JP2002184557A

JP2002184557A - 半導体製造・検査装置用ヒータ

Info

Publication number: JP2002184557A
Application number: JP2000377236A
Authority: JP
Inventors: Keizo Sugimoto; 圭三杉本; Yasutaka Ito; 康隆伊藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱、冷却に際しての熱衝撃に対して強く、か
つ加熱面の温度均一性に優れるヒータの構造を提案する
こと。【解決手段】基板いずれか一方の表面もしくはその内部
に発熱体を設けてなるセラミック製板状のヒータであっ
て、前記基板が複数の板状セグメントで構成されている
と共に、各セグメント毎に独立した発熱体パターンが形
成されているか、またはそのセグメントが棒状であっ
て、その棒状セグメントを加熱面か平面を呈するように
列設して、１塊まりとなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造・検査
装置などに用いられるヒータに関し、とくに熱衝撃など
による基板破損のおそれが少なく、被加熱物の均一加熱
を実現でき、高速での昇温・降温性能に優れたヒータに
ついて提案する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製品の電子回路は、シリコンウエ
ハー上にエッチングレジストとして感光性樹脂を塗布し
たのち、エッチングすることにより形成されている。こ
の場合、シリコンウエハーの表面に塗布された感光性樹
脂は、スピンコーターなどにより塗布されたものである
から、塗布後に乾燥する必要がある。その乾燥処理は、
感光性樹脂を塗布したシリコンウエハーをホットプレー
ト（以下、単に「ヒータ」という）の上に載置して加熱
することにより行われる。従来、このような半導体製造
・検査装置用ヒータとしては、金属板（アルミニウム基
等）からなる基板に、発熱体を配線したものなどが用い
られている。

【０００３】ところが、このような金属製基板からなる
ヒータを、半導体製品の乾燥に用いた場合、次のような
問題点があった。それは、ヒータの基板が金属製である
ことから、基板の厚みを１５ｍｍ以上に厚くしなければ
ならない。なぜなら、薄い金属製基板では、加熱に起因
する熱膨張により、そりや歪みが発生してしまい、この
基板上に載置されるウエハーが破損したり傾いたりして
しまうからである。しかも、このような金属製ヒータ
は、厚みがあるため重量が大きく、かさばるという問題
があった。

【０００４】また、基板（金属製）に取付けた発熱体に
印加する電圧や電流量を変えることにより、ヒータの加
熱温度を制御する場合、基板の厚みが大きいと、基板の
温度が電圧や電流量の変動に迅速に追従せず、基板の温
度制御特性が悪いという問題点もあった。これに対して
従来、特開平１１−４０３３０号公報などでは、基板と
して窒化物セラミックを用いたヒータが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミックヒータは、セラミックスの中では強靭な窒化
物セラミックであったとしても、シリコンウエハを加熱
しようとするときに不可避的に起こる、いわゆるヒータ
の表面に偏った温度分布が発生したりする。また、ヒー
タの昇温や降温の速度を速くしようとすると、熱衝撃に
より、該セラミック基板そのものが破損するという問題
があった。その原因の１つとして、セラミックヒータを
構成するセラミック基板の平坦度が悪いことの他に、該
セラミック基板が大きな一枚の円盤状となっていること
が考えられる。とくに、急速な加熱や冷却が繰り返され
る場合に、該セラミック基板が受ける熱的な衝撃が基板
の大きさに比例して幾何級数的に大きくなり、基板破損
の頻度が高まるという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、加熱と冷却を繰
返すヒートサイクルの影響を少なく受けることができる
と共に、その影響による熱衝撃に対して強く破損しにく
く、高速での昇温、降温特性に優れ、しかも加熱面の温
度均一性に優れたヒータの構造を提案することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上掲の目的の実現に向
け、発明者らは、セラミック基板を用いることによる該
基板の破損の原因について研究した。その中で、温度制
御を行っているにもかかわらず、セラミック基板に不均
一な温度分布が発生したり、破損したりする主な理由
は、セラミック基板が一枚もので仕上げられているから
であり、熱応力が、面積に比例して大きくなることにあ
ることがわかった。このことは、特開平１１−４０３３
０号公報などの、金属製ヒータが抱えている問題とも共
通している。すなわち、加熱面の平坦性を確保するため
には、金属基板を厚くかつ一枚もので仕上げなければな
らない。ところが、基板を厚く大きくすると、基板（金
属）の自重がそれだけ大きくなって、撓みが生じ、却っ
て、加熱面の平坦度が低下するのである。従って、その
撓みを防止するためには、基板の厚さをさらに厚くしな
ければならず、このことは基板の熱容量を大きくして、
昇温や降温の特性の低下を招くのである。そこで、発明
者らは、さらに研究を続けた結果、セラミック基板、金
属基板などの熱拡散基板を分割して面積の小さい複数の
板状セグメントにするか（即ち、ヒータを複数のセグメ
ントの集合体で構成する）、あるいは熱拡散基板を複数
の棒状体に置換することが、前記課題の解決のためには
有効であることを見い出し、本発明に想到した。

【０００８】すなわち、本発明は、被加熱物を加熱する
ための発熱機能を有する複数のセグメントで構成されて
いることを特徴とするヒータである。

【０００９】このヒータにおいて、前記セグメントは、
少なくとも加熱面側が水平もしくは傾斜した平面を呈す
るように配設されることが好ましい。前記のセグメント
は各々、その加熱面の位置が位置調整機構によって調整
可能になるようにすることが好ましい。なお、このヒー
タは、半導体製品を加熱する半導体製造・検査装置に用
いられる。

【００１０】また、本発明は、基板のいずれか一方の表
面もしくはその内部に発熱体を設けてなるヒータであっ
て、この基板は複数の板状セグメントを組み合わせて構
成されていると共に、各セグメントにはそれぞれ独立し
た発熱体を有することを特徴とするヒータ。前記基板
は、金属またはセラミック製である請求項５に記載のヒ
ータを提案する。

【００１１】このヒータにおいて、前記発熱体は、被加
熱物を加熱する面とは反対側の面に形成されることが好
ましい。セグメントの形態は、扇形、または中心部とそ
の外回りにある１以上の環状部とからなるものが好まし
く、これらのセグメントを組合わせて円形に形成するこ
とが好ましい。各セグメントには、それぞれ測温素子を
設けることが好ましい。前記セグメントは、少なくとも
加熱面側が水平面を呈するように配設されることが好ま
しい。前記セグメントは各々、その加熱面の位置が位置
調整機構によって調整可能であることが好ましい。な
お、このヒータは、半導体製品を加熱する半導体製造・
検査装置に用いられる。

【００１２】本発明は、また、表面または内部に発熱体
を有する複数の棒状セグメントを、少なくとも加熱面側
が平面を呈するように配列してなるヒータを提案する。
前記棒状セグメントの先端を被加熱物の方向に向けて配
列することが好ましい。前記棒状セグメントの胴体部を
被加熱物の方向に向けて配列することが好ましい。前記
棒状セグメントと被加熱物との間に熱拡散板を介在させ
ることが好ましい。前記セグメントには、各々の加熱面
側の位置を調整するための位置調整機構を取付けること
が好ましい。なお、このヒータは、半導体製品を加熱す
る半導体製造・検査装置に用いるものである。

