TWI714352B - 保持裝置及保持裝置的製造方法 - Google Patents

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TWI714352B
TWI714352B TW108141770A TW108141770A TWI714352B TW I714352 B TWI714352 B TW I714352B TW 108141770 A TW108141770 A TW 108141770A TW 108141770 A TW108141770 A TW 108141770A TW I714352 B TWI714352 B TW I714352B
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坂卷龍之介
高岡勝哉
渡邊洋史
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日商日本特殊陶業股份有限公司
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Abstract

[課題] 抑制因供電連接構件的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體的發熱量的偏差。 [解決手段] 保持裝置係具備：藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體所形成的陶瓷構件；配置於陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體；與發熱電阻體相接的導電性供電連接構件；以及與供電連接構件電性連接的導電性供電端子；且在陶瓷構件的表面上保持對象物。在供電連接構件的表面中的扣除與發熱電阻體接觸之面及與供電端子連接之面後的表面的至少一部分，係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的塗布層所覆蓋。

Description

保持裝置及保持裝置的製造方法
本說明書所揭示的技術係關於保持對象物的保持裝置。
已知有一邊保持對象物(例如，半導體晶圓)一邊加熱至既定的溫度(例如400~800℃左右)之加熱裝置(亦稱為「承熱器」)。加熱裝置係作為例如成膜裝置(CVD成膜裝置、濺鍍成膜裝置等)或蝕刻裝置(電漿蝕刻裝置等)等的半導體製造裝置的一部分使用。
一般，加熱裝置係具備藉由陶瓷燒結體形成的陶瓷構件。在陶瓷構件的內部，配置有例如鎢(W)、鉬(Mo)等的金屬製發熱電阻體。又，加熱裝置係具備：與發熱電阻體相接的導電性供電連接構件，和與供電連接構件電性連接的導電性供電端子。當電壓經由供電端子及供電連接構件施加於發熱電阻體時，發熱電阻體會發熱，以加熱被保持於陶瓷構件表面(以下，稱為「保持面」)上的對象物。
在製造加熱裝置時，內部配置有發熱電阻體的材料之陶瓷構件的材料的成形體係在高溫(例如，1700℃~1900℃左右)下燒成，藉此製作由緻密的陶瓷燒結體所形成的陶瓷構件、和配置於陶瓷構件內部的發熱電阻體。進行此燒成之際，會有因源自於爐內環境或原料的雜質(例如碳)進入緻密化前之陶瓷構件的材料的成形體中與發熱電阻體反應，而在發熱電阻體的表面形成變質層(例如，碳化鎢層、碳化鉬層)之情況。一旦在發熱電阻體的表面形成變質層，恐怕會有發生發熱電阻體之電阻值的偏差(製品內及/或製品間的偏差)，藉此發生發熱電阻體之發熱量的偏差，且發生陶瓷構件的保持面的溫度(甚至是被保持於保持面之對象物的溫度)的偏差之虞。以往，已知有藉由調整陶瓷構件的相對密度或燒成條件，來抑制在發熱電阻體的表面形成變質層之技術(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1　日本特開2006-273586號公報
[發明所欲解決之課題]
上述習知的技術，係僅關注形成於發熱電阻體的表面之變質層。然而，本案發明人發現以下的新課題：在陶瓷構件的燒成之際，會有因源自於爐內環境或原料的雜質與供電連接構件反應，而在供電連接構件的表面形成變質層之情況，恐有因變質層的形成，而導致供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間的連接不良、因供電連接構件的電阻值的偏差所致之發熱電阻體的發熱量的偏差發生之虞。
此外，此種課題並不受限於上述構成的加熱裝置，與具備如下構成的保持裝置係一般共通的課題，該保持裝置具備：由陶瓷燒結體形成的陶瓷構件、配置於陶瓷構件內部的金屬製發熱電阻體、與發熱電阻體相接的導電性供電連接構件、和與供電連接構件電性連接的導電性供電端子，且在陶瓷構件的表面上保持對象物。
本說明書中，揭示可解決上述課題之技術。 [用以解決課題之手段]
本說明書所揭示的技術，可以例如以下的形態實現。
(1)本說明書所揭示的保持裝置係具備：具有第1表面且藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體所形成之陶瓷構件；配置於前述陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體；與前述發熱電阻體相接的導電性供電連接構件；以及與前述供電連接構件電性連接的導電性供電端子；且在前述陶瓷構件的前述第1表面上保持對象物，其中，在前述供電連接構件的表面中的扣除與前述發熱電阻體接觸之面及與前述供電端子連接之面後的表面的至少一部分係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的第2塗布層所覆蓋。在本保持裝置中，因存在有覆蓋供電連接構件的表面之第2塗布層，在陶瓷構件的燒成之際，可抑制供電連接構件與雜質反應而在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間的連接不良的發生、因供電連接構件的電阻值的偏差所致之發熱電阻體的發熱量的偏差的發生，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。又，由於第2塗布層係藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成，故在高溫燒成時具有耐熱性，並且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的陶瓷構件擴散。因此，根據本保持裝置，可抑制因元素從第2塗布層擴散而導致陶瓷構件的特性發生變化，且因存在有耐熱性高的第2塗布層，可抑制在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間的連接不良的發生，並且可抑制因供電連接構件的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體的發熱量的偏差，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。
