KR20210013181A - 세라믹 히터 및 그 제법 - Google Patents
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Abstract
세라믹 히터(10)는, 세라믹 플레이트(20)를 구비하고 있다. 외주측 저항 발열체(26)는, 세라믹 플레이트(20)의 외주측 존 Z2에 마련되어 있다. 와이어 선(24)은, 세라믹 플레이트(20)의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자(23, 23)의 각각으로부터 외주측 존 Z2를 향하여 연장 돌출하여, 외주측 존 Z2에 가까운 부분은 직선부가 되어 있다. 접속 단자(25)는, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 접속하는 도전성 부재이며, 와이어 선(24)의 직선부가 삽입된 제1 구멍과, 외주측 저항 발열체(26)의 단부가 삽입된 제2 구멍을 갖는다.
Description
본 발명은 세라믹 히터 및 그 제법에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 있어서는, 웨이퍼를 가열하기 위한 세라믹 히터가 채용되고 있다. 이러한 세라믹 히터로서는, 소위 2존 히터가 알려져 있다. 이 종류의 2존 히터로서는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 세라믹 기체 중에, 내주측 저항 발열체와 외주측 저항 발열체를 동일 평면에 매설하고, 각 저항 발열체에 각각 독립적으로 전압을 인가함으로써, 각 저항 발열체로부터의 발열을 독립적으로 제어하는 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 외주측 저항 발열체로서, 몰리브덴제의 코일이 예시되어 있다. 또한, 세라믹 기체의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자의 각각으로부터 외주측 저항 발열체의 단부까지의 도전 접속부로서, 몰리브덴 선이 예시되어 있다.
이러한 세라믹 히터를 제작함에 있어서, 몰드 캐스트법으로 성형한 세라믹 성형체를 건조시킨 후 탈지 가소하고, 그 후 핫 프레스 소성하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 몰드 캐스트법으로 성형한 세라믹 성형체를 건조하는 공정에서, 몰리브덴 선을 포함하는 도전 접속부가 성형체의 건조 수축에 추종할 수 없어, 성형체에 응력이 걸려, 성형체가 건조 후에 파손되는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 세라믹 플레이트의 중앙으로부터 외주를 향하여 연장되는 와이어 선에 외주측 저항 발열체가 접속된 세라믹 플레이트에 있어서, 세라믹 플레이트의 파손을 억제하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 세라믹 히터는,
웨이퍼 적재면을 갖고, 환상의 외주측 존을 구비한 원반형 세라믹 플레이트와,
상기 외주측 존에 마련된 외주측 저항 발열체와,
상기 세라믹 플레이트의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자의 각각으로부터 상기 외주측 존을 향하여 연장 돌출하여, 상기 외주측 존에 가까운 부분은 직선부가 되어 있는 와이어 선과,
상기 와이어 선의 상기 직선부가 삽입된 제1 구멍과 상기 외주측 저항 발열체의 단부가 삽입된 제2 구멍을 갖고, 상기 와이어 선과 상기 외주측 저항 발열체를 접속하는 도전성의 접속 단자
를 구비한 것이다.
이 세라믹 히터에서는, 세라믹 플레이트의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자의 각각으로부터 외주측 존으로 연장 돌출하는 와이어 선의 직선부와, 외주측 존에 마련된 외주측 저항 발열체의 단부는, 도전성의 접속 단자에 의해 접속되어 있다. 접속 단자는, 와이어 선의 직선부가 삽입된 제1 구멍과 외주측 저항 발열체의 단부가 삽입된 제2 구멍을 갖고 있다. 이 때문에, 몰드 캐스트법으로 세라믹 플레이트를 제작할 때, 와이어 선이 세라믹 성형체의 건조 수축에 추종할 수 없다고 해도, 와이어 선의 직선부는 접속 단자의 제1 구멍을 이동 가능하기 때문에, 세라믹 성형체에 큰 응력이 걸릴 일은 없다. 따라서, 세라믹 플레이트의 파손이 억제된다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 제1 구멍과 상기 제2 구멍은, 평행하게 마련되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 세라믹 성형체의 건조 수축 시에는, 와이어 선의 직선부가 제1 구멍을 이동 가능함과 함께 외주측 저항 발열체의 단부도 제2 구멍을 이동 가능하기 때문에, 세라믹 성형체에 걸리는 응력을 보다 경감화할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 외주측 저항 발열체와 상기 와이어 선은, 다른 면에 마련되고, 상기 접속 단자는, 상기 와이어 선이 마련된 면에 있도록 해도 된다. 이렇게 하면, 외주측 저항 발열체의 패턴을 신경쓰지 않고 와이어 선을 배치할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 와이어 선의 상기 직선부는, 상기 제1 구멍을 관통하고 있어도 된다. 이렇게 하면, 와이어 선이 접속 단자의 제1 구멍으로부터 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 접속 단자는, 외면에 에지를 갖지 않는 형상이어도 된다. 이와 같이 하면, 접속 단자의 외면을 기점으로 하여 세라믹 플레이트에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 접속 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 상하 방향으로부터 압궤된 형상으로 되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 접속 단자의 압궤된 제1 구멍의 내면은 와이어 선과 확실하게 접속하고, 접속 단자의 압궤된 제2 구멍의 내면은 외주측 저항 발열체와 확실하게 접속한다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 외주측 저항 발열체는, 코일형이어도 된다. 이렇게 하면, 외주측 저항 발열체의 발열량을 비교적 크게 할 수 있다. 또한, 외주측 저항 발열체 중 제2 구멍에 삽입되는 단부는, 직선형이 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 세라믹 히터는, 상기 세라믹 플레이트의 원형의 내주측 존에 내주측 저항 발열체를 구비하고, 상기 내주측 저항 발열체와 상기 외주측 저항 발열체는, 독립적으로 전압이 인가되도록 해도 된다. 이렇게 하면, 각 저항 발열체로부터의 발열을 독립적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터의 제법은,
(a) 몰드 캐스트법에 의해 원반형 제1 세라믹 성형체를 제작하는 공정과,
(b) 상기 제1 세라믹 성형체의 소정면의 외주측 존에 외주측 저항 발열체를 배치하고, 상기 제1 세라믹 성형체의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자 위치의 각각으로부터 상기 외주측 존을 향하여 연장 돌출하여 상기 외주측 존에 가까운 부분은 직선부가 되어 있는 와이어 선을 배치하고, 제1 구멍 및 제2 구멍을 갖는 도전성의 접속 단자의 상기 제1 구멍에 상기 와이어 선의 상기 직선부를 유격을 두고 삽입하고, 상기 제2 구멍에 상기 외주측 저항 발열체의 단부를 삽입하는 공정과,
(c) 상기 제1 세라믹 성형체의 상기 소정면에 몰드 캐스트법에 의해 원반형 제2 세라믹 성형체를 제작하는 공정과,
(d) 상기 제1 및 제2 세라믹 성형체를 포함하는 세라믹 성형체를 건조시켜 건조체로 하는 공정과,
(e) 건조체를 핫 프레스 소성하는 공정
을 포함하는 것이다.
