特開 2022-164494 ヒータ、及びウエハ加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164494

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】ヒータ、及びウエハ加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20221020BHJP

   H05B 3/74 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

H05B3/74

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070030

(22)【出願日】2021-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116366

【弁理士】

【氏名又は名称】二島 英明

(72)【発明者】

【氏名】北林 桂児

(72)【発明者】

【氏名】先田 成伸

(72)【発明者】

【氏名】木村 功一

【テーマコード（参考）】

3K092

【Ｆターム（参考）】

3K092PP09

3K092QA03

3K092QA05

3K092QB43

3K092RF03

3K092RF11

3K092RF19

3K092RF27

3K092VV22

(57)【要約】

【課題】基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易いヒータを提供する。
【解決手段】ウエハを加熱するヒータであって、絶縁シートで構成されている円形状の基材と、前記基材の内部に設けられている複数の発熱回路と、を備え、前記基材の第一の面は、径方向に複数の加熱エリアに区分けされ、前記複数の加熱エリアは、前記第一の面の最外周に位置する円環状のアウターエリアを有し、前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの前記発熱回路が設けられ、前記アウターエリアに対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられている、ヒータ。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハを加熱するヒータであって、
絶縁シートで構成されている円形状の基材と、
前記基材の内部に設けられている複数の発熱回路と、を備え、
前記基材の第一の面は、径方向に複数の加熱エリアに区分けされ、
前記複数の加熱エリアは、前記第一の面の最外周に位置する円環状のアウターエリアを有し、
前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの前記発熱回路が設けられ、
前記アウターエリアに対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられている、
ヒータ。

【請求項2】

前記アウターエリアは、周方向に扇状の複数のアウターゾーンに区分けされ、
前記基材における前記複数のアウターゾーンの各々に対応する箇所には１つの前記発熱回路が設けられ、
前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は前記重複領域の外側に設けられている、請求項１に記載のヒータ。

【請求項3】

前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記第一端子及び前記第二端子の全部が、前記重複領域の外側に設けられている、請求項２に記載のヒータ。

【請求項4】

前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記発熱回路は、前記第一端子と前記第二端子とをつないでいる回路部を有し、
前記回路部は、
前記重複領域の内側に設けられている内側回路部と、
前記重複領域の外側に設けられている外側回路部と、を有する、請求項２又は請求項３に記載のヒータ。

【請求項5】

前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの穴部が設けられ、
前記穴部は、温度センサを設けるための穴であり、
前記穴部の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒータ。

【請求項6】

前記アウターエリアは、周方向に扇状の複数のアウターゾーンに区分けされ、
前記基材における前記複数のアウターゾーンの各々に対応する箇所には、１つの前記穴部が設けられ、
前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記穴部の少なくとも一部は、前記重複領域の外側に設けられている、請求項５に記載のヒータ。

【請求項7】

前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記穴部の全部が、前記重複領域の外側に設けられている、請求項６に記載のヒータ。

【請求項8】

ウエハが載置される上面を有する保持台と、
前記保持台を加熱するヒータと、を備え、
前記ヒータは、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のヒータである、
ウエハ加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ヒータ、及びウエハ加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、コータ／デベロッパ装置に用いられるウエハ加熱用ヒータユニットが開示されている。ウエハ加熱用ヒータユニットは、発熱モジュールを有する。

【0003】

発熱モジュールは、絶縁シートと複数の発熱回路とを有する。複数の発熱回路は、絶縁シートの内部に設けられている。複数の発熱回路によって、絶縁シートの表面は複数の加熱ゾーンに区分けされている。

【0004】

複数の加熱ゾーンは、絶縁シートの表面の中央から径方向の外側に向かって順に、複数の中央部扇状加熱ゾーンと複数の中間部扇状加熱ゾーンと複数の周縁部扇状加熱ゾーンとを含む。複数の中央部扇状加熱ゾーンは、絶縁シートの表面の中央において、周方向に並んでいる。複数の中間部扇状加熱ゾーンは、複数の中央部扇状加熱ゾーンよりも外周側において、周方向に並んでいる。複数の周縁部扇状加熱ゾーンは、絶縁シートの表面の最外周において、周方向に並んでいる。

