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(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】2024-11-20
(45)【発行日】2024-11-28
(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】
H05B 3/10 20060101AFI20241121BHJP
H05B 3/68 20060101ALI20241121BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
H05B3/10 A
H05B3/68
H01L21/02 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021074751
(22)【出願日】2021-04-27
(65)【公開番号】P2022169005
(43)【公開日】2022-11-09
【審査請求日】2023-10-23
(73)【特許権者】
【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
【審査官】広瀬 雅治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－２２８２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０１２９５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－２００６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１２９５７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３９２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００２／００８８１１１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００２－３１９４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／００６０９２５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３／１０
Ｈ０５Ｂ ３／６８
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウエハを加熱するためのヒータであって、絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値である０．２ｍｍであり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温としての２０℃との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数であり、
前記回路パターンは更に、複数の第二パターン部を備え、
各第二パターン部は、前記基材の周方向に沿った第二円弧部によって構成されており、
各第二円弧部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第一パターン部の数Ｓ１と前記第二パターン部の数Ｓ２とは、０．７≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）を満たす、
ヒータ。
【請求項2】
ウエハを加熱するためのヒータであって、絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値である０．２ｍｍであり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温としての２０℃との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数であり、
前記回路パターンに備わる全ての円弧部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である、
ヒータ。
【請求項3】
ウエハを加熱するためのヒータであって、絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値である０．２ｍｍであり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温としての２０℃との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数であり、
前記回路パターンは更に、複数の第四パターン部を備え、
各第四パターン部は、第二直線部によって構成されており、
各第二直線部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第三パターン部の数Ｓ３と、前記第四パターン部の数Ｓ４とは、０．７≦Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４）を満たす、
ヒータ。
【請求項4】
ウエハを加熱するためのヒータであって、絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値である０．２ｍｍであり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温としての２０℃との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数であり、
前記回路パターンに備わる全ての直線部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である、
ヒータ。
【請求項5】
前記温度差ΔＴは２８０℃である、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】
前記金属はステンレス鋼である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項7】
