(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒータ基板の均熱性を高めたヒータユニットおよび該ヒータユニットを搭載した装置を提供する。【解決手段】被加熱物Ｓを搭載して加熱処理するためのヒータ基板２と、該ヒータ基板２を掩蔽する容器３と、からなるヒータユニット１であって、該掩蔽容器３は、該ヒータ基板２の被加熱物搭載面に対して側面を成す面を少なくとも掩蔽しており、かつ、該ヒータ基板２の側面とこれに対面する該掩蔽容器３の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下である。冷却ブロックを有する場合は、冷却ブロックの側面までも掩蔽する。【選択図】      図１
2005229043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を搭載して加熱処理するためのヒータ基板と、該ヒータ基板を掩蔽する容器と、からなるヒータユニットであって、該掩蔽容器は、該ヒータ基板の被加熱物搭載面に対して側面を成す面を少なくとも掩蔽しており、かつ、該ヒータ基板の側面とこれに対面する該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であることを特徴とするヒータユニット。
【請求項２】
被加熱物を搭載して加熱処理するためのヒータ基板と、該ヒータ基板に対して当接、分離する手段を備えた冷却ブロックと、これらのヒータ基板と冷却ブロックとを掩蔽する容器と、からなるヒータユニットであって、該掩蔽容器は、前記ヒータ基板の被加熱物搭載面に対して側面を成す面を掩蔽しており、かつ、前記冷却ブロックの前記ヒータ基板と当接する面に対し側面を成す面を少なくとも掩蔽することを特徴とするヒータユニット。
【請求項３】
前記ヒータ基板の側面と掩蔽容器の内側面との全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のヒータユニット。
【請求項４】
前記掩蔽容器の側面の高さのバラツキが１．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヒータユニット。
【請求項５】
前記掩蔽容器の表面の少なくとも一部が、輻射率０．５以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のヒータユニット。
【請求項６】
前記掩蔽容器の表面の少なくとも一部が、ニッケルメッキが施されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のヒータユニット。
【請求項７】
前記ヒータ基板の主成分が、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のヒータユニット。
【請求項８】
前記ヒータ基板の主成分が、窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のヒータユニット。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載のヒータユニットを搭載した半導体製造装置または半導体検査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれかに記載のヒータユニットを搭載したフラットディスプレイパネル製造装置またはフラットディスプレイパネル検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い均熱性を要する熱処理に使用するヒータユニットおよび該ヒータユニットを搭載した装置に関し、特にエッチング装置、スパッタ装置、プラズマＣＶＤ装置、減圧プラズマＣＶＤ装置、メタルＣＶＤ装置、絶縁膜ＣＶＤ装置、低誘電率膜（Ｌｏｗ−Ｋ）ＣＶＤ装置、ＭＯＣＶＤ装置、デガス装置、イオン注入装置、コータデベロッパなどにおいて、被処理物を搭載し、所定の処理を施すために被処理物を加熱するヒータユニット及びそれを搭載した半導体製造・検査装置あるいはフラットディスプレイパネルの製造・検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体あるいは液晶等の製造工程では、被処理物である半導体基板（ウェハ）あるいは液晶用ガラスに対して成膜処理やエッチング処理など様々な処理が行われる。このような半導体基板あるいは液晶用ガラスに対する処理を行う処理装置では、半導体基板あるいは液晶用ガラスを保持し、半導体基板あるいは液晶用ガラスを加熱するためのセラミックスヒータ基板が用いられている。
【０００３】
例えば、フォトリソグラフィー工程においては、ウェハ上にレジスト膜パターンが形成される。この工程では、ウェハを洗浄後、加熱乾燥し、冷却後ウェハ表面にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィー処理装置内のセラミックスヒータ上にウェハを搭載し、乾燥した後、露光、現像などの処理が施される。このフォトリソグラフィー工程では、レジストを乾燥するときの温度が塗膜の品質に大きな影響を与えるので、セラミックスヒータ基板の処理時の温度の均一性が重要である。
【０００４】
また、ＣＶＤ工程では、ウェハを洗浄、乾燥した後、ＣＶＤ装置内のセラミックスヒータ基板上にウェハを搭載し、ウェハ表面に化学反応によって絶縁膜や金属膜を成膜する。この化学反応時の温度が、絶縁膜や金属膜の品質に大きく影響するので、やはりセラミックスヒータ基板の温度の均一性が重要である。
【０００５】
また、セラミックスヒータ基板は、支持容器に支持されて半導体製造装置等の装置に搭載されるが、例えば、特許文献１には、セラミックスヒータ基板と支持容器を非接触とすることによって、セラミックスヒータ基板の均熱性を向上させる方法が、開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２５２２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の半導体基板あるいは液晶用ガラスは大型化が進められている。例えば、半導体基板であるシリコン（Ｓｉ）ウェハでは８インチから１２インチへと移行が進められている。また、液晶用ガラスでは、例えば１０００ｍｍｘ１５００ｍｍという非常に大型化が進められている。この半導体基板あるいは液晶用ガラスの大口径化に伴って、セラミックスヒータ基板の保持面（加熱面）の温度分布は、±１．０％以内が必要とされるようになり、更には、±０．５％以内が望まれるようになってきた。
【０００７】
