JP2517545B2 - Heater for vacuum equipment - Google Patents
Heater for vacuum equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空雰囲気中で基体の加工・処理を行なう
装置、特に真空蒸着法により基体の表面に誘電体、半導
体、金属等の薄膜を被覆するための装置或いはドライ・
エツチングを行なう装置等に用いられる真空装置用ヒー
ターに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an apparatus for processing / treating a substrate in a vacuum atmosphere, particularly a thin film of a dielectric, a semiconductor, a metal or the like on the surface of the substrate by a vacuum deposition method. Equipment for coating or dry
The present invention relates to a heater for a vacuum device used in an etching device or the like.
〔従来の技術〕 従来、真空装置内で用いられる真空装置用ヒーターに
は、排気特性を向上させるために真空装置内で用いられ
る他の内部治具と同様に、その表面からの放出ガスがで
きるだけ少ないものである事が望まれていた。[Prior Art] Conventionally, a heater for a vacuum device used in a vacuum device, as well as other internal jigs used in the vacuum device to improve exhaust characteristics, can release gas emitted from its surface as much as possible. It was desired to be few.
又、真空装置用ヒーターは真空装置の内部で高温にし
て使用されるので、該ヒーターには熱的な安定性が要求
される。Further, since the heater for the vacuum device is used while being heated to a high temperature inside the vacuum device, the heater is required to have thermal stability.
更に、基体にドライエツチング処理を施す場合には、
真空装置の内部でフツ素系ガス等の腐蝕性ガスを使用す
るために、真空装置用ヒーターは上記腐蝕性ガスに対す
る耐蝕性を有さねばならない。Furthermore, when performing dry etching on the substrate,
In order to use a corrosive gas such as a fluorine-based gas inside the vacuum device, the heater for the vacuum device must have corrosion resistance to the corrosive gas.
第１図は、従来の真空装置用ヒーターの一例を示す模
式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a conventional heater for a vacuum device.
図中１はニクロム等の金属からなる発熱線であり、こ
れに外部から電力を供給し、電気エネルギーを熱エネル
ギーに変換する。２はマグネシア（MgO）等の絶縁粉末
であり、発熱線間および保護管３との接触による短絡を
防止するとともに、発熱体から発せられる熱を保護管３
に効率良く伝達する。In the figure, reference numeral 1 is a heating wire made of a metal such as nichrome, to which electric power is externally supplied to convert electric energy into heat energy. 2 is an insulating powder such as magnesia (MgO), which prevents a short circuit between the heating wires and the contact with the protection tube 3, and protects the heat generated by the heating element from the protection tube 3
To communicate efficiently.
３は例えばステンレス等の金属からなる保護管であ
り、発熱体１および絶縁粉末２を保持および保護すると
同時に、大気圧である内部と外部の真空との隔壁として
の機能をもち、真空を保持する目的からその結合部は真
空漏れがないよう処理されている。Reference numeral 3 denotes a protective tube made of a metal such as stainless steel, which holds and protects the heating element 1 and the insulating powder 2, and at the same time has a function as a partition wall between the internal and external vacuums at atmospheric pressure and holds the vacuum. To that end, the joint is treated to be vacuum-tight.
ステンレス鋼は室温においても真空にした場合その表
面からの放出ガスの量が極めて多く、特にヒーターの保
護管３として使用した場合該ヒーターの加熱によりガス
の放出が更に促進されるので、真空を保持する点で重大
な問題となっていた。When stainless steel is evacuated even at room temperature, the amount of gas released from its surface is extremely large. Especially when it is used as a protective tube 3 for a heater, the heating of the heater further accelerates the release of gas, so that the vacuum is maintained. It was a serious problem in terms of doing.
また、放出されたガスの種類によっては、蒸着によっ
て形成される膜に混入することで、該膜に要求される特
性に重大な影響を及ぼすという問題もあった。There is also a problem that depending on the kind of the released gas, when mixed into a film formed by vapor deposition, the characteristics required for the film are seriously affected.
更に、基体にドライエツチング処理を施す場合、ステ
ンレス鋼は腐蝕性ガス、例えばフツ素系ガスなどのエツ
チングガスに対して耐蝕性がないためにその表面に乳白
色粉末状の三フツ化鉄（FeF3）が生成してしまう。Further, when the substrate is dry-etched, stainless steel is not corrosive to an etching gas such as a corrosive gas, for example, a fluorine-based gas. Therefore, a milky white powder of iron trifluoride (FeF 3 ) Will be generated.
