(57)【要約】  ヒーターを作る方法を提供する。この方法は基板を用意し、基板に少なくとも１つのトレンチを形成し、機能材料を基板上および少なくとも１つのトレンチ内に堆積させて機能素子を形成し、機能素子と接続される端子を設けるステップを有する。【選択図】図１
2021504924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を用意するステップ、
該基板に少なくとも１つのトレンチを形成するステップ、
機能材料を該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積するステップ、
該機能材料を該基板の該少なくとも１つのトレンチ内に残して機能素子を形成するために該基板から過剰な機能材料を除去するステップ、及び
該機能素子と接触する端子を設けるステップ、
を有する、ヒーターを作る方法。
【請求項２】
該基板を通り該機能素子上の少なくとも２つの対応する位置へ至る少なくとも１つのビアを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該少なくとも１つのビアに電気端子を設けて、該電気端子を該機能素子と接続させるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該少なくとも１つのトレンチを形成するステップが、
該基板上に硬質マスクを堆積するステップ、
該硬質マスク上にフォトレジスト層を堆積するステップ、
該硬質マスク上のフォトレジスト層を現像するステップ、
該硬質マスクを通してエッチングしてパターンを形成するステップ、
該フォトレジスト層を除去するステップ、
該パターンを通して該基板をエッチングして、該少なくとも１つのトレンチを形成するステップ、及び
該硬質マスクを取り外すステップ、
を含む堆積・硬質マスクエッチングプロセスを使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該機能材料が該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積された後に該機能材料が熱処理されるようにした、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該過剰な機能材料を除去するステップが、化学機械的平坦化／研磨（ＣＭＰ）、エッチング、および研磨からなる群から選択されるプロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該少なくとも１つのトレンチが、レーザー除去プロセス、ビーズブラストプロセス、機械加工、３Ｄ焼結／印刷／付加製造、未焼結状態成形、ウォータージェット、ハイブリッド・レーザー／ウォーター、ドライプラズマエッチングからなる群から選択されるプロセスによって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
厚膜、薄膜、溶射、およびゾル−ゲルからなる群から選択される層化プロセスを使用すること、ろう付けリフロープロセスを使用すること、または金属箔を該少なくとも１つのトレンチ内に溶融させることにより、該機能材料が該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積されるようにした、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
第２のトレンチを形成し、箔を該第２のトレンチに溶融し、溶融された箔を使用することによって該機能素子を別の基板または電気部品に結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
該第２のトレンチが、該基板の周辺に沿って形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法を使用して経路層を形成するステップと、該経路層を該ヒーターに結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法によって形成されたヒーターであって、
該基板が、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムのグループからのセラミックであり、該機能材料がろう付けリフロープロセスを使用して該少なくとも１つのトレンチ内に形成されたニッケル−チタン合金である、ヒーター。
【請求項１３】
該少なくとも１つのトレンチが約０．１−１０μｍ、好ましくは約３−５μｍの範囲の深さを有する、請求項１２に記載のヒーター。
【請求項１４】
該少なくとも１つのトレンチ内に異なる材料の複数の層を有する、請求項１２に記載のヒーター。
【請求項１５】
