專利名稱：供電部件以及加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于熱CVD裝置以及等離子體CVD裝置等半導(dǎo)體制造裝置的供電部件以及加熱裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，具備埋設(shè)有電阻發(fā)熱體和電極的陶瓷基體、支撐陶瓷基體的管狀的支撐部件、在支撐部件的空心部具備的對(duì)埋設(shè)在陶瓷基體的電阻發(fā)熱體或電極供電的供電部件的加熱裝置(以下表述為陶瓷加熱器)已廣為人知(參照專利文獻(xiàn)1-特開平5-326112號(hào)公報(bào))。在原來的陶瓷加熱器中，利用鎳或鎳基合金形成的供電部件的一端與埋設(shè)在陶瓷基體中的電阻發(fā)熱體或電極連接，另一端通過連接器等與電源連接。
然而，在與電源連接的供電部件的另一端側(cè)為了保持供電部件而使用了用氟系耐熱橡膠形成的O圈。此外，在供電部件的另一端，保持該供電部件的連接器由于需要具有彈性，從而用銅或鈹銅做成。由于該O圈以及連接器耐熱溫度在200℃以下，所以，供電部件的另一端需要保持在O圈以及連接器的耐熱溫度以下。對(duì)此，供電部件的另一端通過向供電部件周圍氣體的熱傳導(dǎo)、向支撐部件的輻射散熱、向固定有供電部件的另一端的冷卻柱的熱傳導(dǎo)，與陶瓷基體側(cè)的供電部件的一端相比保持在低溫環(huán)境。
然而，在供電部件的另一端的周圍是接近真空的低壓環(huán)境氣體時(shí)，或者，覆蓋供電部件另一端的周圍的氣體是接近真空的低壓時(shí)，由于供電部件另一端的周圍氣體的熱傳導(dǎo)變小，所以供電部件的另一端的溫度與陶瓷基體側(cè)的溫度相比沒有下降很多。這樣，O圈被損壞，會(huì)有支撐部件的空心部和真空室不能氣密地被保持之類的問題。同樣，因連接器的彈性下降，會(huì)有在供電部件和連接器之間產(chǎn)生電弧放電而損壞裝置的問題。

發(fā)明內(nèi)容
對(duì)此，本發(fā)明的目的在于提供可提高裝置的耐久性的供電部件以及加熱裝置。
本發(fā)明的供電部件的特征在于，配備在管狀的支撐部件的空心部、對(duì)支撐部件支撐的陶瓷基體中埋設(shè)的電阻發(fā)熱體或電極的至少一者供電的供電部件，其具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件、與電源連接的第2棒狀部件、在第1棒狀部件與第2棒狀部件之間設(shè)置的與第1棒狀部件與第2棒狀部件相比在軸向的截面積小并且表面積大的熱功能部件。
此外，本發(fā)明的加熱裝置的特征在于，具備埋設(shè)有被供給電力的電阻發(fā)熱體或電極的至少一個(gè)的陶瓷基體，支撐陶瓷基體的管狀的支撐部件，以及，在支撐部件的空心部具備的對(duì)電阻發(fā)熱體或電極的至少一個(gè)供電的供電部件，供電部件具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件，與電源連接的第2棒狀部件，以及，在第1棒狀部件與第2棒狀部件之間設(shè)置的與第1棒狀部件與第2棒狀部件相比在軸向的截面積小并且表面積大的熱功能部件。
采用本發(fā)明的話，由于供電部件具備截面積小的熱功能部件，從而能夠以熱功能部件減少在長方向傳導(dǎo)的熱量。此外，由于供電部件具備表面積大的熱功能部件，從而能夠以熱功能部件散熱。這樣，在供電部件把第1棒狀部件連接到供電對(duì)象上時(shí)，即使因供電而在第1棒狀部件產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生從第1棒狀部件向第2棒狀部件沿長方向傳導(dǎo)的熱量時(shí)，也能夠通過以熱功能部件降低沿長方向傳導(dǎo)的熱，并且散熱，來減少在第2棒狀部件傳播的熱量。因此，供電部件與高溫的第1棒狀部件相比，能夠具備低溫的第2棒狀部件，能夠減少O圈或連接器的損傷，提高裝置的耐久性。
還有，較好是熱功能部件在軸向的截面積與上述第1棒狀部件以及上述第2棒狀部件在軸向的截面積之比在0.5或其以下。這樣的話，由于能夠更加有效地減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量，從而可以降低第2棒狀部件的溫度。
此外，較好是熱功能部件在軸向的截面為空心的。這樣的話，能夠有效地抑制來自發(fā)熱體的熱傳導(dǎo)。
此外，較好是熱功能部件的表面積與體積之比在2.0或其以上。這樣的話，由于能夠有效地進(jìn)行散熱，從而可以進(jìn)一步降低第2棒狀部件的溫度。
此外，較好是在熱功能部件軸向的側(cè)面上形成有多個(gè)凹凸。這樣的話，由于能夠進(jìn)一步減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量，并且進(jìn)一步增加散熱，從而可以降低第2棒狀部件的溫度。
