JP4545896B2 - Heater unit and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造過程に於ける成膜装置やエッチング装置等に用いられ、ワークを加熱するためのヒータユニット及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば半導体製造過程でCVD装置、PVD装置等の成膜装置やエッチング装置にてウエハを加熱するためのヒータユニットが用いられている。このヒータユニットのひとつとしてセラミックスヒータがある。これは、セラミックス原料粉にタングステンやモリブデン等の高融点金属の薄い金属箔を所望のパターンに加工したものを埋め込み、例えば円盤状に焼結したものである。
【0003】
上記したようなセラミックスヒータにあっては、その内部に金属からなるヒータ線が埋設されているが、これはタングステンあるいはモリブデン等の高融点金属の薄い金属箔を所要のパターンに加工したものである。適切な発熱量(抵抗値)を得るために、一般的なヒータ線は厚さ20μm〜50μm、幅は2mm〜5mm、長さは1m〜3mとなっている。例えば、8インチウエハ加熱用の2ゾーンヒータでは、ヒータ線の厚さは25μm、幅は2.5mm、長さはインナーが2m、アウターが2.7m程度である。このヒータ線を中子としてこれが内部に埋め込まれるように、セラミックス原料粉を固め、焼結することでヒータプレート(ヒータユニット)が製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような金属箔からなるヒータ線の表面積は所要の発熱量に対して小さく、負荷密度(=発熱量/ヒータ線の総表面積)が高くなりがちである。負荷密度が過大になるとヒータ線が焼き切れることがあるため、ヒータ線の総表面積を大きくすると良いが、ヒータ線の寸法、即ち断面積が発熱量により制限されるため、上記寸法は大きく変更できない。
【0005】
また、箔の埋め込み時の位置決めは面倒であり、かつ上記したように箔からなるヒータ線はその幅が細いため、ヒータ線の位置ずれはヒータ線の配置パターンのずれはそのままヒータユニット表面の温度分布に影響し、これによってヒータユニット表面温度の均一性を大きく劣化させる。更に、ヒータ線(箔)の厚さ、または幅にばらつきがあった場合、寸法自体が小さいためにその断面積に比較的大きく影響して電気抵抗値の大きなばらつきとなり、ヒータユニット表面温度の均一性を大きく劣化させる。
【0006】
これらの問題はセラミックスヒータのみならず、金属箔からなるヒータ線を用いる以上共通の問題である。
【0007】
一方、上記したようにヒータ線の寸法、即ち断面積が発熱量により制限されるため、即ち薄く、かつ細い箔からなるため、その強度が低く、特にセラミックスヒータの場合、焼結する際にヒータ線が切れてしまういう不具合が多発し、製造歩留まりを低下させていた。また、例えば一対の円盤を張り合わせ、その間にヒータ線を挟むような構造にあっても、その強度の低さからヒータ線が切れてしまう不具合がある。
【0008】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、加熱時に早期に昇温し、かつ全面に亘り熱を均一化でき、加えて耐久性が向上し、更に製造歩留まりが改善されたヒータユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、本発明によれば、内部にヒータ線を埋設してなるヒータユニットであって、前記ヒータ線が、ベース部材の表面に成膜手段により成膜された金属膜からなり、前記ヒータ線を覆うように前記ベース部材にカバー部材を被せることにより前記ヒータ線をその内部に埋設し、前記ベース部材がセラミックス焼結体からなり、前記カバー部材が、前記ベース部材の表面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより形成されていることを特徴とするヒータユニット、または内部にヒータ線を埋設してなるヒータユニットの製造方法であって、ベース部材をセラミックス焼結体により形成し、前記ベース部材の表面に金属からなるヒータ線を成膜手段により成膜し、前記ベース部材の表面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより、前記ヒータ線を覆うように前記ベース部材の表面に被せるカバー部材を形成し、前記ヒータ線を前記カバー部材の内部に埋設することを特徴とするヒータユニットの製造方法を提供することにより達成される。特に前記成膜手段が溶射手段からなると良い。成膜されたヒータ線、特に溶射により成膜されたヒータ線は多孔質であるので緻密な膜に比較してその表面積が大きくなり、その分負荷密度が低くなる。また、緻密な箔と同じ断面積を得るのに幅及び/または厚さの寸法を大きくとれ、成膜することで高い位置精度も得られる。更に成膜後はヒータ線がベース部材に密着していることから断線の心配もなくその取り扱いも容易になる。
【0010】
また、必要に応じて前記ベース部材の裏面に前記ヒータ線とは別用途の電極線をも成膜手段により成膜し、それらを成膜した前記ベース部材に、セラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより前記カバー部材を形成すると良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0012】
