JP2004362932A - Ceramic heater - Google Patents

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JP2004362932A
JP2004362932A JP2003159758A JP2003159758A JP2004362932A JP 2004362932 A JP2004362932 A JP 2004362932A JP 2003159758 A JP2003159758 A JP 2003159758A JP 2003159758 A JP2003159758 A JP 2003159758A JP 2004362932 A JP2004362932 A JP 2004362932A
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JP
Japan
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aluminum nitride
surface side
ceramic heater
heating surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003159758A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Oishi
浩司 大石
Shigeko Muramatsu
滋子 村松
Shinichiro Aonuma
伸一朗 青沼
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 KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater whereby uniform heating is further expedited by making thermal conductivity of a cover of an aluminum nitride forming the heating surface side of the ceramic heater higher than thermal conductivity of a base of an aluminum nitride forming its non-heating side to efficiently transmit heat in the heater to the heating surface side. <P>SOLUTION: This ceramic heater is formed by embedding a heating element between the cover of the aluminum nitride forming the heating surface side and the base of the aluminum nitride forming the non-heating surface side, and by bonding a current leading terminal to this heating element to integrate them by a hot-press. In this ceramic heater, the thermal conductivity of the cover forming the heating surface side is higher than the thermal conductivity of the base forming the non-heating surface with the heating element regarded as a boundary. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はセラミックスヒータに関し、特にヒータの加熱面温度の均一性をさらに向上したセラミックスヒータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェーハの製造に際しては、半導体ウェーハにプラズマCVD、プラズマエッチングなどの加工処理が施されるが、これらの加工処理では、通常、半導体ウェーハを発熱体であるセラミックスヒータで加熱して行われている。このセラミックスヒータは、一面を加熱面とするセラミックス基材と、このセラミックス基材の内部に埋設される抵抗発熱体と、この抵抗発熱体に一端が接続された電力供給端子の3つの部材から構成されている。そして、これらの部材を一体化する方法は一般的にホットプレスが採用されている。
【0003】
セラミックス基材は、通常、熱伝導性や耐食性などの点で窒化アルミニウムが使用されている。また、抵抗発熱体および電力供給端子には、AlNとの熱膨張係数差、高温における素材の安定性などの理由から、タングステンやモリブデン或いはその合金などの高融点金属が使用されている。発熱体は、ワイヤまたはパターンニングされた箔などが用いられている。これらの発熱体は、基材をホットプレスする際に基材中に埋設されるものである。電力供給端子は数ミリから数十ミリ程度の太さの円柱プラグが用いられ、これもホットプレスによって基材に埋設されるが、この他の方法として基材をホットプレスした後でロウ付けする方法もある。
【0004】
