Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7653252B2 - Retaining device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7653252B2 - Retaining device - Google Patents

Retaining device Download PDF

Info

Publication number
JP7653252B2
JP7653252B2 JP2020213417A JP2020213417A JP7653252B2 JP 7653252 B2 JP7653252 B2 JP 7653252B2 JP 2020213417 A JP2020213417 A JP 2020213417A JP 2020213417 A JP2020213417 A JP 2020213417A JP 7653252 B2 JP7653252 B2 JP 7653252B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
connection
electrode
connection portion
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020213417A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022048064A (en
Inventor
和孝 田中
誠 若園
郁子 松丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Publication of JP2022048064A publication Critical patent/JP2022048064A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7653252B2 publication Critical patent/JP7653252B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。 This disclosure relates to a holding device for holding an object.

対象物(例えば、半導体ウェハ)を保持しつつ所定の温度(例えば、400~800℃程度)に加熱する加熱装置(「サセプタ」とも呼ばれる)が知られている。加熱装置は、例えば、成膜装置(CVD成膜装置、スパッタリング成膜装置等)やエッチング装置(プラズマエッチング装置等)といった半導体製造装置の一部として使用される。 There is known a heating device (also called a "susceptor") that holds an object (e.g., a semiconductor wafer) and heats it to a predetermined temperature (e.g., about 400 to 800°C). Heating devices are used as part of semiconductor manufacturing equipment such as film deposition equipment (CVD film deposition equipment, sputtering film deposition equipment, etc.) and etching equipment (plasma etching equipment, etc.).

一般に、加熱装置は、所定の方向に略直交する表面(以下「保持面」という)と、保持面とは反対側の表面(以下「裏面」という)と、を有するセラミックス部材を備える。セラミックス部材の内部には、例えばタングステン(W)やモリブデン(Mo)等の抵抗発熱体が配置されている。抵抗発熱体には、少なくとも一部分がセラミックス部材の裏面に露出した導電性の受電電極が電気的に接続されている。受電電極には、金属ろう材により形成された接合部により、金属製の電極端子ユニットが接合されている。電極端子ユニットおよび受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、セラミックス部材の保持面上に保持された対象物が加熱される。このような加熱装置として、例えば、特開2018-49964号公報(下記特許文献1)に記載の加熱装置が知られている。 In general, a heating device includes a ceramic member having a surface (hereinafter referred to as the "holding surface") that is approximately perpendicular to a predetermined direction, and a surface (hereinafter referred to as the "rear surface") opposite to the holding surface. A resistance heating element, such as tungsten (W) or molybdenum (Mo), is disposed inside the ceramic member. A conductive power receiving electrode, at least a portion of which is exposed on the rear surface of the ceramic member, is electrically connected to the resistance heating element. A metal electrode terminal unit is joined to the power receiving electrode by a joint formed of a metal brazing material. When a voltage is applied to the resistance heating element via the electrode terminal unit and the power receiving electrode, the resistance heating element generates heat, and an object held on the holding surface of the ceramic member is heated. For example, a heating device described in JP 2018-49964 A (Patent Document 1 below) is known as such a heating device.

特開2018-49964号公報JP 2018-49964 A

上記の加熱装置は、本体基板と、本体基板の内部に配置された抵抗発熱体と、電極端子ユニットに接続される受電電極と、を備えている。一般的に、抵抗発熱体は、ビア導体を介して、受電電極と接続されている。本体基板は、複数枚のグリーンシートを積層して焼結することで形成され、ビア導体は各グリーンシートに貫通孔を設けメタライズペーストを貫通孔に埋め、焼成することで形成される。ビア導体と受電電極とを確実に接触させる必要があるため、ビア導体1つ分の高さはグリーンシート1枚分の厚さよりもやや厚めに形成されている。よって、受電電極のうちビア導体の端部に対応する部分が突き出た状態となり、受電電極の平坦性が失われ、受電電極と端子の接続強度が低下する一因になる。特に、抵抗発熱体と受電電極とを、複数のビア導体を介して接続する場合に、ビア導体の端部の受電電極に対する突き上げが顕著である。 The heating device includes a main substrate, a resistive heating element disposed inside the main substrate, and a power receiving electrode connected to an electrode terminal unit. In general, the resistive heating element is connected to the power receiving electrode through a via conductor. The main substrate is formed by stacking and sintering a plurality of green sheets, and the via conductor is formed by providing a through hole in each green sheet, filling the through hole with a metallization paste, and firing the green sheet. Since it is necessary to ensure contact between the via conductor and the power receiving electrode, the height of one via conductor is formed slightly thicker than the thickness of one green sheet. Therefore, the part of the power receiving electrode corresponding to the end of the via conductor protrudes, the flatness of the power receiving electrode is lost, and this is one of the factors that reduces the connection strength between the power receiving electrode and the terminal. In particular, when the resistive heating element and the power receiving electrode are connected through a plurality of via conductors, the end of the via conductor is pushed up against the power receiving electrode.

本開示の保持装置は、第1の方向に略直交する第1の表面と、前記第1の表面とは反対側の第2の表面と、を有する板状部材と、前記板状部材の内部に配置された内部電極と、前記板状部材の内部において前記第1の方向に延びて配置され、前記内部電極と電気的に接続されたビアと、前記内部電極に通電可能な端子部材と、前記ビアと前記端子部材を電気的に接続する導電性の接続部材と、を備え、前記接続部材は、前記ビアと接続されるビア側接続部と、前記端子部材と接続される端子側接続部と、を有し、前記ビア側接続部と前記端子側接続部は、前記第1の方向に直交する方向において異なる位置に配置されている、保持装置である。 The holding device of the present disclosure includes a plate-shaped member having a first surface substantially perpendicular to a first direction and a second surface opposite to the first surface, an internal electrode disposed inside the plate-shaped member, a via disposed inside the plate-shaped member extending in the first direction and electrically connected to the internal electrode, a terminal member capable of passing current through the internal electrode, and a conductive connection member electrically connecting the via and the terminal member, the connection member having a via-side connection portion connected to the via and a terminal-side connection portion connected to the terminal member, and the via-side connection portion and the terminal-side connection portion are disposed at different positions in a direction perpendicular to the first direction.

本開示によれば、端子部材と端子側接続部の接続強度の低下を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress a decrease in the connection strength between the terminal member and the terminal side connection portion.

図1は、実施形態1における加熱装置を概略的に示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view that illustrates a heating device according to a first embodiment. 図2は、加熱装置の内部構成を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the heating device. 図3は、図2の一部を拡大して示した断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 図4は、図3の一部を拡大して示した断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 図5は、複数枚のグリーンシートを熱圧着する前の状態を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state before a plurality of green sheets are thermocompression-bonded together. 図6は、グリーンシートの下面にメタライズペーストを印刷してメタライズ導体を形成する様子を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing how a metallization paste is printed on the lower surface of a green sheet to form a metallization conductor. 図7は、グリーンシートの下面に形成された複数のメタライズ導体の配置を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of a plurality of metallized conductors formed on the lower surface of a green sheet. 図8は、メタライズペーストのうち電極端子との接続面以外を覆うようにセラミックペーストでオーバーコートした後の状態を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing the state after the metallization paste has been overcoated with ceramic paste so as to cover all areas other than the surfaces to be connected to the electrode terminals. 図9は、従来の構造を示した図であって、図5に対応する図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional structure and corresponds to FIG. 図10は、従来の構造を示した図であって、図6に対応する図である。FIG. 10 is a diagram showing a conventional structure and corresponds to FIG. 図11は、従来の構造における問題点を説明した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the problems in the conventional structure.

