[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN107872903B - 加热装置 - Google Patents

加热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107872903B
CN107872903B CN201710860334.XA CN201710860334A CN107872903B CN 107872903 B CN107872903 B CN 107872903B CN 201710860334 A CN201710860334 A CN 201710860334A CN 107872903 B CN107872903 B CN 107872903B
Authority
CN
China
Prior art keywords
columnar member
columnar
heating device
electrode terminal
joined
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
CN201710860334.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107872903A (zh
Inventor
仓野淳
田中和孝
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 CN107872903A publication Critical patent/CN107872903A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107872903B publication Critical patent/CN107872903B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/03Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096Flat-bed apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/06Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H05B3/08Heater elements structurally combined with coupling elements or holders having electric connections specially adapted for high temperatures
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017Manufacturing methods or apparatus for heaters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明提供在抑制面内均热性降低的同时,抑制电极端子单元和受电电极之间的接合部的损伤的加热装置。该加热装置具有在内部具有电阻发热体的保持体和与保持体接合的柱状支承体。该加热装置还具有与电阻发热体连接的多个受电电极和配置在形成于柱状支承体的各贯穿孔中且与各受电电极连接的电极端子单元。各电极端子单元具有金属绞线、一顶端部与受电电极接合另一顶端部与金属绞线接合的第1柱状部件和一顶端部与金属绞线接合的第2柱状部件。将第1柱状部件的除各接合部以外的部分和第2柱状部件的除接合部以外的部分合起来的柱状部件集合体具有一般部分和大径部分,大径部分与贯穿孔的内周面之间的距离比一般部分与贯穿孔的内周面之间的距离短。

Description

加热装置
技术领域
本说明书公开的技术涉及一种加热装置。
背景技术
公知一种一边保持对象物(例如,半导体晶圆)一边将对象物加热到规定的处理温度(例如,400℃~650℃左右)的加热装置(也被称为“基座”)。加热装置例如作为成膜装置(CVD成膜装置、溅射成膜装置等)、蚀刻装置(等离子体蚀刻装置等)这样的半导体制造装置的一部分来使用。
通常,加热装置具有:板状的保持体,其具有与规定的方向(以下称为“第1方向”)大致正交的保持面和背面;以及柱状支承体,其呈在第1方向上延伸的柱状,且与保持体的背面接合在一起(例如,参照专利文献1)。在保持体的内部配置有电阻发热体,在保持体的背面侧配置有与电阻发热体电连接的多个受电电极(电极焊盘)。此外,在柱状支承体上形成有在保持体的背面侧开口的多个贯穿孔,各贯穿孔收纳有例如通过钎焊与各受电电极接合在一起的电极端子。当借助电极端子和受电电极对电阻发热体施加电压时,电阻发热体发热,并且将保持于保持体的保持面上的对象物(例如,半导体晶圆)例如加热到400℃~650℃左右。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特许第4485681号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来,为了实现半导体制造工艺中的图案细微化、提高成品率等,提高对于提高加热装置的保持面内的温度的均匀性(面内均热性)的要求。通常,由保持体的内部的电阻发热体产生的热经由各部件(例如,电极端子)而散失(以下,将该现象称为“热散失”),因此,为了提高面内均热性,优选尽量减小电极端子的直径。另一方面,当减小电极端子的直径时,电极端子和受电电极之间的接合部(钎焊部)也变小,该接合部有可能因由于比较长的电极端子进行摇动而在该接合部产生的应力(力矩)而受到损伤。这样一来,对于以往的加热装置而言,在兼顾提高保持面内的均热性和抑制电极端子与受电电极之间的接合部的破损这一点上存在提高的余地。
在本说明书中,公开可解决上述课题的技术。
用于解决问题的方案
本说明书公开的技术例如可作为以下形式来实现。
(1)本说明书公开的加热装置具有:保持体,其呈具有与第1方向大致正交的第1表面和第2表面的板状,并且在内部具有电阻发热体;以及柱状支承体,其呈在所述第1方向上延伸的柱状,且与所述保持体的所述第2表面接合在一起,形成有多个在所述保持体的所述第2表面侧开口的贯穿孔,该加热装置用于对保持在所述保持体的所述第1表面上的对象物进行加热,该加热装置还具有:多个受电电极,各受电电极配置于所述保持体的所述第2表面侧,与所述电阻发热体电连接;以及多个电极端子单元,该多个电极端子单元分别配置在形成于所述柱状支承体的所述多个贯穿孔中的一个贯穿孔,且与所述多个受电电极中的一个受电电极电连接,各所述电极端子单元具有:金属绞线;第1柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在靠所述保持体的一侧的柱状的导电性部件,该第1柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部借助金属钎焊材料与所述受电电极接合在一起,该第1柱状部件的另一方的顶端部与所述金属绞线接合在一起;以及第2柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在远离所述保持体的那一侧的柱状的导电性部件,该第2柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部与所述金属绞线接合在一起,在所述多个电极端子单元中的至少一个电极端子单元中,将所述第1柱状部件中的除了与所述受电电极接合的接合部和与所述金属绞线接合的接合部以外的部分同所述第2柱状部件中的除了与所述金属绞线接合的接合部以外的部分合起来的柱状部件集合体具有一般部分和大径部分,该大径部分的规定方向的直径比所述一般部分的规定方向上的直径大,所述大径部分的表面与所述贯穿孔的内周面之间的距离比所述一般部分的表面与所述贯穿孔的内周面之间的距离短。采用本加热装置,各电极端子单元的柱状部件集合体具有大径部分,因此,能够通过大径部分与贯穿孔的内周面之间的干扰来防止各电极端子单元的过大的摇动。此外,柱状部件集合体中的一般部分的直径比较小,因此,能够抑制经由各电极端子单元的热散失的量。因此,采用本加热装置,能够在通过抑制经由各电极端子单元的热散失的量来抑制第1表面的面内均热性的降低的同时,防止各电极端子单元的过大的摇动,从而降低各电极端子单元和受电电极之间的接合部的应力,能够抑制该接合部的损伤。
