JP2001189276A - Wafer heating apparatus - Google Patents

Wafer heating apparatus

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JP2001189276A
JP2001189276A JP37169199A JP37169199A JP2001189276A JP 2001189276 A JP2001189276 A JP 2001189276A JP 37169199 A JP37169199 A JP 37169199A JP 37169199 A JP37169199 A JP 37169199A JP 2001189276 A JP2001189276 A JP 2001189276A
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems, such as a long stabilizing time of temperatures of a heat equalizing plate, and a long cooling time thereof in a mounting step of the heat equalizing plate on the semiconductor processing system when heat capacity of semiconductor processing system is large. SOLUTION: The main face of heat equalizing plate made of ceramics is used for mounting a wafer, while a heating resistor is provided at the other main face or the inside thereof. A power feeding unit, connected electrically to the heating resistor, is provided on the other main face. The circumferential part of the heat equalizing plate is held by a holding member in the wafer heating apparatus. A support member has an inner multilayer structure, and a gas jetting hole for cooling the heat equalizing plate is provided at the multilayer structure. In this case, the opening of the multilayer structure is 5 to 70% of the area of the multilayer structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主にウエハを加熱
するのに用いるウエハ加熱装置に関するものであり、例
えば、半導体ウエハや液晶基板あるいは回路基板等のウ
エハ上に半導体薄膜を生成したり、前記ウエハ上に塗布
されたレジスト液を乾燥焼き付けしてレジスト膜を形成
するのに好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer heating apparatus mainly used for heating a wafer, for example, for forming a semiconductor thin film on a wafer such as a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or a circuit substrate. It is suitable for forming a resist film by drying and baking the resist solution applied on the wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造装置の製造工程にお
ける、半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジス
ト膜の焼き付け処理等においては、半導体ウエハ(以
下、ウエハと略す)を加熱するためにウエハ加熱装置が
用いられている。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor thin film forming process, an etching process, a resist film baking process, etc. in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor wafer (hereinafter abbreviated as "wafer") is heated to heat a semiconductor wafer. The device is used.

【0003】従来の半導体製造装置は、まとめて複数の
ウエハを成膜処理するバッチ式のものが使用されていた
が、ウエハの大きさが8インチから12インチと大型化
するにつれ、処理精度を高めるために、一枚づつ処理す
る枚葉式と呼ばれる手法が近年実施されている。しかし
ながら、枚葉式にすると1回当たりの処理数が減少する
ため、ウエハの処理時間の短縮が必要とされている。こ
のため、ウエハ支持部材に対して、ウエハの加熱時間の
短縮、ウエハの吸着・脱着の迅速化と同時に加熱温度精
度の向上が要求されていた。
A conventional semiconductor manufacturing apparatus uses a batch-type apparatus for forming a plurality of wafers at a time. However, as the size of a wafer increases from 8 inches to 12 inches, the processing accuracy increases. In order to increase the quality, a technique called a single-wafer processing that processes one sheet at a time has been implemented in recent years. However, in the case of the single-wafer method, the number of processes per one process is reduced, so that the processing time of the wafer is required to be shortened. For this reason, there has been a demand for the wafer support member to shorten the heating time of the wafer, speed up the suction and desorption of the wafer, and simultaneously improve the heating temperature accuracy.

【0004】このうち半導体ウエハ上へのレジスト膜の
形成にあたっては、図4に示すような、アルミニウム合
金やステンレス鋼等の金属からなる均熱板22の一方の
主面を、ウエハWを載せる載置面23とし、他方の主面
には複数個のシーズヒータ25を当接させ、押さえ板2
4にて保持してなるウエハ加熱装置21が用いられてい
た。ここで、前記均熱板22は支持枠27により保持さ
れ、給電部26から供給される電力によりシーズヒータ
25を発熱させることにより均熱板22の温度を調整す
るようになっていた。
In forming a resist film on a semiconductor wafer, one main surface of a heat equalizing plate 22 made of a metal such as an aluminum alloy or stainless steel as shown in FIG. A plurality of sheathed heaters 25 are brought into contact with the other main surface, and the holding plate 2
The wafer heating device 21 held at 4 was used. Here, the heat equalizing plate 22 is held by a support frame 27, and the temperature of the heat equalizing plate 22 is adjusted by causing the sheath heater 25 to generate heat by electric power supplied from a power supply unit 26.

【0005】そして、ウエハ加熱装置21の載置面23
に、レジスト液が塗布されたウエハWを載せたあと、シ
ーズヒータ25を発熱させることにより、均熱板22を
介して載置面23上のウエハWを加熱し、レジスト液を
乾燥焼付けしてウエハW上にレジスト膜を形成するよう
になっていた。
The mounting surface 23 of the wafer heating device 21
After the wafer W coated with the resist solution is placed thereon, the sheath heater 25 is heated to heat the wafer W on the mounting surface 23 via the soaking plate 22 and dry-bake the resist solution. A resist film is formed on the wafer W.

【0006】ところが、図4に示すウエハ加熱装置21
では、均熱板22の熱変形を抑える観点からその板厚を
15mm以上と非常に厚くしているため熱容量が大き
く、ウエハWを所定の処理温度に加熱するまでの時間や
処理温度から室温付近に冷却するまでの時間が長くな
り、生産性が悪かった。
However, the wafer heating device 21 shown in FIG.
In order to suppress the thermal deformation of the heat equalizing plate 22, the thickness is extremely large as 15 mm or more, so that the heat capacity is large, and the time until the wafer W is heated to a predetermined processing temperature or the processing temperature is close to room temperature. The time to cool down was prolonged and productivity was poor.

【0007】そこで、成膜処理やエッチング処理では、
図5に示すようなウエハ加熱装置31が用いられてい
る。これは、アルミナ、窒化珪素、あるいは窒化アルミ
ニウムを主成分とする板状セラミック体32内に発熱抵
抗体33を埋設し、前記板状セラミック体32の一方の
主面をウエハWの載置面34とするとともに、他方の主
面に発熱抵抗体33と電気的に接続された給電部35を
具備してなる。
Therefore, in the film forming process and the etching process,
A wafer heating device 31 as shown in FIG. 5 is used. That is, a heating resistor 33 is embedded in a plate-shaped ceramic body 32 mainly composed of alumina, silicon nitride, or aluminum nitride, and one main surface of the plate-shaped ceramic body 32 is placed on the mounting surface 34 of the wafer W. And a power supply unit 35 electrically connected to the heating resistor 33 on the other main surface.