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の保持装置は、第1の方向に略直交する第1の表面と、前記第1の表面とは反対側の第2の表面と、を有する板状部材と、前記板状部材の内部に配置された内部電極と、前記板状部材の内部において前記第1の方向に延びて配置され、前記内部電極と電気的に接続されたビアと、前記内部電極に通電可能な端子部材と、前記ビアと前記端子部材を電気的に接続する導電性の接続部材と、を備え、前記接続部材は、前記ビアと接続されるビア側接続部と、前記端子部材と接続される端子側接続部と、を有し、前記ビア側接続部と前記端子側接続部は、前記第1の方向に直交する方向において異なる位置に配置されている、保持装置である。
[Description of the embodiments of the present disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure will be listed and described.
(1) The holding device of the present disclosure comprises a plate-shaped member having a first surface substantially perpendicular to a first direction and a second surface opposite the first surface, an internal electrode arranged inside the plate-shaped member, a via arranged extending in the first direction inside the plate-shaped member and electrically connected to the internal electrode, a terminal member capable of passing electricity through the internal electrode, and a conductive connecting member electrically connecting the via and the terminal member, wherein the connecting member has a via side connection portion connected to the via and a terminal side connection portion connected to the terminal member, and the via side connection portion and the terminal side connection portion are arranged at different positions in a direction perpendicular to the first direction.

ビア側接続部と端子側接続部が第1の方向に直交する方向において異なる位置に配置されているため、ビア側接続部のうちビアに対応する部分が第1の方向に突き上げた状態となっていても、端子側接続部は平坦であるため、端子部材と端子側接続部の接続強度の低下を抑制できる。 The via side connection portion and the terminal side connection portion are disposed at different positions in a direction perpendicular to the first direction. Therefore, even if the portion of the via side connection portion that corresponds to the via is pushed up in the first direction, the terminal side connection portion is flat, so that a decrease in the connection strength between the terminal member and the terminal side connection portion can be suppressed.

(2)前記接続部材は、前記板状部材の前記第2の表面側に露出する前記端子側接続部と、絶縁部材によって覆われる端子側非接続部とを有し、前記第1の方向において前記端子側非接続部と前記端子部材との間には前記絶縁部材が配置されていることが好ましい。
端子側非接続部が絶縁部材によって覆われているため、端子側接続部(接続部材)の露出面の大きさを調整でき、端子部材との接続状態において端子側接続部が第2の表面側に露出しないようにできる。
(2) It is preferable that the connecting member has a terminal side connecting portion exposed on the second surface side of the plate-shaped member and a terminal side non-connecting portion covered by an insulating member, and that the insulating member is arranged between the terminal side non-connecting portion and the terminal member in the first direction.
Since the terminal side non-connection portion is covered with an insulating member, the size of the exposed surface of the terminal side connection portion (connection member) can be adjusted, and the terminal side connection portion can be prevented from being exposed on the second surface side when connected to the terminal member.

(3)前記接続部材は前記第1の方向視で円周上に配置されるように複数設けられており、前記ビア側接続部は、前記端子側接続部よりも外周側に配されていることが好ましい。
複数のビア側接続部を互いに遠ざけて配置できるため、複数のビアを配置しやすくできる。
(3) It is preferable that the connection members are provided in a plurality of numbers so as to be arranged circumferentially when viewed in the first direction, and the via-side connection portions are arranged on the outer periphery side of the terminal-side connection portions.
Since the multiple via-side connecting portions can be arranged apart from each other, it is easy to arrange multiple vias.

(4)前記接続部材は、前記ビアとの接続領域を第1接続領域とし、前記端子部材との接続領域を第2接続領域とした場合に、一つの前記第2接続領域に対して複数の前記第1接続領域が接続された態様を含むことが好ましい。
ビアから端子部材へ向かう電流経路が複数に増えることになるため、接続部材の断面積を増やして導体抵抗を下げることができ、発熱を抑制できる。
(4) It is preferable that the connection member includes a configuration in which, when a connection region with the via is a first connection region and a connection region with the terminal member is a second connection region, a plurality of the first connection regions are connected to one second connection region.
Since the number of current paths from the vias to the terminal members increases, the cross-sectional area of the connection members can be increased to reduce conductor resistance, thereby suppressing heat generation.

[本開示の実施形態1の詳細]
本開示の保持装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the First Embodiment of the Present Disclosure]
Specific examples of the retaining device of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to these examples, but is defined by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

<加熱装置>
本開示の保持装置は、対象物(例えば、半導体ウェハW)を保持しつつ所定の処理温度(例えば、400~800℃)に加熱する加熱装置100であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置100は、例えば、成膜装置(CVD成膜装置、スパッタリング成膜装置等)やエッチング装置(プラズマエッチング装置等)といった半導体製造装置の一部として使用される。加熱装置100は、図1に示すように、保持体10と、柱状支持体20と、を備える。加熱装置100が請求項の「保持装置」に対応する。なお、本明細書に開示される技術は、加熱装置以外に、静電チャック、保持装置等に適用可能である。
<Heating device>
The holding device of the present disclosure is a heating device 100 that holds an object (e.g., a semiconductor wafer W) and heats it to a predetermined processing temperature (e.g., 400 to 800° C.), and is also called a susceptor. The heating device 100 is used as a part of a semiconductor manufacturing device such as a film forming device (CVD film forming device, sputtering film forming device, etc.) or an etching device (plasma etching device, etc.). As shown in FIG. 1, the heating device 100 includes a holder 10 and a columnar support 20. The heating device 100 corresponds to the "holding device" in the claims. The technology disclosed in this specification can be applied to electrostatic chucks, holding devices, etc. in addition to heating devices.

<保持体>
保持体10は、図2に示すように、上下方向に略直交する保持面S1および裏面S2を有する略円板状の部材である。保持体10は、例えば、窒化アルミニウム(AlN)やアルミナ(Al)を主成分とするセラミックス等の絶縁部材により形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合(重量割合)の最も多い成分を意味する。保持体10の直径は、例えば100mm以上、500mm以下程度である。保持体10が請求項の「板状部材」に対応し、上下方向が請求項の「第1の方向」に対応し、保持面S1が請求項の「第1の表面」に対応し、裏面S2が請求項の「第2の表面」に対応する。
<Holding body>
As shown in Fig. 2, the holder 10 is a substantially disk-shaped member having a holding surface S1 and a back surface S2 that are substantially perpendicular to the vertical direction. The holder 10 is formed of an insulating material such as ceramics whose main component is aluminum nitride (AlN) or alumina ( Al2O3 ). The main component here means the component with the highest content (weight ratio). The diameter of the holder 10 is, for example, about 100 mm or more and 500 mm or less. The holder 10 corresponds to the "plate-shaped member" in the claims, the vertical direction corresponds to the "first direction" in the claims, the holding surface S1 corresponds to the "first surface" in the claims, and the back surface S2 corresponds to the "second surface" in the claims.

保持体10の内部には、保持体10を加熱するヒータ電極としての抵抗発熱体50が埋設されている。抵抗発熱体50は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。抵抗発熱体50は、上方から見て、略同心円状に延びる線状のパターンを構成している。抵抗発熱体50の線状パターンの両端部は、ビアパッドを介して第1ビア52Aの上端部に接続されている。抵抗発熱体50が請求項の「内部電極」に対応する。 A resistive heating element 50 is embedded inside the holder 10 as a heater electrode for heating the holder 10. The resistive heating element 50 is formed from a conductive material such as tungsten or molybdenum. When viewed from above, the resistive heating element 50 forms a linear pattern that extends in a substantially concentric manner. Both ends of the linear pattern of the resistive heating element 50 are connected to the upper end of the first via 52A via via pads. The resistive heating element 50 corresponds to the "internal electrode" in the claims.

第1ビア52Aの下端部は、第1ランド55Aに接続されている。第1ランド55Aの下方には、ビアパッド58が設けられている。第1ランド55Aとビアパッド58は、第2ビア52Bを介して接続されている。ビアパッド58の下方には、導電性のメタライズ導体60が設けられている。メタライズ導体60が請求項の「接続部材」に対応する。メタライズ導体60は、保持体10の中心部近傍に配置されている。ビアパッド58とメタライズ導体60は、第3ビア52Cを介して接続されている。メタライズ導体60のうち第3ビア52Cと接続された部分は、ビア側接続部64とされている。 The lower end of the first via 52A is connected to the first land 55A. A via pad 58 is provided below the first land 55A. The first land 55A and the via pad 58 are connected via the second via 52B. A conductive metallized conductor 60 is provided below the via pad 58. The metallized conductor 60 corresponds to the "connecting member" in the claims. The metallized conductor 60 is disposed near the center of the holder 10. The via pad 58 and the metallized conductor 60 are connected via the third via 52C. The portion of the metallized conductor 60 connected to the third via 52C is the via side connection portion 64.

