JP5666167B2 - ステージヒータ及びシャフトの製造方法 - Google Patents
ステージヒータ及びシャフトの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5666167B2 JP5666167B2 JP2010107709A JP2010107709A JP5666167B2 JP 5666167 B2 JP5666167 B2 JP 5666167B2 JP 2010107709 A JP2010107709 A JP 2010107709A JP 2010107709 A JP2010107709 A JP 2010107709A JP 5666167 B2 JP5666167 B2 JP 5666167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- shaft
- heating substrate
- stage heater
- bonding layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 76
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 33
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、ステージヒータ及びステージヒータで使用するシャフトの製造方法に関する。
従来、半導体製造装置、例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）装置は、真空チャンバ内に設けたステージヒータの加熱基板上にウエハを載置して加熱しながら、ウエハ上に半導体膜や絶縁膜を形成している。ここで、ステージヒータは、加熱基板と、前記加熱基板の裏面に接合され、前記加熱基板を支持するシャフトとを備えており、前記加熱基板には前記ウエハを加熱する発熱体が埋設されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、ステージヒータは、加熱基板上の載置場所が異なってもウエハに成膜される半導体膜や絶縁膜に質の違いが発生しないよう、加熱基板を均一に加熱する必要がある。しかし、通常、加熱基板は、ウエハを載置する面の裏面にシャフトが接合されているため、加熱基板の熱がシャフト側へ伝導してしまい、シャフトとの接合部分の温度が他の部分に比べて低下してしまうという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加熱基板からシャフト側への熱伝導を抑制することが可能なステージヒータ及びシャフトの製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステージヒータは、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金からなる加熱基板と、前記加熱基板の一方の面に接合され、前記加熱基板を支持するシャフトとを備え、前記シャフトは、前記加熱基板の素材よりも熱伝導率の低い金属からなるパイプと、アルミニウムの粉体又はアルミニウムを含む合金の粉体をガスと共に加速し、固相状態のままで前記パイプに吹き付けて堆積させることにより、前記パイプの前記加熱基板と接合される側に形成される接合層とを有することを特徴とする。
また、本発明のステージヒータは、上記の発明において、前記接合層は、前記パイプの前記加熱基板と接合される側の端面に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のステージヒータは、上記の発明において、前記接合層は、前記パイプの外周面に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のステージヒータは、上記の発明において、前記パイプは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金のうちのいずれかの素材によって形成されていることを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のシャフトの製造方法は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金からなり、ステージヒータで使用される加熱基板の一方の面に接合され、前記加熱基板を支持するシャフトの製造方法であって、アルミニウムの粉体又はアルミニウムを含む合金の粉体をガスと共に加速し、固相状態のままで前記加熱基板の素材よりも熱伝導率の低い金属からなるパイプに吹き付けて堆積させることにより、前記パイプの前記加熱基板と接合される側に接合層を形成する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明のシャフトの製造方法は、上記の発明において、前記工程は、前記接合層を前記パイプの前記加熱基板と接合される側の端面に形成することを特徴とする。
また、本発明のシャフトの製造方法は、上記の発明において、前記工程は、前記接合層を前記パイプの外周面に形成することを特徴とする。