【0008】また、レジスト膜形成用のウエハ加熱装置
に関しては、図6に示すように、板厚が2mm〜7mm
である炭化珪素質焼結体からなる均熱板2の一方の主面
をウエハの載置面3とするとともに、他方の主面に絶縁
層4を介して発熱抵抗体5及び該発熱抵抗体5と電気的
に接続される給電部6を設けてウエハ加熱装置を構成し
たものが提案されている(特願平11−184458号
公報)。
As for a wafer heating apparatus for forming a resist film, as shown in FIG.
One main surface of the heat equalizing plate 2 made of a silicon carbide sintered body is a mounting surface 3 for a wafer, and the other main surface is provided with a heating resistor 5 and a heating resistor 5 via an insulating layer 4. A configuration in which a power supply unit 6 electrically connected to the device 5 is provided to constitute a wafer heating device has been proposed (Japanese Patent Application No. 11-184458).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示すウエハ加熱装置31では、均熱板32の中央に筒状
支持部36を有する構造であるため、筒状支持部36の
熱引きの影響が大きく、高い精度で均熱板32の温度を
調整することが困難であった。また、前記筒状支持部3
6の熱引きの影響を小さくするためには、均熱板32を
ある程度厚くする必要があり、加熱冷却のサイクルに時
間を要するという課題があった。
However, since the wafer heating device 31 shown in FIG. 5 has a structure in which the cylindrical support portion 36 is provided at the center of the heat equalizing plate 32, the influence of heat removal of the cylindrical support portion 36 is obtained. Therefore, it was difficult to adjust the temperature of the heat equalizing plate 32 with high accuracy. Further, the cylindrical support portion 3
In order to reduce the influence of the heat drawing of No. 6, it is necessary to make the heat equalizing plate 32 thick to some extent, and there has been a problem that it takes time for the heating and cooling cycle.

【0010】一方、図6に示すウエハ加熱装置1の場合
は均熱板2を金属製の支持体7に固定する場合に均熱板
2が変形したり、使用時の熱サイクルにより疲労して均
熱板2にクラックが発生するという問題は同様であり、
特に、熱サイクルに関しては、使用温度が500℃以上
と高い分影響が大きかった。
On the other hand, in the case of the wafer heating device 1 shown in FIG. 6, when the heat equalizing plate 2 is fixed to the metal support 7, the heat equalizing plate 2 is deformed or becomes fatigued due to a heat cycle during use. The problem that cracks occur in the soaking plate 2 is the same.
In particular, regarding the heat cycle, the use temperature was as high as 500 ° C. or more, and the influence was large.

【0011】さらに、例えば図5に示すウエハ加熱装置
31において、アルミナや窒化珪素を主成分とする絶縁
性セラミックスを用いると、熱伝導がそれほど良くない
ため、載置面34の温度ばらつきが比較的大きくなると
いう課題もあった。
Further, for example, in the case of using an insulating ceramic mainly composed of alumina or silicon nitride in the wafer heating device 31 shown in FIG. 5, since the heat conduction is not so good, the temperature variation of the mounting surface 34 is relatively small. There was also a problem of becoming larger.

【0012】その為、板状セラミック体32がアルミナ
や窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックスよりなる
ウエハ加熱装置31を用いて、ウエハW上にレジスト膜
を貼付けるためにウエハWを加熱すると、温度ムラの
ために乾燥焼付けされるレジスト膜の組織が粗くなる、
露光処理時におけるレジスト膜の感光精度が悪くなる
のでパターン形状が不均一なものとなる、といった課題
があり、近年要求されている微細な配線を高密度に形成
することは難しかった。
Therefore, when the wafer W is heated in order to attach a resist film on the wafer W using the wafer heating device 31 in which the plate-shaped ceramic body 32 is made of an insulating ceramic containing alumina or silicon nitride as a main component. , The structure of the resist film that is dried and baked due to temperature unevenness becomes coarse,
There is a problem in that the pattern accuracy becomes poor due to poor photosensitivity of the resist film during the exposure process, and it has been difficult to form fine wiring required in recent years at high density.

【0013】また、図6に示すウエハ加熱装置におい
て、均熱板2の表面に形成された給電部6と導通端子の
接続部をロウ材等で接合すると、均熱板2とその支持体
7の間の温度差による寸法変化に起因する熱応力によ
り、ロウ付け部が破壊し接触不良を起こすという問題が
あった。
In the wafer heating apparatus shown in FIG. 6, when the connecting portion between the power supply portion 6 and the conduction terminal formed on the surface of the heat equalizing plate 2 is joined with a brazing material or the like, the heat equalizing plate 2 and its support 7 are joined together. The thermal stress resulting from the dimensional change due to the temperature difference between them causes a problem in that the brazed portion is broken and a contact failure occurs.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題について鋭意検討した結果、セラミックスからなる一
方の主面をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内
部に発熱抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気
的に接続される給電部を前記他方の主面に具備した均熱
板と、該均熱板の外周を支持体に保持してなるウエハ加
熱装置において、前記支持体の内側に多層構造部を有
し、さらに該多層構造部に均熱板を冷却するためのガス
噴射口が設置され、前記多層構造部がその面積の5〜7
0%の開口部を有するウエハ加熱装置とすることによ
り、上記課題を解決した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, one of the main surfaces made of ceramics is used as a wafer mounting surface, and the other main surface or inside thereof is provided with a heating resistor. A heat equalizing plate having a power supply portion electrically connected to the heat generating resistor on the other main surface, and a wafer heating apparatus having an outer periphery of the heat equalizing plate held on a support. A multilayer structure is provided inside the support, and a gas injection port for cooling the heat equalizing plate is provided in the multilayer structure.
The above problem was solved by providing a wafer heating apparatus having an opening of 0%.

【0015】また、前記金属製支持体の板状構造部のう
ち均熱板側の層に、ガス噴射口を設置することにより、
例えばウエハ加熱装置の温度変更時の温度が安定するま
での時間を短縮することが可能となる。
Further, by providing a gas injection port in a layer on the heat equalizing plate side in the plate-like structure portion of the metal support,
For example, it is possible to shorten the time until the temperature when the temperature of the wafer heating device changes is stabilized.

【0016】さらに、レジスト膜形成用のウエハ加熱装
置として使用する場合は、前記均熱板の主成分を炭化珪
素とすることにより、アンモニアガス等により悪影響を
受けずにレジスト膜を形成することができる。
Further, when used as a wafer heating apparatus for forming a resist film, the resist film can be formed without being adversely affected by ammonia gas or the like by using silicon carbide as a main component of the heat equalizing plate. it can.

【0017】また、SOG膜や半導体薄膜形成用の半導
体製造装置のように、500〜800℃の温度で使用す
る可能性のある装置では、前記均熱板の主成分を、熱伝
導率が高い窒化アルミニウムとすることにより、均熱性
の良好なウエハ加熱装置とすることが可能となる。
In an apparatus which may be used at a temperature of 500 to 800 ° C., such as a semiconductor manufacturing apparatus for forming an SOG film or a semiconductor thin film, the main component of the heat equalizing plate is a material having a high thermal conductivity. The use of aluminum nitride makes it possible to provide a wafer heating apparatus having good thermal uniformity.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0019】図1は本発明に係るウエハ加熱装置の一例
を示す断面図で、炭化珪素または窒化アルミニウムを主
成分とするセラミックスからなる均熱板2の一方の主面
を、ウエハWを載せる載置面3とするとともに、他方の
主面にガラス又は樹脂等からなる絶縁層4を介して発熱
抵抗体5を形成したものである。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a wafer heating apparatus according to the present invention, in which one main surface of a heat equalizing plate 2 made of ceramics containing silicon carbide or aluminum nitride as a main component is mounted on a wafer W. In addition to the mounting surface 3, a heating resistor 5 is formed on the other main surface via an insulating layer 4 made of glass or resin.

【0020】発熱抵抗体5のパターン形状としては、円
弧状の電極部と直線状の電極部とからなる略同心円状を
したものや渦巻き状をしたものなど、載置面3を均一に
加熱できるパターン形状であれば良い。均熱性を改善す
るため、発熱抵抗体5を複数のパターンに分割すること
も可能である。
As the pattern shape of the heating resistor 5, the mounting surface 3 can be uniformly heated, such as a substantially concentric or spiral-shaped one having an arc-shaped electrode portion and a linear electrode portion. Any pattern shape is acceptable. In order to improve heat uniformity, the heating resistor 5 can be divided into a plurality of patterns.

