(57)【要約】【課題】ウェハ表面の温度差が大きくウェハ面内の温度差を０．３℃以内にまで小さくすることは困難であった。【解決手段】板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体で構成される帯は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の中心側に偏在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の中心側に偏在させたことを特徴とするヒータ。
【請求項２】
板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の外周側に偏在させたことを特徴とするヒータ。
【請求項３】
上記溝は上記抵抗発熱体の抵抗値を調整可能な溝であることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ。
【請求項４】
上記溝は上記抵抗発熱体の長手方向に略並行に複数備えられ、互いに隣接する複数の溝からなる群を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ。
【請求項５】
上記群は上記抵抗発熱体の帯の長手方向にそって複数に分割され、上記群と群との間隔が上記帯の幅よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のヒータ。
【請求項６】
上記群の長さは、各群が形成されている１つの上記帯の中心線の総長さの３０〜９７％であることを特徴とする請求項４または５に記載のヒータ。
【請求項７】
上記抵抗発熱体が略同心円状に配設した円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯とからなるとともに、少なくとも１箇所で同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のヒータ。
【請求項８】
上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載のヒータ。
【請求項９】
上記同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離の３０〜８０％であることを特徴とする請求項７または８に記載のヒータ。
【請求項１０】
略同心円状に形成された上記抵抗発熱体は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔が、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔より小さいことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のヒータ。
【請求項１１】
板状体の一方の主面をウェハ載置面とし、上記板状体の他方の主面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は略同心円状に配設する円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し帯とからなるとともに、長手方向に略並行な溝を有し、同心円状に配設する円弧状の帯に形成された上記溝を上記板状体の中心側に偏在させたことを特徴とするウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１２】
板状体の一方の主面をウェハ載置面とし、上記板状体の他方の主面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は略同心円状に配設する円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し帯とからなるとともに、長手方向に略並行な溝を有し、同心円状に配設する円弧状の帯に形成された上記溝を上記板状体の外周側に偏在させたことを特徴とするウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１３】
上記溝は上記抵抗発熱体の抵抗値を調整可能な溝であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のヒータ。
【請求項１４】
上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が少なくとも１箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１５】
上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載のウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１６】
上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離の３０〜８０％であることを特徴とする請求項１４または１５に記載のウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１７】
略同心円状に形成された上記抵抗発熱体は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔が、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔より小さいことを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載のウェハ加熱用ヒータ。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれかに記載したウェハ加熱用ヒータを備えたウェハ加熱装置であって、上記抵抗発熱体を独立して加熱できる給電部を有する抵抗発熱体ゾーンと、上記給電部を囲む金属ケースとを有し、上記抵抗発熱体ゾーンは、中心部に備えた円形の抵抗発熱体ゾーンと、該円形の抵抗発熱体ゾーンを包囲する円環状の抵抗発熱体ゾーンとからなることを特徴とするウェハ加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗発熱体に通電し加熱するヒータに関するもので、主にウェハを加熱する際に用いるウェハ加熱装置に使用され、例えば半導体ウェハや液晶装置あるいは回路基板等のウェハ上に薄膜を形成したり、上記ウェハ上に塗布されたレジスト液を乾燥焼き付けしてレジスト膜を形成する際に好適なヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の製造工程における、半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジスト膜の焼き付け処理等においては、半導体ウェハ（以下、ウェハと略す）を加熱するためのセラミック製のヒータが用いられている。
【０００３】
従来の半導体製造装置は、複数のウェハを一括して加熱するバッチ式と、１枚ずつ加熱する枚様式とがあり、枚葉式には、温度制御性に優れているので、半導体素子の配線の微細化とウェハ熱処理温度の精度向上が要求されるに伴い、セラミック製のヒータが広く使用されている。
【０００４】
このようなセラミック製のヒータとして、例えば特許文献１や特許文献２には、図６に示すようなセラミック製のヒータが提案されている。
【０００５】
このセラミックヒータ７１は、板状セラミックス体７２、金属ケース７９、を主要な構成要素としたもので、アルミニウム等の金属からなる有底状の金属ケース７９の開口部に、窒化物セラミックスや炭化物セラミックスからなる板状セラミックス体７２を樹脂製の断熱性の接続部材７４を介してボルト８０で固定され、その上面をウェハＷを載せる載置面７３とするとともに、板状セラミックス体７２の下面に、例えば図７に示すような同心円状の抵抗発熱体７５を備えるようになっていた。
【０００６】
さらに、抵抗発熱体７５の端子部には、給電端子７７がロウ付けされており、この給電端子７７が金属ケース７９の底部７９ａに形成されたリード線引出し用の孔７６に挿通されたリード線７８と電気的に接続されるようになっていた。
【０００７】
ところで、このようなセラミックヒータ７１において、ウェハＷの表面全体に均質な膜を形成したり、レジスト膜の加熱反応状態を均質にするためには、ウェハの温度分布を均一にすることが重要である。その為、これまでウェハの面内の温度差を小さくするため、抵抗発熱体７５の抵抗分布を調整したり、抵抗発熱体７５の温度を分割制御することが行われている。しかし、印刷法で作製した抵抗発熱体は膜厚がばらつき設計通りの抵抗値が得られないとの問題があり、そこで、上記抵抗分布を調整する方法として特許文献３、特許文献４や特許文献５に記載のようなレーザビームで溝を形成して抵抗調整する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献６のように抵抗発熱体を波状にし、波状部をレーザにてトリミングする方法や、図８に示すように抵抗発熱体の帯の端にレーザで複数の溝ｍを形成し、抵抗調整をしたセラミックヒータによりウェハＷの温度分布を良くする方法が特許文献７に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２０３１５６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３２４９号公報
【特許文献３】特開２００１−２４４０５９号公報
【特許文献４】特開２００２−１４１１５９号公報
【特許文献５】特開２００２−１５１２３５号公報
【特許文献６】特開２００２−４３０３１号公報
【特許文献７】特開２００２−２０３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献６や特許文献７のような方法では、部分的に抵抗発熱体の抵抗値を調整し、該部分の近傍における均熱精度を得ることはできたが、ウェハ表面全体の温度分布を均一にし、ウェハ表面の温度差を０．３℃にまで小さくすることは困難であった。
【００１０】
また、上記方法で形成したセラミックヒータは加熱・冷却を繰り返すうちに、上記した各部分同士で抵抗値に微差が生じ、そのことによりウェハ表面の均熱バランスが崩れ、温度差が大きくなるとの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は上記の課題について鋭意検討した結果、本発明のヒータは、板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の中心側に偏在させたことを特徴とする。
【００１２】
また、板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の外周側に偏在させたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記溝は上記抵抗発熱体の抵抗値を調整可能な溝であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記溝は抵抗発熱体の長手方向に略並行に複数備えられ、互いに隣接する複数の溝からなる群を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、上記群は上記抵抗発熱体の帯の長手方向にそって複数に分割され、上記群と群との間隔が上記帯の幅よりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
また、上記群の長さは、該群が形成されている１つの上記帯の中心線の総長さの３０〜９７％であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記抵抗発熱体が略同心円状に配設した円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯とからなるとともに、少なくとも１箇所で同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
また、上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
また、上記同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離の３０〜８０％であることを特徴とする
また、略同心円状に形成された上記抵抗発熱体は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔が、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔より小さいことを特徴とする。
【００２０】
そして、本発明のウェハ加熱用ヒータは、板状体の一方の主面をウェハ載置面とし、上記板状体の他方の主面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は略同心円状に配設する円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し帯とからなるとともに、長手方向に略並行な溝を有し、同心円状に配設する円弧状の帯に形成された上記溝を上記板状体の中心側に偏在させたことを特徴とする。
【００２１】
また、板状体の一方の主面をウェハ載置面とし、上記板状体の他方の主面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は略同心円状に配設する円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し帯とからなるとともに、長手方向に略並行な溝を有し、同心円状に配設する円弧状の帯に形成された上記溝を上記板状体の外周側に偏在させたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記溝は上記抵抗発熱体の抵抗値を調整可能な溝であることを特徴とする。
【００２３】
また、上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が少なくとも１箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とする。
【００２４】
また、上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離よりも小さいことを特徴とすることを特徴とする。
【００２５】
また、上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離の３０〜８０％であることを特徴とする。
【００２６】
また、略同心円状に形成された上記抵抗発熱体は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔が、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔より小さいことを特徴とする。
【００２７】
また、上記溝は上記抵抗発熱体の抵抗値を調整可能な溝であることを特徴とする。
【００２８】
そして、本発明のウェハ加熱装置は、上記抵抗発熱体を独立して加熱できる給電部を有する抵抗発熱体ゾーンと、上記給電部を囲む金属ケースとを有し、上記抵抗発熱体ゾーンは、中心部に備えた円形の抵抗発熱体ゾーンと、該円形の抵抗発熱体ゾーンを包囲する円環状の抵抗発熱体ゾーンとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明のヒータやウェハ加熱用ヒータは、板状体の表面に帯状の抵抗発熱体を備え、該抵抗発熱体は長手方向に略並行な溝を有し、該溝を上記板状体の中心側、もしくは外周側に偏在させたことにより、ヒータの急速加熱、および強制冷却を繰り返して上記溝の近傍から抵抗発熱体の幅方向に発生するクラックの進行を上記溝で防止することができるため抵抗発熱体の断線等の重大な故障を防止できるとともに、抵抗発熱体の抵抗値変化を抑制することができる。さらに、対称性よく溝を配置して抵抗発熱体の抵抗値の調整しているため、抵抗発熱体の発熱域をほぼ均一な温度に維持することができる。さらには、ウェハに対し中心対称に形成された帯状の抵抗発熱体を配するウェハ加熱用ヒータに適用すれば、ウェハ面内の温度差を小さくできるため、ウェハ面内の温度差が０．３℃以下と小さい均熱性に優れたウェハ加熱用ヒータを提供できる。
【００３０】
しかも、上記ヒータの製造歩留まりが良く、大量生産が容易で安価なヒータを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図１は本発明に係るヒータ１と、そのヒータ１を利用して作製されたウェハ加熱用ヒータ１１０、および該ウェハ加熱用ヒータ１１０を用いたウェハ加熱装置１１１の一例を示す断面図であり、板状体２の一方の主面をウェハＷを載せるウェハ載置面３とするとともに、他方の主面に抵抗発熱体５を形成し、該抵抗発熱体５に電気的に導通できる金や銀、パラジウム、白金等の材質からなる給電部６を具備した後に、抵抗発熱体５に複数の溝ｍを設けて抵抗値を調整すると、ヒータ１を利用したウェハ加熱用ヒータ１１０を作製できる。
【００３３】
次に、給電部６を囲む金属ケース１９が、ヒータ１と直接接触しないように接続部材１７を介して、ヒータ1の他方の主面の周辺部に固定する。
【００３４】
次に、金属ケース１９開口部近傍の外周にボルト１６を貫通させ、金属ケース１９側より弾性体１８を介在させてナット２０を螺着することにより弾性的に固定している。これにより、ヒータ１の温度が変動した場合に金属ケース１９が変形しても、弾性体１８によって上記変形力を吸収し、これにより板状体２の反りを抑制し、ウェハＷ表面に、板状体２の反りに起因する温度ばらつきが発生することを防止できるようになる。
【００３５】
ここで、金属ケース１９は底面２１と側壁部２２を有し、板状体２はその有底の金属ケース１９の開口部を覆うように設置してある。また、金属ケース１９の底面２１には、板状体２を冷却するためのガス噴射口２４と、冷却ガスを排出するための孔２３が施されており、ヒータ１に給電するための給電部６に導通するための給電端子１１、ヒータ１の温度を測定するための測温素子２７を設置すると本発明のウェハ加熱装置１１１を作製できる。
【００３６】
そして、ヒータ１を貫通する貫通孔２６を通してリフトピン２５を設け、搬送アーム（不図示）にて載置面３の上方まで運ばれたウェハＷをリフトピン２５にて支持したあと、リフトピン２５を降下させてウェハＷを載置面３上に載せる。そして、給電部６に給電端子１１が接続し外部から電力が供給され、測温素子２７で板状体２の温度を測定しながらウェハＷを加熱することができる。
【００３７】
尚、ウェハＷは、ウェハ支持ピン８により載置面３から浮かした状態で保持され、ウェハＷの片当たり等によって生じる温度バラツキを防止するようにしている。また、抵抗発熱体５を複数のゾーンに分割する場合、それぞれのゾーンの温度を独立に測定し各抵抗発熱体５を制御することにより、各給電部６の給電端子１１に電力を供給し、各測温素子２７の温度が各設定値となるように給電端子１１に加える電力を調整し、載置面３に載せたウェハＷの表面温度が均一となるようにしている。
【００３８】
そして、ウェハＷを加工処理した後、ガイド部材１０を介してリフトピン２５によりウェハＷを持ち上げ、搬送アームで搬出することができる。
【００３９】
また、図２（ａ）は本発明のヒータ１の一例を示す平面図であり、板状体２の一方の主面にスクリーン印刷法等で形成された帯状の抵抗発熱体５を設けている。
【００４０】
ここで、抵抗発熱体５からなる帯は、ほぼ同一線幅を有する円弧状の帯５ｉ、５ｊ、５ｋ、５ｍ、５ｎ、５ｏ、および５ｐと、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯５ｑ、５ｒ、５ｓ、５ｔ、５ｕ、および５ｖとを連続させて略同心円状に構成し、円弧状の帯５ｉ、５ｊの端部を給電部６としてある。その為、円弧状の帯５ｉと円弧状の帯５ｊ、円弧状の帯５ｋと円弧状の帯５ｍ、円弧状の帯５ｎと円弧状の帯５ｏ、及び円弧状の帯５ｐがそれぞれ円を構成するように配置され、各円が同心円状に配置されていることから、抵抗発熱体５を発熱させれば、載置面３の温度分布を中心から周縁部に向かって同心円状に分布させることができる。
【００４１】
また、半径方向に隣り合う円弧状の帯５ｉ、５ｊと円弧状の帯５ｋ、５ｍ、円弧状の帯５ｋ、５ｍと円弧状の帯５ｎ、５ｏ、円弧状の帯５ｎ、５ｏと円弧状の帯５ｐとの距離Ｌ４、Ｌ５、Ｌｒをそれぞれほぼ等間隔に配置してあることから、各円弧状の帯５ｉ〜５ｐにおける単位体積当たりの発熱量を等しくすることができるため、載置面３における半径方向の発熱ムラを抑えることができる。
【００４２】
ヒータ１は、抵抗発熱体５の帯の長手方向に略並行で、長さが同等な複数の溝ｍ１、ｍ２・・・からなる群ｇをなし、前記群ｇは帯の幅の中央部にあることが好ましい。ここで、群ｇが抵抗発熱体５の帯の中央部にあるとは、群ｇの幅方向の中心が前記帯の中央にあることを示すもので、より具体的には群ｇの幅方向の中心が帯を幅方向に４等分した領域の中央の２つの領域つまり中央部５０％より小さい範囲にあることがより好ましい。
【００４３】
このように抵抗発熱体５の少なくともその一部に溝ｍを形成することにより、抵抗調整部を設け、抵抗発熱体５の発熱量を調整することによりヒータ１の温度を均一にしてウェハＷの面内温度差が小さくなるようにすることもできる。
【００４４】
抵抗発熱体５の帯の長手方向に垂直な断面図では群ｇで分けた抵抗発熱体５の帯の両側の抵抗発熱体５の帯の断面積がほぼ等しくなる。すなわち両側の抵抗発熱体５の帯の抵抗値が略等しくなる。そのため抵抗発熱体５の帯の幅方向で左右略均等の発熱量となり、群ｇを形成して抵抗発熱体５の部分的な抵抗値のバラツキを調整しても抵抗発熱体５の帯の幅方向の中心線が設計位置から大きく変わることがなく、設計した抵抗発熱体５パターンに溝を形成して抵抗調整することでヒータ１を均一に加熱することができることから例えばウェハ加熱用として用いられるウェハ加熱用ヒータ１１０としてＷ面内の温度差を小さくすることができる。
【００４５】
一方、図８や図９のように群ｇの幅方向の中心が抵抗発熱体５の幅方向の中央からずれた場合、抵抗発熱体５の帯の断面積の大きな面に大きな電流が流れ、その部分が発熱し易くなる。そのため抵抗発熱体５の帯の幅方向で左右の発熱バランスが崩れ幅方向で温度差が生じることから、ウェハＷの面内温度差が大きくなる虞がある。
【００４６】
本発明のヒータ１は、図２（ａ）に示すように、板状体２の表面に帯状の抵抗発熱体５を備え、該抵抗発熱体５は長手方向に略並行な複数の溝ｍを有し、該溝ｍを板状体２の中心側に偏在させたことを特徴とする。または、図２（ｂ）に示すように、上記溝ｍを板状体２の外周側に偏在させたことを特徴とする。これは、抵抗値を調整するための溝ｍを抵抗発熱体５の不規則な場所に設けると、ヒータを急速に加熱したり、強制冷却を繰り返すことにより抵抗発熱体５が板状体２から剥離したり、抵抗発熱体５の抵抗値にバラツキが生じ易いからである。特に、抵抗発熱体５の幅方向に発生するクラックが抵抗発熱体５の中央部まで進行、成長して抵抗発熱体が断線しヒータ１の重大な故障の原因となる虞があるからである。さらには、たとえ、抵抗発熱体５を板状体２の表面に対称性良く配設しても、溝ｍの位置により微妙に抵抗発熱体５の発熱域が変化しやすくなるため、ウェハＷの面内温度差が大きくなる虞がある。
【００４７】
これに対して、抵抗発熱体５に形成する溝ｍを板状体２の中心側に偏在、もしくは外周側に偏在するように形成すると、上記クラックの進行を防止して抵抗値のバラツキを抑制するとともに、対称性よく溝ｍを配置することができるため、抵抗発熱体５の加熱域をほぼ均一な温度に維持することが可能であり、ウェハＷ面内の温度差を０．３℃以内にすることができる。
【００４８】
また、円板状のウェハを加熱する際には、ヒータ１を構成する板状体も円板状に形成し、ウェハを均一に加熱するには、ウェハの中心に対し中心対称に加熱できるように、上記板状体に抵抗発熱体を形成することが好ましい。これは、ウェハの中心に対し中心対称性が崩れるとヒータ１を収納する容器や周辺部材への放熱を調整できないことからウェハ面内の温度差が大きくなる虞があるからである。そこで、ウェハに対し中心対称に形成された帯状の抵抗発熱体に対し、帯に形成された溝がウェハの中心に対し、帯の外側に偏在・形成したり、内側に偏在・形成してウェハを加熱する抵抗発熱体５の発熱量を中心対称とすることでウェハ面内の温度差を小さくすることができる。なお、上記クラックの進行を効果的に抑制するために、溝ｍを板状体２の中心側と外周側に略均等で上記帯に形成してもよい。
【００４９】
ここで、溝ｍを板状体２の中心側もしくは外周側に偏在させるとは、抵抗発熱体５の長手方向における中心線より上記中心側に寄せて溝ｍを設ける、もしくは上記外周側に寄せて溝ｍを設けることを意味している。また、溝ｍの幅が抵抗発熱体５の帯の幅（短手方向）の半分以上であると、溝ｍは上記中心線を跨るが、この場合は、抵抗発熱体５上で溝ｍの面積を多く占有している方を偏在している方向とする。また、下記で詳細に説明するが、溝ｍが群Ｇを構成する場合でも、同様の考え方をすればよい。
【００５０】
また、抵抗発熱体５の帯の幅は０．５〜８ｍｍで作製することがウェハＷの面内温度差を小さくする上で好ましい。帯の幅が０．５ｍｍ以下では印刷法で形成すると線幅が細か過ぎて滲み等が発生し好ましくない。また、８ｍｍを越えると帯の湾曲部の内外周で発熱量が大きく異なり均一に発熱させることが困難である。より好ましくは１〜４ｍｍである。
【００５１】
また、溝ｍは図３に示すように、帯の長手方向に略並行に複数備えられ、互いに隣接する複数の溝ｍ１、ｍ２・・・からなる群Ｇ１を形成することが好ましい。これは、このような帯に対し溝ｍの幅は数十μｍ程度と小さく、その深さも帯の厚みの２０〜８０％程度と小さいことから、一本の溝で区間の抵抗値を調整できる量は０．０２５〜１．６％程である。そこで、これらの溝ｍを上記帯の長手方向に略並行に複数備え、互いに隣接する複数の溝ｍ１、ｍ２・・・からなる群Ｇ１を有することで、各区間の抵抗値を精度良く調整できるとともに、例え１０％程度の抵抗バラツキが各区間で生じても複数の溝ｍを多数形成することで抵抗値を所定の値に調整することができる。
【００５２】
また、図３に示すように、群Ｇ１〜Ｇ３は抵抗発熱体５の帯の長手方向に略並行に沿って複数に分割され、上記群Ｇ１と群Ｇ２との間隔Ｇｇが上記帯の幅Ｗｈより小さいことが好ましい。これは、間隔Ｇｇが帯の幅Ｗｈより大きいと、この部分で抵抗が小さくなり発熱量が低下してクールスポットを形成する虞があるからである。尚、間隔Ｇｇを設けないと、１つの群Ｇの長さが大きくなるため、図９に示すように、微妙な位置ずれが拡大する。そして、始点Ｐ１で中心に合わせても終点Ｐ２では帯の幅の中心からずれた箇所に群Ｇが形成される。そのため、群Ｇの終点Ｐ２に隣接する抵抗発熱体５の断面の左右で電流通路となる断面積が大きく異なり、抵抗発熱体５の帯の断面において、帯の左右で発熱量が異なりウェハＷの面内温度差が大きくなる虞が生じる。
【００５３】
また、上記群Ｇの長さは、各群Ｇが形成されている１つの上記帯の中心線の総長さの３０〜９７％であることが好ましい。これは、溝ｍや群Ｇを帯の長さ方向の投影線の総長さが３０％未満では、スクリーン印刷法で作製した帯の厚みバラツキを溝ｍや群Ｇで調整することが困難であり、９７％を越えると帯の湾曲部に形成する溝の作製が困難であり、実用的でない。好ましくは６０〜９０％であり、更に好ましくは７０〜８５％である。
【００５４】
また、上記帯は略同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐと、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯５ｑ〜５ｖとからなるとともに、少なくとも1箇所で同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状５ｕ〜５ｖの帯の間の距離Ｌｍが、上記円弧状の帯５ｎ〜５ｐ、５ｏ〜５ｐの間の距離Ｌｒよりも小さいことが好ましい。
【００５５】
これは、距離Ｌｍが距離Ｌｒよりも大きいと、このような円弧状の帯５ｎ〜５ｐと折り返し円弧状の帯５ｕ〜５ｖとの折り返し部周辺の空隙部Ｑの発熱密度が小さくなるために、ウェハＷの面内温度差が大きくなり均熱性が損なわれる虞があるからである。
【００５６】
これに対し、距離Ｌｍが距離Ｌｒよりもそれぞれ小さくすると、空隙部Ｑの発熱量が相対する折り返し円弧状の帯５ｕ〜５ｖからの発熱で補われ、空隙部Ｑでの温度低下を抑えることができるため、載置面３に載せたウェハＷの面内温度差を小さくすることができ、均熱性を高めることができる。
【００５７】
更に、上記抵抗発熱体５の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯５ｑ〜５ｖの間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌｍが全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯５ｉ〜５ｐの間の距離Ｌ４、Ｌ５、Ｌｒよりも小さいと更に好ましい。
【００５８】
特に、上記同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯５ｑ〜５ｖの間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌｍが、略同心円状に配設した円弧状５ｉ〜５ｐの帯の間の距離Ｌ４、Ｌ５、Ｌｒの３０〜８０％、より好ましくは４０〜６０％とすれば、載置面３における均熱性をさらに高めることができる。尚、距離Ｌ１〜Ｌｍはそれぞれ各抵抗発熱体５間を数箇所で測定し、その平均距離を算出したものである。
【００５９】
また、略同心円状に形成された上記抵抗発熱体５は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯５ｐとその内側の帯５ｏ、５ｎとの間隔Ｌｒが、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔Ｌ５、Ｌ４より小さいことが好ましい。ヒータ１の周辺部はその周辺部への熱の放射や対流により熱が奪われやすく、ヒータ１の周辺部の温度が低下する虞があるが、最外周の抵抗発熱体の帯５ｐとその内側の帯５ｏ、５ｎとの間隔Ｌｒを小さくすることで、周辺部の発熱量を大きくする事ができるからである。そして、ヒータ１に被加熱物を載せ加熱すると被加熱物の面内を均一に加熱できるからである。
【００６０】
また、本発明のウェハ加熱用ヒータ１１１は、板状体２の一方の主面をウェハ載置面３とし、上記板状体２の他方の主面に帯状の抵抗発熱体５を備え、該抵抗発熱体５は略同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐと、それらを繋ぐ折り返し帯５ｑ〜５ｖとからなるとともに、長手方向に略並行な溝ｍを有し、同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐに形成された上記溝ｍを上記板状体２の中心側に偏在させたことを特徴とする。これは、板状体２の中心を中心とする略同心円状に配設する円弧状の帯は板状体２の中心に対して中心対称に発熱させることが重要であり、同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐの溝ｍが中心側に偏在していることで、ヒータを急速に加熱したり、強制冷却を繰り返すことにより抵抗発熱体５が板状体２から剥離したり、抵抗発熱体５の抵抗値にバラツキを抑制できる。また、ヒータの急速加熱、および強制冷却を繰り返して上記溝の近傍から抵抗発熱体の幅方向に発生するクラックの進行を上記溝で防止できることから重大な故障を回避することができる。更に、対称性よく溝ｍを配置することができるため、抵抗発熱体５の発熱域をほぼ均一な温度に維持することが可能であり、ウェハＷ面内の温度差を０．３℃以内に小さくすることができる。尚、略同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐとそれらを繋ぐ折り返し帯５ｑ〜５ｕは、図２に示すような円弧状であっても不図示の直線状であっても良い。
【００６１】
また、同様に板状体２の一方の主面をウェハ載置面３とし、上記板状体２の他方の主面に帯状の抵抗発熱体５を備え、該抵抗発熱体５は略同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐと、それらを繋ぐ折り返し帯５ｑ〜５ｖとからなるとともに、長手方向に略並行な溝ｍを有し、同心円状に配設する円弧状の帯５ｉ〜５ｐに形成された上記溝ｍを上記板状体２の外周側に偏在させたことを特徴とする。このように外周側に偏在させることで、上述した溝ｍを板状体の中心側に偏在させたものと同様に、クラックの進行を防止するとともに、ウェハＷ面内の温度差を小さくすることができる。なお、略同心円状に配置された１つの抵抗発熱体５の帯において、抵抗発熱体５を板状体２へ投影した投影面で板状体２と発熱抵抗体５の境界線では、熱膨張により抵抗発熱体５の帯の外側の境界線から該帯の内部を通過して板状体の中心側に伸びるクラックが抵抗発熱体５に発生し易いが、上記溝が外周側に偏在しているとこの溝でクラックの伸展が抑えることができることから、抵抗発熱体の抵抗変化を小さく抑えることができきるとともに抵抗発熱体の断線を防止する効果が大きい。従って、上記溝は外周側に偏在させるほうがより好ましい。
【００６２】
また、上記溝ｍは上記抵抗発熱体５の抵抗値を調整可能な溝ｍであることが好ましい。
【００６３】
ここで溝ｍは、貴金属からなる導電性物質とガラス質の結合剤とで形成される抵抗発熱体５をレーザ光線により溶融除去することで形成できる。また、レーザ光線であれば、細い溝ｍを精度よく形成することが容易であり好ましい。レーザ光の大きさは５〜１００μｍが好ましくより好ましくは３０〜８０μｍ、更に好ましくは５０〜７０μｍである。レーザビーム等で溝ｍを形成するが、溝ｍの大きさはレーザビームの出力と照射時間で決まり、通常溝ｍを加工中は出力や照射時間は変更されないことから、溝ｍの深さは略同等となる。そこで、周辺部の厚みの小さな領域を除く抵抗発熱体５の帯の幅の９０％以内の箇所に溝ｍを形成した場合、溝ｍが抵抗発熱体５を貫通する虞がなく、溝ｍの底部にクラックを発生する虞が小さく好ましい。しかしながら抵抗発熱体５の帯の幅の９０％を越えて溝ｍを形成した場合、抵抗発熱体５の両端の膜厚が薄い箇所に溝ｍが形成されることから、溝ｍが抵抗発熱体５を貫通したりレーザビームが板状体２に照射されて、微小クラックが生じる虞がある。
【００６４】
また、図５に示すように上記抵抗発熱体５の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離Ｌｍ、Ｌｍ２が少なくとも１箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離Ｌｒ、Ｌｒ２よりも小さいことが好ましい。距離Ｌｍ、Ｌｍ２が距離Ｌｒ、Ｌｒ２より小さいとＬｍ付近の例えばＱの位置での温度低下を防止することができることからウェハ面内の温度差を小さくすることができる。
【００６５】
また、上記抵抗発熱体の同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離Ｌｍ、Ｌｍ２が全ての箇所で略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離Ｌｒ、Ｌｒ２よりも小さいことが好ましい。このようにそれぞれの距離Ｌｍ、Ｌｍ２がそれぞれに対応して
距離Ｌｒ、Ｌｒ２よりも小さいとウェハの全ての表面域で温度差のバラツキが小さくなり好ましい。
【００６６】
そして、上記同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離Ｌｍ、Ｌｍ２が、略同心円状に配設した円弧状の帯の間の距離Ｌｒ、Ｌｒ２の３０〜８０％、より好ましくは４０〜６０％とすれば、載置面３における均熱性をさらに高めることができる。尚、距離Ｌ１〜Ｌｍはそれぞれ各抵抗発熱体５間を数箇所で測定し、その平均距離を算出したものである。
【００６７】
また、略同心円状に形成された上記抵抗発熱体５は、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔Ｌｒが、上記最外周の抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔Ｌ４、Ｌｒ５、Ｌｒ２より小さいことが好ましい。ウェハ加熱用ヒータ１１０の周辺部はその周辺部への熱の放射や対流により熱が奪われやすく、ウェハ加熱用ヒータ１１０の周辺部の温度が低下する虞があるが、最外周の抵抗発熱体の帯５ｐとその内側の帯５ｏ、５ｎとの間隔Ｌｒを小さくすることで、周辺部の発熱量を大きくする事ができるからである。そして、載置面３にウェハを載せ加熱するとウェハの面内を均一に加熱できるからである。
【００６８】
以上本発明の特徴に付いて説明したが、関連するその他の構成を説明する。
【００６９】
群Ｇの幅Ｗｇは抵抗発熱体５の帯の幅Ｗｈの９０％以内にあることが好ましい。これは、通常微細で複雑な抵抗発熱体５はスクリーン印刷法で形成されることから、スクリーン印刷法で形成された抵抗発熱体５の断面積は図７のように抵抗発熱体５の帯の幅の左右５％の領域の厚みが小さくなっているからである。また、レーザビーム等で溝ｍを形成するが、溝ｍの大きさはレーザビームの出力と照射時間で決まり、通常溝ｍを加工中は出力や照射時間は変更されないことから、溝ｍの深さは略同等となる。そこで、周辺部の厚みの小さな領域を除く抵抗発熱体５の帯の幅の９０％以内の箇所に溝ｍを形成した場合、溝ｍが抵抗発熱体５を貫通する虞がなく、溝ｍの底部にクラックを発生する虞が小さく好ましい。しかしながら抵抗発熱体５の帯の幅の９０％を越えて溝ｍを形成した場合、抵抗発熱体５の両端の膜厚が薄い箇所に溝ｍが形成されることから、溝ｍが抵抗発熱体５を貫通したりレーザビームが板状体２に照射されて、微小クラックが生じる虞があるからである。
【００７０】
また、上記溝ｍの群Ｇをなす各溝ｍ１、ｍ２・・の深さは、その溝ｍの幅Ｗｍの２０〜７５％の範囲であることが好ましい（溝深さ／溝幅＝２０〜７５％）。なぜなら２０％未満であると、一本の溝ｍの形成による抵抗値の変化が小さく抵抗値の調整範囲も小さくなることからウェハＷの面内温度差を充分に小さくすることが困難になるからである。
【００７１】
また、溝ｍの深さが幅Ｗｍの７５％を超えると、レーザのファーストパルスのエネルギーが大きく抵抗発熱体５の底部にマイクロクラックが発生し、加熱・冷却を繰り返すとマイクロクラックが成長し、抵抗発熱体５の抵抗値の変化が生じ、抵抗値が変化するとウェハＷの面内温度差が大きくなり均熱性を保てなくなる虞があるからである。
【００７２】
また、レーザトリミングは通常大気中で実施するので、抵抗発熱体５中に含まれる導通成分として、耐熱性および耐酸化性に良好な貴金属であるＰｔやＡｕもしくはこれらの合金を主成分とするものを使用することが好ましい。抵抗発熱体５としては絶縁層との密着性および抵抗発熱体自体の焼結性を向上させるために、３０〜７０重量％のガラス成分を混合することが好ましい。
【００７３】
抵抗発熱体５のパターン形状の一例としては、図４（ａ）に示すように、板状体２の外周部に位置する同心円状で環状の複数の抵抗発熱体５からなるゾーン（以下、抵抗発熱体ゾーン）と、中心部の同心円状の抵抗発熱体５からなる抵抗発熱体ゾーンとからなっている。また、図４（ｂ）には、板状体２の外周辺部に４個と中心部に４個のゾーンからなる合計８個の抵抗発熱体ゾーンになるように抵抗発熱体５を分割している。尚、各抵抗発熱体ゾーンはそれぞれ給電部６を有しているため、各抵抗発熱体ゾーンを独立して加熱することができる。また、図５は４個の抵抗発熱体ゾーンからなるウェハ加熱用ヒータの一例を示す。
【００７４】
図４（ａ）は、板状体２の一方の主面に複数の抵抗発熱体ゾーン４を備え、中心部に円形の抵抗発熱体ゾーン４ａと、その外側の同心円の３つの円環内に抵抗発熱体ゾーン４ｂ、４ｃ、および４ｄを備えている。これは、抵抗発熱体５を４個の抵抗発熱体ゾーンに対応して分割することにより、ウェハＷの均熱性を改善するためである。
【００７５】
また、板状体２の中心部に位置する抵抗発熱体ゾーン４ａの外径Ｄ１は最外周部にある抵抗発熱体ゾーン４ｄの外径Ｄの２０〜４０％、抵抗発熱体ゾーン４ａの外側にある抵抗発熱体ゾーン４ｂの外径Ｄ２は外径Ｄの４０〜５５％で、さらに、抵抗発熱体ゾーン４ｂの外側にある抵抗発熱体ゾーン４ｃの外径Ｄ３は外径Ｄの５５〜８５％とすることによりウェハＷの面内温度差を小さくすることができて好ましい。
【００７６】
更に好ましくは、外径Ｄ１は最外周部にある抵抗発熱体ゾーン４ｄの外径Ｄの２３〜３３％、抵抗発熱体ゾーン４ａの外側にある抵抗発熱体ゾーン４ｂの外径Ｄ２は外径Ｄの４５〜５５％で、さらに、抵抗発熱体ゾーン４ｂの外側にある抵抗発熱体ゾーン４ｃの外径Ｄ３は外径Ｄの６３〜８３％とすることによりウェハＷの面内温度差を更に小さくすることができて好ましい。
【００７７】
尚、最外周部の抵抗発熱体ゾーン４ｄの外径Ｄとは、板状体２の他方の主面に平行な投影面でみて、抵抗発熱体ゾーン４ｄを構成する抵抗発熱体を囲む外接円の直径である。尚、外接円は給電部６に接続する抵抗発熱体５の突出部を除き同心円状の円弧に沿って求めることができる。
【００７８】
ここで、外径Ｄ１がＤの２０％未満では中心部の抵抗発熱体ゾーン４ａの外径が小さ過ぎることから抵抗発熱体ゾーン４ａの発熱量を大きくしても、抵抗発熱体ゾーン４ａの中心部の温度が上がらず中心部の温度が低下する虞がある。また、外径Ｄ１が４０％を越えると中心部の抵抗発熱体ゾーン４ａの外径が大き過ぎることから、中心部の温度を上げた際に抵抗発熱体ゾーン４ａの周辺部の温度も上がり、抵抗発熱体ゾーン４ａの周辺部の温度が高くなり過ぎる虞があるからである。尚、好ましくは、外径Ｄ１はＤの２０〜３５％であり、更に好ましくは、外径Ｄ１はＤの２３〜３３％とすることでウェハＷの面内温度差を更に小さくすることができる。
【００７９】
また、外径Ｄ２が外径Ｄの４０％未満では、ヒータ１の周辺部が冷却されやすいことから、ウェハＷ周辺の温度の低下を防ごうと抵抗発熱体ゾーン４ｃの発熱量を増大した際に、ウェハＷの中心に近い抵抗発熱体ゾーン４ｃの内側の温度が高くなり、ウェハＷの面内温度差が大きくなる虞がある。また、外径Ｄ２が外径Ｄの５５％を越えると、ウェハＷ周辺の温度の低下を防ぐために抵抗発熱体ゾーン４ｃの発熱量を大きくしても、抵抗発熱体ゾーン４ｃｄの温度は上がるが、ウェハＷ周辺の温度の低下の影響が抵抗発熱体ゾーン４ｂに達し、抵抗発熱体ゾーン４ｂの外側の温度が低くなる虞がある。好ましくは、外径Ｄ２が外径Ｄの４１〜５５％であり、更に好ましくは４５〜５５％とするとウェハＷの面内温度差は更に小さくできた。
【００８０】
また、外径Ｄ３が外径Ｄの５５％未満では、ヒータ１の周辺部が冷却され易いことから、ウェハＷ周辺温度の低下を防ぐために抵抗発熱体ゾーン４ｄの発熱量を増大した際に、ウェハＷの中心に近い抵抗発熱体ゾーン４ｄの内側の温度が高くなり、ウェハＷの面内温度差が大きくなる虞があった。また、外径Ｄ３が外径Ｄの８５％を越えると、ウェハＷ周辺の温度の低下を防ごうと抵抗発熱体ゾーン４ｄの発熱量を大きくしても、抵抗発熱体ゾーン４ｅｈの温度は上がるが、ウェハＷ周辺の温度の低下の影響が抵抗発熱体ゾーン４ｃに達し、抵抗発熱体ゾーン４ｃの外側の温度が低くなる虞があった。好ましくは、外径Ｄ３が外径Ｄの６０〜８５％であり、更に好ましくは６３〜８３％とするとウェハＷの面内温度差は更に小さくできた。
【００８１】
さらに、図４（ｂ）は、３つの円環状の抵抗発熱体ゾーン４ｂ、４ｃ、４ｄのうち、最も内側の抵抗発熱体ゾーン４ｂは、円環からなる抵抗発熱体ゾーン４ｂであり、その外側の抵抗発熱体ゾーン４ｃは、円環を円周方向に２等分した２個の扇状の抵抗発熱体ゾーン４ｃ１、４ｃ２であり、その外側の抵抗発熱体ゾーン４ｄは、円環を円周方向に４等分した４個の扇状の抵抗発熱体ゾーン４ｄ１、４ｄ２、４ｄ３、４ｄ４からなっていることがウェハＷの表面温度を均一にする上で好ましい。
【００８２】
尚、円環状の抵抗発熱体ゾーン４ｃ、４ｄはそれぞれ放射方向に２分割、４分割したが、これに限るものではない。
【００８３】
図４（ｂ）によると、抵抗発熱体ゾーン４ｃ、４ｄをそれぞれ分割する境界線は直線であるが、必ずしも直線である必要はなく、波線であっても良く、抵抗発熱体ゾーン４ｃ、４ｄが同心円の発熱体ゾーンの中心に対して中心対称であることが好ましい。
【００８４】
上記の各抵抗発熱体５を印刷法等で作製し、抵抗発熱体５の帯は１〜５ｍｍの幅で、厚みが５〜５０μｍで形成することが好ましい。一度に印刷する印刷面が大きくなると印刷面の左右や前後でスキージとスクリーンとの間の圧力の違いから印刷厚みが一定とならない虞が生じる。特に、抵抗発熱体５の大きさが大きくなると、抵抗発熱体５の左右前後の厚みが異なり設計した発熱量がバラつく虞があった。発熱量がバラつくとウェハＷの面内温度差が大きくなり好ましくない。この抵抗発熱体の厚みのバラツキから生じる温度バラツキを防ぐには、一つの抵抗発熱体からなる外径の大きな個々の抵抗発熱体５を分割することにより、低減することができる。
【００８５】
また、図５に示すように、独立して加熱できる複数の帯状の抵抗発熱体５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈのうち、少なくとも１つは、同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、上記抵抗発熱体５の帯の間の距離よりも小さいことが好ましい。これにより、空隙部Ｑ周辺における温度低下を抑制することができるため、ウェハＷ面内の温度差を小さくすることができる。
【００８６】
また、上記複数の抵抗発熱体５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈの全てにおいて、同一円周上に位置する円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯とからなるとともに、同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の間の距離が、上記円弧状の帯の間の距離よりも小さいことがウェハＷ面内の温度差を小さくする上でより好ましい。
【００８７】
また、抵抗発熱体５は、同心円状に独立して加熱できる複数の発熱体からなり、同心円状の最外周の抵抗発熱体の帯とその内側の帯との間隔が、上記最外周の独立した抵抗発熱体を除く抵抗発熱体の同心円状の帯の間隔より小さいことが好ましい。このような構成とすることで、板状体２の周辺部の発熱量を増大させることができることから周辺部の熱引けによるウェハＷ周辺部の温度低下を防止することができて好ましい。
【００８８】
また、板状体２の外周の最も近傍にある抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが上記板状体２の直径ＤＰの９０〜９７％であることが好ましい。これは、抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状体２の直径ＤＰの９０％より小さいと、ウェハＷを急速に昇温したり急速に降温させる時間が大きくなりウェハＷの温度応答特性が劣る。また、ウェハＷの周辺部の温度を下げないようウェハＷの表面温度を均一に加熱するには、直径ＤはウェハＷの直径の１．０２倍程度が好ましいことから、ウェハＷの大きさに対して板状体２の直径ＤＰが大きくなり、均一に加熱できるウェハＷの大きさが板状体２の直径ＤＰに比較して小さくなり、ウェハＷを加熱する投入電力に対しウェハＷを加熱する加熱効率が悪くなる。更に、板状体２が大きくなることからウェハ製造装置の設置面積が大きくなり、最小の設置面積で最大の生産を行う必要がある半導体製造装置の設置面積に対する稼働率を低下させ好ましくない。
【００８９】
一方で、抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状体２の直径ＤＰの９７％より大きいと接触部材１７と抵抗発熱体５の外周との間隔が小さく抵抗発熱体５の外周部から熱が接触部材１７に不均一に流れ、特に、外周部の外接円Ｃに接する円弧状抵抗発熱体ゾーン５１が存在しない部分からも熱が流れ、外周部の円弧状抵抗発熱体ゾーン５１が板状体２の中心部へ曲がっていることから抵抗発熱体５を囲む外接円Ｃに沿って円弧状抵抗発熱体ゾーン５１が欠落する空隙部Ｑの温度が低下しウェハＷの面内温度差を大きくする虞がある。より好ましくは、抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状体２の直径ＤＰの９２〜９５％である。
【００９０】
また、板状体２の外周の最も近傍に位置する抵抗発熱体５ｅ、５ｆ、５ｇおよび５ｈの有する折り返し円弧状の帯間の距離Ｌｍは、板状体２の直径ＤＰと外接円Ｃの直径Ｄとの差（以下、ＬＬと略する）より小さいことが好ましい。距離Ｌ１０がＬＬより大きいと空隙部Ｑの熱が板状体２の周辺部へ流れ空隙部Ｑの温度が下がる虞がある。しかし、距離Ｌ１０がＬＬより小さいと空隙部Ｑの温度が下がり難く板状体２の載置面３に載せたウェハＷの周辺部の一部の温度が低下せずウェハＷ面内の温度差が小さくなり好ましい。
【００９１】
また、板厚が１〜７ｍｍの板状体２の一方の主面側を、ウェハを載せる載置面３とするとともに、上記板状体２の下面に抵抗発熱体５を備えたヒータ１において、上記抵抗発熱体５の厚みが５〜５０μｍであるとともに、上記板状体２の主面に平行な投影面で見て、上記抵抗発熱体５を囲む外接円Ｃの面積に対し、上記外接円Ｃに占める抵抗発熱体５の面積の比率が５〜３０％であることが好ましい。これは、抵抗発熱体５を囲む外接円Ｃの面積に対し、外接円Ｃ内に占める抵抗発熱体５の面積の比率を５％未満とすると、一対の折り返し円弧状抵抗発熱体５の帯の間の距離Ｌｍ、Ｌ１、・・・が大きくなり過ぎることから、空隙部Ｑに対応した載置面３の表面温度が他の部分と比較して小さくなり、載置面３の温度を均一にすることが困難になる。
【００９２】
また、抵抗発熱体５を囲む外接円Ｃの面積に対し、外接円Ｃ内に占める抵抗発熱体５の面積の比率が３０％を超えると、板状体２と抵抗発熱体５との間の熱膨張差を２．０×１０−６／℃以下に近似させたとしても、両者の間に作用する熱応力が大きすぎることから、板状体２は変形し難いが、板厚が１〜７ｍｍと薄いことから抵抗発熱体５を発熱させると、載置面３側が凹となるように板状体２に反りが発生する虞がある。その結果、ウェハＷの中心部の温度が周縁よりも小さくなり、温度バラツキが大きくなる虞がある。
【００９３】
なお、好ましくは、抵抗発熱体５を囲む外接円Ｃの面積に対し、外接円Ｃ内に占める抵抗発熱体５の面積の比率を７〜２０％、さらには８〜１５％とすることが好ましい。
【００９４】
より具体的には、距離Ｌ１は０．５ｍｍ以上で、上記板状体２の板厚の３倍以下であることが好ましい。距離Ｌ１が０．５ｍｍ以下では抵抗発熱体５を印刷し形成する際に抵抗発熱体５の対抗領域でひげ状の突起が発生しその部分が短絡する虞がある。また、距離Ｌ１が板状体２の厚みの３倍を越えると、距離Ｌ１に対応するウェハＷの表面にクールスポットが発生しウェハＷの面内温度差を大きくする虞があるからである。
【００９５】
さらに、このような効果を効率良く発現させるには、抵抗発熱体５の膜厚を５〜５０μｍとすることが好ましい。これは、抵抗発熱体５の膜厚が５μｍを下回ると、抵抗発熱体５をスクリーン印刷法で膜厚を均一に印刷することが困難となるからであり、また、抵抗発熱体５の厚みが５０μｍを越えると、外接円Ｃに対し、抵抗発熱体５の占める面積の比率を３０％以下としても抵抗発熱体５の厚みが大きく、抵抗発熱体５の剛性が大きくなり、板状セラミック体５の温度変化により抵抗発熱体５の伸び縮みによる影響で板状体２が変形する虞がある。好ましくは抵抗発熱体５の厚みを１０〜３０μｍとするのがよい。
【００９６】
以下、本発明のヒータ、ウェハ加熱用ヒータおよびウェハ加熱装置に用いる部材について説明する。
【００９７】
板状体２の材質としては、１００〜２００℃におけるヤング率が２００〜４５０ＭＰａ程度を有するアルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウムおよび炭化珪素を用いることができ、この中でも特に窒化アルミニウムは５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらには１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導率を有するとともに、フッ素系や塩素系等の腐食性ガスに対する耐食性や耐プラズマ性にも優れることから、好適である。
【００９８】
また、板状体２は、上記のセラミックス材料に代えて金属板を使用することもできる。金属板の材質としてはタングステン、モリブデンや、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＳＵＳ等が使用できる。しかし、ヤング率が小さな金属材料では板状体２に補強部材を備えたり、板状体２をセラミックス製板状体２より厚くすることが好ましい。
【００９９】
一方で、ヒータ１をレジスト膜形成用として使用する場合は、板状体２の主成分を炭化珪素にすると、大気中の水分等と反応してガスを発生させることもないため、ウェハＷ上へのレジスト膜の貼付に用いたとしても、レジスト膜の組織に悪影響を与えることがなく、微細な配線を高密度に形成することが可能である。この際、焼結助剤に水と反応してアンモニアやアミンを形成する可能性のある窒化物を含まないようにすることが必要である。
【０１００】
なお、板状体２を炭化珪素質焼結体形成する場合は、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素（Ｂ）と炭素（Ｃ）を添加したり、もしくはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）イットリア（Ｙ２Ｏ３）のような金属酸化物を添加して十分混合し、平板状に加工したのち、１９００〜２１００℃で焼成することにより得られる。炭化珪素はα型を主体とするものあるいはβ型を主体とするもののいずれであっても構わない。
【０１０１】
このとき、板状体２と抵抗発熱体５との間の絶縁を保つ絶縁層としては、ガラス又は樹脂を用いることが可能であり、ガラスを用いる場合、その厚みが１００μｍ未満では耐電圧が１．５ｋＶを下回り絶縁性が保てず、逆に厚みが４００μｍを越えると、板状体２を形成する炭化珪素質焼結体との熱膨張差が大きくなり過ぎるために、クラックが発生して絶縁層として機能しなくなる。その為、絶縁層としてガラスを用いる場合、絶縁層４の厚みは１００〜４００μｍの範囲で形成することが好ましく、望ましくは２００〜３５０μｍの範囲とすることが良い。
【０１０２】
さらに、板状体２の載置面３と反対側の主面は、ガラスや樹脂からなる絶縁層４との密着性を高める観点から、平面度２０μｍ以下、面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜０．５μｍに研磨しておくことが好ましい。
【０１０３】
また、板状体２を、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で形成する場合は、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結助剤としてＹ２Ｏ３やＹｂ２Ｏ３等の希土類元素酸化物と必要に応じてＣａＯ等のアルカリ土類金属酸化物を添加して十分混合し、平板状に加工した後、窒素ガス中１９００〜２１００℃で焼成することにより得られる。板状体２に対する抵抗発熱体５の密着性を向上させるために、ガラスからなる絶縁層を形成することもある。ただし、抵抗発熱体５の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密着強度が得られる場合は、省略することが可能である。
【０１０４】
板状体２の厚みは、２〜５ｍｍが好ましい。板状体２の厚みが２ｍｍより薄いと、板状体２の強度がなくなり抵抗発熱体５の発熱による加熱時、ガス噴射口２４からの冷却エアーを吹き付けた際に、冷却時の熱応力に耐えきれず、板状体２にクラックが発生する虞があるからである。また、板状体２の厚みが５ｍｍを越えると、板状体２の熱容量が大きくなるので加熱および冷却時の温度が安定するまでの時間が長くなる虞がある。
【０１０５】
上記絶縁層を形成するガラスの特性としては、結晶質又は非晶質のいずれでも良く、耐熱温度が２００℃以上でかつ０〜２００℃の温度域における熱膨張係数が板状体２を構成するセラミックスの熱膨張係数に対し−５〜＋５×１０−７／℃の範囲にあるものを適宜選択して用いることが好ましい。即ち、熱膨張係数が上記範囲を外れたガラスを用いると、板状体２を形成するセラミックスとの熱膨張差が大きくなりすぎるため、ガラスの焼付け後の冷却時においてクラックや剥離等の欠陥が生じ易いからである。
【０１０６】
なお、ガラスからなる絶縁層を板状体２上に被着する手段としては、上記ガラスペーストを板状体２の中心部に適量落とし、スピンコーティング法にて伸ばして均一に塗布するか、あるいはスクリーン印刷法、ディッピング法、スプレーコーティング法等にて均一に塗布したあと、ガラスペーストを６００℃以上の温度で焼き付けすれば良い。また、絶縁層としてガラスを用いる場合、予め炭化珪素質焼結体又は窒化アルミニウム質焼結体からなる板状体２を８５０〜１３００℃程度の温度に加熱し、絶縁層を被着する表面を酸化処理しておくことで、ガラスからなる絶縁層との密着性を高めることができる。
【０１０７】
本発明の抵抗発熱体５の抵抗発熱体ゾーン形状としては、図４に示すような複数のブロックに分割され、個々のブロックが円弧状の抵抗発熱体ゾーンと直線状の抵抗発熱体ゾーンとからなる渦巻き状やジグザクな折り返し形状をしたもので、本願発明のヒータ１はウェハＷを均一に加熱することが重要であることから、これらの抵抗発熱体ゾーン形状は帯状の抵抗発熱体５の各部の密度が均一なことが好ましい。
【０１０８】
また、抵抗発熱体５を複数のブロックに分割する場合、それぞれのブロックの温度を独立に制御することにより、載置面３上のウェハＷを均一に加熱することが好ましい。
【０１０９】
抵抗発熱体５は、導電性の金属粒子にガラスフリットや金属酸化物を含む電極ペーストを印刷法で板状体２に印刷、焼き付けしたもので、金属粒子としては、比較的電気抵抗が小さいＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈの少なくとも一種の金属を用いることが好ましく、またガラスフリットとしては、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｎを含む酸化物からなり、板状体２の熱膨張係数より小さな４．５×１０−６／℃以下の低膨張ガラスを用いることが好ましく、さらに金属酸化物としては、酸化珪素、酸化ホウ素、アルミナ、チタニアから選ばれた少なくとも一種を用いることが好ましい。
【０１１０】
また、上記ガラスフリットとして、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｎを含む酸化物からなり、抵抗発熱体５を構成する金属粒子の熱膨張係数が板状体２の熱膨張係数より大きいことから、抵抗発熱体５の熱膨張係数を板状体２の熱膨張係数に近づけるには、板状体２の熱膨張係数より小さな４．５×１０−６／℃以下の低膨張ガラスを用いることが好ましいからである。
【０１１１】
また、上記金属酸化物としては、酸化珪素、酸化ホウ素、アルミナ、チタニアから選ばれた少なくとも一種を用いるのは、抵抗発熱体５の中の金属粒子と密着性が優れ、しかも熱膨張係数が板状体２の熱膨張係数と近く、板状体２との密着性も優れるからである。
【０１１２】
ただし、抵抗発熱体５に対し、金属酸化物の含有量が８０％を超えると、板状体２との密着力は増すものの、抵抗発熱体５の抵抗値が大きくなり好ましくない。その為、金属酸化物の含有量は６０％以下とすることが良い。
【０１１３】
そして、導電性の金属粒子とガラスフリットや金属酸化物からなる抵抗発熱体５は、板状体２との熱膨張差が３．０×１０−６／℃以下であるものを用いることが好ましい。
【０１１４】
即ち、抵抗発熱体５と板状体２との熱膨張差を０．１×１０−６／℃とすることは製造上難しく、逆に抵抗発熱体５と板状体２との熱膨張差が３．０×１０−６／℃を超えると、抵抗発熱体５を発熱させた時、板状体２との間に作用する熱応力によって、載置面３側が凹状に反る恐れがあるからである。
【０１１５】
リング状の接触部材１７の断面は多角形や円形のいずれでも良いが、板状体２と接触部材１７が平面で接触する場合において、板状体２と接触部材１７の接する接触部の幅は０．１〜１３ｍｍであれば、板状体２の熱が接触部材１７を介して有底の金属ケース１９に流れ量を小さくすることができる。そして、ウェハＷの面内の温度差が小さくウェハＷを均一に加熱することができる。更に好ましくは０．１〜８ｍｍである。接触部材１７の接触部の幅が０．１ｍｍ以下では、板状体２と接触固定した際に接触部が変形し、接触部材が破損する虞がある。また、接触部材１７の接触部の幅が１３ｍｍを越える場合には、板状体２の熱が接触部材に流れ、板状体２の周辺部の温度が低下しウェハＷを均一に加熱することが難しくなる。好ましくは接触部材１７と板状体２の接触部の幅は０．１〜８ｍｍであり、更に好ましくは０．１〜２ｍｍである。
【０１１６】
また、接触部材１７の熱伝導率は板状体２の熱伝導率より小さいことが好ましい。接触部材１７の熱伝導率が板状体２の熱伝導率より小さければ板状体２に載せたウェハＷ面内の温度分布を均一に加熱することができると共に、板状体２の温度を上げたり下げたりする際に、接触部材１７との熱の伝達量が小さく有底の金属ケース１９との熱的干渉が少なく、迅速に温度を変更することが容易となる。
【０１１７】
接触部材１７の熱伝導率が板状体２の熱伝導率の１０％より小さいヒータ１では、板状体２の熱が有底の金属ケース１９に流れ難く、板状体２から有底の金属ケース１９に熱が、雰囲気ガス（ここでは空気）による伝熱や輻射伝熱により流れる熱が多くなり逆に効果が小さい。
【０１１８】
接触部材１７の熱伝導率が板状体２の熱伝導率より大きい場合には、板状体２の周辺部の熱が接触部材１７を介して有底の金属ケース１９に流れ、有底の金属ケース１９を加熱すると共に、板状体２の周辺部の温度が低下しウェハＷ面内の温度差が大きくなり好ましくない。また、有底の金属ケース１９が加熱されることからガス噴射口２４からエアを噴射し板状体２を冷却しようとしても有底の金属ケース１９の温度が高いことから冷却する時間が大きくなったり、一定温度に加熱する際に一定温度になるまでの時間が大きくなる虞があった。
【０１１９】
一方、上記接触部材１７を構成する材料としては、小さな接触部を保持するために、接触部材のヤング率は１ＧＰａ以上が好ましく、更に好ましくは１０ＧＰａ以上である。このようなヤング率とすることで、接触部の幅が０．１〜８ｍｍと小さく、板状体２を有底の金属ケース１９に接触部材１７を介してボルト１６で固定しても、接触部材１７が変形することが無く、板状体２が位置ズレしたり平行度が変化したりすることなく、精度良く保持することができる。
【０１２０】
尚、特許文献２に記載のような、フッ素系樹脂やガラス繊維を添加した樹脂からなる接触部材では得られない精度を達成することができる。
【０１２１】
上記接触部材１７の材質としては鉄とカーボンからなる炭素鋼やニッケル、マンガン、クロムを加えた特殊鋼等の金属はヤング率が大きく好ましい。また、熱伝導率の小さな材料としては、ステンレス鋼やＦｅ―Ｎｉ−Ｃｏ系合金の所謂コバールが好ましく、板状体２の熱伝導率より小さくなるように接触部材１７の材料を選択することが好ましい。
【０１２２】
更に、接触部材１７と板状体２との接触部を小さく、且つ接触部が小さくても接触部が欠損しパーティクルを発生する虞が小さく安定な接触部を保持できるために、板状体２に垂直な面で切断した接触部材１７の断面は多角形より円形が好ましく、断面の直径１ｍｍ以下の円形のワイヤを接触部材１７として使用すると板状体２と有底の金属ケース１９の位置が変化することなくウェハＷの表面温度を均一にしかも迅速に昇降温することが可能である。
【０１２３】
なお、有底の金属ケース１９の深さは１０〜５０ｍｍで、底面２１は、板状体２から１０〜５０ｍｍの距離に設置することが望ましい。更に好ましくは２０〜３０ｍｍである。これは、板状体２と有底の金属ケース１９相互の輻射熱により載置面３の均熱化が容易となると同時に、外部との断熱効果があるので、載置面３の温度が一定で均一な温度となるまでの時間が短くなるためである。
【０１２４】
更に、抵抗発熱体５への給電方法については、有底の金属ケース１９に設置した給電端子１１を板状体２の表面に形成した給電部６にバネ（不図示）で押圧することにより接続を確保し給電する。これは、２〜５ｍｍの厚みの板状体２に金属からなる端子部を埋設して形成すると、該端子部の熱容量により均熱性が悪くなるからである。そのため、本発明のように、給電端子１１をバネで押圧して電気的接続を確保することにより、板状体２とその有底の金属ケース１９の間の温度差による熱応力を緩和し、高い信頼性で電気的導通を維持できる。さらに、接点が点接触となるのを防止するため、弾性のある導体を中間層として挿入しても構わない。この中間層は単に箔状のシートを挿入するだけでも効果がある。そして、給電端子１１の給電部６側の径は、１．５〜５ｍｍとすることが好ましい。
【０１２５】
また、板状体２の温度は、板状体２にその先端が埋め込まれた熱電対２７により測定する。熱電対２７としては、その応答性と保持の作業性の観点から、外径０．８ｍｍ以下のシース型の熱電対２７を使用することが好ましい。この熱電対２７の先端部は、板状体２に孔が形成され、この中に設置された固定部材により孔の内壁面に押圧固定することが測温の信頼性を向上させるために好ましい。同様に素線の熱電対やＰｔ等の測温抵抗体を埋設して測温を行うことも可能である。
【０１２６】
なお、板状体２の一方の主面には、図１に示すように、複数の支持ピン８を設け、板状体２の一方の主面より一定の距離をおいてウェハＷを保持するようにしても構わない。
【０１２７】
また、図１では板状体２の他方の主面３に抵抗発熱体５のみを備えたヒータ１について示したが、本発明は、主面３と抵抗発熱体５との間に静電吸着用やプラズマ発生用としての電極を埋設したものであっても良いことは言うまでもない。
【実施例】
【０１２８】
本発明のウェハ加熱用ヒータ１１０およびそれを用いたウェハ加熱装置１１１を以下のように作製した。
【０１２９】
（実施例１）熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の炭化珪素質焼結体に研削加工を施し、板厚４ｍｍ、外径２３０ｍｍの円板状をした板状体を複数制作し、各板状体の一方の主面に絶縁層を被着するため、ガラス粉末に対してバインダーとしてのエチルセルロースと有機溶剤としてのテルピネオールを混練して作製したガラスペーストをスクリーン印刷法にて敷設し、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させた後、５５０℃で３０分間脱脂処理を施し、さらに７００〜９００℃の温度で焼付けを行うことにより、ガラスからなる厚み２００μｍの絶縁層を形成した。次いで絶縁層上に抵抗発熱体を被着させるため、導電材として２０重量％のＡｕ粉末と１０重量％のＰｔ粉末と７０重量％のガラスを所定量の抵抗発熱体ゾーン形状に印刷した後、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さらに４５０℃で３０分間脱脂処理を施した後、５００〜７００℃の温度で焼付けを行うことにより、厚みが５０μｍの抵抗発熱体を形成した。抵抗発熱体は、円弧状の帯と、それらを繋ぐ折り返し円弧からなり、板状体の中心部と外周部を周方向に４分割した８つの抵抗発熱体ゾーン構成とした。
【０１３０】
そして、こうして作製した抵抗発熱体の各抵抗発熱体ゾーンをそれぞれ５０箇所前後に分割し、各箇所で設計した抵抗値と実測抵抗値との差をなくすために、レーザビームを照射して複数の溝からなる群を形成して抵抗調整した。尚、上述した抵抗値の調整は、各抵抗発熱体ゾーンの抵抗値を測定し最大の抵抗値を基準に設計値より小さいものについて行った。
【０１３１】
ここで、複数の溝ｍからなる群Ｇの形成位置としては、抵抗発熱体の長手方向中心線より板状体２の中心側（試料Ｎｏ．１）と、抵抗発熱体５の長手方向中心線より板状体２の外周側（試料Ｎｏ．２）に設けたウェハ加熱用ヒータをそれぞれ作製した。
【０１３２】
また、比較例として、複数の溝からなる群の形成位置を抵抗発熱体上で、上記中心側と上記外周側、もしくは抵抗発熱体の中央部などランダムに設けたヒータ（試料Ｎｏ．３）を作製した。
【０１３３】
上記溝の形成方法としては日本電気製のＹＡＧレーザを使用した。レーザビームは、波長が１．０６μｍ、パルス周波数1ＫＨｚ、レーザ出力０．４Ｗ、加工速度５ｍｍ／ｓｅｃとして照射した。
【０１３４】
尚、上記条件で作製された溝の幅は約５０〜６０μｍで深さは約２０〜２５μｍであった。そして、各群に形成された溝と溝との間隔であるピッチは約６５μｍで最大の溝の数は１３個であった。
【０１３５】
そして、上記で作製されたウェハ加熱用ヒータ１１０を金属ケースに取り付け、測温素子や給電端子等を取り付けてウェハ加熱装置１１１を作製した。
