TWI686101B - 加熱器單元 - Google Patents

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Abstract

提供具有可靠度經提升之細徑護套型加熱器之加熱器單元。加熱器單元包括第一基材、第二基材及護套型加熱器。第一基材與第二基材彼此相互接合，且於前述第一基材及前述第二基材之接合面之至少一者設置有溝槽。護套型加熱器配置於前述溝槽的內側。前述護套型加熱器包括金屬護套、發熱線、絕緣材及連接端子。發熱線以有間隙的方式配置於前述金屬護套內，其形狀為帶狀，並配置成相對於前述金屬護套的軸方向旋轉。絕緣材配置於前述間隙。連接端子配置於前述金屬護套之一端，並分別與前述發熱線之兩端電性連接。

Description

加熱器單元
本發明係關於加熱器單元。尤其關於搭載半導體裝置之製造工序中所使用之護套型加熱器（sheath heater）的加熱器單元。
半導體裝置被搭載於近乎所有的電子設備，且對於電子設備的功能擔任重要的角色。在半導體裝置的製造工序中，藉由在半導體基板上形成薄膜及加工薄膜，形成電晶體元件、配線、電阻元件、電容元件等功能元件。作為在半導體基板上形成薄膜的方法，可使用：化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）法、物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）法、原子層沉積（Atomic Layer Deposition，ALD）法等方法。並且，作為加工薄膜的方法，可使用：反應性離子蝕刻（Reactive Ion Etching，RIE）法、機械研磨（Mechanical Polishing，MP）、化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing，CMP）等方法。並且，在半導體裝置的製造工序中，進行薄膜之形成及加工以外之電漿處理等表面處理的工序。
在上述之薄膜形成、加工及表面處理的工序中，諸多反應條件決定薄膜的特性，其中一者為半導體基板的溫度。在諸多情形中，半導體基板的溫度係藉由調節設置半導體基板之載置台（以下稱為「工作台」）的溫度而受控。為了調節工作台的溫度，在工作台埋設呈蛇行狀或渦卷狀之作為加熱機構的護套型加熱器。
舉例而言，在專利文獻1揭示單一金屬管狀的護套內具備多個發熱線的護套型加熱器。通常其目的在於：使用多條發熱線之其中一條進行加熱，此發熱線斷線時，藉由切換電源電路至其他發熱線以輕易且迅速恢復。
『專利文獻』 《專利文獻1》日本專利公開第2002-151239號公報
然而，專利文獻1所記載的護套型加熱器，其前提在於：使用不鏽鋼作為金屬護套，且使用鎳鉻合金作為發熱線，因各自的熱膨脹差異為小而並未考量欲抑制發熱線的斷線。
本發明之實施型態的課題之一，在於提供具有可靠度經提升之細徑護套型加熱器之加熱器單元。
根據本發明之一實施型態，提供加熱器單元，其包括第一基材、第二基材及護套型加熱器。第一基材與第二基材彼此相互接合，且於第一基材及第二基材之接合面之至少一者設置有溝槽。護套型加熱器配置於溝槽的內側。護套型加熱器包括金屬護套、發熱線、絕緣材及連接端子。發熱線以有間隙的方式配置於金屬護套內，其形狀為帶狀，並配置成相對於金屬護套的軸方向旋轉。絕緣材配置於間隙。連接端子配置於金屬護套之一端，並分別與發熱線之兩端電性連接。
並且在其他態樣中，發熱線亦可在前述金屬護套內成為二軸之區域中配置成雙股螺旋構造。
並且在其他態樣中，護套型加熱器之數量亦可配置成多個，且分別獨立受控。
並且在其他態樣中，溝槽亦可設置於第一基材。
並且在其他態樣中，金屬護套、第一基材及第二基材所使用之材質亦可具有相同的熱膨脹係數。
並且在其他態樣中，金屬護套、第一基材及第二基材所使用之材質亦可為相同的金屬材料。
並且在其他態樣中，金屬護套、第一基材及第二基材所使用之金屬材質亦可為鋁。
並且在其他態樣中，第一基材及第二基材亦可藉由釬焊接合。
並且在其他態樣中，絕緣材之材質亦可包括無機絕緣粉末。
並且在其他態樣中，發熱線之材質亦可包括鎳鉻合金，絕緣材之材質亦可包括氧化鎂。
以下參照圖式的同時說明本申請案所揭示之發明的各實施型態。惟本發明可在未脫離其要旨之範圍中以各種型態實施，而並非為限定解釋成以下示例之實施型態的記載內容者。
並且，圖式為了更為明確地說明，相較於實際的態樣，對於各部分的幅寬、厚度、形狀等有示意表示的情形，但其係僅為一例，而並非為限定本發明之解釋者。並且，在本說明書與各圖式中，對於具備與有關已出現之圖式而已說明者同樣之功能的要件，有時標示相同符號，且省略重覆的說明。並且，雖因說明的方便而使用所謂上方或下方之用語以說明，但上方或下方分別表示加熱器單元之使用時（基板載置時）的方向。
（第一實施型態）
使用圖1至圖3說明關於本發明之第一實施型態之加熱器單元的整體結構。關於本發明之第一實施型態之加熱器單元具有加熱機構。並且，關於第一實施型態之加熱器單元，可使用於CVD裝置、濺射裝置、蒸鍍裝置、蝕刻裝置、電漿處理裝置、量測裝置、檢查裝置及顯微鏡等。惟關於第一實施型態之加熱器單元並非限定成使用於上述裝置者，可使用於需要加熱基板的裝置。
［加熱器單元100的結構］
圖1為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元之結構的立體圖。圖2為圖1之A-A’的剖視圖。圖3為圖2之B-B’的剖視圖。如圖1至圖3所示，關於第一實施型態之加熱器單元100，其具有第一基材200、第二基材300、軸體400及護套型加熱器110。
參照圖1至圖3，藉由接合上表面為平坦且下表面設置有溝槽220之第一基材200與第二基材300，將護套型加熱器110埋設於第一基材200及第二基材300之接合面的溝槽220。第一基材200的上表面為用以載置基板的工作台240。基板設置於工作台240上。亦即，護套型加熱器110透過第一基材200而加熱工作台240上的基板。
護套型加熱器110包含分別獨立受控的第一護套型加熱器110a、第二護套型加熱器110b。於此，在並未特別區分第一護套型加熱器110a及第二護套型加熱器110b時，則稱為護套型加熱器110。在本實施型態中，揭示二個護套型加熱器110在第一基材200及第二基材300的接合面於各自之對應區域形成圖案的結構。然而，並非受限於此結構，設置於第一基材200及第二基材300之接合面之護套型加熱器110的數量為一個以上即可，且可適當設定。設置於第一基材200及第二基材300之接合面之護套型加熱器110的數量愈多，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在本實施型態中，第一護套型加熱器110a及第二護套型加熱器110b揭示在第一基材200及第二基材300的接合面形成圓形圖案的結構。然而，並非受限於此結構，形成於第一基材200及第二基材300之接合面之護套型加熱器110的圖案形狀，可適當設計。舉例而言，護套型加熱器110的圖案形狀可為矩形，亦可為矩形以外的多邊形。並且，雖示例第二護套型加熱器110b圍繞第一護套型加熱器110a的結構，但並非受限於此結構。配置各護套型加熱器110的多個區域，亦可分割成上述以外的多種形狀。舉例而言，多個區域亦可為以第一基材200及第二基材300之接合面的中心為基準而分割成扇形的區域。關於本實施型態之護套型加熱器110，因具有後述的結構而能彎曲加工成複雜的形狀，且可在第一基材200及第二基材300的接合面佈局細微的圖案形狀。設置於第一基材200及第二基材300之接合面的護套型加熱器110之圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在本實施型態中，護套型加熱器110配置在設置於第一基材200之下表面（與工作台240相反側的面，第一基材200及第二基材300的接合面）的溝槽220。圖4為圖3之在D區域的放大剖視圖。於此，為了知曉溝槽220之形狀，在圖4A至圖4C之右側二個溝槽220並未繪示護套型加熱器110。如圖4A所示，配置護套型加熱器110之溝槽220a，係近第一基材200的下表面側具有開口端且近第一基材200的上表面側具有圓底部的凹部。舉例而言，在護套型加熱器110之外徑為4.5 mm的情況下，配置護套型加熱器110之溝槽220a的深度自第一基材200的表面起算為4.3 mm以上且4.5 mm以下。配置護套型加熱器110之溝槽220a的幅寬為4.5 mm以上且5.0mm以下。藉由使配置護套型加熱器110之溝槽220a的形狀及尺寸趨近於護套型加熱器110的形狀及尺寸，護套型加熱器110與第一基材200的接觸面積增加，而能將護套型加熱器110所產生的熱能量有效率地往第一基材200傳遞。