【0021】なお、均熱板2は金属製の支持体7に、そ
の開口部を覆うように設置してある。金属製の支持体7
は、側壁部9と多層構造部10を有し、該多層構造部1
0には、その面積の5〜70%にあたる開口部14が形
成されている。また、該多層構造部10には、必要に応
じて他に、均熱板2の発熱抵抗体5に給電するための給
電部6と導通するための導通端子11、均熱板2を冷却
するためのガス噴射口12、均熱板2の温度を測定する
ための熱電対13を設置する。
The heat equalizing plate 2 is provided on a metal support 7 so as to cover the opening thereof. Metal support 7
Has a side wall 9 and a multilayer structure 10, and the multilayer structure 1
0 has an opening 14 corresponding to 5 to 70% of its area. In addition, the multi-layer structure portion 10 is further provided with a conduction terminal 11 for conducting with a power supply portion 6 for supplying power to the heating resistor 5 of the heat equalizing plate 2 and the heat equalizing plate 2 as necessary. Thermocouple 13 for measuring the temperature of the gas injection port 12 and the heat equalizing plate 2 for installation.

【0022】多層構造部10は、2層以上とすることが
好ましい。これを1層とすると、均熱となるのに時間が
かかり好ましくない。なお、多層構造部10の最上層の
ものは、均熱板2から5〜15mmの距離に設置するこ
とが望ましい。これにより、均熱板2と多層構造部10
相互の輻射熱により均熱化が容易となり、また、他層と
の断熱効果があるので、均熱となるまでの時間が短くな
る。また、冷却時は、ガス噴射口12から均熱板2の表
面の熱を受け取ったガスが、順次層外に排出され、新し
い冷却ガスが均熱板表面を冷却できるので、冷却時間が
短縮できる。
The multilayer structure 10 preferably has two or more layers. If this is a single layer, it takes a long time to achieve uniform heat, which is not preferable. Note that the uppermost layer of the multilayer structure 10 is desirably installed at a distance of 5 to 15 mm from the heat equalizing plate 2. Thereby, the heat equalizing plate 2 and the multilayer structure 10
Mutual radiant heat facilitates soaking and has a heat insulating effect with other layers, so that the time required for soaking becomes short. Further, at the time of cooling, the gas that has received the heat of the surface of the soaking plate 2 from the gas injection port 12 is sequentially discharged to the outside of the layer, and a new cooling gas can cool the surface of the soaking plate, so that the cooling time can be reduced. .

【0023】また、支持体7内に昇降自在に設置された
リフトピン8により、ウエハWを載置面3上に載せたり
載置面3より持ち上げたりといった作業がなされる。そ
して、ウエハWは、ウエハ支持ピン17により載置面か
ら浮かした状態で保持され、片当たり等による温度バラ
ツキを防止するようにしている。
Further, operations such as placing the wafer W on the mounting surface 3 and lifting the wafer W from the mounting surface 3 are performed by the lift pins 8 installed in the support 7 so as to be able to move up and down. The wafer W is held in a state of being lifted from the mounting surface by the wafer support pins 17 so as to prevent a temperature variation due to a one-side contact or the like.

【0024】そして、このウエハ加熱装置1によりウエ
ハWを加熱するには、不図示の搬送アームにて載置面3
の上方まで運ばれたウエハWをリフトピン8にて支持し
たあと、リフトピン8を降下させてウエハWを載置面3
上に載せる。
Then, in order to heat the wafer W by the wafer heating apparatus 1, the transfer surface (not shown)
Is supported by the lift pins 8, and then the lift pins 8 are lowered to place the wafer W on the mounting surface 3.
Put on top.

【0025】次に、給電部6に通電して発熱抵抗体5を
発熱させ、絶縁層4及び均熱板2を介して載置面3上の
ウエハWを加熱するのであるが、本発明によれば、支持
体7に多層構造部10を備えているため、均熱板2に近
接した多層構造部10を均熱板2の熱の輻射板として活
用できるので、均熱板2を有効に短時間で均熱化するこ
とができる。さらに、均熱板2を炭化珪素質焼結体又は
窒化アルミニウム質焼結体により形成してあることか
ら、熱を加えても変形が小さく、板厚を薄くできるた
め、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間及び所定
の処理温度から室温付近に冷却するまでの冷却時間を短
くすることができ、生産性を高めることができるととも
に、50W/m・K以上の熱伝導率を有することから、
薄い板厚でも発熱抵抗体5のジュール熱を素早く伝達
し、載置面3の温度ばらつきを極めて小さくすることが
できる。
Next, the power supply 6 is energized to cause the heating resistor 5 to generate heat, and the wafer W on the mounting surface 3 is heated via the insulating layer 4 and the soaking plate 2. According to this, since the support 7 has the multilayer structure 10, the multilayer structure 10 adjacent to the heat equalizing plate 2 can be used as a heat radiation plate of the heat equalizing plate 2, so that the heat equalizing plate 2 can be effectively used. It can be soaked in a short time. Further, since the heat equalizing plate 2 is formed of a silicon carbide-based sintered body or an aluminum nitride-based sintered body, deformation is small even when heat is applied, and the plate thickness can be reduced. The heat-up time before cooling and the cooling time from the predetermined processing temperature to cooling to around room temperature can be shortened, and the productivity can be increased, and the heat conductivity is 50 W / m · K or more. From
Even with a small thickness, the Joule heat of the heating resistor 5 can be quickly transmitted, and the temperature variation of the mounting surface 3 can be extremely reduced.

【0026】また、前記均熱板の構造として、図2に示
すように、発熱抵抗体5を内蔵するものを用いても構わ
ない。
Further, as the structure of the heat equalizing plate, as shown in FIG. 2, a structure having a built-in heating resistor 5 may be used.

【0027】均熱板2の厚みは、2〜7mmとすること
が好ましい。均熱板2の厚みが2mmより薄いと、均熱
板2の強度が弱くなり発熱抵抗体5の発熱による加熱
時、空気噴射口12からのガス吹き付けによる冷却時の
熱応力に耐えきれず、均熱板2にクラックが発生する。
また、均熱板2の厚みが7mmを越えると、均熱板2の
熱容量が大きくなるので加熱および冷却時の温度が安定
するまでの時間が長くなってしまい好ましくない。
The thickness of the heat equalizing plate 2 is preferably 2 to 7 mm. When the thickness of the heat equalizing plate 2 is less than 2 mm, the strength of the heat equalizing plate 2 is weakened, so that it cannot withstand the thermal stress at the time of heating by the heat generation of the heating resistor 5 and at the time of cooling by blowing the gas from the air injection port 12, Cracks occur in the soaking plate 2.
On the other hand, if the thickness of the heat equalizing plate 2 exceeds 7 mm, the heat capacity of the heat equalizing plate 2 increases, so that the time until the temperature during heating and cooling stabilizes becomes long, which is not preferable.

【0028】このように、均熱板2の熱容量を小さくす
ると、支持体7からの熱引きにより均熱板2の温度分布
が悪くなる。そこで、支持体7が均熱板2をその外周部
で保持する構造としている。
As described above, when the heat capacity of the heat equalizing plate 2 is reduced, the temperature distribution of the heat equalizing plate 2 is deteriorated due to the heat drawn from the support 7. Therefore, the support 7 has a structure in which the heat equalizing plate 2 is held at the outer peripheral portion.

