WO2021024672A1 - ヒータ、およびステージ - Google Patents

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木田 直哉
新 巽
健二 関谷
尚哉 相川
雅也 ▲高▼梨
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NHK Spring Co Ltd
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Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a heater and a stage provided with a heater.
  • the semiconductor device is a device that utilizes the semiconductor characteristics of silicon and the like.
  • a semiconductor device is composed of a semiconductor film, an insulating film, and a conductive film laminated on a substrate, and these films are patterned. These films are laminated using a thin film deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a chemical reaction of a substrate, or the like, and these films are patterned by a photolithography process.
  • the photolithography process includes forming a resist film on a film to be subjected to patterning, exposing the resist film, forming a resist mask by development, partially removing the film by etching, and removing the resist mask.
  • the characteristics of the film described above are greatly affected by the conditions for forming the film or the conditions for patterning.
  • One of the above conditions is the temperature of the substrate.
  • the temperature of the substrate is controlled by adjusting the temperature of the mounting table (hereinafter referred to as a stage) for mounting the substrate.
  • One of the heaters that heat the stage is a sheath heater in order to heat the substrate and uniformly suppress the temperature distribution in the substrate.
  • Patent Document 1 discloses a stage provided with a plurality of sheath heaters in which heating wires (heater wires) are arranged in a metal sheath.
  • a stage equipped with a high density of heaters is required. Further, in order to provide the heater on the stage at a high density, it is an issue to reduce the diameter of the heater. Further, as the diameter of the heater is reduced, it is an issue to improve the reliability of the heater with a reduced diameter so that the heater is not damaged or the heating wire in the heater is not broken.
  • one of the problems of the embodiment of the present invention is to provide a sheath heater having improved reliability and a reduced diameter.
  • Another object of the present invention is to provide a stage provided with a heater for precisely controlling the temperature of the substrate.
  • One of the embodiments of the present invention is a heater, which is a folded heater wire, a first insulator provided on the heater wire, and a metal provided so as to be in contact with at least a part of the first insulator.
  • Sheath metal A first insulating member arranged parallel to at least one part of a heater wire taken out from the first end of the sheath, a metal arranged parallel to at least a part of the first insulating member.
  • It covers a part of the second insulating member and the first insulating member which are in contact with each other, and is in contact with at least a part of the metal sheath, the first insulating member and the second insulating member through the second insulating member. It has a metal sheath, a first insulating member and a lid-like member arranged parallel to at least a part of the second insulating member.
  • the lid-like member may be composed of one member having a recess and having a predetermined thickness.
  • the inner diameter of the lid-shaped member may be substantially the same as the outer diameter of the first insulating member, and the outer diameter of the lid-shaped member may be substantially the same as the outer diameter of the metal sheath.
  • the inner diameter of the metal sheath and the outer diameter of the first insulating member are substantially the same, and the first insulating member may be inserted through the metal sheath.
  • the first insulating member may have a protrusion and the lid-like member may fit into the protrusion via the second insulator.
  • the protrusion may protrude in the direction opposite to the direction in which the metal sheath is provided.
  • the first insulating member may have a through hole and the second insulating member may be inserted through the through hole.
  • the hole diameter of the through hole may be different between the upper part and the lower part of the first insulating member.
  • the cross section of the through hole is stepped at connecting portions having different hole diameters, and the second insulating member may be inserted to the connecting portion.
  • the heater wire may be strip-shaped.
  • the heater wire may have a spiral structure.
  • the heater wire may have a double helix structure.
  • the insulator of 2 may be a sealant or an adhesive.
  • the metal sheath may contain aluminum.
  • the outer diameter of the metal sheath may be 3.0 mm or more and 6.0 mm or less.
  • the lid-like member may contain aluminum.
  • the outer diameter of the lid-shaped member may be 3.0 mm or more and 6.0 mm or less.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film processing apparatus including a stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film forming apparatus including a stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film forming apparatus including a stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film forming apparatus including a stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film forming apparatus including a stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1A to 1F Configuration of Sheath Heater
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the configuration of the sheath heater 110.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing a configuration along chain lines B1 and B2.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view showing a configuration along chain lines C1 and C2.
  • FIG. 1D is a cross-sectional view showing a configuration along chain lines D1 and D2.
  • FIG. 1E is a cross-sectional view showing a configuration along chain lines E1 and E2.
  • FIG. 1F is a cross-sectional view showing a configuration along chain lines F1 and F2.
  • the sheath heater 110 has a function of generating heat when energized.
  • the sheath heater 110 is provided to heat the second support plate 104 (see FIG. 6A) and the first support plate 102 (see FIG. 6A) of the stage 100 (see FIG. 6A). As a result, the substrate installed on the stage 100 can be heated.
  • the sheath heater 110 includes a metal sheath 115, a heater wire 118, a first insulator 116, a second insulator 136, a first insulating member 122, a lid-like member 124, and a second insulating member. Includes 128, a pair of lead wires 112, and a pair of terminals 114.
  • FIG. 1A a so-called single-terminal type sheath heater 110 is illustrated.
  • the configuration of the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention will be described by taking the single-terminal type sheath heater 110 as an example, but the same configuration as the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention will be described. It may be applied to a double-terminal type sheath heater.
  • the right side is referred to as an upper portion and the left side is referred to as a lower portion.
  • the metal sheath 115 has a cylindrical shape in which the first end (closed end) is closed and the second end (open end) is open.
  • the shape of the tip of the metal sheath 115 shows an example of a semicircular shape, but the shape is not limited to this example.
  • the shape of the tip of the metal sheath 115 may be a planar shape or a conical shape. The shape may be such that the second support plate 104 (see FIG. 6A) and the first support plate 102 (see FIG. 6A), which will be described later, can be heated by the heat generated by the sheath heater 110.
  • the heater wire 118 is folded in the metal sheath 115, arranged so as to reciprocate in the cylindrical axis direction of the metal sheath 115, and both ends thereof are taken out from the second end (open end) of the metal sheath 115. That is, one heater wire 118 is arranged so as to have two axes (two cores) in most of the metal sheath 115 in the cylindrical axis direction, one of the two axes and one terminal, and the other and the other of the two axes. Is taken out from the second end (open end) of the metal sheath 115.
  • one of the two axes of one heater wire 118 and the other of the two axes are arranged so as to be substantially parallel or parallel to the cylindrical axis direction of the metal sheath 115. Even if at least one part of the two axes of one heater wire 118 and at least a part of the other of the two axes are arranged so as to be substantially parallel or parallel to the cylindrical axis direction of the metal sheath 115. Good. Further, the heater wire 118 is arranged in the metal sheath 115 with a gap.
  • the heater wire 118 includes a heating wire and a non-heating wire.
  • the heater wire 118 and the metal sheath 115 are insulated by a first insulator 116 provided in the gap. That is, the heater wire 118 is surrounded by the first insulator 116, and the first insulator 116 is surrounded by the metal sheath 115. Further, the first insulator 116 is between the second end (open end) and the first end (closed end) of the metal sheath 115, up to the vicinity of the second end (open end). It is provided so as to fill the inside of the metal sheath 115 of the above.
  • the first insulator 116 may be provided so as to be in contact with at least a part of the metal sheath 115, may be provided so as to be in contact with at least a part of the heater wire 118, or may be in contact with the metal sheath 115. It may be provided so as to insulate the heater wire 118 and the metal sheath 115, or it may be provided so as to insulate the heater wire 118 and the metal sheath 115 without contacting the heater wire 118. That is, the first insulator 116 may be provided so as to insulate the heater wire 118 and the metal sheath 115.
  • a first insulating member 122 is provided on the upper part of the first insulating body 116.
  • the first insulating member 122 is provided so as to be in contact with the upper portion of the first insulator 116 and at least a part of the inside of the metal sheath 115 and project from the upper portion of the metal sheath 115.
  • the first insulating member 122 has at least a first through hole 123a and a second through hole 123b.
  • One of both ends of the heater wire 118 taken out from the second end (open end) of the metal sheath 115 is inserted into the first through hole 123a, and the other is inserted into the second through hole 123b.
  • both ends of the heater wire 118 are inserted into the first insulating member 122 from the side where the first insulator 116 is arranged, and are taken out from the side where the first insulator 116 is not arranged. ..
  • at least a part of the first through hole 123a and at least a part of the second through hole 123b may be provided substantially parallel or parallel to the cylindrical axis of the metal sheath 115.
  • at least a part of the heater wire 118 inserted through the first through hole 123a and the second through hole 123b may be provided substantially parallel or parallel to the cylindrical axis of the metal sheath 115.
  • first through hole 123a and at least a part of the second through hole 123b are at least one of the heater wires 118 inserted through the first through hole 123a and the second through hole 123b. It may be provided substantially parallel or parallel to the portion.
  • the first insulating member 122 is sometimes called a protective tube, an insulating tube, or the like.
  • the hole diameter on the upper side of the first insulating member 122 and the hole diameter on the lower side of the first insulating member 122 are different.
  • the hole diameter on the upper side of the first insulating member 122 is larger than the hole diameter on the lower side of the first insulating member 122. That is, the first through hole 123a and the second through hole 123b have a hole diameter on the lower side of the first insulating member 122 from the side in contact with the first insulator 116 of the first insulating member 122 to a predetermined length.
  • the first through hole 123a and the second through hole 123b have a stepped shape.
  • the hole diameter on the upper side of the first insulating member 122 is larger than the hole diameter on the lower side of the first insulating member 122, so that the first through hole 123a Is a stopper that stops the second insulating member 128, which will be described later, at the stepped portion.
  • one of the two second insulating members 128 is inserted into the first through hole 123a and is provided so as to be in contact with the stepped portion of the first through hole 123a.
  • the other of the two second insulating members 128 is inserted into the second through hole 123b and is provided so as to be in contact with the stepped portion.
  • the second insulating member 128 has a through hole. One of both ends of the heater wire 118 taken out from the first through hole of the first insulating member 122 is inserted into one of the two second insulating members 128, and the first penetration of the first insulating member 122 is performed.
  • the two second insulating members 128 may be provided substantially parallel or parallel to the cylindrical axis of the metal sheath 115, and a part of the two second insulating members 128 is a cylinder of the metal sheath 115. It may be provided substantially parallel or parallel to the axis.
  • the heater wire 118 inserted through the two second insulating members 128 may also be provided substantially parallel to the cylindrical shaft of the metal sheath 115, and a part of the heater wire 118 is a cylindrical shaft of the metal sheath 115. It may be provided substantially parallel to or parallel to.
  • the outer diameter of the second insulating member 128 is smaller than the outer diameter of the first insulating member 122, and the hole diameter of the upper portion of the first through hole 123a and the second through hole of the first insulating member 122 have. It is preferable that the hole diameter is equivalent to that of 123b.
  • the length of the second insulating member 128 is a length that protrudes from the position where the lid-shaped member 124 is provided.
  • the second insulator 136 is provided so as to be in contact with a part of the metal sheath 115, a part of the first insulating member 122, a part of the inside of the lid-shaped member 124, and a part of the second insulating member 128. Be done. A portion of the metal sheath 115, a portion of the first insulating member 122, a portion of the inside of the lid-like member 124, and a second insulating member 128 are connected by the second insulator 136.
  • the second insulator 136 may be provided so as to protrude from the lid-shaped member 124 on the side opposite to the side connecting the lid-shaped member 124 and the metal sheath 115.
  • the second insulator 136 is sometimes called a sealant, an adhesive, or the like.
  • the second insulator 136 prevents the intrusion of moisture such as moisture and solvent into the sheath heater 110, and suppresses expansion and deterioration of the first insulator 116.
  • the lid-shaped member 124 is connected to a part of the metal sheath 115, a part of the first insulating member 122, and the second insulating member 128 via the second insulating member 136.
  • the lid-like member 124 has an inwardly recessed structure.
  • the recessed portion of the lid-like member 124 has at least two holes.
  • the recessed portion of the lid-like member 124 has two holes, and the two holes are the first hole 124a and the second hole 124b.
  • One of the two second insulating members 128 is inserted into the first hole 124a, and the other of the two second insulating members 128 is inserted into the second hole 124b.
  • the hole diameters of the first hole 124a and the second hole 124b are larger than the outer diameter of the second insulating member 128, and the hole diameter of the upper part of the first through hole 123a and the first through hole 123a of the first insulating member 122. It is preferable that the diameter is the same as that of the through hole 123b of 2.
  • the lid-shaped member 124 is arranged in parallel with at least a part of the metal sheath 115, the first insulating member 122, and the second insulating member 128.
  • the lid-shaped member 124 has a recessed portion and is composed of one member having a predetermined thickness, so that the outer diameter of the lid-shaped member 124 is the same as the outer diameter of the metal sheath 115. , Or can have approximately the same diameter. Therefore, the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention can have a uniform or substantially uniform outer diameter (thickness) by approximately matching the thicknesses of two or more members.
  • a pair of lead wires 112 are connected to both ends of the heater wire 118.
  • a pair of terminals 114 are connected to the lead wire 112.
  • a pair of terminals 114 may be connected to both ends of the heater wire 118 without using the lead wire 112.
  • the outer diameter of the heater wire 118 is d1
  • the inner and outer diameters of the metal sheath 115 are d2 and d3, respectively, and the thickness of the metal sheath 115.
  • d4 the diameter of the first through hole 123a and the second through hole 123b is d5
  • the diameter of the second insulator 136 in the cross section of the configuration along the chain wires D1 and D2 is d6, the second insulating member 128a and the second.
  • the outer diameter of the insulating member 128b of 2 is d7
  • the diameter of the second insulator 136 in the cross section of the configuration along the chain wires E1 and E2 is d8
  • the outer diameter of the lid-shaped member 124 is d9
  • the outer diameter of the lid-shaped member 124 is along the chain wires F1 and F2.
  • the diameter of the second insulator 136 in the cross section of the configuration is d10
  • the distance between the heater wires 118 is g1
  • the distance between the outer wall of the heater wire 118 and the inner wall of the metal sheath 115 is g2.
  • the outer diameter of the first insulating member 122 is also d2.
  • the outer diameter d3 of the metal sheath 115, the diameter d6 of the second insulator 136 in the cross section of the configuration along the chain wires D1 and D2, and the outer diameter d9 of the lid-shaped member 124 are the same diameter or substantially the same diameter.
  • the diameter d8 of the second insulator 136 in the cross section of the configuration along the chain lines E1 and E2 is also the inner diameter of the lid-shaped member 124.
  • the predetermined thickness of the lid-shaped member 124 is (d9-d8) / 2, and the predetermined thickness (d9-d8) / 2 of the lid-shaped member 124 is thinner than the thickness of the metal sheath 115.
  • the outer diameter d1 of the heater wire 118 can be selected from the range of 0.1 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the inner diameter d2 of the metal sheath 115 can be selected from the range of 3.0 mm or more and 4.0 mm or less, and the outer diameter d3 of the metal sheath 115 can be selected from the range of 3.0 mm or more and 6.0 mm or less.
