KR20210098861A - 세라믹 히터 - Google Patents

세라믹 히터 Download PDF

Info

Publication number
KR20210098861A
KR20210098861A KR1020210011328A KR20210011328A KR20210098861A KR 20210098861 A KR20210098861 A KR 20210098861A KR 1020210011328 A KR1020210011328 A KR 1020210011328A KR 20210011328 A KR20210011328 A KR 20210011328A KR 20210098861 A KR20210098861 A KR 20210098861A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resistance heating
ceramic plate
heating element
terminal
shaft
Prior art date
Application number
KR1020210011328A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102626206B1 (ko
Inventor
노보루 가지하라
슈이치로 모토야마
Original Assignee
엔지케이 인슐레이터 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔지케이 인슐레이터 엘티디 filed Critical 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Publication of KR20210098861A publication Critical patent/KR20210098861A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102626206B1 publication Critical patent/KR102626206B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H05B3/143Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283Heating 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265Heating 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

세라믹 히터(10)는, 표면에 웨이퍼 적재면(20a)을 갖는 세라믹 플레이트(20)와, 세라믹 플레이트(20)에 매설된 저항 발열체(22, 24)와, 세라믹 플레이트(20)를 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)으로부터 지지하는 통형 샤프트(40)와, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b) 중 통형 샤프트(40)에 둘러싸인 샤프트 내 영역(20d)에 형성된 오목부(21)와, 오목부(21)의 측면(21a)에 마련되고, 저항 발열체(22, 24)에 전력을 공급하는 단자(23a, 23b, 25a, 25b)를 구비한다.