【００１３】以上発明したように、本発明によれば、セ
グメント１個あたりの大きさが、従来のような１枚もの
に比べて小さくなるため、それだけ熱応力も小さく、熱
衝撃での破壊はなくなるので、高速での昇温や降温も可
能になる。また、自重も小さいため撓み量も小さく、半
導体ウエハや半導体チップなどの半導体製品（以下、
「被加熱物」という）とセグメント（板状や棒状のセグ
メント）との距離が正確に保持できるようになるため、
被加熱物の均一加熱が可能になる。なお、本発明では、
被加熱物と板状セグメント、被加熱物と棒状セグメント
とを直接接触させて加熱してもよく、また５〜5000μｍ
程度を離間させて保持して加熱してもよい。本発明にお
いて、発熱機能を持つ板状（セグメント）または棒状セ
グメントは、少なくとも加熱面側が平坦な面になるよう
に組み合わせて配列することが必要である。この理由
は、被加熱物とセグメントとの距離を一定に保持して均
一加熱しやすいからである。また、板状ならびに棒状セ
グメントについては、各々その加熱面側の位置が調整で
きるように位置調整機構を設ける。この理由は、加熱面
の位置を調整することによって、加熱物と該セグメント
加熱面との距離を微調整して、被加熱物を均一に加熱で
きるようにするためである。

【００１４】本発明にかかるヒータは、半導体製品を加
熱する半導体製造装置、例えば、コータデベロッパ、エ
ッチャー、スパッタリング装置、静電チャックなどに使
用でき、また、半導体検査装置、例えば、ウエハプロー
バなどに使用することができる。また、複数のセグメン
トの集合体の面積、即ち加熱面に相当する領域の面積
は、直径にして２００ｍｍ以上とすることが望ましい。
この理由は、２００ｍｍ以上の大きな基板を使用する場
合に、熱衝撃による破壊、温度不均一という上述した問
題が特に発生しやすく、本発明の如き提案が有効となる
からである。また、このヒータは、使用温度帯域も１０
０〜２００℃の低温域、２００〜４００℃の中温域、４
００〜８００℃の高温域の各領域で使用することができ
る。さらに、前記セグメントが板状の基板である場合に
は、その厚さは１５ｍｍ未満であることが望ましい。そ
れは熱容量を小さくできるからである。また、セグメン
トとして棒状体のものを使用する場合には、その長さは
１００ｍｍ以下のものが望ましい。その理由は温度制御
しやすいからである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるヒータの詳
しい構成について、実施の形態に則して説明する。実施
の形態は、主として以下の２つに大別できる。加熱機能を持つセグメントとして、板状のセラミッ
クまたは板状の金属からなる基板を用いる形態であっ
て、これらの基板のいずれか一方の表面もしくはその内
部に発熱体を設けてなるヒータである。そして、このタ
イプのヒータは、前記基板が複数のセグメントを組み合
わせて、例えば円板状になるように構成すると共に、各
セグメント毎に独立した発熱体を設けることを特徴とし
ている。加熱機能を持つセグメントとして、セラミック製ま
たは金属製の棒状体を用いる形態であって、その表面ま
たは内部に発熱体を有する複数の棒状セグメントを縦配
列もしくは寄せ集めて、少なくともその加熱面側の端側
が平坦な面を形造るように列設してなることを特徴とす
るものである。

【００１６】以下まず、上記のヒータについて説明す
る。発明者らの知見によると、例えば、セラミック基板
をヒータの基板として使うときに、発熱体が該基板のい
ずれか一方の表面または内部のいずれに設けられるかは
別にして、発熱体への通電、遮断時に、特にそれが急速
にしかも繰返し行われるとき、セラミック製の基板はし
ばしば破損する現象に遭遇した。このようなセラミック
製基板の破損の原因は、上述した発熱体への通電、遮断
の繰返しに伴なう該セラミック製基板にかかる熱負荷に
よるものであることがわかってきた。その熱負荷は、基
板のサイズが大きくなればなるほど増大し、加熱−冷却
の繰返しが激しいほど大きくなるという問題がある。一
方、金属基板を使用する場合においても、金属はセラミ
ックに比べてヤング率が低く変形しやすいため、自重で
変形して被加熱物との距離が中央部程大きくなり、被加
熱物を均一加熱できないという問題があった。そのた
め、金属製基板は厚くする必要があり、結局、昇温や降
温の速度が低下してしまう。

【００１７】セラミック基板にかかる不均一な熱負荷を
軽減するために、本発明では、該セラミック基板１を、
従来例に示す図１のような、ホットプレート（ヒータ）
の大きさに準じた一体ものにて形成するのではなく、図
２に示すように、複数のセグメント（セクター）１ａ、
１ｂ…１ｅに分割し、これらのセグメント１ａ、１ｂ…
１ｎを組合わせることにより、全体として本来の形であ
る円形にすることにした。このように、種々の形状のセ
グメント１ｎ複数個を組合わせて用いると、そのセグメ
ント自身はそれぞれのサイズが小さくなるので、上述し
た不均一な熱負荷を受ける機会が少なくなり、その分だ
け、該セラミック基板破損の機会は減少し、セラミック
ヒータとしての信頼性と寿命とが向上する。一方、金属
基板を使用した場合には、各セグメントの面積が小さく
なり、自重によるたわみも減少するため、被加熱物との
距離を一定に保つことができ、被加熱物の均一加熱を実
現できる。

【００１８】本発明に適合するセラミックや、金属板か
らなる分割形基板を構成する各セグメントの形状として
は、図２(a) に示すような、４分円や８分円の如きの扇
形形状のもの、あるいは図２(b) に示すような、中心円
部とその外まわりを囲むように設けられた１以上の環状
部とからなる形状のものが好ましく、そしてその環状部
はまた、円周方向にさらに複数に分割されたもの（多分
割環状部）であってもよい。これらの分割形状は、限定
的ではなく、例示したもの以外でもかまわないが、ウエ
ハなどを均一に過熱するためには組合わせた形状が、最
終的に円形となるように分割することが望ましい。

【００１９】そして、上記各セグメントには、図２
(a)、(b)に示すように、それぞれ独立した発熱体パター
ン（抵抗発熱体２ａ、２ｂ…２ｎ）が、該セグメント
（セラミック、金属基板１）の内部に埋設されるか、ま
たはいずれか一方の表面に配設されている。そして、こ
れらの各セグメント１ｎを全体として円形となるように
組合わせて、１つのセラミックヒータ、金属ヒータを完
成させるのである。

【００２０】これら抵抗発熱体２のパターンは、基本的
には対称となるように配線されたものの方が、均一加熱
を果す上で好適である。

【００２１】上記各セグメント相互間の結合は、それぞ
れの境界を接着剤を介して接着してもよく、また断熱リ
ング８やボルトのような締付け具９および押さえ金具１
０を介して、支持器100のケーシング１１に直接固定す
ることによって行ってもよい。

