(57)【要約】【課題】  基板温度の上昇時と、基板温度の安定時との両場合で基板の温度均一性を維持することができる基板加熱装置を提供する。【解決手段】  本発明による基板加熱装置は、板状基材と、板状基材の下面に沿って形成された通電により発熱する帯状抵抗発熱体とを備え、  板状基材の中心部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ１が板状基材の周辺部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ２より大きいことを特徴としている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状基材と、前記板状基材の下面に沿って形成された通電により発熱する帯状抵抗発熱体とを備えた基板加熱装置において、
前記板状基材の中心部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面積Ｓ１が前記板状基材の周辺部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面積Ｓ２より大きいことを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】
前記帯状抵抗発熱体の幅Ｗが一定であり、  前記板状基材の周辺部に面する部位に比較して前記板状基材の中心部に面する部位において前記帯状抵抗発熱体の厚さＤが大きいことを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
【請求項３】
前記板状基材の周辺部に面する部位における厚さ前記帯状抵抗発熱体の厚さが前記板状基材の中心部に面する部位における厚さの半分であることを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
【請求項４】
前記帯状抵抗発熱体の厚さＤが、前記板状基材の中心部に面する部位から前記板状基材の周辺部に面する部位に向って直線状に連続的に変化していることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の基板加熱装置。
【請求項５】
前記帯状抵抗発熱体の厚さＤが、前記板状基材の中心部に面する部位から前記板状基材の周辺部に面する部位に向って階段状に変化していることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の基板加熱装置。
【請求項６】
前記帯状抵抗発熱体が前記板状基材の下面に沿って全面に渡って蛇行形状に形成されている請求項１又は請求項２記載の基板加熱装置。
【請求項７】
前記板状基材がＰＢＮから構成されることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか一項  記載の基板加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の基板、例えば、半導体ウエハ、プリント基板、ガラス基板等を加熱する基板加熱装置に関し、更に詳しくは基板を均一に加熱することができる基板加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハの製造においては、ＣＶＤ膜形成工程、エピタキシャル膜形成工程、酸化膜形成工程、拡散膜形成工程等、熱処理を必要とする工程が数多く存在している。半導体ウエハ等板状の基板を加熱する基板加熱装置の典型例として、下記特許文献１及び２に開示されているものを挙げることができる。これらの基板加熱装置は、板状基材と、板状基材の下面に沿って形成された通電により発熱する帯状抵抗発熱体とを備えている。帯状抵抗発熱体は板状基材の下面側において同心円状乃至渦巻状に形成されている。そして、帯状抵抗発熱体は板状基材のどの部位においても均一の厚さ、均一の幅になるように焼き付けて形成されている。
【特許文献１】特開２００１−３１３２４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０３１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の基板加熱装置において、温度均一性は、工程内の温度上昇時及び温度安定時でそれぞれ維持されている必要があるが、基板温度の上昇時の熱移動は主に基板に対して垂直方向に起こり、基板温度の安定時の熱移動は主に基板に対して平行に起こる。そのため、基板温度の上昇時、及び基板温度の安定時のいずれの場合にも基板温度の温度均一性を維持するためには、基板加熱装置に２通り以上の発熱分布を持たせる必要がある。しかし、前記の先行技術による基板加熱装置では、帯状抵抗発熱体が板状基材のどの部位においても均一厚さ、均一幅であるため一通の発熱分布しか形成されない。