【0029】また、均熱板2を冷却する際は、ガス噴射
口12から均熱板2の表面にガスを噴射し冷却効率を向
上させる。ガス噴射口12の数は、できるだけ多く設け
る方が全体を均一に冷却する上で好ましいが、4〜15
個程度とするのがよい。ガスの種類としては、定圧熱容
量の大きなものを使用することが冷却には有利である
が、安全性の面から、空気もしくは炭酸ガスを用いるこ
とが好適である。また、ガスの流量は、1〜100×1
-33/分とすることが好ましい。
When cooling the soaking plate 2, gas is injected from the gas injection ports 12 to the surface of the soaking plate 2 to improve the cooling efficiency. Although it is preferable to provide as many gas injection ports 12 as possible in order to uniformly cool the whole, 4 to 15
It is good to make about. As the type of gas, it is advantageous to use a gas having a large constant-pressure heat capacity for cooling, but from the viewpoint of safety, it is preferable to use air or carbon dioxide gas. The gas flow rate is 1 to 100 × 1
It is preferably 0 -3 m 3 / min.

【0030】また、ここで供給されたガスを外に排出す
るために、前記支持体7の多層構造部10には、その面
積の5〜70%の開口部14が形成されている。この開
口部14の面積が5%未満であると、支持体7の容積の
中でガス噴射口12から吐出されるガスと排出されるべ
きガスが混合されて、冷却効率が低下してしまう。ま
た、開口部14の面積が70%を越えると、導通端子1
1やガス噴射口12を保持するスペースが不足するとと
もに強度が不足して、導通端子11の電極パッド6への
押圧力が安定せず、断続使用時の耐久性が悪くなる。
In order to discharge the supplied gas to the outside, the multilayer structure 10 of the support 7 has an opening 14 having a size of 5 to 70% of its area. If the area of the opening 14 is less than 5%, the gas discharged from the gas injection port 12 and the gas to be discharged are mixed in the volume of the support 7, and the cooling efficiency is reduced. When the area of the opening 14 exceeds 70%, the conductive terminal 1
1 and the space for holding the gas injection port 12 are insufficient, and the strength is insufficient, the pressing force of the conductive terminal 11 against the electrode pad 6 is not stable, and the durability at the time of intermittent use is deteriorated.

【0031】また、多層構造部10の各層間は、必要に
応じて層間に設けた支柱(不図示)により補強する。
Each layer of the multilayer structure 10 is reinforced by columns (not shown) provided between the layers as needed.

【0032】そして、前記開口部14を多層構造部10
に設けるのは、ここから排出されるガスがウエハ載置面
2側に漏れないようにする為である。図1に示すよう
に、支持体7は、ガス噴射口12とウエハの載置面3が
分離されるように、ウエハ加熱装置1に設置されてい
る。側壁9に開口部14を設け、さらにガスを透過させ
ないカバーを形成して、載置面3側にガスが漏れないよ
うな構造とすることも可能であるが、装置が大きくなり
形が複雑になるので、好ましくない。
The opening 14 is connected to the multilayer structure 10.
The purpose of this is to prevent the gas discharged therefrom from leaking to the wafer mounting surface 2 side. As shown in FIG. 1, the support 7 is installed in the wafer heating device 1 so that the gas injection port 12 and the wafer mounting surface 3 are separated. It is possible to provide an opening 14 in the side wall 9 and form a cover that does not allow gas to permeate, so that the gas does not leak to the mounting surface 3 side. However, the device becomes large and the shape becomes complicated. Is not preferred.

【0033】また、発熱抵抗体5への給電方法について
は、支持体7に設置した導通端子11を均熱板2の表面
に形成した給電部6にバネで押圧することにより接続を
確保し給電する。これは、2〜7mmの厚みの均熱板2
に金属からなる端子部を埋設して形成すると、該端子部
の熱容量により均熱性が悪くなるからである。そのた
め、本発明のように、導電端子11をバネで押圧して電
気的接続を確保することにより、均熱板2とその支持体
7の間の温度差による熱応力を緩和し、高い信頼性で電
気的導通を維持できる。さらに、接点が点接触となるの
を防止するため、弾性のある導体を中間層として挿入し
ても構わない。単に箔状のシートを挿入するだけでも効
果がある。そして、導通端子11の給電部6側の径は、
1.5〜4mmとすることが好ましい。
The power supply to the heating resistor 5 is performed by pressing the conductive terminal 11 provided on the support 7 against the power supply section 6 formed on the surface of the heat equalizing plate 2 with a spring to secure the connection and supply the power. I do. This is a heat equalizing plate 2 having a thickness of 2 to 7 mm.
This is because if a metal terminal portion is embedded and formed, the heat capacity of the terminal portion deteriorates the heat uniformity. Therefore, as in the present invention, the conductive terminals 11 are pressed by a spring to secure the electrical connection, thereby alleviating the thermal stress caused by the temperature difference between the heat equalizing plate 2 and the support 7 thereof, and achieving high reliability. Can maintain electrical continuity. Furthermore, an elastic conductor may be inserted as an intermediate layer in order to prevent the contacts from becoming point contacts. Simply inserting a foil sheet is also effective. The diameter of the conduction terminal 11 on the side of the power supply unit 6 is
It is preferably 1.5 to 4 mm.

【0034】ここで、導通端子11の断面図の一例を図
3に示した。導通端子11の端子部41は、給電部6を
外套45に内蔵されたバネ43により押圧するように設
置されている。また、端子部41の後端部には、電源か
ら電力を供給するリード線が接続される接点44が形成
されている。また、この通電端子11は、ネジ41によ
り多層構造部10に固定されている。なお、端子部41
の材質としては、その使用温度により、真鍮、ステンレ
ス等の材料を使用することができる。また、外套45お
よびネジ41については、電気絶縁性のPEEK材(ポ
リエトキシエトキシケトン樹脂)、もしくはセラミック
ス製のものを使用することができる。また、バネ43と
しては、ステンレス、インコネル等の材質のものを使用
することができる。また、端子部の構造は、図3に限定
されることはなく、端子部41とバネ43を組み合わせ
た、多様な形状のものを使用して構わない。
Here, an example of a sectional view of the conductive terminal 11 is shown in FIG. The terminal portion 41 of the conduction terminal 11 is provided so as to press the power supply portion 6 by a spring 43 built in the outer cover 45. A contact 44 to which a lead wire for supplying power from a power supply is connected is formed at a rear end of the terminal 41. The energizing terminal 11 is fixed to the multilayer structure 10 by a screw 41. The terminal 41
As the material of the material, a material such as brass or stainless steel can be used depending on the operating temperature. Further, as the mantle 45 and the screw 41, an electrically insulating PEEK material (polyethoxyethoxyketone resin) or a ceramic material can be used. Further, as the spring 43, a material such as stainless steel or Inconel can be used. Further, the structure of the terminal portion is not limited to that shown in FIG. 3, and various shapes having a combination of the terminal portion 41 and the spring 43 may be used.

