特許 5980147 基板支持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5980147

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】基板支持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20160818BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20160818BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

   H01L21/285 C

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-47164(P2013-47164)

(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公開番号】特開2014-175491(P2014-175491A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年8月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】花待 年彦

(72)【発明者】

【氏名】橋本 大輔

(72)【発明者】

【氏名】石岡 泰明

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３２４０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６５０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５３３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３５８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４３０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４９１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８２４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５０７８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／２８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に発熱体を有するヒータープレートと、前記ヒータープレートの下面に配置されて第１流路を有する第１冷却板と、前記ヒータープレートの上面に配置されて第２流路を有する第２冷却板と、を備えたプレート部と、
前記発熱体に接続されて前記発熱体に電流を供給する配線と、前記第１冷却板及び前記第２冷却板に冷媒を供給する配管とを内部に有し、前記プレート部を支持するシャフト部と、を備え、
前記第１流路は、前記第１冷却板の中央部から外縁部に向かって第１方向に周回する渦巻き状の流路を含み、
前記第２流路は、前記第２冷却板の中央部から外縁部に向かって前記第１方向とは反対方向の第２方向に周回する渦巻き状の流路を含むことを特徴とする基板支持装置。

【請求項2】

前記第１流路と前記第２流路とを連結して前記第１流路から前記第２流路に前記冷媒を供給する第１連結管をさらに備え、
前記第１流路は、前記第１連結管に連結された箇所において、第１角度で水平方向に曲げられた部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項3】

前記第１流路と前記第２流路とを連結して前記第２流路から前記第１流路に前記冷媒を供給する第２連結管をさらに備え、
前記第１流路は、前記第２連結管に連結された箇所において、第２角度で水平方向に曲げられた部分を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板支持装置。

【請求項4】

前記第１角度及び前記第２角度は、９０度であることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項5】

前記第１流路は、前記第１方向に周回する渦巻き状の流路に前記外縁部において連結されて前記外縁部から前記中央部に向かって前記第２方向に周回する渦巻き状の流路をさらに含み、
前記第２流路は、前記第２方向に周回する渦巻き状の流路に前記外縁部において連結されて前記外縁部から前記中央部に向かって前記第１方向に周回する渦巻き状の流路をさらに含み、
前記第１流路の前記第１方向に周回する渦巻き状の流路と、前記第２流路の前記第１方向に周回する渦巻き状の流路とは少なくとも一部が重畳して配置され、
前記第１流路の前記第２方向に周回する渦巻き状の流路と、前記第２流路の前記第２方向に周回する渦巻き状の流路とは少なくとも一部が重畳して配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板支持装置。

【請求項6】

前記第２流路の流路の断面積は、前記第１流路の流路の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板支持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半導体素子の製造に用いる基板支持装置に関する。特に発熱体を内蔵した基板支持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子の製造において、化学気相成長（ＣＶＤ）、表面改質等の処理工程では、半導体基板であるウェハを支持する基板支持装置を備えた半導体製造装置が用いられている。また、ウェハに対して加熱処理を行う場合は、発熱体を内蔵した基板支持装置が用いられている。

【0003】

このような基板支持装置は、金属やセラミックで形成されたプレートをシャフトで支持する構造を備える。プレートの内部にプラズマ電極や発熱体を配置し、シャフトの内部に配置された配線を介して発熱体に電流が流れると、発熱体が発熱し、この発熱体で生じた熱によりウェハが加熱される仕組みである。

【0004】

このようなプレート上に載置されたウェハは、所望の温度よりも高温となることがある。そこで、従来の基板支持装置には、ウェハを保持するウェハ保持体に流路を形成し、流路に流体を流すことによってウェハ保持体を冷却し、ウェハの温度を調整しようとするものがある（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−４３０４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述したような従来の基板支持装置では、冷却用の流路がプレートの片面にしか配置されないためプレートを均熱化することが難しく、プレート自体に熱歪みによる変形等の不良が生じ、基板支持装置の故障の原因となることがあった。さらに、プレート上に載置されたウェハは面内の温度にばらつきが生じてしまうことがあった。ウェハの面内において温度分布に偏りがあると、ウェハにそり等の不良が発生し、半導体素子の歩留りを低下させる虞があった。

【0007】

本発明は、上述した問題を解決しようとするものであり、ウェハを加熱処理する際に、ヒータープレートを均熱化し、ヒータープレートに熱歪みによる変形等の不良が生じることを防ぐとともに、ウェハの温度均一性を向上させることのできる基板支持装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態によると、内部に発熱体を有するヒータープレートと、前記ヒータープレートの下面に配置されて第１流路を有する第１冷却板と、前記ヒータープレートの上面に配置されて第２流路を有する第２冷却板と、を備えたプレート部と、前記発熱体に接続されて前記発熱体に電流を供給する配線と、前記第１冷却板及び前記第２冷却板に冷媒を供給する配管とを内部に有し、前記プレート部を支持するシャフト部と、を備え、前記第１流路は、前記第１冷却板の中央部から外縁部に向かって第１方向に周回する渦巻き状の流路を含み、前記第２流路は、前記第２冷却板の中央部から外縁部に向かって前記第１方向とは反対方向の第２方向に周回する渦巻き状の流路を含むことを特徴とする基板支持装置が提供される。

【0009】

前記基板支持装置において、前記第１流路と前記第２流路とを連結して前記第１流路から前記第２流路に前記冷媒を供給する第１連結管をさらに備え、前記第１流路は、前記第１連結管に連結された箇所において、第１角度で水平方向に曲げられた部分を含んでもよい。

【0010】

前記基板支持装置において、前記第１流路と前記第２流路とを連結して前記第２流路から前記第１流路に前記冷媒を供給する第２連結管をさらに備え、前記第１流路は、前記第２連結管に連結された箇所において、第２角度で水平方向に曲げられた部分を含んでもよい。

【0011】

前記基板支持装置において、前記第１角度及び前記第２角度は、９０度であってもよい。

【0012】

前記基板支持装置において、前記第１流路は、前記第１方向に周回する渦巻き状の流路に前記外縁部において連結されて前記外縁部から前記中央部に向かって前記第２方向に周回する渦巻き状の流路をさらに含み、前記第２流路は、前記第２方向に周回する渦巻き状の流路に前記外縁部において連結されて前記外縁部から前記中央部に向かって前記第１方向に周回する渦巻き状の流路をさらに含み、前記第１流路の前記第１方向に周回する渦巻き状の流路と、前記第２流路の前記第１方向に周回する渦巻き状の流路とは少なくとも一部が重畳して配置され、前記第１流路の前記第２方向に周回する渦巻き状の流路と、前記第２流路の前記第２方向に周回する渦巻き状の流路とは少なくとも一部が重畳して配置されてもよい。

【0013】

前記基板支持装置において、前記第２流路の流路の断面積は、前記第１流路の流路の断面積よりも大きいものであってもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、ウェハを加熱処理する際に、ヒータープレートを均熱化し、ヒータープレートに熱歪みによる変形等の不良が生じることを防ぐとともに、ウェハの温度均一性を向上させてウェハにそり等の不良が生じることを防ぐことができるため、半導体素子の歩留りを向上させることのできる基板支持装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の第１冷却板を示す平面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の第２冷却板を示す平面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る基板支持装置のプレート部を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る基板支持装置の概略構成を模式的に示す断面図である。

【図5】図４に示すプレート部３００の概略構成を示すＡ−Ａ´線の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に本発明の一実施形態に係る基板支持装置について、図を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明の基板支持装置の一例であり、本発明の基板支持装置は以下の実施形態に限定されるわけではない。

【0017】

（基板支持装置の構成）
以下、図４及び図５を参照し、本発明の一実施形態に係る基板支持装置の概略構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る基板支持装置の概略構成を模式的に示す断面図である。図５は、図４に示すＡ−Ａ´線の断面図であり、プレート部３００の概略構成を示す。

【0018】

図４に図示したように、本実施形態に係る基板支持装置は、プレート部３００及びシャフト部４００を備える。プレート部３００は、内部に発熱体３１０（図５参照）を有するヒータープレート３０１と、ヒータープレート３０１の下面に配置された第１冷却板１００と、ヒータープレート３０１の上面に配置された第２冷却板２００と、第１冷却板１００の下面に配置された第３基材３０２とを備える。また、図示していないが、プレート部３００のウェハを支持する面及びプレート部３００の側面には絶縁膜が形成され、ウェハを支持する面には凹部が形成されていてもよい。

【0019】

シャフト部４００は、ウェハが載置される側とは反対側のプレート部３００の中央部に接続され、プレート部３００を支持する。また、シャフト部４００は、図示していないが、略円筒状で内部に中空構造を有し、中空構造内には、発熱体３１０に接続して外部の制御装置に接続する配線が配置され、発熱体３１０に電流を供給する。また、シャフト部４００には、図４に図示したように、冷媒を第１冷却板１００及び第２冷却板２００に供給する連結管２０Ａ及び冷媒を第１冷却板１００及び第２冷却板２００から排出する連結管２０Ｂが内部に配置されてもよい。

【0020】

本実施形態に係るプレート部３００及びシャフト部４００は、例えば、金属を用いて形成される。利用可能な金属としては、基板支持装置の製造に用いられる公知の材料から選択可能であり、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル、チタン等が挙げられる。また、プレート部３００及びシャフト部４００は、金属に限らず、例えば、セラミックス等を用いて形成されてもよい。

【0021】

プレート部３００は、ろう付けや溶接により、第２冷却板２００とヒータープレート３０１とが接合され、ヒータープレート３０１と第１冷却板１００とが接合され、第１冷却板１００と第３基材３０２とが接合された構成を備える。第１冷却板１００及び第２冷却板２００には流路となる溝が形成されており、図５に図示したように、第１冷却板１００と第３基材３０２との接合により第１流路１１０が形成され、第２冷却板２００とヒータープレート３０１との接合により第２流路２１０が形成される。なお、第１流路１１０及び第２流路２１０の断面形状は、図５に図示した方形状に限らず、円形状、三角形状等を有していてもよい。

【0022】

第１流路１１０及び第２流路２１０は、冷媒を還流させることにより、第１冷却板１００及び第２冷却板２００の間に配置されたヒータープレート３０１の温度調整を図る機構である。冷媒には窒素などの不活性ガスを用いる。また、これに限らず、冷媒には、空気などの気体、あるいはオイル、エチレングリコール水溶液、水等の液体を用いてもよい。

【0023】

図４及び図５には、冷媒の流入方向を矢印３０Ａとして図示し、冷媒の流出方向を矢印３０Ｂとして図示している。図４及び図５に図示したように、冷媒は、第１流路１１０と連結された連結管２０Ａを通って第１冷却板１００に供給され、第１流路１１０と第２流路２１０とを連結する連結管２１Ａを通って第２冷却板２００に供給される。第２流路２１０を還流した冷媒は、第１流路１１０と第２流路２１０とを連結する連結管２１Ｂを通った後、第１流路１１０を還流した冷媒とともに、第１流路１１０と連結された連結管２０Ｂを通って排出される。

【0024】

図４及び図５に図示したように、冷媒は、シャフト部４００及び第３基材３０２の内部に配置された連結管２０Ａを通って第１冷却板１００に供給された後、第１冷却板１００及びヒータープレート３０１の内部に配置された連結管２１Ａを通って第２冷却板２００に供給される。また、第２冷却板２００の第２流路２１０を還流した冷媒は、第１冷却板１００及びヒータープレート３０１の内部に配置された連結管２１Ｂを通って、第１冷却板１００の第１流路１１０を還流した冷媒と第１流路１１０において合流し、シャフト部４００及び第３基材３０２の内部に配置された連結管２０Ｂを通って排出される。図示していないが、連結管２０Ａ及び連結管２０Ｂは、冷媒供給装置及び冷媒回収装置にそれぞれ連結されてもよい。

【0025】

（プレート部３００の構成）
以下、図１乃至図３を参照し、本発明の一実施形態に係る基板支持装置のプレート部３００の構成についてより詳細に述べる。図１は、本発明の一実施形態に係る基板支持装置の第１冷却板１００を示す平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る基板支持装置の第２冷却板２００を示す平面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る基板支持装置のプレート部３００を示す分解斜視図である。

【0026】

（第１冷却板１００の構成）
図１及び図３を参照し、プレート部３００のうち、第１冷却板１００の構成について述べる。図１及び図３に図示したように、第１冷却板１００は、略円柱形状を備える第１基材１０１の表面に、第１流路１１０が溝状に形成された構成を備える。第１基材１０１の第１流路１１０の形成された面が第３基材３０２に接合され、第３基材３０２と接合された面と対向する面が、ヒータープレート３０１に接合される。

【0027】

図１及び図３に図示したように、第１流路１１０は、冷媒が供給される連結管２０Ａと接続される箇所である連結部１１Ａと、第１流路１１０と第２流路２１０とを連結する連結管２１Ａと接続される箇所である連結部１１Ｂと、第１流路１１０と第２流路２１０とを連結する連結管２１Ｂと接続される箇所である連結部１３Ａと、冷媒が排出される連結管２０Ｂと接続される箇所である連結部１３Ｂと、を含む。連結部１１Ａは、連結管２０Ａを通った冷媒が第１流路１１０に流入する冷媒入口であり、第１基材１０１の略円形状の表面において略中央部に配置される。また、連結部１３Ｂは、第１流路１１０を還流した冷媒が第１流路１１０から排出される冷媒出口であり、第１基材１０１の表面の略中央部に、連結部１１Ａに隣接した位置に配置される。

【0028】

第１流路１１０は、図１に図示したように、連結部１１Ａから連結部１１Ｂまで略直線状に延び、連結部１１Ｂにおいて水平方向にＸ角度で曲げられた後、反時計回りに渦巻き状に第１基材１０１の外縁部Ｚａまで周回し、外縁部Ｚａからは時計回りに渦巻き状に、反時計回りの渦巻き状の外周に沿うように連結部１３Ａまで周回し、連結部１３Ａにおいて水平方向にＹ角度で曲げられた後、連結部１３Ｂまで延びる形状を有する。従って、冷媒は、冷媒入口である連結部１１Ａから反時計回りに略渦巻き状の第１流路１１０を流れた後、第１基材１０１の外縁部Ｚａからは時計回りに略渦巻き状の第１流路１１０を流れ、冷媒出口である連結部１３Ｂから流出される。

【0029】

また、連結部１１Ａから流入される冷媒の流路は、連結部１１Ｂにおいて、図３に示す水平方向の第１流路１１０と、上方向の連結管２１Ａとに分岐される構成を備える。冷媒は、第１流路１１０の連結部１３Ｂから連結管２１Ａを通って、第２冷却板２００の第２流路２１０に流入する。第２流路２１０に接続されている連結管２１Ａは、第１流路１１０の連結部１１Ｂにおいて、第１流路１１０に対して約９０度の角度で垂直方向に接続されている。従って、連結部１１Ｂにおける第１流路１１０の水平方向の曲げ角度Ｘについても約９０度とすることにより、垂直方向と水平方向とで圧力差が生じないように構成することができるため、冷媒の流量を連結管２１Ａと第１流路１１０とで過度な偏りがないように等配に近い状態で分配することが可能となる。

【0030】

また、第１流路１１０は、連結部１３Ａにおいても、水平方向に角度Ｙだけ曲がった構成を有する。連結部１３Ａは、第２冷却板２００の第２流路２１０を還流した冷媒が、連結管２１Ｂを通って、第１流路１１０を還流した冷媒と合流する地点である。このとき、連結部１３Ａにおける第１流路１１０の水平方向の曲げ角度Ｙについても約９０度とすることにより、第１流路１１０を還流した冷媒と、連結管２１Ｂを通って垂直方向に第１流路１１０に流れ込む第２流路２１０を還流した冷媒とで、連結部１３Ａから連結部１３Ｂに向かって流れる際に圧力差が生じないように構成することができる。従って、連結部１３Ａにおいても、第２流路２１０を還流した冷媒と第１流路１１０を還流した冷媒とが、冷媒出口である連結部１３Ｂに向かって流れる流量に過度な偏りがないように構成することができる。

【0031】

しかし、第１流路１１０の連結部１１Ｂにおける水平方向の曲げ角度Ｘ及び連結部１３Ｂにおける水平方向の曲げ角度Ｙは、第１流路１１０と第２流路２１０とで冷媒の流量を所望の流量に調整することができるものであれば、９０度に限らず、仕様に応じて適宜調整される。

