特開 2024-128820 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】P2024128820

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】ウエハ加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240913BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20240913BHJP

   H05B 3/02 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H05B3/20 310

H05B3/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038055

(22)【出願日】2023-03-10

(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】木村 功一

(72)【発明者】

【氏名】先田 成伸

(72)【発明者】

【氏名】板倉 克裕

【テーマコード（参考）】

3K034

3K092

5F131

【Ｆターム（参考）】

3K034AA02

3K034AA03

3K034AA06

3K034AA20

3K034AA21

3K034BB06

3K034CA02

3K034CA39

3K034JA10

3K092QC02

3K092QC42

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA32

5F131AA33

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131BA23

5F131CA03

5F131EA03

5F131EA04

5F131EA05

5F131EB81

(57)【要約】

【課題】電極端子からの熱逃げを効果的に抑制できるウエハ加熱装置を提供する。
【解決手段】ウエハが載置される上面、および前記上面に向かい合う下面を有するウエハ保持台と、前記上面と前記下面との間で前記上面に平行な面内に配置された発熱体と、前記発熱体の一部に接する端面を有する電極端子と、を備え、前記電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されている、ウエハ加熱装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハが載置される上面、および前記上面に向かい合う下面を有するウエハ保持台と、
前記上面と前記下面との間で前記上面に平行な面内に配置された発熱体と、
前記発熱体の一部に接する端面を有する電極端子と、を備え、
前記電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されている、
ウエハ加熱装置。

【請求項2】

前記金属多孔体の気孔率が７５％以上である、請求項１に記載のウエハ加熱装置。

【請求項3】

前記金属多孔体は、三次元網目状の骨格構造を有する、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項4】

前記電極端子の熱抵抗が１Ｋ／Ｗ以上である、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項5】

前記電極端子の電気抵抗が０．００３Ω以下である、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項6】

前記電極端子は、前記端面を有する第一端部を備え、
前記第一端部が前記金属多孔体で構成されており、
前記電極端子における前記第一端部以外の領域が金属棒で構成されている、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項7】

前記金属棒を前記金属多孔体に押し付けるバネを備える、請求項６に記載のウエハ加熱装置。

【請求項8】

前記金属多孔体は、前記金属棒が嵌め込まれた凹部を備える、請求項６に記載のウエハ加熱装置。

【請求項9】

前記電極端子の全域が前記金属多孔体で構成されている、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項10】

前記電極端子の構成金属の主成分がニッケルである、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項11】

前記ウエハ保持台は、前記上面を有するトッププレート、前記発熱体を有するヒータプレート、および前記下面を有するバックプレートを備える、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【請求項12】

前記電極端子は、前記電極端子の外周を囲む絶縁製の筒体をさらに備える、請求項１または請求項２に記載のウエハ加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウエハ加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、載置台と発熱体層と配線とを備えるヒータユニットが開示されている。載置台は、被処理物を載置する上面を有する。発熱体層は、載置台における上面とは反対側の下面または載置台の内部に配置されている。配線は、発熱体層に接続され、発熱体層に電力を供給している。配線は熱伝導路でもある。そのため、配線からの熱逃げにより、載置台における配線と発熱体層との接続箇所がクールスポットになり得る。特許文献１のヒータユニットでは、配線は、載置台の下面から引き出され、載置台の下面に接着剤によって固定されている。配線が載置台の下面に固定されていると、配線からの熱逃げが少ない。その結果、上記ヒータユニットにクールスポットが形成され難い。以下、ヒータユニットをウエハ加熱装置、配線を電極端子と呼ぶ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１８７２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電極端子からの熱逃げをさらに抑制することが望まれている。

【0005】

本開示は、電極端子からの熱逃げを効果的に抑制でき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】

【0006】

本開示のウエハ加熱装置は、ウエハが載置される上面、および前記上面に向かい合う下面を有するウエハ保持台と、前記上面と前記下面との間で前記上面に平行な面内に配置された発熱体と、前記発熱体の一部に接する端面を有する電極端子と、を備え、前記電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示のウエハ加熱装置は、電極端子からの熱逃げを効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態のウエハ加熱装置を示す概略断面図である。