図1及び図2に本発明が適用された第1の実施形態に於けるセラミックスヒータユニット1の概略構造を示す。本ヒータユニット1は8インチウエハ加熱用の2ゾーンヒータであり、その外形は円盤状をなし、内部にヒータ線2が埋設されている。このヒータ線2はモリブデン、タングステン、ニオブ及びタンタルから選択される1種または2種以上の高融点金属の溶射膜からなる。ヒータ線2は窒化アルミニウム、マグネシアまたはアルミナのセラミックス焼結体からなるベース部材1aの表面に溶射により成膜され、上記同様なセラミックス焼結体からなるカバー部材1bにより覆われている。
【0013】
ヒータ線2は、線幅が6.5mmのヒータ線インナ3と、線幅が7.5mmのヒータ線アウタ4とを有し、図2に示すようなパターンで成膜されている。これらヒータ線インナ3及びヒータ線アウタ4の電極3a、4aは、ベース部材1aに埋め込まれた金属端子5に、電極3b、4bはベース部材1aに埋め込まれた金属端子6に各々接続され、これら金属端子5、6はヒータユニット1の裏面側に突出し、図示されない外部電源に接続されることとなる。
【0014】
ここで、ヒータ線2(ヒータ線インナ3、ヒータ線アウタ4)は、溶射により成膜されているため、箔などと比較して多孔質な金属膜となっている。従って、その表面積が緻密な膜に比較して大きく、負荷密度(=発熱量/ヒータ線の総表面積)が、例えば箔からなる膜に比較して1/3〜1/4に小さくなっており、熱の拡散が速やかに行われ、過熱時に焼き切れ難くなっている。また、多孔質であるため、所望の発熱量を得るための断面積に対する寸法(厚さ、または幅)を大きくとれることから、ヒータ線2の厚さ、または幅にばらつきがあった場合でも、寸法自体が大きいためにその影響は小さくなり、ヒータ線2の各部の温度が均一性が向上し、即ちヒータユニット1の表面温度の均一性が向上している。更に、同様な理由で幅広にできることから、かつ溶射による膜のためにその位置精度が高いことから、ヒータ線2のない部分の面積を箔の場合に比較して小さくでき、これによってもヒータユニット1の表面温度の均一性が向上している。
【0015】
以下に、本ヒータユニット1の製造手順について図3(a)〜図3(c)を参照して説明する。まず、窒化アルミニウム、マグネシアまたはアルミナのセラミックス原料紛を円盤状に固めて焼結し、ベース部材1aを得る(図3(a))。次に、このベース部材1aの表面に溶射により図2に示すようなパターンでヒータ線2(ヒータ線インナ3、ヒータ線アウタ4)を成膜する(図3(b))。そして、ヒータ線2を覆うように上記同様なセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することによりカバー部材1bを形成し(図3(c))、孔を穿設して金属端子5、6を取り付け、表面を必要に応じて研磨する等してヒータユニット1を得る。これを半導体製造過程に於ける成膜装置やエッチング装置等に用いることとなる。
【0016】
図4は、本発明が適用された第2の実施形態に於けるセラミックスヒータユニット11の概略構造を示す図1と同様な図である。本ヒータユニット11は、プラズマCVD装置等のプラズマ処理装置に用いるものであり、ヒータ線12の材質、寸法、成膜パターン等は第1の実施形態と同様であるが、ヒータ線12に加えてこれと離間して他の電極線としてのRFグランド用電極17が設けられている。ヒータ線12はベース部材11aの裏面に溶射により成膜され、RFグランド用電極17はベース部材11aの表面に上記同様に溶射により成膜されている。これらヒータ線12及びRFグランド用電極17は上記同様なセラミックス焼結体からなるカバー部材11bにより覆われている。
【0017】
尚、ヒータ線12及びRFグランド用電極17は、ベース部材11aに埋め込まれた金属端子15、16に接続され、RFグランド用電極17は、カバー部材11bに埋め込まれた金属端子18に接続され、これら金属端子15、16、18はヒータユニット11の裏面側に突出し、図示されない外部電源に接続され、またはアースされることとなる。
【0018】
以下に、本ヒータユニット11の製造手順について図5(a)〜図5(c)を参照して説明する。まず、窒化アルミニウム、マグネシアまたはアルミナのセラミックス原料紛を円盤状に固めて焼結し、ベース部材11aを得る(図5(a))。次に、このベース部材11aの裏面に溶射により図2と同様なパターンでヒータ線12を成膜する(図5(b))。更にベース部材11aの表面に溶射により適宜なパターンでRFグランド用電極17を成膜する(図5(c))。そして、ヒータ線12及びRFグランド用電極17を覆うように、即ちベース部材11aの表裏を覆うように上記同様なセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することによりカバー部材11bを形成し(図5(d))、孔を穿設して金属端子15、16、18を取り付け、そのワーク搭載側表面を必要に応じて研磨する等してヒータユニット11を得る。これを半導体製造過程に於ける成膜装置やエッチング装置等に用いることとなる。
