KR102592798B1 - 히터 - Google Patents
히터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102592798B1 KR102592798B1 KR1020217025529A KR20217025529A KR102592798B1 KR 102592798 B1 KR102592798 B1 KR 102592798B1 KR 1020217025529 A KR1020217025529 A KR 1020217025529A KR 20217025529 A KR20217025529 A KR 20217025529A KR 102592798 B1 KR102592798 B1 KR 102592798B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- blank
- blank area
- heating element
- heater
- area
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 247
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 149
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 108
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 23
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 21
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000011077 uniformity evaluation Methods 0.000 description 1
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
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
-
- 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
- H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
- H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base 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
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
-
- 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
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
-
- 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
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
-
- 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
- H05B2203/016—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
- H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
- H05B2213/07—Heating plates with temperature control means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
제1 면과 제2 면을 갖는 기재와, 기재의 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하고, 기재는 적어도 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며, 제3 면은, 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 복수의 블랭크 영역을 포함하고, 블랭크 영역은, 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과, 구멍부가 겹치는 영역을 포함하지 않는 제2 블랭크 영역을 포함하며, 제1 블랭크 영역의 반경은, 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 무게중심과 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고, 제2 블랭크 영역의 반경은, 제1 블랭크 영역의 반경과 동일하며, 제1 블랭크 영역과 제2 블랭크 영역이 특정 원주 상에 등간격으로 배치되고, 원주 상에서의 각 블랭크 영역의 간격의 길이는, 원주 상에 있어서의 하나의 블랭크 영역의 길이 이상이며, 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 갖는 것인, 히터.
Description
본 개시는 히터에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 2월 22일자 국제 출원의 PCT/JP2019/006873에 기초한 우선권을 주장하며, 상기 국제 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.
특허문헌 1의 가열 장치는, 플레이트(기재)와 히터 엘리멘트(발열체)를 구비한다. 플레이트에는 피가열체를 쳐올리는 리프트 핀을 삽입 관통시키는 3개의 관통 구멍(구멍부)이 형성되어 있다. 3개의 관통 구멍은 플레이트의 중심을 동심으로 하는 원주 상에 형성되어 있다. 히터 엘리멘트는 각 관통 구멍과 교차하지 않도록 각 관통 구멍을 피해 마련되어 있다.
본 개시에 따른 히터는,
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원(包絡圓)의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이며,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 갖는다.
[도 1] 도 1은 실시형태 1에 따른 히터의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 2] 도 2는 실시형태 1에 따른 히터에 구비되는 블랭크 영역을 설명하는 평면도이다.
[도 3] 도 3은 도 1의 히터를 (III)-(III) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 4] 도 4는 실시형태 2에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 5] 도 5는 실시형태 3에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 6] 도 6은 실시형태 4에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 7] 도 7은 실시형태 5에 따른 히터의 일부의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 8] 도 8은 도 7의 히터를 (VIII)-(VIII) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 9] 도 9는 실시형태 5에 따른 히터의 일부의 다른 예의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 10] 도 10은 도 9의 히터를 (X)-(X) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 11] 도 11은 실시형태 6에 따른 히터의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 12] 도 12는 시료 No. 101의 히터의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 2] 도 2는 실시형태 1에 따른 히터에 구비되는 블랭크 영역을 설명하는 평면도이다.
[도 3] 도 3은 도 1의 히터를 (III)-(III) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 4] 도 4는 실시형태 2에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 5] 도 5는 실시형태 3에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 6] 도 6은 실시형태 4에 따른 히터의 개략을 도시하는 단면도이다.
[도 7] 도 7은 실시형태 5에 따른 히터의 일부의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 8] 도 8은 도 7의 히터를 (VIII)-(VIII) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 9] 도 9는 실시형태 5에 따른 히터의 일부의 다른 예의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 10] 도 10은 도 9의 히터를 (X)-(X) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다.
[도 11] 도 11은 실시형태 6에 따른 히터의 개략을 도시하는 평면도이다.
[도 12] 도 12는 시료 No. 101의 히터의 개략을 도시하는 평면도이다.
[본 개시가 해결하고자 하는 과제]
가열 대상이 배치되는 면을 갖는 기재와, 기재를 통해 가열 대상을 가열하는 발열체를 구비하는 형태의 히터에 있어서는, 가열 대상을 균일하게 가열할 것이 요구된다. 이를 위해서는, 기재의 전면에 걸쳐 온도차가 작아지도록 가열하는 것이 요구된다. 이러한 목적에서, 발열체의 배선 패턴을 강구함으로써, 기재 전체의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 검토되고 있다. 여기서는, 기재의 직경 방향의 온도차뿐만 아니라, 기재의 원주 방향의 온도차를 작게 할 것이 요구되고 있다. 온도차를 생기게 하는 하나의 요인은, 리프트 핀의 관통 구멍과 같이, 기재에 국소적으로 형성되어 발열체를 배치할 수 없는 부분이다. 특히 가열 대상이 반도체 웨이퍼인 경우, 즉 반도체 제조 장치에 있어서의 반도체 웨이퍼 가열용 히터에 있어서는, 한층 더 균일한 온도가 요구된다.
그래서, 본 개시는, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉬운 히터를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
[본 개시의 효과]
본 개시에 따른 히터는 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다.
《본 개시의 실시형태의 설명》
처음에 본 개시의 실시양태를 열기하여 설명한다.
(1) 본 개시의 일 양태에 따른 히터는,
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이며,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 갖는다.
상기한 구성은, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 발열체가 존재하지 않는 복수의 블랭크 영역이, 동일 원주 상에 등간격으로 배치되기 때문이다. 히터에는, 필요에 따라서 관통 구멍 등이 형성되고, 그 관통 구멍을 포함하도록 발열체가 존재하지 않는 제1 블랭크 영역이 마련된다. 상기 구성의 기재는, 제1 블랭크 영역에 더하여, 제1 블랭크 영역과 동등한 크기의 제2 블랭크 영역을 히터의 원주 방향으로 갖는다. 그 때문에, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역끼리의 간격이 작다. 따라서, 상기한 구성은, 이 인접하는 블랭크 영역들 사이에 발열체의 중간부가 형성되더라도, 인접하는 블랭크 영역들 사이와 영역 부근의 온도차가 커지기 어려워, 기재의 원주 방향의 온도차를 작게 할 수 있다. 또한, 상기한 구성은, 원주 방향의 인접하는 블랭크 영역들 사이에 발열체의 중간부가 마련되기 때문에, 인접하는 블랭크 영역들 사이의 전역에 걸쳐 발열체가 마련되지 않은 경우와 비교하여, 직경 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다.
(2) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 제2 블랭크 영역의 수는, 상기 제1 블랭크 영역을 사이에 두지 않고서 원주 방향으로 인접하는 상기 제2 블랭크 영역의 중심끼리의 상기 원주 상을 따르는 거리가 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 제2 블랭크 영역의 길이의 2배 이상이 되는 수인 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 인접하는 블랭크 영역의 사이에 발열체의 중간부를 두기 쉽다. 그 때문에, 기재의 직경 방향의 온도가 균일하게 되는 발열체의 배선 패턴을 설계하기가 용이하게 된다.
(3) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 중간부는, 상기 블랭크 영역의 가장자리부에 접하는 제1 중간부를 가지고,
상기 제1 중간부는, 상기 블랭크 영역의 윤곽을 따르는 원호형으로 마련되는 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 블랭크 영역의 가장자리부에 접하는 제1 중간부가 블랭크 영역의 윤곽을 따르는 원호형으로 마련됨으로써, 블랭크 영역 부근의 온도가 내려가기 어렵다.
(4) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 중간부는, 상기 원주와 동심의 원호형의 제2 중간부를 갖는 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 제2 중간부가 원주와 동심의 원호형임으로써, 제2 중간부가 기재의 직경 방향을 따르는 경우와 비교하여, 블랭크 영역들 사이와 블랭크 영역 부근과의 온도차가 커지기 어려워, 기재의 원주 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다.
(5) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 제1 블랭크 영역 및 상기 제2 블랭크 영역의 적어도 한쪽에 있어서의 상기 발열체와의 접촉 개소가, 3 개소 이상인 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 상기 접촉 개소가 3 개소 이상임으로써, 블랭크 영역 부근의 온도가 내려가기 어렵다.
(6) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경은, 상기 제1 블랭크 영역에 있어서의 상기 구멍부와 상기 발열체 사이의 전기 절연을 확보하는 거리인 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 구멍부에 마련되는 부재와 발열체의 전기 절연을 확보할 수 있다.
(7) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 제1 면은, 원주 방향으로 구분되는 복수의 존을 가지고,
상기 발열체는, 상기 복수의 존 각각의 온도를 독립적으로 제어할 수 있게 배치되며,
상기 블랭크 영역의 수는, 상기 존의 수와 상기 제1 블랭크 영역의 수의 최소공배수의 1배 이상인 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 각 존마다 온도를 조정할 수 있음으로써, 기재의 온도를 치밀하게 제어할 수 있다. 또한, 상기한 구성은, 블랭크 영역의 수가 상기 최소공배수의 1배 이상임으로써, 각 존에 배치되는 블랭크 영역의 수를 동수로 할 수 있다. 따라서, 상기 구성은, 복수의 존의 온도를 제어하기 쉽다.
(8) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 발열체는, 상기 기재에 매설되는 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 발열체가 기재로부터 노출되는 경우와 비교하여 발열체를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 또한, 상기한 구성은, 발열체에서 발생되는 실질적으로 모든 열을 기재에 전달되게 한다.
(9) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 발열체는, 상기 기재의 상기 제2 면에 고정되는 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 발열체가 기재에 매설되는 경우와 비교하여 발열체를 형성하기 쉽다. 게다가, 상기한 구성은, 발열체가 노출되기 때문에, 발열체에 전력을 공급하는 단자를 설치하기 쉽다.
(10) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 기재는,
상기 제1 면을 갖는 제1 기재와,
상기 제1 기재의 상기 제1 면과는 반대측에 배치되는 제2 기재를 가지고,
상기 발열체는, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 사이에 개재되는 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 기재가 단일의 부재로 구성되는 경우와 비교하여, 설계 자유도가 높다. 그 이유는, 제1 기재와 제2 기재를 다른 재질로 구성하거나 할 수 있기 때문이다.
(11) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 구멍부는, 상기 가열 대상을 지지하는 리프터 핀이 삽입 관통되는 관통 구멍인 것을 들 수 있다.