(2)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述第1柱状部件和所述第2柱状部件呈大致圆柱状,在所述第1柱状部件和所述第2柱状部件中的至少一者中形成有朝向与延伸方向正交的方向突出的凸缘部,所述大径部分是形成有所述凸缘部的部分。采用本加热装置,能够在有效地抑制经由各电极端子单元的热散失从而有效地抑制第1表面的面内均热性的降低的同时,防止各电极端子单元的过大的摇动,从而降低各电极端子单元和受电电极之间的接合部的应力,能够抑制该接合部的损伤。
(3)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述凸缘部形成在将所述第1柱状部件或者所述第2柱状部件沿着所述延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分。采用本加热装置,与凸缘部形成在上述三个部分中的位于端部的部分的结构相比,能够利用凸缘部有效地抑制各电极端子单元的摇动,从而能够有效地抑制各电极端子单元和受电电极之间的接合部的损伤。
(4)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述第1柱状部件和所述第2柱状部件呈彼此直径不同的大致圆柱状,所述大径部分是所述第1柱状部件和所述第2柱状部件中的直径较大的一者。采用本加热装置,未形成凸缘部而是仅使第1柱状部件或者第2柱状部件的直径变大就能够容易地在各电极端子单元的柱状部件集合体中设置大径部分,因此,能够实现制造工序的简单化、迅速化、成本降低。
(5)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述大径部分未存在于所述第1柱状部件而存在于所述第2柱状部件。采用本加热装置,在不易受到热膨胀差等影响的第2柱状部件配置大径部分,因此,能够抑制在各电极端子单元进行较小的摇动时大径部分与贯穿孔的内周面干扰,从而能够抑制各电极端子单元的损伤。
(6)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述第1柱状部件的延伸方向上的长度比所述第2柱状部件的延伸方向上的长度短。采用本加热装置,金属绞线配置在比较靠近高温的保持体的位置,能够利用金属绞线有效地缓和由于热膨胀差等影响而在电极端子单元中产生的应力,能够有效地抑制各电极端子单元产生损伤。
(7)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述大径部分的表面和所述贯穿孔的内周面之间的距离为0.1mm以上且2mm以下。采用本加热装置,能够在抑制由于热膨胀差等影响而使大径部分与贯穿孔的内周面干扰进而使电极端子单元产生损伤的同时,防止电极端子单元的过大的摇动。
(8)对于上述加热装置而言,也可以是如下结构,所述柱状支承体是形成有所述多个贯穿孔的一个陶瓷制部件。采用本加热装置,例如与使用配置在筒状陶瓷体的中空部的多个绝缘管来形成同样的多个贯穿孔的结构相比,能够实现零件个数的减少,并且能够消除由于绝缘管的摇动带给各电极端子单元的负荷,从而能够抑制各电极端子单元产生损伤。此外,能够使柱状支承体和保持体之间的接合面积变大,从而能够实现两者的牢固接合。
(9)本说明书公开的加热装置具有:保持体,其呈具有与第1方向大致正交的第1表面和第2表面的板状,并且在内部具有电阻发热体;以及柱状支承体,其呈在所述第1方向上延伸的柱状,且与所述保持体的所述第2表面接合在一起,形成有多个在所述保持体的所述第2表面侧开口的贯穿孔,该加热装置用于对保持在所述保持体的所述第1表面上的对象物进行加热,该加热装置的特征在于,还具有:多个受电电极,各受电电极配置于所述保持体的所述第2表面侧,与所述电阻发热体电连接;以及多个电极端子单元,该多个电极端子单元分别配置在形成于所述柱状支承体的所述多个贯穿孔中的一个贯穿孔中,且与所述多个受电电极中的一个受电电极电连接,各所述电极端子单元具有:金属绞线;第1柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在靠所述保持体的一侧的柱状的导电性部件,该第1柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部借助金属钎焊材料与所述受电电极接合在一起,该第1柱状部件的另一方的顶端部与所述金属绞线接合在一起;以及第2柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在远离所述保持体的那一侧的柱状的导电性部件,该第2柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部与所述金属绞线接合在一起,在所述多个贯穿孔中的至少一个贯穿孔中,在与将所述第1柱状部件中的除了与所述受电电极接合的接合部以外的部分和所述第2柱状部件合起来的柱状部件构造体相面对的内周面的一部分形成有凸部,所述凸部的表面和所述柱状部件构造体之间的距离比所述贯穿孔的除了所述凸部以外的内周面和所述柱状部件构造体之间的距离短。在本加热装置中,在多个贯穿孔中的至少一个贯穿孔中,在与柱状部件构造体(将第1柱状部件中的除了与受电电极接合的接合部以外的部分和第2柱状部件合起来的构造体)相面对的内周面的一部分形成有凸部,凸部的表面和柱状部件构造体之间的距离比贯穿孔的除了凸部以外的内周面和柱状部件构造体之间的距离短。采用本加热装置,能够不使柱状部件构造体的直径变大地利用柱状部件构造体和凸部之间的干扰来防止各电极端子单元的过大的摇动。因此,采用本加热装置,能够在通过抑制经由各电极端子单元的热散失的量来抑制第1表面的面内均热性的降低的同时,防止各电极端子单元的过大的摇动,从而降低各电极端子单元和受电电极之间的接合部的应力,能够抑制该接合部的损伤。
此外,本说明书公开的技术可以各种形式来实现,例如,可以加热装置、半导体制造装置、这些装置的制造方法等形式来实现。
附图说明
图1是概略表示第1实施方式的加热装置100的外观结构的立体图。
图2是概略表示第1实施方式的加热装置100的截面结构的说明图。
图3是概略表示第1实施方式的加热装置100的截面结构的说明图。
图4是概略表示第1实施方式的加热装置100的截面结构的说明图。
图5是概略表示第1实施方式的加热装置100的截面结构的说明图。
图6是表示第1实施方式的第1变形例的加热装置100的截面结构的说明图。
图7是表示第1实施方式的第2变形例的加热装置100的截面结构的说明图。
图8是表示第1实施方式的第3变形例的加热装置100的截面结构的说明图。
图9是概略表示第2实施方式的加热装置100a的截面结构的说明图。
图10是概略表示第2实施方式的加热装置100a的截面结构的说明图。
图11是概略表示第3实施方式的加热装置100b的截面结构的说明图。
图12是概略表示第3实施方式的加热装置100b的截面结构的说明图。
附图标记说明