【００２２】図３は、本発明セラミックヒータを半導体
製造・検査装置用ホットプレートユニットに適用した例
を示すものであり、このセラミックヒータを支持器に取
付けた状態の一実施形態を示す縦断面図である。

【００２３】セラミック基板１は、複数のセグメント１
ａ…１ｎを繋ぎ合わせて、好ましくは円板状に合体形成
され、そして各セグメント１ｎ（セラミック基板）のい
ずれか一方の面、例えば底面には、それぞれ独立した抵
抗発熱体２ａ…２ｎが図２(a)、(b)に示すようなパター
ンで形成されている。好ましくは、この抵抗発熱体２
は、ヒータ全体に対称に、もしできれば同心円状の回路
になるように接続する。

【００２４】そして、各セグメント１ｎを接合してなる
セラミック基板１の、中心に近い部分には、シリコンウ
エハの運搬等に用いるリフターピンを装入するための複
数の貫通孔３が形成してあり、さらにこの貫通孔３の直
下には、図２に示すように、該貫通孔３に連通するよう
にガイド管５が設けられ、さらに支持器100の底板４部
分にも、これらが連通する底板貫通孔４ａが形成されて
いる。

【００２５】そして、セラミック基板１の各セグメント
１ｎのそれぞれの底面側には、図３に示すように、熱電
対等の測温素子６を装入するための有底孔７が形成さ
れ、その測温素子６は、リード線などを介して底板４に
設けた貫通孔４ａより外部電源に接続されるようになっ
ている。このように、各セグメント１ａ…１ｎ毎に上記
の測温素子ｂを取付けて、各セグメント１ａ…１ｎ毎に
温度制御を行うようにすれば、セラミックヒータ基板１
全体に、ひいてはセラミックヒータの全体を均一加熱す
るための温度制御を細かく行うことができるようにな
る。その結果、基板全体が不均一な温度分布になるよう
なことがなくなる。

【００２６】各セグメント１ａ…１ｎからなるかかるセ
ラミック基板１は、主として、外周に取付けた断熱リン
グ８を介して支持器100の円筒状ケーシング１７内上部
に嵌め込まれ、ボルト等の締結具９とワッシャの如き押
さえ金具１０とによって支持器100に固定される。ま
た、この支持器100 のケーシング１７内のセラミック基
板１の下方には、中底板１１が取付けられ、さらにこの
中底板１１の下方には、必要に応じて底板４も固定され
る。

【００２７】この図３に示したホットプレートユニット
の例では、セラミック基板１を断熱リング８を介して支
持器100のケーシング１７頂部の内部に嵌め込んだ構造
であるが、図示を省略するがその他に、セラミック基板
１を支持器100のケーシング１７の上に載置し、ボルト
等の締結具９を用い、断熱部材８’を介して支持器100
の頂部に固定した態様であってもよい。

【００２８】前記ホットプレートユニットにおいて、各
セグメント１ａ…１ｎに設けられているＲ抵抗発熱体２
の端部２ｅには、外部端子１２が接続され、この外部端
子１２はソケット１３を介してリード線１４と接続され
ており、このリード線１４はまた、底板４の貫通孔４ａ
より外部に引き出され、電源（図示せず）との接続が図
られている。

【００２９】前記底板４には冷媒導入管１５が取付けて
あり、支持器100の内部に冷却用のエアー等を導入する
ことができるようになっている。なお、中底板１１に
は、底板４に固定されているガイド管５、冷媒導入管１
５等の邪魔にならないように、貫通孔３が形成されてい
る。

【００３０】なお、セラミック基板１上には、貫通孔３
を介して設けられているリフターピンにてシリコンウエ
ハを加熱面側に支持することにより、シリコンウエハを
セラミック基板１の上面より一定の距離離間させた状態
で支持して加熱等の処理を行う。

【００３１】上記支持器の構成において、中底板および
／または底板は、外枠となる筒状のケーシング１７の中
ほど、または下端に取付けられる。その中底板１１は、
セラミック基板１の下方にあって抵抗発熱体２から放射
された熱を反射して、該セラミック基板１の保温効果を
向上させたり、セラミック基板１の下方に設けた配線や
外部機器等を熱から保護する、所謂、熱遮蔽の目的で設
けられているものである。また、この中底板１１は、前
記ケーシング１７中にあって、セラミック基板１の保温
の他に、昇温後の冷却時に冷媒を循環させるための空間
を提供するためにも有効であり、セラミック基板１１の
保温・冷却効率を向上させるものである。また、この中
底板１１には配線を固定することもできる。

【００３２】なお、上述した中底板１１については、セ
ラミック基板側の表面をダイヤモンド砥粒で鏡面処理、
または、＃５０〜＃800のダイヤモンド砥石を使用して
研磨等を行うことにより、JIS B 0601に基づく面粗度が
Ra＝２０μｍ以下となるように研磨することが望まし
い。

【００３３】またこれらの中底板１１や底板４は、支持
器100のケーシング１７に対し必ずしも固定する必要は
なく、例えば、中底板１１を底板４に設けた板バネ（図
示せず）で押圧支持しててもよい。このように、板バネ
を用いることにより、支持器100 のケーシング１７とは
非接触で中底板１１を支持することができるようにな
り、中底板１１の熱膨張や収縮により支持器100 が歪む
ようなことがなくなる。

【００３４】上記セラミック基板を構成するセグメント
１ａ…１ｎの材料としては、例えば、窒化物セラミッ
ク、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられ
る。上記窒化物セラミックの例としては、窒化アルミニ
ウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等を用いる
ことができ、上記炭化物セラミックの例としては、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、炭化タングステン等を用いることができる。
上記酸化物セラミックの例としては、例えば、アルミ
ナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト等を用いる
ことができる。これらのセラミックは単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。

【００３５】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの法が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が180Ｗ／ｍ・Ｋと最も高いからである。

【００３６】また、セラミック基板に替えて、金属基板
を同様に使用することができる。金属基板としては、ス
テンレス、アルミニウム、鉄、銅、コバールなどを使用
することができる。

【００３７】本発明において、上記セラミック基板１を
構成するセグメント１ａ…１ｎのいずれか一方の表面、
もしくはその内部に形成される抵抗発熱体２ａ…２ｎ
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、または、タン
グステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミックか
らなるものであることが望ましい。その理由は、抵抗値
を高くすることが可能であり、断線等を防止する目的で
厚み自体を厚くすることができるとともに、酸化しにく
く、熱伝導率が低下しにくいからである。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。抵抗発
熱体は、セラミック基板の被加熱物を加熱する面の反対
側に形成されている。