(2)在上述保持裝置中，亦可構成為在前述供電連接構件的表面中與前述發熱電阻體接觸之面的至少一部分係可被藉由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物形成的第1塗布層所覆蓋。若採用此種構成，因存在有覆蓋供電連接構件的表面之第1塗布層，在陶瓷構件的燒成之際，可有效地抑制供電連接構件與雜質反應而在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間的連接不良的發生、因供電連接構件的電阻值的偏差所致之發熱電阻體的發熱量的偏差的發生，其結果可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。又，由於第1塗布層係藉由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物所形成，故在高溫燒成時具有耐熱性，並且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的陶瓷構件擴散，再者，由於具有導電性，故可確保供電連接構件與發熱電阻體之間的電性連接。因此，根據本保持裝置，可避免供電連接構件與發熱電阻體之間的電性連接受到第1塗布層妨礙，且可抑制因元素從第1塗布層擴散而導致陶瓷構件的特性發生變化，且因存在有耐熱性高之第1塗布層，可有效地抑制在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間的連接不良的發生，並可抑制因供電連接構件的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體的發熱量的偏差，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。
(3)上述保持裝置中，亦可構成為前述第1塗布層的厚度為0.3μm以上且60μm以下。若採用此種構成，由於第1塗布層的厚度不會過薄(為0.3μm以上)，所以因存在有第1塗布層，可更確實地抑制在供電連接構件的表面形成變質層。又，若採用此種構成，由於第1塗布層的厚度不會過厚(為60μm以下)，所以可縮小因供電連接構件與第1塗布層之間的線膨脹差而產生於第1塗布層的應力，能夠防止因該應力在第1塗布層產生裂縫而無法抑制變質層的形成之情事發生。
(4)上述保持裝置中，亦可構成為在前述發熱電阻體的表面中的扣除與前述供電連接構件接觸之面後的表面的至少一部分係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物形成的第3塗布層所覆蓋。若採用此種構成，因存在有覆蓋發熱電阻體的表面之第3塗布層，在陶瓷構件的燒成之際，可抑制發熱電阻體與雜質反應而在發熱電阻體的表面形成變質層，進而可抑制因發熱電阻體的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體的發熱量的偏差的發生，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。又，由於第3塗布層係藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物所形成，所以在高溫燒成時具有耐熱性，且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的陶瓷構件擴散。因此，若採用此種構成，可抑制因元素從第3塗布層擴散所導致之陶瓷構件的特性變化的發生，且因存在有耐熱性高的第3塗布層，可抑制在發熱電阻體的表面形成變質層，進而可抑制發熱電阻體之電阻值(發熱量)的偏差，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。
(5)又，本說明書所揭示之保持裝置的製造方法為，該保持裝置具備：具有第1表面，且藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體形成的陶瓷構件；配置於前述陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體；與前述發熱電阻體相接的導電性供電連接構件；以及與前述供電連接構件電性連接的導電性供電端子；且在前述陶瓷構件的前述第1表面上保持對象物，該保持裝置的製造方法為具備以下步驟：在前述供電連接構件的表面中的扣除與前述發熱電阻體接觸之面及與前述供電端子連接之面後的表面的至少一部分，形成含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者之屬於氮化物的塗布層之步驟；及將前述陶瓷構件藉由燒成來製作之步驟，前述陶瓷構件係前述發熱電阻體和形成有前述塗布層的前述供電連接構件配置於內部而成。在本保持裝置的製造方法中，因存在有覆蓋供電連接構件的表面之塗布層，在陶瓷構件的燒成之際，可抑制供電連接構件與雜質反應而在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間之連接不良的發生、因供電連接構件的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體的發熱量的偏差的發生，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。又，由於塗布層係藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成，故在高溫燒成時具有耐熱性，且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的陶瓷構件擴散。因此，根據本保持裝置的製造方法，可抑制元素從塗布層擴散所導致之陶瓷構件的特性變化的發生，且因存在有耐熱性高的塗布層，可抑制在供電連接構件的表面形成變質層，進而可抑制供電連接構件與發熱電阻體或供電端子之間之連接不良的發生，並且可抑制因供電連接構件的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體的發熱量的偏差，其結果，可抑制陶瓷構件之第1表面的溫度(甚至是被保持於第1表面之對象物的溫度)的偏差。
此外，本說明書所揭示的技術係能夠以各種形態實現，例如，能夠以保持裝置、加熱裝置、半導體製造裝置用零件、其等的製造方法等形態實現。
[實施發明之形態]
