JP5869905B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータと、ヒータ支持体と、反射部材と、ウェハ支持体とを備える加熱装置に関する。

従来、ウェハを加熱する加熱装置が知られている。詳細には、加熱装置は、ヒータ（例えば、セラミックヒータ）と、ヒータ支持体と、反射部材と、ウェハ支持体を有する。ヒータは、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。ヒータ支持体は、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。ヒータの表面側には、ウェハ支持体が設けられる。ヒータ支持体の表面には、ヒータの裏面がヒータ支持体の表面に載置されるように、ヒータが設けられる。ヒータ支持体の裏面側には、反射部材が設けられる（例えば、特許文献１）。

ここで、ヒータ支持体は、例えば、透明石英ガラスによって構成されており、ヒータの熱を反射部材側に透過して、反射部材で反射される輻射熱をウェハ支持体側に透過する。これによって、反射部材で反射される輻射熱が利用される（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−０７７４５１号公報

ところで、反射部材は、ヒータ支持体を透過する熱を反射する金属材料によって構成される。ここで、ウェハの加熱温度が６００℃以下であれば、反射部材の変形が生じないが、ウェハの種類（例えば、化合物半導体ウェハ）によっては、ウェハの加熱温度が１０００℃程度であるケースが想定され、このようなケースでは、反射部材の変形が生じてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ウェハの加熱温度が高温である場合において、反射部材の変形を抑制することを可能とする加熱装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る加熱装置は、ヒータと、ヒータ支持体と、反射部材と、ウェハ支持体とを備える。前記ヒータは、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。前記ヒータ支持体は、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。前記ヒータの表面側には、前記ウェハ支持体が設けられる。前記ヒータ支持体の表面には、前記ヒータの裏面が前記ヒータ支持体の表面に載置されるように、前記ヒータが設けられる。前記ヒータ支持体の裏面側には、前記反射部材が設けられる。前記ヒータ支持体の光透過率は、１０％以下である。

第１の特徴において、前記ヒータ支持体は、前記ウェハ支持体を支持する支柱を一体として有する。前記支柱は、光透過率が少なくとも１０％よりも大きい光透過部材によって構成される。

第１の特徴において、前記ヒータは、セラミックヒータである。

第１の特徴において、加熱装置は、少なくとも前記反射部材を支持する支柱が設けられたベースフランジを備える。前記ベースフランジは、ステンレス鋼材によって構成される。

第１の特徴において、前記反射部材は、炭化ケイ素によって構成される本体及びステンレス鋼材が積層された構造を有する。

本発明によれば、ウェハの加熱温度が高温である場合において、反射部材の変形を抑制することを可能とする加熱装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る加熱装置１００を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る支柱１４０の配置を示す図である。 図３は、不透明石英ガラスと透明石英ガラスとの比較を示す図である。

以下において、本発明の実施形態に係る加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る加熱装置は、ヒータと、ヒータ支持体と、反射部材と、ウェハ支持体とを備える。前記ヒータは、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。前記ヒータ支持体は、板状形状を有しており、表面及び裏面を有する。前記ヒータの表面側には、前記ウェハ支持体が設けられる。前記ヒータ支持体の表面には、前記ヒータの裏面が前記ヒータ支持体の表面に載置されるように、前記ヒータが設けられる。前記ヒータ支持体の裏面側には、前記反射部材が設けられる。前記ヒータ支持体の光透過率は、１０％以下である。

実施形態では、ヒータ支持体の光透過率は、１０％以下である。従って、ヒータ支持体を透過して反射部材に到達する輻射熱が低下し、反射部材の変形が抑制される。

［第１実施形態］
（加熱装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る加熱装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る加熱装置１００を示す図である。

第１に、加熱装置１００は、図１に示すように、ベースフランジ１０と、ヒータ２０と、ヒータ支持体３０と、反射部材４０と、ウェハ支持体５０とを有する。

ベースフランジ１０は、板状形状を有しており、加熱装置１００の土台を構成する。ベースフランジ１０は、例えば、ステンレス鋼材（ＳＵＳ：Ｓｔｅｅｌ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）によって構成される。

ヒータ２０は、板状形状を有しており、表面２１及び裏面２２を有する。ヒータ２０は、例えば、セラミックヒータ（ＳｉＣヒータ）である。但し、ヒータ２０は、セラミックヒータに限定されるものではない。

ヒータ支持体３０は、板状形状を有しており、表面３１及び裏面３２を有する。ヒータ支持体３０の表面３１には、ヒータ２０の裏面２２がヒータ支持体３０の表面３１に載置されるようにヒータ２０が設けられる。

ここで、ヒータ支持体３０の光透過率は、１０％以下である。例えば、ヒータ支持体３０は、不透明石英ガラスによって構成される。ヒータ支持体３０を構成する不透明石英ガラスの強度（圧縮強さ）は、１０００ＭＰａ〜１２００ＭＰａである。

反射部材４０は、板状形状を有する。反射部材４０は、ヒータ支持体３０の裏面３２側に設けられる。反射部材４０は、所定熱反射率を有する金属によって構成される。或いは、反射部材４０は、炭化珪素（ＳｉＣ）によって構成される。或いは、反射部材４０は、炭化珪素（ＳｉＣ）によって構成される本体及びステンレス鋼材が積層された構造を有する。なお、このようなケースにおいて、ステンレス鋼材がヒータ支持体３０の裏面３２側に露出することは勿論である。

