JPH0845651A - 複層セラミックヒーター - Google Patents
複層セラミックヒーターInfo
- Publication number
- JPH0845651A JPH0845651A JP17508094A JP17508094A JPH0845651A JP H0845651 A JPH0845651 A JP H0845651A JP 17508094 A JP17508094 A JP 17508094A JP 17508094 A JP17508094 A JP 17508094A JP H0845651 A JPH0845651 A JP H0845651A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ceramic heater
- emissivity
- conductive
- heater
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は加熱対象物を効率よく加熱すること
ができ、省電力でこれを高温に加熱することができる複
層セラミックヒーターの提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の複層セラミックヒーターは、絶縁層
と導電層とを積層してなる複層面上セラミックヒーター
において、その加熱面に対して反対側の面に放射率が
0.2以下の低放射率層を設けてなることを特徴とするも
のである。
ができ、省電力でこれを高温に加熱することができる複
層セラミックヒーターの提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の複層セラミックヒーターは、絶縁層
と導電層とを積層してなる複層面上セラミックヒーター
において、その加熱面に対して反対側の面に放射率が
0.2以下の低放射率層を設けてなることを特徴とするも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複層セラミックヒータ
ー、特には平坦な均熱加熱ができることから、化学気相
蒸着法やスパッター法によって薄膜を形成する際の基板
やウェハーの加熱用に有用とされる複層セラミックヒー
ターに関するものである。
ー、特には平坦な均熱加熱ができることから、化学気相
蒸着法やスパッター法によって薄膜を形成する際の基板
やウェハーの加熱用に有用とされる複層セラミックヒー
ターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製品製造工程における分子線エピ
タキシーやＣＶＤ、スパッタリングなどにおけるウェハ
ーの加熱反応としては、熱分解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）
とパイロリテックグラファイト（ＰＧ）の複合セラミッ
クヒーターを用いることが有効とされており（特開昭 6
3-241921号公報参照）、このものは従来のタンタルワイ
ヤーヒーターに比べて装着が容易で、熱変形、断線、シ
ョートというトラブルもないので使い易く、しかも面状
ヒーターであるために比較的均熱が得られ易いという利
点もある。
タキシーやＣＶＤ、スパッタリングなどにおけるウェハ
ーの加熱反応としては、熱分解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）
とパイロリテックグラファイト（ＰＧ）の複合セラミッ
クヒーターを用いることが有効とされており（特開昭 6
3-241921号公報参照）、このものは従来のタンタルワイ
ヤーヒーターに比べて装着が容易で、熱変形、断線、シ
ョートというトラブルもないので使い易く、しかも面状
ヒーターであるために比較的均熱が得られ易いという利
点もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これについて
は近年にいたり、口径も大きく、使用温度も高温とした
ものが要求されつつあり、これに伴なって加熱に要する
消費電力の効率化、断熱に要する設備の簡素化が求めら
れている。そのため、一般に半導体プロセスにおけるウ
ェハーの加熱においては、ヒーターは片面のみの加熱に
使われ、その反対側は熱を損失しないようにＭｏ、Ｗな
どの高融点金属薄を積み重ねたヒーターシールドで覆わ
れたものが使用されているが、このものはそのヒートシ
ールドの性能により加熱に要するエネルギーがほぼ決ま
り、これを強化すれば省エネルギー型のヒーターとなる
が、このヒートシールドを強化するにはそのためのスペ
ースが必要で、コストもかかり、装置も複雑化するとい
う不利がある。
は近年にいたり、口径も大きく、使用温度も高温とした
ものが要求されつつあり、これに伴なって加熱に要する
消費電力の効率化、断熱に要する設備の簡素化が求めら
れている。そのため、一般に半導体プロセスにおけるウ
ェハーの加熱においては、ヒーターは片面のみの加熱に
使われ、その反対側は熱を損失しないようにＭｏ、Ｗな
どの高融点金属薄を積み重ねたヒーターシールドで覆わ
れたものが使用されているが、このものはそのヒートシ
ールドの性能により加熱に要するエネルギーがほぼ決ま
り、これを強化すれば省エネルギー型のヒーターとなる
が、このヒートシールドを強化するにはそのためのスペ
ースが必要で、コストもかかり、装置も複雑化するとい
