JPH0714663A - 複層セラミックスヒーター - Google Patents
複層セラミックスヒーターInfo
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- JPH0714663A JPH0714663A JP15488293A JP15488293A JPH0714663A JP H0714663 A JPH0714663 A JP H0714663A JP 15488293 A JP15488293 A JP 15488293A JP 15488293 A JP15488293 A JP 15488293A JP H0714663 A JPH0714663 A JP H0714663A
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- Japan
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- heater
- ceramic heater
- multilayer ceramic
- pyrolytic carbon
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は化学気相蒸着法やスパッタ法で薄
膜を形成するときに、基板やウエハを加熱するのに有用
とされる複層セラミックス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スヒーターは、電
気伝導部と絶縁層とからなる、熱分解炭素層をヒーター
部とする複層セラミックスヒーターにおいて、その電極
部となる熱分解炭素層の沈積面と垂直面が露出されてい
ることを特徴とするものであり、これはまた電極部の表
面積の大きさを電気伝導層の断面積の20倍以上としてな
ることを特徴とするものである。
膜を形成するときに、基板やウエハを加熱するのに有用
とされる複層セラミックス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スヒーターは、電
気伝導部と絶縁層とからなる、熱分解炭素層をヒーター
部とする複層セラミックスヒーターにおいて、その電極
部となる熱分解炭素層の沈積面と垂直面が露出されてい
ることを特徴とするものであり、これはまた電極部の表
面積の大きさを電気伝導層の断面積の20倍以上としてな
ることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層セラミックスヒータ
ー、特には化学気相蒸着法やスパッタ法によって薄膜を
形成する際の基板やウエハーの加熱用に有用とされる複
層セラミックスヒーターに関するものである。
ー、特には化学気相蒸着法やスパッタ法によって薄膜を
形成する際の基板やウエハーの加熱用に有用とされる複
層セラミックスヒーターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製品の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エハ
ーの加熱方法としては、熱分解窒化ほう素と熱分解炭素
を用いることが有用とされており（特開昭63-241921 号
公報参照）、このものは従来のタンタルワイヤヒーター
に比べて装着が容易で、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。
ピタキシーやＣＶＤスパッタリングなどにおけるウエハ
ーの加熱方法としては、熱分解窒化ほう素と熱分解炭素
を用いることが有用とされており（特開昭63-241921 号
公報参照）、このものは従来のタンタルワイヤヒーター
に比べて装着が容易で、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、このものは加
熱部がカーボンであるために酸化性雰囲気ではこれが消
耗することから使用が難しく、そのためこれについては
これを熱分解窒化ほう素で被覆するか、その端子部に高
融点金属を被覆するということが提案されているが、こ
の後者の方法では端子接続部において接触抵抗値が高く
なって発熱、加熱またはスパークが発生し、端子部のみ
が消耗するという不都合が発生する。
熱部がカーボンであるために酸化性雰囲気ではこれが消
耗することから使用が難しく、そのためこれについては
これを熱分解窒化ほう素で被覆するか、その端子部に高
融点金属を被覆するということが提案されているが、こ
の後者の方法では端子接続部において接触抵抗値が高く
なって発熱、加熱またはスパークが発生し、端子部のみ
が消耗するという不都合が発生する。
【０００４】また、これについては例えば熱分解炭素
（ＰＧ）の電気抵抗は図６に示したように沈積面の垂直
方向における抵抗が沈積面に平行方向の抵抗に対し 100
倍近いものとなるので、ＰＧ層を流れる電流は通常抵抗
の小さい沈積面に平行の方向に流れるが、端子部におい
ては図７に示したように沈積部と垂直な方向に流れるの
で、この部分において抵抗が高くなり、電位差が生じ、
発熱も大きくなって加熱される原因となる。したがっ
て、これについては積層断面に接触すればこのような問
題は解決するのであるが、この場合にはＰＧの厚さが 1
00〜 200μｍのオーダーとなるのでこれは現実的はでは
ない。
（ＰＧ）の電気抵抗は図６に示したように沈積面の垂直
方向における抵抗が沈積面に平行方向の抵抗に対し 100
倍近いものとなるので、ＰＧ層を流れる電流は通常抵抗
