(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって加熱するヒータと、該ヒータに結合されると共に、ヒータに通電して昇温させる電極と、前記ヒータおよび電極を結合させる締結手段と、を備えたヒータユニットであって、
前記ヒータおよび電極は、各々炭化ケイ素を含む材料からなり、少なくともヒータおよび電極における締結手段を用いて結合した結合部の周囲を、化学気相成長で形成させた炭化ケイ素の薄膜で被覆しており、
前記締結手段は、電極の端部に設けられた雄ねじ部と、ヒータの挿通穴から突出した雄ねじ部の先端部に螺合して締結されたナットと、から構成されており、
前記ナットの外周面におけるヒータ側の角を面取部に形成し、この面取部とヒータとの間隙に前記薄膜を形成させたヒータユニット。
【請求項２】
前記ヒータ、電極、および締結手段の全体の周囲に前記薄膜を形成した請求項１に記載のヒータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックからなるヒータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体ウエハの各種熱処理にヒータユニットが用いられている。このヒータユニットは、通電によって熱を発するヒータと、該ヒータに通電して発熱させる電極とを備えている。
【０００３】
前記ヒータと電極とは、種々の方法によって結合される。例えば、ヒータと電極とをネジによって締結したのち、ヒータユニット全体を窒化ホウ素（ＢＮ）の薄膜で被覆する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７０２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載された方法では、以下の問題点があった。即ち、まず、半導体に悪影響を及ぼすおそれがあるホウ素（Ｂ）を用いるため、好ましくない。また、グラファイトならなる電極と、窒化ホウ素からなる薄膜とでは、熱膨張差があるため、高温時においては熱応力が発生して変形や破損のおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、材質としてホウ素を用いず、構成部材同士の熱膨張差が小さいヒータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、通電によって加熱するヒータ（ヒータ３）と、該ヒータに結合されると共に、ヒータに通電して昇温させる電極（電極５）と、前記ヒータおよび電極を結合させる締結手段と、を備えたヒータユニット（ヒータユニット１）であって、前記ヒータおよび電極は、各々炭化ケイ素からなり、少なくともヒータおよび電極における締結手段を用いて結合した結合部の周囲を、化学気相成長で形成させた炭化ケイ素の薄膜（薄膜３５）で被覆していることを要旨とする。
【０００８】
このように、本実施形態による結合部の周囲はＳｉＣの薄膜で被覆しているため、膨張と収縮を繰り返しても締結手段が緩みにくくなる。また、ヒータユニットにおけるヒータ、電極および薄膜はＳｉＣからなりホウ素（Ｂ）が含まれていないため、半導体に悪影響を及ぼすおそれがない。また、ヒータ、電極および薄膜は、それぞれＳｉＣから形成されているため、高温時（例えば、１４００℃以上）における熱膨張率がほぼ等しく、熱応力割れ等が生じにくくなる。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記締結手段は、電極５の端部に設けられた雄ねじ部（雄ねじ部２９）と、ヒータ（ヒータ３）の挿通孔（挿通孔３３）から突出した雄ねじ部の先端部（先端部２５）に螺合して締結されたナット（ナット３１）と、から構成されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、前記ナット（ナット３１）の外周面（外周面３９）におけるヒータ（ヒータ３）側の角を面取部（面取部４１）に形成し、この面取部とヒータとの間隙に前記薄膜（薄膜３５）を形成させたことを要旨とする。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、前記ヒータ（ヒータ３）、電極（電極５）、および締結手段の全体の周囲に前記薄膜（薄膜３５）を形成していることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るヒータユニットによれば、材質としてホウ素を用いず、構成部材同士の熱膨張差が小さいヒータユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態によるヒータユニットの分解斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】電極とヒータとの結合部近傍を拡大した断面図である。
【図４】ナットの面取部とヒータとの結合部近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るヒータユニットの詳細を図面に基づいて説明する。具体的には、（１）ヒータユニットの全体構成、（２）電極とヒータとの結合部の詳細構成、（３）作用効果、（４）その他の実施形態について説明する。
【００１５】
但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１６】
（１）ヒータユニットの全体構成
まず、本実施形態に係るヒータユニットの全体構成を図１、２を用いて説明する。図１は本発明の実施形態によるヒータユニットの分解斜視図、図２は図１の断面図である。
【００１７】
ヒータユニット１は、通電によって加熱するヒータ３と、該ヒータ３に結合されてヒータ３に通電する棒状の電極５と、これらのヒータ３および電極５を収容する収容体７と、該収容体７の上部開口を封鎖する蓋面となるサセプタ９と、前記電極５を包囲する円筒状の中空円筒部１１と、電極５の下端を支持する支持体１３とを備えている。
【００１８】
前記ヒータ３は、径方向中心部１５から径方向外側に向けて連続して延びており、径方向中心部１５を通る中心軸に対して線対称に形成されている。そして、外周縁部１７の一端側で電極５に結合されている。
【００１９】
前記電極５は、上下方向に細長く延びる棒状に形成されており、上端はヒータ３に結合され、下端は支持体１３に結合されている。なお、ヒータ３と電極５とは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる。
【００２０】
前記収容体７は、円盤状の底面１９と該底面１９の外周縁から上方に延びる円筒状の側面２１とから一体形成されている。底面１９の端部には、電極５が挿通可能な貫通孔２３が形成されており、上側は開口している。
【００２１】
前記サセプタ９は、円盤状に形成されており、前記収容体７の上部開口を塞ぐ蓋面であると共に、サセプタ９上に半導体ウエハを載置して半導体ウエハを加熱する機能を有する。
【００２２】
前記中空円筒部１１は、円筒状に形成され、その上端１１ａは前記収容体７における貫通孔２３の周囲の下側に接合されている。また、下端１１ｂは円盤状の支持体１３に接合されている。
【００２３】
（２）電極とヒータとの結合部の詳細構成
次に、電極とヒータとの結合部の詳細構成を図３〜図４を用いて説明する。図３は電極とヒータとの結合部近傍を拡大した断面図、および、図４はナットの面取部とヒータとの結合部近傍を示す拡大断面図である。
【００２４】
電極５の先端部２５は、本体部２７よりも細径の雄ねじ部２９に形成されており、雄ねじ部２９の外周面には、雄ねじが形成されている。雄ねじ部２９の長さは、図３に示すように、ヒータ３とナット３１の合計厚さ程度である。ヒータ３には、雄ねじ部２９が挿通する挿通孔３３が形成されており、雄ねじ部２９を挿通孔３３に挿入すると、先端部２５がヒータ３の上面３ａよりも上方に突出する。そして、この突出した先端部２５にナット３１を螺合させることによって、ヒータ３と電極５とを締結させている。なお、本実施形態では、これらのナット３１と雄ねじ部２９とが締結手段となる。さらに、本実施形態においては、ヒータ３と電極５とをナット３１で締結したのち、これらのヒータ３および電極５の表面全体に、化学気相成長で形成させた炭化ケイ素の薄膜３５を形成している。具体的には、例えば、石英などで出来た反応管内にヒータ３と電極５のアッセンブリ体３７を収容し、反応管内にＳｉＣの成分を含む原料ガスを供給することによって、前記アッセンブリ体３７の表面にＳｉＣの薄膜３５を堆積させる。
【００２５】
また、図４に詳細に示すように、前記ナット３１の外周面３９におけるヒータ３側の角を面取部４１に形成している。具体的には、ナット３１の下端部の角を断面三角状に切り欠いて面取部４１に形成している。そして、この面取部４１とヒータ３との間に形成される断面三角状の間隙に前記薄膜３５を形成させている。
【００２６】
（３）作用効果
以下に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。本実施形態に係るヒータユニット１は、通電によって加熱するヒータ３と、該ヒータ３に結合されると共に、ヒータ３に通電して昇温させる電極５と、前記ヒータ３および電極５を結合させる締結手段と、を備えている。前記ヒータ３および電極５は、各々炭化ケイ素からなり、少なくともヒータ３および電極５における締結手段を用いて結合した結合部の周囲を、化学気相成長で形成させた炭化ケイ素の薄膜３５で被覆している。
【００２７】
このように、本実施形態による結合部の周囲はＳｉＣの薄膜３５で被覆しているため、膨張と収縮を繰り返しても締結手段が緩みにくくなる。また、ヒータユニット１におけるヒータ３、電極５および薄膜３５はＳｉＣからなりホウ素（Ｂ）が含まれていないため、半導体に悪影響を及ぼすおそれがない。また、ヒータ３、電極５および薄膜３５は、それぞれＳｉＣから形成されているため、高温時（例えば、１４００℃以上）における熱膨張率がほぼ等しく、熱応力割れ等が生じにくくなる。
【００２８】
前記締結手段は、電極５の端部に設けられた雄ねじ部２９と、ヒータ３の挿通孔３３から突出した雄ねじ部２９の先端部２５に螺合して締結されたナット３１と、から構成されている。従って、簡単な構造で電極５とヒータ３とを確実に締結することができる。
【００２９】
前記ナット３１の外周面３９におけるヒータ３側の角を面取部４１に形成し、この面取部４１とヒータ３との間隙に前記薄膜３５を形成させている。
【００３０】
従って、面取部４１とヒータ３との間隙に薄膜３５が入り込み、締結手段の緩みが生じにくい。
【００３１】
なお、前記ヒータ３、電極５、および締結手段の全体の周囲に前記薄膜３５を形成しているため、ヒータ３と電極５とを締結手段で締結したアッセンブリ体３７をそのまま反応管内に配置して薄膜形成処理をすることができ、作業工数を低減できる。
【００３２】
（４）その他の実施形態
なお、前述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００３３】
本実施形態においては、前述したように、ヒータ３と電極５とを締結手段で締結したアッセンブリ体３７をそのまま反応管内に配置することにより、アッセンブリ体３７の全体の周囲に薄膜３５を形成した。しかし、結合部近傍のみに薄膜３５を形成しても良い。
【００３４】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１  ヒータユニット
３  ヒータ
５  電極
２５  先端部
２９  雄ねじ部
３１  ナット
３５  薄膜
３９  外周面
４１  面取部
【図１】
0005603601.tif 000002
【図２】
0005603601.tif 000003
【図３】
0005603601.tif 000004
【図４】
0005603601.tif 000005