采用本發(fā)明的話，能夠提供可提高裝置的耐久性的供電部件以及加熱裝置。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的供電部件的截面圖。
圖2是圖1所示的供電部件的側(cè)視圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變型例的供電部件的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變型例的供電部件的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變型例的供電部件的截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變型例的加熱裝置的截面圖。
圖7是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變型例的供電部件的側(cè)視圖。
圖8是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的供電部件的截面圖。
圖9是表示從圖8所示的箭頭A方向所見的供電部件的側(cè)視圖。
圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的變型例的供電部件的側(cè)視圖。
圖11是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的變型例的供電部件的示意圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱裝置的截面圖。
圖13是表示實(shí)施例1、2的供電部件的結(jié)構(gòu)以及高溫保持實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖14是表示比較例1、2的供電部件的結(jié)構(gòu)以及高溫保持實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖15是表示實(shí)施例3、4的供電部件的結(jié)構(gòu)以及高溫保持實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖16是表示比較例3、4的供電結(jié)構(gòu)以及高溫保持實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖中100—供電部件；101—第1棒狀部件；102—熱功能部件；103—第2棒狀部件。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。還有，在以下附圖的記述中，對(duì)相同或類似的部分給與相同或類似的符號(hào)。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式的供電部件為直徑D、軸向的截面積S、長度L的供電部件。但是請(qǐng)注意，附圖只是示意，各尺寸的比例等與實(shí)際上不同。因此，具體的尺寸等參考以下的說明可以判斷。此外，附圖相互之間當(dāng)然也包含相互的尺寸之間的關(guān)系或比例不同的部分。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中的供電部件使用的棒狀部件在軸向的截面形狀沒有特別記載的話，雖然是圓形，但也可以是長方形、橢圓形。此時(shí)，使與長方形、橢圓形的截面面積具有相同面積的圓的直徑為等價(jià)直徑D。
實(shí)施例1供電部分的結(jié)構(gòu)首先，參照?qǐng)D1、2，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的供電部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。還有，圖1是表示供電部件的截面圖，圖是2表示供電部件的側(cè)視圖。
本實(shí)施方式的供電部件100是配備在管狀的支撐部件的空心部、對(duì)支撐部件支撐的陶瓷基體中埋設(shè)的電阻發(fā)熱體或電極的至少一者供電的供電部件，如圖1、2所示，其具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件101，與電源連接的第2棒狀部件103，以及在第1棒狀部件101與第2棒狀部件103之間設(shè)置的與第1棒狀部件101與第2棒狀部件103相比在軸向的截面積S102小并且表面積Su102大的熱功能部件102。