【0019】
ここで、本実施形態では他の電極線としてRFグランド用電極17を設けたが、これに限定されず、例えば静電チャック用の電極等、埋め込み電極であれば同様にこの構造を適用できる。
【0020】
尚、上記各実施形態では、ベース部材を中子としてカバー部材を焼結により形成したが、これらを別々に焼成し、ヒータ線を挟むように張り合わせて接合しても良い。これを半導体処理装置に用いる場合、ヒータ線が側面から露出しないようにシールしたり、ベース部材またはカバー部材にヒータ線のパターンと同様な凹部を形成してこの凹部にヒータ線が収まるようにし、ベース部材とカバー部材とを密着させると良い。
【0021】
また、上記各実施形態では、ヒータ線及び他の電極線を溶射により成膜したが、他の成膜法、例えばスクリーン印刷や各種化学蒸着法、物理蒸着法により成膜しても良い。その場合、成膜条件を適宜設定して多孔質の膜となるように成膜することが望ましい。
【0022】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明によるヒータユニット及びその製造方法によれば、ベース部材の表面に、溶射等の成膜手段により金属膜からなるヒータ線を成膜し、このヒータ線を覆うようにベース部材にカバー部材を被せることによりヒータ線をその内部に埋設したことにより、成膜されたヒータ線、特に溶射により成膜されたヒータ線は多孔質であるので緻密な膜に比較してその表面積が大きくなり、その分負荷密度が低くなり、発熱量が過大になっても焼き切れ難くなり、即ち耐久性が向上する。また、ヒータ線がベース部材に密着していることから接触面積が大きくなり、熱伝達効率が向上し、温度差による熱応力が低減すると共に物理的な断線の心配もなくその取り扱いも容易になる。
【0023】
また、多孔質の膜は所望の発熱量を得るための断面積に対する寸法(厚さ、または幅)を大きくとれることから、ヒータ線の厚さ、または幅にばらつきがあった場合でも、寸法自体が大きくこのばらつきの影響は小さくなり、ヒータ線各部の温度が均一性が向上し、即ちヒータユニットの表面温度の均一性が向上すると共に緻密な箔と同じ断面積を得るのに幅及び/または厚さの寸法を大きくとれ、成膜することで高い位置精度も得られるため、ヒータ線のない部分の面積を箔の場合に比較して小さくでき、これによってもヒータユニットの表面温度の均一性が向上する。
【0024】
一方、必要に応じて前記ベース部材の裏面にヒータ線とは別用途の電極線をも成膜手段により成膜し、それらを成膜したベース部材に、セラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより前記カバー部材を形成することで、焼成時にヒータ線及び他の電極線の位置ずれ、断線の心配がなく、製造歩留まりが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に於けるセラミックスヒータユニット概略構造を示す部分断面斜視図。
【図2】図1のII−II線について見たヒータユニットのヒータ線のパターンを示す平面図。
【図3】(a)〜(c)は、図1のヒータユニットの製造手順を示す断面図。
【図4】本発明の第2の実施形態に於けるセラミックスヒータユニット概略構造を示す部分断面斜視図。
【図5】(a)〜(d)は、図4のヒータユニットの製造手順を示す断面図。
【符号の説明】
1 セラミックスヒータユニット
1a ベース部材
1b カバー部材
2 ヒータ線
3 ヒータ線インナ
4 ヒータ線アウタ
3a、3b、4a、4b 電極
5、6 金属端子
11 セラミックスヒータユニット
11aベース部材
11b カバー部材
12 ヒータ線
15、16、18 金属端子
17 RFグランド用電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heater unit for heating a workpiece used in a film forming apparatus, an etching apparatus or the like in a semiconductor manufacturing process, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a heater unit for heating a wafer by a film forming apparatus such as a CVD apparatus or a PVD apparatus or an etching apparatus is used in a semiconductor manufacturing process, for example. One of the heater units is a ceramic heater. This is a ceramic raw material powder embedded with a thin metal foil of a refractory metal such as tungsten or molybdenum processed into a desired pattern, and sintered, for example, in a disk shape.