【００３８】また、セグメント１ａ…１ｎ毎に配設され
る抵抗発熱体２は、セラミック基板１全体の温度を均一
にする必要があることから、同心円状のパターンや同心
円状のパターンと屈曲線形状のパターンとを組み合わせ
たようなものが好ましい。また、抵抗発熱体２の厚さ
は、１〜５０μｍが望ましく、その幅は、５〜２０mmが
望ましい。抵抗発熱体２の厚さや幅を変化させることに
より、その抵抗値を変化させることができるが、この範
囲が最も実用的だからである。抵抗発熱体の抵抗値は、
薄く、また、細くなるほど大きくなる。なお、この抵抗
発熱体２を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体２との
距離が短くなり、表面の温度の均一性が低下するため、
抵抗発熱体２自体の幅を広げる必要がある。

【００３９】この抵抗発熱体２は、断面が方形、楕円
形、紡錐形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、扁平なもの
であることが望ましい。扁平のほうが加熱面に向かって
放熱しやすいため、加熱面への熱伝搬量を多くすること
ができ、加熱面の温度分布ができにくいからである。な
お、抵抗発熱体２は螺旋形状でもよい。

【００４０】上記セラミック基板等の表面または内部に
抵抗発熱体２を形成するためには、金属や導電性セラミ
ックからなる導体ペーストを用いることが好ましい。前
記基板の表面に抵抗発熱体を形成する場合は、通常、セ
ラミック基板を製造した後、その表面に上記導体ペース
ト層を形成し、焼成することより、抵抗発熱体を作製す
る。一方、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成す
る場合は、グリーンシート上に上記導体ペースト層を形
成した後、グリーンシートを積層し、焼成することによ
り作製する。

【００４１】前記導体ペーストとしては特に限定はしな
いが、導電性を確保するため、金属粒子または導電性セ
ラミック粒子を含有する他、樹脂、溶剤、増粘剤などを
混合したものが好ましい。かかる金属粒子や導電性セラ
ミック粒子の材料としては、上述した金属や導電性セラ
ミックが使用できる。こうした金属の粒子または導電性
セラミックの粒子の粒径は、0.1〜100μｍのものが好ま
しい。それは、0.1μｍ未満と微細すぎると酸化されや
すく、一方、100μｍ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。また、かかる上記金属粒
子の形状は、球状であっても、リン片状であってもよ
く、これらの混合物であってよい。とくにリン片状物、
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、抵抗発熱体とセ
ラミック基板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。上記導体ペース
トに使用される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂等が挙げられる。また、溶剤としては、
例えば、イソプロピルアルコール等が挙げられる。増粘
剤としては、セルロース等が挙げられる。

【００４２】なお、抵抗発熱体２用の導体ペーストをセ
ラミック基板１の表面に形成する際には、上記導体ペー
スト中に上記金属粒子のほかに金属酸化物を添加し、上
記金属粒子および上記金属酸化物を焼結したものが好ま
しい。このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結
することにより、セラミック基板と金属粒子との密着力
をより一層向上させることができる。上記金属酸化物を
混合することにより、セラミック基板との密着性が改善
される理由は明確ではないが、金属粒子表面や非酸化物
からなるセラミック基板の表面は、その表面がわずかに
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、金属粒子とセラ
ミックとが密着するのではないかと考えられる。また、
セラミック基板を構成するセラミックが酸化物の場合
は、当然に表面が酸化物からなるので、密着性に優れた
導体層が形成される。

【００４３】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（B₂O₃）、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。これらの酸化物は、抵抗発
熱体の抵抗値を大きくすることなく、金属粒子とセラミ
ック基板との密着性を改善することができるからであ
る。例えば、この酸化物は酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、
酸化ホウ素（B₂O₃）、アルミナ、イットリア、チタニア
を、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１〜１
０、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
ることが好ましい。これらの範囲内で、これらの酸化物
の量を調整することにより、特にセラミック基板との密
着性を改善することができる。

【００４４】この発明で用いられる抵抗発熱体２の他の
例としては、発熱体２ｎをシリコンゴム２Ｒで挟み合わ
せてラバーヒータとし、これを金属板１ａ、１ｂの一方
の面にボルトや接着剤で固定して一体化したものでもよ
い。

【００４５】上記、基板１ａは、主として、外周に取付
けた断熱リング８を介して、支持器100の円筒状ケーシ
ング１７内上部に嵌め込まれ、ボルト等の締結具９とワ
ッシャの如き押さえ金具１０とによって支持器100に固
定されるのである。

【００４６】なお、この例のヒータでは、各セグメント
の垂直方向（上下方向）の位置を調整する位置調整機構
を設けることが望ましい。図４および図５はこの例をに
示すものである。即ち、図４は、セラミック基板１a、
１ｂの下面（加熱面とは反対側）側に抵抗発熱体２ａ、
２ｂを配設した例であり、図５は金属製基板１ａ、１ｂ
の下面にラバーヒータを配設した例である。これらの例
において、具体的な位置調整機構としては、図示のよう
な、底板４に複数の螺設した孔を設け、その孔に調整ネ
ジ２０を捩じ込み、この調整ネジ２０を回転させて、そ
の先端を前記基板１の下面、即ちセグメント１ａ…１ｎ
の下面に押し当てて、各セグメント１ａ…１ｎ毎の上下
動を通じて基板１を全体として上下可動できるようにす
る。このような調整機構により、前記各セグメントの垂
直方向の位置、即ち加熱面の位置を調整する。このよう
な調整ネジ２０による基板１の加熱面位置の調整によ
り、ウエハなどの被加熱物２１とセラミックや金属の基
板１との距離を微調整して、一定にすることができる。

【００４７】さらに、上記基板１の加熱面側には、支持
ピン２２を埋設して、この支持ピン２２を介して基板１
上にウエハを離間支持する。被加熱物２１を、基板１上
に直接載置するより、均一加熱がしやすく、また、基板
１中のセラミックや金属の不純物拡散を防止するのに有
効である。その離間距離、即ち支持ピン２２の高さは、
５〜5000μｍがよい。即ち、この距離が５μｍ未満では
加熱面の発熱体温度パターンが被加熱物２１にそのまま
反映されてしまい、一方、5000μｍを越えると、十分な
加熱ができくなるからである。

【００４８】次に、本発明にかかるヒータの他の実施形
態であるヒータについて説明する。このタイプのヒー
タは、セグメントの基本的な形態が棒状（スティック
状）の集合体からなるもので形成されており、この棒状
のセグメント複数個を、例えばそれらの各先端によって
形成される面、即ち加熱面となる面が、平坦な面を形造
るように配列してなり、セラミックまたは金属製の棒状
体を発熱機能（表面または内部に発熱体を有する）を持
つセグメントとして用いることを特徴とする。

【００４９】この図６に示すものでは、棒状のセグメン
ト２３の先（上）端はウエハの如き被加熱物２１を指向
する向きに概ね垂直に保持し、かつその各先端が水平面
となるように配列されて加熱面を構成する。これら棒状
のセグメント２３の下端は、電源に接続するためにソケ
ット盤２４に嵌め込まれてた状態で立設される。そし
て、そのソケット盤２４は、支持器100の底部２５に嵌
め込まれた状態で固定支持される。

