have, for example, a prism shape.
  • the mounting plate and mounting structure according to the present invention are suitable for increasing the temperature difference between the outer peripheral side and the inner peripheral side.

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Abstract

本発明に係る載置盤は、熱交換を行う媒体を流通させる流路が形成され、ワークが載置される本体部、を備え、本体部は、金属材料を用いて形成され、当該本体部の外縁側に設けられるヒーターを有し、ヒーターを駆動し、流路に媒体を流通させた状態において、当該本体部のワーク載置面における外縁側と内部側との温度差が、２０℃以上である。

Description

載置盤および載置構造
　本発明は、ワークを載置する載置盤および載置構造に関するものである。
　従来、産業用、自動車用などに用いる半導体を製造する半導体製造装置や、液晶ディスプレイを製造する液晶製造装置においては、ウェハ等のワークの温度分布を均一化させるために、ワークを保持する載置盤が加温機能を備える（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、内周側と外周側とにそれぞれヒータエレメントが設けられたセラミックプレートが開示されている。従来、ヒーターの配置の自由度、コンタミネイション、耐熱性等の観点から、一般的にセラミックが用いられている。このセラミックプレートは、内周側のヒータエレメントと、外周側のヒータエレメントとをそれぞれ制御することによって、外周側の温度と、内周側の温度とを互いに異なる温度、例えば、外周側に行くにしたがって高温になる温度勾配プロファイルを有する載置盤とすることができる。特許文献１に記載のセラミックプレートは、外周側と内周側との温度差が１０℃程度となるように温度勾配をかけることができる。
国際公開第２０１８／０３０４３３号
　ところで、上述した載置盤の外周側と内周側との温度差をさらに高くしたいという要望がある。しかしながら、特許文献１に記載の載置盤は、セラミック製であるため、外周側と内周側との温度差を１０℃以上とすると、載置盤が破損するおそれがある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外周側と内周側との温度差を大きくすることができる載置盤および載置構造を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる載置盤は、熱交換を行う媒体を流通させる流路が形成され、ワークが載置される本体部、を備え、前記本体部は、金属材料を用いて形成され、当該本体部の外縁側に設けられるヒーターを有し、前記ヒーターを駆動し、前記流路に前記媒体を流通させた状態において、当該本体部の前記ワーク載置面における外縁側と内部側との温度差が、２０℃以上である、ことを特徴とする。
　また、本発明にかかる載置盤は、上記の発明において、前記本体部には、前記流路を囲む断熱溝が形成される、ことを特徴とする。
　また、本発明にかかる載置盤は、上記の発明において、前記ヒーターは、前記断熱溝よりも、前記本体部の外縁側に設けられることを特徴とする。
　また、本発明にかかる載置盤は、上記の発明において、前記ヒーターは、前記断熱溝よりも、前記本体部の内部側に設けられることを特徴とする。
　また、本発明にかかる載置盤は、上記の発明において、前記本体部は、複数の部材を積層してなり、前記複数の部材のうち、前記ワーク載置面を有する部材に、前記流路が形成されるとともに、前記ヒーターが設けられる、ことを特徴とする。
　また、本発明にかかる載置構造は、ワークと、熱交換を行う媒体を流通させる流路が形成され、前記ワークが載置される本体部を有する載置盤と、を備え、前記本体部は、金属材料を用いて形成され、当該本体部の外縁側に設けられるヒーターを有し、前記ヒーターを駆動し、前記流路に前記媒体を流通させた状態において、当該本体部の前記ワーク載置面における外縁側と内部側との温度差が、２０℃以上であり、前記ワークは、前記載置盤に載置された状態において、最低温度と最高温度との温度差が２０℃以上であることを特徴とする。
　本発明によれば、載置盤および、載置盤に載置されるワークの外周側と内周側との温度差を大きくすることができるという効果を奏する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる載置盤の構成を示す平面図および部分断面図である。 図２は、本発明の一実施の形態にかかる載置盤使用時のプレート部の温度分布の一例を説明するための図である。 図３は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる載置盤の要部の構成を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる載置盤の構成を示す部分断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