しかし、特許文献１のように、支持容器とセラミックスヒータ基板とを非接触としても、例えば半導体製造装置などの装置へ搭載したときに、セラミックスヒータ基板の均熱性が、悪くなることがあることを見出した。その原因を種々検討した結果本発明にいたったものである。
【０００８】
すなわち、セラミックスヒータ基板と支持容器との間隔にバラツキがあると、セラミックスヒータ基板の温度分布にバラツキが発生し、セラミックスヒータ基板の温度分布が、±１．０％を超えることがあることを見出した。
【０００９】
また、半導体基板や液晶用ガラスを処理する時間の短縮も望まれており、セラミックスヒータ基板を迅速に冷却するために、冷却ブロックを内蔵したヒータユニットも開発されているが、この場合も、前記温度分布の均熱性の要求に変わりはない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ヒータ基板の均熱性を高めたヒータユニットおよび該ヒータユニットを搭載した装置を提供することである。特に、冷却ブロックを内蔵したヒータユニットにおいて、ヒータ基板の半導体基板や液晶用ガラスを搭載する面の均熱性を一段と向上させた（被加熱物全面に渡る温度の均一性を向上させた）ヒータユニットを提供することである。また、該ヒータユニットを搭載した半導体製造・検査装置や、液晶パネル等のフラットディスプレイパネルの製造・検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のヒータユニットは、被加熱物を搭載して加熱処理するためのヒータ基板と、該ヒータ基板を掩蔽する容器と、からなるヒータユニットであって、該掩蔽容器は、該ヒータ基板の被加熱物搭載面に対して側面を成す面を少なくとも掩蔽しており、かつ、該ヒータ基板の側面とこれに対面する該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下である。
【００１２】
また、本発明のヒータユニットは、被加熱物を搭載して加熱処理するためのヒータ基板と、該ヒータ基板に対して当接、分離する手段を備えた冷却ブロックと、これらのヒータ基板と冷却ブロックとを掩蔽する容器と、からなるヒータユニットであって、該掩蔽容器は、前記ヒータ基板の被加熱物搭載面に対して側面を成す面を掩蔽しており、かつ、前記冷却ブロックの前記ヒータ基板と当接する面に対し側面を成す面を少なくとも掩蔽することを特徴とする。この場合も、前記ヒータ基板の側面と掩蔽容器の内側面との全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
前記ヒータ基板の側面あるいは冷却ブロックの側面と、掩蔽容器との距離は、０．４ｍｍ以上、６．１ｍｍ以下であることが好ましい。また、１．６ｍｍ以上、３．１ｍｍ以下であることが更に好ましい。
【００１４】
また、前記ヒータ基板と掩蔽容器とが互いに相対する面の真円度または平面度が１．１ｍｍ以下であることが好ましい。更に、前記ヒータ基板と掩蔽容器とが互いに相対する面の表面粗さＲｍａｘが１．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、前記掩蔽容器の厚さの最大値と最小値の差が、１．１ｍｍ以下であることが好ましく、前記掩蔽容器の側面の高さのバラツキが１．６ｍｍ以下であることが好ましい。更に、前記掩蔽容器の表面の少なくとも一部が、輻射率０．５以下であることが好ましく、前記掩蔽容器の表面の少なくとも一部に、ニッケルメッキが施されていることが好ましい。
【００１６】
このようなヒータユニットを搭載した半導体製造装置または半導体検査装置や、フラットディスプレイパネル製造装置またはフラットディスプレイパネル検査装置は、均熱性が向上するので、半導体やフラットディスプレイパネルなどの特性や製造歩留りあるいは信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒータ基板の加熱面の温度分布が従来よりも向上する。このようなヒータ基板を有するヒータユニットを、エッチング装置、スパッタ装置、プラズマＣＶＤ装置、減圧プラズマＣＶＤ装置、メタルＣＶＤ装置、絶縁膜ＣＶＤ装置、低誘電率膜ＣＶＤ装置、ＭＯＣＶＤ装置、デガス装置、イオン注入装置、コータデベロッパ等の各種半導体製造装置、検査装置、あるいはフラットディスプレイパネル製造装置またはフラットディスプレイパネル検査装置に搭載すれば、均熱性が向上するので、半導体やフラットディスプレイパネルなどの特性や製造歩留りあるいは信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態の一つを、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の一例であり、ヒータユニット１は、半導体製造装置等の容器１０内に、支持体４を介して設置された被加熱物ｓを搭載するヒータ基板２と、ヒータ基板２の被加熱物搭載面に対して側面を成す面（以下、ヒータ基板２の側面）を少なくとも掩蔽する掩蔽容器３とからなる。ヒータ基板の一つの形態としては、図２に示すように円板状であり、この場合は掩蔽容器は円筒状であることが好ましい。
【００１９】
掩蔽容器は、ヒータ基板の熱を被加熱物以外に伝わり難いように遮熱して効率良く被加熱物を加熱するとともに、被加熱物以外の部材や装置をヒータ基板の熱から保護することを目的としてヒータ基板を掩蔽するように配置する。
【００２０】
発明者らは、前記ヒータ基板２の側面とこれに対面する該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキが±１％以下になることを見出した。例えば、図２に示すような場合では、｜Ｄ１−Ｄ２｜≦２．２（ｍｍ）である。更に好ましくは、｜Ｄ１−Ｄ２｜≦１．０ｍｍであれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキを±０．５％以下にすることができる。
【００２１】
更に、ヒータ基板２の側面と、掩蔽容器３との距離は、０．４ｍｍ以上、６．１ｍｍ以下であり、ヒータ基板２の側面とこれに対面する該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキが±０．５％以下になることを見出した。前記距離は、１．６ｍｍ以上、３．１ｍｍ以下であれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキを±０．２％以下にすることができるので、更に好ましい。
【００２２】