이 세라믹 히터의 제법에 의하면, 공정 (c)에 있어서, 몰드 캐스트법에 의해 제작된 제1 및 제2 세라믹 성형체를 포함하는 세라믹 성형체는, 외주측 저항 발열체와 와이어 선과 접속 단자를 구비하고 있다. 접속 단자의 제1 구멍에는 와이어 선의 직선부가 삽입되고, 접속 단자의 제2 구멍에는 외주측 저항 발열체의 단부가 삽입되어 있다. 이 때문에, 공정 (d)에서 세라믹 성형체를 건조시킬 때, 와이어 선이 세라믹 성형체의 건조 수축에 추종할 수 없다고 해도, 와이어 선의 직선부는 접속 단자의 제1 구멍을 이동 가능하기 때문에, 세라믹 성형체에 큰 응력이 걸릴 일은 없다. 따라서, 세라믹 플레이트의 파손이 억제된다. 이 제법은, 상술한 세라믹 히터의 제조에 적합하다.
본 발명의 세라믹 히터의 제법에 있어서, 상기 공정 (b)에서는, 상기 와이어 선의 상기 직선부가 상기 제1 구멍을 관통하고 있어도 된다. 이렇게 하면, 와이어 선이 접속 단자의 제1 구멍으로부터 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터의 제법에 있어서, 상기 접속 단자는, 외면에 에지를 갖지 않는 형상이어도 된다. 이렇게 하면, 접속 단자의 외면을 기점으로 하여 세라믹 플레이트에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터의 제법에 있어서, 상기 공정 (e)에서는, 상기 접속 단자를 상기 세라믹 플레이트의 상하 방향으로부터 압궤해도 된다. 이렇게 하면, 접속 단자의 압궤된 제1 구멍의 내면은 와이어 선과 확실하게 접속하고, 접속 단자의 압궤된 제2 구멍의 내면은 외주측 저항 발열체와 확실하게 접속한다.
본 발명의 세라믹 히터의 제법에 있어서, 상기 외주측 저항 발열체는, 코일형이어도 된다. 이렇게 하면, 외주측 저항 발열체의 발열량을 비교적 크게 할 수 있다. 또한, 외주측 저항 발열체 중 제2 구멍에 삽입되는 단부는, 직선형이 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 「몰드 캐스트법」은, 세라믹 원료 분말과 몰드화제를 포함하는 세라믹 슬러리를 성형틀 내에 주입하고, 그 성형틀 내에서 몰드화제를 화학 반응시켜 세라믹 슬러리를 몰드화시킴으로써 성형체를 얻는 방법을 말한다. 몰드화제로서는, 예를 들어 이소시아네이트 및 폴리올을 포함하고, 우레탄 반응에 의해 몰드화하는 것으로 해도 된다.
도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도.
도 2는 세라믹 히터(10)의 종단면도.
도 3은 세라믹 플레이트(20)를 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 26)를 따라 수평으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도.
도 4는 도 3의 와이어 선(24)의 주변 확대도.
도 5는 도 4의 점선 프레임 내의 확대도.
도 6은 세라믹 플레이트(20)의 제조 공정도.
도 7은 단자(23)와 외주측 저항 발열체(26)를 웨이브형 와이어 선(124)으로 연결하였을 때의 부분 단면도.
도 8은 접속 단자(65)의 주변을 세라믹 플레이트의 상방에서 보았을 때의 설명도.
도 9는 접속 단자(75)의 주변을 세라믹 플레이트의 측방에서 보았을 때의 설명도.
도 10은 접속 단자(85)의 주변을 세라믹 플레이트의 측방에서 보았을 때의 설명도.
도 11은 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 다른 면에 마련한 세라믹 히터의 제조 공정도.
도 2는 세라믹 히터(10)의 종단면도.
도 3은 세라믹 플레이트(20)를 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 26)를 따라 수평으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도.
도 4는 도 3의 와이어 선(24)의 주변 확대도.
도 5는 도 4의 점선 프레임 내의 확대도.
도 6은 세라믹 플레이트(20)의 제조 공정도.
도 7은 단자(23)와 외주측 저항 발열체(26)를 웨이브형 와이어 선(124)으로 연결하였을 때의 부분 단면도.
도 8은 접속 단자(65)의 주변을 세라믹 플레이트의 상방에서 보았을 때의 설명도.
도 9는 접속 단자(75)의 주변을 세라믹 플레이트의 측방에서 보았을 때의 설명도.
도 10은 접속 단자(85)의 주변을 세라믹 플레이트의 측방에서 보았을 때의 설명도.
도 11은 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 다른 면에 마련한 세라믹 히터의 제조 공정도.
본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도, 도 2는 세라믹 히터(10)의 종단면도(세라믹 히터(10)를 중심축을 포함하는 면으로 절단하였을 때의 단면도), 도 3은 세라믹 플레이트(20)의 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 26)를 따라 수평으로 절단하여 상방에서 보았을 때의 단면도이다. 도 3은, 실질적으로 세라믹 플레이트(20)를 웨이퍼 적재면(20a)에서 보았을 때의 모습을 나타내고 있다. 또한, 도 3에서는, 절단면을 나타내는 해칭을 생략하였다. 도 4는 도 3의 와이어 선(24)의 주변 확대도, 도 5는 도 4의 점선 프레임 내의 확대도이다.
