TWI307117B - Heater - Google Patents
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Description
1307117 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於加熱裝置。 【先前技術】 過去，在半導體製程和液晶製程中，使用用來加熱基 板的加熱裝置。此種加熱裝置包括多使用腐蝕性氣體 PVD(Physical Vapor Depositi〇n)裝置、CVD(Chemicai > Vapor Deposition)裝置、乾蝕刻裝置等。在此種加熱裝置 的基體上，基於耐腐蝕性的觀點，一般使用陶瓷。 在此種半導體製程和液晶製程中，在設於加熱裝置的 基板加熱元件上的基板加熱面載置基板，有時會在在基板 的外周部堆積反應膜。在此，基板不和基板加熱面接合， 而反應膜有時會和基板加熱面接合。因此，當將基板從基 板加”，、面卸下時，反應膜會從基板加熱面脫落，有時會因 為在反應膜和基板加熱Φ之間所產±的應力，在反應膜上 產生缺陷、裂痕等。而且，有時會在基板上產生缺陷、裂 痕等。 因此，有人嘗試在基板加熱面上設置複數個氣體噴出 口’藉由從氣體喷出口喷出氣體，防止在基板的外周部堆 積反應膜（例子可參照專利文獻1)。 [專利文獻i]特開2002-93894號公報 【發明内容】
7066-8043-PF 5 1307117 【發明所欲解決的課題】 然而，若增加來自氣體噴出口的氣體喷出量， 反應膜的堆積，可是會對基板的成長膜的成二 響，所以無法簡單地增加氣體喷出 貝α里因此，宜減少來自 各個氣體喷出口的氣體喷出量，並且，宜為不對成長膜的 成長造成影響的量。 X我勝的 不過，在上述的習知技術中，藉由在燒好的陶曼製加 熱裝置内打孔來形成複數個氣體通路，所以，會因為切削 時使一部分的陶竞崩壞這種情況而導致難以提高氣體通路 的尺寸精度。換言之，對基板加熱面喷出的氣體喷出 有離散情況產生。 因此，本發明的目的在提供一種加熱裝置，其可減少 對基板加熱面喷出的氣體喷出量的離散情況，並可在不對 基板之成長膜之成長等有影響的情況下，抑制反應膜在基 板加熱面上堆積。 【用以解決課題的手段】 本發明之加熱裳置包括：具有載置於基本的基板加熱 面及位於上述基板加熱面之相反侧的加熱元件背面且埋設 有電阻發熱體的板狀加熱元件及配置於上述加熱元件之上 述加熱元件背面且與具有上述加熱元件背面相向之相向面 的輔助兀件’在上述加熱元件背面和上述相向面之間，形 成向上述基板加熱面噴出的氣體通路，其為面狀氣體通路。 根據此種加熱裝置，在加熱元件上形成加熱元件背 面’在辅助元件上形成相向面，在加熱元件背面和相向面 7066-8043-pf 6 1307117 之間形成面狀氣體通路。 又，加熱元件背面及相向面為單純的面狀，所以，可 藉由使用模具等的成型方式或燒結方式輕易形成。 所以，如同習知，相較於藉由開孔加 的情況，可提高在加熱元件背面和相向面 體通路的尺寸。 工形成氣體通路 之間形成面狀氣 換言之，可減少對基板加熱面喷出的氣體喷出量的離 散情況’並可在不對基板之成長膜之成長等有影響的情況 下，抑制反應膜在基板加熱面上堆積。 相向面宜從上述加熱元件背面向外側突出，在相向面 上，形成沿著加熱元件之側面配置且約略和相向面呈垂直 方向而突出的連續延伸的相向壁部。 :康此’在加熱元件之側面和沿著加熱元件之側面而設 的t目向”之間’形成從面狀氣體通路連通至基板加熱 的孔體嘴出通路。換言之，涵蓋基板加熱面的整個外周 來形成氣體噴出的喷出口。 口所卩’相較於在基板加熱面之外周部設置複數個喷出 口的情況’可有效抑制反應膜在基板加熱面上堆積。 宜包括從加熱元件背面支持上述加熱元件的第一支持 從位於和相向面相反側之輔助㈣的那面亦即輔助 70 # Φ支持輔助元件的第二支持元件。 輔助餘件的相向壁部宜包括比加熱元件之基板加熱面 據此， 輔助7C件之相向壁部及加熱元件可將圓環等周 7066~8〇43-ρρ 7 1307117 圍元件準確地载置於基板加熱面 面上。 比基板加熱面低的 加熱7C件宜具有從基板加熱面連通至 :复數個連通孔，複數個連通孔宜沿著基板加 相隔專間距而形成。 據此’藉由加熱元件具有從基板加熱面連通 體通路的複數個連通孔，在加熱褒置的製程中，正確對齊 加熱兀件和輔助元件的位置變得容易。又，藉 沿著基板加熱面的外周部以等間隔形成，可有效抑制^ 膜在基板加熱面上堆積》 … ，宜包括從加熱元件背面支持加熱元件的第—支持元件 :從位於和相向面相反側之輔助元件的那面亦即輔助元件 :面支持輔助元件的第二支持元件，在加熱元件背面和相 °面之間，形成從面狀氣體通路和連通孔匯合之部分連通 至加熱裝置之外側的間隙，間隙具有規範氣體之流動的形 狀。 據此，在加熱元件之加熱元件背面和輔助元件之相向 面之間所形成的間隙從面狀氣體通路和連通孔匯合的部分 連通至加熱裝置的外側。