ホットプレスする際のAlN基材の形態としては、成形体を用いる場合と焼結体を用いる場合の2種類が従来から存在する。いずれの場合にも、AlN基材のカバーに溝や穴加工を行って、ここへ発熱体や電力供給端子をセットする。これに別のAlN基材のベースを合せてホットプレスを行い、これらを一体化する。即ち、成形体のAlN基材を用いる場合は、始めに仮成形した成形体のカバーに溝や穴加工を行って、ここに発熱体や端子をセットする。次に、発熱体や端子をセットした隙間にAlNの造粒粉を埋め、これに別のAlN基材のベースを合せてホットプレスを行いAlNヒータとするものである。また、焼結体のAlN基材を用いる場合は2枚の焼結体を予め準備し、その一方又は両方に発熱体および端子用の溝および穴加工をして接合部に接合剤を印刷する。そして、焼結体の間に発熱体を挟み込むようにして2枚の焼結体を合せてセットし、これをホットプレスしてAlNヒータとするものである。
【0005】
半導体ウェーハを加熱するヒータの場合、その目的からヒータの加熱面には熱伝導率の高い基材を用いる一方で、それ以外の部分は熱伝導率の低い基材を用いることが、より効率的に半導体ウェーハに熱を伝えることができるので好ましい。成形体をホットプレスしたAlNヒータは、溝・穴加工は容易であって、しかもホットプレス時の基材の収縮によって発熱体や端子周りに隙間ができにくい利点があるが、他方でこの場合は基材の熱伝導率はほぼ一様となるために、ヒータの加熱面以外への熱放出も大きくなってしまう欠点があった。
【0006】
これに対して、2枚の焼結体のAlN基材を用いてホットプレスしたヒータの場合は、熱伝導率の異なった2枚の焼結体を用い、加熱面側に熱伝導率の高い方の焼結体を使い、非加熱面側に熱伝導率の低い焼結体を使用すれば、加熱面に置いた被加熱体である半導体ウェーハを高率よく加熱することができる。しかしながら、この場合はAlN焼結体への高精度の溝・穴加工が困難であるといった問題があった。また、焼結体は、ホットプレス時に基材の収縮が少ないために、発熱体や電極端子を溝や穴に隙間なく埋設することが難しかった。発熱体や電極端子の埋設に際して、焼結体に予め形成しておいた溝や穴に隙間が生じると、熱伝導率が不均一となったり、部分放電が生じるといった問題があった。
【0007】
また、電力供給端子は、塊状の高融点金属、例えばタングステンやモリブデンが使用されるが、ホットプレス後の冷却過程においてAlN焼結体と電極端子との熱膨張係数の違いから応力が発生し、端子周りに放射状にクラックが入る場合があった。そのために、これを避けるためにAlN焼結体と熱膨張係数が近くなるように、電極端子にW−Mo合金を使用するなど、何らかの応力緩和機構を電極端子に持たせることが必要であった。
【0008】
本願発明の従来技術としては、セラミックスヒータの基体を構成する窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体が公知となっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−273370号公報(請求項1)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この先行技術は、窒化アルミニウム焼結体同士の接合界面に、液相中から再析出した窒化アルミニウム質セラミックスからなる再析出相が生成しているもので、加熱面側の窒化アルミニウムの熱伝導率を、非加熱面側の窒化アルミニウムの熱伝導率よりも高くすることについては何も開示がなされていない。
【0011】
この発明は、セラミックヒータの加熱面側である窒化アルミニウムのカバーの熱伝導率を、非加熱面である窒化アルミニウムのベースの熱伝導率よりも高くして、ヒータの熱を加熱面側に効率的に伝達して均一加熱が一層促進されるようにしたセラミックスヒータを得ようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、加熱面側の窒化アルミニウムのカバーと非加熱面側の窒化アルミニウムのベースとの中間に発熱体を埋設し、かつこの発熱体に電流導入端子を接合してホットプレスで一体化したセラミックスヒータであって、発熱体を境にして加熱面側のカバーの熱伝導率が、非加熱面側のベースの熱伝導率よりも高いことを特徴とするセラミックスヒータ(請求項1)、前記加熱面側のカバーが窒化アルミニウム焼結体、非加熱面側のベースが窒化アルミニウム成形体である請求項1記載のセラミックスヒータ(請求項2)、発熱体の電流導入端子が高融点金属粉末の成形体であって、ホットプレス時における電流導入端子部の径方向の収縮率と、窒化アルミニウムのベース端子穴径方向の収縮率の差が0.2%以下である請求項1記載のセラミックスヒータ(請求項3)、前記高融点金属粉末が、タングステン粉末、モリブテン粉末またはそれらの合金粉末である請求項3記載のセラミックスヒータ(請求項4)および前記タングステン粉末、モリブデン粉末またはそれらの合金粉末の粒径が5〜15μである請求項4記載のセラミックスヒータ(請求項5)である。即ち、この発明は、窒化アルミニウムヒータの加熱面側であるカバーを焼結体に、また非加熱面側のベースを成形体とすることによって、加熱面のカバーを熱伝導率の高い基材、非加熱面のベースを熱伝導率の低い基材とし、これによってセラミックヒータによるウェーハの加熱を均一で効率的に行なえるようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明のセラミックスヒータの構成を、AlNベース2とAlN焼結体カバー5に分離して示したものである。図1のAlN成形体ベース2は、窒化アルミニウムの粉末を板状に仮成形したものである。このAlN成形体ベース2は、低熱伝導率AlNを用いて成形体とする。AlNベース2を低熱伝導率AlNの成形体とすることによって、ヒータの熱はベース2側に放出されることが少なく、これと反対側のウェーハ加熱面側のAlN焼結体カバー5の方に効率的に伝えられるようになる。
【0014】
AlN成形体ベース2には、発熱体埋設溝3および端子穴4を加工して、これに抵抗発熱体1およびタングステン端子6を埋設する。成形体ベース2に対する発熱体埋設溝3および端子穴4の加工は、AlN成形体に対するものであるから、焼結体に対する加工と比較するとはるかに容易である。また、ベース2をAlN成形体としたことによって、その後のホットプレスによる成形体基材の収縮によって、溝や穴に埋設される抵抗発熱体や端子の周りには隙間を生じないないようにすることができるようになったものである。
【0015】
成形体ベース2の端子穴4に挿入されるタングステン端子6は、予め作成した塊状のものを前記の端子穴4に挿入してもよいが、AlN成形体ベースの端子穴4にタングステンやモリブデンまたはこれらの合金などの高融点粉末を充填しホットプレスでこれを成形したものであってもよい。ここに用いるタングステン、モリブデンまたはこれらの合金は、これをホットプレスで成形したときの収縮率がAlN基材の収縮と整合性を保つようにする。そのために用いるタングステン、モリブデンまたはその合金粉末の粒径を5〜15μmにして、ホットプレス時における電流導入端子の径方向の収縮率と窒化アルミニウムのベース端子穴径方向の収縮率の差を0.2%以下とすることが好ましい。これによると、収縮率が基材と端子とで整合させてあるからクラックが生じないとともに、基材との間にさらに隙間のない電流導入端子を容易に形成することが可能である。5はAlN焼結体のカバーで、その熱伝導率はAlN成形体ベース2よりも高いものを用いる。その熱伝導率の差は100w/mk以上とすることが好ましい。AlN成形体ベース2とAlN焼結体カバー5は合せてホットプレスして接合し窒化アルミニウムヒータとするものである。
【0016】
【実施例】
(実施例) 図1に示す構成のセラミックスヒータで、各部の構成は次の通りとした。φ200mm×10tの窒化アルミニウムの成形体ベース2に、抵抗発熱体1を収める発熱体埋設溝3と電流導入用端子穴4を加工した。抵抗発熱体1は、タングステン箔を1000Wに相当するように渦巻き状に加工した。窒化アルミニウム成形体ベース2に前記発熱体1をセットして、これに窒化アルミニウム焼結体カバー3と貼り合わせた。その後、成形体ベース2の端子穴4に粒径8〜12μmのタングステン粉末を充填した。この状態で温度1800℃、圧力0.1/cmの条件でホットプレスして、成形体ベース2,焼結体カバー5,抵抗発熱体1および端子6を接合一体化した。これを加工してφ190mm×8tの円板状の窒化アルミニウムヒータとした。
【0017】
この窒化アルミニウムヒータを真空チャンバー内にセットし、これに電源をつないで加熱テストを行った。真空チャンバー上部にはヒータ全景が観察できる石英製の窓を設け、この窓を通して赤外線画像装置でヒータの面内温度を測定しながら2[Pa]の真空下で加熱を行った。700℃に到達時のヒータ加熱面の面内温度分布を測定したところΔ15℃であった。
【0018】
(比較例1) 図2に示す構成のセラミックスヒータで、各部の構成は次の通りとした。φ200mm×10tの窒化アルミニウムの焼結体ベース8に、抵抗発熱体7を収める発熱体埋設溝9と電流導入用端子穴10を加工した。また、φ200mm×7tの窒化アルミニウムの焼結体カバー11にYとAlNからなる接合剤12を塗布し、大気中600℃で脱脂した。窒化アルミニウムの焼結体ベース8に発熱体7とタングステン端子13を組み込んで、これに接合剤12を塗布した窒化アルミニウムの焼結体カバーを合せ、温度1800℃、圧力0.1/cmの条件でホットプレスしてこれらを接合・一体化した。これを加工してφ190mm×8tの円板状の窒化アルミニウムヒータとした。これを実施例と同様にして加熱テストを行った。700℃に到達時のヒータ加熱面の面内温度分布を測定したところΔ25℃であった。
【0019】
(比較例2) 実施例と同様にしてφ190mm×8tの円板状の窒化アルミニウムヒータとした。ただし、成形体ベース2の端子穴4に粒径1〜1.5μmのタングステン微粉末を充填した。その結果、端子部周りでAlN成形体との収縮率の整合が取れず端子周りでクラックが生じた。以上の結果を表1に纏めて示す。
【0020】
【表1】

Figure 2004362932
【0021】
表1の結果から明らかなように、この発明のセラミックスヒータは面内温度分布が均一で、しかも端子部の異常は何ら認められなかった。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、この発明のセラミックスヒータによれば、加熱面では熱伝導率が高く、その他の部分では熱伝導率を低くすることができるので、ヒータの加熱面に効率的に熱を伝えることができるとともに、加熱面の面内温度をさらに均一化することができるものである。また、この発明では、電極端子をタングステンなどの高融点金属粉末の成形体で形成するようにして、その収縮率をAlN成形体の収縮率と整合性を保つようにしたので、端子部の周りで隙間が生ずるようなこともなく、また逆にクラックが生ずるようなことも回避できるようになったものである。さらに、この発明によれば、焼結体は発熱体側のカバーの一方だけであるからコストの面でも有利となるなどのメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例になるセラミックヒータをベース部分とカバー部分を分離して示した断面図。
【図2】従来のセラミックヒータをベース部分とカバー部分を分離して示した断面図。
【符号の説明】
1,7…抵抗発熱体、2…AlN成形体ベース、8…AlN焼結体ベース、3,9…発熱体埋設溝、4,10…端子穴、5,11…焼結体カバー、6,13…タングステン端子。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic heater, and more particularly to a ceramic heater in which the uniformity of the heating surface temperature of the heater is further improved.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a semiconductor wafer, processing such as plasma CVD and plasma etching is performed on the semiconductor wafer. In these processing, the semiconductor wafer is usually heated by a ceramic heater which is a heating element. . This ceramic heater comprises three members: a ceramic base having one surface as a heating surface, a resistance heating element embedded in the ceramic base, and a power supply terminal having one end connected to the resistance heating element. Have been. Hot pressing is generally employed as a method of integrating these members.
[0003]
Aluminum nitride is usually used for the ceramic substrate in terms of thermal conductivity and corrosion resistance. For the resistance heating element and the power supply terminal, a high melting point metal such as tungsten, molybdenum, or an alloy thereof is used because of a difference in thermal expansion coefficient from AlN and stability of the material at a high temperature. As the heating element, a wire or a patterned foil is used. These heating elements are embedded in the base material when the base material is hot-pressed. As the power supply terminal, a cylindrical plug with a thickness of several millimeters to several tens of millimeters is used, which is also buried in the base material by hot pressing, but as another method, brazing is performed after hot pressing the base material. There are ways.
[0004]
As the form of the AlN base material at the time of hot pressing, conventionally, there are two types, that is, a case using a compact and a case using a sintered body. In any case, a groove or a hole is formed in the cover of the AlN base material, and a heating element and a power supply terminal are set here. Then, another AlN base is combined with the base and hot-pressed to integrate them. That is, when the AlN base material of the molded body is used, first, the cover of the temporarily molded molded body is formed with a groove or a hole, and the heating element and the terminal are set there. Next, an AlN granulated powder is buried in a gap in which a heating element and a terminal are set, and a base of another AlN base material is combined with the granulated powder and hot pressed to form an AlN heater. When a sintered AlN base material is used, two sintered bodies are prepared in advance, and one or both of them are formed with grooves and holes for a heating element and a terminal, and a bonding agent is printed on a joint. . Then, the two sintered bodies are set together so as to sandwich the heating element between the sintered bodies, and are hot-pressed to form an AlN heater.
[0005]
In the case of a heater that heats a semiconductor wafer, it is more efficient to use a substrate with high thermal conductivity for the heating surface of the heater for the purpose while using a substrate with low thermal conductivity for the other parts. This is preferable because heat can be transferred to the semiconductor wafer. AlN heaters obtained by hot-pressing a molded body have the advantage that grooves and holes can be easily formed, and that a gap is hardly formed around the heating element and terminals due to shrinkage of the base material during hot pressing. On the other hand, in this case, Since the thermal conductivity of the base material is substantially uniform, there is a disadvantage that heat release to a portion other than the heating surface of the heater also increases.
[0006]
On the other hand, in the case of a heater hot-pressed using an AlN substrate of two sintered bodies, two sintered bodies having different thermal conductivities are used, and a high thermal conductivity is provided on the heating surface side. If one of the sintered bodies is used and a sintered body having a low thermal conductivity is used on the non-heating surface side, the semiconductor wafer to be heated placed on the heating surface can be heated at a high rate. However, in this case, there is a problem that it is difficult to form grooves and holes with high precision in the AlN sintered body. Further, since the sintered body has a small shrinkage of the base material during hot pressing, it is difficult to embed the heating element and the electrode terminal in the groove or the hole without any gap. When a gap is formed in a groove or a hole formed in the sintered body in burying the heating element or the electrode terminal, there is a problem that the thermal conductivity becomes non-uniform or a partial discharge occurs.
[0007]
The power supply terminal is made of a lump of high melting point metal such as tungsten or molybdenum, but in the cooling process after hot pressing, stress is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the AlN sintered body and the electrode terminal, In some cases, cracks were formed radially around the terminals. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to provide the electrode terminal with some stress relaxation mechanism such as using a W-Mo alloy for the electrode terminal so that the thermal expansion coefficient is close to that of the AlN sintered body. .
[0008]
As a prior art of the present invention, a joined body of an aluminum nitride ceramic base material constituting a base of a ceramic heater is known (for example, see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-273370 (Claim 1)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, a reprecipitated phase made of aluminum nitride-based ceramics reprecipitated from a liquid phase is generated at a joint interface between aluminum nitride sintered bodies. Nothing is disclosed about making the conductivity higher than the thermal conductivity of aluminum nitride on the non-heating surface side.
[0011]
According to the present invention, the thermal conductivity of the aluminum nitride cover, which is the heating surface side of the ceramic heater, is made higher than the thermal conductivity of the aluminum nitride base, which is the non-heating surface, so that the heat of the heater is efficiently transferred to the heating surface side. It is an object of the present invention to obtain a ceramic heater in which uniform heating is further promoted to further promote uniform heating.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a heating element is buried between the aluminum nitride cover on the heating surface side and the aluminum nitride base on the non-heating surface side, and a current introduction terminal is joined to the heating element and integrated by hot pressing. A ceramic heater, wherein a thermal conductivity of a cover on a heating surface side with respect to a heating element is higher than a thermal conductivity of a base on a non-heating surface side (claim 1); 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the cover on the heating surface side is an aluminum nitride sintered body, and the base on the non-heating surface side is an aluminum nitride molded product. 2. The molded article according to claim 1, wherein a difference between a radial shrinkage rate of the current introduction terminal portion and a shrinkage rate of the aluminum nitride base terminal hole in a radial direction during hot pressing is 0.2% or less. The ceramic heater according to claim 3, wherein the high-melting point metal powder is a tungsten powder, a molybdenum powder, or an alloy powder thereof. The ceramic heater according to claim 4, wherein the powder has a particle size of 5 to 15μ. That is, the present invention provides a sintered body for the cover on the heating surface side of the aluminum nitride heater and a molded body for the base on the non-heating surface side. The base of the non-heated surface is made of a base material having a low thermal conductivity, so that the wafer can be uniformly and efficiently heated by the ceramic heater.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows the structure of a ceramic heater according to the present invention separated into an AlN base 2 and an AlN sintered body cover 5. The AlN molded body base 2 in FIG. 1 is obtained by temporarily molding aluminum nitride powder into a plate shape. The AlN molded body base 2 is formed into a molded body using low thermal conductivity AlN. By forming the AlN base 2 into a molded body of low thermal conductivity AlN, the heat of the heater is hardly released to the base 2 side, and the AlN sintered body cover 5 on the wafer heating surface side opposite to the base 2 is heated. Be able to communicate efficiently.
[0014]
A heating element burying groove 3 and a terminal hole 4 are formed in the AlN molded body base 2, and a resistance heating element 1 and a tungsten terminal 6 are buried therein. The processing of the heat generator burying groove 3 and the terminal hole 4 on the molded body base 2 is for the AlN molded body, and therefore is much easier than the processing for the sintered body. In addition, since the base 2 is formed of an AlN molded body, a gap is not formed around a resistance heating element or a terminal buried in a groove or a hole due to shrinkage of the molded body base material by subsequent hot pressing. It is now possible to do it.
[0015]
As the tungsten terminal 6 to be inserted into the terminal hole 4 of the molded body base 2, a lump formed in advance may be inserted into the terminal hole 4, but tungsten, molybdenum or tungsten may be inserted into the terminal hole 4 of the AlN molded body base. High melting point powders such as these alloys may be filled and molded by hot pressing. Tungsten, molybdenum, or an alloy thereof used here ensures that the shrinkage ratio when it is formed by hot pressing maintains consistency with the shrinkage of the AlN base material. The particle size of tungsten, molybdenum or its alloy powder used for that purpose is set to 5 to 15 μm, and the difference between the radial contraction rate of the current introducing terminal and the radial contraction rate of the aluminum nitride base terminal hole during hot pressing is set to 0. It is preferable that the content be 2% or less. According to this, since the shrinkage factor is matched between the base material and the terminal, no crack is generated, and a current introduction terminal having no gap between the base material and the base material can be easily formed. Reference numeral 5 denotes a cover made of an AlN sintered body whose thermal conductivity is higher than that of the AlN molded body base 2. The difference in the thermal conductivity is preferably set to 100 w / mk or more. The AlN molded body base 2 and the AlN sintered body cover 5 are joined together by hot pressing to form an aluminum nitride heater.
[0016]
【Example】
(Example) In the ceramic heater having the configuration shown in FIG. 1, the configuration of each part was as follows. A heating element burying groove 3 for accommodating a resistance heating element 1 and a current introducing terminal hole 4 were formed in a 200 mm × 10 t aluminum nitride molded body base 2. The resistance heating element 1 was formed by spirally processing a tungsten foil so as to correspond to 1000 W. The heating element 1 was set on an aluminum nitride molded base 2 and bonded to an aluminum nitride sintered body cover 3. Thereafter, the terminal holes 4 of the molded body base 2 were filled with tungsten powder having a particle size of 8 to 12 μm. In this state, hot pressing was performed under the conditions of a temperature of 1800 ° C. and a pressure of 0.1 / cm 2 , and the molded body base 2, the sintered body cover 5, the resistance heating element 1 and the terminal 6 were integrally joined. This was processed into a disk-shaped aluminum nitride heater of φ190 mm × 8 t.
[0017]
This aluminum nitride heater was set in a vacuum chamber, and a power supply was connected thereto to perform a heating test. At the top of the vacuum chamber was provided a quartz window through which the entire view of the heater could be observed. Through this window, heating was performed under a vacuum of 2 [Pa] while measuring the in-plane temperature of the heater with an infrared imager. When the in-plane temperature distribution of the heater heated surface when the temperature reached 700 ° C. was measured, it was Δ15 ° C.
[0018]
(Comparative Example 1) In the ceramic heater having the configuration shown in FIG. 2, the configuration of each part was as follows. A heating element burying groove 9 for accommodating a resistance heating element 7 and a current introducing terminal hole 10 were formed in a sintered body 8 of aluminum nitride of φ200 mm × 10 t. Further, a bonding agent 12 made of Y 2 O 3 and AlN was applied to a sintered body cover 11 of aluminum nitride of φ200 mm × 7 t, and degreased at 600 ° C. in the atmosphere. The heating element 7 and the tungsten terminal 13 are assembled into the aluminum nitride sintered body base 8 and the aluminum nitride sintered body cover coated with the bonding agent 12 is combined therewith to obtain a temperature of 1800 ° C. and a pressure of 0.1 / cm 2 . These were joined and integrated by hot pressing under the conditions. This was processed into a disk-shaped aluminum nitride heater of φ190 mm × 8 t. This was subjected to a heating test in the same manner as in the example. When the in-plane temperature distribution of the heater heated surface when the temperature reached 700 ° C. was measured, it was Δ25 ° C.
[0019]
(Comparative Example 2) A disk-shaped aluminum nitride heater having a diameter of 190 mm x 8 t was obtained in the same manner as in the example. However, the terminal holes 4 of the molded body base 2 were filled with tungsten fine powder having a particle size of 1 to 1.5 μm. As a result, the contraction rate of the AlN molded body was not matched with the area around the terminal, and cracks occurred around the terminal. Table 1 summarizes the above results.
[0020]
[Table 1]
Figure 2004362932
[0021]
As is clear from the results shown in Table 1, the ceramic heater of the present invention had a uniform in-plane temperature distribution, and no abnormality was found in the terminal portion.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the ceramic heater of the present invention, the heat conductivity is high on the heating surface and the heat conductivity can be low on the other portions, so that heat can be efficiently transmitted to the heating surface of the heater. And the in-plane temperature of the heated surface can be made more uniform. Further, according to the present invention, the electrode terminals are formed of a molded body of a refractory metal powder such as tungsten, and the contraction rate is kept consistent with the contraction rate of the AlN molded body. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a gap and, on the contrary, the occurrence of a crack. Further, according to the present invention, since the sintered body is only one of the covers on the side of the heating element, there are merits such as being advantageous in terms of cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a ceramic heater according to an embodiment of the present invention, in which a base portion and a cover portion are separated.
FIG. 2 is a sectional view showing a conventional ceramic heater with a base portion and a cover portion separated.
[Explanation of symbols]
1, 7: resistance heating element, 2: AlN molded body base, 8: AlN sintered body base, 3, 9: heating element burying groove, 4, 10: terminal hole, 5, 11: sintered body cover, 6, 13 ... Tungsten terminal.

Claims (5)

加熱面側の窒化アルミニウムのカバーと非加熱面側の窒化アルミニウムのベースとの中間に発熱体を埋設し、かつこの発熱体に電流導入端子を接合してホットプレスで一体化したセラミックスヒータであって、発熱体を境にして加熱面側のカバーの熱伝導率が、非加熱面側のベースの熱伝導率よりも高いことを特徴とするセラミックスヒータ。A ceramic heater in which a heating element is embedded between the aluminum nitride cover on the heating surface side and the aluminum nitride base on the non-heating surface side, and a current introduction terminal is joined to the heating element and integrated by hot pressing. A ceramic heater characterized in that the thermal conductivity of the cover on the heating surface side is higher than the thermal conductivity of the base on the non-heating surface side with respect to the heating element. 前記加熱面側のカバーが窒化アルミニウム焼結体、非加熱面側のベースが窒化アルミニウム成形体である請求項1記載のセラミックスヒータ。2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the cover on the heating surface side is an aluminum nitride sintered body, and the base on the non-heating surface side is an aluminum nitride molded body. 発熱体の電流導入端子が高融点金属粉末の成形体であって、ホットプレス時における電流導入端子の径方向の収縮率と、窒化アルミニウムのベース端子穴径方向の収縮率の差が0.2%以下である請求項1記載のセラミックスヒータ。The current introduction terminal of the heating element is a molded body of a high melting point metal powder. %. 前記高融点金属粉末が、タングステン粉末、モリブテン粉末またはそれらの合金粉末である請求項3記載のセラミックスヒータ。The ceramic heater according to claim 3, wherein the high melting point metal powder is a tungsten powder, a molybdenum powder, or an alloy powder thereof. 前記タングステン粉末、モリブテン粉末またはそれらの合金粉末の粒径が5〜15μmである請求項4記載のセラミックスヒータ。5. The ceramic heater according to claim 4, wherein said tungsten powder, molybdenum powder or alloy powder thereof has a particle size of 5 to 15 [mu] m.
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