(57)【要約】【課題】  ウエハへのパーティクルの付着を少なくできるうえ、ウエハ面の温度を所定の温度まで均一に昇温することが可能なウエハ加熱ヒータを提供する。【解決手段】  回転するウエハＷを非接触で加熱する加熱部１１を備えたウエハ加熱ヒータ１０であって、加熱部１１から放射される輻射熱が、ウエハＷの回転中心部からウエハＷの半径方向に延在してウエハＷの縁部に至る領域に照射される。この発熱部１１からウエハＷに放射される輻射熱の熱流束は、回転中心軸Ｗｏに垂直な方向に関して変化可能であってもよいし、回転中心軸Ｗｏに垂直な軸を中心とする周方向に変化可能であってもよい。また、ウエハＷと加熱部１１との間に、ウエハＷの面に平行な面上で回動し且つ加熱部１１から放射される輻射熱を通す開口部を１つ以上有する熱遮蔽板１８が設けられていてもよい。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するウエハを非接触で加熱する加熱部を備えた非接触型ウエハ加熱ヒータであって、該加熱部から放射される輻射熱が、ウエハの回転中心部からウエハの半径方向に延在してウエハの縁部に至る領域に照射されることを特徴とする非接触型ウエハ加熱ヒータ。
【請求項２】
前記加熱部から放射される輻射熱の熱流束がウエハの回転中心軸に垂直な方向に関して変化可能であることを特徴とする、請求項１に記載の非接触型ウエハ加熱ヒータ。
【請求項３】
前記加熱部から放射される輻射熱の熱流束がウエハの回転中心軸に垂直な軸を中心とする周方向に変化可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の非接触型ウエハ加熱ヒータ。
【請求項４】
前記ウエハと前記加熱部との間に、前記ウエハの面に平行な面上で回動し且つ該加熱部から放射される輻射熱を通す開口部を１つ以上有する熱遮蔽板が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の非接触型ウエハ加熱ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程で使用されるウエハ加熱装置に関し、特に回転するウエハを非接触で加熱する非接触型ウエハ加熱ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の半導体装置の製造工程には、ウエハ面に成膜したりレジストパターン用の樹脂を硬化させたりするため、ウエハを加熱する工程が含まれている。このウエハ加熱工程においては、ウエハを直接ヒータの上に載置して熱伝導によりウエハを加熱する方法が一般に採用されている。例えば特許文献１には、ウエハが載置されるヒータの表面をできるだけ平坦にして、ウエハとヒータを面接触させて加熱する技術が開示されている。このように、ヒータの上にウエハを載置して加熱する方法は、ウエハに直に接触した状態で加熱することができるため、効率的に加熱することができる。
【０００３】
一方、特許文献２には、ヒータのウエハ載置面にいわゆるエンボス加工を施して複数の凸状体を形成することにより、ウエハをこれら複数の凸状体の頂部で支持する方法が開示されている。この方法では、各凸状体の頂部を除いてウエハをヒータの表面から若干離間させて加熱することになるので、加熱効率の点では上記した面接触による加熱方法と比較して若干劣る。しかし、ヒータの加熱面での温度のばらつきが当該ヒータの加熱面とウエハの下面との間の空間によって緩和されるため、比較的良好な均熱性が得られやすいというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０１／０１３４２３号パンフレット
【特許文献２】特開２００２−１２４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体装置の製造工程においては配線の微細化がますます進んでおり、上記の加熱工程において発生するパーティクルによる悪影響が問題になっている。しかしながら、例えば上記特許文献１の技術では、ウエハの背面をほぼ全面に亘ってヒータに面接触させるため、ウエハを短時間で効率よく加熱することができるものの、ヒータに付着しているパーティクルがウエハの背面に移りやすいという問題があった。また、ヒータ載置面の温度分布の影響を直接受けるうえ、ヒータのウエハ載置面やウエハ自身の反りの影響も受けやすいため、ウエハ面内においてばらつきのない均一な温度が得られにくいという問題があった。
【０００６】
一方、ウエハ載置面にエンボス加工を施した場合は、一般にエンボス加工による凸状体の高さは数十μｍ程度であるため、上記のようにヒータにウエハを直接載置する場合に比べてウエハの加熱速度は劣るものの、均熱性やパーティクルの付きにくさの面で優れている。しかし、この場合においても部分的にウエハの背面が凸状体の頂部に接触しており、更にはウエハの背面とヒータのウエハ載置面との離間距離が小さいことから、上記特許文献１の手法よりはパーティクルの付着量が少ないとはいえ、依然としてパーティクルの問題を十分に防ぐことはできなかった。
【０００７】
本発明はかかる従来の問題に鑑みてなされたものであり、従来に比べてウエハへのパーティクルの付着を少なくできるうえ、ウエハ面での均熱性を保ちながら所定の温度まで急速に昇温させることが可能な加熱ヒータを提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るウエハ加熱ヒータは、回転するウエハを非接触で加熱する加熱部を備えたヒータであって、該加熱部から放射される輻射熱が、ウエハの回転中心部からウエハの半径方向に延在してウエハの縁部に至る領域に照射されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウエハの背面側へのパーティクルやコンタミの付着量を低減することができる上、ウエハ面での高い均熱性を保ちながら急速に昇温させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のウエハ加熱ヒータを模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の非接触型ウエハ加熱ヒータをウエハ及びその支持体と共に示す正面図である。
【図３】図２の非接触型ウエハ加熱ヒータ及びその代替例の平面図である。
【図４】図２の非接触型ウエハ加熱ヒータの縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の非接触型ウエハ加熱ヒータの模式的な平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の非接触型ウエハ加熱ヒータの正面図及び平面図である。
