JP2001297858A - Ceramic heater - Google Patents

Ceramic heater

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JP2001297858A
JP2001297858A JP2000357582A JP2000357582A JP2001297858A JP 2001297858 A JP2001297858 A JP 2001297858A JP 2000357582 A JP2000357582 A JP 2000357582A JP 2000357582 A JP2000357582 A JP 2000357582A JP 2001297858 A JP2001297858 A JP 2001297858A
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JP
Japan
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heating element
resistance heating
ceramic heater
insulating coating
resistance
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Application number
JP2000357582A
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Japanese (ja)
Inventor
Enrei Shu
延伶 周
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater that has good oxidization resistance, small rate of change of resistance of the resistance heating element, sufficient temperature raising and lowering speed, good corrosion resistance to reactive gas and that can increase the resistance of the resistance heating element. SOLUTION: The ceramic heater has heating element made of one or two or more circuits disposed on a ceramic substrate surface 1 and insulating coating made on the heating element. The insulating coating surface has a surface roughness of Ra 0.01 to 35 μm based on JIS B 0601.

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、主として半導体産
業において使用される半導体の製造用または検査用のセ
ラミックヒータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater for manufacturing or testing semiconductors used mainly in the semiconductor industry.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体応用製品は、種々の産業において
必要とされる極めて重要な製品であり、その代表的製品
である半導体チップは、例えば、シリコン単結晶を所定
の厚さにスライスしてシリコンウエハを作製した後、こ
のシリコンウエハ上に種々の回路等を形成することによ
り製造される。
2. Description of the Related Art Semiconductor-applied products are extremely important products required in various industries. A typical example of a semiconductor chip is a silicon chip obtained by slicing a silicon single crystal to a predetermined thickness. After manufacturing a wafer, it is manufactured by forming various circuits and the like on this silicon wafer.

【0003】この種々の回路等を形成するには、シリコ
ンウエハ上に、感光性樹脂を塗布し、これを露光、現像
処理した後、ポストキュアさせたり、スパッタリングに
より導体層を形成する必要がある。このためには、シリ
コンウエハを加熱する必要があった。
In order to form these various circuits and the like, it is necessary to apply a photosensitive resin on a silicon wafer, expose and develop the resin, and then post cure or form a conductor layer by sputtering. . For this purpose, it was necessary to heat the silicon wafer.

【0004】かかるシリコンウエハ等の半導体ウエハを
ヒータ上に載置して加熱するためのこの種のヒータとし
ては、従来、アルミニウム製の基板の裏面側に電気的抵
抗体等の抵抗発熱体を備えたものが多用されていたが、
アルミニウム製の基板は、厚さ15mm程度を要するの
で、重量が大きくて嵩張るため取扱いの便が必ずしも良
好でないばかりか、通電電流に対する温度追従性という
点での温度制御性が不充分であり、半導体ウエハを均一
に加熱することも容易ではなかった。
As a heater of this kind for mounting a semiconductor wafer such as a silicon wafer on a heater and heating the same, conventionally, a resistance heating element such as an electric resistor is provided on the back side of an aluminum substrate. Was often used,
Aluminum substrates require a thickness of about 15 mm, so that they are bulky and bulky, so that they are not always easy to handle, and are not sufficiently temperature-controllable in terms of temperature followability with respect to current flow. It was not easy to heat the wafer uniformly.

【0005】また、かかる半導体製造装置で用いるヒー
タは、抵抗発熱体の表面が、半導体製造装置の使用の際
に光熱や処理ガス等の影響を受けやすいので、抵抗発熱
体表面の酸化に対する耐久性が要求される。
Further, in the heater used in such a semiconductor manufacturing apparatus, since the surface of the resistance heating element is easily affected by light heat or processing gas when the semiconductor manufacturing apparatus is used, the resistance of the surface of the resistance heating element to oxidation is high. Is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
耐久性に優れた抵抗発熱体を形成することを目的に検討
を行った結果、セラミック基板上に形成された抵抗発熱
体に絶縁性被覆体を設けることにより、耐酸化性等の耐
久性に優れたセラミックヒータとなることを見出した
が、この絶縁性被覆体は、抵抗発熱体に対する保温材と
もなり得るため、セラミックヒータを昇温した後、冷却
する際に、迅速に冷却することができない場合があっ
た。
Therefore, the present inventor has proposed:
As a result of conducting studies with the aim of forming a resistance heating element with excellent durability, the resistance heating element formed on the ceramic substrate is provided with an insulating coating to provide excellent durability such as oxidation resistance. Was found to be a ceramic heater, but since this insulating coating can also serve as a heat insulator for the resistance heating element, when the ceramic heater is heated and then cooled, it cannot be cooled quickly. was there.

【0007】このような問題点に鑑み、本発明者はさら
に検討を進め、絶縁性被覆体の表面粗度を調整すること
により、該絶縁性被覆体が放熱フィンのような役割を果
たし、冷却の際に抵抗発熱体の温度が迅速に低下する結
果、セラミックヒータの迅速な降温が可能なことを見出
し、本発明を完成するに至った。
In view of such problems, the present inventor has further studied and, by adjusting the surface roughness of the insulative coating, the insulative coating plays a role like a radiation fin, and is cooled. As a result, it was found that the temperature of the resistance heating element rapidly decreased, and as a result, it was possible to rapidly lower the temperature of the ceramic heater, thereby completing the present invention.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のセラ
ミックヒータは、セラミック基板表面に1または2以上
の回路からなる抵抗発熱体が配設され、該抵抗発熱体に
絶縁性被覆体が設けられてなるセラミックヒータであっ
て、上記絶縁性被覆体の表面のJIS B 0601に
基づく面粗度Raは、0.01〜10μmであり、望ま
しくは0.03〜5μmであることを特徴とするもので
ある。
That is, in the ceramic heater of the present invention, a resistance heating element comprising one or more circuits is disposed on the surface of a ceramic substrate, and the resistance heating element is provided with an insulating coating. Wherein the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating according to JIS B 0601 is 0.01 to 10 μm, preferably 0.03 to 5 μm. It is.

【0009】上記セラミックヒータにおいて、上記絶縁
性被覆体の表面のJIS B 0601に基づく面粗度
Raは、0.01〜10μmに調整されているので、こ
の絶縁性被覆体は、ある程度抵抗発熱体を保温する役割
を果たすとともに、周囲に冷媒が存在する際には、絶縁
性被覆体表面に形成された粗面が放熱フィンの役割を果
たし、比較的迅速に冷却される。従って、このセラミッ
クヒータを昇温させる際には、迅速に昇温させることが
でき、一方、セラミックヒータを昇温後、冷却する際に
は、抵抗発熱体を迅速に降温させることができ、その結
果、セラミックヒータを迅速に降温させることができ
る。また、絶縁性被覆体表面の面粗度Raを、さらに
0.03〜5μmとすることにより、昇温速度のばらつ
きを小さくすることができる。
In the above ceramic heater, the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating according to JIS B 0601 is adjusted to 0.01 to 10 μm. , And when a refrigerant is present in the surroundings, the rough surface formed on the surface of the insulating cover serves as a radiation fin and is cooled relatively quickly. Therefore, when the temperature of the ceramic heater is increased, the temperature can be quickly increased. On the other hand, when the temperature of the ceramic heater is increased and then cooled, the temperature of the resistance heating element can be rapidly decreased. As a result, the temperature of the ceramic heater can be rapidly lowered. In addition, by setting the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating to 0.03 to 5 μm, the variation in the rate of temperature rise can be reduced.

【0010】また、抵抗発熱体の表面に、めっき等によ
り金属被膜を形成する代わりに絶縁性被覆体が設けられ
ているので、抵抗発熱体に30〜300V程度の通電を
行った際、主に抵抗発熱体の表面に電流が流れてしまう
という不都合が発生することはなく、この絶縁性被覆体
により抵抗発熱体を保護することができる。また、通電
により、抵抗発熱体の表面の温度が上昇した場合にも、
抵抗発熱体が絶縁性被覆体により被覆されているため、
空気中の酸素やSOx等による酸化や硫化が殆ど進行せ
ず、抵抗発熱体の抵抗の変化等を防止することができ
る。
In addition, since an insulating coating is provided on the surface of the resistance heating element instead of forming a metal film by plating or the like, when an electric current of about 30 to 300 V is applied to the resistance heating element, mainly There is no inconvenience that current flows on the surface of the resistance heating element, and the resistance heating element can be protected by this insulating covering. Also, even when the surface temperature of the resistance heating element rises due to energization,
Because the resistance heating element is covered with an insulating coating,
Oxidation or sulfurization by oxygen or SOx in the air hardly progresses, and a change in the resistance of the resistance heating element can be prevented.

【0011】抵抗発熱体をめっきにより被覆した際に、
めっき部分に電流が流れやすくなるのは、抵抗発熱体の
抵抗とめっき部分の抵抗とに差があるためであり、この
場合には、なるべく抵抗発熱体の抵抗値を小さくする必
要がある。しかしながら、絶縁性被覆体により抵抗発熱
体を被覆した場合には、被覆体が絶縁体であるため、被
覆部分に電流が流れることはなく、抵抗発熱体の抵抗値
を高く設定することができ、発熱量を大きくすることが
できるか、または、同じ発熱量を得るのに抵抗発熱体の
断面積を小さくすることができる。
When the resistance heating element is coated by plating,
The reason why the current easily flows in the plated portion is that there is a difference between the resistance of the resistance heating element and the resistance of the plating portion. In this case, it is necessary to reduce the resistance value of the resistance heating element as much as possible. However, when the resistance heating element is coated with the insulating coating, since the coating is an insulator, no current flows through the coating portion, and the resistance value of the resistance heating element can be set high. The heating value can be increased, or the cross-sectional area of the resistance heating element can be reduced to obtain the same heating value.

【0012】上記絶縁性被覆体の表面の面粗度Raが
0.01μm未満であると、絶縁性被覆体の放熱機能が
低下するため、セラミックヒータを冷却する際に冷却速
度が遅くなり、一方、上記絶縁性被覆体の表面の面粗度
Raが10μmを超えると、粗面の谷部分に空気が滞留
しやすくなり、冷却速度が遅くなる。このような保温効
果と放熱効果の両方を兼ね備えた絶縁性被覆体とするた
めには、上記絶縁性被覆体の面粗度Raは、0.03〜
5μmが好ましい。昇温速度のばらつきが小さくなるか
らである。Raが0.03μm未満では、絶縁性被覆体
と空気との境界面で熱の反射が大きくなり、逆に、Ra
が5μmを超えると、放熱の影響が大きくなり、昇温速
度がばらつくのである。なお、Raは、表面粗さ曲線の
絶対値の積分値を測定長さで割ったものであり、Rma
xは、表面粗さ曲線における山と谷との高低差であり、
両者に相関はない。
When the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating is less than 0.01 μm, the heat radiation function of the insulating coating is reduced, so that the cooling rate when cooling the ceramic heater is reduced. If the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating exceeds 10 μm, air tends to stay in the valleys of the rough surface, and the cooling rate is reduced. In order to obtain an insulating coating having both the heat retaining effect and the heat radiation effect, the surface roughness Ra of the insulating coating is 0.03 to 0.03.
5 μm is preferred. This is because the variation in the heating rate is reduced. When Ra is less than 0.03 μm, heat reflection at the interface between the insulating coating and the air increases, and conversely, Ra
Exceeds 5 μm, the influence of heat radiation becomes large, and the temperature rise rate varies. Note that Ra is the value obtained by dividing the integral value of the absolute value of the surface roughness curve by the measured length.
x is the height difference between peaks and valleys in the surface roughness curve,
There is no correlation between the two.

【0013】上記絶縁性被覆体が、上記回路が形成され
た部分を含む領域一帯に、特に、2以上の回路からなる
抵抗発熱体を一体的に被覆して設けられた場合には、上
記した効果を奏するとともに、抵抗発熱体を構成する金
属(例えば、銀等)のマイグレーションにより、抵抗発
熱体に短絡等が発生するのを防止することができる。ま
た、上記領域に絶縁性被覆体を形成する際にも、上記回
路が形成された部分を含む領域一帯に、スクリーン印刷
等により容易に被覆層を形成することができるため、被
覆コストが削減され、安価なヒータとなる。
In the case where the insulating cover is provided so as to integrally cover a resistance heating element including two or more circuits over an area including the portion where the circuit is formed, In addition to the effect, it is possible to prevent a short circuit or the like from occurring in the resistance heating element due to migration of a metal (for example, silver or the like) constituting the resistance heating element. In addition, even when the insulating coating is formed in the region, the coating layer can be easily formed by screen printing or the like over the entire region including the portion where the circuit is formed, so that the coating cost is reduced. And an inexpensive heater.