該トレンチ内に設けられた遮熱層又は熱スプレッダーを有する、請求項１２に記載のヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ヒーターに関し、より詳細には、より均一な構造およびより均一な加熱性能を有する電気ヒーターおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここでの記載は、本発明に関連する背景情報を提供するだけであり、必ずしも先行技術を構成するものではない。
【０００３】
電気ヒーターは一般に、基板、基板上に配置された誘電体層、誘電体層上に配置された抵抗加熱層、および抵抗加熱層上に配置された保護層を含む。誘電体層、抵抗加熱層、および保護層は、広く「機能層」と呼ばれることがある。電気ヒーターの１つ又はそれ以上の機能層は、表面すなわち基板上に材料を堆積させることによる薄膜の形態とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
微視的には、堆積膜は、基板表面上の形状またはトレンチ（溝）のために、不均一な表面を有する可能性がある。堆積膜の上面は、上面を平坦化し、機能層のより均一な性能を提供するために、普通、平坦化処理を受ける。しかしながら、平坦化処理は、堆積膜から過剰な材料を除去し、最終的な堆積膜の厚さをその設計された厚さから逸脱させる可能性がある。さらに、堆積膜が、電気素子が埋め込まれた誘電体層である場合、誘電体層の厚さが減少するため、膜の誘電体の完全性が損なわれ、電気ヒーターの性能が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの形態では、ヒーターを形成する方法が提供される。この方法は、以下のステップを含む：基板に少なくとも１つのトレンチ（溝）を形成し；機能材料を基板上および少なくとも１つのトレンチ内に堆積させて機能素子を形成し；そして、機能素子と接続された端子を提供する。
【０００６】
本発明の適用可能性のさらなる領域は、本明細書の説明から明らかになるであろう。明細書における説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本発明の範囲を限定することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるであろう。
【０００８】
【図１】本発明の教示に従って作られた電気ヒーターの断面図である。
【０００９】
【図２Ａ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターのヒーター層の製造ステップを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターのヒーター層の製造ステップを示す図である。
【図２Ｃ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターのヒーター層の製造ステップを示す図である。
【００１０】
【図２Ｄ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターの経路層を製造するステップを示す図である。
【００１１】
【図３】本発明の教示による、電気ヒーターを製造する方法の異なるステップを示す図である。
【００１２】
いくつかの図面を通して対応する参照番号は対応する部品を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本発明、用途、または使用を限定することを意図するものではない。
【００１４】
図１を参照すると、本発明の教示に従って構成された電気ヒーター１０は、ヒーター層１２、経路層１４、ヒーター層１２と経路層１４との間に配置された結合層１６、およびヒーター層１２上に配置された保護層１７を含む。結合層１６は、ヒーター層１２を経路層１４に結合する。保護層１７は、ヒーター層１２を電気的に絶縁する。
【００１５】
ヒーター層１２は、少なくとも１つのトレンチ２０を画定する基板１８と、トレンチ２０内に配置された少なくとも１つの抵抗加熱素子２２とを含む。複数のトレンチ２０が基板１８に形成される場合は、複数の抵抗加熱素子２２が、複数の加熱領域を画定するために複数のトレンチ２０内に配置される。トレンチ２０は、複数の第１のトレンチ部分２１と、電気端子のために拡大されたトレンチエリアを有する少なくとも２つの第２のトレンチ部分２４とを有するようにすることができる。トレンチ２０は、約１から１０ミクロンの深さ、好ましくは約３から５ミクロンの深さを画定する。
【００１６】
抵抗加熱素子２２は、拡大されたトレンチエリアを有する第２のトレンチ部分２４に配置された少なくとも２つの端子パッド２６を含む。抵抗加熱素子２２は、モリブデン、タングステン、白金、またはそれらの合金からなる群から選択される抵抗材料を有する。さらに、抵抗加熱素子２２の抵抗材料は、抵抗加熱素子２２がヒーターおよび温度センサーとして機能するように、十分な抵抗温度係数（ＴＣＲ）特性を有することができる。