【図７】図６の非接触型ウエハ加熱ヒータの代替例の正面図及び平面図である。
【図８】図６の非接触型ウエハ加熱ヒータの更に別の代替例の正面図及び側面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の非接触型ウエハ加熱ヒータの正面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
非接触でウエハを加熱するヒータにおいては、ウエハ面に対向する加熱面とウエハとの離間距離を狭くすることで効率のよい加熱が可能となり、また、温度上昇の際のウエハ面の温度分布を均一にすることも可能となる。しかし、上記離間距離を狭くしたことによりウエハ面の温度が設定温度を超えてオーバーシュートすることがあった。ヒータに冷媒循環機構等の冷却手段が備わっていれば、ヒータが設定温度に近づいた時に該冷却手段を働かせることでオーバーシュートを抑制することができるが、このような冷却手段がない場合、オーバーシュートを防ぐことが困難であった。
【００１２】
このオーバーシュートの問題を抑えるため、本発明の発明者らは鋭意研究を行った結果、ウエハが設定温度に到達した時にウエハとヒータの間の距離を広げれば良いことを見出した。ウエハとヒータの間の距離を広げるには、ウエハを上昇させるか、あるいはヒータを下降させることが考えられるが、ウエハを回転しながら処理する場合は、回転中のウエハを上昇させるのは非常に困難である上、ウエハの上方に存在するチャンバーの壁とウエハとの距離が変化することになるので、ウエハ面の成膜等の処理条件が大きく変化してウエハの処理に悪影響を及ぼすおそれがあった。一方、ヒータを下降させる場合は、そのような問題は特に生じない。
【００１３】
ところが、ヒータの加熱面の面積がウエハ面の面積の９０％以上あり、かつヒータの体積が大きい場合、ヒータの熱容量が大きくなってヒータ自身の昇温に時間がかかり、冷却にも時間がかかることが問題になることがあった。特に、当該ヒータでの処理工程にウエハを所定の温度まで加熱する工程と冷却する工程とが含まれる場合は、１枚のウエハを処理するための時間が長くかかって高いスループットを得ることができなかった。
【００１４】
このような状況の下、本発明の発明者らは更に鋭意研究を行った結果、ウエハを回転させながら非接触で加熱する場合は、図１（ａ）のように回転するウエハＷの全面を覆うようにヒータ１をウエハＷに対向させる必要はなく、ヒータをウエハの回転中心軸近傍から該回転中心軸に垂直な方向に延在させてウエハの縁部近傍にまで至るようにするだけでも、時間平均的にはウエハ面の全周を常時加熱するのとほぼ同じ状態になることを見出した。しかも、この場合はヒータの熱容量を小さくできるため、急速な加熱や冷却が可能となり、スループットの向上に有効であることもわかった。
【００１５】
すなわち、本発明のウエハ加熱ヒータは、回転するウエハを非接触で加熱する加熱部を備えたヒータであって、該加熱部から放射される輻射熱が、ウエハの回転中心部からウエハの半径方向に延在してウエハの縁部に至る領域に照射されることを特徴としている。以下、かかる本発明の非接触型ウエハ加熱ヒータの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図２には本発明の第１の実施形態のウエハ加熱ヒータ１０がその上方に位置するウエハＷ及びこれを回転可能に支持するウエハ支持体５０と共に示されている。このウエハ加熱ヒータ１０は、回転するウエハＷの下面に対向するように設けられた加熱部１１と、該加熱部１１を下から支持する支持部１６とからなる。加熱部１１においてウエハＷの下面に対向する加熱面１１ａは、図３（ａ）に示すように、上から見て略矩形形状を有しており、その長手方向の一端部がウエハＷの回転中心軸Ｗｏ近傍に位置している。そして、そこから回転中心軸Ｗｏに垂直な方向（すなわち、ウエハＷの半径方向）に延在しており、他端部はウエハＷの縁部近傍にまで至っている。
【００１７】
なお、ここで回転中心軸Ｗｏ近傍とは、回転中心軸Ｗｏから３０ｍｍ程度まで離れた領域内をいい、この領域内に加熱部１１の一端部（以降、内周側端部とも称する）が位置していれば、ウエハＷの回転中心部を良好に加熱することができる。同様に、縁部近傍とは、ウエハＷの縁部から３０ｍｍ程度まで離れた領域内をいい、この領域内に加熱部１１の他端部（以降、外周側端部とも称する）が位置していれば、ウエハＷの縁部を良好に加熱することができる。
【００１８】
上記のように加熱部１１を配置することにより、加熱部１１の加熱面１１ａは、ウエハＷのほぼ回転中心部からウエハＷの半径方向に延在してウエハＷのほぼ縁部に至るまでの領域に輻射熱を照射することができるので、回転中心軸Ｗｏを中心として回転するウエハＷにおいては、その円周方向のどの角度部分であっても、加熱部１１の加熱面１１ａに一定の周期で対向してそこから放射される輻射熱が照射されることになる。その結果、時間平均的にみればウエハＷの全面を均質に昇温させることが可能になる。
【００１９】
ただし、ウエハＷの回転速度が非常に遅い場合（たとえば、１０回転／分程度）は、回転が一周する間にウエハが冷やされることがある。この場合は、ウエハ加熱ヒータを適宜２つ以上配置すると良い。たとえば、図３（ｂ）にはウエハ加熱ヒータを３つ配置した代替例が示されている。すなわち、この図３（ｂ）に示す代替例では、図３（ａ）と同様の略矩形形状の加熱面１１１ａを有する３つの加熱部１１１が、ウエハＷの回転中心軸Ｗｏを中心とする円周方向に略均等に配置されている。これにより、ウエハＷの回転速度が遅い場合でもウエハＷの全面を均質に昇温させることが可能になる。
【００２０】
加熱部の加熱面の形状は、回転しているウエハＷを時間平均的にみて均質に昇温できるのであれば上記した矩形形状に限定されるものではなく、円形、楕円形、扇型、ひし形などの形状でもよい。図３（ｃ）には、代替例として加熱面の形状が円形の場合が示されている。この図３（ｃ）の加熱部２１１は、ウエハＷの半径よりも少し大きめの直径を有する円形の加熱面２１１ａが、ウエハＷの回転中心軸ＷｏからウエハＷの直径の約４分の１程度偏心して配置されている。よって、この場合においても、加熱面２１１ａは、ウエハＷのほぼ回転中心部からウエハＷの半径方向に延在してウエハＷのほぼ縁部に至るまでの領域に輻射熱を照射することができる。
【００２１】