[0003]
In the ceramic heater as described above, a heater wire made of metal is embedded in the ceramic heater, which is obtained by processing a thin metal foil of a refractory metal such as tungsten or molybdenum into a required pattern. . In order to obtain an appropriate heat generation amount (resistance value), a general heater wire has a thickness of 20 μm to 50 μm, a width of 2 mm to 5 mm, and a length of 1 m to 3 m. For example, in a two-zone heater for heating an 8-inch wafer, the heater wire has a thickness of 25 μm, a width of 2.5 mm, and a length of about 2 m for the inner and about 2.7 m for the outer. A heater plate (heater unit) is manufactured by solidifying and sintering the ceramic raw material powder so that the heater wire is embedded in the core.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the surface area of the heater wire made of the metal foil as described above is small with respect to the required heat generation amount, and the load density (= heat generation amount / total surface area of the heater wire) tends to be high. Since the heater wire may burn out if the load density becomes excessive, it is better to increase the total surface area of the heater wire. However, since the dimension of the heater wire, that is, the cross-sectional area is limited by the heat generation amount, the above dimensions cannot be changed greatly. .
[0005]
In addition, the positioning when embedding the foil is troublesome, and the heater wire made of foil is thin as described above. Therefore, the heater wire misalignment is the same as the heater wire arrangement pattern temperature. This influences the distribution, thereby greatly degrading the uniformity of the heater unit surface temperature. Furthermore, if the thickness or width of the heater wire (foil) varies, the dimensions themselves are small, so the cross-sectional area of the heater wire (foil) is relatively large, resulting in a large variation in electrical resistance value, and a uniform heater unit surface temperature. Greatly deteriorates the performance.
[0006]
These problems are common as long as not only ceramic heaters but also heater wires made of metal foil are used.
[0007]
On the other hand, the size of the heater wire, that is, the cross-sectional area is limited by the heat generation amount as described above, that is, it is made of a thin and thin foil, so its strength is low. The trouble that the line was cut frequently occurred, and the production yield was lowered. Further, for example, even in a structure in which a pair of disks are bonded and a heater wire is sandwiched between them, there is a problem that the heater wire is broken due to its low strength.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The temperature can be raised quickly at the time of heating, and the heat can be made uniform over the entire surface. In addition, the durability is improved and the production yield is further improved. It is an object of the present invention to provide a heater unit and a manufacturing method thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above object is a heater unit having a heater wire embedded therein, wherein the heater wire is made of a metal film formed on a surface of a base member by a film forming means, Covering the base member with a cover member so as to cover the heater wire embeds the heater wire therein, the base member is made of a ceramic sintered body, and the cover member covers the surface of the base member. A heater unit characterized in that it is formed by covering a ceramic raw material powder with solidification, sintering, and sintering , or a heater unit comprising a heater wire embedded therein, wherein the base member is sintered with ceramics. formed by sintered body, formed by film forming means a heater wire made of a metal on a surface of the base member, ceramic so as to cover the surface of the base member Solidifying covered with a scan raw material powder, by sintering, and wherein forming a cover member covering the surface of the base member so as to cover the heater wire, burying the heater wire inside the cover member This is achieved by providing a method for manufacturing a heater unit. In particular, the film forming means may be a spraying means. Since the heater wire formed, especially the heater wire formed by thermal spraying, is porous, its surface area is larger than that of a dense film, and the load density is lowered accordingly. Further, in order to obtain the same cross-sectional area as that of the dense foil, the width and / or thickness can be increased, and high positional accuracy can be obtained by forming a film. Further, since the heater wire is in close contact with the base member after the film formation, the handling is easy without worrying about disconnection.