換言之，加熱元件背面和輔助元 件的相向面不相互連接。 所以，在加熱元件背面和輔助元件之相向面之間所形 成的間隙可吸收第-支持元件及第二支持元件誤 差。 又，在加熱元件之加熱元件背面和輔助元件之相向面 8 7 066-8043-pp 1307117 之間所形成的間隙具有規範氣體 喷出至基献" 4動的形狀’ s此可抑制 $ κ至基板加熱面側的氣體由間隙漏出。 :匕外，所謂規範氣體流動的形狀，是指剖面面積㈣ 比面狀氣體通路的形狀或曲軸形狀等。 ‘ 且包括從加熱元件背面支拷 _ 又持加熱凡件的第一支持元 1，在相向面上’設置配置於連通孔之外側的連續延伸的 周壁和配置於連通孔内側的連續延伸的内周壁，外周壁 及内周壁和相向面呈約略垂直 -α 且万向的長度大略相等，輔助 70件固定於加熱元件上。 :此，藉由將輔助元件固定於加熱元件上並 及内周壁的高度約略相等，可 & j徒同在加熱兀件之加埶元侔 背面和辅助元件之相向面之間 ”、、牛 斤幵乂成的面狀氣體通路的尺 ' 又，可抑制從面狀氣體通路漏出氣體。 輔助元件不需要支持元件，所以，裝置 輕、，裝置的變得容易掌握。又，台座的直徑也可以變小， 所以’可透過台座將裝置所安裝的部位設計得更緊實。 輔助元件宜藉由烊接或螺釘固定於加熱元件。 /康此’可簡單地將輔助元件固定於加熱元件上。又， 當藉由螺釘將辅助元件固定於加熱元件時，可輕易變更從 …兀件之間的距離。所以，可簡單地調整面 狀氣體通路的氣體流量。 167 連通孔宜朝向和基板加熱面約略垂直的方向延伸。 孰而吏來自連通孔的氣體以約略垂直的角度向基板加 ,，，、面喷出，可進一步減少反應膜的堆積。
7066-8043-PF 9 1307117 加熱7L件宜在基板加熱面之外側具有比基板加熱面低 的面。 據此，辅助元件之相向壁部及加熱元件可將圓環等周 圍兀件準確地載置於基板加熱面的外周比基板加熱面低的 面上。 【發明效果】 根據本發明，可提供一種加熱裝置，其可減少對基板 加熱面噴出的氣體喷出量的離散情況，並可在不對基板之 成長臈之成長等有影響m τ，抑制反應膜在基板加熱 【實施方式】 接著’參照圖面說明本發明的實施型態。此外，在以 :的圖面的記載中，同一或類似的部分附加同一或類似的 n不過’貞留意圖面僅表示出模式，各個尺寸的 等和現實中的不同》 、 所以’關於具體尺寸等，應參酌以τ的說明來作判斷。 又，在圖面之間也含有彼此之間的尺寸關係和 部分。 卞卜丨j的 [第1實施型態] (加熱裝置） Μ 卜 遠爹照圖面 —邊說明本發明第丨實施型皞 ^裝置⑽第1圖為表示整個本發明第！實施型態之加妖; 置1〇0的立體圖。加熱裝置⑽受到第—支持元件3〇支;
7066-8043-PF 10 .1307117 包括具有基板加熱面1 〇a的加熱元件丨〇、受到第二支持元件 50支持的輔助元件2〇、供氣體喷出的喷出口 ι^、支持第一 支持70件30和第二支持元件50的台座40。加熱裝置1〇〇加熱 載置於加板加熱面1 Oa的基板。 加熱元件1〇具有基板加熱面l〇a、加熱元件背面i〇b、 側面10c。在基板加熱面1〇a上，載置有矽基板、玻璃基板 一員的基板基板加熱面10a的表面粗度（Ra)應為 〜6. 3 " m為宜。
加熱元件1 〇藉由從後述之供電元件丨2對電阻發熱體11 轭加電力’對基板加熱面1〇a加熱，並對載置於基板加熱面 的基板加熱。加熱元件j 〇可使用圓盤狀之類的板狀材 ;斗 …、元件10由陶究或陶竞和金屬的複合材料等構成。 •'、、、疋件1〇可由氮化鋁（A1N)、氧化鋁（A1z〇3)、氮化 r、s;二碳切(Sic)、siai〇n陶曼(siAi〇N)之類的燒結 鋁σ金、鋁合金—氮化鋁複合物、鋁合金-碳 :石夕複合物等來構成。加熱元件i〇可含有氧化纪作為燒. 劑。不過，形成加熱元Μ。的上述主成 ： 分總量應為5%以下Α^ it叶（外的成 支持。 為且。加熱元件10受到第一支持元件30 支持凡件30為中空形狀的圓 收納供電元件12。坌^在其管内 熱元件背面1〇b。第—立牲寺疋件3〇接合至加熱元件10的加 鋁等形成。第—支持_杜件3〇由氮化鋁、氮化矽、氧化 相同的種類為宜。、30的材質疋和加熱元件1。的材質
7066-8043-PF 11 1307117 輔助元件2〇具有設置後述之相向壁部21的相向面 2〇a、輔助元件背面20d。輔助元件2〇由和加熱元件1〇相同 的陶瓷、陶瓷和金屬的複合材料等構成為宜。 相 的加熱元件1 〇的外 向壁部21設置於相向面2〇a上