【0014】本発明のセラミックヒータを構成するセラ
ミック基板は、窒化物セラミックまたは炭化物セラミッ
クからなることが好ましい。窒化物セラミック、炭化物
セラミックは、抵抗発熱体の発熱を伝導する熱伝導性が
優れており、しかも半導体製造装置内での処理ガスに対
する耐蝕性が優れているので、ヒータ用基板に好適であ
るからである。
The ceramic substrate constituting the ceramic heater of the present invention is preferably made of a nitride ceramic or a carbide ceramic. Nitride ceramics and carbide ceramics are suitable for heater substrates because they have excellent thermal conductivity to conduct the heat generated by the resistance heating element and also have excellent corrosion resistance to processing gases in semiconductor manufacturing equipment. It is.

【0015】本発明のセラミックヒータでは、上記絶縁
性被覆体を酸化物ガラスにより構成することができる。
これらの用途に適用できる酸化物ガラスは、セラミック
基板および抵抗発熱体に対する密着強度が大きく、化学
的に安定であり、しかも電気絶縁性が良好であるからで
ある。
In the ceramic heater according to the present invention, the insulating coating can be made of oxide glass.
This is because oxide glass applicable to these uses has a high adhesion strength to a ceramic substrate and a resistance heating element, is chemically stable, and has good electric insulation.

【0016】また、本発明のセラミックヒータでは、上
記絶縁性被覆体を耐熱性樹脂材料により構成することが
できる。これらの用途に適用できる耐熱性樹脂材料も、
セラミック基板および抵抗発熱体に対する密着強度が大
きく、電気絶縁性が良好であり、比較的低温で形成する
ことができるからである。尚、耐熱性とは、150℃以
上で使用可能であることをいう。
Further, in the ceramic heater according to the present invention, the insulating coating may be made of a heat-resistant resin material. Heat-resistant resin materials applicable to these applications are also
This is because the adhesive strength to the ceramic substrate and the resistance heating element is large, the electrical insulation is good, and the film can be formed at a relatively low temperature. In addition, heat resistance means that it can be used at 150 ° C. or higher.

【0017】上記耐熱性樹脂材料としては、ポリイミド
系樹脂またはシリコーン系樹脂のうち少なくとも1種を
選択することができる。
As the heat-resistant resin material, at least one of a polyimide resin and a silicone resin can be selected.

【0018】また、本発明のセラミックヒータでは、抵
抗発熱体が形成された側の反対側が加熱面であり、この
加熱面側で半導体ウエハを処理することが望ましい。抵
抗発熱体で発生した熱は、セラミック基板を伝搬するう
ちに拡散するため、抵抗発熱体パターンに相似した温度
分布が発生しにくくなり、加熱面の均熱性を確保するこ
とができるからである。
Further, in the ceramic heater of the present invention, the side opposite to the side on which the resistance heating element is formed is the heating surface, and it is desirable to process the semiconductor wafer on this heating surface side. This is because the heat generated by the resistance heating element is diffused while propagating through the ceramic substrate, so that a temperature distribution similar to the resistance heating element pattern is unlikely to occur, and the uniformity of the heating surface can be ensured.

【0019】半導体ウエハは、加熱面に載置してもよ
い。また、セラミック基板に貫通孔を形成するか、また
は、セラミック基板表面に凹部を形成し、この貫通孔ま
たは凹部に、先端がセラミック基板表面よりわずかに突
出した状態で支持ピンを設け、該支持ピンにより加熱面
から5〜2000μm程度離間させて、半導体ウエハを
保持、加熱してもよい。なお、特開平6−13161号
公報には、セラミック基板を樹脂で被覆した構造が開示
されているが、この公報では、発熱体上に被加熱物を載
置するものであり、本発明とは全く思想を異にする。
The semiconductor wafer may be placed on the heating surface. Further, a through-hole is formed in the ceramic substrate, or a recess is formed in the surface of the ceramic substrate, and a support pin is provided in the through-hole or the recess with a tip slightly protruding from the surface of the ceramic substrate. , The semiconductor wafer may be held and heated at a distance of about 5 to 2000 μm from the heating surface. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-13161 discloses a structure in which a ceramic substrate is covered with a resin. In this publication, an object to be heated is placed on a heating element. Completely different ideas.

【0020】また、特許第2724075号公報には、
窒化アルミニウム質焼結体の表面にアルコキシドと金属
粉末とガラス粉末とを被着して焼成することで、上記窒
化アルミニウム質焼結体の表面に金属層を被着させる方
法が開示されているが、この特許は、パッケージ基板に
関するものであり、金属層は抵抗発熱体であることや、
抵抗発熱体形成面の反対側面を加熱面とすることや、抵
抗発熱体に絶縁性被覆体が設けられてなることは記載、
示唆ともされておらず、本発明の新規性、進歩性が阻害
されることはない。
Also, Japanese Patent No. 2724075 discloses that
Although a method is disclosed in which an alkoxide, a metal powder, and a glass powder are applied to the surface of an aluminum nitride sintered body and fired, a metal layer is applied to the surface of the aluminum nitride sintered body. This patent relates to a package substrate, in which the metal layer is a resistance heating element,
The fact that the opposite side of the resistance heating element forming surface is a heating surface, and that the resistance heating element is provided with an insulating coating,
It is not suggested, and the novelty and inventive step of the present invention are not hindered.

【0021】また、本発明のセラミックヒータは、冷却
機構を有していてもよい。この冷却機構としては、空冷
装置や水冷装置等の冷却媒体を使用したものが挙げら
れ、セラミック基板に冷却媒体を直接吹き付けたり、装
置内やセラミック基板内に冷却管を通すことで熱交換を
行ってもよい。冷却媒体としては、空気、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム、二酸化炭素等の気体を使用することがで
きるほか、水、アンモニア、エチレングリコール等の液
体も使用することができる。なお、本発明のセラミック
ヒータでは、放冷を行った場合であっても、同等の効果
を有する。
Further, the ceramic heater of the present invention may have a cooling mechanism. Examples of the cooling mechanism include those using a cooling medium such as an air-cooling device or a water-cooling device, and perform heat exchange by directly spraying the cooling medium on the ceramic substrate or passing a cooling pipe through the device or the ceramic substrate. You may. As the cooling medium, a gas such as air, nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide can be used, and a liquid such as water, ammonia, and ethylene glycol can also be used. Note that the ceramic heater of the present invention has the same effect even when cooling is performed.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックヒータ
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the ceramic heater according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明のセラミックヒータの一実
施形態を模式的に示した底面図であり、図2は、上記セ
ラミックヒータの部分拡大断面図である。このセラミッ
クヒータ10は、絶縁性の窒化物セラミックまたは炭化
物セラミックからなる円板状のセラミック基板11を用
い、このセラミック基板11の一主面に略線条状の抵抗
発熱体12を、例えば、図1に示した同心円形状に配設
することにより回路を形成し、他の主面(以下、加熱面
という)11aにシリコンウエハ19等の被加熱物を載
置し、または、加熱面11aより一定の距離で離間させ
た状態で保持し、加熱するように構成されている。
FIG. 1 is a bottom view schematically showing one embodiment of the ceramic heater of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the ceramic heater. The ceramic heater 10 uses a disk-shaped ceramic substrate 11 made of an insulating nitride ceramic or carbide ceramic, and a substantially linear resistance heating element 12 is provided on one main surface of the ceramic substrate 11, for example, as shown in FIG. A circuit is formed by arranging in a concentric shape as shown in FIG. It is configured to be held in a state of being separated by a distance of and heated.

【0024】図2に示すように、このセラミック基板1
1の中央に近い部分には貫通孔15が形成され、この貫
通孔15にリフターピン16が挿通されてシリコンウエ
ハ19が支持されるようになっている。また、底面11
bには、熱電対等の温度測定素子を挿入するための有底
孔14が形成されている。
As shown in FIG. 2, this ceramic substrate 1
A through hole 15 is formed in a portion near the center of 1, and a lifter pin 16 is inserted through the through hole 15 to support a silicon wafer 19. Also, the bottom 11
A bottomed hole 14 for inserting a temperature measuring element such as a thermocouple is formed in b.

【0025】このセラミックヒータ10においては、図
2に示したように、この抵抗発熱体12の表面部分に、
所定の厚さで、表面の面粗度Raが0.01〜10μm
の絶縁性被覆体17を設けることにより、耐酸化性、耐
硫化性等の耐久性を向上させているのである。なお、こ
のセラミックヒータ10では、抵抗発熱体12の端部に
外部端子13が接続され、この外部端子13の一部にも
絶縁性被覆体17が形成されているが、これは、通常、
抵抗発熱体12の端部に外部端子13を接続した後、絶
縁性被覆体17を形成した場合である。
In the ceramic heater 10, as shown in FIG.
With a predetermined thickness, the surface roughness Ra of the surface is 0.01 to 10 μm
By providing the insulating coating 17, the durability such as oxidation resistance and sulfidation resistance is improved. In the ceramic heater 10, an external terminal 13 is connected to an end of the resistance heating element 12, and an insulating coating 17 is formed on a part of the external terminal 13.
This is the case where the insulating terminal 17 is formed after the external terminal 13 is connected to the end of the resistance heating element 12.

【0026】外部端子13を接続する前に絶縁性被覆体
17を形成する場合には、外部端子13を接続する部分
に絶縁性被覆体17を設けることができない。従って、
この場合には、外部端子13が接続されている部分に
は、通常、絶縁性被覆体17が形成されていない。但
し、外部端子13を接続した後、再度被覆を行い、外部
端子13が接続された部分に絶縁性被覆体17を形成し
てもよい。
When the insulating cover 17 is formed before the external terminal 13 is connected, the insulating cover 17 cannot be provided at a portion to which the external terminal 13 is connected. Therefore,
In this case, the portion to which the external terminal 13 is connected is not usually provided with the insulating covering 17. However, after connecting the external terminals 13, the coating may be performed again, and the insulating coating 17 may be formed on the portion to which the external terminals 13 are connected.

【0027】従来、抵抗発熱体をセラミック基板表面に
形成したセラミックヒータでは、抵抗発熱体の露出した
表面から熱が放散してしまい、投入電力に対して加熱面
の温度が上がらないという改良すべき点があったが、本
発明では、表面の面粗度Raが、0.01〜10μmの
絶縁性被覆体17が形成されているため、抵抗発熱体1
2からの熱放散が適切に行われる。
Conventionally, in a ceramic heater in which a resistance heating element is formed on the surface of a ceramic substrate, heat is radiated from the exposed surface of the resistance heating element, so that the temperature of the heating surface does not increase with respect to the applied power. However, in the present invention, since the insulating coating 17 having the surface roughness Ra of 0.01 to 10 μm is formed, the resistance heating element 1
The heat dissipation from 2 is performed appropriately.

【0028】すなわち、抵抗発熱体は、上記表面粗度を
有し、適当な保温効果のある絶縁性被覆体で被覆されて
いるため、セラミック基板を昇温させる際には、投入電
力に対して効率よく発熱し、高い表面温度を確保するこ
とができる。また、周囲に冷媒が存在する場合には、絶
縁性被覆体表面に形成された粗面が放熱フィンの役割を
果たすため、抵抗発熱体が迅速に冷却され、その結果、
セラミックヒータの迅速な冷却が実現する。
That is, since the resistance heating element has the above-mentioned surface roughness and is covered with an insulating coating having an appropriate heat retaining effect, when the temperature of the ceramic substrate is raised, the applied electric power is reduced. Heat is generated efficiently, and a high surface temperature can be secured. Further, when a refrigerant is present in the surroundings, the rough surface formed on the surface of the insulating cover serves as a radiation fin, so that the resistance heating element is quickly cooled, and as a result,
Rapid cooling of the ceramic heater is realized.