の小さい沈積面に平行の方向に流れるが、端子部におい
ては図７に示したように沈積部と垂直な方向に流れるの
で、この部分において抵抗が高くなり、電位差が生じ、
発熱も大きくなって加熱される原因となる。したがっ
て、これについては積層断面に接触すればこのような問
題は解決するのであるが、この場合にはＰＧの厚さが 1
00〜 200μｍのオーダーとなるのでこれは現実的はでは
ない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、問題点を解決した複層セラミックスヒーターに関す
るものであり、これは電気伝導層と絶縁層とからなる熱
分解炭素をヒーター部とする複層セラミックスヒーター
の電極部分において、熱分解炭素層の積層断面が露出し
ていることを特徴とするものであり、これはまた電極部
分の表面積の大きさを電気伝導層の20倍以上としてなる
ことを特徴とするものである。
利、問題点を解決した複層セラミックスヒーターに関す
るものであり、これは電気伝導層と絶縁層とからなる熱
分解炭素をヒーター部とする複層セラミックスヒーター
の電極部分において、熱分解炭素層の積層断面が露出し
ていることを特徴とするものであり、これはまた電極部
分の表面積の大きさを電気伝導層の20倍以上としてなる
ことを特徴とするものである。
【０００６】すなわち、本発明者らは接触抵抗を下げ、
端子部におけるトラブルを解決した複層セラミックスヒ
ーターを開発すべく種々検討した結果、例えば熱分解窒
化ほう素（ＰＢＮ）を絶縁層とし、熱分解炭素（ＰＧ）
をヒーター部とするＰＢＮ／ＰＧ／ＰＢＮという構造の
複層セラミックスヒーターにおいては、ＰＧが沈積積層
方向で抵抗が高いために接触抵抗が高くなり、そこでの
発熱によって電力を供給すべきターミナル部が激しく消
耗するのであるが、このターミナル部のＰＧ面を抵抗の
低い積層断面が露出するようにするか、接触面積をヒー
ター断面の20倍以上とすると、ターミナル部の消耗が防
がれ、この複層セラミックスヒーターが長寿命化される
ということを見出して本発明を完成させた。以下にこれ
をさらに詳述する。
端子部におけるトラブルを解決した複層セラミックスヒ
ーターを開発すべく種々検討した結果、例えば熱分解窒
化ほう素（ＰＢＮ）を絶縁層とし、熱分解炭素（ＰＧ）
をヒーター部とするＰＢＮ／ＰＧ／ＰＢＮという構造の
複層セラミックスヒーターにおいては、ＰＧが沈積積層
方向で抵抗が高いために接触抵抗が高くなり、そこでの
発熱によって電力を供給すべきターミナル部が激しく消
耗するのであるが、このターミナル部のＰＧ面を抵抗の
低い積層断面が露出するようにするか、接触面積をヒー
ター断面の20倍以上とすると、ターミナル部の消耗が防
がれ、この複層セラミックスヒーターが長寿命化される
ということを見出して本発明を完成させた。以下にこれ
をさらに詳述する。
【０００７】
【作用】本発明は複層セラミックスヒーターに関するも
のであり、これは前記したように電気伝導層と絶縁性と
からなる熱分解炭素をヒーター部とする複層セラミック
スヒーターにおいて、その電極部分において熱分解炭素
層の積層断面が露出されていることを特徴とするもので
あり、これはまた電極部分の表面積の大きさを電気伝導
層の断面積の20倍以上としてなることを特徴とするもの
であるが、これによれば電極部（ターミナル部）の消耗
が防止されるので長寿命の複層セラミックスヒーターを
得ることができるという有利性が与えられる。
のであり、これは前記したように電気伝導層と絶縁性と
からなる熱分解炭素をヒーター部とする複層セラミック
スヒーターにおいて、その電極部分において熱分解炭素
層の積層断面が露出されていることを特徴とするもので
あり、これはまた電極部分の表面積の大きさを電気伝導
層の断面積の20倍以上としてなることを特徴とするもの
であるが、これによれば電極部（ターミナル部）の消耗
が防止されるので長寿命の複層セラミックスヒーターを
得ることができるという有利性が与えられる。
【０００８】本発明の複層セラミックスヒーターは電気
伝導層と絶縁層とからなり、そのヒーター層が熱分解炭
素（ＰＧ）からなるものであるが、このものはその電極
部分においてＰＧ層の積層断面が露出しているものとさ
れる。このＰＧ層の積層断面の露出は、例えば図１に示
したようにＰＧとＰＢＮとからなる積層セラミックスヒ
ーターにおけるＰＧ面の端部を単純に傾斜カットすれば
よいが、これは図２に示したようにＰＧ層の厚さを傾斜
させておいて全体を均一な厚さになるようにカットして
もよいし、図３に示したようにＰＧとＰＢＮとの接触面
に凹凸を設けておいて、この上にＰＧを蒸着し、平坦に
カットするようにしてもよい。
伝導層と絶縁層とからなり、そのヒーター層が熱分解炭
素（ＰＧ）からなるものであるが、このものはその電極
部分においてＰＧ層の積層断面が露出しているものとさ
れる。このＰＧ層の積層断面の露出は、例えば図１に示
したようにＰＧとＰＢＮとからなる積層セラミックスヒ
ーターにおけるＰＧ面の端部を単純に傾斜カットすれば
よいが、これは図２に示したようにＰＧ層の厚さを傾斜
させておいて全体を均一な厚さになるようにカットして
もよいし、図３に示したようにＰＧとＰＢＮとの接触面
に凹凸を設けておいて、この上にＰＧを蒸着し、平坦に
カットするようにしてもよい。
【０００９】また、これについては電極部分の表面積
（端子接触面積）を電気伝導部の断面積の20倍以上とし
てもよく、この場合には抵抗＝Ｒ、抵抗率＝ｆ、長さ＝
L 、断面積＝ＡとするとＲ＝ｆ L／Ａであることから、