【００１７】
ヒーター層１２はさらに、抵抗加熱素子２２の端子パッド２６と直接接触し、端子パッド２６から基板１８および結合層１６を通って経路層１４まで延びる一対の端子ピン２８を含む。
【００１８】
経路層１４は、少なくとも１つのトレンチ３２を画定する基板３０と、トレンチ３２内に配置された経路素子３４とを含む。用途に応じて、１つまたは複数の経路素子３４を設けることができる。経路素子３４は、ヒーター層１２の抵抗加熱素子２２を外部電源（図示せず）に接続するように機能する。経路層１４のトレンチ３２は、ヒーター層１２のトレンチ２０の第２のトレンチ部分２４に対応する少なくとも２つのトレンチ部分３３を含むことができる。経路層１４は、この少なくとも２つのトレンチ部分３３に配置されて経路素子３４から基板３０を通り基板３０の下面３８を越えて延びる一対の端子ピン３６をさらに含む。経路層１４の端子ピン３６は、ヒーター層１２の端子ピン２８と整列して、接触している。
【００１９】
ヒーター層１２の基板１８および経路層１４の基板３０は、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムなどのセラミック材料を含むことができる。
【００２０】
図２Ａから２Ｅを参照すると、図１の電気ヒーター１０を作る方法１００は、（図２Ａから２Ｄに示すように）ヒーター層１２を製造するサブプロセス、及び（図２Ｅに示すように）経路層１４を製造するサブプロセスを有し、これらのサブプロセスの後にヒーター層１２と経路層１４とは接合される（図２Ｅ）。２つのサブプロセスは、同時に実行することも、順次実行することもできる。
【００２１】
ヒーター層１２を製造するサブプロセスでは、ブランク形態の基板１８がステップ１０２で提供される。基板１８は、相互に反対側の第１および第２の表面４０および４２を有する。ステップ１０４において、第１の表面４０上に堆積などによって硬質のマスク層４６が形成される。
【００２２】
次に、ステップ１０６において、フォトレジスト層４８が硬質マスク層４６上に堆積される。ステップ１０８で、フォトレジスト層４８をエッチングして、硬質マスク層４６上にフォトレジストパターン５０を形成する。この工程では、フォトレジスト層４８をパターニングするためのフォトマスク（図示せず）をフォトレジスト層４８の上に配置し、紫外線（ＵＶ）光をフォトマスクを介してフォトレジスト層４８に照射し、ＵＶ光に露光されたフォトレジスト層４８の部分を現像し、その後、フォトレジスト層４８の露光部分または非露光部分をエッチングしてフォトレジストパターン５０を形成する。フォトレジストパターン５０は、フォトレジスト層４８の露光部分または非露光部分がエッチングされて除去されるかどうかに応じて、ポジティブパターンまたはネガティブパターンとなる。
【００２３】
図２Ｂに示すように、ステップ１１０で、フォトレジストパターン５０をマスクとして使用して硬質マスク層４６をエッチングし、硬質マスクパターン５２を形成する。その後、ステップ１１２において、フォトレジストパターン５０が除去され、基板１８の第１の表面４０上に硬質マスクパターン５２が残される。硬質マスクパターン５２は、少なくとも２つの拡大された開口部５４を含む。
【００２４】
次に、ステップ１１４で、硬質マスクパターン５２をマスクとして使用して基板１８の第１の表面４０にエッチングプロセスを実行し、基板１８に少なくとも１つのトレンチ２０を形成する。トレンチ２０は、複数の第１のトレンチ部分２１および拡大された面積を有する少なくとも２つの第２のトレンチ部分２４を画定する。少なくとも２つの第２のトレンチ部分２４は、硬質マスクパターン５２の少なくとも２つの拡大された開口部５４に対応する。少なくとも１つのトレンチ２０は、レーザー除去プロセス、機械加工、３Ｄ焼結／印刷／付加製造、未焼結状態成形、ウォータージェット、ハイブリッド・レーザー／ウォーター、ドライプラズマエッチングによって形成するようにすることができる。
【００２５】
基板１８にトレンチ２０が形成された後、ステップ１１４で、硬質マスクパターン５２が除去され、基板１８を洗浄してその第１の表面４０上に所望のトレンチパターンを有するトレンチ２０を有する基板１８とする。
【００２６】
トレンチ２０の数および拡大された第２のトレンチ部分２４の数は、トレンチ２０内に形成される抵抗加熱素子２２の加熱領域の数に依る。トレンチ２０の第１および第２のトレンチ部分２１および２４の深さおよび幅は、抵抗加熱素子２２の所望の機能および性能に依る。例えば、基板１８に１つのトレンチ２０のみが形成されている場合、トレンチ２０は一定のまたは変化した深さおよび／または幅を有することができる。複数のトレンチ２０が基板１８に形成されるときは、トレンチ２０のいくつかはより広く、他はより狭いものとすることができる。一部のトレンチ２０はより深くてもよく、他のトレンチはより浅くてもよい。
【００２７】