また、本発明のシャフトの製造方法は、上記の発明において、前記パイプは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金のうちのいずれかの素材によって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、シャフトは、アルミニウムの粉体又はアルミニウムを含む合金の粉体をガスと共に加速し、固相状態のままで加熱基板の素材よりも熱伝導率の低い金属からなるパイプに吹き付けて堆積させることにより、パイプの加熱基板と接合される側に形成された接合層を有するので、パイプによって加熱基板からシャフト側への熱伝導を抑制することができるという効果を奏する。
以下に、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法に係る実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明のステージヒータの実施の形態１を示す断面正面図である。
図１は、本発明のステージヒータの実施の形態１を示す断面正面図である。
ステージヒータ１は、図１に示すように、ウエハを載置して加熱する円盤状の加熱基板２と、加熱基板２の裏面中央に接合され、加熱基板２を支持するシャフト５とを備えている。
加熱基板２は、アルミニウム又はアルミニウム合金によって円盤状に成形されており、渦巻き状等、所望形状に成形加工したシースヒータ３が、図１に示すように、基板２ａ，２ａ間に挟み込まれている。シースヒータ３には、シャフト５内に配置した電気配線によって外部電源から電力が供給される。シースヒータ３は、主に単線化コイル状に成形したニクロム線を発熱体とし、これをマグネシア，アルミナ等の絶縁粉末で覆って固化し、さらにその外側をアルミニウムのパイプやステンレス，インコネル（登録商標）等の合金パイプで被覆したものである。
図２は、図１のステージヒータで使用されるシャフトを拡大して示す中間省略断面正面図である。シャフト５は、加熱基板２の素材よりも熱伝導率の低い金属、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金等からなるパイプ６の一方の端面に接合層７が形成されている。接合層７は、図２に示すように、加熱基板２と接合される側の端面６ａにコールドスプレー法によって堆積形成されている。シャフト５は、接合層７の部分で加熱基板２とろう付等によって接合される。
次に、コールドスプレー法によるシャフト５の製造方法を以下に説明する。図３は、コールドスプレー法による接合層７の形成に使用する形成装置の模式図である。
形成装置１０は、図３に示すように、ガス供給源からヘリウム（Ｈｅ）や窒素（Ｎ２）等の不活性ガスや空気等のガス（作動ガス）を導入するガス導入管１１と、原料である粉体ＰＭを供給する粉体供給部１２と、ガス導入管１１から導入されたガスを所望の温度まで加熱するヒータ１３と、粉体ＰＭとガスとを混合して噴射するチャンバ１４と、粉体ＰＭを噴射するノズル１５と、パイプ６を保持するホルダ１６とを備えている。ここで、粉体ＰＭは、アルミニウムからなる接合層７を形成する場合はアルミニウムの粉体を使用し、アルミニウム合金からなる接合層７を形成する場合はアルミニウム合金の粉体を使用する。以下、アルミニウムからなる接合層７をパイプ６に形成する場合について説明する。
粉体供給部１２には、アルミニウムの微小な粉体ＰＭ（例えば、粒径１０μｍ〜１００μｍ程度）が収容されている。粉体ＰＭは、ガス導入管１１に設けられたバルブ１１ａを操作して所望流量のガスを粉体供給部１２に導入することにより、ガスと共に粉体供給管１２ａを通ってチャンバ１４内に供給される。
ヒータ１３は、導入されたガスを、例えば、５０℃〜７００℃程度まで加熱する。この加熱温度の上限は、粉体ＰＭを固相状態のままでパイプ６に吹き付けるため、原料の融点未満とする。より好ましくは、上限温度を、摂氏で融点の約６０％以下に留める。これは、加熱温度が高くなるほど、粉体ＰＭが酸化する可能性が高くなるからである。従って、アルミニウムの融点である約６６０℃に対して、加熱温度を約３９６℃以下とすればより好ましい。
ヒータ１３において加熱されたガスは、ガス用配管１３ａを介してチャンバ１４に導入される。なお、チャンバ１４に導入されるガスの流量は、ガス導入管１１に設けたバルブ１１ｂによって調節する。
チャンバ１４の内部には、ガス用配管１３ａから導入されたガスにより、ノズル１５からパイプ６に向けたガスの流れが形成される。チャンバ１４に粉体供給部１２から粉体ＰＭを供給すると、粉体ＰＭは、ガスの高速な流れに乗って加速されると共に加熱され、ノズル１５からパイプ６に向けて吹き付けられる。このときの衝撃により粉体ＰＭが端面６ａの表面に食い込み、粉体ＰＭが有している運動エネルギー及び熱エネルギーによって粉体ＰＭが塑性変形して端面６ａの表面に付着し、パイプ６の端面６ａに高密度のアルミニウムからなる接合層７が形成される。
粉体ＰＭを加速する速さ、即ち、ノズル１５から噴射される際のガスの流速は、超音速（約３４０ｍ／ｓ以上）であり、例えば、約４００ｍ／ｓ以上とすることが好ましい。この速さは、バルブ１１ｂの操作によるチャンバ１４に導入されるガスの流量を調節することにより制御することができる。また、形成装置１０のように、基端から先端に向けて口径がテーパ状に広がるノズル１５を使用することにより、チャンバ１４内で形成されたガスの流れをノズル１５への導入部で一旦絞って再加速することができる。
