特許 7407752 ウエハ支持台

(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】

(24)【登録日】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】ウエハ支持台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231222BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021017029

(22)【出願日】2021-02-05

(65)【公開番号】P2022120251

(43)【公開日】2022-08-18

【審査請求日】2022-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松下 諒平

(72)【発明者】

【氏名】赤塚 祐司

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／００８８８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１２３９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１５６０３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－１０１３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２８８９７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハ載置面を有するセラミック基体と、
前記セラミック基体に埋設された複数のヒータと、
を備え、
前記セラミック基体は、前記ウエハ載置面から前記ウエハ載置面とは反対側の面に向かって、第１ヒータ形成面、第２ヒータ形成面及び第３ヒータ形成面をこの順に有し、
前記複数のヒータは、前記第１ヒータ形成面に設けられた第１ヒータ、前記第２ヒータ形成面に設けられた第２ヒータ及び前記第３ヒータ形成面に設けられた第３ヒータを含み、
前記第１ヒータは、前記セラミック基体の中心に位置するように設けられ、
前記第２ヒータは、前記第１ヒータの外周に位置するように設けられ、
前記第３ヒータは、平面視で前記第２ヒータに重なるように設けられ、前記第３ヒータ形成面が半径方向の線分によって複数に分割されたゾーンのそれぞれに設けられている、
ウエハ支持台。

【請求項2】

第２ヒータ用ジャンパは、前記第２ヒータ形成面に設けられ、
第３ヒータ用ジャンパは、前記第３ヒータ形成面に設けられている、
請求項１に記載のウエハ支持台。

【請求項3】

前記第１ヒータ、前記第２ヒータおよび前記第３ヒータはコイル形状であり、前記第２ヒータ用ジャンパは、前記第２ヒータのコイル中心よりも前記ウエハ載置面とは反対側の面側に接続され、
前記第３ヒータ用ジャンパは、前記第３ヒータのコイル中心よりも前記ウエハ載置面側に接続されている、
請求項２に記載のウエハ支持台。

【請求項4】

前記第１ヒータ、前記第２ヒータおよび前記第３ヒータに電気を供給する端子穴は、各ヒータの深さに比例して深くなっている、
請求項１～３のいずれか１項に記載のウエハ支持台。

【請求項5】

前記セラミック基体は、前記複数のヒータよりも前記ウエハ載置面側にＲＦ電極を有すると共に、前記ウエハ載置面とは反対側の面に筒状のシャフトを有し、
前記第１ヒータに電気を供給するロッドと、前記第２ヒータに電気を供給するロッドと、前記第３ヒータに電気を供給するロッドと、前記ＲＦ電極に接続されたロッドは、前記シャフトから突出した部分の長さがすべて同じである、
請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ支持台。

【請求項6】

前記第２ヒータは、前記第２ヒータ形成面を前記セラミック基体と同心円状の境界によって複数に分割されたゾーンのそれぞれに設けられている、
請求項１～５のいずれか１項に記載のウエハ支持台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ支持台に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ウエハにプラズマＣＶＤによる成膜処理等を行う際に用いられるセラミック製のウエハ支持台であって、ウエハ加熱に用いるヒータが多層に配置されたものが知られている。例えば、特許文献１には電気的に独立した多層のヒータが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６７５８１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このようなウエハ支持台はシャフトからの抜熱により中心部の温度が低下することは防ぐことができるが、ウエハ支持台の外周からの影響によって均熱性が悪化するおそれがあった。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ウエハの外周部での均熱性を改善することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のウエハ支持台は、
ウエハ載置面を有するセラミック基体と、
前記セラミック基体に埋設された複数のヒータと、
を備え、
前記セラミック基体は、前記ウエハ載置面から前記ウエハ載置面とは反対側の面に向かって、第１ヒータ形成面、前記第２ヒータ形成面及び前記第３ヒータ形成面をこの順に有し、
前記複数のヒータは、前記第１ヒータ形成面に設けられた第１ヒータ、前記第２ヒータ形成面に設けられた第２ヒータ及び前記第３ヒータ形成面に設けられた第３ヒータを含み、
前記第１ヒータは、前記セラミック基体の中心に位置するように設けられ、
前記第２ヒータは、前記第１ヒータの外周に位置するように設けられ、
前記第３ヒータは、前記第２ヒータに重なるように設けられ、前記第３ヒータ形成面が半径方向の線分によって複数に分割されたゾーンのそれぞれに設けられている、
ものである。

【0007】

本発明のウエハ支持台では、第３ヒータ形成面が半径方向の線分によって複数に分割されたゾーンのそれぞれに第３ヒータを有するため、複数の第３ヒータを個別に温度制御することができ、それによって、外周部要因による均熱性への影響を抑制することができる。また、第１ヒータを他のヒータの形成面と異なりよりウエハ載置面に近くに埋設することにより、他のヒータのジャンパ線が通ることが無く、第１ヒータの設計自由度が高くなり均熱性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】プラズマ発生装置に用いられるウエハ支持台の断面図。

【図2】コイル状のヒータとジャンパとの関係を示す説明図。

【図3】セラミック基体の第１ヒータ形成面の平面図。

【図4】セラミック基体の第２ヒータ形成面の平面図。

【図5】セラミック基体の第３ヒータ形成面の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はプラズマ発生装置に用いられるウエハ支持台の断面図、図２はコイル状のヒータとジャンパとの関係を示す説明図、図３～図５はセラミック基体の第１～第３ヒータ形成面の平面図である。図３～図５ではコイル状のヒータをハッチングで示した。

【0010】

ウエハ支持台は、ウエハ載置面を有するセラミック基体と、セラミック基体に埋設された複数のヒータと、セラミック基体のウエハ載置面とは反対側の面に設けられた筒状のシャフトとを備える。

【0011】

セラミック基体は、ウエハ載置面からウエハ載置面とは反対側の面に向かって、第１ヒータ形成面、第２ヒータ形成面及び第３ヒータ形成面をこの順に有する。

【0012】

複数のヒータは、第１ヒータ形成面に設けられた第１ヒータ、第２ヒータ形成面に設けられた第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）及び第３ヒータ形成面に設けられた第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）を含む。第１ヒータは、セラミック基体の中心に位置するように設けられている。

【0013】

第１ヒータは、一方の端子から一筆書きの要領で他方の端子に至るようにコイルを配線したものである。

【0014】

第２ヒータは、第２ヒータ形成面の内側に設けられた第２ヒータＸと、第２ヒータ形成面の外側に設けられた第２ヒータＹとを備える。第２ヒータＸ，Ｙは、いずれも第１ヒータの外周に位置するように設けられている。第２ヒータＸは、一方の端子から一方の第２ヒータＸ用ジャンパによって第１ヒータの外側に引き出されたあと、一筆書きの要領でコイルが配線され、他方の第２ヒータＸ用ジャンパによって中心側の他方の端子に引き込まれている。第２ヒータＹは、一方の端子から一方の第２ヒータＹ用ジャンパによって第２ヒータＸの外側に引き出されたあと、一筆書きの要領でコイルが配線され、他方の第２ヒータＹ用ジャンパによって中心側の他方の端子に引き込まれている。第２ヒータＸ，Ｙ用ジャンパは、第２ヒータ形成面に設けられている。つまり、第２ヒータＸ，Ｙ用ジャンパは、第２ヒータＸ，Ｙと同一面に形成されている。なお、同一面とは、第２ヒータＸ，Ｙの高さと重複する面であればよい。例えば、第２ヒータＸ，Ｙがコイル状の場合、ウエハ載置面に最も近いコイル上部とウエハ載置面から最も遠いコイル下部の間であれば、同一面である（以下同じ）。

【0015】

第３ヒータは、４つの第３ヒータＡ～Ｄを備える。第３ヒータＡ～Ｄは、第３ヒータ形成面が半径方向の線分によって複数（図５では４つ）に分割されたゾーンのそれぞれに設けられ、平面視でいずれも第２ヒータと重なっている。ここでは、第３ヒータＡと第３ヒータＢとは、一体化されている。具体的には、第３ヒータＡは、一方の端子から第３ヒータＡ用ジャンパによって外側に引き出されたあと、一筆書きの要領でコイルが配線されて第３ヒータＡ，Ｂ用共通ジャンパ（グランド端子に接続される）の接続部に至る。第３ヒータＢは、その接続部から一筆書きの要領でコイルが配線されたあと第３ヒータＢ用ジャンパによって中心側の他方の端子に引き込まれている。また、第３ヒータＣと第３ヒータＤとは、一体化されている。具体的には、第３ヒータＣは、一方の端子から第３ヒータＣ用ジャンパによって外側に引き出されたあと、一筆書きの要領でコイルが配線されて第３ヒータＣ，Ｄ用共通ジャンパ（グランド端子に接続される）の接続部に至る。第３ヒータＤは、その接続部から一筆書きの要領でコイルが配線されたあと第３ヒータＤ用ジャンパによって中心側の他方の端子に引き込まれている。第３ヒータＡ，Ｂ用ジャンパと、第３ヒータＡ，Ｂ用共通ジャンパと、第３ヒータＣ，Ｄ用ジャンパと、第３ヒータＣ，Ｄ用共通ジャンパは、いずれも第３ヒータＡ～Ｄと同様、第３ヒータ形成面に設けられている、つまり、これらのジャンパは、第３ヒータＡ～Ｄと同一面に形成されている。

【0016】

セラミック基体には、ウエハ載置面とは反対側の面から、第１ヒータ、第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）および第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）のそれぞれに対応する端子に向かって端子穴が形成されている。第１ヒータ、第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）および第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）に対応する端子穴は、各ヒータの深さに比例して深くなっている。

【0017】

第１ヒータ、第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）および第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）は上述したようにコイル形状である。第２ヒータ用ジャンパは、第２ヒータのコイルのうちウエハ載置面から反対側の面側に位置するコイル下部に接続されている。第３ヒータ用ジャンパは、第３ヒータのコイルのうちウエハ載置面側に位置するコイル上部に接続されている。

【0018】

セラミック基体は、第１ヒータよりもウエハ載置面側にＲＦ電極を有する。第１ヒータに電気を供給するロッドと、第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）に電気を供給するロッドと、第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）に電気を供給するロッドと、ＲＦ電極に接続されたロッドは、シャフトから下方へ突出した部分の長さがすべて同じである。

【0019】

第２ヒータは、第２ヒータ形成面がセラミック基体と同心円状の境界によって複数（ここでは２つ）に分割されたゾーンのそれぞれに設けられている。

【0020】

以上説明した本実施形態のウエハ支持台では、第３ヒータ形成面が半径方向の線分によって複数に分割されたゾーンのそれぞれに第３ヒータＡ～Ｄを有するため、複数の第３ヒータＡ～Ｄを個別に温度制御することができ、それによって、外周部要因による均熱性への影響を抑制することができる。また、第１ヒータを他のヒータの形成面と異なりよりウエハ載置面の近くに埋設することにより、他のヒータのジャンパ線が通ることが無く、第１ヒータの設計自由度が高くなり均熱性が向上する。

【0021】

また、環状の第２ヒータと扇状の第３ヒータとが重なっているため、より精密な温度制御が可能になる。

【0022】

更に、第１ヒータ、第２ヒータ（第２ヒータＸ，Ｙ）および第３ヒータ（第３ヒータＡ～Ｄ）に対応する端子穴は、各ヒータの深さに比例して深くなっている。そのため、セラミック基体の厚さ方向に延びるジャンパがなく、製造が容易となる。

【0023】

更にまた、第２ヒータのコイル中心よりもウエハ載置面とは反対側の面側（本実施形態ではコイル下部）から第２ヒータ用ジャンパを引き出しているため、ウエハ載置面からジャンパまでの距離Ｄ１（図２参照）を大きくすることができ、ジャンパの発熱による影響を小さくすることができる。

【0024】

そしてまた、第３ヒータのコイル中心よりもウエハ載置面側（本実施形態ではコイル上部）から第３ヒータ用ジャンパを引き出しているため、セラミック基体のウエハ載置面とは反対側の面からジャンパまでの距離Ｄ２（図２参照）を長くすることができる。これにより、端子を取り付ける穴の長さを確保することができる。

【0025】

そして更に、複数のヒータおよびＲＦ電極に電力を供給するロッドがシャフトから出る長さがそろっているため、ロッド受け側の構造を簡略化することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】