【０００４】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、基板温度の上昇時と、基板温度の安定時との両場合で基板の温度均一性を維持することができる基板加熱装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明による基板加熱装置は、板状基材と、板状基材の下面に沿って形成された通電により発熱する帯状抵抗発熱体とを備え、  板状基材の中心部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ１が板状基材の周辺部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ２より大きいことを特徴としている。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、帯状抵抗発熱体の幅Ｗが一定であり、  板状基材の周辺部に面する部位に比較して板状基材の中心部に面する部位において帯状抵抗発熱体の厚さＤが大きくなるように構成され得る。
【０００７】
板状基材の周辺部に面する部位における厚さ前記帯状抵抗発熱体の厚さは前記板状基材の中心部に面する部位における厚さの半分に設定され得、この場合、帯状抵抗発熱体の厚さＤが、  板状基材の中心部に面する部位から板状基材の周辺部に面する部位に向って直線状に連続的して或いは階段状に薄くなるように構成され得る。
【０００８】
また、本発明による基板加熱装置においては、帯状抵抗発熱体は板状基材の下面に沿って全面に渡って蛇行形状に形成してもよい。
【０００９】
さらに、本発明による基板加熱装置においては、板状基材はＰＢＮから構成され得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による基板加熱装置においては、板状基材の中心部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ１を板状基材の周辺部に面する部位の帯状抵抗発熱体における断面Ｓ２より大きいくしたことにより、  板状基材の周辺部に面する部位に比較して前記板状基材の中心部に面する部位において帯状抵抗発熱体の抵抗率を小さくすることができ、その結果、基板加熱装置に２通り以上の発熱分布を持たせることができ、基板温度の上昇時と、基板温度の安定時との両場合において基板の温度均一性を維持することができる。
【００１１】
本発明による基板加熱装置において、帯状抵抗発熱体の幅Ｗを一定とし、板状基材の周辺部に面する部位に比較して板状基材の中心部に面する部位において帯状抵抗発熱体の厚さＤを大きく構成した場合には、帯状抵抗発熱体の厚さＤを一定とし、板状基材の周辺部に面する部位に比較して板状基材の中心部に面する部位において帯状抵抗発熱体の幅Ｗを大きくした場合に比較して温度分布の調整及び加工が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照して本発明による基板過熱装置の実施形態について説明する。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態による基板加熱装置の要部を概略的に示し、１はヒータハウジングであり、このヒータハウジング１内に第１のヒータリフレクタ２及び第２のヒータリフレクタ３が同心状に配置されている。これら二つのヒータリフレクタ２、３は盆形を成し、それぞれ上面は開口している。第１のヒータリフレクタ２は、ヒータハウジング１との間に絶縁管４を介在させてボルト５及びナット６によりヒータハウジング１に離間して支持されている。なお図面には一組の絶縁管４、ボルト５及びナット６が示されているが、かかる支持手段は当然ヒータリフレクタ２の周囲部に沿って複数設けられる。第２のヒータリフレクタ３は、第１のヒータリフレクタ２との間に絶縁管７を介在させてボルト８及びナット９により第１のヒータリフレクタ２に対して離間して支持されている。絶縁管７、ボルト８及びナット９も図面には一組だけが示されているが、当然複数組設けられる。
【００１４】
第２のヒータリフレクタ３上には、絶縁カラー１０を介して第１のヒータ押え部材１１が配置され、この第１のヒータ押え部材１１上に当接して第２のヒータ押え部材１２が設けられている。第１のヒータリフレクタ２、第２のヒータリフレクタ３及び第１のヒータ押え部材１１は図示したように、互いに所要の間隔をあけてボルト８及びナット９によって相互に組み立てられている。第１のヒータ押え部材１１は図示実施形態ではモリブデンで構成され、また第２のヒータ押え部材１２は、耐熱性、熱導電性、耐食性に優れた熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）で構成されている。
【００１５】
第２のヒータ押え部材１２上には、均熱板を成す板状基材１３の下面に沿って通電により発熱する帯状抵抗発熱体１４が形成されている。板状基材１３は、第２のヒータ押え部材１２と同様に、耐熱性、熱導電性、耐食性に優れた熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）で構成されている。また板状基材１３の上面には、加熱すべき基板（図示していない）が装着される。帯状抵抗発熱体１４は幅Ｗであり、その全長にわたって一様である。帯状抵抗発熱体１４の両端は絶縁管１５内にのびるリード線を介して外部電源（図示していない）に接続される。
【００１６】
図２〜図４には帯状抵抗発熱体の一実施形態を示す。図２の平面図に示すように、幅Ｗの帯状抵抗発熱体２０は円板状の板状基材（図１参照）の下側面の全領域にわたって帯状抵抗発熱体２０の幅Ｗのほぼ半分の間隔で蛇行形状に配列されている。円２１で示す板状基材の中心部に位置する帯状抵抗発熱体２０の部位の断面積Ｓ１が円２１の外側の板状基材の周辺部に位置する帯状抵抗発熱体２０の部位の断面積Ｓ２より大きくなるように、円２１で示す板状基材の中心部に位置する帯状抵抗発熱体２０の部位の厚さＤ１は円２１の外側の板状基材の周辺部に位置する帯状抵抗発熱体２０の部位の厚さＤ２のほぼ二倍に形成されている。この構成により、板状基材の周辺部に面する帯状抵抗発熱体２０の部位に比較して前記板状基材の中心部に面する帯状抵抗発熱体２０の部位における抵抗率は小さくなり、その結果、帯状抵抗発熱体２０への通電時による発熱量は、板状基材の中心部に位置する帯状抵抗発熱体２０の部位において少なくなり、中心部位と周辺部位とで基板加熱装置に２通り以上の発熱分布が得られ、基板温度の上昇時と、基板温度の安定時との両場合を通して基板における温度分布を均一に維持することができる。
【００１７】
図５〜図７には帯状抵抗発熱体の別の実施形態を示す。図５の平面図に示すように、幅Ｗの帯状抵抗発熱体３０は円板状の板状基材（図１参照）の下側面の全領域にわたって帯状抵抗発熱体３０の幅Ｗのほぼ半分の間隔で蛇行形状に配列されている。この場合、帯状抵抗発熱体３０の厚さは、板状基材の中心部に対応した部位から板状基材の周辺部に対応した部位へ向って直線的に低減し、板状基材の中心部に位置する帯状抵抗発熱体３０の部位の厚さＤ１は板状基材の周辺部に位置する帯状抵抗発熱体３０の部位の厚さＤ２のほぼ二倍に形成されている。これにより、帯状抵抗発熱体３０の断面積は、板状基材の中心部に位置する帯状抵抗発熱体３０の部位の断面積Ｓ１から板状基材の周辺部に位置する帯状抵抗発熱体３０の部位の断面積Ｓ２まで外方へ向って漸減している。
【００１８】
このように構成したことにより、図５〜図７に示す実施形態の場合と同様に、板状基材の周辺部に面する帯状抵抗発熱体３０の部位に比較して前記板状基材の中心部に面する帯状抵抗発熱体３０の部位における抵抗率は小さくなり、その結果、帯状抵抗発熱体３０への通電時による発熱量は、板状基材の周辺部から中心部へ向って漸減し、中心部位と周辺部位とで基板加熱装置に２通り以上の発熱分布を持たせることができ、基板温度の上昇時と、基板温度の安定時との両場合において基板の温度均一性を維持することができる。
【００１９】
前述のように、本発明においては、使用する帯状抵抗発熱体２０、３０はそれぞれ、幅が一定であり、厚さが周辺部に向って減少するように構成したことにより、帯状抵抗発熱体自体の加工が容易となり、しかも温度分布の調整も容易となる。また一定の幅の帯状抵抗発熱体２０、３０を一定の間隔で配列して設けているために、従来のように中央部で疎とし、周辺部で密とするような複雑なパターンで構成する必要がなくなり、発熱体の製作、従って基板加熱装置の製造を比較的容易に行なうことができる。
【００２０】
本発明において使用する帯状抵抗発熱体２０、３０の材料としては、Ｔａ、Ｍｏ、グラファイトなどを挙げることができる。
【００２１】
ところで、図示実施形態では、加熱装置は円形に形成しているが、当然過熱すべき基板の形状に合わせて矩形、長方形などの多角形に構成することも可能である。また、使用する帯状抵抗発熱体も図示実施形態のように断面が四角形である必要はなく四角形以外の多角形や楕円形又は円形のものも使用することができる。
【００２２】
図２〜図４に示す実施形態において、中央部から周辺部へ向って二段階以上の段差を持って帯状抵抗発熱体の厚さをＤ１からＤ２まで変えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による基板加熱装置の要部を示す概略断面図。
【図２】図１の装置に使用される帯状抵抗発熱体の一実施形態を示す概略平面図。
【図３】図２の帯状抵抗発熱体の矢印ＩＩ−ＩＩに沿った概略断面図。
【図４】図２の帯状抵抗発熱体の矢印ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略断面図。
【図５】図１の装置に使用される帯状抵抗発熱体の別の実施形態を示す概略平面図。
【図６】図５の帯状抵抗発熱体の矢印ＩＶ−ＩＶに沿った概略断面図。
【図７】図５の帯状抵抗発熱体の矢印Ｖ−Ｖに沿った概略断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１：ヒータハウジング
２：第１のヒータリフレクタ
３：第２のヒータリフレクタ
４：絶縁管
５：ボルト
６：ナット
７：絶縁管
８：ボルト
９：ナット
１０：絶縁カラー
１１：第１のヒータ押え部材
１２：第２のヒータ押え部材
１３：板状基材
１４：帯状抵抗発熱体
１５：絶縁管
２０：帯状抵抗発熱体
３０：帯状抵抗発熱体
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月20日(2007.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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