(57)【要約】【課題】  電気ヒータから発生する電気ノイズを抑制すること。【解決手段】  金属製の外郭部材１１ａ内に電気絶縁物１１ｂを介して発熱体１１ｃが設けられている電気ヒータ１１と、該電気ヒータ１１を一体に固定したプレート１３とを含み、前記外郭部材１１ａの外周面と前記プレート１３に形成したヒータ保持溝１３ｂの内壁面との間に絶縁性の抑制体１５が介在されている。【選択図】  図１
2006222033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の外郭部材内に電気絶縁物を介して発熱体が設けられている電気ヒータと、該電気ヒータを一体に保持したプレートとを含む加熱装置において、前記外郭部材と前記プレートとの間には、電気ノイズを抑制する絶縁性の抑制体が介在されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の加熱装置において、前記プレートの一面には前記電気ヒータを保持するヒータ保持溝が形成されており、前記抑制体は前記外郭部材の外周面と前記ヒータ保持溝の内壁面との間に介在されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の加熱装置において、前記ヒータ保持溝には前記外郭部材が前記抑制体を介して圧入された状態で保持されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項２記載の加熱装置において、前記ヒータ保持溝の内壁面と前記抑制体との間には、接着剤が設けられていることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４記載の加熱装置において、前記外郭部材はアース接続されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記抑制体はシリコン樹脂シート、シリコン樹脂収縮チューブ、四フッ化エチレン樹脂シート、六フッ化エチレン樹脂シート、四フッ化エチレン樹脂収縮チューブ、六フッ化エチレン樹脂収縮チューブ、ポリイミド樹脂シート、ポリベンゾイミダゾール被膜の内の一種であることを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記抑制体をセラミックの一種とし、高温での使用を可能としたことを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物をプレート上で加熱する加熱装置に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主面を有するプレートと、このプレートに設けた加熱要素とを含む熱盤がある。加熱要素は、内周部と外周部との２領域をもつプレートの一方の周部における領域部分に主面に対向して配置した面状発熱体と、他方の周部の領域部分に主面に対向して配置したシーズヒータとを有している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−３０６６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の熱盤においては、プレート上に被加熱物を置き、この被加熱物を加熱して所定温度としてから各種の電気的特性を測定するときに、静電容量が高い場合に電気ノイズが大きくなり、被加熱物の測定に影響を及ぼすことがある。
【０００５】
また、プレートに高周波や大電流を加えながら、超精密温度制御を行う場合に、電気ノイズが外乱となり温度制御に影響を及ぼすことがある。
【０００６】
それ故に、本発明の課題は、電気ノイズを抑えることができる加熱装置を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、金属製の外郭部材内に電気絶縁物を介して発熱体が設けられている電気ヒータと、該電気ヒータを一体に保持したプレートとを含む加熱装置において、前記外郭部材と前記プレートとの間には、電気ノイズを抑制する絶縁性の抑制体が介在されていることを特徴とする加熱装置が得られる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る加熱装置によれば、プレート上に被加熱物を置き、この被加熱物を加熱して所定温度としてから各種の電気的特性を測定するときに静電容量が高い場合、抑制体によって電気ヒータから発生する電気ノイズを抑制することができるという利点がある。
【０００９】
したがって、加熱装置は、電気ヒータの電気ノイズを抑制するので被加熱物の電気的特性を測定するときの測定に影響を及ぼすことがない。
【００１０】