前記絶縁体はポリイミドである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項8】
ウエハが載置される上面を有する円板状のウエハ保持板と、前記ウエハ保持板を加熱するヒータとを備えるウエハ加熱装置であって、
前記ヒータが請求項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、例えばフォトリソグラフィー工程においてウエハを加熱するウエハ加熱装置が開示されている。特許文献１のウエハ加熱装置は、ウエハを加熱するヒータユニットと、ヒータユニットを冷却する可動式冷却モジュールとを備える。ウエハはヒータユニットの上面に載置される。ヒータユニットは抵抗発熱体を含むヒータを備える。可動式冷却モジュールは上下動可能に構成されている。可動式冷却モジュールがヒータユニットの下面に接触することでヒータユニットが冷却される。
【0003】
ヒータは、絶縁体によって構成される円板状の基材と、基材に一体化された抵抗発熱体の回路パターンとを備える。回路パターンは例えば、複数の円弧部と複数の直線部とを組み合わせて構成される。もちろん、回路パターンは、円弧部と直線部以外の部分、例えば蛇行部などを含んでいても良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１１－１２９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の発明者らは、以下の課題を見出すことにより解決手段にたどり着いた。回路パターンに含まれる円弧部と直線部が長すぎると、回路パターンが発熱したとき、円弧部及び直線部の熱膨張量と、基材の熱膨張量との差が大きくなる。この熱膨張量の差によって、回路パターンと基材との密着性が低下すると、回路パターンの熱がウエハ保持板に伝わり難くなる恐れがある。その結果、ヒータの温度の均一性が損なわれる恐れがある。また、回路パターンが異常に過熱され、場合によっては回路パターンや基材が損傷する可能性がある。
【0006】
円弧部及び直線部の熱膨張量と、基材の熱膨張量との差が大きくなると、ヒータが変形するおそれがある。その結果、ウエハが載せられるウエハ保持板とヒータとの間に隙間ができ、ヒータの温度の均一性が低下する可能性がある。
【0007】
本開示は、温度の均一性を確保しつつ故障し難いヒータを得ることを目的の一つとする。本開示は、加熱時にウエハ保持板とヒータとの間に隙間ができ難いことで、温度の均一性を確保しつつ故障し難い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】
【0008】
本開示の第一のヒータは、
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
【0009】
本開示の第二のヒータは、
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
【0010】
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円板状のウエハ保持板と、
前記ウエハ保持板を加熱するヒータとを備えるウエハ加熱装置であって、
前記ヒータが本開示のヒータである。
ウエハが載置される上面を有する円板状のウエハ保持板と、
前記ウエハ保持板を加熱するヒータとを備えるウエハ加熱装置であって、
前記ヒータが本開示のヒータである。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、温度の均一性を確保しつつ故障しにくいヒータおよびウエハ加熱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
［本開示の実施形態の説明］
以下、本開示の実施態様を列記して説明する。
以下、本開示の実施態様を列記して説明する。
【0014】
＜１＞実施形態に係るヒータは、
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第一パターン部を備え、
各第一パターン部は、前記基材と同心の特定の円周に沿った複数の第一円弧部と、前記特定の円周に沿った方向に隣り合う第一円弧部同士をつなぐ第一屈曲部とによって構成されており、
各第一パターン部の前記特定の円周に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一円弧部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
【0015】
上記形態＜１＞に係るヒータは変形し難い。また、上記形態＜１＞に係るヒータでは、回路パターンと基材との密着性が低下し難い。
上記形態＜１＞に係るヒータでは、基材と同心の特定の円周に沿った長さが基準長さＬｓ以上である第一パターン部が、基準長さＬｓ未満の複数の第一円弧部に分割されている。基準長さＬｓは、絶縁体の熱膨張量と金属の熱膨張量との差の許容値ΔＬに基づいて決定された長さである。従って、第一円弧部が基準長さＬｓ未満であれば、第一円弧部の熱膨張量と、第一円弧部に接する基材の熱膨張量との差が許容値ΔＬを超えることはない。その結果、第一パターン部の周囲におけるヒータの変形が抑制される。基準長さＬｓの求め方及び意義については、後述する実施形態で詳しく述べる。
上記形態＜１＞に係るヒータでは、基材と同心の特定の円周に沿った長さが基準長さＬｓ以上である第一パターン部が、基準長さＬｓ未満の複数の第一円弧部に分割されている。基準長さＬｓは、絶縁体の熱膨張量と金属の熱膨張量との差の許容値ΔＬに基づいて決定された長さである。従って、第一円弧部が基準長さＬｓ未満であれば、第一円弧部の熱膨張量と、第一円弧部に接する基材の熱膨張量との差が許容値ΔＬを超えることはない。その結果、第一パターン部の周囲におけるヒータの変形が抑制される。基準長さＬｓの求め方及び意義については、後述する実施形態で詳しく述べる。
【0016】
＜２＞実施形態に係るヒータの一形態として、
前記回路パターンは更に、複数の第二パターン部を備え、
各第二パターン部は、前記基材の周方向に沿った第二円弧部によって構成されており、