（実施の形態）
　図１は、本発明の一実施の形態にかかる載置盤の構成を示す平面図および部分断面図である。図１の（ａ）は、載置盤１のワーク（図１の（ｂ）に示すワークＷ）を載置する面（以下、「ワーク載置面」という）を、該面と直交する方向からみた平面図である。図１の（ｂ）は、ワーク載置面と平行な方向からみた部分断面図である。載置盤１は、例えば、半導体製造における、成膜処理やエッチング処理等の熱処理工程において、ワークの温度を維持させたり、ワークの温度分布を均一化させたりするために用いられる。ここで、ワークは、シリコン、シリコンカーバイド、サファイアや、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の化合物半導体を用いて形成される。なお、載置盤１にワークＷを載置した状態（図１の（ｂ）参照）の構成が、載置構造に相当する。
　載置盤１は、円板状のプレート部１０と、プレート部１０の、ワーク載置面の反対側の面に接続する接続部２０とを備える。
　プレート部１０は、金属材料を用いて形成される。金属材料としては、重金属や貴金属、その合金が挙げられる。例えば、金属材料として、アルミニウム、アルミニウム合金、チタニウム、チタニウム合金、鉄、鉄基合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル基合金、モリブデン、タングステン、金等の、金属や合金が挙げられる。鉄基合金は、例えばステンレス鋼、コバール、４２アロイなどがある。ニッケル基合金は、例えばインコネル、ハステロイなどがある。金属材料としては、熱伝導性の高い材料であることが好ましい。プレート部１０は、４つの円板部材（第１円板部材１１～第４円板部材１４）を積層してなる。具体的には、ワークを載置する第１円板部材１１と、接続部２０が接続される第４円板部材１４との間に、第１円板部材１１側から順に第２円板部材１２および第３円板部材１３が位置する。
　プレート部１０には、熱交換を促す媒体が流れる流路１５と、断熱溝１６とが形成されている。具体的には、流路１５は、ワークが載置される（ワーク載置面を有する）第１円板部材１１のワーク載置面と反対側の面に形成される有底の溝が、第２円板部材１２の表面によって塞がれることによって形成される。流路１５への媒体の流通によって、プレート部１０におけるワーク載置面の熱交換を行う。なお、流路１５は、パイプ体やチューブを部材間で挟み込むことによって形成するようにしてもよい。
　流路１５を流通する媒体は、例えば水等の液体や、気体である。流路１５は、例えば、第１開口部１５１から媒体が導入され、流路に沿って第１円板部材１１を広範囲にわたって流れた後、第２開口部１５２から第１円板部材１１の外部に放出される。媒体の流通によって、該媒体とプレート部１０やワークとの間で熱交換が行われる。
　断熱溝１６は、第１円板部材１１および第３円板部材１３に形成される有底の溝と、第２円板部材１２に形成される貫通孔とが互いに連通することによって形成される。断熱溝１６は、流路１５を囲むように形成される。本実施の形態において、断熱溝１６は閉塞された空間を形成し、内部が真空の状態である例について説明するが、真空状態でなくてもよいし、一部が外部に連通して空気が循環する状態であってもよいし、内部に高い熱安定性を有する溶剤や樹脂等を充填してもよい。
　また、プレート部１０は、断熱溝１６よりも径方向外側（外周側）に設けられるヒーター１８を備える。ヒーター１８は、図示しない制御装置の制御のもとで駆動する。ヒーター１８は、例えば電熱線を用いて構成され、第１円板部材１１の外周に沿って配設される。ヒーター１８は、例えば、載置盤１が半導体制御装置等に設置された際に、当該半導体製造装置が備える制御装置と電気的に接続する。ヒーター１８は、例えば、第１円板部材１１の溝部に埋設された後、溶射膜等で覆うことによって、第１円板部材１１に取り付けられる。
　接続部２０は、内部に媒体が流通する流路（図示せず）が形成される。具体的には、接続部２０は、流路を介して第１開口部１５１に媒体を送り込むとともに、第２開口部１５２から放出される媒体を受け入れる。接続部２０は、プレート部１０に接続する側と反対側の端部において、媒体の供給源に接続する。供給源は、媒体を保持するタンクおよびポンプや、水道管等である。
　載置盤１では、ヒーター１８によってプレート部１０が加温されるとともに、流路１５を流通する媒体の吸熱によって温度が調整される。この際、断熱溝１６によってヒーター１８からの熱が内周側に伝わることが抑制されるとともに、熱応力が発生した場合に、その応力が断熱溝１６内ににげて応力が緩和される。
　図２は、本発明の一実施の形態にかかる載置盤使用時のプレート部の温度分布の一例を説明するための図である。図２の（ａ）は、載置盤１の部分断面図を示す。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示す載置盤１の対応する位置における表面温度をプロットしたグラフを示す。なお、載置盤１の中心を通過する位置をゼロとし、一方を正方向の位置、その反対方向を負方向の位置とする。図２は、ヒーター１８の温度を１１０℃に設定して測定を行った結果である。また、図２の（ａ）に示す載置盤１では、１５５ｍｍ、－１５５ｍｍの位置にヒーター１８が位置し、１５０ｍｍ、－１５０ｍｍ付近に断熱溝１６が位置する。