【0032】

また、本発明の一実施形態に係る基板支持装置において、プレート部３００において上側に配置される第２冷却板２００の第２流路２１０の流路の断面積を、下側に配置される第１冷却板１００の第１流路１１０の流路の断面積よりも大きくすることにより、第２冷却板２００に冷媒がより多く供給されるように構成してもよい。すなわち、第２流路２１０の断面積を、第１流路１１０の断面積よりも大きくすることにより、第２流路２１０に冷媒が流れ込み易くなり、第２冷却板２００へ供給される冷媒の流量を増やすことが可能となる。また、第１流路１１０と第２流路２１０とを接続する連結管２１Ａの流路の断面積を、第１流路１１０の流路の断面積よりも大きくすることにより、第２流路２１０に冷媒が流れ込み易くなるように構成してもよい。

【0033】

さらに、第２冷却板２００の第２流路２１０の流路長を、第１冷却板１００の第１流路１１０の流路長よりも長く構成することにより、第２冷却板２００へ供給される冷媒の流量を増やすように構成してもよい。このように、本発明の一実施形態に係る基板支持装置は、第１流路１１０、第２流路２１０、及び連結管２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂの各々について、流路の断面積及び流路長を適宜調整することにより、第１冷却板１００と第２冷却板２００に供給される冷媒の流量を調整することができる。

【0034】

（第２冷却板２００の構成）
図２及び図３を参照し、プレート部３００のうち、第２冷却板２００の構成について述べる。図２及び図３に図示したように、第２冷却板２００は、略円柱形状を備える第２基材２０１の表面に、第２流路２１０が溝状に形成された構成を備える。第２基材２０１の第２流路２１０の形成された面がヒータープレート３０１に接合され、ヒータープレート３０１と接合された面と対向する面上に、ウェハが載置される。

【0035】

図２及び図３に図示したように、第２流路２１０は、冷媒が供給される連結管２１Ａと接続される箇所である連結部１２Ａと、冷媒が排出される連結管２１Ｂと接続される箇所である連結部１２Ｂと、を含む。連結部１２Ａは、連結管２１Ａを通った冷媒が第２流路２１０に流入する冷媒入口であり、第２基材２０１の略円形状の表面において略中央部に配置される。また、連結部１２Ｂは、第２流路２１０を還流した冷媒が第２流路２１０から排出される冷媒出口であり、第２基材２０１の表面の略中央部に、連結部１２Ａに隣接した位置に配置される。また、第２流路２１０の連結部１２Ａ及び連結部１２Ｂは、それぞれ連結管２１Ａ及び連結管２１Ｂを介して第１流路１１０の連結部１１Ｂ及び連結部１３Ａに接続される位置に配置される。

【0036】

第２流路２１０は、図２に図示したように、連結部１２Ａから時計回りに渦巻き状に第２基材２０１の外縁部Ｚｂまで周回し、外縁部Ｚｂからは反時計回りに渦巻き状に、時計回りの渦巻き状の内周に沿うように連結部１２Ｂまで周回する形状を有する。従って、冷媒は、冷媒入口である連結部１２Ａから時計回りに略渦巻き状の第２流路２１０を流れた後、第２基材２０１の外縁部Ｚｂからは反時計回りに略渦巻き状の第２流路２１０を流れ、冷媒出口である連結部１２Ｂから流出される。

【0037】

このように、第２流路２１０は、冷媒入口である連結部１２Ａから外縁部Ｚｂまでの時計回りに冷媒が流れる渦巻き状部分が、外縁部Ｚｂから冷媒出口である連結部１２Ｂまでの反時計回りに冷媒が流れる渦巻き状部分の外周側に沿って位置するように構成されている。また、図１に図示して上述した第１流路１１０は、外縁部Ｚａから冷媒出口である連結部１３Ｂまでの時計回りに冷媒が流れる渦巻き状部分が、冷媒入口である連結部１１Ａから外縁部Ｚａまでの反時計回りに冷媒が流れる渦巻き状部分の外周側に沿って位置するように構成されている。このように構成することにより、第１流路１１０と第２流路２１０とは、温度の低い冷媒が流れる第１流路１１０の上には、温度の高い冷媒が流れる第２流路２１０が配置され、温度の高い冷媒が流れる第１流路１１０の上には、温度の低い冷媒が流れる第２流路２１０が配置されるように構成される。