側，沿著加熱元件的侧面10c持續延伸而形成。相向壁部21 具有相向壁部側面20b和載置面20〇相向壁部21和加熱元 件10的側面10c相向。載置面20c為比加熱元件1〇的基板加 熱面l〇a低的面。輔助元件20受到第二支持元件5〇支持。 第二支持元件50和第-支持元件3〇相@，由氮化鋁、 氮化石夕、氧化銘等形成。第二支持元件5〇的材質是和輔助 元件20的材質相同的種類為宜。 々辅助元件20和第一支持元件5〇以一體化接合或密封接 合等方式來接合。此外，若為密封接合，可使用〇環、金屬 填密等。X ’由輔助元件20及第二支持元件5〇所形成的形 狀亦可為一體成型。 第二支持元件50及第一支持元件3〇受到台座4〇支持。 台座40及第二支持元件5〇、台座4()及第—東持元件藉由 螺釘等來固^。台座4G的接合部藉由Q環等來形成密封構 造。又，台座40可由鋁、SUS、鎳等金屬來形成。 氣體通路14在上述加熱元件1〇和輔助元件2〇之間形 成0 具體來說，氣體通路14由面狀氣體通路14a及連通至面 狀氣體通路14a的氣體噴出通路14b來形成。 面狀氣體通路14a在加熱元件1〇的加熱元件背面1〇b和 7066-8043-PF 12 1307117 辅助元件20的相向面2〇a之間形成。 氣體喷出通路14b在加熱元件10的側面10c和相向壁部 21之間形成。氣體喷出通路Ub從面狀氣體通路…連通至 基板加熱面1〇a。藉由此種氣體通路14,涵蓋基板加熱面10a 的整個外周，形成使氣體噴出的喷出口Μ。氣體通路Μ 、寬度亦即通路寬度！ 4W為從加熱元件1 〇的側面^ &到相向 壁部21的距離。 以下將進一步說明上述的氣體通路14。 第2圖表示第1圖的分解圖的一部分。 如第2圖所示，在輔助元件2〇上形成通過第一支持元件 3〇的孔’党到第二支持元件5〇支持。χ，加熱元件受到 第一支持元件30支持。第一支持元件30和加熱元件10的連 接面藉由位置比辅助元件2〇的相向面⑽高，形成面狀氣體 通路14a ^ 辅助元件2 0的相向面2 〇 a和加熱元件丨〇的加熱元件背 面i〇b相向。又，相向面20a突出至加熱元件背面i〇b的外側。 相向壁部21沿著相向面2〇a的外周延續延伸而形成。藉 此’可在加熱兀件10的側面1〇c和相向壁部21之間形成氣體 噴出通路14b。 第3圖表示第丄圖的la_la剖面圖。如第3圖所示，藉由 來自台座40的第-支持元件3〇和第二支持元件5〇的長^的 關’決定從相向面2_加熱元件背面1〇b的距離亦即面 狀氣體通路14a的寬度。又，加熱元件1〇在内部埋設電阻發 熱體11，具有用來插入供電元件12的孔。 7066-8043-PF 13 1307117 。電阻發熱體11 a埋設於加熱元件i 〇内部。電阻發熱體i丄 :使用銳、翻、鶴等。電阻發熱體i i可使I線狀、線圈狀、 帶狀、網狀、膜狀等物體。 第支持元件30為中空形狀的圓筒等構造，在其管内 收納供電元件丨2。 供電疋件12對電阻發熱體11供給電力。供電元件12和 電阻發熱體η連接。供電元件12以錄、銘、銅、合金等形 成i、電元件12的形狀為桿狀、圓柱、境線、平板、線狀 織物、圓筒狀等。供電元件12藉由焊接、溶接、共晶焊接、 填隙、嵌合、螺釘和電阻發熱體u連接。供電元件12以絕 緣疋件13覆蓋。絕緣元件13可藉由形成陶竟等而具有絕緣 性、隔熱性。 。座40包括氣體導人孔15。藉此，氣體從氣體導入孔 15供給’通過第二支持元件5〇和第一支持元件3。之間的空 間，再通過氣體通路14’形成傳送至基板加熱面.的通路。 〃此外’氣體方面，使一般周知的氣體如氮氣、氦氣、 風乳、氦氣和氬氣的混合氣體等以！ atm、換算之後為 U〜20L/Inin的速度流動為宜。根據此種加熱裝置⑽，加 熱裝置1。0在加熱元件!。形成加熱元件背面_，在輔助元 件20形成相向面20a，在加熱元件背面⑽和相向面心之間 形成面狀氣體通路14a。 根據上述之本發明第!實施型態之加熱裳置ι〇〇，加執 及相向面20a為單純的面狀，所以，可藉由使 用杈具專的成型方法及燒成方法輕易形成。 7066-8043-PP 14 1307117 於是，如同習知，相較於藉由開孔加工形成氣體通路 14的情況，可提高在加熱元件背面1〇b和相向面2〇a之間所 形成的面狀氣體通路14a的尺寸精度。 換言之，可減少冑基板加熱面1〇a嘴出的氣體喷出量的 離散情況，並可在不對基板之成長膜之成長等有影響的情 況下，抑制反應膜在基板加熱面1 Q a上堆積。 又，藉由涵蓋基板加熱面整個外周形成使氣體喷 出的噴出口 14h，相較於在基板加熱面丨〇a的外周部設置複 數個喷出π的情況，可有效地抑制反應膜在基板加熱面上 堆積。 輔助元件20的相向壁部21在基板加熱面心的外周包 括比基板加熱面10a低的載置面2〇c，藉此，可在基板加熱 面l〇a的外周載置圓環等周圍元件。 … 輔助元件20由和加熱元件10相同的陶瓷、陶瓷和金屬 的複合材料等構成，藉此，可使加熱裝置1GG在高溫處理時 的熱收縮行為相同。 基板加熱面10a的表面粗度（Ra)為〇〇l63#m，藉 此’可使基板加熱面l〇a和基板適當地接觸，使基板溫度維 持均勻分佈。 第-支持元件3 0的材質和加熱元件! 〇的材質為相同種 類’藉此’可防止熱膨脹係數差等所引起的熱應力在加熱 7G件10和第—支持凡件3G的接合部分產生，並可堅固地接 合第一支持元件30。 