10:保持体12:凹部20:柱状支承体21:贯穿孔22:电极用贯穿孔23:凸部24:测温体用贯穿孔25:筒体26:第1绝缘管27:电极用贯穿孔28:第2绝缘管29:测温体用贯穿孔30:接合层50:电阻发热体52:通路导体54:受电电极56:金属钎焊材料60:测温体62:上端部70:电极端子单元71:第1柱状部件72:第2柱状部件73:金属绞线75:凸缘部78:柱状部件集合体79:柱状部件构造体100:加热装置。
具体实施方式
A.第1实施方式:
A-1.加热装置100的结构:
图1是概略表示第1实施方式的加热装置100的外观结构的立体图,图2至图5是概略表示第1实施方式的加热装置100的截面结构的说明图。图2示出图3至图5的II-II线位置处的加热装置100的XZ截面结构,图3示出图2的III-III线位置处的加热装置100的XY截面结构,图4示出图2的IV-IV线位置处的加热装置100的XY截面结构,图5示出图2的V-V线位置处的加热装置100的XY截面结构。此外,在图2中将后述的受电电极54附近的一部分放大示出。在各附图中,示出用于确定方向且彼此正交的XYZ轴。在本说明书中,为了方便,将Z轴正方向称为上方向、将Z轴负方向称为下方向,但是在实际中,加热装置100也可以以与这样的朝向不同的朝向设置。图6及其之后的附图也是一样的。
加热装置100是用于一边保持对象物(例如,半导体晶圆W)一边将对象物加热到规定的处理温度(例如,400℃~650℃左右)的装置,也被称为基座。加热装置100例如作为成膜装置(CVD成膜装置、溅射成膜装置等)、蚀刻装置(等离子体蚀刻装置等)这样的半导体制造装置的一部分来使用。
如图1和图2所示,加热装置100具有保持体10和柱状支承体20。
保持体10是具有与规定的方向(在本实施方式中为上下方向)大致正交的保持面S1和背面S2的大致圆板状的部件。保持体10例如由以AlN(氮化铝)、Al2O3(氧化铝)为主要成分的陶瓷形成。此外,这里所说的主要成分指的是含有比例(重量比例)最高的成分。保持体10的直径例如是100mm以上且500mm以下左右,保持体10的厚度(上下方向上的长度)例如是3mm以上且10mm以下左右。上述所定的方向(上下方向)相当于权利要求书中的第1方向,保持体10的保持面S1相当于权利要求书中的第1表面,保持体10的背面S2相当于权利要求书中的第2表面。
柱状支承体20是在上述规定的方向(上下方向)上延伸的大致圆柱状部件。柱状支承体20与保持体10一样,例如由以AlN、Al2O3为主要成分的陶瓷形成。柱状支承体20的外径例如为30mm以上且90mm以下左右,柱状支承体20的高度(上下方向上的长度)例如为100mm以上且300mm以下左右。
保持体10和柱状支承体20以保持体10的背面S2和柱状支承体20的上表面S3在上下方向上相对的方式配置。柱状支承体20借助由公知的接合材料形成的接合层30在保持体10的背面S2的中心部附近与保持体10接合在一起。
如图2和图3所示,保持体10的内部配置有作为用于加热保持体10的加热器的电阻发热体50。电阻发热体50例如由钨、钼等导电性材料形成。在本实施方式中,电阻发热体50构成从Z轴方向观察时呈大致同心圆状延伸的线状的图案。电阻发热体50的线状图案的两端部配置在保持体10的中心部附近,各端部与通路导体52的上端部相连接。此外,在保持体10的背面S2侧形成有一对凹部12,受电电极(电极焊盘)54设置于各凹部12内。通路导体52的下端部与受电电极54相连接。其结果是,形成为电阻发热体50和受电电极54借助通路导体52电连接的状态。
如图2、图4以及图5所示,柱状支承体20形成有在保持体10的背面S2侧开口的一对电极用贯穿孔22。各电极用贯穿孔22是沿着与上下方向大致相同的方向延伸、且在整个延伸方向上具有大致固定的内径的截面大致圆形的孔。在各电极用贯穿孔22中收纳有电极端子单元70。如图2所示,电极端子单元70的上端部(更具体而言,是后述的第1柱状部件71的上端部)借助金属钎焊材料56(例如金钎焊材料)与受电电极54接合在一起。当从未图示的电源借助各电极端子单元70、各受电电极54、各通路导体52对电阻发热体50施加电压时,电阻发热体50发热,将保持于保持体10的保持面S1上的对象物(例如,半导体晶圆W)加热到规定的温度(例如,400℃~650℃左右)。电极端子单元70的结构在后面详细描述。
柱状支承体20还形成有在保持体10的背面S2侧开口的测温体用贯穿孔24。测温体用贯穿孔24与电极用贯穿孔22一样,是沿着与上下方向大致相同方向延伸、且在整个延伸方向上具有大致固定的内径的截面大致圆形的孔。在测温体用贯穿孔24中收纳有热电偶、铂电阻体等测温体60。测温体60的上端部62被埋入保持体10的中央部。利用测温体60测量保持体10的温度,基于该测量结果能够实现保持体10的保持面S1的温度控制。
A-2.加热装置100的制造方法:
加热装置100的制造方法例如如下所述。首先,制作保持体10和柱状支承体20。
保持体10的制作方法例如如下所述。首先,在100质量份氮化铝粉末中加入1质量份氧化钇(Y2O3)粉末、20质量份丙烯酸类粘合剂、适量的分散剂以及增塑剂而形成混合物,向该混合物中加入甲苯等有机溶剂,并且利用球磨机进行混合,从而制作出坯片用浆料。在利用铸造装置将该坯片用浆料形成为片状之后进行干燥,从而制作出多片坯片。
此外,通过在氮化铝粉末、丙烯酸类粘合剂、萜品醇等有机溶剂的混合物中添加钨、钼等导电性粉末并进行混炼,从而制作出金属化膏(日文:メタライズペースト)。该金属化膏例如通过使用丝网印刷装置进行印刷,在特定的坯片形成之后会成为电阻发热体50、受电电极54等的未烧结导体层。此外,通过在坯片预先设置了通路孔的状态下进行印刷,从而形成之后会成为通路导体52的未烧结导体部。
接下来,对多片(例如20片)上述坯片进行热压接,并且根据需要切断外周,从而制作出坯片层叠体。通过机械加工对该坯片层叠体进行切削加工而制作出圆板状的成形体,再对该成形体进行脱脂,并且进一步对该脱脂体进行烧制而制作出烧制体。对该烧制体的表面进行研磨加工。通过以上工序,制作出保持体10。
此外,柱状支承体20的制作方法例如如下所述。首先,在氮化铝粉末100质量份中加入氧化钇粉末1质量份、PVA粘合剂3质量份、适量的分散剂以及增塑剂而形成混合物,在该混合物中加入甲醇等有机溶剂且利用球磨机进行混合,从而得到浆料。该浆料利用喷雾干燥器而颗粒化,从而制作出原料粉末。接下来,将原料粉末填充到配置有与电极用贯穿孔22、测温体用贯穿孔24相对应的芯的橡胶模具中,通过冷等静压而得到成形体。对所获得的成形体进行脱脂,并且进一步对该脱脂体进行烧制。通过以上工序,制作出柱状支承体20。
接下来,将保持体10和柱状支承体20接合在一起。根据需要针对保持体10的背面S2和柱状支承体20的上表面S3实施了打磨加工之后,向保持体10的背面S2和柱状支承体20的上表面S3中的至少一者均匀地涂敷例如将稀土类、有机溶剂等混合并做成糊状的公知的接合剂之后,进行脱脂处理。接下来,使保持体10的背面S2和柱状支承体20的上表面S3重叠在一起,通过执行热压烧制,使保持体10和柱状支承体20接合在一起。
在保持体10和柱状支承体20接合之后,将各电极端子单元70插入各电极用贯穿孔22内,并且例如利用金钎焊材料将各电极端子单元70(具体而言,后述的第1柱状部件71)的上端部钎焊于各受电电极54。此外,将测温体60插入测温体用贯穿孔24内,并且将测温体60的上端部62埋设固定。利用以上的制造方法,制造出上述结构的加热装置100。
A-3.电极端子单元70的详细结构:
接下来,说明电极端子单元70的详细结构。如图2所示,各电极端子单元70具有第1柱状部件71、第2柱状部件72以及金属绞线73。
