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公開番号2025065148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2025005295,2024501951
出願日2025-01-15,2023-07-25
発明の名称ウエハ加熱装置、およびウエハ加熱方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G01K 7/02 20210101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡単な構成で、複数の加熱ゾーンの温度を高精度に一致させることが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を有する載置板2と、載置板2の内部に配置されたヒータと、載置板2の内部に配置された測温体5と、を備え、載置板2は、上面視において複数の加熱ゾーン2A、2B、2C、2D、2Eを有し、記測温体5は、複数の加熱ゾーンにおける互いに異なる第一ゾーンZ1と第二ゾーンZ2との温度差ΔTを測定する差動式熱電対6を含む、ウエハ加熱装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ウエハが載置される上面を有する円板形状の載置板と、
前記載置板の内部に配置されたヒータと、
前記載置板の内部に配置された測温体と、を備え、
前記載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有し、
前記測温体は、前記複数の加熱ゾーンにおける互いに異なる第一ゾーンと第二ゾーンとの温度差ΔＴを測定する差動式熱電対を含み、
前記複数の加熱ゾーンは、円形の中心ゾーンと、前記中心ゾーンの外周に配置された少なくとも一つの外周ゾーンとからなり、
前記中心ゾーンが前記第一ゾーンであり、前記少なくとも一つの外周ゾーンが前記第二ゾーンであり、
前記差動式熱電対は、
第一金属線と第二金属線と第三金属線とが直列につながることで構成されており、
前記第一金属線と前記第二金属線とのつなぎ目である第一測定部と、
前記第二金属線と前記第三金属線とのつなぎ目である第二測定部と、
前記第一金属線に接続された第一導線と、
前記第三金属線に接続された第二導線と、を有し、
前記第一測定部は前記第一ゾーンに配置され、前記第二測定部は前記第二ゾーンに配置されており、
前記第一金属線と前記第一導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第三金属線と前記第二導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第一導線および前記第二導線はそれぞれ、前記第一ゾーンにおいて前記載置板の外部に引き出されており、
前記第一金属線と前記第三金属線とは同一金属であり、
前記第一金属線と前記第二金属線とは異種金属であり、
前記第一導線と前記第二導線とは同一金属である、
ウエハ加熱装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記少なくとも一つの外周ゾーンは、前記中心ゾーンを取り囲む複数の外周ゾーンからなり、
前記複数の外周ゾーンのそれぞれが前記第二ゾーンである、請求項１に記載のウエハ加熱装置。
【請求項３】
さらに、前記第一ゾーンに配置された温度センサを備え、
前記温度センサは、測温抵抗体または熱電対である、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４】
前記載置板は、上方から順に、前記上面を有するトッププレートと、前記差動式熱電対を有するセンサプレートと、前記ヒータを有するヒータプレートと、を備え、
前記トッププレートと前記センサプレートと前記ヒータプレートとが接合されており、
前記第一金属線、前記第二金属線および前記第三金属線は、前記センサプレート上に印刷された金属線によって構成されている、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５】
さらに、前記ヒータを制御する制御部を備え、
前記ヒータは、前記複数の加熱ゾーンのそれぞれに配置された複数の発熱部を備え、
前記複数の発熱部のそれぞれは前記制御部によって制御される、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】
さらに、前記第一ゾーンに配置された温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサによって得られた前記第一ゾーンの温度Ｔ１と、前記差動式熱電対によって得られた前記温度差ΔＴと、に基づいて前記第二ゾーンの温度Ｔ２を求め、前記温度Ｔ２が目標温度となるように前記ヒータを制御する、請求項５に記載のウエハ加熱装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記差動式熱電対の出力電圧に基づいて前記温度差ΔＴを求め、前記温度差ΔＴがゼロに近づくように前記ヒータを制御する、請求項５に記載のウエハ加熱装置。
【請求項８】
円板形状の載置板と、前記載置板の内部に配置されたヒータと、前記載置板の内部に配置された測温体と、を備えるウエハ加熱装置を用いて、前記載置板の上面に載置されるウエハを加熱するウエハ加熱方法であって、
前記載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有し、
前記測温体は、前記複数の加熱ゾーンにおける互いに独立した第一ゾーンと第二ゾーンとの温度差ΔＴを測定する差動式熱電対を含み、
前記複数の加熱ゾーンは、円形の中心ゾーンと、前記中心ゾーンの外周に配置された少なくとも一つの外周ゾーンとからなり、
前記中心ゾーンが前記第一ゾーンであり、前記少なくとも一つの外周ゾーンが前記第二ゾーンであり、
前記差動式熱電対は、
第一金属線と第二金属線と第三金属線とが直列につながることで構成されており、
前記第一金属線と前記第二金属線とのつなぎ目である第一測定部と、
前記第二金属線と前記第三金属線とのつなぎ目である第二測定部と、
前記第一金属線に接続された第一導線と、
前記第三金属線に接続された第二導線と、を有し、
前記第一測定部は前記第一ゾーンに配置され、前記第二測定部は前記第二ゾーンに配置されており、
前記第一金属線と前記第一導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第三金属線と前記第二導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第一導線および前記第二導線はそれぞれ、前記第一ゾーンにおいて前記載置板の外部に引き出されており、
前記第一金属線と前記第三金属線とは同一金属であり、
前記第一金属線と前記第二金属線とは異種金属であり、
前記第一導線と前記第二導線とは同一金属であり、
前記第一ゾーンの温度Ｔ１が目標温度となるように前記ヒータを制御し、
前記温度Ｔ１と前記温度差ΔＴとに基づいて前記第二ゾーンの温度Ｔ２を求め、前記温度Ｔ２が前記目標温度となるように前記ヒータを制御する、
ウエハ加熱方法。
【請求項９】
円板形状の載置板と、前記載置板の内部に配置されたヒータと、前記載置板の内部に配置された測温体と、を備えるウエハ加熱装置を用いて、前記載置板の上面に載置されるウエハを加熱するウエハ加熱方法であって、
前記載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有し、
前記測温体は、前記複数の加熱ゾーンにおける互いに独立した第一ゾーンと第二ゾーンとの温度差ΔＴを測定する差動式熱電対を含み、
前記複数の加熱ゾーンは、円形の中心ゾーンと、前記中心ゾーンの外周に配置された少なくとも一つの外周ゾーンとからなり、
前記中心ゾーンが前記第一ゾーンであり、前記少なくとも一つの外周ゾーンが前記第二ゾーンであり、
前記差動式熱電対は、
第一金属線と第二金属線と第三金属線とが直列につながることで構成されており、
前記第一金属線と前記第二金属線とのつなぎ目である第一測定部と、
前記第二金属線と前記第三金属線とのつなぎ目である第二測定部と、
前記第一金属線に接続された第一導線と、
前記第三金属線に接続された第二導線と、を有し、
前記第一測定部は前記第一ゾーンに配置され、前記第二測定部は前記第二ゾーンに配置されており、
前記第一金属線と前記第一導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第三金属線と前記第二導線とのつなぎ目は前記第一ゾーンに配置されており、
前記第一導線および前記第二導線はそれぞれ、前記第一ゾーンにおいて前記載置板の外部に引き出されており、
前記第一金属線と前記第三金属線とは同一金属であり、
前記第一金属線と前記第二金属線とは異種金属であり、
前記第一導線と前記第二導線とは同一金属であり、
前記温度差ΔＴがゼロに近づくように前記ヒータを制御する、
ウエハ加熱方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ウエハ加熱装置、およびウエハ加熱方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１から特許文献３は、例えばウエハに被膜を形成する際などにウエハを加熱するウエハ加熱装置を開示する。ウエハ加熱装置は、ウエハが載置される上面を有する載置板と、ウエハを加熱するヒータと、を備える。載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有する。複数の加熱ゾーンのそれぞれの温度は独立して制御される。
【０００３】
ウエハ加熱装置では、ウエハ全体を均一的に加熱するために複数の加熱ゾーンのそれぞれの温度を管理する必要がある。そのため、載置板の内部には、各加熱ゾーンの温度を測定する温度センサが配置されている。各温度センサによる温度の情報に基づいて、各加熱ゾーンの温度が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２０／１２９６４１号
国際公開第２０２０／１２９７５４号
国際公開第２０２０／１２９７９８号
【発明の概要】
【０００５】
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載置板と、前記載置板の内部に配置されたヒータと、前記載置板の内部に配置された測温体と、を備える。前記載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有する。前記測温体は、前記複数の加熱ゾーンにおける互いに異なる第一ゾーンと第二ゾーンとの温度差ΔＴを測定する差動式熱電対を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、実施形態１に係るウエハ加熱装置の概略構成図である。
図２は、図１に示されるウエハ加熱装置に備わる測温体の配置状態を示す概略構成図である。
図３は、図１に示されるウエハ加熱装置の概略側面図である。
図４は、実施形態１に係るウエハ加熱装置における温度制御の一例を示すフローチャートである。
図５は、実施形態２に係るウエハ加熱装置における温度制御の一例を示すフローチャートである。
図６は、実施形態３に係るウエハ加熱装置に備わる測温体の配置状態を示す概略構成図である。
図７は、差動式熱電対の基本構成を説明する概略図である。
図８は、差動式熱電対が三つ以上の熱電対を備える構成を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［本開示が解決しようとする課題］
従来のウエハ加熱装置では、載置板に備わる複数の温度センサの間に測定誤差があった場合、複数の加熱ゾーンの温度を高精度に一致させることが難しい。また、従来のウエハ加熱装置には、複数の温度センサから延びる導線の合計数が多くなり、複数の導線の配置および検出器への接続が煩雑であるという問題もある。
【０００８】
本開示は、簡単な構成で、複数の加熱ゾーンの温度を高精度に一致させることが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。
【０００９】
［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。
【００１０】
＜１＞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載置板と、前記載置板の内部に配置されたヒータと、前記載置板の内部に配置された測温体と、を備える。前記載置板は、上面視において複数の加熱ゾーンを有する。前記測温体は、前記複数の加熱ゾーンにおける互いに異なる第一ゾーンと第二ゾーンとの温度差ΔＴを測定する差動式熱電対を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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