CN101390444A - 面状加热器 - Google Patents

面状加热器 Download PDF

Info

Publication number
CN101390444A
CN101390444A CNA2007800061569A CN200780006156A CN101390444A CN 101390444 A CN101390444 A CN 101390444A CN A2007800061569 A CNA2007800061569 A CN A2007800061569A CN 200780006156 A CN200780006156 A CN 200780006156A CN 101390444 A CN101390444 A CN 101390444A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
heater
lateral area
exterior lateral
quartz glass
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.)
Granted
Application number
CNA2007800061569A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101390444B (zh
Inventor
柴田和生
川崎裕雄
岩田辉夫
网仓学
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.)
Coorstek Inc
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Covalent Materials Corp
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 Tokyo Electron Ltd, Covalent Materials Corp filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN101390444A publication Critical patent/CN101390444A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101390444B publication Critical patent/CN101390444B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H05B3/143—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/56—Heating cables
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/037—Heaters with zones of different power density

Abstract

本发明提供一种具备能够形成大致均匀的加热温度的碳线发热体的面状加热器。该碳线发热体(CW)的面内配置密度在内侧区域与外侧区域相异。具有向发热体(CW)通电的连接线的电源端子部配置在石英玻璃板状体的背面侧的中央部。内侧的碳线发热体的连接线在石英玻璃板状体的中央部被连接，外侧的碳线发热体的连接线(3a、3b)和内侧的碳线发热体(CW)不交叉，从石英玻璃板状体的中央部延伸设置至外侧区域，并与外侧的碳线发热体(CW)连接。

