JP3024408B2 - 真空装置用加熱ユニット - Google Patents
真空装置用加熱ユニットInfo
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- JP3024408B2 JP3024408B2 JP33414992A JP33414992A JP3024408B2 JP 3024408 B2 JP3024408 B2 JP 3024408B2 JP 33414992 A JP33414992 A JP 33414992A JP 33414992 A JP33414992 A JP 33414992A JP 3024408 B2 JP3024408 B2 JP 3024408B2
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- plate
- heating unit
- heat
- stainless steel
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Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工業的に用いられる真空
装置用等の加熱ユニットに関するものであり、主にワ−
ク加熱用に用いるものである。
装置用等の加熱ユニットに関するものであり、主にワ−
ク加熱用に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ・ＬＳＩなど半導体分野の発
展はめざましいものがあり、それにつれて半導体製造装
置の性能向上が求められている。
展はめざましいものがあり、それにつれて半導体製造装
置の性能向上が求められている。
【０００３】従来より半導体製造装置として高周波スパ
ッタリング装置・ＣＶＤ装置・イオンプレ−ティング装
置などの真空装置が用いられているが、これらの真空装
置のワ−ク加熱用の熱源には主にシーズヒータが使用さ
れている。これはシーズヒータが簡便であるとともに、
安全性が高く、耐熱性に優れているためである。この従
来の真空装置におけるワ−ク加熱用の加熱ユニットは、
図４に示すような構成となっている。つまり、ステンレ
ス製の熱板１を細径のシ−ズヒ−タ２で加熱する形式と
なっているものである。
ッタリング装置・ＣＶＤ装置・イオンプレ−ティング装
置などの真空装置が用いられているが、これらの真空装
置のワ−ク加熱用の熱源には主にシーズヒータが使用さ
れている。これはシーズヒータが簡便であるとともに、
安全性が高く、耐熱性に優れているためである。この従
来の真空装置におけるワ−ク加熱用の加熱ユニットは、
図４に示すような構成となっている。つまり、ステンレ
ス製の熱板１を細径のシ−ズヒ−タ２で加熱する形式と
なっているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の真空装置用の加
熱ユニットは、ステンレス製の熱板１を用いているため
に、加熱面の温度分布が不均一となるという課題を有し
ている。このため製品の歩留まりも悪いものである。さ
らに、温度分布の不均一による熱歪の発生で、加熱面の
平面度が悪くなり、長期間の使用に耐えられないという
こともある。また、熱質量が大きいので、昇温・降温特
性も悪いものである。
熱ユニットは、ステンレス製の熱板１を用いているため
に、加熱面の温度分布が不均一となるという課題を有し
ている。このため製品の歩留まりも悪いものである。さ
らに、温度分布の不均一による熱歪の発生で、加熱面の
平面度が悪くなり、長期間の使用に耐えられないという
こともある。また、熱質量が大きいので、昇温・降温特
性も悪いものである。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、長期
間にわたって平面度を維持することができ、耐久性の高
い装置を提供することを目的としている。
間にわたって平面度を維持することができ、耐久性の高
い装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、オ−ステナイト系ステンレス鋼板と銅板
とを交互に５層以上積層して両表面をオ−ステナイト系
ステンレス鋼板として熱板を構成し、この熱板のオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板に抵抗加熱素子を設けた真空
装置用加熱ユニットとするものである。
に、本発明は、オ−ステナイト系ステンレス鋼板と銅板
とを交互に５層以上積層して両表面をオ−ステナイト系
ステンレス鋼板として熱板を構成し、この熱板のオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板に抵抗加熱素子を設けた真空
装置用加熱ユニットとするものである。
【０００７】
