JP2002203658A - Mounting structure of temperature measuring element for ceramic heater used for semiconductor industry - Google Patents

Mounting structure of temperature measuring element for ceramic heater used for semiconductor industry

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JP2002203658A
JP2002203658A JP2000400414A JP2000400414A JP2002203658A JP 2002203658 A JP2002203658 A JP 2002203658A JP 2000400414 A JP2000400414 A JP 2000400414A JP 2000400414 A JP2000400414 A JP 2000400414A JP 2002203658 A JP2002203658 A JP 2002203658A
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JP
Japan
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measuring element
temperature measuring
storage groove
temperature
ceramic substrate
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JP2000400414A
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Japanese (ja)
Inventor
Enrei Shu
延伶 周
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mounting structure of a temperature measuring element for fixing and maintaining the temperature measuring element embedded in a base board for long time. SOLUTION: For the mounting structure of the temperature measuring element, one or more of slit-shaped housing grooves are formed at the opposite side of a heating surface of a ceramic base board, and a L-shaped temperature measuring element is fitted into the housing groove, and the temperature measuring element, fitted into the housing groove, is fixed by screwing a clamping screw inside a screw hole which is opened so as to overlap with the housing groove.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体産業に
おいて使用される、半導体製品の乾燥、あるいはスパッ
タリング等に際して用いられるセラミックヒータへの、
測温素子の取付け構造に関するものである。本発明はま
た、このセラミックヒータが静電チャックやウエハプロ
ーバとしての機能を具える半導体製造・検査装置のセラ
ミック基板に対してもそのまま適用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a ceramic heater used mainly for drying semiconductor products or for sputtering used in the semiconductor industry.
The present invention relates to a structure for mounting a temperature measuring element. The present invention is also applicable to a ceramic substrate of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus in which the ceramic heater has a function as an electrostatic chuck or a wafer prober.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製品の電子回路は、シリコンウエ
ハー上にエッチングレジストとして感光性樹脂を塗布し
たのち、エッチングすることにより形成されている。こ
の場合、シリコンウエハーの表面に塗布された感光性樹
脂は、スピンコーターなどにより塗布されているため、
塗布後に乾燥する必要がある。その乾燥処理は、感光性
樹脂を塗布したシリコンウエハーを、ヒータの上に保持
して加熱することにより行われる。従来、このようなヒ
ータとしては、主として金属基板(アルミニウム板)が
用いられているが、近年ではセラミック基板の内部もし
くは裏面に発熱体を配線したものも用いられている。
2. Description of the Related Art An electronic circuit of a semiconductor product is formed by applying a photosensitive resin as an etching resist on a silicon wafer and then etching. In this case, since the photosensitive resin applied to the surface of the silicon wafer is applied by a spin coater or the like,
It must be dried after application. The drying process is performed by heating the silicon wafer coated with the photosensitive resin while holding it on a heater. Conventionally, a metal substrate (aluminum plate) is mainly used as such a heater, but in recent years, a heater in which a heating element is wired inside or on the back surface of a ceramic substrate is also used.

【0003】例えば、特公平8−8247号公報などで
は、発熱体を形成した窒化物セラミック基板を使用し、
その発熱体近傍の温度を測定しながら、セラミック板の
温度を制御するセラミックヒータを提案している。しか
しながら、このようなセラミックヒータを用い、シリコ
ンウエハを長時間に亘って加熱乾燥しようとする場合、
ヒータ表面にいかにして均一な温度分布を付与するかが
重要である。
For example, Japanese Patent Publication No. 8-8247 discloses a nitride ceramic substrate on which a heating element is formed.
A ceramic heater that controls the temperature of a ceramic plate while measuring the temperature in the vicinity of the heating element has been proposed. However, when using such a ceramic heater to heat and dry a silicon wafer for a long time,
It is important how to provide a uniform temperature distribution on the heater surface.

