JP3131009B2 - Heating equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマCVD、減圧
CVD、プラズマエッチング、光エッチング装置等に使
用される加熱装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating apparatus used for plasma CVD, low pressure CVD, plasma etching, optical etching, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】スーパークリーン状態を必要とする半導
体製造用装置では、腐食性ガス、エッチング用ガス、ク
リーニング用ガスとして塩素系ガス、弗素系ガス等の腐
食性ガスが使用されている。このため、ウエハーをこれ
らの腐食性ガスに接触させた状態が加熱するための加熱
装置として、抵抗発熱体の表面をステンレススチール、
インコネル等の金属により被覆した従来のヒーターを使
用すると、これらのガスの曝露によって、塩化物、酸化
物、弗化物等の粒径数μm の、好ましくないパーティク
ルが発生する。また、いわゆる間接加熱方式の半導体ウ
エハー加熱装置が開発されている。ところがこの方式の
ものは、直接加熱式のものに比較して熱損失が大きいこ
と、温度上昇に時間がかかること、赤外線透過窓へのC
VD膜の付着により赤外線の透過が次第に妨げられ、赤
外線透過窓で熱吸収が生じて窓が過熱すること等の問題
があった。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus requiring a super clean state, a corrosive gas such as a chlorine-based gas or a fluorine-based gas is used as a corrosive gas, an etching gas, or a cleaning gas. For this reason, the surface of the resistance heating element is made of stainless steel, as a heating device for heating the wafer in contact with these corrosive gases.
When a conventional heater coated with a metal such as Inconel is used, undesired particles having a particle size of several μm such as chlorides, oxides and fluorides are generated by exposure to these gases. Further, a so-called indirect heating type semiconductor wafer heating apparatus has been developed. However, this type has a large heat loss compared to the direct heating type, takes a long time to raise the temperature, and has a C
There is a problem that the transmission of infrared rays is gradually hindered by the adhesion of the VD film, and heat absorption occurs in the infrared ray transmitting window to overheat the window.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ため、本発明者等は、円盤状の緻密質セラミックス内に
抵抗発熱体を埋設し、このセラミックスヒーターをグラ
ファイト製ケースで保持した加熱装置について検討し
た。その結果この加熱装置は、上述のような問題点を一
層した極めて優れた装置であることが判明した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors embed a resistance heating element in a disk-shaped dense ceramic, and hold the ceramic heater in a graphite case. Was considered. As a result, it has been found that this heating device is an extremely excellent device that has further improved the problems described above.
【0004】しかし、こうしたセラミックスヒーターに
おいては、抵抗発熱体の端子を電力供給用のリードへと
接続するうえで、以下の難しい問題がある。図6 は、本
発明者の開発した加熱装置の要部拡大断面図である。緻
密質セラミックスからなる円盤状基体1の内部に抵抗発
熱体2が埋設され、抵抗発熱体2の末端が、例えば円柱
状の端子3に接続されている。断熱体39の円板状部39a
の側周縁に、支持フランジ39c と円筒状部39d が形成さ
れる。円盤状基体1の背面1cの周縁が、支持フランジ39
c 上に支承されている。円板状部39a に貫通孔39b を設
け、貫通孔39b にリード部材27を挿通する。端子3の雌
ネジ3aに、リード部材27の雄ネジ27b を嵌め合わせる。
リード部材27の端部27a にリード線8を連結する。However, such a ceramic heater has the following difficult problems in connecting the terminals of the resistance heating element to the power supply leads. FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of a heating device developed by the present inventors. A resistance heating element 2 is embedded in a disk-shaped base 1 made of dense ceramics, and the end of the resistance heating element 2 is connected to, for example, a columnar terminal 3. Disc-shaped part 39a of heat insulator 39
A support flange 39c and a cylindrical portion 39d are formed on the side periphery of the support flange 39c. The periphery of the back surface 1c of the disc-shaped base 1 is
c Supported on A through hole 39b is provided in the disc-shaped portion 39a, and the lead member 27 is inserted through the through hole 39b. The male screw 27b of the lead member 27 is fitted to the female screw 3a of the terminal 3.
The lead wire 8 is connected to the end 27a of the lead member 27.
【0005】ここで、基体1を例えば円盤状といった単
純な形状にしたのは、ホットプレス等で一体成形する必
要性や、焼成後の加工が容易であることによる。また、
端子3の直径は、抵抗発熱体2の直径よりもかなり大き
くし、リード部材27の直径を端子3の寸法に合わせ、両
者の接触面積を大きくし、なおかつ端子3とリード部材
27とをネジ止めした。これは、背面1c側に、各種の腐食
性ガスが流入してくるうえ、高温に曝されるので、強固
な耐熱・耐腐食性結合を形成しなければならないからで
ある。また、断熱体39は、ヒーター背面1c及び側周から
の伝熱、熱放散等を抑え、エネルギーロスを少なくする
ために必要である。Here, the reason why the base 1 is formed into a simple shape such as a disk shape is that it is necessary to integrally form the base 1 by hot pressing or the like and that processing after firing is easy. Also,
The diameter of the terminal 3 is considerably larger than the diameter of the resistance heating element 2, the diameter of the lead member 27 is adjusted to the size of the terminal 3, the contact area between them is increased, and the terminal 3 is connected to the lead member.