う不利がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、欠点を解決した複層セラミックヒーターに関するも
のであり、これは絶縁層と導電層を積層してなる複層面
状セラミックヒーターにおいて、その加熱面に対して反
対側の面に放射率が 0.2以下の低放射率層を設けてなる
ことを特徴とするものである。
利、欠点を解決した複層セラミックヒーターに関するも
のであり、これは絶縁層と導電層を積層してなる複層面
状セラミックヒーターにおいて、その加熱面に対して反
対側の面に放射率が 0.2以下の低放射率層を設けてなる
ことを特徴とするものである。
【０００５】すなわち、本発明者らは大口径化、高温化
の要求を満たし、省エネルギーで断熱構造も簡素化を可
能にする複層セラミックヒーターを開発すべく種々検討
した結果、これについてはヒーター自体を省エネルギー
化のために、加熱対象のない面に放射率の低い層を設け
ると、熱損失を低減できることを見出し、この低放射率
層は加熱面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下のも
のとすればよいということを確認して本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
の要求を満たし、省エネルギーで断熱構造も簡素化を可
能にする複層セラミックヒーターを開発すべく種々検討
した結果、これについてはヒーター自体を省エネルギー
化のために、加熱対象のない面に放射率の低い層を設け
ると、熱損失を低減できることを見出し、この低放射率
層は加熱面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下のも
のとすればよいということを確認して本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
【０００６】
【作用】本発明は複層セラミックヒーターに関するもの
で、これは前記したように絶縁層と導電層とを積層させ
てなる複層面状セラミックヒーターにおいて、その加熱
面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下の低放射率層
を設けてなるものであるが、この低放射率層を設ければ
その熱損失を低減することができるので、このヒーター
を省エネルギータイプのものとすることができるという
有利性が与えられる。
で、これは前記したように絶縁層と導電層とを積層させ
てなる複層面状セラミックヒーターにおいて、その加熱
面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下の低放射率層
を設けてなるものであるが、この低放射率層を設ければ
その熱損失を低減することができるので、このヒーター
を省エネルギータイプのものとすることができるという
有利性が与えられる。
【０００７】複層セラミックヒーターは図３に示すよう
に絶縁層と導電層とを積層したものであるが、この絶縁
層は窒化けい素、窒化アルミニウム、窒化ほう素などの
窒化物、あるいはアルミナ、石英などの酸化物からなる
ものとすればよく、この導電層はＷ、Ｐｔ、Ｔａなどの
高融点金属、あるいはＳｉＣ、カーボンなどの導電性セ
ラミックスからなるものとすればよい。
に絶縁層と導電層とを積層したものであるが、この絶縁
層は窒化けい素、窒化アルミニウム、窒化ほう素などの
窒化物、あるいはアルミナ、石英などの酸化物からなる
ものとすればよく、この導電層はＷ、Ｐｔ、Ｔａなどの
高融点金属、あるいはＳｉＣ、カーボンなどの導電性セ
ラミックスからなるものとすればよい。
【０００８】しかし、このものの熱伝導は 600℃以上の
高温ではスパッタ、ＣＶＤ蒸着、ＭＢＥなどのプロセス
で特に真空中で放射が支配的であり、これは材料表面の
放射率（ε）の影響を受けるので、加熱対象面の放射率
（ε）を大きくし、その反対面の放射率（ε）を小さく
すれば、加熱対象物を効率よく加熱することができ、ま
たその他の方向には熱が伝わらないようにすれば、省電
力で対象物を高温に加熱することができるということを
見出したので、本発明の複層セラミックヒーターではこ
の加熱面に対して反対側の面に低放射率層が設けられ
る。その１例は図２に示されている。
高温ではスパッタ、ＣＶＤ蒸着、ＭＢＥなどのプロセス
で特に真空中で放射が支配的であり、これは材料表面の
放射率（ε）の影響を受けるので、加熱対象面の放射率
（ε）を大きくし、その反対面の放射率（ε）を小さく
すれば、加熱対象物を効率よく加熱することができ、ま
たその他の方向には熱が伝わらないようにすれば、省電
力で対象物を高温に加熱することができるということを
見出したので、本発明の複層セラミックヒーターではこ
の加熱面に対して反対側の面に低放射率層が設けられ
る。その１例は図２に示されている。
【０００９】この低放射率層からの放射の伝熱量Ｑはつ
ぎの式（１） Ｑ＝4.88Ａ1 ((Ｔ1/100)4 − (Ｔ2/100)4 ）／（(1／ε
1)＋(1／ε2)−１） Ａ1 ：ヒーター面積、 Ｔ1 ：ヒーター温度 Ｔ2 ：被加熱体温度 ε1 ：ヒーター放射率 ε2 ：被加熱体放射率 によって算出されるが、この放射はその加熱物、加熱源
の放射率（ε1 ）が小さくなることによって小さくな
り、したがってこの熱損失が減少する。したがって、こ
の複層セラミックヒーターにおいて、加熱対象のない方
の面に放射率（ε1 ）の小さい層を設けると、その面で
放射熱損失が減るので、このヒーターは省エネルギータ
イプのものとなるが、この放射率（ε1 ）はこれが 0.2
より大きいと伝熱量が大となるので、 0.2以下のものと
することが必要とされる。
ぎの式（１） Ｑ＝4.88Ａ1 ((Ｔ1/100)4 − (Ｔ2/100)4 ）／（(1／ε
1)＋(1／ε2)−１） Ａ1 ：ヒーター面積、 Ｔ1 ：ヒーター温度 Ｔ2 ：被加熱体温度 ε1 ：ヒーター放射率 ε2 ：被加熱体放射率 によって算出されるが、この放射はその加熱物、加熱源
の放射率（ε1 ）が小さくなることによって小さくな
り、したがってこの熱損失が減少する。したがって、こ
の複層セラミックヒーターにおいて、加熱対象のない方
の面に放射率（ε1 ）の小さい層を設けると、その面で
放射熱損失が減るので、このヒーターは省エネルギータ
イプのものとなるが、この放射率（ε1 ）はこれが 0.2
より大きいと伝熱量が大となるので、 0.2以下のものと
することが必要とされる。
【００１０】この低放射率層はＷ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｔな
どの高融点金属をスパッタ法、ＥＢ蒸着法、ＣＶＤ法な
どの方法で設けたものとすればよいが、これはその面を
研磨することが望ましく、それによればこのヒーターを
その面の放射率が 0.2以下である省エネルギータイプに
最適なものとすることができる。なお、この複層セラミ
ックヒーターによれば消費電力を軽減し、ヒートシール
ドを軽減することができるし、そのことにより装置自体
もコンパクト化することができる。また、このものには
大面積ウェハーの加熱、 1,000℃以上の高温プロセスに
おいてその効果を十分に発揮できるという有利性が与え
られる。
どの高融点金属をスパッタ法、ＥＢ蒸着法、ＣＶＤ法な
どの方法で設けたものとすればよいが、これはその面を
研磨することが望ましく、それによればこのヒーターを
その面の放射率が 0.2以下である省エネルギータイプに
最適なものとすることができる。なお、この複層セラミ
ックヒーターによれば消費電力を軽減し、ヒートシール
ドを軽減することができるし、そのことにより装置自体
もコンパクト化することができる。また、このものには
大面積ウェハーの加熱、 1,000℃以上の高温プロセスに
おいてその効果を十分に発揮できるという有利性が与え
られる。
【００１１】
【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 厚さ５mm、径 100mmφの Al2O3板の片面にＷペーストに
より厚さ50μｍのくし型パターンのヒーターを形成し、
その反対側の面には 何もしないもの、 Ｐｔを10μｍの厚さにＥＢガンにより蒸着したも
の、 このＰｔ面をさらにポリッシングにより鏡面加工し
たもの の３種類を準備した。
より厚さ50μｍのくし型パターンのヒーターを形成し、
その反対側の面には 何もしないもの、 Ｐｔを10μｍの厚さにＥＢガンにより蒸着したも
の、 このＰｔ面をさらにポリッシングにより鏡面加工し
たもの の３種類を準備した。
【００１２】このヒーターの裏面の放射率は表１に示し
たようになり、これを 500℃、 1,000℃に加熱するのに
要した電力を測定したところ、図１に示したとおりの結
果が得られ、本発明の複層セラミックヒーターによれば
少ない電力で高温を達成できることが確認された。
たようになり、これを 500℃、 1,000℃に加熱するのに
要した電力を測定したところ、図１に示したとおりの結
果が得られ、本発明の複層セラミックヒーターによれば
少ない電力で高温を達成できることが確認された。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明は複層セラミックヒーターに関す
るものであり、これは前記したように絶縁層と導電層と
を積層してなる複層面状セラミックヒーターにおいて、
その加熱面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下の低
放射率層を設けてなることを特徴とするものであるが、
このものには加熱対象物を効率よく加熱することがで
き、省電力でこれを高温に加熱することができるという
有利性が与えられる。
るものであり、これは前記したように絶縁層と導電層と
を積層してなる複層面状セラミックヒーターにおいて、
その加熱面に対して反対側の面に放射率が 0.2以下の低
放射率層を設けてなることを特徴とするものであるが、
このものには加熱対象物を効率よく加熱することがで
き、省電力でこれを高温に加熱することができるという
有利性が与えられる。
【図１】本発明の実施例における複層セラミックヒータ
ーの電力（Ｗ）と安定温度（℃）との関係グラフを示し
たものである。
ーの電力（Ｗ）と安定温度（℃）との関係グラフを示し
たものである。
【図２】本発明の複層セラミックヒーターの断面図を示
したものである。
したものである。
【図３】従来の複層セラミックヒーターの断面図を示し
たものである。
たものである。
１…基材 ２…導電層 ３…低放射層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川田 敦雄 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁層と導電層を積層してなる複層面状
セラミックヒーターにおいて、その加熱面に対して反対
側の面に放射率が 0.2以下の低放射率層を設けてなるこ
とを特徴とする複層セラミックヒーター。 - 【請求項２】 絶縁層が窒化けい素、窒化アルミニウ
ム、窒化ほう素などの窒化物、あるいはアルミナ、石英
などの酸化物よりなり、導電層がＷ、Ｐｔ、Ｔａなどの
高融点金属、あるいはＳｉＣ、カーボンなどの導電性セ
ラミックスからなるもので、低放射率層はＷ、Ｐｔ、Ｔ
ａなどの高純度金属からなるものである請求項１に記載
した複層セラミックヒーター。 - 【請求項３】 絶縁層がＣＶＤ法によって作られた窒化
ほう素であり、導電層、低放射率層がＣＶＤ、スクリー
ンパターンなどで作られたものである請求項１に記載し
た複層セラミックヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17508094A JPH0845651A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 複層セラミックヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17508094A JPH0845651A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 複層セラミックヒーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845651A true JPH0845651A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15989895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17508094A Pending JPH0845651A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 複層セラミックヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845651A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100459868B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-12-03 | 한국과학기술연구원 | 저온 소성 세라믹 히터용 조성물 및 세라믹 히터 제조방법 |
| KR20150094712A (ko) * | 2012-12-14 | 2015-08-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 프로세싱 챔버 컴포넌트들을 위한 열 복사 배리어 |
| WO2018079386A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 日本碍子株式会社 | 赤外線ヒーター |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17508094A patent/JPH0845651A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100459868B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-12-03 | 한국과학기술연구원 | 저온 소성 세라믹 히터용 조성물 및 세라믹 히터 제조방법 |
| KR20150094712A (ko) * | 2012-12-14 | 2015-08-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판 프로세싱 챔버 컴포넌트들을 위한 열 복사 배리어 |
| JP2016508288A (ja) * | 2012-12-14 | 2016-03-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 基板処理チャンバ構成要素用の熱放射バリア |
| US10177014B2 (en) | 2012-12-14 | 2019-01-08 | Applied Materials, Inc. | Thermal radiation barrier for substrate processing chamber components |
| WO2018079386A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 日本碍子株式会社 | 赤外線ヒーター |
| CN109845397A (zh) * | 2016-10-24 | 2019-06-04 | 日本碍子株式会社 | 红外线加热器 |
| JPWO2018079386A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2019-08-08 | 日本碍子株式会社 | 赤外線ヒーター |
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