加熱装置
【課題】被加熱材を支持する微小な突起が加熱面に形成されている加熱装置において、突起の接触部と非接触部との温度差を解消して、ウエハなどの被加熱材を均一に加熱する加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱装置１は、セラミックス基体２とこのセラミックス基体に取り付けられた発熱体３とを備えている。セラミックス基体２は被加熱材を加熱する加熱面２ａを有し、この加熱面２ａに上面が平らな複数の突起２１が形成されている。突起２１の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、突起２１が突出する加熱面２ａの底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍである。
【解決手段】加熱装置１は、セラミックス基体２とこのセラミックス基体に取り付けられた発熱体３とを備えている。セラミックス基体２は被加熱材を加熱する加熱面２ａを有し、この加熱面２ａに上面が平らな複数の突起２１が形成されている。突起２１の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、突起２１が突出する加熱面２ａの底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置、より詳しくは、半導体デバイスの製造工程で基板として用いられるウエハ又はその他の板状の被加熱材を加熱するための加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体製造装置を用いてウエハ上へ酸化膜等を形成するために加熱処理が施される。この半導体製造装置における、ウエハを加熱するための加熱装置には、加熱面を有する円盤状のセラミックス基体中に線状の抵抗発熱体が埋設されたセラミックスヒータがある。このセラミックスヒータは、半導体製造プロセスに使用される成膜装置ばかりでなく、板状の被加熱材の表面をドライエッチングする表面処理装置等に用いられても有利に適合するものである。
【０００３】
セラミックスヒータは、プロセス成膜性の向上や歩留まりの向上や製品品質の向上のために、ウエハを面内で均一に加熱すること（均熱性）が求められている。そのために、従来のセラミックスヒータには、例えば、加熱面の反対側に反射板を設け、抵抗発熱体から加熱面の反対側に放出される熱を、この反射板により反射させて効率的で均一な加熱を可能としたセラミックスヒータがある（特許文献１）。
【０００４】
また、従来のセラミックスヒータは、セラミックス基体の加熱面とウエハとの密着性を高めることにより、均熱性を良好なものとしていた。そのために、セラミックス基体の加熱面は、ラッピング加工により、できるだけ平坦化、平滑化されていた。ところが、加熱面が平坦化、平滑化され、ウエハの裏面の全面がセラミックス基体の加熱面と密着するセラミックヒータでは、この加熱面上に付着しているパーティクルがウエハの裏面に付着する量が増加してしまい、ウエハ清浄性を損なってしまう。これは、製品の品質に良くない影響を及ぼす可能性がある。なお、このパーティクルは、セラミックス基体表面の剥離物、ＣＶＤ法による成膜時の生成物、加熱装置の壁面の剥離物などから生じる。
【０００５】
そのため、近年では、セラミックス基体の加熱面に複数の微小な突起（エンボス）を複数個形成して、この突起の先端でウエハを支持するセラミックスヒータがある。このようなセラミックスヒータでは、ウエハが突起の先端部のみで接触し、加熱面の全面とは接しないから、加熱面上に付着しているパーティクルがウエハへ付着する量を低減することができる。
【特許文献１】特開２００３−１５１７２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックス基体の加熱面に微小な突起が形成されたセラミックスヒータでは、これらの突起と接触している部分のウエハ温度が、非接触の部分の温度よりも高くなり、ウエハの均熱性が悪いという問題があった。このような突起の接触部と非接触部との局所的なウエハ温度の相違については、上記した反射板を設けたセラミックスヒータでも十分に解消することはできなかった。
【０００７】
近年、半導体ウエハの均熱性に対する要求は厳しくなる一方であり、より均熱性の高いセラミックスヒータが求められているところである。
【０００８】
そこで本発明は、加熱面に微小な突起が形成されている加熱装置において、突起の接触部と非接触部との温度差を有利に解消することができ、ウエハなどの被加熱材を均一に加熱することができる加熱装置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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の加熱装置は、被加熱材を加熱する加熱面を有し、この加熱面に、前記被加熱材に対向する上面が平らな複数の突起が形成されたセラミックス基体と、このセラミックス基体に取り付けられた発熱体とを備え、前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、前記突起が突出する加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加熱装置によれば、セラミックス基体の加熱面について、突起の上面の表面粗さと加熱面の底面の表面粗さを異ならせたことにより、被加熱材に対する熱放射率を異ならせ、これにより被加熱材の突起接触部と非接触部との温度の相違を解消することができ、よって均熱性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るセラミックスヒータの一実施例の模式的な縦断面図である。同図において、加熱装置１は、円盤状のセラミックス基体２を備えている。このセラミックス基体２の内部には、抵抗発熱体３が埋設されている。この円盤状のセラミックス基体２の一方の面には、このセラミックス基体２により加熱される被加熱材、例えばウエハを加熱するための加熱面２ａを有している。図１に示したセラミックス基体２では、セラミックス基体２上に載置されて加熱されるウエハの直径に合わせた凹部（ポケット）が形成されていて、この凹部の底面が加熱面２ａになる。この加熱面２ａには、その底面から突出する微小な突起２１が複数個形成されている。なお、図１においては、突起２１が加熱面２ａに形成されていることの理解を容易にするために、実際の突起の高さ、直径よりも突起２１を大きく図示している。すなわち、本発明の加熱装置における突起２１の大きさは、図１に示された寸法、比率に基づいて解釈されるものではない。
【００１３】
