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公開番号2024100512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2023004562
出願日2023-01-16
発明の名称セラミックスヒーター
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体プロセスにおいて局所的な領域の基板の温度分布を小さくすることができ、製膜やエッチングプロセスを均質化することができるセラミックスヒーターを提供する。
【解決手段】セラミックス焼結体により形成された基材110と、前記基材110に埋設された発熱抵抗体120と、前記基材110の上面112から上方に突出して形成された複数の凸部130と、を備え、前記基材110の上面112と前記凸部の上端面132との距離を前記凸部130の高さhとし、複数の前記凸部130の高さhの最大値と最小値との差をΔ1、複数の前記凸部130の高さhの代表値をh_Mとしたとき、|Δ1|/h_M×100≦1.5であり、任意の□30mmの領域に形成されている複数の前記凸部130の高さhの最大値と最小値との差をΔ1_localとしたとき、|Δ1_local|/h_M×100≦0.75である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セラミックスヒーターであって、
セラミックス焼結体により形成された基材と、
前記基材に埋設された発熱抵抗体と、
前記基材の上面から上方に突出して形成された複数の凸部と、を備え、
前記基材の上面と前記凸部の上端面との距離を前記凸部の高さｈとし、複数の前記凸部の高さｈの最大値と最小値との差をΔ１、複数の前記凸部の高さｈの代表値をｈ
Ｍ
としたとき、
｜Δ１｜／ｈ
Ｍ
×１００≦１．５
であり、
任意の□３０ｍｍの領域に形成されている複数の前記凸部の高さｈの最大値と最小値との差をΔ１
ｌｏｃａｌ
としたとき、
｜Δ１
ｌｏｃａｌ
｜／ｈ
Ｍ
×１００≦０．７５
であることを特徴とするセラミックスヒーター。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
複数の前記凸部の高さｈが極大となる点が２つ以上存在することを特徴とする請求項１に記載のセラミックスヒーター。
【請求項３】
前記基材の上面は、凸状または凹状であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスヒーター。
【請求項４】
セラミックスヒーターであって、
セラミックス焼結体により形成された基材と、
前記基材に埋設された発熱抵抗体と、
前記基材の上面から上方に突出して形成された複数の凸部と、を備え、
前記基材の上面と前記凸部の上端面との距離を前記凸部の高さｈとし、複数の前記凸部の上端面によって画定される基板載置面を近似する回転放物面を基準面として、複数の前記凸部の上端面が前記基準面を鉛直方向に超える値の最大値と下回る値の最小値との差をΔ２、複数の前記凸部の高さｈの代表値をｈ
Ｍ
としたとき、
｜Δ２｜／ｈ
Ｍ
×１００≦１．５
であり、
任意の□３０ｍｍの領域に形成されている複数の前記凸部のうち、複数の前記凸部の上端面が前記基準面を鉛直方向に超える値の最大値と下回る値の最小値との差をΔ２
ｌｏｃａｌ
としたとき、
｜Δ２
ｌｏｃａｌ
｜／ｈ
Ｍ
×１００≦０．７５
であることを特徴とするセラミックスヒーター。
【請求項５】
前記ｈ
Ｍ
は、１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセラミックスヒーター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスヒーターに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置用部材として、電極（発熱抵抗体）が埋設されたセラミックスヒーターが用いられてきた。セラミックスヒーターは、載置した基板を加熱することができる。
【０００３】
特許文献１は、下面に溝を有するプレート部材と、中央が開口し、前記プレート部材の下面の一部に接合された基盤と、前記溝と前記基盤の上面との間に配置された抵抗発熱体と、前記プレート部材の上面に形成され、それぞれの上面が同一の平面を構成する複数の凸部と、を具備することを特徴とするヒータユニットが開示されている。
【０００４】
特許文献２は、その表面または内部に抵抗発熱体が形成された半導体製造・検査装置用セラミック基板であって、その外縁部には、半導体ウエハを嵌合させるための突部が形成され、上記突部の内側には、上記半導体ウエハと接触する多数の凸状体が形成されていることを特徴とする半導体製造・検査装置用セラミック基板が開示されている。
【０００５】
特許文献３は、セラミックス焼結体により形成された基体と、前記基体に埋設された電極と、前記基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、前記複数のピン状凸部の上端により構成される載置曲面を前記基体の中心軸をＺ軸として前記Ｚ軸を通る断面で切断した断面曲線は、所定の基準面と前記断面との交線をＸ軸としたときに、前記中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり前記基体の外周に向かって単調減少する曲線、または前記中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり前記基体の外周に向かって単調増加する曲線である電極埋設部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００９－１４６７９３号公報
特開２００２－２３７３７５号公報
特開２０２２－１３１５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまで、セラミックスヒーターの基板載置面は、大域的および局所的に精密に制御された平面や曲面にされることはなかった。これは、基板の温度分布は基板載置面の形状よりも発熱抵抗体の性質のバラツキの影響が大きかったこと、およびセラミックスヒーターの基板載置面を大域的および局所的に精密に制御された平面や曲面にすることがセラミックスヒーターの材質や加工方法では難しかったことからである。しかしながら、近年、半導体プロセスの高精度化に伴い、半導体プロセスにおいて局所的な領域の基板の温度分布を小さくすることができ、製膜やエッチングプロセスを均質化することができるセラミックスヒーターが要望されていた。
【０００８】
特許文献１、および特許文献２は、凸部等の高さについての記載はあるものの、ヒーターの全面でのプロセスの均一性やヒーターの使用環境や設置方法によって影響する凸部等の高さのバラツキの影響および凸部の上面によって画定される面の形状に関する記載はない。また、特許文献３は、載置曲面の断面曲線が所定の形状になるように制御しているが、載置曲面全体を大域的および局所的に精密に制御してはいないため、局所的な領域の基板の温度分布を全面にわたり小さくすることができない場合があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体プロセスにおいて局所的な領域の基板の温度分布を小さくすることができ、製膜やエッチングプロセスを均質化することができるセラミックスヒーター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】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するため、本発明のセラミックスヒーターは、以下の手段を講じた。すなわち、本発明の適用例のセラミックスヒーターは、セラミックスヒーターであって、セラミックス焼結体により形成された基材と、前記基材に埋設された発熱抵抗体と、前記基材の上面から上方に突出して形成された複数の凸部と、を備え、前記基材の上面と前記凸部の上端面との距離を前記凸部の高さｈとし、複数の前記凸部の高さｈの最大値と最小値との差をΔ１、複数の前記凸部の高さｈの代表値をｈ
Ｍ
としたとき、｜Δ１｜／ｈ
Ｍ
×１００≦１．５であり、任意の□３０ｍｍの領域に形成されている複数の前記凸部の高さの最大値と最小値との差をΔ１
ｌｏｃａｌ
としたとき、｜Δ１
ｌｏｃａｌ
｜／ｈ
Ｍ
×１００≦０．７５であることを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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