また、プレートに高周波や大電流を加えながら、超精密温度制御を行う場合に、電気ノイズが外乱となり温度制御に影響を及ぼすことがない。さらに、電気ヒータの外郭部材は、アース接続されているので静電容量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の加熱装置では、金属製の外郭部材内に電気絶縁物を介して発熱体が設けられている電気ヒータと、該電気ヒータを一体に固着したプレートとを含む加熱装置において、前記外郭部材の外周面には絶縁性の抑制体が設けられていることから電気ヒータから発生する電気ノイズを抑制する。
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明に係る加熱装置の実施例１について図面を参照して説明する。図１及び図２は、実施例１における加熱装置を示している。図３は図２に示した加熱装置の一部を断面して示している。
【００１３】
図１乃至図３を参照して、加熱装置は、電気ヒータ１１と、電気ヒータ１１を一体に保持している金属製のプレート１３と、絶縁性の抑制体１５とを有している。
【００１４】
電気ヒータ１１は、金属材からなる管形状の外郭部材１１ａと、外郭部材１１ａ内に電気絶縁物１１ｂを介して設けられている発熱体１１ｃと、発熱体１１ｃの両端に接続されている一対の端子部１１ｄとを有している。
【００１５】
抑制体１５は、電気ヒータ１１の外郭部材１１ａの外周面を被覆している。なお、抑制体１５は、図１に示したように、外郭部材１１ａの両端側の外周面を露出した状態で少し残して、外郭部材１１ａの外周面全体を被覆している。
【００１６】
プレート１３の一面１３ａには、図４にも示したように、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１を嵌め込むためのヒータ保持溝１３ｂが形成されている。ヒータ保持溝１３ｂには、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１が嵌め込まれることによってプレート１３に接合・保持されている。電気ヒータ１１としては、例えば、周知なシーズヒータもしくはカートリッジヒータなどから選ばれた一種を採用する。
【００１７】
なお、抑制体１５は、一般的な使用温度領域において良好な熱伝導性の確保の点から放熱用のシリコン樹脂収縮チューブがもっとも望ましいが、シリコン樹脂シート、四フッ化エチレン樹脂シート、六フッ化エチレン樹脂シート、四フッ化エチレン樹脂収縮チューブ、六フッ化エチレン樹脂収縮チューブ、ポリイミド樹脂シートの内の一種を採用して外郭部材１１ａを覆うようにしてもよい。或いはポリベンゾイミダゾール樹脂を外郭部材１１ａを覆うように成膜してもよい。
【００１８】
以下、実施例１における加熱装置の製造方法を図４をも参照して説明する。プレート１３の一面１３ａには、図４に示したように、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１を嵌め込むためのヒータ保持溝１３ｂを形成する。この際、ヒータ保持溝１３ｂの上端縁には、プレート１３の一面１３ａ上に突出させた一対の突部１３ｄを形成しておく。ヒータ保持溝１３ｂは、電気ヒータ１１の直径よりもプレート１３の一面１３ａからヒータ保持溝１３ｂの底部までの寸法を少し短く形成しておく。
【００１９】
ヒータ保持溝１３ｂには、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１を嵌め込む。図１乃至図３に示した加熱装置では、図４に示したように、ヒータ保持溝１３ｂには、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１を圧入することによって嵌め込んでいる。
【００２０】
突部１３ｄは、プレート１３の一面１３ａに対向している他面１３ｆ側へ向けて押圧することによって、突部１３ｄが抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１側へ寄せられて電気ヒータ１１が保持される。この際、電気ヒータ１１は突部１３ｄによって加締められるように保持される。
【００２１】
即ち、図３に示したように、プレート１３のヒータ保持溝１３ｂの上端縁における突部１３ｄは、プレート１３及び電気ヒータ１１間の界面熱抵抗を極少化し一体化するように電気ヒータ１１の有効長の全長にわたりかつヒータ保持溝１３ｂの中心に向かって迫り出すように圧入されている。ヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１の有効長全長にわたって突部１３ｄが、突部１３ｄからヒータ保持溝１３ｂの底部までの寸法が電気ヒータ１１の外径よりも小さくなるまで迫り出すように圧入されている。
【００２２】