円盤状のセラミックス基体２の他方の面には、中空なシャフト４が固着されている。このシャフト４の内側には、リード線（給電棒）５が配設されている。このリード線５の先端部は、発熱体３の電極と接続している。
【００１４】
図２は、図１に示すセラミックス基体２の加熱面２ａ近傍の拡大図である。なお、図２においても、理解の容易のため、突起２１を実際の高さ、直径よりも大きく図示している。図２に示されるように、被加熱材であるウエハＷは、セラミックス基体２の加熱面側に形成された凹部に位置合わせして載置され、この加熱面の底面から突出して形成された突起２１の上面に接した状態で突起２１により支持される。そして、セラミックス基体２内に埋設された発熱体を、図示しない電源からリード線５を介して通電することにより発熱させてウエハＷの加熱を行う。このとき、従来の加熱装置では、ウエハＷにおける突起２１の上面に接した部分（接触部）と接していない部分（非接触部）とでは、加熱温度に差が生じることは既に述べたとおりである。
【００１５】
そして、このような接触部と非接触部との加熱温度の相違による均熱性の低下は、従来の加熱装置の均熱手段、例えば、反射板を設けたり、セラミックス基体２の加熱面とは反対側の面の伝熱状態や放熱状態を調整したり、発熱体３の配置方法を変更したりしても、十分に改善されるものではなかった。
【００１６】
これに対して、本実施形態の加熱装置１では、ウエハＷと接触する突起２１の上面の表面粗さを中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下とするとともに、セラミックス基体２の加熱面２ａにおける突起２１が突出している底面、換言すれば、加熱面２ａにおける突起２１以外の部分の表面粗さを中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下とする。
【００１７】
発明者らの知見によれば、本発明に係る加熱装置１の使用条件である４００℃以上の真空下では、セラミックス基体２の加熱面からの放熱は、輻射が支配的となる。そして、加熱面２ａの表面粗さと輻射による熱放射率とには関係があり、加熱面２ａの表面粗さを表面加工等によって調整することにより、輻射によるウエハＷの加熱の程度を制御することが可能になる。
【００１８】
本発明に係る加熱装置１においては、加熱面２ａの底面と突起２１の上面との表面粗さが異なり、突起２１の上面の表面粗さが小さく、加熱面２ａの底面の表面粗さが大きい構成とすることにより、突起２１の上面からの熱放射率を相対的に減らし、加熱面２ａの底面からの熱放射率を相対的に増やす。これにより、固体接触熱伝導と放射熱伝導の相違を小さくし、ウエハに対する放熱量を均一にすることができるので、突起２１との接触部のみでウエハＷ温度が局所的に高くなることを抑制し、ウエハＷの均熱性を著しく向上させることができる。更には、表面粗度の管理により、セラミックス基体２の加熱面２ａとウエハとの接触面積低減の効果と相俟って、加熱面２ａからウエハに付着するパーティクルの数を最小限とすることが可能となり、半導体製造プロセスをより清浄に保つ事ができるようになる。
【００１９】
このような本発明に係る加熱装置の構成は、従来の加熱装置が、ウエハの均熱性を高めるために、セラミックス基体２の加熱面２ａをできるだけ均一に加熱できるようにする構成とは顕著に異なる。
【００２０】
突起２１の上面の表面粗さは、中心線平均粗さで０．８μｍを超えると、加熱面２ａの底面の表面粗さとの差が小さくなり、ウエハＷにおける突起２１との接触部と非接触部との温度差を解消する効果が小さくなるので、本発明で所期した効果を得るのが難しくなる。したがって、突起２１の上面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下とする。
【００２１】
また、加熱面２ａの底面の表面粗さがＲａで０．９μｍに満たないと、突起２１の上面の表面粗さとの関係で、両者の表面粗さの差が小さくなり、ウエハＷにおける突起２１との接触部と非接触部との温度差を解消する効果が小さくなる。一方、２．０μｍを超えると、加熱面２ａ上に付着したパーティクルが除去され難くなり、製品の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、加熱面２ａの底面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下の範囲とする。
【００２２】
突起２１の上面の表面粗さ及び加熱面２ａの底面の表面粗さについて、より好ましい範囲は、突起２１の上面の表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．６μｍ以下であり、また、加熱面２ａの底面の表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．２μｍ以上、１．６μｍ以下である。これらの範囲に表面粗さを調整することにより、均熱性をいっそう向上させることができる。
【００２３】
また、加熱面２ａの底面の表面については、上述したように中心線平均粗さで表される表面粗さのばらつきが、加熱面２ａ内において０．２μｍ以下とする。加熱面２ａの底面の表面粗さのばらつきを０．２μｍ以下にすることにより、放射熱伝導の分布を小さくすることが可能になるため、加熱面の底面からの放熱量を、加熱面内でいっそう均一にすることができ、均熱性を向上させることができる。
【００２４】
なお、加熱面２ａの底面の表面粗さ、及び表面粗さのばらつきについては、加熱面２ａの底面の任意の複数点で中心線平均粗さを測定し、その複数点の平均値及びその平均値と各測定点における値との差の最大値として求めることができる。測定点は、加熱面２ａの全面から均等に測定点を定めることが、全体の分布を反映する観点から好ましいが、これは突起２１の配置デザインを制限しない。３００ｍｍウエハを加熱するためのセラミックス基体２の加熱面２ａの場合の測定点は、例えば、加熱面２ａの中心から三重の同心円状の測定点を合計２５点で定め、これらの測定点で表面粗さを測定することにより求めることができる。
【００２５】
セラミックス基体２の加熱面２ａ以外の表面粗さは、突起２１上面の表面粗度以下とすることが好ましい。そうすることで、加熱面２ａ以外からの放熱量が減り、ウエハの均熱性をより向上させることができる。
【００２６】
突起２１は、ウエハＷに対向する先端部に平らな上面を有する形状になる。この突起２１の上面の平面形状は、例えば円形にすることができる。もっとも、平面形状は円形なものに限定されず、種々の平面形状とすることができる。図３は、突起２１の平面形状の例を示す模式図である。同図（ａ）は、突起２１Ａの上面が真円形状である例、同図（ｂ）は突起２１Ｂの上面が長円形状である例、同図（ｃ）は、突起２１Ａの上面が概略弓形である例である。突起２１の平面形状は、図３に図示した例に限られないことはいうまでもない。