[0010]
Further, if necessary, electrode wires for different applications from the heater wires are formed on the back surface of the base member by a film forming means, and the base member on which the film is formed is covered with a ceramic raw material powder and hardened. The cover member may be formed by sintering.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
1 and 2 show a schematic structure of a ceramic heater unit 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied. The heater unit 1 is a two-zone heater for heating an 8-inch wafer. The outer shape of the heater unit 1 is a disk shape, and the heater wire 2 is embedded inside. The heater wire 2 is made of a sprayed film of one or more refractory metals selected from molybdenum, tungsten, niobium and tantalum. The heater wire 2 is formed by thermal spraying on the surface of a base member 1a made of a ceramic sintered body of aluminum nitride, magnesia or alumina, and is covered with a cover member 1b made of a ceramic sintered body similar to the above.
[0013]
The heater wire 2 has a heater wire inner 3 having a line width of 6.5 mm and a heater wire outer 4 having a line width of 7.5 mm, and is formed in a pattern as shown in FIG. The electrodes 3a and 4a of the heater wire inner 3 and the heater wire outer 4 are connected to the metal terminal 5 embedded in the base member 1a, and the electrodes 3b and 4b are connected to the metal terminal 6 embedded in the base member 1a. The metal terminals 5 and 6 project to the back side of the heater unit 1 and are connected to an external power source (not shown).
[0014]
Here, since the heater wire 2 (the heater wire inner 3 and the heater wire outer 4) is formed by thermal spraying, it is a porous metal film compared to a foil or the like. Therefore, the surface area is large compared to a dense film, and the load density (= calorific value / total surface area of the heater wire) is reduced to 1/3 to 1/4 compared to a film made of foil, for example. The heat is diffused quickly, and it is difficult to burn out when overheated. Moreover, since it is porous, the dimension (thickness or width) with respect to the cross-sectional area for obtaining a desired calorific value can be increased, so even if the thickness or width of the heater wire 2 varies, Since the size itself is large, the influence is reduced, and the uniformity of the temperature of each part of the heater wire 2 is improved, that is, the uniformity of the surface temperature of the heater unit 1 is improved. Further, since it can be widened for the same reason and because the position accuracy is high due to the film formed by thermal spraying, the area of the portion without the heater wire 2 can be reduced as compared with the case of the foil. The uniformity of the surface temperature of 1 is improved.
[0015]
Below, the manufacturing procedure of this heater unit 1 is demonstrated with reference to Fig.3 (a)-FIG.3 (c). First, a ceramic raw material powder of aluminum nitride, magnesia or alumina is hardened into a disk shape and sintered to obtain a base member 1a (FIG. 3A). Next, the heater wire 2 (heater wire inner 3 and heater wire outer 4) is formed on the surface of the base member 1a by thermal spraying in a pattern as shown in FIG. 2 (FIG. 3B). Then, the same ceramic raw material powder as above is covered and hardened so as to cover the heater wire 2, and then the cover member 1b is formed by sintering (FIG. 3 (c)). And the heater unit 1 is obtained by polishing the surface as necessary. This is used for a film forming apparatus or an etching apparatus in the semiconductor manufacturing process.
[0016]
FIG. 4 is a view similar to FIG. 1 showing a schematic structure of the ceramic heater unit 11 in the second embodiment to which the present invention is applied. The heater unit 11 is used in a plasma processing apparatus such as a plasma CVD apparatus. The material, dimensions, film formation pattern, and the like of the heater wire 12 are the same as those in the first embodiment. An RF ground electrode 17 as another electrode line is provided apart from this. The heater wire 12 is formed on the back surface of the base member 11a by thermal spraying, and the RF ground electrode 17 is formed on the surface of the base member 11a by thermal spraying in the same manner as described above. The heater wire 12 and the RF ground electrode 17 are covered with a cover member 11b made of a ceramic sintered body similar to the above.
[0017]
The heater wire 12 and the RF ground electrode 17 are connected to the metal terminals 15 and 16 embedded in the base member 11a, and the RF ground electrode 17 is connected to the metal terminal 18 embedded in the cover member 11b. These metal terminals 15, 16 and 18 project to the back side of the heater unit 11 and are connected to an external power source (not shown) or grounded.