　図２の（ｂ）から分かる通り、プレート部１０において、外周側と内周側とで温度差が生じている。具体的には、最も高温である１５５ｍｍ、－１５５ｍｍの位置（１１０℃）と、最も低温であるゼロ位置（約４７℃）とにおいて、約６３℃の温度差が生じている。
　ここで、半導体製造過程において、熱処理を実施する際、プレート（載置盤１に相当）に載置したワークは、温度分布を均一化することが求められる。この際、外周側は、内周側と比して温度が低下しやすく、従来のプレートではワークの外周側の温度が低下する場合があった。特に、ワークに対して成膜する際、例えばＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition）やＡＬＤ（Atomic　Layer　Deposition）処理を実施する際に、プラズマの印加によって、ワーク中央部が局所的に温度上昇し、ワークの外周側との温度差が大きくなる。このため、載置盤１のように、ワーク載置面に大きく温度差を設けることによって、ワークの外周側の温度低下を抑制しつつ、中央部が高温になった場合でもワークの温度を均一な状態に維持することができる。
　このほか、プロセスに応じて内周側と外周側の温度差を調整することができる。
　本実施の形態では、載置盤１を金属材料で形成することによって、セラミックによって割れが発生する温度差よりも大きな温度差とすることができる。ワーク載置面の温度差としては、例えば２０℃以上１００℃以下であり、高い温度差が求められる場合には６０℃以上１００℃以下である。この温度範囲は、漏電や、液体の変態温度に基づいて設定される。この際、載置盤１に載置されたワークの温度分布も、載置盤１の温度プロファイルと同等のプロファイルとなり、例えば、当該ワークにおける最低温度と最高温度との差が２０℃以上１００℃以下となる。
　以上説明したように、本実施の形態にかかる載置盤１は、金属材料からなるプレート部１０に、熱交換を促す媒体を流通させる流路１５を形成し、外周側にヒーター１８を設けるようにした。本実施の形態によれば、流路１５とヒーター１８とによって加温および熱交換を実施することによって、セラミック製のプレートと比して、外周側と内周側との温度差を大きくすることができる。
　また、本実施の形態によれば、断熱溝１６によって、ヒーター１８からの熱が内周側に伝わることが抑制されるとともに、断熱溝１６による空間分の、プレート部１０の固体部分閉塞（断面積の減少）による熱抵抗の増加によって熱流量が減少するため、断熱溝１６は熱閉塞／サーマルチョークの役割を担う。
（変形例１）
　次に、上述した実施の形態の変形例１について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる載置盤の要部の構成を示す断面図である。変形例１にかかる載置盤は、上述した載置盤１に対し、ヒーター１９をさらに備える。ヒーター１９以外の構成は、上述した載置盤１と同じであるため説明を省略する。
　ヒーター１９（内周側ヒーター）は、載置盤の外周側、かつ断熱溝１６よりも径方向内側（内周側）に設けられる。すなわち、ヒーター１９は、断熱溝１６を介してヒーター１８（外周側ヒーター）の反対側に設けられる。
　変形例１にかかる載置盤では、断熱溝１６の外周側および内周側において、プレート部１０を加温することができる。この際、ヒーター１８、１９の出力を個別に調整することによって、プレート部１０の温度分布を制御することができる。
　以上説明したように、本変形例１にかかる載置盤は、実施の形態と同様に、金属材料からなるプレート部１０に、熱交換を促す媒体を流通させる流路１５を形成し、外周側にヒーター１８を設けるようにしたので、セラミック製のプレートと比して、外周側と内周側との温度差を大きくすることができる。
　さらに、本変形例１によれば、断熱溝１６を介して両側にヒーターを設けるようにしたので、より細かく温度分布を調整することができる。
（変形例２）
　次に、上述した実施の形態の変形例２について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる載置盤の構成を示す部分断面図である。変形例２にかかる載置盤１Ａは、上述した載置盤１に対し、プレート部１０に代えてプレート部３０を備える。プレート部３０以外の構成は、上述した載置盤１と同じであるため説明を省略する。
　プレート部３０は、金属材料を用いて形成される。金属材料としては、プレート部１０と同様の金属や合金が挙げられる。プレート部３０は、３つの円板部材（第１円板部材３１～第３円板部材３３）を積層してなる。具体的には、ワークを載置する第１円板部材３１と、接続部２０が接続される第３円板部材３３との間に、第２円板部材３２が位置する。
　プレート部３０には、熱交換を促す媒体が流れる流路１５と、断熱溝１６とが形成されている。また、プレート部３０は、断熱溝１６よりも径方向外側（外周側）に設けられるヒーター１８を備える。
　第１円板部材３１は、本体部３１１と、蓋部３１２とを有する。蓋部３１２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、本体部３１１や第２円板部材３２および第３円板部材３３と同じ材料で形成してもよいし、異なる材料で形成されてもよい。