Description

세라믹 히터{CERAMIC HEATER}
본 발명은 세라믹 히터에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 있어서는, 웨이퍼를 가열하기 위한 세라믹 히터가 채용되고 있다. 이러한 세라믹 히터로서는, 소위 2존 히터가 알려져 있다.
이것은, 세라믹 플레이트 중에, 고융점 금속을 포함하는 내주측 저항 발열체와 외주측 저항 발열체를 매설하고, 각 저항 발열체에 각각 독립적으로 전력을 공급함으로써, 각 저항 발열체로부터의 발열을 독립적으로 제어하는 것이다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 각 저항 발열체에 전력을 공급하기 위한 단자는, 세라믹 플레이트의 이면 중 샤프트에 둘러싸인 영역에 배치된다.
일본 특허 공개 제2007-88484호 공보
그러나, 존 수가 증가되면, 존마다 마련되는 저항 발열체의 수도 증가하기 때문에, 세라믹 플레이트의 이면 중 샤프트에 둘러싸인 영역에 각 저항 발열체의 단자를 배치하기가 곤란해진다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 세라믹 플레이트의 이면 중 통형 샤프트로 둘러싸인 영역을 유효하게 이용할 수 있도록 하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 세라믹 히터는,
표면에 웨이퍼 적재면을 갖는 세라믹 플레이트와,
상기 세라믹 플레이트에 매설된 저항 발열체와,
상기 세라믹 플레이트를 상기 세라믹 플레이트의 이면으로부터 지지하는 통형 샤프트와,
상기 세라믹 플레이트의 상기 이면 중 상기 통형 샤프트에 둘러싸인 샤프트 내 영역에 형성된 오목부와,
상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되어, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 단자
를 구비한 것이다.
이 세라믹 히터에서는, 세라믹 플레이트의 이면 중 통형 샤프트에 둘러싸인 샤프트 내 영역에 오목부가 마련되어 있다. 저항 발열체에 전력을 공급하기 위한 단자는, 오목부의 측면에 노출되도록 마련되어 있다. 이와 같은 단자는, 종래, 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역에 노출되도록 마련되어 있었지만, 본 발명에서는 오목부의 측면에 노출되도록 마련되어 있다. 그 때문에, 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역을 유효하게 이용할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 오목부는, 상기 샤프트 내 영역과 일치하는 크기로 해도 된다. 이렇게 하면, 오목부의 저면을 넓게 할 수 있기 때문에, 오목부의 저면을 유효하게 이용할 수 있다. 여기서, 「샤프트 내 영역과 일치하는 크기의 오목부」란, 오목부의 외측 에지가 샤프트 내 영역의 외측 에지와 완전히 일치하는 경우 외에, 오목부의 외측 에지와 샤프트 내 영역의 외측 에지의 차가 미소한 경우도 포함된다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 저항 발열체는, 상기 웨이퍼 적재면을 복수로 분할한 존마다 마련되고, 각 존에 마련된 상기 저항 발열체 중 일부의 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되고, 나머지 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 이면의 상기 샤프트 내 영역에 마련되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 존마다 마련된 저항 발열체의 단자는, 오목부의 측면과 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역에 분산하여 배치된다. 그 때문에, 모든 저항 발열체의 단자를 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역에 배치하는 경우에 비하여, 그 샤프트 내 영역을 그 밖의 부재의 배치 등에 유효하게 이용할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 저항 발열체는, 상기 웨이퍼 적재면의 내주측 존에 마련된 내주측 저항 발열체와, 상기 웨이퍼 적재면의 외주측 존에 마련된 외주측 저항 발열체를 포함하고, 상기 외주측 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되고, 상기 내주측 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 이면의 상기 샤프트 내 영역에 노출되도록 마련되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 내주측 저항 발열체와 그 단자의 거리가 짧아지기 때문에, 그들을 직접 또는 짧은 배선으로 연결할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 오목부의 측면은, 상기 통형 샤프트의 단부로부터 시인 가능한 위치에 있도록 해도 된다. 이렇게 하면, 단자를 오목부의 측면에 천공 가공에 의해 노출시키는 경우에는, 작업자는 통형 샤프트의 단부로부터 오목부의 측면을 보면서 비교적 용이하게 그 천공 가공을 행할 수 있다.