【0029】絶縁性被覆体の表面の面粗度Raが0.0
1μm未満であると、余りにも保温効果が高すぎるた
め、セラミック基板を昇温させる際には、効率よく昇温
させることができるが、シリコンウエハ等を加熱した
後、セラミック基板を降温させる際に、抵抗発熱体の降
温速度が遅くなり、短時間で効率よく、昇温・降温を繰
り返すことができなくなる。
The surface roughness Ra of the surface of the insulating coating is 0.0
When the thickness is less than 1 μm, the heat retaining effect is too high, so that when the ceramic substrate is heated, the temperature can be raised efficiently. However, when the temperature of the ceramic substrate is lowered after heating the silicon wafer or the like. In addition, the rate of temperature decrease of the resistance heating element becomes slow, and it is impossible to efficiently and repeatedly increase and decrease the temperature in a short time.

【0030】一方、絶縁性被覆体の表面の面粗度Raが
10μmを超えると、粗面の谷間に空気が滞留しやすく
なり、また、この絶縁性被覆体は熱伝導率が低いため、
放熱フィンの効果よりも保温材としての作用の方が大き
くなり、効率よく、短時間で冷却することができなくな
ってしまう。
On the other hand, if the surface roughness Ra of the surface of the insulating coating exceeds 10 μm, air tends to stay in the valleys of the rough surface, and the insulating coating has a low thermal conductivity.
The effect as a heat insulating material is larger than the effect of the radiation fins, and cooling cannot be performed efficiently and in a short time.

【0031】絶縁性被覆体17としては、酸化物系ガラ
ス材料、または、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂
等の耐熱性を有する電気絶縁性の合成樹脂(以下、耐熱
性樹脂という)を用いることができる。これらの材料
は、1種類だけ用いてもよく、2種類以上を併用(重層
として形成等)してもよい。尚、これらの材料について
は、後述する。
As the insulating cover 17, an oxide-based glass material, or a heat-resistant electrically insulating synthetic resin such as a polyimide-based resin or a silicone-based resin (hereinafter referred to as a heat-resistant resin) may be used. it can. One of these materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination (formed as a multilayer). These materials will be described later.

【0032】以下の説明では、セラミック基板の基材と
して窒化アルミニウム焼結体基板を用いる場合を説明す
るが、基材は、勿論、窒化アルミニウムに限定されるも
のではなく、その材質の例として、例えば、炭化物セラ
ミック、酸化物セラミック、窒化アルミニウム以外の窒
化物セラミック等を挙げることができる。
In the following description, a case where an aluminum nitride sintered body substrate is used as a base material of a ceramic substrate will be described. However, the base material is not limited to aluminum nitride, of course. For example, carbide ceramics, oxide ceramics, nitride ceramics other than aluminum nitride, and the like can be given.

【0033】上記炭化物セラミックの例としては、例え
ば、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タ
ンタル、炭化タングステン等の金属炭化物セラミックを
挙げることができ、上記酸化物セラミックの例として
は、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト
等の金属酸化物セラミックを挙げることができる。さら
に、上記窒化物セラミックの例としては、窒化アルミニ
ウム、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン等の金属窒化
物セラミックを挙げることができる。
Examples of the carbide ceramic include metal carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. Examples of the oxide ceramic include alumina and zirconia. , Cordierite, mullite and the like. Further, examples of the nitride ceramic include metal nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride.

【0034】これらのセラミック材料のうち、一般的に
は、窒化物セラミック、炭化物セラミックの方が、熱伝
導率が高いので、酸化物セラミックよりも好ましい。
尚、これらの焼結体基板の材質は、単独で用いてもよ
く、2種以上を併用してもよい。
Of these ceramic materials, nitride ceramics and carbide ceramics are generally preferable to oxide ceramics because of their higher thermal conductivity.
These sintered substrates may be used alone or in combination of two or more.

【0035】窒化アルミニウムに代表される窒化物セラ
ミックや、他の炭化物セラミックを用いたセラミックヒ
ータは、これらセラミック材料の熱膨張係数が金属より
も小さいことに加えて、剛性が高いので、厚さが薄い場
合であっても加熱による反りや歪みが生じることはな
く、ヒータ基板を、アルミニウム等の金属材料のものよ
りも薄くて軽量のものとすることができる。とりわけ、
窒化アルミニウムは、熱伝導率に優れ、しかも、半導体
製造装置内での光熱の影響を殆ど受けず、処理ガス等に
対する耐蝕性が優れているので、ヒータとして好適に使
用することができる。
A ceramic heater using a nitride ceramic typified by aluminum nitride or another carbide ceramic has a small thermal expansion coefficient and a high rigidity in addition to a metal having a small coefficient of thermal expansion. Even if it is thin, there is no warping or distortion due to heating, and the heater substrate can be made thinner and lighter than a metal material such as aluminum. Above all,
Aluminum nitride can be suitably used as a heater because it has excellent thermal conductivity, is hardly affected by light and heat in a semiconductor manufacturing apparatus, and has excellent corrosion resistance to a processing gas or the like.

【0036】上記窒化物セラミック、炭化物セラミック
からなるセラミック基板の表面には、絶縁層を形成して
もよい。セラミック基板自体が室温で導電性が大きい
か、または、高温領域において抵抗が低下するものであ
る場合には、セラミック基板表面にそのまま抵抗発熱体
を形成すると、隣接する抵抗発熱体間にリーク電流が発
生し、ヒータとして機能しなくなる場合があるからであ
る。この場合には、セラミック基板表面に絶縁層を形成
し、絶縁層上に抵抗発熱体を形成し、さらに抵抗発熱体
の上に絶縁性被覆体を設けることになる。
An insulating layer may be formed on the surface of the ceramic substrate made of the nitride ceramic or the carbide ceramic. If the ceramic substrate itself has high conductivity at room temperature or its resistance decreases in a high temperature region, if a resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate as it is, a leak current will be generated between adjacent resistance heating elements. This is because it may occur and stop functioning as a heater. In this case, an insulating layer is formed on the surface of the ceramic substrate, a resistance heating element is formed on the insulation layer, and an insulating coating is provided on the resistance heating element.

【0037】絶縁層としては、例えば、酸化物セラミッ
クが使用される。このような酸化物セラミックとして
は、例えば、シリカ、アルミナ、ムライト、コージェラ
イト、ベリリア等を挙げることができる。これらの酸化
物セラミックは、単独で使用してもよく、2種以上を併
用してもよい。
As the insulating layer, for example, an oxide ceramic is used. Examples of such an oxide ceramic include silica, alumina, mullite, cordierite, and beryllia. These oxide ceramics may be used alone or in combination of two or more.

【0038】これらの材料からなる絶縁層を形成する方
法としては、例えば、アルコキシドを加水分解させたゾ
ル溶液を用い、スピンコート等により被覆層を形成した
後、乾燥、焼成する方法を挙げることができる。また、
CVDやスパッタリングにより絶縁層を形成してもよ
く、ガラス粉ペーストを塗布した後、500〜1000
℃で焼成することにより、絶縁層を形成してもよい。
As a method of forming an insulating layer made of these materials, for example, a method of forming a coating layer by spin coating using a sol solution obtained by hydrolyzing an alkoxide, followed by drying and firing is used. it can. Also,
An insulating layer may be formed by CVD or sputtering, and after applying a glass powder paste, 500 to 1000
The insulating layer may be formed by baking at ℃.

【0039】抵抗発熱体12は、貴金属(金、銀、白
金、パラジウム)、鉛、タングステン、モリブデン、ニ
ッケル等の金属の粒子を含む導体ペーストをセラミック
基板の表面に塗布して所定パターンの導体ペースト層を
形成した後、焼き付けて金属粒子を焼結させることによ
り形成する。この金属粒子の焼結は、金属粒子同士およ
び金属粒子とセラミック基板とが融着していれば充分で
ある。なお、抵抗発熱体12は、タングステンカーバイ
ト、モリブデンカーバイト等の導電性セラミックの粒子
を用いて形成してもよい。
The resistance heating element 12 is formed by applying a conductive paste containing particles of a metal such as a noble metal (gold, silver, platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum, nickel or the like to the surface of a ceramic substrate and forming a conductive paste having a predetermined pattern. After the layer is formed, it is formed by baking and sintering the metal particles. Sintering of the metal particles is sufficient if the metal particles and the metal particles and the ceramic substrate are fused. The resistance heating element 12 may be formed using conductive ceramic particles such as tungsten carbide and molybdenum carbide.

【0040】抵抗発熱体12を形成する際、その形状
(線幅や厚さ)をコントロールすることにより、抵抗値
を種々の値に設定することができる。また、よく知られ
ている通り、幅を狭くとる程、また、厚さを薄くする
程、抵抗値を高くすることができる。抵抗発熱体の形態
は、有幅の略直線または曲線であるが、幾何学的に厳密
な直線や曲線であることを要さず、また、直線と曲線の
組み合わせであってもよい。
When the resistance heating element 12 is formed, the resistance value can be set to various values by controlling its shape (line width and thickness). As is well known, the resistance value can be increased as the width is reduced and the thickness is reduced. The form of the resistance heating element is a wide, substantially straight line or a curved line, but does not need to be a strictly geometrically straight line or a curved line, and may be a combination of a straight line and a curved line.

【0041】絶縁性被覆体の材料である酸化物系ガラス
材料は、素材自体が高い電気絶縁性を有し、セラミック
基板および抵抗発熱体に対する密着強度が大きく、化学
的に安定であるので、セラミック基板との安定な界面お
よび抵抗発熱体との安定な界面を構成することができ
る。
The oxide-based glass material, which is the material of the insulating coating, has a high electrical insulating property, a high adhesion strength to the ceramic substrate and the resistance heating element, and is chemically stable. A stable interface with the substrate and a stable interface with the resistance heating element can be formed.

【0042】その具体的な組成の例としては、例えば、
ZnOを主成分とするZnO−B2 3 −SiO2 、P
bOを主成分とするPbO−SiO2 、PbO−B2
3 −SiO2 、PbO−ZnO−B23 等を挙げるこ
とができる。これらの酸化物系ガラス材料は、結晶性の
部分が存在してもよい。これらガラス材料のガラス転移
点は、400〜700℃であり、熱膨張係数が4〜9p
pm/℃である。
Examples of the specific composition include, for example,
ZnO-B containing ZnO as a main componentTwo O Three -SiOTwo , P
PbO-SiO mainly composed of bOTwo , PbO-BTwo O
Three -SiOTwo , PbO-ZnO-BTwo OThree Etc.
Can be. These oxide-based glass materials are crystalline
Parts may be present. Glass transition of these glass materials
The point is 400-700 ° C and the coefficient of thermal expansion is 4-9p
pm / ° C.

【0043】このような酸化物系ガラス材料からなる絶
縁性被覆体を形成する方法としては、上記酸化物ガラス
粉末を含むペーストをセラミック基板表面にスクリーン
印刷等により塗布し、乾燥、焼成を行うことにより絶縁
性被覆体を形成する方法を挙げることができる。この場
合、外部端子を形成する部分には、絶縁性被覆体を形成
しないように、加熱の際に比較的簡単に分解する樹脂等
からなる層を形成しておく必要がある。
As a method of forming such an insulating coating made of an oxide-based glass material, a paste containing the above-mentioned oxide glass powder is applied to the surface of a ceramic substrate by screen printing or the like, followed by drying and firing. To form an insulating coating. In this case, it is necessary to form a layer made of a resin or the like that is relatively easily decomposed when heated so as not to form an insulating coating on the portion where the external terminal is formed.

【0044】このとき、乾燥条件(乾燥速度)や焼成条
件(焼成温度)を変えたり、ガラス粉末の平均粒径等を
変化させることにより、絶縁層の表面粗度を調整するこ
とができる。また、絶縁性被覆体を形成した後、表面の
サンドブラスト処理等を行うことにより、粗面を形成し
てもよい。
At this time, the surface roughness of the insulating layer can be adjusted by changing the drying conditions (drying speed), the firing conditions (the firing temperature), and the average particle size of the glass powder. Moreover, after forming the insulating coating, a rough surface may be formed by performing sandblasting or the like on the surface.

【0045】また、絶縁性被覆体の材料である耐熱性樹
脂材料も、電気絶縁性が良好で、セラミック基板および
抵抗発熱体に対する密着強度が大きく、セラミック基板
との安定な界面および抵抗発熱体との安定な界面を構成
することができる。また、この耐熱性樹脂材料を用いる
ことにより、比較的低温で絶縁性被覆体を形成すること
ができる。絶縁性被覆体を形成する際には、抵抗発熱体
表面に塗布し、乾燥固化するだけでよいので、低コスト
で容易に形成することができる。ここで、耐熱性とは1
50℃以上の温度で使用可能であることをいうものと
し、このとき、高分子の劣化等が生じない。
The heat-resistant resin material, which is the material of the insulating coating, also has good electrical insulation, has a high adhesion strength to the ceramic substrate and the resistance heating element, and has a stable interface with the ceramic substrate and a resistance heating element. Can form a stable interface. Also, by using this heat-resistant resin material, an insulating coating can be formed at a relatively low temperature. When forming the insulating coating, it is only necessary to apply it to the surface of the resistance heating element and dry and solidify it, so that it can be easily formed at low cost. Here, the heat resistance is 1
It means that it can be used at a temperature of 50 ° C. or higher, and at this time, deterioration of the polymer does not occur.