  • the thickness d4 of the metal sheath 115 can be selected from the range of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the distance g1 between the metal sheath 115 and each heater wire 118 arranged in the metal sheath 115 can be selected from the range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, or 0.4 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the distance g2 between the folded portion from one end of the heater wire 118 and the folded portion from the other end is selected from the range of 0.3 mm or more and 2.0 mm or less, or 0.4 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the outer diameter d7 of the second insulating member 128a and the second insulating member 128b can be selected from the range of 1.0 mm or more and 4.5 mm or less.
  • a conductor that generates Joule heat when energized can be used for the heater wire 118.
  • a metal selected from tungsten, tantalum, molybdenum, platinum, nickel, chromium, and cobalt, or an alloy containing these metals can be used.
  • the alloy include an alloy of nickel and chromium, an alloy containing nickel, chromium, and cobalt.
  • the first insulator 116 is provided to prevent the heater wire 118 from coming into contact with the metal sheath 115 and short-circuiting.
  • the material used for the first insulator 116 can be selected from insulating materials having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and 200 W / mK. By using such a material, the thermal energy generated by the heater wire 118 can be efficiently transferred to the metal sheath 115.
  • Examples of the first insulator 116 include magnesium oxide, aluminum oxide, boron nitride, and aluminum nitride.
  • the metal sheath 115 contains a metal, and the metal can be selected from metals having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and 430 W / mK or less. By selecting such a metal, the thermal energy generated by the heater wire 118 can be efficiently transferred to the first support plate 102 and the second support plate 104.
  • the metal preferably has a coefficient of thermal expansion of 5 ⁇ 10 -6 / K or more and 25 ⁇ 10 -6 / K or less. As a result, deformation due to thermal expansion can be suppressed, and a highly reliable sheath heater 110 can be provided.
  • a metal or alloy such as aluminum, titanium, or stainless steel can be used for the metal sheath 115.
  • a fluorine-based adhesive for example, a fluorine-based adhesive, an epoxy-based adhesive, a silicone-based adhesive, or the like can be used.
  • the first insulating member 122 is formed of a material containing aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, silicon oxide and the like.
  • lid-shaped member 124 a member having the same material and the same characteristics as the metal sheath 115 can be used.
  • the second insulating member 1208 for example, an insulating tube formed of vinyl chloride, silicon rubber, a fluoropolymer, polyimide, glass fiber, ceramic fiber woven fabric, or the like can be used.
  • the sheath heater 110 there are no restrictions on the shape of the cross section of the sheath heater 110 perpendicular to the cylindrical axis, and the sheath heater 110 having various structures can be used.
  • it may be circular as shown in FIG. 1B, polygonal as the grooves shown in FIGS. 7B and 8B described later, and may be elliptical, although not shown.
  • the cross-sectional shape is circular, the force required for deformation does not depend on the bending direction, so that the sheath heater 110 can be easily bent in any direction. Therefore, the sheath heater 110 can be easily arranged in the groove formed in the first support plate 102 or the second support plate 104 that is vertically longitudinally rearward.
  • a sheath heater for example, in a pair of heater wires taken out from the open end of a metal sheath, one heater wire and the other heater wire are separated from each other, and an insulating tube is maintained so as to maintain the distance. It had a structure in which an insulating member such as the above was attached, a lead wire was connected to each of one heater wire and the other heater wire, and the pair of lead wires were bundled by an insulating member such as an insulating tube. At least part of such a structure is called a fastening.
  • the conventional sheath heater has a structure in which the above structure is inserted into, for example, a two-step stepped tubular member, and the two-step stepped tubular member and the metal sheath are connected by brazing. Had had. Therefore, the conventional sheath heater is a heater having a complicated structure and a large diameter by at least a fastening portion and a stepped tubular member.
  • the sheath heater according to the embodiment of the present invention does not include the fastening portion and the stepped tubular member that the conventional sheath heater has.
  • the pair of heater wires 118 taken out from the open end of the metal sheath 115 is the outer diameter of the first insulating member 122 and the metal sheath 115, which are smaller than the outer diameter of the metal sheath 115.
  • the metal sheath 115 Surrounded by a second insulating member 128 that is smaller in diameter, the metal sheath 115 has an outer diameter equivalent to the outer diameter of the metal sheath 115 by the second insulator 136, and the second insulating member 128 is inserted through the metal sheath 115. It has a structure connected to the lid-shaped member 124.
  • the lid-shaped member 124 is composed of one member having a recessed portion and having a predetermined thickness, whereby the outer diameter of the lid-shaped member 124 is formed. Can have the same diameter as the outer diameter of the metal sheath 115, or substantially the same diameter. Therefore, the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention does not include the fastening portion and the stepped tubular member that the conventional sheath heater has, and by roughly matching the thicknesses of two or more members. The outer diameter (thickness) can be uniform or substantially uniform. Therefore, the sheath heater 110 can be formed thin. Further, by using the thin sheath heater 110, the sheath heater 110 can be laid out at a high density on the stage 100 described later. Therefore, the temperature distribution on the substrate can be made uniform, and the temperature distribution on the substrate can be further reduced.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views showing a manufacturing method of the sheath heater 110.
  • FIG. 3 is a diagram showing a flowchart for explaining a method of manufacturing the sheath heater 110.
  • the right side is referred to as an upper portion and the left side is referred to as a lower portion. Description of the same or similar configurations as those in FIGS. 1A to 1F may be omitted.
  • the heater wire 118 folded in the metal sheath 115 is attached to the metal sheath 115 together with the first insulator 116. Insert in. Both ends of the heater wire 118 are taken out from one end of the metal sheath 115. The length of the pair of heater wires 118 taken out from one end of the metal sheath 115 is sufficiently longer than the length of the metal sheath 115.
  • both ends of the heater wire 118 taken out from one end of the metal sheath 115 are inserted into the first insulating member 122.
  • one of both ends of the heater wire 118 is inserted into the first through hole 123a included in the first insulating member 122, and the other end of the heater wire 118 is inserted into the first through hole 123a. It is inserted into the second through hole 123b included in the insulating member 122.
  • the first insulating member 122 through which both ends of the heater wire 118 are inserted is fitted into the metal sheath 115 surrounding the first insulator 116 and the heater wire 118.
  • the first insulating member 122 Since the outer diameter of the metal sheath 115 and the outer diameter of the first insulating member 122 are substantially the same or the same diameter, the first insulating member 122 is fixed to the metal sheath 115 surrounding the heater wire 118 by step 33. can do.
  • the first insulating member 122 uses a ceramic-based insulating tube having two through holes. At this time, the length of the protruding portion 125 of the first insulating member 122 protruding from the metal sheath 115 may be measured. By measuring the length of the protrusion 125, it can be confirmed whether or not the heater wire 118 is inserted into the first insulating member 122 and the first insulating member 122 is properly provided on the metal sheath 115. Good.
  • one of both ends of the heater wire 118 is inserted into the second insulating member 128a, and the other end of the heater wire 118 is inserted. It is inserted through the second insulating member 128b.
  • the second insulating member 128a is inserted into the upper hole of the first through hole 123a and stops at the stepped portion.
  • the second insulating member 128b is inserted into the upper hole of the second through hole 123b and stops at the stepped portion.
  • the outer diameter of the second insulating member 128 and the hole diameter of the first through hole 123 are substantially the same or the same diameter, and by step 35, the second insulating member 128 has a stepped shape of the first through hole 123. Since it stops at the portion, the second insulating member 128a and the second insulating member 128b can be fixed to the first insulating member 122. Therefore, the second insulating member 128 is misaligned, and moisture such as moisture and solvent can be prevented from entering the sheath heater 110 through the gap between the second insulating member 128 and the first insulating member 122. .. Therefore, the deterioration of the sheath heater 110 is suppressed, and the long-term reliability of the sheath heater 110 is improved.
  • the second insulating member 128 uses an insulating tube formed of polyimide. Further, as the second insulating member 128, an insulating tube having an outer diameter d7 of about 2 mm was used.
  • the second insulator 136 is applied to the metal sheath 115, the first insulating member 122, and the second insulating member 128.
  • the second insulator 136 uses a fluorine-based adhesive.
  • the second insulator 136 is in contact with a part of the metal sheath 115, a part of the first insulating member 122, and a part of the second insulating member 128.
  • the second insulating body 136 is provided so as to cover the protruding portion 125 of the first insulating member 122 and surround the protruding portion of the first insulating member 122.
  • FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the sheath heater 110, and the second insulator 136 actually has a curved shape including an inflection point.
  • the lid-shaped member 124 is attached to a part of the metal sheath 115 and a part of the first insulating member 122 by the second insulator 136. And a part of the second insulating member 128.
  • One of the two second insulating members 128 is inserted into the first hole 124a of the lid-shaped member 124, and the other of the two second insulating members 128 is inserted into the second hole 124b of the lid-shaped member 124. Will be done.
  • the lid-shaped member 124 Since the lid-shaped member 124 has an inwardly recessed structure, the lid-shaped member 124 is a part of the metal sheath 115 and a part of the first insulating member 122 so as to cover the protruding portion 125 of the first insulating member 122. , And a part of the second insulating member 128.
  • the lid-like member 124 becomes a state in which the metal sheath 115 is covered with the first insulating member 122, and is fixed to the metal sheath 115 and the first insulating member 122.
  • the outer diameter of the metal sheath 115 and the outer diameter of the first insulating member 122 are substantially the same or the same diameter, and the inner diameter of the lid-shaped member 124 and the outer diameter of the first insulating member 122 are substantially the same. Alternatively, since the diameters are the same, the lid-shaped member 124 can be fitted without being displaced with respect to the first insulating member 122.
  • step 41 (S41) of FIGS. 1A and 3 a pair of lead wires 112 are connected to both ends of the heater wire 118.
  • steps 43 (S43) of FIGS. 1A and 3 the pair of terminals 114 are connected to the pair of lead wires 112.
  • the sheath heater 110 is manufactured by the manufacturing method described above.
  • the method for manufacturing the sheath heater 110 described with reference to FIGS. 1A, 2 to 2D, and FIG. 3 is an example, and is not limited to this example.
  • As a method for producing the sheath heater 110 an appropriately selected method may be used as long as the configuration of the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention is not deviated.
  • the brazing step is omitted in the method for manufacturing the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention.
  • a method of connecting the metal sheath 115 and the lid-like member 124 with a second insulator 136 (adhesive) can be used. Therefore, the method for manufacturing the sheath heater 110 according to the embodiment of the present invention is relatively easy and has high safety as compared with the conventional manufacturing method.
  • the metal sheath 115 and the lid-shaped member 124 are connected by a second insulator 136.
  • the second insulator 136 is an adhesive or a sealing agent and contains an organic resin. Therefore, even if a force for bending the sheath heater 110 is applied to the sheath heater 110, the second insulator 136 functions as a soft cushioning material and can alleviate the bending force. Therefore, in the sheath heater according to the embodiment of the present invention, the metal sheath 115 and the lid-shaped member 124 are connected by the second insulator 136, so that the diameter-reduced sheath heater 110 is damaged or reduced in diameter. It is possible to prevent disconnection of the heating wire in the sheath heater 110 and provide a highly reliable sheath heater.
  • FIG. 4A shows a modification of the sheath heater 110 shown in FIG. 1A.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing the configuration of the sheath heater 110.
  • 4B, 4C and 4D are views showing a method of manufacturing the sheath heater 110.
  • FIG. 5 is a diagram showing a flowchart for explaining a method of manufacturing the sheath heater 110.
  • the cross-sectional view showing the configuration along the chain lines B1 and B2 in FIG. 4A is the same as that in FIG. 1B.
  • the cross-sectional view showing the configuration along the chain lines C1 and C2 in FIG. 4A is a configuration in which the first insulating member 122 is replaced with the first insulating member 122a in FIG.
  • FIG. 1C The cross-sectional view showing the configuration along the chain lines D1 and D2 in FIG. 4A is the same as that in FIG. 1D.
  • the cross-sectional view showing the configuration along the chain lines E1 and E2 in FIG. 4A is the same as that in FIG. 1E.
  • the cross-sectional view showing the configuration along the chain lines F1 and F2 in FIG. 4A is the same as that in FIG. 1F.
  • the description of the same or similar configuration as in FIGS. 1A to 3 may be omitted. Similar to FIG. 1A, in FIG. 4A, the right side is referred to as an upper portion and the left side is referred to as a lower portion.
  • the first insulating member 122 becomes two members, the first insulating member 122a and the first insulating member 122b, and the third insulating body is the first insulating member 122a and the first insulating member 122a. It differs from the sheath heater 110 shown in FIG. 1A in that it is provided between the insulating members 122b of the above.
  • the sheath heater 110 shown in FIG. 4A is the same as the sheath heater 110 shown in FIG. 1A except for the above points, and thus the description thereof is omitted here.
  • the first insulating member 122 becomes two members, the first insulating member 122a and the first insulating member 122b.
  • a third insulator 132 is provided between the first insulating member 122a and the first insulating member 122b.
  • a first insulating member 122a is provided on the upper part of the first insulating body 116.
  • the first insulating member 122a is provided inside the metal sheath 115 so as to be in contact with the upper part of the first insulator 116 and at least a part of the inside of the metal sheath 115 without protruding from the upper part of the metal sheath 115.
  • the outer diameter of the first insulating member 122a is the same as the outer diameter of the first insulating member 122.
  • the first insulating member 122a has at least a first through hole 123a and a second through hole 123b.
  • the hole diameter of the first through hole 123a and the hole diameter of the second through hole 123b are different from the first insulating member 122 in that they are substantially the same or the same in the upper part and the lower part of the first insulating member 122a.
  • FIG. 4A how the heater wire 118 taken out from the second end (open end) of the metal sheath 115 is inserted into the first insulating member 122a, the heater wire 118 with respect to the first insulating member 122a, Since the positional relationship between the metal sheath 115, the first through hole 123a, and the second through hole 123b is the same as the configuration of the sheath heater 110 shown in FIG. 1A, the description thereof is omitted here.
  • the first insulating member 122a may be referred to as a protective tube, an insulating tube, or the like, like the first insulating member 122.
  • a third insulator 132 is provided on the upper portion of the first insulating member 122a.
  • the third insulator 132 is in contact with the upper part of the first insulating member 122a and at least a part of the inside of the metal sheath 115, and is provided inside the metal sheath 115 without protruding from the upper part of the metal sheath 115.
  • the third insulator 132 is sometimes called a sealant, an adhesive, or the like.
  • the third insulator 132 connects the first insulating member 122a and the first insulating member 122b.
  • the third insulator 132 prevents the intrusion of moisture such as moisture and solvent into the sheath heater 110, and suppresses expansion and deterioration of the first insulator 116.
  • a first insulating member 122b is provided on the upper portion of the third insulating body 132.
  • the first insulating member 122b is provided so as to be in contact with the upper portion of the third insulator 132 and at least a part of the inside of the metal sheath 115 and project from the upper portion of the metal sheath 115. Since the first insulating member 122b has the same configuration as the first insulating member 122, detailed description here will be omitted.
