(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェハ支持部材においてウェハ面内の温度差が大きく、必要な均熱性や温度応答性が得られないという課題があった。【解決手段】板状セラミックス体２の一方の主面または内部に複数の抵抗発熱体５を備え、他方の主面にウェハＷを載せる載置面を備えたウェハ支持部材１であって、前記載置面の周辺部に３個以上の周辺凸部４を設け、該周辺凸部の内側に高さの低い内側凸部８を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状セラミックス体の一方の主面または内部に複数の抵抗発熱体を備え、他方の主面にウェハを載せる載置面を備えたウェハ支持部材であって、上記載置面の周辺部に３個以上の周辺凸部を設け、該周辺凸部の内側に該周辺凸部より高さの低い内側凸部を設けたことを特徴とするウェハ支持部材。
【請求項２】
上記周辺凸部を構成する部材は、載置面に形成した凹部に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載のウェハ支持部材。
【請求項３】
上記周辺凸部は円形のセラミック部材からなり、該セラミックス部材の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり上記板状セラミックス体の熱伝導率の２倍より小さいことを特徴とする請求項１または２記載のウェハ支持部材。
【請求項４】
上記周辺凸部の一部は上記抵抗発熱体を囲む外接円の内部にあることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のウェハ支持部材。
【請求項５】
上記内側凸部の載置面からの突出高さは０．０５〜０．５ｍｍであり、上記内側凸部は、載置面の中心から上記周辺凸部に内接する内接円の直径の０．５倍の範囲内に少なくとも１個、前記内接円の直径の０．５〜１倍の範囲内に少なくとも３個以上それぞれ同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のウェハ支持部材。
【請求項６】
上記抵抗発熱体の外接円の直径Ｄが上記板状セラミックス体の直径ＤＰの９０〜９９％であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のウェハ支持部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にウェハを加熱する際に用いるウェハ加熱装置に関するものであり、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、前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ウェハ支持部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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）を加熱するためのウェハ支持部材が用いられている。
【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、ウェハ支持部材が広く使用されている。
【０００４】
このようなウェハ支持部材として、例えば特許文献１、特許文献２や特許文献３には、図７に示すようなウェハ支持部材が提案されている。
【０００５】
このウェハ支持部材７１は、板状セラミック体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、板状セラミック体７２の下面に、例えば図８に示すような同心円状の抵抗発熱体７５を備えていた。
【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用の孔７６に挿通されたリード線７８と電気的に接続されていた。
【０００７】
ところで、このようなウェハ支持部材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、載置面７３にウェハＷ支持ピンを設け、ウェハＷを載置面７３から微小な距離浮かしたウェハ支持部材７１が特許文献４に記載されている。
【０００８】
特許文献５には、板状セラミックス体７２の周縁にウェハを取り囲む壁を設け、該壁と当接する凸状部を設け、ウェハＷ周辺の温度低下を防ぐウェハ支持部材が開示されている。
【０００９】
また、特許文献６には、図９に示すように、板状セラミックス体７２の外縁部にウェハＷと嵌合させるための突部を形成し、該突部の内側には、ウェハＷと抵触する多数の凸状体が形成することで均一な温度分布を実現するウェハ支持部材が開示されている。
【００１０】
また、特許文献７には板状セラミックス体の周辺にウェハＷの位置決めを行うガイドピンを備えることで、ウェハＷを均一な温度分布としたウェハ支持部材が開示されている。
【００１１】
更に、特許文献８にはウェハＷの支持ピンの高さが自由に調整することでウェハＷの温度分布を調整できるウェハ支持部材が開示されている。また、支持ピンにガイドピンを嵌合させたウェハ支持部材が開示されている。
【００１２】
しかし、いずれも非常に複雑で微妙な構造、制御が必要になるという課題があり、簡単な構造で温度分布を更に均一に加熱できるようなウェハ支持部材が求められていた。
【００１３】
【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２００２−７６１０２号公報
【特許文献４】
特開平１０−２２３６４２号公報
【特許文献５】
特開平１０−２２９１１４号公報
【特許文献６】
特開２００２−２３７３７５号公報
【特許文献７】
特開２００２−１８４６８３号公報
【特許文献８】
特開２００１−６８４０７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年生産効率の向上の為、ウェハサイズの大型化が進んでいるが、半導体素子自体も多様化し、必ずしも大判ウェハで製造することが生産効率の向上にはつながらず、ひとつの装置で、多種多様のウェハサイズや熱処理条件に対応可能な装置が望まれている。
【００１５】
更に、半導体素子の配線微細化に伴い使用され始めた化学増幅型レジストにおいては、ウェハの温度の均一性は勿論のこと、ウェハを熱処理装置に載置した瞬間から離脱し熱処理を終了させるまでの過渡的な温度履歴も極めて重要となり、ウェハ載置直後から概ね６０秒以内にウェハの温度が均一に安定することが望まれている。
【００１６】