然而並非受限於此，配置護套型加熱器110之溝槽的形狀及尺寸，可根據護套型加熱器110的形狀及尺寸而適當設計。舉例而言，如圖4B所示，配置護套型加熱器110之溝槽，亦可為「近第一基材200的下表面側具有開口端且近第一基材200的上表面側具有圓底部的凹部」與「近第二基材300的上表面側具有開口端且近第二基材300的下表面側具有圓底部的凹部」所形成的組合。於此，第一基材200的下表面側及第二基材300的上表面側一併為第一基材200及第二基材300的接合面。舉例而言，在護套型加熱器110之外徑為4.5 mm的情況下，配置護套型加熱器110之第一基材200之溝槽220b及第二基材300之溝槽320的深度自第一基材200及第二基材300的接合面起算分別為2.25 mm以上且2.5 mm以下。配置護套型加熱器110之第一基材200之溝槽220b及第二基材300之溝槽320的幅寬為4.5 mm以上且5.0mm以下。藉由使配置護套型加熱器110之溝槽220b及溝槽320之組合的形狀及尺寸趨近於護套型加熱器110的形狀及尺寸，護套型加熱器110與第一基材200及第二基材300的接觸面積增加，而能將護套型加熱器110所產生的熱能量有效率地往第一基材200及第二基材300傳遞。
進一步如圖4C所示，亦可將溝槽的形狀及尺寸適當設計成可使護套型加熱器110的形狀配合溝槽變形。舉例而言，如圖4C所示，配置護套型加熱器110之溝槽220c，係近第一基材200的下表面側具有開口端且近第一基材200的上表面側具有圓底部的凹部。舉例而言，在護套型加熱器110之外徑為4.5 mm的情況下，配置護套型加熱器110之溝槽220c的深度自第一基材200的表面起算為4.0 mm以上且4.5 mm以下。配置護套型加熱器110之溝槽220c的幅寬為4.5 mm以上且5.0mm以下。藉由設計成配置護套型加熱器110之溝槽220c的截面積與護套型加熱器110的截面積近乎相同，可在配置於溝槽220c時些微調整護套型加熱器110的形狀，而使其配合溝槽的形狀。藉由使護套型加熱器110的形狀及尺寸趨近於配置護套型加熱器110之溝槽220c的形狀及尺寸，護套型加熱器110與第一基材200及第二基材300的接觸面積增加，而能將護套型加熱器110所產生的熱能量有效率地往第一基材200及第二基材300傳遞。
在圖4A至圖4C中，雖示例使護套型加熱器110與配置護套型加熱器110之溝槽220及／或溝槽320的形狀及尺寸相近的結構，但並非受限於此。護套型加熱器110與溝槽220及／或溝槽320的形狀及尺寸亦可為相異。在護套型加熱器110與第一基材200及第二基材300之間存在有空間的情況下，護套型加熱器110的移動不受限，可抑制由熱膨脹所致之變形，而可提供可靠度為高的加熱器單元100。
在護套型加熱器110與第一基材200及第二基材300之間存在有空間的情況下，亦可例如藉由焊料填充空間。作為焊料，可列舉例如：含銀、銅及鋅的合金、含銅與鋅的合金、含微量磷的銅、鋁或其合金、含鈦、銅及鎳的合金、含鈦、鋯及銅的合金、含鈦、鋯、銅及鎳的合金等。在本實施型態中，因使用鋁基材作為第一基材200及第二基材300，故以由鋁填充為佳。藉由使用相同的金屬材料，可抑制由熱膨脹所致之變形，而可提供可靠度為高的加熱器單元100。藉由焊料填充空間，能將護套型加熱器110所產生的熱能量有效率地往第一基材200及第二基材300傳遞。
可使用金屬基材作為第一基材200及第二基材300。第一基材200及第二基材300所使用之材料的熱傳導係數以200 W/mK以上為佳即可。藉由第一基材200及第二基材300所使用之材料的熱傳導係數為200 W/mK以上，可將護套型加熱器110所產生的熱能量有效率地往工作台240傳遞。
第一基材200及第二基材300所使用之材料的熱膨脹係數以25×10−6 /K以下為佳即可。第一基材200及第二基材300所使用之材料之熱膨脹係數的差異以10×10−6 /K以下為佳即可。第一基材200及第二基材300所使用之材料以具有同程度之熱膨脹係數的材料為較佳即可，以相同金屬材料為更佳即可。在本實施型態中，使用鋁基材作為第一基材200及第二基材300。然而並非受限於此，作為第一基材200及第二基材300的材料，可使用鋁（Al）、鈦（Ti）、不鏽鋼（SUS）等材料。藉由第一基材200及第二基材300所使用之材料之熱膨脹係數的差異為10×10−6 /K以下，可抑制由熱膨脹所致之變形，而可提供可靠度為高的加熱器單元100。
第一基材200及第二基材300的接合，可例如藉由釬焊進行。作為焊料，可列舉例如：含銀、銅及鋅的合金、含銅與鋅的合金、含微量磷的銅、鋁或其合金、含鈦、銅及鎳的合金、含鈦、鋯及銅的合金、含鈦、鋯、銅及鎳的合金等。在本實施型態中，因使用鋁基材作為第一基材200及第二基材300，故以由鋁釬焊為佳。藉由使用相同的金屬材料，可抑制由熱膨脹所致之變形，而可提供可靠度為高的加熱器單元100。
關於本實施型態之護套型加熱器110係於護套型加熱器110的一端具有二個連接端子50的單側端子型。舉例而言，於第一護套型加熱器110a的一端具有二個的連接端子50a及連接端子50b。於此，在並未特別區分二個的連接端子50a及連接端子50b時，則稱為連接端子50。護套型加熱器110之具有連接端子50的一端，係經過配置成自第一基材200的略中央部260至第二基材300之略中央的貫通孔340，而在第二基材300之與第一基材200相反側的面取出。護套型加熱器110之具有連接端子50的一端，係經過圓筒形的軸體400之中空部，而連接於外部設備（加熱器控制器、電源等）。藉由自外部設備所供給的電力，護套型加熱器110受到加熱，藉此控制工作台240的溫度。雖圖3並未繪示，但於加熱器單元100亦可配置成溫度感測器或氣體管路、冷卻管路等經過軸體400的中空部。由於關於本實施型態之護套型加熱器110為單側端子型，故將護套型加熱器110的單端取出用於外部連接即可，而可有效活用軸體400之中空部。
［護套型加熱器的結構］
使用圖5A及圖5B，說明關於本發明之第一實施型態之護套型加熱器的結構。圖5A及圖5B為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。如圖5A及圖5B所示，關於第一實施型態之護套型加熱器具有帶狀的發熱線20、絕緣材30、金屬護套40及連接端子50。
參照圖5A，發熱線20以有間隙的方式配置於圓筒形的金屬護套40內，發熱線20與金屬護套40係藉由配置於間隙之絕緣材30而絕緣。於圖5A中，雖揭示金屬護套40為一端封閉的形狀，但並非受限於此，亦可為兩端皆開放的形狀。發熱線20配置成於金屬護套40內在圓筒軸方向上往返，發熱線20的兩端配置於金屬護套40的一端。亦即，一條發熱線20在金屬護套40之圓筒軸方向的大部分配置成二軸（二芯）。配置於金屬護套40內之各發熱線20配置成有間隙，且係藉由配置於間隙之絕緣材30而絕緣。