  • Step 30 S30
  • step 35 S35
  • step 37 S37
  • step 39 S39
  • step 41 S41
  • step 43 S43
  • both ends of the heater wire 118 taken out from one end of the metal sheath 115 are inserted into the first insulating member 122a. Specifically, one of both ends of the heater wire 118 is inserted into the first through hole 123a included in the first insulating member 122, and the other end of the heater wire 118 is inserted into the first through hole 123a. It is inserted into the second through hole 123b included in the insulating member 122. The first insulating member 122 through which both ends of the heater wire 118 are inserted is fitted into the metal sheath 115 surrounding the first insulator 116 and the heater wire 118.
  • the first insulating member 122 Since the outer diameter of the metal sheath 115 and the outer diameter of the first insulating member 122 are substantially the same or the same diameter, the first insulating member 122 is fixed to the metal sheath 115 surrounding the heater wire 118 by step 31. can do.
  • the first insulating member 122 uses a ceramic-based insulating tube having two through holes.
  • the third insulator 132 is applied so as to be in contact with a part of the inner wall of the metal sheath 115 and the first insulating member 122a.
  • the third insulator 132 the same material as that of the second insulator 136 can be used.
  • the third insulator 132 is formed by using, for example, a fluorine-based adhesive.
  • step 33 (S33) of FIGS. 4D and 5 both ends of the heater wire 118 taken out from one end of the metal sheath 115 are inserted into the first insulating member 122b. Since the description of step 33 (S33) of FIGS. 4D and 5 is the same as the description of replacing the first insulating member 122 described in step 33 (33) of FIG. 3 with the first insulating member 122b. Detailed description here will be omitted.
  • the first insulating member 122 becomes two members, the first insulating member 122a and the first insulating member 122b, and the third insulating member 132 is the third member. It is provided between the insulating member 122a of 1 and the insulating member 122b of the first.
  • the third insulator 132 is an adhesive or a sealing agent like the second insulator 136, and contains an organic resin.
  • the bending force can be alleviated at least in the vicinity of the second insulator 136, in the vicinity of the third insulator 132, or in two steps. Therefore, in the sheath heater according to the embodiment of the present invention, by having the above-described configuration, it is possible to prevent the sheath heater 110 having a reduced diameter from being damaged and the heating wire in the sheath heater 110 having a reduced diameter from being broken. A highly reliable sheath heater can be provided.
  • stage 100 according to one embodiment of the present invention will be described.
  • the description of the same or similar configuration as that of the first embodiment may be omitted.
  • FIGS. 6A and 6B A perspective view and a top view of the stage 100 are shown in FIGS. 6A and 6B, respectively.
  • Cross-sectional views along the chain lines A1 and A2 of FIG. 6B are shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the stage 100 has a first support plate 102, a second support plate 104, a shaft 108, and at least one sheath heater 110.
  • 6A to 7B show an example in which two sheath heaters, a first sheath heater 110a and a second sheath heater 110b, are provided.
  • the first support plate 102 is not shown in FIG. 6B
  • the sheath heater 110 is not shown in FIG. 7B.
  • the first support plate 102 is configured so that its upper surface is flat in order to arrange a semiconductor substrate containing silicon or a compound semiconductor, an insulating substrate containing an insulator such as quartz or glass, or the like on the semiconductor substrate.
  • the first support plate contains a metal, and the metal is selected from metals having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and 430 W / mK or less.
  • the metal preferably has a coefficient of thermal expansion of 5 ⁇ 10 -6 / K or more and 25 ⁇ 10 -6 / K or less. Specific metals satisfying such characteristics include metals such as titanium, aluminum, and stainless steel.
  • an electrostatic chuck for fixing the substrate a through hole for supplying a gas having high thermal conductivity such as helium between the substrate and the stage 100, or a through hole on the first support plate 102, or A ring flow path for circulating the liquid medium may be provided.
  • the second support plate 104 is provided below the first support plate 102.
  • the second support plate 104 also contains metals that can be used in the first support plate 102.
  • the metal contained in the second support plate 104 and the metal contained in the first support plate 102 may be the same or different. If they are different, each metal may be selected so that the difference in the coefficient of thermal expansion of the metals contained in the first support plate 102 and the second support plate 104 is 10 ⁇ 10 -6 / K or less. it can. As a result, deformation due to thermal expansion can be suppressed, and a highly reliable stage 100 can be provided.
  • the upper surface 104-3 of the second support plate 104 is joined to the first support plate 102.
  • the joining of the first support plate 102 and the second support plate 104 can be performed by welding, screwing, or brazing. Alloys containing silver, copper, and zinc, alloys containing copper and zinc, copper containing trace amounts of phosphorus, aluminum and its alloys, alloys containing titanium, copper, and nickel, titanium, zirconium are used in brazing. , And alloys containing copper, alloys containing titanium, zirconium, copper, and nickel, and the like.
  • the stage 100 may further have a third support plate (not shown).
  • the third support plate which is an arbitrary configuration, is arranged under the second support plate 104.
  • the third support plate includes a configuration similar to that of the first support plate 102 or the second support plate 104.
  • the third support plate is joined to the lower surface 104-4 of the second support plate 104. Similar to the joining of the first support plate 102 and the second support plate 104, the joining of the third support plate and the second support plate 104 can be performed by welding, screwing, brazing, or the like.
  • the shaft 108 is provided to support the first support plate 102 and the second support plate 104. It has a hollow structure for storing the lead wire 112 for supplying electric power to the heater wire 118 of the sheath heater 110, which will be described later.
  • wiring for supplying electric power to the electrostatic chuck is also arranged in the shaft 108.
  • the shaft 108 may be connected to a rotation mechanism. By connecting the shaft 108 to the rotation mechanism, the stage 100 can be rotated about the long axis of the shaft 108.
  • the shaft 108 is joined to the second support plate 104 by welding, screwing, brazing, or the like.
  • the shaft 108 is joined to the third support plate and also supports the third support plate.
  • the configuration described in the first embodiment can be applied to the sheath heater 110.
  • the sheath heater 110 has a function of generating heat when energized.
  • the sheath heater 110 is provided to heat the second support plate 104 and the first support plate 102. As a result, the substrate installed on the stage 100 is heated.
  • a groove (first groove 120) is provided on the upper surface 104-3 of the second support plate 104 (FIG. 7B), and the first sheath heater 110a and the second sheath heater 110b are arranged in the first groove 120.
  • the first support plate 102 has a flat lower surface, and no groove is provided on the lower surface. Therefore, the depth of the first groove 120 is the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110. Specifically, the depth of the first groove 120 is greater than 100% of the outer diameter of the sheath heater 110 and 150% or less, greater than 100% and 120% or less, or greater than 100% and 110% or less. Just do it.
  • the first groove 120 is formed so as to exist in the upper surface 104-3 at a uniform density.
  • the first end T1 of the first sheath heater 110a is located within the region 109 where the first support plate 102 and the second support plate 104 overlap the shaft 108 (the region represented by the chain line circle in FIG. 6B). To do.
  • the first sheath heater 110a bent at the first end T1 passes through the through hole 130 (FIG. 7B) formed in the second support plate 104, extends into the shaft 108, and further extends the lead wire 112, It is connected to a heater power supply (not shown) via the terminal 114 (FIG. 6A).
  • the first end T2 of the second sheath heater 110b also has a region where the first support plate 102 and the second support plate 104 overlap the shaft 108 ( It is located within 109 (the region indicated by the chain line circle in FIG. 6B).
  • the second sheath heater 110b bent at the first end T2 passes through the through hole 130 (FIG. 7B) formed in the second support plate 104, extends into the shaft 108, and further extends the lead wire 112, It is connected to a heater power supply (not shown) via the terminal 114 (FIG. 6A).
  • the diameter of the conventional sheath heater is larger than the diameter of the sheath heater 110 provided in the stage 100 according to the embodiment of the present invention. Since the size of the shaft 108 included in the stage is limited, when a large number of conventional sheath heaters are used for the stage, it becomes difficult to arrange the ends of a large number of conventional sheath heaters in the region 109. As a result, the number of sheath heaters that can be placed is limited. Therefore, it is not possible to divide the upper surface of the stage into a plurality of segments and precisely control the temperature for each segment. Therefore, it becomes difficult to uniformly heat the substrate.
  • the diameter of the sheath heater 110 provided in the stage 100 according to the embodiment of the present invention is small. Therefore, even if a plurality of sheath heaters 110 are arranged on the stage 100, the ends of the large number of sheath heaters can be arranged in the region 109. Further, the degree of freedom in arranging a large number of sheath heaters 110 is high, and the upper surface of the stage can be divided into a plurality of segments, and the temperature can be precisely controlled for each segment. Therefore, it is possible to uniformly heat the substrate.
  • FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views taken along the chain lines A1 and A2 of FIG. 6B, similarly to FIG. 7A.
  • the description of the configuration that is the same as or similar to that of the first embodiment or the second embodiment may be omitted.
  • Modification 1 As shown in FIG. 8A, in the first modification, the groove (first groove 120) is not formed on the upper surface 104-3 of the second support plate 104, and the groove (second groove 120) is not formed on the lower surface of the first support plate 102. Groove 140) is formed. In the first modification, the sheath heater 110 is housed in the second groove 140. The depth of the second groove 140 is the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110. Specifically, the depth of the second groove 140 is greater than 100% and less than 150% of the outer diameter of the sheath heater 110, greater than 100% and less than 120%, or greater than 100% and less than 110%. Just do it.
  • the contact area between the sheath heater 110 and the first support plate 102 can be increased by making the depth of the second groove 140 the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110. Therefore, the heat energy generated by the sheath heater 110 can be efficiently transferred to the first support plate 102.
  • the depth of the second groove 140 is the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110 is illustrated, but the depth of the second groove 140 is not limited to this configuration.
  • the outer diameter of the sheath heater 110 and the depth of the second groove 140 may be different.
  • the first groove 120 is formed on the upper surface 104-3 of the second support plate 104, and the second groove 140 is formed on the lower surface of the first support plate 102.
  • the sum of the depth of the first groove 120 and the depth of the second groove 140 is the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110.
  • the sum of the depth of the first groove 120 and the depth of the second groove 140 is greater than 100% of the outer diameter of the sheath heater 110 and 150% or less, greater than 100% and 120% or less, or It may be larger than 100% and 110% or less.
  • the sum of the depth of the first groove 120 and the depth of the second groove 140 is the same as or substantially the same as the outer diameter of the sheath heater 110, so that the sheath heater 110 and the first support plate 102 and The contact area with the second support plate 104 can be increased. Therefore, the thermal energy generated by the sheath heater 110 can be efficiently transferred to the first support plate 102 and the second support plate 104.
  • the sum of the depth of the second groove 140 and the depth of the second groove 140 is not limited to this configuration.
  • the sum of the outer diameter of the sheath heater 110 and the depth of the first groove 120 and the depth of the second groove 140 may be different.
  • a stage 150 in which a plurality of independently driven sheath heaters 110 are arranged will be described.
  • the following aspects are an example of this embodiment, and there is no limitation on the number of sheath heaters 110 provided on the stage 100.
  • the description of the configuration that is the same as or similar to that of the first to third embodiments may be omitted.
  • FIG. 9 shows a top view of the stage 150.
  • the first support plate 102 is not shown in FIG.
  • each of the four sheath heaters (first sheath heater 110a, second sheath heater 110b, third sheath heater 110c, and fourth sheath heater 110d) is within one quadrant in the stage 150. Is placed in. That is, four sheath heaters (first sheath heater 110a, second sheath heater 110b, third sheath heater 110c, and fourth sheath heater 110d) are arranged symmetrically on the stage 150. In the example shown in FIG. 9, the first sheath heater 110a to the fourth sheath heater 110d having arcs having different radii are arranged.
  • the first sheath heater 110a to the fourth sheath heater 110d have the same shape, and one of the first sheath heater 110a to the fourth sheath heater 110d is 90 ° on an axis passing through the center of the second support plate 104. When rotated, it can be placed so that it overlaps with the other one.
  • the layout as described above since the diameters of the plurality of sheath heaters 110 provided in the stage 150 according to the embodiment of the present invention are small, the ends of the plurality of sheath heaters 110 should be arranged in the region 109. Can be done. Further, by adopting the layout as described above, a plurality of sheath heaters 110 having high symmetry can be arranged at a high density on the second support plate 104. Therefore, it is possible to control the temperature of the substrate more uniformly and precisely.
  • FIG. 10A a cross-sectional view of a single-terminal sheath heater 110 provided with a band-shaped heater wire 118 is shown in FIG. 10A).
  • FIG. 10B is a diagram showing a cross section along the chain lines G1 and G2 perpendicular to the long axis.
  • FIG. 11A shows a cross-sectional view of a single-terminal sheath heater 110 provided with a strip-shaped heater wire 118 having a spiral structure.
  • FIG. 11B is a diagram showing a cross section along the chain lines H1 and H2 perpendicular to the long axis.
  • FIG. 12A shows a cross-sectional view of a single-terminal sheath heater 110 provided with a band-shaped heater wire 118 having a double helix structure.
  • FIG. 12B is a diagram showing a cross section along the chain lines J1 and J2 perpendicular to the long axis.
  • the sheath heater 110 shown in FIG. 10A is different from the sheath heater 110 shown in the first embodiment in that the band-shaped heater wire 118 is folded in the metal sheath 115 and both ends thereof are taken out from one end of the metal sheath 115.
  • the cross-sectional shape of the sheath heater 110 illustrated in FIG. 10A is quadrangular, and a strip-shaped heater wire 118 is provided. As shown in FIG. 11A, the heater wire 118 may be twisted in the metal sheath 115, and the folded portion from one end and the folded portion from the other end may independently form a spiral structure.
  • the spiral pitch L1 is 1.0 mm or more and 3.0 mm or less, 1.0 mm or more and 2.5 mm or less, or 1.0 mm or more and 2.0 mm or less. Is adjusted.
  • the length of the heater wire 118 per unit of the metal sheath 115 can be increased, and the resistance value of the sheath heater 110 can be increased. Further, since the heater wire 118 can be provided with a spring property, deformation of the heater wire 118 and disconnection during thermal expansion are suppressed. Therefore, for example, even if the difference in thermal expansion coefficient between the metal sheath 115 and the heater wire 118 is large, it is possible to provide the sheath heater 110 with improved reliability.
  • the normal of the heater wire 118 is substantially perpendicular to the direction in which the metal sheath 115 extends. Further, in the two portions of the heater wire 118 facing each other, the surfaces of the heater wire 118 are substantially parallel. Further, by making the winding direction of the spiral structure the same and the pitch L1 of the spiral structure substantially the same, the distance between the two portions of the heater wire 118 facing each other (the folded portion from one end of the heater wire 118 and the folded portion). The distance (distance from the other end to the folded portion) g4 can be kept constant, and as a result, a short circuit of the heater wire 118 can be prevented. However, in the two portions of the heater wire 118 facing each other, the winding direction of the spiral or the pitch L1 may be different from each other.
  • the two portions of the heater wire 118 facing each other may form the heater wire 118 so as to have a double helix structure.
  • the heater wire 118 is configured so that the pitch L2 of the spiral structure of the heater wire 118 is 1.0 mm or more and 6.0 mm or less, 1.0 mm or more and 2.5 mm or less, or 1.0 mm or more and 2.0 mm or less. be able to.