【0005】

発熱モジュールでは、各加熱ゾーンごとに温度を独立して制御するために、各加熱ゾーンごとに１個の発熱回路が設けられている。また、発熱モジュールでは、各発熱回路の温度を測定するために、各加熱ゾーンごとに１個の温度センサが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－７１３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

各発熱回路の第一端子及び第二端子の各々には、発熱回路に電力を供給する電極が接続される。通常、いずれの加熱ゾーンにおいても、第一端子、第二端子、及び温度センサが設けられる箇所は、絶縁シートにおけるウエハの重複領域の内側である。重複領域とは、次のように規定される。絶縁シートと同心状に配置されているウエハの外周面で構成される筒状の面を、絶縁シートの表面に垂直な方向に延長する。その際、延長された筒状の面が絶縁シートの表面に対して交差するように延長する。絶縁シートの表面において、延長した筒状の面に囲まれる領域を重複領域とする。

【0008】

各加熱ゾーンにおいて、第一端子及び第二端子は、発熱回路における第一端子及び第二端子を除く部分に比較して発熱密度が低い。また、温度センサが設けられる部分は、発熱回路を設けることができない。そのため、第一端子、第二端子、及び温度センサが設けられる部分は、局所的なクールスポットになり易い。

【0009】

上述した複数の中央部扇状加熱ゾーンと複数の中間部扇状加熱ゾーンとは、絶縁シートの表面の中央側に位置するため、周縁部扇状加熱ゾーンに比較して放熱され難い。即ち、複数の周縁部扇状加熱ゾーンは、絶縁シートの表面の外周縁に位置するため、複数の中央部扇状加熱ゾーンと複数の中間部扇状加熱ゾーンに比較して放熱され易い。周縁部扇状加熱ゾーンでは、複数の中央部扇状加熱ゾーンと複数の中間部扇状加熱ゾーンに比較して、クールスポットによる影響が大きくなり易い。周縁部扇状加熱ゾーンが位置する絶縁シートの表面の外周縁側は、絶縁シートの表面の中央側に比較して表面積が大きいため、放熱の影響により温度の低下が生じ易い。周縁部扇状加熱ゾーンは、ウエハ加熱用ヒータユニットが搭載されるチャンバーに向かい合っていることから、放熱の影響により温度の低下が生じ易い。よって、周縁部扇状加熱ゾーンの温度分布が不均一になり易い。

【0010】

本開示は、基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易いヒータを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、上記ヒータを備えるウエハ加熱装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示のヒータは、ウエハを加熱するヒータであって、絶縁シートで構成されている円形状の基材と、前記基材の内部に設けられている複数の発熱回路と、を備え、前記基材の第一の面は、径方向に複数の加熱エリアに区分けされ、前記複数の加熱エリアは、前記第一の面の最外周に位置する円環状のアウターエリアを有し、前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの前記発熱回路が設けられ、前記アウターエリアに対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられている。

【0012】

本開示のウエハ加熱装置は、ウエハが載置される上面を有する保持台と、前記保持台を加熱するヒータと、を備え、前記ヒータは、上記本開示のヒータである。

【発明の効果】

【0013】

本開示のヒータは、基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易い。

【0014】

本開示のウエハ加熱装置は、ウエハの全域にわたって温度を均一にし易い。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施形態に係るウエハ加熱装置の概略を示す縦断面の模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係るウエハ加熱装置に備わるヒータの概略を示す平面図である。

【図3】図３は、図２の領域Ａを拡大した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0017】

（１）本開示の一態様に係るヒータは、ウエハを加熱するヒータであって、絶縁シートで構成されている円形状の基材と、前記基材の内部に設けられている複数の発熱回路と、を備え、前記基材の第一の面は、径方向に複数の加熱エリアに区分けされ、前記複数の加熱エリアは、前記第一の面の最外周に位置する円環状のアウターエリアを有し、前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの前記発熱回路が設けられ、前記アウターエリアに対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられている。

【0018】

上記ヒータは、アウターエリアにおいて、クールスポットとなる第一端子及び第二端子の少なくとも一部が基材におけるウエハの重複領域の外側に設けられているため、基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易い。