供電部件100在具備有供電部件100的加熱裝置的使用溫度低時(shí)，是由銅合金、鋁合金形成。但是，加熱裝置的使用溫度超過500℃時(shí)，供電部件100由Ni基耐熱合金形成。此外，為了降低電阻，Ni基耐熱合金更好是使用Ni純度在99％或其以上的合金。
供電部件100較好是耐熱性好、使電阻小至即使流過最大10A或其以上、50A或其以下的大電流也不發(fā)熱。第1棒狀部件101在軸向的截面以及第2棒狀部件103在軸向的截面形狀為了減小電阻而大致呈圓形。此外，同樣地，熱功能部件102在軸向的截面形狀為了減小電阻而大致呈長方形。
為了減小電阻，第1棒狀部件101以及第2棒狀部件103在軸向的截面積S101、S103大的話比較好。特別地，在供電部件100是由Ni純度在99％或其以上的Ni基耐熱合金形成時(shí)，截面的面積S101更好是3mm2或其以上。
與截面積同樣地，為了減小電阻率，第1棒狀部件101以及第2棒狀部件103的直徑D101大的話更好。特別地，供電部件100是由Ni純度在99％或其以上的Ni基耐熱合金形成時(shí)，直徑D101較好是在1mm或其以上，更好是2mm或其以上。但是，對(duì)于具備有供電部件100的加熱裝置，由于供電部件100與多個(gè)供電部件和探針等同時(shí)容納在管狀的支撐部件的空心部，從而第1棒狀部件101以及第2棒狀部件103的直徑D101更好是1mm或其以上10mm或其以下。
熱功能部件102的表面積Su102相對(duì)于熱功能部件102的體積V102之比在1.5或其以上。表面積Su102相對(duì)于熱功能部件102的體積V102之比在2.0或其以上則更好。
供電部件100在長方向的長度L100在50mm或其以上。熱功能部件102在長方向的長度L102在3mm或其以上。但是，為了保持供電部件100的強(qiáng)度，長度L102更好是在3mm或其以上150mm或其以下。
在本實(shí)施方式中，熱功能部件102在長方向的截面大致呈長方形，但本實(shí)施方式的形狀并不限定與此。此外，如圖3、圖4所示，熱功能部件102還可以在表面具備凸部。采用這種結(jié)構(gòu)的話，由于能夠增加表面積Su102對(duì)熱功能部件102在軸向的截面積S102的比例，所以，供電部件100能夠用熱功能部件102進(jìn)一步減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量，并且進(jìn)一步增加散熱。增大熱功能部件102的表面Su102的方法通過不僅在熱功能部件102的表面形成凸部，也可以通過形成凹部來實(shí)現(xiàn)。
此外，如圖5所示，熱功能部件102當(dāng)然也可以是使圓管多重地重疊的結(jié)構(gòu)。這樣的話，供電部件100能夠以熱功能部件102增加表面積Su102相對(duì)于熱功能部件102在軸向的截面積S102的比例。
此外，如圖6、圖7所示，熱功能部件112也可以從一個(gè)側(cè)面向另一個(gè)側(cè)面具備通孔114。這樣的話，供電部件110能夠以熱功能部件112增加表面積Su112相對(duì)于熱功能部件112在軸向的截面積S112的比例。
供電部件的制造方法其次，對(duì)上述供電部件的制造方法進(jìn)行說明。
制造上述供電部件時(shí)，首先，制造第1棒狀部件101、熱功能部件102、第2棒狀部件103成為一體的棒狀部件。其次，通過把相當(dāng)于棒狀部件的熱功能部件102的部分研削或切削成熱功能部件102的表面積Su102相對(duì)于熱功能部件在軸向的截面積S102之比為1.5以上的略長方形，形成熱功能部件102，能夠制造供電部件140。還有，例如也可以通過分別焊接或釬焊預(yù)先形成的熱功能部件102、第1棒狀部件101、第2棒狀部件103，來制造供電部件100。
從以上說明可知，采用本實(shí)施方式的供電部件100的話，由于供電部件100具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件101、與電源連接的第2棒狀部件103、在第1棒狀部件101與第2棒狀部件103之間設(shè)置的與第1棒狀部件101與第2棒狀部件103相比在軸向的截面積S102小并且表面積Su102大的熱功能部件102，從而能夠以熱功能部件102減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量。此外，由于供電部件100具備表面積大的熱功能部件102，從而能夠以熱功能部件102散熱。
由此，在把第1棒狀部件101連接到供電對(duì)象上時(shí)，供電部件100即使在因供電而使第1棒狀部件101發(fā)熱，產(chǎn)生從第1棒狀部件101向第2棒狀部件103沿長方向傳導(dǎo)的熱量的情況下，通過以熱功能部件102減少沿長方向傳播的熱量，并且散熱，能夠減少在第2棒狀部件103傳導(dǎo)的熱量。因此，與高溫的第1棒狀部件101相比，供電部件100能夠具備溫度低的第2棒狀部件103，從而能夠減少O圈或連接器的損傷，提高裝置的耐久性。