保持体10の裏面S2側には、一対の端子穴12が形成されている。各端子穴12の上端部には、端子側電極62が設けられている。端子側電極62は、メタライズ導体60の一部分(後述する内側部IP)が保持体10の裏面S2側に露出した部分を含む。抵抗発熱体50とメタライズ導体60は、各ビア52A、52B、52Cなどを介して電気的に接続された状態となっている。 A pair of terminal holes 12 are formed on the rear surface S2 side of the holding body 10. A terminal side electrode 62 is provided at the upper end of each terminal hole 12. The terminal side electrode 62 includes a portion of the metallized conductor 60 (an inner portion IP described later) exposed on the rear surface S2 side of the holding body 10. The resistive heating element 50 and the metallized conductor 60 are electrically connected via each of the vias 52A, 52B, 52C, etc.

<柱状支持体>
柱状支持体20は、上下方向に延びる略円柱状部材である。柱状支持体20は、保持体10と同様に、例えば窒化アルミニウムやアルミナを主成分とするセラミックス等の絶縁部材により形成されている。柱状支持体20の外径は、例えば30mm以上、90mm以下程度であり、柱状支持体20の高さ(上下方向における長さ)は、例えば100mm以上、300mm以下程度である。
<Columnar Support>
The columnar support 20 is a substantially cylindrical member extending in the vertical direction. Like the holder 10, the columnar support 20 is formed of an insulating material such as ceramics mainly composed of aluminum nitride or alumina. The outer diameter of the columnar support 20 is, for example, about 30 mm or more and 90 mm or less, and the height of the columnar support 20 (length in the vertical direction) is, for example, about 100 mm or more and 300 mm or less.

保持体10と柱状支持体20は、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S5とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体20は、保持体10の裏面S2の中心部付近に、公知の接合材料により形成された接合部30を介して接合されている。 The holder 10 and the columnar support 20 are arranged so that the back surface S2 of the holder 10 and the top surface S5 of the columnar support 20 face each other in the vertical direction. The columnar support 20 is joined near the center of the back surface S2 of the holder 10 via a joint 30 formed from a known joining material.

図2に示すように、柱状支持体20には、保持体10の裏面S2側に開口する貫通孔22が形成されている。貫通孔22は、上下方向に延出し、その延出方向にわたって略一定の内径を有する断面略円形の孔である。貫通孔22には、複数の電極端子74が収容されている。電極端子74は、上方から見て、略円形の柱状部材であり、ニッケル(Ni)等の導電性材料により形成されている。電極端子74の直径は、例えば2mm以上、6mm以下程度である。 As shown in FIG. 2, the columnar support 20 has a through hole 22 that opens to the rear surface S2 side of the holder 10. The through hole 22 is a hole that extends in the vertical direction and has a substantially constant inner diameter along the extension direction, and has a substantially circular cross section. A plurality of electrode terminals 74 are housed in the through hole 22. The electrode terminals 74 are substantially circular columnar members when viewed from above, and are formed from a conductive material such as nickel (Ni). The diameter of the electrode terminals 74 is, for example, about 2 mm or more and 6 mm or less.

また、上下方向において電極端子74の上端部とメタライズ導体60との間には、ペレット72が配置されている。ペレット72は、上方から見て、略円形の板状部材であり、タングステンやモリブデン、コバール等の金属により形成されている。ただし、ペレット72は、電極端子74とメタライズ導体60の間の熱膨張差を緩和する機能を担うため、ペレット72の形成材料としては、電極端子74の熱膨張係数とメタライズ導体60の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する材料が用いられることが好ましい。ペレット72の直径は、例えば3mm以上、9mm以下程度であり、ペレット72の厚さは、例えば1mm以上、6mm以下程度である。ペレット72と電極端子74が請求項の「端子部材」に対応する。 In addition, a pellet 72 is disposed between the upper end of the electrode terminal 74 and the metallized conductor 60 in the vertical direction. The pellet 72 is a substantially circular plate-shaped member when viewed from above, and is formed of a metal such as tungsten, molybdenum, or kovar. However, since the pellet 72 has the function of reducing the thermal expansion difference between the electrode terminal 74 and the metallized conductor 60, it is preferable that a material having a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the electrode terminal 74 and the thermal expansion coefficient of the metallized conductor 60 is used as the material for forming the pellet 72. The diameter of the pellet 72 is, for example, about 3 mm or more and 9 mm or less, and the thickness of the pellet 72 is, for example, about 1 mm or more and 6 mm or less. The pellet 72 and the electrode terminal 74 correspond to the "terminal member" in the claims.

図3および図4に示すように、ペレット72は、非活性ろう材により形成された第1接合部76により、端子側電極62の内側部IPと接合(ろう付け)されている。なお、非活性ろう材は、セラミックスに対して実質的に化学的結合しないろう材を意味し、例えば、Ni系(Ni-Cr系合金等)、Au系(純Au、Au-Ni系合金等)、Ag系(純Ag等)のろう材である。加熱装置100は、400~800℃程度の大気環境下で使用されるため、ろう材にCu等の酸化されやすい成分が含まれていると、ろう材の劣化が懸念される。そのため、ろう材はCu等の酸化されやすい成分を含まないことが好ましい。本実施形態では、第1接合部76は、端子側電極62の内側部IPの下面に加えて、保持体10の裏面S2にも対向するように形成されている。しかしながら、第1接合部76は、非活性ろう材により形成されているために、保持体10とは接合していない。 3 and 4, the pellet 72 is joined (brazed) to the inside part IP of the terminal side electrode 62 by the first joint part 76 formed by the inactive brazing material. The inactive brazing material means a brazing material that does not substantially chemically bond to ceramics, and is, for example, a Ni-based (Ni-Cr-based alloy, etc.), Au-based (pure Au, Au-Ni-based alloy, etc.), Ag-based (pure Ag, etc.) brazing material. Since the heating device 100 is used in an air environment of about 400 to 800°C, if the brazing material contains a component that is easily oxidized, such as Cu, there is a concern that the brazing material will deteriorate. Therefore, it is preferable that the brazing material does not contain a component that is easily oxidized, such as Cu. In this embodiment, the first joint part 76 is formed so as to face not only the lower surface of the inside part IP of the terminal side electrode 62, but also the back surface S2 of the holder 10. However, since the first joint part 76 is formed by the inactive brazing material, it is not joined to the holder 10.

一方、ペレット72は、ろう材により形成された第2接合部78により、電極端子74と接合されている。第2接合部78は、例えば、Ag系のろう材である。第1接合部76と第2接合部78が請求項の「端子部材」に対応する。 On the other hand, the pellet 72 is joined to the electrode terminal 74 by a second joint 78 formed of a brazing material. The second joint 78 is, for example, an Ag-based brazing material. The first joint 76 and the second joint 78 correspond to the "terminal member" in the claims.

図示しない電源から電極端子74、第2接合部78、ペレット72、第1接合部76、メタライズ導体60、各ビア52A、52B、52C、各ビアパッド、各ランド55A、55Bを介して抵抗発熱体50に電圧が印加されると、抵抗発熱体50が発熱し、保持体10の保持面S1上に保持された対象物(例えば、半導体ウェハW)が所定の温度(例えば、400~800℃程度)に加熱される。 When a voltage is applied from a power source (not shown) to the resistive heating element 50 via the electrode terminal 74, the second joint 78, the pellet 72, the first joint 76, the metallized conductor 60, the vias 52A, 52B, 52C, the via pads, and the lands 55A, 55B, the resistive heating element 50 generates heat, and the object (e.g., a semiconductor wafer W) held on the holding surface S1 of the holder 10 is heated to a predetermined temperature (e.g., about 400 to 800°C).