第二支持元件50的材質和輔助元件20的材質為相同種 7066-8043-pp 15 1307117 類’藉此，可防止熱膨脹 元件20釦帛士杜 ’、數差4所引起的熱應力在輔助 二=持元件5〇的接合部分產生，並可堅固地接 σ弟一支持元件50。 (加熱裝置的製造方法） 埶元：=裝置1〇°可藉由形成具有電阻發熱體η之加 加：：形成辅助元件20的製程、在加熱元件. 之間加熱元件背面⑽和辅助元件2。之相向面心 >成軋體通路14的製程來製造。 _=二下面的方式來製作加熱元件1〇。在加熱元件 =竟原料粉末上，根據需要添加有機溶劑、分散劑來 此δ接合劑，製作砂漿。 的陶# μ ^ 』尤原科杨末可含有作為主成分 主成㈣末、燒結劑和接合劑。譬如，以氮化銘粉末為 料：二Γ:氧化記粉末等作為燒結劑。不過，主成分原 原料粉末。 為且。以球磨機等來混合陶究 粒妙使用喷霧造粒法對所得到的砂漿造粒，得到造粒顆 法1後’二吏用模具成型法、CIP(cold isostatlc Press㈣ 加工鱗造法等成型方法對所得到的造粒顆粒進行成型 接著，在成型體上形诸雷 有高炫點材料之粉末的;=發=。譬如，調整含 刷坏膏，在成型體上藉由絲網印 =4印刷成㈣的圓案形狀，形成電阻發熱體ιΐ2。在此 在P刷焊β上，宜混合加熱元件^ 〇的陶瓷原料粉 末。藉此，電阻可拉近電阻發熱體u和加熱元件1〇的熱膨 7066-8043-pf 16 1307117 脹係數並提高密合度。 在形成電阻發熱體u的成型體上，積層以同樣的方式 得到的成型體，將其燒成一體。譬如，設置在模具等之上 开y成電阻發熱體丨丨的成型體。在電阻發熱體丨丨及成型體 上’填充以和製作成型體時相同的方式來預備的造粒顆 粒’同時進行成型及其積層。 然後，藉由熱壓法、常壓燒結法等燒成方法將埋設有 電阻發熱體U的成型體燒成一體，製作燒結成-體的加熱 兀件10 4如，可根據陶瓷的種類來選擇周圍氣體、燒成 /皿度燒成時間、燒成方法燒成所得到的成型體。又譬如， 在陶竟原料粉末使用氮化銘粉末的情況下使用熱塵法=，並 使用氮氣、氬氣等惰性氣體為周圍氣體，使溫度為 維持此條件約卜10小時的時間來燒成。在燒 成過程中所加入㈣力可為2(M Wkgf/em2。藉m 加熱凡件10和電阻發熱體11的密合度良好。燒成溫度宜在 ㈣韻η：之間，廢力宜在50〜纖gf/cm2之間。在 的平=在所得到的加熱元件1〇上’施以基板加熱隱 元：二?、將供電元件12連接至電阻發熱體η的供電 部分。 的開孔加工’並預先露出電阻發熱體以的一 此外接二：和加熱元件1〇同樣的方式製作辅助元終 並使力：-件成型體時，形成通過第一支持元件30的孔， 為 件的外側具有相向壁部21、向加埶元件i〇的加 件背面㈣的外側突出的相向面心。在相向壁部_
7066-8043-PF 17 1307117 外周部上，宜形成比加 面2°c。載置面20c除了藉2 熱面1〇德的載置 使用研磨加工㈣成。模具成型之外’也可在燒成後 =進行此種加熱元件1〇及輔助元件 第支持兀件30及第二支梏开杜性 表卞 作加熱元件1〇 寺凡件5。。第-支持元件30和製 譬如在氮氣中藉由粒顆粒，製作f狀的成型體， 支持元㈣宜==製作所得到的成型體。第- 原料粉末相同的原料粉末來製作：们〇時所使用的陶究 顆粒，5G和製作辅助元件20時相同，預備造粒 寸冑由液均壓法等製作 *藉由常壓燒成法製作所得到的成型：體 宜使用材質和製作辅助元件 第-支持-件5。 同的原料粉末來製作。 、使用的陶瓷原料粉末相 接著，可藉由填隙、熔接、 件10的加熱元件背面105和第_ 4來接合加熱元 加熱面的捿合面和楚 、70牛30。具體來說，在 ^。面和第_切元件3G的接 者上，塗佈根據加熱元件10、 U- 擇的接合劑。然後，可藉由黏M /70件30的材質來選 件30的接合面，採…件10和第-支持元 休用根據加熱π件J 0、 材質來選擇的周圍氣體、溫度進行熱處理 70件30的 時’從和接合面垂直的方向塵下純’完成接合。此 件30,以此方式對其加壓。 4件10和第-支持元 在加熱元件10及第一支持元件30為氮化銘燒結體的情
7066-8043-PF 18 1307117 =性2: 土類化合物等作為接合劑，使用氮氣、氬氣 等青生：體為周圍氣體’採用150。〜2電的溫 1〜10小時，藉此進行接合。 ^ΜηΛ . 牙面1〇b第一支持元件30相同的方式接 ，著’使用螺釘等將第一支持元件3〇及第二支持元件 疋於口座40上。此時，以在輔助元件2〇和加熱元件以 :s形成氣體通路“的方式來固定…座之間的接合部