しかしながら、特許文献５や特許文献６に紹介されている装置では、板状セラミックス体の周辺部の肉厚が大きく熱容量が大きいことからウェハＷ面内の過渡温度が不均一で、ウェハの面内の温度差は０．４〜１．２℃と大きく、また、板状セラミックス体の外周の放熱の影響から温度が安定するまでの応答時間が大きくなる虞があった。
【００１７】
また、特許文献８に記載のウェハ支持部材では、ウェハＷの周辺部と中心部の温度差を調整することができない虞があり、しかも支持ピンの高さを微調整することは困難であり、調整できてもウェハ表面の温度差は１℃以上と大きなものであった。
【００１８】
更に、何れのウェハ支持部材も、ウェハＷを均一に加熱したり、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る虞があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題について鋭意検討した結果、板状セラミックス体の一方の主面または内部に複数の抵抗発熱体を備え、他方の主面にウェハを載せる載置面を備えたウェハ支持部材であって、上記載置面の周辺部に３個以上の周辺凸部を設け、該周辺凸部の内側に高さの低い内側凸部を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、上記周辺凸部を構成する部材は載置面に形成した凹部に取り付けられたことを特徴とする。
【００２１】
また、上記周辺凸部は円形のセラミック部材からなり、該セラミックス部材の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり上記板状セラミックス体の熱伝導率の２倍より小さいことを特徴とする。
【００２２】
また、周辺凸部の一部は上記抵抗発熱体を囲む外接円の内部にあることを特徴とする。
【００２３】
また、上記内側凸部の載置面からの突出高さは０．０５〜０．５ｍｍであり、上記内側凸部は、載置面の中心から周辺凸部に内接する内接円の直径の０．５倍の範囲内に少なくとも１個、上記内接円の直径の０．５〜１倍の範囲内に少なくとも３個以上それぞれ同心円状に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また、上記抵抗発熱体の外接円の直径Ｄが上記板状セラミックス体の直径ＤＰの９０〜９９％であることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明に係るウェハ支持部材１の１例を示す断面図で、炭化珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる板状セラミックス体２の一方の主面あるいは内部に複数の抵抗発熱体５を形成し、他方の主面をウェハＷを載せる載置面３とするとともに、上記抵抗発熱体５に電気的に接続する給電部６を具備した均熱板７からなり、給電部６に給電端子１１が接続している。これらの給電部６を囲む金属ケース１９が接続部材１７を介して板状セラミックス体２の他方の主面の周辺部に固定されている。
【００２７】
また、ウェハリフトピン２５は板状セラミック体２を貫通する孔を通してウェハＷを上下に移動させウェハＷを載置面３に載せたり降ろしたりすることができる。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で板状セラミックス体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。
【００２８】
尚、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。
【００２９】
抵抗発熱体５には、金や銀、パラジウム、白金等の材質からなる給電部６が形成され、該給電部６に給電端子１１を接触させることにより、導通が確保されている。給電端子１１と給電部６とは、導通が確保できる方法で有れば、はんだ付け、ロー付け等の手法を用いてもよい。
【００３０】
ウェハＷの載置面３に対応して円板状のウェハＷの表面を均一に加熱するにはウェハＷ周辺の雰囲気やウェハＷに対抗する壁面やガスの流れの影響を受けるが、円板状のウェハＷの表面温度をばらつかせないために、ウェハＷの周囲や上面の対抗面や雰囲気ガスの流れはウェハＷに対し中心対称となるように設計されているからである。ウェハＷを均一に加熱するにはウェハＷに対し中心対称な上記環境に合わせたウェハ支持部材１が必要で、更に載置面３を中心対称に分割し抵抗発熱体ゾーン４を形成することが好ましい。
【００３１】
本発明のウェハ支持部材１は、図１（ｂ）に示すように前記板上セラミックス体２の載置面の周辺部に３個以上の周辺凸部４を設け、前記周辺凸部の内側に該周辺凸部４より高さの低い内側凸部８を設けたことを特徴とする。
【００３２】
ウェハＷは不図示のアームから移送され板状セラミックス体２の載置面３に突出したウェハリフトピン２５の上に載せられる。そしてウェハリフトピン２５が降下し載置面３上の内側凸部８にウェハＷは載せられる。ウェハＷの面内温度差を小さくするのは抵抗発熱体５を備えた板状セラミックス体２の中心位置に合わせ、板状セラミックス体２に対して正確な位置でウェハＷを載せることが重要であり、周辺凸部４をウェハガイドとして、ウェハＷは周囲が周辺凸部４と接触しながら内側凸部８で支えられることが好ましい。
【００３３】
周辺凸部４がウェハＷの横ズレを防ぐには周辺凸部４が同一円周上に少なくとも３個必要であり、周辺凸部４と接触する内接円の直径はウェハＷの直径より１．００１から１．０１倍の大きさであることが好ましい。このように配設することにより載置面３上の正確な位置にウェハＷを載せることができることから抵抗発熱体５を備えた板状セラミックス体２からの熱を均一に受けることが可能となりウェハＷの表面温度差を小さくすることができる。
【００３４】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は周辺凸部４を示す拡大断面図である。図２（ａ）は円錐台形状の周辺凸部４を示し。図２（ｂ）は円柱の上に円錐台が結合した形状の周辺凸部４を示す。図２（ｃ）は周辺が湾曲面からなる周辺凸部４を示す。
【００３５】
また、前記の周辺凸部４は、板状セラミックス体２の他方の主面と同一の平面に備えることが好ましく、前記複数の周辺凸部４がウェハＷを囲む内接円の大きさは先端部で大きく、下部で小さいことが好ましい。
【００３６】
尚、特許文献５、６に記載のウェハ支持部材のようにウェハＷの横ズレを防止する円環状の凸部は板状セラミックス体の周辺部の厚みが大きくなることから、板状セラミックス体の周辺部の熱容量が大きくなり、昇温途中の過渡時のウェハＷ面内温度差が大きいとの問題がある。しかし、本発明の板状セラミックス体２の周辺部に孤立した周辺凸部を備えることで、過渡時のウェハＷ面内の温度差の増大を防止し、しかもウェハＷの横ズレを防止できる。