가열 대상이 반도체 웨이퍼인 경우에는 웨이퍼의 배치, 교환 등을 위해서 웨이퍼를 들어 올리기 위한 리프터 핀이 이용되는 경우가 많다. 리프터 핀은 기재의 관통 구멍을 통해 가열 대상인 웨이퍼를 아래에서 들어 올리도록 이용된다. 리프터 핀은 3본 이용하는 구성이 일반적이고, 3개의 관통 구멍이 히터의 원주 방향으로 배치된다.
(12) 상기 히터의 일 형태로서,
상기 가열 대상이 반도체 웨이퍼인 것을 들 수 있다.
상기한 구성은, 기재의 원주 방향의 온도도 균일하게 하기 쉽기 때문에, 높은 균일성이 요구되는 반도체 웨이퍼의 가열용으로 특히 적합하다.
《본 개시의 실시형태의 상세》
본 개시의 실시형태의 상세한 것을 이하에 설명한다. 도면 중의 동일 부호는 동일 명칭인 것을 나타낸다.
《실시형태 1》
〔히터〕
도 1 내지 도 3을 참조하여 실시형태 1의 히터(1)를 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 따른 히터(1)의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 1은, 기재(2)의 발열체(3)가 배치된 제3 면(203)을, 제1 면(201)(도 3)에 수직인 방향이며 제1 면(201)의 측에서 본 도면이다. 이하의 설명은, 기재(2)의 제1 면(201) 측을 「상」으로 하고, 그 반대쪽의 제2 면(202) 측을 「하」라고 표현하는 경우가 있다. 도 2는, 도 1에 있어서 파선으로 둘러싼 부채형 영역(A1)을 확대하여 도시하는 평면도이다. 도 3은, 도 1의 히터(1)를 (III)-(III) 절단선으로 절단한 상태를 도시하는 단면도이다. 도 3은, 히터(1)를 상하 방향을 따라 절단한 단면이다. 도 3의 기재(2)의 두께나 발열체(3)의 두께 등은 모식적으로 도시된 것이며, 반드시 실제의 두께에 대응하는 것은 아니다. 이 두께는, 상하 방향을 따르는 길이를 말한다.
본 형태의 히터(1)는, 기재(2)와 발열체(3)를 구비한다. 기재(2)는, 제1 면(201)과 제2 면(202)을 갖는다(도 3). 제1 면(201)은, 가열 대상(90)이 배치된다. 제2 면(202)은, 제1 면(201)과는 반대측에 마련된다. 발열체(3)는, 기재(2)의 제1 면(201)과 평행한 제3 면(203)에 배치된다. 여기서의 제3 면(203)은, 발열체(3)에 있어서의 제1 면(201) 측에 위치한다. 제3 면(203)은, 제1 면(201)에 대하여 간격을 두고서 위치된다. 제2 면(202)과 제3 면(203)은, 서로 다른 면인 경우와 동일한 면인 경우가 있다. 본 형태의 히터(1)에서는, 제2 면(202)과 제3 면(203)이 다르다. 후술하는 실시형태 2에서는, 제2 면(202)과 제3 면(203)이 동일, 즉 제2 면(202)이 제3 면(203)이기도 하다. 제2 면(202)과 제3 면(203)이 다른 경우, 제3 면(203)은, 가상면인 경우와 실체면인 경우가 있다. 본 형태에서는 제3 면(203)은 기재(2) 내의 가상면이다. 후술하는 실시형태 3에서는, 제3 면(203)은 실체면이다.
기재(2)는, 적어도 제2 면(202)으로 개구되는 구멍부(25)를 갖는다. 도 3의 예에서는, 구멍부(25)는, 제1 면(201)과 제2 면(202) 양쪽으로 개구되는 관통 구멍(251)을 나타내고 있다. 발열체(3)는, 기재(2)의 제3 면(203)에 배치된다. 발열체(3)는, 소정의 원의 원주 방향으로 연장되는 원호형의 복수의 발열부와, 원호형의 발열부들을 상기 원의 반경 방향으로 접속하는 복수의 발열부를 구비한다. 이들 원호형의 발열부와 이들을 접속하는 발열부의 조합에 의해, 연속된 발열 회로가 구성된다. 상기 소정의 원은, 제3 면(203)에 있어서의 발열체(3)의 포락원의 중심(a)을 중심으로 하는 원이다. 본 형태에서는, 기재(2)의 외접원(b)의 중심도 중심(a)이다(도 1). 중심(a)은, 도 1의 흑점으로 나타낸다. 외접원(b)은, 도 1의 2점쇄선의 큰 원으로 나타낸다. 도 1에 도시하는 2점쇄선의 외접원(b)은, 설명의 편의상, 도 1에 도시하는 기재(2)의 실제의 외접원보다도 크게 그리고 있다.
본 형태의 히터(1)에 있어서의 특징의 하나는, 제3 면(203)에 있어서, 소정의 복수의 블랭크 영역(4)을 갖추는 데에 있다. 복수의 블랭크 영역(4)은, 중심(a)을 중심으로 하는 원주 상에 발열체(3)가 존재하지 않는 영역이며, 이하의 조건을 만족하는 영역으로서 정의된다. 복수의 블랭크 영역(4)은, 상기 원주 상에 등간격으로 배치된다. 복수의 블랭크 영역(4)에는, 제1 블랭크 영역(41)과 제2 블랭크 영역(42)이 포함된다. 제1 블랭크 영역(41)은, 제3 면(203)에 대하여 수직인 방향으로 구멍부(25)가 겹치는 영역을 둘러싼다. 제2 블랭크 영역(42)은, 제1 블랭크 영역(41) 이외의 것이며, 상기 구멍부(25)가 겹치는 영역을 포함하지 않는다. 이하, 각 구성을 상세하게 설명한다.
[기재]
기재(2)에는, 가열 대상(90)이 배치된다. 가열 대상(90)으로서는, 예컨대 반도체 등의 웨이퍼를 들 수 있다. 기재(2)는, 본 형태에서는 단일의 부재로 구성된다. 기재(2)는, 실시형태 3에서 도 5를 참조하여 설명하는 것과 같이, 복수의 부재로 구성되어도 좋다. 기재(2)가 복수의 부재로 구성된다는 것은, 예컨대 기재(2)가 제1 기재(21)와 제2 기재(22)로 구성되는 것을 들 수 있다(도 5). 기재(2)의 형상은, 본 형태에서는 원반형이다. 즉, 중심(a)은, 기재(2)의 중심이기도 하다. 기재(2)의 제1 면(201)은, 평평하다. 가열 대상(90)이 웨이퍼인 경우, 제1 면(201)은, 웨이퍼의 배치면이다. 제1 면(201)은, 본 형태에서는 도 1의 점선으로 나타내는 것과 같이, 1개의 존(20a)으로 구성된다. 존(20a)은, 독립적으로 온도를 제어할 수 있는 발열 회로의 단위를 포함하는 제1 면(201) 상의 구획을 말한다. 즉, 존(20a)의 수는, 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 발열 회로의 수에 대응한다. 본 형태와 같이 존(20a)의 수가 1개인 경우, 발열체(3)는, 1개의 발열 회로로 구성되어 있음을 말한다. 도 1에 도시하는 점선의 존(20a)은, 설명의 편의상, 도 1에 도시하는 제1 면(201)보다도 크게 그리고 있다. 또한, 제1 면(201)은, 실시형태 6에서 도 11을 참조하여 설명하는 것과 같이, 복수의 존(20a)으로 구성되어도 좋다.
기재(2)의 재질은, 공지된 세라믹스나 금속을 들 수 있다. 세라믹스로서는, 예컨대 질화알루미늄, 탄화규소 등을 들 수 있다. 금속으로서는, 예컨대 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등을 들 수 있다. 그 밖에, 기재(2)는, 알루미늄 등의 금속과 상기 세라믹스의 복합 재료로 구성되어도 좋다. 기재(2)의 재질은, 본 형태에서는 세라믹스이다.
기재(2)에는, 복수의 구멍부(25)가 형성된다. 각 구멍부(25)는, 부재를 삽입 관통시키거나 기체를 유통시키거나 부재를 수납하거나 하는 공간을 형성한다. 각 구멍부(25)는, 기재(2)를 윗쪽 방향에서 투시했을 때, 기재(2)에 형성되는 계면의 윤곽선이다. 계면이란, 구멍 등과 같이 기재(2)와 공간의 계면인 경우나, 기재(2)와 구멍 내에 삽입되는 부재의 계면인 경우가 포함된다. 이 계면의 윤곽선은, 닫힌 도형을 구성한다. 각 구멍부(25)에는, 발열체(3)가 존재하지 않고, 각 구멍부(25)는, 발열체(3)로부터 격리된다.
복수의 구멍부(25)의 형성 개소는, 중심(a)을 중심으로 하는 원주 상에 대응하는 위치이다. 구멍부(25)가 상기 원주 상에 대응하는 위치에 있다는 것은, 제3 면(203)에 대하여 수직인 방향으로 구멍부(25)가 겹치는 영역이, 상기 원주 상에 위치하는 것을 말한다. 상기 구멍부(25)가 겹치는 영역은, 제3 면(203)에 대한 구멍부(25)의 교차 영역, 또는 제3 면(203)에 대한 구멍부(25)의 투영 영역을 들 수 있다. 교차 영역은, 제3 면(203)에 있어서, 구멍부(25)의 내주면(內周面) 또는 개구 가장자리로 둘러싸이는 영역을 말한다. 투영 영역은, 다음과 같이 규정된다. 구멍부(25) 중, 제3 면(203)에 수직인 방향의 내주면으로 구성되는 통 형상의 부분이며, 제3 면(203)에 가장 가까운 개소의 내주면을 제3 면(203)에 수직인 방향으로 연장한다. 그 때, 연장된 내주면이 제3 면(203)에 대하여 교차하도록 연장한다. 제3 면(203)에 있어서 연장한 내주면에 둘러싸이는 영역이, 투영 영역이다. 즉, 투영 영역은, 구멍부(25)의 제3 면(203)에 가장 가까운 개소의 내주원(內周圓)을 제3 면(203)에 수직인 방향으로 이동했을 때, 제3 면(203) 상에서 이동한 내주원에 둘러싸이는 영역에 상당한다. 기재(2)에 있어서의 상하 방향의 구멍부(25)의 위치는 상관없다. 복수의 구멍부(25)가 중심(a)을 중심으로 하는 원주 상에 대응하는 위치에 있다는 것은, 모든 구멍부(25)의 무게중심이 실질적으로 동일 원주 상에 대응하는 위치에 있다는 것을 말한다. 구멍부(25)의 무게중심이란, 평면 내에 있어서의 구멍부(25)가 겹치는 영역의 윤곽을 정했을 때에, 그 윤곽에 의해 형성되는 영역이 균질하다고 생각하는 경우의 무게중심이다. 상기 영역이 원형인 경우는, 상기 원의 중심과 일치한다. 구멍부(25)의 무게중심은, 제3 면(203)에 있어서 상기 교차 영역의 면적의 무게중심 또는 상기 투영 영역의 면적의 무게중심을 말한다. 예컨대 히터(1)를 제1 면(201)에 수직인 방향에서 보았을 때의 각 구멍부(25)의 형상이 원 형상인 경우, 모든 구멍부(25)의 중심이, 실질적으로 동일 원주 상에 대응하는 위치에 있다.