各第二円弧部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第一パターン部の数Ｓ１と前記第二パターン部の数Ｓ２とは、０．７≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）を満たす形態が挙げられる。
前記回路パターンは更に、複数の第二パターン部を備え、
各第二パターン部は、前記基材の周方向に沿った第二円弧部によって構成されており、
各第二円弧部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第一パターン部の数Ｓ１と前記第二パターン部の数Ｓ２とは、０．７≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）を満たす形態が挙げられる。
【0017】
基準長さＬｓ以上の第二円弧部によって構成される第二パターン部は、ヒータの変形を抑制することに寄与しない。実施形態のヒータは、ヒータの変形を抑制する複数の第一パターン部を主に備えるため、回路パターンが第二パターン部を含むことは許容される。しかし、回路パターンに含まれる第二パターン部の数は少ない方が好ましい。上記形態＜２＞に規定されるように、第一パターン部の数と第二パターン部の数の合計に占める第一パターン部の数が７０％以上であれば、ヒータの変形が効果的に抑制される。
【0018】
＜３＞実施形態に係るヒータの一形態として、
前記回路パターンに備わる全ての円弧部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である形態が挙げられる。
前記回路パターンに備わる全ての円弧部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である形態が挙げられる。
【0019】
上記形態＜３＞に規定されるように、回路パターンに含まれる全ての円弧部が基準長さＬｓ未満であれば、ヒータの全面においてヒータの変形が抑制される。
【0020】
＜４＞実施形態に係るヒータは、
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
ウエハを加熱するためのヒータであって、
絶縁体によって構成される円板状の基材と、
金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターンとを備え、
前記抵抗発熱体は、前記基材と接するように配置されており、
前記回路パターンは、複数の第三パターン部を備え、
各第三パターン部は、特定の直線に沿った複数の第一直線部と、前記特定の直線に沿った方向に隣り合う第一直線部同士をつなぐ第二屈曲部とによって構成されており、
各第三パターン部の前記特定の直線に沿った長さは基準長さＬｓ以上であり、
各第一直線部の長さは前記基準長さＬｓ未満であり、
前記基準長さＬｓは、Ｌｓ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜を満たし、
ΔＬは、前記絶縁体の熱膨張量と前記金属の熱膨張量との差の許容値であり、
ΔＴは、前記回路パターンの最高使用温度と常温との温度差であり、
α１は、前記絶縁体の線膨張係数であり、
α２は、前記金属の線膨張係数である。
【0021】
上記形態＜４＞に係るヒータは変形し難い。また、上記形態＜４＞に係るヒータでは、回路パターンと基材との密着性が低下し難い。
上記形態＜４＞に係るヒータでは、特定の直線に沿った長さが基準長さＬｓ以上である第三パターン部が、基準長さＬｓ未満の複数の第一直線部に分割されている。基準長さＬｓは、絶縁体の熱膨張量と金属の熱膨張量との差の許容値ΔＬに基づいて決定された長さである。従って、第一直線部が基準長さＬｓ未満であれば、第一直線部の熱膨張量と第一直線部に接する基材の熱膨張量との差が許容値ΔＬを超えることはない。その結果、第三パターン部の周囲におけるヒータの変形が抑制される。
上記形態＜４＞に係るヒータでは、特定の直線に沿った長さが基準長さＬｓ以上である第三パターン部が、基準長さＬｓ未満の複数の第一直線部に分割されている。基準長さＬｓは、絶縁体の熱膨張量と金属の熱膨張量との差の許容値ΔＬに基づいて決定された長さである。従って、第一直線部が基準長さＬｓ未満であれば、第一直線部の熱膨張量と第一直線部に接する基材の熱膨張量との差が許容値ΔＬを超えることはない。その結果、第三パターン部の周囲におけるヒータの変形が抑制される。
【0022】
＜５＞上記形態＜４＞に係るヒータの一形態として、
前記回路パターンは更に、複数の第四パターン部を備え、
各第四パターン部は、第二直線部によって構成されており、
各第二直線部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第三パターン部の数Ｓ３と、前記第四パターン部の数Ｓ４とは、０．７≦Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４）を満たす形態が挙げられる。
前記回路パターンは更に、複数の第四パターン部を備え、
各第四パターン部は、第二直線部によって構成されており、
各第二直線部の長さは前記基準長さＬｓ以上であり、
前記第三パターン部の数Ｓ３と、前記第四パターン部の数Ｓ４とは、０．７≦Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４）を満たす形態が挙げられる。
【0023】
基準長さＬｓ以上の第二直線部によって構成される第四パターン部は、ヒータの変形を抑制することに寄与しない。実施形態に係るヒータは、ヒータの変形を抑制する複数の第三パターン部を主に備えるため、回路パターンが第四パターン部を含むことは許容される。しかし、回路パターンに含まれる第四パターン部の数は少ない方が好ましい。上記形態＜５＞に規定されるように、第三パターン部の数と第四パターン部の数の合計に占める第三パターン部の数が７０％以上であれば、ヒータの変形が効果的に抑制される。
【0024】
＜６＞上記形態＜４＞に係るヒータの一形態として、
前記回路パターンに備わる全ての直線部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である形態が挙げられる。
前記回路パターンに備わる全ての直線部のそれぞれの長さは、前記基準長さＬｓ未満である形態が挙げられる。
【0025】
上記形態＜６＞に規定されるように、回路パターンに含まれる全ての直線部が基準長さＬｓ未満であれば、ヒータの全面においてヒータの変形が抑制される。
【0026】
＜７＞実施形態に係るヒータの一形態として、
前記許容値ΔＬは０．２ｍｍ、前記温度差ΔＴは２８０℃である形態が挙げられる。
前記許容値ΔＬは０．２ｍｍ、前記温度差ΔＴは２８０℃である形態が挙げられる。
【0027】
温度差ΔＴが２８０℃のときの許容値ΔＬが０．２ｍｍであれば、ヒータの変形を効果的に抑制できる。温度差２８０℃は、回路パターンの最高使用温度を３００℃、常温を２０℃としたときの値である。
【0028】
＜８＞実施形態に係るヒータの一形態として、
前記金属はステンレス鋼である形態が挙げられる。
前記金属はステンレス鋼である形態が挙げられる。
【0029】
ステンレス鋼は耐熱性に優れる。ステンレス鋼は入手がし易く、箔形状への加工、エッチングによるパターン形成が容易である。
【0030】
＜９＞実施形態に係るヒータの一形態として、
前記絶縁体はポリイミドである形態が挙げられる。
前記絶縁体はポリイミドである形態が挙げられる。
【0031】
ポリイミドは耐熱性に優れる。従って、ヒータの使用に伴う基材の損傷が抑制される。
【0032】
＜１０＞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を有する円板状のウエハ保持板と、
前記ウエハ保持板を加熱するヒータとを備えるウエハ加熱装置であって、
前記ヒータが上記形態＜１＞から形態＜９＞のいずれかのヒータである。
ウエハが載置される上面を有する円板状のウエハ保持板と、
前記ウエハ保持板を加熱するヒータとを備えるウエハ加熱装置であって、
前記ヒータが上記形態＜１＞から形態＜９＞のいずれかのヒータである。
【0033】
実施形態に係るウエハ加熱装置は、実施形態に係るヒータを備える。実施形態に係るヒータは加熱時に変形し難いので、ヒータとウエハ保持板との間に隙間ができ難い。従って、ヒータとウエハ保持板との接触がヒータの全面にわたって維持され易い。その結果、ウエハ保持板の均熱性が向上するので、上記形態＜１０＞のウエハ加熱装置は、ウエハ全面を均一的に加熱できる。
【0034】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係るウエハ加熱装置、及びヒータの具体例を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。各図面が示す部材の大きさは、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法を表すものではない。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及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。
以下、本開示の実施形態に係るウエハ加熱装置、及びヒータの具体例を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。各図面が示す部材の大きさは、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法を表すものではない。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及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】
＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１に示される実施形態のウエハ加熱装置１は、フォトリソグラフィー工程におけるプリベークなどに使用される。プリベークは、ウエハ１００の表面に塗布されたフォトレジスト溶液の溶媒を揮発させる熱処理である。ウエハ加熱装置１は、ウエハ１００を加熱するヒータユニット１０と、ヒータユニット１０を冷却する冷却ユニット１１とを備える。冷却ユニット１１に備わる冷却板５は上下動可能に構成されており、必要に応じてヒータユニット１０を冷却する。以下、実施形態に係るウエハ加熱装置１の各構成を詳細に説明する。
≪全体構成≫
図１に示される実施形態のウエハ加熱装置１は、フォトリソグラフィー工程におけるプリベークなどに使用される。プリベークは、ウエハ１００の表面に塗布されたフォトレジスト溶液の溶媒を揮発させる熱処理である。ウエハ加熱装置１は、ウエハ１００を加熱するヒータユニット１０と、ヒータユニット１０を冷却する冷却ユニット１１とを備える。冷却ユニット１１に備わる冷却板５は上下動可能に構成されており、必要に応じてヒータユニット１０を冷却する。以下、実施形態に係るウエハ加熱装置１の各構成を詳細に説明する。
【0036】
≪ヒータユニット≫
本例のヒータユニット１０は、上方から順に、ウエハ保持板２とヒータ３と支持板４とを備える。支持板４は必須では無い。
本例のヒータユニット１０は、上方から順に、ウエハ保持板２とヒータ３と支持板４とを備える。支持板４は必須では無い。
【0037】
［ウエハ保持板］
ウエハ保持板２は、ウエハ１００が載置される平坦な上面２Ｕを有する。上面２Ｕはヒータユニット１０の上面１０Ｕを構成する。ウエハ保持板２は円板である。円板の直径は、上面１０Ｕに載せられるウエハ１００よりも大きければ良く、例えば２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。
ウエハ保持板２は、ウエハ１００が載置される平坦な上面２Ｕを有する。上面２Ｕはヒータユニット１０の上面１０Ｕを構成する。ウエハ保持板２は円板である。円板の直径は、上面１０Ｕに載せられるウエハ１００よりも大きければ良く、例えば２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。
【0038】
ウエハ保持板２の材料は、熱伝導性に優れ、かつ熱によって変形し難い材料であることが好ましい。好ましい材料として、銅、アルミニウム、またはこれらを含む合金が挙げられる。ウエハ保持板２の表面にニッケルめっきやアルマイト処理を施すことが好ましい。また、ウエハ保持板２の材料としてセラミックスを用いることもできる。セラミックスとしては、例えば、窒化アルミニウム、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム、又は窒化珪素などのセラミックス、あるいはこれらセラミックスとシリコン（Ｓｉ）との複合体などが挙げられる。特に、ＳｉＣの多孔質体に金属シリコンを含侵させたＳｉ－ＳｉＣがウエハ保持板２の材料として好ましい。
【0039】
ウエハ保持板２は、図示しない突起、真空ポート、及びリフトピン孔などを備えていても良い。突起は上面２Ｕに設けられる。突起は、上面２Ｕとウエハ１００との間に微小な隙間を形成する。真空ポート及びリフトピン孔はウエハ保持板２を厚さ方向に貫通する孔である。真空ポートを介して上面２Ｕとウエハ１００との間の隙間から空気が吸引されると、ウエハ１００が平坦に近い状態に矯正される。リフトピン孔は、ウエハ１００を上面２Ｕから持ち上げるリフトピンが挿通される孔である。真空ポート及びリフトピン孔は、後述するヒータ３及び支持板４にも設けられる。
【0040】
本例のウエハ保持板２の下面２Ｄには測温素子２５が設けられている。測温素子２５によって測定されたウエハ保持板２の温度は、後述するヒータ３の制御に利用される。測温素子２５は、例えば下面２Ｄに設けられたザグリ穴２０に配置される。測温素子２５としては、例えばセラミックスに白金抵抗体を蒸着で設けた測温素子などが挙げられる。測温素子２５は、例えばシリコーン接着剤などで固定される。測温素子２５には図示しない配線がつながっている。
【0041】
［ヒータ］
ヒータ３は、ウエハ保持板２を加熱する部材である。ヒータ３によって加熱されたウエハ保持板２によってウエハ１００が熱処理される。ヒータ３は、絶縁体によって構成される円板状の基材３０と、金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターン７とを備える。基材３０はヒータ３の外形を構成する。本例の基材３０は、ウエハ保持板２と同等の外径を有する円板状である。本例のヒータ３では、基材３０の内部に回路パターン７が配置されている。回路パターン７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。
ヒータ３は、ウエハ保持板２を加熱する部材である。ヒータ３によって加熱されたウエハ保持板２によってウエハ１００が熱処理される。ヒータ３は、絶縁体によって構成される円板状の基材３０と、金属の抵抗発熱体によって構成される回路パターン７とを備える。基材３０はヒータ３の外形を構成する。本例の基材３０は、ウエハ保持板２と同等の外径を有する円板状である。本例のヒータ３では、基材３０の内部に回路パターン７が配置されている。回路パターン７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。
【0042】
基材３０を構成する絶縁体としては、例えばポリイミドなどの耐熱性に優れる絶縁性樹脂などが挙げられる。その他、絶縁体としては、例えば樹脂を含浸したマイカシートや、セラミックスなどが挙げられる。回路パターン７を構成する金属としては、例えばステンレス鋼やニッケルクロム鋼などが挙げられる。本例では２枚のポリイミドシートの間に回路パターン７が挟み込まれることでヒータ３が作製されている。回路パターン７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形成されている。
【0043】
回路パターン７は、ウエハ保持板２の下面２Ｄにメタライズによって形成されていても良い。その場合、回路パターン７を含む下面２Ｄを絶縁性樹脂などでコーティングすることで、下面２Ｄに一体化されたヒータ３が形成される。
【0044】
絶縁体の線膨張係数α１と金属の線膨張係数α２とが大きく異なる場合がある。例えば、ポリイミドの線膨張係数α１は２０ｐｐｍ／℃から２４ｐｐｍ／℃程度である。ステンレス鋼の線膨張係数α２は約１７．３ｐｐｍ／℃、ニッケルクロム鋼の線膨張係数α２は約１４．０ｐｐｍ／℃である。ここで、回路パターン７が長さＬの円弧部を有する場合、線膨張係数α１と線膨張係数α２との差がヒータ３に及ぼす影響を考える。長さＬは円弧部の円弧方向に沿った長さである。回路パターン７が最高使用温度に達した場合、円弧部の円弧方向の熱膨張量と、円弧部に密着する基材３０の円弧方向の熱膨張量との間に膨張差ΔＸが生じる。膨張差ΔＸは以下の式（１）で表される。
ΔＸ＝｜（Ｌ×ΔＴ×α１）―（Ｌ×ΔＴ×α２）｜ … 式（１）
ΔＴ…回路パターン７の最高使用温度と常温との温度差
ΔＸ＝｜（Ｌ×ΔＴ×α１）―（Ｌ×ΔＴ×α２）｜ … 式（１）
ΔＴ…回路パターン７の最高使用温度と常温との温度差
【0045】
膨張差ΔＸが所定値以上となると、回路パターン７と基材３０との密着性が低下する恐れある。また、ヒータ３が厚さ方向に曲がるなどしてヒータ３が変形する恐れがある。従って、膨張差ΔＸの許容値ΔＬを設定し、ヒータ３が変形し難い円弧部の長さＬを求める。式（１）のΔＸにΔＬを代入し、式（１）を変形すると以下の式（２）が得られる。
Ｌ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜ … 式（２）
Ｌ＝｜ΔＬ／｛ΔＴ×（α１－α２）｝｜ … 式（２）
【0046】
上記式（２）から得られる長さＬ以下の円弧部では、膨張差ΔＸは必ず許容値ΔＬ以下となる。従って、長さＬ以下の円弧部を備えるヒータ３は変形し難くなる。以下、式（２）によって求められる長さＬを基準長さＬｓとする。
【0047】
式（２）に代入する許容値ΔＬは例えば０．２ｍｍである。より確実にヒータ３の変形を抑制するのであれば、許容値ΔＬは０．１ｍｍである。式（２）に代入する温度差ΔＴは例えば２８０℃である。この値は、回路パターン７の最高使用温度を３００℃、常温を２０℃として得られた値である。式（２）から明らかなように、温度差ΔＴが大きくなれば、基準長さＬｓは短くなる。
【0048】
本例のヒータ３は、上述した基準長さＬｓを考慮して設計されている。まずヒータ３の全体構造を図２の平面図に基づいて説明する。次いで、ヒータ３に備わる回路パターン７の詳細について、図３及び図４に基づいて説明する。
【0049】
本例のヒータ３は、図２の平面図に示されるように、複数の加熱ゾーン８を備える。複数の加熱ゾーン８は、内周側に配置される三つの加熱ゾーン８Ａと、外周側に配置される三つの加熱ゾーン８Ｂとを含む。三つの加熱ゾーン８Ａが接する点は、基材３０の中心３０ｃである。内周側の加熱ゾーン８Ａは、内角１２０°の扇形状である。外周側の加熱ゾーン８Ｂは、内角１２０°の内周円弧と外周円弧とを有する帯形状である。図２では図示を省略しているが、各加熱ゾーン８は独立した回路パターン７（図３参照）を備える。ここで、加熱ゾーン８の数及び加熱ゾーン８の形状は特に限定されない。加熱ゾーン８は一つでも良い。
【0050】
図３は、図２に示されるヒータ３のうち、一点鎖線で囲まれる部分を拡大した拡大図である。図３に示されるヒータ３の回路パターン７は、図示しない配線が接続される二つの端子７０，７０を備える。端子７０，７０間に通電することで、回路パターン７が発熱する。ヒータ３の基材３０には貫通孔３０ｈが設けられている。この貫通孔３０ｈは、図１の測温素子２５につながる配線が配置される。
【0051】
本例の回路パターン７は、複数の円弧部７ｂと複数の直線部７ｓとを含む。複数の円弧部７ｂは、基材３０と同心の円周に沿った第一円弧部７１１，７１２、及び基材３０の中心とは異なる中心を持った遷移部７６Ａ，７６Ｂなどを含む。本例の直線部７ｓは、基材３０の径方向に沿っている。直線部７ｓは径方向に対して交差する方向に沿っていても良い。
【0052】
回路パターン７は、所定の条件を満たす複数の円弧部７ｂを含む第一パターン部７１を備える。第一パターン部７１は、遷移部７６Ａと遷移部７６Ｂとの間に配置される。各第一パターン部７１は、図４に示されるように、二つの第一円弧部７１１，７１２と、一つの第一屈曲部７１３とによって構成されている。第一円弧部７１１，７１２は円弧部７ｂの一種である。第一円弧部７１１と第一円弧部７１２とは、二点鎖線で示される特定の円周９１に沿って配置されている。特定の円周９１は、図２に示される基材３０の中心３０ｃと同心の円周である。第一パターン部７１の両端に配置される遷移部７６Ａ，７６Ｂは、基材３０の径方向に並ぶ二つの円弧部７ｂ，７ｂ同士をつなぐ半円弧状の円弧部７ｂである。遷移部７６Ａ，７６Ｂは、基材３０の中心とは異なる中心を持った円弧部７ｂである。従って、曲率が変化する箇所が、第一パターン部７１と遷移部７６Ａ，７６Ｂとの境界である。
【0053】
第一屈曲部７１３は、特定の円周９１上に並ぶ二つの第一円弧部７１１，７１２をつなぐ。第一屈曲部７１３は、平面視で略Ｕ字状に形成されている。第一屈曲部７１３は、平面視で略Ｖ字状であっても良い。第一屈曲部７１３は、第一円弧部７１１，７１２の湾曲方向と逆方向に湾曲している。第一屈曲部７１３は、第一円弧部７１１，７１２の湾曲方向と同方向に湾曲していても良い。
【0054】
第一パターン部７１は、ｋ個の第一円弧部７１１，７１２を備えていても良い。その場合、第一屈曲部７１３の数は、ｋ－１個である。ｋは３以上の自然数である。
【0055】
第一パターン部７１の特定の円周９１に沿った長さＬ１は基準長さＬｓ以上である。この第一パターン部７１に備わる第一円弧部７１１の長さＬ１１、及び第一円弧部７１２の長さＬ１２は基準長さＬｓ未満である。また、第一屈曲部７１３のＵ字形状に沿った長さは極めて短い。つまり、第一パターン部７１には、加熱時に許容値ΔＬ以上となる部分が存在しない。従って、第一パターン部７１の近傍ではヒータ３の変形が抑制される。
【0056】
本例の回路パターン７は、図３に示されるように、第一円弧部７１１，７１２と遷移部７６Ａ，７６Ｂの他に、基準長さＬｓ未満の円弧部７７を含む。本例では、回路パターン７に備わる全ての円弧部７ｂの長さが基準長さＬｓ未満である。更に、本例の回路パターン７に備わる全ての直線部７ｓの長さも基準長さＬｓ未満である。このような回路パターン７を備えるヒータ３は、加熱時に変形し難い。また、回路パターン７と基材３０との密着性が低下し難い。
【0057】
［支持板］
支持板４は、図１に示されるように、ヒータ３を下方から支持する。支持板４によってウエハ保持板２の平面度が良好に保たれるので、ウエハ保持板２の均熱性が高められる。支持板４が高剛性体であることで、ウエハ保持板２を含むヒータユニット１０の厚さを薄くできる。その結果、ヒータユニット１０の熱容量が小さくなり、ヒータユニット１０の昇温速度と降温速度が向上する。本例では、支持板４の下面４Ｄはヒータユニット１０の下面１０Ｄを構成する。支持板４の下面４Ｄには、ヒータユニット１０の冷却時に冷却ユニット１１の冷却板５が接触する。支持板４によって冷却板５がヒータ３の下面３Ｄに直接接触しなくなるので、ヒータ３が損傷し難い。本例の支持板４はウエハ保持板２と同じ外径を有する円板状である。本例では、支持板４とウエハ保持板２とヒータ３とが図示しない締結ねじなどによって一体化されている。支持板４は、ウエハ保持板２と同様、セラミックスによって構成されることが好ましい。
支持板４は、図１に示されるように、ヒータ３を下方から支持する。支持板４によってウエハ保持板２の平面度が良好に保たれるので、ウエハ保持板２の均熱性が高められる。支持板４が高剛性体であることで、ウエハ保持板２を含むヒータユニット１０の厚さを薄くできる。その結果、ヒータユニット１０の熱容量が小さくなり、ヒータユニット１０の昇温速度と降温速度が向上する。本例では、支持板４の下面４Ｄはヒータユニット１０の下面１０Ｄを構成する。支持板４の下面４Ｄには、ヒータユニット１０の冷却時に冷却ユニット１１の冷却板５が接触する。支持板４によって冷却板５がヒータ３の下面３Ｄに直接接触しなくなるので、ヒータ３が損傷し難い。本例の支持板４はウエハ保持板２と同じ外径を有する円板状である。本例では、支持板４とウエハ保持板２とヒータ３とが図示しない締結ねじなどによって一体化されている。支持板４は、ウエハ保持板２と同様、セラミックスによって構成されることが好ましい。
【0058】
≪冷却ユニット≫
冷却ユニット１１は、ヒータユニット１０を必要に応じて冷却する構成である。冷却ユニット１１は、冷却板５と冷却ステージ６とを備える。
冷却ユニット１１は、ヒータユニット１０を必要に応じて冷却する構成である。冷却ユニット１１は、冷却板５と冷却ステージ６とを備える。
【0059】
［冷却ステージ］
