JPH0727797B2 - Ceramics heater - Google Patents

Ceramics heater

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JPH0727797B2
JPH0727797B2 JP8457091A JP8457091A JPH0727797B2 JP H0727797 B2 JPH0727797 B2 JP H0727797B2 JP 8457091 A JP8457091 A JP 8457091A JP 8457091 A JP8457091 A JP 8457091A JP H0727797 B2 JPH0727797 B2 JP H0727797B2
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terminal
heat
heater
metal plate
resistant metal
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和宏 ▲昇▼
隆介 牛越
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NGK Insulators Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマCVD 、減圧CV
D 、プラズマエッチング、光エッチング装置等に好適に
使用されるセラミックスヒーターに関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is applicable to plasma CVD, low pressure CV.
The present invention relates to a ceramics heater suitably used for D, plasma etching, photoetching equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】スーパークリーン状態を必要とする半導
体製造用装置では、デポジション用ガス、エッチング用
ガス、クリーニング用ガスとして塩素系ガス、弗素系ガ
ス等の腐食性ガスが使用されている。このため、ウエハ
ーをこれらの腐食性ガスに接触させた状態で加熱するた
めの加熱装置として、抵抗発熱体の表面をステンレスス
チール、インコネル等の金属により被覆した従来のヒー
ターを使用すると、これらのガスの曝露によって、塩化
物、酸化物、弗化物等の粒径数μm の、好ましくないパ
ーティクルが発生する。
2. Description of the Related Art In semiconductor manufacturing equipment requiring a super clean state, a corrosive gas such as chlorine gas or fluorine gas is used as a deposition gas, an etching gas and a cleaning gas. Therefore, if a conventional heater in which the surface of the resistance heating element is coated with a metal such as stainless steel or Inconel is used as a heating device for heating the wafer in contact with these corrosive gases, these gases are used. The exposure to the above-mentioned causes the generation of undesirable particles such as chlorides, oxides and fluorides having a particle size of several μm.

【0003】そこで図1に示されるように、デポジショ
ン用ガス等に曝露される容器26の外側に赤外線ランプ47
を設置し、容器外壁に赤外線透過窓46を設け、グラファ
イト等の耐食性良好な材質からなる被加熱体48に赤外線
を放射し、被加熱体48の上面に置かれたウエハーを加熱
する、間接加熱方式のウエハー加熱装置が開発されてい
る。ところがこの方式のものは、直接加熱式のものに比
較して熱損失が大きいこと、温度上昇に時間がかかるこ
と、赤外線透過窓46へのCVD 膜の付着により赤外線の透
過が次第に妨げられ、赤外線透過窓46で熱吸収が生じて
窓が加熱すること等の問題があった。
Therefore, as shown in FIG. 1, an infrared lamp 47 is provided outside the container 26 exposed to the deposition gas or the like.
Infrared transmission window 46 is installed on the outer wall of the container, infrared rays are radiated to the heated object 48 made of a material having good corrosion resistance such as graphite, and the wafer placed on the upper surface of the heated object 48 is heated. Type wafer heating device has been developed. However, compared with the direct heating type, this type has a larger heat loss, it takes longer to raise the temperature, and the transmission of infrared rays is gradually hindered due to the deposition of the CVD film on the infrared transmitting window 46, which causes There is a problem that the transparent window 46 absorbs heat to heat the window.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】セラミックス基体内に
埋設するコイルは、セラミックス基体の熱膨張係数及び
焼結温度に対する熱膨張係数及び融点の観点から耐熱高
融点金属に限定される。熱膨張係数は、セラミックス基
体としてSi3N4 を例にとると 2.8×10-6-1であり、コ
イルとして使用できるW、Mo及びPtの熱膨張係数は夫々
4.58×10-6-1、5.10×10-6-1及び10.1×10-6-1
あり、Si3N4 の焼結温度は1850℃、W、Mo及びPtの融点
は夫々3380℃、2610℃及び1769℃である。セラミックス
基体の製造にあたっては、Si3N4 を例にとると、Si3N4
成形体中にコイルを埋設し、1850℃で焼結するため、焼
結温度でコイルが溶融したり劣化したりしては不可であ
る。また、Ptは熱膨張が Si3N4から大きくずれており、
かつ融点が1760℃と低く、W、Mo、W/Mo合金が好まし
い。然し、メタル膜以外の絶縁膜をプラズマCVD、熱
CVD、バイアスECRプラズマCVD、スパッタで生
成する場合、その雰囲気ガスとしてO2、N2を用い、最高
1200℃程度までヒーターを昇温する。その場合現在のセ
ラミックスヒーターの製造方法では、ホットプレス焼結
後、表面を研削加工し、タングステン等の電極端子表面
を削り出す。また、W、Moコイルは Si3N4から熱膨張が
ずれているため、焼結後コイルと Si3N4基体との間に隙
間ができる。従って、W、Mo等高融点金属では、O2等よ
り酸化され、ヒーター表面の電極棒接続箇所及びコイル
と Si3N4基体との隙間にO2が拡散して酸化タングステ
ン、酸化モリブデンが生成し、ヒーターが劣化する。こ
のため、ヒーターとして機能しなくなる欠点があった。
The coil embedded in the ceramic substrate is limited to a heat resistant refractory metal from the viewpoint of the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate, the thermal expansion coefficient with respect to the sintering temperature, and the melting point. The coefficient of thermal expansion is 2.8 × 10 -6 ° C -1 when Si 3 N 4 is used as the ceramic substrate, and the coefficients of thermal expansion of W, Mo and Pt that can be used as coils are respectively.
4.58 × 10 -6-1 , 5.10 × 10 -6-1 and 10.1 × 10 -6-1 , the sintering temperature of Si 3 N 4 is 1850 ℃, the melting points of W, Mo and Pt are respectively 3380 ° C, 2610 ° C and 1769 ° C. When manufacturing a ceramic substrate, taking Si 3 N 4 as an example, Si 3 N 4
Since the coil is embedded in the compact and sintered at 1850 ° C, it is not possible for the coil to melt or deteriorate at the sintering temperature. Also, the thermal expansion of Pt deviates greatly from Si 3 N 4 ,
Moreover, the melting point is as low as 1760 ° C., and W, Mo, and W / Mo alloys are preferable. However, when an insulating film other than a metal film is formed by plasma CVD, thermal CVD, bias ECR plasma CVD, or sputtering, O 2 and N 2 are used as the atmosphere gas, and
Raise the temperature of the heater to about 1200 ° C. In that case, in the current method for manufacturing a ceramic heater, after hot press sintering, the surface is ground and the electrode terminal surface of tungsten or the like is carved out. Further, W, Mo coils for thermal expansion deviates from the Si 3 N 4, a gap between the coil and the Si 3 N 4 substrate after sintering. Therefore, refractory metals such as W and Mo are oxidized by O 2 and the like, and O 2 diffuses into the electrode rod connection points on the heater surface and in the gap between the coil and the Si 3 N 4 substrate to form tungsten oxide and molybdenum oxide. However, the heater deteriorates. Therefore, there is a drawback that it does not function as a heater.

【0005】本発明の課題は、半導体製造装置等のよう
な高温、酸化性腐食性ガスを使用する装置において、装
置内の汚染や熱効率の低下を防止でき、しかも抵抗発熱
体の端子と電極部材との結合部分が耐久性、信頼性に優
れたセラミックスヒーターを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent contamination in the apparatus and reduction of thermal efficiency in an apparatus using high temperature and oxidative corrosive gas such as a semiconductor manufacturing apparatus, and moreover, a terminal of a resistance heating element and an electrode member. It is an object of the present invention to provide a ceramics heater having excellent durability and reliability at the joint portion with.

【0006】本発明は、セラミックス基体と、前記セラ
ミックス基体の内部に埋設された抵抗発熱体と、前記抵
抗発熱体の端部に設けられて前記セラミックス基体の表
面へと露出する端子と、前記端子及び前記セラミックス
基体の表面上に設けられてチタン成分を含むろうにより
前記端子及び前記セラミックス基体に接合された耐熱金
属板と、前記耐熱金属板上に機械的に結合された電極部
材とを有することを特徴とするセラミックスヒーターで
ある。普通、酸化され難いコバール等の耐熱金属板を用
い、端子表面にろう付けし、耐熱金属板の表面に雌ネジ
を切り、雄ネジのステンレス等の電極棒を機械的に固定
する。
The present invention provides a ceramic base, a resistance heating element embedded in the ceramic base, a terminal provided at an end of the resistance heating element and exposed to the surface of the ceramic base, and the terminal. And a heat-resistant metal plate which is provided on the surface of the ceramic substrate and is joined to the terminals and the ceramic substrate by a braze containing a titanium component, and an electrode member mechanically coupled to the heat-resistant metal plate. Is a ceramics heater. Usually, a heat-resistant metal plate such as Kovar which is not easily oxidized is brazed to the surface of the terminal, a female screw is cut on the surface of the heat-resistant metal plate, and an electrode rod made of stainless steel having a male screw is mechanically fixed.

【0007】耐熱金属板としては、コバール、43Ni−F
e、Pt、Cu、26Cr-Fe 、デュメット、Al、Niがある。こ
れ等のものの大気中作動温度は夫々 600℃、 600℃、14
00℃、150 ℃、1000℃、 150℃、 400℃及び 600℃であ
る。チタン成分を含むろうの融点は、例えば半導体製造
装置へセラミックスヒーターを適用する場合には、 880
℃以上とすることが好ましい。この点で、チタン蒸着金
ろう、チタン蒸着銀ろうが好ましい。このようなチタン
成分を含むろうとしては、本出願人の出願に係る特公平
2-23500号がある。
As the heat-resistant metal plate, Kovar, 43Ni-F
e, Pt, Cu, 26Cr-Fe, Dumet, Al, Ni. The atmospheric operating temperatures of these are 600 ℃, 600 ℃ and 14 ℃, respectively.
They are 00 ℃, 150 ℃, 1000 ℃, 150 ℃, 400 ℃ and 600 ℃. The melting point of the wax containing the titanium component is, for example, 880 when a ceramic heater is applied to semiconductor manufacturing equipment.
It is preferable that the temperature is not lower than ° C. In this respect, titanium-deposited gold solder and titanium-deposited silver solder are preferable. As an attempt to contain such a titanium component, there is Japanese Patent Publication No. 2-23500 filed by the present applicant.

【0008】[0008]

【作用】従来のステンレスヒーターの場合には、半導体
ウエハー加熱面と抵抗発熱体の端子とは大きく離れてお
り、端子と外部の電極ケーブルとは、半導体製造装置の
容器外で結合されていた。これに対し、本発明のセラミ
ックスヒーターでは、端子周辺が高温、腐食性雰囲気に
曝されるが、上記のチタン成分を含むろうの融点が、ヒ
ーターの表面温度よりも高く、また機械的結合が腐食性
雰囲気に対して安定であり、更に熱変化に曝された後も
充分な結合強度と導電性を保持している為、耐久性、信
頼性に優れたセラミックスヒーターが得られる。また、
一般の金ろう、銀ろうではコバール等の金属とヒーター
の端子W、Mo等とは良好な接合性を示すものの、ヒータ
ー基体である窒化珪素との接合力が無い。このため端子
の接合強度が不足するばかりでなく、ヒーター基体の界
面にガス通過可能な隙間が生じ、十分な耐雰囲気ガスタ
イト性が得られなかった。これに対し、本発明のセラミ
ックスヒーターでは、ろう材にTiを混入させたことによ
ってTiが Si3N4等に拡散し、特公平2-23500号に記した
ように 14.7kgf/mm2 の接合強度の強固でガス密封性の
接合界面が得られる。
In the case of the conventional stainless steel heater, the heating surface of the semiconductor wafer and the terminal of the resistance heating element are largely separated from each other, and the terminal and the external electrode cable are connected outside the container of the semiconductor manufacturing apparatus. On the other hand, in the ceramics heater of the present invention, the periphery of the terminal is exposed to a high temperature and a corrosive atmosphere, but the melting point of the above-mentioned braze containing titanium component is higher than the surface temperature of the heater, and the mechanical bond is corroded. The ceramic heater is stable in a conductive atmosphere and has sufficient bond strength and conductivity even after being exposed to a heat change, so that a ceramic heater having excellent durability and reliability can be obtained. Also,
In general gold solder and silver solder, metal such as Kovar and the terminals W and Mo of the heater show good bonding properties, but there is no bonding force with the silicon nitride serving as the heater substrate. For this reason, not only the bonding strength of the terminals was insufficient, but also a gap through which gas could pass was formed at the interface of the heater substrate, and sufficient atmospheric gas tight resistance could not be obtained. On the other hand, in the ceramic heater of the present invention, when Ti is mixed in the brazing filler metal, Ti diffuses into Si 3 N 4 etc., and the bonding of 14.7 kgf / mm 2 as described in Japanese Patent Publication No. 2-23500. A strong and strong gas-tight bonding interface can be obtained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を実施例につきさらに詳細に説
明する。図2はセラミックスヒーターを熱CVD 装置へと
取付けた状態を示す断面図、図3は耐熱金属板5と電極
部材4との結合部分を示す拡大断面図である。図2にお
いて、26は半導体製造用CVD に使用される容器、60はそ
の内部のケース6に取付けられたウェハー加熱用の円盤
状のセラミックスヒーターであり、ウェハー加熱面30の
大きさは4〜8インチとしてウェハーを設置可能なサイ
ズとしておく。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples. FIG. 2 is a sectional view showing a state in which the ceramics heater is attached to the thermal CVD apparatus, and FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a joint portion between the heat-resistant metal plate 5 and the electrode member 4. In FIG. 2, reference numeral 26 is a container used for CVD for semiconductor manufacturing, 60 is a disk-shaped ceramics heater for heating the wafer, which is attached to the case 6 inside the container, and the size of the wafer heating surface 30 is 4-8. The size of the wafer is set so that it can be installed in inches.

【0010】容器26の内部にはガス供給孔19から熱CVD
用のガスが供給され、吸引孔20から真空ポンプにより内
部の空気が排出される。円盤状セラミックスヒーター60
は、窒化珪素のような緻密でガスタイトな円盤状セラミ
ックス基体1の内部にタングステン系等の抵抗発熱体2
をスパイラル状に埋設したもので、その中央及び端部の
電極部材4を介して外部から電力が供給され、円盤状セ
ラミックスヒーター60を例えば1100℃程度に加熱するこ
とができる。16はケース6の上面を覆う水冷ジャケット
18付きのフランジであり、Oリング10により容器26の側
壁との間がシールされ、容器26の天井面が構成されてい
る。7はこのような容器26のフランジ16の壁面を貫通し
て容器26の内部へと挿入された中空シースであり、セラ
ミックスヒーター60に接合されている。中空シース7の
内部に、ステンレスシース付きの熱電対8が挿入されて
いる。中空シース7と容器26のフランジ16との間にはO
リングを設け、外気の侵入を防止している。
Inside the container 26, thermal CVD is performed from the gas supply hole 19.
Gas is supplied, and the air inside is exhausted from the suction hole 20 by a vacuum pump. Disc-shaped ceramic heater 60
Is a tungsten-based resistance heating element 2 inside a dense, gas-tight disk-shaped ceramic substrate 1 such as silicon nitride.
Is embedded in a spiral shape, and electric power is supplied from the outside through the electrode members 4 at the center and end portions thereof, so that the disk-shaped ceramic heater 60 can be heated to, for example, about 1100 ° C. 16 is a water cooling jacket that covers the upper surface of the case 6
It is a flange with 18, and the O-ring 10 seals between the side wall of the container 26 and the ceiling surface of the container 26. Reference numeral 7 denotes a hollow sheath which is inserted into the inside of the container 26 by penetrating the wall surface of the flange 16 of the container 26, and is joined to the ceramic heater 60. A thermocouple 8 with a stainless sheath is inserted inside the hollow sheath 7. There is an O between the hollow sheath 7 and the flange 16 of the container 26.
A ring is provided to prevent outside air from entering.

【0011】抵抗発熱体2の端子3はヒーター背面36へ
と露出し、端子3と電極部材4との間には耐熱金属板5
が介在している。耐熱金属板5は予め別途に製造したも
ので、図3に示すように座金状に形成したものであり、
これを電極部材4に機械的に連結するには、例えばネジ
切り等によりネジ溝5aを設けて、電極部材4の下部に設
けた突出部のネジ山4aと螺合させる。耐熱金属板5を、
チタン蒸着ろうによって、セラミックス基板1及び端子
3に気密に接合する。
The terminal 3 of the resistance heating element 2 is exposed to the rear surface 36 of the heater, and the heat-resistant metal plate 5 is provided between the terminal 3 and the electrode member 4.
Is intervening. The heat-resistant metal plate 5 is separately manufactured in advance and is formed in a washer shape as shown in FIG.
In order to mechanically connect this to the electrode member 4, a thread groove 5a is provided by, for example, thread cutting or the like, and the thread groove 4a of the protruding portion provided on the lower portion of the electrode member 4 is screwed. Heat-resistant metal plate 5,
The titanium substrate is hermetically bonded to the ceramic substrate 1 and the terminal 3 by titanium vapor deposition solder.

【0012】なお、端子3の上面は必ずしもセラミック
ス基体1の上面と同一平面にある必要はなく、図4に示
すように僅かに上面をセラミックス基体の上面より低く
する。このようにすると、耐熱金属板5の位置合わせが
容易となり、チタン成分を含むろうの密封及び結合作用
と相俟って端子3に対する外気侵入が一そう確実に防止
される。また、耐熱金属板5に一だんと深い穴を設け
て、電極部材4を強固に固定することができる。
The upper surface of the terminal 3 does not necessarily have to be flush with the upper surface of the ceramic substrate 1, and the upper surface is slightly lower than the upper surface of the ceramic substrate as shown in FIG. With this arrangement, the heat-resistant metal plate 5 can be easily aligned, and in combination with the sealing and bonding action of the braze containing the titanium component, the invasion of outside air into the terminal 3 can be prevented more reliably. Further, the heat-resistant metal plate 5 can be provided with deeper holes to firmly fix the electrode member 4.

【0013】本実施例のセラミックスヒーターによれ
ば、従来の金属ヒーターの場合のような汚染や、間接加
熱方式の場合のような熱効率の悪化の問題を解決でき
る。そして、ケース6は例えばグラファイト等からな
り、ヒーター背面36側へと腐食性ガスが不可避的に混入
する。また、セラミックス基体1は円盤状であるので、
抵抗発熱体2の端子3と電極部材4との結合部分は、高
温への加熱と冷却とに繰り返し曝される。しかし、この
点、本発明では端子3と電極部材4との間に耐熱金属板
5をチタン蒸着ろうにより接合してあるので、耐熱金属
板5とセラミックス基体1とがチタン蒸着ろう中のTiの
拡散接合により強固に接合され、耐熱金属板5と端子3
も同様にTiの拡散接合により強固に接合されている為、
腐食性ガスや熱による端子3と電極部材4との接合部分
の密閉性を高めると共に劣化を防止でき、ヒーターの耐
久性、信頼性を向上させることができる。円盤状セラミ
ックス基体1の材質としては、窒化珪素、サイアロン、
窒化アルミニウム等が好ましく、窒化珪素やサイアロン
が耐熱衝撃性の点で更に好ましい。
According to the ceramics heater of this embodiment, it is possible to solve the problems such as the contamination as in the case of the conventional metal heater and the deterioration of the thermal efficiency as in the case of the indirect heating method. The case 6 is made of graphite or the like, and corrosive gas is inevitably mixed into the heater back surface 36 side. Moreover, since the ceramic substrate 1 has a disc shape,
The connecting portion between the terminal 3 of the resistance heating element 2 and the electrode member 4 is repeatedly exposed to heating to high temperature and cooling. However, in this respect, in the present invention, since the heat-resistant metal plate 5 is joined between the terminal 3 and the electrode member 4 by titanium vapor deposition brazing, the heat-resistant metal plate 5 and the ceramic substrate 1 are made of Ti in the titanium vapor deposition brazing. The heat-resistant metal plate 5 and the terminal 3 are firmly bonded by diffusion bonding.
Similarly, since it is firmly joined by diffusion bonding of Ti,
It is possible to improve the hermeticity of the joint portion between the terminal 3 and the electrode member 4 due to corrosive gas or heat, prevent deterioration, and improve the durability and reliability of the heater. The material of the disk-shaped ceramic substrate 1 is silicon nitride, sialon,
Aluminum nitride and the like are preferable, and silicon nitride and sialon are more preferable in terms of thermal shock resistance.

【0014】抵抗発熱体2としては、高融点であり、し
かも窒化珪素等との密着性に優れたタングステン、モリ
ブデン、白金等を使用することが適当である。ウエハー
加熱面30は平滑面とすることが好ましく、特にウエハー
加熱面30にウエハーが直接セットされる場合には、平面
度を 500μm 以下としてウエハーの裏面へのデポジショ
ン用ガスの侵入を防止する必要がある。円盤状セラミッ
クスヒーターを製造する際には、予め端子3を設けた抵
抗発熱体2をセラミックス成形体中に埋設し、セラミッ
クス成形体を焼結し、こうして得た円盤状セラミックス
基体1の背面側を研削して端子3の端面を背面36へと露
出させ、次いで耐熱金属板5をチタン蒸着ろうによりセ
ラミックス基体1の背面36に接合し、次いで耐熱金属板
5と電極部材4とを機械的に結合させる。
As the resistance heating element 2, it is suitable to use tungsten, molybdenum, platinum or the like which has a high melting point and is excellent in adhesion to silicon nitride or the like. It is preferable that the wafer heating surface 30 is a smooth surface. Especially when the wafer is directly set on the wafer heating surface 30, the flatness should be 500 μm or less to prevent the deposition gas from entering the back surface of the wafer. There is. When manufacturing the disc-shaped ceramic heater, the resistance heating element 2 provided with the terminals 3 in advance is embedded in the ceramic molded body, the ceramic molded body is sintered, and the back side of the disc-shaped ceramic substrate 1 thus obtained is The end face of the terminal 3 is exposed to the back face 36 by grinding, and then the heat resistant metal plate 5 is joined to the back face 36 of the ceramic substrate 1 by titanium vapor deposition wax, and then the heat resistant metal plate 5 and the electrode member 4 are mechanically joined. Let

【0015】図3及び図4を参照し、ねじ切り法による
機械的結合の例を示す。例えばタングステンからなる端
子3を例えば径5mm、長さ10mmとし、この端子3を例え
ばニッケルからなる電極部材4へと結合するに当たり、
コバール板5に M3×6mmの雌ネジ5aを切り、タングス
テン電極部材4には M3×5mmの雄ネジ4aを切り、ネジ
止め結合を行った。タングステン端子は極めて硬く脆く
通常のダイスによる加工が不可能である為、タングステ
ン端子に雌ネジを切るよりもコバール板5に雌ネジを切
る作業は極めて容易であった。従って、従来タングステ
ン端子3に行なっていた放電加工は省略することができ
た。このようにして機械的結合を行なったものは、タン
グステン端子3の上面とタングステン電極部材4の下面
とが接触し、他に、接触していない場合にも導電性のあ
るチタン蒸着ろうを間に介在させて接合してある為、充
分な導電性と密閉性が達成される。また、充分な接触面
積が得られる為、接合部で電流集中することはない。ま
た他の機械的接合方法として、コバール板5に径3mm×
7mmの穴を開け、ニッケル電極部材4に径3mm×6mmの
凸部を設け、締代20μm で圧入圧1000kgf/cm 2 で圧入を
行った。締代0〜50μm の範囲において、室温と800 ℃
との間の冷熱サイクルを1000回行なっても強固な接合状
態であった。
Referring to FIGS. 3 and 4, the thread cutting method is used.
An example of mechanical coupling is shown. For example, an edge made of tungsten
For example, the child 3 has a diameter of 5 mm and a length of 10 mm, and this terminal 3 is compared.
For example, when connecting to the electrode member 4 made of nickel,
On the Kovar plate 5, cut an M3 x 6 mm female screw 5a, and
On the ten electrode member 4, cut an M3 x 5 mm male screw 4a and
A locking connection was made. Tungsten terminals are extremely hard and brittle
Since it cannot be processed with a normal die, the
Female screw on Kovar plate 5 rather than female screw on terminal
The work was extremely easy. Therefore, conventional
The electrical discharge machining performed on the terminal 3 can be omitted.
It was Those mechanically connected in this way are
The upper surface of the gusten terminal 3 and the lower surface of the tungsten electrode member 4
Is in contact with the
Since the titanium vapor deposition brazing alloy is used for joining,
Good electrical conductivity and hermeticity are achieved. Also, sufficient contact surface
Since the product is obtained, no current concentration occurs at the junction. Well
As another mechanical joining method, the Kovar plate 5 has a diameter of 3 mm ×
Drill a 7 mm hole and make a nickel electrode member 4 with a diameter of 3 mm x 6 mm.
Protrusions are provided, and the press-fit pressure is 1000 kgf / cm with a tightening margin of 20 μm. 2Press fit with
went. Room temperature and 800 ℃ in the range of 0 to 50 μm
A strong bond even after 1000 thermal cycles between
It was a state.

【0016】上記各例において、セラミックスヒーター
の形状は、円形ウエハーを均等に加熱するためには円盤
状とするのが好ましいが、他の形状、例えば四角盤状、
六角盤状等としてもよい。本発明は、プラズマエッチン
グ装置、光エッチング装置等におけるセラミックスヒー
ターに対しても適用可能である。
In each of the above examples, the shape of the ceramics heater is preferably a disk shape in order to uniformly heat a circular wafer, but other shapes such as a square disk shape,
It may be hexagonal or the like. The present invention can also be applied to a ceramic heater in a plasma etching apparatus, a photo etching apparatus, or the like.

【0017】[0017]

【発明の効果】チタン成分を含むろうのチタン拡散接合
作用により、耐熱金属板とセラミックス基体との間及び
耐熱金属板と端子との間を、強固に且つ気密に接合する
ことができる。また、高温の酸化性腐食性ガス中で、ろ
う材の融点まで高い接合強度を発揮することができる。
従って、高温の酸化性腐食性のガス中で電極部材と端子
を長時間確実に使用することができる。チタンを含むろ
う材の導電作用により、電極部材と端子とを確実に電気
的に導通することができる。従って両者の接合部の長さ
及び端面を正確に適合させる必要がない。耐熱金属板の
穴開け加工は、端子の放電加工による穴開け加工より
も、極めて容易である。
EFFECTS OF THE INVENTION By the titanium diffusion bonding action of the wax containing the titanium component, the heat resistant metal plate and the ceramic substrate and the heat resistant metal plate and the terminal can be firmly and airtightly bonded. Further, it is possible to exert high bonding strength up to the melting point of the brazing filler metal in the high temperature oxidizing corrosive gas.
Therefore, the electrode member and the terminal can be reliably used for a long time in the high temperature oxidative and corrosive gas. The conductive action of the brazing material containing titanium can ensure electrical conduction between the electrode member and the terminal. Therefore, it is not necessary to exactly match the length and the end face of the joint between the two. Drilling of a heat-resistant metal plate is much easier than drilling by electrical discharge machining of terminals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の間接加熱方式のウエハー加熱装置の線図
的横断面図である。
FIG. 1 is a schematic transverse sectional view of a conventional indirect heating type wafer heating apparatus.

【図2】本出願人の発明に係る未公開のウエハー加熱装
置の線図的横断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an unpublished wafer heating device according to Applicants' invention.

【図3】耐熱金属板と電極端子棒との結合構造の一例を
示す線図的横断面図である。
FIG. 3 is a schematic horizontal cross-sectional view showing an example of a combined structure of a heat resistant metal plate and an electrode terminal rod.

【図4】耐熱金属板と電極端子棒との、結合構造の他の
一例を示す線図的横断面図である。
FIG. 4 is a schematic horizontal cross-sectional view showing another example of a coupling structure of a heat resistant metal plate and an electrode terminal rod.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックス基体 2 抵抗発熱体 3 端子 4 電極部材 4a 電極部材4のネジ山 5 耐熱金属板 5a 耐熱金属板5のネジ溝 5b 耐熱金属板5の突出部 8 熱電対 16 フランジ 26 半導体製造用CVD 用の容器 30 ウエハー加熱面 36 セラミックスヒーター60の背面 60 セラミックスヒーター 1 Ceramics substrate 2 Resistance heating element 3 Terminal 4 Electrode member 4a Screw thread of electrode member 4 5 Heat-resistant metal plate 5a Screw groove of heat-resistant metal plate 5b Projection of heat-resistant metal plate 5 Thermocouple 16 Flange 26 For semiconductor manufacturing CVD Container 30 Wafer heating surface 36 Ceramic heater 60 back 60 Ceramic heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C23C 16/46 H01L 21/205 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location // C23C 16/46 H01L 21/205

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス基体と、前記セラミックス
基体の内部に埋設された抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体
の端部に設けられて前記セラミックス基体の表面へと露
出する端子と、前記端子及び前記セラミックス基体の表
面上に設けられてチタン成分を含むろうにより前記端子
及び前記セラミックス基体に接合された耐熱金属板と、
前記耐熱金属板上に機械的に結合された電極部材とを有
することを特徴とするセラミックスヒーター。
1. A ceramic base, a resistance heating element embedded in the ceramic base, a terminal provided at an end of the resistance heating element and exposed to the surface of the ceramic base, the terminal and the terminal. A heat-resistant metal plate provided on the surface of the ceramic substrate and joined to the terminals and the ceramic substrate by a braze containing a titanium component,
A ceramic heater comprising: an electrode member mechanically coupled to the heat-resistant metal plate.
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