電極部分の表面積を大きくするとエレメント部と同等の
抵抗が得られるので、これを20倍以上とすればよいが、
図８に示したように外周長さが短いとエレメント部より
せまい電気が流れて接触抵抗が上昇するので、これは電
極端子接触部の外周長さをヒーターエレメント部より大
きくすることがよい。
（端子接触面積）を電気伝導部の断面積の20倍以上とし
てもよく、この場合には抵抗＝Ｒ、抵抗率＝ｆ、長さ＝
L 、断面積＝ＡとするとＲ＝ｆ L／Ａであることから、
電極部分の表面積を大きくするとエレメント部と同等の
抵抗が得られるので、これを20倍以上とすればよいが、
図８に示したように外周長さが短いとエレメント部より
せまい電気が流れて接触抵抗が上昇するので、これは電
極端子接触部の外周長さをヒーターエレメント部より大
きくすることがよい。
【００１０】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例、比較例 直径 100mm、厚さ１mmで周辺部10mmを 0.1mm／10mmの傾
斜で厚くなるように加工した熱分解窒化ほう素（ＰＢ
Ｎ）をＣＶＤ反応炉に設置し、真空度１Torrで 1,900℃
まで加熱し、ここにプロピレンガスを１リットル／分で
５時間供給して厚さが 150μｍの熱分解炭素（ＰＧ）膜
を作った。
斜で厚くなるように加工した熱分解窒化ほう素（ＰＢ
Ｎ）をＣＶＤ反応炉に設置し、真空度１Torrで 1,900℃
まで加熱し、ここにプロピレンガスを１リットル／分で
５時間供給して厚さが 150μｍの熱分解炭素（ＰＧ）膜
を作った。
【００１１】ついで、この端子部を全体厚さが均一にな
るように表面を最大 100μｍ研摩し、機械研摩によりヒ
ーターパターンを形成してさらに電極部以外をＰＢＮで
20μｍ厚さにオーバーコートし、図４に示した複層セラ
ミックスヒーターを作成した［図４（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその縦断面図を示したものである］。
るように表面を最大 100μｍ研摩し、機械研摩によりヒ
ーターパターンを形成してさらに電極部以外をＰＢＮで
20μｍ厚さにオーバーコートし、図４に示した複層セラ
ミックスヒーターを作成した［図４（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその縦断面図を示したものである］。
【００１２】また、これについては直径 100mmφ、厚さ
１mmの平坦なＰＢＮ円板上に上記と同様な方法でＰＧ膜
を設け、機械加工でヒーターパターンを形成してさらに
電極部以外をＰＢＮで20μｍ厚さにオーバーコートし、
図５［（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図］で示される
Ｂ部面積が 78mm2の複層セラミックスヒーターを作成し
たが、これについては比較のためにこのＢ部面積が 28m
m2のものも作成したところ、これらは表１に示したとお
りのものとなった。
１mmの平坦なＰＢＮ円板上に上記と同様な方法でＰＧ膜
を設け、機械加工でヒーターパターンを形成してさらに
電極部以外をＰＢＮで20μｍ厚さにオーバーコートし、
図５［（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図］で示される
Ｂ部面積が 78mm2の複層セラミックスヒーターを作成し
たが、これについては比較のためにこのＢ部面積が 28m
m2のものも作成したところ、これらは表１に示したとお
りのものとなった。
【００１３】つぎに、このようにして作成した３種の複
層セラミックスヒーターを真空チャンバー中に設置し、
電力を供給し得るようにこれに電極を接続し、窒素ガス
雰囲気に10-5Torrで加熱を行ない、２時間で 1,000℃ま
で加熱し、ついで 200℃まで放冷するという加熱冷却を
50回くり返したところ、実施例の２品には何の異常も認
められなかったけれども、比較例のものは５回のくり返
しで端子部が消耗し、以下使用不能となった。
層セラミックスヒーターを真空チャンバー中に設置し、
電力を供給し得るようにこれに電極を接続し、窒素ガス
雰囲気に10-5Torrで加熱を行ない、２時間で 1,000℃ま
で加熱し、ついで 200℃まで放冷するという加熱冷却を
50回くり返したところ、実施例の２品には何の異常も認
められなかったけれども、比較例のものは５回のくり返
しで端子部が消耗し、以下使用不能となった。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明は複層セラミックスヒーターに関
するものであり、これは前記したように電気伝導部と絶
縁層とからなる、熱分解炭素層をヒーターとする複層セ
ラミックスヒーターにおいて、その電極部分となる熱分
解炭素層の積層断面が露出されていることを特徴とする
ものであり、これはまた電極部分の表面積の大きさを電
気伝導層の断面積の20倍以上としてなることを特徴とす
るものであるが、この複層セラミックスヒーターにはタ
ーミナル部の消耗が防止されるので長寿命なものになる
という有利性が与えられる。
するものであり、これは前記したように電気伝導部と絶
縁層とからなる、熱分解炭素層をヒーターとする複層セ
ラミックスヒーターにおいて、その電極部分となる熱分
解炭素層の積層断面が露出されていることを特徴とする
ものであり、これはまた電極部分の表面積の大きさを電
気伝導層の断面積の20倍以上としてなることを特徴とす
るものであるが、この複層セラミックスヒーターにはタ
ーミナル部の消耗が防止されるので長寿命なものになる
という有利性が与えられる。
【図１】本考案の複層セラミックスヒーターの製造方法
の縦断面図を示したものである。
の縦断面図を示したものである。
【図２】本考案の複層セラミックスヒーターの他の製造
方法の縦断面図を示したものである。
方法の縦断面図を示したものである。
【図３】本考案の複層セラミックスヒーターのさらに他
の製造方法の縦断面図を示したものである。
の製造方法の縦断面図を示したものである。
【図４】（ａ）は実施例で作られた本考案の複層セラミ
ックスヒーターの平面図、（ｂ）はその縦断面図を示し
たものである。
ックスヒーターの平面図、（ｂ）はその縦断面図を示し
たものである。
【図５】（ａ）は実施例で作られた本考案の他の複層セ
ラミックスヒーターの平面図、（ｂ）はその縦断面図を
示したものである。
ラミックスヒーターの平面図、（ｂ）はその縦断面図を
示したものである。
【図６】従来公知の複層セラミックスヒーターにおける
熱分解炭素の積層断面方向および平行方向における抵抗
値の変化グラフを示したものである。
熱分解炭素の積層断面方向および平行方向における抵抗
値の変化グラフを示したものである。
【図７】従来公知の複層セラミックスヒーターの縦断面
図を示したものである。
図を示したものである。
【図８】従来公知の複層セラミックスヒーターの他の縦
断面図を示したものである。
断面図を示したものである。
１…ＰＢＮ基板絶縁層、 ２…ＰＧ電気伝導層、３
…電極部、ターミナル部、 ４…ＰＢＮオーバーコート
層、Ｂ…電極接触部、 Ｗ…電気伝導層幅。
…電極部、ターミナル部、 ４…ＰＢＮオーバーコート
層、Ｂ…電極接触部、 Ｗ…電気伝導層幅。
Claims (3)
- 【請求項１】電気伝導部と絶縁層とからなる、熱分解炭
素層をヒーター部とする複層セラミックスヒーターの電
極部分において、熱分解炭素層の積層断面が露出されて
いることを特徴とする複層セラミックスヒーター。 - 【請求項２】電極部分の表面積の大きさを電気伝導層の
断面積の20倍以上としてなることを特徴とする積層セラ
ミックスヒーター。 - 【請求項３】電極部分の外周長さが電気伝導層の幅より
大きいものである請求項２に記載した積層セラミックス
ヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488293A JP3367995B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 複層セラミックスヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488293A JP3367995B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 複層セラミックスヒーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714663A true JPH0714663A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3367995B2 JP3367995B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=15594022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15488293A Expired - Fee Related JP3367995B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 複層セラミックスヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000215970A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 複層セラミックスヒ―タ |
| DE102014203100B4 (de) | 2013-03-13 | 2026-05-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Keramische heizeinrichtung |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15488293A patent/JP3367995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000215970A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 複層セラミックスヒ―タ |
| DE102014203100B4 (de) | 2013-03-13 | 2026-05-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Keramische heizeinrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3367995B2 (ja) | 2003-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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