【００２７】
突起２１の上面の大きさは、図３（ａ）に示した真円形状の場合にはその直径にて、また、同図（ｂ）や同図（ｃ）に示されるような真円形以外の形状の場合には、その形状の上面の面積と同一面積になる真円の直径（以下、これらを総称して「円相当の直径」という。）にて、０．５〜３ｍｍの範囲とする。円相当の直径が０．５ｍｍに満たないと、突起２１の形状が崩れて突起２１の上面が平らとなるのが難しくなり、ウエハＷを支持するために必要な表面積を得ることが困難となる。また、円相当の直径が３ｍｍを超えると、ウエハＷの加熱は、突起２１とウエハとの接触による熱伝達が支配的となり、熱放射率の調整によって突起２１の上面と接する部分のウエハＷにおける高温部との温度差を是正するという本発明の効果を得るのが困難になる。したがって、突起２１の上面の大きさは、円相当の直径で、０．５〜３ｍｍの範囲とする。
【００２８】
本発明に従う加熱装置１のセラミックス基体２の加熱面２ａに形成された突起の縦断面形状は、図４（ａ）に示すように矩形断面形状の突起２１とすることができるし、また、図４（ｂ）に示されるように、台形断面形状の突起２２とすることもできる。いずれにせよ、本発明に係る加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起は、被加熱材と接する上面が平らである。
【００２９】
これに対して、図５に比較例として示す縦断面図で示される三角形断面形状の突起１０２は、本発明に係る加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起には含まれない。このような上端部が鋭利な点状であり、平面を有していない突起や、加熱面の底面の表面粗さに由来する表面の凹凸の凸部は、上面が平らではないので本発明の加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起には包含されない。要するに本発明の加熱装置において形成されている突起は、被加熱材を支持する所定の面積を有する平らな上面を有することが必要である。
【００３０】
突起２１、突起２２の高さｈは、５〜４０μｍの範囲とする。突起の高さが５μｍに満たないと、均熱性が劣化し、また、加熱面２ａに付着しているパーティクルがウエハＷに付着する量が増えるおそれがある。突起の高さが４０μｍを超える場合もまた、均熱性が劣化する。この突起の高さは、５〜４０μｍの範囲内で、被加熱材の均熱性が良好になる値として適宜選択する。
【００３１】
突起２１の配置、個数及び加熱面全体に対する面積割合については特に限定しないが、接触部が集中してウエハＷに高温部が発生することを防ぐため、各突起２１を等間隔となるように配置することが好ましい。そして、ウエハを専ら突起２１により支持する目的から、突起２１の個数は5個以上とすることが好ましい。また、ウエハＷへのパーティクル付着量をより低減するためには、突起２１の上面の総面積（ウエハとの接触面積）は、支持するウエハ面積の１０％以下とすることがより好ましい。
【００３２】
セラミックス基体２における加熱面２ａの底面と突起２１の上面との表面粗さの相違は、突起２１の上面に相当する表面の仕上げ加工と、底面に相当する表面の仕上げ加工とを異ならせることにより得ることができる。例えば、加熱装置１の製造時における加熱面２ａの表面加工の際に、突起２１の上面に相当する表面をラッピング加工等により研磨し、次いで突起２１に相当する部分にマスキングをした後、ブラスト加工によりマスキング部分以外の部分を表面研削を行って突起２１及び底面を形成し、その後に突起２１の上面に残存するマスキング材を取り除くことにより、加熱面２ａの底面と突起２１の上面とを所定の表面粗さとすることができる。その他、研削砥石を用いた突起形成によっても、所定の表面粗さとすることが可能である。
【００３３】
本発明に係る加熱装置１において、セラミックス基体２の構成は特に限定されない。例えば、セラミックス基体２は、図１に示したような盤状体内に抵抗発熱体を埋設したものであってよく、あるいはセラミックス基体２の背面側に発熱体を設置するものであってよい。セラミックス基体２の材料としては、好ましくは、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びサイアロンなどの窒化物セラミックス、アルミナ−炭化ケイ素複合材料などがあり、またこれらに限らず公知のセラミックス材料であってもよい。加熱装置の使用時の雰囲気中に含まれるハロゲン系ガスなどの腐食性ガスに対して高い耐腐食性を付与するためには、窒化アルミニウムやアルミナが特に好ましい。また、いわゆるシースヒータであってもよい。
【００３４】
セラミックス基体２の形状は特に限定されないが、円板形状が好ましい。加熱面２ａの表面形状は、ポケット形状、エンボス形状、溝形状が施される場合もある。セラミックス基体２の製法は限定されないが、ホットプレス製法、ホットアイソスタティックプレス製法が好ましい。
【００３５】
更に、セラミックス基体２に設置された発熱体３は、シングルゾーン制御であってよく、マルチゾーン（例えばデュアルゾーン）制御であってよい。
【００３６】
発熱体３の形状は、線状なものに限られず、コイル形状、リボン形状、メッシュ形状、板状、膜状であってよい。また、発熱体の材質は、タングステン、モリブデン等の高融点金属や、ＳＵＳ、インコロイ、ハステロイ等のＮｉ基合金であってよい。
【００３７】
本発明の加熱装置は、半導体製造装置一般に好適に適用できる。ここで半導体製造装置とは、幅広い半導体製造プロセスにおいて使用される装置のことを意味している。これには、成膜装置の他、エッチング装置、ベーキング装置、キュアリング装置、クリーニング装置、検査装置が含まれる。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
ＡｌＮ原料粉末をスプレードライヤにて造粒粉として、ＲＦ電極（Ｍｏメッシュ）及び発熱体（Ｍｏコイル）を造粒粉内に埋設して一軸プレス成形した後、ホットプレスにて、１９００℃、１００ｋｇ／ｃｍ２、Ｎ２ガス雰囲気中にて焼成した、セラミックス基体の焼成体を得た。
【００３９】
この焼成体に外形加工及び各部の穴（熱電対用穴、端子穴など）形成の一次加工をした後、ＡｌＮ製のシャフトを固相接合してシャフト接合体とした後、外形の仕上げ加工をして、洗浄した。
【００４０】
このシャフト接合体のセラミックス基体部の寸法は、直径３３０ｍｍ、厚さ１５ｍｍである。端子穴は直径７ｍｍ、深さ７ｍｍ、ザグリ穴はインサートとの隙間が０．２ｍｍとなるように、適宜、インサートの形状に合わせて開けた。シャフトの寸法は外径５５ｍｍ、肉厚３ｍｍである。
【００４１】
その後、ロウ材、応力緩和用インサート材、雰囲気保護管、給電棒をセットし、真空炉にて１×１０−３Ｐａの真空度で約１０００℃まで昇温してセラミックス基体に埋設された発熱体の電極と給電棒とをロウ接合した。ロウ材は直径が３ｍｍ、厚さが０．３ｍｍ、応力緩和用インサート材としてのＴｉ箔は直径が３ｍｍ、厚さが０．０１ｍｍ、給電棒は直径が４ｍｍ、長さが３００ｍｍであった。
【００４２】
このようにして発熱体埋設型のAlN製セラミックスヒータを作成した。
【００４３】
次に、このセラミックスヒータの表面の３００ｍｍウエハを戴置させる部分に、深さ１ｍｍのポケットを形成し、その表面を研磨した。その表面について研磨後の表面粗度を測定したところ、中心線平均粗さＲａで０．８μｍであった。研磨後の表面に直径φ１．０ｍｍのマスクを互いの間隔が等分となるように３５点配置してから、サンドブラストによって、マスクが配置された表面以外の表面のAlNを研削除去した。ブラスト後、マスクを剥がし取ることにより、突起（エンボス）を形成した。エンボスの高さ及びエンボスが突出する底面の表面粗さの調整は、ブラスト粒度、ブラスト圧力、ブラスト時間の調整で行った。なお、エンボスの形成は、本実施例で用いられたブラスト処理に限られず、その他、研削砥石でも可能である。なお、セラミックス基体の加熱面以外の表面粗度は、Ｒａで１．０μｍであった。
【００４４】
次に、エンボス底面の表面粗度分布を次の方法によって測定した。図６に表面粗度測定位置を示す。測定位置は、中心、半径Ｒが５０ｍｍ、Ｒが１００ｍｍ及びＲが１４０ｍｍの同心円上に中心から周方向に８等分となるように直線を延ばし、これらの直線と円との交点の２５点とした。各測定位置において、中心からから外周へ向かう径方向のプロファイルを形状測定機にて取得し、測定距離５ｍｍでＲａを測定した。測定方法はＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠した。これら２５点の測定点の平均値をエンボス底面の表面粗度とした。
【００４５】
次に、セラミックスヒータを半導体製造装置の加熱チャンバーに設置し、加熱面にベアウエハを戴置した。セラミックスヒータを窒素ガス中で４５０℃まで昇温し、ベアウエハの温度均一性（均熱性）を放射温度計によって測定した。ここで温度均一性とは、３００ｍｍのウエハの外周３ｍｍを除く面内の最高温度と最低温度の差分ΔＴで定義することができる。この測定結果を表1に示す。
【表１】
【００４６】
表１から分かるように、突起の上面の表面粗さ及び加熱面の底面の表面粗さが本発明の範囲を満たし、更に、突起の高さ及び加熱面の底面の表面粗さのばらつきが、好適な範囲になる実施例は、ウエハの温度均一性について特に良好な結果が得られている。
【００４７】
［実施例２］
実施例１と同様にして作成したセラミックスヒータについて、エンボス形成前のポケット面の表面粗度（エンボス上面の表面粗度に当たる）をＲａで０．６μｍ、及び０．４μｍの２条件とし、更にはエンボス底面表面粗度をＲａで１．０μｍ、１．２μｍ及び１．６μｍの３条件として、同様にヒータサンプルを作成した。その結果を表２に示す。
【表２】
【００４８】
表２から分かるように、エンボス上面の表面粗度及びエンボス底面表面粗度が好適な範囲になる実施例は、ウエハの温度均一性（均熱性）についてよりいっそう向上した結果が得られている。
【００４９】
［実施例３］
次に同様にして、セラミックス基体の加熱面以外の表面粗度をエンボス上面と同じＲａで０．８μｍとした。このときの他の条件は上記実施例１と同じである。その結果、ΔＴは１．８℃となり、より均熱性が向上することが分かった。なお、均熱性はΔＴが小さくなればなるほど、さらに小さくするのが非常に困難になる。したがって、例えば、ΔＴ＝２．５℃とΔＴ＝１．５℃の違いは，加熱装置の効果からすると極めて大きく、かつ、最近の半導体製造装置において要求される均熱性は、ますます小さくなってきているため、ΔＴで１℃の均熱性向上は、実質的に非常に有意義である。
【００５０】
［実施例４］
次に研削面に貼るマスクの大きさをそれぞれ変えて、サンドブラストにてエンボスを形成し、エンボス直径の異なるヒータサンプルを得た。このヒータについて、同様にして温度測定実施した結果を表３に示す。
【表３】
【００５１】
表３から分かるように、エンボスの直径が３．０ｍｍを超えると、ΔＴが著しく増大した。また、表３には示していないが、エンボス直径を０．５ｍｍ未満とした場合には、エンボスの形状が崩れてしまい、断面が矩形状とならず、ウエハを支持するために十分な表面積を得られなかった。
【００５２】
［実施例５］
次にエンボス高さを変更し、エンボス底面をさらに粗くしたヒータを作成した。これらのヒータサンプルの加熱面にベアウエハを戴置して、ヒータを窒素ガス中で450℃まで昇温した後、前記ウエハの裏面（ヒータに接触した面）に付着しているパーティクルの個数をパーティクルカウンタにて計数した。結果を表４に示す。
【表４】
【００５３】
この結果から、底面の表面粗さがＲａで２μｍを超える場合、及び、エンボス高さが５μｍ未満の場合には、ウエハ裏面へのパーティクル付着が著しく増大し、実質的に半導体製造装置に適用しがたいことが判明した。したがって、エンボス底面の粗さはRa2μm以下とし、更にエンボス高さは5μm以上とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るセラミックスヒータの一実施例の模式的な縦断面図である。
【図２】セラミックス基体の加熱面近傍の拡大図である。
【図３】突起の平面形状の例を示す模式図でである。
【図４】突起の断面形状の例を示す模式図である。
【図５】比較例の突起の断面形状の例を示す模式図である。
【図６】表面粗度測定位置の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 加熱装置
２ セラミックス基体
２ａ 加熱面
３ 発熱体
２１ 突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置、より詳しくは、半導体デバイスの製造工程で基板として用いられるウエハ又はその他の板状の被加熱材を加熱するための加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体製造装置を用いてウエハ上へ酸化膜等を形成するために加熱処理が施される。この半導体製造装置における、ウエハを加熱するための加熱装置には、加熱面を有する円盤状のセラミックス基体中に線状の抵抗発熱体が埋設されたセラミックスヒータがある。このセラミックスヒータは、半導体製造プロセスに使用される成膜装置ばかりでなく、板状の被加熱材の表面をドライエッチングする表面処理装置等に用いられても有利に適合するものである。
【０００３】
セラミックスヒータは、プロセス成膜性の向上や歩留まりの向上や製品品質の向上のために、ウエハを面内で均一に加熱すること（均熱性）が求められている。そのために、従来のセラミックスヒータには、例えば、加熱面の反対側に反射板を設け、抵抗発熱体から加熱面の反対側に放出される熱を、この反射板により反射させて効率的で均一な加熱を可能としたセラミックスヒータがある（特許文献１）。
【０００４】
また、従来のセラミックスヒータは、セラミックス基体の加熱面とウエハとの密着性を高めることにより、均熱性を良好なものとしていた。そのために、セラミックス基体の加熱面は、ラッピング加工により、できるだけ平坦化、平滑化されていた。ところが、加熱面が平坦化、平滑化され、ウエハの裏面の全面がセラミックス基体の加熱面と密着するセラミックヒータでは、この加熱面上に付着しているパーティクルがウエハの裏面に付着する量が増加してしまい、ウエハ清浄性を損なってしまう。これは、製品の品質に良くない影響を及ぼす可能性がある。なお、このパーティクルは、セラミックス基体表面の剥離物、ＣＶＤ法による成膜時の生成物、加熱装置の壁面の剥離物などから生じる。
【０００５】
そのため、近年では、セラミックス基体の加熱面に複数の微小な突起（エンボス）を複数個形成して、この突起の先端でウエハを支持するセラミックスヒータがある。このようなセラミックスヒータでは、ウエハが突起の先端部のみで接触し、加熱面の全面とは接しないから、加熱面上に付着しているパーティクルがウエハへ付着する量を低減することができる。
【特許文献１】特開２００３−１５１７２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックス基体の加熱面に微小な突起が形成されたセラミックスヒータでは、これらの突起と接触している部分のウエハ温度が、非接触の部分の温度よりも高くなり、ウエハの均熱性が悪いという問題があった。このような突起の接触部と非接触部との局所的なウエハ温度の相違については、上記した反射板を設けたセラミックスヒータでも十分に解消することはできなかった。
【０００７】
近年、半導体ウエハの均熱性に対する要求は厳しくなる一方であり、より均熱性の高いセラミックスヒータが求められているところである。
【０００８】
そこで本発明は、加熱面に微小な突起が形成されている加熱装置において、突起の接触部と非接触部との温度差を有利に解消することができ、ウエハなどの被加熱材を均一に加熱することができる加熱装置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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の加熱装置は、被加熱材を加熱する加熱面を有し、この加熱面に、前記被加熱材に対向する上面が平らな複数の突起が形成されたセラミックス基体と、このセラミックス基体に取り付けられた発熱体とを備え、前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、前記突起が突出する加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加熱装置によれば、セラミックス基体の加熱面について、突起の上面の表面粗さと加熱面の底面の表面粗さを異ならせたことにより、被加熱材に対する熱放射率を異ならせ、これにより被加熱材の突起接触部と非接触部との温度の相違を解消することができ、よって均熱性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るセラミックスヒータの一実施例の模式的な縦断面図である。同図において、加熱装置１は、円盤状のセラミックス基体２を備えている。このセラミックス基体２の内部には、抵抗発熱体３が埋設されている。この円盤状のセラミックス基体２の一方の面には、このセラミックス基体２により加熱される被加熱材、例えばウエハを加熱するための加熱面２ａを有している。図１に示したセラミックス基体２では、セラミックス基体２上に載置されて加熱されるウエハの直径に合わせた凹部（ポケット）が形成されていて、この凹部の底面が加熱面２ａになる。この加熱面２ａには、その底面から突出する微小な突起２１が複数個形成されている。なお、図１においては、突起２１が加熱面２ａに形成されていることの理解を容易にするために、実際の突起の高さ、直径よりも突起２１を大きく図示している。すなわち、本発明の加熱装置における突起２１の大きさは、図１に示された寸法、比率に基づいて解釈されるものではない。
【００１３】
円盤状のセラミックス基体２の他方の面には、中空なシャフト４が固着されている。このシャフト４の内側には、リード線（給電棒）５が配設されている。このリード線５の先端部は、発熱体３の電極と接続している。
【００１４】
図２は、図１に示すセラミックス基体２の加熱面２ａ近傍の拡大図である。なお、図２においても、理解の容易のため、突起２１を実際の高さ、直径よりも大きく図示している。図２に示されるように、被加熱材であるウエハＷは、セラミックス基体２の加熱面側に形成された凹部に位置合わせして載置され、この加熱面の底面から突出して形成された突起２１の上面に接した状態で突起２１により支持される。そして、セラミックス基体２内に埋設された発熱体を、図示しない電源からリード線５を介して通電することにより発熱させてウエハＷの加熱を行う。このとき、従来の加熱装置では、ウエハＷにおける突起２１の上面に接した部分（接触部）と接していない部分（非接触部）とでは、加熱温度に差が生じることは既に述べたとおりである。
【００１５】
そして、このような接触部と非接触部との加熱温度の相違による均熱性の低下は、従来の加熱装置の均熱手段、例えば、反射板を設けたり、セラミックス基体２の加熱面とは反対側の面の伝熱状態や放熱状態を調整したり、発熱体３の配置方法を変更したりしても、十分に改善されるものではなかった。
【００１６】
これに対して、本実施形態の加熱装置１では、ウエハＷと接触する突起２１の上面の表面粗さを中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下とするとともに、セラミックス基体２の加熱面２ａにおける突起２１が突出している底面、換言すれば、加熱面２ａにおける突起２１以外の部分の表面粗さを中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下とする。
【００１７】
発明者らの知見によれば、本発明に係る加熱装置１の使用条件である４００℃以上の真空下では、セラミックス基体２の加熱面からの放熱は、輻射が支配的となる。そして、加熱面２ａの表面粗さと輻射による熱放射率とには関係があり、加熱面２ａの表面粗さを表面加工等によって調整することにより、輻射によるウエハＷの加熱の程度を制御することが可能になる。
【００１８】
本発明に係る加熱装置１においては、加熱面２ａの底面と突起２１の上面との表面粗さが異なり、突起２１の上面の表面粗さが小さく、加熱面２ａの底面の表面粗さが大きい構成とすることにより、突起２１の上面からの熱放射率を相対的に減らし、加熱面２ａの底面からの熱放射率を相対的に増やす。これにより、固体接触熱伝導と放射熱伝導の相違を小さくし、ウエハに対する放熱量を均一にすることができるので、突起２１との接触部のみでウエハＷ温度が局所的に高くなることを抑制し、ウエハＷの均熱性を著しく向上させることができる。更には、表面粗度の管理により、セラミックス基体２の加熱面２ａとウエハとの接触面積低減の効果と相俟って、加熱面２ａからウエハに付着するパーティクルの数を最小限とすることが可能となり、半導体製造プロセスをより清浄に保つ事ができるようになる。
【００１９】
このような本発明に係る加熱装置の構成は、従来の加熱装置が、ウエハの均熱性を高めるために、セラミックス基体２の加熱面２ａをできるだけ均一に加熱できるようにする構成とは顕著に異なる。
【００２０】
突起２１の上面の表面粗さは、中心線平均粗さで０．８μｍを超えると、加熱面２ａの底面の表面粗さとの差が小さくなり、ウエハＷにおける突起２１との接触部と非接触部との温度差を解消する効果が小さくなるので、本発明で所期した効果を得るのが難しくなる。したがって、突起２１の上面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下とする。
【００２１】
また、加熱面２ａの底面の表面粗さがＲａで０．９μｍに満たないと、突起２１の上面の表面粗さとの関係で、両者の表面粗さの差が小さくなり、ウエハＷにおける突起２１との接触部と非接触部との温度差を解消する効果が小さくなる。一方、２．０μｍを超えると、加熱面２ａ上に付着したパーティクルが除去され難くなり、製品の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、加熱面２ａの底面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下の範囲とする。
【００２２】
突起２１の上面の表面粗さ及び加熱面２ａの底面の表面粗さについて、より好ましい範囲は、突起２１の上面の表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．６μｍ以下であり、また、加熱面２ａの底面の表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．２μｍ以上、１．６μｍ以下である。これらの範囲に表面粗さを調整することにより、均熱性をいっそう向上させることができる。
【００２３】
また、加熱面２ａの底面の表面については、上述したように中心線平均粗さで表される表面粗さのばらつきが、加熱面２ａ内において０．２μｍ以下とする。加熱面２ａの底面の表面粗さのばらつきを０．２μｍ以下にすることにより、放射熱伝導の分布を小さくすることが可能になるため、加熱面の底面からの放熱量を、加熱面内でいっそう均一にすることができ、均熱性を向上させることができる。
【００２４】
なお、加熱面２ａの底面の表面粗さ、及び表面粗さのばらつきについては、加熱面２ａの底面の任意の複数点で中心線平均粗さを測定し、その複数点の平均値及びその平均値と各測定点における値との差の最大値として求めることができる。測定点は、加熱面２ａの全面から均等に測定点を定めることが、全体の分布を反映する観点から好ましいが、これは突起２１の配置デザインを制限しない。３００ｍｍウエハを加熱するためのセラミックス基体２の加熱面２ａの場合の測定点は、例えば、加熱面２ａの中心から三重の同心円状の測定点を合計２５点で定め、これらの測定点で表面粗さを測定することにより求めることができる。
【００２５】
セラミックス基体２の加熱面２ａ以外の表面粗さは、突起２１上面の表面粗度以下とすることが好ましい。そうすることで、加熱面２ａ以外からの放熱量が減り、ウエハの均熱性をより向上させることができる。
【００２６】
突起２１は、ウエハＷに対向する先端部に平らな上面を有する形状になる。この突起２１の上面の平面形状は、例えば円形にすることができる。もっとも、平面形状は円形なものに限定されず、種々の平面形状とすることができる。図３は、突起２１の平面形状の例を示す模式図である。同図（ａ）は、突起２１Ａの上面が真円形状である例、同図（ｂ）は突起２１Ｂの上面が長円形状である例、同図（ｃ）は、突起２１Ａの上面が概略弓形である例である。突起２１の平面形状は、図３に図示した例に限られないことはいうまでもない。
【００２７】
突起２１の上面の大きさは、図３（ａ）に示した真円形状の場合にはその直径にて、また、同図（ｂ）や同図（ｃ）に示されるような真円形以外の形状の場合には、その形状の上面の面積と同一面積になる真円の直径（以下、これらを総称して「円相当の直径」という。）にて、０．５〜３ｍｍの範囲とする。円相当の直径が０．５ｍｍに満たないと、突起２１の形状が崩れて突起２１の上面が平らとなるのが難しくなり、ウエハＷを支持するために必要な表面積を得ることが困難となる。また、円相当の直径が３ｍｍを超えると、ウエハＷの加熱は、突起２１とウエハとの接触による熱伝達が支配的となり、熱放射率の調整によって突起２１の上面と接する部分のウエハＷにおける高温部との温度差を是正するという本発明の効果を得るのが困難になる。したがって、突起２１の上面の大きさは、円相当の直径で、０．５〜３ｍｍの範囲とする。
【００２８】
本発明に従う加熱装置１のセラミックス基体２の加熱面２ａに形成された突起の縦断面形状は、図４（ａ）に示すように矩形断面形状の突起２１とすることができるし、また、図４（ｂ）に示されるように、台形断面形状の突起２２とすることもできる。いずれにせよ、本発明に係る加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起は、被加熱材と接する上面が平らである。
【００２９】
これに対して、図５に比較例として示す縦断面図で示される三角形断面形状の突起１０２は、本発明に係る加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起には含まれない。このような上端部が鋭利な点状であり、平面を有していない突起や、加熱面の底面の表面粗さに由来する表面の凹凸の凸部は、上面が平らではないので本発明の加熱装置のセラミックス基体の加熱面に形成される突起には包含されない。要するに本発明の加熱装置において形成されている突起は、被加熱材を支持する所定の面積を有する平らな上面を有することが必要である。
【００３０】
突起２１、突起２２の高さｈは、５〜４０μｍの範囲とする。突起の高さが５μｍに満たないと、均熱性が劣化し、また、加熱面２ａに付着しているパーティクルがウエハＷに付着する量が増えるおそれがある。突起の高さが４０μｍを超える場合もまた、均熱性が劣化する。この突起の高さは、５〜４０μｍの範囲内で、被加熱材の均熱性が良好になる値として適宜選択する。
【００３１】
突起２１の配置、個数及び加熱面全体に対する面積割合については特に限定しないが、接触部が集中してウエハＷに高温部が発生することを防ぐため、各突起２１を等間隔となるように配置することが好ましい。そして、ウエハを専ら突起２１により支持する目的から、突起２１の個数は5個以上とすることが好ましい。また、ウエハＷへのパーティクル付着量をより低減するためには、突起２１の上面の総面積（ウエハとの接触面積）は、支持するウエハ面積の１０％以下とすることがより好ましい。
【００３２】
セラミックス基体２における加熱面２ａの底面と突起２１の上面との表面粗さの相違は、突起２１の上面に相当する表面の仕上げ加工と、底面に相当する表面の仕上げ加工とを異ならせることにより得ることができる。例えば、加熱装置１の製造時における加熱面２ａの表面加工の際に、突起２１の上面に相当する表面をラッピング加工等により研磨し、次いで突起２１に相当する部分にマスキングをした後、ブラスト加工によりマスキング部分以外の部分を表面研削を行って突起２１及び底面を形成し、その後に突起２１の上面に残存するマスキング材を取り除くことにより、加熱面２ａの底面と突起２１の上面とを所定の表面粗さとすることができる。その他、研削砥石を用いた突起形成によっても、所定の表面粗さとすることが可能である。
【００３３】
本発明に係る加熱装置１において、セラミックス基体２の構成は特に限定されない。例えば、セラミックス基体２は、図１に示したような盤状体内に抵抗発熱体を埋設したものであってよく、あるいはセラミックス基体２の背面側に発熱体を設置するものであってよい。セラミックス基体２の材料としては、好ましくは、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びサイアロンなどの窒化物セラミックス、アルミナ−炭化ケイ素複合材料などがあり、またこれらに限らず公知のセラミックス材料であってもよい。加熱装置の使用時の雰囲気中に含まれるハロゲン系ガスなどの腐食性ガスに対して高い耐腐食性を付与するためには、窒化アルミニウムやアルミナが特に好ましい。また、いわゆるシースヒータであってもよい。
【００３４】
セラミックス基体２の形状は特に限定されないが、円板形状が好ましい。加熱面２ａの表面形状は、ポケット形状、エンボス形状、溝形状が施される場合もある。セラミックス基体２の製法は限定されないが、ホットプレス製法、ホットアイソスタティックプレス製法が好ましい。
【００３５】
更に、セラミックス基体２に設置された発熱体３は、シングルゾーン制御であってよく、マルチゾーン（例えばデュアルゾーン）制御であってよい。
【００３６】
発熱体３の形状は、線状なものに限られず、コイル形状、リボン形状、メッシュ形状、板状、膜状であってよい。また、発熱体の材質は、タングステン、モリブデン等の高融点金属や、ＳＵＳ、インコロイ、ハステロイ等のＮｉ基合金であってよい。
【００３７】
本発明の加熱装置は、半導体製造装置一般に好適に適用できる。ここで半導体製造装置とは、幅広い半導体製造プロセスにおいて使用される装置のことを意味している。これには、成膜装置の他、エッチング装置、ベーキング装置、キュアリング装置、クリーニング装置、検査装置が含まれる。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
ＡｌＮ原料粉末をスプレードライヤにて造粒粉として、ＲＦ電極（Ｍｏメッシュ）及び発熱体（Ｍｏコイル）を造粒粉内に埋設して一軸プレス成形した後、ホットプレスにて、１９００℃、１００ｋｇ／ｃｍ２、Ｎ２ガス雰囲気中にて焼成した、セラミックス基体の焼成体を得た。
【００３９】
この焼成体に外形加工及び各部の穴（熱電対用穴、端子穴など）形成の一次加工をした後、ＡｌＮ製のシャフトを固相接合してシャフト接合体とした後、外形の仕上げ加工をして、洗浄した。
【００４０】
このシャフト接合体のセラミックス基体部の寸法は、直径３３０ｍｍ、厚さ１５ｍｍである。端子穴は直径７ｍｍ、深さ７ｍｍ、ザグリ穴はインサートとの隙間が０．２ｍｍとなるように、適宜、インサートの形状に合わせて開けた。シャフトの寸法は外径５５ｍｍ、肉厚３ｍｍである。
【００４１】
その後、ロウ材、応力緩和用インサート材、雰囲気保護管、給電棒をセットし、真空炉にて１×１０−３Ｐａの真空度で約１０００℃まで昇温してセラミックス基体に埋設された発熱体の電極と給電棒とをロウ接合した。ロウ材は直径が３ｍｍ、厚さが０．３ｍｍ、応力緩和用インサート材としてのＴｉ箔は直径が３ｍｍ、厚さが０．０１ｍｍ、給電棒は直径が４ｍｍ、長さが３００ｍｍであった。
【００４２】
このようにして発熱体埋設型のAlN製セラミックスヒータを作成した。
【００４３】
次に、このセラミックスヒータの表面の３００ｍｍウエハを戴置させる部分に、深さ１ｍｍのポケットを形成し、その表面を研磨した。その表面について研磨後の表面粗度を測定したところ、中心線平均粗さＲａで０．８μｍであった。研磨後の表面に直径φ１．０ｍｍのマスクを互いの間隔が等分となるように３５点配置してから、サンドブラストによって、マスクが配置された表面以外の表面のAlNを研削除去した。ブラスト後、マスクを剥がし取ることにより、突起（エンボス）を形成した。エンボスの高さ及びエンボスが突出する底面の表面粗さの調整は、ブラスト粒度、ブラスト圧力、ブラスト時間の調整で行った。なお、エンボスの形成は、本実施例で用いられたブラスト処理に限られず、その他、研削砥石でも可能である。なお、セラミックス基体の加熱面以外の表面粗度は、Ｒａで１．０μｍであった。
【００４４】
次に、エンボス底面の表面粗度分布を次の方法によって測定した。図６に表面粗度測定位置を示す。測定位置は、中心、半径Ｒが５０ｍｍ、Ｒが１００ｍｍ及びＲが１４０ｍｍの同心円上に中心から周方向に８等分となるように直線を延ばし、これらの直線と円との交点の２５点とした。各測定位置において、中心からから外周へ向かう径方向のプロファイルを形状測定機にて取得し、測定距離５ｍｍでＲａを測定した。測定方法はＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠した。これら２５点の測定点の平均値をエンボス底面の表面粗度とした。
【００４５】
次に、セラミックスヒータを半導体製造装置の加熱チャンバーに設置し、加熱面にベアウエハを戴置した。セラミックスヒータを窒素ガス中で４５０℃まで昇温し、ベアウエハの温度均一性（均熱性）を放射温度計によって測定した。ここで温度均一性とは、３００ｍｍのウエハの外周３ｍｍを除く面内の最高温度と最低温度の差分ΔＴで定義することができる。この測定結果を表1に示す。
【表１】
【００４６】
表１から分かるように、突起の上面の表面粗さ及び加熱面の底面の表面粗さが本発明の範囲を満たし、更に、突起の高さ及び加熱面の底面の表面粗さのばらつきが、好適な範囲になる実施例は、ウエハの温度均一性について特に良好な結果が得られている。
【００４７】
［実施例２］
実施例１と同様にして作成したセラミックスヒータについて、エンボス形成前のポケット面の表面粗度（エンボス上面の表面粗度に当たる）をＲａで０．６μｍ、及び０．４μｍの２条件とし、更にはエンボス底面表面粗度をＲａで１．０μｍ、１．２μｍ及び１．６μｍの３条件として、同様にヒータサンプルを作成した。その結果を表２に示す。
【表２】
【００４８】
表２から分かるように、エンボス上面の表面粗度及びエンボス底面表面粗度が好適な範囲になる実施例は、ウエハの温度均一性（均熱性）についてよりいっそう向上した結果が得られている。
【００４９】
［実施例３］
次に同様にして、セラミックス基体の加熱面以外の表面粗度をエンボス上面と同じＲａで０．８μｍとした。このときの他の条件は上記実施例１と同じである。その結果、ΔＴは１．８℃となり、より均熱性が向上することが分かった。なお、均熱性はΔＴが小さくなればなるほど、さらに小さくするのが非常に困難になる。したがって、例えば、ΔＴ＝２．５℃とΔＴ＝１．５℃の違いは，加熱装置の効果からすると極めて大きく、かつ、最近の半導体製造装置において要求される均熱性は、ますます小さくなってきているため、ΔＴで１℃の均熱性向上は、実質的に非常に有意義である。
【００５０】
［実施例４］
次に研削面に貼るマスクの大きさをそれぞれ変えて、サンドブラストにてエンボスを形成し、エンボス直径の異なるヒータサンプルを得た。このヒータについて、同様にして温度測定実施した結果を表３に示す。
【表３】
【００５１】
表３から分かるように、エンボスの直径が３．０ｍｍを超えると、ΔＴが著しく増大した。また、表３には示していないが、エンボス直径を０．５ｍｍ未満とした場合には、エンボスの形状が崩れてしまい、断面が矩形状とならず、ウエハを支持するために十分な表面積を得られなかった。
【００５２】
［実施例５］
次にエンボス高さを変更し、エンボス底面をさらに粗くしたヒータを作成した。これらのヒータサンプルの加熱面にベアウエハを戴置して、ヒータを窒素ガス中で450℃まで昇温した後、前記ウエハの裏面（ヒータに接触した面）に付着しているパーティクルの個数をパーティクルカウンタにて計数した。結果を表４に示す。
【表４】
【００５３】
この結果から、底面の表面粗さがＲａで２μｍを超える場合、及び、エンボス高さが５μｍ未満の場合には、ウエハ裏面へのパーティクル付着が著しく増大し、実質的に半導体製造装置に適用しがたいことが判明した。したがって、エンボス底面の粗さはRa2μm以下とし、更にエンボス高さは5μm以上とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るセラミックスヒータの一実施例の模式的な縦断面図である。
【図２】セラミックス基体の加熱面近傍の拡大図である。
【図３】突起の平面形状の例を示す模式図でである。
【図４】突起の断面形状の例を示す模式図である。
【図５】比較例の突起の断面形状の例を示す模式図である。
【図６】表面粗度測定位置の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 加熱装置
２ セラミックス基体
２ａ 加熱面
３ 発熱体
２１ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱材を加熱する加熱面を有し、この加熱面に、前記被加熱材に対向する上面が平らな複数の突起が形成されたセラミックス基体と、このセラミックス基体に取り付けられた発熱体とを備え、
前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、前記突起が突出する加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍであることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．６μｍ以下であり、前記加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．２μｍ以上、１．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１】
被加熱材を加熱する加熱面を有し、この加熱面に、前記被加熱材に対向する上面が平らな複数の突起が形成されたセラミックス基体と、このセラミックス基体に取り付けられた発熱体とを備え、
前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．８μｍ以下であり、前記突起が突出する加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．９μｍ以上、２．０μｍ以下であり、前記加熱面の底面の表面粗さのばらつきが０．２μｍ以下であり、前記突起の上面が、円相当の直径で０．５〜３ｍｍであり、前記突起の底面からの高さが、５〜４０μｍであることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記突起の上面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．６μｍ以下であり、前記加熱面の底面は表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．２μｍ以上、１．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２３４４２５（Ｐ２００７−２３４４２５Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５３１３（Ｐ２００６−５５３１３）
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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