【００３７】
また、ウェハＷの面内温度差を小さくするためには、板状セラミックス体２の載置面３に凹部９を形成し、その凹部９に埋設金具を接着しボルト１０で周辺凸部４を締め付けて取り付けることが好ましい。このように配設することで、載置面３の温度分布を均一に保つ事が可能となり、ウェハＷ面内の温度差を小さくできる。尚、上記凹部９に板状セラミックス体と熱伝導率の近いＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる埋め込みリングに周辺凸部４をネジ止めすることもできる。
【００３８】
更に、周辺凸部４の熱伝導率は２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり板状セラミックス体２の熱伝導率の２倍以下の熱伝導率を有することが好ましい。周辺凸部４の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を下回ると、周辺凸部４の周辺の温度が低下ウェハＷ面内の温度差が大きくなる虞がある。また、周辺凸部４の熱伝導率が板状セラミックス体２の熱伝導率の２倍を越えると周辺凸部４の温度が上昇し易くなりウェハＷを加熱する際の過渡時のウェハＷ面内温度差が大きくなり好ましくない。好ましくは、周辺凸部４の熱伝導率を３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とし、板状セラミックス体２の熱伝導率の１倍以下とすると、周辺凸部４の周辺の温度低下や上昇を小さくすることができる。
【００３９】
尚、ウェハＷの表面温度差を小さくするには周辺凸部４の一部は板状セラミックス体２の抵抗発熱体５を囲む外接円の内部にあることが好ましい。このような配置とすると抵抗発熱体５によりウェハＷの表面積より広い範囲の載置面３を加熱することが可能となり、ウェハＷの面内の温度差が小さくなり好ましい。
【００４０】
また、周辺凸部４は平面視したときに円形状のセラミックスであることが好ましく、さらに直径５〜３０ｍｍであることが好ましい。直径５ｍｍを下回ると載置面３に精度良く固定するこが困難であり、直径３０ｍｍを越えるとウェハＷの面内温度差が大きくなる虞がある。好ましくは直径１０〜２０ｍｍである。
【００４１】
また、周辺凸部４の側面の表面粗さは、Ｒａで０．１〜５μｍであることが好ましい。周辺凸部４の側面はウェハＷの端面或いは端面のエッジ部と接触するが、Ｒａが０．１〜５μｍであればウェハＷと接触してもウェハＷのエッジが欠損したりパーティクルを発生する虞が少ない。Ｒａが５μｍ或いはＲｍａｘが１０μｍを越えると、ウェハＷと周辺凸部４の側面が接触した際にウェハＷのエッジが欠損したり周辺凸部４の表面が欠損しパーティクルを発生する虞がある。
【００４２】
上記周辺凸部４によりウェハＷの周辺をガイドすることにより載置面３内方向のウェハＷ位置を正確に固定することができる。
【００４３】
そして、載置面３とウェハＷの間隔は内側凸部８でウェハＷを支持するが、ウェハＷ面と載置面３の間隔をできるだけ均一にするためには、内側凸部８が載置面３に均等に配設されていることが好ましい。内側凸部８は載置面３の中心から周辺凸部４に内接する内接円の直径の０．５倍の範囲内に少なくとも１個、前記内接円の直径の０．５〜１倍の範囲内に少なくとも３個配置されているとウェハＷ表面の変形が小さく、むら無く支持することが可能となり、ウェハＷの自重による変形や反りを防止することができることから、ウェハＷ面内の温度差が小さくなり好ましい。
【００４４】
また、ウェハＷは内側凸部８を介して載置面３と一定の間隔で離間させることにより、載置面３と直接接触した場合の片あたりによるウェハＷ面内の温度バラツキの発生を防止できる。そして、載置面３上のガスを介してウェハＷを加熱することによりウェハＷ面内の温度を均一に昇温させたり、ウェハＷ面内の温度を均一に保持することができる。
【００４５】
ウェハＷと載置面３の間隔を決める内側凸部８の載置面からの突出高さは０．０５〜０．５ｍｍが適切であり、０．０５ｍｍを下回ると載置面３の温度がウェハＷに急激に伝わりウェハＷ面内の温度差を大きくする。また、０．５ｍｍを越えると載置面３からウェハＷへ伝わる熱の伝わりが遅くなりウェハＷ面内の温度差を大きくする。更に好ましくは０．０７〜０．２ｍｍである。
【００４６】
また、上記内側凸部は、載置面の中心から上記周辺凸部に内接する内接円の直径の０．５倍の範囲内に少なくとも１個、前記内接円の直径の０．５〜１倍の範囲内に少なくとも３個以上それぞれ同心円状に配置されているとウェハＷを平坦端に固定しウェハＷの表面の温度差を小さくできることから好ましい。更に好ましくは、内接円の直径の０．５倍の範囲内に少なくとも３個、前記内接円の直径の０．５〜１倍の範囲内に少なくとも５個以上あるとウェハＷ面の変形が更に小さくなり、ウェハＷの面内の温度差を０．４℃以下に小さくすることが可能となる。
【００４７】
図３（ａ）は本発明のウェハ支持部材１で、板状セラミックス体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、その外側に同心円の２つの円環内に抵抗発熱体ゾーン４ｂｃと抵抗発熱体ゾーン４ｄｇとを備える各抵抗発熱体ゾーン４の配置例を示す。
【００４８】
図３（ｂ）は、本発明のウェハ支持部材１の中心部の円形の抵抗発熱体ゾーン４ａと、その外側に円環４ｂｃを２等分した扇状の２個の抵抗発熱体ゾーン４ｂ、４ｃを備え、更にその外側の円環４ｄｇ内にそれぞれ対抗する位置で円環を円周方向に４等分した扇状の４個の抵抗発熱体ゾーン４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇからなるウェハ支持部材１であり、ウェハＷの表面温度がより均一となり好ましい。
【００４９】
上記ウェハ支持部材１の各抵抗発熱体ゾーン４ａ〜４ｇは独立して発熱でき、各抵抗発熱体ゾーン４ａ〜４ｇに対応して抵抗発熱体５ａ〜５ｇを備えている。
【００５０】
尚、円環状の抵抗発熱体ゾーン４ｂｃ、４ｄｇ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。
【００５１】
図３（ｂ）の抵発熱体ゾーン４ｂ、４ｃの境界線は直線であるが、必ずしも直線である必要はなく、波線で有ってよい。抵抗発熱体ゾーン４ｂ、４ｃが板状セラミックス体２の中心に対して中心対称であることが好ましい。
【００５２】
同様に、抵抗発熱体ゾーンの４ｄと４ｅ、４ｅと４ｆ、４ｆと４ｇ、４ｇと４ｄとのそれぞれの境界線も必ずしも直線である必要はなく、それぞれの抵抗発熱体４ｄから４ｇは、板状セラミックス体２の中心に対し中心対称であることが好ましい。