본 발명의 세라믹 히터는, 상기 단자에 접속되고, 상기 통형 샤프트의 내부 공간에 배치된 급전 부재를 구비하고 있어도 된다. 이렇게 하면, 급전 부재를 이용하여 저항 발열체에 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 측면에 노출되어 있는 단자에 접속된 급전 부재는, 통형 샤프트의 내벽을 따르는 형상으로 되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 통형 샤프트의 내부 공간을 다른 목적으로 유효하게 이용할 수 있다.
도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도(종단면도).
도 3은 세라믹 히터(10)의 변형예의 종단면도.
본 발명의 적합한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 세라믹 히터(10)의 사시도, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
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 반대측면(이면)(20b)에 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 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 300mm 정도이다. 세라믹 플레이트(20)는, 세라믹 플레이트(20)와 동심원형 가상 경계(20c)(도 1 참조)에 의해 소원형 내주측 존 Z1과 원환형 외주측 존 Z2로 나누어져 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)의 내주측 존 Z1에는 내주측 저항 발열체(22)가 매설되고, 외주측 존 Z2에는 외주측 저항 발열체(24)가 매설되어 있다. 양쪽 저항 발열체(22, 24)는, 예를 들어 몰리브덴, 텅스텐 또는 그것들의 탄화물을 주성분으로 하는 코일로 구성되어 있다.
통형 샤프트(40)는, 세라믹 플레이트(20)를 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)으로부터 지지하는 것이며, 세라믹 플레이트(20)와 동일하게 질화알루미늄, 알루미나 등의 세라믹스로 형성되어 있다. 통형 샤프트(40)는, 상단의 플랜지부(40a)가 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)에 접합되어 있다. 통형 샤프트(40)의 하단으로부터 볼 때, 통형 샤프트(40)은 세라믹 플레이트(20)와 동심원형으로 되어 있다. 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b) 중 통형 샤프트(40)의 내측 영역(샤프트 내 영역(20d))에는, 오목부(21)가 마련되어 있다. 오목부(21)는, 샤프트 내 영역(20d)과 대략 일치하는 크기의 원형 홈이다. 본 실시 형태에서는, 오목부(21)의 내경과 통형 샤프트(40)의 내경은 동일하거나 또는 양자의 차가 미소하다. 그 때문에, 오목부(21)의 저면(21b)은, 샤프트 내 영역(20d)과 대략 일치한다. 오목부(21)의 측면(21a)은, 통형 샤프트(40)의 하단으로부터 시인 가능한 위치에 있다.
내주측 저항 발열체(22)는, 시점(22a)로부터 시작이 되어, 끊김 없이 한번에 이어지는 형태로 복수의 폴딩부에서 폴딩되면서 내주측 존 Z1의 거의 전역에 배선된 후, 종점(22b)에 이르도록 형성되어 있다. 시점(22a) 및 종점(22b)은, 내주측 존 Z1에 마련되어 있다. 시점(22a) 및 종점(22b)은, 내주측 저항 발열체(22)와 동일한 재료를 포함하는 태블릿형의 시점 단자(23a) 및 종점 단자(23b)에 직접 접속되어 있다. 시점 단자(23a) 및 종점 단자(23b)는, 세라믹 플레이트(20)에 매설되고, 오목부(21)의 저면(21b)에 노출되도록 마련되어 있다. 시점 단자(23a) 및 종점 단자(23b)에는, 각각 금속제(예를 들어 Ni제)로 직선형의 급전 부재(42a, 42b)의 상단이 접합되어 있다. 시점 단자(23a) 및 종점 단자(23b)는, 급전 부재(42a, 42b)가 접합되기 전에는 오목부(21)의 저면(21b)에 노출되어 있지만, 급전 부재(42a, 42b)가 접합된 후에는 급전 부재(42a, 42b)나 접합층에 의해 덮여 있기 때문에 오목부(21)의 저면(21b)에는 노출되어 있지 않다.
외주측 저항 발열체(24)는, 시점(24a)으로부터 시작이 되어, 끊김 없이 한번에 이어지는 형태로 복수의 폴딩부에서 폴딩되면서 외주측 존 Z2의 거의 전역에 배선된 뒤 종점(24b)에 이르도록 형성되어 있다. 시점(24a) 및 종점(24b)은, 외주측 존 Z2에 마련되어 있다. 시점(24a) 및 종점(24b)은, 외주측 저항 발열체(24)와 동일한 재료를 포함하는 태블릿형 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)에 점프선(26a, 26b)을 통하여 접속되어 있다. 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)는, 세라믹 플레이트(20) 중 오목부(21)의 측면(21a)에 가까운 위치에 매설되고, 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되도록 마련되어 있다. 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)에는, 각각 금속제(예를 들어 Ni제)로 L자형 급전 부재(44a, 44b)가 접합되어 있다. 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)는, 급전 부재(44a, 44b)가 접합되기 전에는 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되어 있지만, 급전 부재(44a, 44b)가 접합된 후에는 급전 부재(44a, 44b)나 접합층에 의해 덮여 있기 때문에 오목부(21)의 측면(21a)에는 노출되어 있지 않다.