27 was screwed. This is because various corrosive gases flow into the back surface 1c and are exposed to high temperatures, so that a strong heat and corrosion resistant bond must be formed. Further, the heat insulator 39 is necessary to suppress heat transfer, heat dissipation, and the like from the heater back surface 1c and the side circumference, and to reduce energy loss.
【0006】しかし、更に新たな問題が生じた。即ち、
抵抗発熱体2及び端子3は、セラミックス粉末中に埋設
し、一体成形し、この成形体をホットプレス焼結する。
この焼結の段階では、端子3も焼結体の中に埋もれてい
るので、ヒーター背面側を研削加工し、端子3の表面を
露出させなければならない。ところが、プレス成形、ホ
ットプレス焼結の段階で、端子3は若干移動するので、
当然、リード部材27の取り付け位置が、個々の製品ごと
に異なってくる。従って、貫通孔39b は、例えば端子3
の±6mm程度の位置公差を考慮して、リード部材27が通
過するように、孔径を大きく設定しなければならない。However, a new problem has arisen. That is,
The resistance heating element 2 and the terminal 3 are buried in ceramic powder and are integrally molded, and the molded body is subjected to hot press sintering.
In this sintering step, since the terminals 3 are also buried in the sintered body, it is necessary to grind the back surface of the heater to expose the surface of the terminals 3. However, at the stage of press molding and hot press sintering, the terminal 3 slightly moves,
Naturally, the mounting position of the lead member 27 differs for each product. Therefore, the through hole 39b is, for example,
In consideration of the positional tolerance of about ± 6 mm, the hole diameter must be set large so that the lead member 27 passes.
【0007】しかし、リード部材27が通過する貫通孔39
b が大きいために、円盤状基体1の背面1cよりの輻射熱
を貫通孔39b にて遮断することができない。また、ヒー
ター背面1c側に不活性ガスを流したりすると、隙間29か
ら貫通孔39b を通って、断熱体39の内側空間19へと矢印
Aのように熱対流が生ずる。このため、貫通孔39b を中
心として、ヒーターの熱が奪われ、ウエハー加熱面に、
周囲よりも温度の低いコールドスポットが生ずる。この
部分では半導体ウエハーの温度が下がるので、半導体膜
の膜厚が小さくなったり、半導体不良の原因となる。However, the through holes 39 through which the lead members 27 pass are provided.
Since b is large, radiant heat from the back surface 1c of the disc-shaped base 1 cannot be blocked by the through holes 39b. Further, when an inert gas is caused to flow toward the heater back surface 1c, thermal convection is generated from the gap 29 through the through hole 39b to the inner space 19 of the heat insulator 39 as shown by an arrow A. For this reason, the heat of the heater is taken away around the through hole 39b, and
A cold spot with a lower temperature than the surroundings results. In this part, the temperature of the semiconductor wafer is lowered, so that the thickness of the semiconductor film becomes small or the semiconductor becomes defective.
【0008】本発明の課題は、上記の前提の下に、更に
加熱面におけるコールドスポットを発生させないように
することである。An object of the present invention is to further prevent the occurrence of cold spots on the heating surface under the above-mentioned premise.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、緻密質セラミ
ックスから形成された加熱用の盤状基体であって、この
盤状基体の内部に金属材料が埋設され、かつこの金属材
料に接続された端子が背面に露出した盤状基体;この盤
状基体の前記背面を覆うように設置され、貫通孔が設け
られた断熱体;前記端子に対して結合され、前記盤状基
体と前記断熱体との隙間に固定された金具及び;前記貫
通孔に挿通され、前記金具に結合されたリード部材を備
え、このリード部材の前記金具に対する結合位置を選択
できるように構成された加熱装置に係るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a heating disk-shaped substrate made of dense ceramics, in which a metal material is embedded and connected to the metal material. Board-like substrate having terminals exposed to the back surface; a heat insulator provided so as to cover the back surface of the board-like substrate and having a through-hole; coupled to the terminal, the board-like substrate and the heat insulator And a heating device comprising a lead member inserted through the through-hole and coupled to the metal fitting, and configured to select a coupling position of the lead member to the metal fitting. It is.