각 구멍부(25)는, 본 형태에서는 기재(2)의 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(251)이다. 즉, 관통 구멍(251)의 개구부는, 기재(2)의 제1 면(201)과 제2 면(202)에 형성된다. 구멍부(25)는, 예컨대 실시형태 4에서 도 6을 참조하여 설명하는 것과 같이, 기재(2)의 제2 면(202)으로만 개구되고, 기재(2)의 상하 방향으로 관통하지 않은 블라인드 홀(252)로 하여도 좋다. 관통 구멍(251)은, 제3 면(203)에 교차하는 부분을 갖는다. 즉, 관통 구멍(251)은, 제3 면(203)과 동일 평면 상에 위치하는 부분을 갖는다. 블라인드 홀(252)은, 제3 면(203)과 동일 평면 상에 위치하는 부분을 갖는 경우와, 제3 면(203)에 대하여 상하 방향으로 틀어져 형성되는 경우가 있다. 후자의 경우, 블라인드 홀(252)은 제3 면(203)에 교차하는 부분을 갖지 않는다. 즉, 블라인드 홀(252)은 제3 면(203)과 동일 평면 상에 위치하는 부분을 갖지 않는다.
관통 구멍(251)은, 예컨대 본 형태와 같이 리프터 핀(51)을 삽입 관통시키기위해서 이용된다. 리프터 핀(51)은, 가열 대상(90)을 지지한다. 리프터 핀(51)의 하단 측은, 도시하지 않는 승강 기구에 접속된다. 이 승강 기구에 의해서, 리프터 핀(51)은, 제1 면(201)으로부터 출몰하는 식으로 상하 방향으로 승강이 자유롭다. 관통 구멍(251)은, 도시는 생략하지만, 흡기로나 배기로로서도 이용된다. 흡기로는, 가열 대상(90)과 제1 면(201) 사이의 공간을 진공 상태로 하게 하기 위해서 이용된다. 이러한 진공 상태로 함으로써, 예컨대 가열 대상(90)이 제1 면(201)에 흡착되게 된다. 배기로는, 가열 대상(90)을 냉각하거나 가열 분위기에 필요한 가스를 공급하는 등의 목적으로 이용된다.
구멍부(25)의 수는, 구멍부(25)의 용도에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 구멍부(25)가 본 형태와 같이 리프터 핀(51)을 삽입 관통시키는 관통 구멍(251)인 경우, 관통 구멍(251)의 수는, 통상 3개이다. 3개의 관통 구멍(251)은, 본 형태에서는 기재(2)의 원주 방향으로 등간격으로 마련된다. 즉, 원주 방향으로 인접하는 관통 구멍(251)끼리의 간격은, 본 형태에서는 균일하다. 3개의 관통 구멍(251)은, 원주 방향으로 다른 간격으로 형성되어도 좋다. 즉, 이 인접하는 관통 구멍(251)끼리의 간격은, 불균일하여도 좋다.
구멍부(25)의 형상은, 특별히 한정되지 않으며 적절하게 선택할 수 있다. 구멍부(25)의 형상이란, 히터(1)를 제1 면(201)에 수직인 방향에서 보았을 때의 형상을 말한다. 본 형태의 구멍부(25)의 형상은, 원 형상이다. 각 구멍부(25)는, 제3 면(203)에 교차하는 원통형의 내주면을 적어도 1개 구비한다. 원통형 내주면의 수가 1개인 구멍부(25)는, 상하 방향을 따라 한결같은 내경의 구멍, 또는 상측에서 하측으로 향하여 내경이 점차 커지는 구멍을 들 수 있다. 즉, 전자의 구멍부(25)의 내주면은 원통형이다. 후자의 구멍부(25)의 내주면은 원추대의 통형이다. 원통형 내주면의 수가 2개 이상인 구멍부(25)는, 내경이 다른 내주면이 상하 방향으로 병렬로 형성되는 계단형 구멍을 들 수 있다. 본 형태에서는, 구멍부(25)는 1개의 원통형의 내주면을 가지며, 상하 방향을 따라 한결같은 내경의 구멍이다.
[발열체]
발열체(3)는, 기재(2)를 통해 가열 대상(90)을 가열하기 위한 열원이 된다. 발열체(3)는, 도 3에 도시하는 것과 같이 본 형태에서는 기재(2)에 매설된다. 발열체(3)가 기재(2)에 매설됨으로써, 본 형태의 히터(1)는, 발열체(3)에서 발생되는 실질적으로 모든 열을 기재(2)에 전달하게 된다. 발열체(3)는, 실시형태 2에서 도 4를 참조하여 설명하는 것과 같이, 기재(2)의 제2 면(202)에 고정되어도 좋다. 또한, 발열체(3)는, 실시형태 3에서 도 5를 참조하여 설명하는 것과 같이, 기재(2)를 구성하는 복수의 부재들 사이, 즉 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 사이에 개재되어도 좋다.
발열체(3)의 재질은, 가열 대상(90)을 원하는 온도로 가열할 수 있는 재질이라면 특별히 한정되지 않는다. 발열체(3)의 재질은, 저항 가열에 적합한 공지된 금속을 들 수 있다. 금속으로서는, 예컨대 스테인리스, 니켈, 니켈 합금, 은, 은 합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 크롬 및 크롬 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종을 들 수 있다. 니켈 합금으로서는, 예컨대 니크롬을 들 수 있다. 후술하는 실시형태 3과 같이, 발열체(3)는, 상기 금속으로 이루어지는 본체부와, 수지로 이루어지며 본체부의 외주 중 기재(2)와 접촉하는 영역을 덮는 피복층을 가지고 있어도 좋다. 피복층의 도시는 생략한다. 발열체(3)의 형상은, 박형 또는 선형을 들 수 있다. 발열체(3)의 형상이란, 피복층을 갖추는 경우는 본체부의 형상을 말한다. 본 형태의 발열체(3)의 형상은, 박형이다.
발열체(3)의 배선 패턴은 특별히 한정되지 않고, 가열하는 온도나 요구되는 온도 분포에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 발열체(3)의 배선 패턴에는, 후술하는 복수의 블랭크 영역(4)이 마련된다. 블랭크 영역(4)은, 발열체(3)가 존재하지 않는 비가열부이다. 도 1에 도시하는 발열체(3)의 배선 패턴은, 설명을 쉽게 하기 위한 일례이다.
발열체(3)는, 중간부(31)를 갖는다(도 2). 중간부(31)는, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역(4)의 각각의 사이에 형성된다. 이하, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역(4)을 단순히 인접하는 블랭크 영역(4)들이라고 하는 경우가 있다. 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이에 발열체(3)의 중간부(31)가 형성됨으로써, 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이의 전역에 걸쳐 발열체(3)가 마련되지 않은 경우와 비교하여, 기재(2)의 직경 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다. 따라서, 기재(2)의 직경 방향의 온도가 균일하게 되기 쉽다. 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이란, 복수의 블랭크 영역(4)의 내접원(c)과 외접원(d)의 사이에 있어서, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이를 말한다. 내접원(c) 및 외접원(d)은, 도 2의 2점쇄선으로 나타내는 것과 같이, 복수의 블랭크 영역(4)의 내주 측에 접하는 원 및 복수의 블랭크 영역(4)의 외주 측에 접하는 원이다. 내접원(c) 및 외접원(d)은, 중심(a)을 중심으로 하는 원이다. 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이의 전역에 걸쳐 발열체(3)가 마련되지 않은 경우란, 모든 블랭크 영역(4)을 포함하는 환상 영역에 발열체(3)가 마련되지 않은 경우를 말한다. 환상 영역이란, 내접원(c)과 외접원(d)으로 둘러싸이는 모든 영역을 말한다.
중간부(31)는, 제1 중간부(311)와 제2 중간부(312)를 갖는다. 제1 중간부(311)와 제2 중간부(312)는, 서로 일련으로 형성된다. 제1 중간부(311)는, 블랭크 영역(4)의 가장자리부에 접한다. 제1 중간부(311)는, 블랭크 영역(4)의 윤곽을 따라 원호형으로 형성된다. 그 때문에, 블랭크 영역(4) 부근의 온도가 내려가기 어렵다. 본 형태에서는, 제1 블랭크 영역(41) 및 제2 블랭크 영역(42) 각각의 가장자리부에 복수의 제1 중간부(311)가 마련된다. 제2 중간부(312)는, 원주 방향을 따라 원호형으로 형성된다. 제2 중간부(312)가 원주 방향을 따르는 원호형으로 형성됨으로써, 제2 중간부(312)가 기재(2)의 직경 방향을 따르는 경우와 비교하여, 블랭크 영역(4)들 사이와 블랭크 영역(4) 부근의 온도차가 커지기 어렵고, 원주 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다. 제2 중간부(312)는, 블랭크 영역(4)의 가장자리부에 접하지 않는다. 본 형태에서는, 인접하는 블랭크 영역(4)들 각각의 사이에 복수의 제2 중간부(312)가 마련된다.
[단자]
발열체(3)에는, 단자(80)를 통해 전력이 공급된다(도 1). 단자(80)의 수는, 제1 면(201)의 존(20a)의 수, 즉 발열체(3)의 발열 회로의 수에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 단자(80)의 수는 통상 짝수이다. 본 형태에서는, 발열 회로의 수가 1개이기 때문에 단자(80)의 수는 2개이다. 2개의 단자(80)는, 발열체(3)의 직경방향의 가장 내측에 있어서, 중심(a)을 사이에 두고서 상호 대향 배치된다. 각 단자(80)는, 도시하지 않는 접속 부재 등을 통해 기재(2)의 제2 면(202)으로부터 인출된다. 각 단자(80)의 재질은, 발열체(3)의 재질과 같은 재질을 들 수 있다.
[블랭크 영역]
각 블랭크 영역(4)은, 발열체(3)가 존재하지 않는 부분이다(도 1, 도 2). 도 1, 도 2는, 설명의 편의상 각 블랭크 영역(4)을 2점쇄선의 작은 원으로 나타내고 있다. 각 블랭크 영역(4)은, 발열체(3)의 배선 패턴의 부설을 피함으로써 형성된다. 복수의 블랭크 영역(4)의 각 중심은, 제3 면(203)에 있어서, 중심(a)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치된다.