供電部件100因第1棒狀部件101在軸向的截面大致呈圓形，能夠使得與供電對(duì)象的焊接、釬焊、螺絲固定的連接更加容易。還有，利用焊接、釬焊進(jìn)行連接時(shí)，第1棒狀部件101在軸向的截面不僅是略圓形，略四角形、略三角形也能夠得到相同的效果。
因第2棒狀部件103在軸向的截面大致呈圓形，從而供電部件100使得第2棒狀部件103與電源側(cè)的連接變得容易。此外，因第2棒狀部件103在軸向的截面大致呈圓形，從而供電部件100與空心狀相比能夠減小阻抗，能夠減少第2棒狀部件103的發(fā)熱。
因熱功能部件102的表面積Su102相對(duì)于熱功能部件102的體積V102之比在2.0或其以上，從而供電部件100能夠以熱功能部件102有效地減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量和進(jìn)行散熱。
因熱功能部件102在軸向的截面大致呈長方形，從而供電部件100能夠以熱功能部件102有效地且容易地減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量和進(jìn)行散熱。
因供電部件100在長方向的長度L100在50mm或其以上，從而能夠具備對(duì)減少沿長方向傳導(dǎo)的熱量和進(jìn)行散熱足夠的長度。
實(shí)施例2供電部件的結(jié)構(gòu)其次，參照?qǐng)D8、9，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的供電部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。還有，圖8表示供電部件的截面圖，圖9表示從圖8的箭頭A方向所見的供電部件的側(cè)視圖。還有，以下主要對(duì)于與上述第1實(shí)施方式不同之點(diǎn)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中，熱功能部件122是使薄板狀部件沿短方向延伸的山狀以及谷狀的彎曲部形成向長方向交互插入的結(jié)構(gòu)的部件。彎曲部的形狀并不特定，可以做成例如三角形、正弦曲線形。彎曲部的形狀由長L122、間距p122、振幅a122、厚t122、寬w122決定。
寬w122與第1棒狀部件121以及第2棒狀部件123的直徑D121相同或比它更小。厚t122在3mm或其以下。但是，寬w122以及厚t122過小時(shí)，熱功能部件122在向長方向反復(fù)收縮時(shí)可能在短時(shí)間斷裂。因此，寬w122更好是在1mm或其以上，直徑D101或其以下。此外，厚t122更好是0.2mm或其以上、2mm或其以下。
為了減少供電部件100隨熱膨脹的長方向的變形量，振幅a大的話更好。但是，供電部件100的振幅a過大時(shí)，易于在薄板狀部件產(chǎn)生龜裂，并且，由于不能容納進(jìn)具備有供電部件100的支撐部件的空心部，有空間上的制約。在把彎曲部插入熱功能部件122之前的薄板狀時(shí)的長方向的長度在L120的3倍或其以下。但是，作為供電部件130，為了保持形狀，長度更好是L120的2倍或其以下。
在本實(shí)施方式中，熱功能部件122是使薄板狀部件沿短方向延伸的山狀以及谷狀的彎曲部形成向長方向交互插入的結(jié)構(gòu)的部件，但本實(shí)施方式的形狀并不限定于此。例如，如圖10所示，熱功能部件132也可以是使以第1棒狀部件131、第2棒狀部件133以及在第1棒狀部件131和第2棒狀部件133之間設(shè)置的、形成把棒狀部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)的部件為特征的供電部件130。此外，如圖11所示，熱功能部件142也可以是使以第1棒狀部件141、第2棒狀部件143以及在第1棒狀部件141和第2棒狀部件143之間設(shè)置的、形成把薄板部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)的部件為特征的供電部件140。
供電部件的制造方法其次，對(duì)上述供電部件的制造方法進(jìn)行說明。
制造上述供電部件時(shí)，首先，制造第1棒狀部件121、熱功能部件122以及第2棒狀部件123成為一體的棒狀部件。其次，把棒狀部件的一部分削成薄板狀部件。其次，把薄板狀部件擠壓成具有把沿短方向延伸的山狀或谷狀的彎曲部在長方向交互地插入的結(jié)構(gòu)的形狀，形成熱功能部件122，就能夠制造供電部件120。