前記距離が０．４ｍｍ未満の場合は、ヒータ基板と掩蔽容器との間に存在する気体の熱伝導が無視できなくなり、ヒータ基板の外周部の熱が前記気体を介して掩蔽容器側へ逃げるので、ヒータ基板の外周側の温度が低下する。また、６．１ｍｍ以上離れると、ヒータ基板と掩蔽容器との間に存在する気体の対流による熱放散が大きくなって、やはりヒータ基板の外周側の温度が低下する。
【００２３】
また、ヒータ基板の側面と該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が２．２ｍｍを超える場合には、最小値側と最大値側とで、ヒータ基板と掩蔽容器との間にある気体の熱伝導や熱放散の度合いが変化するので、ヒータ基板の温度のバラツキが大きくなるものと思われる。
【００２４】
また、図３のように、ヒータ基板２を強制冷却できるように、エアーシリンダー等の昇降手段６を介してヒータ基板２に当接、分離可能な冷却ブロック５を備えるヒータユニットの場合は、掩蔽容器３は、前記ヒータ基板の側面を掩蔽しており、かつ、前記冷却ブロックの前記ヒータ基板と当接する面に対し側面（冷却ブロックの側面）を成す面を少なくとも掩蔽する。なお、図３は、冷却ブロック５が分離した状態を示す。
【００２５】
冷却ブロックの側面を掩蔽しない場合は、ヒータ基板からの輻射熱によって加熱された冷却ブロック外周部の熱が逃げるため、冷却ブロックに温度バラツキが生じる。この温度バラツキは、冷却ブロックからヒータ基板へ輻射する熱量のバラツキとなって、ヒータ基板に温度バラツキを発生させる要因となる。従って、冷却ブロックまで掩蔽することが望ましい。
【００２６】
冷却ブロックを備えるヒータユニットの場合も、前記ヒータ基板の側面と掩蔽容器の内側面との全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であることが好ましく、更に、ヒータ基板の側面と、掩蔽容器との距離は、０．４ｍｍ以上、６．１ｍｍ以下であり、ヒータ基板の側面とこれに対面する該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が、２．２ｍｍ以下であれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキが±０．５％以下になることを見出した。前記距離は、１．６ｍｍ以上、３．１ｍｍ以下であれば、被加熱物ｓの面内の温度バラツキを±０．２％以下にすることができるので、更に好ましい。
【００２７】
前記距離が０．４ｍｍ未満の場合は、ヒータ基板と掩蔽容器との間に存在する気体の熱伝導が無視できなくなり、ヒータ基板の外周部の熱が前記気体を介して掩蔽容器側へ逃げるので、ヒータ基板の外周側の温度が低下する。また、６．１ｍｍ以上離れると、ヒータ基板と掩蔽容器との間に存在する気体の対流による熱放散が大きくなって、やはりヒータ基板の外周側の温度が低下する。
【００２８】
また、ヒータ基板の側面と該掩蔽容器の内側面との間の全周における距離の最大値と最小値との差が２．２ｍｍを超える場合には、最小値側と最大値側とで、ヒータ基板と掩蔽容器との間にある気体の熱伝導や熱放散の度合いが変化するので、ヒータ基板の温度のバラツキが大きくなるものと思われる。
【００２９】
掩蔽容器の材質は、加工性や機械的強度、耐熱性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、タングステン、モリブデン、銅、クロムなどの金属が好ましい。また、これらの金属の酸化物や、これらの金属の合金が好ましい。半導体や液晶パネルの製造工程などの微細加工を施す工程では、錆が発生しない材料が特に好ましい。更に、断熱性向上のためには、熱伝導率が低い方が好ましく、コストなども考慮すると、ステンレスが最も好ましい。
【００３０】
また、掩蔽容器の高さは、ヒータ基板の被加熱物搭載面より高くならないことが望ましく、被加熱物搭載面と同じ高さか若干低くすることが好ましい。被加熱物である半導体基板や液晶用ガラスをヒータユニットを搭載した装置に載置して、各種熱処理を行うときに、被加熱物の上方から雰囲気ガスの層流を流すことが一般的になされている。これは、加熱によって被加熱物から発生するガスを排除したり、あるいは均一な雰囲気ガスの流れを再現性良く作ることにより熱処理の再現性や均一性を増すためである。
【００３１】
前記掩蔽容器の高さが、ヒータ基板の被加熱物搭載面より高いと、雰囲気ガスの層流を乱すことになるので好ましくない。また、熱処理終了後被加熱物を取り出すときに、一般的には突き上げピンで被加熱物を持ち上げて、ヒータ基板と被加熱物との間にできた隙間に搬送用フォークを挿入して被加熱物を搬送用フォークに載せて取り出す。この時、掩蔽容器の高さがヒータ基板の被加熱物搭載面より高いと、突き上げピンの上昇量を大きくしなければならなくなり、装置全体の大きさが大きくなるので好ましくない。
【００３２】
更に、掩蔽容器の高さのバラツキは、１．６ｍｍ以下であることが被加熱物の温度バラツキを低減するために好ましい。掩蔽容器の高さのバラツキを１．６ｍｍ以下にすることによって、被加熱物の温度のバラツキを±０．２％以下にすることができる。ヒータ基板の側面の掩蔽されていない部分が、掩蔽されている部分に比べて、輻射及び対流による放熱量が大きくなり、ヒータ基板の温度が低下する。容器の高さバラツキが１．６ｍｍを超えると、この掩蔽されていない部分が増加するので、ヒータ基板の温度バラツキが大きくなる。
【００３３】
また、掩蔽容器の表面の少なくともヒータ基板や冷却ブロックに相対する面の輻射率が、０．５以下であることが好ましい。輻射率が０．５を超えると、掩蔽容器のヒータ基板からの輻射吸熱量、および掩蔽容器から外部への放熱量が増大するので、ヒータ基板外縁付近の放熱量が増大し、ヒータ基板の温度バラツキが大きくなる。
【００３４】
更に、掩蔽容器の表面の少なくともヒータ基板や冷却ブロックに相対する面には、ニッケルメッキを施すことが好ましい。掩蔽容器の表面状態によって、前記輻射率や熱伝達係数が変化する。掩蔽容器のヒータ基板と相対する面は、ヒータ基板からの熱によって、使用中に徐々に酸化などの化学変化が起こり、表面状態が変化するので、ヒータ基板の温度バラツキも変化していく。
【００３５】
そこで、掩蔽容器の表面の少なくともヒータ基板や冷却ブロックに相対する面には、ニッケルメッキを施しておけば、このような掩蔽容器の表面の経時変化を抑制することができる。ニッケルメッキは、無電解メッキ（別名カニゼンメッキ）であることが特に好ましい。
【００３６】
本発明のヒータ基板の材質は、セラミックスが好ましい。金属を用いた場合は、ウェハ上にパーティクルが付着するという問題があるので好ましくない。セラミックスとしては、温度分布の均一性を重視するならば、熱伝導率の高い窒化アルミニウムや炭化珪素が好ましい。信頼性を重視するならば、窒化珪素が高強度で熱衝撃にも強いので好ましい。コストを重視するのであれば、酸化アルミニウムが好ましい。