A.實施形態： A-1.加熱裝置100的構成： 圖1係概略地顯示本實施形態之加熱裝置100的外觀構成之立體圖，圖2係概略地顯示本實施形態之加熱裝置100的XZ剖面構成之說明圖，圖3係將圖2的X1部之加熱裝置100的XZ剖面構成放大顯示之說明圖。各圖中，顯示了用於特定方向之彼此正交的XYZ軸。本說明書中，權宜上，將Z軸正方向稱為上方向，將Z軸負方向稱為下方向，惟加熱裝置100實際上亦可以與此種朝向不同的朝向設置。
加熱裝置100係一邊保持對象物(例如，半導體晶圓W)一邊加熱成既定的溫度(例如，400~800℃左右)的裝置，亦稱為承熱器。加熱裝置100係例如作為構成成膜裝置(CVD成膜裝置，濺鍍成膜裝置等)、蝕刻裝置(電漿蝕刻裝置等)等的半導體製造裝置之半導體製造裝置用零件使用。加熱裝置100相當於申請專利範圍的保持裝置。
如圖1及圖2所示，加熱裝置100具備保持構件10和支持構件20。
保持構件10係具有與Z軸方向(上下方向)大致正交的一表面(以下，稱為「保持面」)S1、和與保持面S1為相反側的表面(以下，稱為「背面」)S2之大致圓板狀的構件。保持構件10係藉由以氮化鋁(AlN)為主成分的陶瓷燒結體形成。此外，本說明書中，主成分意指含有比例(重量比例)最多的成分。保持構件10的直徑為例如100mm以上且500mm以下左右，保持構件10的厚度(Z軸方向的尺寸)為例如3mm以上且30mm以下左右。保持構件10相當於申請專利範圍的陶瓷構件，保持面S1相當於申請專利範圍的第1表面。
如圖2及圖3所示，在保持構件10的背面S2，形成有與後述的一對端子構件70或一對受電電極53對應之一對凹部12。各凹部12之與Z軸方向正交的剖面(XY剖面)的形狀係例如大致圓形。
支持構件20係延伸於Z軸方向之大致圓管狀的構件。支持構件20係藉由例如以氮化鋁、氧化鋁(Al2 O3 )為主成分的陶瓷燒結體形成。支持構件20的外徑為例如30mm以上且90mm以下左右，支持構件20的高度(Z軸方向的尺寸)為例如100mm以上且300mm以下左右。
如圖2所示，在支持構件20，形成有從支持構件20的上面S3至下面S4為止延伸於Z軸方向的貫通孔22。貫通孔22之與Z軸方向正交的剖面(XY剖面)形狀為例如大致圓形。貫通孔22的內徑為例如10mm以上且70mm以下左右。
如圖2所示，保持構件10和支持構件20，係以保持構件10的背面S2和支持構件20的上面S3在Z軸方向彼此對向的方式，且保持構件10和支持構件20彼此成為大致同軸的方式配置，並透過藉由周知的接合材料所形成的接合部30彼此接合。
如圖2所示，在保持構件10的內部，配置有加熱保持構件10之作為加熱器的發熱電阻體50。發熱電阻體50係構成例如在Z軸方向觀看下延伸成大致螺旋狀的圖案。發熱電阻體50係藉由例如鎢(W)、鉬(Mo)等的金屬所形成。Z軸方向觀看下之發熱電阻體50的整體直徑為例如70mm以上且450mm以下左右，Z軸方向觀看下之發熱電阻體50的線寬為例如0.1mm以上且10mm以下左右，發熱電阻體50的厚度(Z軸方向的大小)為例如0.1mm以上且3mm以下左右。
又，如圖2及圖3所示，在保持構件10配置有一對受電電極53。各受電電極53係例如在Z軸方向觀看下為大致圓形的板狀構件。各受電電極53係例如藉由鎢、鉬等的導電性材料形成。受電電極53的厚度為例如0.1mm以上且5mm以下左右。本實施形態中，受電電極53相當於申請專利範圍的供電構件。
一對受電電極53中的一者係在形成於保持構件10的背面S2之一對凹部12中的一者的底面露出，且上面S6係與構成大致螺旋狀圖案的發熱電阻體50的一端附近的下面S5相接，藉此與發熱電阻體50電性連接。又，一對受電電極53中的另一者係在形成在保持構件10的背面S2之一對凹部12中的另一者的底面露出，且上面S6係與發熱電阻體50的另一端附近的下面S5相接，藉此與發熱電阻體50電性連接。
又，如圖2及圖3所示，在形成於支持構件20的貫通孔22內收容有一對端子構件70。各端子構件70為例如大致圓柱狀的構件。各端子構件70係藉由例如鎳、鈦等的導電性材料所形成。端子構件70的直徑為例如3mm以上且8mm以下左右。本實施形態中，端子構件70相當於申請專利範圍的供電端子。
一對端子構件70中的一者的上端部分係收容在形成於保持構件10的背面S2之一對凹部12中的一者，且藉由露出於該凹部12的底面之受電電極53與硬焊部56接合。又，一對端子構件70中的另一者的上端部分係收容在形成於保持構件10的背面S2之一對凹部12中的另一者，且藉由露出於該凹部12的底面之受電電極53與硬焊部56接合。各硬焊部56係使用例如Ni合金(Ni-Cr系合金等)、Au合金(Au-Ni系合金等)、純Au等的金屬硬焊材形成。各端子構件70係經由硬焊部56和受電電極53電性連接。
在此種構成的加熱裝置100中，當電壓從未圖示的電源經由各端子構件70及各受電電極53施加於發熱電阻體50時，發熱電阻體50會發熱，藉此，保持於保持構件10的保持面S1上的對象物(例如，半導體晶圓W)會被加熱到既定的溫度(例如，400~800℃左右)。此外，在本實施形態的加熱裝置100中，由於端子構件70和發熱電阻體50係透過受電電極53連接，所以可緩和因端子構件70與發熱電阻體50間的熱膨脹差所引起的應力。
A-2.受電電極53及發熱電阻體50周邊的詳細構成： 其次，針對受電電極53及發熱電阻體50周邊的詳細構成，參照圖3進行說明。
在本實施形態的加熱裝置100中，在受電電極53的表面中與發熱電阻體50接觸之面的至少一部分係被第1塗布層61所覆蓋。更具體而言，在受電電極53的表面中與發熱電阻體50接觸之面的大部分(例如80%以上)係被第1塗布層61所覆蓋。第1塗布層61係藉由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物形成，且具有導電性。亦即，第1塗布層61係藉由例如ZrN、TiN、(Al,Ti)N、(Al,Cr)N、VN、(Ti,Cr)N、(Al,Ti,Cr)N、(Al,Ti,Si)N、TaN、NbN等形成。第1塗布層61的厚度t1較佳為0.3μm以上且60μm以下，更佳為1.0μm以上且50μm以下。又，第1塗布層61的氣孔率較佳為30%以下，更佳為10%以下。此外，本說明書中，受電電極53的表面中之與發熱電阻體50接觸的面意指：受電電極53的表面中直接地與發熱電阻體50對向的表面，或隔介其他物(例如，第1塗布層61)而與發熱電阻體50對向的表面。
又，本實施形態的加熱裝置100中，在受電電極53的表面中，扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的至少一部分係被第2塗布層62所覆蓋。更具體而言，在受電電極53的表面中，扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的大部分(例如80%以上)係被第2塗布層62所覆蓋。第2塗布層62係由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物所形成。亦即，第2塗布層62係藉由例如AlN、TiN、ZrN、(Al,Ti)N、(Al,Ti,Si)N、(Al,Ti,Cr)N、(Al,Cr)N、VN、TaN、NbN等形成。第2塗布層62的厚度較佳為0.3μm以上且60μm以下。又，第2塗布層62的氣孔率較佳為30%以下，更佳為10%以下。此外，本說明書中，受電電極53的表面中之與端子構件70連接的面意指：受電電極53的表面中，直接地或者隔著其他物，而與端子構件70或者接合受電電極53和端子構件70的硬焊部56對向之表面。