図３に示すように、ノズル１５の口径に対して成膜範囲（パイプ６の端面６ａの面積）が広い場合には、ノズル１５を図中矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に移動させながら成膜を行う。或いは、ノズル１５の位置を固定し、ホルダ１６を図中矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向へ移動させても良い。
以上のようにしてパイプ６の端面６ａに所望の厚さの接合層７を形成した後、不要な部分に付着したアルミニウムの層を除去すると共に、接合層７の端面や側面等を研磨して平滑にすることによって、シャフト５が製造される。
このようにして製造されたシャフト５は、上記のように接合層７がコールドスプレー法によって形成されることから、次の特徴を有している。
シャフト５は、金属の粉体ＰＭが下層（パイプ６の端面６ａや、それまでに堆積した接合層７）の表面に高速に衝突して食い込むと共に、自身を変形させて下層に付着するので、下層に強く密着した接合層７が形成される。これは、接合層７とパイプ６の端面６ａとの界面において、接合層７が端面６ａに食い込む現象（アンカー効果と呼ばれる）が観察されることからもわかる。即ち、接合層７は、異種の金属によって形成されたパイプ６と互いの間に隙間を生じさせることなく密に接合している。そして、パイプ６は、加熱基板２の素材よりも熱伝導率の低い金属が使用されている。
このため、シャフト５を使用したステージヒータ１は、加熱基板２の熱が接合層７を介してシャフト５へ伝導しても、シャフト５を加熱基板２と同じアルミニウムから形成した場合に比べると、加熱基板２及び接合層７の素材よりも熱伝導率の低いパイプ６によって熱の伝導が抑制される。このため、ステージヒータ１は、加熱基板２のシャフト５との接合部分の温度の低下が抑えられ、加熱基板２を均一に加熱することができる。従って、ステージヒータ１を使用した半導体製造装置では、製造されるウエハの品質が安定する。
また、シャフト５は、パイプ６の端面６ａに接合層７が強固に固定されている。このため、ステージヒータ１の使用によるヒートサイクルによって熱応力の変化が繰り返し作用しても、接合層７とパイプ６との間に新たな剥離やクラックが発生する可能性は非常に低く、剥離等に起因する伝熱性の低下も抑えることができる。
さらに、コールドスプレー法によって接合層７が形成されることから、接合層７自体も非常に緻密な層となっており、例えば、バルク材に比較して９５％以上の密度を有している。それに加えて、コールドスプレー法においては、固相状態を維持できる程度までしか粉体ＰＭを加熱しないため、粉体ＰＭが酸化し難い。このため、ステージヒータ１を使用した半導体製造装置では、シャフト５の接合層７から放出されるアウトガスが大きく減少する。
以上のように、シャフト５は、加熱基板２の素材であるアルミニウムよりも熱伝導率の低い金属からなるパイプ６の、加熱基板２と接合される側の端面６ａにコールドスプレー法によってアルミニウムからなる接合層７が形成されている。このため、実施の形態１のステージヒータ１は、加熱基板２からシャフト５側への熱伝導をパイプ６によって抑制することができる。
また、ステージヒータ１は、シャフト５を加熱基板２と同じアルミニウムから形成した場合に比べると、パイプ６が熱の伝導を抑制するので、シャフト５の加熱基板２から離れた端部の温度を低下させることができる。このため、従来のステージヒータのように、加熱基板２から離れた端部側に冷却手段を設けてシャフト５を強制的に冷却する必要がない。
なお、ステージヒータ１は、図４に示すように、パイプ６の両端に接合層７を形成したシャフト５Ａを使用しても良い。
（実施の形態２）
次に、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法に係る実施の形態２を図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態１のステージヒータは、パイプの基板側の端面に接合層を形成したのに対し、実施の形態２のステージヒータは、パイプの外周面に接合層を形成したことを特徴とする。
次に、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法に係る実施の形態２を図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態１のステージヒータは、パイプの基板側の端面に接合層を形成したのに対し、実施の形態２のステージヒータは、パイプの外周面に接合層を形成したことを特徴とする。
図５は、本発明のステージヒータの実施の形態２を示す断面正面図である。図６は、図５のステージヒータで使用されるシャフトを拡大して示す中間省略断面正面図である。ここで、図５及び図６を含め、以下の説明において使用する図面においては、実施の形態１と同一の構成部材には同一の符号を使用する。
ステージヒータ１Ａは、図５及び図６に示すように、パイプ６の外周面にコールドスプレー法によって接合層７を堆積形成したシャフト５Ｂを使用している。
図７は、実施の形態２においてコールドスプレー法による接合層７の形成に使用する形成装置の模式図である。形成装置１０Ａは、実施の形態１の形成装置１０で使用したホルダ１６に代えて、回転移動装置１７を備えている。