【0010】[0010]
【実施例】図1は、本発明の実施例に係る加熱装置をフ
ランジ部14に取り付けた状態を示す概略断面図、図2は
図1の一部拡大断面図、図3(a) は金具5の平面図、図
3(b) は、図3(a) のIIIb−IIIb線矢視断面図である。
略円盤状のセラミックスヒーター38は、略円盤状の基体
1と、円盤状基体1の内部に埋設された抵抗発熱体2と
からなる。円盤状基体1は、緻密でガスタイトなセラミ
ックスからなる。抵抗発熱体2は、例えば渦巻状に埋設
されており、抵抗発熱体2の両末端が、それぞれ端子3
に連結されている。各端子3の表面が、基体1の背面1c
側に露出する。1 is a schematic sectional view showing a state in which a heating device according to an embodiment of the present invention is mounted on a flange portion 14, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG. 1, and FIG. 5 is a plan view, and FIG. 3B is a sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. 3A.
The substantially disc-shaped ceramic heater 38 includes a substantially disc-shaped base 1 and a resistance heating element 2 embedded inside the disc-shaped base 1. The disk-shaped substrate 1 is made of a dense and gas-tight ceramic. The resistance heating element 2 is embedded in a spiral shape, for example, and both ends of the resistance heating element 2 are connected to terminals 3 respectively.
It is connected to. The surface of each terminal 3 is the rear surface 1c of the base 1.
Exposed to the side.
【0011】円盤状基体1のウエハー加熱面1aは例えば
円形であり、ウエハー加熱面1aを囲んで円環状の段部1b
が形成され、段部1bを囲んで同心円状に円環状の段部1d
が形成されている。平板形状のフランジ部14は、図示し
ない半導体製造装置に取り付けられるべきものである。
本例ではリード用の貫通孔14a が2箇所に形成され、各
貫通孔14aにリード部材13が挿通される。各貫通孔14d
を覆うようにインシュレーター15が設置され、インシュ
レーター15とフランジ部14とはOリングでシールされ
る。インシュレーター15の下側に円環状の金属体16が設
置され、金属体16の内側に円筒状の絶縁管17が設置され
る。各リード部材13は、更にインシュレーター15と絶縁
管17の内側に挿通される。リード部材13の図示しない下
端部に電力供給用ケーブルが接続され、上端部13a にリ
ード線8が接続される。フランジ部14に冷却ジャケット
18が設置されている。The wafer heating surface 1a of the disc-shaped substrate 1 is, for example, circular, and an annular step 1b surrounds the wafer heating surface 1a.
Are formed, concentrically annular steps 1d surrounding the steps 1b
Are formed. The flat flange portion 14 is to be attached to a semiconductor manufacturing apparatus (not shown).
In this example, two lead through holes 14a are formed, and the lead member 13 is inserted into each through hole 14a. Each through hole 14d
The insulator 15 is installed so as to cover the insulator 15 and the insulator 15 and the flange portion 14 are sealed with an O-ring. An annular metal body 16 is provided below the insulator 15, and a cylindrical insulating tube 17 is provided inside the metal body 16. Each lead member 13 is further inserted inside the insulator 15 and the insulating tube 17. A power supply cable is connected to a lower end (not shown) of the lead member 13, and a lead wire 8 is connected to an upper end 13a. Cooling jacket on flange 14
18 are installed.
【0012】断熱体9は、石英等の断熱材で一体に形成
されている。背面1cと対向して円板状部9aがヒーターと
ほぼ平行に設けられ、円板状部9aの上側周縁に円環状の
支持フランジ9cが形成され、セラミックスヒーター1の
周縁部背面が支承されている。円板状部9aの下側面の周
縁に、円筒状部9dが延設される。フランジ部14の上側壁
面に、規制板22が突設されており、規制板22が円筒状部
9dの下部外周に当接して規制し、断熱体9が横方向にズ
レないようにする。円筒状部9dの下端面に支持脚9eが突
設され、フランジ部14の盲穴14b に支持脚9eの先端が挿
入されている。支持脚9eの側周面を囲むようにスプリン
グコイル20が設置され、スプリングコイル20の下端がフ
ランジ部14に当たり、上端が、円筒状部9dの下端面に当
接する。The heat insulator 9 is integrally formed of a heat insulating material such as quartz. A disk-shaped portion 9a is provided substantially in parallel with the heater in opposition to the back surface 1c, an annular support flange 9c is formed on the upper peripheral edge of the disk-shaped portion 9a, and the peripheral back surface of the ceramic heater 1 is supported. I have. A cylindrical portion 9d extends around the periphery of the lower surface of the disk-shaped portion 9a. A regulating plate 22 protrudes from an upper wall surface of the flange portion 14, and the regulating plate 22 is a cylindrical portion.
The heat insulating body 9 is prevented from shifting in the horizontal direction by abutting on the outer periphery of the lower part of 9d. A support leg 9e protrudes from the lower end surface of the cylindrical portion 9d, and the tip of the support leg 9e is inserted into a blind hole 14b of the flange portion 14. The spring coil 20 is installed so as to surround the side peripheral surface of the support leg 9e, and the lower end of the spring coil 20 contacts the flange portion 14 and the upper end contacts the lower end surface of the cylindrical portion 9d.