圖5B為圖5A之C-C’的剖視圖。參照圖5B，帶狀的發熱線20之幅寬d1係以0.1 mm以上且2.0 mm以下的範圍為佳。帶狀的發熱線20之厚度d2係以0.1 mm以上且0.5 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之內徑d3係以3.0 mm以上且4.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之厚度d4係以0.5 mm以上且1.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之外徑d5係以3.5 mm以上且5.0 mm以下的範圍為佳。關於本實施型態之護套型加熱器120藉由具有上述結構，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器120，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器120的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在正交於圓筒軸之剖面中，金屬護套40與配置於金屬護套40內之各發熱線20的最短距離g1係以0.3 mm以上且1.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40與發熱線20的最短距離g1以0.4 mm以上且1.0 mm以下的範圍為較佳即可。藉由將金屬護套40與發熱線20的距離g1定於0.3 mm以上，可確保金屬護套40與發熱線20的絕緣性。藉由將金屬護套40與發熱線20的距離g1定於1.0 mm以下，可細徑化護套型加熱器120之徑。關於本實施型態之護套型加熱器120藉由使用帶狀的發熱線20，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器120，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器120的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在正交於圓筒軸之剖面中，配置於金屬護套40內之各發熱線20的距離g2係以0.3 mm以上且2.0 mm以下的範圍為佳。配置於金屬護套40內之各發熱線20的最短距離g2以0.4 mm以上且1.0 mm以下的範圍較佳即可。藉由將二軸之發熱線20的距離g2定於0.3 mm以上，可確保發熱線20的絕緣性。藉由將二軸之發熱線20的距離g2定於2.0 mm以下，可細徑化護套型加熱器120之徑。關於本實施型態之護套型加熱器120藉由使用帶狀的發熱線20，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器120，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器120的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
發熱線20的兩端具備分別與之電性連接的連接端子50a及連接端子50b。於此，在並未特別區分連接端子50a及連接端子50b時，則稱為連接端子50。本實施型態之護套型加熱器120，藉由具有二個連接端子50配置於護套型加熱器120之一端之二軸單側端子型（二芯單側端子型）的結構，可有效活用軸體400的中空部，而可將更多的護套型加熱器120配置於加熱器單元100。配置於加熱器單元100之護套型加熱器120的數量愈多，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，帶狀的發熱線20配置成相對於金屬護套40的圓筒軸方向旋轉。帶狀的發熱線20在發熱線20之長軸沿金屬護套40之圓筒軸垂直方向旋轉的狀態下，沿圓筒軸方向延伸。亦即，各發熱線20為經捲繞成螺旋狀的狀態。二軸之發熱線20的旋轉軸分別配置成相對於金屬護套40的圓筒軸方向略為平行。發熱線20藉由以經捲繞的狀態配置，配置於金屬護套40內之發熱線20的長度增加，而可提升護套型加熱器120的電阻值。再者，發熱線20藉由以經捲繞的狀態配置，可具有彈簧特性，而抑制熱膨脹時的斷線。因此，即使例如金屬護套40與發熱線20之熱膨脹係數的差異為大，亦能夠提供可靠度經提升之護套型加熱器120。
配置於金屬護套40內之發熱線20旋轉一圈成螺旋狀之金屬護套40之圓筒長軸方向的長度為旋轉節距L1，所述旋轉節距L1以3.0 mm以下為佳。配置於金屬護套40內之發熱線20的旋轉節距L1以2.5 mm以下為較佳，以2.0 mm以下為更佳即可。藉由將配置於金屬護套40內之發熱線20的旋轉節距L1定於3.0 mm以下，能抑制熱膨脹時的斷線，而能提供可靠度經提升之護套型加熱器120。
圖5B為圖5A之C-C’的剖視圖。參照圖5B，在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，發熱線20的幅寬d1所形成的面方向相對於旋轉面的法線略為垂直。亦即，帶狀的發熱線20的面為旋轉面的切面。再者，二軸之發熱線20的面方向略為平行。各發熱線20之中心軸沿金屬護套40之圓筒軸方向旋轉成螺旋狀的方向係幾乎一致，且其旋轉節距L1亦為同程度。藉由各發熱線20的旋轉方向與旋轉節距L1為一致，可將二軸之發熱線20之間的距離g2維持一定，而能維持護套型加熱器120的可靠度。然而並非受限於此，各發熱線20的旋轉方向及／或旋轉節距L1亦可為相異。關於本實施型態之護套型加熱器120藉由滿足上述條件，即使考量發熱線20的旋轉，亦能以維持可靠度的方式設計。
關於本實施型態之護套型加熱器120剖面形狀為圓形。藉由護套型加熱器120的剖面形狀為圓形，護套型加熱器120能彎曲成期望的形狀，而能輕易配置於第一基材200的溝槽220及／或第二基材300的溝槽320。然而，護套型加熱器120之剖面、溝槽220之底部及／或溝槽320之底部的形狀並非受限於此，只要滿足上述條件即可具有任意的形狀，或可變形成任意的形狀。
帶狀的發熱線20可使用藉由通電產生焦耳熱的導電體。具體而言，可使用包含選自鎢、鉭、鉬、鉑、鎳、鉻及鈷的金屬。金屬亦可為包含此些金屬的合金，例如亦可為鎳與鉻的合金、含鎳、鉻及鈷的合金。在本實施型態中，可使用鎳鉻合金作為發熱線20的材料。
絕緣材30配置成用以抑制發熱線20與其他組件電性連接。換言之，可使用使發熱線20對於其他組件具有充分絕緣性的材料。再者，絕緣材30所使用之材料的熱傳導係數，以10 W/mK以上為佳即可。藉由絕緣材30所使用之材料的熱傳導係數為10 W/mK以上，可將發熱線20所產生的熱能量有效率地往金屬護套40傳遞。作為絕緣材30，可使用氧化鎂、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁等。在本實施型態中，可使用氧化鎂（MgO）的粉末作為絕緣材30。氧化鎂（MgO）之受壓粉體的熱傳導係數約為10 W/mK。
金屬護套40所使用之材料的熱傳導係數，以200 W/mK以上為佳即可。藉由金屬護套40所使用之材料的熱傳導係數為200 W/mK以上，可將發熱線20所產生的熱能量有效率地往第一基材200及第二基材300傳遞。