還有，也可以首先通過把薄板狀部件擠壓成具有把沿短方向延伸的山狀或谷狀的彎曲部在長方向交互地插入的結(jié)構(gòu)的形狀，形成熱功能部件122，分別焊接或釬焊熱功能部件102、第1棒狀部件121以及第2棒狀部件123，來制造供電部件120。
從以上說明可知，采用本實(shí)施方式的供電部件120的話，因熱功能部件122是把棒狀部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)、把薄板狀部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)、或把薄板部件交互地彎曲成山狀或谷狀的結(jié)構(gòu)，能夠不改變熱功能部件122在長方向的長度，增加從第1棒狀部件121到第2棒狀部件123的熱量的移動(dòng)距離，進(jìn)一步降低從第1棒狀部件121到第2棒狀部件123在長方向傳導(dǎo)的熱量。
此外，因熱功能部件122是把棒狀部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)、把薄板狀部件卷成螺旋狀的結(jié)構(gòu)、或把薄板部件交互地彎曲成山狀或谷狀的結(jié)構(gòu)，從而表面積增大，能夠進(jìn)一步散熱。
供電部件的應(yīng)用例上述實(shí)施方式的供電部件能夠應(yīng)用于例如圖12所示的加熱裝置。圖12所示的加熱裝置50具備支撐部件1、陶瓷基體2、電阻發(fā)熱體3、高頻電極4、測(cè)溫探針5、第1端子6、第2端子7、連接器8a、8b、冷卻柱9、供電部件160、高頻供電部件170。陶瓷基體2在內(nèi)部埋設(shè)有電阻發(fā)熱體3以及高頻電極4，具備在基板加熱面設(shè)置晶圓的加熱面。陶瓷基體2具有插入供電部件160以及高頻供電部件170的孔?？讖呐c陶瓷基體2的基板加熱面相反一側(cè)的接合面14延伸到第1端子6以及第2端子7。因此，第1端子6以及第2端子7的一部分露出來。
陶瓷基體2能夠使用圓盤狀等板狀的基體。另外，陶瓷基體2能夠由陶瓷、金屬、陶瓷與金屬的復(fù)合材料等構(gòu)成。例如，陶瓷基體2由氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、硅鋁氧氮聚合材料(SiAlON)、鋁(Al)、鋁合金、鋁合金-氮化鋁復(fù)合物、鋁合金-SiC復(fù)合物等構(gòu)成。
陶瓷基體2較好是由氮化鋁、氧化鋁、碳化硅、氮化硅構(gòu)成，更好是由具有95％或其以上相對(duì)密度的氮化鋁、氧化鋁構(gòu)成。并且，陶瓷基體2最好是由熱傳導(dǎo)率高、具有95％或其以上相對(duì)密度的氮化鋁構(gòu)成。這樣，能夠提供耐腐蝕性優(yōu)良的陶瓷加熱器50。
電阻發(fā)熱體3以及高頻電極4埋設(shè)在陶瓷基體2內(nèi)部。電阻發(fā)熱體3從供電部件160被供給電力并發(fā)熱。電阻發(fā)熱體3與第1端子6連接。具體地，電阻發(fā)熱體3預(yù)先利用鉚接、釬焊、螺釘與第1端子連接。并且，電阻發(fā)熱體3通過第1端子6與供電部件160連接，接受電力供應(yīng)。
高頻電極4從高頻供電部件170被供給高頻電力。通過對(duì)高頻電極4和固定在腔室內(nèi)的上側(cè)壁面的上側(cè)高頻電極13供給高頻電力，能夠把高電壓、高溫施加在高頻電極4和上側(cè)高頻電極之間的原料氣體或清洗氣體上。這樣，原料氣體或清洗氣體成為等離子體狀態(tài)。高頻電極4與第2端子7連接。具體地說，高頻電極4通過鉚接、釬接、螺釘與第2端子7連接。并且，高頻電極4通過第2端子與高頻供電部件170連接，接受電力供應(yīng)。
電阻發(fā)熱體3以及高頻電極4由鉭、鉬(Mo)、鎢(W)、鈮(Nb)、碳化鎢(WC)、白金、錸、鉿等純金屬或合金構(gòu)成。電阻發(fā)熱體3以及高頻電極4的形態(tài)并不限定，例如，能夠用印刷含有高熔點(diǎn)材料的粉末的印刷膠形成的材料、利用物理蒸發(fā)法或化學(xué)蒸發(fā)法形成的薄膜、線材、線圈材料、篩網(wǎng)材料、板材等。
電阻發(fā)熱體3以及高頻電極4的圖案形狀能夠采用渦旋形、篩網(wǎng)形等。第1端子6連接電阻發(fā)熱體3和供電部件160。第2端子7連接高頻電極4和高頻供電部件170。第1端子6以及第2端子7能夠由鉬或鈮構(gòu)成。第1端子6以及第2端子7也可以在表面由金或鎳涂敷。第1端子6以及第2端子7能夠使用球狀或圓柱狀的端子。
供電部件160配備在管狀的支撐部件1的空心部、對(duì)埋設(shè)于支撐在支撐部件1上的陶瓷基體2中的電阻發(fā)熱體3供電。高頻供電部件170配備在管狀的支撐部件的空心部、對(duì)埋設(shè)于支撐在支撐部件1上的陶瓷基體2中的高頻電極4供電。