【００５３】
上記の各抵抗発熱体５は、印刷法等で作製し、１〜５ｍｍの巾で厚みが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ツク虞があった。発熱量がバラツクとウェハ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を分割することが有効である事が判明した。
【００５４】
そこで、ウェハＷ載置面３の中心部を除く同心円環状の抵抗発熱体ゾーンは左右に２分割し、更に大きな円環状の抵抗発熱体ゾーンは４分割することで抵抗発熱体ゾーン４にある抵抗発熱体５の印刷する大きさを小さくすることができることから、抵抗発熱体５の各部の厚みを均一にすることができ、更にウェハＷの前後左右の微妙な温度差を補正しウェハＷの表面温度を均一にすることができる。
【００５５】
また、図４に示すように、前記抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが前記板状セラミックス体２の直径ＤＰの９０〜９９％であることが好ましい。抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状セラミックス体２の直径ＤＰの９０％より小さいと、ウェハ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。
【００５６】
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１．０２〜１．１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セラミックス体２の直径ＤＰが大きくなり、均一に加熱できるウェハＷの大きさが板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
【００５７】
抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状セラミックス体２の直径ＤＰの９９％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に接する円弧状パターン５１が存在しない部分からも熱が流れ、外周部の円弧状パターン５１が板状セラミックス体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に沿って円弧状パターン５１が欠落する部分Ｐ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が板状セラミックス体２の直径ＤＰの９２〜９７％である。
【００５８】
また、図１（ａ）に示す様に板状セラミックス体２と金属ケース１９の外形が略同等で板状セラミックス体２を下から金属ケース１９が支える場合、ウェハＷの面内の温度差を小さくするには、抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状セラミックス体２の直径ＤＰの９２〜９５％であり、更に好ましくは９３〜９５％である。
【００５９】
一方、図６に示す様な板状セラミックス体２の外周面を覆うように金属ケースが接続した場合には、抵抗発熱体５の外接円Ｃの直径Ｄが板状セラミックス体２の直径ＤＰの９５〜９８％が好ましく、更に好ましくは９６〜９７％である。
【００６０】
板厚が１〜７ｍｍの板状セラミックス体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、上記板状セラミックス体２の下面に抵抗発熱体５を備えたウェハ支持部材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、上記抵抗発熱体を囲む外接円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５〜５０％であることが好ましい。
【００６１】
即ち、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、抵抗発熱体５の相対向する対向領域において、対向領域の対向間隔Ｓ１が大きくなり過ぎることから、抵抗発熱体５のない間隔Ｓ１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難しいからであり、逆に抵抗発熱体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５０％を超えると、板状セラミック体２と抵抗発熱体５との間の熱膨張差を３．０×１０−６／℃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、板状セラミック体２は変形し難いセラミック焼結体からなるものの、その板厚ｔが１ｍｍ〜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セラミック体２に反りが発生し、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恐れがあるからである。
【００６２】
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１０％〜３０％、さらには１５％〜２５％とすることが好ましい。
【００６３】
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。
【００６４】
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Ｐ１に対し、抵抗発熱体５の占める面積の比率を５０％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セラミック体２が変形する虞がある。また、スクリーン印刷で均一の厚みに印刷することが難しくウェハＷの表面の温度差が大きくなったりする虞があるからである。なお、好ましい抵抗発熱体５の厚みは１０〜３０μｍとすることが良い。
【００６５】
