KR20210153679A - 샤프트 부착 세라믹 히터 - Google Patents

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Abstract

샤프트 부착 세라믹 히터는, 저항 발열체가 매설되는 세라믹 플레이트와, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에 접합되는 중공의 세라믹 샤프트와, 세라믹 샤프트의 내주면을 따르도록 축방향을 따라 마련되는 도전막과, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 저항 발열체의 단자에 도달하도록 마련되고, 저면에 상기 단자의 하면이 노출됨과 더불어 측면에 도전막의 표면이 노출되는 오목부와, 오목부에 충전되고, 단자의 하면과 도전막의 표면을 전기적으로 접속하는 접속 부재를 구비한다.

Description

샤프트 부착 세라믹 히터
본 발명은, 샤프트 부착 세라믹 히터에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼의 반송, 노광, CVD 등의 성막 프로세스나, 세정, 에칭, 다이싱 등의 미세 가공에서는, 웨이퍼를 유지하는 샤프트 부착 세라믹 히터가 사용된다. 이러한 샤프트 부착 세라믹 히터로서, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 저항 발열체가 매설된 세라믹 플레이트와, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에 접합된 중공의 세라믹 샤프트와, 세라믹 샤프트의 내주 벽면을 상하 방향으로 연장하도록 형성된 도전막과, 저항 발열체와 도전막을 전기적으로 접속하는 와이어를 구비한 것이 개시되어 있다(도 5 참조).
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2017-162878호 공보
그러나, 저항 발열체와 도전막은 와이어에 의해 접속되어 있기 때문에, 저항 발열체와 도전막의 전기적 접속의 신뢰성이 낮았다. 구체적으로는, 제조시나 사용시에 있어서, 저항 발열체와 도전막을 연결하는 와이어가 빠질 우려가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 저항 발열체와 도전막의 전기적 접속의 신뢰성을 높게 하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명의 샤프트 부착 세라믹 히터는,
저항 발열체가 매설되는 세라믹 플레이트와,
상기 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에 접합되는 중공의 세라믹 샤프트와,
상기 세라믹 샤프트의 내주면을 따르도록 축방향을 따라 마련되는 도전막과,
상기 세라믹 플레이트의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 상기 저항 발열체의 단자에 도달하도록 마련되고, 저면에 상기 단자의 하면이 노출됨과 더불어 측면에 상기 도전막의 표면이 노출되는 오목부와,
상기 오목부에 충전되고, 상기 단자의 하면과 상기 도전막의 표면을 전기적으로 접속하는 접속 부재
를 구비하는 것이다.
이 샤프트 부착 세라믹 히터에서, 접속 부재는 오목부에 충전된다. 오목부의 저면에는 단자의 하면이 노출되고, 오목부의 측면에는 도전막의 표면이 노출된다. 접속 부재는, 저항 발열체의 단자의 하면과 면접촉함과 더불어, 도전막의 표면에 면접촉한다. 그 때문에, 저항 발열체의 단자와 도전막을 와이어로 접속하는 경우와 비교하여, 저항 발열체와 도전막의 전기적 접속의 신뢰성이 높아진다.
본 발명의 샤프트 부착 세라믹 히터에 있어서, 상기 저항 발열체는, 상기 세라믹 플레이트의 복수의 존의 각각에 마련되고, 상기 단자는, 상기 저항 발열체마다 2개씩 독립적으로 마련되며, 상기 도전막은, 상기 저항 발열체마다 2개씩 독립적으로 마련되어도 좋다. 저항 발열체에 급전하기 위한 로드를 세라믹 샤프트의 내부 공간에 배치하는 경우에는, 로드의 개수가 제한되고, 그에 따라 저항 발열체의 수도 제한되지만, 여기서는 로드 대신에 도전막을 이용하기 때문에, 보다 많은 저항 발열체에 대응할 수 있다.
본 발명의 샤프트 부착 세라믹 히터에 있어서, 상기 도전막 및 상기 접속 부재는 절연막에 덮여 있어도 좋다. 이렇게 하면, 도전막이나 접속 부재가 다른 금속부재 등과 접촉하여 단락해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이러한 절연막은, 에어로졸 디포지션(AD)막 또는 용사막인 것이 바람직하다.
도 1은 본 실시형태의 샤프트 부착 세라믹 히터의 종단면도.
도 2는 도 1의 부분 확대도.
도 3은 샤프트 부착 세라믹 히터의 저면도.
도 4는 다른 실시형태의 부분 확대도.
도 5는 종래의 샤프트 부착 세라믹 히터의 종단면도.
본 발명의 바람직한 실시형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 샤프트 부착 세라믹 히터의 종단면도이다.
샤프트 부착 세라믹 히터는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 세라믹 플레이트와, 세라믹 샤프트와, 도전막과, 오목부(도 2 참조)와, 접속 부재를 구비한다. 세라믹 플레이트에는, RF 전극 및 저항 발열체가 매설된다. RF 전극은, 플라즈마를 발생시킬 때에 고주파 전압이 인가되는 전극이다. RF 급전 로드는, 세라믹 샤프트의 내부 공간에 수용되고, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 RF 전극에 접합된다. 저항 발열체는, 통전되면 세라믹 플레이트를 가열한다. 본 실시형태에서는, 저항 발열체는, 세라믹 플레이트의 복수(3개)의 존의 각각에 마련된다. 단자는, 저항 발열체마다 2개씩 독립적으로 마련된다. 세라믹 샤프트는, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에 다이렉트 본딩에 의해 접합되는 중공샤프트이다. 도전막은, 세라믹 샤프트의 내주면을 따르도록 축방향(상하 방향)을 따라 마련된다. 도전막은, 인쇄나 도금 등으로 형성해도 좋고, AD법, 용사법, CVD법, PVD법 등으로 성막해도 좋다. 도전막은, 저항 발열체마다 2개씩 마련된다. 오목부는, 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 저항 발열체의 단자에 도달하도록 마련되는 U-자 홈이다(도 3 참조). 오목부의 저면에는 단자의 하면이 노출된다. 오목부의 측면에는 도전막의 표면이 노출된다. 접속 부재는, 오목부에 충전되고, 저항 발열체의 단자의 하면과 도전막의 표면을 전기적으로 접속한다. 접속 부재는, 오목부에 배치한 경납을 용융한 후 고화한 것이다.
이상 설명한 본 실시형태의 샤프트 부착 세라믹 히터에서는, 접속 부재는 오목부에 충전되어 있다. 오목부의 저면에는 단자의 하면이 노출되고, 오목부의 측면에는 도전막의 표면이 노출되어 있다. 접속 부재는, 저항 발열체의 단자의 하면과 면접촉함과 더불어, 도전막의 표면에 면접촉하고 있다. 그 때문에, 저항 발열체의 단자와 도전막을 와이어로 접속하는 경우에 비교하여, 저항 발열체와 도전막의 전기적 접속의 신뢰성이 높아진다.
또한, 저항 발열체에 급전하기 위한 로드를 세라믹 샤프트의 내부 공간에 배치하는 경우에는, 로드의 개수가 제한되고, 그에 따라 저항 발열체의 수도 제한되지만, 여기서는 로드 대신에 도전막을 이용하고 있기 때문에, 보다 많은 저항 발열체에 대응할 수 있다.
전술한 실시형태에 있어서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 도전막 및 접속 부재의 표면을 절연막으로 덮도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 도전막이나 접속 부재가 다른 금속 부재 등과 접촉하여 단락되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 절연막은, 에어로졸 디포지션(AD)막 또는 용사막인 것이 바람직하다. 특히, AD법(플라즈마 AD법을 포함)은, 미세한 세라믹 입자의 얇은 막을 정밀하게 형성하기에 적합하다. 또한, AD법은, 충격 고화 현상으로 세라믹 입자를 성막할 수 있기 때문에, 세라믹 입자를 고온으로 소결할 필요가 없다.
전술한 실시형태에서, 세라믹 플레이트에는 정전 전극이 매설되어도 좋다.
본 출원은, 2019년 7월 16일에 출원된 일본특허출원 제2019-130905호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 전체가 본 명세서에 포함된다.
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼의 반송, 노광, CVD 등의 성막 프로세스나, 세정, 에칭, 다이싱 등의 미세 가공에 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 저항 발열체가 매설되는 세라믹 플레이트와,
    상기 세라믹 플레이트의 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면에 접합되는 중공의 세라믹 샤프트와,
    상기 세라믹 샤프트의 내주면을 따르도록 축방향을 따라 마련되는 도전막과,
    상기 세라믹 플레이트의 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 상기 저항 발열체의 단자에 도달하도록 마련되고, 저면에 상기 단자의 하면이 노출됨과 더불어 측면에 상기 도전막의 표면이 노출되는 오목부와,
    상기 오목부에 충전되고, 상기 단자의 하면과 상기 도전막의 표면을 전기적으로 접속하는 접속 부재
    를 구비하는 것인, 샤프트 부착 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저항 발열체는, 상기 세라믹 플레이트의 복수의 존의 각각에 마련되고,
    상기 단자는, 상기 저항 발열체마다 2개씩 독립적으로 마련되며,
    상기 도전막은, 상기 저항 발열체마다 2개씩 독립적으로 마련되는 것인, 샤프트 부착 세라믹 히터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도전막 및 상기 접속 부재는, 절연막에 덮여 있는 것인, 샤프트 부착 세라믹 히터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연막은 에어로졸 디포지션막 또는 용사막인 것인, 샤프트 부착 세라믹 히터.
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