세라믹 히터(10)는, 에칭이나 CVD 등의 처리가 실시되는 웨이퍼 W를 가열하기 위해 사용되는 것이며, 도시하지 않은 진공 챔버 내에 설치된다. 이 세라믹 히터(10)는, 웨이퍼 적재면(20a)을 갖는 원반형 세라믹 플레이트(20)와, 세라믹 플레이트(20)의 웨이퍼 적재면(20a)과는 반대측의 면(이면)(20b)에 세라믹 플레이트(20)와 동축으로 되도록 접합된 통형 샤프트(40)를 구비하고 있다.
세라믹 플레이트(20)는, 질화알루미늄이나 알루미나 등으로 대표되는 세라믹 재료를 포함하는 원반형의 플레이트이다. 세라믹 플레이트(20)의 직경은, 예를 들어 300㎜ 정도이다. 세라믹 플레이트(20)의 웨이퍼 적재면(20a)에는, 도시하지 않지만 미세한 요철이 엠보싱 가공에 의해 마련되어 있다. 세라믹 플레이트(20)는, 세라믹 플레이트(20)와 동심원의 가상 경계(20c)(도 3 참조)에 의해 작은 원형의 내주측 존 Z1과 원환형의 외주측 존 Z2로 나뉘어져 있다. 가상 경계(20c)의 직경은, 예를 들어 200㎜ 정도이다. 세라믹 플레이트(20)의 내주측 존 Z1에는 내주측 저항 발열체(22)가 매설되고, 외주측 존 Z2에는 외주측 저항 발열체(26)가 매설되어 있다. 양쪽 저항 발열체(22, 26)는, 웨이퍼 적재면(20a)에 평행인 동일 평면 상에 마련되어 있다.
세라믹 플레이트(20)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 가스 구멍(27)을 구비하고 있다. 가스 구멍(27)은, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)부터 웨이퍼 적재면(20a)까지 관통하고 있고, 웨이퍼 적재면(20a)에 마련된 요철과 웨이퍼 적재면(20a)에 적재되는 웨이퍼 W 사이에 생기는 간극에 가스를 공급한다. 이 간극에 공급된 가스는, 웨이퍼 적재면(20a)과 웨이퍼 W의 열전도를 양호하게 하는 역할을 한다. 또한, 세라믹 플레이트(20)는, 복수의 리프트 핀 구멍(28)을 구비하고 있다. 리프트 핀 구멍(28)은, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)부터 웨이퍼 적재면(20a)까지 관통하고 있고, 도시하지 않은 리프트 핀이 삽통된다. 리프트 핀은, 웨이퍼 적재면(20a)에 적재된 웨이퍼 W를 들어 올리는 역할을 한다. 본 실시 형태에서는, 리프트 핀 구멍(28)은, 동일 원주 상에 등간격이 되도록 3개 마련되어 있다.
내주측 저항 발열체(22)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)의 중앙부(세라믹 플레이트(20)의 이면(20b) 중 통형 샤프트(40)로 둘러싸인 영역)에 배치된 1쌍의 단자(21, 21)의 한쪽으로부터 시작되어, 끊기지 않고 하나로 이어지는 요령으로 복수의 폴딩부로 접어지면서 내주측 존 Z1의 거의 전역에 배선된 후, 1쌍의 단자(21, 21)의 다른 쪽에 이르도록 형성되어 있다. 내주측 저항 발열체(22)는, 코일형이다. 내주측 저항 발열체(22)를 구성하는 히터 소선의 직경은 0.4 내지 0.6㎜가 바람직하고, 코일의 감기 직경은 2.0 내지 6.0㎜가 바람직하다. 내주측 저항 발열체(22)의 재질로서는, 예를 들어 고융점 금속 또는 그의 탄화물을 들 수 있다. 고융점 금속으로서는, 예를 들어 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 백금, 레늄, 하프늄 및 이들 합금을 들 수 있다. 고융점 금속의 탄화물로서는, 예를 들어 탄화텅스텐이나 탄화몰리브덴 등을 들 수 있다.
외주측 저항 발열체(26)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)에 매설된 1쌍의 접속 단자(25, 25)의 한쪽으로부터 시작하여, 끊기지 않고 하나로 이어지는 요령으로 복수의 폴딩부로 접어지면서 외주측 존 Z2의 거의 전역에 배선된 후, 1쌍의 접속 단자(25, 25)의 다른 쪽에 이르도록 형성되어 있다. 외주측 저항 발열체(26)는, 양단부 이외는 히터 소선을 나선형으로 감은 코일형이지만, 양단부(26a)는 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향에 따른 직선형이 되어 있다. 외주측 저항 발열체(26)를 구성하는 히터 소선의 직경은 0.4 내지 0.6㎜가 바람직하고, 코일의 감기 직경은 2.0 내지 6.0㎜가 바람직하다. 외주측 저항 발열체(26)의 재질로서는, 예를 들어 고융점 금속 또는 그의 탄화물을 들 수 있다. 이들의 구체예에 대해서는 이미 설명한 바와 같다. 세라믹 플레이트(20)의 중앙부에는, 외주측 저항 발열체(26)의 1쌍의 단자(23, 23)가 마련되어 있다. 단자(23)와 접속 단자(25) 사이에는 와이어 선(24)이 마련되어 있다.
와이어 선(24)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 일단이 단자(23)에 접속되고, 단자(23)로부터 외주측 존 Z2를 향하여 연장 돌출하여, 타단이 접속 단자(25)에 접속되어 있다. 와이어 선(24)은, 외주측 저항 발열체(26)와 동일 평면 상에 마련되어 있다. 와이어 선(24) 중 외주측 존 Z2에 가까운 부분은, 직선부(24a)가 되어 있다. 직선부(24a)는, 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향을 따라 있다. 와이어 선(24)의 직경은 0.4 내지 1.0㎜가 바람직하다. 와이어 선(24)의 재질로서는, 예를 들어 고융점 금속 또는 그의 탄화물이다. 이들 구체예에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.
