JP2002141257A - Ceramic heater for semiconductor manufacturing and inspection apparatus - Google Patents

Ceramic heater for semiconductor manufacturing and inspection apparatus

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JP2002141257A
JP2002141257A JP2001197465A JP2001197465A JP2002141257A JP 2002141257 A JP2002141257 A JP 2002141257A JP 2001197465 A JP2001197465 A JP 2001197465A JP 2001197465 A JP2001197465 A JP 2001197465A JP 2002141257 A JP2002141257 A JP 2002141257A
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JP
Japan
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heating element
ceramic
ceramic substrate
ceramic heater
temperature
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JP2001197465A
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Japanese (ja)
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Yasutaka Ito
康隆 伊藤
Yasuji Hiramatsu
靖二 平松
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater which can be forcibly cooled easily and whose temperature can be lowered quickly. SOLUTION: The surface roughness of a face, opposite to the side of the heating face 11a of a ceramic substrate 11 in the ceramic heater 1, is adjusted to 20 μm or smaller, according to the JIS B0601 Ra, and a cooling fluid can be prevented from turning into turbulent flow. The temperature of the ceramic heater is lowered quickly, by preventing the cooling fluid from becoming the turbulent flow.

Description

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

【0001】[0001]

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体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、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に複数の集積回
路等を形成することにより製造される。
2. Description of the Related Art Semiconductors are extremely important products required in various industries.
The silicon wafer is manufactured by slicing a silicon single crystal to a predetermined thickness to produce a silicon wafer, and then forming a plurality of integrated circuits and the like on the silicon wafer.

【0003】この半導体チップの製造工程においては、
静電チャック上に載置したシリコンウエハに、エッチン
グ、CVD等の種々の処理を施して、導体回路や素子等
を形成する。また、レジスト用の樹脂を塗布して、加熱
乾燥させたりする。このような加熱にはセラミックヒー
タが用いられ、特開平11−74064号公報や特開平
11−40330号公報などに、炭化物や窒化物を使用
したヒータが開示されている。
In the manufacturing process of this semiconductor chip,
Various processes such as etching and CVD are performed on the silicon wafer placed on the electrostatic chuck to form a conductive circuit, an element, and the like. Further, a resin for a resist is applied and dried by heating. A ceramic heater is used for such heating, and heaters using carbide or nitride are disclosed in JP-A-11-74064 and JP-A-11-40330.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−74064号公報のヒータや特開平11−403
30号公報のヒータを特開平7−130830号公報に
あるように、空気などを吹きつけて強制冷却しようとす
ると、降温速度に一定の限界があった。本発明は、セラ
ミックヒータを強制冷却しやすく、急速降温を実現した
ヒータを提供する。
However, the heater disclosed in JP-A-11-74064 and the heater disclosed in JP-A-11-403 are disclosed.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130830, when the heater of Japanese Patent No. 30 is to be blown with air or the like to perform forced cooling, there is a certain limit in the temperature drop rate. The present invention provides a heater that facilitates forced cooling of a ceramic heater and realizes rapid temperature drop.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、このような降温度
速度に一定の限界(50℃降温させるのに10分)があ
るのは、冷却流体が接触する面の面粗度が大きく流体が
乱流となって滞留し、セラミック基板から熱を奪えない
ためであることが分かった。加熱面の反対側面の面粗度
をJIS B 0601 Raで20μm以下に調整す
ることで冷却流体が乱流となることを防止して、冷却流
体が乱流化することを防止して、急速降温を実現した。
本発明者は、主として円板形状のセラミック基板の表面
または内部に抵抗発熱体が形成されてなるセラミックヒ
ータであって、セラミック基板の加熱面の反対側面の面
粗度がJIS B 0601 Raで20μm以下であ
ることを特徴とするセラミックヒータである。このヒー
タでは、冷却流体をセラミック基板の加熱面の反対側面
から吹きつけてセラミック基板表面を流通させて、冷却
を行う。この際、冷却流体と接触するセラミック基板の
表面の面粗度がRaで20μm以下であるため、乱流が
発生しにくく、冷却流体の滞留がない。このため、急速
な降温を実現できる。本発明では、特に加熱面の反対側
面の面粗度をJIS B 0601 Raで2μm以下
に調整することが望ましい。昇温時のそりが少ないから
である。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, there is a certain limit (10 minutes to decrease the temperature at 50 ° C.) in such a temperature decreasing rate. It has been found that the reason is that the surface roughness of the surface in contact with the cooling fluid is large, and the fluid stays as a turbulent flow, so that heat cannot be taken from the ceramic substrate. By adjusting the surface roughness of the opposite side of the heating surface to 20 μm or less in accordance with JIS B 0601 Ra, the cooling fluid is prevented from being turbulent, the cooling fluid is prevented from being turbulent, and the temperature is rapidly lowered. Was realized.
The inventor of the present invention is a ceramic heater in which a resistance heating element is formed on the surface or inside of a disk-shaped ceramic substrate, and the surface roughness of the opposite side of the heating surface of the ceramic substrate is 20 μm according to JIS B0601 Ra. It is a ceramic heater characterized by the following. In this heater, a cooling fluid is blown from the side opposite to the heating surface of the ceramic substrate to flow through the surface of the ceramic substrate to perform cooling. At this time, since the surface roughness of the surface of the ceramic substrate in contact with the cooling fluid is 20 μm or less in Ra, turbulence does not easily occur, and there is no stagnation of the cooling fluid. Therefore, a rapid temperature drop can be realized. In the present invention, it is particularly desirable to adjust the surface roughness of the side opposite to the heating surface to 2 μm or less according to JIS B0601 Ra. This is because the warpage at the time of temperature rise is small.

【0006】本発明では、加熱面の反対側面を冷却流体
で冷却する機構を有することが望ましい。具体的には、
図3のようにセラミック基板11を支持する容器22の
底面に流体を供給するポート27を設けることが望まし
い。流体としては、気体、液体を使用できる。気体とし
ては、空気、窒素、不活性気体(アルゴン、ヘリウム、
フロン)などを使用でき、液体としては、水、エチレン
グリコール、などを使用でしてもよい。前記セラミック
ヒータの加熱面の反対側面の表面に抵抗発熱体が形成さ
れる場合は、該抵抗発熱体の表面の面粗度がRaで20
μm以下であることが望ましい。抵抗発熱体表面の面粗
度が小さいほど乱流が発生しにくいからである。また、
抵抗発熱体表面の厚さは100μm以下が望ましい。乱
流が発生しにくいからである。前記セラミックヒータ
は、加熱面の反対側面の表面に絶縁層が形成され、絶縁
層表面に抵抗発熱体が形成されてなる。高温ではセラミ
ック基板の体積抵抗率が低下し、発熱体間でショートし
たり、リーク電流が発生しやすいからである。また、絶
縁層を設けることでセラミック基板表面を直接研磨加工
しなくともよくなるからである。前記セラミック基板
は、円板形状であることが望ましい。加熱面の温度均一
性に優れるからである。前記セラミック基板は炭化物ま
たは窒化物セラミックであることが望ましい。熱伝導性
に優れているからである。前記セラミック基板の厚さ
は、25mm以下であることが望ましい。抵抗発熱体の
熱が加熱面に伝わりやすく、外周の温度が低下しにくい
からである。前記セラミック基板の直径は、150mm
を越えることが望ましい。加熱面の面積が大きいため、
外周温度が低下しやすく、本発明が特に効果を奏するか
らである。以下実施形態に則して説明する。
In the present invention, it is desirable to have a mechanism for cooling the opposite side of the heating surface with a cooling fluid. In particular,
As shown in FIG. 3, it is desirable to provide a port 27 for supplying a fluid to the bottom surface of the container 22 supporting the ceramic substrate 11. Gas and liquid can be used as the fluid. Gases include air, nitrogen, and inert gases (argon, helium,
Freon) or the like, and water, ethylene glycol, or the like may be used as the liquid. When a resistance heating element is formed on the surface on the opposite side of the heating surface of the ceramic heater, the surface of the resistance heating element has a surface roughness Ra of 20.
It is desirable that it is not more than μm. This is because turbulence is less likely to occur as the surface roughness of the resistance heating element surface is smaller. Also,
The thickness of the surface of the resistance heating element is desirably 100 μm or less. This is because turbulence does not easily occur. The ceramic heater includes an insulating layer formed on a surface opposite to a heating surface, and a resistance heating element formed on the insulating layer surface. At a high temperature, the volume resistivity of the ceramic substrate is reduced, and a short circuit between the heating elements or a leak current is likely to occur. Further, the provision of the insulating layer makes it unnecessary to directly polish the surface of the ceramic substrate. Preferably, the ceramic substrate has a disk shape. This is because the heating surface has excellent temperature uniformity. Preferably, the ceramic substrate is a carbide or nitride ceramic. This is because it has excellent thermal conductivity. The thickness of the ceramic substrate is desirably 25 mm or less. This is because the heat of the resistance heating element is easily transmitted to the heating surface, and the temperature of the outer periphery does not easily decrease. The diameter of the ceramic substrate is 150 mm
Is desirable. Because the area of the heating surface is large,
This is because the outer peripheral temperature is easily reduced, and the present invention is particularly effective. Hereinafter, description will be given according to the embodiment.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本実施形態のセラミックヒータ
は、セラミック基板として窒化物セラミックまたは炭化
物セラミックを使用し、セラミック基板の表面に絶縁層
として酸化物セラミックを使用する。窒化物セラミック
は酸素固溶等により、高温で体積抵抗値が低下しやす
く、また炭化物セラミックは特に高純度化しない限り導
電性を有しており、酸化物セラミックを絶縁層として形
成することにより、高温時あるいは不純物を含有してい
ても回路間の短絡を防止して温度制御性を確保できるか
らである。セラミック基板の加熱面の反対側面の表面
は、面粗度がRaで0.01〜20μm、Rmaxで
0.1〜200μmがよい。セラミック基板の加熱面の
反対側面の表面とは、セラミック基板に絶縁層が形成さ
れている場合は、その絶縁層自体の表面粗さである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A ceramic heater according to the present embodiment uses a nitride ceramic or a carbide ceramic as a ceramic substrate, and uses an oxide ceramic as an insulating layer on the surface of the ceramic substrate. Nitride ceramics have a tendency to decrease in volume resistance at high temperatures due to oxygen solid solution, etc.Carbide ceramics have conductivity unless particularly highly purified.By forming oxide ceramics as an insulating layer, This is because, even at high temperatures or even when impurities are contained, short circuits between circuits can be prevented and temperature controllability can be ensured. The surface on the side opposite to the heating surface of the ceramic substrate preferably has a surface roughness Ra of 0.01 to 20 μm and an Rmax of 0.1 to 200 μm. The surface on the side opposite to the heating surface of the ceramic substrate refers to the surface roughness of the insulating layer itself when the insulating layer is formed on the ceramic substrate.

【0008】前記セラミック基板を構成する窒化物セラ
ミックとしては、金属窒化物セラミック、例えば、窒化
アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等
が挙げられる。また、上記炭化物セラミックとしては、
金属炭化物セラミック、例えば、炭化ケイ素、炭化ジル
コニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タンステン
等が挙げられる。なお、セラミック基板として酸化物セ
ラミックを使用してもよく、アルミナ、シリカ、コージ
ェライト、ムライト、ジルコニア、ベリリアなどを使用
できる。
The nitride ceramic constituting the ceramic substrate includes metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride and the like. Further, as the carbide ceramic,
Metal carbide ceramics include, for example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, tansten carbide and the like. Note that an oxide ceramic may be used as the ceramic substrate, and alumina, silica, cordierite, mullite, zirconia, beryllia, or the like can be used.

【0009】本発明においては、セラミック基板中に焼
結助剤を含有することが望ましい。例えば窒化アルミニ
ウムの焼結助剤としては、アルカリ金属酸化物、アルカ
リ土類金属酸化物、希土類酸化物を使用することがで
き、これらの焼結助剤のなかでは、特にCaO、Y
、NaO、LiO、Rbが好ましい。ま
た、アルミナを使用してもよい。これらの含有量として
は、0.1〜20重量%が望ましい。また、炭化珪素の
場合は、焼結助剤は、BC、C、ALNである。
In the present invention, it is desirable that a ceramic substrate contains a sintering aid. For example, as a sintering aid for aluminum nitride, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and rare earth oxides can be used. Among these sintering aids, CaO, Y 2 O are particularly used.
3 , Na 2 O, Li 2 O, and Rb 2 O 3 are preferred. Also, alumina may be used. The content of these is desirably 0.1 to 20% by weight. In the case of silicon carbide, the sintering aid is B 4 C, C, or ALN.

【0010】本発明では、セラミック基板中に5〜50
00ppmのカーボンを含有していることが望ましい。
カーボンを含有させることにより、セラミック基板を黒
色化することができ、ヒータとして使用する際に輻射熱
を充分に利用することができるからである。カーボン
は、非晶質のものであっても、結晶質のものであっても
よい。非晶質のカーボンを使用した場合には、高温にお
ける体積抵抗率の低下を防止することができ、結晶質の
ものを使用した場合には、高温における熱伝導率の低下
を防止することができるからである。従って、用途によ
っては、結晶質のカーボンと非晶質のカーボンの両方を
併用してもよい。また、カーボンの含有量は、50〜2
000ppmがより好ましい。
According to the present invention, 5 to 50 ceramic substrates are used.
Desirably, it contains 00 ppm of carbon.
By containing carbon, the ceramic substrate can be blackened, and radiant heat can be sufficiently used when used as a heater. The carbon may be amorphous or crystalline. When amorphous carbon is used, a decrease in volume resistivity at high temperatures can be prevented, and when crystalline carbon is used, a decrease in thermal conductivity at high temperatures can be prevented. Because. Therefore, depending on the application, both crystalline carbon and amorphous carbon may be used in combination. The content of carbon is 50 to 2
000 ppm is more preferred.

【0011】本発明のセラミック基板としては、その厚
さは、50mm以下、特に25mm以下が望ましい。特
にセラミック基板の厚さが25mmを超えると、セラミ
ック基板の熱容量が大きくなり、特に、温度制御手段を
設けて加熱、冷却すると、熱容量の大きさに起因して温
度追従性が低下してしまう。特に5mm以上が最適であ
る。なお、厚みは、1.5mmを越えることが望まし
い。セラミック基板の厚さのばらつきは、±3%がよ
い。また、熱伝導率のばらつきは±10%がよい。
The thickness of the ceramic substrate of the present invention is desirably 50 mm or less, particularly preferably 25 mm or less. In particular, when the thickness of the ceramic substrate exceeds 25 mm, the heat capacity of the ceramic substrate becomes large. In particular, when the temperature control means is provided for heating and cooling, the temperature followability is reduced due to the large heat capacity. In particular, 5 mm or more is optimal. It is desirable that the thickness exceeds 1.5 mm. The variation in the thickness of the ceramic substrate is preferably ± 3%. The variation in the thermal conductivity is preferably ± 10%.

【0012】本発明で使用される絶縁層としては、酸化
物セラミックが望ましく、具体的には、シリカ、アルミ
ナ、ムライト、コージェライト、ベリリアなどを使用す
ることができる。このような絶縁層としては、アルコキ
シドを加水分解重合させたゾル溶液をセラミック基板に
スピンコートして乾燥、焼成を行ったり、スパッタリン
グ、CVDなどで形成してもよい。また、セラミック基
板表面を酸化処理して酸化物層を設けてもよい。
The insulating layer used in the present invention is desirably an oxide ceramic, and specific examples thereof include silica, alumina, mullite, cordierite, and beryllia. Such an insulating layer may be formed by spin-coating a sol solution obtained by hydrolyzing and polymerizing an alkoxide on a ceramic substrate, followed by drying and firing, or by sputtering, CVD, or the like. Further, an oxide layer may be provided by oxidizing the surface of the ceramic substrate.

【0013】なお、本発明のセラミックヒータでは、半
導体ウエハをセラミック基板のウエハ載置面に接触させ
た状態で載置するほか、半導体ウエハを支持ピンや支持
球などで支持し、セラミックス基板との間に一定の間隔
を保って保持する場合もある。離間距離としては、5〜
5000μmが望ましい。半導体ウエハは、リフターピ
ンを上下することにより、搬送機からウエハを受け取っ
たり、ウエハをセラミック基板上に載置したり、ウエハ
を支持したまま加熱したりできる。
In the ceramic heater according to the present invention, the semiconductor wafer is placed in a state of being in contact with the wafer mounting surface of the ceramic substrate, and the semiconductor wafer is supported by support pins, support balls, or the like. In some cases, a certain interval is maintained. As the separation distance, 5
5000 μm is desirable. By moving the lifter pins up and down, the semiconductor wafer can receive the wafer from the carrier, place the wafer on a ceramic substrate, or heat the wafer while supporting the wafer.

【0014】本発明のセラミック基板の直径は200m
m以上が望ましい。特に12インチ(300mm)以上
であることが望ましい。次世代の半導体ウエハの主流と
なるからである。また、前記セラミック基板の外形はウ
エハと同等かそれより大きいことが望ましく、ウエハと
非接触で加熱が行われていてもよい。また、前記セラミ
ック基板は閉気孔であることが望ましく、また、ヘリウ
ムリーク量は、10−7Pa・m/sec以下である
ことが望ましい。強制冷却用の冷媒のガス漏れを防止す
るためである。さらにセラミック基板の体積抵抗、ある
いは絶縁層の体積抵抗率は、100℃以上で10Ω・
cm以上にすることが望ましい。抵抗発熱体間の絶縁を
確保するためである。セラミック基板の平坦度は、50
μm以下であることが有利である。
The diameter of the ceramic substrate of the present invention is 200 m.
m or more is desirable. In particular, it is desirable to be 12 inches (300 mm) or more. This is because it will become the mainstream of next-generation semiconductor wafers. Further, the outer shape of the ceramic substrate is desirably equal to or larger than that of the wafer, and heating may be performed without contact with the wafer. The ceramic substrate preferably has closed pores, and a helium leak amount is preferably 10 −7 Pa · m 3 / sec or less. This is to prevent gas leakage of the refrigerant for forced cooling. Further, the volume resistivity of the ceramic substrate or the volume resistivity of the insulating layer is 10 5 Ω ·
cm or more. This is to ensure insulation between the resistance heating elements. The flatness of the ceramic substrate is 50
Advantageously, it is less than μm.

【0015】本発明のセラミックヒータは、半導体の製
造や半導体の検査を行うための装置に用いられ具体的な
装置としては、例えば、静電チャック、ウエハプロー
バ、サセプタ等が挙げられる。静電チャックとして使用
される場合は、抵抗発熱体に加えて、静電電極、RF電
極が、さらにウエハプローバとして使用される場合は、
表面に導電体としてチャックトップ導体層が形成されて
おり、内部にはガード電極、グランド電極が導電体とし
て形成されている。また、本発明の半導体装置用セラミ
ック基板は、100℃以上、望ましくは200℃以上で
使用されることが最適である。
The ceramic heater according to the present invention is used in an apparatus for manufacturing a semiconductor or inspecting a semiconductor. Specific examples of the apparatus include an electrostatic chuck, a wafer prober, and a susceptor. When used as an electrostatic chuck, in addition to a resistance heating element, an electrostatic electrode, an RF electrode, when further used as a wafer prober,
A chuck top conductor layer is formed as a conductor on the surface, and a guard electrode and a ground electrode are formed inside as a conductor. Further, the ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention is optimally used at 100 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher.

【0016】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板の有底孔に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱
電対により抵抗発熱体の温度を測定し、そのデータをも
とに電圧、電流量を変えて、温度を制御することができ
るからである。熱電対の金属線の接合部位の大きさは、
各金属線の素線径と同一か、もしくは、それよりも大き
く、かつ、0.5mm以下がよい。このような構成によ
って、接合部分の熱容量が小さくなり、温度が正確に、
また、迅速に電流値に変換されるのである。このため、
温度制御性が向上してウエハの加熱面の温度分布が小さ
くなるのである。上記熱電対としては、例えば、JIS
−C−1602(1980)に挙げられるように、K
型、R型、B型、S型、E型、J型、T型熱電対が挙げ
られる。上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使用し
て、有底孔14の底に接着してもよく、有底孔14に挿
入した後、耐熱性樹脂で封止してもよく、両者を併用し
てもよい。上記耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬化性
樹脂、特にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレ
イミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。これらの樹
脂は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよ
い。
In the present invention, a thermocouple can be embedded in the bottomed hole of the ceramic substrate as required. This is because the temperature of the resistance heating element can be measured using a thermocouple, and the temperature and the amount of current can be changed based on the data to control the temperature. The size of the junction of the thermocouple metal wire is
The diameter is preferably equal to or larger than the element diameter of each metal wire and 0.5 mm or less. With such a configuration, the heat capacity of the joint portion is small, and the temperature is accurate,
In addition, it is quickly converted to a current value. For this reason,
The temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heated surface of the wafer is reduced. As the thermocouple, for example, JIS
-C-1602 (1980).
Type, R type, B type, S type, E type, J type, T type thermocouple. The temperature measuring element may be adhered to the bottom of the bottomed hole 14 using gold brazing, silver brazing, or the like, or may be inserted into the bottomed hole 14 and then sealed with a heat-resistant resin, You may use both together. Examples of the heat-resistant resin include a thermosetting resin, particularly an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide-triazine resin, and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.

【0017】上記金ろうとしては、37〜80.5重量
%Au−63〜19.5重量%Cu合金、81.5〜8
2.5重量%Au−18.5〜17.5重量%Ni合金
から選ばれる少なくとも1種が望ましい。これらは、溶
融温度が、900℃以上であり、高温領域でも溶融しに
くいためである。銀ろうとしては、例えば、Ag−Cu
系のものを使用することができる。
As the above-mentioned gold solder, 37-80.5% by weight Au-63-19.5% by weight Cu alloy, 81.5-8%
At least one selected from a 2.5 wt% Au-18.5 to 17.5 wt% Ni alloy is desirable. These are because the melting temperature is 900 ° C. or higher and it is difficult to melt even in a high temperature region. As a silver solder, for example, Ag-Cu
A system can be used.

【0018】発熱体12は、図1に示したように、少な
くとも2以上の回路に分割されていることが望ましく、
2〜10の回路に分割されていることがより望ましい。
回路を分割することにより、各回路に投入する電力を制
御して発熱量を変えることができ、ウエハ加熱面11b
の温度を調整することができるからである。
The heating element 12 is preferably divided into at least two or more circuits as shown in FIG.
More preferably, the circuit is divided into two to ten circuits.
By dividing the circuit, the amount of heat generated can be changed by controlling the power supplied to each circuit.
Is adjusted.

【0019】発熱体12のパターンとしては、同心円の
ほか、例えば、渦巻き、偏心円、屈曲線などが挙げられ
る。
The pattern of the heating element 12 includes concentric circles, for example, spirals, eccentric circles, bent lines, and the like.

【0020】本発明においては、この発熱体を形成する
前に、セラミック基板表面に絶縁層を設ける。絶縁層の
形成は、アルコキシドを加水分解重合させたゾル溶液を
セラミック基板にスピンコートして乾燥、焼成を行った
り、スパッタリング、CVDなどで形成してもよい。ま
た、セラミック基板表面を酸化雰囲気中で焼成して酸化
物層を設けてもよい。発熱体をセラミック基板11の表
面に形成する場合には、金属粒子を含む導電ペーストを
セラミック基板11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、これを焼き付け、セラミッ
ク基板11の表面で金属粒子を焼結させる方法が好まし
い。なお、金属の焼結は、金属粒子同士および金属粒子
とセラミックとが融着していれば充分である。本実施形
態では、図1のようなパターンを採用する。セラミック
基板11には、抵抗発熱体形成領域1として12d、抵
抗発熱体形成領域2として12c、抵抗発熱体形成領域
3として12b、抵抗発熱体形成領域4として12aが
存在する。抵抗発熱体形成領域1と抵抗発熱体形成領域
2の間、抵抗発熱体形成領域2と抵抗発熱体形成領域3
の間、抵抗発熱体形成領域3と抵抗発熱体形成領域4の
間に抵抗発熱体形成領域の緩衝領域として設けている。
この緩衝領域の存在によって、抵抗発熱体形成領域2に
大きな電力が投入されて温度が上昇しても、緩衝領域が
存在するため、抵抗発熱体形成領域1や抵抗発熱体形成
領域3に影響を与えない。このため、抵抗発熱体形成領
域1や抵抗発熱体形成領域3の温度を低下させるなどの
温度制御が不要であり、簡単な制御で加熱面の温度差を
低減することができる。抵抗発熱体の形成領域最外周は
上記セラミック基板の側面から35mm以内にあること
が必要であり、25mm以内が最適である。25mm以
内であれば、そり量をきわめて小さくできるからであ
る。さらに、抵抗発熱体の形成領域最外周の上記セラミ
ック基板の側面からの距離を0.5mm以上にすること
が望ましい。0.5mmを越えると支持容器が金属性の
場合、電気的な短絡を起こしたり、ハンドリング性が低
下するからである。
In the present invention, before forming the heating element, an insulating layer is provided on the surface of the ceramic substrate. The insulating layer may be formed by spin-coating a sol solution obtained by hydrolyzing and polymerizing an alkoxide on a ceramic substrate, followed by drying and baking, or by sputtering, CVD, or the like. Alternatively, the surface of the ceramic substrate may be fired in an oxidizing atmosphere to form an oxide layer. When the heating element is formed on the surface of the ceramic substrate 11, a conductive paste containing metal particles is applied to the surface of the ceramic substrate 11 to form a conductive paste layer having a predetermined pattern. A method of sintering metal particles on the surface is preferred. The sintering of the metal is sufficient if the metal particles and the metal particles and the ceramic are fused. In the present embodiment, a pattern as shown in FIG. 1 is adopted. On the ceramic substrate 11, there are 12d as the resistance heating element formation area 1, 12c as the resistance heating element formation area 2, 12b as the resistance heating element formation area 3, and 12a as the resistance heating element formation area 4. Between the resistance heating element formation area 1 and the resistance heating element formation area 2, the resistance heating element formation area 2 and the resistance heating element formation area 3
During this period, a resistance heating element formation area is provided between the resistance heating element formation area 3 and the resistance heating element formation area 4 as a buffer area.
Even if a large amount of power is applied to the resistance heating element formation area 2 and the temperature rises due to the presence of the buffer area, the resistance heating element formation area 1 and the resistance heating element formation area 3 are affected because the buffer area exists. Do not give. For this reason, temperature control such as lowering the temperature of the resistance heating element formation region 1 and the resistance heating element formation region 3 is unnecessary, and the temperature difference on the heating surface can be reduced by simple control. The outermost periphery of the formation region of the resistance heating element needs to be within 35 mm from the side surface of the ceramic substrate, and optimally within 25 mm. This is because, if it is within 25 mm, the amount of warpage can be extremely reduced. Further, it is desirable that the distance from the side surface of the ceramic substrate at the outermost periphery of the formation region of the resistance heating element be 0.5 mm or more. If the thickness exceeds 0.5 mm, when the supporting container is made of metal, an electrical short circuit occurs or the handling property is reduced.

【0021】この実施形態では、抵抗発熱体形成領域の
幅は、直径の5%〜30%に調整している。セラミック
基板10には、貫通孔15が形成され、リフターピンが
挿入される。貫通孔の面粗度は、Rmaxで0.05〜
200μm、Raで0.005〜20μmである。有底
孔14には測温素子が形成される。抵抗発熱体12に
は、端子部13が形成されてなる。抵抗発熱体形成領域
として、同心円、渦巻き、屈曲パターンを形成するが、
一つの抵抗発熱体形成領域としては、一つの回路である
ことが望ましい。一つの回路である方が制御しやすいか
らである。セラミック基板11の表面に発熱体を形成す
る場合には、この発熱体の厚さは、1〜30μmが好ま
しく、1〜10μmがより好ましい。
In this embodiment, the width of the resistance heating element forming region is adjusted to 5% to 30% of the diameter. A through-hole 15 is formed in the ceramic substrate 10 and a lifter pin is inserted therein. The surface roughness of the through hole is 0.05 to Rmax.
The thickness is 200 μm and the Ra is 0.005 to 20 μm. A temperature measuring element is formed in the bottomed hole 14. A terminal portion 13 is formed on the resistance heating element 12. Concentric circles, spirals, and bent patterns are formed as resistance heating element formation areas.
It is desirable that one resistance heating element formation region is one circuit. This is because one circuit is easier to control. When a heating element is formed on the surface of the ceramic substrate 11, the thickness of the heating element is preferably 1 to 30 μm, more preferably 1 to 10 μm.

【0022】また、セラミック基板11の表面に発熱体
を形成する場合には、発熱体の幅は、0.1〜20mm
が好ましく、0.1〜5mmがより好ましい。
When a heating element is formed on the surface of the ceramic substrate 11, the width of the heating element is 0.1 to 20 mm.
Is preferable, and 0.1 to 5 mm is more preferable.

【0023】発熱体は、その幅や厚さにより抵抗値に変
化を持たせることができるが、上記した範囲が最も実用
的である。抵抗値は、薄く、また、細くなる程大きくな
る。
The resistance of the heating element can be varied depending on its width and thickness, but the above range is most practical. The resistance value increases as the resistance value decreases and the resistance value decreases.

【0024】発熱体の形成位置をこのように設定するこ
とにより、発熱体から発生した熱が伝搬していくうち
に、セラミック基板全体に拡散し、被加熱物(シリコン
ウエハ)を加熱する面の温度分布が均一化され、その結
果、被加熱物の各部分における温度が均一化される。
By setting the formation position of the heating element in this way, the heat generated from the heating element is diffused throughout the ceramic substrate as the heat propagates, and the surface of the object to be heated (the silicon wafer) is heated. The temperature distribution is made uniform, and as a result, the temperature in each part of the object to be heated is made uniform.

【0025】発熱体は、断面が矩形であっても楕円であ
ってもよいが、偏平であることが望ましい。偏平の方が
ウエハ加熱面に向かって放熱しやすいため、ウエハ加熱
面の温度分布ができにくいからである。断面のアスペク
ト比(発熱体の幅/発熱体の厚さ)は、10〜5000
であることが望ましい。この範囲に調整することによ
り、発熱体の抵抗値を大きくすることができるととも
に、ウエハ加熱面の温度の均一性を確保することができ
るからである。
The heating element may be rectangular or elliptical in cross section, but is preferably flat. This is because the flattened surface tends to radiate heat toward the heated surface of the wafer, so that the temperature distribution on the heated surface of the wafer is hardly generated. The aspect ratio of the cross section (width of heating element / thickness of heating element) is 10 to 5000
It is desirable that By adjusting to this range, the resistance value of the heating element can be increased, and the temperature uniformity of the wafer heating surface can be ensured.

【0026】発熱体の厚さを一定とした場合、アスペク
ト比が上記範囲より小さいと、ヒータ板11のウエハ加
熱面方向への熱の伝搬量が小さくなり、発熱体のパター
ンに近似した熱分布がウエハ加熱面に発生してしまい、
逆にアスペクト比が大きすぎると発熱体の中央の直上部
分が高温となってしまい、結局、発熱体のパターンに近
似した熱分布がウエハ加熱面に発生してしまう。従っ
て、温度分布を考慮すると、断面のアスペクト比は、1
0〜5000であることが好ましいのである。
When the thickness of the heating element is constant, if the aspect ratio is smaller than the above range, the amount of heat transmission in the direction of the wafer heating surface of the heater plate 11 becomes small, and the heat distribution approximates the pattern of the heating element. Is generated on the wafer heating surface,
Conversely, if the aspect ratio is too large, the temperature immediately above the center of the heating element becomes high, and eventually, a heat distribution similar to the pattern of the heating element is generated on the wafer heating surface. Therefore, considering the temperature distribution, the aspect ratio of the cross section is 1
It is preferably from 0 to 5000.

【0027】発熱体を基板11の表面に形成する場合
は、アスペクト比を10〜200、発熱体を基板11の
内部に形成する場合は、アスペクト比を200〜500
0とすることが望ましい。
When the heating element is formed on the surface of the substrate 11, the aspect ratio is 10 to 200. When the heating element is formed inside the substrate 11, the aspect ratio is 200 to 500.
It is desirable to set to 0.

【0028】発熱体は、基板11の内部に形成した場合
の方が、アスペクト比が大きくなるが、これは、発熱体
を内部に設けると、ウエハ加熱面と発熱体との距離が短
くなり、表面の温度均一性が低下するため、発熱体自体
を偏平にする必要があるからである。
When the heating element is formed inside the substrate 11, the aspect ratio becomes larger. However, when the heating element is provided inside, the distance between the wafer heating surface and the heating element becomes shorter. This is because the heating element itself needs to be flattened because the temperature uniformity of the surface is reduced.

【0029】導体ペーストとしては特に限定されない
が、導電性を確保するための金属粒子または導電性セラ
ミックが含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤など
を含むものが好ましい。
The conductive paste is not particularly limited, but preferably contains not only metal particles or conductive ceramic for ensuring conductivity, but also resin, solvent, thickener and the like.

【0030】上記金属粒子としては、例えば、貴金属
(金、銀、白金、パラジウム)、鉛、タングステン、モ
リブデン、ニッケルなどが好ましい。これらは、単独で
用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの金
属は、比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を
有するからである。上記導電性セラミックとしては、例
えば、タングステン、モリブデンの炭化物などが挙げら
れる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用
してもよい。これら金属粒子または導電性セラミック粒
子の粒径は、0.1〜100μmが好ましい。0.1μ
m未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、100
μmを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくな
るからである。
As the metal particles, for example, noble metals (gold, silver, platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum, nickel and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or in combination of two or more. The metal particles or conductive ceramic particles preferably have a particle size of 0.1 to 100 μm. 0.1μ
If the particle size is too small, it is easily oxidized.
If the thickness exceeds μm, sintering becomes difficult and the resistance value increases.

【0031】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン
片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を
保持しやすくなり、発熱体と窒化物セラミック等との密
着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくすることができ
るため有利である。
Although the shape of the metal particles is spherical,
It may be scaly. When these metal particles are used, they may be a mixture of the above-mentioned spheres and the above-mentioned flakes. When the metal particles are scaly, or a mixture of spherical and scaly, it is easy to hold the metal oxide between the metal particles, and the adhesion between the heating element and the nitride ceramic is improved. This is advantageous because it can be ensured and the resistance value can be increased.

【0032】導体ペーストに使用される樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ
る。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコ
ールなどが挙げられる。増粘剤としては、セルロースな
どが挙げられる。
As the resin used for the conductor paste,
For example, an epoxy resin, a phenol resin, and the like can be given. Examples of the solvent include isopropyl alcohol. Examples of the thickener include cellulose and the like.

【0033】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に金属酸化物を添加し、発熱体を金属粒子および金
属酸化物を焼結させたものとすることが望ましい。この
ように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結させること
により、ヒータ板である窒化物セラミックまたは炭化物
セラミックと金属粒子とを密着させることができる。
As described above, the conductor paste is preferably made by adding a metal oxide to metal particles and sintering the heating element with the metal particles and the metal oxide. By sintering the metal oxide together with the metal particles in this manner, the nitride ceramic or carbide ceramic serving as the heater plate can be brought into close contact with the metal particles.

【0034】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックと密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面や窒化物セラミ
ック、炭化物セラミックの表面は、わずかに酸化されて
酸化膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物
を介して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックとが密着するのではないかと
考えられる。
It is not clear why the mixing of the metal oxide with the nitride ceramic or the carbide ceramic improves the adhesion, but the surface of the metal particles and the surface of the nitride ceramic and the carbide ceramic are slightly oxidized. It is considered that an oxide film is formed by sintering and integrating the oxide films via the metal oxide, and the metal particles adhere to the nitride ceramic or the carbide ceramic.

【0035】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B)、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも1種が好ましい。
As the metal oxide, for example, at least one selected from the group consisting of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is preferable.

【0036】これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大き
くすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまたは炭
化物セラミックとの密着性を改善することができるから
である。
This is because these oxides can improve the adhesion between the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic without increasing the resistance value of the heating element.

【0037】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素(B)、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を100重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が1〜10、シリカが1〜30、酸化ホ
ウ素が5〜50、酸化亜鉛が20〜70、アルミナが1
〜10、イットリアが1〜50、チタニアが1〜50で
あって、その合計が100重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
クとの密着性を改善することができる。
The ratio of the above-mentioned lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is as follows: 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1
-10, yttria 1-50, titania 1-50, and the total is preferably adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides in these ranges, the adhesion to the nitride ceramic can be particularly improved.

【0038】上記金属酸化物の金属粒子に対する添加量
は、0.1重量%以上10重量%未満が好ましい。ま
た、このような構成の導体ペーストを使用して発熱体を
形成した際の面積抵抗率は、1〜45mΩ/□が好まし
い。
The amount of the metal oxide added to the metal particles is preferably 0.1% by weight or more and less than 10% by weight. The area resistivity when the heating element is formed using the conductor paste having such a configuration is preferably from 1 to 45 mΩ / □.

【0039】面積抵抗率が45mΩ/□を超えると、印
加電圧量に対して発熱量は小さくなりすぎて、ヒータ板
の表面に発熱体を設けたヒータ板11では、その発熱量
を制御しにくいからである。なお、金属酸化物の添加量
が10重量%以上であると、面積抵抗率が50mΩ/□
を超えてしまい、発熱量が小さくなりすぎて温度制御が
難しくなり、温度分布の均一性が低下する。
When the sheet resistivity exceeds 45 mΩ / □, the amount of heat generated becomes too small with respect to the applied voltage, and it is difficult to control the amount of heat generated in the heater plate 11 having a heating element on the surface of the heater plate. Because. When the addition amount of the metal oxide is 10% by weight or more, the sheet resistivity is 50 mΩ / □.
, And the calorific value becomes too small to make the temperature control difficult, and the uniformity of the temperature distribution decreases.

【0040】発熱体が基板11の表面に形成される場合
には、発熱体の表面部分に、被覆層(図2参照)12a
が形成されていることが望ましい。内部の金属焼結体が
酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためである。
形成する被覆層の厚さは、0.1〜10μmが好まし
い。この場合は、発熱体の表面面粗度とは、被覆層の表
面面粗度となる。
When the heating element is formed on the surface of the substrate 11, a coating layer (see FIG. 2) 12a is formed on the surface of the heating element.
Is desirably formed. This is to prevent the internal metal sintered body from being oxidized to change the resistance value.
The thickness of the coating layer to be formed is preferably 0.1 to 10 μm. In this case, the surface roughness of the heating element is the surface roughness of the coating layer.

【0041】被覆層は、樹脂、ガラス、金属を使用でき
る。樹脂としてはポリイミド樹脂、フッ素樹脂を使用で
き、ガラスとしてはホウ珪酸ガラスを使用できる。金属
被覆層を形成する際に使用される金属は、非酸化性の金
属であれば特に限定されないが、具体的には、例えば、
金、銀、パラジウム、白金、ニッケルなどが挙げられ
る。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用し
てもよい。これらのなかでは、ニッケルが好ましい。
As the coating layer, resin, glass, and metal can be used. Polyimide resin and fluororesin can be used as the resin, and borosilicate glass can be used as the glass. The metal used for forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal, and specifically, for example,
Gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, nickel is preferred.

【0042】発熱体には、電源と接続するための端子が
必要であり、この端子は、半田を介して発熱体に取り付
けるが、ニッケルは、半田の熱拡散を防止するからであ
る。接続端子としては、例えば、コバール製の端子ピン
13が挙げられる。
The heating element requires a terminal for connection to a power supply, and this terminal is attached to the heating element via solder. Nickel prevents heat diffusion of the solder. As the connection terminal, for example, a terminal pin 13 made of Kovar is used.

【0043】接続端子を接続する場合、半田としては、
銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合金を使用す
ることができる。なお、半田層の厚さは、0.1〜50
μmが好ましい。半田による接続を確保するのに充分な
範囲だからである。
When connecting the connection terminals, the solder
Alloys such as silver-lead, lead-tin, and bismuth-tin can be used. The thickness of the solder layer is 0.1 to 50.
μm is preferred. This is because the range is sufficient to secure connection by soldering.

【0044】次に、セラミックヒータの冷却構造を含め
た構造を説明する。図3に模式図を示す。このセラミッ
クヒータ10は、セラミック基板11の内部に抵抗発熱
体12が設けられたものである。セラミック基板11に
は、測温素子18を埋め込む有底孔14、リフターピン
を挿入する貫通孔15が形成されている。また、抵抗発
熱体12には、スルーホール20が接続し、スルーホー
ル20にはワッシャー17が接続する。ワッシャー17
はセラミック基板11に設けられた袋孔23に嵌め込ま
れる。ワッシャー17には導電線16が接続し、導電線
16が電源部26に接続し、電源部26は測温素子18
と接続する制御部25により制御される。セラミック基
板11は、断熱材21を介して支持容器22に嵌め込ま
れる。支持容器22には、基板受け部22bおよび底板
受け部22cが形成されている。底板受け部22cには
底板24が形成され、底板24には、貫通孔27a,2
7bが設けられている。また、底板24には冷却流体を
供給するポート27が形成されている。冷却流体は、加
熱面11aの反対側面の表面を流通して底板24の開口
から排出される。なお、図3では、抵抗発熱体12はセ
ラミック基板11の内部に設けたが、図2のように、セ
ラミック基板11の表面に形成してもよい。この場合
は、抵抗発熱体の面粗度をRaで20μm以下に調整
し、またその厚さを100μm以下することが望まし
い。
Next, the structure including the cooling structure of the ceramic heater will be described. FIG. 3 shows a schematic diagram. This ceramic heater 10 has a resistance heating element 12 provided inside a ceramic substrate 11. The ceramic substrate 11 has a bottomed hole 14 into which a temperature measuring element 18 is embedded and a through hole 15 into which a lifter pin is inserted. Further, a through hole 20 is connected to the resistance heating element 12, and a washer 17 is connected to the through hole 20. Washer 17
Is fitted into a bag hole 23 provided in the ceramic substrate 11. The conductive wire 16 is connected to the washer 17, the conductive wire 16 is connected to the power supply 26, and the power supply 26 is connected to the temperature measuring element 18.
Is controlled by the control unit 25 connected to The ceramic substrate 11 is fitted into a support container 22 via a heat insulating material 21. The support container 22 has a substrate receiving portion 22b and a bottom plate receiving portion 22c. A bottom plate 24 is formed in the bottom plate receiving portion 22c, and the through holes 27a, 2
7b is provided. Further, a port 27 for supplying a cooling fluid is formed in the bottom plate 24. The cooling fluid flows through the surface opposite to the heating surface 11a and is discharged from the opening of the bottom plate 24. Although the resistance heating element 12 is provided inside the ceramic substrate 11 in FIG. 3, it may be formed on the surface of the ceramic substrate 11 as shown in FIG. In this case, it is desirable to adjust the surface roughness of the resistance heating element to 20 μm or less in Ra and to reduce the thickness to 100 μm or less.

【0045】次に、本発明のセラミックヒータの製造方
法について説明する。ここでは、ヒータ板の内部に発熱
体が形成されたセラミックヒータ10の製造方法につい
て説明する。 (1)ヒータ板の作製工程 上述した窒化物セラミックまたは炭化物セラミックの粉
末に必要に応じてイットリア等の焼結助剤やバインダ等
を配合してスラリーを調製した後、このスラリーをスプ
レードライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型など
に入れて加圧することにより板状などに成形し、生成形
体(グリーン)を作製する。次に、生成形体に、必要に
応じて、シリコンウエハを支持するための支持ピンを挿
入する貫通孔35となる部分や熱電対などの測温素子を
埋め込むための有底孔34となる部分を形成する。
Next, a method for manufacturing the ceramic heater of the present invention will be described. Here, a method of manufacturing the ceramic heater 10 in which a heating element is formed inside a heater plate will be described. (1) Heater plate manufacturing process A slurry is prepared by blending a sintering aid such as yttria or a binder as necessary with the above-described nitride ceramic or carbide ceramic powder, and the slurry is spray-dried or the like. The granules are formed by a method, and the granules are placed in a mold or the like and pressed to be formed into a plate shape or the like, thereby producing a green body. Next, if necessary, a portion serving as a through hole 35 for inserting a support pin for supporting a silicon wafer and a portion serving as a bottomed hole 34 for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple are formed in the formed body. Form.

【0046】次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結
させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定
の形状に加工することにより、基板31を作製するが、
焼成後にそのまま使用することができる形状としてもよ
い。加圧しながら加熱、焼成を行うことにより、気孔の
ない基板31を製造することが可能となる。加熱、焼成
は、焼結温度以上であればよいが、窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックでは、1000〜2500℃であ
る。この基板の主面のうち、ウエハ等を加熱する加熱面
の反対側の面を研磨する。研磨はダイヤモンド砥石やダ
イヤモンドペーストでポリシングする。
Next, the formed body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate. Thereafter, the substrate 31 is manufactured by processing into a predetermined shape.
The shape may be such that it can be used as it is after firing. By performing heating and baking while applying pressure, it is possible to manufacture a substrate 31 having no pores. Heating and firing may be performed at a temperature equal to or higher than the sintering temperature. For a nitride ceramic or a carbide ceramic, the temperature is 1000 to 2500C. Of the main surface of the substrate, a surface opposite to a heating surface for heating a wafer or the like is polished. Polishing is performed with a diamond grindstone or diamond paste.

【0047】(2)基板に導体ペーストを印刷する工程 導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷などを用い、発熱体を設けようとする部分に印
刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。発熱
体は、基板全体を均一な温度にする必要があることか
ら、図1に示すような同心円状と屈曲線の混成パターン
に印刷することが望ましい。導体ペースト層は、焼成後
の発熱体13の断面が、方形で、偏平な形状となるよう
に形成することが望ましい。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Substrate The conductive paste is generally a high-viscosity fluid composed of metal particles, resin and solvent. The conductor paste is printed on a portion where the heating element is to be provided by screen printing or the like to form a conductor paste layer. Since the heating element needs to have a uniform temperature over the entire substrate, it is desirable to print the heating element in a hybrid pattern of concentric and bent lines as shown in FIG. The conductor paste layer is desirably formed such that the cross section of the heating element 13 after firing has a rectangular and flat shape.

【0048】(3)導体ペーストの焼成 基板の底面に印刷した導体ペースト層を加熱焼成して、
樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒子を焼結させ、
基板11の底面に焼き付け、発熱体32を形成する。加
熱焼成の温度は、500〜1000℃が好ましい。導体
ペースト中に上述した金属酸化物を添加しておくと、金
属粒子、基板および金属酸化物が焼結して一体化するた
め、発熱体12と基板11との密着性が向上する。
(3) Firing the conductive paste The conductive paste layer printed on the bottom surface of the substrate is heated and fired.
While removing resin and solvent, sintering metal particles,
The heating element 32 is formed by baking on the bottom surface of the substrate 11. The temperature of the heating and firing is preferably from 500 to 1000C. If the above-mentioned metal oxide is added to the conductor paste, the metal particles, the substrate and the metal oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the heating element 12 and the substrate 11 is improved.

【0049】(4)金属被覆層の形成 発熱体32の表面には、金属被覆層を設けることが望ま
しい。金属被覆層は、電解めっき、無電解めっき、スパ
ッタリング等により形成することができるが、量産性を
考慮すると、無電解めっきが最適である。
(4) Formation of Metal Coating Layer It is desirable to provide a metal coating layer on the surface of the heating element 32. The metal coating layer can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or the like, but in consideration of mass productivity, electroless plating is optimal.

【0050】(5)端子等の取り付け 発熱体12のパターンの端部に電源との接続のための端
子(端子ピン13)を半田で取り付ける。また、有底孔
14に銀ろう、金ろうなどで熱電対を固定し、ポリイミ
ド等の耐熱樹脂で封止し、セラミックヒータ10の製造
を終了する。なお、本発明のセラミックヒータでは、静
電電極を設けて静電チャックとしてもよく、チャップト
ップ導体層を設けてウエハプローバとしてもよい。
(5) Attachment of Terminals and the like Terminals (terminal pins 13) for connection to a power source are attached to the end of the pattern of the heating element 12 by soldering. Further, a thermocouple is fixed to the bottomed hole 14 with a silver solder, a gold solder, or the like, and sealed with a heat-resistant resin such as polyimide, and the manufacture of the ceramic heater 10 is completed. In the ceramic heater of the present invention, an electrostatic chuck may be provided by providing an electrostatic electrode, or a wafer prober may be provided by providing a chaptop conductor layer.

【0051】[0051]

【実施例】(実施例1)SiC製のセラミックヒータ
(図2参照)の製造 (1)SiC粉末(平均粒径:0.3μm)100重量
部、焼結助剤のBCを4重量部、アクリル系バインダ
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。
EXAMPLES (Example 1) Production of a ceramic heater made of SiC (see FIG. 2) (1) 100 parts by weight of SiC powder (average particle size: 0.3 μm) and 4 parts by weight of sintering aid B 4 C , A composition comprising 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.

【0052】(2)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(グリーン)を得た。 (3)加工処理の終った生成形体を2100℃、圧力:
18MPaでホットプレスし、厚さが3mmのSiCセ
ラミック基板を得た。次に、この板状体の表面から直径
210mmの円板体を切り出し、表面をRa=0.1μ
mになるまで鏡面研磨し、セラミック基板11とした。
セラミック基板11に、テトラエチルシリケート25重
量部、エタノール37.6重量部、塩酸0.3重量部か
らなる混合液を24時間、攪拌しながら加水分解重合さ
せたゾル溶液をスピンコートで塗布し、ついで80℃で
5時間乾燥させ、1000℃で1時間焼成してSiCセ
ラミック基板11表面に厚さ2μmのSiOの膜18
0を形成した。SiO膜はほぼ鏡面であり、JIS
B 0601 Ra=0.1μmであった。なお、面粗
度は、表面形状測定器(KAL・Tencor社製 P
−11)により測定した。
(2) Next, this granular powder was put into a mold and molded into a flat plate to obtain a formed product (green). (3) The processed form is processed at 2100 ° C. and pressure:
Hot pressing was performed at 18 MPa to obtain a SiC ceramic substrate having a thickness of 3 mm. Next, a disk having a diameter of 210 mm was cut out from the surface of the plate, and the surface was Ra = 0.1 μm.
m was mirror-polished to obtain a ceramic substrate 11.
A mixture of 25 parts by weight of tetraethyl silicate, 37.6 parts by weight of ethanol and 0.3 part by weight of hydrochloric acid was applied to the ceramic substrate 11 by spin coating with a sol solution obtained by hydrolytic polymerization with stirring for 24 hours. After drying at 80 ° C. for 5 hours and firing at 1000 ° C. for 1 hour, a 2 μm thick SiO 2 film 18 is formed on the surface of the SiC ceramic substrate 11.
0 was formed. The SiO 2 film is almost specular and JIS
B 0601 Ra = 0.1 μm. The surface roughness was measured using a surface profiler (PAL manufactured by KAL Tencor).
-11).

【0053】この成形体にドリル加工を施し、シリコン
ウエハ19の支持ピンを挿入する貫通孔15となる部
分、熱電対を埋め込むための有底孔14となる部分(直
径:1.1mm、深さ:2mm)を形成した。
Drilling is performed on the formed body to form a through hole 15 for inserting a support pin of a silicon wafer 19 and a bottomed hole 14 for embedding a thermocouple (diameter: 1.1 mm, depth: : 2 mm).

【0054】(4)上記(3)で得たセラミック基板1
1に、スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印
刷パターンは、図1に示したような同心円状と屈曲状の
混成パターンとした。パターンには、端子部13a,1
3b,13c,13d,13eが形成されている。ただ
し、抵抗発熱体形成領域の最外周が上記セラミック基板
の側面から30mmになるようにした。導体ペーストと
しては、プリント配線板のスルーホール形成に使用され
ている徳力化学研究所製のソルベストPS603Dを使
用した。この導体ペーストは、銀ペーストであり、銀1
00重量部に対して、酸化鉛(5重量%)、酸化亜鉛
(55重量%)、シリカ(10重量%)、酸化ホウ素
(25重量%)およびアルミナ(5重量%)からなる金
属酸化物を7.5重量部含むものであった。また、銀粒
子は、平均粒径が4.5μmで、リン片状のものであっ
た。
(4) The ceramic substrate 1 obtained in the above (3)
1, a conductor paste was printed by screen printing. The printing pattern was a concentric and bent hybrid pattern as shown in FIG. The pattern includes terminal portions 13a, 1
3b, 13c, 13d and 13e are formed. However, the outermost circumference of the resistance heating element formation region was set to be 30 mm from the side surface of the ceramic substrate. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. This conductor paste is a silver paste, and silver 1
A metal oxide composed of lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), boron oxide (25% by weight), and alumina (5% by weight) was added to 00 parts by weight. It contained 7.5 parts by weight. The silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were scaly.

【0055】(5)次に、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基板11に焼き付け、
発熱体12を形成した。銀の発熱体12は、厚さが5μ
m、幅2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□であっ
た。
(5) Next, the ceramic substrate 11 on which the conductor paste is printed is heated and fired at 780 ° C. to sinter silver in the conductor paste and to bake the substrate 11 on the substrate 11.
Heating element 12 was formed. The silver heating element 12 has a thickness of 5 μm.
m, the width was 2.4 mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0056】(6)硫酸ニッケル80g/l、次亜リン
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6g/lの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(5)で作
製した基板11を浸漬し、銀−鉛の発熱体12の表面に
厚さ1μmの金属被覆層(ニッケル層)12aを析出さ
せた。抵抗発熱体の表面の面粗度はJIS B 060
1 Ra=0.5μmであった。
(6) Nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
The substrate 11 prepared in the above (5) was immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of boric acid of 8 g / l and ammonium chloride of 6 g / l. A coating layer (nickel layer) 12a was deposited. The surface roughness of the surface of the resistance heating element is JIS B 060
1 Ra was 0.5 μm.

【0057】(7)電源との接続を確保するための端子
を取り付ける部分に、スクリーン印刷により、銀−鉛半
田ペースト(田中貴金属製)を印刷して半田層を形成し
た。ついで、半田層の上にコバール製の端子ピン13を
載置して、420℃で加熱タフローし、端子ピン13を
発熱体12の表面に取り付けた。
(7) A silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku) was printed by screen printing on a portion where a terminal for securing connection to a power supply was to be formed, to form a solder layer. Next, the terminal pins 13 made of Kovar were placed on the solder layer, and heated and tapped at 420 ° C. to attach the terminal pins 13 to the surface of the heating element 12.

【0058】(8)温度制御のための熱電対を有底孔1
4にはめ込み、セラミック接着剤(東亜合成製 アロン
セラミック)を埋め込んで固定しセラミックヒータ10
を得た。
(8) A thermocouple for controlling temperature is provided in the bottomed hole 1
4 and embedded and fixed with a ceramic adhesive (Aron Ceramic manufactured by Toa Gosei).
I got

【0059】(実施例2) (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、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、アクリルバインダ11.5重量
部、分散剤0.5重量部、SiCを0、5、10重量%
(詳細は表1)、および1−ブタノールとエタノールと
からなるアルコール53重量部を混合したペーストを用
い、ドクターブレード法による成形を行って、厚さ0.
47mmのグリーンシートを得た。
Example 2 (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size: 1.1 μm), yttria (average particle size:
0.4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.5 parts by weight, SiC 0, 5, 10% by weight
(Details are shown in Table 1), and a paste obtained by mixing 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol was molded by a doctor blade method to a thickness of 0.1.
A 47 mm green sheet was obtained.

【0060】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにより直径1.8m
m、3.0mm、5.0mmの半導体ウエハ支持ピンを
挿入する貫通孔となる部分、外部端子と接続するための
スルーホールとなる部分を設けた。
(2) Next, the green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, punch 1.8m in diameter
A portion serving as a through hole for inserting a semiconductor wafer support pin having a length of 3.0 mm and 5.0 mm, and a portion serving as a through hole for connecting to an external terminal were provided.

【0061】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイト粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調製し
た。平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量
部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テルピネオ
ール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBを調製した。この導電性ペーストA
をグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペー
スト層を形成した。印刷パターンは、同心円パターンと
した。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, acrylic binder 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A. A conductive paste B was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersant. This conductive paste A
Was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer. The printing pattern was a concentric pattern.

【0062】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。上記処
理の終わったグリーンシート50に、さらに、タングス
テンペーストを印刷しないグリーンシート50′を上側
(加熱面)に34枚、下側に13枚積層し、その上に静
電電極パターンからなる導体ペースト層を印刷したグリ
ーンシート50を積層し、さらにその上にタングステン
ペーストを印刷していないグリーンシート50′を2枚
積層し、これらを130℃、80kg/cmの圧力で
圧着して積層体を形成した。
Further, the conductive paste B was filled in a through hole for a through hole for connecting an external terminal. On the green sheet 50 after the above processing, 34 green sheets 50 ′ on which no tungsten paste is printed are laminated on the upper side (heating surface) and 13 green sheets 50 ′ are laminated on the lower side, and a conductive paste composed of an electrostatic electrode pattern is formed thereon. The green sheet 50 on which the layers are printed is laminated, and two green sheets 50 ′ on which the tungsten paste is not printed are further laminated thereon, and these are pressed at 130 ° C. under a pressure of 80 kg / cm 2 to form a laminate. Formed.

【0063】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150
kg/cmで3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒
化アルミニウム板状体を得た。これを230mmの円板
状に切り出し、内部に厚さ6μm、幅10mmの抵抗発
熱体を有する窒化アルミニウム製の板状体とした。板状
体をマルトー製 ダイヤモンドペースト(粒径0.25
μm)でポリシングし表面をJIS B 0601 R
a=0.5μmとした。
(4) Next, the obtained laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. under a pressure of 150 ° C.
It was hot-pressed at kg / cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. This was cut out into a disk shape of 230 mm, and a plate-shaped body made of aluminum nitride having a resistance heating element with a thickness of 6 μm and a width of 10 mm inside was obtained. Plate-like material is made of Malto's diamond paste (particle size 0.25
μm) and the surface is JIS B 0601 R
a = 0.5 μm.

【0064】(5)次に、(4)で得られた板状体を、
ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、Si
C等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔
(直径:1.2mm、深さ:2.0mm)を設けた。
(5) Next, the plate obtained in (4) is
After polishing with a diamond grindstone, a mask is placed and Si
A bottomed hole (diameter: 1.2 mm, depth: 2.0 mm) for a thermocouple was provided on the surface by blasting treatment with C or the like.

【0065】(6)さらに、スルーホールが形成されて
いる部分をえぐり取って袋孔13、14とし、この袋孔
13、14にNi−Auからなる金ろうを用い、700
℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子6、18を
接続させた。なお、外部端子の接続は、タングステンの
支持体が3点で支持する構造が望ましい。接続信頼性を
確保することができるからである。
(6) Further, the portions where the through holes are formed are cut out to form blind holes 13 and 14, and a gold solder made of Ni—Au is used for the blind holes 13 and 14, and 700.
The external terminals 6, 18 made of Kovar were connected by heating and reflowing at ° C. The connection of the external terminals is desirably a structure in which a tungsten support is supported at three points. This is because connection reliability can be ensured.

【0066】(7)次に、温度制御のための複数の熱電
対を有底孔に埋め込んだ。
(7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes.

【0067】(実施例3)実施例2に準じるが、板状体
をマルトー製 ダイヤモンドペースト(粒径1μm)で
ポリシングし表面をJIS B 0601 Ra=3μ
mとした。 (実施例4)実施例2に準じるが、板状体を#800の
ダイヤモンドと石で研磨した。表面はJIS B 06
01 Ra=18μmであった。 (実施例5)実施例2と同様であるが、板状体の厚さを
20mmとした。
(Example 3) According to Example 2, the plate was polished with a diamond paste (particle size: 1 µm) made by Malto, and the surface was JIS B 0601 Ra = 3 µm.
m. Example 4 According to Example 2, the plate was polished with # 800 diamond and stone. The surface is JIS B 06
01Ra = 18 μm. (Example 5) The same as Example 2, except that the thickness of the plate-like body was set to 20 mm.

【0068】(比較例1)実施例2に準じるが、特開平
7−130830号公報同様に板状体をポリシングしな
かった。表面の面粗度はJIS B 0601 Ra=
21μmであった。 (比較例2)実施例2に準じるが、特開平7−1308
30号公報同様に板状体をポリシングしなかった。ま
た、板状体の直径を150mmとした。 (比較例3)実施例2に準じるが、板状体の厚さを25
mmとした。以上、実施例と比較例のヒータについて1
40℃まで昇温し、空気を100cm/秒で吹きつけ
て90℃まで降温するまでの時間を測定した結果を表1
に示す。空気が接触する面の面粗度が大きいほど降温し
にくい。また、板状体の直径が150mmの場合は、ポ
リシングしなくても、降温速度は6分と比較的早いこと
がわかる。さらに、厚さが25mmでは、熱容量が大き
くなりすぎて降温速度は8分と遅くなってしまう。
Comparative Example 1 According to Example 2, but the plate was not polished as in JP-A-7-130830. The surface roughness of the surface is JIS B 0601 Ra =
It was 21 μm. (Comparative Example 2) According to Example 2, but disclosed in JP-A-7-1308.
As in the case of JP-A No. 30, the plate was not polished. The diameter of the plate was set to 150 mm. (Comparative Example 3) According to Example 2, except that the thickness of the
mm. As described above, the heaters of Example and Comparative Example were
Table 1 shows the results of measuring the time until the temperature was raised to 40 ° C. and the temperature was lowered to 90 ° C. by blowing air at 100 cm 3 / sec.
Shown in The greater the surface roughness of the surface in contact with air, the more difficult it is to lower the temperature. In addition, when the diameter of the plate-like body is 150 mm, it can be seen that the temperature drop rate is relatively fast as 6 minutes without polishing. Further, when the thickness is 25 mm, the heat capacity becomes too large, and the temperature drop rate becomes as slow as 8 minutes.

【0069】[0069]

【表1】 [Table 1]

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、降温時間
を早くすることができ、半導体製造のスループットの時
間を短縮できる。
As described above, according to the present invention, the temperature reduction time can be shortened, and the throughput time of semiconductor manufacturing can be shortened.

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

【図1】本発明のセラミックヒータの抵抗発熱体パター
ン図
FIG. 1 is a pattern diagram of a resistance heating element of a ceramic heater according to the present invention.

【図2】本発明のセラミックヒータの断面図FIG. 2 is a sectional view of the ceramic heater of the present invention.

【図3】本発明のセラミックヒータの構造断面図FIG. 3 is a structural sectional view of the ceramic heater of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミックヒータ 11 セラミック基板 12 抵抗発熱体 13 端子ピン 14 有底孔 15 貫通孔 Reference Signs List 10 ceramic heater 11 ceramic substrate 12 resistance heating element 13 terminal pin 14 bottomed hole 15 through hole

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 H05B 3/12 B 3/12 3/20 393 3/20 393 3/68 3/68 H01L 21/30 567 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA03 AA08 AA10 AA34 AA37 BA02 BA05 BA08 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 BC23 BC29 CA02 CA26 DA04 JA10 3K092 PP20 QA05 RF03 RF11 RF19 RF22 RF27 VV15 4M106 AA01 DH44 DJ32 5F031 HA02 HA03 HA08 HA16 HA33 HA37 MA28 MA32 MA33 5F046 KA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 3/10 H05B 3/12 B 3/12 3/20 393 3/20 393 3/68 3/68 H01L 21/30 567 F term (reference) 3K034 AA02 AA03 AA08 AA10 AA34 AA37 BA02 BA05 BA08 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 BC23 BC29 CA02 CA26 DA04 JA10 3K092 PP20 QA05 RF03 RF11 RF19 RF22 RF27 VV15 4M106 HAA3 HA33 HA32 MA28 MA32 MA33 5F046 KA04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板の表面または内部に抵抗
発熱体が形成されてなるセラミックヒータであって、 セラミック基板の加熱面の反対側面の面粗度がRaで2
0μm以下であることを特徴とする半導体製造・検査装
置用セラミックヒータ。
1. A ceramic heater having a resistance heating element formed on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein a surface roughness of a side opposite to a heating surface of the ceramic substrate is 2 in Ra.
A ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, wherein the ceramic heater has a thickness of 0 μm or less.
【請求項2】 前記セラミックヒータは、加熱面の反対
側面を冷却流体で冷却する機構を有する請求項1に記載
の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
2. The ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 1, wherein said ceramic heater has a mechanism for cooling a side opposite to a heating surface with a cooling fluid.
【請求項3】 前記セラミックヒータは、加熱面の反対
側面の表面に抵抗発熱体が形成され、該抵抗発熱体の表
面の面粗度がRaで20μm以下である請求項1または
2に記載の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
3. The ceramic heater according to claim 1, wherein a resistance heating element is formed on a surface opposite to a heating surface, and a surface roughness of the surface of the resistance heating element is 20 μm or less in Ra. Ceramic heater for semiconductor manufacturing and inspection equipment.
【請求項4】 前記セラミックヒータは、加熱面の反対
側面の表面に絶縁層が形成され、絶縁層表面に抵抗発熱
体が形成されてなるとともに、絶縁層の面粗度がRaで
20μm以下である請求項1から3のいずれか1に記載
の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
4. The ceramic heater according to claim 1, wherein an insulating layer is formed on a surface on a side opposite to a heating surface, a resistance heating element is formed on the surface of the insulating layer, and the surface roughness of the insulating layer is 20 μm or less in Ra. The ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記セラミック基板は、円板形状である
請求項1から4のいずれか1に記載の半導体製造・検査
装置用セラミックヒータ。
5. The ceramic heater according to claim 1, wherein the ceramic substrate has a disk shape.
【請求項6】 前記セラミック基板は炭化物または窒化
物セラミックである請求項1〜5のいずれか1に記載の
半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
6. The ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 1, wherein said ceramic substrate is a carbide or nitride ceramic.
【請求項7】 前記セラミック基板の厚さは、25mm
以下である請求項1〜6のいずれか1に記載の半導体製
造・検査装置用セラミックヒータ。
7. The thickness of the ceramic substrate is 25 mm.
The ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 1, wherein the ceramic heater is:
【請求項8】 前記セラミック基板の直径は、150m
mを越える請求項1〜7のいずれか1に記載の半導体製
造・検査装置用セラミックヒータ。
8. The diameter of the ceramic substrate is 150 m.
The ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the number exceeds m.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004019658A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-04 Ibiden Co., Ltd. Metal heater
JP2006517341A (en) * 2003-02-05 2006-07-20 セムコ エンジニアリング エス.アー. Electrostatic chuck incorporating high-frequency electrode and temperature control means
JP2007142441A (en) * 2006-12-01 2007-06-07 Kyocera Corp Wafer supporting member
CN115172231A (en) * 2022-09-08 2022-10-11 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) Rapid heating and cooling eutectic heating table with atmosphere protection

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3205301B2 (en) * 1993-10-25 2001-09-04 富士通株式会社 Infrared heater and soldering device using the same
JPH07307377A (en) * 1993-12-27 1995-11-21 Shin Etsu Chem Co Ltd Ceramic heater with electrostatic chuck
JP3788836B2 (en) * 1996-12-24 2006-06-21 東芝セラミックス株式会社 Vapor growth susceptor and manufacturing method thereof
JP2001117079A (en) * 1999-10-18 2001-04-27 Ibiden Co Ltd Heating device of substrate for liquid crystal display plate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004019658A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-04 Ibiden Co., Ltd. Metal heater
JP2006517341A (en) * 2003-02-05 2006-07-20 セムコ エンジニアリング エス.アー. Electrostatic chuck incorporating high-frequency electrode and temperature control means
JP2007142441A (en) * 2006-12-01 2007-06-07 Kyocera Corp Wafer supporting member
JP4658913B2 (en) * 2006-12-01 2011-03-23 京セラ株式会社 Wafer support member
CN115172231A (en) * 2022-09-08 2022-10-11 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) Rapid heating and cooling eutectic heating table with atmosphere protection
CN115172231B (en) * 2022-09-08 2022-11-25 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) Rapid heating and cooling eutectic heating table with atmosphere protection

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