再者，金屬護套40所使用之材料的熱膨脹係數，以25×10−6 /K以下為佳即可。金屬護套40、第一基材200及第二基材300所使用之材料的熱膨脹係數的差異，以10×10−6 /K以下為佳即可。金屬護套40、第一基材200及第二基材300所使用之材料，以具有同程度之熱膨脹係數的材料為較佳即可，以相同金屬材料為更佳即可。在本實施型態中，使用鋁作為金屬護套40、第一基材200及第二基材300的材料。然而並非受限於此，作為金屬護套40、第一基材200及第二基材300的材料，可使用鋁（Al）、鈦（Ti）、不鏽鋼（SUS）等材料。藉由金屬護套40、第一基材200及第二基材300所使用之材料的熱膨脹係數的差異為10×10−6 /K以下，可抑制由熱膨脹所致之變形，而可提供可靠度為高的加熱器單元100。
如上所述，關於本實施型態之護套型加熱器120，能藉由具有帶狀的發熱線20而細徑化。藉由細徑化護套型加熱器120，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀，而能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。藉由帶狀的發熱線20在經旋轉成螺旋狀的狀態配置於護套型加熱器120內，可抑制熱膨脹時之發熱線20的斷線，即使例如金屬護套40與發熱線20之熱膨脹係數的差異為大，亦能夠提供可靠度經提升之護套型加熱器120。藉由能將相同的金屬材料使用於金屬護套40、第一基材200及第二基材300，可抑制加熱器單元100之由熱膨脹所致之變形，而能提升可靠度。
（第二實施型態）
［護套型加熱器的結構］
使用圖6A及圖6B說明關於本發明之第二實施型態之護套型加熱器的結構。圖6A及圖6B為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。如圖6A及圖6B所示，關於第二實施型態之護套型加熱器，與第一實施型態同樣具有帶狀的發熱線20、絕緣材30、金屬護套40及連接端子50。關於第二實施型態之護套型加熱器130，除了金屬護套40內之發熱線20的配置以外，由於亦包含於加熱器單元且為與第一實施型態同樣，故關於重覆之構造及結構將省略其說明，主要針對相異點說明。
參照圖6A，發熱線20以有間隙的方式配置於圓筒形的金屬護套40內，發熱線20與金屬護套40係藉由配置於間隙之絕緣材30而絕緣。於圖6A中，雖揭示金屬護套40為一端封閉的形狀，但並非受限於此，亦可為兩端皆開放的形狀。發熱線20配置成於金屬護套40內在圓筒軸方向上往返，發熱線20的兩端配置於金屬護套40的一端。亦即，一條發熱線20在金屬護套40之圓筒軸方向的大部分配置成二軸（二芯）。配置於金屬護套40內之各發熱線20配置成有間隙，且係藉由配置於間隙之絕緣材30而絕緣。
圖6B為圖6A之C-C’的剖視圖。參照圖6B，帶狀的發熱線20之幅寬d1係以0.1 mm以上且2.0 mm以下的範圍為佳。帶狀的發熱線20之厚度d2係以0.1 mm以上且0.5 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之內徑d3係以3.0 mm以上且4.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之厚度d4係以0.5 mm以上且1.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40之外徑d5係以3.5 mm以上且5.0 mm以下的範圍為佳。關於本實施型態之護套型加熱器130藉由具有上述結構，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器130，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器130的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在正交於圓筒軸之剖面中，金屬護套40與配置於金屬護套40內之各發熱線20的最短距離g1係以0.3 mm以上且1.0 mm以下的範圍為佳。金屬護套40與發熱線20的最短距離g1以0.4 mm以上且1.0 mm以下的範圍為較佳即可。藉由將金屬護套40與發熱線20的距離g1定於0.3 mm以上，可確保金屬護套40與發熱線20的絕緣性。藉由將金屬護套40與發熱線20的距離g1定於1.0 mm以下，可細徑化護套型加熱器130之徑。關於本實施型態之護套型加熱器130藉由使用帶狀的發熱線20，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器130，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器130的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在正交於圓筒軸之剖面中，配置於金屬護套40內之各發熱線20的距離g2係以0.3 mm以上且2.0 mm以下的範圍為佳。配置於金屬護套40內之各發熱線20的最短距離g2以0.4 mm以上且1.0 mm以下的範圍較佳即可。藉由將二軸之發熱線20的距離g2定於0.3 mm以上，可確保發熱線20的絕緣性。藉由將二軸之發熱線20的距離g2定於2.0 mm以下，可細徑化護套型加熱器130之徑。關於本實施型態之護套型加熱器130藉由使用帶狀的發熱線20，能在維持可靠度下予以細徑化。藉由細徑化護套型加熱器130，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀。護套型加熱器130的圖案愈細微，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
發熱線20的兩端具備分別與之電性連接的連接端子50a及連接端子50b。於此，在並未特別區分連接端子50a及連接端子50b時，則稱為連接端子50。本實施型態之護套型加熱器130，藉由具有二個連接端子50配置於護套型加熱器130之一端之二軸單側端子型（二芯單側端子型）的結構，可有效活用軸體400的中空部，而可將更多的護套型加熱器130配置於加熱器單元100。配置於加熱器單元100之護套型加熱器130的數量愈多，則愈能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。
在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，帶狀的發熱線20配置成相對於金屬護套40的圓筒軸方向旋轉。帶狀的發熱線20在發熱線20之長軸沿金屬護套40之圓筒軸垂直方向旋轉的狀態下，沿圓筒軸方向延伸。再者，在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，各發熱線20的旋轉軸以幾乎一致的狀態配置。亦即，二軸之發熱線20為捲繞成雙股螺旋狀的狀態。二軸之發熱線20的旋轉軸配置成相對於金屬護套40的圓筒軸方向略為平行。發熱線20藉由以經捲繞的狀態配置，配置於金屬護套40內之發熱線20的長度增加，而可提升護套型加熱器130的電阻值。再者，發熱線20藉由以經捲繞的狀態配置，可具有彈簧特性，而可抑制熱膨脹時的斷線。因此，即使例如金屬護套40與發熱線20之熱膨脹係數的差異為大，亦能夠提供可靠度經提升之護套型加熱器130。
配置於金屬護套40內之發熱線20旋轉一圈成螺旋狀之金屬護套40之圓筒長軸方向的長度為旋轉節距L2，所述旋轉節距L2以6.0 mm以下為佳。配置於金屬護套40內之發熱線20的の旋轉節距L2以2.5 mm以下為較佳，以2.0 mm以下為更佳即可。藉由將配置於金屬護套40內之發熱線20的旋轉節距L2定於2.0 mm以下，能抑制熱膨脹時的斷線，而能提供可靠度經提升之護套型加熱器130。再者，在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，在各發熱線20之旋轉軸方向上的最短距離L3以2.3 mm以上為佳。藉由將二軸之發熱線20的距離L3定於2.3 mm以上，可確保發熱線20的絕緣性。