<メタライズ導体の詳細構成>
メタライズ導体60の構成について、さらに詳細に説明する。本実施形態のメタライズ導体60は、金属材料とセラミックス材料とを含むように形成されている。メタライズ導体60に含まれる金属材料は、例えば、タングステンやモリブデン等である。なお、メタライズ導体60に含まれる金属材料は、ペレット72を構成する金属材料の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する金属材料であることが好ましい。また、メタライズ導体60に含まれるセラミックス材料は、例えば、窒化アルミニウムやアルミナである。なお、メタライズ導体60に含まれるセラミックス材料は、保持体10の主成分であるセラミックス材料の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有するセラミックス材料であることが好ましい。
<Detailed configuration of metallized conductor>
The configuration of the metallized conductor 60 will be described in more detail. The metallized conductor 60 of this embodiment is formed to include a metal material and a ceramic material. The metal material included in the metallized conductor 60 is, for example, tungsten or molybdenum. The metal material included in the metallized conductor 60 is preferably a metal material having a thermal expansion coefficient close to that of the metal material constituting the pellet 72. The ceramic material included in the metallized conductor 60 is, for example, aluminum nitride or alumina. The ceramic material included in the metallized conductor 60 is preferably a ceramic material having a thermal expansion coefficient close to that of the ceramic material that is the main component of the holder 10.

また、メタライズ導体60の端子側電極62は、例えば上方から見て、略円形の略平板状部材である。ただし、端子側電極62は、外周部分が全周にわたって斜め上方に屈曲したような形状となっている。すなわち、端子側電極62は、そのように屈曲して保持体10の内部に位置する外周部OPと、外周部OP以外の部分である略平板状の内側部IPと、から構成されている。外周部OPが請求項の「端子側非接続部」に対応し、内側部IPが請求項の「端子側接続部」に対応する。 The terminal side electrode 62 of the metallized conductor 60 is, for example, a substantially circular, flat member when viewed from above. However, the terminal side electrode 62 has a shape in which the outer periphery is bent diagonally upwards all around. That is, the terminal side electrode 62 is composed of an outer periphery portion OP that is bent in this way and located inside the holder 10, and an inner portion IP that is a substantially flat plate and is the portion other than the outer periphery portion OP. The outer periphery portion OP corresponds to the "terminal side non-connected portion" in the claims, and the inner portion IP corresponds to the "terminal side connected portion" in the claims.

端子側電極62における第1接合部76に対向する側の表面(下面)S3の内、外周部OPに相当する領域は保持体10を構成するセラミックス材料等の絶縁部材13によって覆われているが、内側部IPに相当する領域は保持体10の裏面S2側に露出している。端子側電極62の内側部IPの直径は、例えば3mm以上、12mm以下程度であり、端子側電極62の厚さは、例えば0.005mm以上、0.15mm以下程度である。また、外周部OPを覆う絶縁部材13の最大厚さ(最大かぶり厚)は、例えば0.005mm以上、0.1mm以下程度である。絶縁部材13の材料は保持体10の材料と同じである。絶縁部材13が保持体10と同じ材料で構成されているから、絶縁部材13と保持体10を一体に形成できる。さらに、外周部OPは絶縁部材13で覆われているから、平面視で内側部IPを円周上に配置した際に、対向する内側部IP同士を互いに近づけて配置できる。 The area corresponding to the inner and outer periphery OP of the surface (lower surface) S3 of the terminal side electrode 62 facing the first joint 76 is covered by an insulating member 13 such as a ceramic material constituting the holding body 10, but the area corresponding to the inner part IP is exposed on the back surface S2 side of the holding body 10. The diameter of the inner part IP of the terminal side electrode 62 is, for example, about 3 mm or more and 12 mm or less, and the thickness of the terminal side electrode 62 is, for example, about 0.005 mm or more and 0.15 mm or less. In addition, the maximum thickness (maximum cover thickness) of the insulating member 13 covering the outer periphery OP is, for example, about 0.005 mm or more and 0.1 mm or less. The material of the insulating member 13 is the same as the material of the holding body 10. Since the insulating member 13 is made of the same material as the holding body 10, the insulating member 13 and the holding body 10 can be formed integrally. Furthermore, because the outer periphery OP is covered with an insulating member 13, when the inner parts IP are arranged circumferentially in a plan view, the opposing inner parts IP can be arranged close to each other.

端子側電極62とビア側接続部64は、水平方向(上下方向に直交する方向)において異なる位置に設けられている。端子側電極62は、中継接続部69を介してビア側接続部64に接続されている。ビア側接続部64と中継接続部69と端子側電極62とは、上下方向において略同じ高さに配置され、水平方向に並んで配置されている。ビア側接続部64と端子側電極62は、中継接続部69の水平方向の長さ分だけ離間して配置されている。言い換えると、第3ビア52Cと、電極端子74および第2接合部78とは、平面視(上面視)で重なっておらず、第3ビア52Cが複数あるときは、全ての第3ビア52Cと、電極端子74および第2接合部78とが、平面視で重ならない配置とされている。 The terminal side electrode 62 and the via side connection portion 64 are provided at different positions in the horizontal direction (direction perpendicular to the up-down direction). The terminal side electrode 62 is connected to the via side connection portion 64 via the relay connection portion 69. The via side connection portion 64, the relay connection portion 69, and the terminal side electrode 62 are arranged at approximately the same height in the up-down direction and are arranged side by side in the horizontal direction. The via side connection portion 64 and the terminal side electrode 62 are arranged at a distance equal to the horizontal length of the relay connection portion 69. In other words, the third via 52C, the electrode terminal 74, and the second joint portion 78 do not overlap in a plan view (top view), and when there are multiple third vias 52C, all the third vias 52C, the electrode terminal 74, and the second joint portion 78 are arranged so as not to overlap in a plan view.

<加熱装置の製造方法>
本実施形態の加熱装置100の製造方法は、例えば以下の通りである。まず、保持体10と柱状支持体20とを作製する。
<Method of manufacturing the heating device>
The manufacturing method of the heating device 100 of this embodiment is, for example, as follows: First, the holder 10 and the columnar supports 20 are fabricated.

保持体10の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末100重量部に、酸化イットリウム(Y)粉末1重量部と、アクリル系バインダ20重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、トルエン等の有機溶剤を加え、ボールミルにて20時間混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシート65を複数枚作製する。 The method for producing the holder 10 is, for example, as follows. First, an organic solvent such as toluene is added to a mixture of 100 parts by weight of aluminum nitride powder, 1 part by weight of yttrium oxide ( Y2O3 ) powder, 20 parts by weight of an acrylic binder, and an appropriate amount of dispersant and plasticizer, and the mixture is mixed in a ball mill for 20 hours to produce a slurry for the green sheet. This slurry for the green sheet is formed into a sheet shape using a casting device and then dried to produce multiple green sheets 65.

また、窒化アルミニウム粉末、アクリル系バインダ、テルピネオール等の有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の金属粉末を添加して混練することにより、メタライズペースト66を作製する。このメタライズペースト66を例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、図5に示すように、特定の各グリーンシート65に、後に抵抗発熱体50、第1ランド55A、ビアパッド58、メタライズ導体60となる未焼結導体層を形成する。 In addition, a metal powder such as tungsten or molybdenum is added to and kneaded with a mixture of aluminum nitride powder, an acrylic binder, and an organic solvent such as terpineol to prepare a metallization paste 66. By printing this metallization paste 66 using, for example, a screen printing device, as shown in FIG. 5, an unsintered conductor layer that will later become the resistive heating element 50, the first land 55A, the via pad 58, and the metallization conductor 60 is formed on each specific green sheet 65.

メタライズ導体60は、図6に示すように、複数の第3ビア52Cとの接続領域である第1接続領域53と、保持体10の端子穴12に配された電極端子74との接続領域である第2接続領域54と、にわたってメタライズペースト66を印刷することで水平方向に長い長円状となるように形成される。図7を参照にしてさらに詳細に説明すると、例えば5つの第2接続領域54が平面視で円周上に配置されるように複数設けられており、これらの第2接続領域54の外周側に第1接続領域53が配置されている。一つの第2接続領域54に対して一つの第1接続領域53が接続されているが、一つの第2接続領域54に対して二つの第1接続領域53が接続されるようにしてもよい。 As shown in FIG. 6, the metallized conductor 60 is formed into a horizontally long elliptical shape by printing the metallized paste 66 over the first connection region 53, which is a connection region with the multiple third vias 52C, and the second connection region 54, which is a connection region with the electrode terminal 74 arranged in the terminal hole 12 of the holding body 10. Explaining in more detail with reference to FIG. 7, for example, five second connection regions 54 are provided so as to be arranged on a circumference in a plan view, and the first connection region 53 is arranged on the outer periphery of these second connection regions 54. One first connection region 53 is connected to one second connection region 54, but two first connection regions 53 may be connected to one second connection region 54.