Description

面状加热器
技术领域
本发明涉及面状加热器，更详细而言，涉及一种在石英玻璃板状体中封入了碳线(carbon wire)发热体，且适宜使用于半导体制造工艺中的晶片等的热处理用的面状加热器。
背景技术
在半导体制造工艺中，在其工序中对硅晶片等施加各种热处理。在这些热处理中要求严密的温度管理，并且要求将热处理气氛保持为不存在尘埃等颗粒的洁净的气氛。
为此，对于用于热处理的加热用加热器，要求满足均热性以及升/降温控制性能优越，并且不放出颗粒等污染物质等各种必要条件。
作为这样的半导体制造用的加热器的一种，存在将发热体和非氧化性气氛气体一起封入到石英玻璃构件等支撑构件中的结构的加热器。
此外，作为非常适合的半导体制造用加热器，本发明者等开发了一种将碳线发热体和非氧化性气氛气体一起封入到石英玻璃构件等支撑构件中的半导体热处理装置用加热器，其中，该碳线发热体通过编织多束捆绑了极细的碳单纤维(carbon single fiber)的碳纤维束而制成，并且，已经作为日本专利申请公开2000-173750号(专利文献1)、日本专利申请公开2001-332373号(专利文献2)而提案。
在这里，根据图11、12对专利文献1所示的加热器进行说明，该加热器50是其加热面50a被形成为矩形平板状，在石英玻璃支撑体51内封入了碳线发热体CW的结构。上述石英玻璃支撑体51是在上述碳线发热体CW的周边部实质上形成有中空的空间，除了该空间部外，为整体化的结构。
作为上述碳线发热体CW，使用利用多束捆绑了多根碳纤维的纤维束编织成线状的发热体等。而且，如图11所示那样，上述碳线发热体CW在石英玻璃支撑体51的面上配置为所谓的曲折(zigzag)形状。
此外，碳线发热体CW的端部相对于加热面50a被几乎垂直地引出，经由碳端子52与Mo端子线53连接。它们配置在石英玻璃管54内。然后，Mo端子线53经由Mo箔55与2根Mo外接线56连接。再有，Mo箔55被压缩密封(pinch seal)。
此外，根据图13、14对专利文献2所示的加热器进行说明，在板状加热器60的石英玻璃支撑构件61中，加热面为圆形平板状，碳线发热体CW在该支撑构件61内部的空间部61a中布线为所谓的曲折图形形状。此外，该石英玻璃支撑构件61除了该空间部61a，为熔接整体化的结构。此外，在碳线发热体CW的两端部上分别连接有密封端子62，向上述空间部61a注入惰性气体并密封。
如上所述这样，专利文献1、2所示的上述碳线发热体与金属发热体等相比，其热容量小，升降温特性优越，此外，在非氧化性气氛中高温耐久性也优越。并且，因为是编织多根细碳单纤维的纤维束制作而成，所以与仅由碳材料构成的发热体相比具有：富有形状柔软性，能够容易地加工成各种结构、形状的优点。
因此，将该发热体与非氧化性气体一起封入高纯度的石英玻璃构件等洁净的耐热性支撑构件内而成的加热器，不会使颗粒等发生，如上述那样作为半导体制造用加热器非常适合。
专利文献1：日本专利申请公开2000-173750号公报
专利文献2：日本专利申请公开2001-332373号公报
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1所示的面状加热器中，一个碳线发热体布线为所谓的曲折图形形状。此外，在上述专利文献2所示的面状加热器中，从外周部朝向中央部、从中央部朝向外周部的碳线发热体左右对称地布线。
在这样的现有的碳线发热体的配置图形的情况下，存在在加热面中的温度分布上发生不均匀，不能够对被加热物的面内均匀地进行加热的技术的问题。更详细而言，当以一定的间隔并以曲折图形形状或螺旋形状的配置图形形成碳线发热体时，存在加热器的加热面的中央部分高温化，而其外周侧部分的温度变低这样的技术上的问题。
结果是，在对晶片等被加热物的面内温度均匀地进行热处理的情况下，不能直接载置在加热面上，必须在加热面上载置均热板，在该均热板上载置被加热物。
在这种情况下，希望出现一种改正加热面的不均匀的加热温度分布，不需要经由均热板，就能够在加热面上直接载置被加热物的面状加热器。
作为改正加热面的不均匀的加热温度分布的一个方法，本发明者等着眼于碳线发热体的配置图形并进行了锐意研究。结果是，发现一种能够使加热面成为大致均匀的加热温度面的配置图形，从而完成了本发明的面状加热器。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种面状加热器，该面状加热器具备碳线发热体，该碳线发热体具有能够使加热面成为大致均匀的加热温度面的配置图形。
为了实现上述目的而完成的本发明的面状加热器，碳线发热体被平面状地配置、密封在石英玻璃板状体内部，该面状加热器其特征在于：上述碳线发热体的面内配置密度在内侧区域与位于其外周的外侧区域相异，上述外侧区域的面内配置密度比内侧区域的面内配置密度更密，具有向上述碳线发热体通电的连接线的电源端子部配置在上述石英玻璃板状体的背面侧的中央部，与上述内侧区域的碳线发热体连接的连接线在上述石英玻璃板状体的中央部与内侧区域的碳线发热体连接，与上述外侧区域的碳线发热体连接的连接线和上述内侧区域的碳线发热体不交叉，从上述石英玻璃板状体的中央部延伸设置至外侧区域，并与外侧区域的碳线发热体连接。
这样在本发明的面状加热器中，碳线发热体的面内配置密度在内侧区域与位于其外周的外侧区域相异，由于上述外侧区域的面内配置密度比内侧区域的面内配置密度更密，所以能够使加热面的温度分布变得均匀，并能够使被加热物的面内温度均匀。此外，在本发明的面状加热器中，由于具有向上述碳线发热体通电的连接线的电源端子部被配置在上述石英玻璃板状体的背面侧的中央部，所以与图14所示那样的具有2个端子部的加热器相比，能够谋求紧凑化。进一步，由于与上述外侧区域的碳线发热体连接的连接线不与内侧区域的碳线发热体交叉，从中央部延伸设置至外侧区域，并与外侧区域的碳线发热体连接，所以能够抑制热积蓄，防止因石英玻璃板状体的失透(devitrification)导致的初期恶化，并能够使加热面的温度更均匀。
在这里，优选上述碳线发热体和上述连接线为将捆绑了碳纤维的纤维束编织多束而成的编带(braid)形状或交织带(interlace)形状的碳线。当连接线为将与上述碳线发热体为相同结构的碳线捆绑多根而构成的情况下，能够维持良好的电连接，并能够更简单地形成低电阻区域。
此外，优选上述石英玻璃板状体为圆板形状，且上述内侧区域与外侧区域的分界存在于从面内的圆中心起半径的79％～86％的距离上。
上述石英玻璃板状体的面上的内侧区域与外侧区域的分界在从面内的圆中心起不到半径的79％的距离上，外侧区域变大，不能够消除现有技术那样的中央部分的高温化，其结果是阻碍加热面的面内均匀性。另一方面，在配置图形的内侧区域与外侧区域的分界位于距从面内的圆中心起超过半径的86％的距离上的情况下，外侧区域变小，外侧区域的发热量不足，阻碍加热面的面内均匀性。
此外，优选上述石英玻璃板状体为矩形形状，且上述内侧区域与外侧区域的分界存在于从面内的矩形中心起一条边的1/2长度的79％～86％的距离上。如上所述，上述石英玻璃板状体的面上的内侧区域与外侧区域的分界在从面内矩形中心起不到半径的79％的距离上，外侧区域变大，不能消除现有技术那样的中央部分的高温化，其结果是阻碍加热面的面内均匀性。另一方面，在配置图形的内侧区域与外侧区域的分界位于从面内的矩形中心起超过半径的86％的距离上的情况下，外侧区域变小，外侧区域的发热量不足，阻碍加热面的面内均匀性。
进一步优选：上述石英玻璃板状体为圆板形状，从上述中央部延伸设置至外侧区域并与外侧区域的碳线发热体连接的连接线存在于圆板形状的石英玻璃板状体的直径位置上，以上述连接线为界，在内侧区域侧、外侧区域的每个中，上述碳线发热体电并联连接。
通过这样配置连接线，能够将内侧区域形成为两个区域，此外将外侧区域形成为两个区域，能够向各个区域均等地配电。
此外，还优选：上述石英玻璃板状体为矩形形状，从中央部延伸设置至外侧区域并与外侧区域的碳线发热体连接的连接线存在于连接相对的两条边的每个的中心点的线上，以上述连接线为界，在内侧区域侧、外侧区域的每个中，上述碳线发热体电并联连接。
通过这样配置连接线，能够将内侧区域形成为两个区域，此外将外侧区域形成为两个区域，能够向各个区域均等地配电。
此外，优选：与外侧区域的碳线发热体连接的连接线所配置的区域为从中心朝向外周侧的直线且连续的碳线发热体的不存在区域，在上述碳线发热体的配置图形中，在配置有与外侧区域的碳线发热体连接的连接线的区域以外，不存在从中心部朝向外周侧的直线且连续的碳线发热体的不存在区域。
如上所述，在上述配置图形中，由于不存在从中心朝向外周侧的直线且连续的碳线发热体的不存在区域，所以能够使加热面的面内温度均匀，并能够均匀地对被加热物的面内进行加热。
再有，由于本发明的面状加热器能够使加热面的面内温度均匀，所以能够不需要均热板，但在石英玻璃板状体的上表面上配置均热板的情况下，能够更均匀地对被加热物的面内进行加热。
根据本发明，能够获得具备碳线发热体的面状加热器，其中，该碳线发热体具有配置图形，该配置图形能够使加热面成为大致均匀的加热温度面。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的面状加热器的平面图。
图2是图1所示的面状加热器的侧面图。
图3是图1所示的I-I截面的左侧部的截面图。
图4是图1的II-II截面图。
图5是图2的III-III截面图。
图6是表示碳线发热体的图。
图7是表示图1所示的面状加热器的被分割的区域的图。
图8A是本发明的一个实施方式的面状加热器的内侧区域的等价电路图。
图8B是本发明的一个实施方式的面状加热器的外侧区域的等价电路图。
图9是表示本发明的一个实施方式的面状加热器的变形例的图。
图10是表示本发明的一个实施方式的面状加热器的变形例的图。
图11是表示现有的面状加热器的平面图。
图12是表示现有的面状加热器的侧面图。
图13是表示现有的面状加热器的平面图。
图14是表示现有的面状加热器的侧面图。
附图标记的说明
1 面状加热器
1a 加热面
2 石英玻璃板状体
2a 第一石英玻璃体
2b 第二石英玻璃体
2c 第三石英玻璃体
2d 槽
2e1 槽
2e2 槽
3a 连接线
3b 连接线
4a 连接线
4b 连接线
5a 石英玻璃管
5b 石英玻璃管
6a 石英玻璃管
6b 石英玻璃管
7 大直径的石英玻璃管
8 电源端子部
CW 碳线发热体
CWA 区域A的碳线发热体
CWB 区域B的碳线发热体
CWC 区域C的碳线发热体
CWD 区域D的碳线发热体
L 分界
具体实施方式
以下，参照图1～图8B对本发明的一个实施方式进行说明。再有，图1是表示本发明的一个实施方式的面状加热器的平面图；图2是图1所示的面状加热器的侧面图；图3是图1的I-I截面图；图4是图1的II-II截面图；图5是图2的III-III截面图；图6是表示碳线发热体的图；图7是表示图1所示的面状加热器的被分割的4个区域的图；图8A和图8B是本发明的一个实施方式的面状加热器的等价电路图。
如图1、图2所示，在该面状加热器1中，加热面1a被形成为圆形平板状，在石英玻璃板状体2内封入有碳线发热体CW。上述石英玻璃板状体2由第一石英玻璃体2a、第二石英玻璃体2b、和第三石英玻璃体2c构成。
再有，在本发明中，所谓“封入有碳线发热体”是指为了使碳线发热体与外部空气不接触而将其密封的状态。
第一石英玻璃体2a和第三石英玻璃体2c的上表面以及下表面形成为平板状。另一方面，如图3、图4所示，在第二石英玻璃体2b的上表面上形成有与图1所示的配置图形为相同形状的槽2d，此外，在该第二石英玻璃体2b的下表面上，设置有从中心部向直径方向延伸的槽2e1、2e2。
如图1、图7所示，该面状加热器的加热面1a被分割成4个区域A、B、C、D。即，在作为将加热面1a的内侧区域分成两半后的区域A、区域B上，进一步在作为将位于上述加热面1a的内侧区域的外周上的外侧区域分成两半后的区域C、区域D上分别配置有碳线发热体CW。再有，将配置在区域A的碳线发热体CW称为碳线发热体CWA，将配置在区域B的碳线发热体CW称为碳线发热体CWB，以下相同，将区域C的碳线发热体CW称为碳线发热体CWC，将区域D的碳线发热体CW称为碳线发热体CWD。
此外，上述加热面1a的内侧区域(区域A、区域B)的槽2d与形成在加热面1a中央部的位置a、位置b上的贯通孔连通。另一方面，加热面1a的外侧区域(区域C、区域D)的槽2d与形成在加热面1a的外周侧位置e、位置f上的贯通孔连通。
此外，上述槽2e1的一端与形成在加热面1a中央部的位置d上的贯通孔连通，另一端与形成在加热面1a的外周部的位置f上的贯通孔连通。同样地，槽2e2的一端与形成在加热面1a中央部的位置c上的贯通孔连通，另一端与形成在加热面1a的外周部的位置e上的贯通孔连通。
于是，在内侧区域(区域A、区域B)和外侧区域(区域C、区域D)的槽2d的内部收容碳线发热体CW，并且在槽2e1中收容连接线3b，在槽2e2中收容连接线3a。
进一步，如图2、图5所示，在第一石英玻璃体2a的下表面中央部设置有具有向上述碳线发热体CW通电的连接线3a、3b、4a、4b的电源端子部8。上述连接线3a、3b为用于向外侧区域的区域C、D通电的连接线，上述连接线4a、4b为用于向中央部侧区域A、B通电的连接线。
如图2、图4、图5所示，上述连接线3a收容在石英玻璃管5a中，此外连接线3b收容在石英玻璃管5b中。收容该连接线3a、3b的石英玻璃管5a、5b插通第一石英玻璃体2a，与第二石英玻璃体2b的下表面抵接。
因此，连接线3a在位置c从石英玻璃管5a进入槽2e2内，通过位置e的贯通孔，与外侧区域的区域C、D的碳线发热体CWC、CWD连接。同样地，连接线3b在位置d从石英玻璃管5b进入槽2e1内，通过位置f的贯通孔，与外侧区域的区域C、D的碳线发热体CWC、CWD连接。
此外，上述连接线4a收容在石英玻璃管6a中，连接线4b收容在石英玻璃管6b中。该石英玻璃管6a、6b插通第一石英玻璃体2a，与形成在第二石英玻璃体2b上的贯通孔开口的内部底面抵接。因此，连接线4a在位置a从石英玻璃管6a通过贯通孔，与中央部侧区域A、B的碳线发热体CWA、CWB连接。此外，连接线4b在位置b从石英玻璃管6b通过贯通孔，与中央部侧区域A、B的碳线发热体CWA、CWB连接。
此外，收容上述连接线3a、3b、4a、4b的所有的石英玻璃管5a、5b、6a、6b的端部被密封，收容在大直径的石英玻璃管7的内部。该大直径的石英玻璃管7作为用于固定加热器的法兰(flange)或轴而使用。
这样，由于将连接线3a、3b、4a、4b集中在加热面1a的背面中央部作为电源端子部8而构成，所以与如现有技术那样在加热面1a的外周部上具有2根端子部的加热器相比，能够谋求紧凑化。
而且，在制造具有这种结构的面状加热器时，在上述第二石英玻璃体2的槽2d中收容碳线发热体CW，以与各连接线3a、3b、4a、4b连接的状态，将第三石英玻璃体2c与第二石英玻璃体2b溶接，密封上述槽2d，并将第一石英玻璃体2a与第二石英玻璃体2b溶接，密封上述槽2e1、2e2。
接着，将收容了连接线3a、3b、4a、4b的所有石英玻璃管5a、5b、6a、6b的端部密封，并收容在大直径的石英玻璃管7的内部。再有，该密封结构能够通过使用历来已知的压缩密封结构进行密封。
进一步，对碳线发热体CW的配置图形进行具体的说明。
配置在区域A的碳线发热体CWA在加热面1a的中央部分的位置a与连接线4a连接，配置成图1所示的配置图形形状，在加热面1a的中央部分的位置b与连接线4b连接。
另一方面，配置在区域B的碳线发热体CWB在加热面1a的中央部分的位置a与连接线4a连接，配置成图1所示的配置图形形状，在加热面1a的中央部分的位置b与连接线4b连接。
这样，配置在区域A的碳线发热体CWA和配置在区域B的碳线发热体CWB由于与连接线4a和连接线4b连接，所以如图8A所示那样成为电并联连接。
此外，配置在区域C的碳线发热体CWC在加热面1a的外周侧部分的位置d与连接线3a连接，配置成图1所示的配置图形形状，在加热面1a的外周部分的位置f与连接线3b连接。
另一方面，配置在区域D的碳线发热体CWD在加热面1a的外周侧部分的位置d与连接线3a连接，配置成图1所示的配置图形形状，在加热面1a的中央部分的位置f与连接线3b连接。
这样，配置在区域C的碳线发热体CWC和配置在区域D的碳线发热体CWD与连接线3a和连接线3b连接，如图8B所示那样并联连接。
通过这样配置连接线3a、3b、4a、4b，能够将内侧区域形成为两个区域，并将外侧区域形成为两个区域，通过将它们分别电并联连接，能够向各个区域均等地送电。
此外，如上所述，上述连接线3b从加热面1a的中央部分的位置d，通过形成在第二石英玻璃体2b的下表面的在径方向上延伸的槽2e1，配设到位置f，与碳线发热体CWC、CWD连接。
同样地，上述连接线3a从加热面1a的中央部分的位置c，通过形成在第二石英玻璃体2b的下表面的在径方向上延伸的槽2e2，配设到位置e，与碳线发热体CWC、CWD连接。
该连接线3a、3b与区域A、B的碳线发热体CWA、CWB不交叉，从加热面1a的中央部延伸设置至外侧区域。
即，在第二石英玻璃体2b中，在没有形成槽2d的区域(区域A和区域B的分界区域)的下表面上形成有槽2e1、2e2。
在上述连接线3a、3b与区域A、B的碳线发热体CWA、CWB交叉的情况下，发生热的蓄积，存在玻璃失透化(结晶化)，并因失透而导致破损的担忧。此外，即使在不破损的情况下，也存在加热面1a上的面内温度变为不均匀的担忧。
因此，由于在没有形成槽2d的区域(区域A和区域B的分界区域)上形成有槽2e1、2e2，所以能够抑制热的蓄积，能够使加热面的面内温度均匀，并能够防止失透化、破损。
此外，如图1所示，内侧区域的区域A、区域B中的碳线发热体CWA、CWB的配置图形被形成为点对称的形状。同样地，外侧区域的区域C、区域D中的碳线发热体CWC、CWD的配置图形也被形成为点对称的形状。这样，通过形成为点对称，碳线发热体CWA、CWB以及碳线发热体CWD、CWD的电阻变为分别相同，即使并联连接也不会发生热的不均衡。
而且，在内侧区域的区域A、区域B中在加热面1a的径方向上，碳线发热体CWA、CWB以尺寸t的间隔大致等间隔地配置。此外，在外侧区域的区域C、区域D中在加热面1a的径方向上，碳线发热体CWC、CWD以比上述碳线发热体CWA、CWB的间隔小的尺寸s(即，密)大致等间隔地配置。再有，就“大致等间隔”而言，优选在上述尺寸t和s中都分别为各自的±30％。特别是，当在石英玻璃板状体的上表面上不配置均热板的情况下，优选为±10％，更加优选为±5％。
此外，在上述配置图形中，除了配置有与外侧区域的碳线发热体CWC、CWD连接的连接线3a、3b的区域，在不存在碳线发热体CWC、CWD的区域中，不存在从中心朝向外周侧的直线且连续的区域(例如，表示现有的面状加热器的图13的虚线部分70)。
这样，由于从中心朝向外周侧的直线且连续的不存在碳线发热体CWA、CWB的区域不存在，所以能够使加热面1a的面内温度均匀，从而能够对被加热物1a的面内均匀地进行加热。
此外，如图7所示，配置图形的内侧区域A、B与外侧区域C、D的分界L存在于从面内中心起半径的79％～86％的距离上。
该内侧区域A、B与外侧区域C、D的分界L，在从面内的圆中心起不到半径R的79％的距离上，外侧区域C、D变大，不能够消除现有技术那样的中央部分的高温化，阻碍加热面1a的面内均匀性。另一方面，内侧区域A、B与外侧区域C、D的分界L在超过从面内的圆中心起半径R的86％的情况下，外侧区域C、D变小，外侧区域C、D的发热量不足，阻碍加热面1a的面内均匀性。
此外，如图6所示，上述碳线发热体CW能够举出，将捆绑了大约300～350根左右的碳纤维的纤维束使用9束左右，编织而成的直径约2mm的编带或交织带形状的碳线，其中碳纤维是直径5～15μm的碳纤维，例如7μm的碳纤维。
在上述情况下，线的编入跨距为2～5mm左右，碳纤维导致的表面的起毛刺为0.5～2.5mm左右。再有，上述起毛刺如图6的附图标记CWa所示，是碳纤维的被切断后的一部分从碳线的外周面突出所致。
此外，上述连接线3a、3b、4a、4b使用与上述碳线发热体CW为相同结构的捆绑多根碳线而成的结构。
这样，在连接线3a、3b、4a、4b由与上述碳线发热体CW为相同结构的捆绑多根碳线而成的情况下，能够良好地维持电连接，并能够更简单地形成低电阻的区域。
再有，在上述实施方式中，虽然对上述石英玻璃板状体为圆板形状的情况进行了说明，但是如图9所示，石英玻璃板状体也可以是矩形形状。
在石英玻璃板状体为矩形形状的情况下，优选配置图形的内侧区域与外侧区域的分界L(L1、L2)存在于从面内的矩形中心起一条边的1/2长度T1、T2的79％～86％的距离上。配置图形的内侧区域与外侧区域的分界L(L1、L2)在从面内矩形中心起不到半径的79％的距离上，外侧区域变大，不能消除现有技术那样的中央部分的高温化，其结果是阻碍加热面的面内均匀性。另一方面，在配置图形的内侧区域与外侧区域的分界L(L1、L2)位于从面内的矩形中心起超过半径的86％的距离上的情况下，外侧区域变小，外侧区域的发热量不足，阻碍加热面的面内均匀性。
此外，如图10所示，优选在上述石英玻璃板状体为矩形形状的情况下，从中央部延伸设置至外侧区域并与外侧区域的碳线发热体连接的连接线3a、3b存在于连接相对的两条边的每个的中心点P1、P2的线上。
此外，在本发明的面状加热器中，虽然因为能够使加热面的面内温度均匀而不需要使用均热板，但在本发明的面状加热器中，当在石英玻璃板状体的上表面上配置有均热板时，能够对被加热物的面内更加均匀地加热。
产业上的利用可能性
由于本发明的面状加热器能够维持加热面的面内温度均匀，所以能够使被加工物的面内温度均匀，特别适合使用于半导体制造工艺中的晶片等的热处理用。

Claims (8)

1.一种面状加热器，其中，碳线发热体被平面状地配置、密封在石英玻璃板状体内部，该面状加热器其特征在于：
上述碳线发热体的面内配置密度在内侧区域与位于其外周的外侧区域相异，上述外侧区域的面内配置密度比内侧区域的面内配置密度更密，
具有向上述碳线发热体通电的连接线的电源端子部配置在上述石英玻璃板状体的背面侧的中央部，
与上述内侧区域的碳线发热体连接的连接线在上述石英玻璃板状体的中央部与内侧区域的碳线发热体连接，
与上述外侧区域的碳线发热体连接的连接线和上述内侧区域的碳线发热体不交叉，从上述石英玻璃板状体的中央部延伸设置至外侧区域，并与外侧区域的碳线发热体连接。
2.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：上述碳线发热体和上述连接线是将捆绑了碳纤维的纤维束编织多束而成的编带形状或交织带形状的碳线。
3.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
上述石英玻璃板状体为圆板形状，上述内侧区域与外侧区域的分界存在于从面内的圆中心起半径的79％～86％的距离上。
4.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
上述石英玻璃板状体为矩形形状，上述内侧区域与外侧区域的分界存在于从面内的矩形中心起一条边的1/2长度的79％～86％的距离上。
5.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
上述石英玻璃板状体为圆板形状，从上述中央部延伸设置至外侧区域并与外侧区域的碳线发热体连接的连接线存在于圆板形状的石英玻璃板状体的直径位置上，
以上述连接线为界，在内侧区域侧、外侧区域的每个中，上述碳线发热体电并联连接。
6.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
上述石英玻璃板状体为矩形形状，从中央部延伸设置至外侧区域并与外侧区域的碳线发热体连接的连接线存在于连接相对的两条边的每个的中心点的线上，
以上述连接线为界，在内侧区域侧、外侧区域的每个中，上述碳线发热体电并联连接。
7.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
与外侧区域的碳线发热体连接的连接线所配置的区域为从中心朝向外周侧的直线且连续的碳线发热体的不存在区域，
在上述碳线发热体的配置图形中，在配置有与外侧区域的碳线发热体连接的连接线的区域以外，不存在从中心部朝向外周侧的直线且连续的碳线发热体的不存在区域。
8.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于：
在上述石英玻璃板状体的上表面上配置有均热板。
CN2007800061569A 2006-02-20 2007-02-07 面状加热器 Active CN101390444B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006042294A JP4756695B2 (ja) 2006-02-20 2006-02-20 面状ヒータ
JP042294/2006 2006-02-20
PCT/JP2007/052081 WO2007097193A1 (ja) 2006-02-20 2007-02-07 面状ヒータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101390444A true CN101390444A (zh) 2009-03-18
CN101390444B CN101390444B (zh) 2011-04-20

Family

ID=38437233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800061569A Active CN101390444B (zh) 2006-02-20 2007-02-07 面状加热器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8143557B2 (zh)
EP (1) EP1988750A4 (zh)
JP (1) JP4756695B2 (zh)
KR (2) KR101139612B1 (zh)
CN (1) CN101390444B (zh)
TW (1) TW200803593A (zh)
WO (1) WO2007097193A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102685945A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 中国科学院微电子研究所 加热器
CN103081084A (zh) * 2010-09-03 2013-05-01 东电电子太阳能股份公司 基板加热装置
CN104472010A (zh) * 2012-05-18 2015-03-25 Ksm元件株式会社 陶瓷加热器加热丝的布置
CN105818749A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 株式会社东海理化电机制作所 视镜
CN106686774A (zh) * 2017-01-18 2017-05-17 广东美的厨房电器制造有限公司 电热元件及电加热设备
CN107406815A (zh) * 2015-04-23 2017-11-28 株式会社日立高新技术 感受性测量装置及检查装置
CN110856295A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 Lg电子株式会社 电加热器
CN111656860A (zh) * 2018-12-20 2020-09-11 日本碍子株式会社 陶瓷加热器

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4947712B2 (ja) * 2007-03-29 2012-06-06 コバレントマテリアル株式会社 面状ヒータ
JP5014080B2 (ja) 2007-11-19 2012-08-29 コバレントマテリアル株式会社 面状ヒータ
JP5411470B2 (ja) * 2008-09-01 2014-02-12 光洋サーモシステム株式会社 熱処理装置
JP5915026B2 (ja) * 2011-08-26 2016-05-11 住友大阪セメント株式会社 温度測定用板状体及びそれを備えた温度測定装置
EP2632229A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-28 Electrolux Home Products Corporation N.V. A heating plate including at least one heating element
TWI562672B (en) * 2012-12-20 2016-12-11 Shui Po Lee Heating plate
KR101333631B1 (ko) * 2012-12-21 2013-11-27 (주)보부하이테크 퀄츠 히터
DE102016209012A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heizeinrichtung
JP7018882B2 (ja) * 2015-12-31 2022-02-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 処理チャンバのための高温ヒータ
DE102016111234B4 (de) * 2016-06-20 2018-01-25 Heraeus Noblelight Gmbh Vorrichtung für die thermische Behandlung eines Substrats sowie Trägerhorde und Substrat-Trägerelement dafür
US10679873B2 (en) * 2016-09-30 2020-06-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic heater
TWI625066B (zh) * 2017-01-06 2018-05-21 Coorstek Kk Surface heater
US10674566B2 (en) * 2017-03-02 2020-06-02 Coorstek Kk Planar heater
JP2020004526A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 クアーズテック株式会社 カーボンワイヤーヒータ
KR102110417B1 (ko) 2018-08-21 2020-05-13 엘지전자 주식회사 전기 히터
KR102111332B1 (ko) 2018-10-11 2020-05-15 엘지전자 주식회사 전기 히터
JP2020064841A (ja) * 2018-10-11 2020-04-23 日本発條株式会社 ステージ、成膜装置、および膜加工装置
JP7248607B2 (ja) * 2020-02-03 2023-03-29 日本碍子株式会社 セラミックヒータ
US11930565B1 (en) * 2021-02-05 2024-03-12 Mainstream Engineering Corporation Carbon nanotube heater composite tooling apparatus and method of use

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW452826B (en) * 1997-07-31 2001-09-01 Toshiba Ceramics Co Carbon heater
JP3646912B2 (ja) 1998-12-01 2005-05-11 東芝セラミックス株式会社 発熱体封入ヒータ
EP1199908A4 (en) 1999-10-22 2003-01-22 Ibiden Co Ltd CERAMIC HEATING PLATE
JP4697909B2 (ja) 2000-05-25 2011-06-08 コバレントマテリアル株式会社 カーボンワイヤー発熱体封入ヒータ
JP3897563B2 (ja) * 2001-10-24 2007-03-28 日本碍子株式会社 加熱装置
US6538872B1 (en) * 2001-11-05 2003-03-25 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having heater and method
JP2003317906A (ja) 2002-04-24 2003-11-07 Sumitomo Electric Ind Ltd セラミックスヒータ
JP4098112B2 (ja) * 2003-02-14 2008-06-11 日本発条株式会社 ヒータユニット
JP4693429B2 (ja) * 2004-06-28 2011-06-01 京セラ株式会社 ヒータ及びそれを用いたウェハ加熱用ヒータならびにウェハ加熱装置
US7361865B2 (en) 2003-08-27 2008-04-22 Kyocera Corporation Heater for heating a wafer and method for fabricating the same
JP4187208B2 (ja) 2004-01-09 2008-11-26 日本碍子株式会社 ヒーター
JP4761723B2 (ja) * 2004-04-12 2011-08-31 日本碍子株式会社 基板加熱装置
JP2005339898A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Jbh Co Ltd 面状発熱体
TWI281833B (en) * 2004-10-28 2007-05-21 Kyocera Corp Heater, wafer heating apparatus and method for manufacturing heater
CN100452930C (zh) * 2004-12-22 2009-01-14 浙江林学院 一种以导电竹炭为填充料的面状发热材料及其制备方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103081084A (zh) * 2010-09-03 2013-05-01 东电电子太阳能股份公司 基板加热装置
CN102685945A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 中国科学院微电子研究所 加热器
CN104472010A (zh) * 2012-05-18 2015-03-25 Ksm元件株式会社 陶瓷加热器加热丝的布置
US10004113B2 (en) 2012-05-18 2018-06-19 Ksm Component Co., Ltd Heating wire arrangement for ceramic heater
CN104472010B (zh) * 2012-05-18 2017-05-31 Ksm元件株式会社 陶瓷加热器加热丝的结构
CN105818749A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 株式会社东海理化电机制作所 视镜
CN107406815A (zh) * 2015-04-23 2017-11-28 株式会社日立高新技术 感受性测量装置及检查装置
CN106686774A (zh) * 2017-01-18 2017-05-17 广东美的厨房电器制造有限公司 电热元件及电加热设备
CN106686774B (zh) * 2017-01-18 2020-02-07 广东美的厨房电器制造有限公司 电热元件及电加热设备
CN110856295A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 Lg电子株式会社 电加热器
CN110856295B (zh) * 2018-08-21 2022-02-18 Lg电子株式会社 电加热器
US11406222B2 (en) 2018-08-21 2022-08-09 Lg Electronics Inc. Electric heater and cooking appliance having same
CN111656860A (zh) * 2018-12-20 2020-09-11 日本碍子株式会社 陶瓷加热器
CN111656860B (zh) * 2018-12-20 2022-05-27 日本碍子株式会社 陶瓷加热器

Also Published As

Publication number Publication date
TWI370697B (zh) 2012-08-11
EP1988750A1 (en) 2008-11-05
KR20090127195A (ko) 2009-12-09
WO2007097193A1 (ja) 2007-08-30
JP4756695B2 (ja) 2011-08-24
KR20080081360A (ko) 2008-09-09
CN101390444B (zh) 2011-04-20
KR100956834B1 (ko) 2010-05-11
EP1988750A4 (en) 2011-07-13
TW200803593A (en) 2008-01-01
KR101139612B1 (ko) 2012-05-08
US8143557B2 (en) 2012-03-27
JP2007220595A (ja) 2007-08-30
US20100224620A1 (en) 2010-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101390444B (zh) 面状加热器
US6369361B2 (en) Thermal processing apparatus
US6856078B2 (en) Lamp filament design
US4511788A (en) Light-radiant heating furnace
CN100565785C (zh) 受热基板支撑器
US20080053156A1 (en) Bushing assembly having cooling support fins
KR900000835B1 (ko) 서스펜션 캔릴레버(Suspension Cantilever) 로딩장치(Loading system)를 갖는 횡형로(橫型爐)
KR101205242B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP6530505B2 (ja) 熱処理のための装置
JPH10218631A (ja) ガラス物品の徐冷方法及びその装置
JP2004055896A (ja) 加熱装置
JP3930119B2 (ja) 半導体熱処理装置用ヒータユニット
US4542513A (en) Heater for hot isostatic pressing apparatus
TWI236865B (en) Magnetic neutral line discharge plasma processing system
WO2018187281A1 (en) Heat treating furnace
JPS60245215A (ja) 縦型炉
US6781291B2 (en) Filament support for lamp
KR20140106194A (ko) 히터
JP2005063907A (ja) 白熱ランプおよび加熱装置
JPS62195881A (ja) 環状電気炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Free format text: FORMER OWNER: TOKYO ELECTRON LTD.

Effective date: 20150108

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150108

Address after: Japan Osaki Tokyo Shinagawa, a chome 6 times 3

Patentee after: Covalent Materials Corp.

Address before: Japan Osaki Tokyo Shinagawa, a chome 6 times 3

Patentee before: Covalent Materials Corp.

Patentee before: Tokyo Electron Limited

C56 Change in the name or address of the patentee
CP03 Change of name, title or address

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: COORSTEK INC.

Address before: Japan Osaki Tokyo Shinagawa, a chome 6 times 3

Patentee before: Covalent Materials Corp.