猎由0環等來構成來扭★塞、A 成在封構&。在台座40上，預先藉由開工加 …成用來貫通供電元件12的貫通孔及用來使氣體流過 亂體通路14的氣體導入孔15。 、根據上述之本發明第1實施型態之加熱裝置m之製造 方法’藉由包含形成具有電阻發熱_之加熱元件i。的製 程:形成輔助元件20的製程，可分別形成加熱元件1〇和辅 助凡件2G。加熱疋件1()及輔助元件2G可藉由單純的面來構 成並使用模具等來形成，所以，可輕易形成。 一又，藉由包含在加熱元件10的加熱元件背面10b和輔助 元件2 0的相向面2 〇 a之間形成氣體通路i 4的製程，相較於以 過去的方式藉由開孔加工形成氣體通路的情況，可提高在 加熱元件背面1〇b和相向面2〇a之間形成的面狀氣體通路 14a的尺寸精度。 換s之，可製造出一種加熱裝置1〇〇，其其可減少對基 板加熱面噴出的氣體喷出量的離散情況，並可在不對基板 之成長膜之成長等有影響的情況下，抑制反應膜在基板加 7066-8043-PF 19 .1307117 熱面上堆積。 [第2實施型態] (加熱裝置） 以下將一邊參照圖面，一邊說明本發明第2實施型態之 加熱裝置1 〇〇 ^此外，主要將說明和上述之第1實施型態之 間的不同點。 具體來說，在第1實施型態中，使用輔助材料20，其具 有向加熱元件10的加熱元件背面1 Ob的外側突出的相向面 2 〇 a °藉由形成沿著加熱元件1 〇的侧面1 〇 c繼續延伸而配置 且和相向面20a約略呈垂直而突出的相向壁部21，在側面 10CC和相向壁部21之間，形成從面狀氣體通路i4a連通至基 板加熱面l〇a的氣體喷出通路14b。 相對於此，在第2實 —/L* ΓΓ丄U丄7Γ夕力乂攸 面狀氣體通路14a連通至基板加熱面1〇a的連通孔14(^。 第4圖為表示整個本發明第2實施型態之加熱裝置ι〇〇 的立體圖。此外，t阻發熱㈣、供電元件12、絕緣元件 13 第一支持元件30、台座40、筮- σ厓4U第一支持το件50和第1實施 .。中的相同，所以在此省略說明。同樣地，第 ::及第二支持元件5°的形狀、材料等和第1實施型態中的 相同，所以在此亦省略說明。 的 如第4圖所示，第9音说；丨％ 第2實施型態之加熱裝置1〇〇 且 板加熱面10a之加熱元件1〇、 ，、有基 -支持元件30、第二支持 、噴出口咐、第 支持元件50固定於台座4G上。 —支持元件3G及第二
7〇66-8043-PF 20 1307117 輔助元件20包括從相向面2〇a的外周部向和相向面2〇a 約略垂直的方向突出的外周壁22。加熱元件1〇包括寬度比 外周壁22之外壁厚度22w之距離大的凹溝丨7。關於此外周壁 22及凹溝17’將會在後面的第7圖中敘述。 加熱元件10於内部包括電阻發熱體丨丨、基板加熱面 l〇a、加熱元件背面i〇b。又，加熱元件1〇形成複數個連通 孔14c，包括載置面1 〇d。在加熱元件背面丨〇b，形成具有溝 寬17w的凹溝17。載置面10d為比加熱元件1〇的基板加熱面 > 10a低的面。 辅助元件20包括從相向面20a的外周部向和相向面2〇& 約略呈垂直的方向突出的相向壁部2卜相向面2〇a和加熱元 件1 0的加熱元件背面1 0b相向。 氣體通路14由面狀氣體通路14a和連通至面狀氣體通 路14a的連通孔14c所形成。 面狀氣體通路14a由加熱元件1〇的加熱元件背面1〇b和 > 辅助元件20的相向面2〇a所形成。 連通孔14c藉由喷出口 14h喷出氣體。連通孔14c從基板 加，、，、面10a連通至面狀氣體通路Ha。連通孔i4c宜以等間隔 在基板加熱面10a的外周部形成複數個。連通孔i4c宜為朝 和基板加熱面1 〇3約略垂直的方向延伸的形狀。 第5圖表示第4圖的分解圖的一部分。如第4圖所示，加 熱元件10受到第-支持元件30支持。又，輔助元件2〇形成 通過第一支持元件3 0的孔，受到第二支持元件5 0支持。 第6圖表示第4圖的4a-4a剖面圖。 7066-8043-PF 21 .1307117 在加熱元件10的加熱元件背面1〇b和辅助元件2〇的相 向面20a之間，宜形成從面狀氣體通路Ua和連通孔i4c匯合 的部分連通至加熱裝置⑽的外側且具有可規範氣體流動 之形狀的間隙。所謂可規範氣體流動之形狀，是指剖面的 面積顯著比面狀氣體通路14a小的形狀或曲軸形狀等。其具 體的例子為，由在加熱元件10的加熱元件背面⑽形成：凹 溝Π和在輔助元件20的相向面，上形成的外周壁^所形 成的曲軸形狀.。 將在第7圖進一步說明由凹溝17和外周壁以所形成的 曲軸形狀。 第7圖為在加熱元件1 〇的加熱元件背面丨〇 b形成的凹溝 Π及在輔助元件20的相向面20a形成的外周壁22的放大圖。 如第7圖所示，藉由凹溝17及外周壁22，在加熱元件1〇 的加熱元件背面1 Ob和辅助元件20的相向面2〇a之間所形成 的間隙從面狀氣體通路14 a和連通孔i 4 c匯合的部分連通至 加熱裝置1 00的外側。換言之，加熱元件背面i 〇b和輔助元 件20的相向面20a不相互連接。 根據本發明第2實施型態之加熱裝置丨〇〇，藉由使加熱 凡件10具有從基板加熱面l〇a連通至面狀氣體通路14a的複 數個連通孔14c，在加熱裝置1〇〇的製程中，可輕易對準加 熱兀件1 0和輔助元件20的位置。又，藉由沿著基板加熱面 1 〇 a的外周部以等間隔形成連通孔丨4 c，可有效地抑制反應 膜在基板加熱面l〇a上堆積。 