本開示のように第3ビア52Cと端子側電極62をずらして配置した際に、メタライズ導体60で発熱する可能性がある。この対策として、例えばメタライズ導体60の厚みを大きくして断面積を増やすことも考えられる。しかしながら、メタライズ導体60の厚みを大きくすると、製造時にメタライズペースト66とグリーンシート65との間に隙間が生じ、その結果メタライズ導体60と保持体10を形成するセラミックス部材との間に隙間が生じ、クラックの原因となる、保持体10の厚みが厚くなる等、得策とは言い難い。 When the third via 52C and the terminal side electrode 62 are arranged offset as in the present disclosure, there is a possibility that the metallized conductor 60 will generate heat. As a countermeasure to this, for example, it is possible to increase the thickness of the metallized conductor 60 to increase its cross-sectional area. However, if the thickness of the metallized conductor 60 is increased, gaps will occur between the metallized paste 66 and the green sheet 65 during manufacturing, which will result in gaps between the metallized conductor 60 and the ceramic member that forms the holder 10, causing cracks and increasing the thickness of the holder 10, making this an unwise solution.

そこで、メタライズ導体60について、一つの第2接続領域54に対して二つの第1接続領域53が接続されるようにすると、第3ビア52Cから端子側電極62へ向かう電流経路が2倍に増えることになるため、1つの経路を通る電流量を減らすことができ、発熱を抑制できる。ここで、経路が2倍に増えることの技術的意義について考察する。単純に経路が2倍に増えるということは断面積が2倍に増えることを意味するから、1つの経路を厚く太くして断面積を2倍にしても同じ断面積なので抵抗値は同じとなり、発熱を抑制できるように思われる。しかしながら、電流は経路内を均等に流れるのではなく、最も距離が短い経路に集中しやすいことがシミュレーションの結果から判明している。したがって、1つの経路を厚く太くするよりも、経路を2倍に増やして、それぞれの経路に電流が流れるようにすることで全体の電流量を増やすほうが抵抗値が小さくなり、経路を増やす効果(発熱が抑えられる効果)が得られやすいと考えられる。 Therefore, if two first connection regions 53 are connected to one second connection region 54 of the metallized conductor 60, the number of current paths from the third via 52C to the terminal electrode 62 will double, so the amount of current passing through one path can be reduced and heat generation can be suppressed. Here, the technical significance of doubling the paths will be considered. Simply doubling the paths means doubling the cross-sectional area, so even if one path is made thicker and wider to double the cross-sectional area, the cross-sectional area is the same, so the resistance value will be the same and it seems that heat generation can be suppressed. However, it has been found from the results of simulations that the current does not flow evenly within the path, but tends to concentrate in the path with the shortest distance. Therefore, it is considered that the resistance value will be smaller and the effect of increasing the paths (the effect of suppressing heat generation) will be more easily obtained by doubling the paths and allowing current to flow through each path to increase the total amount of current, rather than making one path thicker and wider.

図7においては、二つの第1接続領域53が第2接続領域54に接続されているものを例示したが、三つ以上の第1接続領域53が第2接続領域54に接続されるようにしてもよい。また、図7においては、二つの第1接続領域53と第2接続領域54とを接続するL字状の単一のメタライズ導体60を例示したが、I字状の二つのメタライズ導体60に分離してもよい。 In FIG. 7, two first connection regions 53 are connected to the second connection region 54, but three or more first connection regions 53 may be connected to the second connection region 54. Also, in FIG. 7, a single L-shaped metallized conductor 60 is shown connecting two first connection regions 53 and the second connection region 54, but it may be separated into two I-shaped metallized conductors 60.

メタライズペースト66の印刷の際には、例えば1回で50μm以上の厚さになるようにメタライズペースト66を印刷し、有機溶剤を揮発させるために乾燥させる。この工程を、設定された厚さになるまで繰り返し実行する。次に、図8に示すように、メタライズ導体60用の各メタライズペースト66の印刷後、その外周部67を全周にわたって覆うように、セラミックペースト(例えば、窒化アルミニウムとアクリル系バインダとテルピネオール等の有機溶剤との混合物)68によるオーバーコートを行う。 When printing the metallization paste 66, for example, the metallization paste 66 is printed in one go to a thickness of 50 μm or more, and then dried to volatilize the organic solvent. This process is repeated until the set thickness is reached. Next, as shown in FIG. 8, after printing each metallization paste 66 for the metallization conductor 60, the outer periphery 67 is overcoated with ceramic paste (for example, a mixture of aluminum nitride, an acrylic binder, and an organic solvent such as terpineol) 68 so as to cover the entire periphery.

次に、図5に示すように、これらのグリーンシート65を積層した後、複数枚(例えば20枚)熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体(例えば厚さ8mm)を作製する。このグリーンシート積層体をマシニングによって切削加工して円板状の成形体を作製し、この成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成して焼成体を作製した後に、焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体10が作製される。 Next, as shown in FIG. 5, these green sheets 65 are stacked, and then multiple sheets (e.g., 20 sheets) are thermocompressed together, and the outer periphery is cut as necessary to produce a green sheet laminate (e.g., 8 mm thick). This green sheet laminate is cut by machining to produce a disk-shaped compact, which is degreased, and the degreased body is fired to produce a fired body, after which the surface of the fired body is polished. Through these steps, the holder 10 is produced.

また、柱状支持体20の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末100重量部に、酸化イットリウム粉末1重量部とPVAバインダ3重量部と適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、メタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、貫通孔22に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体20が作製される。 The columnar support 20 can be produced, for example, as follows. First, an organic solvent such as methanol is added to a mixture of 100 parts by weight of aluminum nitride powder, 1 part by weight of yttrium oxide powder, 3 parts by weight of PVA binder, and an appropriate amount of dispersant and plasticizer, and the mixture is mixed in a ball mill to obtain a slurry. This slurry is granulated in a spray dryer to produce a raw material powder. Next, the raw material powder is filled into a rubber mold in which a core corresponding to the through hole 22 is placed, and a molded body is obtained by cold isostatic pressing. The obtained molded body is degreased, and the degreased body is further fired. Through the above steps, the columnar support 20 is produced.

次に、保持体10と柱状支持体20とを接合する。保持体10の裏面S2および柱状支持体20の上面S5に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S5との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S5とを重ね合わせ、加熱を行うことにより、保持体10と柱状支持体20とを接合する。 Next, the holder 10 and the columnar support 20 are joined. After performing lapping processing on the back surface S2 of the holder 10 and the top surface S5 of the columnar support 20 as necessary, a known bonding agent made into a paste form by mixing, for example, rare earths and organic solvents is uniformly applied to at least one of the back surface S2 of the holder 10 and the top surface S5 of the columnar support 20, and then a degreasing process is performed. Next, the back surface S2 of the holder 10 and the top surface S5 of the columnar support 20 are overlapped and heated to join the holder 10 and the columnar support 20.

保持体10と柱状支持体20との接合の後、各ペレット72を貫通孔22内に挿入し、各ペレット72の上端部を各端子側電極62の下面S3に、非活性ろう材(例えば、Ni系、Au系、Ag系のろう材)を用いてろう付け(950~1150℃、10~30分)することにより、第1接合部76を形成する。また、各電極端子74を貫通孔22内に挿入し、各電極端子74の上端部を各ペレット72に、例えばAg系のろう材を用いてろう付けすることにより、第2接合部78を形成する。主として以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置100が製造される。 After the holder 10 and the columnar support 20 are joined, each pellet 72 is inserted into the through hole 22, and the upper end of each pellet 72 is brazed (950-1150°C, 10-30 minutes) to the lower surface S3 of each terminal electrode 62 using a non-active brazing material (e.g., Ni-based, Au-based, Ag-based brazing material) to form a first joint 76. Also, each electrode terminal 74 is inserted into the through hole 22, and the upper end of each electrode terminal 74 is brazed to each pellet 72 using, for example, an Ag-based brazing material to form a second joint 78. The heating device 100 having the above-mentioned configuration is manufactured mainly by the above manufacturing method.