【0035】また、均熱板2の温度は、均熱板2にその
先端が埋め込まれた熱電対13により測定する。熱電対
13としては、その応答性と保持の作業性の観点から、
外径1.0mm以下のシース型の熱電対13を使用する
ことが好ましい。また、均熱板2に埋め込まれた先端部
に力が掛からないように熱電対13の途中が支持部7の
板状構造部10に保持されている。この熱電対13の先
端部は、均熱板2に孔が形成され、この中に設置された
円筒状の金属体の内壁面にバネ材により押圧固定するこ
とが測温の信頼性を向上させるために好ましい。
The temperature of the soaking plate 2 is measured by a thermocouple 13 whose tip is embedded in the soaking plate 2. As the thermocouple 13, from the viewpoint of its responsiveness and workability of holding,
It is preferable to use a sheath-type thermocouple 13 having an outer diameter of 1.0 mm or less. Further, the middle of the thermocouple 13 is held by the plate-like structure portion 10 of the support portion 7 so that no force is applied to the tip portion embedded in the heat equalizing plate 2. The distal end of the thermocouple 13 has a hole formed in the heat equalizing plate 2 and is pressed and fixed to the inner wall surface of a cylindrical metal body provided therein with a spring material to improve the reliability of temperature measurement. Preferred for.

【0036】さらに、レジスト膜形成用のウエハ加熱装
置1として使用する場合は、均熱板2の主成分を炭化珪
素にすると、大気中の水分等と反応してガスを発生させ
ることもないため、ウエハW上へのレジスト膜の貼付に
用いたとしても、レジスト膜の組織に悪影響を与えるこ
とがなく、微細な配線を高密度に形成することが可能で
ある。この際、焼結助剤に水と反応してアンモニアやア
ミンを形成する可能性のある窒化物を含まないようにす
ることが必要である。
Further, when used as a wafer heating apparatus 1 for forming a resist film, if the main component of the heat equalizing plate 2 is silicon carbide, it does not react with moisture in the atmosphere and generate gas. Even if it is used for attaching a resist film on the wafer W, fine wiring can be formed at high density without adversely affecting the structure of the resist film. At this time, it is necessary to prevent the sintering aid from containing a nitride that may react with water to form ammonia or an amine.

【0037】なお、均熱板2を形成する炭化珪素質焼結
体は、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素
(B)と炭素(C)を添加したり、もしくはアルミナ
(Al23)イットリア(Y23)のような金属酸化物
を添加して十分混合し、平板状に加工したのち、190
0〜2100℃で焼成することにより得られる。炭化珪
素はα型を主体とするものあるいはβ型を主体とするも
ののいずれであっても構わない。
The silicon carbide sintered body forming the heat equalizing plate 2 is obtained by adding boron (B) and carbon (C) as sintering aids to silicon carbide as a main component, or using alumina ( Al 2 O 3 ) A metal oxide such as yttria (Y 2 O 3 ) is added, mixed well, processed into a flat plate, and
It is obtained by firing at 0 to 2100 ° C. Silicon carbide may be any of those mainly composed of α-type and those mainly composed of β-type.

【0038】また、均熱板2を形成する窒化アルミニウ
ム質焼結体は、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結
助剤としてY23やYb23等の希土類元素酸化物と必
要に応じてCaO等のアルカリ土類金属酸化物を添加し
て十分混合し、平板状に加工した後、窒素ガス中190
0〜2100℃で焼成することにより得られる。
In addition, the aluminum nitride sintered body forming the heat equalizing plate 2 requires a rare earth element oxide such as Y 2 O 3 or Yb 2 O 3 as a sintering aid with respect to aluminum nitride as a main component. According to the above, an alkaline earth metal oxide such as CaO is added, mixed well, processed into a plate shape,
It is obtained by firing at 0 to 2100 ° C.

【0039】さらに、均熱板2の載置面3と反対側の主
面は、ガラスや樹脂からなる絶縁層4との密着性を高め
る観点から、平面度20μm以下、面粗さを中心線平均
粗さ(Ra)で0.1μm〜0.5μmに研磨しておく
ことが好ましい。
Further, the main surface of the heat equalizing plate 2 on the side opposite to the mounting surface 3 has a flatness of 20 μm or less and a surface roughness of the center line from the viewpoint of enhancing the adhesion to the insulating layer 4 made of glass or resin. It is preferable to polish to an average roughness (Ra) of 0.1 μm to 0.5 μm.

【0040】一方、炭化珪素質焼結体を均熱板2として
使用する場合、半導電性を有する均熱板2と発熱抵抗体
5との間の絶縁を保つ絶縁層4としては、ガラス又は樹
脂を用いることが可能であり、ガラスを用いる場合、そ
の厚みが100μm未満では耐電圧が1.5kVを下回
り絶縁性が保てず、逆に厚みが350μmを越えると、
均熱板2を形成する炭化珪素質焼結体や窒化アルミニウ
ム質焼結体との熱膨張差が大きくなり過ぎるために、ク
ラックが発生して絶縁層4として機能しなくなる。その
為、絶縁層4としてガラスを用いる場合、絶縁層4の厚
みは100μm〜350μmの範囲で形成することが好
ましく、望ましくは200μm〜350μmの範囲で形
成することが良い。
On the other hand, when a silicon carbide sintered body is used as the heat equalizing plate 2, the insulating layer 4 for maintaining insulation between the heat equalizing plate 2 having semi-conductivity and the heat generating resistor 5 is made of glass or glass. It is possible to use resin, and when using glass, if the thickness is less than 100 μm, the withstand voltage is less than 1.5 kV and the insulating property cannot be maintained, and if the thickness exceeds 350 μm,
Since the difference in thermal expansion between the silicon carbide-based sintered body and the aluminum nitride-based sintered body forming the heat equalizing plate 2 becomes too large, cracks occur, and the insulating layer 4 does not function. Therefore, when glass is used as the insulating layer 4, the thickness of the insulating layer 4 is preferably in the range of 100 μm to 350 μm, and more preferably in the range of 200 μm to 350 μm.

【0041】また、均熱板2を、窒化アルミニウムを主
成分とするセラミック焼結体で形成する場合は、均熱板
2に対する発熱抵抗体5の密着性を向上させるために、
ガラスからなる絶縁層4を形成する。ただし、発熱抵抗
体5の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密
着強度が得られる場合は、省略することが可能である。
When the soaking plate 2 is formed of a ceramic sintered body containing aluminum nitride as a main component, in order to improve the adhesion of the heating resistor 5 to the soaking plate 2,
An insulating layer 4 made of glass is formed. However, when sufficient glass is added to the heat generating resistor 5 and a sufficient adhesion strength can be obtained by this, it can be omitted.

【0042】この絶縁層4を形成するガラスの特性とし
ては、結晶質又は非晶質のいずれでも良く、耐熱温度が
200℃以上でかつ0℃〜200℃の温度域における熱
膨張係数が均熱板2を構成するセラミックスの熱膨張係
数に対し−5〜+5×10-7/℃の範囲にあるものを適
宜選択して用いることが好ましい。即ち、熱膨張係数が
前記範囲を外れたガラスを用いると、均熱板2を形成す
るセラミックスとの熱膨張差が大きくなりすぎるため、
ガラスの焼付け後の冷却時においてクラックや剥離等の
欠陥が生じ易いからである。
The glass forming the insulating layer 4 may be crystalline or amorphous, and has a heat resistance of 200 ° C. or higher and a thermal expansion coefficient in a temperature range of 0 ° C. to 200 ° C. It is preferable to appropriately select and use a ceramic having a coefficient of thermal expansion in the range of -5 to + 5 × 10 −7 / ° C. with respect to the thermal expansion coefficient of the ceramic constituting the plate 2. In other words, when a glass having a coefficient of thermal expansion outside the above range is used, the difference in thermal expansion between the ceramic forming the soaking plate 2 and the ceramic becomes too large.
This is because defects such as cracks and peeling easily occur during cooling after baking of the glass.