접속 단자(25)는, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 접속하는 도전성 부재이다. 접속 단자(25)는, 구(球)가 상하로부터 압궤된 형상이며, 구멍을 지나는 단면은 도 5에 도시하는 바와 같이 서로 평행하여 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향을 따르도록 마련된 제1 구멍(251)과 제2 구멍(252)을 구비하고 있다. 제1 구멍(251)에는, 와이어 선(24)의 직선부(24a)가 삽입되고, 제2 구멍(252)에는, 외주측 저항 발열체(26)의 직선형 단부(26a)가 삽입되어 있다. 와이어 선(24)의 직선부(24a)는, 제1 구멍(251)이 상하 방향으로 압궤됨으로써 제1 구멍(251)의 내면과 접촉하고 있다. 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)는, 제2 구멍(252)이 상하 방향으로 압궤됨으로써 제2 구멍(252)의 내면과 접촉하고 있다. 접속 단자(25)의 재질로서는, 예를 들어 고융점 금속 또는 그의 탄화물이다. 이들 구체예에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.
통형 샤프트(40)는, 세라믹 플레이트(20)와 동일하게 질화알루미늄, 알루미나 등의 세라믹으로 형성되어 있다. 통형 샤프트(40)의 내경은, 예를 들어 40㎜ 정도, 외경은 예를 들어 60㎜ 정도이다. 이 통형 샤프트(40)는, 상단이 세라믹 플레이트(20)에 확산 접합되어 있다. 통형 샤프트(40)의 내부에는, 내주측 저항 발열체(22)의 1쌍의 단자(21, 21)의 각각에 접속되는 급전 막대(41, 41)나 외주측 저항 발열체(26)의 1쌍의 단자(23, 23)의 각각에 접속되는 급전 막대(43, 43)가 배치되어 있다. 급전 막대(41, 41)는 제1 전원(31)에 접속되고, 급전 막대(43, 43)는 제2 전원(33)에 접속되어 있다. 그 때문에, 내주측 저항 발열체(22)에 의해 가열되는 내주측 존 Z1과 외주측 저항 발열체(26)에 의해 가열되는 외주측 존 Z2를 개별적으로 온도 제어할 수 있다. 또한, 도시하지 않지만, 가스 구멍(27)에 가스를 공급하는 가스 공급관이나 리프트 핀 구멍(28)에 삽통되는 리프트 핀도 통형 샤프트(40)의 내부에 배치된다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 사용예에 대해 설명한다. 우선, 도시하지 않은 진공 챔버 내에 세라믹 히터(10)를 설치하고, 그 세라믹 히터(10)의 웨이퍼 적재면(20a)에 웨이퍼 W를 적재한다. 그리고, 도시하지 않은 내주측 열전대에 의해 검출된 내주측 존 Z1의 온도가 미리 정해진 내주측 목표 온도로 되도록 내주측 저항 발열체(22)에 공급하는 전력을 제1 전원(31)에 의해 조정함과 함께, 도시하지 않은 외주측 열전대에 의해 검출된 외주측 존 Z2의 온도가 미리 정해진 외주측 목표 온도로 되도록 외주측 저항 발열체(26)에 공급하는 전력을 제2 전원(33)에 의해 조정한다. 이에 의해, 웨이퍼 W의 온도가 원하는 온도가 되도록 제어된다. 그리고, 진공 챔버 내를 진공 분위기 혹은 감압 분위기가 되도록 설정하고, 진공 챔버 내에 플라스마를 발생시켜 그 플라스마를 이용하여 웨이퍼 W에 CVD 성막을 실시하거나 에칭을 실시하거나 한다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 제조예에 대해 설명한다. 도 6은 세라믹 플레이트(20)의 제조 공정도이다.
1. 제1 성형 공정(도 6의 (a) 참조)
우선, 세라믹 히터(10)를 제조하는 데 사용되는 제1 세라믹 성형체(51)를 몰드 캐스트법에 의해 제작한다. 제1 세라믹 성형체(51)는, 최종적으로는 세라믹 플레이트(20)의 하층이 되는 부분이다. 제1 세라믹 성형체(51)의 상면에는, 내주측 저항 발열체(22), 외주측 저항 발열체(26), 와이어 선(24, 24) 및 접속 단자(25, 25)를 배치하기 위한 오목부가 형성되어 있다. 제1 세라믹 성형체(51)를 성형하기 위한 성형틀(도시하지 않음)은, 내부 공간이 제1 세라믹 성형체(51)와 동일 형상이 되어 있다. 이 성형틀에 세라믹 슬러리를 주입하고, 그 슬러리를 경화시킴으로써 제1 세라믹 성형체(51)를 얻는다. 구체적인 수순은 이하대로이다.
세라믹 분체에, 용매 및 분산제를 첨가하여 혼합하고, 세라믹 슬러리 전구체를 제작한다. 또한, 세라믹 분체의 입자경은 슬러리를 조정ㆍ제작 가능한 한에 있어서, 특별히 한정되지 않는다. 용매로서는, 분산제, 이소시아네이트, 폴리올 및 촉매를 용해하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄화수소 용매(톨루엔, 크실렌, 솔벤트나프타 등), 에테르 용매(에틸렌글리콜모노에틸에테르, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트 등), 알코올 용매(이소프로판올, 1-부탄올, 에탄올, 2-에틸헥산올, 테르피네올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등), 케톤 용매(아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에스테르(아세트산부틸, 글루타르산디메틸, 트리아세틴 등), 다염기산 용매(글루타르산 등)를 예시할 수 있다. 특히, 다염기산 에스테르(예를 들어, 글루타르산디메틸 등), 다가 알코올의 산에스테르(예를 들어, 트리아세틴 등) 등의, 2 이상의 에스테르 결합을 갖는 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 분산제로서는, 예를 들어 세라믹 분체를 용매 중에 균일하게 분산하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리카르복실산계 공중합체, 폴리카르복실산염, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 인산에스테르염계 공중합체, 술폰산염계 공중합체, 3급 아민을 갖는 폴리우레탄 폴리에스테르계 공중합체 등을 예시할 수 있다. 특히, 폴리카르복실산계 공중합체, 폴리카르복실산염 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이 분산제를 첨가함으로써, 성형 전의 슬러리를, 저점도로 하면서, 또한 높은 유동성을 갖는 것으로 할 수 있다. 이와 같이, 세라믹 분체에, 용매 및 분산제가 소정의 비율로 첨가되고, 소정 시간에 걸쳐 이들을 혼합ㆍ해쇄하여, 세라믹 슬러리 전구체가 제작된다.