【0046】その具体的な例として、例えば、ポリイミ
ド系樹脂、シリコーン系樹脂等を挙げることができる。
ポリイミド系樹脂は、カルボン酸誘導体とジアミンとの
反応によって得られる高分子化合物であり、200℃以
上の耐熱性を有し、広い温度範囲で使用することができ
る。また、シリコーン系樹脂は、ポリシロキサンの側鎖
のアルキル基としてメチル基やエチル基を配したもので
あり、耐熱性に優れるとともにゴム弾性も有し、抵抗発
熱体およびセラミック基板に対する密着性が良好で、1
50〜250℃程度の比較的低温で乾燥固化させること
により絶縁性被覆体を成形することができる。
Specific examples thereof include, for example, polyimide resins and silicone resins.
A polyimide resin is a polymer compound obtained by reacting a carboxylic acid derivative with a diamine, has heat resistance of 200 ° C. or higher, and can be used in a wide temperature range. In addition, the silicone resin has a methyl group or an ethyl group as an alkyl group in the side chain of the polysiloxane, and has excellent heat resistance and rubber elasticity, and has good adhesion to a resistance heating element and a ceramic substrate. And 1
By drying and solidifying at a relatively low temperature of about 50 to 250 ° C., an insulating coating can be formed.

【0047】このような耐熱性樹脂材料からなる絶縁性
被覆体を形成する方法としては、上記耐熱性樹脂材料を
溶剤等に溶かしたペーストをセラミック基板表面に塗布
またはスプレーし、乾燥させることにより絶縁性被覆体
を形成する方法を挙げることができる。
As a method of forming such an insulating coating made of a heat-resistant resin material, a paste obtained by dissolving the above-mentioned heat-resistant resin material in a solvent or the like is applied or sprayed on the surface of a ceramic substrate, and dried to dry. And a method of forming a functional coating.

【0048】このとき、乾燥条件(乾燥速度)を変えた
り、スプレー条件等を変化させることにより、絶縁層の
表面粗度を調整することができる。また、絶縁性被覆体
を形成した後、表面のサンドブラスト処理やベルトサン
ダーによる処理を行うことにより、粗面を形成してもよ
い。
At this time, the surface roughness of the insulating layer can be adjusted by changing the drying conditions (drying speed), the spray conditions, and the like. Further, after forming the insulating coating, a rough surface may be formed by performing a sand blasting treatment or a treatment with a belt sander on the surface.

【0049】このセラミックヒータ10では、抵抗発熱
体12の表面部分に絶縁性被覆体17が形成されてお
り、この絶縁性被覆体17の厚さは、酸化物ガラスの場
合は5〜50μm、耐熱性樹脂の場合は10〜50μm
であることが望ましい。
In this ceramic heater 10, an insulating coating 17 is formed on the surface of the resistance heating element 12. The thickness of the insulating coating 17 is 5 to 50 μm in the case of oxide glass, 10 to 50 μm for conductive resin
It is desirable that

【0050】セラミックヒータ10では、加熱した後、
常温に戻すための冷却が必要になるが、絶縁性被覆体1
7が厚すぎると冷却に時間がかかって生産性が低下して
しまい、逆に薄すぎると、耐酸化性が低下し、露出した
抵抗発熱体表面からの放熱に起因して加熱面の温度も下
がってしまうからである。
In the ceramic heater 10, after heating,
Cooling to return to room temperature is required, but the insulating coating 1
If it is too thick, it takes a long time to cool and the productivity will decrease. Conversely, if it is too thin, the oxidation resistance will decrease and the temperature of the heating surface will also decrease due to heat radiation from the exposed surface of the resistance heating element. Because it will go down.

【0051】このように、抵抗発熱体表面に絶縁性被覆
体を設けると、これらの材料が電気絶縁性に優れること
から、抵抗発熱体に30〜300V程度の通電を行った
際にも、絶縁性被覆体を漏れ電流が流れてしまうことが
なく、抵抗発熱体表面を保護することができる。
As described above, when the insulating coating is provided on the surface of the resistance heating element, these materials have excellent electrical insulation properties. It is possible to protect the surface of the resistance heating element without leak current flowing through the conductive coating.

【0052】さらに、上述したセラミック基板は、熱伝
導率が高く、厚さの薄いものを形成し得るので、セラミ
ック基板の表面温度が抵抗発熱体の温度変化に対して迅
速に追従し、その結果、このセラミックヒータ10は、
温度制御性や耐久性に優れたものとなる。
Further, since the above-mentioned ceramic substrate can be formed to have a high thermal conductivity and a small thickness, the surface temperature of the ceramic substrate quickly follows the temperature change of the resistance heating element. The ceramic heater 10
Excellent in temperature controllability and durability.

【0053】図3は、本発明のセラミックヒータの別の
実施形態を模式的に示した底面図であり、図4は、上記
セラミックヒータの部分拡大断面図である。このセラミ
ックヒータ20は、図1に示したセラミックヒータ10
の場合と同様に、板状のセラミック基板21を用い、こ
のセラミック基板21の一主面に略線条状の抵抗発熱体
22(22a〜22f)を、図1に示した同心円形状に
配設することにより、回路を形成し、他の主面に被加熱
物を載置または保持し、加熱するように構成されてい
る。
FIG. 3 is a bottom view schematically showing another embodiment of the ceramic heater of the present invention, and FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of the ceramic heater. This ceramic heater 20 is the same as the ceramic heater 10 shown in FIG.
1, a plate-like ceramic substrate 21 is used, and substantially linear resistance heating elements 22 (22a to 22f) are arranged on one main surface of the ceramic substrate 21 in the concentric shape shown in FIG. Thus, a circuit is formed, and an object to be heated is placed or held on the other main surface and heated.

【0054】また、このセラミックヒータ20では、上
記回路が形成された部分を含む領域、すなわち、回路同
士の間隔が比較的広い抵抗発熱体22a、22b、22
cでは、回路を構成する抵抗発熱体で挟まれた領域およ
びその周辺領域一帯に、絶縁性被覆体27a、27b、
27cが設けられており、一方、回路同士の間隔が狭い
抵抗発熱体22d、22e、22fでは、回路を構成す
る抵抗発熱体で挟まれた領域とその周辺および各回路間
の領域全体に、絶縁性被覆体27dが設けられている。
Further, in the ceramic heater 20, the area including the portion where the circuit is formed, that is, the resistance heating elements 22a, 22b, 22
In FIG. 3C, insulating coatings 27a, 27b,
27c, on the other hand, in the resistance heating elements 22d, 22e, and 22f where the distance between the circuits is small, insulation is provided in the area sandwiched by the resistance heating elements constituting the circuit, in the periphery thereof, and in the entire area between the circuits. 27d is provided.

【0055】このような構成からなるセラミックヒータ
20においては、図1に示したセラミックヒータ10の
場合と同様の効果を奏するほか、抵抗発熱体22に含ま
れる金属粒子(例えば、銀粒子)のマイグレーションに
より隣り合った回路に短絡が生じるのを防止することが
できる。また、絶縁性被覆体27を形成する際にも、ス
クリーン印刷等により、一定領域に塗布層を形成し、加
熱等を行って絶縁性被覆体27を形成すればよいので、
比較的容易にかつ効率よく形成することができ、被覆コ
ストが削減され、安価なヒータとなる。
In the ceramic heater 20 having such a configuration, the same effect as that of the ceramic heater 10 shown in FIG. 1 is obtained, and the migration of metal particles (for example, silver particles) contained in the resistance heating element 22 is performed. Accordingly, it is possible to prevent a short circuit from occurring in adjacent circuits. Also, when forming the insulating cover 27, a coating layer may be formed in a certain area by screen printing or the like, and heating or the like may be performed to form the insulating cover 27.
The heater can be formed relatively easily and efficiently, the coating cost is reduced, and the heater becomes inexpensive.

【0056】絶縁性被覆体17としては、図1に示した
セラミックヒータの場合と同様、酸化物系ガラス材料、
または、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等の耐熱
性樹脂の何れかを用いることができる。
As the insulating covering 17, as in the case of the ceramic heater shown in FIG.
Alternatively, any of heat-resistant resins such as a polyimide resin and a silicone resin can be used.

【0057】また、セラミック基板の基材の材質は、図
1に示したセラミックヒータの場合と同様、例えば、炭
化物セラミック、酸化物セラミック、窒化物セラミック
等を用いることができる。抵抗発熱体22の材質も、図
1に示したセラミックヒータ10の場合と同様のものを
用いることができ、図1に示したセラミックヒータ10
の場合と同様の方法を用いて抵抗発熱体22を形成する
ことができる。
As the material of the base material of the ceramic substrate, for example, a carbide ceramic, an oxide ceramic, a nitride ceramic, or the like can be used as in the case of the ceramic heater shown in FIG. The material of the resistance heating element 22 can be the same as that of the ceramic heater 10 shown in FIG.
The resistance heating element 22 can be formed by using the same method as in the above case.

【0058】このセラミックヒータ20において、絶縁
性被覆体27の厚さ(抵抗発熱体22の表面からの厚
さ)は、図1に示したセラミックヒータ10の場合と同
様であるのが望ましく、抵抗発熱体22が形成されてい
ない部分のセラミック基板21の底面からの厚さは、酸
化物ガラスの場合は10〜50μm、耐熱性樹脂の場合
は10〜50μmであることが望ましい。
In this ceramic heater 20, the thickness of the insulating covering 27 (the thickness from the surface of the resistance heating element 22) is preferably the same as that of the ceramic heater 10 shown in FIG. The thickness of the portion where the heating element 22 is not formed from the bottom surface of the ceramic substrate 21 is preferably 10 to 50 μm for oxide glass and 10 to 50 μm for heat-resistant resin.

【0059】図5は、本発明のセラミックヒータのさら
に別の実施形態を模式的に示した底面図である。このセ
ラミックヒータ30は、上述したセラミックヒータ20
の抵抗発熱体22が形成された領域全体に絶縁性被覆体
37が形成されているほかは、セラミックヒータ20と
同様の構造であり、図1に示したセラミックヒータ10
の場合と同様の効果を奏するほか、抵抗発熱体22に含
まれる金属粒子(例えば、銀粒子)のマイグレーション
により隣り合った回路に短絡が生じるのを防止すること
ができる。また、絶縁性被覆体37を形成する際にも、
スクリーン印刷等により塗布層を形成し、加熱等を行っ
て絶縁性被覆体37を形成すればよいので、容易にかつ
効率よく形成することができ、被覆コストが削減され、
安価なヒータとなる。
FIG. 5 is a bottom view schematically showing still another embodiment of the ceramic heater of the present invention. This ceramic heater 30 is the same as the ceramic heater 20 described above.
The structure of the ceramic heater 20 shown in FIG. 1 is the same as that of the ceramic heater 20 except that the insulating coating 37 is formed over the entire area where the resistance heating element 22 is formed.
In addition to the same effect as in the case (1), it is possible to prevent a short circuit from occurring in an adjacent circuit due to migration of metal particles (for example, silver particles) included in the resistance heating element 22. Also, when forming the insulating cover 37,
Since the insulating coating 37 may be formed by forming a coating layer by screen printing or the like and performing heating or the like, the insulating coating 37 can be formed easily and efficiently, and the coating cost is reduced.
It becomes an inexpensive heater.

【0060】このように、本発明における絶縁性被覆体
は、回路の表面のみを被覆する構成のもの、回路が形成
された部分を含む領域一帯を被覆する構成のもの、セラ
ミック基板の直径方向に隣接する2以上の回路を一体的
に被覆する構成のもの、回路が形成された領域全体を被
覆する構成のものなど各種の構成のものを採用すること
ができる。
As described above, the insulating cover according to the present invention has a configuration that covers only the surface of the circuit, a configuration that covers the entire area including the portion where the circuit is formed, and an insulating cover in the diameter direction of the ceramic substrate. Various configurations such as a configuration in which two or more adjacent circuits are integrally covered, and a configuration in which the entire region where a circuit is formed is covered can be adopted.