【００３７】
これらのセラミックスの中でも、性能とコストのバランスを考慮すれば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が好適である。以下に、本発明のヒータ基板の製造方法をＡｌＮの場合で詳述する。
【００３８】
ＡｌＮの原料粉末は、比表面積が２．０〜５．０ｍ２／ｇのものが好ましい。比表面積が２．０ｍ２／ｇ未満の場合は、窒化アルミニウムの焼結性が低下する。また、５．０ｍ２／ｇを超えると、粉末の凝集が非常に強くなるので取扱いが困難になる。更に、原料粉末に含まれる酸素量は、２ｗｔ％以下が好ましい。酸素量が２ｗｔ％を超えると、焼結体の熱伝導率が低下する。また、原料粉末に含まれるアルミニウム以外の金属不純物量は、２０００ｐｐｍ以下が好ましい。金属不純物量がこの範囲を超えると、焼結体の熱伝導率が低下する。特に、金属不純物として、ＳｉなどのＩＶ族元素や、Ｆｅなどの鉄族元素は、焼結体の熱伝導率を低下させる作用が高いので、含有量は、それぞれ５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３９】
ＡｌＮは難焼結性材料であるので、ＡｌＮ原料粉末に焼結助剤を添加することが好ましい。添加する焼結助剤は、希土類元素化合物が好ましい。希土類元素化合物は、焼結中に窒化アルミニウム粉末粒子の表面に存在するアルミニウム酸化物あるいはアルミニウム酸窒化物と反応して、窒化アルミニウムの緻密化を促進するとともに、窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を低下させる原因となる酸素を除去する働きもあるので、窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を向上させることができる。
【００４０】
希土類元素化合物は、特に酸素を除去する働きが顕著であるイットリウム化合物が好ましい。添加量は、０．０１〜５ｗｔ％が好ましい。０．０１ｗｔ％未満であると、緻密な焼結体を得ることが困難であるとともに、焼結体の熱伝導率が低下する。また、５ｗｔ％を超えると、窒化アルミニウム焼結体の粒界に焼結助剤が存在することになるので、腐食性雰囲気で使用する場合、この粒界に存在する焼結助剤がエッチングされ、脱粒やパーティクルの原因となる。更に、好ましくは焼結助剤の添加量は、１ｗｔ％以下である。１ｗｔ％以下であれば、粒界の３重点にも焼結助剤が存在しなくなるので、耐食性が向上する。
【００４１】
また、希土類元素化合物は、酸化物、窒化物、フッ化物、ステアリン酸化合物などが使用できる。この中で、酸化物は安価で入手が容易であり好ましい。また、ステアリン酸化合物は、有機溶剤との親和性が高いので、窒化アルミニウム原料粉末と焼結助剤などを有機溶剤で混合する場合には、混合性が高くなるので特に好適である。
【００４２】
次に、これら窒化アルミニウム原料粉末や焼結助剤粉末に、所定量の溶剤、バインダー、更には必要に応じて分散剤や邂逅剤を添加し、混合する。混合方法は、ボールミル混合や超音波による混合等が可能である。このような混合によって、原料スラリーを得ることができる。
【００４３】
得られたスラリーを成形し、焼結することによって窒化アルミニウム焼結体を得ることができる。その方法には、コファイアー法とポストメタライズ法の２種類の方法が可能である。
【００４４】
まず、ポストメタライズ法について説明する。前記スラリーをスプレードライアー等の手法によって、顆粒を作成する。この顆粒を所定の金型に挿入し、プレス成形を施す。この時、プレス圧力は、９．８ＭＰａ以上であることが望ましい。９．８ＭＰａ未満の圧力では、成形体の強度が充分に得られないことが多く、ハンドリングなどで破損し易くなる。
【００４５】
成形体の密度は、バインダーの含有量や焼結助剤の添加量によって異なるが、１．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。１．５ｇ／ｃｍ３未満であると、原料粉末粒子間の距離が相対的に大きくなるので、焼結が進行しにくくなる。また、成形体密度は、２．５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。２．５ｇ／ｃｍ３を超えると、次工程の脱脂処理で成形体内のバインダーを充分除去することが困難となる。このため、前述のように緻密な焼結体を得ることが困難となる。
【００４６】
次に、前記成形体を非酸化性雰囲気中で加熱し、脱脂処理を行う。大気等の酸化性雰囲気で脱脂処理を行うと、ＡｌＮ粉末の表面が酸化されるので、焼結体の熱伝導率が低下する。非酸化性雰囲気ガスとしては、窒素やアルゴンが好ましい。脱脂処理の加熱温度は、５００℃以上、１０００℃以下が好ましい。５００℃未満の温度では、バインダーを充分除去することができないので、脱脂処理後の積層体中にカーボンが過剰に残存するので、その後の焼結工程での焼結を阻害する。また、１０００℃を超える温度では、残存するカーボンの量が少なくなり過ぎるので、ＡｌＮ粉末表面に存在する酸化被膜の酸素を除去する能力が低下し、焼結体の熱伝導率が低下する。
【００４７】
また、脱脂処理後の成形体中に残存する炭素量は、１．０ｗｔ％以下であることが好ましい。１．０ｗｔ％を超える炭素が残存していると、焼結を阻害するので、緻密な焼結体を得ることができない。
【００４８】
次いで、焼結を行う。焼結は、窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気中で、１７００〜２０００℃の温度で行う。この時、使用する窒素などの雰囲気ガスに含有する水分は、露点で−３０℃以下であることが好ましい。これ以上の水分を含有する場合、焼結時にＡｌＮが雰囲気ガス中の水分と反応して酸窒化物が形成されるので、熱伝導率が低下する可能性がある。また、雰囲気ガス中の酸素量は、０．００１ｖｏｌ％以下であることが好ましい。酸素量が多いと、ＡｌＮの表面が酸化して、熱伝導率が低下する可能性がある。
【００４９】
更に、焼結時に使用する治具は、窒化ホウ素（ＢＮ）成形体が好適である。このＢＮ成形体は、前記焼結温度に対し充分な耐熱性を有するとともに、その表面に固体潤滑性があるので、焼結時に積層体が収縮する際の治具と積層体との間の摩擦を小さくすることができるので、歪みの少ない焼結体を得ることができる。
【００５０】
得られた焼結体は、必要に応じて加工を施す。次工程の導電ペーストをスクリーン印刷する場合、焼結体の表面粗さは、Ｒａで５μｍ以下であることが好ましい。５μｍを超えるとスクリーン印刷により回路形成した際に、パターンのにじみやピンホールなどの欠陥が発生しやすくなる。表面粗さはＲａで１μｍ以下であればさらに好適である。
【００５１】
上記表面粗さを研磨加工する際には、焼結体の両面にスクリーン印刷する場合は当然であるが、片面のみにスクリーン印刷を施す場合でも、スクリーン印刷する面と反対側の面も研磨加工を施す方がよい。スクリーン印刷する面のみを研磨加工した場合、スクリーン印刷時には、研磨加工していない面で焼結体を支持することになる。その時、研磨加工していない面には突起や異物が存在することがあるので、焼結体の固定が不安定になり、スクリーン印刷で回路パターンがうまく描けないことがあるからである。
【００５２】
また、この時、両加工面の平行度は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。平行度が０．５ｍｍを超えるとスクリーン印刷時に導電ペーストの厚みのバラツキが大きくなることがある。平行度は０．１ｍｍ以下であれば特に好適である。さらに、スクリーン印刷する面の平面度は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。０．５ｍｍを超える平面度の場合にも、導電ペーストの厚みのバラツキが大きくなることがある。平面度も０．１ｍｍ以下であれば特に好適である。
【００５３】
研磨加工を施した焼結体に、スクリーン印刷により導電ペーストを塗布し、電気回路の形成を行う。導電ペーストは、金属粉末と必要に応じて酸化物粉末と、バインダーと溶剤を混合することにより得ることができる。金属粉末は、セラミックスとの熱膨張係数のマッチングから、タングステンやモリブデンあるいはタンタルが好ましい。
【００５４】
また、ＡｌＮとの密着強度を高めるために、酸化物粉末を添加することもできる。酸化物粉末は、ＩＩａ族元素やＩＩＩａ族元素の酸化物やＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などが好ましい。特に、酸化イットリウムはＡｌＮに対する濡れ性が非常に良好であるので、好ましい。これらの酸化物の添加量は、０．１〜３０ｗｔ％が好ましい。０．１ｗｔ％未満の場合、形成した電気回路である金属層とＡｌＮとの密着強度が低下する。また３０ｗｔ％を超えると、電気回路である金属層の電気抵抗値が高くなる。
【００５５】
導電ペーストの厚みは、乾燥後の厚みで、５μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。厚みが５μｍ未満の場合は、電気抵抗値が高くなりすぎるとともに、密着強度も低下する。また、１００μｍを超える場合も、密着強度が低下する。
【００５６】
また、形成する回路パターンが、ヒータ回路（発熱体回路）の場合は、パターンの間隔は０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。０．１ｍｍ未満の間隔では、発熱体に電流を流したときに、印加電圧及び温度によっては漏れ電流が発生し、ショートする。特に、５００℃以上の温度で使用する場合には、パターン間隔は１ｍｍ以上とすることが好ましく、３ｍｍ以上であれば更に好ましい。
【００５７】
次に、導電ペーストを脱脂した後、焼成する。脱脂は、窒素やアルゴン等の非酸化性雰囲気中で行う。脱脂温度は５００℃以上が好ましい。５００℃未満では、導電ペースト中のバインダーの除去が不十分で金属層内にカーボンが残留し、焼成したときに金属の炭化物を形成するので、金属層の電気抵抗値が高くなる。
【００５８】
焼成は、窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気中で、１５００℃以上の温度で行うのが好適である。１５００℃未満の温度では、導電ペースト中の金属粉末の粒成長が進行しないので、焼成後の金属層の電気抵抗値が高くなり過ぎる。また、焼成温度はセラミックスの焼結温度を超えない方がよい。セラミックスの焼結温度を超える温度で導電ペーストを焼成すると、セラミックス中の含有する焼結助剤などが揮散しはじめ、更には導電ペースト中の金属粉末の粒成長が促進されてセラミックスと金属層との密着強度が低下する。
【００５９】
次に、形成した金属層の絶縁性を確保するために、金属層の上に絶縁性コートを形成することができる。絶縁性コートの材質は、電気回路との反応性が小さく、ＡｌＮとの熱膨張係数差が、５．０ｘ１０−６／Ｋ以下であれば特に制約はない。例えば、結晶化ガラスやＡｌＮ等が使用できる。これらの材料を例えばペースト状にして、所定の厚みのスクリーン印刷を行い、必要に応じて脱脂を行った後、所定の温度で焼成することにより形成することができる。この状態のセラミックス基板に、形成した金属層に給電するための電極を取り付け、セラミックスヒータとすることもできる。
【００６０】
次に、必要に応じて更にセラミックス基板を積層することができる。積層は、接合剤を介して行うのが良い。接合剤は、酸化アルミニウム粉末や窒化アルミニウム粉末に、ＩＩａ族元素化合物やＩＩＩａ族元素化合物とバインダーや溶剤を加え、ペースト化したものを接合面にスクリーン印刷等の手法で塗布する。塗布する接合剤の厚みに特に制約はないが、５μｍ以上であることが好ましい。５μｍ未満の厚みでは、接合層にピンホールや接合ムラ等の接合欠陥が生じやすくなる。
【００６１】
接合剤を塗布したセラミックス基板を、非酸化性雰囲気中、５００℃以上の温度で脱脂する。その後、積層するセラミックス基板を重ね合わせ、所定の荷重を加え、非酸化性雰囲気中で加熱することにより、セラミックス基板同士を接合する。荷重は、５ｋＰａ以上であることが好ましい。５ｋＰａ未満の荷重では、充分な接合強度が得られないか、もしくは前記接合欠陥が生じやすい。
【００６２】
接合するための加熱温度は、セラミックス基板同士が接合層を介して十分密着する温度であれば、特に制約はないが、１５００℃以上であることが好ましい。１５００℃未満では、十分な接合強度が得られにくく、接合欠陥を生じやすい。前記脱脂ならびに接合時の非酸化性雰囲気は、窒素やアルゴンなどを用いることが好ましい。
【００６３】
以上のようにして、ヒータ基板となるセラミックス積層焼結体を得ることができる。なお、電気回路は、導電ペーストを用いずに、例えば、ヒータ回路であれば、モリブデン線（コイル）、静電吸着用電極やＲＦ電極などの場合には、モリブデンやタングステンのメッシュ（網状体）を用いることも可能である。
【００６４】
この場合、ＡｌＮ原料粉末中に上記モリブデンコイルやメッシュを内蔵させ、ホットプレス法により作製することができる。ホットプレスの温度や雰囲気は、前記ＡｌＮの焼結温度、雰囲気に準ずればよいが、ホットプレス圧力は、０．９８ＭＰａ以上加えることが望ましい。０．９８ＭＰａ未満では、モリブデンコイルやメッシュとＡｌＮの間に隙間が生じることがあるので、ウェハ保持体の性能が出なくなることがある。