【0013】筒状体10は、耐熱金属からなる。筒状体10
の本体10a は円筒状であり、本体10a が、断熱体9の側
周面と、円盤状基体1の側周面の位置とを囲んでいる。
本体10a の下端部の外周に、円環状の取付部10b が形成
され、取付部10b がフランジ部14に当接し、両者の間が
Oリングでシールされている。本体10a の上端の内周
に、円環状突設部10c が形成され、円環状突設部10c と
段部1dとが対向し、両者の間に円環状シール部材21が挟
まれている。The tubular body 10 is made of a heat-resistant metal. Cylindrical body 10
The main body 10a has a cylindrical shape, and the main body 10a surrounds the side peripheral surface of the heat insulator 9 and the position of the side peripheral surface of the disk-shaped substrate 1.
An annular mounting portion 10b is formed on the outer periphery of the lower end of the main body 10a, the mounting portion 10b abuts on the flange portion 14, and the space therebetween is sealed by an O-ring. An annular projecting portion 10c is formed on the inner periphery of the upper end of the main body 10a. The annular projecting portion 10c and the step portion 1d face each other, and an annular seal member 21 is sandwiched between the two.
【0014】円盤状部9aには、例えば2箇所に貫通孔9b
が設けられ、各貫通孔9bに細長い丸棒状のリード部材7
が挿通されている。リード部材7の下端部7aにリード線
8が接続されている。耐熱金属製の金具5においては、
頭部5aに、円柱形状の凹部5bと円形貫通孔5cとが形成さ
れている。頭部5aから図3において左方向に向い、一対
の細長い係止部5dが互いに平行に延びており、一対の係
止部5d間に隙間5eが形成されている。係止部5dは頭部5a
よりも肉薄であり、両者の間に段差面5fが形成されてい
る。The disc-shaped portion 9a has two through holes 9b, for example.
Are provided in each through hole 9b.
Is inserted. The lead wire 8 is connected to the lower end 7 a of the lead member 7. In the heat-resistant metal fitting 5,
A cylindrical recess 5b and a circular through hole 5c are formed in the head 5a. A pair of elongated locking portions 5d extend parallel to each other from the head 5a to the left in FIG. 3, and a gap 5e is formed between the pair of locking portions 5d. Locking part 5d is head 5a
And a step surface 5f is formed between them.
【0015】円盤状基体1を焼結させた後、背面を平面
研削加工し、例えば円柱状の端子3を背面1c側に露出さ
せる。次いで、金具5を背面1cに設置し、円形貫通孔5c
と雌ネジ3aとを位置合わせする。ボルト4の雄ネジを雌
ネジ3aと嵌め合わせ、ボルト4の頭部を凹部5bに収容
し、金具5を固定する。断熱体9を設置する前に、貫通
孔9bの位置にリード部材7を配置し、雄ネジ7bを隙間5e
に挿入し、ボルト6を雄ネジ7bに嵌め合わせ、固定す
る。そして、貫通孔9b内にリード部材7 を挿通し、断熱
体9を設置する。After sintering the disk-shaped substrate 1, the back surface is subjected to surface grinding to expose, for example, a columnar terminal 3 to the back surface 1c. Next, the metal fitting 5 is set on the back surface 1c, and the circular through hole 5c is formed.
And the female screw 3a are aligned. The male screw of the bolt 4 is fitted with the female screw 3a, the head of the bolt 4 is housed in the recess 5b, and the metal fitting 5 is fixed. Before installing the heat insulator 9, the lead member 7 is arranged at the position of the through hole 9b, and the male screw 7b is inserted into the gap 5e.
And the bolt 6 is fitted into the male screw 7b and fixed. Then, the lead member 7 is inserted into the through hole 9b, and the heat insulator 9 is installed.
【0016】本実施例によれば、金具5を端子3に連結
し、一対の係止部5dの間に雄ネジ7bを固定する。そし
て、貫通孔9bの位置に合わせ、雄ネジ7bの位置を変更
し、選択することができる。従って、焼結体中における
端子3の埋設位置が変動しても、これに合わせてリード
部材7の取り付け位置を変えることができるので、貫通
孔9bの寸法をリード部材7の寸法よりも必要以上に大き
くして公差を吸収する必要がない。従って、貫通孔9bの
寸法は、リード部材7の寸法より加工誤差の分だけ大き
くするだけでよく、両者の隙間を実質的になくすること
ができる。According to the present embodiment, the metal fitting 5 is connected to the terminal 3, and the male screw 7b is fixed between the pair of locking portions 5d. Then, the position of the male screw 7b can be changed and selected according to the position of the through hole 9b. Therefore, even if the burying position of the terminal 3 in the sintered body changes, the mounting position of the lead member 7 can be changed accordingly, so that the size of the through hole 9b is more than necessary than the size of the lead member 7. It is not necessary to absorb the tolerance by making it large. Therefore, the size of the through hole 9b only needs to be made larger than the size of the lead member 7 by an amount corresponding to the processing error, and the gap between the two can be substantially eliminated.