此外，「受電電極53的表面中，扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的至少一部分係被第2塗布層62所覆蓋」意味，當關注受電電極53中之扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面時，其全部或一部分會被第2塗布層62覆蓋，而非排除受電電極53的表面中之扣除與發熱電阻體50接觸的面及/或與端子構件70連接之面後的全部或一部分被第2塗布層62覆蓋之形態。此外，在第2塗布層62為導電性的情況(例如，第2塗布層62係由含有Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成之情況)，即便該第2塗布層62覆蓋受電電極53的表面中之與發熱電阻體50接觸之面及/或與端子構件70連接之面的全部或一部分，也不會對受電電極53與發熱電阻體50及/或與端子構件70之間的導通造成影響，而在第2塗布層62不是導電性的情況(例如，第2塗布層62藉由AlN形成的情況)，為了確保受電電極53與發熱電阻體50及或與端子構件70之間的導通，較佳為該第2塗布層62沒有覆蓋受電電極53的表面中之與發熱電阻體50接觸的面及/或與端子構件70連接之面的至少一部分。
又，因為B、C、O元素會有與由Mo、W所形成的受電電極53發生反應之虞，所以第1塗布層61及第2塗布層62較佳為不含B、C、O元素。
又，當第1塗布層61及第2塗布層62的形成材料相同時(亦即，皆為導電性時)，在對受電電極53的表面形成第1塗布層61及第2塗布層62之際，不需要進行特別的處理(例如，將應確保導通的部分進行遮罩之處理)，且可以同一步驟進行成膜，所以可實現製造步驟的簡化・低成本化。
又，本實施形態的加熱裝置100中，發熱電阻體50的表面中，除了與受電電極53接觸之面以外的表面的至少一部分係被第3塗布層63覆蓋。更具體而言，發熱電阻體50的表面中，扣除與受電電極53接觸之面後的表面的大部分(例如80%以上)係被第3塗布層63覆蓋。第3塗布層63係由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物所形成。亦即，第3塗布層63係藉由例如AlN、TiN、ZrN、(Al,Ti)N、(Al,Ti,Si)N、(Al,Ti,Cr)N、(Al,Cr)N、VN、TaN、NbN等所形成。第3塗布層63的厚度較佳為0.3μm以上且60μm以下。又，第3塗布層63的氣孔率較佳為30%以下，更佳為10%以下。此外，本說明書中，發熱電阻體50的表面中之與受電電極53接觸的面意指：在發熱電阻體50的表面中，直接地或隔介其他物(例如第1塗布層61)與受電電極53對向之表面。
此外，「發熱電阻體50的表面中，除了與受電電極53接觸之面以外的表面的至少一部分係被第3塗布層63所覆蓋」意味，當關注發熱電阻體50的表面中之扣除與受電電極53接觸的面後的表面時，其全部或一部分被第3塗布層63覆蓋，並非排除發熱電阻體50的表面中之與受電電極53接觸之面的全部或一部分被第3塗布層63覆蓋的形態。此外，在第3塗布層63為導電性的情況(例如，第3塗布層63由含有Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的情況)，即便該第3塗布層63覆蓋發熱電阻體50的表面中之與受電電極53接觸的面的全部或一部分，也不會對發熱電阻體50與受電電極53之間的導通造成影響，而在第3塗布層63不是導電性的情況(例如，第3塗布層63係藉由AlN形成的情況)，為了確保發熱電阻體50與受電電極53之間的導通，較佳為該第3塗布層63沒有覆蓋發熱電阻體50的表面中之與受電電極53接觸的面的至少一部分。
又，因為B、C、O元素會有與由Mo、W所形成的發熱電阻體50發生反應之虞，所以第3塗布層63較佳為不含B、C、O元素。
A-3.加熱裝置100的製造方法： 本實施形態的加熱裝置100的製造方法係例如以下所示。圖4係表示本實施形態的加熱裝置100的製造方法的一例之流程圖。首先，準備由金屬(例如鎢、鉬)的篩孔(mesh)、箔所構成的發熱電阻體50，在發熱電阻體50的表面中除了與受電電極53接觸的面以外之表面的至少一部分(本實施形態中，除了與受電電極53接觸的面以外之表面的大部分)，形成含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者之屬於氮化物的第3塗布層63 (S110)。此外，第3塗布層63係在例如發熱電阻體50的表面之第3塗布層63的非形成區域進行遮罩，藉由進行噴鍍、濺鍍、CVD、PVD等而形成。
又，例如準備由板狀導電性材料(例如，鎢、鉬)所構成的受電電極53，在受電電極53的表面中，在與發熱電阻體50接觸之面的至少一部分(在本實施形態中，與發熱電阻體50接觸之面的大部分)，形成含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之屬於氮化物的導電性第1塗布層61(S120)。又，在受電電極53的表面中，在扣除與發熱電阻體50接觸之面後的表面的至少一部分(在本實施形態中，扣除與發熱電阻體50接觸之面後的表面的大部分)，形成含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者之屬於氮化物的第2塗布層62(S120)。亦即，第2塗布層62亦形成於受電電極53的表面中，與端子構件70連接之面。此外，第1塗布層61及第2塗布層62係在例如受電電極53的表面之第1塗布層61及第2塗布層62的非形成區域進行遮罩，藉由進行噴鍍、濺鍍、CVD、PVD等而形成。
又，例如，以如下的方式製作保持構件10(S130)。亦即，將在氮化鋁粉末(例如95重量份)，依需要添加有適量(例如5重量份)的氧化釔粉末而成的混合原料粉末填充於模具並進行單軸加壓，藉此形成成形體的第1層。將形成有第3塗布層63的發熱電阻體50、和形成有第1塗布層61及第2塗布層62的受電電極53在兩者(隔介第1塗布層61)彼此相接的狀態下載置於此第1層上。其次，將上述混合原料粉末僅以既定的厚度填充於發熱電阻體50及受電電極53上，而形成成形體的第2層。將以此方式製作的成形體在既定的條件(例如，溫度：1700℃~1900℃左右，壓力：1MPa~20MPa左右，時間：1小時~5小時左右)下熱壓燒成，藉此製作在內部配置有發熱電阻體50和受電電極53之保持構件10。