第1柱状部件71是相对于金属绞线73配置于靠保持体10的一侧(即,上侧)的大致圆柱状的导电性部件。第1柱状部件71例如由镍形成。如上所述,第1柱状部件71的靠保持体10的一侧的顶端部借助金属钎焊材料56与受电电极54接合在一起。此外,第1柱状部件71的另一方的(下侧的)顶端部与金属绞线73接合在一起。在本实施方式中,第1柱状部件71和金属绞线73通过铆接接合在一起。以下,将第1柱状部件71的与受电电极54接合的接合部称为接合部CP1,将第1柱状部件71的与金属绞线73接合的接合部称为接合部CP2。第1柱状部件71的直径至少在除了接合部CP1和接合部CP2以外的部分大致相同(例如3mm以上且6mm以下)。接合部CP1和接合部CP2的直径既可以与除了它们以外的部分的直径大致相同,也可以与除了它们以外的部分的直径不同。
第2柱状部件72是相对于金属绞线73配置在远离保持体10的那一侧(即,下侧)的大致圆柱状的导电性部件。第2柱状部件72与第1柱状部件71一样,例如由镍形成。第2柱状部件72的靠保持体10的一侧的顶端部与金属绞线73接合在一起。第2柱状部件72和金属绞线73通过铆接而接合在一起。以下,将第2柱状部件72的与金属绞线73接合的接合部称为接合部CP3。此外,第2柱状部件72的另一方的(下侧的)顶端部朝向柱状支承体20的下方突出,直接或者借助其他的部件与未图示的电源相连接。第2柱状部件72的直径至少在除了接合部CP3和后述的凸缘部75以外的部分大致相同(例如3mm以上且6mm以下)。接合部CP3的直径既可以与除了其以外的部分的直径大致相同,也可以与除了其以外的部分的直径不同。
金属绞线73是具有某种程度的挠性的绞线,例如由镍形成。金属绞线73的直径例如为1mm以上且3mm以下。在加热装置100的使用过程中,由于电阻发热体50的发热而使保持体10的温度变高,因此,在保持体10和柱状支承体20之间、距离保持体10比较近的第1柱状部件71和距离保持体10比较远的第2柱状部件72之间将产生热膨胀差。由于该热膨胀差,在电极端子单元70中产生应力。构成电极端子单元70的金属绞线73具有某种程度的挠性,因此,能够吸收、缓和在电极端子单元70中产生的应力。此外,在本实施方式中,第1柱状部件71的延伸方向上的长度L1比第2柱状部件72的延伸方向上的长度L2短。因此,在各电极端子单元70中,金属绞线73配置在比较靠近保持体10的位置。
以下,在各电极端子单元70中,将第1柱状部件71中的除了与受电电极54接合的接合部CP1和与金属绞线73接合的接合部CP2以外的部分同第2柱状部件72中的除了与金属绞线73接合的接合部CP3以外的部分合在一起的部分称为柱状部件集合体78。
在这里,在本实施方式的加热装置100中,如图2所示,在第2柱状部件72形成有朝向与第2柱状部件72的延伸方向正交的方向突出的凸缘部75。凸缘部75的突出长度例如为1mm以上且3mm以下,凸缘部75的厚度(第2柱状部件72的延伸方向上的长度)例如为0.1mm以上且1.0mm以下。凸缘部75形成于将第2柱状部件72沿着延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分。此外,如图5所示,从Z轴方向观察,凸缘部75沿着第2柱状部件72的整周形成。这样一来,凸缘部75形成于柱状部件集合体78,可称其为具有比柱状部件集合体78的除了凸缘部75以外的部分(以下,称为“一般部分”)的直径大的直径的部分。此外,具有凸缘部75的第2柱状部件72例如通过切削加工而制成。或者,具有凸缘部75的第2柱状部件72通过将单独制作的凸缘部75例如通过焊接接合于圆柱状的部件而制成。凸缘部75相当于权利要求书中的大径部分,柱状部件集合体78的一般部分(凸缘部75以外的部分)相当于权利要求书中的一般部分。
在本实施方式中,各电极用贯穿孔22是沿着延伸方向具有大致固定的内径的孔。此外,第2柱状部件72的凸缘部75以外的部分的直径与第1柱状部件71的直径大致相同。因此,凸缘部75的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2(参照图2和图5)比柱状部件集合体78中的一般部分(凸缘部75以外的部分)的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G1(参照图2和图4)短。凸缘部75的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2优选为0.1mm以上且2mm以下,更加优选为0.7mm以上且1.8mm以下,进一步优选为1.0mm以上且1.5mm以下。
A-4.第1实施方式的效果:
如以上说明那样,本实施方式的加热装置100具有:保持体10,其呈具有与规定的方向(上下方向)大致正交的保持面S1和背面S2的板状,并且在内部具有电阻发热体50;以及柱状支承体20,其呈在上述规定的方向(上下方向)上延伸的柱状,且与保持体10的背面S2接合在一起,并形成有多个在保持体10的背面S2侧开口的电极用贯穿孔22,该加热装置用于对保持在保持体10的保持面S1上的半导体晶圆W等对象物进行加热。该加热装置100还具有:多个受电电极54,各受电电极54配置于保持体10的背面S2侧,与电阻发热体50电连接;以及多个电极端子单元70,该多个电极端子单元70分别配置在形成于柱状支承体20的多个电极用贯穿孔22中的一个贯穿孔中,且与多个受电电极54中的一个受电电极电连接。各电极端子单元70具有:金属绞线73;第1柱状部件71,其是相对于金属绞线73配置在靠保持体10的一侧的柱状的导电性部件,该第1柱状部件71的靠保持体10的一侧的顶端部(接合部CP1)借助金属钎焊材料56与受电电极54接合在一起,该第1柱状部件71的另一方的顶端部(接合部CP2)与金属绞线73接合在一起;以及第2柱状部件72,其是相对于金属绞线73配置在远离保持体10的那一侧的柱状的导电性部件,该第2柱状部件72的靠保持体10的一侧的顶端部(接合部CP3)与金属绞线73接合在一起。对于各电极端子单元70而言,第2柱状部件72呈大致圆柱状,在第2柱状部件72上形成有朝向与第2柱状部件72的延伸方向正交的方向突出的凸缘部75。即,各柱状部件集合体78(将第1柱状部件71中的除了与受电电极54接合的接合部CP1和与金属绞线73接合的接合部CP2以外的部分同第2柱状部件72中的除了与金属绞线73接合的接合部CP3以外的部分合起来的构造体)具有一般部分(除了凸缘部75以外的部分)和外径比一般部分大的凸缘部75(大径部分)。凸缘部75的表面与电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2比一般部分的表面与电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G1短。
这样一来,对于本实施方式的加热装置100而言,各电极端子单元70的柱状部件集合体78具有直径比较大的凸缘部75,因此,通过凸缘部75和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的干扰能够防止各电极端子单元70的过大摇动。由此,能够降低电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1(钎焊部)的应力,从而能够抑制该接合部CP1的损伤。
此外,通过使直径在各电极端子单元70的整个延伸方向上变大,使各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1大型化,也可抑制由各电极端子单元70的摆动引起的该接合部CP1的损伤。但是,如果这样的话,存在如下担忧,即,经由各电极端子单元70自保持体10的热散失的量变大,从而加热装置100的保持面S1内的温度的均匀性(面内均热性)降低。对于本实施方式的加热装置100而言,各电极端子单元70中的除凸缘部75以外的部分的直径比较小,因此,能够有效地抑制经由各电极端子单元70的热散失的量。因此,采用本实施方式的加热装置100,在通过抑制经由各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够通过凸缘部75和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。