このFeF3は、ステンレスの表面においてフツ素ラジカ
ルと、ステンレス鋼の主成分として含まれているところ
の鉄の化学反応によって生成する。このため、ステンレ
ス製の保護管３の強度は劣化する。This FeF 3 is generated by a chemical reaction between fluorine radicals on the surface of stainless steel and iron contained as a main component of stainless steel. Therefore, the strength of the stainless steel protection tube 3 deteriorates.
さらに、ステンレス製の保護管３の表面に生成・堆積
したFeF3は非常に脆く、該保護管３の表面から剥落した
FeF3の破片は反応室内で浮遊し、被エツチング物表面な
どに付着して、エツチング不良を発生する原因となる。Further, FeF 3 generated and deposited on the surface of the stainless steel protection tube 3 was very brittle and was peeled off from the surface of the protection tube 3.
Debris of FeF 3 floats in the reaction chamber and adheres to the surface of the object to be etched, etc., causing etching defects.
又、ヒーターを基体と接触させることなく、ヒーター
の熱輻射をもって基体を加熱するような場合、ヒーター
の保護管３の表面の腐蝕が進行するにつれて、その輻射
効率が低下し、ついには所望の基体温度を得ることが出
来なくなるという問題があった。When the substrate is heated by the heat radiation of the heater without contacting the heater with the substrate, the radiation efficiency of the heater decreases as the surface of the protective tube 3 of the heater corrodes, and finally the desired substrate is obtained. There was a problem that the temperature could not be obtained.
この様な問題に対処する方法として、フツ素系ガスに
対する耐蝕性に優れたアルミニウムを保護管３の材料と
して使用することが考えられる。As a method of coping with such a problem, it is conceivable to use aluminum, which is excellent in corrosion resistance to fluorine-based gas, as the material of the protective tube 3.
しかし、第１図に示すような従来のヒーターの構造で
は、保護管３の内部が大気圧となっており、その外部が
真空となっていることから、保護管３にはその圧力差に
耐え得る機械的強度が要求される。しかし、アルミニウ
ムのように600℃以上の温度で熱変形を生じ、機械的強
度が劣化する様な材料を保護管３として使用した場合、
その圧力差に耐えられず、その管壁が破損し、真空漏れ
を生じるという問題があった。However, in the structure of the conventional heater as shown in FIG. 1, since the inside of the protection tube 3 is at atmospheric pressure and the outside thereof is at vacuum, the protection tube 3 can withstand the pressure difference. Obtained mechanical strength is required. However, when a material such as aluminum that is thermally deformed at a temperature of 600 ° C. or higher and deteriorates in mechanical strength is used as the protective tube 3,
There was a problem that the pressure difference could not be endured, the tube wall was damaged, and vacuum leakage occurred.
又、ヒーターの保護管３を耐蝕性，耐熱性および機械
的強度に優れたアルミナ・セラミックス等の誘電体材料
で形成することも考えられるが、機械加工性が悪いこと
から少しでも複雑な形状を作ることが要求される場合に
はその加工作業が煩雑になり生産性が悪いという欠点が
あった。It is also possible to form the protective tube 3 of the heater with a dielectric material such as alumina / ceramics, which has excellent corrosion resistance, heat resistance and mechanical strength, but has a complicated shape due to poor machinability. When it is required to manufacture, there is a drawback that the processing work is complicated and the productivity is poor.
更に、ステンレス製の保護管３の表面にアルミニウム
膜を真空蒸着法によって被覆することも考えられるが、
この場合真空装置を使用しなければならないため、その
装置内部の気体を排気するのに多大な時間がかかり生産
性が悪い。更に蒸着処理を施すヒーターが大きい場合は
真空装置も必然的に大きいものが必要となるのでより生
産性が悪くなる。又、ヒーターの形状が複雑な場合に
は、その各部にわたって均一な膜厚を有する蒸着膜を得
ることが困難であった。Further, it is conceivable to coat the surface of the stainless steel protection tube 3 with an aluminum film by a vacuum deposition method.
In this case, since a vacuum device must be used, it takes a lot of time to exhaust the gas inside the device, resulting in poor productivity. Further, when the heater for performing the vapor deposition process is large, the vacuum device inevitably needs to be large, so that the productivity becomes worse. Further, when the heater has a complicated shape, it is difficult to obtain a vapor-deposited film having a uniform film thickness over each part.
更に又、保護管３の周囲をアルミニウムの管によって
覆うことも考えられるが、ヒーターの大きさ及び形状に
制限が生じる上、保護管３からアルミニウム管への熱の
伝達効率が悪いため必然的にヒーターとしての熱効率が
悪くなるという問題があった。Furthermore, it is conceivable to cover the circumference of the protection tube 3 with an aluminum tube, but the size and shape of the heater are limited, and the efficiency of heat transfer from the protection tube 3 to the aluminum tube is inevitably inevitable. There was a problem that the heat efficiency as a heater deteriorates.
本発明が解決しようとする問題点は、上述の様な従来
の真空装置用ヒーターを使用する際に該ヒーターの表面
からの放出ガスの量が多く、特に該ヒーターの加熱時に
はその表面からのガスの放出が促進され、真空装置の真
空度に悪影響を及ぼしていた点である。The problem to be solved by the present invention is that a large amount of gas is released from the surface of the heater when the conventional heater for a vacuum device as described above is used, and particularly when the heater is heated, gas from the surface is released. Is promoted, which adversely affects the vacuum degree of the vacuum device.
本発明が解決しようとする他の問題点は、真空装置が
フツ素系ガス等の腐蝕性ガスを使用するエツチング装置
の場合、上述の様な真空装置用ヒーターはその表面が腐
蝕されてしまうという点である。Another problem to be solved by the present invention is that when the vacuum device is an etching device that uses a corrosive gas such as a fluorine-based gas, the surface of the vacuum device heater as described above is corroded. It is a point.
本発明が解決しようとする他の問題点は、上記二つの
問題点を解決するために例えばヒーターの表面にアルミ
ニウムを蒸着するにしても、真空装置を用いる必要があ
ることから生産性が悪く、ヒーターの形状によっては均
一な膜厚を有する蒸着膜を得るのが困難であるという点
である。Another problem to be solved by the present invention is that productivity is poor because it is necessary to use a vacuum device even if aluminum is vapor-deposited on the surface of the heater in order to solve the above two problems. Depending on the shape of the heater, it is difficult to obtain a vapor-deposited film having a uniform film thickness.
上記問題点を解決するために、本発明は少なくとも発
熱線、該発熱線の周囲に配された絶縁部材、及び前記発
熱線と前記絶縁部材の周囲に配された保護管とを有す
る、真空装置内に配置された基体を加熱するために使用
される真空装置用ヒーターにおいて、前記保護管の表面
は溶射法によって形成されたアルミニウム被膜または酸
化アルミニウム被膜を有することを特徴とする真空装置
用ヒーターを提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vacuum device having at least a heating wire, an insulating member arranged around the heating wire, and a protection tube arranged around the heating wire and the insulating member. A heater for a vacuum device used for heating a substrate placed inside, wherein the surface of the protective tube has an aluminum coating or an aluminum oxide coating formed by a thermal spraying method. It is provided.
上記構成において、真空装置用ヒーターは真空装置内
に設置され様々な処理を施される基体を加熱する作用を
有し、溶射法により作成された被膜は真空装置用ヒータ
ーの表面からのガスの放出を抑制するものとしての作用
及びフツ素系ガス等の腐蝕性ガスに対する耐蝕性が良好
なものであるという作用を有する。In the above structure, the heater for the vacuum device has a function of heating the substrate that is placed in the vacuum device and subjected to various treatments, and the coating film formed by the thermal spraying method releases gas from the surface of the heater for the vacuum device. It has the effect of suppressing the above and the effect of having good corrosion resistance to corrosive gases such as fluorine gas.
本発明における溶射法とは、例えばＨ2,Ar,He等のガ
ス・プラズマ雰囲気中で或いはＨ2等の可燃性ガスの火
炎中で溶射材料を加熱して溶融させ、被処理物の表面に
噴霧状にして吹き付けるものである。The thermal spraying method in the present invention means, for example, heating and melting a thermal spraying material in a gas / plasma atmosphere of H 2 , Ar, He or the like or in a flame of a combustible gas such as H 2 to form a surface of an object to be treated. It is sprayed and sprayed.
その様にしてヒーターの表面に作成された被膜の材料
は、真空中でのガスの放出量が少なく、フツ素系ガス等
の腐蝕性ガスに対する耐蝕性の良好なアルミニウムや酸
化アルミニウムであることが好ましい。The material of the coating film thus formed on the surface of the heater is aluminum or aluminum oxide, which has a small amount of released gas in a vacuum and has good corrosion resistance to corrosive gases such as fluorine gas. preferable.
該被膜の膜厚は、保護膜としての十分な機能を有する
必要があるという点から数十μｍ以上であり、熱伝導
性、作成のコスト等を考慮すると10mm以下であることが
好ましく、より好ましくは200μｍ以上2mm以下であるこ
とが望ましい。The film thickness of the film is several tens of μm or more from the viewpoint of having a sufficient function as a protective film, and is preferably 10 mm or less in consideration of thermal conductivity, production cost, etc., and more preferably Is preferably 200 μm or more and 2 mm or less.
又、上記アルミニウムや酸化アルミニウムの被膜を作
成するためには、溶射材料として夫々アルミニウムや酸
化アルミニウムを使用するが、酸化アルミニウムの被膜
を作成する場合にはアルミニウムを大気中乃至酸素雰囲
気中で溶射することによっても作成できる。Further, in order to form the above-mentioned aluminum or aluminum oxide coating, aluminum or aluminum oxide is used as the thermal spraying material, respectively, but when forming the aluminum oxide coating, aluminum is sprayed in the air or oxygen atmosphere. It can also be created by
尚、本発明の溶射法による被膜作成処理に際しては、
これに先立って被膜を作成する表面にブラスト処理を施
すことによって凹凸状の起伏を形成しておくことが望ま
しい。Incidentally, in the coating forming process by the thermal spraying method of the present invention,
Prior to this, it is desirable to form ruggedness by subjecting the surface on which the coating film is formed to a blast treatment.
以下本発明を図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第２図は、溶射法によりその表面に被膜が作成された
本発明による真空装置用ヒーターの実施例の一つを示す
模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one example of the heater for a vacuum device according to the present invention, which has a coating film formed on its surface by a thermal spraying method.
図中１乃至３は、第１図に示した従来の真空装置用ヒ
ーターのものと夫々対応しており、１はニクロムからな
る発熱線、２はマグネシア（MgO）からなる絶縁粉末、
３はステンレス（JIS-SUS304鋼）製の保護管である。該
保護管３としては、内径2.3mm、外径3.3mmのものを使用
した。Reference numerals 1 to 3 in the figure correspond to those of the conventional heater for a vacuum device shown in FIG. 1, 1 is a heating wire made of nichrome, 2 is an insulating powder made of magnesia (MgO),
3 is a protective tube made of stainless steel (JIS-SUS304 steel). The protective tube 3 had an inner diameter of 2.3 mm and an outer diameter of 3.3 mm.
４は保護管３の表面を被覆する様に溶射法により作成
された被膜である。該被膜４は純度99％以上のアルミニ
ウムからなり、その膜厚は500μｍである。この被膜４
は、アルゴン・ガス・プラズマ雰囲気中で高純度（99.9
9％）アルミニウムを加熱して溶融させ、水素還元雰囲
気中でヒーターの表面に150Kg/cm2のガス圧により音速
に近い速度で噴霧状にして吹き付けるという手順により
作成される。尚、保護管３の表面をブラスト処理してか
ら溶射法により被膜４を作成すれば、該被膜４をこのブ
ラストによる凹凸状の起伏をアンカーとして機械的に一
層強固に保護管３の表面に付着させることができる。Reference numeral 4 is a coating formed by the thermal spraying method so as to cover the surface of the protective tube 3. The coating 4 is made of aluminum having a purity of 99% or more, and its thickness is 500 μm. This film 4
Has a high purity (99.9
9%) Aluminum is heated and melted, and is sprayed onto the surface of the heater in a hydrogen reducing atmosphere at a gas pressure of 150 kg / cm 2 at a speed close to the speed of sound and sprayed. If the surface of the protective tube 3 is blasted and then the coating 4 is formed by a thermal spraying method, the coating 4 is mechanically and firmly attached to the surface of the protective tube 3 by using the unevenness of the blast as an anchor. Can be made.
第３図（ａ）は、円筒状の基体（図示せず）をその内
側から加熱できる様な形状とした本発明による真空装置
用ヒーターの他の実施例を示す模式的断面図であり、第
３図（ｂ）はその断面の点線の円で示した一部を拡大し
た模式的断面図である。FIG. 3 (a) is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the heater for a vacuum device according to the present invention, which has a shape capable of heating a cylindrical substrate (not shown) from the inside. FIG. 3B is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the cross section indicated by a dotted circle.
図中１乃至４は、第２図に示した本発明による真空装
置用ヒーターの実施例のものと夫々対応しており、１は
ニクロムからなる発熱線、２はマグネシア（MgO）から
なる絶縁粉末、３はステンレス（JIS-SUS304鋼）製の保
護管、４は溶射法により作成した被膜である。５はヒー
ター支持柱であり、熱容量を小さくし熱応答性を良くす
るために肉厚を1mmとしたステンレス製のパイプ（外径4
0mm）を使用した。1 to 4 correspond to those of the embodiment of the heater for vacuum device according to the present invention shown in FIG. 2, 1 being a heating wire made of nichrome, 2 being an insulating powder made of magnesia (MgO) 3 is a protective tube made of stainless steel (JIS-SUS304 steel), and 4 is a coating formed by a thermal spraying method. Reference numeral 5 is a heater support column, which is a stainless steel pipe (outer diameter: 4 mm) with a wall thickness of 1 mm in order to reduce the heat capacity and improve the thermal response.
0 mm) was used.
第３図に示した真空装置用ヒーターは、発熱線１及び
絶縁粉末２を内蔵した保護管３をヒーターを支持柱５の
周囲に巻き付け固定した後、アルゴン・ガス・プラズマ
雰囲気中で高純度（99.99％）アルミニウムを加熱して
溶融させ、水素還元雰囲気中で上記保護管３を巻き付け
たヒーター支持柱５に吹きつけるという手順で作成し
た。このようにして作成した真空装置用ヒーターの被膜
４は、純度99％以上のアルミニウムからなっており、平
均的な膜厚は約1mmで保護管３及びヒーター支持柱５の
表面を完全に被覆した。The heater for a vacuum device shown in FIG. 3 has a protective tube 3 having a heating wire 1 and an insulating powder 2 built-in, which is fixed around a support column 5 by winding the heater in a high purity (argon gas plasma atmosphere). (99.99%) Aluminum was heated and melted, and sprayed on the heater support column 5 around which the protective tube 3 was wound in a hydrogen reducing atmosphere. The coating 4 of the heater for the vacuum device thus prepared is made of aluminum having a purity of 99% or more, and the average thickness is about 1 mm, and the surfaces of the protective tube 3 and the heater supporting column 5 are completely covered. .
尚、上記溶融アルミニウムの水素還元雰囲気中での吹
き付けを水素還元雰囲気中ではなく大気中乃至酸素雰囲
気中で行なうことにより、真空装置用ヒーターの被膜４
を酸化アルミニウムからなる膜としてもよい。By coating the molten aluminum in a hydrogen reducing atmosphere in the atmosphere or oxygen atmosphere, not in the hydrogen reducing atmosphere, the coating 4 of the heater for a vacuum device is formed.
May be a film made of aluminum oxide.
又、溶射法により被膜４を作成する前にブラスト処理
を行なえば、被膜４を保護管３及びヒーター支持柱５に
より一層強固に付着させることができる。If the blasting treatment is performed before forming the coating film 4 by the thermal spraying method, the coating film 4 can be more firmly attached to the protective tube 3 and the heater supporting column 5.
更に、保護管３をヒーター支持柱５の周囲に巻き付け
る際、該巻き付けのピツチを任意に変化させることによ
って、加熱される円筒状基体の軸の方向の温度分布を調
整することができる。Furthermore, when the protective tube 3 is wound around the heater support column 5, the temperature distribution in the axial direction of the cylindrical substrate to be heated can be adjusted by arbitrarily changing the winding pitch.
本発明者は第３図に示した本発明による真空装置用ヒ
ーター（以下アルミニウム溶射ヒーターと称す）と、該
ヒーターと同一形状でアルミニウムの溶射による被膜４
のない真空装置用ヒーター、即ち表面がステンレスの真
空装置用ヒーター（以下ステンレスヒーターと称す）と
の放出ガス量に関する比較実験を行なった。The present inventor has shown a heater for a vacuum device (hereinafter referred to as an aluminum spray heater) according to the present invention shown in FIG. 3 and a coating 4 having the same shape as the heater and sprayed with aluminum.
A comparative experiment was carried out on the amount of released gas with a heater for a vacuum device having no surface, that is, a heater for a vacuum device having a stainless steel surface (hereinafter referred to as a stainless steel heater).
本実験には、同軸円筒形プラズマCVD装置を使用し
た。該装置は、中心に円筒状のヒーターを配置し、それ
をおおいかぶせるようにしてアノード電極であるアルミ
ニウム製円筒状基体を回転可能に配置し、さらにその外
側に真空槽の壁を兼ねるアルミニウム製カソード電極を
配置した構造を有する。A coaxial cylindrical plasma CVD apparatus was used for this experiment. In this device, a cylindrical heater is arranged in the center, an aluminum cylindrical substrate that is an anode electrode is rotatably arranged so as to cover it, and an aluminum cathode that also serves as a wall of a vacuum chamber is provided outside the cylindrical heater. It has a structure in which electrodes are arranged.
先ず、上記アルミニウム溶射ヒーターを上記実験装置
に取付けて外部に接続した真空排気ポンプにより室温で
200分間排気し、該ヒーターに電力を供給してヒーター
をヒーター表面が550℃、基体表面が300℃になる様に加
熱したときの実験装置の真空排気特性を測定した。First, the aluminum spray heater was attached to the experimental apparatus and connected to the outside by a vacuum exhaust pump at room temperature.
After evacuating for 200 minutes and supplying electric power to the heater to heat the heater so that the surface of the heater was 550 ° C. and the surface of the substrate was 300 ° C., the vacuum evacuation characteristics of the experimental apparatus were measured.
次に、上記ステンレスヒーターに関して同様の実験を
行ない、該ステンレスヒーターを取付けた実験装置の真
空排気特性を測定した。Next, the same experiment was conducted on the above stainless steel heater, and the vacuum exhaust characteristic of the experimental apparatus equipped with the stainless steel heater was measured.
第４図は、各ヒーターを取付けた実験装置の真空排気
特性曲線を示す図である。図中（ａ）はステンレスヒー
ターを取付けた実験装置の、（ｂ）はアルミニウム溶射
ヒーターを取付けた実験装置の真空排気特性曲線であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a vacuum evacuation characteristic curve of an experimental apparatus equipped with each heater. In the figure, (a) is a vacuum exhaust characteristic curve of an experimental apparatus equipped with a stainless steel heater, and (b) is a vacuum exhaust characteristic curve of an experimental apparatus equipped with an aluminum spray heater.
各実験装置はヒーター以外に関しては同一条件である
ことから、上記各真空排気曲線の差異は各ヒーターの表
面からのガスの放出量に起因することがわかる。Since each experimental apparatus has the same conditions except for the heater, it can be seen that the difference in each vacuum exhaust curve is due to the amount of gas released from the surface of each heater.
アルミニウム溶射ヒーターを取付けた実験装置はステ
ンレスヒーターを取付けた実験装置に比べて、室温にお
ける到達真空度が高く、ヒーターの加熱に伴う吸着ガス
の放出量も少なく、ヒーター加熱時の到達真空度も高
く、しかも短時間でもとの高真空状態に復帰するとい
う、極めて良好な真空排気特性を示す。The experimental apparatus equipped with an aluminum spray heater has a higher ultimate vacuum at room temperature than the experimental apparatus equipped with a stainless steel heater, the amount of adsorbed gas released by heating the heater is small, and the ultimate vacuum when heating the heater is also high. Moreover, it exhibits extremely good vacuum evacuation characteristics that it returns to the original high vacuum state in a short time.
また、これらのヒーターを取付けた上記実験装置を用
いて13.56KHzの高周波プラズマCVD法でシラン・ガスを
原料としたアモルフアスシリコン半導体膜の蒸着と、四
フツ化炭素（CF4）ガスを用いたドライ・エツチングを
交互にくり返し、ヒーターの耐蝕性について耐久実験を
行なった。Further, using the above experimental apparatus equipped with these heaters, vapor deposition of an amorphous silicon semiconductor film using silane gas as a raw material by a high-frequency plasma CVD method of 13.56 KHz, and carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas was used. The dry and etching were repeated alternately, and the durability test was performed on the corrosion resistance of the heater.
ヒーターはアモルフアスシリコン蒸着時には550℃
（基体温度300℃）に加熱（４時間）し、ドライエツチ
ング時はヒーター電力を切って放冷（２時間）させた。The heater is 550 ° C during deposition of amorphous silicon.
The substrate was heated to a substrate temperature of 300 ° C. (4 hours), and during dry etching, the heater power was cut off and allowed to cool (2 hours).
ステンレスヒーターは１回目のドライ・エツチング工
程で腐蝕が進行し使用不能の状態となった。The stainless steel heater became unusable due to the progress of corrosion in the first dry etching process.
一方、アルミニウム溶射ヒーターは１回目の加熱によ
ってアルミ表面の金属光沢に変化があった以外は、まっ
たく変化せず、20回以上のヒートサイクルの後も、その
加熱能力、外観ともに変化がなかった。On the other hand, the aluminum sprayed heater did not change at all except that the metallic luster of the aluminum surface changed by the first heating, and the heating ability and the appearance did not change even after 20 or more heat cycles.
第５図（ａ）は、円筒状基体（図示せず）を内部から
加熱するための本発明による真空装置用ヒーターの更に
他の実施例を示す模式的断面図であり、第５図（ｂ）は
その断面の点線の円で示した一部を拡大した模式的断面
図である。FIG. 5 (a) is a schematic cross-sectional view showing still another embodiment of a heater for a vacuum device according to the present invention for heating a cylindrical substrate (not shown) from the inside, and FIG. ) Is a schematic sectional view in which a part indicated by a dotted circle of the section is enlarged.
本実施例では、ヒーター支持柱６には保護管３を埋め
込むための深さ3.2mmの螺旋状の溝6aを形成し、この溝6
aの中に保護管３を埋め込みながら巻き付け固定した
後、第３図に示した実施例と同様にアルミニウムをプラ
ズマ溶射した。In this embodiment, the heater supporting column 6 is formed with a spiral groove 6a having a depth of 3.2 mm for embedding the protection tube 3, and the groove 6a is formed.
After the protective tube 3 was embedded in a and wound and fixed, aluminum was plasma-sprayed in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
アルミニウムの溶射による被膜４は第３図に示した実
施例の場合に較べて厚めに堆積し、その後その表面の凹
凸がなくなるまで切削・研磨して滑らかにした。ヒータ
ー支持柱の溝6aの底から被膜の上面までが4.2mm、ヒー
ター支持柱の最外表面から被膜の上面までが1mmであっ
た。The coating 4 formed by thermal spraying of aluminum was deposited thicker than in the case of the embodiment shown in FIG. 3, and thereafter, was cut and polished to be smooth until there were no irregularities on the surface. The distance from the bottom of the groove 6a of the heater support pillar to the upper surface of the coating was 4.2 mm, and the distance from the outermost surface of the heater support pillar to the upper surface of the coating was 1 mm.
本実施例によれば、例えばアモルフアス・シリコンの
蒸着時に生成するポリシラン粉体が入り込む起伏がその
表面にないので、表面に起伏がある場合に較べてダスト
の原因となるポリシラン粉体を容易にエツチング除去す
ることができる。According to the present embodiment, since there is no undulation on the surface of the polysilane powder generated during vapor deposition of amorphous silicon, for example, it is easier to etch the polysilane powder that causes dust as compared with the case where the surface has undulations. Can be removed.
以上詳細に説明したように、本発明による真空装置用
ヒーターは従来の真空装置用ヒーターの保護管として用
いられてきたステンレス鋼等の表面に放出ガス量が少な
く耐蝕性に優れたアルミニウム等の被膜を常圧下で溶射
・付着させるという簡単な表面処理方法によって、従来
の真空装置用ヒーターの表面からの放出ガスの量を大幅
に減少させることができるとともに耐蝕性を大幅に向上
させることができるものであり、又ヒーターと該ヒータ
ーの表面に作成される被膜との付着力が強固なため耐久
性の面からも非常に優れた効果を有するものである。As described in detail above, the heater for a vacuum device according to the present invention has a coating of aluminum or the like, which has a small amount of released gas and is excellent in corrosion resistance, on the surface of stainless steel or the like which has been used as a protective tube of a heater for a conventional vacuum device. By a simple surface treatment method of spraying and adhering under normal pressure, the amount of gas released from the surface of the conventional heater for vacuum equipment can be greatly reduced and the corrosion resistance can be greatly improved. In addition, since the adhesion between the heater and the coating formed on the surface of the heater is strong, it has a very excellent effect in terms of durability.
第１図は、従来の真空装置用ヒーターの一つを示す模式
的断面図である。 第２図は、本発明の真空装置用ヒーターの実施例を示す
模式的断面図である。 第３図（ａ），第５図（ａ）は本発明の真空装置用ヒー
ターの実施例を示す模式的断面図であり、第３図
（ｂ），第５図（ｂ）は夫々その断面の点線の円で示し
た一部を拡大した模式的断面図である。 第４図は、アルミニウム溶射ヒーターとステンレスヒー
ターとを夫々取付けた実験装置の真空排気特性曲線を示
す図である。 １……発熱線 ２……絶縁粉末 ３……保護管 ４……被膜 5,6……ヒーター支持柱 6a……溝FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one of the conventional heaters for vacuum devices. FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of a heater for a vacuum device of the present invention. 3 (a) and 5 (a) are schematic cross-sectional views showing an embodiment of the heater for a vacuum device of the present invention, and FIGS. 3 (b) and 5 (b) are cross-sectional views thereof, respectively. FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part indicated by a dotted circle. FIG. 4 is a diagram showing a vacuum evacuation characteristic curve of an experimental apparatus in which an aluminum spray heater and a stainless steel heater are attached, respectively. 1 ... Exothermic wire 2 ... Insulating powder 3 ... Protective tube 4 ... Coating 5,6 ... Heater support pillar 6a ... Groove
Claims (6)
れた絶縁部材、及び前記発熱線と前記絶縁部材の周囲に
配された保護管とを有する、真空装置内に配置された基
体を加熱するために使用される真空装置用ヒーターにお
いて、前記保護管の表面は溶射法によって形成されたア
ルミニウム被膜または酸化アルミニウム被膜を有するこ
とを特徴とする真空装置用ヒーター。1. A substrate arranged in a vacuum device, comprising at least a heating wire, an insulating member arranged around the heating wire, and a protective tube arranged around the heating wire and the insulating member. The heater for a vacuum device used for heating, wherein the surface of the protective tube has an aluminum coating or an aluminum oxide coating formed by a thermal spraying method.
されている特許請求の範囲第１項に記載の真空装置用ヒ
ーター。2. The heater for a vacuum device according to claim 1, wherein unevenness is formed on the surface of the protective tube.
範囲第１項に記載の真空装置用ヒーター。3. The heater for a vacuum device according to claim 1, wherein the protection tube is made of stainless steel.
に螺巻されている特許請求の範囲第１項乃至第３項に記
載の真空装置用ヒーター。4. The heater for a vacuum device according to claim 1, wherein the heater for the vacuum device is screwed around a support member.
求の範囲第４項に記載の真空装置用ヒーター。5. The heater for a vacuum device according to claim 4, wherein the support member has a spiral groove.
て形成されたアルミニウムを含有する被膜を有する特許
請求の範囲第４項または第５項に記載の真空装置用ヒー
ター。6. The heater for a vacuum device according to claim 4, further comprising a coating film containing aluminum formed by a thermal spraying method on the surface of the support member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199879A JP2517545B2 (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Heater for vacuum equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199879A JP2517545B2 (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Heater for vacuum equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6260858A JPS6260858A (en) | 1987-03-17 |
| JP2517545B2 true JP2517545B2 (en) | 1996-07-24 |
Family
ID=16415132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60199879A Expired - Lifetime JP2517545B2 (en) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Heater for vacuum equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517545B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2608410B2 (en) * | 1987-06-30 | 1997-05-07 | 京セラ株式会社 | Glow discharge decomposition equipment |
| JP6178217B2 (en) * | 2013-11-13 | 2017-08-09 | 株式会社東芝 | Heat transfer tube mounting structure and mounting method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116875A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Heater for vacuum evaporation |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP60199879A patent/JP2517545B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6260858A (en) | 1987-03-17 |
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