【００５０】上記支持容器100の底部２５やソケット盤
２４には、それぞれ複数個の貫通孔３が形成され、この
貫通孔３にはウエハなどの被加熱物２１を適正加熱位置
に昇降可能に支持するための支持ピン（リフターピン）
２６が挿通される。なお、このリフターピン２６は、ウ
エハ等の半導体製品を図示しない搬送機に受け渡しする
ために使用してもよい。この例示のヒータにはまた、前
記ソケット２４に対し、温度制御のための測温素子（例
えば、熱電対）６を各棒状セグメント２３の間に配置し
てもよい。

【００５１】図７には、図６に示すタイプの棒状セグメ
ント２３を組み合わせたヒータを平面から見た図を示
す。このヒータは、支持器100内に約200本の発熱機能を
持つ棒状セグメント２３を円状に配列したものであり、
発熱機能を持つ棒状セグメント２３は、６つのエリア、
即ち、外環状部Ａ１〜Ａ４、中環状部Ｂ、中心部Ｃに分
割されて、最終的な組み合わせ形が円状を呈するように
配列されている。なお、この例のヒータでは、複数個の
貫通孔３の他、複数個の冷却用の冷媒供給ポート２６も
設けられている。このようなヒータでは、図示例では６
個に分割されていて、円状を呈するが、各々のエリアＡ
１〜Ａ４、エリアＢ、エリアＣ毎に独立していて、分割
制御できるから、ウエハ等をより細かくかつ均一に加熱
することができる。例えば、ウエハの外周の方が冷えや
すく、温度が低下しやすいときは、エリアＡ１〜Ａ４の
温度を他のエリアＢ、Ｃよりも高めに設定することで、
均一加熱を実現するのである。

【００５２】このタイプのヒータのさらに他の実施形
態としては、図８に示すようなものがある。この例は、
前記棒状セグメント２３の各先端に対面するように、板
状の熱拡散板２７を設け、該棒状セグメント２３と被加
熱物２１との間に介在させたものである。要するに、熱
拡散板２７を設けることにより、被加熱物２１の温度の
均一性をさらに向上させることを目的としたものであ
る。

【００５３】なお、このタイプのヒータにおいて、前記
熱拡散板２７には、測定温素子６や支持ピン２２を配設
してもよい。その他、支持器100の底部２５の立ち上り
部上端に突起２８を設け、この突起２８の上に前記熱拡
散板２７を点接触状態に支持することも好ましい。この
ように突起２８を設ける理由は、熱拡散板２７を支持す
るために、例えば、支持器100にボルトなどで固定する
と、支持器100に歪みが生じ、その歪みが該熱拡散板２
７に反映してしまい、被加熱物２１と熱拡散板２７との
距離が変わることにより、均一加熱の障害となるからで
ある。

【００５４】本発明にかかるヒータのさらに他の実施
形態としては、図９に示すように、棒状セグメント２３
を横向き水平に、例えば図示のように放射状に横置きし
て板状を呈するように配列し、この棒状セグメント２３
の胴部が被加熱物２１あるいは熱拡散板２７と対面する
ように配置したものであってもよい。この例の場合、該
棒状セグメント２３を載置する支持器100の底板２５ａ
の上面に傾斜を設け、この傾斜面に発熱機能をもつ棒状
セグメント２３を横向き配置してもよい。即ち、図１０
に示すように、中央にむけて傾斜したすりばち状の傾斜
底部２５ａに発熱機能をもつ棒状セグメント２３の胴部
を被加熱物２１あるいは熱拡散板２７に対面させて配置
してヒータとする。この形態のヒータは、ウエハ（被加
熱物２１）の外周ほどセグメント２３に近くなるため、
時として、外周の温度低下を防止して温度均一性の高い
ヒータを得るときに有効である。

【００５５】前記棒状セグメント２３は、図４、図５に
示すように各々独立して、又はグループ毎に加熱面の位
置を調整するための位置調整機構を設けることが望まし
い。いわゆる、該棒状セグメント２３と被加熱物２１ま
たは熱拡散板２７との距離を微調整するためである。

【００５６】上述した棒状セグメント２３は、例えば、
図１１(ａ)、(ｂ)に示すように棒状芯材２３ａの表面に
抵抗発熱体２３ｂを配設し、さらに、その表面を絶縁層
２３ａで被覆して形成したものが好ましい。そして、そ
の絶縁層２３ｃの一端部には、切欠を設け、この切欠部
に、絶縁体２３中に埋設されている抵抗発熱体２３ｂ
と、端子２８とを電気的に接続するための接続部２３ｄ
が露出形成されている。前記接続部２３ｄには、ニッケ
ルめっきや金めっき等を施して、耐酸化性を確保する。

【００５７】図１２は、図１１に示す代表的な棒状セグ
メント２３の芯材２３ａの表面に形成される抵抗発熱体
２３ｂおよび絶縁層２３ｃの展開図を示すものであり、
焼成により絶縁層２３ｄとなるセラミックグリーンシー
ト２９に、抵抗発熱体２３ｂおよび端子２３ｄを印刷し
た状態を示している。これらは、抵抗発熱体２３ａ等を
印刷形成したグリーンシート２９を、芯材２３ａに巻き
付け焼成することにより、棒状セグメントとしたもので
ある。

【００５８】本発明で使用する棒状セグメント２３は、
芯材２３ａの内部または表面に、抵抗発熱体２３ｂを形
成したセラミック、金属で構成する。セラミックとして
は、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラ
ミック等が挙げられる。上記窒化物セラミックの例とし
ては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒
化チタン等を用いることができ、上記炭化物セラミック
の例としては、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チ
タン、炭化タンタル、炭化タングステン等を用いること
ができる、上記酸化物セラミックの例としては、例え
ば、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト
等を用いることができる。これらのセラミックは単独で
用いてもよく、また２種以上を併用してもよい。上記金
属の例としては、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅、
コバールなどを使用することができる。金属を使用する
場合は、抵抗発熱線体２３ｂを絶縁体を介して金属製の
棒状体に巻き付けることが望ましい。