복수의 블랭크 영역(4)의 각 중심이 원주 상에 배치된다는 것은, 엄밀한 의미가 아니라, 실질적으로 원주 상에 배치되면 된다는 의미이다. 실질적으로 원주 상에 배치란, 기재(2)의 원주 방향의 온도차가 설계 범위를 만족하면, 모든 블랭크 영역(4)의 중심이 기하학적으로 동일 원주 상에 배치되지 않아도 된다는 것을 말한다. 예컨대 중심(a)을 중심으로 하는 기준 원을 잡아, 각 블랭크 영역(4)의 중심이 기준 원의 직경의 90% 이상 110% 이하인 영역에 배치되는 것을 들 수 있다. 기준 원은, 중심(a)을 중심으로 하여 각 블랭크 영역(4)의 중심을 지나는 원을 잡아, 모든 원의 직경의 평균을 직경으로 하는 원으로 한다. 물론 모든 블랭크 영역(4)의 중심이 동일 원주 상에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 등간격이란, 엄밀한 의미가 아니라 실질적으로 등간격이면 된다는 의미이다. 실질적으로 등간격이란, 기재(2)의 원주 방향의 온도차가 설계 범위를 만족하면, 인접하는 블랭크 영역(4)의 중심끼리를 직선으로 연결하는 이격 거리 전부가 동일하지 않아도 된다는 것을 말한다. 예컨대, 각각의 상기 이격 거리가 모든 상기 이격 거리의 평균치에 대하여 ±10% 이내인 것을 들 수 있다. 물론 상기 이격 거리 전부가 동일한 것이 바람직하다. 인접하는 블랭크 영역(4)끼리는 서로 중복되지 않는다. 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이에는, 상술한 것과 같이 발열체(3)의 중간부(31)가 마련된다. 즉, 복수의 블랭크 영역(4)은, 동일 원주 상에 점재(點在)되어 있다.
복수의 블랭크 영역(4)의 각 중심이 배치되는 원주 상에 있어서 인접하는 블랭크 영역(4)의 간격(L1)은, 그 원주 상에 있어서의 1개의 블랭크 영역(4)의 길이(L2) 이상이다(도 2). 상기 간격(L1)과 상기 길이(L2)는, 모두 원호 길이이다. 상기 간격(L1)이 상기 길이(L2) 이상임으로써, 인접하는 블랭크 영역(4)들 각각의 사이에 중간부(31)가 형성되기 쉽다. 그 때문에, 기재(2)의 직경 방향의 온도가 균일하게 되기 쉽다. 상기 간격(L1)은 또한, 상기 길이(L2)를 넘는 것이 바람직하고, 특히 상기 길이(L2)의 1.5배 이상인 것이 바람직하다. 상기 간격(L1)은, 예컨대 상기 길이(L2)의 3배 이하가 바람직하다. 상기 간격(L1)이 상기 길이(L2)의 3배 이하이면, 인접하는 블랭크 영역(4)끼리의 간격이 지나치게 크지 않다. 그 때문에, 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이와 블랭크 영역(4) 부근의 온도차가 커지기 어렵다. 따라서, 기재(2)의 원주 방향의 온도차가 작아지기 쉽다. 상기 간격(L1)은 또한, 상기 길이(L2)의 2배 이하가 바람직하다.
복수의 블랭크 영역(4)은, 각각 제1 블랭크 영역(41)과 제2 블랭크 영역(42)의 어느 한쪽을 구성한다.
(제1 블랭크 영역)
제1 블랭크 영역(41)은, 구멍부(25)가 기재(2)에 형성됨으로써, 전기 절연 등의 관점에서 구멍부(25)와 발열체(3)를 소정의 간격으로 유지할 필요에서 마련되는 영역이다. 그 때문에, 구멍부(25)에 형성되는 부재와 기재(2)의 전기 절연이 확보된다. 제1 블랭크 영역(41)은, 제3 면(203)에 대하여 수직의 방향으로 구멍부(25)가 겹치는 영역을 포함하는 원 형상의 영역이다. 상기 구멍부(25)가 겹치는 영역으로서는, 상술한 교차 영역 또는 투영 영역을 들 수 있다.
제1 블랭크 영역(41)의 중심의 위치는, 구멍부(25)의 무게중심과 겹치는 위치에 있다(도 2). 본 형태에서는, 히터(1)를 윗쪽 방향에서 본 구멍부(25)의 형상이 원 형상이기 때문에, 제1 블랭크 영역(41)의 중심의 위치는, 구멍부(25)의 중심과 겹치는 위치이다. 제1 블랭크 영역(41)의 반경(r1)은, 상기 구멍부(25)가 겹치는 영역의 무게중심과 발열체(3)의 가장자리와의 사이의 최단 거리이다. 즉, 본 형태에서는, 제1 블랭크 영역(41)의 반경(r1)은, 구멍부(25)의 축과 발열체(3)의 가장자리와의 사이의 최단 거리이다. 제1 블랭크 영역(41)의 수는, 구멍부(25)의 수와 동수이다(도 1). 즉, 본 형태의 제1 블랭크 영역(41)의 수는, 3개이다. 이 3개의 제1 블랭크 영역(41)은, 본 형태에서는 원주 방향으로 등간격으로 마련된다.
(제2 블랭크 영역)
제2 블랭크 영역(42)은, 기재(2)의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 위해서, 발열체(3)를 부설할 수 있음에도 불구하고 의도적으로 발열체(3)의 부설을 피한 개소에 형성한 영역이다. 제2 블랭크 영역(42)은, 상기 구멍부(25)가 겹치는 영역과 겹치지 않는 원 형상의 영역이다. 즉, 제2 블랭크 영역(42)은, 기재(2)의 구멍부(25)와 겹치지 않는다. 제2 블랭크 영역(42)의 중심의 위치는, 제1 블랭크 영역(41)의 중심끼리를 원주 방향으로 연결하는 원주 상에 위치한다. 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)은, 제1 블랭크 영역(41)의 반경(r1)과 동일하다. 여기서 동일 반경이란, 엄밀한 의미가 아니라 실질적으로 동일 반경이면 된다는 의미이다. 실질적으로 동일 반경이란, 기재(2)의 원주 방향의 온도차가 설계 범위를 만족하면, 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2) 전부가 동일하지 않아도 된다는 것을 말한다. 예컨대 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)이 제1 블랭크 영역(41)의 반경(r1)의 ±10% 이내인 것을 들 수 있다. 물론 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2) 전부가 동일한 것이 바람직하다.
제2 블랭크 영역(42)의 수는, 제1 블랭크 영역(41)의 수와, 제1 블랭크 영역(41)에 있어서의 발열체(3)의 중심으로부터의 거리와, 복수의 블랭크 영역(4)의 각 중심이 배치되는 원주 상에 있어서 인접하는 제2 블랭크 영역(42)의 중심끼리의 거리(L3)와, 인접하는 제1 블랭크 영역(41)끼리의 중심 사이 거리 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 상기 거리(L3)는, 원호 길이이다. 중심 사이 거리는, 직선 거리이다. 제2 블랭크 영역(42)의 수는 많을수록 기재(2)의 원주 방향의 온도차가 작아지기 쉽다. 단, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 지나치게 많으면, 기재(2)의 직경 방향의 온도차가 생길 우려가 있다.
제2 블랭크 영역(42)의 수는, 복수의 블랭크 영역(4)의 각 중심이 배치되는 원주 상에 있어서 인접하는 제2 블랭크 영역(42)의 중심끼리의 거리(L3)가 그 원주 상에 있어서의 1개의 제2 블랭크 영역(42)의 길이(L2)의 2배 이상이 되는 수인 것이 바람직하다. 또한, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 인접하는 제2 블랭크 영역(42)끼리의 중심 사이 거리가 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)의 4배 이상이 되는 수로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 인접하는 블랭크 영역(4) 사이에 발열체(3)의 중간부(31)를 두기 쉽고, 기재(2)의 직경 방향의 온도가 균일하게 되는 발열체(3)의 배선 패턴의 설계가 용이하게 되기 때문이다. 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 또한 상기 거리(L3)가 상기(L2)의 2.5배 이상이 되는 수인 것이 바람직하다. 또한, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 또한 인접하는 제2 블랭크 영역(42)끼리의 중심 사이 거리가 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)의 5배 이상이 되는 수로 하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 인접하는 제2 블랭크 영역(42)이란, 제2 블랭크 영역(42)들 사이에 제1 블랭크 영역(41)을 두지 않는 제2 블랭크 영역(42)들을 말한다.
제2 블랭크 영역(42)의 수는, 상기 거리(L3)가 상기 L2의 4배 이하가 되는 수인 것이 바람직하다. 또한, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 인접하는 제2 블랭크 영역(42)끼리의 중심 사이 거리가 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)의 8배 이하가 되는 수로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 기재(2)의 원주 방향의 온도차를 작게 하므로 발열체(3)의 배선 패턴의 설계가 보다 용이하게 되기 때문이다. 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 또한 상기 거리(L3)가 상기 L2의 3배 이하가 되는 수인 것이 바람직하다. 또한, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 또한 인접하는 제2 블랭크 영역(42)끼리의 중심 사이 거리가 제2 블랭크 영역(42)의 반경(r2)의 6배 이하가 되는 수로 하는 것이 바람직하다.
제2 블랭크 영역(42)의 수는, 제1 블랭크 영역(41)의 수의 2배 이상이 바람직하고, 제1 블랭크 영역(41)의 수의 3배 이상이 더욱 바람직하다. 그 이유는, 기재(2)의 원주 방향의 온도차를 작게 하므로 발열체(3)의 배선 패턴의 설계가 보다 용이하게 되기 때문이다. 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 제1 블랭크 영역(41)의 수의 6배 이하가 바람직하고, 제1 블랭크 영역(41)의 수의 4배 이하가 더욱 바람직하다. 제2 블랭크 영역(42)의 수가 너무 많지 않기 때문에, 기재(2)의 직경 방향의 온도차를 작게 하므로 발열체(3)의 배선 패턴의 설계가 보다 용이하게 되기 때문이다.
상술한 것과 같이, 본 형태의 제1 블랭크 영역(41)의 수는, 3개이다. 이 3개의 제1 블랭크 영역(41)이 원주 방향으로 등간격으로 마련된다. 그리고, 인접하는 제1 블랭크 영역(41)의 중심끼리를 연결하여 형성되는 형상이, 정삼각형이다. 이 경우, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 3의 배수인 것이 바람직하다. 즉, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 예컨대 3개, 6개, 9개 등을 들 수 있다. 이들의 경우, 인접하는 블랭크 영역(4)의 중심끼리를 연결하여 형성되는 형상은, 각각 정육각형, 정구각형, 정십이각형이 된다. 본 형태의 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 9개로 하고 있다.