此外,对于本实施方式的加热装置100而言,凸缘部75形成在将第2柱状部件72沿着延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分。因此,与凸缘部75形成在上述三个部分中的位于端部的部分的结构相比,能够利用凸缘部75有效地抑制各电极端子单元70的摇动,从而能够有效地抑制各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的损伤。
此外,对于本实施方式的加热装置100而言,凸缘部75不是形成于第1柱状部件71而是形成于第2柱状部件72。第1柱状部件71与第2柱状部件72相比,比较靠近高温的保持体10,因此,容易受到上述热膨胀差等影响。因此,存在如下担忧,即,若凸缘部75存在于第1柱状部件71,则即使各电极端子单元70以不会引起接合部CP1的损伤的程度进行较小摇动,由于受到热膨胀差等影响,凸缘部75也会与电极用贯穿孔22的内周面IS干扰而导致各电极端子单元70损伤。另一方面,第2柱状部件72与第1柱状部件71相比,距离高温的保持体10较远且配置在比具有挠性的金属绞线73靠下侧(远离保持体10的那一侧)的位置,因此,不易受到热膨胀差等影响。对于本实施方式的加热装置100而言,在这样的不易受到热膨胀差等影响的第2柱状部件72形成有凸缘部75,因此,能够抑制在各电极端子单元70进行较小的摇动时凸缘部75与电极用贯穿孔22的内周面IS干扰,能够抑制各电极端子单元70的损伤。
此外,对于本实施方式的加热装置100而言,第1柱状部件71的延伸方向上的长度L1比第2柱状部件72的延伸方向上的长度L2短。因此,金属绞线73配置在比较靠近高温的保持体10的位置,能够利用金属绞线73有效地缓和由于热膨胀差等影响而在电极端子单元70中产生的应力,能够有效地抑制各电极端子单元70产生损伤。
此外,对于本实施方式的加热装置100而言,柱状支承体20是形成有多个电极用贯穿孔22的一个陶瓷制部件。因此,与例如使用配置于筒状陶瓷体的中空部的多个绝缘管来形成同样的多个电极用贯穿孔22的结构相比,能够实现零件个数的减少,并且能够消除由于绝缘管的摇动带给各电极端子单元70的负荷,从而能够抑制各电极端子单元70产生损伤。此外,能够使柱状支承体20和保持体10的接合面积变大,从而能够实现两者的牢固接合。
此外,对于本实施方式的加热装置100而言,凸缘部75的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离优选为0.1mm以上且2mm以下。这样的话,能够在抑制由于热膨胀差等影响而使凸缘部75与电极用贯穿孔22的内周面IS干扰进而使电极端子单元70产生损伤的同时,防止电极端子单元70的过大的摇动。
A-5.第1实施方式的第1变形例:
图6是表示第1实施方式的第1变形例的加热装置100的截面结构的说明图。在图6中示出第1实施方式的第1变形例的加热装置100的、与图5同样的位置处的XY截面结构。第1实施方式的第1变形例的加热装置100与上述第1实施方式的加热装置100相比,形成于构成各电极端子单元70的第2柱状部件72的凸缘部75的结构不同。具体而言,对于第1实施方式的第1变形例的加热装置100而言,从Z轴方向观察,凸缘部75只形成于第2柱状部件72的外周的一部分。在图6所示的例子中,以从第2柱状部件72的大致圆柱部分朝向四个方向(X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向、Y轴负方向)突出的方式形成有凸缘部75。
在第1实施方式的第1变形例的加热装置100中,凸缘部75的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2也比柱状部件集合体78中的一般部分(除凸缘部75以外的部分)的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G1短。因此,在第1实施方式的第1变形例的加热装置100中,也在通过抑制经由各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够通过凸缘部75和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。
A-6.第1实施方式的第2变形例:
图7是表示第1实施方式的第2变形例的加热装置100的截面结构的说明图。在图7中示出第1实施方式的第2变形例的加热装置100的、与图2相同的位置处的XZ截面结构。第1实施方式的第2变形例的加热装置100与上述第1实施方式的加热装置100相比,形成于构成各电极端子单元70的第2柱状部件72的凸缘部75的结构不同。具体而言,在第1实施方式的第2变形例的加热装置100中,凸缘部75未形成于第2柱状部件72而是形成于第1柱状部件71。此外,在图7所示的例子中,与上述的第1实施方式一样,凸缘部75形成于将第1柱状部件71沿着延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分,并且从Z轴方向观察,沿着第1柱状部件71的整周形成。
在第1实施方式的第2变形例的加热装置100中,凸缘部75的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2也比柱状部件集合体78中的一般部分(凸缘部75以外的部分)的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G1短。因此,在第1实施方式的第2变形例的加热装置100中,也在通过抑制经由各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够通过凸缘部75和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。
A-7.第1实施方式的第3变形例:
图8是表示第1实施方式的第3变形例的加热装置100的截面结构的说明图。在图8中示出第1实施方式的第3变形例的加热装置100的、与图2相同的位置处的XZ截面结构。第1实施方式的第3变形例的加热装置100与上述的第1实施方式的加热装置100相比,各电极端子单元70中的大径部分的结构不同。具体而言,对于第1实施方式的第3变形例的加热装置100而言,在各电极端子单元70的柱状部件集合体78中,并未通过形成凸缘部75来设置大径部分,而是通过使第2柱状部件72的直径沿着整个延伸方向变大来设置大径部分。即,对于第1实施方式的第3变形例的加热装置100而言,整个第2柱状部件72(但是,除了接合部CP3以外)成为大径部分,而第1柱状部件71(但是,除了接合部CP1和CP2以外)成为一般部分。
在第1实施方式的第3变形例的加热装置100中,柱状部件集合体78中的大径部分(第2柱状部件72中的除了接合部CP3以外的部分)的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G2也比柱状部件集合体78中的一般部分(第1柱状部件71中的除了接合部CP1和CP2以外的部分)的表面和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的距离G1短。因此,在第1实施方式的第3变形例的加热装置100中,也在通过抑制经由各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够通过第2柱状部件72和电极用贯穿孔22的内周面IS之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。此外,对于第1实施方式的第3变形例的加热装置100而言,未形成凸缘部75而是仅使第2柱状部件72的直径变大就能够容易地在各电极端子单元70的柱状部件集合体78中设置大径部分,因此,能够实现制造工序的简单化、迅速化、成本降低。
B.第2实施方式:
图9和图10是概略表示第2实施方式的加热装置100a的截面结构的说明图。在图9中示出图10的IX-IX线位置(与图2相同的位置)处的加热装置100a的XZ截面结构,在图10中示出图9的X-X线位置(与图5相同的位置)处的加热装置100a的XY截面结构。以下,对于第2实施方式的加热装置100a的结构中的、与上述第1实施方式的加热装置100的结构相同的结构,通过标注相同的附图标记而适当地省略其说明。
如图9和图10所示,第2实施方式的加热装置100a主要是柱状支承体20a的结构与上述第1实施方式的加热装置100不同。具体而言,柱状支承体20a具有筒体25。筒体25是在内部形成有沿着上下方向贯穿的贯穿孔21的大致圆筒状部件。筒体25例如由以AlN、Al2O3为主要成分的陶瓷形成。筒体25借助利用公知的接合材料形成的接合层30接合于保持体10的背面S2。
在筒体25的贯穿孔21内收纳有一对第1绝缘管26和一个第2绝缘管28。各第1绝缘管26和第2绝缘管28以沿着与上下方向大致相同的方向延伸的姿态配置。各第1绝缘管26的上端部和第2绝缘管28的上端部嵌合于形成在保持体10的背面S2的各凹部12,从而水平方向的移动被限制。第1绝缘管26和第2绝缘管28由绝缘材料形成。
在第2绝缘管28形成有在保持体10的背面S2侧开口的测温体用贯穿孔29。在测温体用贯穿孔29中收纳有与上述第1实施方式相同的结构的测温体60。
此外,在各第1绝缘管26形成有在保持体10的背面S2侧开口的电极用贯穿孔27。各电极用贯穿孔27是沿着与上下方向大致相同的方向延伸且沿着延伸方向具有大致固定的内径的截面大致圆形的孔。这样一来,在第2实施方式中,具有筒体25和一对第1绝缘管26的柱状支承体20a呈在上下方向延伸的柱状,且与保持体10的背面S2接合在一起。此外,柱状支承体20a所具有的各第1绝缘管26形成有在保持体10的背面S2侧开口的电极用贯穿孔27。
各电极用贯穿孔27收纳有与上述第1实施方式相同的结构的电极端子单元70。即,第2实施方式的加热装置100a也与上述的第1实施方式一样,在第2柱状部件72形成有朝向与第2柱状部件72的延伸方向正交的方向突出的凸缘部75。凸缘部75的表面和电极用贯穿孔27的内周面IS之间的距离G4比柱状部件集合体78中的一般部分(除了凸缘部75以外的部分)的表面和电极用贯穿孔27的内周面IS之间的距离G3短。
如以上说明那样,在第2实施方式的加热装置100a中,与上述的第1实施方式一样,对于各电极端子单元70而言,第2柱状部件72呈大致圆柱状,在第2柱状部件72形成有朝向与第2柱状部件72的延伸方向正交的方向突出的凸缘部75。即,各柱状部件集合体78(将第1柱状部件71的除了与受电电极54接合的接合部CP1和与金属绞线73接合的接合部CP2以外的部分同第2柱状部件72中的除了与金属绞线73接合的接合部CP3以外的部分合起来的构造体)具有一般部分(除了凸缘部75以外的部分)和外径比一般部分大的大径部分(凸缘部75)。凸缘部75的表面和电极用贯穿孔27的内周面IS之间的距离G4比一般部分的表面和电极用贯穿孔27的内周面IS之间的距离G3短。因此,在第2实施方式的加热装置100a中,也在通过抑制经由各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够通过凸缘部75和电极用贯穿孔27的内周面IS之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。
C.第3实施方式:
图11和图12是概略表示第3实施方式的加热装置100b的截面结构的说明图。在图11中示出图12的XI-XI线位置(与图2相同的位置)处的加热装置100b的XZ截面结构,在图12中示出图11的XII-XII线位置(与图5相同的位置)处的加热装置100b的XY截面结构。以下,对于第3实施方式的加热装置100b的结构中的、与上述第1实施方式的加热装置100的结构相同的结构,通过标注相同的附图标记而适当地省略其说明。
此外,以下,在各电极端子单元70中,将第1柱状部件71中的除了与受电电极54接合的接合部CP1以外的部分和第2柱状部件72合起来的构造体称为柱状部件构造体79。
如图11和图12所示,对于第3实施方式的加热装置100b而言,构成各电极端子单元70的第1柱状部件71和第2柱状部件72的直径大致相同,也未形成第1实施方式那样的凸缘部75。取而代之,对于第3实施方式的加热装置100b而言,在形成于柱状支承体20b的各电极用贯穿孔22的内周面中的面向柱状部件构造体79的位置形成有凸部23。凸部23的厚度(电极用贯穿孔22的延伸方向上的长度)例如优选为0.1mm以上且1.0mm以下。此外,在本实施方式中,凸部23形成在与将第2柱状部件72沿着延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分相面对的位置。此外,如图12所示,从Z轴方向观察,凸部23沿着电极用贯穿孔22的内周面的整周形成。此外,例如在制作柱状支承体20b之际,通过使用与凸部23相对应的形状的橡胶模具而形成凸部23。或者,也可以是在柱状支承体20b中形成了各电极用贯穿孔22之后,将凸部23与各电极用贯穿孔22的内周面接合在一起。
这样一来,在本实施方式中,在各电极用贯穿孔22的内周面IS形成有凸部23,因此,凸部23的表面和柱状部件构造体79之间的距离G6比除了凸部23以外的电极用贯穿孔22的内周面IS与柱状部件构造体79之间的距离G5短。凸部23的表面和柱状部件构造体79之间的距离G6优选为0.1mm以上且2mm以下,更加优选为0.7mm以上且1.8mm以下,进一步优选为1.0mm以上且1.5mm以下。
如以上说明那样,对于第3实施方式的加热装置100b而言,在形成于柱状支承体20b的各电极用贯穿孔22中的、与柱状部件构造体79(将第1柱状部件71中的除了与受电电极54接合的接合部CP1的部分和第2柱状部件72合起来的构造体)相面对的内周面的一部分形成有凸部23。凸部23的表面和柱状部件构造体79之间的距离G6比除了凸部23以外的电极用贯穿孔22的内周面和柱状部件构造体79之间的距离G5短。因此,对于第3实施方式的加热装置100b而言,能够通过形成于各电极用贯穿孔22的内周面的凸部23和柱状部件构造体79(第2柱状部件72)之间的干扰来防止各电极端子单元70的过大的摇动。由此,能够降低电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1(钎焊部)的应力,从而能够抑制该接合部CP1的损伤。
此外,对于第3实施方式的加热装置100b而言,无需使构成各电极端子单元70的第1柱状部件71、第2柱状部件72的直径变大。因此,采用第3实施方式的加热装置100b,通过抑制借助各电极端子单元70的热散失的量来抑制保持面S1的面内均热性的降低的同时,能够利用形成于各电极用贯穿孔22的内周面IS的凸部23和柱状部件构造体79(第1柱状部件71)之间的干扰防止各电极端子单元70的过大的摇动,从而降低各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,能够抑制该接合部CP1的损伤。