　流路１５は、本体部３１１に形成された溝を蓋部３１２が覆うことによって形成される。また、断熱溝１６は、本体部３１１および第２円板部材３２に形成される溝を蓋部３１２が覆うことによって形成される。
　さらに、ヒーター１８は、本体部３１１上に配置された状態で蓋部３１２に覆われることによって第１円板部材３１に固定される。
　以上説明したように、本変形例２にかかる載置盤は、実施の形態と同様に、金属材料からなるプレート部３０に、熱交換を促す媒体を流通させる流路１５を形成し、外周側にヒーター１８を設けるようにしたので、セラミック製のプレートと比して、外周側と内周側との温度差を大きくすることができる。
　さらに、本変形例２によれば、熱伝導性の高い材料で蓋部３１２を形成することによって、効率的な温度調整を実現することができる。
　なお、上述した実施の形態や変形例では、断熱溝１６の外周側および内周側にそれぞれ設けられるヒーター１８または１９が、断面において一つ設けられる例について説明したが、外周側および内周側にそれぞれについて、径方向に複数設ける構成や、板厚方向に複数設ける構成としてもよい。断面におけるヒーター１８および１９の数は、同じであってもよいし、互いに異なる数であってもよい。例えば、外周側にヒーター１８を複数個設けてもよいし、内周側にヒーター１９を複数個設けてもよいし、外周側および内周側にそれぞれヒーター１８、１９を複数個設けてもよい。
　また、上述した実施の形態および変形例では、対象の部材を冷却する例を説明したが、熱交換板が対象の部材を温めるための熱交換を促すようにしてもよい。熱交換板が対象の部材を温める場合、熱交換板には、温水等の媒体や、温風等の熱を与えるガスが流路１５を流通する。
　また、上述した実施の形態および変形例では、断熱溝１６を有する例について説明したが、温度分布を均一できれば断熱溝１６を有しない構成としてもよい。また、変形例におおいて、ヒーター１８を有しない、ヒーター１９のみの構成としてもよい。
　また、上述した実施の形態および変形例では、プレート部１０が四つの円板部材を積層してなる例について説明したが、四つに限らない。例えば、二つの部材を積層してなるものであってもよいし、一つの部材に流路１５や断熱溝１６が形成され、ヒーター１８、１９が設けられるものであってもよい。
　また、上述した実施の形態および変形例では、プレート部１０は、円板状をなす例について説明したが、円板状に限らず、例えば、角柱状をなすものであってもよい。
　また、上述した実施の形態および変形例では、外周側の温度が高く、内部（内周）側の温度が低い例について説明したが、温度の高低差が逆であってもよい。この場合も、外周側と内部側とは、２０℃以上の温度差を有する。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
　以上説明したように、本発明に係る載置盤および載置構造は、外周側と内周側との温度差を大きくするのに好適である。
　１、１Ａ　載置盤
　１０、３０　プレート部
　１１、３１　第１円板部材
　１２、３２　第２円板部材
　１３、３３　第３円板部材
　１４　第４円板部材
　１５　流路
　１６　断熱溝
　１８、１９　ヒーター
　２０　接続部
　３１１　本体部
　３１２　蓋部

Claims (6)

  1. 　熱交換を行う媒体を流通させる流路が形成され、ワークが載置される本体部、
    　を備え、
    　前記本体部は、金属材料を用いて形成され、
    　当該本体部の外縁側に設けられるヒーターを有し、
    　前記ヒーターを駆動し、前記流路に前記媒体を流通させた状態において、当該本体部の前記ワーク載置面における外縁側と内部側との温度差が、２０℃以上である、
    　ことを特徴とする載置盤。
  2. 　前記本体部には、前記流路を囲む断熱溝が形成される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の載置盤。
  3. 　前記ヒーターは、
    　前記断熱溝よりも、前記本体部の外縁側に設けられる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の載置盤。
  4. 　前記ヒーターは、
    　前記断熱溝よりも、前記本体部の内部側に設けられる、
    　ことを特徴とする請求項２または３に記載の載置盤。
  5. 　前記本体部は、複数の部材を積層してなり、
    　前記複数の部材のうち、前記ワーク載置面を有する部材に、前記流路が形成されるとともに、前記ヒーターが設けられる、
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の載置盤。
  6. 　ワークと、
    　熱交換を行う媒体を流通させる流路が形成され、前記ワークが載置される本体部を有する載置盤と、
    　を備え、
    　前記本体部は、金属材料を用いて形成され、
    　当該本体部の外縁側に設けられるヒーターを有し、
    　前記ヒーターを駆動し、前記流路に前記媒体を流通させた状態において、当該本体部の前記ワーク載置面における外縁側と内部側との温度差が、２０℃以上であり、
    　前記ワークは、前記載置盤に載置された状態において、最低温度と最高温度との温度差が２０℃以上である、
    　ことを特徴とする載置構造。
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