【図2】図２は、実施形態のウエハ加熱装置に備わる電極端子の別例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［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。

【0010】

（１）本開示の実施形態に係るウエハ加熱装置は、ウエハが載置される上面、および前記上面に向かい合う下面を有するウエハ保持台と、前記上面と前記下面との間で前記上面に平行な面内に配置された発熱体と、前記発熱体の一部に接する端面を有する電極端子と、を備え、前記電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されている。

【0011】

上記ウエハ加熱装置において、金属多孔体の気孔が断熱材の機能を有する。電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されていることで、電極端子の熱抵抗を大きくすることができる。電極端子の熱抵抗が大きいと、電極端子からの熱逃げを効果的に抑制することができる。金属多孔体の骨格が電気伝導路の機能を有する。電極端子の少なくとも一部が金属多孔体で構成されていることで、必要な導電性を確保しつつ、電極端子の熱抵抗を大きくすることができる。

【0012】

（２）上記（１）のウエハ加熱装置において、前記金属多孔体の気孔率が７５％以上であってもよい。

【0013】

金属多孔体の気孔率が７５％以上であれば、金属多孔体に占める気孔の割合が十分に大きく、断熱材の機能がより効果的に発揮される。よって、上記（２）のウエハ加熱装置では、電極端子からの熱逃げをより効果的に抑制することができる。

【0014】

（３）上記（１）または上記（２）のウエハ加熱装置において、前記金属多孔体は、三次元網目状の骨格構造を有していてもよい。

【0015】

三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体では、金属からなる骨格が三次元的につながっており、電気伝導路が十分に確保されている。三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体では、導電性を十分に確保することができる。

【0016】

（４）上記（１）から（３）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子の熱抵抗が１Ｋ／Ｗ以上であってもよい。

【0017】

電極端子の熱抵抗が１Ｋ／Ｗ以上であれば、電極端子からの熱逃げを効果的に抑制することができる。

【0018】

（５）上記（１）から（４）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子の電気抵抗が０．００３Ω以下であってもよい。

【0019】

電極端子の電気抵抗が０．００３Ω以下であれば、発熱体に電力を良好に供給することができる。

【0020】

（６）上記（１）から（５）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子は、前記端面を有する第一端部を備え、前記第一端部が前記金属多孔体で構成されており、前記電極端子における前記第一端部以外の領域が金属棒で構成されていてもよい。

【0021】

第一端部は、発熱体の一部に接する端面を有する。この第一端部が金属多孔体で構成されていると、発熱体近傍での電極端子からの熱逃げを効果的に抑制することができる。発熱体近傍での電極端子からの熱逃げが抑制できれば、ウエハ保持台を均熱化し易い。第一端部以外の領域が金属棒で構成されていると、電極端子の強度が十分に確保される。

【0022】

（７）上記（６）のウエハ加熱装置は、前記金属棒を前記金属多孔体に押し付けるバネを備えてもよい。

【0023】

金属棒を金属多孔体に押し付けることで、金属多孔体を発熱体に押し付けることができ、金属多孔体と発熱体とが良好に接触し易い。

【0024】

（８）上記（６）または上記（７）のウエハ加熱装置において、前記金属多孔体は、前記金属棒が嵌め込まれた凹部を備えてもよい。

【0025】

金属棒が凹部に嵌め込まれていると、金属多孔体と金属棒とが位置ずれし難い。

【0026】

（９）上記（１）から（５）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子の全域が前記金属多孔体で構成されていてもよい。

【0027】

電極端子の全域が金属多孔体で構成されていると、電極端子の全域を断熱材として機能させることができる。

【0028】

（１０）上記（１）から（９）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子の構成金属の主成分がニッケルであってもよい。

【0029】

ニッケルを主成分とする電極端子は、熱抵抗が大きくなり易い。

【0030】

（１１）上記（１）から（１０）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記ウエハ保持台は、前記上面を有するトッププレート、前記発熱体を有するヒータプレート、および前記下面を有するバックプレートを備えてもよい。