【0043】次に、絶縁層4に樹脂を用いる場合、その
厚みが30μm未満では、耐電圧が1.5kVを下回
り、絶縁性が保てなくなるとともに、発熱抵抗体5に例
えばレーザ加工等によってトリミングを施した際に絶縁
層4を傷付け、絶縁層4として機能しなくなる。逆に厚
みが150μmを越えると、樹脂の焼付け時に発生する
溶剤や水分の蒸発量が多くなり、均熱板2との間にフク
レと呼ばれる泡状の剥離部ができ、この剥離部の存在に
より熱伝達が悪くなるため、載置面3の均熱化が阻害さ
れる。その為、絶縁層4として樹脂を用いる場合、絶縁
層4の厚みは30μm〜150μmの範囲で形成するこ
とが好ましく、望ましくは60μm〜150μmの範囲
で形成することが良い。
Next, when a resin is used for the insulating layer 4, if the thickness is less than 30 μm, the withstand voltage falls below 1.5 kV, the insulating property cannot be maintained, and the heating resistor 5 is trimmed by, for example, laser processing. In this case, the insulating layer 4 is damaged and does not function as the insulating layer 4. Conversely, when the thickness exceeds 150 μm, the amount of evaporation of the solvent and water generated during baking of the resin increases, and a foam-like peeling portion called blister is formed between the heat equalizing plate 2 and the presence of this peeling portion. Since the heat transfer becomes worse, the soaking of the mounting surface 3 is hindered. Therefore, when a resin is used as the insulating layer 4, the thickness of the insulating layer 4 is preferably in the range of 30 μm to 150 μm, and more preferably in the range of 60 μm to 150 μm.

【0044】また、絶縁層4を樹脂により形成する場
合、200℃以上の耐熱性と発熱抵抗体5との密着性を
考慮すると、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、
ポリアミド樹脂等を用いることが好ましい。
In the case where the insulating layer 4 is formed of a resin, polyimide resin, polyimide amide resin, or the like may be used in consideration of heat resistance of 200 ° C. or more and adhesion to the heating resistor 5.
It is preferable to use a polyamide resin or the like.

【0045】なお、ガラスや樹脂からなる絶縁層4を均
熱板2上に被着する手段としては、前記ガラスペースト
又は樹脂ペーストを均熱板2の中心部に適量落とし、ス
ピンコーティング法にて伸ばして均一に塗布するか、あ
るいはスクリーン印刷法、ディッピング法、スプレーコ
ーティング法等にて均一に塗布したあと、ガラスペース
トの場合は600℃の温度で、樹脂ペーストの場合は3
00℃以上の温度で焼き付ければ良い。また、絶縁層4
としてガラスを用いる場合、予め炭化珪素質焼結体又は
窒化アルミニウム質焼結体からなる均熱板2を1200
℃程度の温度に加熱し、絶縁層4を被着する表面を酸化
処理しておくことで、ガラスからなる絶縁層4との密着
性を高めることができる。
In order to apply the insulating layer 4 made of glass or resin on the heat equalizing plate 2, a suitable amount of the glass paste or the resin paste is dropped on the center of the heat equalizing plate 2 and spin coating is performed. Stretch and apply uniformly, or apply evenly by screen printing, dipping, spray coating, etc., then at a temperature of 600 ° C. for glass paste and 3 for resin paste.
What is necessary is just to bake at the temperature of 00 degreeC or more. Also, the insulating layer 4
When glass is used as the material, a heat equalizing plate 2 made of a silicon carbide-based sintered body or an aluminum nitride-based sintered body is previously 1200
By heating to a temperature of about ° C. and oxidizing the surface on which the insulating layer 4 is to be adhered, the adhesion with the insulating layer 4 made of glass can be increased.

【0046】さらに、絶縁層4上に被着する発熱抵抗体
5としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、パ
ラジウム(Pd)等の金属単体を、蒸着法やメッキ法に
て直接被着するか、あるいは前記金属単体や酸化レニウ
ム(Re23)、ランタンマンガネート(LaMn
3)等の導電性の金属酸化物や上記金属材料を樹脂ペ
ーストやガラスペーストに分散させたペーストを用意
し、所定のパターン形状にスクリーン印刷法等にて印刷
したあと焼付けて、前記導電材を樹脂やガラスから成る
マトリックスで結合すれば良い。マトリックスとしてガ
ラスを用いる場合、結晶化ガラス、非晶質ガラスのいず
れでも良いが、熱サイクルによる抵抗値の変化を抑える
ために結晶化ガラスを用いることが好ましい。
Further, as the heating resistor 5 to be deposited on the insulating layer 4, a simple metal such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd) is formed by a vapor deposition method or a plating method. Directly, or the above-mentioned metal simple substance, rhenium oxide (Re 2 O 3 ), lanthanum manganate (LaMn)
A conductive metal oxide such as O 3 ) or a paste obtained by dispersing the above metal material in a resin paste or a glass paste is prepared, printed in a predetermined pattern shape by a screen printing method or the like, and then baked. May be combined with a matrix made of resin or glass. When glass is used as the matrix, either crystallized glass or amorphous glass may be used, but it is preferable to use crystallized glass in order to suppress a change in resistance due to thermal cycling.

【0047】ただし、発熱抵抗体5に銀又は銅を用いる
場合、マイグレーションが発生する恐れがあるため、こ
のような場合には、発熱抵抗体5を覆うように絶縁層4
と同一の材質からなる保護膜を30μm程度の厚みで被
覆しておけば良い。
However, when silver or copper is used for the heating resistor 5, migration may occur. In such a case, the insulating layer 4 covers the heating resistor 5.
A protective film made of the same material as described above may be coated with a thickness of about 30 μm.

【0048】図1では、発熱抵抗体5に対し、給電部6
において導通端子11を不図示のスプリングで押しつけ
て導通を確保するようにしている。給電部6は、発熱抵
抗体の端子部に導電性接着剤を塗布、硬化させることに
より形成しても構わない。
In FIG. 1, the power supply 6 is connected to the heating resistor 5.
In (2), the conduction terminal 11 is pressed by a spring (not shown) to ensure conduction. The power supply portion 6 may be formed by applying and curing a conductive adhesive on the terminal portion of the heating resistor.