【0019】

（２）上記ヒータの一形態として、前記アウターエリアは、周方向に扇状の複数のアウターゾーンに区分けされ、前記基材における前記複数のアウターゾーンの各々に対応する箇所には１つの前記発熱回路が設けられ、前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記発熱回路の第一端子及び第二端子の少なくとも一部は前記重複領域の外側に設けられているとよい。

【0020】

アウターゾーンの数が多いほど、クールスポットとなる第一端子及び第二端子の数が多くなる。アウターゾーンの数が多いほど、クールスポットが重複領域の内側に設けられていると、基材の最外周の温度を均一にすることが難しくなる。

【0021】

上記ヒータは、アウターエリアにおいて、クールスポットとなる第一端子及び第二端子の数が多い。それにもかかわらず、上記ヒータは、各アウターゾーンにおいて、第一端子及び第二端子の少なくとも一部が重複領域の外側に設けられているため、基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易い。

【0022】

（３）上記（２）のヒータの一形態として、前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記第一端子及び前記第二端子の全部が、前記重複領域の外側に設けられているとよい。

【0023】

上記ヒータは、基材の第一の面における最外周の温度をより一層均一にし易い。

【0024】

（４）上記（２）又は上記（３）のヒータの一形態として、前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記発熱回路は、前記第一端子と前記第二端子とをつないでいる回路部を有し、前記回路部は、前記重複領域の内側に設けられている内側回路部と、前記重複領域の外側に設けられている外側回路部と、を有するとよい。

【0025】

上記ヒータは、各アウターゾーンの発熱回路の回路部が外側回路部を有することで、回路部が内側回路部のみで構成されている場合に比較して、各アウターゾーンの外周縁にまでわたって温度を均一に加熱し易い。そのため、上記ヒータは、基材の第一の面における最外周の温度をより一層均一にし易い。内側回路部と外側回路部とは、第一端子と第二端子との間を直列に接続するとよい。

【0026】

（５）上記ヒータの一形態として、前記基材における前記アウターエリアに対応する箇所には、少なくとも１つの穴部が設けられ、前記穴部は、温度センサを設けるための穴であり、前記穴部の少なくとも一部は、前記基材における前記ウエハの重複領域の外側に設けられているとよい。

【0027】

上記ヒータは、クールスポットとなる穴部の少なくとも一部も基材におけるウエハの重複領域の外側に設けられているため、基材の第一の面における最外周の温度を均一にし易い。

【0028】

（６）上記（５）のヒータの一形態として、前記アウターエリアは、周方向に扇状の複数のアウターゾーンに区分けされ、前記基材における前記複数のアウターゾーンの各々に対応する箇所には、１つの前記穴部が設けられ、前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記穴部の少なくとも一部は、前記重複領域の外側に設けられているとよい。

【0029】

上記ヒータは、基材の第一の面における最外周の温度をより均一にし易い。

【0030】

（７）上記（６）のヒータの一形態として、前記複数のアウターゾーンの各々に対応する前記穴部の全部が、前記重複領域の外側に設けられているとよい。

【0031】

上記ヒータは、基材の第一の面における最外周の温度をより一層均一にし易い。

【0032】

（８）本開示の一態様に係るウエハ加熱装置は、ウエハが載置される上面を有する保持台と、前記保持台を加熱するヒータと、を備え、前記ヒータは、上記（１）から上記（７）のいずれか１つのヒータである。

【0033】

上記ウエハ加熱装置は、上記ヒータを備えることでウエハの外周側の温度を均一にし易いため、ウエハの全域にわたって温度を均一にし易い。

【0034】

《本開示の実施形態の詳細》
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。

【0035】

《実施形態》
〔ウエハ加熱装置〕
図１から図３を参照して、実施形態のウエハ加熱装置１を説明する。図１は、ウエハ加熱装置１の縦断面の模式図である。縦断面とは、ウエハ加熱装置１の保持台２とヒータ３との積層方向に沿った平面でウエハ加熱装置１を切断した断面をいう。図１の保持台２、ヒータ３、支持板６、第一冷却板７１、及び第二冷却板７２の厚さは、模式的に示されたものであり、必ずしも実際の厚さに対応しているわけではない。この厚さは、上記積層方向に沿った長さをいう。図２は、ヒータ３の概略を示す平面図である。図２は、ヒータ３における基材４の第一の面４１を、第一の面４１に垂直な方向から見た図である。図３は、図２に示す破線円で囲んだ領域Ａを拡大して示す平面図である。以下の説明は、基材４の第一の面４１側を「上」とし、その反対側の第二の面４２側を「下」と表現することがある。

【0036】

本形態のウエハ加熱装置１は、図１に示すように、保持台２とヒータ３とを備える。保持台２は、ウエハ１００が載置される上面とヒータ３に接する下面とを有する。ヒータ３は、保持台２を加熱する。本形態のウエハ加熱装置１の特徴の一つは、ヒータ３が特定の構造を有する点にある。本形態のウエハ加熱装置１は、更に、支持板６と冷却ユニット７とを備える。以下、各構成を詳細に説明する。

【0037】

［ヒータ］
ヒータ３は、保持台２を介してウエハ１００を加熱する。ウエハ１００は、保持台２と同心状に配置されている。本形態のヒータ３は、上下から保持台２と支持板６とに挟まれている。ヒータ３は、基材４と発熱回路５とを備える。

【0038】

（基材）
基材４は、発熱回路５を覆っている。基材４は、絶縁シートで構成されている。基材４の平面形状は、図２に示すように、円形状である。基材４は、保持台２と同心状に配置されている。基材４の外径は、図１に示すように、ウエハ１００の外径よりも大きい。基材４は、ヒータ３の外形を構成している。基材４の第一の面４１は、保持台２に接触している。本形態の基材４の第二の面４２は、支持板６に接触している。

【0039】

第一の面４１は、径方向に複数の加熱エリアに仮想的に区分けされている。各加熱エリアは、単一の加熱ゾーンで構成されていてもよいし、周方向に複数の加熱ゾーンに区分けされていてもよい。加熱エリアの数、及び各加熱エリアにおける加熱ゾーンの数は、求められる温度分布に応じて適宜選択できる。加熱ゾーンは、独立して温度を制御可能な発熱回路５の単位を含む第一の面４１上の仮想的な区画をいう。加熱ゾーンの数は、温度を独立して制御可能な発熱回路５の数に対応している。例えば、ある加熱エリアの加熱ゾーンの数が２個である場合、ある加熱エリアに対応する発熱回路５の数は２個であり、基材４における各加熱ゾーンに対応する箇所には１個の発熱回路５が設けられる。各加熱ゾーンには、図３に示す発熱回路５の第一端子５１及び第二端子５２が１つずつ設けられている。第一端子５１及び第二端子５２には、本形態では図１に示す電極９５が接続される。

【0040】

第一の面４１は、図２に示すように、少なくともインナーエリア４６とアウターエリア４８とを有する。インナーエリア４６とは、第一の面４１の中心を含む領域に位置する円形状の加熱エリアである。アウターエリア４８とは、第一の面４１の最外周に位置する円環状の加熱エリアである。

【0041】

本形態のアウターエリア４８の外周縁は、第一の面４１の外周縁上に位置する。本形態のアウターエリア４８は、ウエハ１００の重複領域４１０の内側に位置する領域と重複領域４１０の外側に位置する領域とを含む。即ち、アウターエリア４８の内周縁と外周縁との間に重複領域４１０の外周縁が位置する。

【0042】

重複領域４１０とは、次のように規定される。基材４と同心状に配置されているウエハ１００の外周面で構成される筒状の面を、第一の面４１に垂直な方向に延長する。その際、延長された筒状の面が第一の面４１に対して交差するように延長する。第一の面４１において、延長した筒状の面に囲まれる領域が重複領域４１０である。

【0043】

本形態とは異なり、アウターエリア４８の外周縁は、第一の面４１の外周縁よりも内側に位置していてもよい。その上、アウターエリア４８の外周縁と重複領域４１０の外周縁とが一致していてもよい。その場合、アウターエリア４８は、ウエハ１００の重複領域４１０の内側に位置する領域を有するものの、重複領域４１０の外側に位置する領域を有さない。

【0044】

第一の面４１は、更に、ミドルエリア４７を有していても良い。ミドルエリア４７は、インナーエリア４６とアウターエリア４８との間に位置する円環状の加熱エリアである。ミドルエリア４７の数は、単数でも複数でもよい。

【0045】

本形態の第一の面４１は、インナーエリア４６と、ミドルエリア４７と、アウターエリア４８とを有する。本形態のミドルエリア４７は、第一ミドルエリア４７１と第二ミドルエリア４７２とを有する。本形態のインナーエリア４６は、１個の円形状のインナーゾーン４６１で構成されている。本形態の第一ミドルエリア４７１は、３個の扇状の第一ミドルゾーン４７１ａで構成されている。本形態の第二ミドルエリア４７２は、３個の扇状の第二ミドルゾーン４７２ａで構成されている。本形態のアウターエリア４８は、８個の扇状のアウターゾーン４８１で構成されている。各アウターゾーン４８１は、重複領域４１０の内側に位置する領域と重複領域４１０の外側に位置する領域とを含む。

【0046】

基材４における各加熱ゾーンに対応する箇所には、本形態では１つの第一穴部４３が設けられている。第一穴部４３は、図１に示すように、温度センサ９０を設けるための穴である。即ち、第一穴部４３の数は、温度センサ９０の数に対応している。温度センサ９０の数は、本形態では発熱回路５の数、即ち加熱ゾーンの数に対応している。ある加熱エリアが複数の加熱ゾーンに区分けされている場合、基材４における各加熱ゾーンに対応する箇所には１つの第一穴部４３が設けられている。ある加熱エリアが複数の加熱ゾーンに区分けされている場合、本形態とは異なり、１つの第一穴部４３が設けられている加熱ゾーンと、第一穴部４３が設けられていない加熱ゾーンとがあってもよい。

【0047】

温度センサ９０は、保持台２の温度を測定する。温度センサ９０の種類の一例は、測温抵抗素子又は熱電対である。温度センサ９０には、リード線９１が接続されている。温度センサ９０を設けるための穴とは、第一穴部４３の内部に温度センサ９０自体が配置される場合と、第一穴部４３の内部には温度センサ９０が配置されないものの、第一穴部４３の内部に温度センサ９０のリード線９１が配置される場合とを含む。

【0048】

本形態の第一穴部４３は、貫通孔である。貫通孔は、基材４の上下方向に沿って設けられている。

【0049】

各アウターゾーン４８１に対応する第一穴部４３の少なくとも一部は、図２に示すように、重複領域４１０の外側に設けられている。各アウターゾーン４８１において、クールスポットとなる第一穴部４３の少なくとも一部が重複領域４１０の外側に設けられているため、第一の面４１における最外周の温度を均一にし易い。最外周の温度を均一するためには、本形態のように、各アウターゾーン４８１に対応する第一穴部４３の全部が重複領域４１０の外側に設けられていることが特に好ましい。

【0050】

基材４の材質の一例は、ポリイミド、シリコン、エポキシ、又はフェノールなどである。

【0051】

（発熱回路）
発熱回路５は、図１に示すウエハ１００を加熱するための熱源となる。発熱回路５は、基材４の内部に設けられている。発熱回路５は、基材４における各加熱エリアに対応する箇所に少なくとも１個設けられている。加熱エリアが複数の加熱ゾーンに区分けされている場合、発熱回路５は、基材４における各加熱ゾーンに対応する箇所に１個ずつ設けられている。各発熱回路５は、温度を独立して制御可能である。各発熱回路５は、第一端子５１及び第二端子５２を１個ずつ有する。各発熱回路５は、図３に示すように、第一端子５１と第二端子５２とをつないでいる回路部５５を有する。各発熱回路５における回路部５５のパターンのレイアウトは、特に限定されず、加熱する温度や求められる温度分布に応じて適宜選択できる。回路部５５のパターンは、例えば、円弧状部と直線部とを組み合わせたパターンが用いられる。

【0052】

各アウターゾーン４８１に対応する発熱回路５の第一端子５１及び第二端子５２の少なくとも一部は、図２に示すように、重複領域４１０の外側に設けられている。各アウターゾーン４８１において、第一端子５１及び第二端子５２の少なくとも一部が重複領域４１０の外側に設けられているため、第一の面４１における最外周の温度を均一にし易い。最外周の温度を均一するためには、各アウターゾーン４８１に対応する第一端子５１の全部及び第二端子５２の全部が重複領域４１０の外側に設けられていることが特に好ましい。第一端子５１及び第二端子５２には、図１に示す電極９５が接続される。電極９５は、発熱回路５に電力を供給する。電極９５にはリード線９６が接続されている。

【0053】

各アウターゾーン４８１に対応する発熱回路５の回路部５５は、図３に示すように、内側回路部５５１に加えて外側回路部５５２を有することが好ましい。内側回路部５５１とは、重複領域４１０の内側に設けられている部分である。外側回路部５５２とは、重複領域４１０の外側に設けられている部分である。外側回路部５５２によって、回路部５５が内側回路部５５１のみで構成されている場合に比較して、各アウターゾーン４８１の外周縁にまでわたって温度を均一に加熱しやすい。そのため、アウターエリア４８の温度を均一にし易い。外側回路部５５２の両端部の各々に第一端子５１及び第二端子５２がつながっている。本形態では、外側回路部５５２の両端部は、最外周に位置している。

【0054】

第一端子５１の形状及び第二端子５２の形状は、適宜選択でき、例えば、矩形状、円形状、矩形環状、又は円環状などである。本形態では第一端子５１の形状及び第二端子５２の形状は、互いに同じ矩形状である。第一端子５１の下面に電極９５が接続されている。本形態と異なり、電極９５を介さず、第一端子５１とリード線９６とが直接接続されていてもよい。

【0055】

本形態では、図１に示すように、第一端子５１の下面が基材４から露出するように基材４に第二穴部４４が設けられている。第二穴部４４の上方の端部内において、電極９５は第一端子５１の下面に接続されている。リード線９６の一部も第二穴部４４の内部に設けられている。電極９５とリード線９６の配置は、第二端子５２も同様である。

【0056】

本形態とは異なり、電極９５は、その全部が基材４の内部に設けられていてもよい。その場合、リード線９６の一部も基材４の内部に設けられる。或いは、電極９５の一部が基材４の内部に設けられ、電極９５の残部が基材４の外部に設けられていてもよい。その場合、リード線９６の全部が基材４の外部に設けられる。

【0057】

発熱回路５の材質は、ウエハ１００を所望の温度に加熱できる材質であれば特に限定されない。発熱回路５の材質は、抵抗加熱に好適な公知の金属が挙げられる。金属の一例は、ステンレス、ニッケル、ニッケル合金、銀、銀合金、タングステン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金、クロム、及びクロム合金からなる群より選択される１種である。ニッケル合金の一例は、ニクロムである。発熱回路５の形状の一例は、箔状である。

【0058】

ヒータ３は、発熱回路５の上下面を基材としての絶縁フィルムで挟んで熱圧着することで作製できる。

【0059】

［保持台］
保持台２は、図１に示すように、ウエハ１００が載置される載置面を上面に備える。保持台２は、円板状に構成されている。保持台２の外径は、ウエハ１００の外径よりも大きい。保持台２の下面は、ヒータ３の上面に接している。保持台２は、公知の構成が利用できる。

【0060】

保持台２の下面には、複数の第一凹部２１が設けられている。各第一凹部２１の底部には、温度センサ９０が固定されている。即ち、第一凹部２１の数は、温度センサ９０の数と同じである。第一凹部２１の形成箇所は、第一穴部４３に連通する箇所である。底部への温度センサ９０の固定には、接着剤が利用できる。

【0061】

保持材の材質は、金属、セラミックス、又はセラミックス複合材料である。金属の一例は、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などである。金属の表面には、めっき層が設けられていてもよい。めっき層の一例は、ニッケルである。セラミックスの一例は、炭化珪素、又は窒化アルミニウムなどである。セラミックス複合材料の一例は、Ｓｉ－ＳｉＣ又はＡｌ－ＳｉＣなどである。

【0062】

［支持板］
支持板６は、ヒータ３を下方から支持する。支持板６の形状は、円形状である。支持板６の上面は、ヒータ３の下面に接している。支持台は、公知の構成が利用できる。

【0063】

支持板６は、複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔は、図１に示す第一貫通孔６１、及び第二貫通孔６２を含む。第一貫通孔６１には、温度センサ９０のリード線９１が通されている。第一貫通孔６１の数は、温度センサ９０の数と同じである。第一貫通孔６１は、支持板６の上下方向に沿って設けられている。第一貫通孔６１の形成箇所は、第一穴部４３に連通する箇所である。第二貫通孔６２には、電極９５のリード線９６が通されている。図３に示すように第一端子５１と第二端子５２とが近接している場合、図１に示す第二貫通孔６２の数は、発熱回路５の数と同じでもよいし、電極９５の数と同じでもよい。図３に示すように近接している場合、１つの第二貫通孔６２に第一端子５１に接続される電極９５のリード線９６と第二端子５２に接続される電極９５のリード線９６とが通されていてもよい。図示は省略するものの、第一端子５１と第二端子５２とが離れている場合、第二貫通孔６２の数は電極９５の数と同じとするとよい。第二貫通孔６２は、支持板６の上下方向に沿って設けられている。第二貫通孔６２の形成箇所は、第二穴部４４に連通する箇所である。

【0064】

支持板６と保持台２とは、機械的に結合されている。機械的な結合には、例えば、図示を省略するネジが利用できる。ネジを用いた支持板６と保時台との固定の仕方は、公知の固定の仕方が利用できるため、説明及び図示を省略する。

【0065】

支持板６は、複数の脚部８によって支持されている。各脚部８は、本形態では後述する第一冷却板７１に固定されている。支持板６と各脚部８との固定の仕方、及び、各脚部８と第一冷却板７１との固定の仕方は、公知の固定の仕方が利用できるため、説明及び図示を省略する。なお、各脚部８は、第一冷却板７１ではなく図示を省略するケースの底部に固定されていてもよい。

【0066】

支持板６の材質は、セラミックス又はセラミックス複合材料である。セラミックスの一例は、保持材の材質で説明したセラミックスと同じである。セラミックス複合材料の一例は、保持材の材質で説明したセラミックス複合材料と同じである。

【0067】

［冷却ユニット］
冷却ユニット７は、支持板６、ヒータ３、及び保持台２を冷却する。冷却ユニット７は、公知の構成が利用できる。冷却ユニット７は、第一冷却板７１と第二冷却板７２とを有する。

【0068】

（第一冷却板）
第一冷却板７１は、第二冷却板７２を冷却する。第一冷却板７１の内部には、図示を省略する冷媒の流路が設けられている。流路に流れる冷媒によって、第一冷却板７１は冷却される。第一冷却板７１は、図示を省略するケースの底部などに固定されている。

【0069】

第一冷却板７１は、図示を省略する複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔には、後述するエアシリンダのロッドが通される孔、及び脚部８が固定される孔が含まれる。複数の貫通孔の詳細な説明は省略する。

【0070】

（第二冷却板）
第二冷却板７２は、支持板６、ヒータ３、及び保持台２を冷却する。第二冷却板７２は、第一冷却板７１と支持板６との間を昇降する。第二冷却板７２の昇降は、図示を省略する昇降機構によって行われる。昇降機構の一例は、エアシリンダなどである。エアシリンダは、上下方向に進退されるロッドを備える。第二冷却板７２は、第一冷却板７１とは異なり、冷媒が流れる流路が設けられていない。第二冷却板７２自体は、第一冷却板７１と接触することで冷却される。冷却された第二冷却板７２は、支持板６と接触することで支持板６を介してヒータ３を冷却する。本形態とは異なり、冷却ユニット７は、第二冷却板７２を有していなくてもよい。その場合、第一冷却板７１を昇降させるとよい。

【0071】

第二冷却板７２は、複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔は、第一貫通孔７２１、第二貫通孔７２２、及び第三貫通孔７２３を含む。第一貫通孔７２１には、温度センサ９０のリード線９１が通されている。第一貫通孔７２１の数は、温度センサ９０の数と同じである。第一貫通孔７２１は、第二冷却板７２の上下方向に沿って設けられている。第一貫通孔７２１の形成箇所は、第二冷却板７２の上面と支持板６の下面とを接触させた際、支持板６の第一貫通孔６１に連通する箇所である。第二貫通孔７２２には、電極９５のリード線９６が通されている。第二貫通孔７２２の数は、第二貫通孔６２の数と同じであってもよいし異なっていてもよい。第二貫通孔７２２は、第二冷却板７２の上下方向に沿って設けられている。第二貫通孔７２２の形成箇所は、第二冷却板７２の上面と支持板６の下面とを接触させた際、支持板６の第二貫通孔６２に連通する箇所である。第三貫通孔７２３には、脚部８が通される。第三貫通孔７２３の直径は、脚部８の直径よりも大きい。そのため、脚部８の軸方向に沿って第二冷却板７２を昇降させられる。第三貫通孔７２３の数は、脚部８の数と同じである。第三貫通孔７２３は、第二冷却板７２の上下方向に沿って設けられている。