【０１３６】
作製したウェハ加熱装置の評価は、測温抵抗体が２９箇所に埋設された直径３００ｍｍの測温用ウェハを用いて行った。夫々のウェハ加熱装置に電源を取り付け２５℃から２００℃まで５分間でウェハＷを昇温し、ウェハＷの温度を２００℃に設定してからウェハＷを取り除き、室温の測温ウェハＷを載置面に載せ、ウェハＷの平均温度が２００℃±０．５℃の範囲で一定となるまでの時間を応答時間として測定した。また、３０℃から２００℃に５分で昇温し５分間保持した後、３０分間冷却する温度サイクルを１０００サイクル繰り返した後、室温から２００℃に設定し１０分後のウェハ温度の最大値と最小値の差をウェハＷ面内の温度差として測定した。結果は表１に示すとおりである。
【表１】
2006049270.tif 000003
【０１３７】
表１に示すように、比較例である試料Ｎｏ．３のウェハ加熱用ヒータは、溝ｍからなる群Ｇが抵抗発熱体上にランダムに設けたため、上記の温度サイクルによって発生したクラックが成長し、抵抗発熱体５の抵抗値に若干のバラツキが生じるとともに、溝ｍの板状体２に対する対称性が悪くなったため、各抵抗発熱体の発熱域で温度差が生じ、ウェハ面内の温度差が０．３８℃と大きくなり均熱性が悪くなった。
【０１３８】
これに対して、本発明の実施例である試料Ｎｏ．１、２のウェハ加熱用ヒータは、抵抗発熱体５上の溝ｍを板状体の中心に対し一方の方向に偏在させて設けたため、上記クラックの成長を防止して抵抗値変化を抑制するとともに、溝ｍの板状体２に対する対称性がよく、各抵抗発熱体５の発熱域における温度差を低減することができたので、ウェハ面内の温度差を小さくすることができた。
【０１３９】
（実施例２）上述した実施例１と同様の方法で、抵抗発熱体５の帯を１．５ｍｍ幅で形成し、レーザにより複数の溝ｍからなる群Ｇを板状体２の中心側に偏在させた抵抗発熱体５を形成した。
【０１４０】
そして、複数の群Ｇ同士の間隔と抵抗発熱体５の幅との関連について検証した。
【０１４１】
尚、上記した群Ｇ同士の間隔とは、各抵抗発熱体ゾーンの中で最も小さい群と群との間隔で示すことができる。
【０１４２】
そして、実施例１と同様の方法でウェハＷ面内の温度差を測定した。結果は表２に示すとおりである。
【表２】
2006049270.tif 000004
【０１４３】
表２に示すように、群Ｇの間隔が抵抗発熱体５からなる帯の幅より大きい試料Ｎｏ．２４では、該間隔における温度を他の部分と同一にすることが困難になり、ウェハ面内の温度差が０．２６℃とやや大きかった。
【０１４４】
これに対して、試料Ｎｏ．２１〜２４は、群Ｇの間隔が抵抗発熱体５からなる帯の幅より小さかったため、ウェハ面内の温度差をさらに低減することができた。
【０１４５】
（実施例３）まず、窒化アルミニウム粉末に対し、重量換算で１．０質量％の酸化イットリウムを添加し、さらにイソプロピルアルコールとウレタンボールを用いてボールミルにより４８時間混練することにより窒化アルミニウムのスラリーを製作した。
【０１４６】
次に、窒化アルミニウムのスラリーを２００メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて１２０℃で２４時間乾燥した。
【０１４７】
次いで、得られた窒化アルミニウム粉末にアクリル系のバインダーと溶媒を混合して窒化アルミニウムのスリップを作製し、ドクターブレード法にて窒化アルミニウムのグリーンシートを複数枚製作した。
【０１４８】
そして、得られた窒化アルミニウムのグリーンシートを複数枚積層熱圧着にて積層体を形成した。
【０１４９】
しかる後、積層体を非酸化性ガス気流中にて５００℃の温度で５時間脱脂を施した後、非酸化性雰囲気にて１９００℃の温度で５時間の焼成を行い各種の熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体を製作した。
【０１５０】
そして、上記窒化アルミニウム焼結体に研削加工を施し、板厚３ｍｍ、直径３３０ｍｍの円盤状をした板状セラミックス体を複数枚製作し、更に中心から６０ｍｍの同心円上に均等に３箇所貫通孔を形成した。貫通口径は、４ｍｍとした。
【０１５１】
次いで板状体２の表面に抵抗発熱体５を被着するため、導電材としてＡｕ粉末とＰｄ粉末と、上記同様の組成からなるバインダーを添加したガラスペーストを混練して作製した導電体ペーストをスクリーン印刷法にて所定のパターン形状に印刷したあと、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さらに５５０℃で３０分間脱脂処理を施したあと、７００〜９００℃の温度で焼き付けを行うことにより、厚みが５０μｍの抵抗発熱体５を形成した。
【０１５２】
尚、抵抗発熱体５は図５に示すように、略同心円状に円弧状の帯からなる抵抗発熱体５と、それらを繋ぐ折り返し円弧状の帯からなるパターン形状に印刷するとともに、抵抗値を調整するための溝ｍを板状体２の中心側に偏在させて設けた。
【０１５３】
また、上述した抵抗発熱体５を分割する抵抗発熱体ゾーンの配置は、図４に示すように、板状体２の中心部に板状体２の直径Ｄの２５％の円形の１つに抵抗発熱体ゾーン４ａを形成し、その外側に円環の抵抗発熱体ゾーン４ｂを形成し、その外側に外径がＤの４５％の円環を２つの抵抗発熱体ゾーン４１ｃ、４２ｃに分割し、さらに、外径がＤの７０％の円環を４つの抵抗発熱体ゾーン４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄに分割した計８個の抵抗発熱体ゾーン構成とし、外径Ｄを３１０ｍｍとして試料を作製した。
【０１５４】
しかる後、抵抗発熱体５に給電部６をロウ付けし固着させることにより、ウェハ加熱用ヒータ１１０を製作した。尚、本実施例では中心部の抵抗発熱体ゾーンとその外側の円環状の抵抗発熱体ゾーンを並列接続し同時に加熱制御を行った。
【０１５５】
そして、同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯の距離Ｌｍと、該折り返し円弧状の帯と繋がる２つの円弧状の帯の間の距離Ｌｒについて、Ｌｍ／Ｌｒ×１００％としてその比率を変えたヒータ１を作製した。
【０１５６】
その後、金属ケース１９の開口部にウェハ加熱用ヒータ１１０を設置し、その外周部にボルトを貫通させ、ヒータ１と金属ケース１９が直接当たらないように、リング状の接触部材１７を介在させ、ナット２０を螺着することにより固定してウェハ加熱装置１１１とした。
【０１５７】
また、金属ケース１９の底面２１の厚みは２．０ｍｍのアルミニウムと側壁部を構成する厚み１．０ｍｍのアルミニウムからなり、底面２１に、ガス噴射口２４、熱電対２７、給電端子１１を所定の位置に取り付けた。また、底面２１からヒータ１までの距離は２０ｍｍとした。
【０１５８】
尚、接触部材１７の断面はＬ字形状で、環状とした。Ｌ字形状の段部上面とヒータ１の下面と円環状に接触し、ヒータ１との接触面の幅は３ｍｍとした。また、接触部材の材質は耐熱性樹脂を用いた。
【０１５９】
上述で作製したウェハ加熱装置に、Ｌｍ／Ｌｒの比率を変化させたウェハ加熱用ヒータ１を備えたものを試料Ｎｏ.３１〜３９とした。
【０１６０】
そして、実施例１と同様の方法でウェハＷ面内の温度差を測定した。結果は表３に示すとおりである。
【表３】
2006049270.tif 000005
【０１６１】
表３に示すように、試料Ｎｏ．３７はＬｍ／Ｌｒの比率が１２０％と大きかったため、同一円周上に位置する一対の折り返し円弧状の帯間の周辺における空隙部Ｑが広がり、抵抗発熱体５を具備していない空隙部Ｑの温度が下がってしまい、ウェハＷ面内の温度差を効率よく低減できなかった。
【０１６２】
これに対して、試料Ｎｏ．３１〜３８はＬｍ／Ｌｒの比率が１００％より小さくウェハの温度差は０．２２℃以下と小さく好ましいことが分った。
【０１６３】
また、試料Ｎｏ．３２〜３６はＬｍ／Ｌｒの比率が３０〜８０％であっため、ウェハ面内の均熱性に優れていたため、ウェハＷ面内の温度差を小さくでき、また、Ｌｍ／Ｌｒの比率が４０〜６０％である試料Ｎｏ．３３〜３５では、さらに上記温度差を小さくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明のウェハ加熱装置を示す断面図である。
【図２】本発明のヒータにおける抵抗発熱体に設けた溝を示すもので、（ａ）板状体の中心側に溝を偏在した平面図であり、（ｂ）は板状体の外周側に溝を偏在した平面図である。
【図３】本発明のヒータにおける抵抗発熱体の帯の一部を示す拡大図である。
【図４】本発明のヒータにおける抵抗発熱体のゾーンを示す平面図である。
【図５】（ａ）は本発明のヒータにおける抵抗発熱体を示す平面図である。（ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】従来のウェハ加熱装置を示す断面図である。
【図７】従来のヒータにおける抵抗発熱体を示す平面図である。
【図８】従来のヒータにおける抵抗発熱体の断面図である。
【図９】従来のヒータにおける抵抗発熱体に形成された溝を示す拡大図である。
【符号の説明】
【０１６５】
Ｗ：ウェハ
ｍ：溝
Ｇ：溝からなる群
1、７１：ヒータ
２、７２：板状体
３、７３：載置面
５、７５：抵抗発熱体
６：給電部
８：支持ピン
１０：測温素子
１１、７７：給電端子
１２：ガス噴射口
１６、８０：ボルト
１８：弾性体
１９、７９：金属ケース
２０：ナット
２５：リフトピン
２６：貫通孔
２７：測温素子
１１０：ウェハ加熱用ヒータ
１１１：ウェハ加熱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006049270.tif 000011
【図７】
2006049270.tif 000012
【図８】
2006049270.tif 000013
【図９】
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