このようにして、ヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１が抑制体１５を介して圧入状態でプレート１３に当接して一体化される。ヒータ保持溝１３ｂは、抑制体１５を損傷することなく、また、熱伝導を損なうことがないように、一体化する圧入のためにヒータ保持溝１３ｂの形態や、ヒータ保持溝１３ｂの内壁面の加工面粗度などを選定する。なお、ヒータ保持溝１３ｂには、抑制体１５を被覆した電気ヒータ１１を接着剤を介して保持するようにしてもよい。
【００２３】
さらに、電気ヒータ１１の外郭部材１１ａは、図１に示したように、電気ヒータ１１及びプレート１３間の静電容量を抑えるように、端子部１１ｄ側でプレート１３から外へ延びている部分がアース２１されている。
【００２４】
加熱装置は、プレート１３の一面１３ｆ上に被加熱物（図示せず）を置き、被加熱物を加熱して所定温度としてから各種の電気的特性を測定するときに、静電容量が高い場合、電気ヒータ１１の外周面に抑制体１５を設けたことから、電気ヒータ１１から発生する電気ノイズを抑制することが可能となる。また、電気ヒータ１１はアース２１されているので静電容量を抑制する。
【実施例２】
【００２５】
図５は、本発明に係る加熱装置の実施例２を示している。なお、図１乃至図３における実施例１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。図５に示した実施例２における加熱装置は、プレート１３の一面１３ａに形成されているヒータ保持溝１３ｂに抑制体１１５を介して電気ヒータ１１が嵌め込まれることによってプレート１３に接合・保持されている。
【００２６】
プレート１３の一面１３ａには、電気ヒータ１１の外郭部材１１ａの一部が露出している。プレート１３の一面１３ａに露出している電気ヒータ１１の外郭部材１１ａの一部は、プレート１３の一面１３ａと同一な面となっている。
【００２７】
なお、抑制体１１５は、一般的な使用温度領域において良好な熱伝導性の確保の点から放熱用のシリコン樹脂シートがもっとも望ましいが、四フッ化エチレン樹脂シート、六フッ化エチレン樹脂シート、ポリイミド樹脂シート、ポリベンゾイミダゾール被膜の内の一種を採用して外郭部材１１ａを覆うようにしてもよい。
【００２８】
また、プレート１３としては、アルミニウム板、鋼板、銅板などから選らばれた一種を採用する。
【００２９】
以下、実施例２における加熱装置の製造方法を図６をも参照して説明する。ヒータ保持溝１３ｂは、図４によって説明した実施例１と同様であり、プレート１３の一面１３ａ上にかつヒータ保持溝１３ｂの上端縁に突出させた一対の突部１３ｄを形成しておく。この際、ヒータ保持溝１３ｂは電気ヒータ１１の直径よりもプレート１３の一面１３ａからヒータ保持溝１３ｂの底部までの寸法を少し短く形成しておく。
【００３０】
さらに、ヒータ保持溝１３ｂの内壁面には、シート状の抑制体１１５をヒータ保持溝１３ｂの内壁面に沿って設けておく。抑制体１１５を設けたヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１を嵌め込む。
【００３１】
図５及び図６に示した加熱装置では、抑制体１１５を設けたヒータ保持溝１３ｂに電気ヒータ１１を圧入することによって嵌め込んでいる。ヒータ保持溝１３ｂに電気ヒータ１１を嵌め込む際には、突部１３ｄをプレート１３の一面１３ｃに対向している他面１３ｆ側へ向けて押圧することによって、突部１３ｄが抑制体１１５を被覆した電気ヒータ１１側へ寄せられて電気ヒータ１１が保持される。この際、電気ヒータ１１は突部１３ｄによって加締められるように保持される。
【００３２】
即ち、図５に示したように、プレート１３のヒータ保持溝１３ｂの上端縁における突部１３ｄは、プレート１３及び電気ヒータ１１間の界面熱抵抗を極少化し一体化するように電気ヒータ１１の有効長の全長にわたりかつヒータ保持溝１３ｂの中心に向かって迫り出すように圧入されている。ヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１の有効長全長にわたって突部１３ｄが、突部１３ｄからヒータ保持溝１３ｂの底部までの寸法が電気ヒータ１１の外径よりも小さくなるまで迫り出すように圧入されている。
【００３３】
このようにして、ヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１が抑制体１１５を介して圧入状態でプレート１３に当接して一体化される。その後、プレート１３の一面１３ａと電気ヒータ１１の外郭部材１１ａの一部がプレート１３の一面１３ａと同一な面となるように、一面１３ａを平坦に切削加工することによって抑制体１１５をも切削して、外郭部材１１ａを一面１３ａに露出させる。このとき、電気ヒータ１１の外郭部材１１ａの一部とプレート１３が同一の面になる前に切削加工を止めても構わない。