【0061】[0061]

【実施例】本発明に係るセラミックヒータの具体例およ
び製造方法について説明する。以下の説明においては、
工程条件は、あくまで一例を示すものであり、試料の大
きさや処理量等によって適宜の変更を伴って設定するこ
とができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of a ceramic heater according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described. In the following description,
The process conditions are merely examples, and can be set with appropriate changes depending on the size of the sample, the processing amount, and the like.

【0062】実施例1 窒化アルミニウム粉末(平均粒径1.1μm)100重
量部、イットリア(平均粒径0.4μm)4重量部、ア
クリル系樹脂バインダ12重量部、および、アルコール
を混合混練してスラリーを形成した後、スプレードライ
法によって該スラリーの噴霧を行い、顆粒状粉末とし
た。
Example 1 100 parts by weight of aluminum nitride powder (average particle size 1.1 μm), 4 parts by weight of yttria (average particle size 0.4 μm), 12 parts by weight of an acrylic resin binder, and alcohol were mixed and kneaded. After forming the slurry, the slurry was sprayed by a spray drying method to obtain a granular powder.

【0063】次に、この顆粒状粉末を成形用金型に投入
し、平板状に成形することにより生成形体を形成し、こ
の生成形体を約1800℃、圧力200kg/cm2
条件でホットプレスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム
からなる板状焼結体を得た。これを直径210mmの円
板状に切り出してセラミックヒータ用のセラミック基板
11(図1参照)とした。
Next, the granulated powder is put into a molding die and formed into a flat plate to form a formed body. The formed body is hot-pressed at about 1800 ° C. under a pressure of 200 kg / cm 2. Then, a plate-shaped sintered body made of aluminum nitride having a thickness of 3 mm was obtained. This was cut out into a disk shape having a diameter of 210 mm to obtain a ceramic substrate 11 for a ceramic heater (see FIG. 1).

【0064】次に、セラミック基板11に、半導体ウエ
ハ用のリフターピン16を挿通するための貫通孔15
と、熱電対を埋め込むための有底孔14となる部分をド
リル加工によって穿設した。
Next, a through hole 15 for inserting a lifter pin 16 for a semiconductor wafer into the ceramic substrate 11 is formed.
Then, a portion to be the bottomed hole 14 for embedding the thermocouple was drilled.

【0065】上記加工の終わったセラミック基板11
に、例えば、図1に示したパターン状に線条状の抵抗発
熱体12が形成されるようにスクリーン印刷法により導
体ペーストを印刷した。ここで用いた導体ペーストは、
徳力化学研究所製のソルベストPS603D(商品名)
であり、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素および
アルミナの混合物からなる金属酸化物(重量比は、この
順に、5/55/10/25/10)を銀の量に対して
7.5重量%含有する、いわゆる銀ペーストである。ち
なみに銀の平均粒径は4.5μmであり、形状は鱗片状
のものが主体であった。
The ceramic substrate 11 after the above processing
Then, for example, a conductor paste was printed by a screen printing method so that the linear resistive heating elements 12 were formed in the pattern shown in FIG. The conductor paste used here is
Solvest PS603D (trade name) manufactured by Tokuriki Chemical Laboratory
And a metal oxide composed of a mixture of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide and alumina (the weight ratio is 5/55/10/25/10 in this order) is 7.5 with respect to the amount of silver. It is a so-called silver paste containing about 10% by weight. Incidentally, the average particle size of silver was 4.5 μm, and the shape was mainly flake-like.

【0066】このように導体ペーストを印刷したセラミ
ック基板11を780℃で加熱焼成して導体ペースト中
の銀を焼結させるとともに、セラミック基板11に焼き
付けた。このとき、銀焼結体により形成した抵抗発熱体
12は、その厚さが約10μm、幅約2.4mm、面積
抵抗が5mΩ/□であった。
The ceramic substrate 11 on which the conductive paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter the silver in the conductive paste, and was baked on the ceramic substrate 11. At this time, the resistance heating element 12 formed of the silver sintered body had a thickness of about 10 μm, a width of about 2.4 mm, and a sheet resistance of 5 mΩ / □.

【0067】この後、抵抗発熱体12の表面に酸化物系
ガラス材料からなる絶縁性被覆体17を形成した。ま
ず、PbO30重量%、SiO2 50重量%、B23
15重量%、Al2 3 3重量%、Cr23 2重量%
からなる組成のガラス粉末87重量部に、ビヒクル3重
量部、溶剤10重量部を添加してペースト状混合物を調
製した。
Thereafter, the surface of the resistance heating element 12 is coated with an oxide-based material.
An insulating coating 17 made of a glass material was formed. Ma
30% by weight of PbO, SiOTwo 50% by weight, BTwo OThree 
15% by weight, AlTwo O Three 3% by weight, CrTwo OThree 2% by weight
87 parts by weight of glass powder having a composition of
And 10 parts by weight of a solvent to prepare a paste-like mixture.
Made.

【0068】次に、このペースト状混合物を用いて、抵
抗発熱体12の表面を覆うようにスクリーン印刷を行
い、ペースト状混合物の層を形成した。この後、このペ
ースト状混合物を、120℃で乾燥、固着させ、空気雰
囲気中、680℃、10分間の条件で加熱することによ
り抵抗発熱体12の表面およびセラミック基板11に融
着させ、絶縁性被覆体17を形成した。この後、絶縁性
被覆体の表面に、平均粒径が1.0μmのSiC粉末を
用いたサンドブラスト処理を施し、絶縁性被覆体の表面
粗度Raを調整した。このとき、絶縁性被覆体17の厚
さは10μmであった。但し、抵抗発熱体12からなる
回路両端の外部端子13接続部分には、絶縁性被覆体1
7を形成しなかった。従って、外部端子近傍の被覆状態
は、図2に示したセラミックヒータ10とは異なる。
尚、加熱して融着させる際に、あらかじめ絶縁性被覆体
17の形状に適合しうる形状に仮成形しておき、この仮
成形体を抵抗発熱体12上に載置し、加熱する方法でも
よい。
Next, using this paste-like mixture, screen printing was performed so as to cover the surface of the resistance heating element 12 to form a layer of the paste-like mixture. Thereafter, the paste-like mixture is dried and fixed at 120 ° C., and is heated at 680 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere to be fused to the surface of the resistance heating element 12 and the ceramic substrate 11, thereby obtaining an insulating property. The coating 17 was formed. Thereafter, the surface of the insulating coating was subjected to sandblasting using SiC powder having an average particle size of 1.0 μm to adjust the surface roughness Ra of the insulating coating. At this time, the thickness of the insulating covering 17 was 10 μm. However, the insulating cover 1 is provided at the connection portions of the external terminals 13 at both ends of the circuit composed of the resistance heating element 12.
7 did not form. Therefore, the covering state near the external terminals is different from that of the ceramic heater 10 shown in FIG.
In addition, when heating and fusing, a method is also used in which a temporary shape is preliminarily formed into a shape compatible with the shape of the insulating covering 17, and the temporary formed body is placed on the resistance heating element 12 and heated. Good.

【0069】次に、抵抗発熱体12の外部端子13を取
付ける部分に、スクリーン印刷法により銀含有鉛はんだ
ペースト(田中貴金属工業株式会社製)を印刷してはん
だ層を形成し、さらに、このはんだ層の上にコバール製
の外部端子13を載置して420℃で加熱リフローし、
外部端子13を抵抗発熱体12の両端部分に接続、固定
させた。なお、図2に示したように、先に抵抗発熱体1
2と外部端子13とを接続し、この後、外部端子13が
形成された抵抗発熱体12の部分をも被覆するように絶
縁性被覆体17を形成してもよい。
Then, a silver-containing lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) is printed on the portion of the resistance heating element 12 where the external terminal 13 is to be mounted by a screen printing method to form a solder layer. An external terminal 13 made of Kovar is placed on the layer and heated and reflowed at 420 ° C.
External terminals 13 were connected and fixed to both ends of the resistance heating element 12. In addition, as shown in FIG.
2 and the external terminals 13 may be connected, and thereafter, the insulating cover 17 may be formed so as to cover the portion of the resistance heating element 12 on which the external terminals 13 are formed.

【0070】この後、温度制御のための熱電対(図示せ
ず)をセラミック基板の有底孔14に埋め込み、図1、
2に示したセラミックヒータ10を得、上部にセラミッ
クヒータを嵌め込むためのフッ素樹脂製の断熱リングが
設けられた支持容器にセラミックヒータ10を嵌め込
み、ホットプレートユニットとした。尚、抵抗発熱体1
2は所定の抵抗値を有していることから、通電が行われ
ると、ジュール熱による発熱を生じて半導体ウエハ19
を加熱する。
Thereafter, a thermocouple (not shown) for controlling the temperature is buried in the bottomed hole 14 of the ceramic substrate.
The ceramic heater 10 shown in FIG. 2 was obtained, and the ceramic heater 10 was fitted into a support container provided with a heat insulating ring made of fluororesin for fitting the ceramic heater on the upper portion, thereby forming a hot plate unit. The resistance heating element 1
2 has a predetermined resistance value, and when energization is performed, heat is generated by Joule heat and the semiconductor wafer 19 is heated.
Heat.

【0071】そして、ホットプレートユニットを構成す
るセラミックヒータ10について、絶縁性被覆体の熱膨
張率を測定するとともに、以下のような方法を用いて評
価を行った。
For the ceramic heater 10 constituting the hot plate unit, the coefficient of thermal expansion of the insulating coating was measured and evaluated using the following method.

【0072】評価方法 (1)絶縁性被覆体の表面粗度Raの測定 東京精密社製のサーフコム920Aを用いて、表面粗度
RaおよびRmaxを測定した。 (2)絶縁性被覆体材料の表面抵抗(面積抵抗)の測定 室温、D.C.100Vの条件で測定した。 (3)抵抗発熱体の耐酸化性の評価 200℃×1000時間のエージング後のヒータ抵抗の
変化を調べることにより評価した。
[0072]Evaluation method  (1) Measurement of Surface Roughness Ra of Insulating Coating Surface Roughness was measured using Surfcom 920A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.
Ra and Rmax were measured. (2) Measurement of surface resistance (area resistance) of insulating coating material Room temperature, D. C. It was measured under the condition of 100V. (3) Evaluation of the oxidation resistance of the resistance heating element The resistance of the heater resistance after aging at 200 ° C. for 1000 hours.
Evaluation was made by examining the change.

【0073】(4)昇温時間のばらつきの評価 ホットプレートユニットにシリコンウエハを載置した後
に通電を行い、シリコンウエハを200℃に加熱するの
に要した時間(昇温時間)を10回測定し、平均の昇温
時間に対して、昇温が最も早いもの、または、最も遅い
ものの割合を%で計算し、100%から引いた値の絶対
値が大きいものを、昇温のばらつきとした。
(4) Evaluation of Variation in Temperature Rise Time After the silicon wafer was placed on the hot plate unit, current was applied and the time required to heat the silicon wafer to 200 ° C. (temperature rise time) was measured 10 times. Then, the ratio of the earliest or the slowest temperature was calculated in% with respect to the average heating time, and the absolute value of the value obtained by subtracting from 100% was large, which was regarded as the variation of the heating. .

【0074】(5)降温時間 上記(4)の条件で昇温を行った後、25℃の冷媒(冷
却エアー)を0.1m3/分で供給し、50℃に冷却さ
れるまでの時間(降温時間)を測定し、その平均値を降
温時間とした。
(5) Cooling time After raising the temperature under the condition of (4) above, supply the cooling medium (cooling air) at 25 ° C. at 0.1 m 3 / min and cool it down to 50 ° C. (Temperature drop time) was measured, and the average was taken as the temperature drop time.

【0075】(6)耐硫化性 15vol%のH2 Sを含む雰囲気を75℃に保持し、
この雰囲気中にセラミックヒータを10日間放置し、抵
抗発熱体の抵抗変化率を測定し、耐硫化性として評価し
た。
(6) Sulfuration resistance An atmosphere containing 15 vol% of H 2 S is maintained at 75 ° C.
The ceramic heater was left in this atmosphere for 10 days, the resistance change rate of the resistance heating element was measured, and the resistance was evaluated as sulfuration resistance.