【００６５】
なお、ポストメタライズ法の場合は、導電ペーストに用いる金属粉末として、銀（Ａｇ）やパラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）、及びそれらの合金を用いることができる。これらの金属は、ＡｌＮに比較して、熱膨張係数が大きいが、ＷやＭｏと比べて焼成温度が低いので、熱膨張係数差の影響を小さくすることができる。
【００６６】
また、これらの金属の比率によって、抵抗値を調整することができる。Ａｇの比率を多くすれば、シート抵抗値を低くすることができ、ＰｄやＰｔの比率を多くすると、シート抵抗値を高くすることができる。
【００６７】
また、Ａｇ，Ｐｄ、Ｐｔ及びこれらの合金とＡｌＮとの密着強度を高めるために、ＩＩＩａ族元素の酸化物や，ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、銅酸化物、亜鉛酸化物を添加することができる。更に、バインダーや有機溶剤を加えて導電ペーストとする。この導体ペーストを、前記同様にスクリーン印刷により塗布し、電気回路を形成する。これを、大気中もしくは不活性ガス雰囲気中で、６００〜１０００℃の温度範囲で焼成する。
【００６８】
更に、形成した金属層の絶縁性を確保するために、金属層の上に絶縁性コートを施すことができる。この場合、絶縁性コートの材質は、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＰｂＯ等の混合物や結晶化ガラス、グレーズガラス、あるいは耐熱性の樹脂等を用いることができる。これらの材質に関しては、その用途や使用温度等によって選択すればよい。
【００６９】
これらの材質に、必要に応じてバインダーや有機溶剤を添加し、スクリーン印刷によってコーティングし、耐熱性の樹脂以外では、５００〜９００℃の温度範囲で、耐熱性樹脂の場合は、１５０〜２５０℃の温度範囲で、大気中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱処理することにより、前記ガラスなどが硬化して絶縁性コートが形成できる。
【００７０】
次に、コファイアー法について説明する。前述した原料スラリーをドクターブレード法によりシート成形する。シート成形に関して特に制約はないが、シートの厚みは、乾燥後で３ｍｍ以下が好ましい。シートの厚みが３ｍｍを超えると、スラリーの乾燥収縮量が大きくなるので、シートに亀裂が発生する確率が高くなる。
【００７１】
上述したシート上に所定形状の電気回路となる金属層を、導体ペーストをスクリーン印刷などの手法により塗布することにより形成する。導電ペーストは、ポストメタライズ法で説明したものと同じものを用いることができる。ただし、コファイアー法では、導電ペーストに酸化物粉末を添加しなくても支障はない。
【００７２】
次に、回路形成を行ったシート及び回路形成をしていないシートを積層する。積層の方法は、各シートを所定の位置にセットし、重ね合わせる。この時、必要に応じて各シート間に溶剤を塗布しておく。重ね合わせた状態で、必要に応じて加熱する。加熱する場合、加熱温度は、１５０℃以下であることが好ましい。これを超える温度に加熱すると、積層したシートが大きく変形する。そして、重ね合わせたシートに圧力を加えて一体化する。加える圧力は、１〜１００ＭＰａの範囲が好ましい。１ＭＰａ未満の圧力では、シートが充分に一体化せず、その後の工程中に剥離することがある。また、１００ＭＰａを超える圧力を加えると、シートの変形量が大きくなりすぎる。
【００７３】
この積層体を、前述のポストメタライズ法と同様に、脱脂処理並びに焼結を行う。脱脂処理や焼結の温度や、炭素量等はポストメタライズ法と同じである。前述した、導電ペーストをシートに印刷する際に、複数のシートにそれぞれヒータ回路や静電吸着用電極等を印刷し、それらを積層することで、複数の電気回路を有するヒータ基板を容易に作成することも可能である。このようにして、ヒータ基板となるセラミックス積層焼結体を得ることができる。
【００７４】
なお、発熱体回路などの電気回路が、セラミックス積層体の最外層に形成されている場合は、電気回路の保護と絶縁性の確保のために、前述のポストメタライズ法と同様に、電気回路の上に絶縁性コートを形成することができる。
【００７５】
得られたセラミックス積層焼結体は、必要に応じて加工を施す。通常、焼結した状態では、半導体製造装置で要求される精度に入らないことが多い。加工精度は、例えば、被処理物搭載面の平面度は０．５ｍｍ以下が好ましく、さらには０．１ｍｍ以下が特に好ましい。平面度が０．５ｍｍを超えると、被処理物とヒータ基板との間に隙間が生じやすくなり、ヒータ基板の熱が被処理物に均一に伝わらなくなり、被処理物の温度ムラが発生しやすくなる。
【００７６】
また、被処理物搭載面の面粗さは、Ｒａで５μｍ以下が好ましい。Ｒａで５μｍを超えると、ヒータ基板と被処理物との摩擦によって、ＡｌＮの脱粒が多くなることがある。この時、脱粒した粒子はパーティクルとなり、被処理物上への成膜やエッチングなどの処理に対して悪影響を与えることになる。さらに、表面粗さは、Ｒａで１μｍ以下であれば、好適である。
【実施例１】
【００７７】
１００重量部の窒化アルミニウム粉末と０．６重量部のステアリン酸イットリウム粉末を混合し、ポリビニルブチラールをバインダー、ジブチルフタレートを溶剤として、それぞれ１０重量部、５重量部混合して、スプレードライにより顆粒を作成後、プレス成形し、７００℃窒素雰囲下で脱脂し、窒素雰囲気中、１８５０℃で焼結し、窒化アルミニウム焼結体を作成した。なお、窒化アルミニウム粉末は、平均粒径０．６μｍ、比表面積３．４ｍ２／ｇのものを使用した。前記窒化アルミニウム焼結体を加工し、直径３３０ｍｍ、厚み１２ｍｍとした。
【００７８】
また、平均粒径が２．０μｍのＷ粉末を１００重量部として、Ｙ２Ｏ３を１重量部と、５重量部のバインダーであるエチルセルロースと、溶剤としてブチルカルビトールを用いてＷペーストを作製した。混合にはポットミルと三本ロールを用いた。このＷペーストをスクリーン印刷で、前記加工した窒化アルミニウム焼結体上に、発熱体回路パターンを形成した。その後、９００℃、窒素雰囲気中で脱脂し、窒素雰囲気中１８００℃で焼成した。
【００７９】
発熱体回路パターンを形成した面に、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系のガラスペーストを用いて、給電部を除いて１００μｍの厚さに塗布し、窒素雰囲気中７００℃で焼成した。また、給電部には、ネジ止めによりタングステン端子を取付け、さらにタングステン端子にニッケル電極をネジ止めし、ヒータ基板を完成させた。