<従来の構造とその問題点>
本実施形態の効果を説明するのに先立って、まず従来の構造とその問題点を説明する。図9および図10に示すように、従来においてはビア導体51の下端部にメタライズペースト66を直接印刷していた。このようにすると、ビア導体51から電極端子74までの距離が短くなって導体抵抗が下がるため、メタライズ導体61の発熱防止の点で有利になるという利点がある。
<Conventional structure and its problems>
Before describing the effects of this embodiment, a conventional structure and its problems will be described. As shown in Figures 9 and 10, conventionally, metallization paste 66 was printed directly on the lower end of via conductor 51. This has the advantage of being advantageous in terms of preventing heat generation in metallization conductor 61, since the distance from via conductor 51 to electrode terminal 74 is shortened and the conductor resistance is reduced.

しかしながら、ビア導体51は各グリーンシートに貫通孔を設けメタライズペーストを貫通孔に埋め、焼成することで形成される。ビア導体51の1つ分の高さはグリーンシート1枚分の厚さよりもやや厚めに形成されている。よって、複数のビア導体51を積層した場合、図11(A)に示すように、ビア導体51の一部が端子穴11の内部に突出して凹凸が形成される場合がある。そのような場合、ビア接続領域53にメタライズペースト66を印刷すると、メタライズペースト66が凹凸に沿って印刷されるため、メタライズ導体61も凹凸に形成される現象(以下「ビア突き上げ」という)が発生する場合がある。したがって、図11(B)に示すように、メタライズ導体61にろう材71を塗布すると、ろう材71の下面が凹凸に形成され、ろう材71の下面と電極端子74の上面との間に隙間が形成されてしまう。その結果、メタライズ導体61と電極端子74の接続強度が低下する。 However, the via conductors 51 are formed by providing through holes in each green sheet, filling the through holes with metallization paste, and firing the green sheet. The height of each via conductor 51 is formed slightly thicker than the thickness of one green sheet. Therefore, when multiple via conductors 51 are stacked, as shown in FIG. 11(A), a part of the via conductor 51 may protrude into the inside of the terminal hole 11, forming unevenness. In such a case, when the metallization paste 66 is printed in the via connection region 53, the metallization paste 66 is printed along the unevenness, and the metallization conductor 61 may also be formed uneven (hereinafter referred to as "via push-up"). Therefore, as shown in FIG. 11(B), when the brazing material 71 is applied to the metallization conductor 61, the lower surface of the brazing material 71 is formed unevenly, and a gap is formed between the lower surface of the brazing material 71 and the upper surface of the electrode terminal 74. As a result, the connection strength between the metallization conductor 61 and the electrode terminal 74 is reduced.

そこで、図11(C)に示すように、ろう材71を厚くすることでメタライズ導体61とろう材71の間の隙間を埋めることが考えられる。このようにすると、メタライズ導体61とろう材71の間の隙間、およびろう材71と電極端子74の間の隙間をなくすことはできる。しかしながら、ろう材71が厚くなることで熱膨張差による応力が大きくなるため、接合部への負荷が大きくなる。その上、メタライズ導体61と窒化アルミニウム(保持体10)との密着は弱く、ろう材71から応力を受けることでメタライズ導体61の端部からの剥離(クラック)が発生しやすくなる。 As a result, as shown in FIG. 11(C), it is possible to fill the gap between the metallized conductor 61 and the brazing material 71 by thickening the brazing material 71. In this way, it is possible to eliminate the gap between the metallized conductor 61 and the brazing material 71, and the gap between the brazing material 71 and the electrode terminal 74. However, as the brazing material 71 becomes thicker, the stress caused by the difference in thermal expansion increases, and the load on the joint increases. Furthermore, the adhesion between the metallized conductor 61 and the aluminum nitride (holding body 10) is weak, and the stress from the brazing material 71 makes it easy for the metallized conductor 61 to peel off (crack) from its end.

また、ろう材71と電極端子74の間の隙間をなくすため、図11(D)に示すように、ろう材71を電極端子74の上面に予め塗布すると、ろう材71の上面が平坦面となるため、メタライズ導体61とろう材71の間に隙間が発生しやすくなる。 In addition, in order to eliminate the gap between the brazing material 71 and the electrode terminal 74, if the brazing material 71 is applied in advance to the upper surface of the electrode terminal 74 as shown in FIG. 11(D), the upper surface of the brazing material 71 becomes flat, making it easier for a gap to occur between the metallized conductor 61 and the brazing material 71.

このように、従来の構造では、ビア導体51の端部にメタライズペースト66を直接印刷していたため、ビア突き上げによる凹凸が発生し、この凹凸に起因した隙間をなくすことが困難であった。逆にこういった問題が無いように、ろう材71を厚くするとメタライズ導体61の端部からの剥離が発生しやすくなるという問題があった。 As described above, in the conventional structure, the metallization paste 66 was printed directly on the ends of the via conductors 51, which caused unevenness due to the vias being pushed up, and it was difficult to eliminate the gaps caused by this unevenness. Conversely, if the brazing material 71 was made thicker to avoid such problems, there was a problem that peeling from the ends of the metallization conductors 61 would be more likely to occur.

また、焼成を行った際、メタライズ導体61の表面に窒化アルミニウムからなるAlN析出物が発生し、特にビア導体51の端部に対応する位置に多くのAlN析出物が発生する現象(以下「ビア析出」という)がある。AlN析出物は絶縁物であるため、電極端子74との接触面積が小さくなるという問題があった。 In addition, when firing is performed, AlN precipitates made of aluminum nitride are generated on the surface of the metallized conductor 61, and many AlN precipitates are generated in particular at positions corresponding to the ends of the via conductors 51 (hereinafter referred to as "via precipitates"). Because the AlN precipitates are an insulator, there is a problem in that the contact area with the electrode terminal 74 becomes small.

<本実施形態の効果>
本開示の加熱装置100は、上下方向に略直交する保持面S1と、保持面S1とは反対側の裏面S2と、を有する保持体10と、保持体10の内部に配置された抵抗発熱体50と、保持体10の内部において上下方向に延びて配置され、抵抗発熱体50と電気的に接続されたビア52A、52B、52Cと、抵抗発熱体50に通電可能なペレット72および電極端子74と、ビア52A、52B、52Cとペレット72および電極端子74とを電気的に接続する導電性のメタライズ導体60と、を備え、メタライズ導体60は、ビア52A、52B、52Cと接続されるビア側接続部64と、ペレット72および電極端子74と接続される端子側電極62の内側部IPと、を有し、ビア側接続部64と端子側電極62の内側部IPとは、上下方向に直交する方向において異なる位置に配置されている、加熱装置100である。
<Effects of this embodiment>
The heating device 100 of the present disclosure includes a holder 10 having a holding surface S1 that is approximately perpendicular to the vertical direction and a back surface S2 opposite to the holding surface S1, a resistance heating element 50 arranged inside the holder 10, vias 52A, 52B, 52C that are arranged extending in the vertical direction inside the holder 10 and electrically connected to the resistance heating element 50, a pellet 72 and an electrode terminal 74 that can pass electricity through the resistance heating element 50, and a conductive metallized conductor 60 that electrically connects the vias 52A, 52B, 52C to the pellet 72 and the electrode terminal 74, wherein the metallized conductor 60 has a via side connection portion 64 connected to the vias 52A, 52B, 52C, and an inner portion IP of the terminal side electrode 62 connected to the pellet 72 and the electrode terminal 74, and the via side connection portion 64 and the inner portion IP of the terminal side electrode 62 are arranged at different positions in a direction perpendicular to the vertical direction.

ビア側接続部64と端子側電極62の内側部IPとが上下方向に直交する方向において異なる位置に配置されているため、ビア側接続部64のうちビア52A、52B、52Cに対応する部分が上下方向に突き上げた状態、すなわちビア突き上げが発生しても、端子側電極62の内側部IPは平坦であるため、ペレット72および電極端子74と端子側電極62の内側部IPとの接続強度の低下を抑制できる。 The via side connection portion 64 and the inner part IP of the terminal side electrode 62 are positioned at different positions in a direction perpendicular to the vertical direction. Therefore, even if the parts of the via side connection portion 64 corresponding to the vias 52A, 52B, and 52C are pushed up in the vertical direction, i.e., via push-up occurs, the inner part IP of the terminal side electrode 62 is flat, so that a decrease in the connection strength between the pellet 72 and the electrode terminal 74 and the inner part IP of the terminal side electrode 62 can be suppressed.

また、ビア側接続部64のうちビア52A、52B、52Cに対応する部分にAlN析出物が残った状態、すなわちビア析出が発生しても、AlN析出物とグリーンシートとは同じ材料であるため、問題にならない。 In addition, even if AlN precipitates remain in the parts of the via-side connection portion 64 that correspond to the vias 52A, 52B, and 52C, i.e., via precipitation occurs, this does not pose a problem because the AlN precipitates and the green sheet are made of the same material.

メタライズ導体60は、保持体10の裏面S2側に露出する内側部IPと、絶縁部材13によって覆われる外周部OPとを有し、上下方向において外周部OPとペレット72および電極端子74との間には絶縁部材13が配置されていることが好ましい。 The metallized conductor 60 has an inner portion IP exposed on the rear surface S2 side of the holder 10 and an outer peripheral portion OP covered by an insulating member 13, and it is preferable that the insulating member 13 is disposed between the outer peripheral portion OP and the pellet 72 and the electrode terminal 74 in the vertical direction.

メタライズ導体60が裏面S2側に露出した状態で高温に加熱されると、メタライズ導体60中のタングステンが酸化してしまう。そこで、上記の構成では外周部OPが絶縁部材13によって覆われるようにオーバーコートを行っているため、内側部IP(メタライズ導体60)の露出面の大きさを調整でき、ペレット72および電極端子74との接続状態において内側部IPが裏面S2側に露出しないようにできる。したがって、メタライズ導体60中のタングステンの酸化を抑制できる。また、絶縁部材13によるオーバーコートによってメタライズ導体60の端部からの剥離を防止できる。 When the metallized conductor 60 is heated to a high temperature while exposed on the back surface S2 side, the tungsten in the metallized conductor 60 oxidizes. Therefore, in the above configuration, the outer peripheral portion OP is overcoated with the insulating member 13 so that the size of the exposed surface of the inner portion IP (metallized conductor 60) can be adjusted, and the inner portion IP can be prevented from being exposed on the back surface S2 side when connected to the pellet 72 and electrode terminal 74. Therefore, oxidation of the tungsten in the metallized conductor 60 can be suppressed. In addition, peeling from the end of the metallized conductor 60 can be prevented by overcoating with the insulating member 13.

メタライズ導体60は、第3ビア52Cとの接続領域を第1接続領域53とし、電極端子74との接続領域を第2接続領域54とした場合に、 一つの第2接続領域54に対して二つの第1接続領域53が接続された態様を含むことが好ましい。
第3ビア52Cから電極端子74へ向かう電流経路が2倍に増えることになるため、メタライズ導体60の断面積を増やして導体抵抗を下げることができ、発熱を抑制できる。
It is preferable that the metallized conductor 60 includes a configuration in which, when the connection region with the third via 52C is the first connection region 53 and the connection region with the electrode terminal 74 is the second connection region 54, two first connection regions 53 are connected to one second connection region 54.
Since the current path from the third via 52C to the electrode terminal 74 is doubled, the cross-sectional area of the metallized conductor 60 can be increased to reduce the conductor resistance, thereby suppressing heat generation.

<他の実施形態>
(1)上記実施形態では、電極端子74と端子側電極62の間にペレット72が配置されているが、ペレット72が配置されず、電極端子74と端子側電極62がろう材により形成された接合部により接合されているとしてもよい。このような形態では、ろう材と電極端子74が請求項の「端子部材」に対応する。
<Other embodiments>
(1) In the above embodiment, the pellet 72 is disposed between the electrode terminal 74 and the terminal electrode 62, but the electrode terminal 74 and the terminal electrode 62 may be joined by a joint formed of a brazing material without disposing the pellet 72. In such a configuration, the brazing material and the electrode terminal 74 correspond to the "terminal member" in the claims.

(2)上記実施形態では、端子側電極62は、略平板状部材の外周部分が全周にわたって斜め上方に屈曲したような形状であるが、端子側電極は、外周部が保持体10の内部に配置され、かつ、内側部が端子穴12に露出している限りにおいて、他の形状であってもよい。 (2) In the above embodiment, the terminal side electrode 62 has a shape in which the outer peripheral portion of a substantially flat plate-like member is bent obliquely upwards all around, but the terminal side electrode may have another shape as long as the outer peripheral portion is disposed inside the holder 10 and the inner portion is exposed to the terminal hole 12.

(3)上記実施形態では、保持体10の内部に配置された抵抗発熱体50に電気的に接続された端子側電極62の構成について説明したが、保持体10の内部に配置された他の内部電極に電気的に接続された端子側電極が同様の構成であるとしてもよい。 (3) In the above embodiment, the configuration of the terminal side electrode 62 electrically connected to the resistive heating element 50 arranged inside the holder 10 was described, but the terminal side electrode electrically connected to other internal electrodes arranged inside the holder 10 may have a similar configuration.

(4)上記実施形態の加熱装置における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。また、上記実施形態における加熱装置の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。 (4) The materials used to form each component in the heating device of the above embodiment are merely examples, and each component may be formed from other materials. In addition, the manufacturing method for the heating device of the above embodiment is merely an example, and various modifications are possible.

(5)また、本開示は、加熱装置100に限らず、セラミックス部材と、セラミックス部材の内部に配置された内部電極(ヒータ電極、チャック電極、RF電極等)と、内部電極と電気的に接続されたビアと、内部電極に通電可能な端子部材と、ビアと端子部材を電気的に接続する導電性の接続部材と、を備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置(例えば、静電チャック等)にも同様に適用可能である。 (5) Furthermore, the present disclosure is not limited to the heating device 100, but is also applicable to other holding devices (e.g., electrostatic chucks, etc.) that include a ceramic member, an internal electrode (heater electrode, chuck electrode, RF electrode, etc.) disposed inside the ceramic member, a via electrically connected to the internal electrode, a terminal member capable of passing current through the internal electrode, and a conductive connecting member electrically connecting the via and the terminal member, and that hold an object on the surface of the ceramic member.

(6)上記実施形態では、端子側電極62の外周部OPが絶縁部材13によって覆われているが、外周部OPが端子穴12の内部に露出しているものでもよい。 (6) In the above embodiment, the outer periphery OP of the terminal side electrode 62 is covered by the insulating member 13, but the outer periphery OP may be exposed inside the terminal hole 12.

(7)上記実施形態では、ビア側接続部64が端子側電極62の内側部IPよりも外周側に配されているが、ビア側接続部と端子側電極の内側部とのいずれもが平面視で円周上に配されるものでもよい。 (7) In the above embodiment, the via-side connection portion 64 is disposed on the outer periphery side of the inner portion IP of the terminal-side electrode 62, but both the via-side connection portion and the inner portion of the terminal-side electrode may be disposed on the circumference in a plan view.

10…保持体(板状部材) 11…端子穴 12…端子穴 13…絶縁部材
20…柱状支持体 22…貫通孔
30…接合部
50…抵抗発熱体(内部電極) 51…ビア導体 52A…第1ビア 52B…第2ビア 52C…第3ビア 53…第1接続領域 54…第2接続領域 55A…第1ランド 55B…第2ランド 56…ビア 57…ビア 58…ビアパッド
60…メタライズ導体(接続部材) 61…メタライズ導体 62…端子側電極 64…ビア側接続部 65…グリーンシート 66…メタライズペースト 67…外周部 68…セラミックペースト 69…中継接続部
71…ろう材 72…ペレット(端子部材) 74…電極端子(端子部材) 76…第1接合部 78…第2接合部
100…加熱装置(保持装置)
CD…電流の流れてくる方向
IP…内側部(端子側接続部) OP…外周部(端子側非接続部)
S1…保持面(第1の表面) S2…裏面(第2の表面) S3…下面 S5…上面
W…半導体ウェハ(対象物)
LIST OF SYMBOLS 10...Holding body (plate-shaped member) 11...Terminal hole 12...Terminal hole 13...Insulating member 20...Columnar support 22...Through hole 30...Joint 50...Resistive heating element (internal electrode) 51...Via conductor 52A...First via 52B...Second via 52C...Third via 53...First connection region 54...Second connection region 55A...First land 55B...Second land 56...Via 57...Via 58...Via pad 60...Metallized conductor (connecting member) 61...Metallized conductor 62...Terminal side electrode 64...Via side connection portion 65...Green sheet 66...Metallized paste 67...Outer periphery 68...Ceramic paste 69...Relay connection portion 71...Brazing material 72...Pellet (terminal member) 74...Electrode terminal (terminal member) 76...First joint portion 78...Second joint portion 100...Heating device (holding device)
CD: Direction of current flow IP: Inner part (terminal side connected part) OP: Outer part (terminal side non-connected part)
S1: Holding surface (first surface) S2: Back surface (second surface) S3: Lower surface S5: Upper surface W: Semiconductor wafer (object)

Claims (3)

第1の方向に略直交する第1の表面と、前記第1の表面とは反対側の第2の表面と、を有する板状部材と、
前記板状部材の内部に配置された内部電極と、
前記板状部材の内部において前記第1の方向に延びて配置され、前記内部電極と電気的に接続されたビアと、
前記内部電極に通電可能な端子部材と、
前記ビアと前記端子部材を電気的に接続する導電性の接続部材と、を備え、
前記接続部材は、前記ビアと接続されるビア側接続部と、前記端子部材と接続される端子側接続部であって、前記端子部材と前記端子側接続部の接続においていかなるビアも介していない端子側接続部と、を有し、
前記ビア側接続部と前記端子側接続部は、前記第1の方向に直交する方向において異なる位置に配置されており、
前記接続部材の接続領域のうち、前記ビアとの接続領域を第1接続領域とし、前記端子部材との接続領域を第2接続領域とした場合に、前記第2接続領域は、前記第1の方向視で円周上に配置されるように複数設けられており、
前記第1接続領域は、前記第2接続領域よりも外周側に配されている、保持装置。
a plate-like member having a first surface substantially perpendicular to a first direction and a second surface opposite to the first surface;
an internal electrode disposed inside the plate-shaped member;
a via disposed inside the plate-like member and extending in the first direction and electrically connected to the internal electrode;
a terminal member capable of conducting electricity to the internal electrode;
a conductive connection member that electrically connects the via and the terminal member,
the connection member has a via-side connection portion connected to the via , and a terminal-side connection portion connected to the terminal member , the terminal member and the terminal-side connection portion being connected to each other without any vias;
the via-side connection portion and the terminal-side connection portion are disposed at different positions in a direction perpendicular to the first direction,
when a connection region of the connection member with the via is defined as a first connection region and a connection region with the terminal member is defined as a second connection region, a plurality of the second connection regions are provided so as to be arranged circumferentially when viewed in the first direction,
A holding device , wherein the first connection region is disposed on an outer circumferential side relative to the second connection region .
前記接続部材は、前記板状部材の前記第2の表面側に露出する前記端子側接続部と、絶縁部材によって覆われる端子側非接続部とを有し、前記第1の方向において前記端子側非接続部と前記端子部材との間には前記絶縁部材が配置されている、請求項1に記載の保持装置。 The holding device according to claim 1, wherein the connection member has the terminal side connection portion exposed on the second surface side of the plate-like member and a terminal side non-connection portion covered by an insulating member, and the insulating member is disposed between the terminal side non-connection portion and the terminal member in the first direction. 前記接続部材は、一つの前記第2接続領域に対して複数の前記第1接続領域が接続された態様を含む、請求項1または請求項2に記載の保持装置。 The holding device according to claim 1 or 2 , wherein the connection member includes an aspect in which a plurality of the first connection regions are connected to one of the second connection regions.
JP2020213417A 2020-09-14 2020-12-23 Retaining device Active JP7653252B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020153470 2020-09-14
JP2020153470 2020-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022048064A JP2022048064A (en) 2022-03-25
JP7653252B2 true JP7653252B2 (en) 2025-03-28

Family

ID=80781235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020213417A Active JP7653252B2 (en) 2020-09-14 2020-12-23 Retaining device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7653252B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7471566B2 (en) * 2022-09-28 2024-04-22 Toto株式会社 Electrostatic Chuck
JP7392887B1 (en) 2023-03-27 2023-12-06 Toto株式会社 electrostatic chuck

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004296254A (en) 2003-03-27 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Ceramic heater and semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus equipped with the same
JP2006310832A (en) 2005-03-31 2006-11-09 Ngk Spark Plug Co Ltd Electrostatic chuck
JP2016001688A (en) 2014-06-12 2016-01-07 東京エレクトロン株式会社 Mounting table and plasma processing apparatus
WO2018179891A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 住友電気工業株式会社 Wafer holding body
JP2019121432A (en) 2017-12-28 2019-07-22 株式会社Maruwa Ceramic device
JP2019140164A (en) 2018-02-07 2019-08-22 日本特殊陶業株式会社 Retainer
JP2020113667A (en) 2019-01-15 2020-07-27 日本特殊陶業株式会社 Retainer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004296254A (en) 2003-03-27 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Ceramic heater and semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus equipped with the same
JP2006310832A (en) 2005-03-31 2006-11-09 Ngk Spark Plug Co Ltd Electrostatic chuck
JP2016001688A (en) 2014-06-12 2016-01-07 東京エレクトロン株式会社 Mounting table and plasma processing apparatus
WO2018179891A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 住友電気工業株式会社 Wafer holding body
JP2019121432A (en) 2017-12-28 2019-07-22 株式会社Maruwa Ceramic device
JP2019140164A (en) 2018-02-07 2019-08-22 日本特殊陶業株式会社 Retainer
JP2020113667A (en) 2019-01-15 2020-07-27 日本特殊陶業株式会社 Retainer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022048064A (en) 2022-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4850992B2 (en) Apparatus for supporting wafer and method for manufacturing apparatus for supporting wafer
JP5554525B2 (en) Electrostatic chuck
KR100438881B1 (en) Wafer holder for semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus using the same
US10347521B2 (en) Heating member, electrostatic chuck, and ceramic heater
KR100411215B1 (en) Wafer holder for semiconductor manufacturing apparatus
JP5896595B2 (en) Two-layer RF structure wafer holder
CN110880471B (en) Ceramic substrate and electrostatic chuck
KR20010076378A (en) Wafer holder for semiconductor manufacturing apparatus, method of manufacturing wafer holder, and semiconductor manufacturing apparatus
JP7386624B2 (en) Holding device and method for manufacturing the holding device
KR102659507B1 (en) Ceramics substrate and electrostatic chuck
JP2018056332A (en) Heating device
JP7653252B2 (en) Retaining device
JP7265930B2 (en) Heating device and method for manufacturing the heating device
CN107889288A (en) Heater
CN107872903A (en) Heater
JP7208801B2 (en) holding device
JP2001358207A (en) Silicon wafer support member
JP6438352B2 (en) Heating device
JP2004071647A (en) Composite heater
JP7640278B2 (en) Retaining device
JP7265941B2 (en) zygote
JP3752376B2 (en) Terminal structure
JP7083262B2 (en) Heating device
JP2001237304A (en) Ceramic substrate for semiconductor manufacturing/ inspecting device
JP2020126913A (en) Ceramics member

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7653252

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150