【0038】

すなわち、第１流路１１０と第２流路２１０は、冷媒入口である連結部１１Ａ及び連結部１２Ａ付近においてはそれぞれ冷媒の温度が低くなり、冷媒出口である連結部１３Ｂ及び連結部１２Ｂ付近においては冷媒が流路を還流することによりそれぞれ冷媒の温度が高くなる構成である。従って、第２流路２１０の冷媒入口である連結部１２Ａから外縁部Ｚｂまでの比較的温度の低い冷媒が時計回りに流れる渦巻き状部分と、第１流路１１０の外縁部Ｚａから冷媒出口である連結部１３Ｂまでの比較的温度の高い冷媒が時計回りに流れる渦巻き状部分とが、それぞれ上下に重畳する位置に配置されることにより、低温部分と高温部分とで温度差を打ち消し合うことができる。また同様に、第１流路１１０の冷媒入口である連結部１１Ａから外縁部Ｚａまでの比較的温度の低い冷媒が反時計回りに流れる渦巻き状部分と、第２流路２１０の外縁部Ｚｂから冷媒出口である連結部１２Ｂまでの比較的温度の高い冷媒が反時計回りに流れる渦巻き状部分とが、それぞれ上下に重畳する位置に配置されることにより、低温部分と高温部分とで温度差を打ち消し合うことができる。

【0039】

また、第１流路１１０と第２流路２１０は、連結部１１Ｂと連結部１２Ａとがそれぞれ第１基材１０１と第２基材２０１の対応するほぼ同じ位置に配置され、連結部１３Ａと連結部１２Ｂとがそれぞれ第１基材１０１と第２基材２０１との対応するほぼ同じ位置に配置される構成を備える。従って、第１流路１１０と第２流路２１０とに冷媒を流入させたとき、第１流路１１０においては冷媒入口から外縁部Ｚａまで反時計回りに冷媒が流れ、第２流路２１０においては冷媒入口から外縁部Ｚｂまで時計回りに冷媒が流れることにより、上下に配置された第１冷却板１００と第２冷却板２００とで対向流を形成することができる。また同様に、第１流路１１０においては外縁部Ｚａから冷媒出口まで時計回りに冷媒が流れ、第２流路２１０においては外縁部Ｚｂから冷媒出口まで反時計回りに冷媒が流れることにより、上下に配置された第１冷却板１００と第２冷却板２００とで対向流を形成することができる。従って、第１流路１１０と第２流路２１０とで、発熱体３１０を備えたヒータープレート３０１の上下で逆方向の冷媒の流れを形成することにより、ヒータープレート３０１を均熱化することができ、ヒータープレート３０１に熱歪みによる変形等の不良が生じないように構成することができる。また、このような構成により、プレート部３００全体としての温度差を低減させることができるため、プレート部３００表面に載置されるウェハに対する熱影響を減らし、ウェハの面内における温度分布を均一化することができる。

【0040】

このように、ヒータープレート３０１を間に挟んで上下に配置される第１冷却板１００及び第２冷却板２００において、第１流路１１０及び第２流路２１０を、冷媒の低温部分と高温部分とが上下で重畳するように構成し、且つ、第１流路１１０を流れる冷媒と第２流路２１０を流れる冷媒とが対向流となるように構成することによりヒータープレート３０１を均熱化することが可能となる。さらに、第１流路１１０と第２流路２１０とは、それぞれ冷媒入口に近い部分ほど冷媒の温度が低く、冷媒入口から遠い部分ほど冷媒の温度が高くなるため、プレート部３００の表面上の温度分布に偏りを生じさせる虞があったが、上述したように、第１流路１１０と第２流路２１０とで温度差を打ち消し合う構成を備えることにより、プレート部３００のウェハが載置される表面における温度分布を均一化することが可能となる。

【0041】

以上のとおり、本発明の一実施形態に係る基板支持装置によれば、ウェハを加熱処理する際に、ヒータープレート３０１を均熱化してヒータープレート３０１に熱歪みによる変形等の不良が生じることを防ぎつつ、プレート部３００の表面上に載置されるウェハの温度均一性を向上させてウェハにそり等の不良が生じることを防ぐことができるため、半導体素子の歩留りを向上させることができる。

【符号の説明】

【0042】

１００ 第１冷却板
１０１ 第１基材
１１０ 第１流路
２００ 第２冷却板
２０１ 第２基材
２１０ 第２流路
３００ プレート部
３０１ ヒータープレート
３１０ 発熱体
４００ シャフト部
２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ 連結管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】