【0072】

第一冷却板７１及び第二冷却板７２の材質は、熱伝導率の高い金属が挙げられる。金属の一例は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、又はステンレスなどである。

【0073】

第二冷却板７２の上面には、図示を省略するクッション層が設けられていてもよい。本形態とは異なり、冷却ユニット７が第二冷却板７２を有していない場合、第一冷却板７１の上面には、クッション層が設けられていてもよい。クッション層は、柔軟性、耐熱性、及び熱伝導性に優れる材質が好ましい。クッション層は、例えば、発泡金属、金属メッシュ、グラファイトシート、又は樹脂シートで構成されている。樹脂の一例は、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、又はシリコン樹脂などである。樹脂シートは、カーボンなどのフィラーを含有していてもよい。

【0074】

上記ウエハ加熱装置１は、基材４の第一の面４１における最外周の温度を均一にし易いヒータ３を備えるため、ウエハ１００をウエハ１００の全域にわたって温度を均一にし易い。よって、上記ウエハ加熱装置１は、コータ／デベロッパ装置に好適に用いることができる。

【0075】

《試験例》
試験例では、ヒータに備わる基材のアウターエリアの温度の均一性を調べた。

【0076】

〔試料Ｎｏ．１〕
試料Ｎｏ．１のヒータは、図１から図３を参照して説明した実施形態のヒータ３と同様である。即ち、試料Ｎｏ．１のヒータは、各アウターゾーンに対応する発熱回路の第一端子の全部及び第二端子の全部と穴部の全部とがウエハの重複領域の外側に設けられている。

【0077】

〔試料Ｎｏ．１０１〕
試料Ｎｏ．１０１のヒータは、各アウターゾーンに対応する発熱回路の第一端子の全部及び第二端子の全部と穴部の全部とが、ウエハの重複領域の内側に設けられている点が試料Ｎｏ．１のヒータと異なる。上記の点を除き、試料Ｎｏ．１０１のヒータは、試料Ｎｏ．１のヒータと同様とした。

【0078】

〔温度の均一性の評価〕
基材のアウターエリアにおける温度の均一性の評価は、アウターエリアにおける最高温度と最低温度との差を求めることで行った。この評価は、各発熱回路に電力を供給して第一の面の設定温度を１５０℃として行った。測定にはＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製の２９点ウエハ温度測定システムを用いた。

【0079】

試料Ｎｏ．１のヒータは、アウターエリアにおける最高温度と最低温度との差が０．０６℃であった。これに対して、試料Ｎｏ．１０１のヒータは、アウターエリアにおける最高温度と最低温度との差が０．１４℃であった。試料Ｎｏ．１のヒータは、試料Ｎｏ．１０１のヒータに比較して、アウターエリアの温度をより均一にできることがわかった。

【0080】

本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0081】

１ ウエハ加熱装置
２ 保持台、２１ 第一凹部
３ ヒータ
４ 基材、４１ 第一の面、４１０ 重複領域、４２ 第二の面
４３ 第一穴部、４４ 第二穴部
４６ インナーエリア、４６１ インナーゾーン
４７ ミドルエリア
４７１ 第一ミドルエリア、４７１ａ 第一ミドルゾーン
４７２ 第二ミドルエリア、４７２ａ 第二ミドルゾーン
４８ アウターエリア、４８１ アウターゾーン
５ 発熱回路、５１ 第一端子、５２ 第二端子
５５ 回路部、５５１ 内側回路部、５５２ 外側回路部
６ 支持板、６１ 第一貫通孔、６２ 第二貫通孔
７ 冷却ユニット、７１ 第一冷却板、７２ 第二冷却板
７２１ 第一貫通孔、７２２ 第二貫通孔、７２３ 第三貫通孔
８ 脚部
９０ 温度センサ、９１ リード線、９５ 電極、９６ リード線
１００ ウエハ
Ａ 領域

【図1】

【図2】

【図3】