한편, 본 형태와 마찬가지로, 제1 블랭크 영역(41)의 수가 3개이지만, 본 형태와는 달리, 3개의 제1 블랭크 영역(41)이 원주 방향으로 등간격으로 마련되지 않고, 인접하는 제1 블랭크 영역(41)의 중심끼리를 연결하여 형성되는 형상이 이등변삼각형인 경우도 있다. 이 경우, 제2 블랭크 영역(42)의 수는, 예컨대 2개, 4개, 5개, 7개 등을 들 수 있다. 이들의 경우, 인접하는 블랭크 영역(4)의 중심끼리를 연결하여 형성되는 형상은, 각각 정오각형, 정칠각형, 정팔각형, 정십각형이 된다.
제1 블랭크 영역(41)과 제2 블랭크 영역(42)의 적어도 한쪽에 있어서의 발열체(3)와의 접촉 개소는, 예컨대 3 개소 이상인 것이 바람직하다. 물론 제1 블랭크 영역(41)에 있어서의 발열체(3)와의 접촉 개소와 제2 블랭크 영역(42)에 있어서의 발열체(3)와의 접촉 개소가 모두, 3 개소 이상인 것이 바람직하다. 상기 접촉 개소가 3 개소 이상이면, 블랭크 영역(4) 부근의 온도가 내려가기 어렵다. 상기 접촉 개소는, 네 개소 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 접촉 개소는, 예컨대 여덟 개소 이하인 것이 바람직하다. 상기 접촉 개소가 여덟 개소 이하이면, 블랭크 영역(4) 부근의 온도가 과도하게 오르기 어렵다. 상기 접촉 개소는, 일곱 개소 이하, 여섯 개소 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 형태에서는, 모든 제1 블랭크 영역(41)에 있어서의 발열체(3)와의 접촉 개소가, 네 개소이다. 또한, 제2 블랭크 영역(42)에 관해서는, 발열체(3)와의 접촉 개소가 3 개소인 제2 블랭크 영역(42)과 네 개소인 제2 블랭크 영역(42)이 있다.
[제조]
본 형태의 히터(1)는, 예컨대 스크린 인쇄법과 핫프레스 접합법을 조합하여 제조할 수 있다. 2장의 세라믹스 기판과 발열체(3)를 전사할 수 있는 스크린 마스크를 준비한다. 이 스크린 마스크는, 상술한 복수의 블랭크 영역(4)이 형성되는 배선 패턴을 제작할 수 있는 것을 이용한다. 한쪽의 세라믹스 기판에 스크린 마스크를 둔다. 발열체(3)가 되는 페이스트를 스크린 마스크가 얹어진 세라믹스 기판에 도포한다. 스퀴지를 사용하여 발열체(3)를 세라믹스 기판에 전사한다. 발열체(3)의 전사 후, 스크린 마스크를 제거한다. 발열체(3)가 전사된 면에 다른 쪽의 세라믹스 기판을 맞붙여 핫프레스로 접합한다. 접합함으로써 발열체(3)를 기재(2) 내에 매설할 수 있다. 그 후, 기재(2)의 소정 위치에 대하여 구멍 뚫기 가공을 실시함으로써 구멍부(25)를 형성할 수 있다. 관통 구멍(251)의 경우, 이 구멍 뚫기 가공은, 기재(2)의 두께 방향 전체 길이에 걸쳐 행한다.
그 밖에, 본 형태의 히터(1)는, 발열체(3)를 준비하는 공정과, 발열체(3)가 매설된 기재(2)를 제작하는 공정과, 구멍부(25)를 형성하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 발열체(3)의 준비는, 금속선을 구부림으로써 행할 수 있다. 금속선의 굽힘은 상술한 복수의 블랭크 영역(4)이 형성되는 배선 패턴이 되도록 행한다. 발열체(3)가 매설된 기재(2)의 제작은, 다음 수순에 의해 행할 수 있다. 기재(2)의 구성 재료로 이루어지는 분말을 포함하는 원료 분말과 발열체(3)가, 금형에 충전된다. 원료 분말은, 필요에 따라서 소결조제나 바인더 등을 포함하고 있어도 좋다. 금형 내의 원료 분말이, 가압 성형된다. 이 가압 성형에 의해, 발열체(3)가 매설된 분말 성형체가 제작된다. 이 분말 성형체가, 소결된다. 구멍부(25)의 형성은, 분말 성형체 또는 기재(2)의 소정의 위치에 대하여 구멍 뚫기 가공을 실시함으로써 행할 수 있다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터(1)는, 기재(2)의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 발열체(3)가 존재하지 않는 복수의 블랭크 영역(4)이 동일 원주 상에 실질적으로 등간격으로 배치되기 때문이다. 본 형태의 히터(1)는, 통상 제1 블랭크 영역(41)에 더하여, 제1 블랭크 영역(41)과 동등한 크기의 제2 블랭크 영역(42)을 히터(1)의 원주 방향으로 갖는다. 그 때문에, 인접하는 블랭크 영역(4)끼리의 간격이 작다. 따라서, 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이에 발열체(3)가 형성되어도, 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이와 블랭크 영역(4) 부근의 온도차가 커지기 어렵고, 기재(2)의 원주 방향의 온도차를 작게 할 수 있다. 이와 같이 기재(2)의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉬운 본 형태의 히터(1)는, 기재(2)의 원주 방향의 온도차를 매우 작게 할 것이 요구되는 웨이퍼용 히터에 적합하게 이용할 수 있다. 게다가, 본 형태의 히터(1)는, 기재(2)의 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 발열체(3)가 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이에 형성되는 중간부(31)를 갖기 때문이다. 이 중간부(31)는, 복수의 블랭크 영역(4)이 형성되는 동일 원주 상의 전체 둘레에 걸쳐 발열체(3)가 마련되지 않은 경우와 비교하여 직경 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다.
《실시형태 2》
〔히터〕
도 4에 도시하는 것과 같이, 실시형태 2의 히터는, 발열체(3)를 기재(2)의 제2 면(202)에 고정할 수 있다. 즉, 본 형태에서는, 제2 면(202)이 제3 면(203)이기도 하다. 도 4는 도 3에 도시하는 단면도와 같은 위치에서 히터를 절단한 상태를 도시하는 단면도이다. 이 점은, 후술하는 실시형태 3 및 실시형태 4에서 참조하는 도 5 및 도 6에서도 마찬가지다. 이 발열체(3)는, 금속박으로 구성할 수 있다. 본 형태의 히터는, 발열체(3)의 설치 개소가 기재(2)의 제2 면(202)인 점과, 발열체(3)의 형상이 박형인 점 이외에는, 실시형태 1의 히터(1)와 마찬가지다. 본 형태에서의 실시형태 1과 같은 구성의 설명은 생략한다.
[제조]
히터는, 예컨대 기재(2)를 제작하는 공정과, 구멍부(25)를 형성하는 공정과, 발열체(3)를 형성하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 기재(2)의 제작은, 금형에 충전된 기재(2)의 원료 분말을 가압 성형하여 분말 성형체를 제작하고, 분말 성형체를 소결함으로써 행할 수 있다. 구멍부(25)의 형성은, 분말 성형 또는 기재(2)에 구멍 뚫기 가공을 실시함으로써 행할 수 있다. 발열체(3)의 형성은, 상술한 복수의 블랭크 영역(4)이 형성되도록 기재(2)의 제2 면(202)에 소정 배선 패턴의 도전 페이스트를 인쇄하여, 그 도전 페이스트를 소결함으로써 행할 수 있다. 발열체(3)의 형성은, 구멍 뚫기 가공의 전과 후 어느 쪽에 행하여도 좋다. 또한, 본 형태에서는 발열체(3)는 금속박만의 경우를 설명했지만, 금속박을 수지 필름에 붙이거나 수지 필름으로 사이에 끼우거나 하여 일체화한 발열체 시트로 하여도 좋다. 발열체 시트로 함으로써, 제조 시의 취급이 용이하게 된다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터는, 실시형태 1과 마찬가지로 기재(2)의 원주 방향 및 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 게다가, 본 형태의 히터는, 발열체(3)가 기재(2)의 제2 면(202)에 고정되어 있음으로써, 발열체(3)를 기재(2)에 매설하는 경우와 비교하여 발열체(3)를 형성하기 쉽다. 또한, 본 형태의 히터는, 발열체(3)가 기재(2)에 매설되지 않고 기재(2)로부터 노출됨으로써, 발열체(3)의 단부에 단자(80)(도 1)를 두기 쉽다.
《실시형태 3》
〔히터〕
실시형태 3의 히터를 도 5를 참조하여 설명한다. 본 형태의 히터는, 기재(2)가 복수의 부재를 갖는 점과, 구멍부(25)가 관통 구멍(251)과 블라인드 홀(252)로 형성되는 점과, 구멍부(25)에 마련되는 부재가 리프터 핀(51)이 아니라 조임 부재(52)인 점과, 발열체(3)가 본체부와 피복층을 갖는 점이, 실시형태 1의 히터(1)와 상이하다. 이하의 설명은 실시형태 1과 상이한 점을 중심으로 설명한다. 실시형태 1과 같은 구성의 설명은 생략한다. 이들 점은 후술하는 실시형태 4 이후에도 마찬가지다.
[기재]
기재(2)는, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 2개의 부재로 구성된다. 제1 기재(21)의 상면이, 제1 면(201)이다. 제2 기재(22)는, 제1 기재(21)의 하면에 대향 배치된다. 제2 기재(22)의 하면이, 제2 면(202)이다. 이 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 사이에, 발열체(3)가 개재된다. 제1 기재(21)에 있어서의 제2 기재(22)와의 대향면과 제2 기재(22)에 있어서의 제1 기재(21)와의 대향면이 각각, 제3 면(203)을 구성한다. 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 형상은, 원반형을 예로 들 수 있다. 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 재질은, 동일하게 하여도 좋고 다르게 하여도 좋다. 재질을 다르게 하는 경우, 예컨대 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 한쪽의 재질이 금속이고 다른 쪽의 재질이 세라믹스인 것을 예로 들 수 있다. 본 형태에서는, 제1 면(201)을 갖는 제1 기재(21)의 재질이 금속, 제2 면(202)을 갖는 제2 기재(22)의 재질이 세라믹스로 구성된다.