【0004】そのために、従来は、基板内の所要の位置
に熱電対等の測温素子を埋設して、基板の温度を測定
し、その測定値に基づいて制御していた。即ち、上記基
板に取付けた発熱体への通電に当たって印加する電圧や
電流量を、前記測温素子を使って制御することにより、
ヒータ加熱温度を制御するようにしている。ただし、基
板の厚みが大きいと、基板の温度が電圧や電流量の変動
に迅速に追従せず、基板の温度制御特性が悪くなるとい
う問題があった。この意味において、基板としてはセラ
ミックを使用する方が、その厚みを薄くできるので、上
記温度制御特性を考慮した場合には有利である
[0004] Therefore, conventionally, a temperature measuring element such as a thermocouple is buried at a required position in a substrate, the temperature of the substrate is measured, and control is performed based on the measured value. That is, by controlling the voltage and the amount of current applied when energizing the heating element attached to the substrate using the temperature measuring element,
The heater heating temperature is controlled. However, when the thickness of the substrate is large, there is a problem that the temperature of the substrate does not quickly follow the fluctuation of the voltage or the amount of current, and the temperature control characteristics of the substrate deteriorate. In this sense, the use of ceramic as the substrate is advantageous when the above temperature control characteristics are considered, since the thickness can be reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の下でヒ
ータ用基板の温度制御を、基板内に埋設した熱電対等の
測温素子を介して行う場合に、その測温素子の弛みや取
付け不良に起因する測温誤差が発生するという問題があ
った。この問題の発生原因は、この測温素子を基板中に
埋設固定する際に、該基板の反加熱面側表面に穿孔した
素子収納用の孔中に、この測温素子とともに充填した合
成樹脂系接着剤が原因であることにあることがわかっ
た。即ち、前記素子収納用孔に、例えば、測温素子とし
て熱電対を挿入し、さらに合成樹脂系接着剤を充填して
埋設固定したものの場合、ヒータを長期に亘って継続的
に使用した場合や、何らかのトラブルによって一時的に
高温になったような場合に、埋設固定した熱電対が樹脂
の劣化、軟化、融解により緩み、時として剥離や離脱を
招いて、測温不良を招くのである。例えば、熱電対の埋
設固定のために、前記素子収納用孔に、例えばポリイミ
ド樹脂系、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系あるいは
シリコン樹脂系接着剤を充填すると、これらの合成樹脂
系接着剤は、熱可塑性樹脂の場合、温度の上昇と共に力
学的強度が低下し、やがては軟化(融解)して液状とな
るし、また熱硬化性樹脂の場合も温度の上昇と共に力学
的強度が低下し、やがては熱分解するようになる。
When the temperature of the heater substrate is controlled via a temperature measuring element such as a thermocouple buried in the substrate under the above-mentioned prior art, the temperature measuring element is loosened or improperly mounted. There is a problem that a temperature measurement error due to the above occurs. The cause of this problem is that when the temperature measuring element is embedded and fixed in the substrate, the synthetic resin-based material filled together with the temperature measuring element into a hole for accommodating the element perforated on the surface opposite to the heating surface of the substrate. The adhesive was found to be the cause. That is, for example, in the case where a thermocouple is inserted as a temperature measuring element into the element housing hole, and further filled with a synthetic resin adhesive and embedded and fixed, when the heater is used continuously for a long time, If the temperature temporarily rises due to some kind of trouble, the embedded thermocouple becomes loose due to deterioration, softening, and melting of the resin, and sometimes causes peeling or detachment, resulting in poor temperature measurement. For example, if the element housing hole is filled with, for example, a polyimide resin-based, epoxy resin-based, phenolic resin-based, or silicone resin-based adhesive for embedding and fixing a thermocouple, these synthetic resin-based adhesives are thermally In the case of a plastic resin, the mechanical strength decreases with an increase in temperature, and eventually softens (melts) to become a liquid, and in the case of a thermosetting resin, the mechanical strength decreases with an increase in temperature, and eventually Thermal decomposition begins.

【0006】即ち、接着剤として使われている代表的な
ポリイミド樹脂の転位点(Tm)は500℃未満であり、
一方、これらの樹脂の連続可使温度はほとんどが120〜2
60℃である。そこでもし、これらの樹脂をセラミックヒ
ータ(ヒータ加熱温度200〜400℃)の熱電対固定手段と
して使うと、基板からの抜熱を考慮したとしても樹脂の
劣化が早く、接着剤の早期劣化、軟化が起こり、熱電対
と樹脂との剥離や離脱が発生し、該熱電対取付け寿命の
低下を招くという問題があった。また、セラミックヒー
タの加熱面表面の急激な温度低下があった場合でも、加
熱面の表面温度を迅速に回復させる必要があり、そのた
めには熱電対の感度を向上させる必要があった。
That is, the dislocation point (Tm) of a typical polyimide resin used as an adhesive is less than 500 ° C.
On the other hand, the continuous working temperature of these resins is mostly 120 to 2
60 ° C. Therefore, if these resins are used as a thermocouple fixing means for a ceramic heater (heater heating temperature 200 to 400 ° C), the resin deteriorates quickly even if heat removal from the substrate is taken into account, and the adhesive quickly deteriorates and softens. Occurs, and the thermocouple and the resin are separated or separated from each other, which causes a problem that the life of the thermocouple is shortened. Further, even when the temperature of the heating surface of the ceramic heater suddenly drops, it is necessary to quickly recover the surface temperature of the heating surface, and for that purpose, it is necessary to improve the sensitivity of the thermocouple.

【0007】そこで、本発明の目的は、セラミックヒー
タの安定した温度制御を行うために好適な、基板への測
温素子取付け構造を提案するところにある。本発明の他
の目的は、基板中に埋設される測温素子が長期に亘って
確実に固定維持されるための、その取付け構造を提案す
ることにある。また、本発明の他の目的は測温素子の感
度を向上させ、加熱面の温度制御性を改善することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to propose a structure for attaching a temperature measuring element to a substrate, which is suitable for performing stable temperature control of a ceramic heater. Another object of the present invention is to propose a mounting structure for a temperature measuring element buried in a substrate to be reliably fixed and maintained for a long time. Another object of the present invention is to improve the sensitivity of the temperature measuring element and improve the temperature controllability of the heating surface.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上掲の目的を実現するた
めに鋭意研究した結果、発明者らは、基板中に埋設した
測温素子が弛んだり、離脱したりして温度測定が不安定
になる原因が、この測温素子を固定している合成樹脂系
接着剤の劣化、軟化、融解にあることを突きとめ、こう
した接着剤等を使うことなく測温素子の固定ができる下
記の要旨構成に係る本発明を開発するに到った。
Means for Solving the Problems As a result of diligent research to achieve the above object, the inventors found that the temperature measurement element embedded in the substrate was loosened or detached, resulting in unstable temperature measurement. The cause is that the synthetic resin adhesive fixing the temperature measuring element is deteriorated, softened, and melted, and the temperature sensor can be fixed without using such an adhesive. The present invention relating to the configuration has been developed.

【0009】すなわち、本発明は、セラミック基板の表
面または内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータに
おいて、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に
1以上のスリット状の収納溝を設けると共にこの収納溝
内に測温素子を嵌め入れ、かつ該測温素子の屈曲先端部
を前記収納溝の溝底に沿わせて収納し、その屈曲先端部
を圧着もしくはガラス質封止材を用いて固定してなるセ
ラミックヒータの測温素子取付け構造である。
That is, the present invention provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface opposite to a heating surface of the ceramic substrate. A temperature measuring element is fitted into this storage groove, and the bent tip of the temperature measuring element is stored along the groove bottom of the storage groove, and the bent tip is pressed or used with a vitreous sealing material. This is a structure for mounting a temperature measuring element of a fixed ceramic heater.

【0010】本発明はまた、セラミック基板の表面また
は内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝に重ねて開
孔した螺孔中に締付けねじを螺着して該収納溝内に嵌め
入れした前記測温素子を固定してなるセラミックヒータ
の測温素子取付け構造である。
[0010] The present invention also provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, An L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, and a fastening screw is screwed into a screw hole that is opened by overlapping the storage groove, and the temperature measurement element that is fitted into the storage groove is fixed. This is a structure for mounting a temperature measuring element of a ceramic heater.

【0011】本発明はまた、セラミック基板の表面また
は内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝と重なりあ
うように開孔した螺孔中に締付けねじを螺着して該収納
溝内に嵌め入れた測温素子を固定すると共に、前記収納
溝内にはさらにガラス質封止材を充填してなるセラミッ
クヒータの測温素子取付け構造である。
According to the present invention, there is further provided a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface. An L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, and a fastening screw is screwed into a screw hole opened so as to overlap with the storage groove to fix the temperature measurement element fitted into the storage groove. In addition, there is provided a temperature measuring element mounting structure for a ceramic heater in which the storage groove is further filled with a vitreous sealing material.

【0012】本発明は、またセラミック基板の表面また
は内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝内にガラス
質封止材を充填して、該測温素子を埋設固定してなるセ
ラミックヒータの測温素子取付け構造である。
According to the present invention, there is further provided a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface opposite to a heating surface of the ceramic substrate. An L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, a vitreous sealing material is filled in the storage groove, and the temperature measuring element is embedded and fixed. .

【0013】さらに、本発明は、セラミック基板の表面
または内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにお
いて、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1
以上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝
内にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝内測温素
子に向けて、弾性治具を挿入して弾圧固定したことを特
徴とするセラミックヒータの測温素子取付け構造であ
る。
Further, the present invention provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein one side of the heating surface of the ceramic substrate is opposite to the heating surface.
The above-mentioned slit-shaped storage groove is provided, and an L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, and an elastic jig is inserted toward the temperature measuring element in the storage groove and fixed by elastic pressure. This is a structure for mounting a temperature measuring element of a ceramic heater.

【0014】なお、本発明においては、前記測温素子と
して、先端部が屈曲したL型のものを用いると共に、そ
の屈曲先端部を収納溝内のその溝底に沿わせて収納し、
かつこの屈曲先端部を固定対象とすることが好ましく、
また、前記弾性治具による測温素子の固定は、基板直下
にある中底板もしくは底板との間に介挿するばね材を使
うことが好ましく、さらに、前記セラミック基板には、
温度制御手段が取付けられることが好ましい実施の形態
となる。
In the present invention, an L-shaped temperature measuring element having a bent tip is used as the temperature measuring element, and the bent tip is stored along the bottom of the storage groove.
In addition, it is preferable that the bent end portion is to be fixed,
Further, the fixing of the temperature measuring element by the elastic jig is preferably performed by using a spring material interposed between an intermediate bottom plate or a bottom plate immediately below the substrate.
It is a preferred embodiment to attach a temperature control means.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明にかかるセラミックヒータ
の測温素子取付け構造の特徴は、セラミック基板の表
面、とくに半導体ウエハーの如き被加熱物が位置する側
の面とは反対側の面に形成した測温素子の収納溝内に、
先端部が屈折したL型の測温素子を該収納溝の溝底に沿
って埋設固定することを基本とし、その際に、従来のよ
うに、化学的に、即ち合成樹脂系接着剤を介して埋め殺
し状態に固定するのではなくして、ねじやばねの如き物
理的な方法によって圧着固定するか、あるいは無機系の
ガラス質封止材を使って埋設固定するところに特徴があ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The feature of the structure for mounting a temperature measuring element of a ceramic heater according to the present invention is that it is formed on the surface of a ceramic substrate, particularly on the surface opposite to the surface on which an object to be heated such as a semiconductor wafer is located. In the storage groove of the temperature measuring element
Basically, an L-shaped temperature measuring element whose tip is bent is embedded and fixed along the groove bottom of the storage groove. At that time, as in the conventional case, chemically, that is, via a synthetic resin-based adhesive, Instead of being fixed in a buried state, it is characterized in that it is fixed by crimping by a physical method such as a screw or a spring, or embedded and fixed by using an inorganic vitreous sealing material.