【0017】従って、貫通孔9b周辺で、熱輻射や熱対流
によってヒーターの熱量が局所的に奪われるおそれはな
く、ウエハー加熱面1aにコールドスポットが生じず、そ
の均熱性が向上する。こうしたコールドスポットに起因
する成膜不良なども生じなくなる。Therefore, there is no possibility that the amount of heat of the heater is locally taken away by heat radiation or heat convection around the through hole 9b, and no cold spot is generated on the wafer heating surface 1a, so that the heat uniformity is improved. Defects in film formation due to such cold spots do not occur.
【0018】また、端子3と金具5、金具5とリード部
材7とが、共にネジ止めされているので、熱や腐蝕性ガ
スに対する耐久性が高い。しかも、ヒーター背面1cを断
熱体9で覆っているので、セラミックスヒーターからフ
ランジ部14の方へと向う熱伝導や熱放射、熱対流を防止
できる。従って、エネルギーロスが小さく、ヒーターの
温度上昇速度が大きくなり、かつヒーター全体の均熱性
も良くなる。Further, since the terminal 3 and the metal fitting 5 and the metal fitting 5 and the lead member 7 are screwed together, the durability against heat and corrosive gas is high. In addition, since the heater back surface 1c is covered with the heat insulator 9, heat conduction, heat radiation, and heat convection from the ceramic heater toward the flange portion 14 can be prevented. Therefore, the energy loss is small, the temperature rise rate of the heater is increased, and the uniformity of the entire heater is improved.
【0019】また、筒状体10の円環状突起部10c が、円
環状シール部材21を介して段部1dに対して付勢されてい
る。この付勢力は、コイルスプリング20によって与えら
れる。これにより、内側空間19と半導体ウエハーの設置
される空間との間をシールでき、内側空間19へと、窒素
ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを充填することがで
きる。従って、半導体製造装置内の腐蝕性ガスによって
リード部材13, 7、端子3等の金属製部材が腐蝕される
のを防止できる。また、装置内のCVD用ガス等によっ
て、背面1cに導電膜が形成されるのも防止できる。The annular projection 10c of the cylindrical body 10 is urged against the step 1d via the annular seal member 21. This urging force is provided by the coil spring 20. Thereby, the space between the inner space 19 and the space where the semiconductor wafer is installed can be sealed, and the inner space 19 can be filled with an inert gas such as a nitrogen gas or an argon gas. Therefore, it is possible to prevent the corrosive gas in the semiconductor manufacturing apparatus from corroding metal members such as the lead members 13, 7 and the terminals 3. Further, formation of a conductive film on the back surface 1c by CVD gas or the like in the apparatus can be prevented.
【0020】また、減圧CVD等の工程においては、装
置内を脱気し、高真空状態にするので、筒状体10にはか
なりの圧力がかかる。しかし、筒状体10は耐熱金属製で
あり、内側空間19内の不活性ガスの圧力に充分たえう
る。筒状体10を石英やセラミックスで形成すると、筒状
体10の円環状突設部10c を段部1dに押圧して引張応力を
かけ、更にガス圧力をかけると、破壊するおそれがあ
る。In a process such as low-pressure CVD, the inside of the apparatus is evacuated to a high vacuum state, so that a considerable pressure is applied to the cylindrical body 10. However, the cylindrical body 10 is made of a heat-resistant metal and can sufficiently withstand the pressure of the inert gas in the inner space 19. If the cylindrical body 10 is formed of quartz or ceramics, the annular protruding portion 10c of the cylindrical body 10 is pressed against the step 1d to apply a tensile stress, and if the gas pressure is further applied, the cylindrical body 10 may be broken.
【0021】ただ、筒状体10を耐熱金属製にすると、セ
ラミックヒーター38を発熱させたときに、筒状体10が上
下方向に伸張し、円環状突起部10c が段部1dから離れよ
うとする。しかし、本例では、これに追従して断熱体9
が上昇し、円環状突起部10cの上昇分を吸収するので、
高温でもシール状態は保持される。However, if the cylindrical body 10 is made of a heat-resistant metal, when the ceramic heater 38 generates heat, the cylindrical body 10 expands in the vertical direction, and the annular projection 10c moves away from the step 1d. I do. However, in this example, the heat insulator 9 follows this.
Rises and absorbs the rise of the annular projection 10c,
The sealing state is maintained even at high temperatures.