圖6B為圖6A之C-C’的剖視圖。參照圖6B，在金屬護套40內，發熱線20為二軸的區域中，發熱線20的幅寬d1所形成的面方向相對於旋轉面的法線略為垂直。亦即，帶狀的發熱線20的面為旋轉面的切面。再者，二軸之發熱線20的面方向略為平行。各發熱線20之中心軸沿金屬護套40之圓筒軸方向旋轉成雙股螺旋狀的方向以180°錯開，且其旋轉節距L2幾乎一致。亦即，各發熱線20的旋轉以二分之一節距錯開。藉由各發熱線20的旋轉節距L2為一致，可將二軸之發熱線20之間的距離g2維持一定，而能維持護套型加熱器130的可靠度。然而並非受限於此，各發熱線20之旋轉方向的錯開亦可並非為180°。關於本實施型態之護套型加熱器130只要滿足二軸之發熱線20之在金屬護套40之圓筒軸方向上的最短距離L3為g2以上，即使考量發熱線20的旋轉，亦能以維持可靠度的方式設計。
關於本實施型態之護套型加熱器130剖面形狀為圓形。藉由護套型加熱器130的剖面形狀為圓形，護套型加熱器130能彎曲成期望的形狀，而能輕易配置於第一基材200的溝槽220及／或第二基材300的溝槽320。然而，護套型加熱器130之剖面、溝槽220之底部及／或溝槽320之底部的形狀並非受限於此，只要滿足上述條件即可具有任意的形狀，或可變形成任意的形狀。
如上所述，關於本實施型態之護套型加熱器130，能藉由具有帶狀的發熱線20而細徑化。藉由細徑化護套型加熱器130，可在加熱器單元100佈局細微的圖案形狀，而能以趨於無偏差的方式精密控制工作台240的溫度分布。藉由帶狀的發熱線20在經旋轉成雙股螺旋狀的狀態配置於護套型加熱器130內，可抑制熱膨脹時之發熱線20的斷線，即使例如金屬護套40與發熱線20之熱膨脹係數的差異為大，亦能夠提供可靠度經提升之護套型加熱器130。藉由能將相同的金屬材料使用於金屬護套40、第一基材200及第二基材300，可抑制加熱器單元100之由熱膨脹所致之變形，而能提升可靠度。
作為本發明之實施型態，上述的各實施型態只要並未相互矛盾，即可適當組合而實施。並且，本領域業者基於各實施型態進行適當構成要素的追加、刪除或設計變更者，只要具備本發明的要旨，即亦包含於本發明的範圍。
並且，即使為與由上述各實施型態所帶來之作用效果相異的效果，對於自本說明書之記載可知者或本領域業者能輕易預測而獲得者，理所當然理解為由本發明所帶來者。
『實施例』
以下，雖基於實施例及比較例更詳細說明本發明，但本發明並非為由此些所限定者，在未脫離旨趣的範圍能適當變更。
［實施例1］
圖7A繪示關於本發明之實施例1之加熱器單元之護套型加熱器之圖案佈局的剖視結構圖。關於實施例1之加熱器單元為與上述第一實施型態略為同樣的結構，各參數係如下所述。 第一基材及第二基材的材質：鋁 第一基材及第二基材的厚度：15 mm 第一基材及第二基材的直徑：330 mm 護套型加熱器的圖案：三區（圖7A） 護套型加熱器的型態：二芯單側端子型 護套型加熱器的最小曲率半徑：9 mm 發熱線20的材質：鎳鉻合金（鎳80%、鉻20%） 發熱線20之線帶的幅寬d1：0.75 mm 發熱線20之線帶的厚度d2：0.2 mm 二軸之發熱線20彼此的最短距離：0.5 mm 發熱線20之旋轉軸間的距離：1.5 mm 發熱線20的旋轉徑：1 mm 發熱線20的旋轉節距L1：2 mm 金屬護套40與發熱線20的最短距離：0.5 mm 金屬護套40的材質：鋁 金屬護套40的內徑d3：3.5 mm 金屬護套40的厚度d4：0.5 mm 金屬護套40的外徑d5：4.5 mm
［比較例1］
圖8A繪示關於本發明之比較例1之加熱器單元之護套型加熱器之圖案佈局的剖視結構圖。關於比較例1之加熱器單元，具備將圓線的發熱線捲繞成螺旋狀的單芯雙側端子型的護套型加熱器。各參數係如下所述。 第一基材及第二基材的材質：鋁 第一基材及第二基材的厚度：15 mm 第一基材及第二基材的直徑：330 mm 護套型加熱器的圖案：二區（圖8A） 護套型加熱器的型態：單芯雙側端子型 護套型加熱器的最小曲率半徑：15.5 mm 發熱線20的材質：鎳鉻合金（鎳80%、鉻20%） 發熱線20之圓線的直徑：Φ0.5 mm 發熱線20的旋轉徑：2 mm 發熱線20的旋轉節距L1：2 mm 金屬護套40與發熱線20的最短距離：1.5 mm 金屬護套40的材質：鋁 金屬護套40的內徑：5.2 mm 金屬護套40的厚度：0.5 mm 金屬護套40的外徑：6.2 mm
［圖案佈局］
比較上述實施例1及比較例1之加熱器單元中之護套型加熱器的圖案佈局。實施例1之加熱器單元中的護套型加熱器因具有二芯單側端子型的結構，故軸體之中空部中之護套型加熱器的取出，對應每一個護套型加熱器做成為一個。因此，可有效活用軸體的中空部，可將三個護套型加熱器配置於加熱器單元。並且，因護套型加熱器的外徑為4.5 mm之細徑，故可充分縮小護套型加熱器的最小曲率半徑，且可如圖7A所示，在加熱器單元佈局細微的圖案形狀。另一方面，比較例1之加熱器單元中的護套型加熱器因具有單芯雙側端子型的結構，故軸體之中空部中之護套型加熱器的取出，對應每一個護套型加熱器做成為二個。因此，軸體的中空部中之端子的取出會混合，而僅可將二個護套型加熱器配置於加熱器單元。並且，因護套型加熱器的外徑為6.2 mm，故護套型加熱器的最小曲率半徑為大，而僅可如圖8A所示，在加熱器單元佈局粗糙的圖案形狀。
［溫度分布的評價］
使用關於上述實施例1的加熱器單元，量測加熱器加熱時的溫度分布。實施例1中之加熱器加熱時（200℃）的設定條件係如下所述。 第一加熱器a1（內側）所產生的熱量：500 W 第二加熱器b1（中間）所產生的熱量：1200 W 第三加熱器c1（外側）所產生的熱量：1200 W
使用關於上述比較例1的加熱器單元，量測加熱器加熱時的溫度分布。比較例1中之加熱器加熱時（200℃）的設定條件係如下所述。 第一加熱器a2（內側）所產生的熱量：2000 W 第三加熱器c2（外側）所產生的熱量：2000 W
在上述設定條件下，使用紅外線熱成像儀（FLIR公司製），量測達到平衡時之關於實施例1及比較例1之加熱器單元中之工作台的表面溫度。關於實施例1及比較例1之加熱器單元的IR影像揭示於圖7B及圖8B。於圖7C揭示在圖7B中關於實施例1之加熱器單元之T2-N2線（線1）、U2-O2線（線2）、V2-P2線（線3）、Q2-W2線（線4）、R2-L2線（線5）、S2-M2線（線6）上的溫度變化。於圖8C揭示在圖8B中關於比較例1之加熱器單元之N1-J1線（線1）、O1-K1線（線2）、L1-P1線（線3）、M1-I1線（線4）上的溫度變化。
如圖7B及圖7C所示，在關於實施例1之加熱器單元，並未在工作台的表面觀測到大幅度的溫度分布。顯示最大溫度的位置係第一基材的周邊區域，其溫度為200.8℃。另一方面，顯示最小溫度的位置係第一基材的最外周區域，其溫度成為198.7℃，最大溫度差異為約2℃。另一方面，如圖8B及圖8C所示，在關於比較例1之加熱器單元，於工作台的表面觀測到大幅度的溫度分布，溫度隨自周邊區域朝向中心區域大幅降低。顯示最大溫度的位置係第一基材的周邊區域，其溫度為204℃。另一方面，顯示最小溫度的位置係第一基材的中央區域，其溫度成為196.1℃，最大溫度差異為約8℃。
由以上的結果可知，關於實施例1之加熱器單元，可均勻進行工作台的加熱。因此，藉由使用具備此加熱器單元的薄膜形成裝置或薄膜加工裝置，因可在基板上形成具有均勻特性的各種薄膜，或可在基板上對於薄膜進行均勻的成形，故能更精密控制半導體製程。
［實施例2］