【作用】本発明は、熱膨張係数がほぼ同一であるオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板と銅板とを交互に積層した構
造として、層間での熱応力を受けにくく、従って層間剥
離を生じないように作用するものである。また、中間に
存在するオ−ステナイト系ステンレス鋼板がクリ−プ特
性を改善するように作用するものである。このため、長
期間にわたって平面度を維持することができ、耐久性の
高い装置とすることができる。
テナイト系ステンレス鋼板と銅板とを交互に積層した構
造として、層間での熱応力を受けにくく、従って層間剥
離を生じないように作用するものである。また、中間に
存在するオ−ステナイト系ステンレス鋼板がクリ−プ特
性を改善するように作用するものである。このため、長
期間にわたって平面度を維持することができ、耐久性の
高い装置とすることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の第一の実施例について図１に基
づいて説明する。３・３ａ・３ｂはステンレス等の耐熱
合金板である。また４・４ａは銅板である。この耐熱合
金板と銅板とは、交互に積層した積層体となっており、
この積層体の最外面を構成する両表面は耐熱合金板３・
３ｂとなっている。この積層体は熱板５を構成している
ものである。６はこの耐熱合金板３ｂの表面に設けたシ
−ズヒ−タ等の抵抗加熱素子である。また、１０は熱板
５の端部を封止しているＮｉロウ材である。
づいて説明する。３・３ａ・３ｂはステンレス等の耐熱
合金板である。また４・４ａは銅板である。この耐熱合
金板と銅板とは、交互に積層した積層体となっており、
この積層体の最外面を構成する両表面は耐熱合金板３・
３ｂとなっている。この積層体は熱板５を構成している
ものである。６はこの耐熱合金板３ｂの表面に設けたシ
−ズヒ−タ等の抵抗加熱素子である。また、１０は熱板
５の端部を封止しているＮｉロウ材である。
【０００９】本実施例では耐熱合金板３・３ａ・３ｂと
して、ＳＵＳ３０４・０．５ｔのものを、銅板４・４ａ
として無酸素銅の１．０ｔのものを用いている。この耐
熱合金板と銅板とを爆着などの方法で接着し、φ１５０
に切断して、熱板５としているものである。この熱板５
に抵抗加熱素子６として、渦巻状のシーズヒータ（１０
０ｖ−１５００ｗ）をロウ付けして本実施例の真空装置
用の加熱ユニットを作成しているものである。
して、ＳＵＳ３０４・０．５ｔのものを、銅板４・４ａ
として無酸素銅の１．０ｔのものを用いている。この耐
熱合金板と銅板とを爆着などの方法で接着し、φ１５０
に切断して、熱板５としているものである。この熱板５
に抵抗加熱素子６として、渦巻状のシーズヒータ（１０
０ｖ−１５００ｗ）をロウ付けして本実施例の真空装置
用の加熱ユニットを作成しているものである。
【００１０】この真空装置用の加熱ユニットと、従来使
用している形式の加熱ユニットとの加熱面の温度分布を
比較した。この場合、従来形式のものは、本実施例と同
一形状のＳＵＳ３０４製の熱板に、本実施例と同一形状
・同一容量のシーズヒータをロウ付けして作成してい
る。この結果、従来品の温度分布が５７１±４３℃であ
るのに対して、本実施例の真空装置用の加熱ユニットは
６１２±７．５℃の範囲であった。
用している形式の加熱ユニットとの加熱面の温度分布を
比較した。この場合、従来形式のものは、本実施例と同
一形状のＳＵＳ３０４製の熱板に、本実施例と同一形状
・同一容量のシーズヒータをロウ付けして作成してい
る。この結果、従来品の温度分布が５７１±４３℃であ
るのに対して、本実施例の真空装置用の加熱ユニットは
６１２±７．５℃の範囲であった。
【００１１】以下この理由について説明する。抵抗加熱
素子６が発生した熱は、１層目の耐熱合金板から、２層
目の銅板、３層目の耐熱合金板、４層目の銅板を経て、
加熱面を構成している５層目の耐熱合金板へと伝達され
ていく。このとき、３層目を構成する耐熱合金板の熱伝
導率は１４〜２０Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ℃であり、２層目を
構成する銅板の熱伝導率は３２０〜３３２Ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ℃である。このように本実施例の構成は、垂直方向
の熱伝導率に比べて水平方向の熱伝導率の方が高いた
め、水平方向の拡散が速くなるものである。この結果、
加熱面の温度分布は良くなるものである。
素子６が発生した熱は、１層目の耐熱合金板から、２層
目の銅板、３層目の耐熱合金板、４層目の銅板を経て、
加熱面を構成している５層目の耐熱合金板へと伝達され
ていく。このとき、３層目を構成する耐熱合金板の熱伝
導率は１４〜２０Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ℃であり、２層目を
構成する銅板の熱伝導率は３２０〜３３２Ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ℃である。このように本実施例の構成は、垂直方向
の熱伝導率に比べて水平方向の熱伝導率の方が高いた
め、水平方向の拡散が速くなるものである。この結果、
加熱面の温度分布は良くなるものである。
【００１２】以上のように本実施例の真空装置用の加熱
ユニットは、温度分布を大幅に改善することができる。
ユニットは、温度分布を大幅に改善することができる。
【００１３】次に第二の実施例について説明する。この
実施例は両面を耐熱合金板とした熱板の端部を封止した
構成として、熱板端部の銅板の酸化を防止して、耐久性
を改善したものである。図１に示した例では、熱板５の
端部をＮｉロウ材１０で被覆して封止している。また図
２に示した例では、熱板５の端部を耐熱鋼からなる熱板
固定リング８を使用して、全周を溶接して封止している
ものである。
実施例は両面を耐熱合金板とした熱板の端部を封止した
構成として、熱板端部の銅板の酸化を防止して、耐久性
を改善したものである。図１に示した例では、熱板５の
端部をＮｉロウ材１０で被覆して封止している。また図
２に示した例では、熱板５の端部を耐熱鋼からなる熱板
固定リング８を使用して、全周を溶接して封止している
ものである。
【００１４】次に第三の実施例について説明する。上記
した実施例では、熱板５を構成している耐熱合金板３・
３ａ・３ｂとして、ＳＵＳ３０４・０．５ｔのものを用
いているが、オ−ステナイト系ステンレス鋼を用いるこ
とによって、一層耐久性の高い熱板を構成することがで
きるものである。つまり、オ−ステナイト系ステンレス
鋼の熱膨張係数は１５０×１０-7／℃〜１７３×１０-7
／℃、銅板の熱膨張係数も１５０×１０-7／℃〜１７３
×１０-7／℃でほぼ同一である。このため、熱板５は層
間での熱応力を受けにくく、層間剥離を生じにくいもの
である。また、本実施例は５層構成となっており中間に
オ−ステナイト系ステンレス鋼板が入っているために、
クリ−プ特性もよいものである。こうして長期間にわた
って平面度を維持することができ、一層耐久性の高い熱
板とすることができるものである。なお、この場合使用
できるステンレス鋼板としては、ＳＵＳ２０１・３０１・
３０２・３０３・３０４・３０５・３０９・３１０・３１０Ｓ
・３１６・３２１などがあり、好ましくは、ＳＵＳ３０
４・３１０Ｓ・３１６・３２１が挙げられる。本実施例で
は、高温クリ−プを考慮してＳＵＳ３１０Ｓを用いてい
る。
した実施例では、熱板５を構成している耐熱合金板３・
３ａ・３ｂとして、ＳＵＳ３０４・０．５ｔのものを用
いているが、オ−ステナイト系ステンレス鋼を用いるこ
とによって、一層耐久性の高い熱板を構成することがで
きるものである。つまり、オ−ステナイト系ステンレス
鋼の熱膨張係数は１５０×１０-7／℃〜１７３×１０-7
／℃、銅板の熱膨張係数も１５０×１０-7／℃〜１７３
×１０-7／℃でほぼ同一である。このため、熱板５は層
間での熱応力を受けにくく、層間剥離を生じにくいもの
である。また、本実施例は５層構成となっており中間に
オ−ステナイト系ステンレス鋼板が入っているために、
クリ−プ特性もよいものである。こうして長期間にわた
って平面度を維持することができ、一層耐久性の高い熱
板とすることができるものである。なお、この場合使用
できるステンレス鋼板としては、ＳＵＳ２０１・３０１・
３０２・３０３・３０４・３０５・３０９・３１０・３１０Ｓ
・３１６・３２１などがあり、好ましくは、ＳＵＳ３０
４・３１０Ｓ・３１６・３２１が挙げられる。本実施例で
は、高温クリ−プを考慮してＳＵＳ３１０Ｓを用いてい
る。
【００１５】以下具体的な実験結果について述べる。サ
ンプルとしては、ＳＵＳ３１０Ｓの０．５ｔと銅の１．
０ｔのものを７層構造（ト−タル厚み：５．０ｔ）とし
た熱板と、ＳＵＳ３１０Ｓの０．５ｔと銅４．０ｔの３
層構造の熱板とを使用した。これらに１００ｖ−２５０
０ｗの渦巻型シーズヒータをロウ付けして実験資料と
し、３０分ＯＮ−１０分ＯＦＦのサイクルを１０００回
繰り返し、その後の平面度を求めたものである。この結
果、本実施例のサンプルは０．２ｍｍ、比較品は１．０
ｍｍの変形であった。
ンプルとしては、ＳＵＳ３１０Ｓの０．５ｔと銅の１．
０ｔのものを７層構造（ト−タル厚み：５．０ｔ）とし
た熱板と、ＳＵＳ３１０Ｓの０．５ｔと銅４．０ｔの３
層構造の熱板とを使用した。これらに１００ｖ−２５０
０ｗの渦巻型シーズヒータをロウ付けして実験資料と
し、３０分ＯＮ−１０分ＯＦＦのサイクルを１０００回
繰り返し、その後の平面度を求めたものである。この結
果、本実施例のサンプルは０．２ｍｍ、比較品は１．０
ｍｍの変形であった。
【００１６】以上のように本実施例の真空装置用の加熱
ユニットは、長期間にわたって平面度を確保することが
できる。
ユニットは、長期間にわたって平面度を確保することが
できる。
【００１６】次に第四の実施例について説明する。図３
に示すように、熱板５の冷却速度をコントロ−ルするた
めの冷却パイプ９を抵抗加熱素子６の間に設けている。
に示すように、熱板５の冷却速度をコントロ−ルするた
めの冷却パイプ９を抵抗加熱素子６の間に設けている。
【００１７】こうして、冷却パイプ９に外部から空気ま
たは水を注入して、加熱ユニットの冷却速度を自由にコ
ントロールすることができるものである。
たは水を注入して、加熱ユニットの冷却速度を自由にコ
ントロールすることができるものである。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、オ−ステナイト系ステンレス
鋼板と銅板とを交互に５層以上積層して両表面をオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板として熱板を構成し、この熱
板のオ−ステナイト系ステンレス鋼板に抵抗加熱素子を
設けた構成として、長期間にわたって平面度を保つこと
ができる耐久性の高い真空装置用加熱ユニットを実現す
るものである。
鋼板と銅板とを交互に５層以上積層して両表面をオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板として熱板を構成し、この熱
板のオ−ステナイト系ステンレス鋼板に抵抗加熱素子を
設けた構成として、長期間にわたって平面度を保つこと
ができる耐久性の高い真空装置用加熱ユニットを実現す
るものである。
【図１】本発明の第一〜第三の実施例を示す真空装置用
加熱ユニットの断面図
加熱ユニットの断面図
【図２】同、第二の実施例の他の手段を示す断面図
【図３】同、第四の実施例を示す断面図
【図４】従来の真空装置用の加熱ユニットを示す断面図
３・３ａ・３ｂ 耐熱合金板 ４・４ａ 銅板 ６ 抵抗加熱素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/203 H01L 21/68 H05B 3/20
Claims (1)
- 【請求項１】 オ−ステナイト系ステンレス鋼板と銅板
とを交互に５層以上積層して両表面をオ−ステナイト系
ステンレス鋼板として熱板を構成し、この熱板のオ−ス
テナイト系ステンレス鋼板に抵抗加熱素子を設けた真空
装置用加熱ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33414992A JP3024408B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 真空装置用加熱ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33414992A JP3024408B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 真空装置用加熱ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06179970A JPH06179970A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3024408B2 true JP3024408B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=18274081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33414992A Expired - Fee Related JP3024408B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 真空装置用加熱ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024408B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504857B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-07-14 | オリンパス株式会社 | 加熱装置及び方法 |
| CN104831247B (zh) * | 2015-04-15 | 2017-06-06 | 赫得纳米科技(昆山)有限公司 | 水平连续式磁控溅射镀膜机在线面板恒温加热装置 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP33414992A patent/JP3024408B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06179970A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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