此外,对于第3实施方式的加热装置100b而言,凸部23形成于与将第2柱状部件72沿着延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分相面对的位置。因此,与凸部23形成于与上述三个部分中的位于端部的部分相面对的位置的结构相比,能够利用凸部23有效地抑制各电极端子单元70的摇动,从而能够有效地抑制各电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的损伤。
此外,对于第3实施方式的加热装置100b而言,凸部23形成在面向与第1柱状部件71相比不易受到热膨胀差等影响的第2柱状部件72的位置,因此,在各电极端子单元70进行较小的摇动时,能够抑制第2柱状部件72与凸部23干扰,从而能够抑制各电极端子单元70的损伤。
此外,在第3实施方式的加热装置100b中,凸部23的表面与柱状部件构造体79之间的距离优选为0.1mm以上且2mm以下。如此一来,能够在抑制由于热膨胀差等影响而使柱状部件构造体79与凸部23干扰进而使电极端子单元70产生损伤的同时,防止电极端子单元70的过大的摇动。
D.变形例:
本说明书公开的技术并不限于上述实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内变形为各种各样的形态,例如也可进行以下那样的变形。
上述实施方式的加热装置100的结构只不过是例示,可进行各种变形。例如,在上述实施方式中,保持体10和柱状支承体20的从Z轴方向观察时的外形是大致圆形,但也可以是其他的形状。此外,对于上述实施方式而言,构成电极端子单元70的第1柱状部件71的延伸方向上的长度L1比第2柱状部件72的延伸方向上的长度L2短,但是长度L1也可以与长度L2相同,也可以比长度L2长。同样,电阻发热体50等的形状也可以是其他的形状。
此外,在上述第1实施方式(图2等)、第1实施方式的第2变形例(图7)以及第2实施方式(图9等)中,凸缘部75只形成于第1柱状部件71和第2柱状部件72中的一者,但是凸缘部75也可以形成于第1柱状部件71和第2柱状部件72这两者。此外,凸缘部75也可以在一个第1柱状部件71或者第2柱状部件72上设置有多个。此外,第1柱状部件71或者第2柱状部件72中的凸缘部75的形成位置也可任意改变。
此外,在上述第1实施方式的第3变形例(图8)中,第2柱状部件72构成柱状部件集合体78的大径部分,但是也可以不是第2柱状部件72而是第1柱状部件71构成柱状部件集合体78的大径部分。
此外,在上述第3实施方式(图11等)中,凸部23形成在与第2柱状部件72相面对的位置,但是凸部23也可以不形成在与第2柱状部件72相面对的位置而是形成在与第1柱状部件71相面对的位置,凸部23也可以形成在与第1柱状部件71相面对的位置和与第2柱状部件72相面对的位置这两者。此外,凸部23也可以在与一个第1柱状部件71或者第2柱状部件72相面对的位置上设置有多个。
此外,在上述第1实施方式(包含变形例)和第2实施方式中,虽然对于加热装置100所具有的所有电极端子单元70而言在柱状部件集合体78存在大径部分,但是,只要对于加热装置100所具有的至少一个电极端子单元70而言在柱状部件集合体78存在大径部分,那么对于该电极端子单元70而言,就能够降低电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,从而抑制该接合部CP1的损伤。
此外,对于上述第3实施方式而言,针对加热装置100所具有的所有电极用贯穿孔22,形成有与柱状部件构造体79相面对的凸部23,但是只要针对加热装置100所具有的至少一个电极用贯穿孔22,形成与柱状部件构造体79相面对的凸部23,那么对于被插入该电极用贯穿孔22的电极端子单元70而言,就能够降低电极端子单元70和受电电极54之间的接合部CP1的应力,从而能够抑制该接合部CP1的损伤。
此外,构成上述实施方式的加热装置100的各部件的形成材料只不过是例示,各部件也可以利用其他材料形成。例如,对于上述实施方式的加热装置100而言,保持体10和柱状支承体20由以氮化铝或者氧化铝为主要成分的陶瓷制成,但是保持体10和柱状支承体20中的至少一者也可以由其他的陶瓷制成,也可以由陶瓷以外的材料制成(例如由铝、铝合金等金属制成)。同样,电极端子单元70等的形成材料也可以是其他的材料。
此外,上述实施方式的加热装置100的制造方法只不过是一例,可进行各种变形。

Claims (9)

1.一种加热装置,其具有:
保持体,其呈具有与第1方向大致正交的第1表面和第2表面的板状,并且在内部具有电阻发热体;以及
柱状支承体,其呈在所述第1方向上延伸的柱状,且与所述保持体的所述第2表面接合在一起,形成有多个在所述保持体的所述第2表面侧开口的贯穿孔,
该加热装置用于对保持在所述保持体的所述第1表面上的对象物进行加热,
该加热装置的特征在于,该加热装置还具有:
多个受电电极,各受电电极配置于所述保持体的所述第2表面侧,与所述电阻发热体电连接;以及
多个电极端子单元,该多个电极端子单元分别配置在形成于所述柱状支承体的所述多个贯穿孔中的一个贯穿孔中,且与所述多个受电电极中的一个受电电极电连接,
各所述电极端子单元具有:
金属绞线;
第1柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在靠所述保持体的一侧的柱状的导电性部件,该第1柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部借助金属钎焊材料与所述受电电极接合在一起,该第1柱状部件的另一方的顶端部与所述金属绞线接合在一起;以及
第2柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在远离所述保持体的那一侧的柱状的导电性部件,该第2柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部与所述金属绞线接合在一起,
在所述多个电极端子单元中的至少一个电极端子单元中,将所述第1柱状部件中的除了与所述受电电极接合的接合部和与所述金属绞线接合的接合部以外的部分同所述第2柱状部件中的除了与所述金属绞线接合的接合部以外的部分合起来的柱状部件集合体具有一般部分和大径部分,该大径部分的规定方向上的直径比所述一般部分的规定方向上的直径大,所述大径部分的表面与所述贯穿孔的内周面之间的距离比所述一般部分的表面与所述贯穿孔的内周面之间的距离短。
2.根据权利要求1所述的加热装置,其特征在于,
所述第1柱状部件和所述第2柱状部件呈大致圆柱状,
在所述第1柱状部件和所述第2柱状部件中的至少一者形成有朝向与延伸方向正交的方向突出的凸缘部,
所述大径部分是形成有所述凸缘部的部分。
3.根据权利要求2所述的加热装置,其特征在于,
所述凸缘部形成在将所述第1柱状部件或者所述第2柱状部件沿着所述延伸方向3等分后的三个部分中的位于中央的部分。
4.根据权利要求1所述的加热装置,其特征在于,
所述第1柱状部件和所述第2柱状部件呈彼此直径不同的大致圆柱状,
所述大径部分是所述第1柱状部件和所述第2柱状部件中的直径较大的一者。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置,其特征在于,
所述大径部分未存在于所述第1柱状部件而是存在于所述第2柱状部件。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置,其特征在于,
所述第1柱状部件的延伸方向上的长度比所述第2柱状部件的延伸方向上的长度短。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置,其特征在于,
所述大径部分的表面和所述贯穿孔的内周面之间的距离为0.1mm以上且2mm以下。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置,其特征在于,
所述柱状支承体是形成有所述多个贯穿孔的一个陶瓷制部件。
9.一种加热装置,其具有:
保持体,其呈具有与第1方向大致正交的第1表面和第2表面的板状,并且在内部具有电阻发热体;以及
柱状支承体,其呈在所述第1方向上延伸的柱状,且与所述保持体的所述第2表面接合在一起,形成有多个在所述保持体的所述第2表面侧开口的贯穿孔,
该加热装置用于对保持在所述保持体的所述第1表面上的对象物进行加热,
该加热装置的特征在于,该加热装置还具有:
多个受电电极,各受电电极配置于所述保持体的所述第2表面侧,与所述电阻发热体电连接;以及
多个电极端子单元,该多个电极端子单元分别配置在形成于所述柱状支承体的所述多个贯穿孔中的一个贯穿孔中,且与所述多个受电电极中的一个受电电极电连接,
各所述电极端子单元具有:
金属绞线;
第1柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在靠所述保持体的一侧的柱状的导电性部件,该第1柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部借助金属钎焊材料与所述受电电极接合在一起,该第1柱状部件的另一方的顶端部与所述金属绞线接合在一起;以及
第2柱状部件,其是相对于所述金属绞线配置在远离所述保持体的那一侧的柱状的导电性部件,该第2柱状部件的靠所述保持体的一侧的顶端部与所述金属绞线接合在一起,
在所述多个贯穿孔中的至少一个贯穿孔中,在与将所述第1柱状部件中的除了与所述受电电极接合的接合部以外的部分和所述第2柱状部件合起来的柱状部件构造体相面对的内周面的一部分形成有凸部,所述凸部的表面和所述柱状部件构造体之间的距离比所述贯穿孔的除了所述凸部以外的内周面和所述柱状部件构造体之间的距离短。
CN201710860334.XA 2016-09-23 2017-09-21 加热装置 Active CN107872903B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016185094A JP6767826B2 (ja) 2016-09-23 2016-09-23 加熱装置
JP2016-185094 2016-09-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107872903A CN107872903A (zh) 2018-04-03
CN107872903B true CN107872903B (zh) 2020-09-18

Family

ID=61687202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710860334.XA Active CN107872903B (zh) 2016-09-23 2017-09-21 加热装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10626501B2 (zh)
JP (1) JP6767826B2 (zh)
CN (1) CN107872903B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020105521A1 (ja) * 2018-11-19 2020-05-28 日本特殊陶業株式会社 保持装置および保持装置の製造方法
JP6743325B1 (ja) * 2018-12-20 2020-08-19 日本碍子株式会社 セラミックヒータ
JP7285154B2 (ja) * 2019-07-16 2023-06-01 日本特殊陶業株式会社 保持装置
JP7499651B2 (ja) * 2020-09-02 2024-06-14 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6616767B2 (en) * 1997-02-12 2003-09-09 Applied Materials, Inc. High temperature ceramic heater assembly with RF capability
JPWO2003015157A1 (ja) * 2001-08-10 2004-12-02 イビデン株式会社 セラミック接合体
US20050016986A1 (en) * 2001-11-30 2005-01-27 Yasutaka Ito Ceramic heater
JP3832409B2 (ja) * 2002-09-18 2006-10-11 住友電気工業株式会社 ウエハー保持体及び半導体製造装置
CN100525547C (zh) * 2004-02-23 2009-08-05 京瓷株式会社 陶瓷加热器、晶片加热装置以及半导体基板的制造方法
JP4365766B2 (ja) * 2004-10-26 2009-11-18 京セラ株式会社 ウェハ支持部材とそれを用いた半導体製造装置
JP2006127883A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Kyocera Corp ヒータ及びウェハ加熱装置
JP2007258115A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Ngk Insulators Ltd 加熱装置
JP6150557B2 (ja) * 2013-02-27 2017-06-21 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒーター
JP6442296B2 (ja) * 2014-06-24 2018-12-19 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018049964A (ja) 2018-03-29
US20180087153A1 (en) 2018-03-29
JP6767826B2 (ja) 2020-10-14
CN107872903A (zh) 2018-04-03
US10626501B2 (en) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107872903B (zh) 加热装置
CN107889289B (zh) 加热装置
CN107889288B (zh) 加热装置
JP7265941B2 (ja) 接合体
JP7249901B2 (ja) 保持装置の製造方法
JP7083262B2 (ja) 加熱装置
JP7265930B2 (ja) 加熱装置および加熱装置の製造方法
JP7198635B2 (ja) 保持装置
JP7227806B2 (ja) 保持装置
JP7098376B2 (ja) 加熱装置
JP7285154B2 (ja) 保持装置
JP7057103B2 (ja) 加熱装置
JP2019175882A (ja) 加熱装置
JP7122154B2 (ja) 半導体製造装置用部品
JP7576413B2 (ja) 接合体および基板保持部材
JP7386624B2 (ja) 保持装置および保持装置の製造方法
JP2019175883A (ja) 加熱装置
JP6903512B2 (ja) 接合体
JP2022123591A (ja) 保持装置
JP2021027180A (ja) 保持装置
JP2020174137A (ja) 保持装置
JP2020033236A (ja) 接合体
JP2020109725A (ja) 保持装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant