JP3856293B2

JP3856293B2 - 加熱装置

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Publication number: JP3856293B2
Application number: JP2001318943A
Authority: JP
Inventors: 慎治山口; 久和岡島; 義信後藤; 豊海野
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: JP2003123943A; US6875960B2; KR100495987B1; US20030071032A1; TWI267937B; KR20030032846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置においては、熱ＣＶＤなどによってシランガスなどの原料ガスから半導体薄膜を製造するに当たって、基板であるウエハーを加熱するためのセラミックスヒーターが具えられている。セラミックスヒーターとしては、いわゆる２ゾーンヒーターと呼ばれるものが知られている。２ゾーンヒーターにおいては、セラミックス基体中に、高融点金属からなる内周側抵抗発熱体と外周側抵抗発熱体とを埋設し、これらの抵抗発熱体にそれぞれ別個の電流導入端子を接続し、各抵抗発熱体にそれぞれ独立して電圧を印加することにより、内周抵抗発熱体および外周側抵抗発熱体を独立に制御する。
【０００３】
また、特開平５−３２６１１２号公報においては、セラミックスヒーターの抵抗発熱体を、高融点金属などからなる複数の回路パターンによって構成している。そして、一つの回路パターンの折れ目や折り返し部などに、他の回路パターンを重ね合わせている。
【０００４】
例えば半導体ウエハーを加熱する用途においては、加熱面の温度を全体に均一に制御することが必要であり、使用条件下で例えば加熱面の全体にわたって±５℃以下といった厳格な仕様を満足することが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えばセラミックスヒーターを製造した後に、内部の抵抗発熱体に対して電力を供給し、目標温度まで昇温したときに、目標の均熱性が得られたものとする。しかし、このセラミックスヒーターを、実際のチャンバーに取り付けると、加熱面の温度分布が変化する。これは、セラミックスヒーターをチャンバーに取り付けるための器具との接触面の面積、接触面の形状、器具の熱容量、チャンバーの形状および熱容量、チャンバー内面の熱反射および熱吸収、チャンバー内外の気体の気圧と流れといった多数の複雑な要因によって左右される。
【０００６】
こうした理由から、セラミックスヒーターをチャンバーに取り付ける前に加熱面の均熱性が得られていた場合でも、セラミックスヒーターをチャンバーに取り付けた後には、目標の均熱性が得られないことが多い。従って、セラミックスヒーターをチャンバーに取り付けた後に、抵抗発熱体に対する電力を微調整することによって、加熱面の温度分布が小さくなるように調節する必要がある。
【０００７】
しかし、このような調節は実際には困難であった。なぜなら、抵抗発熱体に対する電力供給量を増加、減少させると、その抵抗発熱体の全体の発熱量が変化するだけであって、必ずしもセラミックスヒーター設置後の加熱面の温度分布が小さくなるわけではなく、かえって大きくなることもあるからである。また、前述したいわゆる２ゾーンヒーターは、加熱面の外周部分の平均温度や内周部分の平均温度を変化させるのには有効である。しかし、セラミックスヒーターの設置後には、加熱面の一部のみにコールドスポットやホットスポットが発生することが多く、このため有効に対応できない。
【０００８】
また、セラミックスヒーターを多数のゾーンに分割し、各ゾーンに対応してそれぞれ別個に抵抗発熱体を埋設することも考えられる。この場合には、コールドスポットがあるゾーンに対応する抵抗発熱体への電力供給量を増大させることによって、コールドスポットを消去することが可能なように見える。
【０００９】
しかし、本発明者が検討を進めると、実際にはこのような制御は困難であることが判明してきた。なぜなら、加熱面の各部分の温度は、その部分の直下の抵抗発熱体の発熱量だけでなく、他のゾーンの抵抗発熱体の発熱の影響も受けている。つまり、加熱面の温度分布は、各抵抗発熱体からの発熱量だけでなく、セラミックス基板の形状、寸法、熱容量、および基板の周辺の温度、気圧、気体の流れなどの多数の変数の相互作用によって決まっている。コールドスポットが存在するゾーンに対応する抵抗発熱体への電力供給量を増大させることによって、そのコールドスポットを消去することは可能である。しかし、この場合には、コールドスポット下の抵抗発熱体からの熱量が、隣接するゾーンへと伝達され、加熱面の温度分布のバランスを変えてしまい、ホットスポットが生成することがあり、また加熱面の平均温度を上昇させてしまう。加熱面の平均温度が上昇すると、これを低下させるために他のゾーンに対応する抵抗発熱体への電力供給量を低減する必要があるが、この場合には別のコールドスポットが生成する原因となる。従って、一つのコールドスポットを消去しても、加熱面の最高温度と最低温度との差は、かえって広がってしまうことが多い。
【００１０】
本発明の課題は、電力を供給することによって発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備えている加熱装置において、加熱装置を所定の装置に設置した後の加熱面の温度分布を、低コストで容易に低減できるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電力を供給することによって発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備えている主加熱素子、電力を供給することによって発熱する補助加熱素子、主加熱素子に電力を供給するための主電源、補助加熱素子に電力を供給するための補助電源、および主加熱素子と補助加熱素子とに対する電力供給量をそれぞれ独立して制御する電源制御装置を備えている加熱装置であって、主電源から主加熱素子に供給される電力の制御幅に対し、補助電源から補助加熱素子に供給される電力の制御幅が小さくなるように、電源制御装置によって補助加熱素子への電力供給量を制御し、加熱面の温度分布を制御するように構成されており、
前記主加熱素子が、セラミックスからなる基板と、この基板の内部に埋設されている発熱体とを備えており、前記補助加熱素子が、絶縁体板と、この絶縁体板に巻き付けられている発熱体とを備えており、前記補助加熱素子が、前記主加熱素子の周縁部上に積層されており、前記基板および前記補助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持部材、この保持部材と前記補助加熱素子との間に介在する絶縁体シートおよび前記保持部材を支持する保持枠を備えており、この保持枠の内側に前記加熱装置の背面空間が設けられていることを特徴とする、加熱装置に係るものである。
【００１２】
本発明者は、主加熱素子へと主電源から電力を供給することによって、加熱面の平均温度をほぼ目標値に保持する。これとは別に、加熱装置を所定個所に設置した後の加熱面の温度分布の微調整を目的として補助加熱素子を設置し、電源制御装置によって補助加熱素子への電力供給量を制御することを想到した。これによって、例えば加熱面にコールドスポットが発生した場合には、そのコールドスポットに対応する補助加熱素子への電力供給量を増加させ、コールドスポットを消去する。
【００１３】
ここで重要なことは、加熱装置設置後の加熱面の微調整という機能を、主加熱素子とは別の補助加熱素子に担持させ、主加熱素子とは切り離したことである。かりに、コールドスポットを主加熱素子への電力供給量の増大によって消去しようとすると、前述したように、他のゾーンへの影響が大きく、結果として加熱面の温度分布を充分に縮小させることは困難である。これは、各主加熱素子が、対応ゾーンの温度をほぼ平均温度に維持する機能を有しており、このため比較的に大電力で動作しているからである。
【００１４】
これに対して、主加熱素子に対して補助加熱素子を設置し、各補助加熱素子への電力供給量をそれぞれ独立して制御する場合には、主加熱素子がそのゾーンにおいて加熱面の温度をほぼ目標温度に維持する機能を担い、補助加熱素子がそのゾーンの温度の微調整を担う。このように機能が分離されているので、補助加熱素子への電力供給量は、主加熱素子への電力供給量に比べて非常に小さく、補助加熱素子への電力供給による他のゾーンへの熱的影響は最小限とできる。従って、比較的に低コストで、容易に加熱面の温度分布の微調整が可能になった。
【００１５】
主電源から主加熱素子に供給される電力の制御幅に対し、補助電源から補助加熱素子に供給される電力の制御幅が小さくなるように制御するとは、以下の趣旨である。主電源から主加熱素子に供給される電力の制御幅とは、この電力の制御可能な上限と下限との差のことである。この制御幅は、出力指示幅と定格最大電力との積である。定格最大電力のときの出力指示幅を１００％とし、出力０のときの出力指示幅を０％とする。そして、実際の加熱装置において制御可能な出力指示幅を百分率比によって表す。例えば、最大定格電力を５ｋＷとし、出力指示幅を０〜１００％とすると、電力制御幅は０〜５ｋＷである。補助電源から補助加熱素子に供給される電力の制御幅も同じ意味である。
例えば、補助電源の最大定格電力を２０Ｗとし、出力指示幅を０〜１００％とすると、電力制御幅は０〜２０Ｗである。このように、補助電源の制御幅は、主電源における電力の制御幅に比べて充分に小さい。このような制御幅の小さい補助電源による制御を、制御幅の大きい主電源による温度制御に組み合わせることによって、精度の高い制御が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
主加熱素子、補助加熱素子の各形態は、本発明の目的を達成することができれば、限定されない。
【００１７】
主加熱素子、補助加熱素子の各形態は上記のとおりである。
【００１８】
具体的には、主加熱素子は、絶縁体からなる基板の内部に抵抗発熱体を埋設して得られる。
【００１９】
補助加熱素子は、以下の形態が好ましい。
絶縁体からなる基板の表面に発熱体を巻き付けて得られたヒーター。
【００２０】
主加熱素子と補助加熱素子とは積層し、固定する。
【００２１】
絶縁体は特に限定されないが、汚染防止の観点からセラミックスが好ましく、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素（ｐ−ＢＮ）、炭化珪素が特に好ましい。
【００２２】
抵抗発熱体の形態は特に限定されず、線、箔、網状物、コイルスプリング状物、平板状物、リボン状物、シート状物であってよい。
【００２３】
抵抗発熱体の材質は特に限定されず、金属、導電性セラミックスであってよい。具体的な材質としては、タンタル、タングステン、モリブデン、白金、レニウム、ハフニウムからなる群より選ばれた純金属、あるいは、タンタル、タングステン、モリブデン、白金、レニウム、ハフニウムからなる群より選ばれた二種以上の金属の合金が好ましい。基板を窒化アルミニウムから構成した場合においては、抵抗発熱体の材質はモリブデン及びモリブデン合金であることが好ましい。
【００２４】
また、ニクロム線などの公知の抵抗発熱体や、カーボン、ＴｉＮ、ＴｉＣなどの導電性材料を使用することもできる。
【００２５】
補助加熱素子を主加熱素子に対して固定する方法は以下とする。
【００２６】
補助加熱素子を主加熱素子に対して機械的に固定する。
【００２７】
好適な実施形態においては、複数の補助加熱素子を主加熱素子の周縁部上に配置する。これは、加熱装置をチャンバーに固定する際には、加熱装置を構成する基板の周縁を固定することが多く、このために加熱装置の周縁部において熱伝導が多くなり、コールドスポットやホットスポットが生じやすくなる。従って、主加熱素子の周縁部において加熱面の温度を微調整するためには、主加熱素子の周縁部上に補助加熱素子を設置することが有利だからである。
【００２８】
好適な実施形態においては、複数の補助加熱素子が、主加熱素子の周縁部上に、主加熱素子の中心に対して略回転対称の位置に配置されている。ここで、回転対称とは、補助加熱素子のうちの一つを主加熱素子の中心に対して所定角度回転させると、隣接する補助加熱素子の位置と重なることを意味している。この回転角度が１８０°であると２回対称となり、１２０°となると３回対称となり、９０°となると４回対称となる。
【００２９】
好適な実施形態においては、主加熱素子が、セラミックスからなる基板と、この基板の内部に埋設されている抵抗発熱体とを備えている。本発明は、セラミックスヒーターの加熱面の温度の微調整に対して特に有用である。
【００３０】
好適な実施形態においては、補助加熱素子が、絶縁体板と、絶縁体板に巻き付けられている発熱体とを備えている。この絶縁板の材質は、前記したものを例示できる。
【００３１】