本発明の抵抗発熱体５のパターン形状としては、図３に示したような折り返しパターン、あるいは図４や図５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パターンと直線状のパタ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、本願発明のウェハ支持部材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、これらのパタ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。図４に示すように板状セラミックス体２の外周部に位置する前記抵抗発熱体５ｄ、５ｅ、５ｄ、５ｆは板状セラミックス体２の中心から遠い部位は同心円状をした円弧状パターン５１とこれらと連続して繋がっている連結パターン５２からなることが好ましい。ただし、図８に示すような、板状セラミック体２２の中心から放射方向に見て、抵抗発熱体２５の間隔が密な部分と粗な部分が交互に現れる抵抗発熱体パターンでは、粗な部分に対応するウェハＷの表面温度は小さく、密な部分に対応するウェハＷの温度は大きくなり、ウェハＷの表面の全面を均一に加熱することはできないことから好ましくない。
【００６６】
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。
【００６７】
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セラミック体２に印刷、焼き付けしたもので、金属粒子としては、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、板状セラミック体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。
【００６８】
ここで、抵抗発熱体５を形成する金属粒子として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈの少なくとも一種の金属を用いるのは、電気抵抗が小さいからである。
【００６９】
抵抗発熱体５を形成する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セラミック体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セラミック体２の熱膨張係数に近づけるには、板状セラミック体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。
【００７０】
また、抵抗発熱体５を形成する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セラミック体２の熱膨張係数と近く、板状セラミック体２との密着性も優れるからである。
【００７１】
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、板状セラミック体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。
【００７２】
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、板状セラミック体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。
【００７３】
即ち、抵抗発熱体５と板状セラミック体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と板状セラミック体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、板状セラミック体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。
【００７４】
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を板状セラミックス体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の厚みの板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
【００７５】
また、板状セラミックス体２の温度は、板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
【００７６】
また、図１（ａ）では板状セラミック体２の他方の主面３に抵抗発熱体５のみを備えたウェハ支持部材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。
【００７７】
更に詳細な構成について説明する。
【００７８】
図１（ａ）は本発明に係るウェハ支持部材の一例を示す断面図で、板厚ｔが１〜７ｍｍ、１００〜２００℃のヤング率が２００〜４５０ＭＰａである板状セラミック体２の一方の主面を、ウェハＷを載せる載置面３とするとともに、他方の主面に抵抗発熱体５を形成し、この抵抗発熱体５に電気的に接続する給電部６を備えたものである。
【００７９】
１００〜２００℃のヤング率が２００〜４５０ＭＰａである板状セラミック体２の材質としては、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウム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蝕性や耐プレズマ性にも優れることから、板状セラミック体２の材質として好適である。
【００８０】
板状セラミックス体２の厚みは、２〜５ｍｍとすると更に好ましい。板状セラミックス体２の厚みが２ｍｍより薄いと、板状セラミックス体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、板状セラミックス体２にクラックが発生する虞があるからである。また、板状セラミックス体２の厚みが５ｍｍを越えると、板状セラミックス体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。
【００８１】
板状セラミックス体２は、有底の金属ケース１９開口部の外周にボルト１６を貫通させ、板状セラミックス体２と有底の金属ケース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、有底の金属ケース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、板状セラミックス体２の温度が変動した場合に有底の金属ケース１９が変形しても、上記弾性体１８によってこれを吸収し、これにより板状セラミックス体２の反りを抑制し、ウェハ表面に、板状セラミックス体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。
【００８２】