回転移動装置１７は、図７に示すように、１対の把持爪１８ａによってパイプ６を内側から把持するチャック装置１８を搭載し、チャック装置１８を図中矢印Ｙ方向へ移動させると共に、パイプ６を軸Ａｘの周りに回転させるＹ，θステージである。
接合層７を形成する際、形成装置１０Ａは、パイプ６を軸Ａｘの周りに回転させながら、パイプ６を図７の矢印Ｙ方向に沿って移動させ、パイプ６の外周面に接合層７を形成してゆく。
以上のようにしてパイプ６の外周面に所望の厚さの接合層７を形成した後、不要な部分に付着したアルミニウムの層を除去すると共に、接合層７の端面や外周面等を研磨して平滑にし、シャフト５Ｂが製造される。
このようにして製造されたシャフト５Ｂは、実施の形態１のシャフト５と同じ特性を有している。従って、実施の形態２のステージヒータ１Ａは、加熱基板２からシャフト５Ｂ側への熱伝導をパイプ６によって抑制することができる。このため、ステージヒータ１Ａは、加熱基板２のシャフト５Ｂとの接合部分の温度の低下が抑えられ、加熱基板２を均一に加熱することができる。しかも、ステージヒータ１Ａを使用した半導体製造装置では、加熱基板２を均一に加熱することができるので、製造されるウエハの品質が安定する。
また、ステージヒータ１Ａは、シャフト５Ｂを加熱基板２と同じアルミニウムから形成した場合に比べると、パイプ６が熱の伝導を抑制するので、シャフト５Ｂの加熱基板２から離れた端部の温度を低下させることができる。このため、従来のステージヒータのように、加熱基板２から離れた端部側に冷却手段を設けてシャフト５Ｂを強制的に冷却する必要がない。
（実施の形態３）
次に、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法に係る実施の形態３を図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態２のステージヒータは、パイプの外周面に接合層を形成したのに対し、実施の形態３のステージヒータは、パイプの基板側の端面及びパイプの外周面に接合層を形成した。
次に、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法に係る実施の形態３を図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態２のステージヒータは、パイプの外周面に接合層を形成したのに対し、実施の形態３のステージヒータは、パイプの基板側の端面及びパイプの外周面に接合層を形成した。
図８は、本発明のステージヒータの実施の形態３を示す断面正面図である。図９は、図８のステージヒータで使用されるシャフトを拡大して示す断面正面図である。
ステージヒータ１Ｂは、図８及び図９に示すように、パイプ６の加熱基板２側の端面６ａ及び外周面にコールドスプレー法によって接合層７を堆積形成したシャフト５Ｃを使用している。
このとき、シャフト５Ｃは、図３に示した形成装置１０を使用することによってパイプ６の加熱基板２側の端面６ａに接合層７を堆積形成し、図７に示した形成装置１０Ａを使用することによってパイプ６の外周面に接合層７を堆積形成することができる。
このようにして製造されたシャフト５Ｃは、実施の形態１のシャフト５と同じ特性を有している。従って、実施の形態３のステージヒータ１Ｂは、加熱基板２からシャフト５Ｃ側への熱伝導をパイプ６によって抑制することができる。このため、ステージヒータ１Ｂは、加熱基板２のシャフト５Ｃとの接合部分の温度の低下が抑えられ、加熱基板２を均一に加熱することができる。しかも、ステージヒータ１Ｂを使用した半導体製造装置では、加熱基板２を均一に加熱することができるので、製造されるウエハの品質が安定する。
また、ステージヒータ１Ｂは、シャフト５Ｃを加熱基板２と同じアルミニウムから形成した場合に比べると、パイプ６が熱の伝導を抑制するので、シャフト５Ｃの加熱基板２から離れた端部の温度を低下させることができる。このため、従来のステージヒータのように、加熱基板２から離れた端部側に冷却手段を設けてシャフト５Ｃを強制的に冷却する必要がない。
なお、ステージヒータ１Ｂは、図１０に示すように、パイプ６の両端面及び外周面に接合層７を形成したシャフト５Ｄを使用しても良い。
また、実施の形態１〜３のシャフト５，５Ａ〜５Ｄにおいて、加熱基板２と接合される部分における接合層７の長手方向に沿った厚みや半径方向に沿った厚みは、加熱基板２との間の十分な接合強度と加熱基板からシャフト側への熱伝導の抑制効果との兼ね合いで決まるが、通常、パイプ６の肉厚の５０〜５％程度あればよい。
以上のように、本発明のステージヒータ及びシャフトの製造方法は、加熱基板からシャフト側への熱伝導を抑制するのに有用であり、特に、半導体製造装置に使用して製造されるウエハの品質を安定させるのに適している。
１，１Ａ，１Ｂ ステージヒータ
２ 加熱基板
３ シースヒータ
５，５Ａ〜５Ｄ シャフト
６ パイプ
６ａ 端面
７ 接合層
１０ 形成装置
１１ ガス導入管
１１ａ，１１ｂ バルブ
１２ 粉体供給部
１２ａ 粉体供給管
１３ ヒータ
１３ａ ガス用配管
１４ チャンバ
１５ ノズル
１６ ホルダ
１７ 回転移動装置
１８ チャック装置
１８ａ 把持爪
Ａｘ 軸
ＰＭ 粉体
２ 加熱基板
３ シースヒータ
５，５Ａ〜５Ｄ シャフト
６ パイプ
６ａ 端面
７ 接合層
１０ 形成装置
１１ ガス導入管
１１ａ，１１ｂ バルブ
１２ 粉体供給部
１２ａ 粉体供給管
１３ ヒータ
１３ａ ガス用配管
１４ チャンバ
１５ ノズル
１６ ホルダ
１７ 回転移動装置
１８ チャック装置
１８ａ 把持爪
Ａｘ 軸
ＰＭ 粉体
Claims (8)
- アルミニウム又はアルミニウムを含む合金からなる加熱基板と、
前記加熱基板の一方の面に接合され、前記加熱基板を支持するシャフトとを備え、
前記シャフトは、前記加熱基板の素材よりも熱伝導率の低い金属からなるパイプと、アルミニウムの粉体又はアルミニウムを含む合金の粉体をガスと共に加速し、固相状態のままで前記パイプに吹き付けて堆積させることにより、前記パイプの前記加熱基板と接合される側に形成される接合層とを有し、前記接合層は前記パイプにアンカー効果により密着することを特徴とするステージヒータ。 - 前記接合層は、前記パイプの前記加熱基板と接合される側の端面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステージヒータ。
- 前記接合層は、前記パイプの外周面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のステージヒータ。
- 前記パイプは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金のうちのいずれかの素材によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のステージヒータ。
- アルミニウム又はアルミニウムを含む合金からなり、ステージヒータで使用される加熱基板の一方の面に接合され、前記加熱基板を支持するシャフトの製造方法であって、
アルミニウムの粉体又はアルミニウムを含む合金の粉体をガスと共に加速し、固相状態のままで前記加熱基板の素材よりも熱伝導率の低い金属からなるパイプに吹き付けて堆積させることにより、前記パイプの前記加熱基板と接合される側にアンカー効果により密着する接合層を形成する工程を含むことを特徴とするシャフトの製造方法。 - 前記工程は、前記接合層を前記パイプの前記加熱基板と接合される側の端面に形成することを特徴とする請求項５に記載のシャフトの製造方法。
- 前記工程は、前記接合層を前記パイプの外周面に形成することを特徴とする請求項５又は６に記載のシャフトの製造方法。
- 前記パイプは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金のうちのいずれかの素材によって形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のシャフトの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010107709A JP5666167B2 (ja) | 2010-05-07 | 2010-05-07 | ステージヒータ及びシャフトの製造方法 |
| EP11777417.4A EP2568062B1 (en) | 2010-05-07 | 2011-04-19 | Stage heater and method for producing shaft |
| CN201180022731.0A CN102884224B (zh) | 2010-05-07 | 2011-04-19 | 多级加热器及轴的制造方法 |
| US13/695,647 US9524888B2 (en) | 2010-05-07 | 2011-04-19 | Stage heater and method of manufacturing shaft |
| PCT/JP2011/059660 WO2011138898A1 (ja) | 2010-05-07 | 2011-04-19 | ステージヒータ及びシャフトの製造方法 |
| KR1020127028977A KR20130025900A (ko) | 2010-05-07 | 2011-04-19 | 스테이지 히터 및 샤프트의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010107709A JP5666167B2 (ja) | 2010-05-07 | 2010-05-07 | ステージヒータ及びシャフトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011236460A JP2011236460A (ja) | 2011-11-24 |
| JP5666167B2 true JP5666167B2 (ja) | 2015-02-12 |
Family
ID=44903750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010107709A Active JP5666167B2 (ja) | 2010-05-07 | 2010-05-07 | ステージヒータ及びシャフトの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9524888B2 (ja) |
| EP (1) | EP2568062B1 (ja) |
| JP (1) | JP5666167B2 (ja) |
| KR (1) | KR20130025900A (ja) |
| CN (1) | CN102884224B (ja) |
| WO (1) | WO2011138898A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2969926B1 (fr) | 2011-01-04 | 2017-03-10 | Elicityl | Arabinogalactanes, apiogalacturonanes et heteroglycanes sulfates pour le traitement des maladies causees par les virus influenza |
| JP5712054B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2015-05-07 | 日本発條株式会社 | シャフト付きヒータユニットおよびシャフト付きヒータユニットの製造方法 |
| US10276410B2 (en) | 2011-11-25 | 2019-04-30 | Nhk Spring Co., Ltd. | Substrate support device |
| US9698074B2 (en) | 2013-09-16 | 2017-07-04 | Applied Materials, Inc. | Heated substrate support with temperature profile control |
| KR102137719B1 (ko) * | 2016-03-25 | 2020-07-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Rf 전력 전달이 향상된 세라믹 가열기 |
| JP6837806B2 (ja) * | 2016-10-31 | 2021-03-03 | 信越化学工業株式会社 | 加熱素子 |
| WO2018159189A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日本発條株式会社 | 基板支持ユニット、および基板支持ユニットを有する成膜装置 |
| KR102649715B1 (ko) * | 2020-10-30 | 2024-03-21 | 세메스 주식회사 | 표면 처리 장치 및 표면 처리 방법 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5579534A (en) * | 1994-05-23 | 1996-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heat-resistant member |
| US6035101A (en) | 1997-02-12 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods |
| JP4393676B2 (ja) | 2000-07-17 | 2010-01-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 加熱装置 |
| KR20050081252A (ko) | 2004-02-13 | 2005-08-18 | 고경현 | 다공성 금속 코팅 부재 및 저온 분사법을 이용한 그의제조 방법 |
| US20060093736A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Derek Raybould | Aluminum articles with wear-resistant coatings and methods for applying the coatings onto the articles |
| JP4889385B2 (ja) | 2006-07-07 | 2012-03-07 | 日本発條株式会社 | ヒータユニットおよびシャフト |
| JP5087416B2 (ja) | 2008-01-24 | 2012-12-05 | 日本碍子株式会社 | セラミックスヒータ及びその製造方法 |
| JP2011513589A (ja) | 2008-03-06 | 2011-04-28 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | パイプの製造 |
| JP2009291793A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Kuroki Kogyosho:Kk | 構造体の製造法 |
| JP5202175B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2013-06-05 | 日本碍子株式会社 | シャフト付きヒータ |
-
2010
- 2010-05-07 JP JP2010107709A patent/JP5666167B2/ja active Active
-
2011
- 2011-04-19 KR KR1020127028977A patent/KR20130025900A/ko not_active IP Right Cessation
- 2011-04-19 CN CN201180022731.0A patent/CN102884224B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-19 EP EP11777417.4A patent/EP2568062B1/en not_active Not-in-force
- 2011-04-19 WO PCT/JP2011/059660 patent/WO2011138898A1/ja active Application Filing
- 2011-04-19 US US13/695,647 patent/US9524888B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102884224B (zh) | 2015-09-30 |
| EP2568062A1 (en) | 2013-03-13 |
| US9524888B2 (en) | 2016-12-20 |
| EP2568062B1 (en) | 2015-03-18 |
| EP2568062A4 (en) | 2014-03-05 |
| US20130043635A1 (en) | 2013-02-21 |
| JP2011236460A (ja) | 2011-11-24 |
| KR20130025900A (ko) | 2013-03-12 |
| CN102884224A (zh) | 2013-01-16 |
| WO2011138898A1 (ja) | 2011-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5666167B2 (ja) | ステージヒータ及びシャフトの製造方法 | |
| JP5162621B2 (ja) | 温度調節装置、冷却装置、及び温度調節装置の製造方法 | |
| JP5712054B2 (ja) | シャフト付きヒータユニットおよびシャフト付きヒータユニットの製造方法 | |
| JP3983323B2 (ja) | 熱溶射したセラミック断熱層のための金属付着層を金属部材に被覆する方法および金属付着層 | |
| US8591986B1 (en) | Cold spray deposition method | |
| JP2008115467A (ja) | 構成部品の接合面に充填材を堆積させる方法 | |
| JP5745315B2 (ja) | 積層体および積層体の製造方法 | |
| US20060269685A1 (en) | Method for coating turbine engine components with high velocity particles | |
| JP5840679B2 (ja) | バッキング材へのスパッタリングターゲットの非連続ボンディング | |
| JP2012153581A (ja) | セラミックスとアルミニウムとの接合方法 | |
| JP2013245375A (ja) | ツバ付きターゲットの製造方法 | |
| US9481922B2 (en) | Process for forming porous metal coating on surfaces | |
| US20170121825A1 (en) | Apparatus and method for cold spraying and coating processing | |
| JP2018172740A (ja) | スパッタリングターゲット−バッキングプレート接合体及びその製造方法 | |
| CN111893418A (zh) | 一种用于提高镍基合金表面抗高温氧化性能的方法 | |
| US20120193126A1 (en) | Method of forming sensors and circuits on components | |
| JP5571472B2 (ja) | シャフト付きヒータユニットおよびシャフト付きヒータユニット製造方法 | |
| EP4339320A1 (en) | Expansive coatings for anchoring to composite substrates | |
| JPH10158810A (ja) | 金属製薄肉パイプ外周面への溶射方法 | |
| TW202144312A (zh) | 鋁基碳化矽基板之表面改質方法 | |
| JPH01252762A (ja) | 金属円筒内面のコーティング方法 | |
| JPS64461B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140701 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140829 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141210 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5666167 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |