JP2002190371A - Ceramic heater - Google Patents

Ceramic heater

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JP2002190371A
JP2002190371A JP2000387903A JP2000387903A JP2002190371A JP 2002190371 A JP2002190371 A JP 2002190371A JP 2000387903 A JP2000387903 A JP 2000387903A JP 2000387903 A JP2000387903 A JP 2000387903A JP 2002190371 A JP2002190371 A JP 2002190371A
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JP
Japan
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ceramic
ceramic substrate
resistance heating
heating element
temperature
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Application number
JP2000387903A
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Japanese (ja)
Inventor
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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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater, with which the heating surface temperature of a ceramic substrate can be uniformized, in which no short circuiting occurs between the circuit ends of adjacent resistance heating elements, the end and the middle part of the circuit, or other different components, and of which the connection reliability can be maintained over a long period of usage. SOLUTION: The resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate, the resistance heating element comprising one or a plurality of circuits having an outer terminal on its end. Among the pairs of the different outer terminals, the outer terminal and the circuit, and the different circuits, at least one pair consists of the components adjacent to each other with an insulation material interposed in-between.

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、半導体の製造用や
検査用の装置として用いられるセラミックヒータ、およ
び、静電チャック、ウエハプローバ用チャップトップ板
等としても用いることができる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 used as an apparatus for manufacturing or inspecting a semiconductor, and a ceramic heater which can be used also as an electrostatic chuck, a chap-top plate for a wafer prober and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチング装置や、化学的気相成長装置
等を含む半導体製造・検査装置等においては、従来、ス
テンレス鋼やアルミニウム合金など金属製の基材を用い
たヒータやウエハプローバ用のチャックトップ板等が用
いられてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing / inspection apparatus including an etching apparatus and a chemical vapor deposition apparatus, a chuck for a heater or a wafer prober using a metal base material such as stainless steel or aluminum alloy. Top plates and the like have been used.

【0003】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
ヒータ板の厚みは、15mm程度と厚くしなければなら
ない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨
張により、反り、歪み等が発生していまい、金属板上に
載置したシリコンウエハが破損したり傾いたりしてしま
うからである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くす
ると、ヒータの重量が重くなり、また、嵩張ってしまう
という問題があった。
[0003] However, such a metal heater has the following problems.
There were the following problems. First, because it is made of metal,
The thickness of the heater plate must be as thick as about 15 mm. This is because, in a thin metal plate, warpage, distortion, and the like are generated due to thermal expansion caused by heating, and the silicon wafer placed on the metal plate is damaged or tilted. However, when the thickness of the heater plate is increased, there is a problem that the weight of the heater increases and the heater becomes bulky.

【0004】また、抵抗発熱体に印加する電圧や電流量
を変えることにより、半導体ウエハ等の被加熱物を加熱
する面(以下、加熱面という)の温度を制御するのであ
るが、金属板が厚いために、電圧や電流量の変化に対し
てヒータ板の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくい
という問題もあった。
Further, the temperature of a surface (hereinafter, referred to as a heating surface) for heating an object to be heated such as a semiconductor wafer is controlled by changing a voltage or an amount of current applied to the resistance heating element. Because of the thickness, the temperature of the heater plate does not quickly follow changes in the voltage or the amount of current, and there is a problem that it is difficult to control the temperature.

【0005】そこで、特開平11−40330号公報等
では、基板として、熱伝導率が高く、強度も大きい窒化
物セラミックや炭化物セラミックを使用し、これらのセ
ラミックからなる板状体(セラミック基板)の表面に、
金属粒子を焼結して形成した抵抗発熱体を設けてなるセ
ラミックヒータが開示されている。
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-40330, a nitride ceramic or a carbide ceramic having high thermal conductivity and high strength is used as a substrate, and a plate-like body (ceramic substrate) made of these ceramics is used. On the surface,
A ceramic heater provided with a resistance heating element formed by sintering metal particles is disclosed.

【0006】このようなセラミックヒータでは、高温に
おいても機械的な強度の大きいセラミック基板を用いて
いるため、セラミック基板の厚さを薄くして熱容量を小
さくすることができ、その結果、電圧や電流量の変化に
対してセラミック基板の温度を迅速に追従させることが
できる。
In such a ceramic heater, since a ceramic substrate having high mechanical strength is used even at high temperatures, the thickness of the ceramic substrate can be reduced to reduce the heat capacity. As a result, the voltage and current can be reduced. The temperature of the ceramic substrate can quickly follow the change in the amount.

【0007】通常、この種のセラミックヒータでは、セ
ラミック基板の表面または内部に測温素子を取り付け、
このセラミック基板を樹脂製の断熱リング等を介して金
属製の支持容器に取り付けた後、熱電対からの金属線や
抵抗発熱体からの導電線を、それぞれ底板に設けられた
複数の貫通孔等から支持容器の外部に引き出して制御装
置等に接続しており、この測温素子により測定される温
度に基づいて抵抗発熱体に電圧を印加し、セラミック基
板の温度を制御している。
Usually, in this type of ceramic heater, a temperature measuring element is attached to the surface or inside of a ceramic substrate,
After attaching the ceramic substrate to a metal supporting container via a resin heat insulating ring or the like, a metal wire from a thermocouple or a conductive wire from a resistance heating element is passed through a plurality of through holes provided in a bottom plate. From the support container and connected to a control device or the like, and a voltage is applied to the resistance heating element based on the temperature measured by the temperature measuring element to control the temperature of the ceramic substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセラミックヒータでは、上述したように、抵抗発熱
体の両端部に接続された外部端子は、支持容器の開口部
等を介し、該支持容器の外に引き出されているため、こ
の部分から放熱が起こる。
However, in such a ceramic heater, as described above, the external terminals connected to both ends of the resistance heating element are connected to the support container via the opening or the like of the support container. Since it is drawn out, heat radiation occurs from this part.

【0009】従来の抵抗発熱体では、例えば、図15に
示したように、抵抗発熱体42の回路の端部42aは、
離れて存在する場合が多いので、セラミック基板41を
高温に加熱した際、抵抗発熱体42の一の回路につき、
2つの温度の低い部分(以下、クーリングスポットとい
う)が発生してしまい、このため、セラミック基板41
の加熱面(抵抗発熱体が形成された面の反対側面)の温
度が不均一になり、半導体ウエハ等の被加熱物を均一に
加熱することができないという問題があった。そこで、
このようなクーリングスポットの数を減少させ、加熱面
の温度を均一化するため、抵抗発熱体の複数の端部を近
接して存在させると、それぞれの端部間に金属等のマイ
グレーションが発生しやすくなり、このマイグレーショ
ン等に起因して、短絡が起こり易くなるという問題があ
った。また、抵抗発熱体の回路間でも同様の問題が発生
しやすかった。
[0009] In a conventional resistance heating element, for example, as shown in FIG.
In many cases, when the ceramic substrate 41 is heated to a high temperature, the resistance heating element 42 has one circuit.
Two low-temperature portions (hereinafter, referred to as cooling spots) are generated.
In this case, the temperature of the heating surface (the side opposite to the surface on which the resistance heating element is formed) becomes non-uniform, so that there is a problem that an object to be heated such as a semiconductor wafer cannot be heated uniformly. Therefore,
In order to reduce the number of such cooling spots and to make the temperature of the heating surface uniform, when a plurality of ends of the resistance heating element are present close to each other, migration of metal or the like occurs between the ends. There is a problem that short circuits are likely to occur due to the migration and the like. Further, the same problem easily occurs between circuits of the resistance heating element.

【0010】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、セラミ
ック基板上に発生するクーリングスポットの数等を減少
させることができ、その結果、加熱面の温度をより均一
化することができるため、シリコンウエハ等の被加熱物
を均一に加熱することができ、また、近接した抵抗発熱
体の回路の端部間や回路の端部と回路の中間部分との間
等で短絡を生じず、長時間の使用に対しても接続信頼性
を維持することができるセラミックヒータを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to reduce the number of cooling spots generated on a ceramic substrate and the like. Since the surface temperature can be made more uniform, the object to be heated such as a silicon wafer can be heated evenly, and between the ends of the circuit of the adjacent resistance heating element or between the end of the circuit and the circuit. An object of the present invention is to provide a ceramic heater which does not cause a short circuit with an intermediate portion or the like and can maintain connection reliability even when used for a long time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは、その端部に外部端子を有する一または複数の回路
からなる抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成さ
れ、上記外部端子間、上記外部端子と上記回路間、上記
回路間のうち少なくとも1組が近接して設けられ、近接
して設けられた上記外部端子間、上記外部端子と上記回
路間、上記回路間には絶縁体が介装されていることを特
徴とするものである。
According to the ceramic heater of the present invention, a resistance heating element comprising one or a plurality of circuits having external terminals at its ends is formed on the surface of a ceramic substrate. At least one set is provided between terminals and the circuits, and between the circuits, and an insulator is interposed between the external terminals provided close to each other, between the external terminals and the circuits, and between the circuits. It is characterized by having been done.

【0012】本発明のセラミックヒータにおいては、上
記外部端子間や上記外部端子と上記回路間が近接して設
けられているため、従来のセラミックヒータで、抵抗発
熱体の端部同士や上記外部端子と上記回路間が離れて形
成されたものと比較して、クーリングスポットの数を減
少させるか、または、無くすことができ、このクーリン
グスポットの減少等に起因して加熱面の温度をより均一
化することができる。また、抵抗発熱体の回路間を離し
て形成すると、やはり加熱面の温度が不均一化しやすい
が、本発明では、これらが近接して設けられているた
め、加熱面の温度をより均一化することができる。
In the ceramic heater according to the present invention, since the external terminals and the external terminals and the circuit are provided close to each other, the end portions of the resistive heating element and the external terminals are provided in the conventional ceramic heater. And the number of cooling spots can be reduced or eliminated as compared with the case where the circuits are formed apart from each other, and the temperature of the heating surface is made more uniform due to the reduction of the cooling spots. can do. Further, if the resistance heating elements are formed apart from each other, the temperature of the heating surface is likely to be non-uniform, but in the present invention, since these are provided close to each other, the temperature of the heating surface is made more uniform. be able to.

【0013】さらに、本発明では、近接して設けられた
外部端子等の間には絶縁体が介装されているので、外部
端子同士や回路間等の接続による短絡を防止することが
できるとともに、金属のマイグレーション等を防止する
ことができ、このマイグレーション等に起因する短絡を
も防止することができる。
Further, according to the present invention, since an insulator is interposed between the external terminals and the like provided close to each other, it is possible to prevent a short circuit due to connection between the external terminals and between circuits and the like. In addition, metal migration and the like can be prevented, and short circuits caused by the migration and the like can also be prevented.

【0014】上記絶縁体として、例えば、絶縁性を有す
る樹脂が挙げられる。この樹脂としては、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少なくとも1
種からなるものが好ましい。このような耐熱性樹脂材料
は、セラミック基板の温度が250℃程度の温度まで上
昇した場合にも、充分に耐久性を有するからである。
An example of the insulator is a resin having an insulating property. As this resin, at least one resin selected from a polyimide resin and a silicone resin is used.
Those consisting of seeds are preferred. This is because such a heat-resistant resin material has sufficient durability even when the temperature of the ceramic substrate rises to a temperature of about 250 ° C.

【0015】また、上記絶縁体として、酸化物セラミッ
クが挙げられる。酸化物セラミックからなる絶縁体は、
セラミック基板の温度が450℃程度と高い場合におい
ても、充分な耐久性を有するからである。
The insulator may be an oxide ceramic. The insulator made of oxide ceramic is
This is because even if the temperature of the ceramic substrate is as high as about 450 ° C., it has sufficient durability.

【0016】上記酸化物セラミックとしては、酸化物ガ
ラス、金属酸化物のゾルまたは金属アルコキシドを原料
とするものであることが好ましい。酸化物ガラスとして
は、鉛ガラス、ホウケイ酸、石英ガラス、ソーダガラス
等を使用することができる。
The oxide ceramic is preferably made of oxide glass, metal oxide sol or metal alkoxide as a raw material. As the oxide glass, lead glass, borosilicate, quartz glass, soda glass, or the like can be used.

【0017】上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ことが好ましい。上記
窒化物セラミック、炭化物セラミックは、強度等の機械
的特性に優れるとともに、熱伝導率も高いからである。
Preferably, the ceramic substrate is made of a nitride ceramic or a carbide ceramic. This is because the nitride ceramics and carbide ceramics are excellent in mechanical properties such as strength and also have high thermal conductivity.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明のセラミックヒータは、そ
の端部に外部端子を有する一または複数の回路からなる
抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成され、上記外
部端子間、上記外部端子と上記回路間、上記回路間のう
ち少なくとも1組が近接して設けられ、近接して設けら
れた上記外部端子間、上記外部端子と上記回路間、上記
回路間には絶縁体が介装されていることを特徴とするも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the ceramic heater of the present invention, a resistance heating element comprising one or more circuits having external terminals at its ends is formed on the surface of a ceramic substrate. Between the circuits, at least one set among the circuits is provided close to each other, an insulator is interposed between the external terminals provided close to each other, between the external terminals and the circuit, and between the circuits. It is characterized by having.

【0019】本発明のセラミックヒータは、セラミック
ヒータの表面に一または複数の回路からなる抵抗発熱体
が設けられたセラミックヒータであり、セラミック基板
に抵抗発熱体のみが設けられている場合には、例えば、
半導体ウエハ等の上に溶剤を含む樹脂層等を形成し、こ
の後、溶剤等を蒸発させるための加熱に用いられるヒー
タ等として機能する。
The ceramic heater of the present invention is a ceramic heater in which a resistance heating element comprising one or a plurality of circuits is provided on the surface of the ceramic heater. When only the resistance heating element is provided on the ceramic substrate, For example,
A resin layer or the like containing a solvent is formed on a semiconductor wafer or the like, and then functions as a heater or the like used for heating for evaporating the solvent or the like.

【0020】一方、セラミック基板表面に抵抗発熱体が
形成されるとともに、その内部に静電電極が設けられた
場合には、このセラミックヒータは、静電チャックとし
て機能し、セラミック基板表面に抵抗発熱体が形成され
るとともに、その内部にガード電極および/またはグラ
ンド電極が設けられた場合には、ウエハプローバ(ウエ
ハプローバ用セラミック基板)として機能する。
On the other hand, when a resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate and an electrostatic electrode is provided therein, the ceramic heater functions as an electrostatic chuck, and the resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate. When a body is formed and a guard electrode and / or a ground electrode are provided therein, it functions as a wafer prober (ceramic substrate for wafer prober).

【0021】図1は、本発明のセラミックヒータを用い
たホットプレートユニットの一例を模式的に示す断面図
であり、図2は、上記セラミックヒータの底面図であ
る。また、図3(a)は、上記セラミックヒータの一部
を模式的に示す部分拡大断面図であり、(b)は、
(a)に示した部分の底面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a hot plate unit using the ceramic heater of the present invention, and FIG. 2 is a bottom view of the ceramic heater. FIG. 3A is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the ceramic heater, and FIG.
It is a bottom view of the part shown to (a).

【0022】このホットプレートユニット10は、底面
に抵抗発熱体12が形成された円板形状のセラミック基
板11と有底円筒形状の支持容器20とからなる。セラ
ミック基板11の底面11bには、複数の平面視同心円
形状の抵抗発熱体12が形成されるとともに、複数の有
底孔14が形成されており、この有底孔14には、セラ
ミック基板11の温度を測定するために、リード線16
を有する測温素子(熱電対)17が樹脂等を用いて埋め
込まれている。
The hot plate unit 10 includes a disc-shaped ceramic substrate 11 having a resistance heating element 12 formed on the bottom surface, and a cylindrical support container 20 having a bottom. On the bottom surface 11 b of the ceramic substrate 11, a plurality of resistance heating elements 12 having a concentric circular shape in a plan view are formed, and a plurality of bottomed holes 14 are formed. To measure the temperature,
Is embedded using a resin or the like.

【0023】また、この支持容器20は、断面がL字形
状の断熱リング21と、断熱リング21を支持する遮熱
部材22とからなる。断熱リング21は、無機繊維等を
含むフッ素樹脂等からなり、遮熱部材22上部に設けら
れた円環形状の部材に、ボルト28を用いて固定されて
いる。また、ボルト28は、固定金具27を介して取り
付けられており、この固定金具27は、断熱リング21
に嵌め込まれたセラミック基板11の端部に達し、この
固定金具27でセラミック基板11等を押しつけること
により、セラミック基板11を断熱リング21に固定し
ている。なお、遮熱部材22の底部は、取り外し可能な
状態で取り付けられていてもよい。
The support container 20 includes a heat insulating ring 21 having an L-shaped cross section and a heat shielding member 22 for supporting the heat insulating ring 21. The heat insulating ring 21 is made of a fluorine resin or the like containing inorganic fibers or the like, and is fixed to an annular member provided above the heat shielding member 22 using bolts 28. The bolt 28 is attached via a fixing bracket 27, and the fixing bracket 27 is attached to the heat insulating ring 21.
The ceramic substrate 11 is fixed to the heat insulating ring 21 by reaching the end of the ceramic substrate 11 fitted in the ceramic substrate 11 and pressing the ceramic substrate 11 and the like with the fixing bracket 27. In addition, the bottom part of the heat shielding member 22 may be detachably attached.

【0024】セラミック基板11の底面11bには、図
2に示すように、複数の同心円形状の回路からなる抵抗
発熱体12が形成されており、これら抵抗発熱体12
は、互いに近い二重の同心円同士が1組の回路として、
1本の線になるように接続されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of resistance heating elements 12 formed of concentric circuits are formed on the bottom surface 11b of the ceramic substrate 11.
Is a set of double concentric circles close to each other,
They are connected so as to form one line.

【0025】図3に示したように、抵抗発熱体12は、
その酸化を防止するために、表面に金属被覆層120が
形成されており、この金属被覆層120を有する抵抗発
熱体12の端部12aには、半田層18を介してT字形
状の外部端子13が接続されている。この外部端子13
には、さらに導電線24を有するソケット25が取り付
けられ、導電線24は遮熱部材22の貫通孔22aに嵌
め込まれたシール部材を介して支持容器20より外部に
導出されている。
As shown in FIG. 3, the resistance heating element 12
In order to prevent the oxidation, a metal coating layer 120 is formed on the surface, and a T-shaped external terminal is connected to an end 12a of the resistance heating element 12 having the metal coating layer 120 via a solder layer 18. 13 is connected. This external terminal 13
, A socket 25 having a conductive wire 24 is attached. The conductive wire 24 is led out of the support container 20 via a seal member fitted into the through hole 22 a of the heat shield member 22.

【0026】また、図2、3に示したように、抵抗発熱
体12の各回路の両端部12aは、いずれも、同じ回路
の抵抗発熱体12を間に挟んだ状態で近接して設けられ
ており、間に挟まれた抵抗発熱体12と両端部12aと
を覆うように、中心から外周方向に連続的に本発明の絶
縁体からなる絶縁層110が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, both ends 12a of each circuit of the resistance heating element 12 are provided close to each other with the resistance heating element 12 of the same circuit interposed therebetween. An insulating layer 110 made of the insulator of the present invention is provided continuously from the center to the outer periphery so as to cover the resistance heating element 12 and both end portions 12a sandwiched therebetween.

【0027】セラミック基板11の中央に近い部分に
は、シリコンウエハW等を支持するリフターピンを挿通
するための貫通孔15が設けられており、この貫通孔1
5の直下には、リフターピンをスムーズに挿通すること
ができるように、この貫通孔15と連通するガイド管2
9が設けられている。
In a portion near the center of the ceramic substrate 11, a through hole 15 for inserting a lifter pin for supporting the silicon wafer W or the like is provided.
5, a guide pipe 2 communicating with the through hole 15 is provided so that the lifter pin can be smoothly inserted.
9 are provided.

【0028】このリフターピンは、その上にシリコンウ
エハWを載置して上下させることができるようになって
おり、これにより、シリコンウエハWを図示しない搬送
機に渡したり、搬送機からシリコンウエハWを受け取っ
たりするとともに、シリコンウエハWをセラミック基板
11の加熱面11aに載置して加熱したり、シリコンウ
エハWを加熱面11aから50〜2000μm離間させ
た状態で支持し、加熱することができるようになってい
る。
The lifter pins are capable of placing the silicon wafer W thereon and moving the silicon wafer W up and down. While receiving the silicon wafer W, the silicon wafer W may be placed on the heating surface 11a of the ceramic substrate 11 and heated, or the silicon wafer W may be supported and heated while being spaced from the heating surface 11a by 50 to 2000 μm. I can do it.

【0029】また、セラミック基板11に別の貫通孔や
凹部を設け、この貫通孔または凹部に先端が尖塔状また
は半球状の支持ピンを挿入した後、支持ピンをセラミッ
ク基板11よりわずかに突出させた状態で固定し、上記
支持ピンでシリコンウエハWを支持することにより、加
熱面11aから50〜2000μm離間させた状態で加
熱してもよい。
Further, another through-hole or recess is provided in the ceramic substrate 11, and a pin having a spire or a hemispherical tip is inserted into the through-hole or recess, and then the support pin is slightly protruded from the ceramic substrate 11. By fixing the silicon wafer W with the support pins and supporting the silicon wafer W with the support pins, the silicon wafer W may be heated while being separated from the heating surface 11a by 50 to 2000 μm.

【0030】なお、遮熱部材22には冷媒導入管26が
設けられており、この冷媒導入管26には、図示しない
配管を介して空気等の冷媒を導入することより、セラミ
ック基板11の温度や冷却速度等を制御することができ
るようになっており、その結果、シリコンウエハWの温
度制御が容易に出来るようになっている。
The heat shielding member 22 is provided with a refrigerant introduction pipe 26. The refrigerant such as air is introduced into the refrigerant introduction pipe 26 through a pipe (not shown), so that the temperature of the ceramic substrate 11 is reduced. And the cooling rate can be controlled, and as a result, the temperature of the silicon wafer W can be easily controlled.

【0031】このホットプレートユニット10では、セ
ラミック基板11が支持容器20上部の断熱リング21
に嵌合されているが、他の実施の形態においては、セラ
ミック基板が支持容器上部に載置され、ボルト等の固定
部材により固定されていてもよい。
In the hot plate unit 10, the ceramic substrate 11 is provided with a heat insulating ring 21
However, in another embodiment, the ceramic substrate may be mounted on the upper portion of the support container and fixed by a fixing member such as a bolt.

【0032】このホットプレートユニット10では、図
1に示したように、ほぼ全ての抵抗発熱体12の回路の
両端部が近接して設けられており、これによりクーリン
グスポットの数を半減させることができる。また、回路
間も近接して設けられているため、セラミック基板11
の加熱面の温度をより均一にすることができる。
In this hot plate unit 10, as shown in FIG. 1, both ends of almost all the circuits of the resistance heating elements 12 are provided close to each other, so that the number of cooling spots can be reduced by half. it can. Also, since the circuits are provided close to each other, the ceramic substrate 11
The temperature of the heating surface can be made more uniform.

【0033】また、ほぼ全ての抵抗発熱体12の両端部
12aの間には、連続した絶縁層110が形成されてい
るので、端部12aと中に挟まれた抵抗発熱体12とが
直接または他の導体等を介して接続されることにより短
絡が発生するのを防止することができるとともに、金属
のマイグレーション等を防止することができ、このマイ
グレーション等による短絡をも防止することができる。
Further, since the continuous insulating layer 110 is formed between both ends 12a of almost all the resistance heating elements 12, the end 12a and the resistance heating elements 12 sandwiched therebetween are directly or indirectly connected to each other. A short circuit can be prevented from being generated by being connected via another conductor or the like, and a migration or the like of a metal can be prevented. Also, a short circuit due to the migration or the like can be prevented.

【0034】図4(a)は絶縁体が設けられた抵抗発熱
体回路の端部の他の一例を模式的に示す部分拡大断面図
であり、(b)は、その底面図である。絶縁体110、
130は、図3に示したように、端部12a全体、端部
間およびこれらの周辺を覆うように設けられていても良
いし、図4に示したように、端部間と端部の一部とを覆
うように設けられていても良い。
FIG. 4A is a partially enlarged sectional view schematically showing another example of the end of the resistance heating element circuit provided with an insulator, and FIG. 4B is a bottom view thereof. Insulator 110,
As shown in FIG. 3, 130 may be provided so as to cover the entire end portion 12a, between the end portions, and the periphery thereof, or as shown in FIG. 4, between the end portions and between the end portions. It may be provided so as to cover a part.

【0035】外部端子間、外部端子と回路、回路間の距
離は、0.1〜20mmが望ましい。0.1mm未満で
は絶縁が難しく、一方、20mmを超えると、本発明の
ような絶縁の必要がないからである。
The distance between the external terminals, the distance between the external terminals and the circuits, and the circuits are preferably 0.1 to 20 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, it is difficult to insulate. On the other hand, if it exceeds 20 mm, there is no need for insulation as in the present invention.

【0036】また、図3に示したように、近接する抵抗
発熱体の回路の端部同士が複数近接して存在する場合に
は、複数の回路の端部同士を一つの絶縁層110で連続
的に被覆しても良いし、図4に示すように、1組の端部
につき、1個ずつ絶縁層130を設けても良い。
Further, as shown in FIG. 3, when a plurality of ends of the circuit of the resistive heating element are close to each other, the ends of the plurality of circuits are continuously connected by one insulating layer 110. Alternatively, as shown in FIG. 4, one insulating layer 130 may be provided for each set of ends.

【0037】上記絶縁体は、樹脂からなり、該樹脂は、
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
少なくとも1種からなることが望ましい。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、150〜250
℃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。
The insulator is made of a resin, and the resin is
Desirably, it is composed of at least one selected from a polyimide resin and a silicone resin. 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 150-250
By drying and solidifying at a relatively low temperature of about ° C, an insulating coating can be formed.

【0038】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。このような耐熱
性樹脂材料は、セラミック基板の温度が250℃程度の
温度まで上昇した場合にも、充分に耐久性を有する。
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 the ceramic substrate, and dried to dry. And a method of forming a functional coating. Such a heat-resistant resin material has sufficient durability even when the temperature of the ceramic substrate rises to about 250 ° C.

【0039】上記絶縁体は、酸化物セラミックからなる
ものであってもよい。酸化物セラミックは、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 insulator may be made of an oxide ceramic. Oxide ceramic itself has high electrical insulation, has high adhesion strength to the ceramic substrate and resistance heating element, and is chemically stable, so it has a stable interface with the ceramic substrate and stability with the resistance heating element. Interface can be formed.

【0040】その具体的な例としては、例えば、ZnO
を主成分とするZnO−B23 −SiO2 、PbOを
主成分とするPbO−SiO2 、PbO−B23 −S
iO2、PbO−ZnO−B23 等のガラス組成物を
挙げることができる。これらの酸化物セラミックは、上
記のようにガラスからなるものであってもよく、結晶性
粒子の焼結体からなるものあってもよく、これらの複合
物からなるものであってもよい。酸化物セラミックとし
て、ガラス材料を用いる場合、そのガラス転移点は、4
00〜700℃であり、熱膨張係数が4〜9ppm/℃
であることが望ましい。
As a specific example, for example, ZnO
PbO-SiO 2 mainly composed of ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 , PbO mainly composed of, PbO-B 2 O 3 -S
iO 2, PbO-ZnO-B glass compositions such as 2 O 3 can be mentioned. These oxide ceramics may be formed of glass as described above, may be formed of a sintered body of crystalline particles, or may be formed of a composite thereof. When a glass material is used as the oxide ceramic, its glass transition point is 4
00 to 700 ° C. and a coefficient of thermal expansion of 4 to 9 ppm / ° C.
It is desirable that

【0041】このような酸化物セラミックからなる絶縁
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 ceramic, a paste containing the above-mentioned oxide glass powder is applied to the surface of a ceramic substrate by screen printing or the like, and then dried and fired. And a method of forming a functional 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.

【0042】上記酸化物セラミックは、金属酸化物のゾ
ルまたは金属アルコキシドを原料とするものであっても
よい。これらは、塗布が容易であり、塗布の直後では水
酸化物をかなりの量含むものであるが、乾燥、加熱を行
うことにより、水分が蒸発するとともに、脱水反応が進
行し、最終的には殆どが酸化物となり、セラミック基板
にしっかりと固着するからである。これらの酸化物セラ
ミックからなる絶縁体は、セラミック基板の温度が45
0℃程度と高い場合においても、充分な耐久性を有す
る。
The oxide ceramic may be made of a metal oxide sol or metal alkoxide as a raw material. These are easy to apply and contain a considerable amount of hydroxide immediately after application, but by drying and heating, water evaporates and the dehydration reaction proceeds, and ultimately most of them are dehydrated. This is because it becomes an oxide and firmly adheres to the ceramic substrate. These oxide ceramic insulators have a ceramic substrate temperature of 45
Even when it is as high as about 0 ° C., it has sufficient durability.

【0043】図5は、本発明のセラミックヒータの他の
一例を模式的に示す底面図であり、図6(a)は、図5
に示したセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡
大断面図であり、(b)はその底面図である。
FIG. 5 is a bottom view schematically showing another example of the ceramic heater of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view schematically showing a part of the ceramic heater shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a bottom view thereof.

【0044】このセラミックヒータ30において、抵抗
発熱体32は、セラミック基板31の底面に、円周方向
に幾つかの回路に分割された円弧形状の屈曲線の繰り返
しパターンにより形成されており、このパターンが中心
から外側に向かって同心円状に拡がっている。また、隣
り合う回路の端部32a同士が、それぞれ近接して設け
られており、これら2個の端部32aとこれらの間を覆
うように、絶縁層140が設けられている。
In this ceramic heater 30, the resistance heating element 32 is formed on the bottom surface of the ceramic substrate 31 by a repetitive pattern of arcuate bent lines divided into several circuits in the circumferential direction. Extends concentrically from the center outward. The ends 32a of adjacent circuits are provided close to each other, and the insulating layer 140 is provided so as to cover these two ends 32a and between them.

【0045】従来のセラミックヒータでは、隣り合う回
路の端部は、ある程度離れて形成されていたため、各回
路の端部毎にクーリングスポットが発生していたが、本
発明のセラミックヒータ30では、全ての隣り合う回路
の端部32a同士が、それぞれ近接して設けられている
ため、クーリングスポットの数を半減させることがで
き、加熱面の温度をより均一にすることができる。
In the conventional ceramic heater, the ends of the adjacent circuits are formed to be separated from each other to some extent, so that a cooling spot is generated at each end of each circuit. Since the end portions 32a of adjacent circuits are provided close to each other, the number of cooling spots can be halved, and the temperature of the heating surface can be made more uniform.

【0046】なお、このセラミックヒータ30では、図
1に示したセラミックヒータ101の場合と同様に、リ
フターピン用の貫通孔35や有底孔34が形成されてお
り、その他の部分もセラミックヒータ101と同様に構
成されている。
In this ceramic heater 30, as in the case of the ceramic heater 101 shown in FIG. 1, a through hole 35 for a lifter pin and a bottomed hole 34 are formed, and the other portions are also formed by the ceramic heater 101. It is configured similarly to.

【0047】図7(a)は、図6に示したセラミックヒ
ータの別の実施形態を模式的に示す部分拡大断面図であ
り、(b)は、その底面図である。このセラミックヒー
タ30において、絶縁層140、150は、この図6に
示したように、端部32aの全部とその間を覆うように
設けられてもよいし、また、図7に示すように、端部3
2aの一部とその間を覆うように設けられていても良
い。このように、異なる回路の端部同士を近接して設け
た場合、外部端子間の距離は、0.1〜20mmが望ま
しい。
FIG. 7A is a partially enlarged sectional view schematically showing another embodiment of the ceramic heater shown in FIG. 6, and FIG. 7B is a bottom view thereof. In the ceramic heater 30, the insulating layers 140 and 150 may be provided so as to cover the entire end 32a and the space between them, as shown in FIG. 6, or as shown in FIG. Part 3
It may be provided so as to cover a part of 2a and the space therebetween. As described above, when the ends of different circuits are provided close to each other, the distance between the external terminals is preferably 0.1 to 20 mm.

【0048】上記抵抗発熱体のパターンとしては、図1
に示した同心円形状のほか、図5に示したように、屈曲
線の繰り返しパターン、渦巻き形状、偏心円形状、これ
らのパターンの2個以上を繰り返したパターン等を挙げ
ることができる。
The pattern of the resistance heating element is shown in FIG.
In addition to the concentric circles shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5, a repetition pattern of a bending line, a spiral shape, an eccentric circle, a pattern in which two or more of these patterns are repeated, and the like can be given.

【0049】セラミック基板の底面にこのようなパター
ンの抵抗発熱体を形成する際には、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。即
ち、セラミック基板の表面に抵抗発熱体を形成する場合
には、通常、焼成を行って、セラミック基板を製造した
後、その表面に導体ペースト層を形成し、焼成すること
より、抵抗発熱体を形成する。
When a resistive heating element having such a pattern is formed on the bottom surface of the ceramic substrate, it is preferable to use a conductive paste made of metal or conductive ceramic. That is, when the resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate, the resistance heating element is usually formed by baking to produce the ceramic substrate, then forming a conductor paste layer on the surface, and firing. Form.

【0050】上記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 ceramics for ensuring conductivity, but also resin, solvent, thickener and the like.

【0051】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。
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.

【0052】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。0.1μm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。
As the conductive ceramic, for example,
Tungsten, molybdenum carbide and the like can be mentioned.
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. If it is too fine, less than 0.1 μm, it is liable to be oxidized, while if it exceeds 100 μm, sintering becomes difficult and the resistance value becomes large.

【0053】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、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。
The shape of the metal particles may be 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, the metal oxide between the metal particles is easily retained, and the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is ensured. And the resistance value can be increased.

【0054】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.

【0055】抵抗発熱体用の導体ペーストをセラミック
基板の表面に形成する際には、導体ペースト中に金属粒
子のほかに金属酸化物を添加し、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させることによ
り、セラミック基板と金属粒子とを密着させることがで
きる。
When a conductor paste for a resistance heating element is formed on the surface of a ceramic substrate, a metal oxide is added to the conductor paste in addition to the metal particles, and the metal particles and the metal oxide are sintered. It is preferable that Thus, by sintering the metal oxide together with the metal particles, the ceramic substrate and the metal particles can be brought into close contact.

【0056】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。
Although it is not clear why mixing metal oxide improves the adhesion to the ceramic substrate, the surface of metal particles or the surface of non-oxide ceramic substrate is slightly oxidized. Thus, an oxide film is formed, and it is considered that the oxide films are sintered and integrated through the metal oxide, and the metal particles and the ceramic adhere to each other. Further, when the ceramic constituting the ceramic substrate is an oxide, the surface is naturally made of an oxide, so that a conductor layer having excellent adhesion is formed.

【0057】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 23 )、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。
As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
Selected from the group consisting of Mina, Yttria and Titania
At least one is preferred. These oxides have resistance
Metal particles and ceramics can be used without increasing the resistance of the heating element.
This is because the adhesion to the substrate can be improved.
You.

【0058】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素(B23 )、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
されていることが好ましい。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、特にセラミック基板
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 so as not to exceed 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides in these ranges, the adhesion to the ceramic substrate can be particularly improved.

【0059】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抵抗発熱
体を形成した際の面積抵抗率は、1mΩ〜50Ω/□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. Further, the area resistivity when the resistance heating element is formed using the conductor paste having such a configuration is preferably 1 mΩ to 50 Ω / □.

【0060】面積抵抗率が1mΩ未満では、面積抵抗率
が小さくなりすぎて、発熱量を確保することができず、
一方、面積抵抗率が50Ω/□を超えると、印加電圧量
に対して発熱量は大きくなりすぎて、表面に抵抗発熱体
を設けたセラミック基板では、その発熱量を制御しにく
いからである。
If the sheet resistivity is less than 1 mΩ, the sheet resistivity becomes too small, so that it is impossible to secure a calorific value.
On the other hand, when the sheet resistivity exceeds 50Ω / □, the heat value becomes too large with respect to the applied voltage, and it is difficult to control the heat value in a ceramic substrate provided with a resistance heating element on the surface.

【0061】本発明では、抵抗発熱体がセラミック基板
の表面に形成されるため、抵抗発熱体の表面部分に、金
属被覆層が形成されていることが好ましい。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。形成する金属被覆層の厚さは、0.1〜10μ
mが好ましい。
In the present invention, since the resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate, it is preferable that a metal coating layer is formed on the surface portion of the resistance heating element. This is to prevent the internal metal sintered body from being oxidized to change the resistance value. The thickness of the metal coating layer to be formed is 0.1 to 10 μm.
m is preferred.

【0062】上記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。
The metal used for forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal.
Specifically, for example, gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, nickel is preferred.

【0063】本発明のセラミック基板は、100℃以上
で使用することが望ましく、200℃以上で使用するこ
とがより望ましい。
The ceramic substrate of the present invention is desirably used at 100 ° C. or higher, and more desirably at 200 ° C. or higher.

【0064】上記セラミック基板の材料は特に限定され
るものではなく、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。
The material of the ceramic substrate is not particularly limited, and examples thereof include a nitride ceramic, a carbide ceramic, and an oxide ceramic.

【0065】上記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、炭化タングステン等が挙げられる。
Examples of the nitride ceramic include metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride and the like. Further, as the carbide ceramic, metal carbide ceramic,
For example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide,
Examples include tantalum carbide and tungsten carbide.

【0066】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化
物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージ
ュライト、ムライト等が挙げられる。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。
Examples of the oxide ceramic include metal oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, and mullite. These ceramics may be used alone or in combination of two or more.

【0067】これらのセラミックのなかでは、窒化物セ
ラミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに
比べて好ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒
化物セラミックのなかでは、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。
Among these ceramics, nitride ceramics and carbide ceramics are more preferable than oxide ceramics. This is because the thermal conductivity is high. Further, among nitride ceramics, aluminum nitride is most preferable. This is because the thermal conductivity is the highest at 180 W / m · K.

【0068】また、上記セラミック材料は、焼結助剤を
含有していてもよい。上記焼結助剤としては、例えば、
アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類
酸化物等が挙げられる。これらの焼結助剤のなかでは、
CaO、Y23 、Na2 O、Li2 O、Rb2 Oが好
ましい。これらの含有量としては、0.1〜20重量%
が好ましい。また、アルミナを含有していてもよい。
Further, the ceramic material may contain a sintering aid. As the sintering aid, for example,
Examples thereof include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and rare earth oxides. Among these sintering aids,
CaO, Y 2 O 3, Na 2 O, Li 2 O, Rb 2 O are preferred. Their content is 0.1 to 20% by weight.
Is preferred. Further, it may contain alumina.

【0069】上記セラミック基板は、明度がJIS Z
8721の規定に基づく値でN6以下のものであるこ
とが望ましい。このような明度を有するものが輻射熱
量、隠蔽性に優れるからである。また、このようなセラ
ミック基板は、サーモビュアにより、正確な表面温度測
定が可能となる。
The above ceramic substrate has a brightness of JIS Z
It is desirable that the value based on the rule of 8721 is N6 or less. This is because a material having such brightness is excellent in radiant heat and concealing property. Further, such a ceramic substrate can accurately measure the surface temperature by using a thermoviewer.

【0070】ここで、明度のNは、理想的な黒の明度を
0とし、理想的な白の明度を10とし、これらの黒の明
度と白の明度との間で、その色の明るさの知覚が等歩度
となるように各色を10分割し、N0〜N10の記号で
表示したものである。そして、実際の測定は、N0〜N
10に対応する色票と比較して行う。この場合の小数点
1位は0または5とする。
Here, the lightness N is defined as 0 for an ideal black lightness, 10 for an ideal white lightness, and the brightness of the color between these black lightness and white lightness. Each color is divided into ten so that the perception of the color is equal, and displayed by symbols N0 to N10. And the actual measurement is N0-N
The comparison is made with the color chart corresponding to No. 10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.

【0071】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを100〜5000p
pm含有させることにより得られる。カーボンには、非
晶質のものと結晶質のものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、結晶質のカーボンは、セラミック基
板の高温における熱伝導率の低下を抑制することができ
るため、その製造する基板の目的等に応じて適宜カーボ
ンの種類を選択することができる。
A ceramic substrate having such characteristics is characterized in that carbon is added to the ceramic substrate in an amount of 100 to 5000 p.
pm. There are two types of carbon, amorphous and crystalline.Amorphous carbon can suppress a decrease in volume resistivity of a ceramic substrate at a high temperature. Since the decrease in thermal conductivity at high temperatures can be suppressed, the type of carbon can be appropriately selected according to the purpose of the substrate to be manufactured.

【0072】非晶質のカーボンは、例えば、C、H、O
だけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空気中で
焼成することにより得ることができ、結晶質のカーボン
としては、グラファイト粉末等を用いることができる。
また、アクリル系樹脂を不活性雰囲気下で熱分解させた
後、加熱加圧することによりカーボンを得ることができ
るが、このアクリル系樹脂の酸価を変化させることによ
り、結晶性(非晶性)の程度を調整することもできる。
The amorphous carbon is, for example, C, H, O
Hydrocarbons, preferably saccharides, can be obtained by calcining in air, and graphite powder can be used as the crystalline carbon.
In addition, carbon can be obtained by thermally decomposing the acrylic resin under an inert atmosphere and then heating and pressurizing. However, by changing the acid value of the acrylic resin, it is possible to obtain a crystalline (non-crystalline) material. Can be adjusted.

【0073】セラミック基板の形状は、円板形状が好ま
しく、その直径は、200mm以上が好ましく、250
mm以上が最適である。円板形状のセラミック基板は、
温度の均一性が要求されるが、直径の大きな基板ほど温
度が不均一になりやすいからである。
The shape of the ceramic substrate is preferably a disk shape, and the diameter is preferably 200 mm or more.
mm or more is optimal. Disc-shaped ceramic substrates
This is because temperature uniformity is required, but the larger the diameter of the substrate, the more likely the temperature becomes non-uniform.

【0074】セラミック基板の厚さは、50mm以下が
好ましく、20mm以下がより好ましい。また、1〜5
mmが最適である。上記厚さが薄すぎると、高温で加熱
する際に反りが発生しやすく、一方、厚過ぎると熱容量
が大きく成りすぎて昇温降温特性が低下するからであ
る。
The thickness of the ceramic substrate is preferably 50 mm or less, more preferably 20 mm or less. Also, 1-5
mm is optimal. If the thickness is too thin, warpage is likely to occur when heating at a high temperature, while if it is too thick, the heat capacity becomes too large and the temperature rise / fall characteristics deteriorate.

【0075】また、セラミック基板の気孔率は、0また
は5%以下が好ましい。上記気孔率はアルキメデス法に
より測定する。高温での熱伝導率の低下、反りの発生を
抑制することができるからである。
The porosity of the ceramic substrate is preferably 0 or 5% or less. The porosity is measured by the Archimedes method. This is because a decrease in the thermal conductivity at a high temperature and the occurrence of warpage can be suppressed.

【0076】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板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、電流量を代えて、温度を制御することができるから
である。
In the present invention, a thermocouple can be embedded in a ceramic substrate as needed. This is because the temperature of the resistance heating element can be measured with a thermocouple, and the temperature can be controlled by changing the voltage and current based on the data.

【0077】上記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、J
IS−C−1602(1980)に挙げられるように、
K型、R型、B型、E型、J型、T型熱電対が挙げられ
る。
The size of the junction of the thermocouple metal wires is preferably equal to or larger than the diameter of each metal wire and 0.5 mm or less. With such a configuration, the heat capacity of the junction is reduced, and the temperature is accurately and 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. Examples of the thermocouple include J
As listed in IS-C-1602 (1980),
K-type, R-type, B-type, E-type, J-type, and T-type thermocouples are exemplified.

【0078】上記ホットプレートユニットを用いること
により、半導体ウエハ等の被加熱物の全体を均一な温度
に、かつ、所定の温度に加熱することができる。
By using the above-mentioned hot plate unit, the whole object to be heated such as a semiconductor wafer can be heated to a uniform temperature and a predetermined temperature.

【0079】本発明のセラミックヒータを構成するセラ
ミック基板の内部に静電電極を設けた場合には、静電チ
ャックとして機能する。上記静電電極に用いる金属とし
ては、例えば、貴金属(金、銀、白金、パラジウム)、
タングステン、モリブデン、ニッケルなどが好ましい。
また、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。
When an electrostatic electrode is provided inside a ceramic substrate constituting the ceramic heater of the present invention, it functions as an electrostatic chuck. Examples of the metal used for the electrostatic electrode include noble metals (gold, silver, platinum, and palladium),
Tungsten, molybdenum, nickel and the like are preferred.
Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or in combination of two or more.

【0080】図8(a)は、本発明に係る静電チャック
を模式的に示す縦断面図であり、(b)は、(a)に示
した静電チャックのA−A線断面図である。この静電チ
ャック60では、円形状のセラミック基板61の内部に
チャック正負静電電極層62、63が埋設され、それぞ
れスルーホール68と接続され、その電極上にセラミッ
ク誘電体膜64が形成されている。
FIG. 8A is a longitudinal sectional view schematically showing an electrostatic chuck according to the present invention, and FIG. 8B is a sectional view taken along line AA of the electrostatic chuck shown in FIG. is there. In this electrostatic chuck 60, chuck positive and negative electrostatic electrode layers 62 and 63 are embedded in a circular ceramic substrate 61, connected to through holes 68, and a ceramic dielectric film 64 is formed on the electrodes. I have.

【0081】また、(b)に示したように、セラミック
基板61の内部に、半円弧状部62aと櫛歯部62bと
からなるチャック正極静電層62と、同じく半円弧状部
63aと櫛歯部63bとからなるチャック負極静電層6
3とが、互いに櫛歯部62b、63bを交差するように
対向して配置されている。
As shown in (b), inside the ceramic substrate 61, a chuck positive electrode electrostatic layer 62 composed of a semi-circular portion 62a and a comb tooth portion 62b, and a semi-circular portion 63a and a comb Chuck negative electrode electrostatic layer 6 including tooth portion 63b
3 are arranged to face each other so as to intersect the comb portions 62b and 63b.

【0082】また、セラミック基板61の底面には、抵
抗発熱体65と外部端子66とが設けられ、シリコンウ
エハW等の被加熱物を加熱することができるようになっ
ている。また、図8には示していないが、外部端子66
が接続された抵抗発熱体65の両端部およびその間は、
図2に示した抵抗発熱体の場合と同様に絶縁層が形成さ
れている。なお、セラミック基板61には、必要に応じ
て、RF電極が埋設されていてもよい。
Further, a resistance heating element 65 and external terminals 66 are provided on the bottom surface of the ceramic substrate 61 so that an object to be heated such as the silicon wafer W can be heated. Also, although not shown in FIG.
Are connected to both ends of the resistance heating element 65 to which
An insulating layer is formed as in the case of the resistance heating element shown in FIG. Note that an RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 61 as necessary.

【0083】このような構成のセラミック基板が、図1
に示した支持容器20と略同じ構造および機能を有する
支持容器に嵌め込まれ、静電チャックとして動作する。
この際、チャック正極静電層62とチャック負極静電層
63とに制御装置内の直流電源から延びた配線の+側と
−側を接続し、直流電圧を印加する。これにより、この
静電チャック上に載置されたシリコンウエハWが静電的
に吸着されるとともに均一に加熱され、この状態でシリ
コンウエハWに種々の加工を施すことが可能となる。
The ceramic substrate having such a configuration is shown in FIG.
Are fitted into a supporting container having substantially the same structure and function as the supporting container 20 shown in FIG.
At this time, the positive and negative sides of the wiring extending from the DC power supply in the control device are connected to the chuck positive electrode electrostatic layer 62 and the chuck negative electrode electrostatic layer 63, and a DC voltage is applied. Thereby, the silicon wafer W placed on the electrostatic chuck is electrostatically attracted and heated uniformly, and in this state, it is possible to perform various processes on the silicon wafer W.

【0084】図9および図10は、他の静電チャックを
構成するセラミック基板の静電電極を模式的に示した水
平断面図である。図9に示す静電チャック70を構成す
るセラミック基板71では、セラミック基板71の内部
に半円形状のチャック正極静電層72とチャック負極静
電層73とが形成されており、図10に示す静電チャッ
ク80を構成するセラミック基板81では、セラミック
基板81の内部に円を4分割した形状のチャック正極静
電層82a、82bとチャック負極静電層83a、83
bとが形成されている。また、2枚の正極静電層82
a、82bおよび2枚のチャック負極静電層83a、8
3bは、それぞれ交差するように形成されている。な
お、円形等の電極が分割された形態の電極を形成する場
合、その分割数は特に限定されず、5分割以上であって
もよく、その形状も扇形に限定されない。
FIGS. 9 and 10 are horizontal sectional views schematically showing electrostatic electrodes of a ceramic substrate constituting another electrostatic chuck. In the ceramic substrate 71 constituting the electrostatic chuck 70 shown in FIG. 9, a semicircular chuck positive electrostatic layer 72 and a chuck negative electrostatic layer 73 are formed inside the ceramic substrate 71, as shown in FIG. In the ceramic substrate 81 constituting the electrostatic chuck 80, the chuck positive electrostatic layers 82 a and 82 b and the chuck negative electrostatic layers 83 a and 83 each having a shape obtained by dividing a circle into four inside the ceramic substrate 81.
b are formed. Also, the two positive electrode electrostatic layers 82
a, 82b and two chuck negative electrode electrostatic layers 83a, 8
3b are formed so as to cross each other. In the case of forming an electrode in which a circular electrode or the like is divided, the number of divisions is not particularly limited, and may be five or more, and the shape is not limited to a sector.

【0085】また、上述したように、上記セラミック基
板の表面にチャックトップ導体層を設け、内部の導体層
として、ガード電極やグランド電極を設けた場合には、
ウエハプローバ用チャックトップ板として機能する。
Further, as described above, when a chuck top conductor layer is provided on the surface of the ceramic substrate and a guard electrode or a ground electrode is provided as an internal conductor layer,
Functions as a chuck top plate for wafer probers.

【0086】図11は、ウエハプローバ用チャックトッ
プ板の一実施形態を模式的に示した断面図であり、図1
2は、その平面図であり、図13は、図11に示したウ
エハプローバ用チャックトップ板におけるA−A線断面
図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a chuck top plate for a wafer prober.
2 is a plan view, and FIG. 13 is a sectional view taken along line AA of the chuck top plate for a wafer prober shown in FIG.

【0087】このウエハプローバ用チャックトップ板で
は、平面視円形状のセラミック基板3の表面に同心円形
状の溝7が形成されるとともに、溝7の一部にシリコン
ウエハを吸引するための複数の吸引孔8が設けられてお
り、溝7を含むセラミック基板3の大部分にシリコンウ
エハの電極と接続するためのチャックトップ導体層2が
円形状に形成されている。
In the chuck top plate for a wafer prober, a concentric groove 7 is formed on the surface of the ceramic substrate 3 having a circular shape in plan view, and a plurality of suctions for sucking a silicon wafer are partially formed in the groove 7. A hole 8 is provided, and a chuck top conductor layer 2 for connecting to an electrode of a silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 3 including the groove 7.

【0088】一方、セラミック基板3の底面には、シリ
コンウエハの温度をコントロールするために、平面視同
心円形状の抵抗発熱体4が設けられており、抵抗発熱体
4の両端は、半田層等(図示せず)を介して、外部端子
9が接続、固定されている。図11には示していない
が、外部端子9が接続された抵抗発熱体4の両端部およ
びその間は、図2に示した抵抗発熱体の場合と同様に絶
縁層が形成されている。
On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 3, a resistance heating element 4 having a concentric circular shape in a plan view is provided for controlling the temperature of the silicon wafer. The external terminal 9 is connected and fixed via a not shown). Although not shown in FIG. 11, an insulating layer is formed between both ends of the resistance heating element 4 to which the external terminals 9 are connected and between them, as in the case of the resistance heating element shown in FIG.

【0089】セラミック基板3の内部には、さらに、ス
トレイキャパシタやノイズを除去するために、図13に
示したような格子形状のガード電極5とグランド電極6
とが設けられ、これらガード電極5とグランド電極6と
は、スルーホール56、57を介して図示しない外部端
子等と接続されている。なお、符号1は、電極非形成部
を示している。このような矩形状の電極非形成部1をガ
ード電極5の内部に形成しているのは、ガード電極5を
挟んだ上下のセラミック基板3をしっかりと接着させる
ためである。
In order to remove stray capacitors and noise, a guard electrode 5 and a ground electrode 6 having a lattice shape as shown in FIG.
The guard electrode 5 and the ground electrode 6 are connected to external terminals (not shown) via through holes 56 and 57. Reference numeral 1 indicates an electrode non-formed portion. The reason why such a rectangular electrode non-forming portion 1 is formed inside the guard electrode 5 is to firmly bond the upper and lower ceramic substrates 3 sandwiching the guard electrode 5 therebetween.

【0090】このような構成のセラミック基板が図1に
示したものと略同様の構造の支持容器に嵌め込まれ、ウ
エハプローバとして動作する。このウエハプローバで
は、セラミック基板3の上に集積回路が形成されたシリ
コンウエハを載置した後、このシリコンウエハにテスタ
ピンを持つプローブカード等を押しつけ、均一に加熱ま
たは冷却しながら電圧を印加して導通テストを行うこと
ができる。
The ceramic substrate having such a structure is fitted into a supporting container having substantially the same structure as that shown in FIG. 1 and operates as a wafer prober. In this wafer prober, after a silicon wafer on which an integrated circuit is formed is placed on a ceramic substrate 3, a probe card or the like having tester pins is pressed against the silicon wafer, and a voltage is applied while heating or cooling uniformly. A continuity test can be performed.

【0091】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。図14に基づき、セラミック基板
の底面に抵抗発熱体12が形成されたセラミックヒータ
の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the ceramic heater of the present invention will be described. A method for manufacturing a ceramic heater in which a resistance heating element 12 is formed on the bottom surface of a ceramic substrate will be described with reference to FIG.

【0092】(1) セラミック基板の作製工程 上述した窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックに必
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。この際、カーボンを含有させても
よい。
(1) Step of Manufacturing Ceramic Substrate A slurry is prepared by blending a sintering aid such as yttria or a binder as necessary with the above-described nitride ceramic such as aluminum nitride, and then spray-drying the slurry. The resulting granules are put into a mold or the like and pressed into a plate or the like to form a green body. At this time, carbon may be contained.

【0093】次に、生成形体に、必要に応じて、シリコ
ンウエハを運搬するためのリフターピンを挿通する貫通
孔15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14となる部分やシリコンウエハを支持する
ための支持ピンを挿通するための貫通孔や凹部となる部
分等を形成する。焼成後、製造したセラミック基板にド
リル等を用いて、有底孔14や貫通孔15を形成しても
よい。
Next, as necessary, a portion serving as a through hole 15 for inserting a lifter pin for carrying a silicon wafer and a bottomed hole 14 for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple are formed in the formed body. And a portion to be a through hole or a recess for inserting a support pin for supporting the silicon wafer. After firing, the bottomed holes 14 and the through holes 15 may be formed in the manufactured ceramic substrate using a drill or the like.

【0094】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、セラミック基板11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、気孔のないセラミック基板11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、窒化物セラミックでは、1000〜2500℃であ
る。通常、焼成後に、貫通孔15や有底孔14を形成す
る(図14(a))。
Next, the formed body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate. After that, the ceramic substrate 11 is manufactured by processing into a predetermined shape, but may be a shape that can be used as it is after firing. By performing heating and firing while applying pressure, it is possible to manufacture a ceramic substrate 11 having no pores. Heating and firing may be performed at a temperature equal to or higher than the sintering temperature. Usually, after firing, a through hole 15 and a bottomed hole 14 are formed (FIG. 14A).

【0095】(2) セラミック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、抵抗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。
この際、抵抗発熱体の回路の両端部の外部端子の中心と
中心とを、近接して設けられるようにする。また、抵抗
発熱体は、セラミック基板全体を均一な温度にする必要
があることから、同心円状や屈曲線状の、または、同心
円状と屈曲円状とを組み合わせたパターンなどに印刷す
ることが好ましい。導体ペースト層は、焼成後の抵抗発
熱体12の断面が、方形で、偏平な形状となるように形
成することが好ましい。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Ceramic 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 resistance heating element is to be provided by screen printing or the like to form a conductor paste layer.
At this time, the centers of the external terminals at both ends of the circuit of the resistance heating element are provided close to each other. In addition, since the resistance heating element needs to make the entire temperature of the ceramic substrate a uniform temperature, it is preferable that the resistance heating element be printed in a concentric shape or a bent line shape, or a pattern combining a concentric shape and a bent shape. . The conductive paste layer is preferably formed such that the cross section of the resistance heating element 12 after firing has a square and flat shape.

【0096】(3) 導体ペーストの焼成 セラミック基板11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、セラミック基板11の底面に焼き付け、
抵抗発熱体12を形成する(図14(b))。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、セラミック基板および金属酸化物が焼結して一体化
するため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が向
上する。
(3) Firing of Conductive Paste The conductive paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 11 is heated and fired to remove the resin and the solvent, and sinter the metal particles.
The resistance heating element 12 is formed (FIG. 14B). The temperature of the heating and firing is preferably from 500 to 1000C. If the above-described metal oxide is added to the conductor paste, the metal particles, the ceramic substrate and the metal oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is improved.

【0097】(4) 金属被覆層の形成 抵抗発熱体12の表面に、金属被覆層120を設ける
(図14(c))。金属被覆層120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 A metal coating layer 120 is provided on the surface of the resistance heating element 12 (FIG. 14C). The metal coating layer 120 is formed by electrolytic plating,
Although it can be formed by electroless plating, sputtering, or the like, in consideration of mass productivity, electroless plating is optimal.

【0098】(5) 端子等の取り付け 抵抗発熱体12のパターンの端部に電源との接続のため
の外部端子13を半田層18を介して取り付ける。ま
た、有底孔14に熱電対等の測温素子17を挿入し、ポ
リイミド等の耐熱樹脂、セラミック等で封止する(図1
4(d))。
(5) Attachment of Terminals and the Like External terminals 13 for connection to a power source are attached to the end of the pattern of the resistance heating element 12 via a solder layer 18. Also, a temperature measuring element 17 such as a thermocouple is inserted into the bottomed hole 14 and sealed with a heat-resistant resin such as polyimide, ceramic, or the like (FIG. 1).
4 (d)).

【0099】(6) 抵抗発熱体の回路端部の被覆 抵抗発熱体12の回路の両端部およびその間に絶縁層を
形成する(図3参照)。絶縁層を形成する方法として
は、例えば、この際、溶剤等を含む流動状態の樹脂材料
で接点部分を覆い、乾燥させることにより固化させる方
法、アルコキシドを加水分解させたゾル溶液を両端部に
滴下したしたあと、乾燥、焼成する方法、ガラス粉末を
含むペーストを塗布した後、乾燥、焼成する方法、マス
クを用いたスパッタリングにより酸化物セラミック層を
形成する方法、被覆剤を用いて被覆の対象となる箇所以
外を覆っ後、CVD法により酸化物層等を形成する方法
等が挙げられる。なお、外部端子部分は必ずしも被覆し
なくても良い。以上でセラミックヒータ101の製造を
終了する。
(6) Covering the ends of the circuit of the resistance heating element An insulating layer is formed on both ends of the circuit of the resistance heating element 12 and between them (see FIG. 3). As a method for forming the insulating layer, for example, at this time, a method in which the contact portion is covered with a resin material in a fluidized state containing a solvent or the like and solidified by drying, and a sol solution obtained by hydrolyzing an alkoxide is dropped on both ends. After that, drying and firing method, after applying paste containing glass powder, drying and firing method, a method of forming an oxide ceramic layer by sputtering using a mask, and a coating object using a coating agent There is a method in which an oxide layer or the like is formed by a CVD method after covering an area other than a certain place. The external terminal portion does not necessarily have to be covered. Thus, the manufacture of the ceramic heater 101 is completed.

【0100】7)支持容器上への設置 次に、支持容器20の断熱リング21にセラミック基板
11をはめ込んだ後、ボルト28、固定金具27等を用
いて、セラミック基板11を断熱リング21に固定し、
導電線24およびリード線16を遮熱部材22の底面か
ら引き出すことにより、図1に示したような構成のホッ
トプレートユニット10を得る。
7) Installation on Support Container Next, after the ceramic substrate 11 is fitted into the heat insulating ring 21 of the support container 20, the ceramic substrate 11 is fixed to the heat insulating ring 21 using bolts 28, fixing fittings 27 and the like. And
By drawing out the conductive wires 24 and the lead wires 16 from the bottom surface of the heat shielding member 22, the hot plate unit 10 having the configuration shown in FIG. 1 is obtained.

【0101】上記セラミックヒータを製造する際に、セ
ラミック基板の内部に静電電極を設けると、該セラミッ
クヒータは静電チャックとして機能する。また、加熱面
にチャックトップ導体層を設け、セラミック基板の内部
にガード電極やグランド電極を設けることによりウエハ
プローバ用チャップトップ板として機能する。
When the ceramic heater is manufactured, if an electrostatic electrode is provided inside the ceramic substrate, the ceramic heater functions as an electrostatic chuck. In addition, a chuck top conductor layer is provided on the heating surface, and a guard electrode and a ground electrode are provided inside the ceramic substrate to function as a wafer prober chap top plate.

【0102】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、金属箔等をセラミック基板の内部に埋設すればよ
い。また、セラミック基板の表面に導体層を形成する場
合には、スパッタリング法やめっき法を用いることがで
き、これらを併用してもよい。
When the electrodes are provided inside the ceramic substrate, a metal foil or the like may be embedded inside the ceramic substrate. When a conductor layer is formed on the surface of the ceramic substrate, a sputtering method or a plating method can be used, and these may be used in combination.

【0103】本発明に係るセラミックヒータは、上記方
法の他、いわゆるグリーンシート法によっても製造する
ことができる。この場合には、窒化アルミニウム粉末、
焼結助剤、樹脂バインダ、アルコール等を混合した組成
物を、ドクターブレード法を用いて成形することにより
グリーンシートを作製し、このグリーンシートを積層し
て積層体を作製した後、この積層体を焼成してセラミッ
ク基板を製造する。そして、このセラミック基板上に上
記した方法と同様にして、導体ペースト層を形成し、焼
成することにより、抵抗発熱体を形成し、セラミックヒ
ータとする。なお、グリーンシートの積層体を作製する
際、グリーンシート上に、所定パターンの導体ペースト
層を形成することにより、セラミック基板の内部に静電
電極等を形成することができる。
The ceramic heater according to the present invention can be manufactured by a so-called green sheet method in addition to the above method. In this case, aluminum nitride powder,
A green sheet is produced by molding a composition obtained by mixing a sintering aid, a resin binder, an alcohol and the like by using a doctor blade method, and the green sheets are laminated to produce a laminate. Is fired to produce a ceramic substrate. Then, a conductive paste layer is formed on the ceramic substrate in the same manner as described above, and the resultant is baked to form a resistance heating element, thereby obtaining a ceramic heater. When a green sheet laminate is manufactured, an electrostatic electrode or the like can be formed inside the ceramic substrate by forming a conductive paste layer having a predetermined pattern on the green sheet.

【0104】以下、本発明をさらに詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【実施例】(実施例1) セラミックヒータの製造(図
1〜3、14参照) (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(Y2
3 :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) Manufacture of a ceramic heater (see FIGS. 1-3 and 14) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttrium oxide (Y 2 O)
3 : A composition consisting of 4 parts by weight of yttria, an average particle diameter of 0.4 μm), 12 parts by weight of an acrylic resin binder and alcohol was spray-dried to produce a granular powder.

【0105】(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。
(2) Next, this granular powder was put into a mold and molded into a flat plate to obtain a formed product (green).

【0106】(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、
厚さが3mmの窒化アルミニウム焼結体を得た。次に、
この板状体から直径230mmの円板体を切り出し、セ
ラミック性の板状体(セラミック基板11)とした。次
に、この板状体にドリル加工を施し、半導体ウエハを運
搬するためのリフターピンを挿入する貫通孔15、熱電
対を埋め込むための有底孔14(直径:1.1mm、深
さ:2mm)を形成した(図14(a))。
(3) The green body after the processing is hot-pressed at a temperature of 1800 ° C. and a pressure of 20 MPa.
An aluminum nitride sintered body having a thickness of 3 mm was obtained. next,
A disk having a diameter of 230 mm was cut out from the plate to obtain a ceramic plate (ceramic substrate 11). Next, a drilling process is performed on the plate-like body, and a through hole 15 for inserting a lifter pin for transporting a semiconductor wafer, and a bottomed hole 14 for embedding a thermocouple (diameter: 1.1 mm, depth: 2 mm) ) (FIG. 14A).

【0107】(4)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2に示したような同心円形状のパターンと
し、一の回路の両端部が同一回路の中間部分を挟んで近
接するようなパターンとした。この際、端部の中心(外
部端子の中心)と抵抗発熱体12の中間部分の回路との
距離は、0.2mmとなるようにした。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。
(4) On the bottom of the sintered body obtained in (3),
The conductor paste was printed by screen printing. The printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG. 2 and a pattern in which both ends of one circuit were close to each other with an intermediate portion of the same circuit interposed therebetween. At this time, the distance between the center of the end (the center of the external terminal) and the circuit in the middle part of the resistance heating element 12 was set to 0.2 mm. 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.

【0108】この導体ペーストは、銀−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(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。
This conductor paste is a silver-lead paste, and based on 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), and boron oxide (25% by weight). % By weight) and 7.5% by weight of a metal oxide composed of alumina (5% by weight). Also,
The silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were scaly.

【0109】(5)次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を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焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
12を形成した(図14(b))。銀−鉛の抵抗発熱体
12は、その端子部近傍で、厚さが5μm、幅が2.4
mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□であった。
(5) Next, the sintered body on which the conductive paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to obtain silver in the conductive paste,
The lead was sintered and baked on the sintered body to form the resistance heating element 12 (FIG. 14B). The silver-lead resistance heating element 12 has a thickness of 5 μm and a width of 2.4 near its terminals.
mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0110】(6)次に、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を含
む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(5)
で作製した焼結体を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体12の
表面に厚さ1μmの金属被覆層120(ニッケル層)を
析出させた(図14(c))。
(6) Next, nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g
/ L, an aqueous solution containing boric acid 8 g / l and ammonium chloride 6 g / l in an electroless nickel plating bath (5).
Was immersed to deposit a metal coating layer 120 (nickel layer) having a thickness of 1 μm on the surface of the silver-lead resistance heating element 12 (FIG. 14C).

【0111】(7)電源との接続を確保するための端子
部12aに、スクリーン印刷により、銀−鉛半田ペース
ト(田中貴金属社製)を印刷して半田層18を形成し
た。ついで、半田層18の上に断面がT字形状の外部端
子13を載置して、420℃で加熱リフローし、抵抗発
熱体の端子部12aに外部端子13を取り付けた。 (8)温度制御のための熱電対を有底孔に挿入し、ポリ
イミド樹脂を充填し、190℃で2時間硬化させた。
(7) A silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed on the terminal portion 12a for securing the connection with the power supply by screen printing to form a solder layer 18. Next, the external terminal 13 having a T-shaped cross section was placed on the solder layer 18 and heated and reflowed at 420 ° C. to attach the external terminal 13 to the terminal portion 12a of the resistance heating element. (8) A thermocouple for temperature control was inserted into the bottomed hole, filled with a polyimide resin, and cured at 190 ° C. for 2 hours.

【0112】(9)この後、図2に示したように、シリ
コーン樹脂(信越化学工業社製、KE3494)で、複
数の回路の端部同士を連続的に被覆するように絶縁層1
10を形成した。すなわち、メチルフェニル系のシリコ
ーン樹脂を上記した範囲に選択的に塗布し、オーブン中
220℃で、加熱して乾燥固化させ、セラミック基板1
2の表面および抵抗発熱体12の端部(外部端子13)
に融着させ、絶縁層110とした。このとき、形成され
た絶縁性層110の厚さは15μmであった。
(9) Thereafter, as shown in FIG. 2, the insulating layer 1 is coated with a silicone resin (KE3494, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) so as to continuously cover the ends of a plurality of circuits.
10 was formed. That is, a methylphenyl-based silicone resin is selectively applied to the above-mentioned range, and heated and dried and solidified at 220 ° C. in an oven.
2 and end of resistance heating element 12 (external terminal 13)
To form an insulating layer 110. At this time, the thickness of the formed insulating layer 110 was 15 μm.

【0113】(10)次に、上記工程により得られたセ
ラミックヒータ101を支持容器20の断熱リング21
にはめ込んだ後、ボルト28、固定金具27等を用い
て、セラミック基板11を断熱リング21に固定し、導
電線24およびリード線16を遮熱部材22の底面から
引き出すことにより、ホットプレートユニットを得た。
(10) Next, the ceramic heater 101 obtained by the above-described process is connected to the heat insulating ring 21 of the support container 20.
After that, the ceramic plate 11 is fixed to the heat insulating ring 21 using bolts 28, fixing fittings 27 and the like, and the conductive wires 24 and the lead wires 16 are pulled out from the bottom surface of the heat shielding member 22, thereby forming the hot plate unit. Obtained.

【0114】(実施例2)セラミックヒータの製造(図
1〜3、14参照) (9)の工程において、シリコーン樹脂のかわりに、ポ
リベンゾイミダゾール:PBI(クラリアント社製 セ
ラゾール)からなる絶縁層で覆った他は、実施例1と同
様にして、セラミックヒータを製造した。
Example 2 Manufacture of Ceramic Heater (See FIGS. 1-3 and 14) In the step (9), instead of the silicone resin, an insulating layer made of polybenzimidazole: PBI (Cerazole manufactured by Clariant) was used. Except for covering, a ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0115】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、図2に示したように、複数の回路の端部同士
を連続的に被覆するように塗布し、これらの部分に混合
物の層を形成した。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の端部12a(外部端子13)やセラミック基板
11等に融着させ、絶縁層とした。
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 continuously applied to the ends of a plurality of circuits as shown in FIG. Coating was applied to form a layer of the mixture on these parts. Next, the layer of the formed mixture is heated and dried and solidified at 350 ° C. in a continuous firing furnace, and is fused to the end portion 12 a (external terminal 13) of the resistance heating element 12, the ceramic substrate 11, and the like. And

【0116】(実施例3)セラミックヒータの製造(図
1、5、6、14参照) 以下の工程を除き、実施例1と同様にして、セラミック
ヒータを製造した。(4)において、導体ペーストを印
刷する際、印刷パターンを、図5に示すように、円周方
向に幾つかの回路に分割された円弧形状の屈曲線の繰り
返しパターンにより形成されており、このパターンが中
心から外側に向かって同心円状に拡がった形状で、隣り
合う回路の端部同士が図6のように隣接するパターンと
した。また、この際、両端部の中心(外部端子の中心)
と中心との距離を、0.2mmとなるようにした。
Example 3 Production of Ceramic Heater (See FIGS. 1, 5, 6, and 14) A ceramic heater was produced in the same manner as in Example 1, except for the following steps. In (4), when printing the conductor paste, as shown in FIG. 5, the printing pattern is formed by a repetitive pattern of arc-shaped bending lines divided into several circuits in the circumferential direction. The pattern had a shape concentrically expanding from the center to the outside, and the ends of adjacent circuits were adjacent patterns as shown in FIG. In this case, the center of both ends (the center of the external terminal)
And the distance from the center was set to 0.2 mm.

【0117】また、(9)において、シリコーン樹脂を
用いて絶縁層を形成するかわりに、テトラエチルシリケ
ート25重量部、塩酸0.3重量部、水23.5重量部
からなる混合液を24時間、攪拌しながら加水分解さ
せ、重合させたゾル溶液を被覆する部分に滴下した後、
780℃で焼成することにより絶縁層140を形成し
た。絶縁層140は、図6に示したように隣り合う回路
の端部32a同士の全部とその間が被覆されている形と
した。
In (9), instead of forming an insulating layer using a silicone resin, a mixed solution consisting of 25 parts by weight of tetraethylsilicate, 0.3 parts by weight of hydrochloric acid and 23.5 parts by weight of water was used for 24 hours. Hydrolysis with stirring, after dropping on the part to be coated with the polymerized sol solution,
The insulating layer 140 was formed by baking at 780 ° C. As shown in FIG. 6, the insulating layer 140 has a shape in which all of the ends 32a of the adjacent circuits and the space between them are covered.

【0118】(実施例4)静電チャックの製造(図8参
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、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、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重量部を混合した組成物
を用い、ドクターブレード法を用いて成形することによ
り厚さ0.47mmのグリーンシートを得た。 (2)次に、このグリーンシートを80℃で5時間乾燥
した後、パンチングを行い、静電電極と外部端子とを接
続するためのスルーホール用貫通孔を設けた。
Example 4 Production of Electrostatic Chuck (See FIG. 8) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama, average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size: 0.1 μm)
4 μm) A composition obtained by mixing 4 parts by weight, 12 parts by weight of an acrylic resin binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol is molded by a doctor blade method. As a result, a green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained. (2) Next, after drying the green sheet at 80 ° C. for 5 hours, punching was performed to provide a through hole for connecting a static electrode and an external terminal.

【0119】(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、分散剤
0.3重量部を混合して導電性ペースト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、分散剤0.2重量部を混合して
導電性ペーストBを調製した。
(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 an α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductive paste A.
Further, 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 were mixed to prepare a conductive paste B. .

【0120】(4)グリーンシートの表面に、導電性ペ
ーストAを用いて、図8(b)に示した形状の静電電極
パターンからなる導体ペースト層を形成した。静電電極
パターンは、櫛歯電極(62b、63b)からなり、6
2b、63bはそれぞれ62a、63aと接続する(図
8(b)参照)。さらに、静電電極と外部端子を接続す
るための上記スルーホール用貫通孔に導電性ペーストB
を充填した。
(4) Using a conductive paste A, a conductive paste layer having an electrostatic electrode pattern having the shape shown in FIG. 8B was formed on the surface of the green sheet. The electrostatic electrode pattern is composed of comb electrodes (62b, 63b),
2b and 63b are connected to 62a and 63a, respectively (see FIG. 8B). Further, a conductive paste B is provided in the through-hole for connecting the electrostatic electrode and the external terminal.
Was charged.

【0121】(5)上記処理の終わったグリーンシート
に、さらに、タングステンペーストを印刷しないグリー
ンシートを上側(加熱面側)に2枚、下側(底面側)に
48枚積層し、これらを130℃、8MPaの圧力で圧
着して積層体を形成した。
(5) Two green sheets on which the tungsten paste is not to be printed are further laminated on the upper side (on the heating side) and 48 on the lower side (on the bottom side) on the green sheet after the above-mentioned treatment. The laminate was formed by pressure bonding at a temperature of 8 ° C. and a pressure of 8 MPa.

【0122】(6)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、その後、1890℃、圧
力15MPaの条件で3時間ホットプレスし、厚さ3m
mの窒化アルミニウム板状体を得た後、これを直径23
0mmの円板状に切り出した。
(6) Next, the obtained laminate was degreased in a nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and then hot-pressed at 1890 ° C. and a pressure of 15 MPa for 3 hours to obtain a thickness of 3 m.
m having a diameter of 23 m.
It was cut out into a 0 mm disk shape.

【0123】(7)上記(5)で得たセラミック基板6
1を、ダイアモンド砥石で研磨した後、マスクを載置
し、SiC等によるブラスト処理によって、表面に熱電
対のための有底孔(直径:1.2mm、深さ2.0m
m)を設けた。 (8)さらに、セラミック基板61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2に示したような同心円状のパターンとし、一の回路
の両端部が同一回路の中間部分を挟んで近接するような
パターンとした。この際、回路の両端部の中心(外部端
子の中心)と中心との距離は、0.2mmとなるように
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。
(7) Ceramic substrate 6 obtained in (5) above
1 was polished with a diamond grindstone, a mask was placed on the surface, and blasting treatment with SiC or the like was performed to form a bottomed hole (diameter: 1.2 mm, depth 2.0 m) for a thermocouple on the surface.
m). (8) Further, a conductor paste was printed on the bottom surface of the ceramic substrate 61 by screen printing. The printing pattern is
A concentric pattern as shown in FIG. 2 was used, and a pattern in which both ends of one circuit were close to each other across an intermediate portion of the same circuit. At this time, the distance between the centers of the two ends of the circuit (the centers of the external terminals) and the center was set to 0.2 mm. 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.

【0124】この導体ペーストは、銀−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(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。
This conductor paste is a silver-lead paste, and based on 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), and boron oxide (25% by weight). % By weight) and 7.5% by weight of a metal oxide composed of alumina (5% by weight). Also,
The silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were scaly.

【0125】(9)次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を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焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
65を形成した。銀−鉛の抵抗発熱体65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。これにより、底面に、抵抗
発熱体65および内部に厚さ6μmのチャック正極静電
層62、チャック負極静電層63を有する窒化アルミニ
ウム製の板状体61を得た。
(9) Next, the sintered body on which the conductor paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to obtain silver in the conductor paste,
The lead was sintered and baked on the sintered body to form a resistance heating element 65. The silver-lead resistance heating element 65 had a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.7 mΩ / □ near the terminal portion. As a result, an aluminum nitride plate-shaped body 61 having a resistance heating element 65 and a chuck positive electrostatic layer 62 and a chuck negative electrostatic layer 63 having a thickness of 6 μm inside was obtained.

【0126】(10)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とした部分および底面に
つくった抵抗発熱体の端部に、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66を接続させ、その後外部端子に、導電線を有
するソケットを取り付けた。
(10) Using a gold solder made of Ni-Au at a temperature of 700 ° C., a portion where a through hole is formed is cut out to form a blind hole and an end of a resistance heating element formed on the bottom surface. And the external terminal 66 made of Kovar was connected, and then a socket having a conductive wire was attached to the external terminal.

【0127】(11)この後、図8には示さないが、外
部端子を含む抵抗発熱体の回路の互いに近接する端部
を、図2に示したような範囲で、実施例1の場合と同様
にポリイミド樹脂(宇部興産社製 ユピファイン)で被
覆し、絶縁層を形成した。 (12)次に、温度制御のための複数の熱電対を有底孔
に埋め込み、抵抗発熱体および静電電極62、63を有
する静電チャック60の製造を終了した。
(11) Thereafter, although not shown in FIG. 8, the ends of the circuit of the resistance heating element including the external terminals which are close to each other are set within the range shown in FIG. Similarly, it was covered with a polyimide resin (Ube Fine, Ube Industries) to form an insulating layer. (12) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes, and the manufacture of the electrostatic chuck 60 having the resistance heating elements and the electrostatic electrodes 62 and 63 was completed.

【0128】(13)次に、支持容器に静電チャック6
0をはめ込んで固定することにより、静電チャックユニ
ットを得た。
(13) Next, the electrostatic chuck 6 is attached to the support container.
The electrostatic chuck unit was obtained by inserting and fixing 0.

【0129】(実施例5) ウエハプローバ用チャック
トップ板の製造(図11参照) (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、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、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重量部を混合した組成物
を用い、ドクターブレード法を用いて成形することによ
り厚さ0.47mmのグリーンシートを得た。 (2)次に、このグリーンシートを80℃で5時間乾燥
した後、パンチングを行い、電極と外部端子とを接続す
るためのスルーホール用貫通孔を設けた。
(Example 5) Production of chuck top plate for wafer prober (see FIG. 11) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size: 0.1 μm)
4 μm) A composition obtained by mixing 4 parts by weight, 12 parts by weight of an acrylic resin binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol is molded by a doctor blade method. As a result, a green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained. (2) Next, after drying this green sheet at 80 ° C. for 5 hours, punching was performed to provide a through hole for connecting an electrode and an external terminal.

【0130】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイド粒子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、分散剤
0.3重量部を混合して導電性ペースト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、分散剤0.2重量部を混合して
導電性ペーストBを調製した。
(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 an α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductive paste A.
Further, 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 were mixed to prepare a conductive paste B. .

【0131】(4)グリーンシートの表面に、上記導電
性ペーストAをスクリーン印刷法により印刷し、格子状
のガード電極用印刷層(図13参照)およびグランド電
極用印刷層を形成した。また、外部端子を接続するため
の上記スルーホール用貫通孔に導電性ペーストBを充填
してスルーホール用充填層を形成した。そして、導電性
ペーストが印刷されたグリーンシートおよび印刷がされ
ていないグリーンシートを50枚積層し、130℃、8
MPaの圧力で一体化した。
(4) The conductive paste A was printed on the surface of the green sheet by a screen printing method to form a grid-shaped guard electrode print layer (see FIG. 13) and a ground electrode print layer. Further, the through-hole for through-hole for connecting an external terminal was filled with a conductive paste B to form a filling layer for through-hole. Then, 50 green sheets on which the conductive paste is printed and 50 green sheets on which the conductive paste is not printed are stacked,
They were integrated under a pressure of MPa.

【0132】(5)一体化させた積層体を600℃で5
時間脱脂し、その後、1890℃、圧力15MPaの条
件で3時間ホットプレスし、厚さが3mmの窒化アルミ
ニウム板状体を得た。この板状体を直径230mmの円
状に切り出してセラミック基板とした。なお、スルーホ
ールの大きさは直径0.2mm、深さ0.2mmであっ
た。また、ガード電極、グランド電極の厚さは10μ
m、ガード電極の焼結体厚み方向での形成位置は、ウエ
ハ載置面から1mmのところ、一方、グランド電極の焼
結体厚み方向での形成位置は、ウエハ載置面から1.2
mmところであった。
(5) The integrated laminate is heated at 600 ° C. for 5 hours.
After degreasing for 1 hour, hot pressing was performed at 1890 ° C. and a pressure of 15 MPa for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. The plate was cut out into a circular shape having a diameter of 230 mm to obtain a ceramic substrate. In addition, the size of the through hole was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth. The thickness of the guard electrode and the ground electrode is 10 μm.
m, the formation position of the guard electrode in the sintered body thickness direction is 1 mm from the wafer mounting surface, while the formation position of the ground electrode in the sintered body thickness direction is 1.2 mm from the wafer mounting surface.
mm.

【0133】(6)上記(5)で得たセラミック基板
を、ダイアモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、
SiC等によるブラスト処理によって、表面に熱電対取
付け用の有底孔およびウエハ吸着用の溝(幅0.5m
m、深さ0.5mm)を形成した。
(6) After polishing the ceramic substrate obtained in the above (5) with a diamond grindstone, a mask is placed thereon.
By blasting with SiC or the like, a bottomed hole for attaching a thermocouple and a groove
m, depth 0.5 mm).

【0134】(7)さらに、溝を形成したチャック面に
対向する裏面(底面)に導電性ペーストを印刷して抵抗
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に示したような同心円形状のパターンとし、抵
抗発熱体の回路の両端部が近接するようなパターンとし
た。この際、回路の両端部の中心(外部端子の中心)と
中心との距離は、0.2mmとなるようにした。
(7) Further, a conductive paste was printed on the back surface (bottom surface) facing the chuck surface where the groove was formed to form a conductive paste layer for a resistance heating element. The printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG. 2 and a pattern in which both ends of the circuit of the resistance heating element were close to each other. At this time, the distance between the centers of the two ends of the circuit (the centers of the external terminals) and the center was set to 0.2 mm.

【0135】この導電性ペーストは、プリント配線板の
スルーホール形成に用いられている徳力化学研究所製の
ソルベストPS603Dを使用した。すなわち、この導
電性ペーストは、銀/鉛ペーストであり、酸化鉛、酸化
亜鉛、シリカ、酸化ホウ素、アルミナからなる金属酸化
物(それぞれの重量比率は、5/55/10/25/
5)を銀の量に対して7.5重量%含むものである。な
お、この導電性ペースト中の銀としては、平均粒径4.
5μmのリン片状のものを用いた。
As this conductive paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. That is, this conductive paste is a silver / lead paste, and a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5/55/10/25 /
5) is contained in an amount of 7.5% by weight based on the amount of silver. The silver in the conductive paste has an average particle size of 4.
A 5 μm scale was used.

【0136】(8)底面に導電性ペーストを印刷して回
路を形成したセラミック基板を780℃で加熱焼成し
て、導電ペースト中の銀、鉛を焼結させるとともにセラ
ミック基板に焼き付け、図1に示したパターンと同様の
パターンからなる抵抗発熱体を形成した。次いで、この
セラミック基板を、硫酸ニッケル30g/l、ほう酸3
0g/l、塩化アンモニウム30g/l、ロッシェル塩
60g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき
浴中に浸漬して、上記導電性ペーストからなる抵抗発熱
体の表面に、さらに厚さ1μm、ホウ素の含有量が1重
量%以下であるニッケル層を析出させて被覆し、その後
120℃で3時間のアニーリング処理を行った。こうし
て得られたニッケル層を含む抵抗発熱体は、厚さが5μ
m、幅が2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□であ
った。
(8) A ceramic substrate on which a circuit is formed by printing a conductive paste on the bottom surface is heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to bake the ceramic substrate. A resistance heating element having a pattern similar to the pattern shown was formed. Next, this ceramic substrate was treated with nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
0 g / l, 30 g / l of ammonium chloride, and 60 g / l of Rochelle salt in an electroless nickel plating bath comprising an aqueous solution containing the conductive paste. Was deposited and coated, followed by annealing at 120 ° C. for 3 hours. The resistance heating element including the nickel layer thus obtained has a thickness of 5 μm.
m, the width was 2.4 mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0137】(9)次に、溝が形成されたチャック面
に、スパッタリング法にてTi、Mo、Niの各層を順
次積層した。このスパッタリングは、装置として日本真
空技術社製のSV−4540を用い、気圧:0.6P
a、温度:100℃、電力:200W、処理時間:30
秒〜1分の条件で行い、スパッタリングの時間は、スパ
ッタリングする各金属によって調整した。得られた膜
は、蛍光X線分析計の画像からTiは0.3μm、Mo
は2μm、Niは1μmであった。
(9) Next, each layer of Ti, Mo, and Ni was sequentially laminated on the chuck surface where the groove was formed by a sputtering method. In this sputtering, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Engineering Co., Ltd. was used as an apparatus, and the pressure was 0.6 P.
a, temperature: 100 ° C., power: 200 W, processing time: 30
The sputtering was performed under the conditions of seconds to 1 minute, and the sputtering time was adjusted depending on each metal to be sputtered. The obtained film had a Ti of 0.3 μm and a Mo of X-ray spectrometer image.
Was 2 μm and Ni was 1 μm.

【0138】(10)上記(9)で得られたセラミック
基板を、硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/l、
塩化アンモニウム30g/l、ロッシェル塩60g/l
を含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に浸漬し
て、チャック面に形成されている溝の表面に、ホウ素の
含有量が1重量%以下のニッケル層(厚さ7μm)を析
出させ、120℃で3時間熱処理した。さらに、セラミ
ック基板表面(チャック面側)にシアン化金カリウム2
g/l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリ
ウム50g/l、次亜リン酸ナトリウム10g/lから
なる無電解金めっき液に93℃の条件で1分間浸漬し
て、セラミック基板のチャック面側のニッケルめっき層
上に、さらに厚さ1μmの金めっき層を積層してチャッ
クトップ導体層を形成した。
(10) The ceramic substrate obtained in the above (9) was treated with 30 g / l of nickel sulfate, 30 g / l of boric acid,
Ammonium chloride 30g / l, Rochelle salt 60g / l
Is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution containing, and a nickel layer having a boron content of 1% by weight or less (thickness: 7 μm) is deposited on the surface of the groove formed on the chuck surface. For 3 hours. Furthermore, potassium cyanide 2 is applied to the surface of the ceramic substrate (the chuck surface side).
g / l, 75 g / l ammonium chloride, 50 g / l sodium citrate, and 10 g / l sodium hypophosphite for 1 minute at 93 ° C. in an electroless gold plating solution. Further, a 1-μm-thick gold plating layer was further laminated on the nickel plating layer to form a chuck top conductor layer.

【0139】(11)次いで、溝から裏面に抜ける空気
吸引孔をドリル加工して穿孔し、さらにスルーホールを
露出させるための袋孔を設けた。この袋孔にNi−Au
合金(Au81.5wt%、Ni18.4wt%、不純
物0.1wt%)からなる金ろうを用い、970℃で加
熱リフローさせてコバール製の外部端子を接続させた。
また、抵抗発熱体に半田合金(錫9/鉛1)を介してコ
バール製の外部端子を形成した。
(11) Next, an air suction hole that escapes from the groove to the back surface was drilled and drilled, and a blind hole for exposing the through hole was provided. Ni-Au
An external terminal made of Kovar was connected by heating and reflowing at 970 ° C. using a gold solder made of an alloy (Au 81.5 wt%, Ni 18.4 wt%, impurity 0.1 wt%).
External terminals made of Kovar were formed on the resistance heating element via a solder alloy (tin 9 / lead 1).

【0140】(12)この後、図1に示したように、外
部端子を含む抵抗発熱体の回路の互いに近接する端部と
その間に、連続的に酸化物系ガラス材料からなる絶縁層
110を形成した。すなわち、まず、PbO:30重量
%、SiO2 :50重量%、B23 :15重量%、A
23 :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。
(12) Thereafter, as shown in FIG. 1, an insulating layer 110 made of an oxide-based glass material is continuously formed between adjacent ends of the circuit of the resistance heating element including the external terminals and between them. Formed. That is, first, PbO: 30 wt%, SiO 2: 50 wt%, B 2 O 3: 15 wt%, A
A paste-like mixture was prepared by adding 3 parts by weight of a vehicle and 10 parts by weight of a solvent to 87 parts by weight of a glass powder having a composition consisting of 3 % by weight of l 2 O 3 and 2 % by weight of Cr 2 O 3 .

【0141】次に、このペースト状混合物を用い、抵抗
発熱体12の端部(外部端子)とその間のセラミック基
板11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、6
80℃、10分間の条件で加熱することにより外部端子
の下部およびセラミック基板11の表面に融着させ、絶
縁層とした。その後、外部端子には、導電線を有するソ
ケットを取り付けた。
Next, using this paste-like mixture, screen printing was performed so as to cover the end portion (external terminal) of the resistance heating element 12 and the surface of the ceramic substrate 11 therebetween, thereby forming a layer of the paste-like mixture. Thereafter, the paste mixture is dried and fixed at 120 ° C.
By heating at 80 ° C. for 10 minutes, it was fused to the lower portion of the external terminal and the surface of the ceramic substrate 11 to form an insulating layer. Thereafter, a socket having a conductive wire was attached to the external terminal.

【0142】(13)温度制御のために、複数の熱電対
を有底孔に埋め込み、表面にチャックトップ導体層2
を、内部にガード電極5およびグランド電極6を有し、
底面に抵抗発熱体4が形成されたウエハプローバ用チャ
ックトップ板201の製造を終了した。 (14)この後、支持容器にウエハプローバ用チャック
トップ板201をはめ込んで固定することにより、ウエ
ハプローバを得た。
(13) In order to control the temperature, a plurality of thermocouples are embedded in the bottomed holes, and the surface of the chuck top conductor layer 2 is
Has a guard electrode 5 and a ground electrode 6 inside,
The manufacture of the wafer prober chuck top plate 201 having the resistance heating element 4 formed on the bottom surface has been completed. (14) Thereafter, the wafer prober chuck top plate 201 was fitted into the supporting container and fixed to obtain a wafer prober.

【0143】(実施例6)本実施例では、抵抗発熱体が
形成された底面の全面にガラスペースト(昭栄化学工業
社製)を塗布し、700℃で加熱して絶縁層を形成した
後、表面を研磨したほかは、実施例1と同様にしてセラ
ミックヒータを製造した。
(Embodiment 6) In this embodiment, a glass paste (manufactured by Shoei Chemical Industry Co., Ltd.) is applied to the entire bottom surface on which the resistance heating element is formed, and heated at 700 ° C. to form an insulating layer. A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the surface was polished.

【0144】(比較例1)セラミックヒータの製造 (9)で抵抗発熱体の回路の端部を絶縁層で被覆しなか
った他は、実施例1と同様にして、セラミックヒータを
製造した。 (比較例2)セラミックヒータの製造 (4)において、印刷する抵抗発熱体のパターンを、隣
り合う回路の両端部の中心間の距離が23mmとなるよ
うにしたほかは、実施例3と同様にして、セラミックヒ
ータを製造した。
Comparative Example 1 Production of Ceramic Heater A ceramic heater was produced in the same manner as in Example 1 except that the end of the circuit of the resistance heating element was not covered with the insulating layer in (9). (Comparative Example 2) Manufacture of ceramic heater In (4), the pattern of the resistance heating element to be printed was the same as that of Example 3 except that the distance between the centers of both ends of the adjacent circuit was 23 mm. Thus, a ceramic heater was manufactured.

【0145】実施例1〜5および比較例1〜2に係るセ
ラミックヒータについて、以下に示す評価を行った。そ
の結果を表1に示す。
The ceramic heaters according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated as described below. Table 1 shows the results.

【0146】評価方法 (1)加熱面の温度分布の測定 実施例および比較例に係るセラミックヒータに通電を行
って200℃まで加熱し、セラミックヒータの加熱面の
温度分布を、サーモビュア(日本データム社製IR62
012−0012)を用いて測定した。表1に示したの
は、最高温度と最低温度との温度差である。 (2)短絡の発生の有無 実施例および比較例に係るセラミックヒータに通電を行
って200℃まで加熱し、室温に戻すヒートサイクル試
験を100回行い、端部に短絡が発生するか否かを調べ
た。
[0146]Evaluation method  (1) Measurement of temperature distribution on heating surface The ceramic heaters according to Examples and Comparative Examples were energized.
To 200 ° C, and the heating surface of the ceramic heater
The temperature distribution was measured using a thermoviewer (IR62 manufactured by Nippon Datum).
012-0012). As shown in Table 1
Is the temperature difference between the highest temperature and the lowest temperature. (2) Presence or absence of short circuit The ceramic heaters according to the example and the comparative example were energized.
Heat cycle to 200 ℃ and return to room temperature
Test 100 times to see if there is a short circuit at the end
Was.

【0147】(3)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。
(3) 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 a fluorescent X-ray analyzer (Shimadzu Corporation) was used to check for metal diffusion between the resistance heating elements. EPM-81
0S).

【0148】[0148]

【表1】 [Table 1]

【0149】その結果、上記表1に示すように、実施例
1〜6および比較例2に係るセラミックヒータにおいて
は、充分な絶縁性を有する絶縁層が形成されているため
短絡は発生しなかったが、比較例1では、絶縁層が存在
しないため短絡が発生し、マイグレーションも観察され
た。従って、この短絡は、金属のマイグレーションに起
因すると考えられる。また、表1に示したように、実施
例1〜6のセラミックヒータでは、加熱面の温度差が小
さかったのに対し、比較例2では、加熱面の温度差が大
きかった。なお、比較例1では、短絡が発生するまでの
温度差は小さかった。
As a result, as shown in Table 1, in the ceramic heaters according to Examples 1 to 6 and Comparative Example 2, no short circuit occurred because the insulating layer having sufficient insulating properties was formed. However, in Comparative Example 1, a short circuit occurred because no insulating layer was present, and migration was also observed. Therefore, it is considered that this short circuit is caused by migration of the metal. Further, as shown in Table 1, the ceramic heaters of Examples 1 to 6 had a small temperature difference on the heating surface, whereas Comparative Example 2 had a large temperature difference on the heating surface. In Comparative Example 1, the temperature difference until a short circuit occurred was small.

【0150】[0150]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るセラ
ミックヒータは、上記のように構成されているので、セ
ラミック基板上の加熱面の温度を均一化することがで
き、半導体ウエハ等の被加熱物を均一に加熱することが
できる。また、抵抗発熱体の端部間や端部と回路の中間
部分等との間で短絡が発生せず、長時間の使用に対して
も接続信頼性を維持することができる。
As described above, since the ceramic heater according to the present invention is configured as described above, the temperature of the heating surface on the ceramic substrate can be made uniform, and the temperature of the semiconductor wafer or the like can be reduced. The heating object can be heated uniformly. Also, no short circuit occurs between the ends of the resistance heating element or between the end and the middle part of the circuit, and the connection reliability can be maintained even when used for a long time.

【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を用いたホット
プレートユニットの一例を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a hot plate unit using a ceramic heater according to the present invention.

【図2】図1に示したホットプレートユニットのセラミ
ックヒータの底面図である。
FIG. 2 is a bottom view of the ceramic heater of the hot plate unit shown in FIG.

【図3】(a)は、本発明に係るセラミックヒータにお
ける抵抗発熱体の回路の端部の一例を模式的に示す部分
拡大断面図で、(b)は、その底面図である。
3A is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing an example of a circuit end of a resistance heating element in the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 3B is a bottom view thereof.

【図4】(a)は、本発明に係るセラミックヒータにお
ける抵抗発熱体の回路の端部の他の一例を模式的に示す
部分拡大断面図で、(b)は、その底面図である。
FIG. 4A is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another example of the end of the circuit of the resistance heating element in the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 4B is a bottom view thereof.

【図5】図1に示したホットプレートユニットのセラミ
ックヒータの部分の他の一例を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing another example of the portion of the ceramic heater of the hot plate unit shown in FIG. 1;

【図6】(a)は、図5に示したセラミックヒータにお
ける抵抗発熱体の回路の端部を模式的に示す部分拡大断
面図で、(b)は、その底面図である。
6A is a partially enlarged sectional view schematically showing an end of a circuit of a resistance heating element in the ceramic heater shown in FIG. 5, and FIG. 6B is a bottom view thereof.

【図7】(a)は、本発明に係るセラミックヒータにお
ける抵抗発熱体の回路の端部の他の一例を模式的に示す
部分拡大断面図で、(b)は、その底面図である。
FIG. 7A is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another example of the end of the circuit of the resistance heating element in the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 7B is a bottom view thereof.

【図8】(a)は、本発明のセラミックヒータを静電チ
ャックに用いた場合のセラミックヒータを模式的に示す
縦断面図であり、(b)は、(a)に示したセラミック
ヒータのA−A線断面図である。
8A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic heater when the ceramic heater of the present invention is used for an electrostatic chuck, and FIG. 8B is a longitudinal sectional view of the ceramic heater shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA.

【図9】セラミックヒータに埋設されている静電電極の
他の一例を模式的に示す水平断面図である。
FIG. 9 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the electrostatic electrode embedded in the ceramic heater.

【図10】セラミックヒータに埋設されている静電電極
の他の一例を模式的に示す水平断面図である。
FIG. 10 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the electrostatic electrode embedded in the ceramic heater.

【図11】本発明のセラミックヒータをウエハプローバ
用チャックトップ板として用いた場合を模式的に示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a case where the ceramic heater of the present invention is used as a chuck top plate for a wafer prober.

【図12】図11に示したウエハプローバ用チャックト
ップ板の底面図である
FIG. 12 is a bottom view of the wafer prober chuck top plate shown in FIG. 11;

【図13】図11に示したウエハプローバ用チャックト
ップ板におけるA−A線断面図である。
FIG. 13 is a sectional view taken along line AA of the chuck top plate for a wafer prober shown in FIG. 11;

【図14】(a)〜(d)は、本発明のセラミックヒー
タの製造方法の一例を模式的に示す断面部である。
FIGS. 14A to 14D are cross-sectional views schematically illustrating an example of a method for manufacturing a ceramic heater according to the present invention.

【図15】(a)は、本発明に係るセラミックヒータに
おける抵抗発熱体の回路の端部の他の一例を模式的に示
す部分拡大断面図で、(b)は、その底面図である。
15A is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another example of the end of the circuit of the resistance heating element in the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 15B is a bottom view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導体層非形成部 2 チャックトップ導体層 3、11、31、61 セラミック基板 11a 加熱面 11b 底面 4、12、32、65 抵抗発熱体 5 ガード電極 6 グランド電極 7 溝 8 吸引孔 9、13、66 外部端子 10 ホットプレートユニット 12a、32a、42a 抵抗発熱体端部 13、53、58、66 外部端子 14 有底孔 15 貫通孔 16 リード線 17 測温素子 18 半田層 20 支持容器 21 断熱リング 22 遮熱部材 24 導電線 25 ソケット 26 冷媒導入管 27 固定金具 28 ボルト 29 ガイド管 30、40、101 セラミックヒータ 56、57、68 スルーホール 60、70、80 静電チャック 62、72、82a、82b チャック静電電極層 63、73、83a、83b チャック負極静電層 64 セラミック誘電体膜 22a 貫通孔 110、130、140、150 絶縁層 120、320 金属被覆層 201 ウエハプローバ用チャックトップ板 REFERENCE SIGNS LIST 1 conductor layer non-formed portion 2 chuck top conductor layer 3, 11, 31, 61 ceramic substrate 11a heating surface 11b bottom surface 4, 12, 32, 65 resistance heating element 5 guard electrode 6 ground electrode 7 groove 8 suction hole 9, 13, 66 External terminal 10 Hot plate unit 12a, 32a, 42a Resistance heating element end 13, 53, 58, 66 External terminal 14 Bottom hole 15 Through hole 16 Lead wire 17 Temperature measuring element 18 Solder layer 20 Support container 21 Heat insulation ring 22 Heat shielding member 24 Conductive wire 25 Socket 26 Refrigerant introduction tube 27 Fixing bracket 28 Bolt 29 Guide tube 30, 40, 101 Ceramic heater 56, 57, 68 Through hole 60, 70, 80 Electrostatic chuck 62, 72, 82a, 82b Chuck Electrode layer 63, 73, 83a, 83b Chuck negative electrode layer 64 Lamic dielectric film 22a Through hole 110, 130, 140, 150 Insulating layer 120, 320 Metal coating layer 201 Chuck top plate for wafer prober

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01L 21/66 H01L 21/66 H H05B 3/10 H05B 3/10 C 3/16 3/16 3/20 328 3/20 328 393 393 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA06 AA08 AA10 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC03 BC12 BC24 BC29 CA02 CA15 CA26 CA39 DA04 DA08 EA07 HA01 HA10 JA01 JA02 3K092 PP20 QA05 QB02 QB17 QB18 QB20 QB44 QB45 QB74 QB76 QC02 QC18 QC32 QC38 QC52 QC62 RF03 RF11 RF17 RF22 TT40 UA05 UA17 UA18 UB04 VV22 VV25 4M106 AA01 BA01 DD30 DH44 DH46 DJ02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/66 H01L 21/66 H H05B 3/10 H05B 3/10 C 3/16 3/16 3/20 328 3/20 328 393 393 F term (reference) 3K034 AA02 AA06 AA08 AA10 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC03 BC12 BC24 BC29 CA02 CA15 CA26 CA39 DA04 DA08 EA07 HA01 HA10 JA01 JA02 3K092 PP20 QA05 QB18 Q20 QA05 QB18B QC32 QC38 QC52 QC62 RF03 RF11 RF17 RF22 TT40 UA05 UA17 UA18 UB04 VV22 VV25 4M106 AA01 BA01 DD30 DH44 DH46 DJ02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 その端部に外部端子を有する一または複
数の回路からなる抵抗発熱体がセラミック基板の表面に
形成され、前記外部端子間、前記外部端子と前記回路
間、前記回路間のうち少なくとも1組が近接して設けら
れ、近接して設けられた前記外部端子間、前記外部端子
と前記回路間、前記回路間には絶縁体が介装されている
ことを特徴とするセラミックヒータ。
1. A resistance heating element comprising one or a plurality of circuits having an external terminal at an end thereof is formed on a surface of a ceramic substrate, and is provided between the external terminals, between the external terminal and the circuit, and between the circuits. A ceramic heater, wherein at least one set is provided in close proximity, and an insulator is interposed between the external terminals provided close to each other, between the external terminals and the circuit, and between the circuits.
【請求項2】 前記絶縁体は、樹脂からなる請求項1に
記載のセラミックヒータ。
2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the insulator is made of a resin.
【請求項3】 前記絶縁体は、酸化物セラミックからな
る請求項1に記載のセラミックヒータ。
3. The ceramic heater according to claim 1, wherein the insulator is made of an oxide ceramic.
【請求項4】 前記酸化物セラミックは、酸化物ガラス
である請求項3に記載のセラミックヒータ。
4. The ceramic heater according to claim 3, wherein the oxide ceramic is an oxide glass.
【請求項5】 前記酸化物セラミックは、金属酸化物の
ゾルまたは金属アルコキシドを原料とするものである請
求項3に記載のセラミックヒータ。
5. The ceramic heater according to claim 3, wherein the oxide ceramic is made from a metal oxide sol or metal alkoxide.
【請求項6】 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1〜5のいず
れか1に記載のセラミックヒータ。
6. The ceramic heater according to claim 1, wherein the ceramic substrate is made of a nitride ceramic or a carbide ceramic.
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