【００８０】
また、掩蔽容器として、ステンレス製の円筒形状（輻射率０．１８）のものを用意した。前記ヒータ基板と掩蔽容器を図１に示すように、半導体製造装置の容器１０内に、ヒータ基板２を支持体４を介して設置し、掩蔽容器３をヒータ基板２の被加熱物搭載面と同じ高さになるように設置した。ステンレス製の掩蔽容器３は、図２のように、ヒータ基板２との最小距離Ｄ２及び、ヒータ基板２との最大距離と最小距離の差（Ｄ１−Ｄ２）が、表１に示すような値になるように設置した。
【００８１】
ヒータ基板に通電して、２２０℃に加熱し、温度が安定した後、ヒータ基板に搭載したウェハ温度計の温度の最大値と最小値との差を温度バラツキとして測定した。その結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
2005229043.tif 000003
【００８３】
表１において、例えば、最小距離０．１ｍｍで最大距離―最小距離が０ｍｍの欄の３．０は、最小距離Ｄ２が０．１ｍｍで、全周にわたる最大距離―最小距離（Ｄ１−Ｄ２）が０ｍｍになるようにヒータ基板と掩蔽容器を設置した場合、ヒータ基板の温度分布が３．０℃であったことを示す。
【００８４】
表１から判るように、ヒータ基板と掩蔽容器との距離の最大値と最小値の差が、２．２ｍｍ以下であれば、ヒータ基板の温度分布は±１．０％以内と、良好である。特に、最小値が０．４ｍｍ以上、６．１ｍｍ以下の場合が良好であり、１．６ｍｍ以上であれば、更に良くなる。
【実施例２】
【００８５】
実施例１と同様にして、ＡｌＮ製のヒータ基板を用意した。また、冷却ブロックとして、直径３３０ｍｍ、厚み１２ｍｍと７ｍｍの純アルミニウム板を用意した。純アルミニウム板の熱伝導率は、２００Ｗ／ｍＫである。このうち、厚み１２ｍｍのアルミニウム板に、幅５ｍｍ、深さ５ｍｍの冷却媒体を流すための図４に示すような流路７を加工により形成した。さらにこの流路の外周に、Ｏ−リングを挿入するための、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの溝（図示せず）を形成した。また冷却媒体の出入り口に貫通孔を形成した。これら２枚のアルミニウム板をＯ−リングを挿入して、ネジ止めにて固定した。
【００８６】
また、掩蔽容器として、ステンレス製の円筒形状（輻射率０．１８）のものを用意した。前記ヒータ基板と冷却ブロックと掩蔽容器を図３に示すように、半導体製造装置の容器１０内に、ヒータ基板２を支持体４を介して設置し、冷却ブロック５をエアーシリンダ６を介して設置し、掩蔽容器３をヒータ基板２の被加熱物搭載面と同じ高さまで設置した。ステンレス製の掩蔽容器３は、図２のように、ヒータ基板２との最小距離Ｄ２及び、ヒータ基板２との最大距離と最小距離の差（Ｄ１−Ｄ２）が、表２に示すような値になるように設置した。
【００８７】
実施例１と同様に、ヒータ基板に通電して、２２０℃に加熱し、温度が安定した後、ヒータ基板に搭載したウェハ温度計の温度の最大値と最小値との差を温度バラツキとして測定した。その結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
2005229043.tif 000004
【００８９】
表２は表１と同様の表記である。表２から判るように、冷却ブロックを備えるヒータユニットの場合も、ヒータ基板と掩蔽容器との距離の最大値と最小値の差が、２．２ｍｍ以下であれば、ヒータ基板の温度分布は容易に±０．５％以内とすることができ、良好である。特に、最小値が０．４ｍｍ以上、６．１ｍｍ以下の場合が良好であり、１．６ｍｍ以上であれば、更に良くなる。
【実施例３】
【００９０】
実施例１と同様のＡｌＮ製のヒータ基板と、直径３３４ｍｍのステンレス製掩蔽容器を実施例１と同様に、半導体製造装置の容器に設置した。この時、ヒータ基板と掩蔽容器との距離の最小値は、１．９ｍｍとし、距離の最大値と最小値の差は０．２ｍｍとした。
【００９１】
掩蔽容器の高さは、図５に示すように、そのバラツキＷを表３に示すものとした。この時、掩蔽容器の最も高い位置をヒータ基板の被加熱物搭載面と同じ高さになるように設置した。実施例１と同様に、２２０℃での温度バラツキを測定した。その結果を表３に示す。
【００９２】
【表３】
2005229043.tif 000005
【００９３】
表３から判るように、掩蔽容器の高さのバラツキが、１．６ｍｍ以下であれば、ヒータ基板の温度の均一性が、±０．２％以内と良好であった。掩蔽容器の高さのバラツキが、１．６ｍｍを超えると、ヒータ基板の温度の均一性が悪くなった。これは、ヒータ基板の側面の掩蔽されていない部分は、掩蔽されている部分に比べて、輻射及び対流による放熱量が大きくなるが、容器の高さバラツキが１．６ｍｍを超えると、この掩蔽されていない部分が増加するので、ヒータ基板の温度バラツキが大きくなったと思われる。
【００９４】
また、掩蔽容器の最も低い位置をヒータ基板の被加熱物搭載面と同じ高さになるように設置した場合、すなわち掩蔽容器の一部が、ヒータ基板の被加熱物搭載面より高い場合でも、掩蔽容器の高さのバラツキが１．６ｍｍ以下であれば、ヒータ基板の温度バラツキを±０．２％以内にすることができた。
【実施例４】
【００９５】
実施例２と同様のＡｌＮ製のヒータ基板と、直径３３４ｍｍのステンレス製掩蔽容器と純アルミニウム製の冷却ブロックを実施例２と同様に、半導体製造装置の容器に設置した。この時、ヒータ基板と掩蔽容器との距離の最小値は、１．９ｍｍとし、距離の最大値と最小値の差は０．２ｍｍとした。
【００９６】
ステンレス製の掩蔽容器の内面（ヒータ基板に相対する面）を、強制熱酸化することによって、その熱伝導率や比熱を変化させることなく、輻射率を表４のように変えたものを用意した。実施例２と同様に、２２０℃における温度バラツキを測定した。その結果を表４に示す。
【００９７】
【表４】
2005229043.tif 000006
【００９８】
表４から判るように、輻射率が０．５の時は、輻射率が０．１８の時と比較して、温度バラツキが若干増加したが、大きな差ではない。しかし、輻射率が０．８７の場合は、温度バラツキが非常に大きくなった。これは、掩蔽容器の内面の輻射率が大きくなると、掩蔽容器のヒータ基板からの輻射吸熱量、および掩蔽容器から外部への放熱量が相乗的に増大し、ヒータ基板外縁の放熱量が増加して、ヒータ基板外縁の温度が低下して、ヒータ基板の温度バラツキが大きくなったものと思われる。
【実施例５】
【００９９】