계속해서, 세라믹 슬러리 전구체에, 몰드화제(이소시아네이트 및 폴리올)와, 촉매가 첨가되고, 이들을 혼합ㆍ진공 탈포하여, 세라믹 슬러리를 제작한다. 이소시아네이트로서는, 이소시아네이트기를 관능기로서 갖는 물질이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDl), 톨릴렌디이소시아네이트(TDl), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDl), 혹은 이들 변성체 등이 사용될 수 있다. 또한, 분자 내 있어서, 이소시아네이트기 이외의 반응성 관능기가 함유되어 있어도 되고, 또한, 폴리이소시아네이트와 같이, 반응 관능기가 다수 함유되어 있어도 된다. 폴리올로서는, 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 관능기, 예를 들어 수산기, 아미노기 등을 갖는 물질이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 에틸렌글리콜(EG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 프로필렌글리콜(PG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리헥사메틸렌글리콜(PHMG), 폴리비닐부티랄(PVB) 등이 사용될 수 있다. 촉매로서는, 우레탄 반응을 촉진시키는 물질이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 트리에틸렌디아민, 헥산디아민, 6-디메틸아미노-1-헥산올, 1,5-디아자시클로(4.3.0)노넨-5,1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, (디메틸벤질아민), 헥사메틸테트라에틸렌테트라민 등이 사용될 수 있다. 세라믹 슬러리를 성형틀의 내부 공간에 충전한 후, 이소시아네이트 및 폴리올에 의한 화학 반응(우레탄 반응)에 의해 유기 바인더로서의 우레탄 수지를 생성시켜, 또한 인접하는 우레탄 수지의 분자간에 있어서, 동 분자 중에 각각 생성되어 있는 우레탄기(-0-CO-NH-)끼리를 연결하도록 가교시킴으로써, 세라믹 슬러리를 경화시킨다. 우레탄 수지는 유기 바인더로서 기능한다. 이에 의해, 몰드 캐스트법에 의해 제1 세라믹 성형체(51)가 얻어진다.
또한, 세라믹 슬러리 전구체나 세라믹 슬러리를 제작할 때의 혼합 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 볼 밀, 자공전식 교반, 진동식 교반, 프로펠러식 교반, 스태틱 믹서 등을 예시할 수 있다. 제1 세라믹 성형체(51)의 크기는, 세라믹 히터(10)의 크기와 건조 수축이나 소성 수축 등을 고려하여 결정한다.
2. 배치 공정(도 6의 (b) 참조)
계속해서, 제1 세라믹 성형체(51)의 상면에 형성된 오목부에, 내주측 저항 발열체(22), 외주측 저항 발열체(26), 와이어 선(24, 24) 및 접속 단자(25, 25)를 배치한다. 구체적으로는, 제1 세라믹 성형체(51)의 내주측 존에 내주측 저항 발열체(22)를 배치하고, 외주측 존에 외주측 저항 발열체(26)를 배치한다. 도 6의 (b)의 프레임 내에, 접속 단자(25)를 상방에서 보았을 때의 모습을 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 외주측 저항 발열체(26)의 직선형 단부(26a)를 구상의 접속 단자(25)의 제2 구멍(252)에 삽입한다. 단부(26a)는 제2 구멍(252)에 유격을 두고 삽입되어도 되고, 유격이 없는 상태로 삽입되어도 된다. 또한, 와이어 선(24)의 일단을 단자(23)의 위치에 배치함과 함께 직선부(24a)를 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)에 유격을 두고 삽입한다. 이에 의해, 와이어 선(24)의 직선부(24a)는, 제1 구멍(251)으로 이동 가능하게 삽입된다. 이 때, 와이어 선(24)의 직선부(24a)는, 제1 구멍(251)을 관통시킨다. 이에 의해, 와이어 선(24)이 제1 구멍(251)으로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 마찬가지의 이유로, 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)도 제2 구멍(252)을 관통시키는 것이 바람직하다. 또한, 구상의 접속 단자(25)의 직경은, 예를 들어 3 내지 4㎜ 정도이다.
3. 제2 성형 공정(도 6의 (c) 참조)
계속해서, 제1 세라믹 성형체(51)의 상면에, 몰드 캐스트법에 의해 제2 세라믹 성형체(52)를 제작한다. 제2 세라믹 성형체(52)는, 최종적으로는 세라믹 플레이트(20)의 상층이 되는 부분이다. 제2 세라믹 성형체(52)를 성형하기 위한 성형틀(도시하지 않음)은, 제1 세라믹 성형체(51)의 상면의 상방에 제2 세라믹 성형체(52)와 동 형상의 공간을 형성하는 것이다. 이 공간에 세라믹 슬러리를 주입하고, 그 슬러리를 경화시킴으로써 제2 세라믹 성형체(52)를 제작한다. 구체적인 수순은 제1 성형 공정과 마찬가지이다. 이에 의해, 제1 및 제2 세라믹 성형체(51, 52)가 일체화된 세라믹 성형체(53)가 얻어진다. 이 세라믹 성형체(53)는, 제1 및 제2 세라믹 성형체(51, 52) 사이에 내주측 저항 발열체(22), 외주측 저항 발열체(26), 와이어 선(24, 24) 및 접속 단자(25, 25)를 끼워 넣은 것이다.
4. 건조ㆍ탈지ㆍ가소 공정(도 6의 (d) 참조)
(1) 건조
세라믹 성형체(53)에 포함되는 분산매를 증발시킨다. 사용하는 분산매 종에 의해 건조 온도나 건조 시간은 적절하게 설정하면 된다. 건조 온도로서는, 예를 들어 100 내지 200℃이다. 또한, 분위기는 대기, 불활성 분위기, 진공, 수소 분위기의 어느 것이어도 된다. 이 공정에서는, 세라믹 성형체(53)는 반경 방향으로 2 내지 3％ 정도, 건조 수축한다. 건조 수축시, 세라믹 성형체(53)의 외주에 가까울수록 수축 길이가 커진다. 세라믹 성형체(53)를 건조시킬 때, 와이어 선(24)이 세라믹 성형체(53)의 건조 수축에 추종할 수 없다고 해도, 와이어 선(24)은 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)에 유격을 두고 삽입되기 때문에 제1 구멍(251) 내를 이동할 수 있다. 그 때문에, 세라믹 성형체(53)에 큰 응력이 걸릴 일은 없다.
(2) 탈지
분산매를 증발시킨 후의 세라믹 성형체(53)에 포함되는 바인더, 분산제 및 촉매를 분해시킨다. 분해 온도로서는, 예를 들어 400 내지 600℃, 분위기는 대기, 불활성 분위기, 진공, 수소 분위기의 어느 것이어도 된다.
(3) 가소
탈지한 후의 세라믹 성형체(53)를 750 내지 1300℃에서 열처리(가소)를 행함으로써 가소체(54)(도 6의 (d) 참조)를 얻는다. 가소하는 것은, 강도를 높게 하여 핸들링하기 쉽게 하기 위해서이다. 분위기는 대기, 불활성 분위기, 진공, 수소 분위기의 어느 것이어도 된다. 또한, 건조 후, 탈지와 가소를 한번에 행해도 된다. 또한, 세라믹 성형체(53)는 탈지시나 가소시에 있어서도 수축하지만, 건조시의 수축률이 가장 높다.
5. 소성 공정(도 6의 (e) 참조)
가소체(54)를 핫 프레스 소성하여 세라믹 플레이트(20)를 얻는다. 소성 조건은 분말의 종류, 분말의 입자경 등에 의해 적절하게 설정하지만, 소성 온도는 1000 내지 2000℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 프레스 압력은 50 내지 400kgf/㎠의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 분위기는 대기, 불활성 분위기, 진공의 어느 것이어도 된다. 핫 프레스 소성시에는, 가소체(54)는 금형 내에서 상하 방향으로 압력이 가해지기 때문에 상하 방향으로는 수축되지만 수평 방향으로는 거의 수축되지 않는다. 핫 프레스 소성 후, 구상의 접속 단자(25)는 상하 방향으로부터 압궤된 형상이 된다.
6. 펀칭 공정 및 샤프트 접합 공정
세라믹 플레이트(20)의 이면에 단자용 구멍을 마련하고, 그 단자용 구멍에 단자(21, 21, 23, 23)를 장착한다. 또한, 세라믹 플레이트(20)에 가스 구멍(27)이나 리프트 핀 구멍(28)을 마련한다. 계속해서, 단자(21, 21, 23, 23)에 급전 막대(41, 41, 43, 43)를 장착한다. 그 후, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)에, 세라믹 플레이트(20)와 동축이 되도록 통형 샤프트(40)를 확산 접합하여 세라믹 히터(10)를 얻는다.
상술한 세라믹 성형체(53)에 있어서, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 접속 단자(25)를 사용하지 않고 직접 연결한 것을 제작하고, 그 건조 공정에서 크랙이 발생하는지 여부를 실험으로 조사한 바, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)의 연결부 근처에 크랙이 발생하였다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 단자(23)와 외주측 저항 발열체(26)의 단부를 웨이브형 와이어 선(124)으로 연결한 것을 제작하고, 세라믹 성형체의 건조 공정에서 크랙이 발생하는지 여부를 실험으로 조사하였다. 이 실험에서는, 웨이브형 와이어 선(124)이 세라믹 성형체(53)의 건조 수축에 추종하여 신축되는 것을 기대하였지만, 결과는 이에 반하여, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)의 연결부 근처에 크랙이 발생하였다.
이상 설명한 본 실시 형태의 세라믹 히터(10)에서는, 몰드 캐스트법으로 세라믹 플레이트(20)를 제작할 때, 와이어 선(24)이 세라믹 성형체(53)의 건조 수축에 추종할 수 없다고 해도, 와이어 선(24)은 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있기 때문에, 세라믹 성형체(53)에 큰 응력이 걸릴 일은 없다. 따라서, 세라믹 플레이트(20)의 파손이 억제된다.
또한, 세라믹 성형체(53)의 건조 수축 시에는, 와이어 선(24)이 제1 구멍(251)을 이동 가능함과 함께 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)도 제2 구멍(252)을 이동 가능하기 때문에, 세라믹 성형체에 걸리는 응력을 보다 경감화할 수 있다.
또한, 와이어 선(24)의 직선부(24a)는, 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)을 관통하고 있기 때문에, 와이어 선(24)이 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)으로부터 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 세라믹 플레이트(20)를 제작할 때 사용되는 접속 단자(25)는, 구상이며, 외면에 에지를 갖지 않는 형상이기 때문에, 접속 단자(25)의 외면을 기점으로 하여 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.
추가로 또한, 세라믹 플레이트(20)를 제작한 후의 접속 단자(25)는, 세라믹 플레이트(20)의 상하 방향으로부터 압궤된 형상으로 되어 있다. 그 때문에, 접속 단자(25)의 압궤된 제1 구멍(251)의 내면은 와이어 선(24)과 확실하게 접속하고, 접속 단자(25)의 압궤된 제2 구멍(252)의 내면은 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)와 확실하게 접속한다.
그리고 또한, 외주측 저항 발열체(26)는 단부(26a)를 제외하고 코일형이기 때문에, 발열량을 비교적 크게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 전혀 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 다양한 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 접속 단자(25)의 제1 구멍(251)과 제2 구멍(252)을 평행해지도록 마련하였지만, 도 8에 도시하는 접속 단자(65)와 같이, 제1 구멍(651)을 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향을 따르도록 마련하고, 제2 구멍(652)을 제1 구멍(651)과 입체 교차하도록 마련해도 된다. 도 8은 접속 단자(65)의 주변을 세라믹 플레이트의 상방에서 보았을 때의 설명도이다. 이와 같이 해도, 세라믹 성형체(53)의 건조 수축 시에는, 와이어 선(24)의 직선부(24a)가 제1 구멍(651)을 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향으로 이동 가능하기 때문에, 세라믹 성형체(53)에 큰 응력이 걸릴 일은 없다. 단, 도 8에서는, 세라믹 성형체(53)의 건조 수축시에는 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)는 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향으로 거의 이동할 수 없다. 그 때문에, 상술한 실시 형태와 같이 제1 구멍(251)과 제2 구멍(252)을 평행하게 마련하고, 세라믹 성형체(53)의 건조 수축시에는 외주측 저항 발열체(26)의 단부(26a)도 제2 구멍(252)을 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 실시 형태에서는, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 동일 평면 상에 마련하였지만, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 다른 면에 마련해도 된다. 도 9 및 도 10은, 접속 단자(75, 85)의 주변을 세라믹 플레이트의 측방에서 보았을 때의 설명도이다. 도 9의 접속 단자(75)는, 와이어 선(24)과 동일 평면에 마련되어 있다. 접속 단자(75)에는, 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향을 따르도록 제1 구멍(751)이 마련되고, 제1 구멍(751)과 입체 교차하도록 두께 방향으로 제2 구멍(752)이 마련되어 있다. 제1 구멍(751)에는, 와이어 선(24)의 직선부(24a)가 삽입되고, 제2 구멍(752)에는, 외주측 저항 발열체(26)의 두께 방향으로 연장되는 직선부(26a)가 삽입되어 있다. 도 10의 접속 단자(85)는, 와이어 선(24)과 동일 평면에 마련되어 있다. 접속 단자(85)에는, 세라믹 플레이트(20)의 반경 방향을 따르도록 제1 구멍(851)이 마련되고, 제1 구멍(851)과 평행하게 제2 구멍(852)이 마련되어 있다. 제1 구멍(851)에는, 와이어 선(24)의 직선부(24a)가 삽입되고, 제2 구멍(852)에는, 외주측 저항 발열체(26)의 직선부(26a)가 삽입되어 있다. 도 10의 직선부(26a)는, 외주측 저항 발열체(26)의 코일로부터 두께 방향으로 연장한 후 대략 직각으로 구부려서 반경 방향을 따르도록 한 부분이다. 도 9 및 도 10의 어느 경우에서도, 외주측 발열체(26)의 패턴을 신경쓰지 않고 와이어 선(24)을 배치할 수 있다. 또한, 세라믹 성형체(53)의 건조 수축시, 도 9에서는 와이어 선(24)의 직선부(24a)만 수축 방향으로 이동할 수 있는 것에 대해, 도 10에서는 와이어 선(24)의 직선부(24a)에 가하여 외주측 발열체(26)의 직선부(26a)도 수축 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 도 10의 쪽이 바람직하다.
여기서, 와이어 선(24)과 외주측 저항 발열체(26)를 다른 면에 마련한 세라믹 히터의 제조 공정의 일례를 도 11에 도시한다. 우선, 제1 세라믹 성형체(151)를 몰드 캐스트법에 의해 제작한다(도 11의 (a) 참조). 제1 세라믹 성형체(151)는, 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 26)를 배치하기 위한 깊은 홈(151a)과, 와이어 선(24)을 배치하기 위한 얕은 홈(151b)과, 얕은 홈(151b)의 외주측의 단부에 구상의 접속 단자를 배치하기 위한 반원 홈(151c)을 구비하고 있다. 다음에, 깊은 홈(151a)에 내주측 저항 발열체(22)(도 11에서는 생략) 및 외주측 저항 발열체(26)를 배치하고, 얕은 홈(151b)에 와이어 선(24)을 배치하고, 반원 홈(151c)에 접속 단자를 배치한다(도 11의 (b) 참조). 이 때, 접속 단자의 제1 구멍에 와이어 선(24)의 직선부를 유격을 두고 삽입하고, 제2 구멍에 외주측 저항 발열체(26)의 직선부를 삽입한다. 다음에, 제1 세라믹 성형체(151)의 상면에 몰드 캐스트법에 의해 원판형 제2 세라믹 성형체(152)를 제작하고, 양쪽 성형체(151, 152)를 포함하는 세라믹 성형체(153)를 건조시켜 건조체로 한다(도 11의 (c) 참조). 그 후, 건조체를 핫 프레스 소성하여 세라믹 히터를 얻는다.
상술한 실시 형태에서는, 내주측 저항 발열체(22)와 외주측 저항 발열체(26)를 동일 평면 상에 마련하였지만, 내주측 저항 발열체(22)와 외주측 저항 발열체(26)를 웨이퍼 적재면(20a)과 평행으로 높이가 다른 면에 마련해도 된다. 혹은, 내주측 존 Z1과 외주측 존 Z2 사이에 환상의 플레인 존(저항 발열체가 배선되지 않은 존)을 마련해도 된다. 그 경우, 웨이퍼 적재면(20a)과 평행으로 저항 발열체(22, 26)가 마련된 면과는 다른 면 중 환상의 플레인 존에 대응하는 영역에, 별도, 저항 발열체를 배선해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 외주측 존 Z2를 하나의 존으로서 설명하였지만, 2개 이상의 소존으로 분할해도 된다. 그 경우, 코일형의 저항 발열체를 존마다 독립적으로 배선한다. 또한, 각 저항 발열체의 단부는, 도 4 및 도 5와 같이, 세라믹 플레이트 중앙부의 단자에 와이어 선 및 접속 단자를 개재하여 접속한다. 소존은, 세라믹 플레이트(20)와 동심원의 경계선에서 외주측 존 Z2를 분할함으로써 환 상으로 형성해도 되고, 세라믹 플레이트(20)의 중심으로부터 방사형으로 연장되는 선분에서 외주측 존 Z2를 분할함으로써 부채형(원뿔대의 측면을 전개한 형상)으로 형성해도 된다.
상술한 실시 형태에 있어서, 세라믹 플레이트(20)에 정전 전극을 내장해도 된다. 그 경우, 웨이퍼 적재면(20a)에 웨이퍼 W를 적재한 후 정전 전극에 전압을 인가함으로써 웨이퍼 W를 웨이퍼 적재면(20a)에 정전 흡착할 수 있다. 혹은, 세라믹 플레이트(20)에 RF 전극을 내장해도 된다. 그 경우, 웨이퍼 적재면(20a)의 상방에 공간을 두고 도시하지 않은 샤워 헤드를 배치하고, 샤워 헤드와 RF 전극을 포함하는 평행 평판 전극간에 고주파 전력을 공급한다. 이와 같이 함에 따라 플라스마를 발생시켜, 그 플라스마를 이용하여 웨이퍼 W에 CVD 성막을 실시하거나 에칭을 실시하거나 할 수 있다. 또한, 정전 전극을 RF 전극과 겸용해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 세라믹 플레이트(20)를 제작할 때 사용되는 접속 단자(25)로서, 구상인 것을 사용하였지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 타원 구상인 것을 사용해도 되고, 에지를 R면취한 직육면체 형상 또는 입방체 형상인 것을 사용해도 된다.
본 출원은, 2019년 2월 19일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-027685호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 모두가 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 예를 들어 웨이퍼를 가열하기 위해 사용된다.
10: 세라믹 히터
20: 세라믹 플레이트
20a: 웨이퍼 적재면
20b: 이면
20c: 가상 경계
21: 단자
22: 내주측 저항 발열체
23: 단자
24: 와이어 선
24a: 직선부
25: 접속 단자
251: 제1 구멍
252: 제2 구멍
26: 외주측 저항 발열체
26a: 직선부
27: 가스 구멍
28: 리프트 핀 구멍
31: 제1 전원
33: 제2 전원
40: 통형 샤프트
41, 43: 급전 막대
51, 151: 제1 세라믹 성형체
151a: 깊은 홈
151b: 얕은 홈
151c: 반원 홈
52, 152: 제2 세라믹 성형체
53, 153: 세라믹 성형체
54: 가소체
65, 75, 85: 접속 단자
651, 751, 851: 제1 구멍
652, 752, 852: 제2 구멍
124: 와이어 선
Z1: 내주측 존
Z2: 외주측 존
20: 세라믹 플레이트
20a: 웨이퍼 적재면
20b: 이면
20c: 가상 경계
21: 단자
22: 내주측 저항 발열체
23: 단자
24: 와이어 선
24a: 직선부
25: 접속 단자
251: 제1 구멍
252: 제2 구멍
26: 외주측 저항 발열체
26a: 직선부
27: 가스 구멍
28: 리프트 핀 구멍
31: 제1 전원
33: 제2 전원
40: 통형 샤프트
41, 43: 급전 막대
51, 151: 제1 세라믹 성형체
151a: 깊은 홈
151b: 얕은 홈
151c: 반원 홈
52, 152: 제2 세라믹 성형체
53, 153: 세라믹 성형체
54: 가소체
65, 75, 85: 접속 단자
651, 751, 851: 제1 구멍
652, 752, 852: 제2 구멍
124: 와이어 선
Z1: 내주측 존
Z2: 외주측 존
Claims (8)
- 웨이퍼 적재면을 갖고, 환상의 외주측 존을 구비한 원반형 세라믹 플레이트와,
상기 외주측 존에 마련된 외주측 저항 발열체와,
상기 세라믹 플레이트의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자의 각각으로부터 상기 외주측 존을 향하여 연장 돌출하여, 상기 외주측 존에 가까운 부분은 직선부가 되어 있는 와이어 선과,
상기 와이어 선의 상기 직선부가 삽입된 제1 구멍과 상기 외주측 저항 발열체의 단부가 삽입된 제2 구멍을 갖고, 상기 와이어 선과 상기 외주측 저항 발열체를 접속하는 도전성의 접속 단자를, 구비한 세라믹 히터. - 제1항에 있어서, 상기 제1 구멍과 상기 제2 구멍은, 평행하게 마련되어 있는, 세라믹 히터.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외주측 저항 발열체와 상기 와이어 선은, 다른 면에 마련되고,
상기 접속 단자는, 상기 와이어 선이 마련된 면에 있는, 세라믹 히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어 선의 상기 직선부는, 상기 제1 구멍을 관통하고 있는, 세라믹 히터.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 단자는, 외면에 에지를 갖지 않는 형상인, 세라믹 히터.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 상하 방향으로부터 압궤된 형상으로 되어 있는, 세라믹 히터.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주측 저항 발열체는, 코일형인, 세라믹 히터.
- (a) 몰드 캐스트법에 의해 원반형 제1 세라믹 성형체를 제작하는 공정과,
(b) 상기 제1 세라믹 성형체의 소정면의 외주측 존에 외주측 저항 발열체를 배치하고, 상기 제1 세라믹 성형체의 중앙부에 마련된 1쌍의 단자 위치의 각각으로부터 상기 외주측 존을 향하여 연장 돌출하고 상기 외주측 존에 가까운 부분은 직선부가 되어 있는 와이어 선을 배치하고, 제1 구멍 및 제2 구멍을 갖는 도전성의 접속 단자의 상기 제1 구멍에 상기 와이어 선의 상기 직선부를 유격을 두고 삽입하고, 상기 제2 구멍에 상기 외주측 저항 발열체의 단부를 삽입하는 공정과,
(c) 상기 제1 세라믹 성형체의 상기 소정면에 몰드 캐스트법에 의해 원반형 제2 세라믹 성형체를 제작하는 공정과,
(d) 상기 제1 및 제2 세라믹 성형체를 포함하는 세라믹 성형체를 건조시켜 건조체로 하는 공정과,
(e) 건조체를 핫 프레스 소성하는 공정을, 포함하는 세라믹 히터의 제법.
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