【００５９】

【実施例】以下、本発明を実施例に即してさらに詳細に
説明する。

【００６０】（実施例１）ホットプレートユニットの製
造（図２(a)、図３参照）（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、酸化イットリウム（Y₂O₃：イット
リア、平均粒径0.4μｍ）４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をスプレー
ドライ処理して、顆粒状の粉末を作製した。（２）この顆粒状の粉末を図２(a)に示すように４分円
状のセグメント１ａ…１ｄに形造られた金型に入れ生成
形体（グリーン）を得た。（３）加工処理の終わった生成形体を、温度：1800℃、
圧力：２０MPaでホットプレスし、それぞれ、厚さが３m
mの窒化アルミニウム製の円板を得た。さらにこの円板
を切断加工してセグメント１ａ…１ｄとした。このセグ
メント焼結体の集合体は、半径が直径210mmの円板であ
る。次に、前記セグメント１ａ…１ｄにドリル加工を施
して、シリコンウエハのリフターピンを挿通させる貫通
孔３、熱伝対６を埋め込むための有底孔７（直径：1.1m
m、深さ：２mm）を形成した。さらに、ウエハとセラミ
ック基板の加熱面を離間させる支持ピン２２を表面に埋
め込んだ。（４）上記（３）で得た各セグメント１ａ…１ｄの底面
にそれぞれ、スクリーン印刷にて抵抗発熱体用導体ペー
ストを印刷した。印刷パターンは、図２(a)に示したよ
うな同心円状とした。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100重量部に対して、酸化
鉛（５重量％）、酸化亜鉛（５５重量％）、シリカ（１
０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。（５）導体ペーストを印刷した各セグメント１ａ…１ｄ
を、780℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、鉛
を焼結させるとともに、セグメント１ａ…１ｄの底面に
焼き付け、抵抗発熱体２ａ…２ｄを形成した。銀−鉛の
抵抗発熱体２ａ…２ｄは、厚さが５μｍ、幅2.4mm、面
積低効率が7.7ｍΩ／□であった。（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
無電解ニッケルメッキ浴に上記（５）で作製したセグメ
ント１ａ…１ｄを浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体２ａ…２
ｄの表面に厚さ１μｍの金属ニッケルの被覆層（図示せ
ず）を析出させた。（７）上記抵抗発熱体２ａ…２ｄの外部端子１２を取付
ける部分に、スクリーン印刷により、銀−鉛ハンダペー
スト（田中貴金属社製）を印刷して、ハンダペースト層
２’を形成した。次いで、ハンダペースト層２’の上に
コバール製の外部端子１２を載置して、420℃で加熱リ
フローし、外部端子１２を該ハンダペースト層２’を介
して抵抗発熱体２ａ…２ｄの端部２ｅに取り付けた。（８）温度制御のための熱電対６を有底孔７に挿入し、
ポリイミド樹脂を充填し、190℃で２時間硬化させた。

【００６１】（９）支持器100を用意し、抵抗発熱体２
ａ…２ｄを有する４ヶの扇形セグメント１ａ…１ｄから
なるセラミック基板１を、断熱リング８を介してケーシ
ング１７の頂部内に嵌め込んで取付けた（図４）。ま
た、この支持器100のケーシング１７には、図４に示す
ように、ケーシング１７の底板４に螺設されたねじ孔が
形成され、このねじ孔に調整ネジ２０を嵌め込み、調整
ネジ２０を回転させることでセラミック製のセグメント
基板１の上下方向の細かい位置合わせを行うようにし
た。

【００６２】（実施例２）内装ヒータ（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、酸化イットリウム（Y
₂O₃：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
り成形を行って、厚さ0.47mmのグリーンシート５０を作
製した。（２）次に、このグリーンシート５０を８０℃で５時間
乾燥させた後、スルーホールとなる部分等をパンチング
により形成した。（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。また、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。上
記導体ペーストＡをグリーンシート上にスクリーン印刷
で印刷し、抵抗発熱体用の導体ペースト層を形成した。
印刷パターンは、図２の(b)のような５分割パターンと
した。導体ペースト層の幅を１０ｍｍ、その厚さを１２
μｍとした。また、スルーホールとなる部分に導体ペー
ストＢを充填し、充填層を形成した。上記処理の終わっ
たグリーンシートに、タングステンペーストを印刷しな
いグリーンシートを上側（加熱面）に３７枚、下側に１
３枚、130℃、８ＭＰａの圧力で積層した。（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１５MPaで１０時間ホットプ
レスし、厚さ３mmの窒化アルミニウム焼結体を得た。こ
れを230mmの円板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅
１０mm（アスペクト比：1666）の抵抗発熱体およびスル
ーホールを有するセラミック基板とした。さらに、この
セラミック基板を切断加工して複数のセグメントに分割
した。（５）次に、（４）で得られたセグメントを、リフター
ピンを挿通するための貫通孔および表面に熱電対を埋設
するための有底孔をドリル加工して形成した。（６）さらに、スルーホールの真下を、ドリルでえぐり
取って直径3.0mm、深さ0.5mmの袋孔を形成し、スルーホ
ールを露出させた。そして、この袋孔にNi-Auからなる
金ろうを用い、700℃で加熱リフローさせ、コバール製
の外部端子を接続した。（７）温度制御のための複数の熱電対を有底孔に埋め込
み、ポリイミド樹脂を充填し、190℃で２時間硬化させ
た。（８）次に、支持容器を用意し、抵抗発熱体を有するセ
ラミック製セグメント基板を、断熱リングを介して支持
容器に嵌め込んだ。（９）中底板の研磨支持器100に取り付けられる厚さ1.5mmのアルミナ製の中
底板のセラミック基板側の表面を、１０μｍの粒径のＳ
ｉＣ砥粒で１kg／cm²に荷重で研磨し、JIS b 0601に基
づく面粗度がRa＝１０μｍ、Rmax＝100μｍとなるよう
にした。次に、図４に示したのと同様に、この中底板を
支持器に取り付け、外部端子を中底板に形成した貫通孔
から引出し、リード線と接続されたソケットを外部端子
１３に挿入することで、外部端子とリード線とを接続し
た。（１０）この後、その他の治具を有する底板を図４に示
すように位置調整用のネジがついた支持容器に取り付
け、ホットプレートの製造を終了した。

【００６３】（実施例３）金属ヒータ（１）図２の（ａ）に準じるように、直径230mmで厚さ
５mmのアルミニウム板を扇型に切断し、金属製のセグメ
ント基板とした。（２）厚さ１mmのシリコンラバーの間に厚さ２０μｍの
ステンレス箔を載置し、これをボルトにてセグメント基
板に固定した。（３）このセグメント基板にリード線１２を取付け、さ
らに、リード線をソケット１３に接続した。（４）さらに、セグメント基板を図５に示す位置調整用
ネジ３０がついた支持容器（ケーシング）に嵌め込んで
固定した。

【００６４】（実施例４）柱状セグメント（１）アルミナ９４重量部、SiO₂を４重量部、MgOを0.5
重量部、CaOを1.5重量部からなる粉末と、アクリルバイ
ンダ11.5重量部、分散剤0.5重量部および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り成形を
行って、厚さ0.2mmのグリーンシートを作製した。（２）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
ペーストを調製した。（３）図６に示すように（１）のグリーンシートに
（２）の導体ペーストを印刷して抵抗発熱体２３ｂと端
子部２３ｄとを形成した。（４）直径３ｍｍ、長さ７０ｍｍのアルミナ92.5重量
部、焼結助剤として、SiO₂を5.8重量部、MgOを0.5重量
部、CaOを1.2重量部、アクリルバインダを11.5重量部、
分散剤を0.5重量部および１−ブタノールとエタノール
とからなるアルコール５重量部を混練して押出成形して
乾燥させた芯材の周囲に（３）のグリーンシート２９を
巻き付けて、1600℃で焼成して、直径３mm、長さ５０mm
の図１１(a)、(b)に示す棒状セグメント２３を得た。（５）絶縁層２３ｃを切削加工して、端子部２５ｄを露
出させ、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
る無電解ニッケルメッキ浴に浸漬し、さらに、シアン化
金めっき浴に浸漬し、表面に金めっき層を形成した。（６）棒状セグメント２００本をソケット盤２４に嵌め
込んだ。このソケット盤２４は、図７に示すように、エ
リアが、外周部Ａ１〜Ａ４、中環状部Ｂ、中心部Ｃとに
６分割されており、各エリア内のセグメント２３は同一
の電圧が印加されて同期制御される。（７）ソケット盤２４を、冷媒供給ポート２６のついた
支持器100の底部２５に嵌め込み、さらに支持容100に突
起８を介して熱電対６が金ろうで封止された厚さ３ｍｍ
の窒化アルミニウム製熱拡散板２７を載置してヒータを
完成した。

【００６５】（実施例５）実施例４と同様であるが、直
径３ｍｍ、長さ５０mmのステンレス棒にシリコンラバー
を介してニクロム線を巻きつけて棒状２３セグメントと
した。

【００６６】（実施例６）実施例４の（１）〜（５）と
同様に棒状セグメントを形成した。このセグメントを図
９に示すように菊花状に配列して、これらの胴部を被加
熱物２１側に配置した。

【００６７】(実施例７) SiC製ホットプレート（１）炭化珪素粉末（屋久島電工製ダイヤシックCG-1
5 平均粒子径1.1μｍ）100重量部、カーボン４重量
部、アクリル系樹脂バインダ１２重量部、B₄C５重量
部、分散剤0.5重量部および１−ブタノールとエタノー
ルとおよい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。（２）この顆粒状の粉末を金型に入れ、平板状に成形し
て生成形体を得た。（３）加工処理の終わった生成形体を温度温度：1900
℃、圧力：２０MPaでホットプレスし、厚さが３mmの窒
化アルミニウム焼結体を得た。（４）この炭化珪素焼結体に、窒素ガス中、1600℃で３
時間、アニーリング処理を施し、この後、この板状体か
ら直径210mmの円板体を切り出し、セラミック製の板状
体（セラミック基板１）とした。さらに、表面にガラス
ペースト（昭栄化学工業 G-5270）塗布し、その後、60
0℃で加熱して、溶融し、表面に厚さ２μｍのSiO₂層を
形成した。次に、このセラミック基板にドリル加工およ
び切削部材による加工を施し、シリコンウエハを支持す
るりリフタピン２６を挿入する貫通孔３、熱電対６を埋
め込むための有底孔７(直径：1.1mm、深さ２mm)を形成
した。さらに、図２（b）に示すように、切断加工して
５つのセグメントに分割した。（５）上記（３）で得た焼結体の底面に、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形状パターンとした。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
されている徳力科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−酸化鉛ペーストであ
り、銀100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％）およびアルミナ薄膜（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。（６）導体ペーストを印刷した焼結体を780度で加熱、
焼成して、導体ペースト中の銀、鉛を焼結させるととも
に焼結体に焼き付け、抵抗発熱体２３ｂを形成した。銀
−鉛の抵抗発熱体２３ｂは、その端子部近傍で、厚さが
５μｍ、幅が2.4mm、面積抵抗率が7.7ｍΩ／□であっ
た。（７）次に、表面にさらに前記のガラスペーストを塗布
し、600℃で焼成して表面にガラスコートして絶縁層２
３ｃを形成した。

【００６８】（比較例１）図１に示す１枚ものセラミッ
ク基板１からなるセラミックヒータについて、その他は
実施例１と同様にして、ホットプレートを製造した。

【００６９】（比較例２）実施例３と同様であるが、金
属基板が１枚からなるものについてホットプレートを製
造した。

【００７０】このようにして得られた実施例および比較
例に係るホットプレートユニットに通電し、５００℃ま
で１分で昇温する昇温テスト、この５００℃のホットプ
レートに−２０℃の空気を吹きつけて２分で常温まで冷
却する降温テストを実施した。また、ウエハを基板セグ
メントあるいは柱状セグメントから１００μｍ離間して
２００℃まで昇温して加熱し、ウエハの最高温度と最低
温度の差をサーモビュアで測定した。その測定結果を表
１に示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体製造
・検査などに用いられるセラミックヒータによれば、抵
抗発熱体への急激な通電／遮断にもかかわらず、セラミ
ック基板が破損し、抵抗発熱体の断線を招くようなこと
がなく、セラミックヒータの寿命が向上する。このた
め、急速な昇温、降温を実現できる。さらに、各セグメ
ント毎に温度制御できるので半導体ウエハを基板全体で
均一に加熱することができ、良好な特性を有するシリコ
ンウエハ等の半導体関連製品を安価に製造することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のホットプレートユニット（とくにセラミ
ックヒータ）を示す平面図である。

【図２】本発明にかかるセラミックヒータのセグメント
分割のもようを示す斜視図である。

【図３】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
他の形態を示す断面図である。

【図５】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
さらに他の形態を示す断面図である。

【図６】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
さらに他の形態(棒状セグメント)を示す断面図である。

【図７】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
平面図である。

【図８】本発明で用いられるセラミックヒータ支持器の
さらに他の形態を示す縦断面図である。

【図９】棒状セグメント配列の異なる形態を示す平面図
である。

【図１０】図９の中央縦断面図である。

【図１１】棒状セグメントの詳細を示す斜視図および断
面図である。

【図１２】抵抗発熱体つきグリーンシートの平面図であ
る。

【符号の説明】

１．セラミック基板１ａ．セグメント２．抵抗発熱体２ｅ．抵抗発熱体端部３．貫通孔４．底板８．断熱リング９．締結具１１．中底板１７．ケーシング２０．調整ねじ２２．支持ピン２３．棒状セグメント２４．ソケット盤２５．支持器の底部２６．リフターピン２７．熱拡散板２８．突起２９．グリーンシート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月４日（２００１．６．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】半導体製造・検査装置用ヒータ

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４】基板のいずれか一方の表面もしくはその
内部に発熱体を設けてなるヒータであって、この基板
は、複数の板状セグメントを組み合わせて構成されてい
ると共に、各セグメントにはそれぞれ独立した発熱体を
有することを特徴とする半導体製造・検査装置用ヒー
タ。

【請求項５】前記基板は、金属またはセラミック製で
ある請求項４に記載の半導体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項６】前記発熱体は、被加熱物を加熱する面と
は反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項
４または５に記載の半導体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項７】前記セグメントは、扇型または中心部と
その外回りにある１以上の環状部とからなるものであっ
て、これらのセグメントを組合わせて円形に形成したも
のである、請求項４〜６いずれか１に記載の半導体製造
・検査装置用ヒータ。

【請求項８】各セグメントには、それぞれ測温素子が
設けられることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１
に記載の半導体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項９】前記セグメントは、少なくとも加熱面側
が水平面を呈するように組み合わされることを特徴とす
る請求項４〜８のいずれか１に記載の半導体製造・検査
装置用ヒータ。

【請求項１０】前記セグメントは各々、その加熱面の
位置が位置調整機構によって調整可能である請求項４〜
９のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置用ヒー
タ。

【請求項１１】表面または内部に発熱体を有する複数
の棒状セグメントを、少なくとも加熱面側が平面を呈す
るように配列してなる半導体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項１２】前記棒状セグメントの先端を被加熱物
の方向に向けて配列してなる請求項１１に記載の半導体
製造・検査装置用ヒータ。

【請求項１３】前記棒状セグメントの胴体部を被加熱
物の方向に向けて配列してなる請求項１１に記載の半導
体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項１４】前記棒状セグメントと被加熱物との間
に熱拡散板を介在させてなる請求項１１〜１３のいずれ
か１に記載の半導体製造・検査装置用ヒータ。

【請求項１５】前記セグメントには、各々の加熱面側
の位置を調整するための位置調整機構を取付けてなる請
求項１１〜１４のいずれか１に記載の半導体製造・検査
装置用ヒータ。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造・検査
装置などに用いられるヒータに関し、とくに熱衝撃など
による基板破損のおそれが少なく、被加熱物の均一加熱
を実現でき、高速での昇温・降温性能に優れた半導体製
造・検査装置用ヒータについて提案する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】半導体製品の電子回路は、シリコンウエ
ハー上にエッチングレジストとして感光性樹脂を塗布し
たのち、エッチングすることにより形成されている。こ
の場合、シリコンウエハーの表面に塗布された感光性樹
脂は、スピンコーターなどにより塗布されたものである
から、塗布後に乾燥する必要がある。その乾燥処理は、
感光性樹脂を塗布したシリコンウエハーをホットプレー
ト（ヒータ）の上に載置して加熱することにより行われ
る。従来、このような半導体製造・検査装置用ヒータ
（以下、単に「ヒータ」とも略記して述べる。）として
は、金属板（アルミニウム基等）からなる基板に、発熱
体を配線したものなどが用いられている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】このヒータにおいて、前記セグメント
は、少なくとも加熱面側が水平もしくは傾斜した平面を
呈するように配設されることが好ましい。前記のセグメ
ントは各々、その加熱面の位置が位置調整機構によって
調整可能になるようにすることが好ましい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、本発明は、基板のいずれか一方の
表面もしくはその内部に発熱体を設けてなるヒータであ
って、この基板は複数の板状セグメントを組み合わせて
構成されていると共に、各セグメントにはそれぞれ独立
した発熱体を有することを特徴とするヒータ。前記基板
は、金属またはセラミック製である請求項４に記載のヒ
ータを提案する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】このヒータにおいて、前記発熱体は、被
加熱物を加熱する面とは反対側の面に形成されることが
好ましい。セグメントの形態は、扇形、または中心部と
その外回りにある１以上の環状部とからなるものが好ま
しく、これらのセグメントを組合わせて円形に形成する
ことが好ましい。各セグメントには、それぞれ測温素子
を設けることが好ましい。前記セグメントは、少なくと
も加熱面側が水平面を呈するように配設されることが好
ましい。前記セグメントは各々、その加熱面の位置が位
置調整機構によって調整可能であることが好ましい。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】本発明は、また、表面または内部に発熱
体を有する複数の棒状セグメントを、少なくとも加熱面
側が平面を呈するように配列してなるヒータを提案す
る。前記棒状セグメントの先端を被加熱物の方向に向け
て配列することが好ましい。前記棒状セグメントの胴体
部を被加熱物の方向に向けて配列することが好ましい。
前記棒状セグメントと被加熱物との間に熱拡散板を介在
させることが好ましい。前記セグメントには、各々の加
熱面側の位置を調整するための位置調整機構を取付ける
ことが好ましい。

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 3/18 Ｈ０５Ｂ 3/18 3/20 ３９３ 3/20 ３９３ 3/46 3/46 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA08 AA10 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC04 BC06 BC12 BC17 BC24 BC28 CA02 CA15 CA26 CA35 DA04 DA08 EA07 GA10 GA14 HA01 HA10 JA01 JA02 3K058 AA45 AA86 BA00 CA12 CA23 CA46 CA69 CA91 CE02 CE13 CE16 CE19 CE21 GA06 3K092 QA01 QA05 QB02 QB17 QB47 QB74 QB76 QC02 QC42 QC43 QC44 QC52 RA02 RA09 RB08 RB22 RD03 RD06 RD07 RD08 RD09 RD16 RF03 RF11 RF22 TT06 TT08 TT09 TT37 UA05 UA17 UA18 VV22 VV31 VV34 4M106 AA01 BA01 DD30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱機能を有する複数のセグメントで構
成されているヒータ。
【請求項２】前記セグメントは、少なくとも加熱面側
が平面を呈するように配設されることを特徴とする請求
項１に記載のヒータ。
【請求項３】前記セグメントは各々、その加熱面の位
置が位置調整機構によって調整可能である請求項１また
は２に記載のヒータ。
【請求項４】半導体製品を加熱する半導体製造・検査
装置に用いられる請求項１〜３のいずれか１に記載のヒ
ータ。
【請求項５】基板のいずれか一方の表面もしくはその
内部に発熱体を設けてなるヒータであって、この基板
は、複数の板状セグメントを組み合わせて構成されてい
ると共に、各セグメントにはそれぞれ独立した発熱体を
有することを特徴とするヒータ。
【請求項６】前記基板は、金属またはセラミック製で
ある請求項５に記載のヒータ。
【請求項７】前記発熱体は、被加熱物を加熱する面と
は反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項
５または６に記載のヒータ。
【請求項８】前記セグメントは、扇型または中心部と
その外回りにある１以上の環状部とからなるものであっ
て、これらのセグメントを組合わせて円形に形成したも
のである、請求項５〜７いずれか１に記載のヒータ。
【請求項９】各セグメントには、それぞれ測温素子が
設けられることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１
に記載のヒータ。
【請求項１０】前記セグメントは、少なくとも加熱面
側が水平面を呈するように組み合わされることを特徴と
する請求項５〜９のいずれか１に記載のヒータ。
【請求項１１】前記セグメントは各々、その加熱面の
位置が位置調整機構によって調整可能である請求項５〜
１０のいずれか１に記載のヒータ。
【請求項１２】半導体製品を加熱する半導体製造・検
査装置に用いられる請求項５〜１１のいずれか１に記載
のヒータ。
【請求項１３】表面または内部に発熱体を有する複数
の棒状セグメントを、少なくとも加熱面側が平面を呈す
るように配列してなるヒータ。
【請求項１４】前記棒状セグメントの先端を被加熱物
の方向に向けて配列してなる請求項１３に記載のヒー
タ。
【請求項１５】前記棒状セグメントの胴体部を被加熱
物の方向に向けて配列してなる請求項１３に記載のヒー
タ。
【請求項１６】前記棒状セグメントと被加熱物との間
に熱拡散板を介在させてなる請求項１３〜１５のいずれ
か１に記載のヒータ。
【請求項１７】前記セグメントには、各々の加熱面側
の位置を調整するための位置調整機構を取付けてなる請
求項１３〜１６のいずれか１に記載のヒータ。
【請求項１８】半導体製品を加熱する半導体製造・検
査装置に用いることを特著とする請求項１３〜１７のい
ずれか１に記載のヒータ。