【００３４】
なお、ヒータ保持溝１３ｂには、電気ヒータ１１を嵌め込む前に、抑制体１１５を接着剤を介してヒータ保持溝１３ｂの内壁面に保持するようにしてもよい。
【００３５】
さらに、電気ヒータ１１の外郭部材１１ａは、図１に示したように、電気ヒータ１１及びプレート１３間の静電容量を抑えるように、端子部１１ｄ側でプレート１３から外へ延びている部分がアース２１されている。
【００３６】
実施例２における加熱装置では、プレート１３の一面１３ｆ上に被加熱物（図示せず）を置き、被加熱物を加熱して所定温度としてから各種の電気的特性を測定するときに、静電容量が高い場合、抑制体１１５を設けたことから電気ヒータ１１から発生する電気ノイズを抑制することが可能となる。また、電気ヒータ１１はアース２１されているので静電容量を抑制する。
【実施例３】
【００３７】
また、より高温での使用に対しては、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＭｇＯ等の酸化物セラミック，ＢＮ等の窒化物セラミックから選ばれた一種のセラミックを抑制体として採用し、外郭部材１１ａに溶射、塗装し、プレート１３と接する外郭部材１１ａを覆うようにしてもよい。或いは図６に示したようにプレート１３のヒータ保持溝１３ｂの面を溶射、塗装により覆うようにしてもよい。または、ヒータ外郭部材１１ａとヒータ保持溝１３ｂの両方を覆うようにしてもよい。
【００３８】
電気１１をヒータ保持溝１３ｂに挿入し圧入するとき、セラミック抑制体は圧入圧力により粉体となるが、ヒータ外郭部材１１ａとヒータ保持溝１３ｂとの間に緻密に充填された状態で保持される。尚このときの圧入圧力により、セラミック抑制体の充填密度が決定される為、例えばＭｇＯを使用する場合溶射する粉体の粒子配合によって多少異なるが、その充填密度が概ね２．７ｇ／ｃｍ３以上となる圧力を選定することが熱伝導上望ましい。
【００３９】
ヒータ外郭部材１１ａを覆ったセラミック抑制体の内、ヒータ保持溝１３ｂと接しない部分は圧入圧力によりヒータ外郭部材１１ａとの密着は失われ、圧入圧力の開放時にヒータ外郭部材１１ａもしくは圧入冶具面に圧縮小片として残るので、エアーブロー等で除去する。圧入後、研削砥石により突部１３ｄとセラミック抑制体および必要によりプレート１３の一面１３ａを研磨してもよい。
【００４０】
ヒータ保持溝１３ｂとヒータ外郭部材１１ａの間に充填されたセラミックの抑制体もその開口部はザラザラの状態でありそのままでは振動等によりパーティクルの要因となる為、同一部材を部分溶射するか同等の誘電率をもつセラミック接着剤やコーティング剤により開口部を保護する。
【００４１】
実施例１及び２では抑制体１５の耐熱温度によってそれぞれの使用温度が規制されるが、実施例３によるとプレート１３及びヒータ外郭部材１１ｂが耐熱制約条件となる為、使用温度によりそれぞれの材質をアルミニウム、銅からステンレス、インコロイ等の耐熱合金の選択も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、半導体の製造工程において半導体ウェハを加熱し、半導体ウェハを所定温度としてから各種の電気的特性を測定し、半導体ウェハの品質をチェックするために用いる加熱装置としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る加熱装置の実施例１を示す正面図である。
【図２】図１に示した加熱装置の底面図である。
【図３】図２に示した加熱装置のIII-III線断面図である。
【図４】図１に示した加熱装置を製造する前のプレートの一部と電気ヒータとを示す断面図である。
【図５】本発明に係る加熱装置の実施例２を示す断面図である。
【図６】図５に示した加熱装置を製造する前のプレートの一部と電気ヒータとを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１    電気ヒータ
１１ａ    外郭部材
１１ｂ    電気絶縁物
１１ｃ    発熱体
１３    プレート
１３ａ    一面
１３ｂ    ヒータ保持溝
１３ｆ    他面
１３ｄ    突部
１５，１１５    抑制体
２１    アース
【図１】
2006222033.tif 000003
【図２】
2006222033.tif 000004
【図３】
2006222033.tif 000005
【図４】
2006222033.tif 000006
【図５】
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【図６】
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