好適な実施形態においては、基板および補助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持手段を備えている。このような機械的固定手段を使用することで、熱応力が補助加熱素子と主加熱素子との界面に加わり、セラミックスが破損するのを防止できる。
【００３２】
本発明においては、主加熱素子と補助加熱素子とを積層する。ここで、好適な実施形態においては、加熱面と補助加熱素子とが互いに略平行である。これにより、加熱装置中における上下方向の熱の伝導が均一に行われる。ここでいう略平行とは、幾何学的に見て完全に平行な場合に加えて、０〜３度の範囲内にあるものをいう。
【００３３】
本発明の加熱装置の用途は特に限定されないが、化学的気相成長装置、エッチング装置、ベーキング装置、コータ用のキュアリング装置を例示できる。
【００３４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を更に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加熱装置２５を模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３および補助加熱素子４を平面的に見ている。図２は、図１の加熱装置を模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３および補助加熱素子４の断面を図示している。
【００３５】
本例では、主加熱素子３は、円板形状の基板４からなる。この基板の詳細は、種々選択可能なので、図示しない。基板４の中に抵抗発熱体を埋設することができ、基板４の表面に抵抗発熱体を付着させることができる。あるいは、基板４それ自体を抵抗発熱体として機能させることができる。４ａは加熱面であり、４ｂは背面である。７は、主加熱素子３の周縁部であり、２２は、主加熱素子３の内周部である。周縁部７は円環形状をしている。
【００３６】
本例では、周縁部７を４つのゾーンに分け、各ゾーンにそれぞれ補助加熱素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄを設置した。各補助加熱素子は、主加熱素子４の背面４ｂ上に設置されている。４つの補助加熱素子は円周方向に互いに連続しており、全体として円環形状の加熱素子を形成している。補助加熱素子は、主加熱素子４の中心Ｏに対して、４回の回転対称の位置に配置されている。即ち、各補助加熱素子を９０°回転させると、隣接する素子の位置にくる。
【００３７】
主加熱素子３の端子は、ケーブル８を通して主電源１に対して接続されている。補助加熱素子の端子は、電源制御装置２に対して接続されている。本例では、電源制御装置２は、４つの電源制御部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに分かれている。そして、各補助加熱素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、それぞれ、ケーブル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを通して、各電源制御部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して接続されている。
【００３８】
本例では、主加熱素子３への電力供給量は、主電源１によって制御する。そして、各補助加熱素子への各電力供給量は、各電源制御部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって制御する。例えば、加熱装置の設置後に、周縁部７のうち補助加熱素子５Ａのゾーンにコールドスポットが発生した場合には、対応する補助加熱素子５Ａへの電力供給を開始し、他の補助加熱素子５Ｂ、５Ｃ、５Ｄへは電力を供給しない。これによって、僅かな消費電力でコールドスポットを確実に消去でき、かつ加熱面の他の部分への影響を最小限とできる。
【００３９】
本発明の作用効果を奏する上では、補助加熱素子への電力供給量（合計値）の主加熱素子への電力供給量に対する倍率（補助加熱素子への電力供給量（合計値）／主加熱素子への電力供給量）は、１／１０以下とすることが好ましく、１／２０以下とすることが更に好ましく、１／１００以下とすることが最も好ましい。特に６００℃以上の高温で使用する場合には、主加熱素子への総電力供給量が急激に大きくなるため、１／１００以下にすることが望ましい。
【００４０】
補助加熱素子の個数は特に限定されない。ただし、加熱面のうち一部のみの温度制御を迅速に行うという観点からは、補助加熱素子の個数が３個以上であることが好ましく、４個以上であることが更に好ましい。４個以上あることが特に好ましい理由は、以下の通りである。半導体製造装置のチャンバーには、ウエハー搬入用のゲートバルブ側とチャンバー内の視認用窓がある場合が多く、加熱素子からの放熱バランスが変化しやすくなる。４個以上の補助加熱素子を設けることによって、ゲートバルブや視認用窓側の領域を加熱したり、逆にゲートバルブと視認用窓の間の領域を加熱することができる。これによって、ウエハー面内の成膜を均一化できるように、加熱素子の温度分布を微調整できるからである。
【００４１】
ただし、補助加熱素子の個数が多すぎるとかえってコストアップ要因となることから、コスト削減という観点からは、補助加熱素子の個数を３２個以下とすることが好ましい。各制御装置をＳＳＲ方式とする場合には、１２個以下とすることが好ましい。更に、各補助加熱素子を組み合わせて加熱コントロールする場合においては、８個以下としても、良好な温度分布が得られる。
【００４２】
例えば、補助加熱素子を複数設け、各補助加熱素子に対して各制御ゾーンを割り当てた場合には、各制御ゾーンにおける電力を変化させることによって、全体として良好な温度分布を得ることができる。例えば、図３において、基体を８つのゾーン１５Ａ〜１５Ｈに分割して制御するものとする。この場合には、特定の制御ゾーンの電力を変化させた場合には、隣接する制御ゾーンの温度に影響が出る。従って、ある制御ゾーンにおいては、隣接する制御ゾーンにおける電力の変動を相殺するような方向に電力を変化させることが好ましい。例えば、制御ゾーン１５Ａにおいて補助加熱装置の出力指示値が１００％であるとすると、隣接する制御ゾーン１５Ｈにおける補助加熱装置の出力指示値を０％とし、制御ゾーン１５Ｂにおける出力指示値を４０％とすることができる。
更に、ゾーン１５Ａの出力指示値を１００％とした場合に、隣接するゾーン１５Ｂ、１５Ｈの出力をそれぞれ０％、１０％とし、ゾーン１５Ｃ、１５Ｇの出力指示値をそれぞれ４０％、３０％とすることができる。ゾーン１５Ａを１００％とすることにより、ゾーン１５Ｂ、１５Ｈの温度が上がりすぎる場合には、ゾーン１５Ｃ、１５Ｇの出力を上げることにより、即ち、単にコールドスポット部を補助加熱するだけでなく、隣接する補助ゾーンの出力や、更にこれに隣接する補助ゾーンの出力までもコントロールすることにより、ヒーターの面内周方向の温度勾配までコントロールすることができるのである。
【００４３】
特に好ましくは、主加熱素子が２ゾーンヒーターまたは３ゾーンヒーターであり、補助加熱素子の個数が４〜８個である。
【００４４】
図４、図５は、図１の加熱装置２５を更に具体化した加熱装置２５Ａに係るものである。図４は、加熱装置２５Ａのブロック図であるが、主加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５Ｄを平面的に図示している。図５は、加熱装置２５Ａのブロック図であるが、主加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５Ｄの断面を図示している。
【００４５】
本例では、主加熱素子３Ａが、円板形状の基板４と、基板４中に埋設されている抵抗発熱体１１とからなる。抵抗発熱体１１は、金属線、金属箔、金属ペースト印刷電極であってよい。基板４の背面４ｂには、例えば４個の補助加熱素子５Ａ−５Ｄが設置されている。
【００４６】
各補助加熱素子は、円弧状に延びる基板９と、基板９の周囲に巻き付けられた抵抗発熱体１０とからなる。基板９は、前述したような絶縁体からなり、特に好ましくはマイカからなる。抵抗発熱体１０は、基板９の表面に、例えはらせん状に巻回されており、一種のコイルを形成している。補助加熱素子５Ａの抵抗発熱体１０の両端は、ケーブル６ａを通して電源制御部２ａに接続されており、補助加熱素子５Ｂの抵抗発熱体１０の両端は、ケーブル６ｂを通して電源制御部２ｂに接続されており、補助加熱素子５Ｃの抵抗発熱体１０の両端は、ケーブル６ｃを通して電源制御部２ｃに接続されており、補助加熱素子５Ｄの抵抗発熱体１０の両端は、ケーブル６ｄを通して電源制御部２ｄに接続されている。
【００４７】
好適な実施形態においては、基板および補助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持手段を設ける。図６、図７は、この実施形態に係るものである。図６は、図４、図５の加熱装置２５Ａを機械的に保持して得られた加熱装置１２を概略的に示す断面図である。図７は、加熱装置１２を、コータ用のキュアリング装置のチャンバーに取り付けた状態を示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、加熱装置１２は、加熱装置２５を保持部材１３によって保持して得られたものである。本例では、補助加熱素子５Ａ−５Ｄの背面側にリング状の絶縁体シート１４が設置されている。絶縁体シート１４の材質は限定されないが、耐熱性樹脂からなることが、セラミックスの割れを防止するという観点から特に好ましい。こうした耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂を例示できる。
【００４９】
本例の保持部材１３は、上側の保持部１３ａと、下側の保持部１３ｂとを備えている。保持部１３ａは基板４の加熱面４ａのエッジを保持している。保持部１３ｂは、絶縁体シート１４を介して補助加熱素子５Ａ−５Ｄをその背面側から保持している。このように、絶縁体シート１４を補助加熱素子と保持部材との間に介在させた場合には、保持部材１３を金属によって形成することが可能となる。
【００５０】
図７に示すように、加熱装置１２をチャンバー１８に取り付ける。チャンバー１８には開口１８ａが設けられており、開口１８ａの回りに台座２０を介して保持枠１９が設置されている。保持枠１９上に加熱装置１２が設置されている。加熱装置１２をチャンバー１８に設置した状態で、開口１８ａが、加熱装置１２の背面空間２４に連通しており、各ケーブルは空間２４および開口１８ａを通過し、チャンバー１８の外部に設けられた主電源および電源制御装置に接続されている。
【００５１】
加熱装置１２の加熱面４ａ上には、コータにより塗布されたウエハー１７が設置されており、所定温度に加熱されている。チャンバー１８内の空間１６には流体導入孔１５が設置されており、流体導入孔１５から矢印のように流体をウエハー１７の表面に供給し、加熱装置１２によってウエハー１７を加熱して熱硬化させる。これによって、所定の膜特性を得る。膜としては、レジトス膜の他に、低誘電率（３以下）の層間絶縁膜（Low-K膜/例えばSilk）や、キャパシタ材(例えばＳＢＴ)等が挙げられる。
【００５２】
本発明において、電源制御装置は、各補助加熱素子への電力供給量を制御するものであり、この機能を担う限りは、公知の電源制御装置を転用でき、電源制御装置の種類は限定されない。前述の例のように、各補助加熱素子に対応する複数の電源制御部に分かれている必要はない。ここで、各補助加熱素子への電力供給は、オン−オフ制御することができる。あるいは、各補助加熱素子への電力供給量を、０と最大値との間で連続的に制御することができる。
【００５３】
【実施例】
以下、具体的な実験結果について述べる。図６に示すような加熱装置１２を製造し、図７に示すようにコータ用キュアリング装置のチャンバーに加熱装置１２を設置した。
【００５４】
主加熱素子３Ａとしてはセラミックスヒーターを用いた。このヒーターを構成するセラミックスはＡｌＮであり、抵抗発熱体はモリブデン線からなる。ヒーター３Ａの加熱面４ａの直径は320ｍｍであり、ヒーター３Ａの厚さは
４ｍｍである。基板４中に熱電対を挿入し、埋設した。
【００５５】
補助加熱素子５Ａ−５Ｄの基板９はマイカによって形成し、抵抗発熱体１０はニクロム線にした。保持部材１３はステンレス鋼によって形成した。絶縁体シート１４はポリイミド樹脂によって形成した。補助加熱素子の外径は３００ｍｍであり、内径は２２０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。
【００５６】
こうして得られた加熱装置１２をチャンバー１８に取り付け、主加熱素子３Ａに対して電力を供給し、熱電対による測定温度が２００℃になるようにした。このときの主電源の出力は３４２．６ワットであった。このとき、加熱面４ａの温度分布をＲＴＤウエハーによって観測し、最高温度と最低温度との差を測定したところ、５．２℃であった。全体として加熱面の内周部の温度が高く、周縁部の温度が低くなっていた。しかし、加熱面の周縁部の温度は一定ではなく、周縁部の約１／４ほどは内周部と同程度の高温になっていた。
【００５７】
次いで、主電源からの電力供給量を低下させ、周縁部に設置された補助加熱素子に電力を供給した。ただし、周縁部のうち高温のゾーンに対応する補助加熱素子には電力を供給しなかった。そして、熱電対での測定温度が２００℃となるようにした。
【００５８】
この状態では、主加熱素子に対する電力供給量は３３４．２ワットであり、補助加熱素子への電力供給量は合計で８．５ワットであった。そして、この状態で加熱面の最高温度と最低温度との差を測定したところ、１．１℃とすることができた。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電力を供給することによって発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備えている加熱装置において、加熱装置を所定の装置に設置した後の加熱面の温度分布を、低コストで容易に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱装置２５を模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３および補助加熱素子５Ａ−５Ｄが平面的に示されている。
【図２】図１の加熱装置２５を模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３および補助加熱素子５Ａ−５Ｄの断面が示されている。
【図３】制御ゾーンの分割例を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る加熱装置２５Ａを模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５Ｄが平面的に示されている。
【図５】図４の加熱装置２５Ａを模式的に示すブロック図であり、主加熱素子３Ａおよび補助加熱素子５Ａ−５Ｄの断面が示されている。
【図６】図４、図５の加熱装置２５Ａを保持部材１３によって固定して得られた加熱装置１２を示す断面図である。
【図７】図６の加熱装置１２をチャンバー１８に取り付けた状態を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１主電源２電源制御装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ電源制御部３、３Ａ主加熱素子４主加熱素子の基板４ａ加熱面４ｂ背面５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ補助加熱素子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、８電力供給ケーブル７周縁部９補助加熱素子の基板１０補助加熱素子の抵抗発熱体１１基板４内の抵抗発熱体１２、２５、２５Ａ加熱装置１３保持部材１４絶縁体シート１５コータ１７ウエハー１８チャンバー２２内周部

Claims

電力を供給することによって発熱し、被加熱物を加熱する加熱面を備えている主加熱素子、電力を供給することによって発熱する補助加熱素子、前記主加熱素子に電力を供給するための主電源、前記補助加熱素子に電力を供給するための補助電源、および前記主加熱素子と前記補助加熱素子とに対する電力供給量をそれぞれ独立して制御する電源制御装置を備えている加熱装置であって、
前記主電源から前記主加熱素子に供給される電力の制御幅に対し、前記補助電源から前記補助加熱素子に供給される電力の制御幅が小さくなるように、前記電源制御装置によって前記補助加熱素子への電力供給量を制御し、前記加熱面の温度分布を制御するように構成されており、
前記主加熱素子が、セラミックスからなる基板と、この基板の内部に埋設されている発熱体とを備えており、前記補助加熱素子が、絶縁体板と、この絶縁体板に巻き付けられている発熱体とを備えており、前記補助加熱素子が、前記主加熱素子の周縁部上に積層されており、前記基板および前記補助加熱素子を機械的に積層状態に保持する保持部材、この保持部材と前記補助加熱素子との間に介在する絶縁体シートおよび前記保持部材を支持する保持枠を備えており、この保持枠の内側に前記加熱装置の背面空間が設けられていることを特徴とする、加熱装置。