リング状の接触部材１７の断面は多角形や円形の何れでも良いが、板状セラミックス体２と接触部材１７が平面で接触する場合において、板状セラミックス体２と接触部材１７の接する接触部の巾は０．１ｍｍ〜１３ｍｍであれば、板状セラミックス体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をができる。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の接触部の巾が０．１ｍｍ以下では、板状セラミックス体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の接触部の巾が１３ｍｍを越える場合には、板状セラミックス体２の熱が接触部材に流れ、板状セラミックス体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と板状セラミックス体２の接触部の巾は０．１ｍｍ〜８ｍｍであり、更に好ましくは０．１〜２ｍｍである。
【００８３】
また、接触部材１７の熱伝導率は板状セラミックス体２の熱伝導率より小さいことが好ましい。接触部材１７の熱伝導率が板状セラミックス体２の熱伝導率より小さければ板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
【００８４】
接触部材１７の熱伝導率が板状セラミックス体２の熱伝導率の１０％より小さいウェハ支持部材１では、板状セラミックス体２の熱が有底の金属ケース１９に流れ難く、板状セラミックス体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。
【００８５】
接触部材１７の熱伝導率が板状セラミックス体２の熱伝導率より大きい場合には、板状セラミックス体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、板状セラミックス体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セラミックス体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。
【００８６】
一方、前記接触部材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、接触部の巾が０．１ｍｍ〜８ｍｍと小さく、板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
尚、特開２００１−３１３２４９号公報に記載のような、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。
【００８７】
前記接触部材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が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、板状セラミックス体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。
【００８８】
更に、接触部材１７と板状セラミックス体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、板状セラミックス体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セラミックス体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。
【００８９】
以上、接触部材１７の構成と板状セラミックス体２と抵抗発熱体５の配設の関係について説明したが、これらの配設は、前記周辺凸部４の一部が抵抗発熱体５を囲む直径Ｄの内側に存在することから、周辺凸部４のウェハＷ面内温度に対する影響を考慮していることは言うまでもない。
【００９０】
次に、有底の金属ケース１９は側壁部２２と底面２１を有し、板状セラミックス体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、有底の金属ケース１９には冷却ガスを排出するための孔２３が施されており、板状セラミックス体２の抵抗発熱体５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，板状セラミックス体２を冷却するためのガス噴射口２４、板状セラミックス体２の温度を測定するための熱電対２７を設置してある。
【００９１】
なお、有底の金属ケース１９の深さは１０〜５０ｍｍで、底面２１は、板状セラミックス体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、板状セラミックス体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。
【００９２】
そして、有底の金属ケース１９内に昇降自在に設置されたリフトピン２５により、ウェハＷを載置面３上に載せたり載置面３より持ち上げたりといった作業がなされる。そして、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、片当たり等による温度バラツキを防止するようにしている。
【００９３】
また、このウェハ加熱装置１によりウェハＷを加熱するには、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。
【００９４】
次に、ウェハ支持部材１をレジスト膜形成用として使用する場合は、板状セラミックス体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。
【００９５】
なお、板状セラミックス体２を形成する炭化珪素質焼結体は、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。
【００９６】
一方、炭化珪素質焼結体を板状セラミックス体２として使用する場合、半導電性を有する板状セラミックス体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、板状セラミックス体２を形成する炭化珪素質焼結体や窒化アルミニウム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２００μｍ〜３５０μｍの範囲とすることが良い。
【００９７】
さらに、板状セラミックス体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０．１μｍ〜０．５μｍに研磨しておくことが好ましい。
【００９８】
また、板状セラミックス体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。板状セラミックス体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。
【００９９】
この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セラミックス体２を構成するセラミックスの熱膨張係数に対し−５×１０−７／℃〜＋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、熱膨張係数が前記範囲を外れたガラスを用いると、板状セラミックス体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。
【０１００】
なお、ガラスからなる絶縁層を板状セラミックス体２上に被着する手段としては、前記ガラスペーストを板状セラミックス体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セラミックス体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。
【０１０１】
【実施例】
（実施例  １）
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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ムのグリーンシートを複数枚製作した。
【０１０４】
そして、得られた窒化アルミニ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。
【０１０５】
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板状セラミックス体を製作した。
【０１０６】
そして、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２と板厚４ｍｍで周辺部に円環状の凸部を備え直径３０１ｍｍの中心部の板厚が３ｍｍの板状セラミックス体を作製した。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。
【０１０７】
次いで板状セラミックス体２の上に抵抗発熱体５を被着するため、導電材としてＡｕ粉末とＰｄ粉末と、前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。
【０１０８】
抵抗発熱体ゾーン４の配置は、中心部に円形の１つに抵抗発熱体ゾーンを形成し、その外側の円環を同等の２つの抵抗発熱体ゾーンに分割し、更にその外側に円環を４つの抵抗発熱体ゾーンに分割した計７個の抵抗発熱体ゾーン構成とした。
【０１０９】
また、有底の金属ケースの底面の厚みは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、底面に、ガス噴射口、熱電対、導通端子を所定の位置に取り付けた。また、底面から板状セラミックス体までの距離は２０ｍｍとした。
【０１１０】
その後、前記有底の金属ケースの開口部に、板状セラミックス体を重ね、その外周部にボルトを貫通させ、板状セラミックス体と有底の金属ケースが直接当たらないように、リング状の接触部材を介在させ、接触部材側より弾性体を介在させてナットを螺着することにより弾性的に固定することによりウェハ支持部材とした。
【０１１１】
尚、接触部材１７の断面は円形状で、リング状とした。円形状の断面の大きさは、直径１ｍｍとした。また、接触部材の材質はＳＵＳ３０４、炭素鋼を用いた。
【０１１２】
その後、載置面の中心に１個の内側凸部と中心から８５ｍｍの距離に３個の内側凸部を取り付け、中心から１３０ｍｍの距離に５個の内側凸部を取り付けたものを試料Ｎｏ．１、２とした。
【０１１３】
試料Ｎｏ．１は板状セラミックス体２の周辺部に周辺凸部８を３箇所等配に取り付けた。また、試料Ｎｏ．２は板状セラミックス体の周辺部は載置面より１ｍｍ凸に形成された従来のウェハ支持部材である。
【０１１４】
作製したウェハ支持部材の評価は、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。夫々のウェハ支持部材に電源を取り付け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の平均温度が２００℃±０．５℃の範囲で一定となるまでの時間保持した。そして、ウェハリフトピンを上昇させてウェハＷを取り外し、ウェハＷを室温に冷却した後再びウェハ支持部材に載せウェハＷの平均温度が２００℃±０．５℃となるまでの時間を応答時間として測定した。その後３０分間ウェハＷ平均温度を２００℃に保持した時点でのウェハＷ面内の温度差を測定した。
【０１１５】
それぞれの結果は表１に示す通りである。
【０１１６】
【表１】
2004172463.tif 000003
【０１１７】
載置面の周辺に孤立した周辺凸部４を設け、内側凸部４を備えた本願発明のウェハ支持部材１はウェハＷ面内の温度差は０．３５℃と小さく、しかも応答時間は３５秒と小さく優れた特性を示す事が分った。
【０１１８】
それに対して、載置面の周辺部に円環状の凸部を備えた試料Ｎｏ．２はウェハＷ面内の温度差は０．４１℃とやや小さいが、応答時間が６３秒と大きく、均一なレジスト膜を作製することが出来なかった。
【０１１９】
また、内側凸部のない試料Ｎｏ．３は、ウェハＷ面内の温度差が０．６３℃と大きく、しかも応答時間も４７秒とやや大きかった。
【０１２０】
（実施例  ２）
実施例１と同様に板状セラミックス体を作製した。
【０１２１】
そして、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２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。
【０１２２】
次いで板状セラミックス体２の上に抵抗発熱体５を被着するため、導電材としてＡｕ粉末とＰｄ粉末と、前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。抵抗発熱体５のパターン配置は、中心部から放射状に円と円環状に分割し、中心部に円形の１つにパターンを形成し、その外側の円環状の部分に２つにパターンを形成し、更に最外周に４つのパターンの計７個のパターン構成とした。そして、最外周の４つのパターンの外接円Ｃの直径を３１０ｍｍとして、板状セラミックスの直径を変えて作製した。しかるのち抵抗発熱体５に給電部６をロウ付けし固着させることにより、板状セラミックス体２を製作した。
【０１２３】
また、有底の金属ケースの底面の厚みは２．０ｍｍのアルミニウムと、側壁部を構成する厚み１．０ｍｍのアルミニウムとからなり、底面に、ガス噴射口、熱電対、導通端子を所定の位置に取り付けた。また、底面から板状セラミックス体までの距離は２０ｍｍとした。
【０１２４】
その後、前記有底の金属ケースの開口部に、板状セラミックス体を重ね、その外周部にボルトを貫通させ、板状セラミックス体と有底の金属ケースが直接当たらないように、リング状の接触部材を介在させ、接触部材側より弾性体を介在させてナットを螺着することにより弾性的に固定することによりウェハ支持部材とした。
【０１２５】
尚、接触部材１７の断面は円形状で、リング状とした。円形状の断面の大きさは、直径１ｍｍとした。また、接触部材の材質はＳＵＳ３０４、炭素鋼を用いた。
【０１２６】
そして、載置面３の周辺部に直径５ｍｍの周辺凸部４を板状セラミックス体２に設けた凹部に埋設した。周辺凸部４の内接円の大きさは直径３０１ｍｍとした。また、純度９５％アルミナ、ムライト、イットリアを０．１〜５重量％添加した窒化アルミニウムで周辺凸部４を作製した。また、各周辺凸部４の外周を万能研削盤で加工し必要に応じ外周をダイヤモンド遊離砥粒で研磨しＲａが０．０５〜１０に調整した周辺凸部４を作製した。
【０１２７】
そして、周辺凸部４の熱伝導率の異なる各種のウェハ支持部材を試料Ｎｏ．２１〜２９とした。
【０１２８】
作製したウェハ支持部材の評価は、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。夫々のウェハ支持部材に電源を取り付け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。その１０分後のウェハ温度の最大値と最小値の差をウェハＷの温度差として測定した。その後、ウェハリフトピンを載置面の上面に突出させウェハＷを載置面から取り外し、不図示のハンドリングアームでウェハを取り外した。その後再びハンドリングアームからウェハＷをウェハリフトピンの上に載せ、ウェハリフトピンを降下させて、周辺凸部にガイドさせながら内側凸部に上端にウェハＷを載せた。そして、３分後に再びウェハリフトピンを上昇させて、ウェハＷを取り外した。このウェハＷ載置取り外しを１０００回繰り返し、その後ウェハＷの裏面の周辺部２０ｍｍ幅と側面に付着したパーティクルをＴＥＮＫＯＲ社製のパーティクルカウンタで評価した。
【０１２９】
それぞれの結果は表２に示す通りである。
【０１３０】
【表２】
2004172463.tif 000004
【０１３１】
表２の試料Ｎｏ．２１は、周辺凸部の熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）と小さいことから、ウェハＷ面内の温度差が０．５１℃と大きく応答時間も６３秒と大きく好ましくなかった。
【０１３２】
また、試料Ｎｏ．２９は板状セラミックス体の熱伝導率が６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）に対して周辺凸部の熱伝導率が１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）はその３倍と大きく、ウェハＷ面内の温度差は０．８℃と大きく好ましくなかった。
【０１３３】
これに対し、試料Ｎｏ．２２〜２７は周辺凸部の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上と大きく、しかも板状セラミックス体の熱伝導率の２倍以下であることから、ウェハＷ面内の温度差は０．４５℃以下と小さく、応答時間も５５秒以下と小さく好ましいことが分った。
【０１３４】
更に、試料Ｎｏ．２２〜２６のように周辺凸部の外周面の表面粗さＲａが５以下であるとパーティクルの発生個数が２０００個以下と少なく更に好ましいことが分った。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、板状セラミックス体の一方の主面または内部に複数の抵抗発熱体を備え、他方の主面にウェハを載せる載置面を備えたウェハ支持部材であって、前記載置面の周辺部に３個以上の周辺部の凸部を設け、前記周辺凸部の内側に該凸部より高さの低い内側凸部を設けることにより、ウェハＷ面内の温度差を小さくできる。更に、過渡時のウェハＷ面の温度が安定するまでの応答時間を小さくできる。
【０１３６】
また、上記周辺部の凸部を構成する部材は載置面の凹部に取り付けることにより更にウェハＷ面内の温度を小さく、過渡時の応答時間を小さくできる。
【０１３７】
また、周辺凸部の熱伝導率を２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり板状セラミックス体の熱伝導率の２倍以下とするとウェハＷ表面の温度差を小さく、温度応答時間が小さくなる。
【０１３８】
更に、周辺凸部の一部は板状セラミックス体の抵抗発熱体を囲む外接円の内部に設けると好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のウェハ支持部材の一例を示す断面図、（ｂ）は同じく平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のウェハ支持部材における周辺凸部の拡大断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明のウェハ支持部材における抵抗発熱体ゾーンの形状を示す概略平面図である。
【図４】本発明のウェハ支持部材における抵抗発熱体の形状を示す概略平面図である。
【図５】本発明のウェハ支持部材における抵抗発熱体の形状を示す概略平面図である。
【図６】本発明の他のウェハ支持部材の一例を示す断面図である。
【図７】従来のウェハ支持部材の一例を示す断面図である。
【図８】従来のウェハ支持部材の抵抗発熱体の形状を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１、７１：ウェハ支持部材
２、７２：板状セラミックス体
３、７３：載置面
４：周辺凸部
５、７５：抵抗発熱体
６：給電部
７：均熱板
８：内側凸部
９：凹部
１０：ボルト
１１、７７：給電端子
１２：ガイド部材
１６：ボルト
１７：接触部材
１８：弾性体
１９、７９：金属ケース
２０：ナット
２１：底面
２３：孔
２４：ガス噴射口
２５：ウェハリフトピン
２６：貫通孔
２７：熱電対
２８：ガイド部材
Ｗ：半導体ウェハ
【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】
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【図７】
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【図８】
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