【0049】また、これまで、発熱抵抗体5を均熱板2
の表面に形成するタイプのウエハ加熱装置1について説
明してきたが、発熱抵抗体5は、均熱板2に内蔵されて
いても構わない。図2を例にして説明すると、例えば主
成分が窒化アルミニウムからなる均熱板2を用いる場
合、まず、発熱抵抗体5の材料としては窒化アルミニウ
ムと同時焼成できる材料という観点から、WもしくはW
Cを用いる。均熱板2は、窒化アルミニウムを主成分と
し焼結助剤を適宜含有する原料を十分混合したのち円盤
状に成形し、その表面にWもしくはWCからなるペース
トを発熱抵抗体5のパターン形状にプリントし、その上
に別の窒化アルミニウム成形体を重ねて密着した後、窒
素ガス中1900〜2100℃の温度で焼成することに
より得ることが出来る。また、発熱抵抗体5からの導通
は、窒化アルミニウム質基材にスルーホール19を形成
し、WもしくはWCからなるペーストを埋め込んだ後焼
成するようにして表面に電極を引き出すようにすれば良
い。また、給電部6は、ウエハWの加熱温度が高い場
合、Au、Ag等の貴金属を主成分とするペーストを前
記スルーホール19の上に塗布し900〜1000℃で
焼き付けることにより、内部の発熱抵抗体5の酸化を防
止することができる。
The heating resistor 5 has been connected to the heat equalizing plate 2 so far.
Although the wafer heating apparatus 1 of the type formed on the surface of the above has been described, the heating resistor 5 may be built in the heat equalizing plate 2. To explain using FIG. 2 as an example, for example, in the case of using a heat equalizing plate 2 whose main component is aluminum nitride, first, as a material of the heating resistor 5, W or W
C is used. The heat equalizing plate 2 is formed into a disc shape after sufficiently mixing raw materials containing aluminum nitride as a main component and appropriately containing a sintering aid, and a paste made of W or WC is formed on the surface thereof in a pattern shape of the heating resistor 5. It can be obtained by printing, stacking another aluminum nitride molded body on top of the printed body, and then sintering it at a temperature of 1900 to 2100 ° C. in nitrogen gas. Further, conduction from the heating resistor 5 may be achieved by forming a through hole 19 in an aluminum nitride base material, embedding a paste made of W or WC, and firing the paste to draw out an electrode to the surface. When the heating temperature of the wafer W is high, the power supply unit 6 applies a paste containing a noble metal such as Au or Ag as a main component on the through hole 19 and bake it at 900 to 1000 ° C. Oxidation of the resistor 5 can be prevented.

【0050】[0050]

【実施例】実施例 1 熱伝導率が80W/m・Kの炭化珪素質焼結体に研削加
工を施し、板厚4mm、外径230mmの円盤状をした
均熱板2を複数製作し、各均熱板2の一方の主面に絶縁
層を被着するため、ガラス粉末に対してバインダーとし
てのエチルセルロースと有機溶剤としてのテルピネオー
ルを混練して作製したガラスペーストをスクリーン印刷
法にて敷設し、150℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ
たあと、550℃で30分間脱脂処理を施し、さらに7
00〜900℃の温度で焼き付けを行うことにより、ガ
ラスからなる厚み200μmの絶縁層4を形成した。次
いで絶縁層4上に発熱抵抗体5を被着するため、導電材
としてAu粉末とPd粉末を添加したガラスペースト
を、スクリーン印刷法にて所定のパターン形状に印刷し
たあと、150℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さら
に550℃で30分間脱脂処理を施したあと、700〜
900℃の温度で焼き付けを行うことにより、厚みが5
0μmの発熱抵抗体5を形成した。発熱抵抗体5は中心
部と外周部を周方向に4分割した5パターン構成とし
た。しかるのち発熱抵抗体5に給電部6を導電性接着剤
にて固着させることにより、均熱板2を製作した。
EXAMPLES Example 1 A plurality of disc-shaped soaking plates 2 having a thickness of 4 mm and an outer diameter of 230 mm were manufactured by grinding a silicon carbide sintered body having a thermal conductivity of 80 W / m · K. In order to apply an insulating layer to one main surface of each heat equalizing plate 2, a glass paste prepared by kneading ethyl cellulose as a binder and terpineol as an organic solvent with glass powder is laid by a screen printing method. The organic solvent was dried by heating to 150 ° C., and then degreased at 550 ° C. for 30 minutes.
By baking at a temperature of 00 to 900 ° C., an insulating layer 4 made of glass and having a thickness of 200 μm was formed. Next, in order to apply the heating resistor 5 on the insulating layer 4, a glass paste to which Au powder and Pd powder are added as a conductive material is printed in a predetermined pattern shape by a screen printing method, and then heated to 150 ° C. After drying the organic solvent and further performing a degreasing treatment at 550 ° C. for 30 minutes,
By baking at a temperature of 900 ° C., a thickness of 5
A heating resistor 5 having a thickness of 0 μm was formed. The heating resistor 5 has a five-pattern configuration in which a central portion and an outer peripheral portion are divided into four in the circumferential direction. Thereafter, the power supply unit 6 was fixed to the heating resistor 5 with a conductive adhesive, whereby the heat equalizing plate 2 was manufactured.

【0051】また、支持体7は、主面の30%に開口部
14を形成した厚み2.5mmのSUS304からなる
2枚の多層構造体10を準備し、この内の1枚に、12
個のガス噴射口12、熱電対13、10本の導通端子1
1を所定の位置に形成し、同じくSUS304からなる
側壁部9とネジ締めにて固定して支持体7を準備した。
For the support 7, two multilayer structures 10 each made of SUS304 having a thickness of 2.5 mm and having an opening 14 formed in 30% of the main surface are prepared.
Gas injection ports 12, thermocouples 13, and 10 conducting terminals 1
1 was formed at a predetermined position, and was fixed to the side wall 9 also made of SUS304 by screws to prepare a support 7.

【0052】その後、前記支持体7の上に、均熱板2を
重ね、その外周部をネジ締めすることによりウエハ加熱
装置1とした。
Thereafter, the heat equalizing plate 2 was placed on the support 7 and the outer peripheral portion thereof was screwed to complete the wafer heating device 1.

【0053】また、同時にガス噴射口12を形成しない
ものと、多層構造部10に3%、5%、10%、25
%、50%、70%、75%の開口部14を形成したウ
エハ加熱装置1を準備した。
The gas injection port 12 is not formed at the same time, and 3%, 5%, 10%, 25%
%, 50%, 70%, and 75% of the wafer heating apparatus 1 in which the openings 14 were formed.

【0054】そして、各ウエハ加熱装置1の給電部6に
通電して250℃保持時のウエハW表面の温度バラツキ
を±0.5℃となるように調整し、250℃に保持した
後、150℃まで温度が低下安定し、ウエハW表面の温
度バラツキが±0.5℃となるまでの時間を評価した。
ウエハW表面の温度バラツキは、ウエハ表面に中心と、
ウエハ半径Aに対し1/3Aと2/3Aの半径で90度
毎に合計9点の熱電対を設置して、測温した。また、2
50℃保持時のウエハ面の温度バラツキを±0.5℃と
なるように調整し、250℃保持30分、50℃保持3
0分のサイクルを500サイクル繰り返した後のウエハ
面の温度バラツキを調べた。
Then, the power supply unit 6 of each wafer heating apparatus 1 is energized to adjust the temperature variation on the surface of the wafer W when the temperature is maintained at 250 ° C. to ± 0.5 ° C. The time required for the temperature to drop to and stabilize to ° C and the temperature variation on the surface of the wafer W to reach ± 0.5 ° C was evaluated.
The temperature variation on the wafer W surface is centered on the wafer surface,
A total of 9 thermocouples were installed at 90 degree intervals at radii of 1 / 3A and 2 / 3A with respect to the wafer radius A, and the temperature was measured. Also, 2
Adjust the temperature variation of the wafer surface at 50 ° C. to be ± 0.5 ° C.
The temperature variation on the wafer surface after 500 cycles of the 0 minute cycle was examined.

【0055】それぞれの評価基準としては、ガス噴射口
12を形成しないものの前記冷却時間90分に対し、冷
却時間を45分以下に半減できるものをOKとした。ま
た、サイクルテスト後の温度バラツキが1℃以内である
ものをOKとした。
As the evaluation criteria, those in which the gas injection port 12 was not formed but the cooling time could be reduced by half to 45 minutes or less with respect to the cooling time of 90 minutes were OK. In addition, samples having a temperature variation within 1 ° C. after the cycle test were regarded as OK.

【0056】それぞれの結果は表1に示す通りである。The results are as shown in Table 1.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】表1から判るように、まず、ガス噴射口1
2を形成しないNo.1は、250℃から150℃に安
定するまでに90分の時間を要した。これに対し、ガス
噴出口を設けたNo.2〜12は、冷却時間を60%以
下に低減することができた。しかしながら、多層構造部
10の開口部14の開口率が3%であるNo.2は、冷
却が不十分で前記冷却時間が55分となった。これに対
し、板状構造部10の開口部14の開口率を5%以上と
したNo.3〜12は、前記冷却時間を30分以内に短
縮できた。
As can be seen from Table 1, first, the gas injection port 1
No. 2 not formed Sample No. 1 required 90 minutes to stabilize from 250 ° C. to 150 ° C. On the other hand, in the case of No. In Nos. 2 to 12, the cooling time could be reduced to 60% or less. However, in the case of No. 3 in which the opening ratio of the opening 14 of the multilayer structure 10 is 3%. In No. 2, the cooling time was 55 minutes due to insufficient cooling. On the other hand, the opening ratio of the opening 14 of the plate-like structure 10 was set to 5% or more. In Nos. 3 to 12, the cooling time could be shortened within 30 minutes.

【0059】一方、サイクルテスト後の温度バラツキの
評価については、板状構造部10の開口部14の開口率
を75%としたNo.10は、導通端子11保持部と均
熱板2の温度差による応力による変形や擦れが発生し導
通端子11の接点の信頼性が低下し、温度分布が大きく
なってしまうので好ましくない。
On the other hand, with respect to the evaluation of the temperature variation after the cycle test, the evaluation was made in the case of No. 3 in which the opening ratio of the opening 14 of the plate-like structure 10 was 75%. No. 10 is not preferable because deformation or rubbing occurs due to stress due to a temperature difference between the conductive terminal 11 holding portion and the heat equalizing plate 2, thereby lowering the reliability of the contact of the conductive terminal 11 and increasing the temperature distribution.

【0060】これに対し、多層構造部10の開口部14
の開口率を5〜70%にしたものは、均熱板2の冷却時
の均熱化を早く達成でき、且つ耐久テスト後の温度バラ
ツキの拡大を防止することができる。
On the other hand, the opening 14 of the multilayer structure 10
When the opening ratio is set to 5 to 70%, it is possible to quickly achieve the soaking during cooling of the soaking plate 2 and to prevent an increase in temperature variation after the durability test.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、セラミ
ックスからなる均熱板の一方の主面をウエハの載置面と
し、他方の主面もしくは内部に発熱抵抗体を有するとと
もに、該発熱抵抗体と電気的に接続される給電部を前記
他方の主面に具備し、上記均熱板の外周を支持体に保持
してなるウエハ加熱装置において、前記支持体の内側に
多層構造部を有し、さらに該多層構造部に均熱板を冷却
するためのガス噴射口が設置され、前記多層構造部にそ
の面積の5〜70%の開口部を形成することにより、加
熱、冷却時の温度が安定するまでの時間を短縮できるよ
うになった。
As described above, according to the present invention, one of the main surfaces of the heat equalizing plate made of ceramics is used as a wafer mounting surface, and the other main surface or inside has a heating resistor. In a wafer heating apparatus having a power supply portion electrically connected to a heating resistor on the other main surface and holding an outer periphery of the heat equalizing plate on a support, a multilayer structure portion is provided inside the support. And a gas injection port for cooling the heat equalizing plate is provided in the multilayer structure, and an opening having an area of 5 to 70% of the area of the multilayer structure is formed in the multilayer structure. The time required for the temperature to stabilize can be reduced.

【0062】これにより、半導体素子の製造工程におい
て、例えば、ウエハ表面に均一なレジスト膜を形成した
り、均一な半導体薄膜を形成したり、また、均一なエッ
チング処理を施すことが出来るようになった。
Thus, in the manufacturing process of the semiconductor device, for example, a uniform resist film can be formed on the wafer surface, a uniform semiconductor thin film can be formed, and a uniform etching process can be performed. Was.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のウエハ加熱装置の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a wafer heating apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のウエハ加熱装置の導通端子の断面図で
ある。
FIG. 3 is a sectional view of a conduction terminal of the wafer heating apparatus according to the present invention.

【図4】従来のウエハ加熱装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.

【図5】従来のウエハ加熱装置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.

【図6】従来のウエハ加熱装置を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ウエハ加熱装置 2:均熱板 3:載置面 4:絶縁層 5:発熱抵抗体 6:給電部 7:支持体 8:リフトピン 9:側壁部 10:板状構造部 12:ガス噴射口 W:半導体ウエハ 1: Wafer heating device 2: Heat equalizing plate 3: Placement surface 4: Insulating layer 5: Heating resistor 6: Power supply 7: Support 8: Lift pin 9: Side wall 10: Plate-like structure 12: Gas injection port W: Semiconductor wafer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミックスからなる均熱板の一方の主面
をウエハの載置面とし、他方の主面もしくは内部に発熱
抵抗体を有するとともに、該発熱抵抗体と電気的に接続
される給電部を前記他方の主面に具備し、上記均熱板の
外周を支持体に保持してなるウエハ加熱装置において、
前記支持体の内側に多層構造部を有し、さらに該多層構
造部に均熱板を冷却するためのガス噴射口が設置され、
前記多層構造部にその面積の5〜70%の開口部を形成
したことを特徴とするウエハ加熱装置。
A power supply electrically connected to one of the main surface of a heat equalizing plate made of ceramics, the main surface being a mounting surface of a wafer, the other main surface or an internal heating resistor and being electrically connected to the heating resistor. Part on the other main surface, a wafer heating apparatus comprising an outer periphery of the heat equalizing plate held by a support,
Having a multilayer structure inside the support, a gas injection port for cooling the heat equalizing plate is further installed in the multilayer structure,
A wafer heating apparatus, wherein an opening of 5 to 70% of the area of the multilayer structure is formed.
【請求項2】前記金属製支持体の多層構造部のうち均熱
板側の層に、ガス噴射口が設置されていることを特徴と
する請求項1に記載のウエハ加熱装置。
2. The wafer heating apparatus according to claim 1, wherein a gas injection port is provided in a layer on the heat equalizing plate side in the multilayer structure of the metal support.
【請求項3】前記均熱板の給電部に導通端子を、押圧し
て接触させたことを特徴とする請求項1に記載のウエハ
加熱装置。
3. The wafer heating apparatus according to claim 1, wherein a conduction terminal is pressed and brought into contact with a power supply portion of the heat equalizing plate.
【請求項4】前記セラミックスが、炭化珪素または窒化
アルミニウムを主成分とすることを特徴とする請求項1
記載のウエハ加熱装置。
4. The method according to claim 1, wherein said ceramics is mainly composed of silicon carbide or aluminum nitride.
A wafer heating apparatus as described in the above.
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