【0031】

ヒータプレートがバックプレートで支持されていると、トッププレートの平面度が良好に保たれ、トッププレートの均熱性が高められる。

【0032】

（１２）上記（１）から（１０）のいずれかのウエハ加熱装置において、前記電極端子は、前記電極端子の外周を囲む絶縁製の筒体をさらに備えてもよい。

【0033】

電極端子が絶縁性の筒体で囲まれていることで、電極端子を外部から適切に絶縁することができる。

【0034】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のウエハ加熱装置の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一または相当部分を示す。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。図面における各部の寸法比も実際と異なる場合がある。なお、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。

【0035】

＜概要＞
実施形態のウエハ加熱装置１は、図１および図２に示すように、ウエハ保持台２と発熱体３と電極端子４とを備える。ウエハ保持台２は、ウエハ９を下方から支持する。発熱体３は、ウエハ保持台２に配置されており、ウエハ９を加熱する。電極端子４は、発熱体３に電力を供給する。実施形態のウエハ加熱装置１は、電極端子４の少なくとも一部が金属多孔体５で構成されている点にある。図１は、電極端子４の第一端部４１のみが金属多孔体５で構成されている例を示す。図２は、電極端子４の全域が金属多孔体５で構成されている例を示す。

【0036】

実施形態のウエハ加熱装置１は、ウエハ９を上面に載置して加熱する種々の用途の加熱装置に用いることができる。

【0037】

＜ウエハ保持台＞
ウエハ保持台２は、ウエハ９が載置される上面２１、および上面２１に向かい合う下面２２を有する。本実施形態のウエハ保持台２は、トッププレート２５とヒータプレート２６とバックプレート２７とを備える。

【0038】

トッププレート２５は、ウエハ９が載置される上面２１を有する。上面２１は、ウエハ保持台２の上面２１を構成する。トッププレート２５は、ウエハ９の形状に対応した形状を有する。本例のトッププレート２５は円板である。トッププレート２５は、熱伝導性に優れ、かつ熱によって変形し難い材料で構成されている。トッププレート２５の構成材料は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金である。トッププレート２５の構成材料は、窒化アルミニウム、炭化珪素、酸化アルミニウム、または窒化珪素などのセラミックスであってもよい。トッププレート２５の構成材料は、上記セラミックスとシリコンとの複合体であってもよい。トッププレート２５の表面は、例えばニッケルめっき層、またはアルマイト処理層を備えていてもよい。

【0039】

ヒータプレート２６は、板状の基材２６１と後述する発熱体３とを備える。基材２６１は、絶縁体によって構成されている。基材２６１は、ヒータプレート２６の外形を構成する。本例の基材２６１は、トッププレート２５と同等の外径を有する円板である。基材２６１の構成材料は、例えば、耐熱性に優れる樹脂である。上記樹脂は、例えばポリイミドである。基材２６１の構成材料は、セラミックスであってもよい。基材２６１は、例えば樹脂を含浸したマイカシートであってもよい。基材２６１は、例えば、後述する発熱体３を挟み込むように配置されている。ヒータプレート２６は、発熱体３の一部を露出する穴２６０を備える。発熱体３の一部が穴２６０の底面を構成している。

【0040】

バックプレート２７は、ヒータプレート２６を下方から支持する。バックプレート２７によってトッププレート２５の平面度が良好に保たれ、その結果、トッププレート２５の均熱性が高められる。バックプレート２７は、上面２１に向かい合う下面２２を有する。本例の下面２２は、ウエハ保持台２の下面２２を構成する。本例のバックプレート２７は、トッププレート２５と同じ外径を有する円板である。バックプレート２７の構成材料は、例えばセラミックスである。トッププレート２５とヒータプレート２６とバックプレート２７とは、例えば、図示しない連結ねじによって一体化されている。バックプレート２７は、ヒータプレート２６に設けられた穴２６０に対応した箇所に孔２７０を備える。穴２６０および孔２７０によって連通した開口が形成されている。この開口には、後述する電極端子４が配置されている。バックプレート２７は必須ではない。バックプレート２７がない場合、ヒータプレート２６がウエハ保持台２の下面２２を有する。

【0041】

ウエハ保持台２は、図１および図２の構成には限られない。ウエハ保持台２が１枚のプレートであり、この１枚のプレートの内部に発熱体３が埋め込まれていてもよい。すなわち、トッププレート２５とヒータプレート２６の基材２６１とバックプレート２７とが一体に構成されていてもよい。