제1 기재(21)와 제2 기재(22)는, 조임 부재(52)로 고정된다. 조임 부재(52)로서는, 예컨대 볼트를 들 수 있다. 본 형태의 구멍부(25)는, 제1 기재(21)에 형성되는 블라인드 홀(252)과 제2 기재(22)에 형성되는 관통 구멍(251)을 갖는다. 블라인드 홀(252)은, 제1 기재(21)에 있어서의 제2 기재(22)와의 대향면으로 개구된다. 블라인드 홀(252)의 내주면은, 볼트가 체결되는 나사 홈이 형성된다. 나사 홈의 도시는 생략한다. 관통 구멍(251)은, 블라인드 홀(252)에 면하는 위치에 형성된다. 즉, 블라인드 홀(252)과 관통 구멍(251)은, 상호 연통된다. 관통 구멍(251)의 직경은, 그 축 방향으로 한결같다. 또한, 관통 구멍(251) 중 제2 기재(22)의 제2 면(202) 측에는, 나사 구멍이 형성되어도 좋다. 나사 구멍의 형상과 크기는, 볼트 헤드의 형상과 크기에 대응하는 것이 바람직하다. 나사 구멍의 크기란, 나사 구멍의 직경과 깊이이다. 헤드의 크기란, 헤드의 직경과 두께이다. 또한, 상기한 체결 수법은 예시이고, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 체결은, 상기한 체결 수법에 한정되는 것은 아니며, 다른 여러 가지 방법이 가능하다.
[발열체]
발열체(3)는, 금속으로 이루어지는 본체부와, 수지로 이루어지며 본체부의 외주 중 기재(2)와 접촉하는 영역을 덮는 피복층으로 구성할 수 있다. 피복층의 도시는 생략한다. 금속으로서는, 실시형태 1의 발열체(3)와 같은 금속을 들 수 있다. 본체부의 형상은, 박형의 금속을 원하는 패턴으로 오려낸 것이나, 금속 페이스트에 의해 원하는 패턴을 그려 건조시킨 박형의 것 등을 들 수 있다. 수지로서는 예컨대 폴리이미드, 실리콘, 에폭시, 페놀 등을 들 수 있다. 피복층의 형상은, 열 전달을 방해하지 않으며 또한 취급이 용이한 필름이 바람직하다.
[제조]
본 형태의 히터는, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)의 사이에 발열체(3)를 개재시키고, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)를 조임 부재(52)로 고정함으로써 제조할 수 있다.
본체부와 피복층을 구비하는 발열체(3)는, 예컨대 다음 수순에 의해 제작할 수 있다. 금속박과 제1 수지 필름을 겹쳐 열프레스함으로써, 금속박과 제1 수지 필름이 일체화된 적층 필름이 제작된다. 금속박과 제1 수지 필름의 크기는 동일하게 하는 것을 들 수 있다. 금속박의 표면에 포토레지스트법에 의해 소정 패턴의 마스크가 형성된다. 에칭에 의해 마스크로부터 노출되는 금속박이 제거된다. 그 때문에, 마스크의 형성은, 소정 패턴의 금속박을 수지 필름 상에 잔존시켜, 금속박이 제거된 개소가 상술한 복수의 블랭크 영역(4)을 형성하도록 행한다. 마스크를 제거함으로써, 제1 수지 필름 상에 소정 패턴의 금속박이 형성된 적층 필름이 제작된다. 적층 필름의 금속박 측에, 제1 수지 필름과 같은 사이즈의 제2 수지 필름이 겹쳐져 열프레스된다. 이 수순을 거침으로써, 소정 배선 패턴의 금속박이 제1 수지 필름과 제2 수지 필름의 사이에 끼워진 발열체(3)가 제작된다.
제1 기재(21) 및 제2 기재(22)의 구멍부(25)는, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)에 대하여 개개로 구멍 뚫기 가공을 실시함으로써 형성하여도 좋고, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)를 겹친 상태에서 제1 기재(21)와 제2 기재(22)를 함께 구멍 뚫기 가공을 실시함으로써 형성하여도 좋다. 제1 기재(21)와 제2 기재(22)를 겹친 상태에서 구멍부(25)를 형성하는 경우, 구멍 뚫기 가공은 제1 기재(21)와 제2 기재(22) 사이에 발열체(3)를 끼운 상태에서 행하여도 좋다. 본체부와 피복층을 구비하는 발열체(3)가 제1 기재(21)와 제2 기재(22) 사이에 개재된 상태에서 제1 기재(21) 및 제2 기재(22)에의 구멍 뚫기 가공이 실시된 경우, 발열체(3)의 수지 필름에 구멍이 형성된다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터는, 실시형태 1와 마찬가지로 기재(2)의 원주 방향 및 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 게다가, 본 형태의 히터는, 기재(2)가 단일의 부재로 구성되는 경우와 비교하여 설계의 자유도가 높다. 그 이유는, 제1 기재(21)와 제2 기재(22)를 다른 재질로 구성하거나 할 수 있기 때문이다.
《실시형태 4》
〔히터〕
실시형태 4의 히터(1)를 도 6을 참조하여 설명한다. 본 형태의 히터(1)는, 구멍부(25)가 관통 구멍(251)이 아니라 블라인드 홀(252)인 점과, 구멍부(25)에 마련되는 부재가 리프터 핀(51)이 아니라 온도 센서(53)인 점이, 실시형태 1의 히터(1)와 상이하다.
블라인드 홀(252)의 개구부는, 기재(2)의 제2 면(202)에 형성된다. 이 블라인드 홀(252)의 내부에는, 예컨대 온도 센서(53)가 배치된다. 온도 센서(53)의 종류는, 예컨대 열전대나 측온 저항 소자를 들 수 있다. 블라인드 홀(252)의 내부에는, 온도 센서(53)를 블라인드 홀(252)의 내부에 고정하는 밀봉재가 충전된다. 밀봉재의 도시는 생략한다. 밀봉재는, 가열 대상(90)을 가열할 때의 온도에 견딜 수 있는 재질이라면 특별히 한정되지 않고 적절하게 선택할 수 있다. 밀봉재는, 예컨대 은납을 들 수 있다. 본 형태의 히터(1)는, 실시형태 1의 히터(1)를 제조하는 공정과 같은 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 구멍 뚫기 가공은, 기재(2)의 두께 방향 도중까지 행한다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터는, 실시형태 1와 마찬가지로 기재(2)의 원주 방향 및 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 게다가, 본 형태의 히터는, 온도 센서(53)를 가짐으로써 기재(2)의 온도를 측정할 수 있기 때문에, 기재(2)의 온도를 관리하기 쉽다.
《실시형태 5》
〔히터〕
실시형태 5의 히터(1)를 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 본 형태의 히터(1)는, 주로 구멍부(25)가 관통 구멍(251)이 아니라 블라인드 홀(252)(도 8, 도 10)인 점과, 구멍부(25)에 마련되는 부재가 단자(80)인 점이, 실시형태 1의 히터(1)와 상이하다.
발열체(3)가 배치되는 제3 면(203)에는, 제1 접속부(61)와 제2 접속부(62)가 마련된다(도 7, 도 9). 제1 접속부(61)에는, 단자(80)가 접속된다. 제2 접속부(62)는, 제1 접속부(61)와 발열체(3)를 잇는다. 즉, 제2 접속부(62)는, 제1 접속부(61)에서부터 제1 블랭크 영역(41)의 둘레 가장자리까지의 부분이다. 이들 단자(80)와 제1 접속부(61)와 제2 접속부(62)는, 발열체(3)에는 포함되지 않는다. 단자(80)와 제1 접속부(61)와 제2 접속부(62)는, 발열체(3)에 비해서 작아, 발열체(3)로서 요구되는 기능을 실질적으로 달성하지 못하기 때문이다. 구체적으로는, 단자(80)와 제1 접속부(61)와 제2 접속부(62)의 발열 밀도는, 발열체(3)의 발열 밀도와 비교하여 낮다. 단자(80)와 제1 접속부(61)와 제2 접속부(62)의 발열 밀도는, 예컨대 발열체(3)의 발열 밀도의 1/3배 이하, 나아가서는 1/6배 이하이다. 제1 접속부(61)는, 도 7, 도 8에 도시하는 것과 같이, 구멍부(25)로 향하는 관통 구멍이 형성되어도 좋고, 도 9, 도 10에 도시하는 것과 같이 상기 관통 구멍이 형성되지 않아도 좋다. 제1 접속부(61)의 형상은, 도 7, 도 8에 도시하는 것과 같이 원환형으로 하여도 좋고, 도 9, 도 10에 도시하는 것과 같이 직사각형으로 하여도 좋다.
블라인드 홀(252)의 개구부는, 기재(2)의 제2 면(202)에 형성된다(도 8, 도 10). 이 블라인드 홀(252)의 내부에는, 단자(80)가 배치된다. 블라인드 홀(252)의 내주면의 형상은, 단자(80)의 형상을 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 블라인드 홀(252)의 내주면의 형상은, 예컨대 도 8에 도시하는 것과 같이 원추대의 통형이라도 좋다. 원추대의 통형의 내주면에 있어서의 내경은, 상측에서 하측으로 향하여 점차 커진다. 또한, 블라인드 홀(252)의 내주면의 형상은, 예컨대 도 10에 도시하는 것과 같이 원통형이라도 좋다. 원통형의 내주면의 내경은, 상하 방향을 따라 한결같다. 또한, 원추대의 통형의 내주면에는 메탈라이즈층이 형성되어도 좋다. 메탈라이즈층의 도시는 생략한다. 메탈라이즈층은, 제1 접속부(61)에 직접 접속되는 부분을 갖는다. 그 때문에, 메탈라이즈층은, 제1 접속부(61)와 단자(80)의 전기적인 접속을 양호하게 행할 수 있다. 메탈라이즈층의 재질로서는, 발열체(3)의 재질과 같은 재질을 들 수 있다.
단자(80)의 형상은, 예컨대 도 8에 도시하는 것과 같이 기둥형이라도 좋고, 도 10에 도시하는 것과 같이 블록형이라도 좋다. 기둥형의 단자(80)는, 구멍부(25) 내에 삽입 관통되는 선단부(81)를 갖는다. 선단부(81)의 형상은, 구멍부(25)의 내주면의 형상에 대응하는 형상인 것을 들 수 있다. 즉, 본 형태의 선단부(81)의 형상은, 선단 측이 끝이 가늘어지는 원추대형이다. 선단부(81)의 외주면이 제1 접속부(61)의 관통 구멍의 내주면에 접하도록 선단부(81)가 구멍부(25)에 삽입 관통된다. 한편, 블록형 단자(80)의 형상은, 제1 면(201)을 제1 면(201) 측에서 평면에서 보았을 때, 도 9에서는 직사각형이지만, 원 형상이라도 좋다. 블록형 단자(80)는, 제1 접속부(61)의 하면에 접속된다. 단자(80)의 재질은, 발열체(3)의 재질과 같은 재질을 들 수 있다. 단자(80)의 제1 접속부(61)와 접속하는 방법은, 특별히 한정되지 않고 적절하게 선택할 수 있으며, 공지된 방법을 채용할 수 있다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터는, 실시형태 1과 마찬가지로 기재(2)의 원주 방향 및 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다.