【0076】(7)マイグレーションの発生の有無 ホットプレートユニットを湿度100%で200℃まで
加熱して、48時間通電し、抵抗発熱体間の金属拡散の
有無を蛍光X線分析計(島津製作所社製 EPM−81
0S)で測定することにより行った。
(7) Presence or absence of occurrence of migration The hot plate unit was heated to 200 ° C. at 100% humidity and energized for 48 hours, and the presence or absence of metal diffusion between the resistance heating elements was checked by a fluorescent X-ray analyzer (Shimadzu Corporation) EPM-81
0S).

【0077】実施例2 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(ポリイ
ミド樹脂)を用い、以下の方法により絶縁性被覆体17
を形成し、粗化処理を行ったほかは、実施例1と同様に
してセラミックヒータを製造し、実施例1と同様に評価
した。その結果を表1に示した。
Example 2 A heat-resistant resin material (polyimide resin) was used in place of the oxide-based glass material, and the insulating coating 17 was formed by the following method.
Was formed, and a ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except for performing a roughening treatment, and was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0078】すなわち、まず、芳香族ポリイミド粉末8
0重量%とポリアミド酸20重量%からなるペースト状
または粘液状の混合物の溶液を調製した後、この混合物
の溶液を、抵抗発熱体12表面を覆うように選択的に塗
布し、抵抗発熱体12表面上に混合物の層を形成した。
That is, first, the aromatic polyimide powder 8
After preparing a solution of a paste-like or viscous mixture composed of 0% by weight and 20% by weight of polyamic acid, the solution of this mixture is selectively applied so as to cover the surface of the resistance heating element 12, A layer of the mixture formed on the surface.

【0079】次に、形成された混合物の層を連続焼成炉
中で350℃で加熱して乾燥固化させ、抵抗発熱体12
表面およびセラミック基板11に融着させた。この後、
絶縁性被覆体の表面に、平均粒径が1.0μmのアルミ
ナ粉末を用いたサンドブラスト処理を行い、絶縁性被覆
体17の表面粗度Raを調整した。このとき、形成され
た絶縁性被覆体17の平均の厚さは10μmであった。
Next, the formed mixture layer is heated at 350 ° C. in a continuous firing furnace to be dried and solidified.
It was fused to the surface and the ceramic substrate 11. After this,
The surface of the insulating coating was subjected to sandblasting using alumina powder having an average particle size of 1.0 μm to adjust the surface roughness Ra of the insulating coating 17. At this time, the average thickness of the formed insulating cover 17 was 10 μm.

【0080】実施例3 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(シリコ
ーン系樹脂)を用い、以下の方法により絶縁性被覆体1
7を形成し、粗化処理を行ったほかは、実施例1と同様
にしてセラミックヒータを製造し、実施例1と同様に評
価した。その結果を表1に示した。
Example 3 A heat-resistant resin material (silicone-based resin) was used in place of the oxide-based glass material, and the insulating coating 1 was obtained by the following method.
7, a ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the roughening treatment was performed, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0081】すなわち、メタルマスク印刷法等により、
メチルフェニル系のシリコーン樹脂を抵抗発熱体12表
面を覆うように選択的に塗布し、オーブン中220℃
で、加熱して乾燥固化させ、抵抗発熱体12表面および
セラミック基板11に融着させた。このとき、形成され
た絶縁性被覆体17の厚さは15μmであった。なお、
絶縁性被覆体17の表面粗度Raの調整は、平均粒径が
1.5μmのアルミナ粉末を用いたサンドブラスト処理
により行った。
That is, by a metal mask printing method or the like,
A methylphenyl-based silicone resin is selectively applied so as to cover the surface of the resistance heating element 12 and is placed in an oven at 220 ° C.
Then, it was dried and solidified by heating, and was fused to the surface of the resistance heating element 12 and the ceramic substrate 11. At this time, the thickness of the formed insulating cover 17 was 15 μm. In addition,
The surface roughness Ra of the insulating coating 17 was adjusted by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 1.5 μm.

【0082】実施例4 本実施例では、線条状の抵抗発熱体の抵抗値を高くし、
酸化物ガラスからなる絶縁性被覆体の厚さを20μmと
したほかは、実施例1と同様にしてセラミックヒータを
製造し、実施例1と同様に評価した。その結果を表1に
示した。これは、30〜300Vの電圧を印加し、温度
を200℃以上に昇温する場合には、抵抗値を高くする
必要があるためである。なお、絶縁性被覆体17の表面
粗度Raの調整は、平均粒径が0.1μmのSiC粉末
を用いたサンドブラスト処理により行った。
Embodiment 4 In this embodiment, the resistance value of the linear resistance heating element is increased.
A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the insulating coating made of oxide glass was set to 20 μm, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. This is because when a voltage of 30 to 300 V is applied and the temperature is raised to 200 ° C. or higher, the resistance value must be increased. The surface roughness Ra of the insulating coating 17 was adjusted by sandblasting using SiC powder having an average particle size of 0.1 μm.

【0083】抵抗発熱体用のペーストとして、銀:5
6.5重量%、パラジウム:10.3重量%、SiO
2 :1.1重量%、B23 :2.5重量%、ZnO:
5.6重量%、PbO:0.6重量%、RuO2 :2.
1重量%、樹脂バインダ:3.4重量%、溶剤:17.
9重量%からなるものを使用した。抵抗発熱体パターン
は、厚さ10μm、幅2.4mm、面積抵抗が150m
Ω/□であった。
As a paste for the resistance heating element, silver: 5
6.5% by weight, palladium: 10.3% by weight, SiO
2: 1.1 wt%, B 2 O 3: 2.5 wt%, ZnO:
5.6% by weight, PbO: 0.6% by weight, RuO 2 : 2.
1% by weight, resin binder: 3.4% by weight, solvent: 17.
What consisted of 9% by weight was used. The resistance heating element pattern has a thickness of 10 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistance of 150 m.
Ω / □.

【0084】実施例5 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(ポリイ
ミド樹脂)を用い、実施例2で記載した方法により絶縁
性被覆体17を形成し、粗化処理を行ったほかは、実施
例4と同様にしてセラミックヒータを製造し、実施例4
と同様に評価した。なお、絶縁性被覆体の厚さは、10
μmとし、絶縁性被覆体17の表面粗度Raの調整は、
平均粒径が0.1μmのアルミナ粉末を用いたサンドブ
ラスト処理により行った。その結果を表1に示した。
Example 5 A heat-resistant resin material (polyimide resin) was used in place of the oxide-based glass material, and an insulating coating 17 was formed by the method described in Example 2, and roughening was performed. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 4.
Was evaluated in the same way as The thickness of the insulating coating is 10
μm, and the adjustment of the surface roughness Ra of the insulating coating 17 is as follows:
This was performed by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 0.1 μm. The results are shown in Table 1.

【0085】実施例6 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(シリコ
ーン系樹脂)を用い、実施例3で記載した方法により絶
縁性被覆体17を形成し、粗化処理を行ったほかは実施
例4と同様にしてセラミックヒータを製造し、実施例4
と同様に評価した。なお、絶縁性被覆体の厚さは、10
μmとし、絶縁性被覆体17の表面粗度Raの調整は、
平均粒径が0.03μmのアルミナ粉末を用いたサンド
ブラスト処理により行った。その結果を表1に示した。
Example 6 A heat-resistant resin material (silicone resin) was used in place of the oxide-based glass material, and an insulating coating 17 was formed by the method described in Example 3, followed by roughening. Manufactured a ceramic heater in the same manner as in Example 4.
Was evaluated in the same way as The thickness of the insulating coating is 10
μm, and the adjustment of the surface roughness Ra of the insulating coating 17 is as follows:
This was performed by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 0.03 μm. The results are shown in Table 1.

【0086】比較例1 抵抗発熱体が形成されたセラミック基板を無電解ニッケ
ルめっき浴に浸漬し、抵抗発熱体の表面に厚さ約1μm
のニッケル製の金属層を析出させたほかは、実施例1の
場合と同様にしてセラミックヒータを製造し、実施例1
と同様に評価した。その結果を表1に示した。なお、上
記ニッケルめっき浴の各成分の濃度は、硫酸ニッケル8
0g/l、次亜燐酸ナトリウム24g/l、酢酸ナトリ
ウム12g/l、ほう酸8g/l、塩化アンモニウム6
g/lであった。
Comparative Example 1 A ceramic substrate on which a resistance heating element was formed was immersed in an electroless nickel plating bath, and the surface of the resistance heating element was about 1 μm thick.
A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a nickel metal layer was deposited.
Was evaluated in the same way as The results are shown in Table 1. The concentration of each component in the nickel plating bath was 8% nickel sulfate.
0 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l, boric acid 8 g / l, ammonium chloride 6
g / l.

【0087】比較例2 抵抗発熱体12の表面に絶縁性被覆体を形成した後、サ
ンドブラストによる粗化処理を行わなかったほかは、実
施例1と同様にしてセラミックヒータを製造し、実施例
1と同様に評価した。なお、セラミックヒータの表面粗
度Raは、0.007μmであった。その結果を表1に
示した。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that after forming an insulating coating on the surface of the resistance heating element 12, roughening treatment by sandblasting was not performed. Was evaluated in the same way as The surface roughness Ra of the ceramic heater was 0.007 μm. The results are shown in Table 1.

【0088】比較例3 抵抗発熱体12表面に絶縁性被覆体を形成した後、平均
粒径が15μmのSiC粉末を用いてサンドブラスト処
理を行い、表面粗度Raが11μmの絶縁性被覆体を形
成したほかは、実施例4と同様にしてセラミックヒータ
を製造し、実施例1と同様に評価した。その結果を表1
に示した。
Comparative Example 3 After an insulating coating was formed on the surface of the resistance heating element 12, sandblasting was performed using SiC powder having an average particle size of 15 μm to form an insulating coating having a surface roughness Ra of 11 μm. Other than that, a ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 4, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
It was shown to.

【0089】比較例4 抵抗発熱体12表面に絶縁性被覆体を形成しなかったほ
かは、実施例1と同様にしてセラミックヒータを製造
し、実施例1と同様に評価した。その結果を表1に示し
た。
Comparative Example 4 A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an insulating coating was not formed on the surface of the resistance heating element 12, and was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0090】[0090]

【表1】 [Table 1]

【0091】表1に示した結果より明らかなように、本
実施例1〜6においては、抵抗発熱体の抵抗変化は、
0.1〜0.3%と小さかったのに対し、比較例1では
3%と大きくなっていた。この理由としては、ニッケル
めっき膜自体の酸化により抵抗が変動したことが挙げら
れるほか、ニッケルめっき膜がポーラスであるため、酸
素が拡散して内部の銀を酸化させてしまったのではない
かと推定している。また、実施例1〜6では、昇温時の
ばらつきが小さく、降温速度も比較的速かったのに対
し、比較例2、3では、抵抗発熱体を被覆する絶縁性被
覆体の表面粗度Raが小さすぎるか、または、大きすぎ
るため、降温速度が遅くなっている。また、マイグレー
ションの発生については、比較例4に係るセラミックヒ
ータで、Agのマイグレーションが発生しており、抵抗
発熱体間で短絡が発生するおそれがあった。なお、図6
〜10には、実施例1〜5に係るセラミックヒータを構
成する絶縁性被覆体の表面粗度の測定結果を表すグラフ
を、それぞれ示している。
As is clear from the results shown in Table 1, in Examples 1 to 6, the resistance change of the resistance heating element was
While it was as small as 0.1 to 0.3%, in Comparative Example 1, it was as large as 3%. The reason for this is that the resistance fluctuated due to the oxidation of the nickel plating film itself, and it is estimated that oxygen was diffused and oxidized the silver inside because the nickel plating film was porous. are doing. Further, in Examples 1 to 6, the dispersion at the time of temperature rise was small and the temperature drop rate was relatively high, whereas in Comparative Examples 2 and 3, the surface roughness Ra of the insulating coating covering the resistance heating element was Ra. Is too small or too large, so the temperature drop rate is slow. Regarding the occurrence of migration, Ag migration occurred in the ceramic heater according to Comparative Example 4, and there was a possibility that a short circuit might occur between the resistance heating elements. FIG.
10 to 10 respectively show graphs showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heaters according to Examples 1 to 5.

【0092】さらに、実施例1、4に係るセラミックヒ
ータでは、絶縁性被覆体である酸化物ガラスの熱膨張係
数は5ppm/℃であり、窒化アルミニウムが3.5〜
4ppm/℃と両者は数値的に近く、冷熱サイクルによ
る膨張、収縮で抵抗発熱体を構成する金属粒子同士が離
間するこにより生じる抵抗変化が耐熱性樹脂を使用した
場合に比べて比較的小さい。
Further, in the ceramic heaters according to Examples 1 and 4, the thermal expansion coefficient of the oxide glass as the insulating coating was 5 ppm / ° C., and the aluminum nitride was 3.5 to 3.5 ppm.
Both are numerically close to 4 ppm / ° C., and the change in resistance caused by the separation of the metal particles constituting the resistance heating element due to expansion and contraction due to the cooling and heating cycle is relatively smaller than in the case where a heat-resistant resin is used.

【0093】実施例4〜6では、抵抗発熱体として、面
積抵抗値が150mΩ/□であるものを使用した。この
場合、絶縁性被覆体の面積抵抗が1015〜1016Ω/□
と略完全に絶縁体であるため、50〜200Vの電圧を
印加しても、電流は抵抗発熱体の内部を伝搬し、発熱量
も大きくなるが、比較例1のようなニッケルめっき膜を
形成した場合には、ニッケルめっき膜の面積抵抗が50
mΩ/□と抵抗発熱体より小さく、電流は抵抗値がより
低い部分を伝搬することから、電流はニッケルめっき膜
を伝搬してしまい、発熱量が小さくなってしまう。
In Examples 4 to 6, a resistance heating element having a sheet resistance of 150 mΩ / □ was used. In this case, the sheet resistance of the insulating coating is 10 15 to 10 16 Ω / □.
Since the insulator is almost completely an insulator, even if a voltage of 50 to 200 V is applied, the current propagates through the inside of the resistance heating element and the amount of generated heat increases, but the nickel plating film as in Comparative Example 1 is formed. In this case, the sheet resistance of the nickel plating film is 50
Since the current propagates through a portion having a lower resistance value, the current propagates through the nickel plating film, and the calorific value decreases.

【0094】実施例7 実施例1の場合と同様にして、セラミックヒータ用のセ
ラミック基板21を作製し、半導体ウエハ用のリフター
ピン16を挿通するための貫通孔25と、熱電対を埋め
込むための有底孔24となる部分をドリル加工によって
穿設した。
Embodiment 7 In the same manner as in Embodiment 1, a ceramic substrate 21 for a ceramic heater is produced, a through hole 25 for inserting a lifter pin 16 for a semiconductor wafer, and a thermocouple for embedding a thermocouple. A portion to be the bottomed hole 24 was drilled.

【0095】次に、上記加工の終わったセラミック基板
21の底面に、実施例1と同じ材料を用い、図3に示し
た形状の抵抗発熱体22a〜22fを形成した。この
後、図3に示したように、抵抗発熱体22a、22b、
22cでは、回路を構成する抵抗発熱体で挟まれた領域
およびその周辺領域一帯に、酸化物系ガラス材料からな
る絶縁性被覆体27a、27b、27cを設け、抵抗発
熱体22d、22e、22fでは、回路を構成する抵抗
発熱体で挟まれた領域とその周辺および各回路間の領域
全体に、同様の材料からなる絶縁性被覆体27dを設け
た。上記酸化物系ガラス材料の組成は、実施例1の場合
と同様であり、絶縁性被覆体27の形成方法は、塗布し
た領域が上記のように広域にわたったほかは実施例1の
場合と同様である。このとき、絶縁性被覆体17の厚さ
は30μmであった。但し、回路の両端の外部端子を接
続する部分には、絶縁性被覆体27を形成しなかった。
また、絶縁性被覆体27の表面粗度Raの調整は、平均
粒径が5μmのSiC粉末を用いたサンドブラスト処理
により行った。
Next, resistance heating elements 22a to 22f having the shapes shown in FIG. 3 were formed on the bottom surface of the processed ceramic substrate 21 using the same material as in the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 3, the resistance heating elements 22a, 22b,
In the area 22c, insulating coatings 27a, 27b, 27c made of an oxide-based glass material are provided around the area sandwiched by the resistance heating elements constituting the circuit and the surrounding area, and in the resistance heating elements 22d, 22e, 22f. An insulating cover 27d made of the same material is provided on the region sandwiched by the resistance heating elements constituting the circuit, the periphery thereof, and the entire region between the circuits. The composition of the oxide-based glass material is the same as that of Example 1, and the method of forming the insulating coating 27 is the same as that of Example 1 except that the applied area is wide as described above. The same is true. At this time, the thickness of the insulating covering 17 was 30 μm. However, the insulating cover 27 was not formed in the portion connecting the external terminals at both ends of the circuit.
The surface roughness Ra of the insulating cover 27 was adjusted by sandblasting using SiC powder having an average particle size of 5 μm.

【0096】この後、温度制御のための熱電対(図示せ
ず)をセラミック基板の有底孔24に埋め込み、図3、
4に示したセラミックヒータ20を得た。以上のように
して、窒化アルミニウム基板21を用いたセラミックヒ
ータ20を製造した後、実施例1と同様に評価した。そ
の結果を表2に示した。
Thereafter, a thermocouple (not shown) for controlling the temperature is buried in the bottomed hole 24 of the ceramic substrate.
4 was obtained. After manufacturing the ceramic heater 20 using the aluminum nitride substrate 21 as described above, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0097】実施例8 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(ポリイ
ミド樹脂)を用い、以下の方法により絶縁性被覆体27
を形成し、粗化処理を行ったほかは、実施例7と同様に
してセラミックヒータを製造し、実施例7と同様に評価
した。その結果を表2に示した。
Example 8 An insulating coating 27 was prepared by using a heat-resistant resin material (polyimide resin) instead of the oxide-based glass material in the following manner.
Was formed, and a roughening treatment was performed. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 7, and evaluated in the same manner as in Example 7. The results are shown in Table 2.

【0098】すなわち、まず、芳香族ポリイミド粉末8
0重量%とポリアミド酸20重量%からなるペースト状
または粘液状の混合物の溶液を調製した後、この混合物
の溶液を、実施例7の場合と同様の領域に塗布し、連続
焼成炉中で350℃で加熱して乾燥固化させ、絶縁性被
覆体27a〜27dを形成した。なお、絶縁性被覆体2
7の厚さは、30μmであり、絶縁性被覆体27の表面
粗度Raの調整は、平均粒径が4.2μmのアルミナ粉
末を用いたサンドブラスト処理により行った。
That is, first, the aromatic polyimide powder 8
After preparing a solution of a paste-like or viscous mixture consisting of 0% by weight and 20% by weight of polyamic acid, the solution of this mixture was applied to the same region as in Example 7, and was then placed in a continuous firing furnace at 350%. C. and dried and solidified to form insulating coatings 27a to 27d. The insulating coating 2
7 had a thickness of 30 μm, and the surface roughness Ra of the insulating coating 27 was adjusted by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 4.2 μm.

【0099】実施例9 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(シリコ
ーン樹脂)を用い、以下の方法により絶縁性被覆体27
を形成し、粗化処理を行ったほかは、実施例7と同様に
してセラミックヒータを製造し、実施例7と同様に評価
した。その結果を表2に示した。
Example 9 A heat-resistant resin material (silicone resin) was used in place of the oxide-based glass material, and the insulating cover 27 was formed by the following method.
Was formed, and a roughening treatment was performed. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 7, and evaluated in the same manner as in Example 7. The results are shown in Table 2.

【0100】すなわち、メタルマスク印刷法等により、
メチルフェニル系のシリコーン樹脂を実施例7の場合と
同様の領域に塗布し、オーブン中220℃で加熱して乾
燥固化させ、絶縁性被覆体27a〜27dを形成した。
なお、絶縁性被覆体27の厚さは、30μmであり、絶
縁性被覆体27の表面粗度Raの調整は、平均粒径が
2.0μmのアルミナ粉末を用いたサンドブラスト処理
により行った。
That is, by a metal mask printing method or the like,
A methylphenyl-based silicone resin was applied to the same region as in Example 7, heated at 220 ° C. in an oven, and dried and solidified to form insulating coatings 27a to 27d.
The thickness of the insulating cover 27 was 30 μm, and the surface roughness Ra of the insulating cover 27 was adjusted by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 2.0 μm.

【0101】[0101]

【表2】 [Table 2]

【0102】表2に示した結果より明らかなように、本
実施例7〜9においても、絶縁性被覆体の面積抵抗は、
1015〜1016Ω/□と大きく、このような絶縁性被覆
体により被覆された抵抗発熱体の抵抗変化は、0.2〜
0.3%と小さかった。また、昇温のばらつきは小さ
く、降温速度も比較的速かった。また、実施例8、9に
おいて耐酸化性の試験を行った後、絶縁性被覆体27を
強制的にセラミック基板の表面から剥離させ、抵抗発熱
体の表面から銀等の金属のマイグレーションが発生して
いないかを実施例1と同様にして観察したが、マイグレ
ーションは全く発生していなかった。
As is clear from the results shown in Table 2, in Examples 7 to 9, the sheet resistance of the insulating coating was
10 15 to 10 16 Ω / □, which is large, and the resistance change of the resistance heating element coated with such an insulating coating is 0.2 to
It was as small as 0.3%. In addition, the variation in temperature rise was small, and the rate of temperature decrease was relatively fast. Further, after performing the oxidation resistance test in Examples 8 and 9, the insulating coating 27 was forcibly peeled off from the surface of the ceramic substrate, and migration of metal such as silver occurred from the surface of the resistance heating element. It was observed in the same manner as in Example 1 that no migration occurred.

【0103】実施例10 SiC粉末(平均粒径:1.1μm)100重量部、B
4 C4重量部、アクリルバインダ12重量部およびアル
コールからなる組成物のスプレードライを行い、顆粒状
の粉末を作製した。
Example 10 100 parts by weight of SiC powder (average particle size: 1.1 μm), B
A composition comprising 4 parts by weight of 4C, 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.

【0104】次に、この顆粒状の粉末を金型に入れ、平
板状に成形して生成形体を形成し、この生成形体を18
90℃、圧力:20MPaの条件でホットプレスし、厚
さがほぼ3mmのSiCからなる板状焼結体を得た。さ
らに、この板状焼結体の表面を♯800のダイヤモンド
砥石で研磨し、ダイヤモンドペーストでポリシングして
Ra=0.008μmとした。さらに表面にガラスペー
スト(昭栄化学工業社製G−5177)を塗布し、60
0℃に昇温し、厚さ3μmのSiO2 層を形成した。
Next, the granulated powder is placed in a mold and molded into a flat plate to form a formed product.
Hot pressing was performed at 90 ° C. under a pressure of 20 MPa to obtain a plate-like sintered body of SiC having a thickness of about 3 mm. Further, the surface of the plate-like sintered body was polished with a # 800 diamond grindstone and polished with a diamond paste to Ra = 0.08 μm. Further, a glass paste (G-5177 manufactured by Shoei Chemical Industry Co., Ltd.) was applied to the surface,
The temperature was raised to 0 ° C. to form a 3 μm thick SiO 2 layer.

【0105】そして、この板状焼結体から直径210m
mの円板体を切り出してセラミック基板とした。この
後、上記SiO2 層を形成した面を抵抗発熱体を形成す
る面とし、図5に示したように、厚さ50μmの絶縁性
被覆体(酸化物ガラス)を抵抗発熱体が形成された領域
全体に形成し、平均粒径が10μmのSiC粉末を用い
たサンドブラスト処理を行って粗化面を形成したほか
は、実施例1と同様にしてセラミックヒータを製造し
た。以上のようにして、SiCからなる基板を用いたセ
ラミックヒータを製造した後、実施例1と同様に評価し
た。その結果を表3に示した。
Then, the diameter of the plate-like sintered body was 210 m.
m was cut out to obtain a ceramic substrate. Thereafter, the surface on which the SiO 2 layer was formed was used as a surface on which a resistance heating element was formed, and as shown in FIG. 5, an insulating coating (oxide glass) having a thickness of 50 μm was formed on the resistance heating element. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a roughened surface was formed by performing sandblasting using SiC powder having an average particle diameter of 10 μm over the entire region. After manufacturing a ceramic heater using a substrate made of SiC as described above, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0106】実施例11 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(ポリイ
ミド樹脂)を用い、以下の方法により絶縁性被覆体37
を形成し、平均粒径が10μmのアルミナ粉末を用いた
サンドブラストにより粗化処理を行ったほかは、実施例
10と同様にしてセラミックヒータを製造し、実施例1
0と同様に評価した。その結果を表3に示した。
Example 11 A heat-resistant resin material (polyimide resin) was used in place of the oxide-based glass material, and the insulating cover 37 was formed by the following method.
And a ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 10 except that roughening was performed by sandblasting using alumina powder having an average particle size of 10 μm.
Evaluation was performed in the same manner as 0. Table 3 shows the results.

【0107】すなわち、まず、芳香族ポリイミド粉末8
0重量%とポリアミド酸20重量%とからなるペースト
状または粘液状の混合物の溶液を調製した後、この混合
物の溶液を、抵抗発熱体が形成された領域全体に塗布
し、混合物の層を形成した。
That is, first, the aromatic polyimide powder 8
After preparing a solution of a paste-like or viscous mixture composed of 0% by weight and 20% by weight of polyamic acid, the solution of this mixture is applied to the entire area where the resistance heating element is formed to form a layer of the mixture. did.

【0108】この後、形成された混合物の層を連続焼成
炉中で350℃で加熱して乾燥固化させ、抵抗発熱体表
面およびセラミック基板に融着させ、上記条件で粗化処
理を行った。このとき、形成された絶縁性被覆体の厚さ
は50μmであった。
Thereafter, the formed mixture layer was heated at 350 ° C. in a continuous firing furnace to be dried and solidified, fused to the surface of the resistance heating element and the ceramic substrate, and subjected to a roughening treatment under the above conditions. At this time, the thickness of the formed insulating cover was 50 μm.

【0109】実施例12 絶縁性被覆体(酸化物ガラス)に平均粒径が8μmのS
iC粉末を用いたサンドブラストにより粗化処理を行っ
たほかは、実施例10と同様にしてセラミックヒータを
製造し、実施例10と同様に評価した。その結果を表3
に示した。
Example 12 An insulating coating (oxide glass) having an average particle size of 8 μm
A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 10, except that the roughening treatment was performed by sandblasting using iC powder, and the evaluation was performed in the same manner as in Example 10. Table 3 shows the results.
It was shown to.

【0110】実施例13 酸化物系ガラス材料の代わりに耐熱性樹脂材料(ポリイ
ミド樹脂)を用い、実施例11の場合と同様に絶縁性被
覆体37を形成し、この絶縁性被覆体37に平均粒径が
8μmのアルミナ粉末を用いたサンドブラストにより粗
化処理を行ったほかは、実施例10と同様にしてセラミ
ックヒータを製造し、実施例10と同様に評価した。そ
の結果を表3に示した。
Example 13 An insulating coating 37 was formed in the same manner as in Example 11, except that a heat-resistant resin material (polyimide resin) was used instead of the oxide-based glass material. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 10 except that roughening was performed by sandblasting using alumina powder having a particle size of 8 μm, and the evaluation was performed in the same manner as in Example 10. Table 3 shows the results.

【0111】[0111]

【表3】 [Table 3]

【0112】表3に示した結果より明らかなように、本
実施例10〜13においては、抵抗発熱体の抵抗変化
は、0.2〜0.3%と小さかった。また、昇温速度の
ばらつきは、絶縁性被覆体の表面粗度が大きいこと等に
起因して、実施例1〜7よりも少し大きくなったが、降
温速度は、余り変わらず、比較的早かった。
As is clear from the results shown in Table 3, in Examples 10 to 13, the resistance change of the resistance heating element was as small as 0.2 to 0.3%. In addition, the variation in the heating rate was slightly larger than in Examples 1 to 7 due to the large surface roughness of the insulating coating, but the cooling rate was relatively fast without changing much. Was.

【0113】以上のように、本発明のセラミックヒータ
は、抵抗変化率が小さく、昇温速度のばらつきが少な
く、降温速度も速く、温度制御性に優れる。また、半導
体製造装置内でのO2 やH2 S等の反応性ガスに対する
耐腐食性も優れている。さらに、絶縁性被覆体が絶縁体
であるため、抵抗発熱体の抵抗値を高くしても、電流が
絶縁性被覆体を流れることはなく、150℃以上の使用
領域を持つヒータを得ることができる。
As described above, the ceramic heater of the present invention has a small rate of change in resistance, a small variation in the rate of temperature rise, a fast rate of temperature drop, and excellent temperature controllability. Further, it has excellent corrosion resistance to reactive gases such as O 2 and H 2 S in a semiconductor manufacturing apparatus. Furthermore, since the insulating coating is an insulator, even if the resistance value of the resistance heating element is increased, current does not flow through the insulating coating, and a heater having a usage region of 150 ° C. or more can be obtained. it can.

【0114】また、絶縁性被覆体として酸化物ガラスを
使用した場合は、酸化物ガラスとセラミック基板との密
着性に優れ、また熱膨張率も小さいため、クラックが発
生しにくく、同時に抵抗発熱体の抵抗変化率も小さい。
さらに、絶縁性被覆体として耐熱性樹脂を使用した場合
は、比較的低温で絶縁性被覆体を形成することができ
る。このように、本発明は、200〜400℃までの中
温用、400〜800℃の高温用のヒータとして最適で
ある。
When oxide glass is used as the insulating coating, cracks are less likely to occur because of excellent adhesion between the oxide glass and the ceramic substrate and a small coefficient of thermal expansion, and at the same time, resistance heating elements are used. Has a small resistance change rate.
Further, when a heat-resistant resin is used as the insulating covering, the insulating covering can be formed at a relatively low temperature. Thus, the present invention is most suitable as a heater for a medium temperature of 200 to 400 ° C. and a high temperature of 400 to 800 ° C.

【0115】[0115]

【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係るセラ
ミックヒータは、抵抗発熱体の抵抗変化率が小さく、充
分な昇温、降温速度を有し、温度制御性に優れる。ま
た、半導体製造装置内での反応性ガスに対する耐腐食性
も優れ、しかも絶縁性被覆体が絶縁体であるため、抵抗
発熱体の抵抗値を高くすることもでき、中温用、高温用
のヒータとして使用することができる。また、抵抗発熱
体が形成された部分を含む所定の領域一帯に絶縁性被覆
体を形成した場合には、上記した効果を奏するととも
に、銀等の金属のマイグレーションを防止することがで
きる。また、被覆が容易であるため、絶縁性被覆体を形
成するコストを削減することができる。
As described above, the ceramic heater according to the present invention has a small resistance change rate of the resistance heating element, has a sufficient temperature rising / falling rate, and has excellent temperature controllability. In addition, the resistance to the reactive gas in the semiconductor manufacturing equipment is excellent, and since the insulating coating is an insulator, the resistance value of the resistance heating element can be increased. Can be used as Further, when the insulating coating is formed over a predetermined area including the portion where the resistance heating element is formed, the above-described effect can be obtained, and migration of a metal such as silver can be prevented. Further, since the coating is easy, the cost for forming the insulating coating can be reduced.

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

【図1】本発明に係るセラミックヒータの一実施形態を
模式的に示す底面図である。
FIG. 1 is a bottom view schematically showing one embodiment of a ceramic heater according to the present invention.

【図2】図1に示したセラミックヒータの一部分を示す
部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a part of the ceramic heater shown in FIG.

【図3】本発明に係るセラミックヒータの別の実施形態
を模式的に示す底面図である。
FIG. 3 is a bottom view schematically showing another embodiment of the ceramic heater according to the present invention.

【図4】図3に示したセラミックヒータの一部分を示す
部分拡大断面図である。
FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing a part of the ceramic heater shown in FIG. 3;

【図5】本発明に係るセラミックヒータのさらに別の実
施形態を模式的に示す底面図である。
FIG. 5 is a bottom view schematically showing still another embodiment of the ceramic heater according to the present invention.

【図6】実施例1に係るセラミックヒータを構成する絶
縁性被覆体の表面粗度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heater according to Example 1.

【図7】実施例2に係るセラミックヒータを構成する絶
縁性被覆体の表面粗度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heater according to Example 2.

【図8】実施例3に係るセラミックヒータを構成する絶
縁性被覆体の表面粗度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heater according to Example 3.

【図9】実施例4に係るセラミックヒータを構成する絶
縁性被覆体の表面粗度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heater according to Example 4.

【図10】実施例5に係るセラミックヒータを構成する
絶縁性被覆体の表面粗度の測定結果を示すグラフであ
る。
FIG. 10 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the insulating coating constituting the ceramic heater according to Example 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20 セラミックヒータ 11、21 セラミック基板 11a、21a 加熱面 11b、21b 底面 12、22(22a、22b、22c、22d) 抵抗
発熱体 13、23 外部端子 14、24 有底孔 15、25 貫通孔 16 リフターピン 17、27(27a、27b、27c、27d) 絶縁
性被覆体 19 シリコンウエハ
10, 20 ceramic heater 11, 21 ceramic substrate 11a, 21a heating surface 11b, 21b bottom surface 12, 22 (22a, 22b, 22c, 22d) resistance heating element 13, 23 external terminal 14, 24 bottomed hole 15, 25 through hole 16 Lifter pin 17, 27 (27a, 27b, 27c, 27d) Insulating coating 19 Silicon wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/68 H05B 3/68 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA04 AA06 AA10 AA16 AA19 AA34 AA36 AA37 BA05 BA08 BA13 BB06 BB14 BC04 BC12 CA03 CA14 CA17 CA22 CA27 FA21 HA01 HA10 JA01 JA02 JA10 3K092 PP00 QA05 QB02 QB26 QB31 QB47 QB64 QB65 QB75 QB76 QC02 QC20 QC52 QC58 RF03 RF17 RF19 RF22 UB02 UB04 VV09 VV34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 3/68 H05B 3/68 F term (Reference) 3K034 AA02 AA04 AA06 AA10 AA16 AA19 AA34 AA36 AA37 BA05 BA08 BA13 BB06 BB14 BC04 BC12 CA03 CA14 CA17 CA22 CA27 FA21 HA01 HA10 JA01 JA02 JA10 3K092 PP00 QA05 QB02 QB26 QB31 QB47 QB64 QB65 QB75 QB76 QC02 QC20 QC52 QC58 RF03 RF17 RF19 RF22 UB02 UB04 VV09 VV34

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板表面に1または2以上の
回路からなる抵抗発熱体が配設され、該抵抗発熱体に絶
縁性被覆体が設けられてなるセラミックヒータであっ
て、前記絶縁性被覆体の表面のJIS B 0601に
基づく面粗度Raは、0.01〜10μmであることを
特徴とするセラミックヒータ。
1. A ceramic heater comprising: a resistance heating element including one or more circuits disposed on a surface of a ceramic substrate; and an insulating coating provided on the resistance heating element. The ceramic heater according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of the surface according to JIS B0601 is 0.01 to 10 m.
【請求項2】 前記絶縁性被覆体は、前記回路が形成さ
れた部分を含む領域一帯に設けられている請求項1に記
載のセラミックヒータ。
2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the insulating covering is provided over an area including a portion where the circuit is formed.
【請求項3】 前記セラミック基板は、窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックからなる請求項1または2に
記載のセラミックヒータ。
3. The ceramic heater according to claim 1, wherein the ceramic substrate is made of a nitride ceramic or a carbide ceramic.
【請求項4】 前記絶縁性被覆体は、酸化物ガラスから
なる請求項1〜3のいずれか1に記載のセラミックヒー
タ。
4. The ceramic heater according to claim 1, wherein said insulating covering is made of oxide glass.
【請求項5】 前記絶縁性被覆体は、耐熱性樹脂材料か
らなる請求項1〜3のいずれか1に記載のセラミックヒ
ータ。
5. The ceramic heater according to claim 1, wherein the insulating covering is made of a heat-resistant resin material.
【請求項6】 前記耐熱性樹脂材料は、ポリイミド系樹
脂およびシリコーン系樹脂から選ばれる1種以上である
請求項5記載のセラミックヒータ。
6. The ceramic heater according to claim 5, wherein the heat-resistant resin material is at least one selected from a polyimide resin and a silicone resin.
【請求項7】 前記抵抗発熱体が形成された側の反対側
が加熱面である請求項1〜6のいずれか1に記載のセラ
ミックヒータ。
7. The ceramic heater according to claim 1, wherein a side opposite to the side on which the resistance heating element is formed is a heating surface.
【請求項8】 前記絶縁性被覆体は、2以上の回路から
なる抵抗発熱体を一体的に被覆する請求項1〜7のいず
れか1に記載のセラミックヒータ。
8. The ceramic heater according to claim 1, wherein the insulating coating integrally covers a resistance heating element composed of two or more circuits.
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