【0042】

＜発熱体＞
発熱体３は、ウエハ保持台２の上面２１と下面２２との間で上面２１に平行な面内に配置されている。発熱体３は、ヒータプレート２６の基材２６１内に配置されている。発熱体３は、例えば通電によって発熱する金属製の薄膜によって構成されている。発熱体３は、例えばステンレス鋼の箔を部分的にエッチングすることによって構成されている。発熱体３の一部は、穴２６０および孔２７０によってウエハ保持台２の構成材料で覆われていない。

【0043】

＜電極端子＞
電極端子４は、発熱体３の一部に接する端面４１０を有する。端面４１０は、穴２６０および孔２７０によってウエハ保持台２から露出された発熱体３に接している。端面４１０は、上記露出された発熱体３に面接触しているとよい。電極端子４は、穴２６０および孔２７０を通じてウエハ保持台２の下方に引き出されている。電極端子４は、第一端部４１および第二端部４２を備える。第一端部４１は上記端面４１０を有する。第二端部４２には、図示しない配線が接続されている。

【0044】

電極端子４は、例えば図１に示すように、第一端部４１が金属多孔体５で構成され、第一端部４１以外の領域が金属棒６で構成されている。発熱体３の一部に接する端面４１０を有する第一端部４１が金属多孔体５で構成されていると、発熱体３近傍での電極端子４からの熱逃げを効果的に抑制することができる。発熱体３近傍での電極端子４からの熱逃げが抑制できれば、ウエハ保持台２を均熱化し易い。電極端子４は、図２に示すように、第一端部４１から第二端部４２にいたる全域が金属多孔体５で構成されていてもよい。電極端子４の途中が金属多孔体５で構成されていてもよい。この場合、例えば、第一端部４１が金属板で構成されており、第二端部４２が金属棒６で構成されている。

【0045】

≪金属多孔体≫
金属多孔体５は、金属からなる骨格で構成されており、複数の気孔を有する。金属多孔体５において、骨格が電気伝導路の機能を有し、複数の気孔が断熱材の機能を有する。

【0046】

金属多孔体５は、例えば、一定の形状を維持しつつ内部に複数の気孔を有する板状体または棒状体である。金属多孔体５は、例えば、三次元網目状の骨格構造を有する。三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体５では、金属からなる骨格が三次元的につながっており、電気伝導路が十分に確保されている。三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体５では、導電性を十分に確保することができる。金属多孔体５は、発泡金属体または穴あき金属板であってもよい。発泡金属体および穴あき金属体は、連続気孔または独立気孔を有する。

【0047】

三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体５の具体例は、セルメットである。セルメットは住友電気工業株式会社の登録商標である。

【0048】

金属多孔体５の気孔率は、例えば７５％以上である。気孔率は、金属多孔体５の全体積に占める空間の体積の割合のことである。金属多孔体５の気孔率は、［１－｛Ｍ／（Ｖ×ｄ）｝］×１００の式で求められる。記号Ｍは金属多孔体５の質量（ｇ）であり、記号Ｖは金属多孔体における外観の形状の体積（ｃｍ^３）であり、記号ｄは金属多孔体５を構成する金属の密度（ｇ／ｃｍ^３）である。金属多孔体５の気孔率が７５％以上であれば、金属多孔体５に占める気孔の割合が十分に大きく、断熱材の機能がより効果的に発揮される。断熱材の機能を有する金属多孔体５は、電極端子４からの熱逃げを効果的に抑制することができる。金属多孔体５の気孔率は、８０％以上、８５％以上、８８％以上、または９０％以上であってもよい。気孔率が大きいほど、断熱材の気孔がより効果的に発揮される。金属多孔体５の気孔率は、例えば９８％以下である。気孔率が９８％以下であれば、電気抵抗が大きくなり過ぎることを抑制することができる。金属多孔体５の気孔率は、例えば７５％以上９８％以下、８５％以上９５％以下、または８８％以上９３％以下であってもよい。

【0049】

三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体５であれば、圧縮後も７５％以上の気孔率を保つことができる。例えば、圧縮前に９８％の気孔率を有する金属多孔体５を圧縮して厚さを半分にしても、圧縮後の金属多孔体５は、９０％以上の気孔率を有することができる。

【0050】

金属多孔体５の比表面積は、例えば１２５０ｍ^２／ｍ^３以上５８００ｍ^２／ｍ^３以下である。比表面積は、単位体積当たりの表面積のことである。比表面積が１２５０ｍ^２／ｍ^３以上であれば、金属多孔体５の端面４１０と発熱体３との接触面積が確保され易い。比表面積が５８００ｍ^２／ｍ^３以下であれば、骨格によって構成される各気孔の大きさが小さくなり過ぎず、気孔による断熱材の機能が発揮され易い。金属多孔体５の比表面積は、１８５０ｍ^２／ｍ^３以上５８００ｍ^２／ｍ^３以下、２８００ｍ^２／ｍ^３以上５８００ｍ^２／ｍ^３以下、または３７５０ｍ^２／ｍ^３以上５８００ｍ^２／ｍ^３以下であってもよい。

【0051】

三次元網目状の骨格構造を有する金属多孔体５は、各気孔が１２枚の正五角形で囲まれた正十二面体にモデル化される。このモデル化された金属多孔体５において、正十二面体に外接する球の直径が孔径である。

【0052】

金属多孔体５の平均孔径は、例えば０．４５ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下である。平均孔径が０．４５ｍｍ以上であれば、気孔による断熱材の機能が発揮され易い。平均孔径が０．５５ｍｍ以下であれば、金属多孔体５の端面４１０と発熱体３との接触面積が確保され易い。金属多孔体５の平均孔径は、金属多孔体５の表面を顕微鏡で観察し、任意に引いた１インチ（２５．４ｍｍ）の直線に交わる気孔数をセル数として計測し、平均孔径＝２５．４ｍｍ／セル数として算出できる。

【0053】

図１に示す金属多孔体５は、板状の形状を有する。板状の金属多孔体５の厚さは、例えば１．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。厚さが１．２ｍｍ以上であれば、金属多孔体５の強度が確保され易い。厚さが３ｍｍ以下であれば、金属多孔体５の大型化が抑制される。金属多孔体５が薄いと、金属多孔体５を容易に作製することができる。板状の金属多孔体５の厚さは、１．４ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよい。板状の金属多孔体５の厚さは、端面４１０から後述する金属棒６との接触面までの最小長さである。

【0054】

図１に示す金属多孔体５は、後述する金属棒６が嵌め込まれた凹部５０を備える。凹部５０の形状は、金属棒６の上端面の形状に対応している。凹部５０の形状とは、凹部５０を電極端子４の軸に沿った方向から見た凹部５０の形状のことである。金属棒６が凹部５０に嵌め込まれていると、金属多孔体５と金属棒６とが位置ずれし難い。金属多孔体５が凹部５０を備える場合、金属多孔体５の上記厚さは、端面４１０から凹部５０の底面までの最小長さである。金属多孔体５が凹部５０を備える場合、上述した金属多孔体５の気孔率、比表面積、および平均孔径の上記各値は、凹部５０の底面と端面４１０との間の箇所の値である。

【0055】

金属多孔体５の構成金属の主成分は、例えばニッケルである。主成分は、金属多孔体５の構成金属のうち最も多く含まれる成分である。金属多孔体５の構成金属の含有量を１００質量％とするとき、ニッケルの含有量は５０質量％超である。ニッケルを主成分とする金属多孔体５は、熱抵抗が大きくなり易い。金属多孔体５の構成金属に占めるニッケルの含有量は、７０質量％以上、または９０質量％以上であってもよい。金属多孔体５の構成金属は、ニッケルに加えて、クロムまたはスズを含んでいてもよい。金属多孔体５の構成金属の主成分は銅であってもよい。金属多孔体５の構成金属の主成分が銅である場合、金属多孔体５が表面にニッケルからなる被覆層を有していてもよい。被覆層は酸化防止の機能を有する。

【0056】

≪金属棒≫
金属棒６は、金属多孔体５と共に電極端子４を構成する主要部材である。金属棒６は、第一端部４１以外の電極端子４の大部分を構成している。金属棒６は第二端部４２を有する。

【0057】

本例の金属棒６は、バネ機構を備える。このバネ機構によって、金属棒６を金属多孔体５に押し付けている。金属棒６を金属多孔体５に押し付けることで、金属多孔体５を発熱体３に押し付けることができ、金属多孔体５と発熱体３とが良好に接触し易い。金属多孔体５と発熱体３との接触は、金属棒６による押し付けのみで行われている。

【0058】

本例の金属棒６は、棒状部６１と筒状部６２と固定部６３とバネ７とを備える。棒状部６１は、大径部６１１と小径部６１２とを備える。大径部６１１と小径部６１２は同軸である。大径部６１１と小径部６１２とで段差が構成されている。大径部６１１は、第一端部４１の近位に位置し、金属多孔体５に接する端面を有する。本例の大径部６１１は、凹部５０に嵌まり込んだ部分を有する。小径部６１２は、第二端部４２の近位に位置する。小径部６１２は大径部６１１よりも長い。小径部６１２は、筒状部６２に挿入された部分を有する。筒状部６２は、上方に開口した有底の部材である。筒状部６２の開口に小径部６１２の一部が挿入されている。固定部６３は、筒状部６２の下端に設けられている。本例の固定部６３は、筒状部６２の下端に一体に設けられている。本例の固定部６３は雄ねじである。固定部６３は、例えば図示しない基板に固定されている。バネ７は、大径部６１１と小径部６１２とで構成された段差と筒状部６２の上端面との間に配置されている。本例のバネ７は、小径部６１２の軸周りに配置された圧縮コイルバネである。筒状部６２が上方に押し上げられると、バネが圧縮しながら大径部６１１を上方に押し上げ、大径部６１１が金属多孔体５に押し付けられる。

【0059】

金属棒６が金属多孔体５に押し付けられると、金属多孔体５が圧縮されて凹部５０を形成する場合がある。本例では、金属多孔体５における凹部５０の底面と端面４１０との間の箇所が圧縮される。上述した金属多孔体５の気孔率、比表面積、および平均孔径の上記各値は、上記箇所の値である。上記箇所は、圧縮されたとしても、断熱材の機能を有する。

【0060】

金属棒６は、市販されているコンタクトピンであってもよい。

【0061】

金属棒６の構成金属の主成分は、例えばニッケルである。金属棒６と金属多孔体５とは、同じ構成金属で構成されていてもよいし、異なる構成金属で構成されていてもよい。金属多孔体５および金属棒６の双方がニッケルを主成分として構成されていると、電極端子４全体の熱抵抗が大きくなり易い。

【0062】

＜筒体＞
本例の電極端子４は、絶縁性の筒体８で囲まれている。筒体８は、電極端子４を外部から絶縁する機能を有する。図２に示すように、電極端子４の全域が金属多孔体５で構成されている場合、筒体８は電極端子４のほぼ全域を囲むとよい。電極端子４の全域が金属多孔体５で構成されている場合には、筒体８は、金属多孔体５を補強する機能、および金属多孔体５の形状を保つ機能を有する。電極端子４の全域が金属多孔体５で構成されていると、電極端子４の全域を断熱材として機能させることができる。

【0063】

≪特性≫
電極端子４の熱抵抗は、例えば１Ｋ／Ｗ以上である。電極端子４の熱抵抗が１Ｋ／Ｗ以上であれば、電極端子４からの熱逃げを効果的に抑制することができる。電極端子４の熱抵抗は、１．４Ｋ／Ｗ以上、２Ｋ／Ｗ以上、４Ｋ／Ｗ以上、または５Ｋ／Ｗ以上であってもよい。

【0064】

電極端子４の電気抵抗は、例えば０．００３Ω以下である。電極端子４の電気抵抗が０．００３Ω以下であれば、発熱体３に電力を良好に供給することができる。電極端子４の電気抵抗は、０．００１Ω以下、０．０００８Ω以下、０．０００７Ω以下、または０．０００６Ω以下であってもよい。

【0065】

［試算例］
ウエハ加熱装置の電極端子として５つの試験体を模擬し、各試験体における熱抵抗および電気抵抗を調べた。各試験体は、熱抵抗及び電気抵抗の試算のための仮想モデルである。

【0066】

いずれの試験体も、ウエハ保持台および発熱体の構成は同じである。ウエハ保持台は、図１に示すように、トッププレートとヒータプレートとバックプレートとを備える。発熱体は、ヒータプレートの内部に配置されている。発熱体の一部は、ウエハ保持台の構成材料で覆われておらず、下方に露出している。

【0067】

＜試験体１＞
試験体１では、電極端子は銅線で構成されている。銅線は、断面積が約０．００５ｍｍ^２の撚り線である。銅線の第一端部は、発熱体に溶接されている。銅線の第二端部は、ウエハ保持台の下面から引き出されている。銅線の一部は、ウエハ保持台の下面に溶接されている。試験体１では、銅線の長さのうち、第一端部から０．５ｃｍの部分を試験対象とする。

【0068】

＜試験体２＞
試験体２では、電極端子は金属棒で構成されている。金属棒の構成金属の主成分は銅である。金属棒の直径は０．５ｃｍである。金属棒は、第一端部から第二端部まで一様な直径を有する。金属棒の第一端部は発熱体に押し付けられている。金属棒の第二端部は、ウエハ保持台の下面から引き出されている。試験体２では、金属棒の長さのうち、第一端部から０．５ｃｍの部分を試験対象とする。

【0069】

＜試験体３＞
試験体３では、電極端子は金属棒で構成されている。金属棒の構成金属の主成分はニッケルである。試験体３の金属棒は、試験体２の金属棒と構成金属の主成分が異なり、その他の構成は同じである。

【0070】

＜試験体４＞
試験体４では、電極端子は金属多孔体および金属棒で構成されている。金属多孔体の構成金属の主成分はニッケルである。金属多孔体の気孔率は９５％である。金属多孔体の平均孔径は０．５１ｍｍである。金属多孔体の形状は円板状である。金属多孔体のサイズは、直径０．６ｃｍ、長さ０．２ｃｍである。金属多孔体の第一面が発熱体に接する端面である。金属多孔体の第二面には、直径０．５ｃｍの凹部が設けられている。金属棒の構成金属の主成分はニッケルである。金属棒の直径は０．５ｃｍである。金属棒は、第一端部から第二端部まで一様な直径を有する。金属棒の一部は、金属多孔体の凹部に嵌め込まれている。金属棒は金属多孔体に押し付けられている。その結果、金属多孔体の第一面は発熱体に押し付けられている。金属棒は、ウエハ保持台の下面から引き出されている。試験体４では、電極端子の長さのうち、金属多孔体の第一面から０．５ｃｍの部分を試験対象とする。また、試験体４では、金属多孔体のうち、金属棒の軸に沿った方向から見て金属棒に重複する箇所を試験対象とする。つまり、試験体４では、電極端子の長さのうち、金属多孔体の全長および金属棒の０．３ｃｍの部分の合計を試験対象とする。

【0071】

＜試験体５＞
試験体５では、電極端子は金属多孔体および金属棒で構成されている。金属多孔体の構成金属の主成分は銅である。金属多孔体の気孔率は９５％である。金属多孔体の平均孔径は０．５１ｍｍである。試験体５の金属多孔体は、試験体４の金属多孔体と主に構成金属の主成分が異なり、その他の構成は同じである。試験体５の金属棒は、試験体４の金属棒と構成が同じである。

【0072】

＜熱抵抗＞
熱抵抗は式αにより求めた。式αは、Ｌ／（Ｓ×Ａ）である。記号Ｌは電極端子の長さである。記号Ｓは電極端子の断面積である。記号Ａは電極端子の熱伝導率である。試験体１では、電極端子は銅線で構成されているため、銅線における各値を用いて熱抵抗を求めた。試験体２および試験体３では、電極端子は金属棒で構成されているため、金属棒における各値を用いて熱抵抗を求めた。試験体４および試験体５の各々では、電極端子は金属多孔体および金属棒で構成されているため、金属多孔体における各値を用いて熱抵抗を求め、かつ金属棒における各値を用いて熱抵抗を求めた。そして、それぞれ求めた熱抵抗の合算値を電極端子の熱抵抗とした。金属棒を構成するニッケルの熱伝導率は９０Ｗ／ｍ・Ｋである。金属棒を構成する銅の熱伝導率は３９１Ｗ／ｍ・Ｋである。金属多孔体を構成するニッケルの熱伝導率は２．２６１Ｗ／ｍ・Ｋである。金属多孔体を構成する銅の熱伝導率は９．７８６Ｗ／ｍ・Ｋである。各試験体の熱抵抗を表１に示す。

【0073】

＜電気抵抗＞
電気抵抗は式βにより求めた。式βは、（Ｂ×Ｌ）／Ｓである。記号Ｌと記号Ｓは式αと同じである。記号Ｂは電極端子の比抵抗である。試験体１では、電極端子は銅線で構成されているため、銅線における各値を用いて電気抵抗を求めた。試験体２および試験体３では、電極端子は金属棒で構成されているため、金属棒における各値を用いて電気抵抗を求めた。試験体４および試験体５の各々では、電極端子は金属多孔体および金属棒で構成されているため、金属多孔体における各値を用いて電気抵抗を求め、かつ金属棒における各値を用いて電気抵抗を求めた。そして、それぞれ求めた電気抵抗の合算値を電極端子の電気抵抗とした。金属棒を構成するニッケルの比抵抗は６．８４×１０^－６μΩ・ｃｍである。金属棒を構成する銅の比抵抗は１．６０×１０^－６μΩ・ｃｍである。金属多孔体を構成するニッケルの比抵抗は７．４１×１０^－４μΩ・ｃｍである。金属多孔体を構成する銅の比抵抗は１．６０×１０^－４μΩ・ｃｍである。各試験体の電気抵抗を表１に示す。

【0074】

【表1】

【0075】

表１に示すように、試験体４および試験体５は、試験体１から試験体３よりも熱抵抗が非常に大きい。試験体４および試験体５の各熱抵抗は１Ｋ／Ｗ以上であり、電極端子からの熱逃げを効果的に抑制できると期待される。試験体４および試験体５の各熱抵抗が大きい理由は、電極端子の一部が金属多孔体で構成されており、金属多孔体の気孔が断熱材の機能を発揮したからと考えられる。試験体４の熱抵抗は６Ｋ／Ｗ以上であり、試験体５よりもさらに大きい。試験体４の金属多孔体がニッケルからなるため、金属多孔体の気孔による断熱材の気孔に加えて、さらに熱抵抗が大きくなったと考えられる。

【0076】

試験体５の電気抵抗は、試験体２および試験体３よりも大きいものの、試験体１よりも小さい。試験体２および試験体３の電気抵抗が非常に小さい理由は、電極端子の全域が金属棒で構成されているからである。試験体２および試験体３の電気抵抗は、十分すぎるほど小さい。ウエハ加熱装置における電極端子としては、試験体１の電気抵抗であれば十分である。試験体４の電気抵抗は、試験体１の電気抵抗よりも大きいものの、試験体１の電気抵抗の約２倍である。試験体４の電気抵抗は、ウエハ加熱装置における電極端子として十分である。

【0077】

試験体４および試験体５は、ウエハ加熱装置における電極端子として十分な電気抵抗を有し、かつ非常に大きい熱抵抗を有する。よって、試験体４および試験体５は、発熱体に適切に電力を供給することができ、かつ電極端子からの熱逃げを効果的に抑制することができると考えられる。

【符号の説明】

【0078】

１ ウエハ加熱装置
２ ウエハ保持台
２１ 上面
２２ 下面
２５ トッププレート
２６ ヒータプレート
２６０ 穴
２６１ 基材
２７ バックプレート
２７０ 孔
３ 発熱体
４ 電極端子
４１ 第一端部
４１０ 端面
４２ 第二端部
５ 金属多孔体
５０ 凹部
６ 金属棒
６１ 棒状部
６１１ 大径部
６１２ 小径部
６２ 筒状部
６３ 固定部
７ バネ
８ 筒体
９ ウエハ

【図1】

【図2】