供電部件160以及高頻供電部件170以不與相鄰的供電部件接觸的狀態(tài)安裝在空心的絕緣套管31內(nèi)。此外，供電部件160以及高頻供電部件170與冷卻柱9之間設(shè)有由氟系耐熱橡膠形成的O圈32，腔室22內(nèi)被氣密地保持。此外，在連接器8a以及8b上彈性接觸部件33被配置成與供電部件接觸。
供電部件160以及高頻供電部件170具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件、與電源連接的第2棒狀部件以及在第1棒狀部件和第2棒狀部件之間設(shè)置的熱功能部件。
供電部件160的第1棒狀部件通過第1端子6與電阻發(fā)熱體3連接。此外，供電部件160的第2棒狀部件通過連接器8a與電源連接。高頻供電部件170的第1棒狀部件通過第2端子7與高頻電極4連接。此外，高頻供電部件170的第2棒狀部件通過連接器8b與高頻電源連接。
支撐部件1具備管狀的空心部，在該空心部容納供電部件160以及高頻供電部件170。支撐部件1與陶瓷基體2的與基板加熱面相反一側(cè)的接合面14接合。支撐部件1的材質(zhì)是對(duì)鹵素系腐蝕性氣體有抗腐蝕性的陶瓷或金屬。此外，支撐部件1的材質(zhì)更好是與陶瓷基體2的材質(zhì)相同。
支撐部件1的材質(zhì)是金屬的情況下，較好是不銹鋼等鎳基合金或鋁合金，更好是作為耐熱鎳合金的鉻鎳鐵合金。支撐部件1通過固相接合等直接結(jié)合、釬焊、螺釘固定等機(jī)械接合與陶瓷基體2接合。這種接合在使用固相接合、固液接合、釬焊的情況下，能夠由鹵素系腐蝕性氣體保護(hù)在支撐部件1的空心部1具備的金屬部件。
對(duì)于該接合，在使用螺釘固定的情況下，通過在支撐部件1的下部至少具備一個(gè)氣體導(dǎo)入孔12，就能夠由鹵素系腐蝕性氣體保護(hù)金屬部件。從氣體導(dǎo)入孔12填充到支撐部件1的空心部的鹵素系腐蝕性氣體由于從支撐部件1的下部進(jìn)入，溫度足夠低，由于成為活性小的中性分子，從而難以對(duì)金屬部件產(chǎn)生腐蝕。還有，該孔12在其它的氣密接合(固相、固液、釬焊)中則不需要。
加熱裝置50能夠具備靜電吸盤用電極作為電極。靜電吸盤用電極用于利用電力供應(yīng)產(chǎn)生靜電引力，吸附基板。本發(fā)明的加熱裝置的用途并不特別限定，例如能夠應(yīng)用于化學(xué)氣相生長裝置、物理氣相生長裝置、刻蝕裝置、烘烤裝置、涂層用硬化裝置。并且，安裝在陶瓷基體上的供電部件被保持在高溫環(huán)境、供電部件的兩端被固定的話，當(dāng)然也可以是在供電部件之外具備陶瓷基體的支撐部件的加熱裝置。
實(shí)施例其次，參照?qǐng)D13～圖16，用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施例。還有，在本實(shí)施例中，首先利用以下所示的順序制作圖12所示的加熱裝置。即，首先，制作在由氮化鋁做成的粉末中埋設(shè)了作為電阻發(fā)熱體的鉬線圈的陶瓷基體。還有，將陶瓷基體加工成厚度為10mm，直徑φ為320mm。其次，用氧化鋁制作固定晶圓的晶圓固定用栓。其次，制作氮化鋁組成的支撐部件，用螺絲固定與陶瓷基體接合。還有，支撐部件的長度為90mm。其次，通過端子用金焊接下述樣品的供電部件和陶瓷基體。其次，在支撐部件的空心部容納了兩個(gè)為了確保絕緣而被氧化鋁管覆蓋的發(fā)熱體用供電部件、一個(gè)測(cè)量電阻發(fā)熱體溫度的探針、一個(gè)高頻電極用供電部件。還有，加熱裝置通過在支撐部件和半導(dǎo)體裝置的腔室之間設(shè)置氟橡膠做的O圈，使支撐部件的空心部和腔室保持氣密。氟橡膠做的O圈的耐熱溫度為200℃。然后，用制作的加熱裝置進(jìn)行了性能試驗(yàn)。具體地說，分別設(shè)定腔室內(nèi)氮?dú)獾膲毫?.1Torr，溫度為400℃，以10℃/分鐘的速度升溫。其次，在加熱裝置的溫度到達(dá)400℃起保持100小時(shí)。陶瓷基體和支撐部件由于被螺釘固定，所以支撐部件中也為0.1Torr。
實(shí)施例1在實(shí)施例1中，如圖1所示，制作具備第1棒狀部件、第2棒狀部件、以及熱功能部件，由純度99％的鎳做的棒狀的供電部件。具體地說，首先，制作由第1棒狀部件、熱功能部件以及第2棒狀部件一體而成的棒狀部件。供電部件制作成軸向的截面積為φ5mm、第1棒狀部件在長方向的長度為8mm、第2棒狀部件在長方向的長度為10mm、熱功能部件在長方向的長度為92mm。其次，通過把相當(dāng)于第1棒狀部件以及第2棒狀部件的部分切削成軸向的截面形狀以及截面積分別為φ5mm、19.63mm2來制作了第1棒狀部件以及第2棒狀部件。其次，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為寬5mm、厚1mm的長方形，截面積為5mm2來形成熱功能部件，制作了供電部件。這樣，熱功能部件的截面積與第1棒狀部件以及第2棒狀部件在軸向的截面積之比為0.25。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖13(a)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為180℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度維持在0.1Torr。這樣，推測(cè)出高溫保持期間的O圈附近的溫度在200℃以下。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為寬5mm、厚1.5mm的長方形，截面積為7.5mm2來形成熱功能部件，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的處理，制作了供電部件。還有，在本實(shí)施例2中，熱功能部件的截面積與第1棒狀部件以及第2棒狀部件在軸向的截面積之比為0.38。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖13(b)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為188℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度維持在0.2Torr。這樣，推測(cè)出高溫保持期間的O圈附近的溫度在200℃以下。
比較例1在比較例1中，制作了純度99％的鎳做的棒狀的供電部件。供電部件制作成軸向的截面形狀以及截面積分別為φ5mm、19.63mm2，長方向的長度為110mm。并且，使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，在加熱裝置的溫度到達(dá)400 ℃后保持100小時(shí)期間，真空度下降。在100小時(shí)后腔室內(nèi)的真空度為250Torr。此外，如圖14(a)所示，高溫保持期間的供電部件的電源連接器的保持部的溫度超過了200℃，供電部件前端的溫度為220 ℃。此外，觀察到了高溫保持試驗(yàn)后O圈內(nèi)表面的熔融痕跡。
比較例2在比較例2中，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為寬5mm、厚2mm的長方形，截面積為10mm2來形成熱功能部件，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的處理，制作了供電部件。還有，在本比較例2中，熱功能部件的截面積與第1棒狀部件以及第2棒狀部件在軸向的截面積之比為0.51。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖14(b)所示，高溫保持期間第2棒狀部件前端的溫度為210℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度為115Torr。此外，觀察到了高溫保持試驗(yàn)后O圈內(nèi)表面的熔融痕跡。
實(shí)施例3在實(shí)施例3中，制作了圖1所示的具備第1棒狀部件、第2棒狀部件以及熱功能部件，由純度99％的鎳做的棒狀的供電部件。具體地說，首先，制作由第1棒狀部件、熱功能部件以及第2棒狀部件一體而成的棒狀部件。供電部件制作成軸向的截面積為φ5mm、第1棒狀部件在長方向的長度為8mm、第2棒狀部件在長方向的長度為10mm、熱功能部件在長方向的長度為92mm。其次，通過把相當(dāng)于第1棒狀部件以及第2棒狀部件的部分切削成軸向的截面形狀為φ5mm、表面積為19.63mm2，制作了第1棒狀部件以及第2棒狀部件。其次，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為寬5mm、厚1mm的長方形，表面積以及體積分別為1104mm2以及460mm3來形成熱功能部件，制作了供電部件。這樣，熱功能部件的表面積與體積之比為2.40。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖15(a)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為170℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度維持在0.1Torr。這樣，推測(cè)出高溫保持期間的O圈附近的溫度在200℃以下。
實(shí)施例4在實(shí)施例4中，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為φ2mm、表面積以及體積分別為577.76mm2以及288.88mm3來形成熱功能部件，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3相同的處理，制作了供電部件。這樣，熱功能部件的表面積與體積之比為2.00。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖15(b)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為181℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度維持在0.8Torr。這樣，推測(cè)出高溫保持期間的O圈附近的溫度在200℃以下。
比較例3在比較例3中，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為寬5mm、厚2mm的長方形，表面積以及體積分別為1288mm2以及920mm3來形成熱功能部件，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3相同的處理，制作了供電部件。這樣，熱功能部件的表面積與體積之比為1.40。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖16(a)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為210℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度為115Torr。此外，觀察到了高溫保持試驗(yàn)后O圈內(nèi)表面的熔融痕跡。
比較例4在比較例4中，通過把相當(dāng)于熱功能部件的部分切削成軸向的截面形狀為φ2.5mm、表面積以及體積分別為722.2mm2以及45 1.375mm3來形成熱功能部件，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3相同的處理，制作了供電部件。這樣，熱功能部件的表面積與體積之比為1.60。使用具備該供電部件的加熱裝置，進(jìn)行了高溫保持試驗(yàn)，如圖16(b)所示，高溫保持期間的第2棒狀部件前端的溫度為206℃。此外，高溫保持試驗(yàn)后腔室內(nèi)的真空度為93Torr。此外，觀察到了高溫保持試驗(yàn)后O圈內(nèi)表面的熔融痕跡。
權(quán)利要求
1.一種供電部件，配備在管狀的支撐部件的空心部，對(duì)支撐部件支撐的陶瓷基體中埋設(shè)的電阻發(fā)熱體或電極的至少一者供電，其特征在于，具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件，與電源連接的第2棒狀部件，以及，在上述第1棒狀部件與上述第2棒狀部件之間設(shè)置的與第1棒狀部件和第2棒狀部件相比在軸向的截面積小并且表面積大的熱功能部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電部件，其特征在于上述熱功能部件在軸向的截面積與上述第1棒狀部件以及上述第2棒狀部件在軸向的截面積之比在0.5或其以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供電部件，其特征在于上述熱功能部件在軸向的截面為空心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任何一項(xiàng)所述的供電部件，其特征在于上述熱功能部件的表面積與體積之比在2.0或其以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任何一項(xiàng)所述的供電部件，其特征在于在上述熱功能部件軸向的側(cè)面上形成有多個(gè)凹凸。
6.一種加熱裝置，其特征在于，具備埋設(shè)有被供給電力的電阻發(fā)熱體或電極的至少一個(gè)的陶瓷基體，支撐上述陶瓷基體的管狀的支撐部件，以及權(quán)利要求1或2任何一項(xiàng)所述的供電部件。
全文摘要
本發(fā)明提供可提高裝置的耐久性的供電部件以及使用了它的加熱裝置。該供電部件(100)具備與供電對(duì)象連接的第1棒狀部件(101)，與電源連接的第2棒狀部件(103)，以及在第1棒狀部件(101)與第2棒狀部件(103)之間設(shè)置的與第1棒狀部件(101)與第2棒狀部件(103)相比在軸向的截面積小并且表面積大的熱功能部件(102)。
文檔編號(hào)H05B3/10GK1856189SQ20061006669
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者后藤義信, 鶴田英芳 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社