[0018]
Below, the manufacturing procedure of this heater unit 11 is demonstrated with reference to Fig.5 (a)-FIG.5 (c). First, a ceramic raw material powder of aluminum nitride, magnesia or alumina is hardened into a disk shape and sintered to obtain a base member 11a (FIG. 5A). Next, the heater wire 12 is formed in a pattern similar to that shown in FIG. 2 by thermal spraying on the back surface of the base member 11a (FIG. 5B). Further, an RF ground electrode 17 is formed in an appropriate pattern on the surface of the base member 11a by thermal spraying (FIG. 5C). Then, the cover material 11b is formed by covering the heater wire 12 and the RF ground electrode 17, that is, covering the front and back surfaces of the base member 11a with the same ceramic raw material powder, solidified, and sintered (see FIG. 5 (d)), a hole is drilled to attach the metal terminals 15, 16, and 18, and the workpiece mounting surface is polished as necessary to obtain the heater unit 11. This is used for a film forming apparatus or an etching apparatus in the semiconductor manufacturing process.
[0019]
Here, although the RF ground electrode 17 is provided as another electrode line in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and this structure can be similarly applied to an embedded electrode such as an electrode for an electrostatic chuck.
[0020]
In each of the above embodiments, the cover member is formed by sintering using the base member as a core. However, these may be fired separately and bonded together so as to sandwich the heater wire. When this is used in a semiconductor processing apparatus, the heater wire is sealed so as not to be exposed from the side surface, or a recess similar to the heater wire pattern is formed on the base member or the cover member so that the heater wire is accommodated in the recess. The base member and the cover member are preferably brought into close contact with each other.
[0021]
In each of the above embodiments, the heater wires and other electrode wires are formed by thermal spraying, but may be formed by other film forming methods such as screen printing, various chemical vapor deposition methods, and physical vapor deposition methods. In that case, it is desirable to form a porous film by appropriately setting the film forming conditions.
[0022]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the heater unit and the manufacturing method thereof according to the present invention, a heater wire made of a metal film is formed on the surface of the base member by a film forming means such as spraying, and the heater wire is By covering the base member with a cover member so as to cover it, the heater wire is embedded in the inside, so that the heater wire formed, especially the heater wire formed by thermal spraying, is porous, so it is compared with a dense film As a result, the surface area increases, the load density decreases accordingly, and even if the amount of heat generation becomes excessive, it becomes difficult to burn out, that is, the durability is improved. In addition, since the heater wire is in close contact with the base member, the contact area is increased, the heat transfer efficiency is improved, the thermal stress due to the temperature difference is reduced, and the handling is easy without worrying about physical disconnection. .
[0023]
In addition, since the porous film can have a large dimension (thickness or width) relative to the cross-sectional area for obtaining a desired calorific value, the dimension itself can be obtained even when the thickness or width of the heater wire varies. The effect of this variation is small and the uniformity of the temperature of each part of the heater wire is improved, that is, the uniformity of the surface temperature of the heater unit is improved and the width and / or the cross-sectional area of the dense foil is obtained. Since the thickness can be increased and high positional accuracy can be obtained by forming a film, the area of the area without the heater wire can be reduced compared to the case of foil, which also makes the surface temperature of the heater unit uniform. Will improve.
[0024]
On the other hand, if necessary, an electrode wire for a different purpose from the heater wire is formed on the back surface of the base member by the film forming means, and the base member on which the film is formed is covered with a ceramic raw material powder, solidified, and sintered. Thus, by forming the cover member, there is no fear of positional deviation or disconnection of the heater wire and other electrode wires during firing, and the manufacturing yield is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional perspective view showing a schematic structure of a ceramic heater unit according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a heater wire pattern of the heater unit as seen along the line II-II in FIG. 1; FIG.
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing a manufacturing procedure of the heater unit of FIG.
FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing a schematic structure of a ceramic heater unit according to a second embodiment of the present invention.
5A to 5D are cross-sectional views showing a manufacturing procedure of the heater unit of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater unit 1a Base member 1b Cover member 2 Heater wire 3 Heater wire inner 4 Heater wire outer 3a, 3b, 4a, 4b Electrode 5 and 6 Metal terminal 11 Ceramic heater unit 11a Base member 11b Cover member 12 Heater wires 15 and 16 , 18 Metal terminal 17 RF ground electrode

Claims (8)

内部にヒータ線を埋設してなるヒータユニットであって、
前記ヒータ線が、ベース部材の表面に成膜手段により成膜された金属膜からなり、
前記ヒータ線を覆うように前記ベース部材にカバー部材を被せることにより前記ヒータ線をその内部に埋設し
前記ベース部材がセラミックス焼結体からなり、
前記カバー部材が、前記ベース部材の表面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより形成されていることを特徴とするヒータユニット。
A heater unit in which a heater wire is embedded,
The heater wire is made of a metal film formed by a film forming means on the surface of the base member,
The heater wire is embedded in the base member by covering the base member so as to cover the heater wire ,
The base member is made of a ceramic sintered body,
A heater unit , wherein the cover member is formed by covering and solidifying ceramic raw material powder so as to cover the surface of the base member, and sintering .
前記成膜手段が溶射手段からなることを特徴とする請求項1に記載のヒータユニット。  The heater unit according to claim 1, wherein the film forming unit includes a thermal spraying unit. 前記ベース部材の裏面に成膜手段により成膜された金属膜からなる前記ヒータ線とは別用途の電極線を有し、
前記電極線を覆うように前記ベース部材の裏面にカバー部材を被せることにより前記電極線をその内部に埋設し
前記ベース部材の裏面に被せた前記カバー部材が、前記ベース部材の裏面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヒータユニット。
Having an electrode wire for a different use from the heater wire made of a metal film formed on the back surface of the base member by a film forming means;
The electrode wire is embedded in the their by covering the cover member to the back surface of the base member so as to cover the electrode wire,
The said cover member covered on the back surface of the said base member is formed by covering with the ceramic raw material powder so that the back surface of the said base member may be covered, and sintering, It forms. The heater unit according to 2.
前記ヒータ線及び前記電極線が、モリブデン、タングステン、ニオブ及びタンタルから選択される1種または2種以上の金属からなることを特徴とする請求項3に記載のヒータユニット。The heater unit according to claim 3 , wherein the heater wire and the electrode wire are made of one or more metals selected from molybdenum, tungsten, niobium, and tantalum. 前記ベース部材及び前記カバー部材が、窒化アルミニウム、マグネシア及びアルミナから選択されるセラミックス焼結体からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のヒータユニット。  The heater unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the base member and the cover member are made of a ceramic sintered body selected from aluminum nitride, magnesia, and alumina. 内部にヒータ線を埋設してなるヒータユニットの製造方法であって、
ベース部材をセラミックス焼結体により形成し、
前記ベース部材の表面に金属からなるヒータ線を成膜手段により成膜し、
前記ベース部材の表面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより、前記ヒータ線を覆うように前記ベース部材の表面に被せるカバー部材を形成し、
前記ヒータ線を前記カバー部材の内部に埋設することを特徴とするヒータユニットの製造方法。
A heater unit manufacturing method in which a heater wire is embedded inside,
The base member is formed of a ceramic sintered body,
A heater wire made of metal is formed on the surface of the base member by a film forming means,
Covering and hardening the ceramic raw material powder so as to cover the surface of the base member, and forming a cover member to cover the surface of the base member so as to cover the heater wire by sintering .
A method for manufacturing a heater unit, wherein the heater wire is embedded in the cover member .
前記ヒータ線を溶射により成膜することを特徴とする請求項に記載のヒータユニットの製造方法。The method of manufacturing a heater unit according to claim 6 , wherein the heater wire is formed by thermal spraying. 前記ベース部材の裏面に前記ヒータ線とは別用途の電極線をも成膜手段により成膜し、
前記ベース部材の裏面を覆うようにセラミックス原料粉を被せて固め、焼結することにより、前記電極線を覆うように前記ベース部材の裏面に被せるカバー部材を形成し、
前記電極線を前記ベース部材の裏面に被せた前記カバー部材の内部に埋設することを特徴とする請求項または請求項に記載のヒータユニットの製造方法。
An electrode wire for a different use from the heater wire is also formed on the back surface of the base member by a film forming means,
The hardened covered with a ceramic raw material powder so as to cover the back surface of the base member, by sintering, to form a cover member covering the rear surface of the base member to the electrode wire covering the Migihitsuji,
Method of manufacturing a heater unit according to claim 6 or claim 7, characterized in that embedding the electrode wire inside the cover member covering the rear surface of the base member.
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