《실시형태 6》
〔히터〕
실시형태 6의 히터(1)를 도 11을 참조하여 설명한다. 본 형태의 히터(1)는, 주로 제1 면(201)이 원주 방향으로 구분된 복수의 존(20a)를 갖는다는 점이 실시형태 1의 히터(1)와 상이하다.
존(20a)은, 상술한 것과 같이 독립적으로 온도를 제어할 수 있는 발열 회로의 단위를 포함하는 제1 면(201) 상의 구획을 말한다. 존(20a)의 수는, 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 2개, 3개, 4개 등을 들 수 있다. 본 형태의 존(20a)의 수는, 4개이다. 각 존(20a)의 크기나 형상은 적절하게 선택할 수 있다. 각 존(20a)의 크기란, 제1 면(201)을 제1 면(201) 측에서 평면에서 보았을 때의 면적의 크기를 말한다. 각 존(20a)의 형상이란, 제1 면(201)을 제1 면(201) 측에서 평면에서 보았을 때의 형상을 말한다. 각 존(20a)의 크기는 동일하더라도 좋고 다르더라도 좋다. 본 형태의 각 존(20a)의 크기는 동일하다. 본 형태의 각 존(20a)의 형상은, 사분원(Quarter circle) 형상이다. 4개의 존(20a)은, 제1 면(201)을 원주 방향으로 균등하게 구분한다.
발열체(3)는, 복수의 발열 회로를 갖는다. 복수의 발열 회로를 갖는다는 것은, 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 발열 회로의 수가 복수인 것을 말한다. 발열 회로의 수는, 존(20a)의 수에 대응한 수이다. 즉, 본 형태의 발열 회로의 수는, 4개이다.
단자(80)의 수는, 본 형태에서는 6개이다. 구체적으로는, 6개의 단자(80) 중, 4개의 단자(80) 각각은 각 발열 회로의 일단에 전기적으로 이어진다. 이 4개의 단자(80)는, 본 형태에서는 중심(a) 부근에 배치된다. 나머지 2개의 단자(80) 중, 한쪽의 단자(80)는 인접하는 2개의 발열 회로의 양 타단에 전기적으로 이어지고, 다른 쪽의 단자(80)는 나머지 인접하는 2개의 발열 회로의 양 타단에 전기적으로 이어진다. 이 한쪽의 단자(80)와 다른 쪽의 단자(80)는, 제3 면(203)의 외주 가장자리 부근에 있어서 중심(a)을 사이에 두고서 대향하는 위치에 배치된다. 한쪽의 단자(80)와 다른 쪽의 단자(80)는, 본 형태에서는 도 11에 있어서 지면의 좌우로 분리되어 배치된다.
본 형태와 같이 복수의 존(20a)을 갖는 경우, 블랭크 영역(4)의 수는 존(20a)의 수와 제1 블랭크 영역(41)의 수의 최소공배수의 1배 이상이다. 본 형태의 존(20a)의 수는, 상술한 것과 같이 4개이다. 본 형태의 제1 블랭크 영역(41)의 수는, 실시형태 1과 마찬가지로 3개이다. 즉, 블랭크 영역(4)의 수는, 12의 배수이다. 본 형태의 블랭크 영역(4)의 수는, 12개이다.
〔작용 효과〕
본 형태의 히터는, 실시형태 1과 마찬가지로 기재(2)의 원주 방향 및 직경 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 게다가, 본 형태의 히터는, 복수의 존(20a)을 가짐으로써 제1 면(201)의 온도를 치밀하게 제어할 수 있다.
《실시형태 7》
도시는 생략하지만, 실시형태 7의 히터는, 실시형태 1의 히터에 있어서, 리프터 핀이 삽입 관통되는 구멍부와는 별도의 구멍부를, 리프터 핀이 삽입 관통되는 구멍부와 동일 원주 상에 형성할 수 있다. 별도의 구멍부로서는, 실시형태 3에서 설명한 조임 부재가 마련되는 구멍부, 실시형태 4에서 설명한 온도 센서가 마련되는 구멍부 및 실시형태 5에서 설명한 단자가 마련되는 구멍부 중의 적어도 1종의 구멍부를 들 수 있다. 예컨대 실시형태 1의 히터의 기재를 실시형태 3과 같은 제1 기재와 제2 기재로 구성하는 경우, 리프터 핀이 삽입 관통되는 구멍부 외에, 실시형태 3에서 설명한 조임 부재가 마련되는 구멍부를 형성하는 것을 들 수 있다.
《시험예 1》
시험예 1은 히터에 갖춰지는 기재의 온도 균일성을 조사했다.
〔시료 No. 1〕
시료 No. 1의 히터는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 실시형태 1의 히터(1)와 마찬가지다. 즉, 시료 No. 1의 히터는, 기재(2)와 발열체(3)와 복수의 블랭크 영역(4)을 구비한다. 기재(2)는, 세라믹스로 이루어지는 원반형이다. 기재(2)의 직경은 340 mm이고, 기재(2)의 두께는 15 mm이다. 발열체(3)는, 후술하는 복수의 블랭크 영역(4)이 형성되는 배선 패턴이 되도록 금속선을 구부려 구성했다. 발열체(3)의 배선 패턴은, 원주 방향으로 인접하는 블랭크 영역(4)들 사이에도 형성되었다. 복수의 블랭크 영역(4)은, 발열체(3) 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 마련되었다. 복수의 블랭크 영역(4)은, 구멍부(25)를 포함하는 3개의 제1 블랭크 영역(41)과 구멍부(25)에 겹치지 않는 9개의 제2 블랭크 영역(42)으로 구성했다. 제1 블랭크 영역(41)과 제2 블랭크 영역(42)의 중심은, 발열체(3)의 중심으로부터 120 mm의 지점에 두었다. 제1 블랭크 영역(41)과 제2 블랭크 영역(42)의 반경은 10 mm로 했다.
〔시료 No. 101〕
시료 No. 101의 히터는, 도 12에 도시하는 것과 같이 다음의 점에서 시료 No. 1의 히터와 다르다.
(1) 시료 No. 1의 히터에 있어서의 제2 블랭크 영역(42)을 갖추고 있지 않다.
(2) 시료 No. 1의 히터에 있어서 제2 블랭크 영역(42)이 마련되어 있었던 영역에 발열체(3)의 배선 패턴이 형성되어 있다.
이상의 점을 제외하고, 시료 No. 101의 히터는 시료 No. 1의 히터와 같게 했다. 즉, 시료 No. 101의 히터는, 복수의 영역이 구멍부(25)를 포함하는 3개의 제1 블랭크 영역(41)만으로 구성되어 있다. 3개의 제1 블랭크 영역(41)은, 발열체(3)의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 마련되어 있다.
〔온도 균일성 평가〕
기재(2)에 있어서의 온도 균일성의 평가는, 제1 면(201)에 있어서의 원주 방향의 온도 균일성과, 제1 면(201)에 있어서의 직경 방향의 온도 균일성을 평가함으로써 행했다. 원주 방향에 있어서의 온도 균일성의 평가는, 제1 블랭크 영역(41) 및 제2 블랭크 영역(42)의 중심을 지나는 원주 상의 최고 온도와 최저 온도의 차를 구함으로써 행했다. 직경 방향에 있어서의 온도 균일성의 평가는, 발열체(3)의 중심과 각 블랭크 영역(4)의 중심을 지나는 반경 방향의 직선 상에서의 최고 온도와 최저 온도의 최대차를 구함으로써 행했다. 각 평가는, 제1 면(201)의 온도는, 발열체(3)에 전력을 공급하여 제1 면(201)의 설정 온도를 400℃로 하여 행했다. 제1 면(201)의 온도는, 온도의 분포 상태를 측정할 수 있는 적외선 서모그래피 카메라로 촬영하여 구했다. 적외선 서모그래피 카메라는, 닛폰아비오닉스사 제조 InfReC R550을 이용했다.
시료 No. 1의 히터는, 각 블랭크 영역(4)의 중심을 지나는 원주 상의 최고 온도와 최저 온도의 차가 1℃ 이하였다. 이에 대하여, 시료 No. 101의 히터는, 각 블랭크 영역(4)의 중심을 지나는 원주 상의 최고 온도와 최저 온도의 차가 2℃ 정도였다. 한편, 발열체(3)의 중심과 각 블랭크 영역(4)의 중심을 지나는 직선 상의 최고 온도와 최저 온도의 최대차는, 시료 No. 1의 히터와 시료 No. 101의 히터에서 실질적으로 차가 없었다.
시료 No. 1의 히터는, 시료 No. 101과 비교하여, 기재(2)의 원주 방향의 온도를 균일하게 할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 시료 No. 1의 히터는, 시료 No. 101와 같은 정도로, 기재(2)의 직경 방향의 온도를 균일하게 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 이들 예시에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 의해서 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
《부기》
본 개시는 상술한 설명과도 중복되는 이하의 양태를 포함한다.
〔부기 1〕
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이며,
상기 복수의 블랭크 영역의 인접하는 블랭크 영역 사이의 이격 거리가, 모든 상기 이격 거리의 평균치에 대하여 ±10% 이내이고,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 갖는 것인, 히터.
부기 1의 히터는, 상기 이격 거리가 실질적으로 동일하기 때문에, 발열체가 존재하지 않는 복수의 영역이 동일 원주 상에 실질적으로 등간격으로 배치됨으로써, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다.
〔부기 2〕
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 반경의 ±10% 이내이며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이고,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 갖는 것인, 히터.
부기 2의 히터는, 제1 블랭크 영역의 크기와 제2 블랭크 영역의 크기가 실질적으로 동일하기 때문에, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다.
〔부기 3〕
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이며,
상기 원주 상의 인접하는 상기 블랭크 영역의 사이에는 상기 발열체의 일부가 배치되는 것인, 히터.
부기 3의 히터는, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 또한, 부기 3의 히터는, 원주 방향의 인접하는 영역들 사이에 발열체의 일부가 마련되기 때문에, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 인접하는 영역들 사이의 전역에 걸쳐 발열체가 마련되지 않은 경우와 비교하여, 직경 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다.
〔부기 4〕
가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 반도체 웨이퍼 가열용 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상이며,
상기 원주 상의 인접하는 상기 블랭크 영역의 사이에는 상기 발열체의 일부가 배치되고,
상기 발열체는, 상기 기재에 매설되며,
상기 구멍부는, 리프터 핀이 삽입 관통되기 위한 관통 구멍인 것인, 반도체 웨이퍼 가열용 히터.
부기 4의 반도체 웨이퍼 가열용 히터는, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 기재의 원주 방향의 온도를 균일하게 하기 쉽다. 또한, 부기 4의 반도체 웨이퍼 가열용 히터는, 원주 방향의 인접하는 영역들 사이에 발열체의 일부가 마련되기 때문에, 상기 (1)에 기재한 본 개시의 일 양태에 따른 히터와 마찬가지로, 인접하는 영역들 사이의 전역에 걸쳐 발열체가 마련되지 않은 경우와 비교하여, 직경 방향의 온도차를 작게 하기 쉽다. 더욱이, 부기 4의 반도체 웨이퍼 가열용 히터는, 구멍부가 리프터 핀이 삽입 관통되는 관통 구멍이기 때문에, 웨이퍼의 배치, 교환 등을 위해서 리프터 핀으로 웨이퍼를 들어 올릴 수 있다. 그 때문에, 부기 4의 반도체 웨이퍼 가열용 히터는 웨이퍼의 히터에 적합하다.
1: 히터 2: 기재
201: 제1 면 202: 제2 면
203: 제3 면 20a: 존
21: 제1 기재 22: 제2 기재
25: 구멍부 251: 관통 구멍
252: 블라인드 홀 3: 발열체
31: 중간부 311: 제1 중간부
312: 제2 중간부 4: 블랭크 영역
41: 제1 블랭크 영역 42: 제2 블랭크 영역
51: 리프터 핀 52: 조임 부재
53: 온도 센서 61: 제1 접속부
62: 제2 접속부 80: 단자
81: 선단부 90: 가열 대상
A1: 부채형의 영역 a: 중심
b: 외접원 c: 내접원
d: 외접원 L1, L3: 거리
L2: 길이
201: 제1 면 202: 제2 면
203: 제3 면 20a: 존
21: 제1 기재 22: 제2 기재
25: 구멍부 251: 관통 구멍
252: 블라인드 홀 3: 발열체
31: 중간부 311: 제1 중간부
312: 제2 중간부 4: 블랭크 영역
41: 제1 블랭크 영역 42: 제2 블랭크 영역
51: 리프터 핀 52: 조임 부재
53: 온도 센서 61: 제1 접속부
62: 제2 접속부 80: 단자
81: 선단부 90: 가열 대상
A1: 부채형의 영역 a: 중심
b: 외접원 c: 내접원
d: 외접원 L1, L3: 거리
L2: 길이
Claims (14)
- 가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2의 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이이며 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는, 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역
을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원(包絡圓)의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 배치되며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로 하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 가지고,
상기 제1 블랭크 영역 및 상기 제2 블랭크 영역의 적어도 한쪽에 있어서의 상기 발열체와의 접촉 부위가, 세 곳 이상인 것인, 히터. - 가열 대상이 배치되는 제1 면과 이 제1 면과는 반대측의 제2 면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이이며 상기 제1 면과 평행한 제3 면에 배치되는 발열체를 구비하는 히터로서,
상기 기재는 적어도 상기 제2 면으로 개구되는 구멍부를 가지며,
상기 제3 면은, 상기 발열체가 존재하지 않으며 원 형상의 영역으로서 규정되는 복수의 블랭크 영역을 포함하고,
상기 블랭크 영역은,
상기 제3 면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구멍부가 겹치는 영역을 포함하는 제1 블랭크 영역과,
상기 제1 블랭크 영역 이외의 제2 블랭크 영역
을 포함하며,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은, 상기 제3 면에 있어서의 상기 발열체의 포락원(包絡圓)의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 배치되며,
상기 제1 블랭크 영역의 반경은, 상기 구멍부가 겹치는 영역의 무게중심을 중심으로하여 상기 무게중심과 상기 발열체의 가장자리와의 사이의 최단 거리이고,
상기 제2 블랭크 영역의 반경은, 상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경과 동일하며,
상기 발열체는, 원주 방향으로 인접하는 상기 블랭크 영역의 각각의 사이에 마련되는 중간부를 가지고,
상기 제1 면은, 원주 방향으로 구분되는 복수의 존을 가지며,
상기 발열체는, 상기 복수의 존 각각의 온도를 독립적으로 제어할 수 있게 배치되고,
상기 블랭크 영역의 수는, 상기 존의 수와 상기 제1 블랭크 영역의 수의 최소공배수의 1배 이상인 것인, 히터. - 제1항에 있어서,
상기 제1 면은, 원주 방향으로 구분되는 복수의 존을 가지고,
상기 발열체는, 상기 복수의 존 각각의 온도를 독립적으로 제어할 수 있게 배치되며,
상기 블랭크 영역의 수는, 상기 존의 수와 상기 제1 블랭크 영역의 수의 최소공배수의 1배 이상인 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 블랭크 영역과 상기 제2 블랭크 영역의 각 중심은 상기 원주 상에 등간격으로 배치되는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원주 상에서의 각 상기 블랭크 영역의 간격의 길이는, 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 블랭크 영역의 길이 이상인 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 블랭크 영역의 수는, 상기 제1 블랭크 영역을 사이에 두지 않고서 원주 방향으로 인접하는 상기 제2 블랭크 영역의 중심끼리의 상기 원주 상을 따르는 거리가 상기 원주 상에 있어서의 하나의 상기 제2 블랭크 영역의 길이의 2배 이상이 되는 수인 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부는, 상기 블랭크 영역의 가장자리부에 접하는 제1 중간부를 가지고,
상기 제1 중간부는, 상기 블랭크 영역의 윤곽을 따르는 원호형으로 마련되는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부는, 상기 원주와 동심의 원호형의 제2 중간부를 갖는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 블랭크 영역의 상기 반경은, 상기 제1 블랭크 영역에 있어서의 상기 구멍부와 상기 발열체 사이의 전기 절연을 확보하는 거리인 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 기재에 매설되는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 기재의 상기 제2 면에 고정되는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재는,
상기 제1 면을 갖는 제1 기재와,
상기 제1 기재의 상기 제1 면과는 반대측에 배치되는 제2 기재를 가지고,
상기 발열체는, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 사이에 개재되는 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구멍부는, 상기 가열 대상을 지지하는 리프터 핀이 삽입 관통되는 관통 구멍인 것인, 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 대상이 반도체 웨이퍼인 것인, 히터.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019006873 | 2019-02-22 | ||
JPPCT/JP2019/006873 | 2019-02-22 | ||
PCT/JP2020/001768 WO2020170682A1 (ja) | 2019-02-22 | 2020-01-20 | ヒータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210114458A KR20210114458A (ko) | 2021-09-23 |
KR102592798B1 true KR102592798B1 (ko) | 2023-10-20 |
Family
ID=72143465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020217025529A KR102592798B1 (ko) | 2019-02-22 | 2020-01-20 | 히터 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US12063721B2 (ko) |
JP (1) | JP6840349B2 (ko) |
KR (1) | KR102592798B1 (ko) |
WO (1) | WO2020170682A1 (ko) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135464A (ja) * | 1999-08-10 | 2001-05-18 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータ |
JP2003524885A (ja) * | 1999-09-29 | 2003-08-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 多重領域抵抗ヒータ |
JP2004079392A (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Ibiden Co Ltd | 金属ヒータ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6740853B1 (en) * | 1999-09-29 | 2004-05-25 | Tokyo Electron Limited | Multi-zone resistance heater |
WO2004019658A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Ibiden Co., Ltd. | 金属ヒータ |
JP4119211B2 (ja) | 2002-09-13 | 2008-07-16 | 日本碍子株式会社 | 加熱装置 |
US20240081404A1 (en) * | 2021-01-14 | 2024-03-14 | Kt&G Corporation | Heater for aerosol generating device and aerosol generating device including the same |
-
2020
- 2020-01-20 US US17/429,351 patent/US12063721B2/en active Active
- 2020-01-20 KR KR1020217025529A patent/KR102592798B1/ko active IP Right Grant
- 2020-01-20 JP JP2020533176A patent/JP6840349B2/ja active Active
- 2020-01-20 WO PCT/JP2020/001768 patent/WO2020170682A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135464A (ja) * | 1999-08-10 | 2001-05-18 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータ |
JP2003524885A (ja) * | 1999-09-29 | 2003-08-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 多重領域抵抗ヒータ |
JP2004079392A (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Ibiden Co Ltd | 金属ヒータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020170682A1 (ja) | 2020-08-27 |
JPWO2020170682A1 (ja) | 2021-03-11 |
KR20210114458A (ko) | 2021-09-23 |
US12063721B2 (en) | 2024-08-13 |
US20220151027A1 (en) | 2022-05-12 |
JP6840349B2 (ja) | 2021-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6608444B2 (ja) | 円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ | |
US20170280509A1 (en) | Electrostatic chuck heater | |
US20030015521A1 (en) | Ceramic heater | |
TWI805707B (zh) | 多區域加熱器 | |
TWI816958B (zh) | 陶瓷加熱器 | |
JP6730084B2 (ja) | 加熱部材及び静電チャック | |
US20040155025A1 (en) | Ceramic heater | |
JP6251461B1 (ja) | 静電チャックヒータ | |
US20050016987A1 (en) | Ceramic heater | |
EP1341215A1 (en) | Ceramic heater for semiconductor manufacturing and inspecting devices | |
KR102592798B1 (ko) | 히터 | |
JPH097741A (ja) | セラミックヒータ | |
WO2020153086A1 (ja) | セラミックヒータ | |
JP3222119B2 (ja) | 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ | |
JP4931360B2 (ja) | ウェハ加熱装置 | |
JP2018006269A (ja) | セラミックスヒータ | |
JP2002334828A (ja) | ホットプレートユニット | |
JP6871277B2 (ja) | 試料保持具 | |
US11798792B2 (en) | Ceramic heater | |
WO2022162729A1 (ja) | ヒータ | |
JP2002334820A (ja) | 半導体ウエハまたは液晶基板加熱用セラミックヒータ | |
US11961747B2 (en) | Heater and heater system | |
JP3495689B2 (ja) | セラミックヒータ | |
TW202407869A (zh) | 晶圓載置台 | |
JP2004311447A (ja) | セラミックヒータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |