JPH0646076Y2 - 加熱ヒータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、特にシリコンウエハの製造に使用する加熱ヒ
ータに関する。

「従来の技術」 シリコンウエハの製造に使用する加熱ヒータは、表面全
体の温度分布が均一であることを望ましいが、第８〜10
図に示すように従来の加熱ヒータは、ステンレス製のや
や肉厚な加熱板51の裏面全体に、ヒータ溝52を等間隔毎
に螺旋状に形成し、該ヒータ溝内にヒータ53を装着して
ある。このヒータ溝52を構成する側面部55に、プレス加
工による形成した突起56によってマイクロヒータ53を該
ヒータ溝52内に係止し、さらに該加熱板のヒータ溝の上
面に蓋板57をボルト58で固着しているが、加熱板51は熱
伝導性が悪いため加熱ヒータ表面の温度分布が均一にな
らないという欠点を有していた。

「考案が解決しようとする課題」 従来の加熱ヒータは、加熱板51の裏面に等間隔毎に設け
た渦巻状のヒータ溝52内に収容するヒータ53と、該ヒー
タ溝の両側に位置した側面部の内壁面とが接触しない部
分を生じ、この非接触部分である空隙54から熱が発散し
て、加熱板51の熱伝導性が悪かった。その上、プレス装
置により側面部55をポンチ等でプレス加工しても突起56
がスムーズに突出しない場合があり、係止作業に手数を
要していた。さらに、加熱板はステンレス製のため、該
加熱板の周縁部分の温度低下が激しく、該加熱ヒータの
表面温度を均一にすることが困難であって、シリコンウ
エハの製品歩留りが悪いという問題点を有していた。

「課題を解決するための手段」 本考案は、円形に形成した加熱板の裏面中心部には間隔
を広くした螺旋状の第１ヒータ溝を粗に設けると共に、
該加熱板の裏面周縁部には間隔を狭くした螺旋状の第２
ヒータ溝を密にして両者を連続して形成し、第１、２ヒ
ータ溝内に収容したマイクロヒータと該第１、２ヒータ
溝との間の空隙内に、熱伝導性の良好な充填剤を充填し
て該加熱板の裏面に蓋体を固着し、該加熱板と同径に形
成し且つ放射状に複数に分割させた銅合金を前記加熱板
上に夫々隙間を存して固着し、該加熱板よりやや大径に
形成して周縁部を垂下させて外壁部を設けた放熱板を前
記銅合金上に固着させ、該放熱板の外壁部と、前記加熱
板と銅合金と蓋体の外周との間に環状空間を設け、該加
熱板及び蓋体を収容するため前記放熱板と同径に形成し
たハウジングの周囲に設けた立上部の上端を前記放熱板
の外壁の下端に固着し、該ハウジング内に断熱材を充填
させる構成を、上記課題を解決するための手段とするも
のである。

「作用」 マイクロヒータを収容するヒータ溝を裏面中心部には粗
に配し、また周縁部には密に配して連続して設けたステ
ンレス製の加熱板と、外部に露出したステンレス製の放
熱板とを熱伝導率の良好な銅合金を介して一体に固着し
たため熱伝導性が高まる。また、ヒータ溝とマイクロヒ
ータとの間の空隙に充填剤を充填して蓋板を取付けてマ
イクロヒータを加熱板に密着させたため熱の損失を防ぐ
ことができる。その上、放熱板の周囲下方に設けた外壁
部の内側に環状空間を設け、加熱板や蓋板の周縁部分か
らの熱の伝達を防止することにより放熱板の周縁部分で
の温度低下を防止している。

「実施例」 本考案を実施例の図面に基づいて説明すると、第１図は
本考案に係る加熱ヒータの中央縦断面図を示したもの
で、加熱ヒータ１はステンレス等の熱伝導率の良い部材
で形成した加熱板２の裏面全体に螺旋状に連続したヒー
タ溝３を形成してある。即ち、第２図は加熱板の裏面に
設けたヒータ溝にマイクロヒータを装着した状態を示す
もので、このヒータ溝３は、加熱板２の裏面中心部に位
置して設けた螺旋状の第１ヒータ溝3aは、間隔ａを広く
形成して粗に配してある。また、加熱板２の裏面周縁部
に位置した螺旋状の第２ヒータ溝3bは、間隔ｂを狭く形
成して密に配してあり、両者を一連に連結してある。

第７図は加熱板の上面に銅合金を間隔を存して取付けた
状態を示すもので、加熱板２の表面に、放射状に複数に
分割した銅又は銅合金（以下、銅合金という）21が、夫
々間隙21aを介在させて真空ロー付により固着してあ
る。さらに該銅合金21の表面には、雰囲気ガスに対して
耐久性を有するステンレス製で、前記加熱板より一回り
大きい円形に形成した放熱板８を真空ロー付きによって
固着してある（第１図）。この銅合金21の上下両面全体
には、第１図に示すように放熱板８と加熱板２を密接さ
せた状態で固着して加熱板１と銅合金21と放熱板８との
間の熱伝導性を高めている。

第４図は第２ヒータ溝及び環状溝部を示す拡大断面図
で、放熱板８の外周下方に外壁部8aを形成し、該外壁部
の内側に環状空間8bを設けてある。この外壁部8aの下端
には、ハウジング18の周囲上方に設けた立上部16を溶接
させて該ハウジング18内に断熱座17を充填し、該ハウジ
ング18の中心には先端を放熱板に接続させた熱電対15と
ヒータ溝内に収容させたマイクロヒータ９を挿通させる
孔19を形成してある（第１図）。

第５図は第２ヒータ溝に設けた切欠溝を示す加熱ヒータ
の要部拡大断面図を示したもので、加熱板２の裏面の周
縁部分に密に設けた第２ヒータ溝2bには、同溝に対して
直交させて複数の切欠溝６をほぼ等間隔ごとに半径方向
に形成し、この第２ヒータ溝3bの両側に位置した記切欠
溝６の両側に配する各立止壁４の端部に、上方からプレ
ス加工によりポンチ（図示せず）によって突起５を設け
てマイクロヒータ９を第２ヒータ溝3b内に係止するもの
である。

第６図は第２ヒータ溝にマイクロヒータを収容し、両者
の空間内に充填剤を充填させた状態を示したもので、該
マイクロヒータ９とヒータ溝３との間に存する空隙10内
に、充填剤20を充填させて該マイクロヒータ９とヒータ
溝３を密着させてある。この充填剤20は熱伝導性の高い
窒化シリコン材や金属とセラミックを混合したサーモペ
イント材の粉体を水などの液体で練り状に形成したもの
である。さらに、該加熱板２の裏面に蓋板11を当接させ
てボルト12で固着し、該マイクロヒータ９から伝わる熱
が空隙10内で発散することによる熱損を、該空隙10内に
充填剤20を充填して該熱損を防止して該ヒータ９で発生
する熱を効率よく加熱板２に伝えるようにしてある。

15は加熱板２に設けた第１、２ヒータ溝3a、3b内に収容
したマイクロヒータ９によって加熱される銅合金21の中
心部分に接続する公知の熱電対であり、螺旋状の第１、
２ヒータ溝3a、3b内に収容して加熱板２の中心から引き
出したマイクロヒータ９に接続するリード線14にバンド
14aで取付けてある（第１図）。

第３図は加熱ヒータの平面図を示したもので、放熱板８
の平面に適宜突出させた複数のガイドピン22は、シリコ
ンウエハを載置する載置板（図示せず）を掛止するため
のものである。24は加熱ヒータ１に設けたシリコンウエ
ハを吸引固着させるバキューム口に使用したり、シリコ
ンウエハを取出す際の押上ピン（図示せず）を挿入する
挿通孔である。

次に、本実施例の作用について説明すると、加熱板２の
裏面中心部には第１ヒータ溝3aを粗に配し、裏面周縁部
には第２ヒータ溝３を密に配して該第１及び第２ヒータ
溝3a、3b内にマイクロヒータ９を収容してあるので、前
記第１ヒータ溝3aに収容して粗に配して加熱板の裏面中
心部に比し、該裏面周縁部は第２ヒータ溝3bに収容して
密に配しているため、該加熱板の周縁部分の温度低下を
防止して加熱板２全体の温度を均一になるようにしてあ
る。

この第２ヒータ溝3bの両側に設けた立上壁４の端部をプ
レス加工して各第２ヒータ溝3b内に突起５を突出させる
ことによりマイクロヒータ９を第２ヒータ溝3b内に係止
するものであり、さらにヒータ溝３とマイクロヒータ９
との間の空隙10内に充填剤20を充填して該空隙を除去す
ると共に、該加熱板の底面に蓋板11を取付けて該ヒータ
９をヒータ溝３内に収容したため、マイクロヒータ９の
熱は充填剤20を介して加熱板２に効率良く伝達される。

さらに、加熱板２の表面と放熱板８の裏面との間には、
熱伝導率の極めて良好な銅合金21をロー付け等により一
体に固着させ、且つ、各銅合金21は熱歪み吸収用の間隙
21aを放射状に設けてあるため、例えば300〜500℃位の
高温になった場合に生じる銅合金21の変形は該間隙21a
で吸収され、加熱板２から放熱板８への熱伝導性を高め
ている。

また放熱板８の外周縁に設け外壁部8aの内側と加熱板２
の外周との間に設けた環状空間8bは、加熱板２から外壁
部8aへの熱伝導を遮断し、加熱板２から伝わる熱の放熱
板８の外周縁部分の温度低下を防止している。

さらに、外壁部8aの下端にはハウジング18の立上部16を
固着させて、該ハウジング内に断熱材17を充填させてあ
るので加熱板の裏面方向からの熱の損失を防止すること
ができる。この場合、加熱板２の中心部と周縁部の温度
差が、従来は±０〜±10°位あったものが、本実施例に
あっては±０°〜±３℃前後の極めて狭い範囲に保つこ
とができ、温度の均一化精度を高めることができる。

「考案の効果」 本考案は以下のような効果を有している。

加熱板の裏面中心部に配してヒータ溝の間隔は広く、
裏面周縁部に配したヒータ溝の間隔は狭く形成し、温度
低下しやすい周縁部分の温度低下を防止することによっ
て放熱板全体の表面温度分布の均一化を図ることができ
る。

加熱板の外周と、放熱板の外周下方に設けた外壁部と
の間に環状空間を設けたことにより、加熱板からの熱が
外壁部に伝わるのを遮断し、周縁部分における温度低下
を防止することにより温度の均一化を維持している。

加熱板の表面と放熱板の裏面との間には、熱伝導性の
良好な銅合金を夫々間隙を存して密着して固着させたた
め、加熱されたヒータの熱を効率よく放熱板に伝えるこ
とができ、該銅合金の変形をこの間隙によって吸収する
ことができる。

加熱板の裏面に設けたヒータ溝内に収容したヒータと
該ヒータ溝との間に生じる空隙内に充填剤を充填してか
ら蓋体を固着させるため、温度損失を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる加熱ヒータの縦断面図、第２図
は第１図Ａ−Ａ線方向断面図、第３図は加熱ヒータの平
面図、第４図は第１図Ｃ−Ｃ線方向拡大断面図、第５図
は第２図Ｄ−Ｄ線方向拡大断面図、第６図は立上壁の端
部にプレス加工して設けた突起でヒータを掛止し、充填
剤を充填して接着した状態を示す断面図、第７図は連通
孔を省略した第１図Ｂ−Ｂ線方向断面図、第８図は従来
の加熱ヒータの一部破断した断面図、第９図は同加熱板
の裏面図、第10図は同側面部に設けて形成した突起でヒ
ータを掛止した状態を示す要部拡大断面図である。 １…加熱ヒータ、２…加熱板、３…ヒータ溝、3a…第１
ヒータ溝、 3b…第２ヒータ溝、６…切込溝、８…放熱板、8a…外壁
部、 8b…環状空間、９…マイクロヒータ、10…空隙、11…蓋
板、 16…立上部、18…ハウジング、20…充填剤、21…銅合
金。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円形に形成した加熱板の裏面中心部には間
   隔を広くした螺旋状の第１ヒータ溝を粗に設けると共
   に、該加熱板の裏面周縁部には間隔を狭くした螺旋状の
   第２ヒータ溝を密にして両者を連続して形成し、 第１、２ヒータ溝内に収容したマイクロヒータと該第
   １、２ヒータ溝との間の空隙内に、熱伝導性の良好な充
   填剤を充填して該加熱板の裏面に蓋体を固着し、 該加熱板と同径に形成し且つ放射状に複数の分割させた
   銅合金を前記加熱板上に夫々隙間を存して固着し、 該加熱板よりやや大径に形成して周縁部を垂下させて外
   壁部を設けた放熱板を前記銅合金上に固着させ、 該放熱板の外壁部と、前記加熱板と銅合金と蓋体の外周
   との間に環状空間を設け、 該加熱板及び蓋体を収容するため前記放熱板と同径に形
   成したハウジングの周囲に設けた立上部の上端を前記放
   熱板の外壁部の下端に固着し、 該ハウジング内に断熱材を充填させてなる加熱ヒータ。