冷却ステージ６は、冷媒などによって低温に維持されている。例えば冷却ステージ６の内部に冷媒の流通路が形成されている。冷却ステージ６は冷却板５を冷却する役割を有する。冷却ステージ６は、冷却ステージ６の上方にヒータユニット１０を保持する役割も有する。具体的には、冷却ステージ６とヒータユニット１０とは固定軸６０によって連結されている。固定軸６０は冷却板５を貫通しており、冷却板５は固定軸６０によって固定されていない。
冷却ステージ６は、冷媒などによって低温に維持されている。例えば冷却ステージ６の内部に冷媒の流通路が形成されている。冷却ステージ６は冷却板５を冷却する役割を有する。冷却ステージ６は、冷却ステージ６の上方にヒータユニット１０を保持する役割も有する。具体的には、冷却ステージ６とヒータユニット１０とは固定軸６０によって連結されている。固定軸６０は冷却板５を貫通しており、冷却板５は固定軸６０によって固定されていない。
【0060】
［冷却板］
冷却板５は上下動可能に構成されている。例えば図示しないエアシリンダーのロッドの先端に冷却板５が取り付けられている。ヒータユニット１０が冷却される場合、冷却ステージ６を介して低温となっている冷却板５が上方に移動し、支持板４の下面４Ｄ、即ちヒータユニット１０の下面１０Ｄに接触する。冷却板５の上面５Ｕがヒータユニット１０の下面１０Ｄに接触することで、ヒータユニット１０が速やかに冷却され、ヒータユニット１０の温度が所望の温度に調整される。ヒータユニット１０の冷却が完了した後、冷却板５は支持板４の下面４Ｄから離れ、下面５Ｄが冷却ステージ６に接触する位置まで下降する。
冷却板５は上下動可能に構成されている。例えば図示しないエアシリンダーのロッドの先端に冷却板５が取り付けられている。ヒータユニット１０が冷却される場合、冷却ステージ６を介して低温となっている冷却板５が上方に移動し、支持板４の下面４Ｄ、即ちヒータユニット１０の下面１０Ｄに接触する。冷却板５の上面５Ｕがヒータユニット１０の下面１０Ｄに接触することで、ヒータユニット１０が速やかに冷却され、ヒータユニット１０の温度が所望の温度に調整される。ヒータユニット１０の冷却が完了した後、冷却板５は支持板４の下面４Ｄから離れ、下面５Ｄが冷却ステージ６に接触する位置まで下降する。
【0061】
本例の冷却板５は、円板状の本体５０と、本体５０の上面に配置される上層５１とを備える。本例とは異なり、冷却板５は上層５１を備えていなくても良い。本体５０は、熱伝導性に優れる材料、例えば金属で構成されることが好ましい。本例の本体５０はアルミニウム合金によって構成されている。
【0062】
上層５１は、冷却板５とヒータユニット１０との密着性を向上させる機能を有する。本例の上層５１は樹脂製シートである。上層５１の材料は、例えばシリコーン又はフッ素を主成分とする柔軟性に富む材料などが好ましい。柔軟性に優れる上層５１は、冷却板５とヒータユニット１０との密着性を向上させ、冷却板５によるヒータユニット１０の冷却効率を向上させる。また、柔軟性に優れる上層５１は、冷却板５がヒータユニット１０に接触したときに、冷却板５の本体５０とヒータユニット１０の損傷を抑制する。
【0063】
実施形態に係るウエハ加熱装置１は、加熱時に変形し難いヒータ３を備える。ヒータ３が変形し難いと、ヒータ３とウエハ保持板２との間に隙間ができ難く、ヒータ３とウエハ保持板２との接触がヒータ３の全面にわたって維持され易い。従って、ヒータ３によってウエハ保持板２の均熱性が向上するので、ウエハ保持板２の上面１０Ｕに配置されるウエハ１００が均一的に加熱される。
【0064】
＜実施形態２＞
実施形態２では、回路パターン７が、基準長さＬｓ以上となった第二パターン部７２を含むヒータ３及びウエハ加熱装置１を説明する。実施形態２の説明においては、図１から図４に加えて、図５を参照する。実施形態２の構成は、回路パターン７が第二パターン部７２を含むことを除き、実施形態１の構成と同様である。
実施形態２では、回路パターン７が、基準長さＬｓ以上となった第二パターン部７２を含むヒータ３及びウエハ加熱装置１を説明する。実施形態２の説明においては、図１から図４に加えて、図５を参照する。実施形態２の構成は、回路パターン７が第二パターン部７２を含むことを除き、実施形態１の構成と同様である。
【0065】
本例の回路パターン７は、図４に示される第一パターン部７１に加えて、図５に示される第二パターン部７２を備える。第二パターン部７２は、一つの第二円弧部７２０によって構成されている。第二円弧部７２０は、基材３０と同心の特定の円周９２に沿っている。第二円弧部７２０の長さＬ２は基準長さＬｓ以上である。この第二パターン部７２は、ヒータ３の変形を抑制することに寄与しない。ヒータ３の変形は第一パターン部７１によって抑制されているので、回路パターン７に第二パターン部７２が含まれることは許容される。しかし、回路パターン７に含まれる第二パターン部７２の数は少ない方が好ましい。例えば、第一パターン部７１の数Ｓ１と、第二パターン部７２の数Ｓ２とは以下の式（３）を満たすことが好ましい。
０．７≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） … 式（３）
０．７≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） … 式（３）
【0066】
上記式（３）は、第一パターン部７１の数Ｓ１が、相対的に第二パターン部７２の数Ｓ２よりも多いことを示している。Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）は１に近いほど、好ましい。従って、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）は０．８以上であることが好ましく、０．９以上であることがより好ましく、０．９５以上であることが更に好ましい。実施形態１に示されるように、第二パターン部７２が存在しないことが最も好ましい。
【0067】
ヒータ３全体の変形を抑制する観点から、第一パターン部７１と第二パターン部７２とを備えるヒータ３の場合、ヒータ３の変形を抑制する複数の第一パターン部７１は、ヒータ３の全面に分散して配置されることが好ましい。複数の第二パターン部７２はヒータ３の局所に配置されているよりも、ヒータ３の全面に分散して配置されていることが好ましい。第二パターン部７２の近傍に第一パターン部７１が配置されていると、ヒータ３が変形し難い。
【0068】
＜実施形態３＞
実施形態１及び実施形態２のヒータ３には、基準長さＬｓ以上の長さを有する直線部７ｓは存在しない。しかし、回路パターン７のパターン形状によっては、基準長さＬｓ以上の直線状に延びるパターン部が形成される場合がある。実施形態３では、基準長さＬｓ以上の直線状に延びるパターン部を第三パターン部７３に置換した構成を図６に基づいて説明する。
実施形態１及び実施形態２のヒータ３には、基準長さＬｓ以上の長さを有する直線部７ｓは存在しない。しかし、回路パターン７のパターン形状によっては、基準長さＬｓ以上の直線状に延びるパターン部が形成される場合がある。実施形態３では、基準長さＬｓ以上の直線状に延びるパターン部を第三パターン部７３に置換した構成を図６に基づいて説明する。
【0069】
図６に示されるように、本例のヒータ３に備わる回路パターン７は、第三パターン部７３を備える。第三パターン部７３は、遷移部７６Ｃと遷移部７６Ｄとの間に配置される。本例の第三パターン部７３は、二つの第一直線部７３１，７３２と、一つの第二屈曲部７３３とで構成されている。第一直線部７３１，７３２は直線部７ｓの一種である。第一直線部７３１と第一直線部７３２とは、二点鎖線で示される特定の直線９３に沿って配置されている。特定の直線９３は、基材３０の径方向に沿っている。第三パターン部７３の両端に配置される遷移部７６Ｃ，７６Ｄは、円弧部７ｂ又は別の直線部７ｓにつながる湾曲部である。
【0070】
第三パターン部７３は、ｋ個の第一直線部７３１，７３２を備えていても良い。その場合、第二屈曲部７３３の数は、ｋ－１個である。ｋは３以上の自然数である。
【0071】
第三パターン部７３の特定の直線９３に沿った長さＬ３は基準長さＬｓ以上である。この第三パターン部７３に備わる第一直線部７３１の長さＬ３１、及び第一直線部７３２の長さＬ３２は基準長さＬｓ未満である。この第三パターン部７３によってヒータ３の変形が抑制される。
【0072】
回路パターン７は、図７に示される第四パターン部７４を備えていても良い。第四パターン部７４は、一つの第二直線部７４０によって構成されている。第二直線部７４０は、特定の直線９４に沿っている。第二直線部７４０の長さＬ４は基準長さＬｓ以上である。第四パターン部７４は、ヒータ３の変形を抑制することに寄与しない。ヒータ３の変形は第三パターン部７３によって抑制されるので、回路パターン７に第四パターン部７４が含まれることは許容される。しかし、回路パターン７に含まれる第四パターン部７４の数は少ない方が好ましい。例えば、第三パターン部７３の数Ｓ３と、第四パターン部７４の数Ｓ４とは以下の式（４）を満たすことが好ましい。
０．７≦Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４） … 式（４）
０．７≦Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４） … 式（４）
【0073】
上記式（４）は、第三パターン部７３の数Ｓ３が、相対的に第四パターン部７４の数Ｓ４よりも多いことを示している。Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４）は１に近いほど、好ましい。従って、Ｓ３／（Ｓ３＋Ｓ４）は０．８以上であることが好ましく、０．９以上であることがより好ましく、０．９５以上であることが更に好ましい。実施形態１に示されるように、第四パターン部７４が存在しないことが最も好ましい。
【0074】
ヒータ３全体の変形を抑制する観点から、第三パターン部７３と第四パターン部７４とを備えるヒータ３の場合、複数の第三パターン部７３は、ヒータ３の全面に分散して配置されることが好ましい。同様に、複数の第四パターン部７４も、ヒータ３の全面に分散して配置されることが好ましい。第四パターン部７４の近傍に第三パターン部７３が配置されていると、ヒータ３が変形し難い。
【符号の説明】
【0075】
１００ ウエハ
１ ウエハ加熱装置
１０ ヒータユニット、１０Ｄ 下面、１０Ｕ 上面
１１ 冷却ユニット
２ ウエハ保持板
２Ｄ 下面、２Ｕ 上面
２０ ザグリ穴、２５ 測温素子
３ ヒータ
３Ｄ 下面
３０ 基材、３０ｃ 中心、３０ｈ 貫通孔
４ 支持板
４Ｄ 下面
５ 冷却板
５Ｄ 下面、５Ｕ 上面
５０ 本体、５１ 上層
６ 冷却ステージ、６０ 固定軸
７ 回路パターン
７ｂ 円弧部、７ｓ 直線部
７０ 端子
７１ 第一パターン部、７１１，７１２ 第一円弧部、７１３ 第一屈曲部
７２ 第二パターン部、７２０ 第二円弧部
７３ 第三パターン部、７３１，７３２ 第一直線部、７３３ 第二屈曲部
７４ 第四パターン部、７４０ 第二直線部
７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ 遷移部
７７ 円弧部
８，８Ａ，８Ｂ 加熱ゾーン
９１，９２ 特定の円周
９３，９４ 特定の直線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ３１，Ｌ３２ 長さ
Ｌｓ 基準長さ
１ ウエハ加熱装置
１０ ヒータユニット、１０Ｄ 下面、１０Ｕ 上面
１１ 冷却ユニット
２ ウエハ保持板
２Ｄ 下面、２Ｕ 上面
２０ ザグリ穴、２５ 測温素子
３ ヒータ
３Ｄ 下面
３０ 基材、３０ｃ 中心、３０ｈ 貫通孔
４ 支持板
４Ｄ 下面
５ 冷却板
５Ｄ 下面、５Ｕ 上面
５０ 本体、５１ 上層
６ 冷却ステージ、６０ 固定軸
７ 回路パターン
７ｂ 円弧部、７ｓ 直線部
７０ 端子
７１ 第一パターン部、７１１，７１２ 第一円弧部、７１３ 第一屈曲部
７２ 第二パターン部、７２０ 第二円弧部
７３ 第三パターン部、７３１，７３２ 第一直線部、７３３ 第二屈曲部
７４ 第四パターン部、７４０ 第二直線部
７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ 遷移部
７７ 円弧部
８，８Ａ，８Ｂ 加熱ゾーン
９１，９２ 特定の円周
９３，９４ 特定の直線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ３１，Ｌ３２ 長さ
Ｌｓ 基準長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】