藉由以和來自連通孔14之基板加熱面i〇a呈約略垂直 7066-8043-PF 22 1307117 、弋來形成，並藉由以使氣體和基板加熱面）0a呈約略垂 直的方式噴出’可進一步減少反應膜的堆積。 又，加熱7C件10受到第一支持元件3〇支持。又，輔助 -件2。形成通過第一支持元件3〇的孔，受到第二支持元件 5〇支持。在加熱元件1〇的加熱元件背面i〇b和輔助元件別 的相向面20a之間所形成的間隙從面狀氣體通路】仏和連通 孔14c匯合的部分連通至加熱裝置1〇〇的外側，加埶元件背 面l〇b和辅助元件2。的相向面20a不相互連接。於是，在加 熱兀件背面10b和輔助元件2〇的相向面施之間所形成的間 隙可吸收第—支持元件別及第二支持元件50的尺寸誤差。 又藉由使在加熱元件丨〇的加熱元件背面i 〇b和輔助元 件20的相向面2Ga之間所形成的間隙具有規範氣體流動的 形狀，可抑制對基板加熱面丨〇a喷出的氣體從間隙漏出。 [第3實施型態] (加熱裝置） 以下一邊參照圖面，一邊說明本發明第3實施型態之加 熱裝置100。&外，纟要說明和上述之第以施型態之間的 不同點。 * 具體而言，在第i實施型態中，加熱元件1〇受到第—支 持兀件30支持，輔助元件2〇受到第二支持元件5〇支持。亦 即，加熱元件10和辅助元件2〇分別受到支持。相對於此， 在第3實施型態中，輔助元件2〇直接固定於受到第—支持元 件30支持的加熱元件上。 第8圖為表示整個本發明第3實施型態之加熱裝置1〇〇 7066-8043-PF 23 1307117 =體圖。如第8圖所示’第3實施型態之加熱裝置ι〇〇中的 ^件20固定於加熱元㈣上。第3實施型態之加熱裂置 口苐2實施型態相同’包括具有基板加熱面工一加埶元 件1〇、辅助元件2〇、氣體通路14和第二支持元件5〇。…、 第9圖表示第8圖的分解圖的一部分。如第9圖所示，加 第一支持元件51支持…輔助元件2。形成 通過第一支持元件51的孔。 第10圖表示第8圖的8a-8a剖面圖。 加熱元件10和第2實施型態相同，在内部包括電阻發熱 體11、基板加熱面1 0a和加熱元件背面丨〇b。又，加熱元件 1〇形成複數個連通孔14c和氣體通路14d，並包括載置面 1 0d。
輔助7L件20具有相向面2〇a、外周壁和内周壁。辅助元 件20宜固定於加熱元件1〇上。在第3實施型態中，藉由螺釘 7〇將輔助元件2〇固定於加熱元件1()上。輔助元件2〇宜由材 料和加熱元件10相同的陶竟、陶究和金屬的複合材料等構 成。相向面20a和加熱元件10的力σ熱元件背面⑽相向。 外周壁在形成加熱元件10的連通孔14。的外側上，以和 相向面2〇a約略垂直的方向突出於相向面，的外周部。 内周壁在連通孔14c的内側，以和相向面2〇&約略垂直 的方向突出。外周壁及内周壁的高度宜約略相等。又外 周壁和加熱元件背面10b之間、内周壁和加熱元件背面⑽ 之間緊密接合’亦可在緊密接合的面上以載置時⑽的方式 來接合。 7066-8043-PF 24 1307117 氣體通路14由面狀氣體通路i4a、連通至面狀氣體通路 14a的連通孔14c、連通至面狀氣體通路14a的氣體通路l4d 所形成。 面狀虱體通路14a由加熱元件的加熱元件背面i〇b、輔 助元件20的相向面20a、外周壁和内周壁所形成。 氣體通路14d形成於加熱元件1〇内，連通至面狀氣體通 路 14a。
第一支持元件51支持加熱元件10。第一支持元件“為 中空形狀的圓筒之類的構造，在其管内收納供電元件1 2 : 又，在第一支持元件51的内部，形成氣體通路Ue。第—支 持元件51接合至加熱元件丨〇的加熱元件背面丨〇b。第一支持 元件51的材料、接合方法等和第丨實施型態的第一支持元件 30相同’在此省略說明。 氣體通路14e連通至氣體通路Hd。 此外，有關電阻發熱體U、供電元件12、絕緣元件Μ 台座4〇等，和第1實施型態相同，所以在此省略說明。 根據此種加熱裝置100’輔助元件2〇固定於加熱元㈣ 上’外周壁及内周壁的高度宜約略㈣，藉此，可提高在 加熱…〇的加熱元件背面10b和輔助元件2。的相向面2〇a 之間所形成的面狀氣體通路14a的尺寸精度。又，可抑制氣 體從面狀氣體通路14a漏出。 元件，所以’裝置的重量 座的直徑也可以變小，所 位設計得緊實。 變輕 以， 又，辅助元件20不需要支持 ，可輕易掌握裝置。又，台 可透過台座將安裝裝置的部 7066-8043-PF 25 • 1307117 [其他實施型態] (加熱裝置） 已藉由上述實施型態記述了本發明，但不應將作為此 揭示的一部分的論述及圖面理解為限定本發明的範圍。熟 悉相關技術領域者可從此揭示了解到各種可替代的實施型 態、實施例及運用技術。
譬如，在第3實施型態中，當將輔助元件2〇固定於加熱 兀件1 0上時，藉由螺釘固定輔助元件，不$，如第】ι圖所 不，畲將辅助元件20固定於加熱元件1〇上時，可藉由焊接 來將輔助元件2G固定於加熱元件1〇上。 又，在第2實施型態中，在規範氣體流動的形狀方面， 說明了第7圖所示的曲軸形狀’不過，在加熱元件背面10b 和辅助兀件20的相向面2〇3之間所形成的間隙可吸收第一 支持7C件3G及第二支持元件5()的尺寸誤差。例如，可為剖 面的面積顯著比面狀氣體通路14a小的形狀，亦可在加^ =背面1Gb和辅助元㈣的相向面施之間於面狀氣體通路 14a的外侧以陶瓷形成曲軸形狀。 接著，將藉由實施例進一步詳細地說明本發明，不過 本發明不受到下面的實施例的任何限定。 首先，以下面的方式製作加熱元件1〇 的陶竟原料粉末方面，可在氮化銘粉末上加入作 劑、燒結劑的氢芥打m 作马接口 匕釔，使用球磨機來混合。藉由 ㈣來對所得到的砂㈣粒，得到造粒顆粒。藉== 里髮將所得到的造粒顆粒成型成板狀。又，藉由液均壓法
7066-8043-PF 26 1307117 將造粒顆粒成型成第一支持元件30用的管狀。在氮氣中使 用常>1燒成法並在1 800 c的溫度條件下維持約2小時，燒成 所得到的管狀成型體。 另一方面，進一步將預先形成線圈狀的鉬製電阻發熱 體Π配設於板狀成型體上，在其上再度填充上述造粒顆 粒，進行壓模成型。 …、:後電阻發熱體11將一體成型的氮化鋁成型體設置 為碳製的外殼，藉由熱壓法來燒成。具體來說，一邊以 2〇〇kgf/cm加壓，一邊在氮氣加壓周圍氣體中維持 的條件兩小時，燒成一體。 對所知到的加熱凡件i 〇，施以基板加熱面】〇的平坦化 力 仏電疋件12用小孔的開孔加工等，並預先露出電阻 發熱體11的一部分。有關加熱元件1〇的大小，直徑設為 237關，厚度設為18随。有關第一支持元件3〇的大小，外徑 設為55咖，内徑設為45韻，長度設為169随。 在加熱兀件10和第一支持元件30的接合面上塗佈接合 齊J將兩者黏合，在氮氣的周圍氣體中，以丨7 〇 〇的條件 設置2小時，進行熱處理’以接合加熱元件10和第一支持元 件30藉由焊接將供電元件12接合至電阻發熱體11上。此 卜將第支持元件3。的端部加工成凸緣形狀。 如第6圖所示，在基板加熱面l〇a上以開孔加工形成直 徑3_的連通孔14c。連通孔⑷沿著基板的外周，以直徑3_ 的丨j等配置於基板加熱面i 上的】2個位置。 —X下面的方式製作輔助元件20。在輔助元件2〇
7066-8043-PF 27 1307117 的陶兗原料粉末方面，可在f 氮化紹粉末上加入作為接合 d、燒、、，。劑的氧化釔，使用球 、土笙办似&, 機來〜合。藉由喷霧造粒 =來到的砂裂造粒，得到造粒顆粒。藉由模具成 將造粒顆粒成型成第1捭藉由液均壓法 狀…r 件5°用的管狀。所得到的板 體係使用熱壓法，在氮氣中，刪。C約保持在2小時 而加以燒成。在氮氣中 a燒纽並在18GG°C的溫度 條件下維持約2小時，燒成所得到的管狀成型體。 力工^所^的㈣元件2G上’施以提升銷用小孔的開孔 二專。有關輔助元件20的大小，直徑設為228_，厚度設 。有關第二支持元件5Q的大小，外徑設為L §又為88mm ’長度設為161隨。 劑件2〇和第二支持元件5°的接合面上塗佈接合 =兩者黏合，在氮氣的周圍氣體甲，以崎的條件 二小時’進行熱處理，以接合辅助元件2()和第二支持元 彳：外’將第二支持元件5〇的端部加工成凸緣形狀。 接者，在紹製的台座40上使用螺釘固定第一支持元件 30及第二支捭开杜μ iL ± 又付兀1干 持70件50 °此時’使用〇環，使第-支持元件30 及第-支持元件50的凸緣部和台座之間為密封構造。在台 座二上’藉由開口加工設置對第一支持元件30和第二支持 兀“°之間的空間導入氣體的氣體導入孔15。 如此’得到-加熱裝置1〇〇，其在氣體通路14方面，包 ^面狀氣體通路l4a和連通至面狀氣體通路…的連通孔 心氧體從氣體導入孔15傳送至第一支持元件別和第二支 7066-8043-pp 28 1307117 持&件50之間的空間、面狀氣體通路…、連通孔n 在作為比較例的樣本3中，燒成加熱元件丨〇後，為了從 兀件側面至加熱面形成平行氣體通路，施以開孔加工，不 過’欲加工的氣體小孔長度較長，所以，在加工切削的過 程中’會在小孔的側壁產生經削，孔徑變得不—致，在氣 體通路的尺寸方面產生離散情況。 (評價方法） 針對所得到的加熱裝置1〇〇進行以下樣本丨、樣本2的 價。 在加熱裝置1 0 〇上載置矽晶圓，加熱至4 2 〇，從矽晶 圓上面導入高純度六氟化鎢，在矽晶圓上藉由CVD裝置形成 鎢薄膜。 樣本1從氣體導入孔15導入氮氣，使氮氣從基板加熱面 l〇a的連通孔14c喷出，藉由CVD裝置形蒙鎢薄膜。 樣本2不導入氣體，藉由CVD裝置形成鎢薄膜。 (評價結果） 在樣本1十，不在矽基板的外周部形成鎢薄膜。又亦 不在在基板加熱面丨〇a和矽基板的邊界上形成鎢薄膜。 在樣本2中，在矽基板的外周部形成鎢薄膜。又，在在 基板加熱面1 〇a和矽基板的邊界上形成鎢薄膜。 、在樣本1中，是為了藉由使氮氣從基板加熱面10a的連 通孔14c噴出，氮氣以不在在矽基板的外周部形成高純度六 氟化鎢所組成的鎢薄膜的方式來作為氣體障壁。 藉此，在樣本1中，可使矽基板輕易和基板加熱面i〇a 7066-8043-PF 29 1307117 刀隔開來。此外，在樣本2中，當使矽基板和基板加熱面】〇a 刀隔開來時，鎢薄膜難以從基板加熱面1 剝落，因在鎢薄 膜和基板加熱面m之間所產生應力而在鶴薄膜上產生裂 :。再者，以此裂痕為起點，在石夕基板上的鶴薄膜再產生 其他的裂痕。 圖式簡單說明】