  • the width d11 of the heater wire 118 can be selected from the range of 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, and the thickness d12 can be selected from the range of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less. be able to.
  • the inner diameter d2 of the metal sheath 115 is selected from the range of 3.0 mm or more and 4.0 mm or less, the thickness d4 is selected from the range of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and the outer diameter d3 is selected from the range of 3.0 mm or more and 6.0 mm or less. can do.
  • the distance g3 between the heater wire 118 and the metal sheath 115 can be selected from the range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, or 0.4 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the distance g4 between the folded portion from one end of the heater wire 118 and the folded portion from the other end is selected from the range of 0.3 mm or more and 2.0 mm or less, or 0.4 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the sheath heater 110 can be formed thin. Therefore, the sheath heater 110 can be arranged at a high density on the stage 100. Therefore, the temperature distribution of the substrate can be further reduced. Further, it is possible to secure the insulation between the metal sheath 115 and the heater wire 118 and prevent the heater wire 118 from being short-circuited.
  • the shape of the cross section perpendicular to the long axis of the sheath heater 110 may be a circular shape as shown in FIG. 1B, or a polygonal shape or an elliptical shape (not shown).
  • the cross-sectional shape is circular, the force required for deformation does not depend on the bending direction, so that the sheath heater 110 can be easily bent in any direction. Therefore, the sheath heater 110 can be easily arranged in the grooves formed in the first support plate 102 and the second support plate 104 shown in FIGS. 6B to 9.
  • the film forming apparatus and the film processing apparatus including the stage 100 or the stage 150 described above will be described.
  • a film forming apparatus and a film processing apparatus provided with a stage 100 will be described as an example. Descriptions of the same and similar configurations as those of the first to fifth embodiments may be omitted.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of an etching device 200, which is one of the film processing devices.
  • the etching apparatus 200 can perform dry etching on various films.
  • the etching apparatus 200 has a chamber 202.
  • the chamber 202 provides a space for etching a film such as a conductor, an insulator, or a semiconductor formed on a substrate.
  • An exhaust device 204 is connected to the chamber 202, whereby the inside of the chamber 202 can be set to a decompressed atmosphere.
  • An introduction pipe 206 for further introducing the reaction gas is provided in the chamber 202, and the reaction gas for etching is introduced into the chamber via the valve 208.
  • the reaction gas include carbon tetrafluoride (CF 4 ), octafluorocyclobutane (c C 4 F 8 ), decafluorocyclopentane (c C 5 F 10 ), hexafluorobutadiene (C 4 F 6 ), and the like. Fluorine-containing organic compounds can be mentioned.
  • a microwave source 212 can be provided on the upper part of the chamber 202 via a waveguide 210.
  • the microwave source 212 has an antenna for supplying microwaves and the like, and outputs high-frequency microwaves such as 2.45 GHz microwaves and 13.56 MHz radio waves (RF).
  • the microwave generated in the microwave source 212 propagates to the upper part of the chamber 202 by the waveguide 210 and is introduced into the chamber 202 through the window 214 containing quartz, ceramic, or the like.
  • the reaction gas is turned into plasma by microwaves, and the etching of the film proceeds by the electrons, ions, and radicals contained in the plasma.
  • the stage 100 Since the substrate is installed in the lower part of the chamber 202, the stage 100 according to the embodiment of the present invention is provided.
  • the substrate is installed on the stage 100.
  • a power supply 224 is connected to the stage 100, high-frequency power is applied to the stage 100, and an electric field due to microwaves is formed in a direction perpendicular to the surface of the stage 100 and the surface of the substrate.
  • Further magnets 216, 218, and 220 can be provided on the top and sides of the chamber 202.
  • the magnet 216, the magnet 218, and the magnet 220 may be a permanent magnet or an electromagnet having an electromagnetic coil.
  • the magnet 216, magnet 218, and magnet 220 create a magnetic field component parallel to the stage 100 and the substrate surface, and in cooperation with the electric field generated by microwaves, the electrons in the plasma receive Lorentz force and resonate, and the stage 100 and It is bound to the surface of the substrate. As a result, high-density plasma can be generated on the substrate surface.
  • a heater power supply 230 for controlling the sheath heater 110 provided on the stage 100 is further connected to the stage 100. Further, as an arbitrary configuration, the stage 100 rotates a power supply 226 for an electrostatic chuck for fixing the substrate to the stage 100, a temperature controller 228 for controlling the temperature of the medium recirculated inside the stage 100, and the stage 100. A rotation control device (not shown) for causing the rotation may be connected.
  • the stage 100 according to the embodiment of the present invention is used for the etching apparatus 200.
  • the substrate can be heated uniformly and the heating temperature can be precisely controlled. Therefore, the etching apparatus 200 makes it possible to uniformly etch various films provided on the substrate.
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view of a CVD device 300, which is one of the film forming devices.
  • the CVD apparatus 300 has a chamber 302.
  • the CVD apparatus 300 provides a place where the reaction gas is chemically reacted to chemically form various films on the substrate.
  • An exhaust device 304 is connected to the chamber 302, and the pressure in the chamber 302 can be reduced.
  • An introduction pipe 306 for introducing the reaction gas is further provided in the chamber 302, and the reaction gas for film formation is introduced into the chamber 302 via the valve 308.
  • the reaction gas various gases can be used depending on the membrane to be produced.
  • the gas may be a liquid at room temperature.
  • a thin film such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride can be formed by using silane, dichlorosilane, tetraethoxysilane, or the like.
  • tungsten fluoride, trimethylaluminum, or the like a metal thin film such as tungsten or aluminum can be formed.
  • a microwave source 312 may be provided above the chamber 302 via a waveguide 310.
  • the microwave generated at the microwave source 312 is introduced into the chamber 302 by the waveguide 310.
  • the reaction gas is turned into plasma by microwaves, the chemical reaction of the gas is promoted by various active species contained in the plasma, and the product obtained by the chemical reaction is deposited on the substrate to form a thin film.
  • a magnet 344 for increasing the density of plasma can be provided in the chamber 302.
  • the stage 100 described in the first embodiment is provided in the lower part of the chamber 302, and the thin film can be deposited while the substrate is placed on the stage 100.
  • a magnet 316 and a magnet 318 may be further provided on the side surface of the chamber 302.
  • a heater power supply 330 that controls the sheath heater 110 provided on the stage 100 is further connected to the stage 100. Further, in the stage 100, as an arbitrary configuration, a power supply 324 for supplying high frequency power to the stage 100, a power supply 326 for an electrostatic chuck, a temperature controller 328 for controlling the temperature of a medium recirculated inside the stage 100, and a stage. A rotation control device (not shown) for rotating the 100 may be connected.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional view of a sputtering device 400, which is one of the film forming devices.
  • the sputtering apparatus 400 has a chamber 402.
  • the sputtering apparatus 400 provides a field for colliding a high-speed ion with a target and depositing a target atom generated at that time on a substrate.
  • An exhaust device 404 for reducing the pressure inside the chamber 402 is connected to the chamber 402.
  • the chamber 402 is provided with an introduction pipe 406 and a valve 408 for introducing a sputter gas such as argon into the chamber 402.
  • a target stage 410 that holds a target containing a material to be formed and functions as a cathode is provided in the lower part of the chamber 402, and a target 412 is installed on the target stage 410.
  • a high frequency power supply 414 is connected to the target stage 410, and plasma can be generated in the chamber 402 by the high frequency power supply 414.
  • the stage 100 described in the first embodiment can be provided on the upper part of the chamber 402. In this case, the formation of the thin film proceeds with the substrate placed under the stage 100. Similar to the etching apparatus 200 and the CVD apparatus 300, the heater power supply 430 is connected to the stage 100. Further, a power supply 424 for supplying high-frequency power to the stage 100, a power supply 426 for an electrostatic chuck, a temperature controller 428, and a rotation control device (not shown) for rotating the stage 100 are connected to the stage 100. May be good.
  • the present embodiment a configuration in which the stage 100 is installed above the chamber 402 and the target stage 410 is installed below the chamber 402 is exemplified, but the present embodiment is not limited to this configuration, and the target 412 is above the stage 100.
  • the sputtering apparatus 400 may be configured so as to be located at.
  • the stage 100 may be installed so that the main surface of the substrate is arranged perpendicular to the horizontal plane, and the target stage 410 may be provided so as to face the stage 100.
  • FIG. 16 shows a cross-sectional view of a vapor deposition apparatus 500, which is one of the film-forming apparatus.
  • the vapor deposition apparatus 500 has a chamber 502.
  • the vapor deposition apparatus 500 provides a space for evaporating the material in the vapor deposition source 510 and depositing the evaporated material on the substrate.
  • An exhaust device 504 for creating a high vacuum inside the chamber 502 is connected to the chamber 502.
  • the chamber 502 is provided with an introduction pipe 506 for returning the chamber 502 to atmospheric pressure, and an inert gas such as nitrogen or argon is introduced into the chamber 502 via a valve 508.
  • a stage 100 can be provided on the upper part of the chamber 502. Material deposition proceeds with the substrate placed under stage 100. Similar to the etching apparatus 200, the CVD apparatus 300, and the sputtering apparatus 400, a heater power supply 528 is further connected to the stage 100. Further, as an arbitrary configuration, a power supply 524 for the electrostatic chuck, a temperature controller 526, and a rotation control device 530 for rotating the stage 100 may be connected to the stage 100.
  • the stage 100 may further have a mask holder 516 for fixing the metal mask between the substrate and the deposition source 510. As a result, the metal mask can be arranged in the vicinity of the substrate so that the opening of the metal mask overlaps the region where the material is deposited.
  • the thin-film deposition source 510 is provided on the lower side of the chamber, and the material to be deposited is filled in the thin-film deposition source 510.
  • the vapor deposition source 510 is provided with a heater for heating the material, and the heater is controlled by the control device 512.
  • Evacuation is started by creating a high vacuum in the chamber 502 using the exhaust device 504 and heating the vapor deposition source 510 to vaporize the material. By opening the shutter 514 when the vapor deposition rate becomes constant, deposition of the material is started on the substrate.
  • the stage according to the embodiment of the present invention is used for the film forming apparatus such as the CVD apparatus 300, the sputtering apparatus 400, or the vapor deposition apparatus 500 of the present embodiment.
  • the substrate can be heated uniformly and the heating temperature can be precisely controlled. Therefore, by using these film forming devices, it is possible to uniformly form various films having controlled characteristics on the substrate.
  • 100 Stage, 102: First support plate, 104: Second support plate, 104-3: Top surface, 104-4: Bottom surface, 108: Shaft, 109: Region, 110: Sheath heater, 110a: First sheath heater , 110b: 2nd sheath heater, 110c: 3rd sheath heater, 110d: 4th sheath heater, 112: lead wire, 114: terminal, 115: metal sheath, 116: first insulator, 118: heater wire, 120 : 1st groove, 122: 1st insulating member, 122a: 1st insulating member, 125: projecting portion, 122b: 1st insulating member, 123: 1st through hole, 123a: 1st through hole , 123b: 2nd through hole, 124: lid-like member, 124a: 1st hole, 124b: 2nd hole, 128: 2nd insulating member, 128a: 2nd insulating member, 128b: 2nd

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Abstract

ヒータであって、折りたたまれたヒータ線、ヒータ線に設けられた第1の絶縁体、第1の絶縁体の少なくとも一部に接するように設けられた金属シース、金属シースの第1の端部から取り出されたヒータ線の一方の少なくとも一部に平行に配置された第1の絶縁部材、第1の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置され、金属シースの第1の端部から取り出されたヒータ線の他方の少なくとも一部に平行に配置された第2の絶縁部材、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に接する第2の絶縁体、および、第1の絶縁部材の一部を覆い、第2の絶縁体を介して、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に接し、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置される蓋状部材を有する。

Description

ヒータ、およびステージ
 本発明の実施形態は、ヒータ、およびヒータを備えたステージに関する。
 半導体デバイスはほぼ全ての電子機器に搭載されており、電子機器の機能に対して重要な役割を担っている。半導体デバイスは、シリコンなどが有する半導体特性を利用したデバイスである。半導体デバイスは、半導体膜、絶縁膜、および導電膜を基板上に積層し、これらの膜がパターニングされることによって構成される。これらの膜は、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長(CVD)法、または基板の化学反応などを利用して積層され、フォトリソグラフィープロセスによってこれらの膜がパターニングされる。フォトリソグラフィープロセスは、パターニングに供される膜上へのレジスト膜の形成、レジスト膜の露光、現像によるレジストマスクの形成、エッチングによる膜の部分的除去、およびレジストマスクの除去を含む。
 上述した膜の特性は、膜を形成する条件、またはパターニングの条件によって大きく左右される。前記条件の一つが基板の温度である。多くの場合、基板の温度は、基板を設置するための載置台(以下、ステージと記す)の温度を調節することによって制御される。基板を加熱し基板内における温度分布を均一に抑制するため、ステージを加熱するヒータの一つがシースヒータである。例えば特許文献1には、金属シース内に電熱線(ヒータ線)が配置されたシースヒータを複数備えたステージが開示されている。
特開2009-91660号公報
 基板内における温度分布の均一性を向上させるためには、ヒータを高密度に備えたステージが必要となる。また、ステージ上に、ヒータを高密度に備えるためには、ヒータの細径化が課題である。さらに、ヒータの細径化に伴い、ヒータの破損、ヒータ内の発熱線の断線などが起こらないような、細径化されたヒータの信頼性の向上が課題である。
 したがって、本発明の実施形態の課題の一つは、信頼性を向上し細径化されたシースヒータを提供することである。また、基板の温度を精密に制御するためのヒータを備えたステージを提供することである。
 本発明の実施形態の一つは、ヒータであって、折りたたまれたヒータ線、ヒータ線に設けられた第1の絶縁体、第1の絶縁体の少なくとも一部に接するように設けられた金属シース、金属シースの第1の端部から取り出されたヒータ線の一方の少なくとも一部に平行に配置された第1の絶縁部材、第1の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置され、金属シースの第1の端部から取り出されたヒータ線の他方の少なくとも一部に平行に配置された第2の絶縁部材、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に接する第2の絶縁体、および、第1の絶縁部材の一部を覆い、第2の絶縁体を介して、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に接し、金属シース、第1の絶縁部材および第2の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置される蓋状部材、を有する。
 別の態様において、蓋状部材は、凹部を有し、所定の厚みを有する一つの部材から構成されてもよい。
 別の態様において、蓋状部材の内径は、第1の絶縁部材の外径と略同一であり、蓋状部材の外径は、金属シースの外径と略同一であってもよい。
 別の態様において、金属シースの内径と第1の絶縁部材の外径とは略同一であり、第1の絶縁部材は前記金属シースに挿通されてもよい。
 別の態様において、第1の絶縁部材は突出部を有し、蓋状部材は第2の絶縁体を介して突出部に嵌ってもよい。
 別の態様において、突出部は、金属シースが設けられている方向とは反対の方向に突出してもよい。
 別の態様において、第1の絶縁部材は貫通孔を有し、第2の絶縁部材は、貫通孔に挿通されてもよい。
 別の態様において、貫通孔の孔径は第1の絶縁部材の上部と下部において異なってもよい。
 別の態様において、貫通孔の断面は、異なる孔径の接続部分において階段状であり、第2の絶縁部材は、接続部分まで挿通されてもよい。
 別の態様において、ヒータ線は帯状であってもよい。
 別の態様において、ヒータ線はらせん構造を有してもよい。
 別の態様において、ヒータ線は、二重らせん構造を有してもよい。
 別の態様において、2の絶縁体は、封止剤または接着剤であってもよい。
 別の態様において、金属シースはアルミニウムを含んでもよい。
 別の態様において、金属シースの外径は3.0mm以上6.0mm以下であってもよい。
 別の態様において、蓋状部材はアルミニウムを含んでもよい。
 別の態様において、蓋状部材の外径は3.0mm以上6.0mm以下であってもよい。
本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を説明するためのフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成およびヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成およびヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成およびヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成およびヒータの作製方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの作製方法を説明するためのフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および上面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す斜視図および上面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るヒータの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るステージを備える膜加工装置の断面模式図。 本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。 本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。 本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。
 以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照し説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
 図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、上方又は下方はそれぞれヒータユニットの使用時(基板載置時)における向きを示す。
 本明細書および図面において、同一、または類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、さらに小文字のアルファベットを添えて表記する。一つの構成のうちの複数の部分をそれぞれ区別して表記する際には、同一の符号を用い、さらにハイフンと自然数を用いる。
1.第1実施形態
 本実施形態では、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110に関して説明する。
1-1.シースヒータの構成
 シースヒータ110の断面図を図1A乃至図1Fに示す。図1Aはシースヒータ110の構成を示す断面図である。図1Bは鎖線B1とB2に沿った構成を示す断面図である。図1Cは鎖線C1とC2に沿った構成を示す断面図である。図1Dは鎖線D1とD2に沿った構成を示す断面図である。図1Eは鎖線E1とE2に沿った構成を示す断面図である。図1Fは鎖線F1とF2に沿った構成を示す断面図である。
 シースヒータ110は、通電することで発熱する機能を有する。シースヒータ110は、ステージ100(図6A参照)が有する第2の支持プレート104(図6A参照)、および第1の支持プレート102(図6A参照)を加熱するために設けられる。これにより、ステージ100上に設置される基板を加熱することができる。
 図1Aに示すように、シースヒータ110は、金属シース115、ヒータ線118、第1の絶縁体116、第2の絶縁体136、第1の絶縁部材122、蓋状部材124、第2の絶縁部材128、一対のリード線112、および一対の端子114を含む。図1Aにおいては、所謂、片端子型のシースヒータ110を例示している。本明細書等においては、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110の構成を、片端子型のシースヒータ110を例に説明するが、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110と同様の構成を、両端子型のシースヒータに適用してもよい。なお、図1A断面において、右側を上部、左側を下部と呼ぶ。
 金属シース115は、第1の端部(閉鎖端)が閉じられ、第2の端部(開放端)が解放された円筒形を有する。本明細書等において、金属シース115の先端の形状は、半円形状である例を示すが、この例に限定されない。例えば、金属シース115の先端の形状は、平面形状であってもよいし、円錐形状であってもよい。シースヒータ110の発熱によって、後述する第2の支持プレート104(図6A参照)、および第1の支持プレート102(図6A参照)を加熱することが可能な形状であればよい。
 ヒータ線118は金属シース115内で折りたたまれ、金属シース115の円筒軸方向に往復するように配置され、その両端が金属シース115の第2の端部(開放端)から取り出される。すなわち、1つのヒータ線118が金属シース115の円筒軸方向の大部分において2軸(2芯)となるよう配置され、2軸のうちの一方と一方の端子と2軸のうちの他方と他方の端子とが金属シース115の第2の端部(開放端)から取り出される。また、1つのヒータ線118の2軸のうちの一方と2軸のうちの他方とが金属シース115の円筒軸方向に対して略平行または平行となるよう配置される。1つのヒータ線118の2軸のうちの一方の少なくとも一部と2軸のうちの他方の少なくとも一部とが金属シース115の円筒軸方向に対して略平行または平行となるよう配置されてもよい。さらに、ヒータ線118は金属シース115内に間隙をもって配置される。なお、ヒータ線118は、発熱線および非発熱線を含む。
 ヒータ線118と金属シース115とは間隙に設けられる第1の絶縁体116によって絶縁される。すなわち、ヒータ線118は第1の絶縁体116に囲まれ、第1の絶縁体116は金属シース115に囲まれる。また、第1の絶縁体116は、金属シース115の第2の端部(開放端)と第1の端部(閉鎖端)の間であって、第2の端部(開放端)近傍までの金属シース115内を満たすように設けられる。第1の絶縁体116は、金属シース115の少なくとも一部に接するように設けられてもよいし、ヒータ線118の少なくとも一部に接するように設けられてもよいし、金属シース115に接することなくヒータ線118と金属シース115とを絶縁するように設けられてもよいし、ヒータ線118に接することなくヒータ線118と金属シース115とを絶縁するように設けられてもよい。すなわち、第1の絶縁体116は、ヒータ線118と金属シース115とを絶縁するように設けられれば良い。
 第1の絶縁体116の上部には、第1の絶縁部材122が設けられる。第1の絶縁部材122は、第1の絶縁体116の上部および金属シース115の内側の少なくとも一部に接し、金属シース115の上部から突出するように設けられる。第1の絶縁部材122は、少なくとも第1の貫通孔123aと第2の貫通孔123bとを有する。金属シース115の第2の端部(開放端)から取り出されたヒータ線118の両端の一方が第1の貫通孔123aに挿通され、もう一方が第2の貫通孔123bに挿通される。よって、ヒータ線118の両端は、第1の絶縁部材122に対して、第1の絶縁体116が配置されている側から挿通され、第1の絶縁体116が配置されていない側から取り出される。ここで、第1の貫通孔123aの少なくとも一部と第2の貫通孔123bの少なくとも一部とは、金属シース115の円筒軸に対して略平行または平行に設けられてもよい。また、第1の貫通孔123aと第2の貫通孔123bとに挿通されるヒータ線118の少なくとも一部も金属シース115の円筒軸に対して略平行または平行に設けられてもよい。さらに、第1の貫通孔123aの少なくとも一部と第2の貫通孔123bの少なくとも一部とは、第1の貫通孔123aと第2の貫通孔123bとに挿通されるヒータ線118の少なくとも一部に対して略平行または平行に設けられてもよい。第1の絶縁部材122は、保護管、絶縁管などと呼ばれることもある。
 ここで、第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bにおいて、第1の絶縁部材122の上部側の孔径と、第1の絶縁部材122の下部側の孔径とは異なる。例えば、図1Aに示されるように、第1の絶縁部材122の上部側の孔径は、第1の絶縁部材122の下部側の孔径よりも大きい。すなわち、第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bは、第1の絶縁部材122の第1の絶縁体116と接する側から所定の長さまで第1の絶縁部材122の下部側の孔径で形成され、所定の長さから第1の絶縁部材122の上部側まで第1の絶縁部材122の上部側の孔径で形成される。よって、図1Aに示されるように、断面において、第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bは、階段状を有する。第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bにおいて、第1の絶縁部材122の上部側の孔径が第1の絶縁部材122の下部側の孔径よりも大きいことによって、第1の貫通孔123aは、後述する第2の絶縁部材128を、前記階段状の部分で止めるストッパとなる。
 第1の絶縁部材122の上部において、二つの第2の絶縁部材128の一方が第1の貫通孔123aに挿通され、第1の貫通孔123aの階段状の部分に接するように設けられる。二つの第2の絶縁部材128のもう一方が第2の貫通孔123bに挿通され、階段状の部分に接するように設けられる。第2の絶縁部材128は貫通孔を有する。第1の絶縁部材122の第1の貫通孔から取り出されたヒータ線118の両端の一方が、二つの第2の絶縁部材128の一方に挿通され、第1の絶縁部材122の第1の貫通孔から取り出されたヒータ線118の両端のもう一方が、二つの第2の絶縁部材128のもう一方に挿通される。よって、ヒータ線118の両端は、二つの第2の絶縁部材128に対して、第1の絶縁部材122が配置されている側から挿通され、第1の絶縁部材122が配置されていない側から取り出される。ここで、二つの第2の絶縁部材128は、金属シース115の円筒軸に対して略平行または平行に設けられてもよく、二つの第2の絶縁部材128の一部が金属シース115の円筒軸に対して略平行または平行に設けられてもよい。また、二つの第2の絶縁部材128に挿通されるヒータ線118も金属シース115の円筒軸に対して略平行に設けられてもよく、ヒータ線118の一部が、金属シース115の円筒軸に対して略平行または平行に設けられてもよい。また、第2の絶縁部材128の外径は、第1の絶縁部材122の外径よりも小さく、第1の絶縁部材122が有する第1の貫通孔123aの上部の孔径および第2の貫通孔123bの孔径と同等であることが好ましい。さらに、第2の絶縁部材128の長さは、蓋状部材124設けられる位置よりも突出する長さである。
 第2の絶縁体136が、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、蓋状部材124の内側の一部、および第2の絶縁部材128の一部に接するように設けられる。第2の絶縁体136によって、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、蓋状部材124の内側の一部、および第2の絶縁部材128は接続される。第2の絶縁体136は、蓋状部材124と金属シース115を接続する側と反対側の蓋状部材124よりも突出するように設けられてもよい。第2の絶縁体136は封止剤、接着剤などと呼ばれることもある。第2の絶縁体136は、シースヒータ110内部への水分、溶媒などの湿気の侵入を防止し、第1の絶縁体116の膨張、劣化を抑制する。
 蓋状部材124は、第2の絶縁体136を介して、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、および第2の絶縁部材128と接続される。蓋状部材124は、内側に凹んだ構造を有する。蓋状部材124の凹んだ部分は、少なくとも二つの孔を有する。本発明の一実施形態に係るシースヒータ110において、例えば、蓋状部材124の凹んだ部分は二つの孔を有する、二つの孔は、第1の孔124aおよび第2の孔124bである。二つの第2の絶縁部材128の一方が、第1の孔124aに挿通され、二つの第2の絶縁部材128のもう一方が第2の孔124bに挿通される。また、第1の孔124aおよび第2の孔124bの孔径は、第2の絶縁部材128の外径よりも大きく、第1の絶縁部材122が有する第1の貫通孔123aの上部の孔径および第2の貫通孔123bの孔径と同等であることが好ましい。また、蓋状部材124は、金属シース115、第1の絶縁部材122、および第2の絶縁部材128の少なくとも一部に平行に配置される。
 また、蓋状部材124は、凹んだ部分を有し、所定の厚みを有するような一つの部材から構成されることによって、蓋状部材124の外径は、金属シース115の外径と同じ径、または略同じ径にできる。よって、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110は、二つ以上の部材の太さをおおよそ揃えることによって、一様または略一様の外径(太さ)にすることができる。
 ヒータ線118の両端には、一対のリード線112が接続される。リード線112には、一対の端子114が接続される。なお、リード線112を介さずに、ヒータ線118の両端に一対の端子114が接続されてもよい。
 図1B、図1C、図1D、図1E、および図1Fに示されるように、ヒータ線118の外径をd1、金属シース115の内径および外径をそれぞれd2およびd3、金属シース115の厚みをd4、第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bの径をd5、鎖線D1とD2に沿った構成の断面における第2の絶縁体136の径をd6、第2の絶縁部材128aおよび第2の絶縁部材128bの外径をd7、鎖線E1とE2に沿った構成の断面における第2の絶縁体136の径をd8、蓋状部材124の外径をd9、鎖線F1とF2に沿った構成の断面における第2の絶縁体136の径をd10、ヒータ線118の間の距離をg1、ヒータ線118の外壁と金属シース115の内壁との距離をg2とする。また、第1の絶縁部材122の外径もd2である。さらに、金属シース115の外径d3、鎖線D1とD2に沿った構成の断面における第2の絶縁体136の径d6、および蓋状部材124の外径d9は同径または略同径である。鎖線E1とE2に沿った構成の断面における第2の絶縁体136の径d8は、蓋状部材124の内径でもある。また、蓋状部材124の所定の厚みは(d9-d8)/2であり、蓋状部材124の所定の厚み(d9-d8)/2は金属シース115の厚みよりも薄い。なお、図1B、図1C、図1D、図1E、および図1Fに示される図は、円筒軸と直交する断面を示す断面図である。ヒータ線118の外径d1は0.1mm以上2.0mm以下の範囲から選択できる。金属シース115の内径d2は3.0mm以上4.0mm以下の範囲から、金属シース115の外径d3は3.0mm以上6.0mm以下の範囲から、それぞれ選択することができる。金属シース115の厚みd4は0.5mm以上1.0mm以下の範囲から選択できる。金属シース115と、金属シース115内に配置されるそれぞれのヒータ線118との距離g1は0.3mm以上1.0mm以下、または0.4mm以上1.0mm以下の範囲から選択することができる。ヒータ線118の一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分との距離g2は0.3mm以上2.0mm以下、または0.4mm以上1.0mm以下の範囲から選択される。第2の絶縁部材128aおよび第2の絶縁部材128bの外径d7は、1.0mm以上4.5mm以下の範囲から選択することができる。
 ヒータ線118には、通電することでジュール熱を発生する導電体を用いることができる。具体的には、タングステン、タンタル、モリブデン、白金、ニッケル、クロム、およびコバルトから選択される金属、またはこれらの金属を含む合金などを使用することができる。合金としては、ニッケルとクロムの合金、ニッケル、クロム、およびコバルトを含む合金などが挙げられる。
 第1の絶縁体116はヒータ線118が金属シース115と接触してショートすることを防ぐために設けられる。第1の絶縁体116に使用される材料は、熱伝導率が10W/mK以上200W/mKの絶縁材料から選択することができる。このような材料を使用することで、ヒータ線118が発生する熱エネルギーを効率よく金属シース115へ伝えることができる。第1の絶縁体116としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどが例示される。
 金属シース115は金属を含み、金属は10W/mK以上430W/mK以下の熱伝導率を有する金属から選択することができる。このような金属を選択することで、ヒータ線118が発生する熱エネルギーを効率よく第1の支持プレート102や第2の支持プレート104へ伝えることができる。金属は、5×10-6/K以上25×10-6/K以下の熱膨張率を有することが好ましい。これにより、熱膨張による変形を抑制することができ、信頼性の高いシースヒータ110を提供することができる。具体的には、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの金属や合金を金属シース115に用いることができる。
 第2の絶縁体136は、例えば、フッ素系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等を使用することができる。
 第1の絶縁部材122は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、酸化ケイ素などを含む材料から形成される。
 蓋状部材124は、金属シース115と同様の材料、同様の特性を有する部材を用いることができる。
 第2の絶縁部材128は、例えば、塩化ビニル、シリコンゴム、フッ素系ポリマー、ポリイミド、ガラス繊維またはセラミック繊維の織物などから形成される絶縁チューブを用いることができる。
 シースヒータ110の円筒軸に垂直な断面の形状に制約はなく、様々な構造を有するシースヒータ110を使用することができる。例えば、図1Bに示すように円形状でもよく、後述する図7Bおよび図8Bに示す溝のように多角形状でも良く、図示は省略するが楕円形状でも良い。断面形状が円形状の場合、変形に必要な力は曲げる方向に依存しないため、容易に任意の方向にシースヒータ110を曲げることができる。このため、後縦する第1の支持プレート102または第2の支持プレート104などに形成される溝にシースヒータ110を容易に配置することが可能となる。
 従来のシースヒータは、例えば、金属シースの開放端から取り出された一対のヒータ線において、一方のヒータ線と他方のヒータ線との距離を離すようにしたうえで、その距離を保つように絶縁チューブなどの絶縁部材を装着し、さらに、一方のヒータ線と他方のヒータ線のそれぞれにリード線を接続し、一対のリード線を絶縁チューブなどの絶縁部材で束ねる構造を有していた。このような構造の少なくとも一部は締結部と呼ばれる。そして、従来のシースヒータは、以上のような構造を、例えば、二段の階段状の筒状部材に挿通し、二段の階段状の筒状部材と金属シースとをろう付けによって接続した構造を有していた。よって、従来のシースヒータは、少なくとも締結部と階段状の筒状部材とによって、複雑な構造かつ太い径を有するヒータとなっていた。
 一方、本発明の一実施形態に係るシースヒータは、従来のシースヒータが有していた締結部、および階段状の筒状部材を含まない。本発明の一実施形態に係るシースヒータ110において、金属シース115の開放端から取り出された一対のヒータ線118は、金属シース115の外径よりも細い第1の絶縁部材122および金属シース115の外径よりも細い第2の絶縁部材128によって囲まれ、金属シース115は、第2の絶縁体136によって、金属シース115の外径と同等の外径を有し、第2の絶縁部材128を挿通された蓋状部材124と接続された構造を有する。
 また、本発明の一実施形態に係るシースヒータは、蓋状部材124が、凹んだ部分を有し、所定の厚みを有するような一つの部材から構成されることによって、蓋状部材124の外径を、金属シース115の外径と同じ径、または略同じ径にすることができる。よって、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110は、従来のシースヒータが有していた締結部、および階段状の筒状部材を含まず、二つ以上の部材の太さをおおよそ揃えることによって、一様または略一様の外径(太さ)にすることができる。よって、シースヒータ110を細く形成することができる。また、細いシースヒータ110を用いることによって、シースヒータ110を、後述するステージ100上に、高密度にレイアウトすることができる。したがって、基板上の温度分布を均一にし、基板上の温度分布をさらに低減することができる。
1-2.シースヒータの作製方法
 図2A乃至図2Dはシースヒータ110の作製方法を示す断面図である。図3はシースヒータ110の作製方法を説明するためのフローチャートを示す図である。図1A、図2A乃至図2Dにおいて、右側を上部、左側を下部と呼ぶ。図1A乃至図1Fと同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
 図2Aおよび図3のステップ30(S30)に示すように、シースヒータ110の作製が開始されると、金属シース115内で折りたたまれたヒータ線118を、第1の絶縁体116と共に、金属シース115に挿入する。ヒータ線118の両端が金属シース115の一端から取り出される。金属シース115の一端から取り出された一対のヒータ線118の長さは、金属シース115の長さよりも十分に長い。
 次に、図2Aおよび図3のステップ33(S33)に示すように、金属シース115の一端から取り出されたヒータ線118の両端を、第1の絶縁部材122に挿通する。具体的には、ヒータ線118の両端のうちの一方を、第1の絶縁部材122に含まれる第1の貫通孔123aに挿通し、ヒータ線118の両端のうちのもう一方を、第1の絶縁部材122に含まれる第2の貫通孔123bに挿通する。ヒータ線118の両端が挿通された第1の絶縁部材122を、第1の絶縁体116とヒータ線118を囲う金属シース115に嵌める。金属シース115の外径と第1の絶縁部材122の外径とは、略同一または同一の径であるため、ステップ33によって、第1の絶縁部材122をヒータ線118を囲う金属シース115に固定することができる。本実施形態においては、第1の絶縁部材122は二つの貫通孔を有するセラミック系の絶縁管を用いた。このとき、金属シース115から突出している第1の絶縁部材122の突出部125の長さを測定してもよい。突出部125の長さを測定することによって、ヒータ線118が第1の絶縁部材122に挿通され、第1の絶縁部材122が金属シース115に適切に設けられているか否かを確認してもよい。
 次に、図2Bおよび図3のステップ35(S35)に示すように、ヒータ線118の両端のうちの一方を第2の絶縁部材128aに挿通し、ヒータ線118の両端のうちのもう一方を第2の絶縁部材128bに挿通する。第2の絶縁部材128aは、第1の貫通孔123aの上部の孔に挿通され、階段状の部分で止まる。第2の絶縁部材128bは、第2の貫通孔123bの上部の孔に挿通され、階段状の部分で止まる。第2の絶縁部材128の外径と第1の貫通孔123の孔径とは略同一または同一の径であり、ステップ35によって、第2の絶縁部材128は第1の貫通孔123の階段状の部分で止まるため、第2の絶縁部材128a及び第2の絶縁部材128bを第1の絶縁部材122に固定することができる。したがって、第2の絶縁部材128が位置ずれを起こし、第2の絶縁部材128と第1の絶縁部材122の隙間から、シースヒータ110内部への水分、溶媒などの湿気の侵入を防止することができる。よって、シースヒータ110の劣化が抑制され、シースヒータ110の長期信頼性が向上する。本実施形態においては、第2の絶縁部材128はポリイミドから形成される絶縁チューブを用いた。また、第2の絶縁部材128は外径d7がおよそ2mmの絶縁チューブを用いた。
 次に、図2Cおよび図3のステップ37(S37)に示すように、第2の絶縁体136を、金属シース115、第1の絶縁部材122、及び第2の絶縁部材128に塗布する。本実施形態においては、第2の絶縁体136はフッ素系の接着剤を用いた。第2の絶縁体136は、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、及び第2の絶縁部材128の一部と接する。また、第2の絶縁体136は、第1の絶縁部材122の突出部125を覆い、第1の絶縁部材122の突出部を囲うように設けられる。なお、図2Cは、シースヒータ110の断面の概略図であり、第2の絶縁体136は、実際は、変曲点を含む曲線形状を有する。
 次に、図2Dおよび図3のステップ39(S39)に示すように、蓋状部材124を、第2の絶縁体136によって、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、および第2の絶縁部材128の一部と接続する。二つの第2の絶縁部材128の一方が、蓋状部材124の第1の孔124aに挿通され、二つの第2の絶縁部材128のもう一方が蓋状部材124の第2の孔124bに挿通される。蓋状部材124は内側に凹んだ構造を有するため、蓋状部材124は第1の絶縁部材122の突出部125を覆うように、金属シース115の一部、第1の絶縁部材122の一部、および第2の絶縁部材128の一部と接続される。ステップ39によって、蓋状部材124は、第1の絶縁部材122を介して金属シース115に蓋をしたような状態となり、金属シース115、及び第1の絶縁部材122に固定される。
 金属シース115の外径と第1の絶縁部材122の外径とが、略同一または同一の径であって、蓋状部材124の内径と第1の絶縁部材122の外径とが、略同一または同一の径であることから、蓋状部材124は第1の絶縁部材122に対して位置ずれすることなく、嵌ることができる。
 さらに、図1Aおよび図3のステップ41(S41)に示すように、一対のリード線112をヒータ線118の両端に接続する。最後に、図1Aおよび図3のステップ43(S43)に示すように、一対の端子114を一対のリード線112に接続する。
 以上説明された作製方法で、シースヒータ110が作製される。なお、図1A、図2乃至図2Dおよび図3を用いて説明したシースヒータ110の作製方法は、一例であって、この例に限定されない。シースヒータ110の作製方法は、本発明の一実施形態にかかるシースヒータ110の構成を逸脱しない範囲において、適宜選定した方法を用いればよい。
 従来のシースヒータの作製方法においては、金属シース、締結部、および階段状の筒状部材をろう付けで接続する方法を用いていた。本発明の一実施形態に係るシースヒータ110は、締結部、および階段状の筒状部材を有していないため、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110の作製方法において、ろう付けの工程を省略し、金属シース115と蓋状部材124を第2の絶縁体136(接着剤)で接続する方法を用いることができる。したがって、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110の作製方法は、従来の作製方法と比較して、比較的容易で、高い安全性を有する。以上説明された作製方法で、シースヒータ110を作製することによって、シースヒータ110を細く形成することができる。
 また、本発明の一実施形態に係るシースヒータ110において、金属シース115と蓋状部材124とは、第2の絶縁体136で接続される。第2の絶縁体136は、接着剤または封止剤であり、有機樹脂を含む。よって、シースヒータ110を曲げるような力がシースヒータ110に加わったとしても、第2の絶縁体136は柔らかい緩衝材として機能し、曲げるような力を緩和することができる。したがって、本発明の一実施形態に係るシースヒータにおいて、金属シース115と蓋状部材124とが第2の絶縁体136で接続されることによって、細径化されたシースヒータ110の破損、細径化されたシースヒータ110内の発熱線の断線を防止し、信頼性が高いシースヒータを提供することができる。
1-3.シースヒータの変形例
 図1Aに示されたシースヒータ110の変形例を図4Aに示す。図4Aはシースヒータ110の構成を示す断面図である。図4B、図4C及び図4Dは、シースヒータ110の製造方法を示す図である。図5はシースヒータ110の作製方法を説明するためのフローチャートを示す図である。図4Aにおいて鎖線B1とB2に沿った構成を示す断面図は図1Bと同様である。図4Aにおいて鎖線C1とC2に沿った構成を示す断面図は、図1Cにおいて、第1の絶縁部材122を第1の絶縁部材122aに置き換えた構成である。図4Aにおいて鎖線D1とD2に沿った構成を示す断面図は図1Dと同様である。図4Aにおいて鎖線E1とE2に沿った構成を示す断面図は図1Eと同様である。図4Aにおいて鎖線F1とF2に沿った構成を示す断面図は図1Fと同様である。図1A乃至図3と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。なお、図1Aと同様に、図4Aにおいても、右側を上部、左側を下部と呼ぶ。
 図4Aに示したシースヒータ110は、第1の絶縁部材122が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの二つの部材となり、第3の絶縁体が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの間に設けられる点で、図1Aにおいて示したシースヒータ110と異なる。図4Aに示したシースヒータ110において、上記以外の点は、図1Aにおいて示したシースヒータ110と同様であるから、ここでの説明は省略される。
 図4Aに示すように、シースヒータ110は、図1Aに示したシースヒータ110の構成に対して、第1の絶縁部材122が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの二つの部材となり、第3の絶縁体132が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの間に設けられる。
 第1の絶縁体116の上部には、第1の絶縁部材122aが設けられる。第1の絶縁部材122aは、第1の絶縁体116の上部および金属シース115の内側の少なくとも一部に接し、金属シース115の上部から突出することなく、金属シース115の内部に設けられる。第1の絶縁部材122aの外径は、第1の絶縁部材122の外径と同じである。第1の絶縁部材122aは、少なくとも第1の貫通孔123aと第2の貫通孔123bとを有する。第1の貫通孔123aの孔径と第2の貫通孔123bの孔径は、第1の絶縁部材122aの上部と下部において、略同一または同一である点において、第1の絶縁部材122と異なる。図4Aにおいて、第1の絶縁部材122aに対する、金属シース115の第2の端部(開放端)から取り出されたヒータ線118の挿通のされ方、第1の絶縁部材122aに対する、ヒータ線118、金属シース115、第1の貫通孔123aおよび第2の貫通孔123bの位置関係などは、図1Aに示したシースヒータ110の構成と同様であるから、ここでの説明は省略される。第1の絶縁部材122aは、第1の絶縁部材122と同様に、保護管、絶縁管などと呼ばれることもある。
 第1の絶縁部材122aの上部には、第3の絶縁体132が設けられる。第3の絶縁体132は、第1の絶縁部材122aの上部および金属シース115の内側の少なくとも一部に接し、金属シース115の上部から突出することなく、金属シース115の内部に設けられる。第3の絶縁体132は封止剤、接着剤などと呼ばれることもある。第3の絶縁体132は、第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bとを接続する。第3の絶縁体132は、シースヒータ110内部への水分、溶媒などの湿気の侵入を防止し、第1の絶縁体116の膨張、劣化を抑制する。
 第3の絶縁体132の上部には、第1の絶縁部材122bが設けられる。第1の絶縁部材122bは、第3の絶縁体132の上部および金属シース115の内側の少なくとも一部に接し、金属シース115の上部から突出するように設けられる。第1の絶縁部材122bは、第1の絶縁部材122と同様の構成を有するため、ここでの詳細な説明は省略する。
 図4B、図4C、図4D、および図5を用いて、シースヒータ110の作製方法を説明する。ステップ30(S30)、ステップ35(S35)、ステップ37(S37)、ステップ39(S39)、ステップ41(S41)、及びステップ43(S43)は、図3を用いて説明された方法と同様であるから、ここでの説明は省略される。図1乃至図3と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
 図4Bおよび図5のステップ31(S31)に示すように、金属シース115の一端から取り出されたヒータ線118の両端を、第1の絶縁部材122aに挿通する。具体的には、ヒータ線118の両端のうちの一方を、第1の絶縁部材122に含まれる第1の貫通孔123aに挿通し、ヒータ線118の両端のうちのもう一方を、第1の絶縁部材122に含まれる第2の貫通孔123bに挿通する。ヒータ線118の両端が挿通された第1の絶縁部材122を、第1の絶縁体116とヒータ線118を囲う金属シース115に嵌める。金属シース115の外径と第1の絶縁部材122の外径とは、略同一または同一の径であるため、ステップ31によって、第1の絶縁部材122をヒータ線118を囲う金属シース115に固定することができる。本実施形態においては、第1の絶縁部材122は二つの貫通孔を有するセラミック系の絶縁管を用いた。
 次に、図4Cおよび図5のステップ32(S32)に示すように、第3の絶縁体132を、金属シース115の内壁の一部、及び第1の絶縁部材122aに接するように塗布する。第3の絶縁体132は、第2の絶縁体136と同様の材料を用いることができる。第3の絶縁体132は、例えば、フッ素系の接着剤を用いて形成される。
 次に、図4Dおよび図5のステップ33(S33)に示すように、金属シース115の一端から取り出されたヒータ線118の両端を、第1の絶縁部材122bに挿通する。図4Dおよび図5のステップ33(S33)の説明は、図3のステップ33(33)において説明された第1の絶縁部材122を第1の絶縁部材122bに置き換えた説明と同様であるから、ここでの詳細な説明は省略する。
 以上説明されたように、図4Aに示したシースヒータ110は、第1の絶縁部材122が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの二つの部材となり、第3の絶縁体132が第1の絶縁部材122aと第1の絶縁部材122bの間に設けられる。第3の絶縁体132は、第2の絶縁体136と同様に接着剤または封止剤であり、有機樹脂を含む。よって、例えば、シースヒータ110を曲げるような力がシースヒータ110に加わったとしても、蓋状部材124、第2の絶縁体136、第1の絶縁部材122b、第3の絶縁体132、及び第1の絶縁部材122aを含む構成によって、曲げるような力を少なくとも第2の絶縁体136の近傍、第3の絶縁体132の近傍の2箇所、または2段階で緩和することができる。したがって、本発明の一実施形態に係るシースヒータにおいて、上述したような構成を有することによって、細径化されたシースヒータ110の破損、細径化されたシースヒータ110内の発熱線の断線を防止し、信頼性が高いシースヒータを提供することができる。
2.第2実施形態
 本実施形態では、本発明の一実施形態に係るステージ100に関して説明する。第1実施形態と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
 図6Aと図6Bにステージ100の斜視図と上面図とをそれぞれ示す。図6Bの鎖線A1とA2とに沿った断面図を図7Aおよび図7Bに示す。図6A乃至図7Bに示すように、ステージ100は、第1の支持プレート102、第2の支持プレート104、シャフト108、および少なくとも一つのシースヒータ110を有する。図6A乃至図7Bでは、第1のシースヒータ110aおよび第2のシースヒータ110bの二つのシースヒータが設けられた例が示されている。図面の見やすさを考慮し、図6Bでは第1の支持プレート102の図示は省略され、図7Bではシースヒータ110の図示は省略されている。
 第1の支持プレート102は、シリコンや化合物半導体を含む半導体基板、または石英やガラスなどの絶縁物を含む絶縁基板などをその上に配置するため、上面が平坦になるように構成される。第1の支持プレートは金属を含み、金属は10W/mK以上430W/mK以下の熱伝導率を有する金属から選択される。高い熱伝導率を有する金属を用いることで、シースヒータ110が発生する熱エネルギーを効率よく受け取ることができる。また、金属は、5×10-6/K以上25×10-6/K以下の熱膨張率を有することが好ましい。このような特性を満たす具体的な金属として、チタンやアルミニウム、ステンレスなどの金属が挙げられる。図示しないが、第1の支持プレート102上には、基板を固定するための静電チャックや、基板とステージ100の間にヘリウムなどの熱伝導率の高いガスを供給するための貫通孔、または液体の媒体を環流するための環流路を設けてもよい。
 第2の支持プレート104は第1の支持プレート102の下に設けられる。第2の支持プレート104も第1の支持プレート102で使用可能な金属を含む。第2の支持プレート104に含まれる金属と第1の支持プレート102に含まれる金属は同一でも良く、異なっていてもよい。異なる場合には、第1の支持プレート102と第2の支持プレート104に含まれる金属の熱膨張率の差が10×10-6/K以下となるように、それぞれの金属を選択することができる。これにより、熱膨張による変形を抑制することができ、信頼性の高いステージ100を提供することができる。
 また、第2の支持プレート104は、その上面104-3が第1の支持プレート102と接合される。第1の支持プレート102と第2の支持プレート104の接合は、溶接やねじ止め、または、ろう付けによって行うことができる。ろう付けにおいて用いられるろうとしては、銀、銅、および亜鉛を含む合金、銅と亜鉛を含む合金、リンを微量含む銅、アルミニウムやその合金、チタン、銅、およびニッケルを含む合金、チタン、ジルコニウム、および銅を含む合金、チタン、ジルコニウム、銅、およびニッケルを含む合金などが挙げられる。
 なお、ステージ100はさらに、第3の支持プレート(図示は省略)を有してもよい。任意の構成である第3の支持プレートは、第2の支持プレート104の下に配置される。第3の支持プレートは第1の支持プレート102、または第2の支持プレート104と同様の構成を含む。第3の支持プレートは第2の支持プレート104の下面104-4と接合される。第1の支持プレート102と第2の支持プレート104の接合と同様、第3の支持プレートと第2の支持プレート104の接合も、溶接やねじ止め、または、ろう付けなどによって行うことができる。
 シャフト108は第1の支持プレート102、および第2の支持プレート104を支持するために設けられる。後述するシースヒータ110のヒータ線118へ電力を供給するためのリード線112を格納するため、中空構造となっている。静電チャックを設ける場合には、静電チャックへ電力を供給するための配線もシャフト108内に配置される。図面の見やすさを考慮し、図示を省略するが、シャフト108は回転機構と接続されていてもよい。シャフト108が回転機構と接続されることによって、ステージ100をシャフト108の長軸を中心として回転させることができる。シャフト108は、溶接やねじ止め、または、ろう付けなどによって第2の支持プレート104と接合される。なお、第3の支持プレートを用いる場合、シャフト108は第3の支持プレートと接合され、第3の支持プレートも支持する。
 シースヒータ110は、第1実施形態で説明した構成を適用することができる。シースヒータ110は、通電することで発熱する機能を有する。シースヒータ110は、第2の支持プレート104、および第1の支持プレート102を加熱するために設けられる。これにより、ステージ100上に設置される基板が加熱される。
 第2の支持プレート104の上面104-3には溝(第1の溝120)が設けられ(図7B)、第1のシースヒータ110aおよび第2のシースヒータ110bは第1の溝120内に配置される(図7A)。図7A、および図7Bに示した例では、第1の支持プレート102は平坦な下面を有しており、下面には溝は設けらない。したがって、第1の溝120の深さは、シースヒータ110の外径と同一、またはほぼ同一である。具体的には、第1の溝120の深さは、シースヒータ110の外径の100%よりも大きく150%以下、100%よりも大きく120%以下、または100%よりも大きく110%以下とすればよい。第1の支持プレート102の面内温度分布を小さくするため、第1の溝120は、上面104-3内に均一な密度で存在するように形成される。
 第1のシースヒータ110aの第1の端部T1は、第1の支持プレート102および第2の支持プレート104がシャフト108と重なる領域(図6Bにおいて鎖線の円で示された領域)109内に位置する。第1の端部T1で折り曲げられた第1のシースヒータ110aは、第2の支持プレート104に形成される貫通孔130(図7B)を通過し、シャフト108内部へ延伸し、さらにリード線112、端子114を介して図示しないヒータ電源と接続される(図6A)。
 第1のシースヒータ110aの第1の端部T1と同様に、第2のシースヒータ110bの第1の端部T2も、第1の支持プレート102および第2の支持プレート104がシャフト108と重なる領域(図6Bにおいて鎖線の円で示された領域)109内に位置する。第1の端部T2で折り曲げられた第2のシースヒータ110bは、第2の支持プレート104に形成される貫通孔130(図7B)を通過し、シャフト108内部へ延伸し、さらにリード線112、端子114を介して図示しないヒータ電源と接続される(図6A)。
 上述した構成を適用することにより、シースヒータのレイアウトの自由度を大幅に向上させるのみならず、より均一な基板加熱を行うことが可能となる。
 第1実施形態において説明したように、従来のシースヒータの径は、本発明の一実施形態に係るステージ100に備えられたシースヒータ110の径と比較して太い。ステージが有するシャフト108の大きさには制約があるため、ステージに多数の従来のシースヒータを用いる場合には、多数の従来のシースヒータの端部を領域109内に配置することが困難となる。その結果、配置可能なシースヒータの数が制限される。よって、ステージの上面を複数のセグメントに分割し、セグメントごとに精密に温度制御を行うことができない。したがって、基板を均一に加熱することが困難となる。
 これに対して、本発明の一実施形態に係るステージ100に備えられたシースヒータ110の径は細い。よって、ステージ100に複数のシースヒータ110を配置しても、前記多数のシースヒータの端部を領域109に配置することができる。また、多数のシースヒータ110の配置の自由度が高く、ステージの上面を複数のセグメントに分割し、セグメントごとに精密に温度制御を行うことができる。したがって、基板を均一に加熱することが可能となる。
3.第3実施形態
 本実施形態では、第2実施形態で述べたステージ100の変形例を図8Aおよび図8Bを用いて説明する。これらの図は、図7Aと同様に、図6Bの鎖線A1とA2とに沿った断面図である。第1実施形態または第2実施形態と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
3-1.変形例1
 図8Aに示すように、変形例1では、第2の支持プレート104の上面104-3に溝(第1の溝120)は形成されず、第1の支持プレート102の下面に溝(第2の溝140)が形成される。変形例1では、シースヒータ110は第2の溝140内に収納される。第2の溝140の深さは、シースヒータ110の外径と同一、またはほぼ同一である。具体的には、第2の溝140の深さは、シースヒータ110の外径の100%よりも大きく150%以下、100%よりも大きく120%以下、または100%よりも大きく110%以下とすればよい。
 変形例1においては、第2の溝140の深さをシースヒータ110の外径と同一またはほぼ同一にすることによって、シースヒータ110と第1の支持プレート102の接触面積を増加させることができる。よって、シースヒータ110が発生する熱エネルギーを第1の支持プレート102へ効率よく伝えることが可能となる。
 変形例1においては、第2の溝140の深さをシースヒータ110の外径と同一またはほぼ同一にする構成を例示したが、第2の溝140の深さはこの構成に限定されない。例えば、シースヒータ110の外径と第2の溝140の深さは異なっていてもよい。シースヒータ110の外径と第2の溝140との間にスペースが存在している場合、シースヒータ110の熱膨張による変形を抑制することができる。よって、信頼性の高いステージを提供することができる。
3-2.変形例2
 図8Bに示すように、変形例2では、第2の支持プレート104の上面104-3に第1の溝120を形成するとともに、第1の支持プレート102の下面に第2の溝140を形成してもよい。変形例2では、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さの和は、シースヒータ110の外径と同一、またはほぼ同一である。具体的には、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さの和は、シースヒータ110の外径の100%よりも大きく150%以下、100%よりも大きく120%以下、または100%よりも大きく110%以下とすればよい。
 変形例2においては、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さの和をシースヒータ110の外径と同一またはほぼ同一にすることによって、シースヒータ110と第1の支持プレート102および第2の支持プレート104との接触面積を増加させることができる。よって、シースヒータ110が発生する熱エネルギーを第1の支持プレート102および第2の支持プレート104へ効率よく伝えることが可能となる。
 変形例2においては、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さの和をシースヒータ110の外径と同一またはほぼ同一にする構成を例示したが、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さの和はこの構成に限定されない。例えば、シースヒータ110の外径と、第1の溝120の深さと第2の溝140の深さとの和は異なっていてもよい。シースヒータ110の外径と第1の溝120および第2の溝140との間にスペースが存在している場合、シースヒータ110の熱膨張による変形を抑制することができる。よって、信頼性の高いステージを提供することができる。
4.第4実施形態
 本実施形態では、独立に駆動される複数のシースヒータ110が配置されたステージ150について説明する。以下に示す態様は本実施形態の一例であり、ステージ100に設けられるシースヒータ110の数に制約はない。第1実施形態乃至第3実施形態と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
 図9に、ステージ150の上面図を示す。図面の見やすさを考慮し、図9では、第1の支持プレート102の図示は省略されている。図9に示すように、ステージ150には四つのシースヒータ(第1のシースヒータ110a、第2のシースヒータ110b、第3のシースヒータ110c、および第4のシースヒータ110d)のそれぞれが、一つの四分円内に配置される。すなわち、ステージ150には四つのシースヒータ(第1のシースヒータ110a、第2のシースヒータ110b、第3のシースヒータ110c、および第4のシースヒータ110d)が、対称性良く配置される。図9で示した例では、半径の異なる円弧を備える第1のシースヒータ110aから第4のシースヒータ110dが配置されている。
 第1のシースヒータ110a乃至第4のシースヒータ110dは同一の形状を有し、かつ、第1のシースヒータ110a乃至第4のシースヒータ110dの一つを第2の支持プレート104の中心を通る軸で90°回転させると他の一つと重なるように配置することができる。
 上述したようなレイアウトを採用しても、本発明の一実施形態に係るステージ150に備えられた複数のシースヒータ110の径は細いため、複数のシースヒータ110の端部を領域109内に配置することができる。また、上述したようなレイアウトを採用することによって、高い対称性を有する複数のシースヒータ110を第2の支持プレート104上に高い密度で配置することができる。よって、より均一に、かつ、精密に基板の温度を制御することが可能である。
5.第5実施形態
 本実施形態では、第1実施形態とは異なるシースヒータ110の構造を説明する。第1実施形態と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
 本実施形態に係るステージ100に使用可能なシースヒータ110に制約はなく、様々な構造を有するシースヒータ110を使用することができる。その一例として、帯状のヒータ線118を備えた片端子型のシースヒータ110の断面図を図10A)に示す。図10B)は長軸に垂直な鎖線G1とG2に沿った断面を示す図である。また、らせん構造を有する帯状のヒータ線118を備えた片端子型のシースヒータ110の断面図を図11Aに示す。図11Bは長軸に垂直な鎖線H1とH2に沿った断面を示す図である。また、二重らせん構造を有する帯状のヒータ線118を備えた片端子型のシースヒータ110の断面図を図12Aに示す。図12Bは長軸に垂直な鎖線J1とJ2に沿った断面を示す図である。
 図10Aに示したシースヒータ110は、帯状のヒータ線118が金属シース115内で折りたたまれ、その両端が金属シース115の一端から取り出される点で、第1実施形態において示したシースヒータ110と異なる。
 図10Aに例示されるシースヒータ110の断面形状は四角形であり、帯状のヒータ線118を与える。図11Aに示すように、ヒータ線118は金属シース115内で捻じれ、一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分は、それぞれ独立してらせん構造を形成してもよい。帯状のヒータ線118がらせん構造を有する場合、らせんのピッチL1は1.0mm以上3.0mm以下、1.0mm以上2.5mm以下、または1.0mm以上2.0mm以下となるよう、らせん構造が調整される。このようならせん構造を適用することにより、金属シース115の単位当たりのヒータ線118の長さが増大し、シースヒータ110の抵抗値を増大させることができる。さらに、ヒータ線118にばね性を付与することができるため、ヒータ線118の変形や熱膨張時の断線が抑制される。このため、例えば金属シース115とヒータ線118との熱膨張率の差が大きくても、信頼性が向上したシースヒータ110を提供することが可能となる。
 図10Bおよび図11Bに示すように、ヒータ線118の法線は、金属シース115が延伸する方向に対してほぼ垂直である。さらに、ヒータ線118の互いに対向する二つの部分において、ヒータ線118の面はほぼ平行である。また、らせん構造の巻方向を同一とし、そのピッチL1もほぼ同一とすることで、ヒータ線118の互いに対向する二つの部分の間の距離(ヒータ線118の一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分との距離)g4を一定に維持することができ、その結果、ヒータ線118のショートを防ぐことができる。ただし、ヒータ線118の互いに対向する二つの部分において、らせんの巻方向またはピッチL1は互いに異なっていてもよい。
 図12Aに示すように、ヒータ線118の互いに対向する二つの部分は、二重らせん構造を有するよう、ヒータ線118を構成してもよい。この場合、ヒータ線118のらせん構造のピッチL2は1.0mm以上6.0mm以下、1.0mm以上2.5mm以下、または1.0mm以上2.0mm以下となるよう、ヒータ線118を構成することができる。
 図10B、図11B、および図12Bを参照すると、ヒータ線118の幅d11は0.1mm以上2.0mm以下の範囲から選択でき、厚みd12は0.1mm以上0.5mm以下の範囲から選択することができる。金属シース115の内径d2は3.0mm以上4.0mm以下の範囲から、厚みd4は0.5mm以上1.0mm以下の範囲から、外径d3は3.0mm以上6.0mm以下の範囲から選択することができる。ヒータ線118と金属シース115との距離g3は0.3mm以上1.0mm以下、または0.4mm以上1.0mm以下の範囲から選択することができる。ヒータ線118の一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分との距離g4は0.3mm以上2.0mm以下、または0.4mm以上1.0mm以下の範囲から選択される。これにより、シースヒータ110を細く形成することができる。よって、シースヒータ110をステージ100上に、高密度に配置することができる。したがって、基板の温度分布をさらに低減することができる。また、金属シース115とヒータ線118との絶縁を確保するとともに、ヒータ線118のショートを防ぐことができる。
 シースヒータ110の長軸に垂直な断面の形状に制約はない。例えば、シースヒータ110の長軸に垂直な断面の形状は、図1Bに示すように円形状でも良く、図示しないが多角形状または楕円形状でも良い。断面形状が円形の場合、変形に必要な力は曲げる方向に依存しないため、容易に任意の方向にシースヒータ110を曲げることができる。よって、図6B乃至図9に示した第1の支持プレート102や第2の支持プレート104などに形成される溝にシースヒータ110を容易に配置することが可能となる。
6.第6実施形態
 本実施形態では、上述したステージ100、またはステージ150を備える成膜装置と膜加工装置について説明する。本実施形態ではステージ100が備えられた成膜装置および膜加工装置を例として説明する。第1実施形態乃至第5実施形態と同一、類似する構成に関しては説明を省略することがある。
6-1.エッチング装置
 図13には、膜加工装置の一つであるエッチング装置200の断面図が示されている。エッチング装置200は、種々の膜に対してドライエッチングを行うことができる。エッチング装置200は、チャンバー202を有している。チャンバー202は、基板上に形成された導電体、絶縁体、または半導体などの膜に対してエッチングを行う空間を提供する。
 チャンバー202には排気装置204が接続され、これにより、チャンバー202内を減圧雰囲気に設定することができる。チャンバー202にはさらに反応ガスを導入するための導入管206が設けられ、バルブ208を介してチャンバー内にエッチング用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、例えば四フッ化炭素(CF4)、オクタフルオロシクロブタン(c-C4F8)、デカフルオロシクロペンタン(c-C5F10)、ヘキサフルオロブタジエン(C4F6)などの含フッ素有機化合物が挙げられる。
 チャンバー202上部には導波管210を介してマイクロ波源212を設けることができる。マイクロ波源212はマイクロ波を供給するためのアンテナなどを有しており、例えば2.45GHzのマイクロ波や、13.56MHzのラジオ波(RF)といった高周波数のマイクロ波を出力する。マイクロ波源212で発生したマイクロ波は導波管210によってチャンバー202の上部へ伝播し、石英やセラミックなどを含む窓214を介してチャンバー202内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる電子やイオン、ラジカルによって膜のエッチングが進行する。
 チャンバー202下部には基板を設置するため、本発明の一実施形態に係るステージ100が設けられる。基板はステージ100上に設置される。ステージ100には電源224が接続され、高周波電力がステージ100に与えられ、マイクロ波による電界がステージ100の表面、基板表面に対して垂直な方向に形成される。チャンバー202の上部や側面にはさらに磁石216、磁石218、および磁石220を設けることができる。磁石216、磁石218、および磁石220としては永久磁石でもよく、電磁コイルを有する電磁石でもよい。磁石216、磁石218、磁石220によってステージ100、および基板表面に平行な磁界成分が作り出され、マイクロ波による電界との連携により、プラズマ中の電子はローレンツ力を受けて共鳴し、ステージ100、および基板表面に束縛される。その結果、高い密度のプラズマを基板表面に発生させることができる。
 ステージ100にはさらに、ステージ100に設けられるシースヒータ110を制御するヒータ電源230が接続される。ステージ100にはさらに、任意の構成として、基板をステージ100に固定するための静電チャック用の電源226や、ステージ100内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ228、ステージ100を回転させるための回転制御装置(図示は省略)が接続されてもよい。
 上述したように、エッチング装置200には本発明の一実施形態に係るステージ100が用いられる。このステージ100を用いることで、基板を均一に加熱し、かつ、加熱温度を精密に制御することができる。したがって、エッチング装置200により、基板上に設けられる種々の膜を均一にエッチングすることが可能となる。
6-2.CVD装置
 図14は、成膜装置の一つであるCVD装置300の断面図が示されている。CVD装置300はチャンバー302を有している。CVD装置300は、反応ガスを化学的に反応させ、種々の膜を基板上に化学的に形成する場を提供する。
 チャンバー302には排気装置304が接続され、チャンバー302内の圧力を低減することができる。チャンバー302にはさらに反応ガスを導入するための導入管306が設けられ、バルブ308を介してチャンバー302内に成膜用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、作成する膜に依存して種々のガスを用いることができる。ガスは、常温で液体でもよい。例えばシランやジクロロシラン、テトラエトキシシランなどを用いることでシリコン、酸化ケイ素、または窒化ケイ素などの薄膜を形成することができる。またはフッ化タングステンやトリメチルアルミニウムなどを用いることで、タングステンやアルミニウムなどの金属薄膜を形成することができる。
 エッチング装置200と同様、チャンバー302上部には導波管310を介してマイクロ波源312を設けてもよい。マイクロ波源312で発生したマイクロ波は導波管310によってチャンバー302内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる種々の活性種によってガスの化学反応が促進され、化学反応によって得られる生成物が基板上に堆積し、薄膜が形成される。任意の構成として、プラズマの密度を増大させるための磁石344をチャンバー302内に設けることができる。チャンバー302下部には、第1実施形態で述べたステージ100が設けられ、基板がステージ100上に設置された状態で薄膜の堆積を行うことができる。エッチング装置200と同様、チャンバー302の側面にはさらに磁石316、および磁石318を設けてもよい。
 ステージ100にはさらに、ステージ100に設けられるシースヒータ110を制御するヒータ電源330が接続される。ステージ100にはさらに、任意の構成として、高周波電力をステージ100に供給するための電源324、静電チャック用の電源326、ステージ100内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ328、ステージ100を回転させるための回転制御装置(図示は省略)などが接続されてもよい。
6-3.スパッタ装置
 図15は、成膜装置の一つであるスパッタ装置400の断面図が示されている。スパッタ装置400はチャンバー402を有する。スパッタ装置400は、高速のイオンとターゲットの衝突、およびその際に発生するターゲット原子を基板上に堆積させるための場を提供する。
 チャンバー402にはチャンバー402内を減圧にするための排気装置404が接続される。チャンバー402にはアルゴンなどのスパッタガスをチャンバー402へ導入するための導入管406、およびバルブ408が設けられる。
 チャンバー402下部には、成膜する材料を含むターゲットを保持し、かつ陰極として機能するターゲットステージ410が設けられ、その上にターゲット412が設置される。ターゲットステージ410には高周波電源414が接続され、高周波電源414によってチャンバー402内にプラズマを発生することができる。
 チャンバー402上部には、第1実施形態で述べたステージ100を設けることができる。この場合、基板がステージ100下に設置された状態で薄膜の形成が進行する。エッチング装置200やCVD装置300と同様、ステージ100にはヒータ電源430が接続される。ステージ100にはさらに、高周波電力をステージ100に供給するための電源424、静電チャック用の電源426、温度コントローラ428、ステージ100を回転させるための回転制御装置(図示せず)が接続されてもよい。
 チャンバー402内で発生したプラズマによって加速されたアルゴンイオンは、ターゲット412に衝突し、ターゲット412の原子が弾き出される。弾き出された原子は、シャッター416が開放されている間、ステージ100下に設置される基板へ飛翔し、堆積する。
 本実施形態では、ステージ100がチャンバー402の上部に、ターゲットステージ410がチャンバー402の下部に設置される構成が例示されるが、本実施形態はこの構成に限られず、ターゲット412がステージ100の上に位置するようにスパッタ装置400を構成してもよい。または、基板の主面が水平面に対して垂直に配置されるようにステージ100を設置し、それに対向するようにターゲットステージ410を設けてもよい。
6-4.蒸着装置
 図16は、成膜装置の一つである蒸着装置500の断面図が示されている。蒸着装置500はチャンバー502を有する。蒸着装置500は、蒸着源510における材料の蒸発、ならびに蒸発した材料を基板上へ堆積させるための空間が提供される。
 チャンバー502にはチャンバー502内を高真空にするための排気装置504が接続される。チャンバー502にはチャンバー502を大気圧に戻すための導入管506が設けられ、バルブ508を介して窒素やアルゴンなどの不活性ガスがチャンバー502内に導入される。
 チャンバー502上部には、ステージ100を設けることができる。基板がステージ100下に設置された状態で材料の堆積が進行する。エッチング装置200、CVD装置300、スパッタ装置400と同様、ステージ100にはさらにヒータ電源528が接続される。ステージ100にはさらに、任意の構成として、静電チャック用の電源524、温度コントローラ526、ステージ100を回転させるための回転制御装置530が接続されてもよい。ステージ100はさらに、基板と蒸着源510の間にメタルマスクを固定するためのマスクホルダ516を有してもよい。これにより、材料を堆積する領域にメタルマスクの開口部が重なるように、基板近傍にメタルマスクを配置することができる。
 蒸着源510がチャンバーの下側に設けられ、蒸着する材料が蒸着源510に充填される。蒸着源510には材料を加熱するためのヒータが設けられており、ヒータは制御装置512によって制御される。排気装置504を用いてチャンバー502内を高真空にし、蒸着源510を加熱して材料を気化させることで蒸着が開始される。蒸着の速度が一定になった時にシャッター514を開放することで、基板上において材料の堆積が開始される。
 上述したように、本実施形態のCVD装置300、スパッタ装置400、または蒸着装置500などの成膜装置には、本発明の一実施形態に係るステージが用いられる。このステージを用いることで、基板を均一に加熱し、かつ、加熱温度を精密に制御することができる。したがって、これらの成膜装置を用いることで、特性が制御された種々の膜を基板上に均一に形成することが可能となる。
 本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
 また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
 100:ステージ、102:第1の支持プレート、104:第2の支持プレート、104-3:上面、104-4:下面、108:シャフト、109:領域、110:シースヒータ、110a:第1のシースヒータ、110b:第2のシースヒータ、110c:第3のシースヒータ、110d:第4のシースヒータ、112:リード線、114:端子、115:金属シース、116:第1の絶縁体、118:ヒータ線、120:第1の溝、122:第1の絶縁部材、122a:第1の絶縁部材、125:突出部、122b:第1の絶縁部材、123:第1の貫通孔、123a:第1の貫通孔、123b:第2の貫通孔、124:蓋状部材、124a:第1の孔、124b:第2の孔、128:第2の絶縁部材、128a:第2の絶縁部材、128b:第2の絶縁部材、130:貫通孔、132:第3の絶縁体、136:第2の絶縁体、140:第2の溝、150:ステージ、200:エッチング装置、202:チャンバー、204:排気装置、206:導入管、208:バルブ、210:導波管、212:マイクロ波源、214:窓、216:磁石、218:磁石、220:磁石、224:電源、226:電源、228:温度コントローラ、230:ヒータ電源、300:装置、302:チャンバー、304:排気装置、306:導入管、308:バルブ、310:導波管、312:マイクロ波源、316:磁石、318:磁石、324:電源、326:電源、328:温度コントローラ、330:ヒータ電源、344:磁石、400:スパッタ装置、402:チャンバー、404:排気装置、406:導入管、408:バルブ、410:ターゲットステージ、412:ターゲット、414:高周波電源、416:シャッター、424:電源、426:電源、428:温度コントローラ、430:ヒータ電源、500:蒸着装置、502:チャンバー、504:排気装置、506:導入管、508:バルブ、510:蒸着源、512:制御装置、514:シャッター、516:マスクホルダ、524:電源、526:温度コントローラ、528:ヒータ電源、530:回転制御装置

Claims (17)

  1.  折りたたまれたヒータ線、
     前記ヒータ線に設けられた第1の絶縁体、
     前記第1の絶縁体の少なくとも一部に接するように設けられた金属シース、
     前記金属シースの第1の端部から取り出された前記ヒータ線の一方の少なくとも一部に平行に配置された第1の絶縁部材、
     前記第1の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置され、前記金属シースの第1の端部から取り出された前記ヒータ線の他方の少なくとも一部に平行に配置された第2の絶縁部材、
     前記金属シース、前記第1の絶縁部材および前記第2の絶縁部材の少なくとも一部に接する第2の絶縁体、および、
     前記第1の絶縁部材の一部を覆い、前記第2の絶縁体を介して、前記金属シース、前記第1の絶縁部材および前記第2の絶縁部材の少なくとも一部に接し、前記金属シース、前記第1の絶縁部材および前記第2の絶縁部材の少なくとも一部に平行に配置される蓋状部材、
     を有するヒータ。
  2.  前記蓋状部材は、凹部を有し、所定の厚みを有する一つの部材から構成される、請求項1に記載のヒータ。
  3.  前記蓋状部材の内径は、前記第1の絶縁部材の外径と略同一であり、前記蓋状部材の外径は、前記金属シースの外径と略同一である、請求項1に記載のヒータ。
  4.  前記金属シースの内径と前記第1の絶縁部材の外径とは略同一であり、
     前記第1の絶縁部材は前記金属シースに挿通されている、
     請求項1に記載のヒータ。
  5.  前記第1の絶縁部材は突出部を有し、前記蓋状部材は前記第2の絶縁体を介して前記突出部に嵌る、請求項1に記載のヒータ。
  6.  前記突出部は、前記金属シースが設けられている方向とは反対の方向に突出している、請求項5に記載のヒータ。
  7.  前記第1の絶縁部材は貫通孔を有し、
     前記第2の絶縁部材は、前記貫通孔に挿通される、
     請求項1に記載のヒータ。
  8.  前記貫通孔の孔径は前記第1の絶縁部材の上部と下部において異なる、
     請求項7に記載のヒータ。
  9.  前記貫通孔の断面は、前記異なる孔径の接続部分において階段状であり、
     前記第2の絶縁部材は、前記接続部分まで挿通される、
     請求項8に記載のヒータ。
  10.  前記ヒータ線は帯状である、請求項1に記載のヒータ。
  11.  前記ヒータ線はらせん構造を有する、請求項1に記載のヒータ。
  12.  前記ヒータ線は、二重らせん構造を有する、請求項1に記載のヒータ。
  13.  前記第2の絶縁体は、封止剤または接着剤である、請求項1に記載のヒータ。
  14.  前記金属シースはアルミニウムを含む、請求項1に記載のヒータ。
  15.  前記金属シースの外径は3.0mm以上6.0mm以下である、請求項1に記載のヒータ。
  16.  前記蓋状部材はアルミニウムを含む、請求項1に記載のヒータ。
  17.  前記蓋状部材の外径は3.0mm以上6.0mm以下である、請求項1に記載のヒータ。
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