ウェハ支持体５０は、板状形状を有しており、表面５１及び裏面５２を有する。ウェハ支持体５０は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）によって構成される。ウェハ支持体５０の表面５１には、ウェハ２００が載置される。ウェハ２００は、例えば、化合物半導体ウェハである。

第２に、加熱装置１００は、図１に示すように、支柱群（支柱１１０、支柱１２０、支柱１３０、支柱１４０）を有する。

支柱１１０は、ベースフランジ１０上に設けられており、ウェハ支持体５０の裏面５２からウェハ支持体５０を支持する。支柱１１０は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）によって構成される。

支柱１２０は、ベースフランジ１０上に設けられており、反射部材４０を支持する。支柱１２０は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）によって構成される。

支柱１３０は、反射部材４０上に設けられており、ヒータ支持体３０の裏面３２からヒータ支持体３０を支持する。支柱１２０は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）によって構成される。

支柱１４０は、ヒータ支持体３０と一体として形成されており、ウェハ支持体５０の裏面５２からウェハ支持体５０を支持する。支柱１４０は、光透過率が少なくとも１０％よりも大きい光透過部材によって構成される。支柱１４０は、例えば、透明石英ガラスによって構成される。支柱１４０を構成する部材の強度（圧縮強さ）は、７５ＭＰａ〜１１０ＭＰａである。また、コールドスポットを抑制するために要求される支柱１４０を構成する部材の光透過率は、８０％〜１００％である。

ここで、支柱１４０は、ヒータ支持体３０に溶接される。また、支柱１４０は、支柱１３０に溶接されていてもよい。

なお、図２に示すように、ヒータ支持体３０の表面３１側から見て、支柱１４０は、少なくとも３箇所以上に設けられることが好ましい。また、複数の支柱１４０は、表面３１の中心点Ｏを中心とする同心円上において等間隔で配置されることが好ましい。

（作用及び効果）
第１実施形態では、ヒータ支持体３０の光透過率は、１０％以下である。従って、ヒータ支持体３０を透過して反射部材４０に到達する熱が低下し、反射部材４０の変形が抑制される。

第１実施形態では、ウェハ支持体５０を支持する支柱１４０がヒータ支持体３０と一体として形成される。従って、ヒータ支持体３０（ヒータ２０）とウェハ支持体５０との位置関係（同軸度及び平行度）が維持される。

第１実施形態では、光透過率が少なくとも１０％よりも大きい光透過部材によって支柱１４０が構成される。従って、ヒータ２０の熱が支柱１４０を透過してウェハ支持体５０に導かれる。すなわち、ウェハ支持体５０の表面５１において、コールドスポットの発生が抑制される。

なお、図３に示すように、不透明石英ガラスの密度は、透明石英ガラスの密度よりも低い。不透明石英ガラスは、透明石英ガラスと比べて、曲げ強度、引張強さ、圧縮強さのいずれにおいても劣っている。

ここで、ヒータ支持体３０の材料として不透明石英ガラスを用いることによって、ヒータ支持体３０の強度が低下するが、支柱１４０が透明石英ガラスを用いてヒータ支持体３０に溶接されて、支柱１４０がヒータ支持体３０と一体として形成されるため、ヒータ支持体３０（ヒータ２０）とウェハ支持体５０との位置関係（同軸度及び平行度）の悪化が抑制されることに留意すべきである。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、支柱１４０がヒータ支持体３０と一体として形成される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。支柱１４０は、ヒータ支持体３０と別体として形成されてもよい。

実施形態では、ベースフランジ１０上に支柱１１０及び支柱１２０が設けられる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。ベースフランジ１０上には、少なくとも反射部材４０を支持する支柱１２０が設けられていればよい。

１０…ベースフランジ、２０…ヒータ、３０…ヒータ支持体、４０…反射部材、５０…ウェハ支持体、１００…加熱装置、１１０〜１４０…支柱、２００…ウェハ

Claims (4)

1. ヒータと、ヒータ支持体と、反射部材と、ウェハ支持体とを備える加熱装置であって、
   前記ヒータは、板状形状を有しており、表面及び裏面を有しており、
   前記ヒータ支持体は、板状形状を有しており、表面及び裏面を有しており、
   前記ヒータの表面側には、前記ウェハ支持体が設けられており、
   前記ヒータ支持体の表面には、前記ヒータの裏面が前記ヒータ支持体の表面に載置されるように、前記ヒータが設けられており、
   前記ヒータ支持体の裏面側には、前記反射部材が設けられており、
   前記ヒータ支持体の前記ヒータから放出される光の光透過率は、１０％以下であり、
   前記ヒータ支持体は、前記ウェハ支持体を支持する支柱を一体として有しており、
   前記支柱は、前記ヒータから放出される光の光透過率が少なくとも１０％よりも大きい光透過部材によって構成されることを特徴とする加熱装置。
2. 前記ヒータは、セラミックヒータであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 少なくとも前記反射部材を支持する支柱が設けられたベースフランジを備え、
   前記ベースフランジは、ステンレス鋼材によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
4. 前記反射部材は、炭化ケイ素によって構成される本体及びステンレス鋼材が積層された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
   
   

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