통형 샤프트(40)의 내부에는, 내주측 저항 발열체(22)의 시점 단자(23a) 및 종점 단자(23b)의 각각에 접속되는 급전 부재(42a, 42b)와 외주측 저항 발열체(24)의 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)의 각각에 접속되는 급전 부재(44a, 44b)가 배치되어 있다. 통형 샤프트(40)의 내부에는, 세라믹 플레이트(20)의 내주측 존 Z1의 온도를 측정하기 위한 도시하지 않은 내주측 열전대나 세라믹 플레이트(20)의 외주측 존 Z2의 온도를 측정하기 위한 도시하지 않은 외주측 열전대도 배치되어 있다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 제조예에 대해 설명한다. 우선, 내주측 저항 발열체(22) 및 그 단자(23a, 23b), 외주측 저항 발열체(24) 및 그 단자(25a, 25b), 그리고 점프선(26a, 26b)을 매설한 원반형 세라믹 플레이트(표리면이 편평한 것)을 제작한다. 다음에, 그 세라믹 플레이트의 이면 중 샤프트 내 영역(20d)으로 되는 개소에 오목부(21)를 마련한다. 오목부(21)는, 예를 들어 연삭 가공, 절삭 가공, 블라스트 가공 등에 의해 마련할 수 있다. 이 때, 시점 단자(23a)와 종점 단자(23b)는 오목부(21)의 저면(21b)에 대향하고 있기는 하지만, 세라믹 플레이트에 매설된 채로 노출되어 있지 않다. 또한, 시점 단자(25a)와 종점 단자(25b)는 오목부(21)의 측면(21a)에 대향하고 있기는 하지만, 세라믹 플레이트에 매설된 채로 노출되어 있지 않다. 다음에, 얻어진 세라믹 플레이트의 이면에 통형 샤프트(40)의 플랜지부(40a)를 접합한다. 접합으로서는, 예를 들어 확산 접합을 들 수 있다. 이 때, 단자(23a, 23b, 25a, 25b)는 노출되어 있지 않기 때문에, 확산 접합 시의 분위기에 의해 화학 변화(예를 들어 산화)되는 일이 없다. 다음에, 오목부(21)의 저면(21b) 중 시점 단자(23a)에 대향하는 위치와 종점 단자(23b)에 대향하는 위치에 통상의 드릴을 사용하여 구멍을 뚫어, 양쪽 단자(23a, 23b)를 저면(21b)에 노출시킨다. 또한, 오목부(21)의 측면(21a) 중 시점 단자(25a)에 대향하는 위치와 종점 단자(25b)에 대향하는 위치에 L형 드릴을 사용하여 구멍을 뚫어, 양쪽 단자(25a, 25b)를 측면(21a)에 노출시킨다. 그 후, 각 단자(23a, 23b, 25a, 25b)에 각 급전 부재(42a, 42b, 44a, 44b)를 용착 접합하여, 세라믹 히터(10)를 얻는다.
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 온도가 되도록 내주측 저항 발열체(22)에 공급하는 전력을 조정함과 함께, 도시하지 않은 외주측 열전대에 의해 검출된 외주측 존 Z2의 온도가 미리 정해진 외주측 목표 온도가 되도록 외주측 저항 발열체(24)에 공급하는 전력을 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.
이상 설명한 본 실시 형태의 세라믹 히터(10)에서는, 외주측 저항 발열체(24)에 전력을 공급하기 위한 시점 단자(25a) 및 종점 단자(25b)는, 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되도록 마련되어 있다. 이와 같은 단자(25a, 25b)는, 종래, 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역에 노출되도록 마련되어 있었지만, 본 실시 형태에서는 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되도록 마련되어 있다. 그 때문에, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)의 샤프트 내 영역(20d)을 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 오목부(21)는 샤프트 내 영역(20d)과 대략 일치하는 크기이기 때문에, 오목부(21)의 저면(21b)을 넓게 할 수 있어, 오목부(21)의 저면(21b)을 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 내주측 존 Z1에 마련된 내주측 저항 발열체(22)의 단자(23a, 23b)와 외주측 존 Z2에 마련된 외주측 저항 발열체(24)의 단자(25a, 25b)는, 오목부(21)의 측면(21a)과 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)의 샤프트 내 영역(20d)(오목부(21)의 저면(21b))으로 분산하여 배치되어 있다. 그 때문에, 모든 단자(23a, 23b, 25a, 25b)를 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)의 샤프트 내 영역(20d)에 배치하는 경우에 비하여, 샤프트 내 영역(20d)을 그 외의 다른 부재의 배치 등에 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 외주측 존 Z2에 마련된 외주측 저항 발열체(24)의 단자(25a, 25b)는, 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되도록 마련되고, 내주측 존 Z1에 마련된 내주측 저항 발열체(22)의 단자(23a, 23b)는, 세라믹 플레이트(20)의 이면(20b)의 샤프트 내 영역(20d)(오목부(21)의 저면(21b))에 노출되도록 마련되어 있다. 그 때문에, 내주측 저항 발열체(22)의 시점(22a)과 시점 단자(23a) 사이의 거리 및 종점(22b)과 종점 단자(23b) 사이의 거리가 짧아져, 그들을 직접 또는 짧은 배선으로 연결할 수 있다.
그리고, 오목부(21)의 측면(21a)은, 통형 샤프트(40)의 하단으로부터 시인 가능한 위치에 있기 때문에, 세라믹 플레이트(20)에 매설된 단자(25a, 25b)를 오목부(21)의 측면(21a)에 천공 가공에 의해 노출시키는 경우에는, 작업자는 통형 샤프트(40)의 하단으로부터 오목부(21)의 측면(21a)을 보면서 비교적 용이하게 그 천공 가공을 행할 수 있다.
그리고 또한, 세라믹 히터(10)는 급전 부재(42a, 42b, 44a, 44b)를 구비하고 있기 때문에, 그 급전 부재(42a, 42b, 44a, 44b)를 이용하여 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 24)에 개별적으로 전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 전혀 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 다양한 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되어 있는 단자(25a, 25b)에 접속된 급전 부재(44a, 44b)는, 통형 샤프트(40)의 내벽을 따르는 형상으로 해도 된다. 도 3에서는, 상술한 실시 형태와 동일 구성 요소에 대해서는 동일한 번호를 붙였다. 이렇게 하면, 도 2에 비하여 통형 샤프트(40)의 내부 공간이 넓어지기 때문에, 그 내부 공간을 다른 목적으로 유효하게 이용할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 내주측 저항 발열체(22)의 단자(23a, 23b)를 세라믹 플레이트(20)의 이면 샤프트 내 영역(20d)에 노출되도록 마련하였지만, 내주측 저항 발열체(22)의 단자(23a, 23b)도 오목부(21)의 측면(21a)에 노출되도록 마련해도 된다.
상술한 실시 형태에 있어서, 세라믹 플레이트(20)는, 원판의 이면에 원환판을 접합하여 제작해도 된다. 구체적으로는, 세라믹 플레이트(20)를 오목부(21)의 저면(21b)을 포함하는 수평면으로 상하로 분할하고, 상측을 원판, 하측을 원환판으로 해도 된다. 원환판의 중앙 구멍이 오목부(21)가 된다. 원판은, 내주측 및 외주측 저항 발열체(22, 24)와 점프선(26a, 26b) 중 상하 방향으로 연장되는 부분을 내장하고 있다. 점프선(26a, 26b) 중 상하 방향으로 연장되는 부분의 하단은, 원판의 이면에 노출시킨다. 원판의 이면에 원환판을 접합할 때, 원판과 원환판 사이에 점프선(26a, 26b) 중 수평 방향으로 연장되는 부분을 끼워 넣어서 접합해도 된다. 점프선(26a, 26b) 중 수평 방향으로 연장되는 부분의 일단은 상하 방향으로 연장되는 부분의 하단과 접속시키고, 수평 방향으로 연장되는 부분의 타단은 오목부(21)에 노출시킨다. 이 경우, 원환판 중 원판의 이면과 대향하는 면에, 원환판의 중앙 구멍의 측면으로부터 외주를 향하는 긴 홈을 마련한 후에 접합해도 된다. 이 긴 홈은, 열전대를 삽입 관통시키는 데 사용할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 양쪽 저항 발열체(22, 24)를 코일 형상으로 하였지만, 특별히 코일 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 인쇄 패턴이어도 되고, 리본 형상이나 메쉬 형상 등이어도 된다.
상술한 실시 형태에 있어서, 세라믹 플레이트(20)에 양쪽 저항 발열체(22, 24) 이외에도 정전 전극이나 RF 전극을 내장해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 소위 2존 히터를 예시하였지만, 특별히 2존 히터에 한정되지 않는다. 예를 들어, 내주측 존 Z1을 복수의 내주측 소존으로 나누어 내주측 소존마다 저항 발열체를 끊김 없이 한번에 이어지는 형태로 배선해도 된다. 또한, 외주측 존 Z2를 복수의 외주측 소존으로 나누어 외주측 소존마다 저항 발열체를 끊김 없이 한번에 이어지는 형태로 배선해도 된다. 그 경우, 일부의 저항 발열체의 단자를 오목부의 측면에 노출되도록 마련하도록 하고, 나머지 저항 발열체의 단자를 세라믹 플레이트의 이면 샤프트 내 영역에 마련하도록 해도 된다. 혹은, 모든 저항 발열체의 단자를, 오목부의 측면에 노출되도록 마련하도록 해도 된다.
본 출원은, 2020년 2월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제2020-016115호를 우선권 주장의 기초로 하고 있으며, 인용에 의해 그 내용 모두가 본 명세서에 포함된다.

Claims (7)

  1. 표면에 웨이퍼 적재면을 갖는 세라믹 플레이트와,
    상기 세라믹 플레이트에 매설된 저항 발열체와,
    상기 세라믹 플레이트를 상기 세라믹 플레이트의 이면으로부터 지지하는 통형 샤프트와,
    상기 세라믹 플레이트의 상기 이면 중 상기 통형 샤프트에 둘러싸인 샤프트 내 영역에 형성된 오목부와,
    상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되어, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 단자를 구비한, 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 샤프트 내 영역과 일치하는 크기인, 세라믹 히터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저항 발열체는, 상기 웨이퍼 적재면을 복수로 분할한 존마다 마련되고, 각 존에 마련된 상기 저항 발열체 중 일부의 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되고, 나머지 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 이면의 상기 샤프트 내 영역에 마련되어 있는, 세라믹 히터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저항 발열체는, 상기 웨이퍼 적재면의 내주측 존에 마련된 내주측 저항 발열체와, 상기 웨이퍼 적재면의 외주측 존에 마련된 외주측 저항 발열체를 포함하고,
    상기 외주측 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 오목부의 측면에 노출되도록 마련되고, 상기 내주측 저항 발열체의 상기 단자는, 상기 세라믹 플레이트의 이면의 상기 샤프트 내 영역에 노출되도록 마련되어 있는, 세라믹 히터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부의 측면은, 상기 통형 샤프트의 단부로부터 시인 가능한 위치에 있는, 세라믹 히터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 세라믹 히터이며,
    상기 단자에 접속되고, 상기 통형 샤프트의 내부 공간에 배치된 급전 부재를 구비한, 세라믹 히터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 측면에 노출되어 있는 상기 단자에 접속된 상기 급전 부재는, 상기 통형 샤프트의 내벽을 따르는 형상으로 되어 있는, 세라믹 히터.
KR1020210011328A 2020-02-03 2021-01-27 세라믹 히터 KR102626206B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020016115A JP7248607B2 (ja) 2020-02-03 2020-02-03 セラミックヒータ
JPJP-P-2020-016115 2020-02-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210098861A true KR20210098861A (ko) 2021-08-11
KR102626206B1 KR102626206B1 (ko) 2024-01-18

Family

ID=77025322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210011328A KR102626206B1 (ko) 2020-02-03 2021-01-27 세라믹 히터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11963269B2 (ko)
JP (1) JP7248607B2 (ko)
KR (1) KR102626206B1 (ko)
CN (1) CN113207199B (ko)
TW (1) TWI770737B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117248196A (zh) * 2022-12-28 2023-12-19 无锡至辰科技有限公司 一种高均匀性晶圆加热器及其加工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6345814A (ja) * 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd 分子線エピタキシ装置の基板加熱装置
KR20040030803A (ko) * 2001-07-19 2004-04-09 이비덴 가부시키가이샤 세라믹 접합체 및 그 접합방법, 세라믹 구조체
JP2006179897A (ja) * 2001-09-11 2006-07-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 被処理物保持体、半導体製造装置用サセプタおよび処理装置
JP2007088484A (ja) 2006-10-11 2007-04-05 Ngk Insulators Ltd 加熱装置
JP2009043589A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Sei Hybrid Kk 半導体又はフラットパネルディスプレイ製造・検査装置用のヒータユニット及びそれを備えた装置
JP2012160368A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Nihon Ceratec Co Ltd セラミックスヒータ及びその製造方法
KR102052811B1 (ko) * 2016-03-07 2019-12-05 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 기판지지장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6035101A (en) * 1997-02-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods
JP3434721B2 (ja) * 1998-11-30 2003-08-11 東芝セラミックス株式会社 封止端子
JP3870824B2 (ja) 2001-09-11 2007-01-24 住友電気工業株式会社 被処理物保持体、半導体製造装置用サセプタおよび処理装置
JP4157541B2 (ja) * 2005-04-25 2008-10-01 京セラ株式会社 試料加熱装置および処理装置ならびにそれを用いた試料の処理方法
JP4756695B2 (ja) * 2006-02-20 2011-08-24 コバレントマテリアル株式会社 面状ヒータ
JP4889385B2 (ja) * 2006-07-07 2012-03-07 日本発條株式会社 ヒータユニットおよびシャフト
JP2011165891A (ja) 2010-02-09 2011-08-25 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
CN106856184A (zh) 2015-12-08 2017-06-16 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 加热基座以及半导体加工设备
JP6618409B2 (ja) * 2016-03-31 2019-12-11 日本特殊陶業株式会社 基板保持装置及びその製造方法
JP6999362B2 (ja) * 2017-10-27 2022-01-18 京セラ株式会社 ヒータ及びヒータシステム
JP6935920B2 (ja) * 2018-01-18 2021-09-15 助川電気工業株式会社 基板ヒータ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6345814A (ja) * 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd 分子線エピタキシ装置の基板加熱装置
KR20040030803A (ko) * 2001-07-19 2004-04-09 이비덴 가부시키가이샤 세라믹 접합체 및 그 접합방법, 세라믹 구조체
JP2006179897A (ja) * 2001-09-11 2006-07-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 被処理物保持体、半導体製造装置用サセプタおよび処理装置
JP2007088484A (ja) 2006-10-11 2007-04-05 Ngk Insulators Ltd 加熱装置
JP2009043589A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Sei Hybrid Kk 半導体又はフラットパネルディスプレイ製造・検査装置用のヒータユニット及びそれを備えた装置
JP2012160368A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Nihon Ceratec Co Ltd セラミックスヒータ及びその製造方法
KR102052811B1 (ko) * 2016-03-07 2019-12-05 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 기판지지장치

Also Published As

Publication number Publication date
TWI770737B (zh) 2022-07-11
JP2021125309A (ja) 2021-08-30
KR102626206B1 (ko) 2024-01-18
US11963269B2 (en) 2024-04-16
US20210243846A1 (en) 2021-08-05
JP7248607B2 (ja) 2023-03-29
CN113207199B (zh) 2024-05-10
TW202133679A (zh) 2021-09-01
CN113207199A (zh) 2021-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102368339B1 (ko) 웨이퍼 지지대
US7173219B2 (en) Ceramic heaters
CN113170539B (zh) 陶瓷加热器
KR20200120720A (ko) 멀티 존 히터
US20200340102A1 (en) Wafer holder
JP6743325B1 (ja) セラミックヒータ
KR20210098861A (ko) 세라믹 히터
WO2020153086A1 (ja) セラミックヒータ
KR20210055090A (ko) 세라믹 히터
KR20210129587A (ko) 세라믹 히터 및 그 제법
KR20220019030A (ko) 반도체 제조 장치용 부재
KR102581101B1 (ko) 세라믹 히터 및 그 제법
KR20210098857A (ko) 세라믹 히터 및 그의 제법
JP7257211B2 (ja) セラミックヒータ
KR20210066918A (ko) 세라믹 히터
JP6775099B1 (ja) セラミックヒータ
KR20190010125A (ko) 정전척의 에지 링
JP6789081B2 (ja) 保持装置
JP2020004928A (ja) 静電チャック
KR20210098859A (ko) 세라믹 히터

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right