第1圖為表示本發明第 第2圖為表示本發明第 圖。 弟3圖為表示本發明 (a) 1 a- 1 a剖面圖。 第 4圖為表示 本發 明 第 圖。 第 5圖為表示 本發 明 第 圖。 第 6圖為表； 不本 發 明 (a)4a- 4a咅丨J面圖〇 第 7圖為表示 本發 明 第 圖。 第 8圖為表示 本發 明 第 圖。 第 9圖為表示 本發 明 第 1實施型態之加熱裝置的立體 1實施型態之加熱裝置的分解 第1實施型態之加熱裝置的 2實施型態之加熱裝置的立體 2實施型態之加熱裝置的分解 第2實施型態之加熱裝置的 2實施型態之加熱裝置的剖面 3實施型態之加熱裝置的立體 3實施型態之加熱裴置的分解
7066-8043-PF 30 1307117 圖。 第1 0圖為表示本發明第3實施型態之加熱裝置的 (a)8a-8a剖面圖。 第11圖為表示本發明實施型態之加熱裝置的立體圖。 【主要元件符號說明】 1 0加熱元件 1 0 a基板加熱面 10b加熱元件背面 # 10c側面 10d載置面 11電阻發熱體 1 2供電元件 1 3絕緣元件 14，14a，14b，14c, 14d 氣體通路 14h噴出口 14w通路寬度 • 1 5氣體導入孔 16連通孔 17凹溝 20輔助元件 2 0a相向面 2 0b相向壁部側面 20c載置面 20d輔助元件背面 7066-8043-PF 31 1307117 21相向壁部 22外周壁 30, 51第一支持元件 40台座 50第二支持元件 60 0環 70螺釘 100加熱裝置_ • 7066-8043-PF 32
Claims (1)
1307^^ 修正日期：97.11.20
129772號中文申請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： 1 · 一種加熱裝置，包括： 板狀加熱元件，具有载置於基板的基板加熱面及位於 上述基板加熱面之相反側的加熱元件背面且埋設有電阻發 熱體；及 辅助兀件，配置於上述加熱元件之上述加熱元件背面 且具有與上述加熱元件背面相向之相向面，
其特徵在於： 向面之間，形成向上述 面狀氣體通路； 在上述加熱元件背面和上述相 基板加熱面喷出的氣體通路，其為 氣體喷 從上述面狀氣體通路連通至上述基板加熱面的 出通路更被形成。 . 吻專利範圍第1項之加熱裝置，其中，上述相 面從上述加熱元件背面向外側突出，在上述相向面上 熱元件之侧面配置且約略和上述相向面呈垂 上过二：：出的連續延伸的相向壁部’在上述加熱元件之 側面和上述相向壁部之間’形成上述氣體喷出通路 、3.如申請專利範圍第2項之加熱裝置，其中，勺 述加熱元件背面支持上述加熱元件的第 ：攸上 U向面相反側之上述辅助元件㈣面^卩 奇面支持上述辅助元件的第二支持元件。 凡 4.如申專利範圍第2項之加熱裝置，並 壁部包括比上述基板加熱面低的面。'、 述相向 .女申》月專利範圍第1項之加熱裝置，其… 上述加熱 7066-8043-PF1 33 的複數 之外周
1307117 元件具有從上述基板加熱面連通上述面狀氣 固連通孔，上述複數個連通孔沿著上述基板加 部相隔等間距而形成。 “、、面 如申請專利範圍第5項之加熱裝置 述加熱元件背面古i主μ <+、μ I括從上 …兀仵月面支持上述加熱元件的第一 於和上述相向面相反側之上述輔助元件的那面亦=位 件背面支持上述辅助元件的第二支持元件，在上元 =面和上述相向面之間’形成從上述面狀氣體通二η: =通孔匯合之部分連通至上述加熱装置之外 上述間隙具有規範上述氣體之流動的形狀。 7·如申請專利範圍第5項之加熱裝置，其中 述加熱元件背面支持上述加熱元件的第一支持元件，：上 :才目向面上’設置配置於上述連通孔之外側的連續延伸的 、、周壁和配置於上述連通孔内側的連續延伸的内周壁，上 述外周壁及内周壁和上述相向面呈約略垂直方向的長度大 略相等，上述辅助元件固定於上述加熱元件上。 如申請專利範圍第7項之加熱裝置，其中，上述辅助 凡件藉由焊接或螺釘固定於上述加熱元件。 9.如申請專利範圍第5項之加熱裝置，其中，上述連通 孔朝向和上述基板加熱面約略垂直的方向延伸。 1 0.如申請專利範圍第5項之加熱裝置，其中，上述加 …、元件在上述基板加熱面之外側具有比上述基板加熱面低 的面。 7066-8043-PF1 34
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