図２Ｃに示すように、所望のトレンチパターンを有するトレンチ２０が基板１８に形成された後、ステップ１１８において、トレンチ２０の拡大された第２のトレンチ部分２４のそれぞれにおいて機械加工プロセスが実行され、基板１８を貫通するパッド開口６２およびビアホール（接続エレメント用ホール）６４が形成される。パッド開口６２は、ビアホール６４と拡大された第２のトレンチ部分２４との間に配置される。ビアホール６４は、パッド開口６２から基板１８の第２の表面４２まで延びる。
【００２８】
その後、ステップ１２２で、抵抗材料６６が基板１８の第１の表面４０上およびトレンチ２０内に堆積される。一例として、抵抗材料６６は、基板１８上およびトレンチ２０内に形成されてもよい。
【００２９】
抵抗材料６６は、ステップ１２４で熱処理される。一例として、抵抗材料６６がトレンチ２０内および基板１８の第１の表面４０の両方に配置された基板１８は、アニールのために炉内に配置されるようにすることができる。
【００３０】
図２Ｄでは、抵抗材料６６が熱処理された後、ステップ１２６において、基板１８の第１の表面４０が露出されるまで、抵抗材料６６に対して化学機械研磨／平坦化（ＣＭＰ）プロセスが実行され、過剰な抵抗材料６６が除去され、それにより、トレンチ２０内に抵抗加熱素子２２が形成される。このステップにおいて、基板１８の第１の表面４０は露出され、抵抗材料６６によって覆われなくなる。トレンチ２０内に残っている抵抗材料６６は、基板１８の第１の表面４０と同一平面の上面６７を有する抵抗加熱素子２２を形成する。
【００３１】
最後に、ステップ１２８で、基板１８の第１の表面４０および抵抗加熱素子２２の上面６７上に保護層１７が形成される。保護層１７は、抵抗加熱素子２２を電気的に絶縁する。保護層１７は、予め形成された保護層を基板１８に結合することによって基板１８上に形成してもよい。この結合のプロセスは、ろう付けまたはガラスフリット結合によるものとすることができる。あるいは、基板１８に複数のトレンチ２０が形成されている場合、一部のトレンチ２０、好ましくは基板１８の周囲に配置されたトレンチが結合剤で満たされるようにして、このいくつかのトレンチ２０内の結合剤が基板１８を保護層１７に結合するようにすることができる。基板１８上に保護層１７を形成した後、ヒーター層１２が完成する。
【００３２】
前述のように、トレンチ２０の深さおよび幅は、トレンチ２０の長さに沿って変化するように構成することができる。そのように構成することにより、抵抗加熱素子２２がその長さに沿って様々な厚さおよび幅で形成されて、抵抗加熱素子２２の長さに沿ってワット数が可変になるようにすることができる。さらに、トレンチ２０を使用して抵抗加熱素子２２の形状を形成することにより、同じトレンチの異なる部分に異なる材料を堆積させること、または同じトレンチ２０に２つ以上の材料層を堆積させることが可能である。例えば、抵抗材料を最初にトレンチ２０内に堆積させ、その後、この抵抗材料の上に結合剤を堆積させることができる。したがって、トレンチ２０内の材料は、その上に保護層を結合するための結合剤としても使用することができる。長さに沿って異なる材料特性を有する抵抗加熱素子を達成するために、加工層またはドープされた材料をトレンチ２０の異なる部分に堆積させることもできる。
【００３３】
図２Ｅを参照するに、経路層１４を製造するサブプロセスは、経路材料を貫通するビアホールを機械加工するステップを含むこと、および保護層を結合するステップを含まないことを除いて、上述のヒーター層１２を製造するサブプロセスのステップと同様のステップを含む。また、ヒーター層１２と経路層１４は異なる機能を有するので、抵抗加熱素子２２と経路素子３４を形成するための材料は異なる。
【００３４】
より具体的は、経路層１４を製造するサブプロセスは、図２Ａ〜図２Ｄに関連して述べたように、ステップ１０２からステップ１２６までと同様のステップを含む。したがって、これらのステップの詳細な説明はここでは省略されている。経路層１４のトレンチ３２を充填する材料は、ヒーター層１２のトレンチ２０を充填する材料とは異なる。ヒーター層１２は熱を発生するように構成され、したがって、基板１８のトレンチ２０を充填する材料は、熱を発生させるために比較的高い抵抗率を有する抵抗材料である。経路層１４においては、基板３０のトレンチ３２を充填する材料は、ヒーター層１２の抵抗加熱素子２２を外部電源に電気的に接続するために、比較的高い導電率を有する導電性材料である。
【００３５】
さらに、経路層１４の基板３０は、ヒーター層１２の基板１８のトレンチ２０とは異なるトレンチパターンを有するトレンチ３２を有する。図２Ｅに示すように、経路層１４のトレンチ３２は、ヒーター層１２のトレンチ２０よりも幅広であるように示されている。
【００３６】
図２Ｅを参照するに、ステップ１３０において、経路材料が熱処理され平坦化されて経路素子３４が形成される。このステップでは、基板３０の上面は、経路素子３４の上面と面一である。ヒーター層１２と同様に、経路層１４は、経路素子３４の少なくとも２つの部分に接続された一対の端子ピン３６および一対の端子端６９を含む。
【００３７】
次に、経路素子３４を機械加工して、経路素子３４の上面から端子端６９まで延びる一対のビアホール６８を形成する。その後、ヒーター層１２を経路層１４の上に配置する。基板１８の第２の表面４２を越えて延びるヒーター層１２の端子ピン２８は、ビア層６８に挿入されて経路の端子端６９と接触するようにする。したがって、ヒーター層１２の抵抗加熱素子２２は、外部電源に電気的に接続される経路素子３４に電気的に接続される。
【００３８】
図３を参照すると、本発明の教示による電気ヒーターを製造する変形方法２００が記載されている。この方法は、基板のトレンチを充填する機能材料のタイプにより静電チャックの電極層やＲＦアンテナ層などの別の電気部品を形成するために用いることができる。
【００３９】
方法２００は、ステップ２０２において基板７０を提供し、少なくとも１つのトレンチ７２を基板７０に形成することから始まる。基板７０は、窒化アルミニウムを含むようにすることができる。このステップでは、レーザー除去／切断プロセス、マイクロビーズブラスト、機械加工、３Ｄ焼結／印刷／付加製造、未焼結成形、ウォータージェット、ハイブリッド・レーザー／ウォーターまたは硬質マスクパターンを使用しないドライプラズマエッチングなどの機械的方法で、少なくとも１つのトレンチを形成するようにすることができる。マイクロビーズブラストプロセスを使用する場合、ビーズの粒子サイズは１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満である。
【００４０】
次に、ステップ２０４において、第１の金属を含む第１の機能材料７４が、トレンチ７２内および基板７０の上面上に充填される。第１の機能材料７４は、とりわけ厚膜、薄膜、溶射、またはゾル−ゲルに関連するプロセスを使用した基板または別の層への材料の塗布または蓄積を含む層化プロセスによって形成されるようにすることができる。あるいは、図２Ｃのステップ１２２に関連して前述したように、ろう付けリフロープロセスを使用して、第１の機能材料７４を基板７０上およびトレンチ７２内に堆積させることができる。例えば、第１の機能材料７４は、金属箔を基板７０上に配置し、続いて金属箔を溶融して、溶融材料がトレンチ７２を充填し、基板の上面にリフローすることによって形成することができる。
【００４１】
次に、図２Ｃに関連して説明されたステップ１２４と同様に、ステップ２０４において、第１の機能材料７４をアニーリングなどによって熱処理するようにすることができる。その後、過剰な第１の機能材料７４が基板７０から除去され、それにより、第１の機能材料７４が基板７０の少なくとも１つのトレンチ７２内に残され、ステップ２０６に示す第１の機能素子７６が形成される。除去プロセスは、化学機械プロセス（ＣＭＰ）、エッチング、または研磨であってよい。次に、ステップ２０８において、第１の機能素子７６の上および基板７０の上に誘電体層７８が堆積される。
【００４２】
次に、ステップ２１０において、第１の機能素子７６の一部を露出させるために、少なくとも２つの対応する位置で誘電体層７８を貫通して少なくとも１つのビア７９が形成される。ビア７９は、ビアホール８０およびトレンチ８２を含み得る。このステップは、誘電体層７８にトレンチ８２を形成するステップと、誘電体層７８を貫通して第１の機能素子７６内に至るビアホール８０を形成するステップとを含む。トレンチ８２は、ビアホール８０が形成される前または後に形成されるようにすることができる。ビア７９は、レーザー切断によって形成してもよい。トレンチ８２は、約１００ｎｍから１００μｍの範囲の深さを有するようにすることができる。
【００４３】
ステップ２１２において、第２の機能材料８４がビアホール８０およびトレンチ８２を含むビア７９ならびに誘電体層７８の上面に堆積され、第２の機能材料８４が第１の機能素子材料７６と接触するようにする。
【００４４】
ステップ２１４において、過剰な第２の機能材料８４が誘電体層７８から除去され、ビア７９内に第２の機能材料８４を残して、第１の機能素子７６への端子が形成される。このステップでは、トレンチ８２に残っている第２の機能材料８４が第２の機能素子８６を形成する。除去ステップ後の第２の機能材料８４の上面は、誘電体層７８の上面と面一となる。あるいは、第２の機能材料８４をエッチングして、所望のプロファイルを形成するようにすることができる。
【００４５】
方法２００を使用して電気ヒーターを形成する場合、第１の機能素子７６は、抵抗加熱素子とし、第２の機能素子８６は抵抗加熱素子を外部電源に接続するための経路素子とすることができる。方法２００が静電チャックの電極層を形成するために使用される場合、第１の機能素子７６は電極素子、第２の機能素子８６は電極素子を外部電源に接続するための経路素子とすることができる。
【００４６】
あるいは、第１の機能素子７６を経路素子とし、第２の機能素子を抵抗加熱素子または電極素子であるように構成することができる。この場合、ビアホール８０は、所望の電気伝導のために第１の機能素子７６と同じ材料または異なる材料で充填されるようにすることができる。
【００４７】
その後および任意選択で、ステップ２１６において、第１のポストホール９０または第２のポストホール９２を形成するようにすることができる。第１のポストホール９０は、誘電体層９２および下にある第１の機能素子７６を貫通して延びる。第２のポストホール９２は、第２の機能素子８６を通って延びる。第１および第２のポストホール９０および９２は、レーザー切断プロセスまたはビーズブラストプロセスによって形成するようにすることができる。
【００４８】
第１の機能素子７６および／または第２の機能素子８６を、別のヒーター層、調整層、温度感知層、冷却層、電極層、および／またはＲＦアンテナ層などの別の電気部品に接続するため、追加の端子ピン（図示せず）を第１のポストホール９０および／または第２のポストホール７８に挿入することができる。その結果、追加のヒーター層、調整層、冷却層、電極層、またはＲＦアンテナ層を、同じ経路エレメントと外部電源に接続できる。これらの追加のヒーター層、調整層、冷却層、電極層、ＲＦアンテナ層は、図２Ａ―図３に関連して説明された方法１００または２００によって製造するようにすることができる。
【００４９】
図２Ａ−２Ｅに関連して開示された方法１００に関して、本発明の方法はヒーター層１２および経路層１４を製造するサブプロセスを含むと説明されているが、同様のステップを使用して追加の１つまたは複数の電気部品を形成する追加の１つまたは複数のサブプロセスを含むことができる。例えば、方法１００は、別のヒーター層、調整層、冷却層、電極層、およびＲＦアンテナ層などを製造するためのサブプロセスをさらに含み得る。
【００５０】
あるいは、ヒーター層１２を製造するサブプロセスを使用して、トレンチ内に異なる材料を充填することにより、別の電気部品を形成することができる。例えば、ペルチェ材料が基板のトレンチを充填する場合、冷却層が形成され得る。電極材料がトレンチを充填する場合、静電チャック用の電極層を形成することができる。ＲＦアンテナ材料がトレンチを充填する場合、ＲＦアンテナ層を形成することができる。熱伝導率が比較的低い材料がトレンチを埋める場合、遮熱層を形成することができる。熱伝導率が比較的高い材料がトレンチを埋める場合、熱スプレッダーを形成することができる。
【００５１】
本発明の方法１００、２００によって製造された電気ヒーター１０は、埋め込まれた加熱回路および埋め込まれた経路回路、ならびに基板全体にわたってより平坦な複数の機能層を有する。したがって、電気ヒーターは、より均一な構造およびより均一な加熱性能を有することができる。
【００５２】
本発明は、例として説明および図示された様々な形態に限定されるものではない。多くの変更が既に説明されており、さらなる変更は当業者の知識の範囲にある。本発明および本特許の保護の範囲を逸脱することなく、これらおよびさらなる変更ならびに技術的等価物によるいずれの置換も本明細書および図に追加することができるものである。
【図１】
2021504924.tif 000003
【図２Ａ】
2021504924.tif 000004
【図２Ｂ】
2021504924.tif 000005
【図２Ｃ】
2021504924.tif 000006
【図２Ｄ】
2021504924.tif 000007
【図２Ｅ】
2021504924.tif 000008
【図３】
2021504924.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月17日(2020.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の基板を用意するステップ、
該基板に少なくとも１つのトレンチを形成するステップ、
機能材料を該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積するステップ、
該機能材料を該基板の該少なくとも１つのトレンチ内に残して機能素子を形成するために該基板から過剰な機能材料を除去するステップ、及び
該機能素子と接触する端子を設けるステップ、
を有する、ヒーターを作る方法。
【請求項２】
該基板を通り該機能素子上の少なくとも２つの対応する位置へ至る少なくとも１つのビアを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該少なくとも１つのビアに電気端子を設けて、該電気端子を該機能素子と接続させるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該基板上に誘電体層を堆積するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該少なくとも１つのトレンチを形成するステップが、
該基板上に硬質マスクを堆積するステップ、
該硬質マスク上にフォトレジスト層を堆積するステップ、
該硬質マスク上のフォトレジスト層を現像するステップ、
該硬質マスクを通してエッチングしてパターンを形成するステップ、
該フォトレジスト層を除去するステップ、
該パターンを通して該基板をエッチングして、該少なくとも１つのトレンチを形成するステップ、及び
該硬質マスクを取り外すステップ、
を含む堆積・硬質マスクエッチングプロセスを使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該機能材料が該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積された後に該機能材料が熱処理されるようにした、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該過剰な機能材料を除去するステップが、化学機械的平坦化／研磨（ＣＭＰ）、エッチング、および研磨からなる群から選択されるプロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
該少なくとも１つのトレンチが、レーザー除去プロセス、ビーズブラストプロセス、機械加工、３Ｄ焼結／印刷／付加製造、未焼結状態成形、ウォータージェット、ハイブリッド・レーザー／ウォーター、ドライプラズマエッチングからなる群から選択されるプロセスによって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
層化プロセスを使用することにより、該機能材料が該基板上および該少なくとも１つのトレンチ内に堆積されるようにした、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
該層化プロセスが、厚膜、薄膜、溶射、及びゾルーゲルからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
該機能材料が、ろう付けリフロープロセスを使用して堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
該機能材料が、金属箔を該少なくとも１つのトレンチ内および該基板上に溶融することによって堆積される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第２のトレンチを形成し、箔を該第２のトレンチに溶融し、溶融された箔を使用することによって該機能素子を別の基板または電気部品に結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
該第２のトレンチが、該基板の周辺に沿って形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法を使用して経路層を形成するステップと、該経路層を該ヒーターに結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
調整層を形成するステップと、該調整層を該ヒーターに結合するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
該機能素子を通してビアを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
端子ピンをビアに形成するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法によって形成されたヒーター。
【請求項２０】
該基板が、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムの群からのセラミックであり、該抵抗材料が、ろう付けリフロープロセスを使用して該少なくとも１つのトレンチ内に形成されたニッケル−チタン合金である、請求項１９に記載のヒーター。

【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【図２Ｄ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターの経路層を製造するステップを示す図である。
【図２Ｅ】本発明の教示による、図１の電気ヒーターの経路層を製造するステップを示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２Ａ】
2021504924.tif 000011
【図２Ｂ】
2021504924.tif 000012
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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