実施例２と同様のＡｌＮ製のヒータ基板と、直径３３４ｍｍのステンレス製掩蔽容器と純アルミニウム製の冷却ブロックを実施例２と同様に、半導体製造装置の容器に設置した。この時、ヒータ基板と掩蔽容器との距離の最小値は、１．９ｍｍとし、距離の最大値と最小値の差は０．２ｍｍとした。なお、ステンレス製の掩蔽容器は、表面にニッケルメッキ処理を施したものも用意した。
【０１００】
ヒータ基板を３６０℃まで昇温し、３６０℃で３０分間保持した後、実施例１と同様にウェハ温度計で、温度バラツキを測定した。その後、７０℃までヒータ基板を冷却し、再度３６０℃まで昇温するパターンを１０００回繰り返し、１０００回目の温度バラツキも測定した。その結果を表５に示す。
【０１０１】
【表５】
2005229043.tif 000007
【０１０２】
表５から判るように、掩蔽容器の表面にニッケルメッキ処理を施さない場合は、１０００回の繰り返しで、ヒータ基板の温度バラツキが悪くなるのに対し、ニッケルメッキ処理を施せば、ヒータ基板の温度バラツキは１０００回繰り返してもほとんど変化しなかった。
【０１０３】
１０００回繰り返した後の掩蔽容器の内面を観察すると、ニッケルメッキ処理を施した掩蔽容器は、金属光沢を維持していたが、無処理の掩蔽容器では、褐色から薄い黒色に変色していた。この変色は、ステンレスが部分的に熱酸化したものと思われる。この変色は、まだら状に発生しており、変色部分の輻射率は、０．４から０．７までばらついていた。この輻射率のバラツキが、ヒータ基板の温度バラツキとなって現れたものと考えられる。
【実施例６】
【０１０４】
実施例１と同様に、図１の発熱体回路を有するヒータ基板を作成した。材質は、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素の３種類とした。
【０１０５】
実施例１で用いた窒化アルミニウム製のヒータ基板を加えた４種類のヒータ基板を、７０℃から３６０℃まで毎分２０℃の速度で加熱昇温し、３６０℃で１０分保持して、ウェハ温度計で温度分布を測定した。その後、７０℃まで毎分２０℃の速度で降温し、７０℃から３６０℃まで毎分２０℃の速度で昇温し、３６０℃で１０分保持、３６０℃から７０℃まで毎分２０℃の速度で降温するというサイクルを１０００回繰り返して、ヒータ基板の破損するまでの回数を調べた。それらの結果を表６に示す。
【０１０６】
【表６】
2005229043.tif 000008
【０１０７】
表６から判るように、温度の均一性では、窒化アルミニウムと炭化珪素が優れている。また、酸化アルミニウム以外は、サイクル試験で破損せず、信頼性が高いことが判る。更に、窒化アルミニウムは、温度の均一性と信頼性の両方で優れていることが判った。
【実施例７】
【０１０８】
実施例２で用いた窒化アルミニウム製のヒータ基板と、ステンレス製の掩蔽容器と、純アルミニウム製の冷却ブロックを、レジスト加熱処理装置に搭載してフォトリソグラフ処理を行った。ヒータ基板と掩蔽容器の距離の最小値は、０．９ｍｍとし、距離の最大値と最小値の差は、２．２ｍｍとした。用いたレジストは、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザステッパ用超高解像度レジストで、１３０℃９０秒のプリベークおよび１３０℃９０秒の露光ベークを行い、１３０ｎｍノードの線幅バラツキ（３σ）を測定した。
【０１０９】
その結果、線幅バラツキは、８ｎｍであった。これに対し、ヒータ基板と掩蔽容器の距離の最小値は、０．８ｍｍとし、距離の最大値と最小値の差は、２．４ｍｍとして同様の線幅バラツキを測定したところ、１２ｎｍであった。このように、本発明によれば、ヒータ基板の温度分布が従来よりも大幅に均一になるので、線幅バラツキを大幅に低減できることが判った。
【０１１０】
線幅バラツキを大幅に低減できるということは、例えば、半導体装置であるトランジスタは、電極配線や絶縁膜、不純物拡散層等の要素から成り立っている。これらの要素の寸法は、サブミクロンメートルから近年では１００ｎｍ前後と非常に微細なものもあるので、高い寸法精度が要求される。
【０１１１】
これらの要素は、極薄膜の化学蒸着やエッチング、フォトリソグラフィー工程等の各種の加熱を伴う工程を経て形成される。この時、被処理物である半導体基板の面内で、加熱温度にバラツキがあると、それらの要素の寸法にバラツキが生じる。加熱温度のバラツキが少なく温度が均一であれば、それらの要素の寸法のバラツキが小さくなり、特性や歩留りあるいは信頼性が向上する。
【０１１２】
また、それらの要素の寸法精度が向上すれば、より微細な寸法での設計が可能となるので、集積度を向上させることができる。つまり、半導体装置の特性の向上が可能となる。また、フラットディスプレイパネルでも、同様に歩留りの向上や、パネル全面での画素特性の均一化、あるいは画素の微細化による画像の高精細化などの特性を向上させることができる。
【０１１３】
従って、本発明のヒータユニットを搭載した半導体製造・検査装置や、フラットディスプレイパネルの製造・検査装置あるいはフォトレジスト加熱処理装置を用いれば、半導体やフラットディスプレイパネルの特性や歩留り、信頼性あるいは集積度や画像品質の向上が図れる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明によれば、ヒータ基板の加熱面の温度分布が従来よりも向上する。このようなヒータ基板を有するヒータユニットを、エッチング装置、スパッタ装置、プラズマＣＶＤ装置、減圧プラズマＣＶＤ装置、メタルＣＶＤ装置、絶縁膜ＣＶＤ装置、低誘電率膜ＣＶＤ装置、ＭＯＣＶＤ装置、デガス装置、イオン注入装置、コータデベロッパ等の各種半導体製造装置、検査装置、あるいはフラットディスプレイパネル製造装置またはフラットディスプレイパネル検査装置に搭載すれば、均熱性が向上するので、半導体やフラットディスプレイパネルなどの特性や製造歩留りあるいは信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の一例を示す平面模式図である。
【図３】本発明の他の一例を示す断面模式図である。
【図４】冷却流路を示す平面模式図である。
【図５】本発明の掩蔽容器の高さのバラツキを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１    ヒータユニット
２    ヒータ基板
３    掩蔽容器
４    支持体
５    冷却ブロック
６    昇降機構
７    冷却流路
１０    容器
【図１】
2005229043.tif 000009
【図２】
2005229043.tif 000010
【図３】
2005229043.tif 000011
【図４】
2005229043.tif 000012
【図５】
2005229043.tif 000013