【0022】また、筒状体10を耐熱金属で形成すると、
セラミックスヒーターの側周面の熱が筒状体10を伝わっ
て逃げるおそれがある。この点、本実施例では、円筒状
の本体10a を肉薄にし、熱伝達を小さくする。この効果
を奏するうえで、本体10a の肉厚は、0.5 〜5mm程度に
すると好ましい。この肉厚は、ヒーターに近い程厚くす
るとなお良い。When the tubular body 10 is formed of a heat-resistant metal,
There is a possibility that heat on the side peripheral surface of the ceramic heater will be transmitted through the tubular body 10 and escaped. In this regard, in this embodiment, the cylindrical main body 10a is made thinner to reduce heat transfer. In order to achieve this effect, it is preferable that the thickness of the main body 10a is about 0.5 to 5 mm. It is more preferable that the thickness is increased as the distance from the heater increases.
【0023】円環状シール部材21を軟質金属によって形
成すると、最も気密性を高くすることができる。こうし
た軟質金属としては、耐蝕性と融点が高い白金が最も好
ましい。他に、ニッケル、銀、金が耐蝕性の点で好まし
い。銅は、半導体に悪影響を及ぼしうる。When the annular seal member 21 is formed of a soft metal, the airtightness can be maximized. As such a soft metal, platinum having high corrosion resistance and high melting point is most preferable. In addition, nickel, silver, and gold are preferable in terms of corrosion resistance. Copper can adversely affect semiconductors.
【0024】円盤状基体1の材質としては、シリコンナ
イトライド、サイアロン、窒化アルミニウム等が好まし
く、シリコンナイトライドやサイアロンが耐熱衝撃性の
点で更に好ましい。また、ハロゲン系腐蝕性ガスに対す
る耐蝕性の点では、窒化アルミニウムが最も好ましい。
抵抗発熱体2の材質としては、タングステン、モリブデ
ン、白金等が好ましい。断熱体9を構成する断熱材とし
ては、石英、水晶、酸化珪素質ガラス等が好ましい。筒
状体10を構成する耐熱金属としては、インコネル、ハス
テロイ、ステンレス、ニッケル等が好ましい。As the material of the disk-shaped substrate 1, silicon nitride, sialon, aluminum nitride and the like are preferable, and silicon nitride and sialon are more preferable in terms of thermal shock resistance. Aluminum nitride is most preferable in terms of corrosion resistance to halogen-based corrosive gases.
The material of the resistance heating element 2 is preferably tungsten, molybdenum, platinum or the like. As the heat insulating material constituting the heat insulating body 9, quartz, quartz, silicon oxide glass or the like is preferable. As the heat-resistant metal constituting the tubular body 10, Inconel, Hastelloy, stainless steel, nickel, or the like is preferable.
【0025】金具5の形状、寸法は種々変更できる。例
えば、図4(a) 〜(c) に示すような金具を使用できる。
金具25においては、頭部25a に円柱形状の凹部25b と円
形貫通孔25c とが同心円状に形成され、凹部25b 、円形
貫通孔25c をボルト4で固定する。頭部25a から、図4
において左方向へと向って肉薄の係止部25d が形成さ
れ、係止部25d の内側に隙間25e が形成される。隙間25
e の中でボルトの固定位置を選択する。25f は段差面で
ある。The shape and dimensions of the metal fitting 5 can be variously changed. For example, metal fittings as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c) can be used.
In the metal fitting 25, a cylindrical concave portion 25b and a circular through hole 25c are formed concentrically on a head portion 25a, and the concave portion 25b and the circular through hole 25c are fixed with bolts 4. From the head 25a, FIG.
A thin engaging portion 25d is formed toward the left in the above, and a gap 25e is formed inside the engaging portion 25d. Gap 25
Select the bolt fixing position in e. 25f is a step surface.
【0026】金具35においては、頭部35a に円柱形状の
凹部35b と円形貫通孔35c とが同心円状に形成され、凹
部35b 、円形貫通孔35c をボルト4で固定する。頭部35
a から左方向へと向って肉薄の係止部35d が形成され、
係止部35d に複数個の円形貫通孔35e が形成されてい
る。複数個の円形貫通孔35e の中から、リード部材の取
り付け位置を選択する。35f は段差面である。金具45
は、肉厚のU字形の頭部45aと、肉薄のU字形の尾部
45d からなり、頭部45a と尾部45d とが平面的にみて閉
環している。45f は段差面である。頭部45a 及び尾部45
d の内側に係止部45b が形成される。係止部45b のうち
適当な場所に、ボルト4とリード部材7とを固定する。In the metal fitting 35, a cylindrical concave portion 35b and a circular through hole 35c are formed concentrically on the head portion 35a, and the concave portion 35b and the circular through hole 35c are fixed with bolts 4. Head 35
A thin locking portion 35d is formed from a to the left,
A plurality of circular through holes 35e are formed in the locking portion 35d. A mounting position of the lead member is selected from the plurality of circular through holes 35e. 35f is a step surface. Hardware 45
Is a thick U-shaped head 45a and a thin U-shaped tail
The head 45a and the tail 45d are closed in a plan view. 45f is a step surface. Head 45a and tail 45
A locking portion 45b is formed inside d. The bolt 4 and the lead member 7 are fixed at appropriate places in the locking portion 45b.