又，保持構件10的背面S2的凹部12，係例如在上述的熱壓燒成後，藉由進行使用研削工具的研削加工而形成。此研削加工係進行至受電電極53露出為止。又，藉由此研削加工，在形成於受電電極53的表面之第2塗布層62中，形成於與端子構件70連接之面的部分會被去除，在該部分中受電電極53的表面會露出。此外，較佳為受電電極53的厚度比發熱電阻體50還厚，即便在進行用於形成凹部12之研削加工時，藉由研削工具稍微研削，也不會在受電電極53產生破裂等的破損。
又，例如利用以下方式製作支持構件20(S140)。亦即，對在氮化鋁粉末(例如100重量份)依需要加入適量(例如1重量份)的氧化釔粉末、PVA黏合劑(例如3重量份)、分散劑及可塑劑而成的混合物中加入甲醇等的有機溶劑，再以球磨機進行混合而獲得漿料，將此漿料以噴霧乾燥器(spry dryer)進行顆粒化，藉此來製作原料粉末。將此原料粉末以既定的壓力(例如，100MPa~250MPa)進行冷均壓(cold isostatic press)，而得到成形體。此外，支持構件20的貫通孔22係可在成形之際使用橡膠模形成，也可在成形後或燒成後藉由進行機械加工(machining)加工而形成。將所得到的成形體在空氣中例如以600℃脫脂，將脫脂體吊掛在氮氣環境的爐內，以既定的條件(例如，溫度：1800℃~1900℃左右，時間：4小時~6小時左右)燒成，藉此來製作支持構件20。
接著，將保持構件10和支持構件20接合(S150)。亦即，對保持構件10的背面S2及支持構件20的上面S3，依需要進行研光(lapping)加工後，將例如鹼土類、稀土類、鋁的複合氧化物等周知的接合劑與有機溶劑等混合而作成糊狀者，均勻地塗布在保持構件10的背面S2與支持構件20的上面S3之至少一者，其後，進行脫脂處理。然後，使保持構件10的背面S2與支持構件20的上面S3重疊，在真空中或減壓的氮氣、氬氣等的非活性氣體中，以既定的條件(例如，溫度：1400℃~1850℃左右，壓力：0.5MPa~10MPa左右)進行熱壓燒成，藉此形成將保持構件10與支持構件20接合的接合部30。
然後，在支持構件20的貫通孔22內插入端子構件70，將端子構件70的上端部分硬焊於受電電極53，而形成硬焊部56(S160)。主要藉由以上的製造方法來製造上述之構成的加熱裝置100。
A-4.本實施形態的效果： 如以上說明所示，本實施形態的加熱裝置100係具備具有保持面S1且藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體所形成的保持構件10、和配置在保持構件10的內部之金屬製發熱電阻體50、與發熱電阻體50相接的導電性受電電極53、以及與受電電極53電性連接的導電性端子構件70，並在保持構件10的保持面S1上保持半導體晶圓W等的對象物之保持裝置。在本實施形態的加熱裝置100中，在受電電極53的表面中的扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的至少一部分，係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成之第2塗布層62所覆蓋。
在此，如上述，在製造本實施形態的加熱裝置100之際，將內部配置有發熱電阻體50及受電電極53的材料之保持構件10的材料的成形體在高溫下(例如1700℃~1900℃左右)燒成，藉此來製作由緻密的陶瓷燒結體所形成的保持構件10和配置於保持構件10的內部之發熱電阻體50及受電電極53。進行此燒成之際，會有因源自爐內環境或原料的雜質(例如碳)進入緻密化前之保持構件10的材料的成形體中與受電電極53反應，而在受電電極53的表面形成變質層(例如，碳化鎢層、碳化鉬層)之情況。一旦在受電電極53的表面形成變質層，恐怕會有發生受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良之虞，並且會有發生因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差，且發生保持構件10的保持面S1的溫度(甚至是被保持於保持面S1之半導體晶圓W等之對象物的溫度)的偏差之虞。
然而，在本實施形態的加熱裝置100中，因存在有覆蓋受電電極53的表面之第2塗布層62，在保持構件10的燒成之際，可抑制受電電極53與雜質反應而在受電電極53的表面形成變質層，進而可抑制因受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良的發生、因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差的發生。又，由於形成於受電電極53的表面之第2塗布層62係由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物所形成，故在高溫燒成時具有耐熱性，並且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的保持構件10擴散。
因此，根據本實施形態的加熱裝置100，可抑制因元素從第2塗布層62的擴散而導致保持構件10的特性發生變化，且因存在有耐熱性高的第2塗布層62，可抑制在受電電極53的表面形成變質層，進而可抑制受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良的發生，並且可抑制因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差。
此外，在第2塗布層62為導電性的情況(例如，第2塗布層62係由含有Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成之情況)，在對受電電極53的表面形成第2塗布層62之際，不需要進行特別的處理(例如，將應確保導通的部分(受電電極53的表面中，與發熱電阻體50的接觸面及/或與端子構件70的連接面等)進行遮罩之處理)，所以可實現製造步驟的簡化・低成本化。又，在第2塗布層62是藉由AlN形成的情況，由於第2塗布層62與保持構件10及受電電極53之間的熱膨脹差變得比較小，所以即便將第2塗布層62的厚度變得比較厚，也可抑制第2塗布層62發生破裂。
又，本實施形態的加熱裝置100中，在受電電極53的表面中，與發熱電阻體50接觸之面的至少一部分係被由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物所形成的第1塗布層61所覆蓋。因此，因存在有覆蓋受電電極53的表面之第1塗布層61，在保持構件10的燒成之際，可抑制受電電極53與雜質反應而在受電電極53的表面形成變質層，進而可抑制因受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良的發生、或因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差的發生。又，形成於受電電極53的表面中之與發熱電阻體50接觸面的第1塗布層61，由於係藉由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物所形成，所以在高溫燒成時具有耐熱性，並且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的保持構件10擴散，再者，由於具有導電性，故可確保受電電極53與發熱電阻體50之間的電性連接。因此，根據本實施形態的加熱裝置100，可避免受電電極53與發熱電阻體50之間的電性連接受到第1塗布層61妨礙，且可抑制因元素從第1塗布層61的擴散所致之保持構件10的特性變化的發生，而且因存在有耐熱性高的第1塗布層61，可有效地在受電電極53的表面形成變質層，進而可抑制受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良的發生，並可抑制因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差。
又，在本實施形態的加熱裝置100中，於發熱電阻體50的表面中的扣除與受電電極53接觸的面後之表面的至少一部分，係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的第3塗布層63所覆蓋。因此，本實施形態的加熱裝置100中，因存在有覆蓋發熱電阻體50的表面之第3塗布層63，在保持構件10的燒成之際，可抑制發熱電阻體50與雜質反應而在發熱電阻體50的表面形成變質層，進而可抑制因發熱電阻體50的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量之偏差的發生。又，由於第3塗布層63係藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物所形成，故在高溫燒成時具有耐熱性，並且不易發生元素朝向以氮化鋁為主成分的保持構件10擴散的情況。因此，根據本實施形態的加熱裝置100，可抑制因元素從第3塗布層63擴散所導致之保持構件10的特性發生變化，因存在有耐熱性高之第3塗布層63，可抑制在發熱電阻體50的表面形成變質層，進而可抑制發熱電阻體50之電阻值(發熱量)的偏差。
此外，在第3塗布層63為導電性的情況(例如，第3塗布層63藉由含有Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的情況)，在對發熱電阻體50的表面形成第3塗布層63之際，不需要進行特別的處理(例如，將應確保導通的部分(在發熱電阻體50的表面中，與受電電極53的接觸面等)進行遮罩之處理)，所以可實現製造步驟的簡化・低成本化。又，在第3塗布層63是藉由AlN形成的情況，由於第3塗布層63與保持構件10及發熱電阻體50之間的熱膨脹差變得比較小，所以即使將第3塗布層63的厚度變得比較厚，也可抑制第3塗布層63發生破裂。
此外，第1塗布層61的厚度t1較佳為0.3μm以上且60μm以下。若採用此種構成，由於第1塗布層61的厚度t1不會過薄(0.3μm以上)，所以因存在有第1塗布層61，可更確實地抑制在受電電極53的表面形成變質層。又，若採用此種構成，由於第1塗布層61的厚度t1不會過厚(60μm以下)，所以可縮小因受電電極53與第1塗布層61間的線膨脹差而產生於第1塗布層61的應力，可防止因該應力在第1塗布層61產生裂縫(crack)而無法抑制變質層的形成之情事發生。此外，從可更確實地抑制在受電電極53的表面形成變質層的觀點來看，第1塗布層61的厚度t1更佳為1.0μm以上。
A-5.加熱裝置100的分析方法： A-5-1.第1塗布層61的厚度t1的特定方法： 形成於受電電極53的表面之第1塗布層61的厚度t1的特定方法係如以下所示。
對包含受電電極53中之與發熱電阻體50的接觸部分之剖面(與Z軸方向平行的剖面)進行鏡面研磨後，進行以氬離子等的離子束對試料的剖面作處理之截面拋光處理。接著，以加工面作為對象，使用電子微探儀(EPMA)，拍攝10個視野並觀察。此外，元素映射(elemental mapping)的視野設為100μm×100μm。其次，使用影像解析軟體(Soft Imaging System GmbH公司製的Analysis Five)，確認受電電極53與第1塗布層61的界面、及第1塗布層61與發熱電阻體50的界面位置，並畫線。在各視野影像中，將在兩界面所畫的線間的最短距離特定為第1塗布層61的厚度t1。將在10個視野影像中所特定之第1塗布層61的厚度t1的平均值設為最後的第1塗布層61的厚度t1。
A-5-2.有無藉由AlN所形成之塗布層的特定方法： 在第2塗布層62是藉由AlN形成的情況(亦即，在第2塗布層62是藉由與保持構件10相同材料形成的情況)，受電電極53由AlN的第2塗布層62所覆蓋係可特定如下。
對含受電電極53的剖面(與Z軸方向平行的剖面)進行鏡面研磨後，進行以氬離子等的離子束對試料的剖面作處理之截面拋光處理。其次，以加工面作為對象，使用掃描型電子顯微鏡(SEM)，拍攝指定的視野並進行觀察。此外，針對以下兩種情況各拍攝10個視野。 (1)將視野設為100μm×100μm，並包含受電電極53與保持構件10的界面者 (2)將視野設為1mm×1mm，並包含受電電極53與保持構件10的界面者 滿足以下兩個要件時，判斷受電電極53係被AlN的第2塗布層62所覆蓋。 ・要件1：在觀察上述(1)中受電電極53與保持構件10的界面之氣孔直徑和氣孔數時，在10個視野影像中，0.5μm以上且3μm以下的氣孔平均存在2個以上，且不會有未包含於保持構件10與受電電極53之成分的元素擴散。 ・要件2：在觀察上述(2)中之粒界相成分的分布時，在10個視野影像中，至少5個以上在受電電極53與保持構件10的界面附近(從界面距離100μm以內的範圍)不存在粒界相成分少的區域。 通常，W或Mo等的金屬表面氧化物與AlN粒子表面的氧化物，由於係以低溫形成液相，且緻密化，所以不易在界面產生氣孔。又，當燒結進行時，AlN的粒界相成分朝未燒結部被排出，所以會產生粒界相成分的濃度差。另一方面，在表面存在有藉由AlN所形成的第2塗布層62之情況，由於金屬表面氧化物與保持構件10之AlN粒子表面的氧化物的反應所導致之在低溫下的液相生成反應不會發生，所以容易殘留界面氣孔。又，因為在界面附近與該界面附近以外之處不易產生燒結行為之差，所以粒界相成分的濃度差也不易產生。因此，只要滿足上述兩個要件，則可判斷為受電電極53被AlN的第2塗布層62所覆蓋。
此外，在第3塗布層63藉由AlN所形成的情況(亦即，在第3塗布層63藉由與保持構件10相同材料所形成的情況)，發熱電阻體50被AlN的第3塗布層63所覆蓋的情況也能夠藉由相同的方法特定。
B.性能評價： 針對藉由採用上述之加熱裝置100的構成而得到上述效果這點，進行性能評價。以下，就該性能評價作說明。圖5及圖6係顯示性能評價結果之說明圖。
如圖5及圖6所示，性能評價係使用26個樣本(SA1~SA26)的加熱裝置。各樣本係以依據上述實施形態的加熱裝置100的製造方法之製造方法來製造。各樣本在受電電極53的材料、受電電極53的表面有無第1塗布層61、材料及厚度t1、受電電極53的表面之第2塗布層62的有無及材料、發熱電阻體50的表面之第3塗布層63的有無及材料方面彼此不同。
具體而言，在樣本SA1~SA12、SA15、SA16、SA18~SA26中，與上述實施形態同樣，於受電電極53的表面形成第1塗布層61，在樣本SA13、SA14、S17中，於受電電極53的表面沒有形成第1塗布層61。此外，如圖5及圖6所示，在樣本SA1~SA12、SA15、SA16、SA18~SA26中，使用含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物作為第1塗布層61。又，在樣本SA1~SA12、SA15~SA26中，與上述實施形態同樣，於受電電極53的表面形成第2塗布層62，在樣本SA13、SA14中，於受電電極53的表面沒有形成第2塗布層62。此外，如圖5及圖6所示，在樣本SA1~SA12、SA15~SA26中，使用含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物作為第2塗布層62，任一者均將第2塗布層62的厚度設為5μm。又，在樣本SA11、SA12、SA26中，與上述實施形態同樣，於發熱電阻體50的表面沒有形成第3塗布層63，在樣本SA1~SA10、SA13~SA25中，於發熱電阻體50的表面沒有形成第3塗布層63。此外，在樣本SA11、SA12中，使用AlN作為第3塗布層63，在樣本SA26中，使用ZrN作為第3塗布層63，任一者均將第3塗布層63的厚度設為3μm。
又，關於性能評價，係針對各樣本，測定出保持構件10的保持面S1的溫度偏差。更詳細而言，在保持構件10的保持面S1載置黑化的虛晶圓，藉由透過端子構件70對發熱電阻體50供給電力來使各樣本的加熱裝置升溫，來測定虛晶圓的表面溫度。在虛晶圓的表面溫度到達500℃之時點後的15分鐘期間，將透過端子構件70供給的電力維持在同一值，其後，測定虛晶圓內的最大溫度差作為保持面S1的溫度偏差。
又，關於性能評價，係針對各樣本進行耐熱試驗。更詳細而言，將各樣本加熱到600℃，在經過50小時及經過100小時的時間點(timing)，確認端子構件70是否有偏移，並確認保持構件10是否有龜裂。
如圖5及圖6所示，在受電電極53的表面沒有形成第2塗布層62的樣本SA13、SA14中，於600℃、50小時的耐熱試驗中發生了端子構件70的偏移。又，在此等樣本中，保持面S1的溫度偏差(溫度差)成為較大值之10℃以上。在此等樣本中，認為因為在受電電極53的表面沒有存在第2塗布層62，所以在保持構件10的燒成之際，源自於爐內環境、原料的雜質係進入緻密化前之保持構件10的材料的成形體中與受電電極53反應，而在受電電極53的表面形成較多的變質層，發生受電電極53與端子構件70間的連接不良，並且發生因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差，而發生了保持面S1的溫度偏差。此外，在此等樣本中的樣本SA13中，於600℃、50小時的耐熱試驗中，確認於保持構件10之與受電電極53的角部之接觸部位附近發生了龜裂。在此樣本中，認為因為在受電電極53的表面，形成較多與屬於保持構件10的形成材料之AlN的熱膨脹差大的變質層，所以認為會因保持構件10與變質層之間的熱膨脹差而在保持構件10產生龜裂。
相對於此，在受電電極53的表面形成有第2塗布層62的樣本SA1~SA12、SA15~SA26中，於600℃、50小時的耐熱試驗中沒有發生端子構件70的偏移。又，在此等樣本中，保持面S1的溫度偏差(溫度差)為較小值之9℃以下。此外，於此等樣本中，在樣本SA17中，於受電電極53的表面雖沒有形成第1塗布層61，但在600℃、50小時的耐熱試驗中仍沒有發生端子構件70的偏移，保持面S1的溫度偏差(溫度差)為較小值之9℃以下。在此等樣本中，認為因存在有覆蓋受電電極53的表面之第2塗布層62，在保持構件10的燒成之際，抑制了受電電極53與雜質反應而在受電電極53的表面形成變質層的情況，抑制了受電電極53與端子構件70間之連接不良的發生、因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差的發生。此外，在此等樣本中，於600℃、50小時的耐熱試驗中，確認保持構件10中沒發生龜裂。在此等樣本中，認為由於抑制了在受電電極53的表面形成與屬於保持構件10的形成材料之AlN的熱膨脹差之變質層，所以抑制了因保持構件10與變質層之間的熱膨脹差所導致之保持構件10的龜裂的發生。
根據此性能評價結果，確認到當受電電極53的表面中扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的至少一部分被由含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者的氮化物形成的第2塗布層62所覆蓋時，可抑制在受電電極53的表面形成變質層，進而可抑制受電電極53與發熱電阻體50或端子構件70之間的連接不良的發生、因受電電極53的電阻值的偏差所引起之發熱電阻體50的發熱量的偏差的發生，其結果，可抑制保持構件10的保持面S1的溫度的偏差。
此外，在受電電極53的表面形成有第2塗布層62的樣本SA1~SA12、SA15~SA26中，於發熱電阻體50的表面形成有第3塗布層63的樣本SA11，SA12，SA26中，保持面S1的溫度偏差(溫度差)成為極小值之4℃以下。在此等樣本中，認為因存在有覆蓋發熱電阻體50的表面之第3塗布層63，在保持構件10的燒成之際，可抑制發熱電阻體50與雜質反應而在發熱電阻體50的表面形成變質層，且抑制了因發熱電阻體50的電阻值的偏差所導致之發熱電阻體50的發熱量發生偏差。根據此性能評價結果，確認到在發熱電阻體50的表面中的扣除與受電電極53接觸之面後的表面的至少一部分較佳為被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物形成的第3塗布層63所覆蓋。
又，在受電電極53的表面形成有第1塗布層61的樣本SA1~SA12、SA15、SA16、SA18~SA26中，於第1塗布層61的厚度t1小於0.3μm的樣本SA1、SA15以及第1塗布層61的厚度t1超過60μm的樣本SA2、SA16中，如上述在600℃、50小時的耐熱試驗中沒有發生端子構件70的偏移，但在更嚴格的條件之600℃、100小時的耐熱試驗中發生了端子構件70的偏移。相對於此，在第1塗布層61的厚度t1為0.3μm以上且60μm以下的樣本SA3~SA12、SA18~SA26中，於600℃、100小時的耐熱試驗中也沒有發生端子構件70的偏移。在樣本SA3~SA12、SA18~SA26中，由於第1塗布層61的厚度t1不會過薄(為0.3μm以上)，所以因存在有第1塗布層61，可更確實地抑制在受電電極53的表面形成變質層，又，由於第1塗布層61的厚度t1不會過厚(為60μm以下)，所以認為可縮小因受電電極53與第1塗布層61之間的線膨脹差而產生於第1塗布層61的應力，能夠防止因該應力在第1塗布層61產生裂縫而無法抑制變質層的形成之情事發生。根據此性能評價結果，確認到第1塗布層61的厚度t1較佳為0.3μm以上且60μm以下。
C.變形例： 本說明書所揭示的技術並不限於上述實施形態，在不脫離其要旨的範圍內各變形成各種形態，例如亦可進行如下的變形。
上述實施形態之加熱裝置100的構成僅僅為例示，可進行各種變形。例如，在上述實施形態中，受電電極53與端子構件70係藉由硬焊部56接合，但為了緩和因受電電極53與端子構件70的熱膨脹差所產生的應力，亦可在受電電極53與端子構件70之間，配置有例如由柯華(Kovar)等的金屬所形成的緩衝構件。
又，上述實施形態中，在受電電極53的表面中與發熱電阻體50接觸之面的大部分(例如80%以上)係被第1塗布層61所覆蓋，惟只要在受電電極53的表面中與發熱電阻體50接觸之面的至少一部分被第1塗布層61覆蓋即可。又，第1塗布層61的形成亦可省略。同樣地，上述實施形態中，受電電極53的表面中的扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的大部分(例如80%以上)係被第2塗布層62所覆蓋，惟只要在受電電極53的表面中的扣除與發熱電阻體50接觸之面及與端子構件70連接之面後的表面的至少一部分被第2塗布層62所覆蓋即可。同樣地，上述實施形態中，發熱電阻體50的表面中的扣除與受電電極53接觸之面後的表面的大部分(例如80%以上)係被第3塗布層63所覆蓋，惟只要發熱電阻體50的表面中的扣除與受電電極53接觸之面後的表面的至少一部分被第3塗布層63覆蓋即可。又，亦可省略形成第3塗布層63。
又，上述實施形態中，雖在保持構件10的內部配置有一個發熱電阻體50，但亦可在保持構件10的內部配置有複數個發熱電阻體50。在此種構成中，設置與複數個發熱電阻體50的每一者建立對應的複數組受電電極53及端子構件70等。
又，構成上述實施形態的加熱裝置100之各構件的形狀、數量，形成材料等僅為一例，可進行各種變形。又，上述實施形態中之加熱裝置100的製造方法僅為一例，可進行各種變形。
又，上述實施形態中，係詳細說明關於加熱裝置100的構成，但本說明書所揭示的技術可同樣適用在具備藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體形成的陶瓷構件、和配置在陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體、與發熱電阻體相接的導電性供電連接構件、以及與供電連接構件電性連接的導電性供電端子，且在陶瓷構件的表面上保持對象物之一般保持裝置上。
10:保持構件 12:凹部 20:支持構件 22:貫通孔 30:接合部 50:發熱電阻體 53:受電電極 56:硬焊部 61:第1塗布層 62:第2塗布層 63:第3塗布層 70:端子構件 100:加熱裝置 S1:保持面 S2:背面 S3:上面 S4:下面 S5:下面 S6:上面 W:半導體晶圓
圖1係概略地顯示本實施形態之加熱裝置100的外觀構成之立體圖。 圖2係概略地顯示本實施形態之加熱裝置100的XZ剖面構成之說明圖。 圖3係將圖2的X1部之加熱裝置100的XZ剖面構成放大顯示之說明圖。 圖4係顯示本實施形態的加熱裝置100的製造方法的一例之流程圖。 圖5係顯示性能評價結果之說明圖。 圖6係顯示性能評價結果之說明圖。
10:保持構件
12:凹部
50:發熱電阻體
53:受電電極
56:硬焊部
61:第1塗布層
62:第2塗布層
63:第3塗布層
70:端子構件
S2:背面
S5:下面
S6:上面
t1:厚度

Claims (5)

  1. 一種保持裝置，具備：具有第1表面且藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體所形成之陶瓷構件；配置於前述陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體；與前述發熱電阻體相接的導電性供電連接構件；以及與前述供電連接構件電性連接的導電性供電端子；且在前述陶瓷構件的前述第1表面上保持對象物， 其特徵為： 在前述供電連接構件的表面中的扣除與前述發熱電阻體接觸之面及與前述供電端子連接之面後的表面的至少一部分係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物形成的第2塗布層所覆蓋。
  2. 如請求項1之保持裝置，其中 在前述供電連接構件的表面中與前述發熱電阻體接觸之面的至少一部分係被藉由含有Ti、Zr、V、Cr、Ta和Nb的至少一者之氮化物形成的第1塗布層所覆蓋。
  3. 如請求項2之保持裝置，其中 前述第1塗布層的厚度為0.3μm以上且60μm以下。
  4. 請求項1至3中任一項之保持裝置，其中 在前述發熱電阻體的表面中的扣除與前述供電連接構件接觸之面後的表面的至少一部分係被藉由含有Al、Ti、Zr、V、Ta 和Nb的至少一者的氮化物形成的第3塗布層所覆蓋。
  5. 一種保持裝置的製造方法，該保持裝置具備：具有第1表面，且藉由以氮化鋁為主成分的陶瓷燒結體形成的陶瓷構件；配置於前述陶瓷構件的內部之金屬製發熱電阻體；與前述發熱電阻體相接的導電性供電連接構件；以及與前述供電連接構件電性連接的導電性供電端子；且在前述陶瓷構件的前述第1表面上保持對象物， 該保持裝置的製造方法之特徵為具備以下步驟： 在前述供電連接構件的表面中的扣除與前述發熱電阻體接觸之面及與前述供電端子連接之面後的表面的至少一部分，形成含有Al、Ti、Zr、V、Ta和Nb的至少一者之屬於氮化物的塗布層之步驟；及 藉由燒成來製作前述陶瓷構件之步驟，前述陶瓷構件係前述發熱電阻體和形成有前述塗布層的前述供電連接構件配置於內部而成。
TW108141770A 2018-11-19 2019-11-18 保持裝置及保持裝置的製造方法 TWI714352B (zh)

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