圖9A繪示關於本發明之實施例2之加熱器單元之護套型加熱器之圖案佈局的剖視結構圖。關於實施例2之加熱器單元為與上述第一實施型態略為同樣的結構，各參數係如下所述。 第一基材及第二基材的材質：鋁 第一基材及第二基材的厚度：5 mm 第一基材及第二基材的直徑：330 mm 護套型加熱器的圖案：一區（圖9A） 護套型加熱器的型態：二芯單側端子型 護套型加熱器的最小曲率半徑：9 mm 發熱線20的材質：鎳鉻合金（鎳80%、鉻20%） 發熱線20之線帶的幅寬d1：0.75 mm 發熱線20之線帶的厚度d2：0.2 mm 二軸之發熱線20彼此的最短距離：0.5 mm 發熱線20之旋轉軸間的距離：1.5 mm 發熱線20的旋轉徑：1 mm 發熱線20的旋轉節距L1：2 mm 金屬護套40與發熱線20的最短距離：0.5 mm 金屬護套40的材質：鋁 金屬護套40的內徑d3：3.5 mm 金屬護套40的厚度d4：0.5 mm 金屬護套40的外徑d5：4.5 mm
［比較例2］
圖10A繪示關於本發明之比較例2之加熱器單元之護套型加熱器之圖案佈局的剖視結構圖。關於比較例2之加熱器單元，具備將圓線的發熱線配置成直線狀的二芯單側端子型的護套型加熱器。關於比較例2之加熱器單元，發熱線的材質為鎳鉻合金，金屬護套的材質為SUS。各參數係如下所述。 第一基材及第二基材的材質：鋁 第一基材及第二基材的厚度：5 mm 第一基材及第二基材的直徑：330 mm 護套型加熱器的圖案：一區（圖10A） 護套型加熱器的型態：二芯單側端子型 護套型加熱器的最小曲率半徑：8 mm 發熱線的材質：鎳鉻合金：（鎳80%、鉻20%） 發熱線之圓線的直徑：Φ0.53 mm 二軸之發熱線彼此的最短距離：0.6 mm 金屬護套與發熱線的最短距離：0.6 mm 金屬護套的材質：SUS 金屬護套的內徑：2.54 mm 金屬護套的厚度：0.33 mm 金屬護套的外徑：3.2 mm 此外，具有與比較例2同樣之結構（將發熱線配置成直線狀）的護套型加熱器，發熱線的材質為鎳鉻合金，金屬護套的材質為鋁，因各自之熱膨脹係數的差異為大，而有斷線的問題。
［圖案佈局］
比較上述實施例2及比較例2之加熱器單元中之護套型加熱器的圖案佈局。實施例2及比較例2之加熱器單元中的護套型加熱器因具有二芯單側端子型的結構，故軸體之中空部中之護套型加熱器的取出，對應每一個護套型加熱器做成為一個。因此，可有效活用軸體的中空部，能將任二個以上的護套型加熱器配置於加熱器單元。並且，因護套型加熱器的外徑為細徑，故能在加熱器單元佈局細微的圖案形狀。在實施例2及比較例2中，如圖9A及圖10A所示配置。
［熱循環試驗後之工作台表面形狀的評價］
使用關於實施例2及比較例2的加熱器單元，進行重複150℃及400℃之溫度升降500次循環的熱循環試驗。熱循環試驗後，使用三維量測機（三豐公司製）量測關於實施例2及比較例2之加熱器單元之工作台的表面形狀。關於實施例2及比較例2之加熱器單元之工作台的高度偏差揭示於圖9B及圖10B。
如圖9B所示，關於實施例2之加熱器單元，並未在工作台的表面觀測大幅度的高低差。工作台之表面的平面度為0.0075。另一方面，如圖10B所示，關於比較例2之加熱器單元，於工作台的表面觀測到大幅度的高低差，隨自周邊區域朝向中心區域大幅隆起。工作台之表面的平面度為0.2048。在比較例2中，可被認為是因金屬護套的材料為SUS且第一基材及第二基材的材質為鋁，故熱膨脹係數的差異為大，而由熱循環試驗導致變形。
［在熱循環試驗後之工作台表面及非加熱對象中之溫度分布的評價］
使用關於上述熱循環試驗後之實施例2的加熱器單元，量測加熱器加熱時的溫度分布。實施例2中之加熱器加熱時（360℃）的設定條件係如下所述。 護套型加熱器所產生的熱量：2000 W
使用關於上述熱循環試驗後之比較例2的加熱器單元，量測加熱器加熱時的溫度分布。比較例2中之加熱器加熱時（360℃）的設定條件係如下所述。 護套型加熱器所產生的熱量：2000 W
在上述設定條件下，使用紅外線熱成像儀（FLIR公司製），量測達到平衡時之關於實施例2及比較例2之加熱器單元中之工作台的表面溫度。關於實施例2及比較例2之加熱器單元的IR影像揭示於圖9C及圖10C。在同樣設定條件下，使用紅外線熱成像儀（FLIR公司製），量測達到平衡時之關於實施例2及比較例2之加熱器單元中之非加熱對象（此情況為晶圓）的表面溫度。關於實施例2及比較例2之加熱器單元上之非加熱對象的IR影像揭示於圖9D及圖10D。
如圖9C及圖9D所示，關於實施例2之加熱器單元，並未在工作台的表面及非加熱對象的表面觀測到大幅度的溫度分布。工作台之表面的最大溫度差異為9.82℃，非加熱對象之表面的最大溫度差異為9.51℃。另一方面，如圖10C及圖10D所示，關於比較例2之加熱器單元，雖並未在工作台的表面觀測到大幅度的溫度分布，但在非加熱對象的表面觀測到大幅度的溫度分布。在非加熱對象的表面，溫度隨自周邊區域朝向中心區域大幅上升。工作台之表面的最大溫度差異為8.55℃，非加熱對象之表面的最大溫度差異為15.53℃。在比較例2中，可被認為載置非加熱對象之工作台的變形，大幅影響非加熱對象的溫度分布。
由以上的結果可知，關於實施例2之加熱器單元，可抑制工作台的變形，且可均勻進行非加熱對象的加熱。因此，藉由使用具備此加熱器單元的薄膜形成裝置或薄膜加工裝置，因可在基板上形成具有均勻特性的各種薄膜，或可在基板上對於薄膜進行均勻的成形，故能更精密控制半導體製程。
作為本發明之實施型態，上述的各實施型態只要並未相互矛盾，即可適當組合而實施。並且，本領域業者基於各實施型態進行適當構成要素的追加、刪除或設計變更者，只要具備本發明的要旨，即亦包含於本發明的範圍。
並且，即使為與由上述各實施型態所帶來之作用效果相異的效果，對於自本說明書之記載可知者或本領域業者能輕易預測而獲得者，理所當然理解為由本發明所帶來者。
20‧‧‧發熱線30‧‧‧絕緣材40‧‧‧金屬護套50a、50b、50c、50d‧‧‧連接端子100‧‧‧加熱器單元110、120、130‧‧‧護套型加熱器110a‧‧‧第一護套型加熱器110b‧‧‧第二護套型加熱器200‧‧‧第一基材220‧‧‧第一基材之溝槽220a、220b、220c‧‧‧溝槽240‧‧‧工作台260‧‧‧略中央部300‧‧‧第二基材320‧‧‧第二基材之溝槽340‧‧‧貫通孔400‧‧‧軸體d1‧‧‧幅寬d2、d4‧‧‧厚度d3‧‧‧內徑d5‧‧‧外徑g1、g2、L3‧‧‧距離L1、L2‧‧‧旋轉節距
圖1為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元之結構的立體圖。 圖2為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元之結構的剖視圖。 圖3為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元之結構的剖視圖。 圖4A為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元的放大剖視圖。 圖4B為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元的放大剖視圖。 圖4C為繪示關於本發明之一實施型態之加熱器單元的放大剖視圖。 圖5A為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。 圖5B為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。 圖6A為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。 圖6B為繪示關於本發明之一實施型態之護套型加熱器之結構的剖視圖。 圖7A為繪示實施例之加熱器單元中之護套型加熱器之圖案佈局的圖。 圖7B為繪示實施例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖7C為繪示實施例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖8A為繪示比較例之加熱器單元中之護套型加熱器之圖案佈局的圖。 圖8B為繪示比較例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖8C為繪示比較例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖9A為繪示實施例之加熱器單元中之護套型加熱器之圖案佈局的圖。 圖9B為繪示實施例之加熱器單元之表面形狀的圖。 圖9C為繪示實施例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖9D為繪示實施例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖10A為繪示比較例之加熱器單元中之護套型加熱器之圖案佈局的圖。 圖10B為繪示比較例之加熱器單元之表面形狀的圖。 圖10C為繪示比較例之加熱器單元之溫度分布的圖。 圖10D為繪示比較例之加熱器單元之溫度分布的圖。
50a、50b、50c、50d‧‧‧連接端子
100‧‧‧加熱器單元
110a‧‧‧第一護套型加熱器
110b‧‧‧第二護套型加熱器
200‧‧‧第一基材
220‧‧‧第一基材之溝槽
260‧‧‧略中央部
300‧‧‧第二基材
340‧‧‧貫通孔
400‧‧‧軸體

Claims (10)

  1. 一種加熱器單元，其包括：第一基材與第二基材，彼此相互接合，於該第一基材及該第二基材之接合面之至少一者設置有溝槽；以及護套型加熱器，配置於該溝槽的內側，該護套型加熱器包括：金屬護套；發熱線，係具有面的帶狀，於該金屬護套內以成為二軸的方式配置成有間隙，並配置成相對於該金屬護套的軸方向旋轉，在正交於該軸方向之剖面中，該面為平行；絕緣材，配置於該間隙；以及連接端子，配置於該金屬護套之一端，並分別與該發熱線之兩端電性連接。
  2. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該發熱線在前述金屬護套內成為二軸之區域中配置成雙股螺旋構造。
  3. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該護套型加熱器之數量配置成多個，且分別獨立受控。
  4. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該溝槽設置於該第一基材。
  5. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該金屬護套、該第一基材及該第二基材所使用之材質具有相同的熱膨脹係數。
  6. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該金屬護套、該第一基材及該第二基材所使用之材質為相同的金屬材料。
  7. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該金屬護套、該第一基材及該第二基材所使用之金屬材質為鋁。
  8. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該第一基材及該第二基材藉由釬焊接合。
  9. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該絕緣材之材質包括無機絕緣粉末。
  10. 如請求項1所述之加熱器單元，其中該發熱線之材質包括鎳鉻合金，該絕緣材之材質包括氧化鎂。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018181586A (ja) * 2017-04-12 2018-11-15 日本発條株式会社 シースヒータ
JP6902382B2 (ja) * 2017-04-12 2021-07-14 日本発條株式会社 ヒータユニット
JP2020064841A (ja) * 2018-10-11 2020-04-23 日本発條株式会社 ステージ、成膜装置、および膜加工装置
KR20210156402A (ko) * 2020-06-17 2021-12-27 현대자동차주식회사 판형 열교환기를 포함하는 고체수소 저장장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5486756U (zh) * 1977-12-01 1979-06-19
JPS54126146U (zh) * 1978-02-22 1979-09-03
JPS5854517A (ja) * 1981-09-28 1983-03-31 東芝ライテック株式会社 端子付電線
US5844205A (en) * 1996-04-19 1998-12-01 Applied Komatsu Technology, Inc. Heated substrate support structure
JP5486756B2 (ja) 2004-12-22 2014-05-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 有機電子デバイス用の垂直相互接続
JP5854517B2 (ja) 2010-11-17 2016-02-09 岡山県 新菌株、該新菌株を用いた根頭がんしゅ病防除剤及び／又は植物種子発芽率向上剤

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR363975A (fr) 1905-03-09 1906-08-10 William Arthur Stinson Perfectionnements apportés aux systèmes de fermeture pour sacs à dépeches
JPS5142970B2 (zh) 1971-08-31 1976-11-18
JPS5188853A (zh) 1975-01-31 1976-08-03
JPS52161342U (zh) 1976-05-31 1977-12-07
JPS5819200B2 (ja) 1977-12-23 1983-04-16 パイオニア株式会社 ム−ビングコイル形カ−トリッジ
JPS54126146A (en) 1978-03-23 1979-10-01 Sankyo Co Coinnoperated game machine
JPS5854577A (ja) * 1981-09-29 1983-03-31 株式会社東芝 シ−ズヒ−タ
JP2857966B2 (ja) * 1993-05-19 1999-02-17 助川電気工業株式会社 シーズヒータ
JP2710043B2 (ja) * 1995-11-15 1998-02-10 助川電気工業株式会社 シーズヒーターコア及びシーズヒーター
US6035101A (en) * 1997-02-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods
JPH11343571A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Ngk Insulators Ltd サセプター
JP2000243542A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Nhk Spring Co Ltd ヒータユニット及びその製造方法
JP4065639B2 (ja) * 2000-02-01 2008-03-26 株式会社アルバック パネルヒータ
KR100702756B1 (ko) * 2000-08-21 2007-04-03 닛폰 하츠죠 가부시키가이샤 히터 유닛 및 그 제조 방법
JP2002151239A (ja) 2000-11-13 2002-05-24 Sukegawa Electric Co Ltd シースヒータユニット
US8263908B2 (en) * 2004-10-08 2012-09-11 Furukawa-Sky Aluminum Corp. Heater plate and a method for manufacturing the heater plate
US20080197125A1 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Applied Materials, Inc. Substrate heating method and apparatus
US8193472B2 (en) * 2007-03-23 2012-06-05 Nihon Dennetsu Co., Ltd. Susceptor
JP5374715B2 (ja) * 2007-09-07 2013-12-25 日本電熱株式会社 ラミネート装置、ラミネート装置用の熱板及びラミネート装置用の熱板の製造方法
JP5465373B2 (ja) * 2007-09-12 2014-04-09 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置
JP5095349B2 (ja) * 2007-10-31 2012-12-12 株式会社岡崎製作所 高温用シースヒータ
KR100900001B1 (ko) 2008-08-13 2009-05-28 최기철 금속관 히터를 이용하는 전열 장치
CN201319673Y (zh) 2008-12-19 2009-09-30 镇江裕太防爆电加热器有限公司 高频电阻快速加热带
JP5592706B2 (ja) 2010-06-02 2014-09-17 助川電気工業株式会社 シースヒータのリード線接続端子
CN201766729U (zh) 2010-08-26 2011-03-16 王孝来 一种新型的碳纤维石英电热管
JP2013098138A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Hongkong Tachibana Electronics Co Ltd コード状発熱線装置
JP2013134851A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Hongkong Tachibana Electronics Co Ltd コード状発熱線装置
US9113501B2 (en) 2012-05-25 2015-08-18 Watlow Electric Manufacturing Company Variable pitch resistance coil heater
JP5951543B2 (ja) * 2013-03-28 2016-07-13 ニチアス株式会社 金属発熱体および発熱構造体
JP2015069931A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 ニチアス株式会社 ジャケットヒータ
US20150114949A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 Sang Won Lee Sheath Heater Capable of Reducing Electro-magnetic Wave
GB2537715B (en) * 2014-04-14 2018-10-03 Norcros Group Holdings Ltd An instantaneous electric water heater, a heat exchanger and an electric shower
DE102015114886B4 (de) * 2015-09-04 2022-05-12 Türk & Hillinger GmbH Verfahren zur Herstellung einer Heizvorrichtung für Fluide
JP2018181586A (ja) * 2017-04-12 2018-11-15 日本発條株式会社 シースヒータ
JP6902382B2 (ja) * 2017-04-12 2021-07-14 日本発條株式会社 ヒータユニット
US11153936B2 (en) * 2018-03-26 2021-10-19 Leister Technologies Ag Ceramic heating resistor, electrical heating element, and device for heating a fluid
JP7096587B2 (ja) * 2018-09-18 2022-07-06 新熱工業株式会社 シーズヒータ
JP2020064841A (ja) * 2018-10-11 2020-04-23 日本発條株式会社 ステージ、成膜装置、および膜加工装置
JP7272777B2 (ja) * 2018-10-17 2023-05-12 日本発條株式会社 ヒータ
DE102019127691A1 (de) * 2019-10-15 2021-04-15 Türk & Hillinger GmbH Elektrisches Heizelement, elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung mit einem solchen Heizelement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5486756U (zh) * 1977-12-01 1979-06-19
JPS54126146U (zh) * 1978-02-22 1979-09-03
JPS5854517A (ja) * 1981-09-28 1983-03-31 東芝ライテック株式会社 端子付電線
US5844205A (en) * 1996-04-19 1998-12-01 Applied Komatsu Technology, Inc. Heated substrate support structure
JP5486756B2 (ja) 2004-12-22 2014-05-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 有機電子デバイス用の垂直相互接続
JP5854517B2 (ja) 2010-11-17 2016-02-09 岡山県 新菌株、該新菌株を用いた根頭がんしゅ病防除剤及び／又は植物種子発芽率向上剤

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KR20190128214A (ko) 2019-11-15
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JP6902382B2 (ja) 2021-07-14

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