【0027】図5は、金具35を用いた例を示す、図2と
同様の要部断面図である。図2に示したものと同じ部材
には同じ符号を付け、その説明は省略する。円形貫通孔
35cと雌ネジ3aとを位置合わせし、ボルト4を雌ネジ3a
に嵌め合わせ、頭部35a を端子3に固定する。複数個の
円形貫通孔35e の中からリード部材7の取り付け位置を
選択し、雄ネジ7bを所定の円形貫通孔35e に挿通し、ボ
ルト6を雄ネジ7bに嵌め合わせる。FIG. 5 is a sectional view of an essential part similar to FIG. 2, showing an example in which the metal fitting 35 is used. The same members as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Circular through hole
Align the 35c with the female screw 3a, and attach the bolt 4 to the female screw 3a.
And the head 35a is fixed to the terminal 3. The mounting position of the lead member 7 is selected from the plurality of circular through holes 35e, the male screw 7b is inserted into the predetermined circular through hole 35e, and the bolt 6 is fitted to the male screw 7b.
【0028】ただし、本例では、円形貫通孔35e 同士が
若干離れており、リード部材7の取り付け位置が4種類
(図5の例)しかない。そこで、場合によっては、貫通
孔9bの直径を、図1の例におけるよりも若干大きくし、
円板状部9aに凹部41を設け、凹部41に、断熱材からなる
リング40を設置する。リング40の円形貫通孔40a の直径
は、図1における貫通孔9bの直径と同等にする。そし
て、リード部材7を、貫通孔9b及び40a に挿通する。こ
のように、本実施例では、円形貫通孔35e の中からまず
リード部材7の取り付け位置を選択し、調整しておく。
そのうえで、円形貫通孔35e の選択位置が限定されてい
ることからくる偏差を、リング40によって微調整するこ
とができる。However, in this example, the circular through holes 35e are slightly apart from each other, and there are only four types of mounting positions of the lead members 7 (the example in FIG. 5). Therefore, in some cases, the diameter of the through hole 9b is made slightly larger than in the example of FIG.
A concave portion 41 is provided in the disk-shaped portion 9a, and a ring 40 made of a heat insulating material is installed in the concave portion 41. The diameter of the circular through hole 40a of the ring 40 is made equal to the diameter of the through hole 9b in FIG. Then, the lead member 7 is inserted into the through holes 9b and 40a. As described above, in this embodiment, the mounting position of the lead member 7 is first selected and adjusted from among the circular through holes 35e.
In addition, the deviation caused by the limited selection position of the circular through hole 35e can be finely adjusted by the ring 40.
【0029】円盤状基体1の平面形状は種々変更でき
る。上記の例では、金属材料として抵抗発熱体を埋設し
たセラミックスヒーターに本発明を適用した。しかし、
円盤状基体の内部に膜状電極を埋設したセラミックス静
電チャックに、本発明を適用できる。この場合は、膜状
電極に、例えば円柱状の端子が接触しており、この端子
が基体の背面に出ている。そして、静電チャックで半導
体ウエハーを吸着し、赤外線ランプで円盤状基体を照射
し、半導体ウエハーを加熱する。端子には直流電源を接
続する。The planar shape of the disk-shaped substrate 1 can be variously changed. In the above example, the present invention was applied to a ceramic heater in which a resistance heating element was embedded as a metal material. But,
The present invention can be applied to a ceramic electrostatic chuck in which a film-like electrode is embedded inside a disk-shaped substrate. In this case, for example, a cylindrical terminal is in contact with the membrane electrode, and this terminal is exposed on the back surface of the base. Then, the semiconductor wafer is sucked by the electrostatic chuck, and the disk-shaped substrate is irradiated by the infrared lamp to heat the semiconductor wafer. Connect a DC power supply to the terminals.