ウエハ加熱ヒータ１０は、例えば図４の構造を有しており、加熱部１１の内部に埋設された発熱部１３に電線１４を介して給電することにより所望の温度に加熱部１１を昇温させることができる。発熱部１３を加熱部１１の内部に埋設させる方法は特に限定するものではなく、例えば２枚の平板状の基材１２を準備し、それらの内の一方に凹部を形成して絶縁体１３ｂで包まれた抵抗発熱体１３ａからなる発熱部１３を嵌め込んだ後、該発熱部１３を挟み込むようにもう一方の基材１２を重ね、これら２枚の基材１２をネジ等の結合手段（図示せず）で結合すればよい。なお、発熱部１３の種類は特に制約がなく、上記したような絶縁体で包まれた抵抗発熱体でもよいし、金属シースヒータなどでもよい。
【００２２】
抵抗発熱体１３ａに端子部（図示せず）を介して接続している電線１４は、下側の基材１２の略中央部に設けられた孔部を経て加熱部１１の下側に延出しており、この電線１４を介して外部電源から抵抗発熱体１３ａに給電できるようになっている。加熱部１１には更に熱電対や測温抵抗体などの温度センサ１５が設けられており、これにより抵抗発熱体１３ａへの給電量の制御が可能となる。
【００２３】
基材１２の材質については特に制約はなく、ステンレスやニッケルなどの金属であっても良いし、セラミックスや樹脂であっても良い。セラミックスであれば、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナなどを使用することができる。金属であれば、ステンレスやアルミニウムなどを使用できる。樹脂であれば、ＰＥＥＫやテフロンなどを使用できる。基材１２の表面には、更に耐蝕性向上のため、アルマイト処理、ニッケルメッキ、テフロンコートなどを施しても良い。
【００２４】
加熱部１１を下側から支持する支持部１６は、筒状部材で構成されており、その中心軸部分の中空部１６ａに前述した抵抗発熱体１３ａの電線１４や温度センサ１５の電線（図示せず）が納められている。この支持部１６の材質には、金属、セラミックス、または樹脂を使用することができるが、断熱性の高い材質がより好ましい。例えば、金属であれば熱伝導率の低いステンレス、セラミックスであればアルミナやムライトアルミナ、樹脂であればテフロンやＰＥＥＫが好ましい。
【００２５】
上記した加熱部１１の加熱面１１ａに非接触の状態で加熱されるウエハＷは、そのウエハ面に均一な膜を形成するためやその他の目的のため、回転中心軸Ｗｏを中心として回転せしめられる。このように回転するウエハＷの支持方法としては、図２に示すようにウエハＷの外周部をウエハ支持体５０を用いて支持し、そのウエハ支持体５０を回転ステージ（図示せず）の上に載置すればよい。
【００２６】
この方法によれば、ウエハＷの外周部のみを支持するため、従来のエンボスで支持する場合に比べてウエハとウエハ支持体との間の接触面積を小さくすることができる。よって、パーティクルの発生を抑えることができると共に、パーティクルが発生してもその付着部位をウエハの外周部に留めることができるため、パーティクルによる悪影響を小さくすることができる。また、加熱部１１の加熱面１１ａとウエハＷとの間に障害物を存在させることがなくなる上、所望の離間距離を簡単に確保することができる。
【００２７】
ウエハ支持体は、円周上に等間隔に配置された複数の脚部を用いてウエハを下から支持しても良いし、円周上に等間隔に配設された複数の垂下部を用いてウエハを上からつり下げても良い。これらの方法によれば、ウエハの外縁部を最低３点で支持するだけでよいので、ウエハが他の部材と接触する面積を最小限に抑えることができる。よって、パーティクルの付着をより一層少なくすることが可能となる。
【００２８】
ウエハ支持体の材質については特に制限はなく、公知の材料を使用することができる。例えばセラミックスであれば、耐蝕性に比較的優れている窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素などを使用することができる。また金属であればステンレス、ニッケル、アルミニウムなど使用することができる。更に使用する温度条件によっては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂なども使用することができる。すなわち、ウエハを加熱する温度や環境により適宜材料を選択すれば良い。
【００２９】
この回転するウエハＷの下面と加熱部１１の加熱面１１ａとは回転中心軸Ｗｏ方向に０.５ｍｍ以上離間させるのが好ましい。この距離が０.５ｍｍ未満では加熱面１１ａからウエハＷに移るパーティクルの量が多くなるおそれがあるからである。特に、０.５ｍｍ未満では静電気の影響が大きくなるため、ウエハＷの被加熱面側にパーティクルが付着しやすくなる。
【００３０】
また、ウエハＷの下面と加熱面１１ａとの距離は２０ｍｍ以下であることが好ましい。この距離が２０ｍｍを超えると、加熱部１１の輻射熱がウエハＷに届きにくくなるため好ましくない。加熱面１１ａとウエハＷの間の距離は１.０ｍｍ〜１０ｍｍ程度がより好ましいく、１.０〜４.０ｍｍが昇温速度とパーティクルの関係から最も好ましい。
【００３１】
次に、上記したウエハ加熱ヒータ１０の基本的な温度制御方法について説明する。ウエハＷが搬送されてウエハ支持体５０に載置される前に加熱部１１を所定の温度に予備加熱しておく。これにより、搬送されてきたウエハＷを急速に昇温することができる。具体的には、ウエハＷの加熱工程の最終目標温度をＴ１℃とすると、Ｔ１−３０℃からＴ１℃の間に予備加熱しておく。
【００３２】
そして、ウエハＷが搬送されてウエハ支持体５０に載置された時に、ウエハ支持体５０を所定の回転数で回転させると共に、加熱部１１の加熱面１１ａが所定の温度分布になるように供給する電力を調整する。これにより、局所的な温度ばらつきのない均一なウエハ面内温度を確保しながら短時間で所定の温度までウエハＷを昇温させることができる。なお、加熱部１１に定常状態よりも大きな電力（たとえば、最大電力）を与えることで、ウエハＷの温度分布をセンタークールにすることもできる。
【００３３】
ウエハＷの温度を急速に昇温させるためには、加熱部１１の設定温度を高くすれば良いが、この設定温度がウエハＷの目標温度より高く設定されている場合は、時間が経つとウエハＷの温度が目標温度を超えてオーバーシュートするおそれがある。これが問題となる場合は、加熱部１１の昇降機構を設けて所定の時間が経過した時や所定の温度に到達した時に加熱部１１を降下させるのが好ましい。これにより、ウエハＷの温度をオーバーシュートさせることなく急速に昇温することができ、更にウエハ面内での温度を均一にすることができる。
【００３４】
上記昇降機構としては、例えば加熱部１１を支持する支持部１６を断熱機能を有するシャフトで構成し、このシャフト下部に軸方向に歯列を形成し、モータのスピンドル端部に設けたギアを該歯列に螺合させることにより、モータの回転駆動で加熱部１１を昇降させることができる。上記シャフトの材料には金属、セラミックス、樹脂などを使用することができるが、金属であれば熱伝導率の低いステンレス、セラミックスであればアルミナやムライトアルミナ、樹脂であればテフロンやＰＥＥＫが好ましい。
【００３５】
ところで、半導体装置の製造工程では様々な理由によりウエハの処理条件（処理時間、処理温度等）を変える必要が生ずることがあるが、このような場合においてもウエハ面での所望の温度分布を得るには、加熱面において各条件毎に最適な発熱分布となるように、加熱面の発熱密度分布を適宜変更することができるのが好ましい。
【００３６】
このように加熱面の発熱密度分布を変える場合、従来の面接触型のウエハ加熱ヒータでは、例えば図１（ｂ）に示すように発熱ゾーンを内周側ゾーン１ａと外周側ゾーン１ｂの２つに分割したり、３つ以上に分割したりして、ゾーン間の発熱量比を変化させることで、発熱密度分布を変更することが行われてきた。しかし、このようにゾーン数を複数にすると各ゾーン毎に温度コントローラーが必要になるためコストがかかる上、図３（ａ）〜（ｃ）のような小さな加熱面を有するヒータではゾーンを複数に分割するには狭すぎてヒータの作製が困難になる。
【００３７】
これに対して本発明者らは鋭意研究を行った結果、ウエハと加熱部との距離を維持したまま加熱部全体又は加熱部が有する発熱部を動かすことが有効であることを見出した。これにより、加熱部から発せられてウエハの下面に到達する輻射熱の熱流束をウエハの回転中心軸に垂直な方向（すなわち、ウエハの半径方向）に関して変化させることができるため、加熱面のゾーン数が１つである加熱部であっても複数のゾーンを有しているのと同等の効果が得られる。
【００３８】
すなわち、本発明の第２の実施形態のウエハ加熱ヒータは、図５（ａ）に示すように加熱部２１内の発熱部２３をウエハの半径方向に往復動させたり、図５（ｂ）に示すように発熱部１２３を備えた加熱部１２１全体をウエハの半径方向に往復動させたり、図５（ｃ）に示すように発熱部２２３を備えた加熱部２２１全体をウエハの回転中心軸に平行な軸を中心として回動させたりすることを特徴としている。
【００３９】
発熱部２３を加熱部２１内で往復動させる方法としては、例えば加熱部２１にＸＹステージやソレノイドなどの往復動機構（図示せず）を設け、その可動部に発熱部２３を取り付けて往復動させればよい。加熱部１２１全体を往復動させる方法としては、例えば加熱部１２１を支持する支持部をＸＹステージ（図示せず）に搭載し、所望の移動範囲内で平行移動させればよい。加熱部２２１全体を回動させる方法としては、例えば加熱部２２１を支持する支持部をＺ軸回転ステージ（図示せず）に搭載し、所望の角度範囲内で回動させればよい。なお、上記ＸＹステージとＺ軸回転ステージとを組み合わせることで、往復動と回動とを両方とも行うようにしてもよい。
【００４０】
これにより、加熱部からウエハ面に到達させる輻射熱の熱流束をウエハの回転中心軸に垂直な方向に関して変化させることができ、ウエハの処理条件等が様々に変化するような場合であっても、ウエハ面において温度ばらつきのない均一な温度分布を実現することができる。なお、小さな加熱面ではあるものの、加熱部の加熱面を複数のゾーンに分割してもよく、これにより、よりきめ細かな温度制御が可能になることはいうまでもない。
【００４１】
次に、図６（ａ）、（ｂ）を参照しながら本発明の第３の実施形態のウエハ加熱ヒータについて説明する。この第３の実施形態のウエハ加熱ヒータの加熱部３１は、中心軸部分に発熱部３３が埋設された円柱状の基材３２からなり、該基材３２の外周面のうち該中心軸を中心とする所定の角度範囲内だけに断熱体３４が被覆されている。これにより、基材３２の外周面のうち断熱体３４が被覆されていない領域のみから輻射熱を放射することができる。
【００４２】
加熱部３１は、その一端部がウエハＷの回転中心軸Ｗｏ近傍に位置しており、そこから回転中心軸Ｗｏに垂直な方向に延在して他端部がウエハＷの縁部近傍にまで至っている。また、加熱部３１全体は、基材３２の中心軸を中心として所望の角度範囲で回動できるように図示しない支持部によって回動自在に支持されている。
【００４３】
かかる構成により、上記基材３２の中心軸を中心として加熱部３１が回動することで、加熱部３１から放射される輻射熱の熱流束がウエハＷの回転中心軸Ｗｏに垂直な軸を中心とする周方向に関して変化する。具体的には、基材３２の中心軸を中心として加熱部３１を１８０°回動させることにより、基材３２の外周面が断熱体３４から露出する高温部分がウエハＷに対向するウエハ昇温状態（図６（ａ）の状態）から断熱体３４が被覆された冷温部分がウエハＷに対向する非昇温状態（図６（ｂ）の状態）に瞬時に切り替えることが可能になる。
【００４４】
基材３２の外周面を被覆する断熱体３４の形状をウエハの回転中心軸Ｗｏ方向に変えることにより、加熱部３１からウエハＷに到達させる輻射熱の熱流束をウエハの回転中心軸Ｗｏに垂直な方向に関して変化させることも可能になる。これにより、ウエハの様々な処理条件に応じて、加熱部３１での発熱量や発熱密度分布を変化させることができ、均一なウエハ面温度を保ちながらウエハを処理することが可能になる。なお、断熱体３４の材質は特に制約はないが、アルマイト処理膜、アルミナ溶射膜、テフロンなど熱伝導率の低い材料を使用することができる。これらの中では比較的熱伝導の低いアルミナやテフロンが良い。
【００４５】
回動軸周りに異なる温度分布を形成する方法は、図６（ａ）、（ｂ）に示す方法に限定されるものではなく、図７に示すように、断熱体を使用せずに、円柱状の基材１３２の中心軸方向に関して発熱密度分布が互いに異なる複数の発熱体１３３ａ〜１３３ｄを基材１３２内に埋設してもよい。すなわち、この図７の代替例の加熱部１３１は、基材１３２の内部にその中心軸方向に延在する４本の発熱部１３３ａ〜１３３ｄが基材１３２の周方向に略等間隔に埋設されている。そして、そのうちの１本の発熱部１３３ｄはその他の３本とは回動軸方向の発熱密度分布が疎になっている。
【００４６】
これにより、加熱部１３１が基材１３２の中心軸を中心として回動して発熱部１３３ｄが最もウエハＷに近づいた時は、発熱部１３３ａ〜１３３ｃが最も近づいた時に比べてウエハＷを照射する輻射熱の熱流束を小さくすることが可能になる。よって、この場合も基材１３２の中心軸を中心として加熱部１３１が回動することで、加熱部１３１から放射される輻射熱の熱流束がウエハＷの回転中心軸Ｗｏに垂直な軸を中心とする周方向に関して変化する。なお、図７には発熱部１３３ａと発熱部１３３ｄとが等しくウエハＷに近づいた場合が示されている。
【００４７】
回動軸周りに異なる温度分布を形成する方法のさらに他の代替例として、図８に示すような構造を用いてもよい。すなわち、この図８の構造では、ウエハの回転中心軸Ｗｏに垂直な回転軸４２ｏを中心として回転する回転板４２が設けられており、この回転板４２に、ウエハＷの半径と略同等の長さを有する円柱状の基材からなる加熱部４１が回転軸４２ｏから偏心して取り付けられている。加熱部４１の基材の中心軸部分には棒状の発熱体４３が設けられている。
【００４８】
かかる構成により、回転板４２がその回転軸４２ｏを中心として回動して加熱部４１がウエハＷに最も近づいた時は、最も離れた時に比べてウエハＷを照射する輻射熱の熱流束を多くすることが可能になる。よって、この場合も回転板４２の回転軸４２ｏを中心として加熱部４１が回動することで、加熱部４１から放射される輻射熱の熱流束がウエハＷの回転中心軸Ｗｏに垂直な軸を中心とする周方向に関して変化する。
【００４９】
なお、回転板４２および加熱部４１の基材の材料には金属やセラミックスなどを使用することができるが、比較的剛性の高いものが好ましい。たとえば、金属であればアルミニウムやステンレス、セラミックスであればＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３が好ましい。また、発熱体４３の種類は特に制約がなく、絶縁体で包まれた抵抗発熱体でもよいし、加熱部４１を含めて一体化した金属シースヒータなどでもよい。加熱部４１の表面には、更に耐蝕性向上のため、アルマイト処理、ニッケルメッキ、テフロンコートなどを施しても良い。
【００５０】
次に、図９を参照しながら本発明の第４の実施形態のウエハ加熱ヒータについて説明する。この第４の実施形態のウエハ加熱ヒータは、実施例１と同様の加熱部１１とウエハＷとの間に、ウエハ面に平行な面上で回動し且つ加熱部１１からウエハＷに向けて放射される輻射熱を通す開口部を１つ以上有する熱遮蔽板１８が設けられている。なお、図９には、縦横のサイズが異なる３つの開口部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを有する熱遮蔽板１８の例が示されている。
【００５１】
かかる構成により、熱遮蔽板１８を回動させてウエハＷと加熱部１１との間に所定の開口部を配置させたり非開口部を配置させたりすることで加熱部１１からウエハに向けて放射される輻射熱の熱流束を調節することが可能となる。これは、ウエハＷ側から見ると、加熱部１１の加熱面１１ａの発熱密度分布が変化してそこから放射される輻射熱の熱流束が変化することと等価である。
【００５２】
このように、熱遮蔽板１８を回動させて所定の開口部や非開口部を加熱部１１とウエハＷとの間に配置することにより、ウエハの様々な処理条件に応じた最適な熱流束となるように調節することができる。なお、熱遮蔽板１８の材質にはＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などのセラミックやアルミニウム、ＳＵＳなどの金属を使用することができる。
【００５３】
以上、本発明の非接触型ウエハ加熱ヒータについて複数の実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲の種々の態様で実施することができる。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に及ぶものである。
【実施例】
【００５４】
［実施例１］
図３（ａ）及び図４に示すようなウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には、長さ１００ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚み５ｍｍのアルミニウム製の基材１２を２枚準備した。それらの一方に、発熱部１３を嵌め込むための深さ０.４ｍｍのザグリ溝を形成し、更に、ヒータの温度を制御するための温度センサ１５（ＰＴ１００）を中央部に埋め込んだ。
【００５５】
ザグリ溝を形成していないもう一方の基材１２には、両基材１２をステンレス製のＭ３ネジ６本でネジ止めするためのネジを貫通させる貫通孔を設け、更に、抵抗発熱体１３ａに電力を供給するための電線１４や温度センサ１５の電線を通すための貫通穴を中心に形成した。なお、ザグリ溝を形成した基材１２において上記貫通孔に対応する位置には、上記Ｍ３ネジ６本が螺合する雌ねじ部を形成した。
【００５６】
図４に示すように、抵抗発熱体１３ａとして、ステンレス箔製の抵抗発熱体（長さ８０ｍｍ×幅２ｍｍ×厚み４０μｍ×抵抗値１０Ω）を用意し、これを９０ｍｍ×幅２５ｍｍ×厚み０.２ｍｍのポリイミドシートからなる絶縁体１３ｂで包んで圧着し、発熱部１３とした。この発熱部１３を上記基材１２のザグリ溝に嵌め込んだ後、もう一方の基材１２を重ねて上記Ｍ３ネジ６本で結合し、加熱部１１を作製した。
【００５７】
この加熱部１１を下から支持するため、直径２０ｍｍ長さ５０ｍｍのステンレス製の筒状シャフトからなる支持部１６を用意した。このシャフト中央の中空部１６ａに電線１４を通した後、加熱部１１の下部にシャフトの上端部をネジ止めした。シャフトの下端フランジ部は床部に設置した。その際、加熱部１１の長手方向が後述するウエハ支持体５０に載置されたウエハＷの半径方向に延在するようにし、その一端部がウエハＷの回転中心軸Ｗｏから２５ｍｍ離間するようにした。また、加熱部１１の加熱面１１ａとウエハＷとの距離を調節できるように、シャフトの下部フランジ部は高さ調整が可能な機構を介して床部に設置した。
【００５８】
次に、ウエハを支持するための窒化アルミニウム製の直径３ｍｍ長さ２０ｍｍの３本の支持棒を用意し、各支持棒の上に窒化アルミニウム製の縦５.５ｍｍ×横５.５ｍｍ×厚み０.５ｍｍの板を取り付け、その支持棒を回転台の上に直径３１０ｍｍの円周上に等配で並べウエハ支持体５０とした。そしてこの上にウエハＷとして直径３００ｍｍのウエハ型温度計（ＫＬＡ  ＴＥＮＣＯＲ社製、型番：３２４０Ａ−１２−８０１５−ＳＡ）を載置した。このウエハ型温度計は、ウエハ面に複数の温度計が設けられており、ウエハ面内の温度分布を測定することができるようになっている。
【００５９】
加熱部１１の加熱面１１ａとウエハ型温度計との距離を０〜１５ｍｍの間で様々に変えた場合の各々について、回転台を４００回転／分の速度で回転させながらウエハ型温度計を加熱したときの昇温中の温度分布を測定した。更に、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置して加熱を開始してから３０秒後に加熱部１１をその位置から６ｍｍ下降させた場合とさせない場合の各々において、ウエハ型温度計の加熱開始から６０秒後のウエハ温度の２００℃からのオーバーシュート量を記載した。
【００６０】
なお、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置する前に加熱部１１の温度を１５０℃まで昇温し、更に加熱部１１の内周側端部と外周側端部で温度差がつくように３０秒間プレ加熱した。また、測定終了後はウエハ型温度計の背面に付着したパーティクル（サイズ：０.８μｍ以上）の数量をＪＩＳ  Ｂ９９２１−１９８９に基づいてカウントした。それらの結果を下記表１に示す。
【００６１】
【表１】
2014110314.tif 000003
【００６２】
上記表１の結果から、ウエハと加熱部との離間距離を１.０ｍｍ以上にすれば、従来の面接触の場合に比べてパーティクル数を大幅に減らすことが出来る事が分かる。また、この離間距離を４.０ｍｍ以上にした場合はオーバーシュートは小さくなるものの、上昇中の温度分布が大きくなり、好ましくないことが分かる。更に、この離間距離が０〜３.０ｍｍの場合、３０秒後にヒータを下降することで、６０秒後のウエハ温度のオーバーシュートを抑制できることが分かる。
【００６３】
［実施例２］
基材１２の材質にアルミニウムに代えて炭化ケイ素を使用し、またウエハ支持体５０の材質も窒化アルミニウムに代えて炭化ケイ素を使用した以外は実施例１と同様にして実験を行った。その結果を下記表２に示す。
【００６４】
【表２】
2014110314.tif 000004
【００６５】
上記表１と表２の結果から、炭化ケイ素の場合はアルミニウムの場合と比較してパーティクルの発生量が少なくなっていることが分かる。
【００６６】
［実施例３］
図５（ａ）に示すような往復動自在な発熱部２３を有するウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には、発熱部２３として、長さ４５ｍｍ×幅２５ｍｍ×厚み０.２ｍｍのポリイミドシートで圧着したステンレス箔製の抵抗発熱体（長さ４０ｍｍ×幅２ｍｍ×厚み２０μｍ×抵抗値１０Ω）を作製した。
【００６７】
この発熱部２３を加熱部２１内で往復動させるため、薄型のＸＹステージを用意し、その可動部に発熱部２３を貼り付けた後、加熱部２１内部に設置した。これ以外は実施例１と同様にしてウエハ加熱ヒータを作製し、ウエハ支持体及びウエハ型温度計も実施例１と同様のものを使用した。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、加熱部２１を上から見た時に、ウエハの回転中心軸Ｗｏから加熱部２１の長手方向の一端部（内周側端部）が２０ｍｍ離間し、そこからウエハの半径方向に延在して加熱部２１の長手方向の他端部（外周側端部）がウエハの縁部から３０ｍｍ離間するようにヒータを配置した。また、加熱部２１の加熱面とウエハとの間の鉛直方向の離間距離が１ｍｍとなるようにシャフトの高さを調整した。
【００６９】
更に、発熱部２３の内周側端部と回転中心軸Ｗｏとの距離が３０ｍｍとなるように加熱部２１内の発熱部２３の位置を内周側（ウエハの中心側）に移動させ、この状態でヒータの温度が１５０℃となるように定値制御した。この状態で、２５℃のウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。そして、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから０〜６０秒の間のウエハ面の温度分布を測定した。その結果を下記の表３に示す。
【００７０】
【表３】
2014110314.tif 000005
【００７１】
上記表３において、ウエハ内温度分布が負の値は中心部が外周部よりも温度が低い、いわゆるセンタークールを示し、正の値は中心部が外周部よりも温度が高い、いわゆるセンターホットを示す。上記表３から分かるように、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから１０秒後以降は、センターホット度合いが大きくなった。
【００７２】
次に、加熱部２１内の発熱部２３を内周側から外周側に移動させた以外は上記と同様に試験した。具体的には、ウエハ型温度計を載置してから５秒後から３０秒間後にかけて、ＸＹステージをゆっくりと作動させて、発熱部２３の内周側端部と回転中心軸Ｗｏとの距離を、３０ｍｍから１００ｍｍに移動させた。その際、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから０〜６０秒の間に測定したウエハ面の温度分布を下記の表４に示す。
【００７３】
【表４】
2014110314.tif 000006
【００７４】
上記表３と表４を比較して分かるように、発熱部２３を内周側から外周側に移動させることで、ウエハ内の温度分布が劇的に小さくなり好ましい結果が得られた。
【００７５】
［実施例４］
図５（ｂ）に示すような往復動自在な加熱部１２１を有するウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には、アルミニウム製の基材には長さ５０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚み５ｍｍを２枚使用し、発熱部には長さ４５ｍｍ×幅２５ｍｍ×厚み０.２ｍｍのポリイミドシートで圧着したステンレス箔製の抵抗発熱体（長さ４０ｍｍ×幅２ｍｍ×厚み２０μｍ×抵抗値１０Ω）を使用した以外は実施例１と同様にしてウエハ加熱ヒータを作製した。
【００７６】
このウエハ加熱ヒータを、ＸＹステージに搭載し、ヒータの初期位置として、加熱部１２１の内周側端部をウエハの回転中心軸Ｗｏから２５ｍｍ離間させた。この時、発熱部１２３の内周側端部はウエハの回転中心軸Ｗｏから３０ｍｍ離間していた。更に、加熱部１２１の加熱面とウエハとの間の鉛直方向の離間距離が１ｍｍとなるようにシャフトの高さを調整した。
【００７７】
そして、加熱部１２１の位置を変えない場合と、ウエハ型温度計を載置してから５秒後から３０秒後にかけてＸＹステージをゆっくりと作動させて、発熱部１２３の内周側端部とウエハの回転中心軸Ｗｏとの距離を２５ｍｍから９５ｍｍに変えた場合の２通りの試験を実施した。なお、それぞれウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。そして、ウエハ型温度計を載置してから０〜６０秒の間のウエハの温度分布を測定した。その結果を下記の表５に示す。
【００７８】
【表５】
2014110314.tif 000007
【００７９】
上記表５から分かるように、発熱部１２３の位置を内周側から外周側に変化させた場合、ウエハ内の温度分布が劇的に小さくなり好ましい結果が得られた。
【００８０】
［実施例５］
