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公開番号2024038621
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142762
出願日2022-09-08
発明の名称セラミックスヒータ
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類H05B 3/74 20060101AFI20240313BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】ウェハの温度を局所的に調整することができるセラミックスヒータを提供する。
【解決手段】
セラミックスヒータ100は、円板状のセラミックス基材110と、セラミックス基材110に埋設されたヒータ電極122とを備えている。セラミックス基材110の上面111には、複数の第1凸部156と、第2凸部157が設けられている。第2凸部157の上面157aは、複数の第1凸部156の上面156aの包絡面よりも下方に位置している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
上面、前記上面と上下方向において対向する下面、前記上面よりも上方に突出する複数の第１凸部を有する円板状のセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された、又は前記セラミックス基材の前記下面に配置された発熱体と、を備え、
前記セラミックス基材は、前記セラミックス基材の前記上面よりも上方に突出し、前記複数の第１凸部の上面の包絡面よりも下方に位置する上面を有する第２凸部を備えることを特徴とするセラミックスヒータ。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記第２凸部は、前記セラミックス基材の中心に対して同心円状に並ぶように配置されている請求項１に記載のセラミックスヒータ。
【請求項３】
前記セラミックス基材の前記中心を通り、前記上下方向に平行な面での前記セラミックス基材の断面において、
前記第２凸部を挟むように、前記少なくとも１つの第２凸部と隣り合う２つの前記第１凸部の、前記セラミックス基材の径方向の距離Ｌと、
前記包絡面と、前記第２凸部の上面との間の前記上下方向の距離Ｇとが、
１×１０
－４
≦Ｇ／Ｌ≦４×１０
－３
を満たす請求項２に記載のセラミックスヒータ。
【請求項４】
さらに、前記セラミックス基材の前記下面に接合された筒状のシャフトを備える請求項１～３のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハ等の基板を保持して加熱するセラミックスヒータに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウェハなどの基板を保持して加熱するセラミックスヒータが開示されている。特許文献１に記載のセラミックスヒータは、基板が載置されるセラミックス基材（セラミックス基体）と、セラミックス基材内に埋設されている発熱体と、セラミックス基材の上面（加熱面）から上方に突出してウェハに接触する複数の凸部（エンボス部）とを備える。特許文献１のセラミックスヒータにおいては、ヒートスポットの発生を抑制することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－１２４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のセラミックヒータにおいては、ヒートスポットが発生した領域において、エンボス部の単位面積当たりの突起の個数を、ヒートスポットが発生していない領域よりも少なくしている。しかしながら、発明者らの知見によれば、単位面積当たりの突起の個数を減らすだけでは、ウェハの温度を局所的に微調整することが難しいことが分かった。
【０００５】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、単位面積当たりの突起の個数を減らす場合と比べて、ウェハの局所的な温度をより細かく調整することができるセラミックスヒータ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】
【０００６】
本発明の態様に従えば、上面、前記上面と上下方向において対向する下面、前記セラミックス基材の前記上面よりも上方に突出する複数の第１凸部を有する円板状のセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された、又は前記セラミックス基材の前記下面に配置された発熱体と、を備え、
前記セラミックス基材は、前記セラミックス基材の前記上面よりも上方に突出し、前記複数の第１凸部の上面の包絡面よりも下方に位置する上面を有する第２凸部を備えることを特徴とするセラミックスヒータが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
複数の第１凸部の上面と、シリコンウェハ等の基板は、主に接触により伝熱する。これに対して、基板とセラミックス基材の上面との間、及び、基板と第２凸部の上面との間においては、対流及び輻射によって伝熱する。上記の構成においては、第２凸部の上面は、複数の第１凸部の上面の包絡面よりも下方に位置している。これにより、第２凸部が設けられている領域における基板への伝熱量（対流熱伝達、セラミックス基材の上面からの輻射熱伝達、及び、第２凸部の上面からの輻射熱伝達)を、第１凸部が設けられている領域における基板への伝熱量（固体熱伝導、対流熱伝達およびセラミックス基材の上面からの輻射熱伝達)を小さくすることができる。これにより、基板の温度を局所的に調節することができる。また、第２凸部の上面と、複数の第１凸部の上面の包絡面との離間距離を調節することができる。これにより、第２凸部が設けられている領域における基板への伝熱量（対流熱伝達、及び、第２凸部の上面からの輻射熱伝達）を調節することができる。そのため、第２凸部を設けることに代えて、単に第１凸部の数を減らした場合と比べて、第２凸部が設けられている領域における基板への伝熱量をより細かく調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、セラミックスヒータ１００の斜視図である。
図２は、セラミックスヒータ１００の概略説明図である。
図３は、電極１２０の概略説明図である。
図４は、ヒータ電極１２２の概略説明図である。
図５は、セラミックスヒータ１００の一部拡大図である。
（ａ）～（ｅ）は、セラミックス基材１１０の製造方法の流れを示す図である。
（ａ）～（ｄ）は、セラミックス基材１１０の別の製造方法の流れを示す図である。
（ａ）は円形状に配置された第２凸部１５７を説明するための説明図であり、（ｂ）は円環状に配置された第２凸部１５７を説明するための説明図であり、（ｃ）は円形状及び円環状に配置された第２凸部１５７を説明するための説明図である。
図９は上に凸の包絡面Ｓ２に配置された第２凸部１５７を説明するための説明図である。
図１０は下に凸の包絡面Ｓ３と円環状に配置された第２凸部１５７を説明するための説明図である。
図１１は、実施例１～７の結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜セラミックスヒータ１００＞
本発明の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について、図１、２を参照しつつ説明する。本実施形態に係るセラミックスヒータ１００は、シリコンウェハなどの半導体ウェハ（以下、単にウェハ１０という）の加熱に用いられるセラミックスヒータである。なお、以下の説明においては、セラミックスヒータ１００が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向５が定義される。図１に示されるように、本実施形態に係るセラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、電極１２０（図２参照）と、シャフト１３０と、給電線１４０、１４１（図２参照）とを備える。
【００１０】
セラミックス基材１１０は、直径１２インチ（約３００ｍｍ）の円形の板状の形状を有する部材であり、セラミックス基材１１０の上には加熱対象であるウェハ１０が載置される。なお、図１では図面を見やすくするためにウェハ１０とセラミックス基材１１０とを離して図示している。図１に示されるように、セラミックス基材１１０の上面１１１には、環状の凸部１５２（以下、単に環状凸部１５２という）と、複数の第１凸部１５６と、複数の第２凸部１５７とが設けられている。なお、図１においては、図面を見やすくするために、図２と比べて第１凸部１５６及び第２凸部１５７の数を減らして図示している。また、図２に示されるように、セラミックス基材１１０の内部には、後述の第１ガス流路１６４が形成されている。セラミックス基材１１０は、例えば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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