【0030】上記の例では、端子3と金具5、金具5と
リード部材7をネジ止めしたが、かしめ法、圧入法、拡
散接合、摩擦圧接によっても、耐熱・耐蝕性の高い結合
を形成することができる。In the above example, the terminal 3 and the metal fitting 5, and the metal fitting 5 and the lead member 7 are screwed. However, a high heat and corrosion resistant bond can be formed by caulking, press fitting, diffusion bonding, or friction welding. be able to.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、盤状基体の背面に露出
した端子を金具に結合し、リード部材を金具に結合す
る。そして、リード部材の金具に対する結合位置を、断
熱体の貫通孔の位置に合わせて選択できる。従って、焼
結体中における端子の埋設位置が変動しても、これに合
わせてリード部材の取り付け位置を選択することができ
るので、貫通孔の寸法をリード部材の寸法よりも大きく
して公差を吸収する必要がない。従って、貫通孔の寸法
は、リード部材の寸法より加工誤差の分だけ大きくする
だけでよく、両者の隙間を実質的になくすることができ
る。従って、貫通孔周辺で、熱輻射や熱対流によって盤
状基体の熱量が局所的に奪われるおそれはなく、加熱面
にコールドスポットが生じず、その均熱性が向上する。According to the present invention, the terminal exposed on the back surface of the board-like base is connected to the metal fitting, and the lead member is connected to the metal fitting. Then, the coupling position of the lead member to the metal fitting can be selected according to the position of the through hole of the heat insulator. Therefore, even if the embedding position of the terminal in the sintered body changes, the mounting position of the lead member can be selected in accordance with this, so that the size of the through hole is made larger than the size of the lead member and the tolerance is increased. No need to absorb. Therefore, the size of the through hole need only be made larger than the size of the lead member by the amount of the processing error, and the gap between the two can be substantially eliminated. Therefore, there is no possibility that the heat of the disk-shaped substrate is locally taken away by heat radiation or thermal convection around the through hole, and no cold spot is generated on the heated surface, and the heat uniformity is improved.
【0032】しかも、盤状基体の背面側を断熱体で覆っ
ているので、盤状基体から背面の方向へと向う熱伝導や
熱放射、熱対流を防止できる。従って、エネルギーロス
が小さく、加熱面の温度上昇速度が大きくなり、かつ加
熱面全体の均熱性も良くなる。Furthermore, since the back side of the board-shaped base is covered with the heat insulator, heat conduction, heat radiation, and heat convection from the board-shaped base toward the back can be prevented. Therefore, the energy loss is small, the temperature rise rate of the heated surface is increased, and the uniformity of the entire heated surface is improved.
【図1】本発明の実施例に係る加熱装置をフランジ部14
に取り付けた状態を示す概略断面図である。FIG. 1 shows a heating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the device is attached to the device.
【図2】図1の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.
【図3】(a) は金具5の平面図である。(b) は(a) のII
Ib−IIIb線矢視断面図である。FIG. 3A is a plan view of a metal fitting 5; (b) is II of (a)
It is Ib-IIIb line sectional drawing.
【図4】(a),(b),(c) はそれぞれ各例の金具を示す平面
図である。FIGS. 4 (a), (b), and (c) are plan views showing metal fittings of respective examples.
【図5】他の実施例において、金具35の周辺を示す要部
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a periphery of a fitting 35 in another embodiment.
【図6】セラミックスヒーターの背面1c側に断熱体39、
リード部材27を設置した状態を示す要部断面図である。FIG. 6 shows a heat insulator 39 on the back 1c side of the ceramic heater.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a state where a lead member 27 is installed.
1 円盤状基体 1c 背面 2 抵抗発熱体(金属材料の一例) 3 端子 4 ボルト 5,25, 35, 45 金具 6 ナット 7, 13, 27 リード部材 9,39 断熱体 9b, 39b 貫通孔 10 筒状体 29 隙間 38 セラミックスヒーター 40 リング A 熱対流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Disc-shaped base 1c Back surface 2 Resistance heating element (an example of a metal material) 3 Terminal 4 Bolt 5, 25, 35, 45 Hardware 6 Nut 7, 13, 27 Lead member 9, 39 Heat insulator 9b, 39b Through hole 10 Cylindrical Body 29 Gap 38 Ceramic heater 40 Ring A Thermal convection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/3065
Claims (1)
用の盤状基体であって、この盤状基体の内部に金属材料
が埋設され、かつこの金属材料に接続された端子が背面
に露出した盤状基体;この盤状基体の前記背面を覆うよ
うに設置され、貫通孔が設けられた断熱体;前記端子に
対して結合され、前記盤状基体と前記断熱体との隙間に
固定された金具及び;前記貫通孔に挿通され、前記金具
に結合されたリード部材を備え、このリード部材の前記
金具に対する結合位置を選択できるように構成された加
熱装置。1. A board for heating made of dense ceramics, wherein a metal material is buried inside the board-shaped substrate and terminals connected to the metal material are exposed on the back surface. A heat-insulating body provided to cover the back surface of the board-shaped substrate and provided with a through-hole; a metal fitting fixed to a gap between the board-shaped substrate and the heat-insulated body; A heating device including a lead member inserted into the through hole and coupled to the metal fitting, and configured to select a coupling position of the lead member to the metal fitting;
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP3128668U (en) | 2006-11-02 | 2007-01-18 | 億豐綜合工業股▲分▼有限公司 | Combination structure of spring spring assembly and upper side |
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1992
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Patent Citations (1)
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| JPH05267188A (en) | 1993-10-15 |
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