図５（ｃ）に示すような回動自在な加熱部２２１を有するウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には、実施例１と同様にしてウエハ加熱ヒータ及びウエハ支持体を作製したが、該ウエハ加熱ヒータのシャフト下部については固定せずにＺ軸回転ステージに取り付けた。これにより、ウエハ加熱ヒータの加熱部２２１を、ウエハ面に平行な面上で回動できるようにした。加熱部２２１の初期位置は、図５(ｃ)の上側に示すように、加熱部２２１の長手方向の内周側端部がウエハの回転中心軸Ｗｏ近傍に位置し、かつ加熱部２２１の長手方向がウエハの半径方向に延在するようにした。
【００８１】
そして、加熱部２２１を回動させなかった場合と、ウエハ型温度計を載置してから５秒後から３０秒後にかけてＺ軸回転ステージをゆっくりと作動させて図５(ｃ)の下側に示すように、加熱部２２１の外周側端部を中心としてウエハ面と平行な面上で約３０度回動させた場合の２通りの試験を行った。なお、それぞれウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。そして、ウエハ型温度計を載置してから０〜６０秒の間のウエハの温度分布を測定した。その結果を下記の表６に示す。
【００８２】
【表６】
2014110314.tif 000008
【００８３】
上記表６から分かるように、ヒータの加熱部をウエハ面と平行な面上で回動させた場合、ウエハ内の温度分布が劇的に小さくなり好ましい結果が得られた。
【００８４】
［実施例６］
図６（ａ）、（ｂ）に示すようなウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には外径１０ｍｍ×長さ１３０ｍｍのアルミニウム製の基材を用意し、その一方の端面から中心軸方向に内径３ｍｍ×深さ１１５ｍｍの有底穴を穿孔し、その中に抵抗発熱体としてエナメル被覆されたニクロム線（線径０.５ｍｍ×長さ３００ｍｍ）をコイル状にして入れた。このコイル状の抵抗発熱体は、一端から他端に向かって密になるように巻いた。これにより、ウエハの外周側の発熱密度が高くなるようにした。
【００８５】
温度センサとしてＫ熱電対を上記基材の中心部に設置し、充填材としてＭｇＯパウダー（粒径０.１ｍｍ）を入れ、基材の端面をシリコンゴムでシールした。更に、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態に回動できるように、回動装置を取り付けた。アルミニウム製の基材の外周部には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように一部に切り込みを入れて露出部とした外径２０ｍｍ×内径１０ｍｍのテフロン製チューブを断熱層として接着した。このようにしてウエハ加熱ヒータを作製した。
【００８６】
このウエハ加熱ヒータは、図６（ａ）、（ｂ）のように、ウエハ上面から見て一端部がウエハの回転中心軸Ｗｏから１５ｍｍ離間し、そこからウエハの半径方向に延在して他端部がウエハの縁部から内周側に５ｍｍ離間するように配置した。また、該ヒータのうち最もウエハに近接する部分がウエハから１ｍｍの位置に来るように固定した。その他のウエハ支持体やウエハ型温度計は実施例１と同様にした。
【００８７】
図６（ａ）に示すように、先ず露出部を上向きにしてウエハ型温度計に対向させた状態でヒータの温度を１５０℃として定値制御した。そして、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後にヒータの投入パワーをゼロにした場合と、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後に図６（ｂ）の状態にした場合の２通りの試験を実施し、それぞれウエハ型温度計を載置してから０〜６０秒の間のウエハの温度分布を測定した。それらの測定結果を下記表７に示す。
【００８８】
【表７】
2014110314.tif 000009
【００８９】
上記表７から分かるように、ヒータを回動させず且つパワーを入れ続けた場合は、時間の経過とともにウエハの中心温度が高くなり続けた上、ウエハ面内での温度分布もセンターホットの度合いが大きくなることが分かる。一方、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後にヒータのパワーをゼロにした場合、ウエハの中心温度が高くなる速度と、センターホット度合いが強まる速度が小さくなったが、いずれも依然として増加傾向を示した。これは、たとえ、パワーをＯＦＦにしても、ヒータからの輻射熱でウエハが温められていることに起因する。
【００９０】
ところが、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後にヒータを回動させた場合、ウエハの中心温度は高くならずほぼ横ばいとなり、ウエハ面内での温度分布も小さくなった。これは、ヒータが回動して露出部がウエハ面に対向しないようにすることで、ヒータからウエハに向かう輻射熱の熱流束が実質的にゼロになり、ウエハへの熱の供給が断たれたことを意味する。
【００９１】
［実施例７］
図８に示すようなウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。具体的には回転板４２として、外径２０ｍｍ×厚み５ｍｍのアルミニウム円板を用意し、加熱部４１および発熱体４３として、直径８ｍｍ×長さ１２５ｍｍのステンレス製のシースヒータを用意した。回転板４２の回転軸４２ｏから６ｍｍ離間した位置に上記シースヒータの中心が来るように接着した。温度センサとしてＫ熱電対をシースヒータの側面に貼り付けた。図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態に回動できるように、回転板４２に回動装置を取り付けた。
【００９２】
このウエハ加熱ヒータは、図８（ａ）、（ｂ）の各々下側の側面図に示すように、加熱部４１の一端部がウエハＷの回転中心軸Ｗｏから１５ｍｍ離間し、そこからウエハＷの半径方向に延在して他端部がウエハＷの縁部から内周側に５ｍｍ離間するように配置した。また、図８（ａ）に示すように回転板４２が回動して加熱部４１が最もウエハＷに近接した時、加熱部４１の最上部がウエハＷの下面から１ｍｍ離間するように回転板４２を回動させる回動装置の位置を固定した。その他のウエハ支持体やウエハ型温度計は実施例１と同様にした。
【００９３】
図８（ａ）に示すように、先ず加熱部４１がウエハ型温度計に最も近づけた状態でヒータの温度を１５０℃として定値制御した。そして、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後にヒータの投入パワーをゼロにした場合と、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後に図８（ｂ）の状態にした場合の２通りの試験を実施し、それぞれウエハ型温度計を載置してから０〜６０秒の間のウエハの温度分布を測定した。それらの測定結果を下記表８に示す。
【００９４】
【表８】
2014110314.tif 000010
【００９５】
上記表８から分かるように、回転板４２を回動させず且つパワーを入れ続けた場合は、時間の経過とともにウエハの中心温度が高くなり続けた上、ウエハ面内での温度分布もセンターホットの度合いが大きくなることが分かる。一方、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後にヒータのパワーをゼロにした場合、ウエハの中心温度が高くなる速度と、センターホット度合いが強まる速度が小さくなったが、いずれも依然として増加傾向を示した。これは、たとえ、パワーをＯＦＦにしても、ヒータからの輻射熱でウエハが温められていることに起因する。
【００９６】
ところが、ウエハ型温度計をウエハ支持体に載置してから３０秒後に回転板４２を回動させて図８（ｂ）の状態にした場合、ウエハの中心温度は高くならずほぼ横ばいとなり、ウエハ面内での温度分布も小さくなった。これは、回転板４２を回動させて加熱部４１をウエハから遠ざけることで、ウエハに照射される輻射熱の熱流束が実質的にゼロになり、ウエハへの熱の供給が断たれたことを意味する。
【００９７】
［実施例８］
図９に示すような熱遮蔽板１８を有するウエハ加熱ヒータを作製して非接触でウエハを加熱する試験を行った。加熱部１１、支持部１６及びウエハ支持体５０については実施例１と同様のものを用意し、ウエハ型温度計も実施例１と同様のものを用意した。熱遮蔽板１８として、外径３００ｍｍ×厚み１.０ｍｍのアルミニウム製の円板を用意した。
【００９８】
この円板に、図９に示すように９０度ごとに第１の開口部１８ａ（縦１２０ｍｍ×横２０ｍｍ）、第２の開口部１８ｂ（縦６０ｍｍ×横２０ｍｍ）、及び第３の開口部１８ｃ（縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ）の計３つの矩形の開口部を設けた。更に、円板の中心部に回動シャフト１９として外径１０ｍｍ×長さ１００ｍｍのアルミニウム製の棒状の回動シャフトを取り付け、その回動シャフト１９を回動装置に取り付けた。その際、ウエハと円板との間、及び円板と加熱部１１の加熱面１１ａとの間は、共に１ｍｍとなるように回動シャフト１９と支持部１６の高さを調整した。
【００９９】
この状態でヒータの温度を１７０℃として定値制御した。また、熱遮蔽板１８の第１の開口部１８ａがヒータの真上にくるように熱遮蔽板１８を回動させた。そして、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置するのと同時にウエハ型温度計を４００回転／分の速度で回転させた。その時のウエハ型温度計を載置してから０〜６０秒の間のウエハ内の温度分布を測定した。
【０１００】
また、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから１５秒後、３０秒後、及び４５秒後に、それぞれ第２の開口部１８ｂ、第３の開口部１８ｃ、及び非開口部がヒータの真上にくる様に順に熱遮蔽板１８を回動させた場合についても同様にウエハ内の温度分布を測定した。それらの測定結果を下記表９に示す。
【０１０１】
【表９】
2014110314.tif 000011
【０１０２】
上記表９の結果から分かるように、熱遮蔽板１８の第１の開口部１８ａがヒータの真上に常時存在する場合は、熱遮蔽板１８が無い場合とほぼ等価となり、ウエハの中心温度は上がり続け、ウエハ面内での温度分布もセンターホット度合いが大きくなった。一方、熱遮蔽板１８を回動させて３つの開口部が順次ヒータの真上にくるようにした場合は、ウエハの中心温度はウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから１５秒後に安定し、ウエハ面内での温度分布もウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから３０秒後には１.０以内と良くなった。これは、熱遮蔽板１８を回動させたことによって、ヒータからウエハに向かう輻射熱を実質的に制限したことによるものと考えられる。
【０１０３】
さらに、ヒータの昇降による効果を観るため、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから１５秒後にヒータの位置を３ｍｍ下げた場合について同様に測定した。それらの測定結果を下記表１０に示す。
【０１０４】
【表１０】
2014110314.tif 000012
【０１０５】
上記表１０から分かるように、熱遮蔽板１８の第１の開口部１８ａが常時ヒータの真上に存在していても、ウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから１５秒後にヒータの位置を３ｍｍ下げることで、ウエハの中心温度はほぼ安定し、ウエハ面内での温度分布も２℃以下と良い結果を得た。一方、熱遮蔽板１８を回動させて３つの開口部が順次ヒータの真上にくるようにすると共にヒータの位置を３ｍｍ下げることで、ウエハの中心温度はほぼ安定し、ウエハ面内での温度分布もウエハ型温度計をウエハ支持体５０に載置してから３０秒後で０.５℃以下と非常に良い結果が得られた。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｗ        ウエハ
Ｗｏ      ウエハの回転中心軸
１０      ウエハ加熱ヒータ
１１、２１、３１      加熱部
１２、３２            基材
１３、２３、３３      発熱部
１４        電線
１５        温度センサ
１６        支持部
１８        熱遮蔽板
３４        断熱体
５０        ウエハ支持体
【図１】
2014110314.tif 000013
【図２】
2014110314.tif 000014
【図３】
2014110314.tif 000015
【図４】
2014110314.tif 000016
【図５】
2014110314.tif 000017
【図６】
2014110314.tif 000018
【図７】
2014110314.tif 000019
【図８】
2014110314.tif 000020
【図９】
2014110314.tif 000021