【0016】このように、測温素子を基板に設けた収納
溝内に取付けるに当って、従来のような合成樹脂系接着
剤の使用を止めた理由は、ヒータの連続使用や、トラブ
ル時の過電流によって起る一時的な過熱状態などによっ
て、その合成樹脂系接着剤が早期に劣化したり、軟化、
融解することから、測温素子の緩みや離脱が起こり易
く、そのために測温素子機能が早期に失われるという弊
害を避けるためである。例えば、エポキシ樹脂やポリイ
ミドの連続可使温度は120〜260℃、ポリエチレンの場合
で120℃、フッ素樹脂(CTFE)の場合で180〜200℃程度
である。これに対し、ヒータの発熱体の通電加熱温度は
100〜800℃程度であり、基板の抜熱を考慮しても前記測
温素子まわりの樹脂系接着剤が相当の高温に曝されて劣
化や軟化が激しいものになる。
As described above, when the temperature measuring element is mounted in the storage groove provided on the substrate, the conventional use of the synthetic resin-based adhesive is stopped because of the continuous use of the heater and the trouble in case of trouble. Due to temporary overheating caused by overcurrent, etc., the synthetic resin adhesive deteriorates early, softens,
This is to prevent the temperature measuring element from being loosened or detached easily due to the melting, thereby avoiding the adverse effect that the temperature measuring element function is early lost. For example, the continuous working temperature of epoxy resin or polyimide is about 120 to 260 ° C., about 120 ° C. for polyethylene, and about 180 to 200 ° C. for fluorine resin (CTFE). On the other hand, the heating temperature of the heater
The temperature is about 100 to 800 ° C., and even when the heat removal of the substrate is taken into consideration, the resin adhesive around the temperature measuring element is exposed to a considerably high temperature and deteriorates and softens violently.

【0017】そこで、本発明では、ヒータの昇温の影響
が少ない物理的な方法、例えば、ねじを介して螺着した
り、中底板表面との間にばね(板バネ、コイルバネ、皿
バネ等)を介在させて弾圧固定する方法、あるいは耐熱
性のガラス質封止材を充填して該測温素子の収納溝への
取付けを果すようにしたのである。とくに、該測温素子
の先端を屈曲してL型とし、その屈曲先端部を収納溝の
溝底に沿わせて接触面を長く広くとることで、しかも、
この部分をねじ等による固定対象となる位置にしたこと
で、測温性能をさらに向上させた点に特徴がある。
Therefore, in the present invention, a physical method that is less affected by the temperature rise of the heater, such as screwing via a screw, or a spring (plate spring, coil spring, disc spring, etc.) ) Is interposed between them to resiliently fix them, or a heat-resistant vitreous sealing material is filled to attach the temperature measuring element to the storage groove. In particular, the tip of the temperature measuring element is bent into an L-shape, and the bent end portion is extended along the groove bottom of the storage groove to make the contact surface long and wide.
A characteristic feature is that the temperature measurement performance is further improved by setting this portion to a position to be fixed with a screw or the like.

【0018】図2〜図6は、基板1の発熱体2を配設す
る側の反加熱面側に、穿設し形成してなる測温素子用の
収納溝3内に、L型の測温素子4を収納すると共に、そ
の屈曲先端部(平行部)をねじやばねの如き物理的な手
段、または無機材料(ガラス)によって固定する構成例
の幾つかを例示したものである。
FIGS. 2 to 6 show an L-shaped measuring element in a receiving groove 3 for a temperature measuring element, which is formed by piercing and forming a heating element 2 on a side opposite to a heating surface of the substrate 1. This is an example of a configuration in which the temperature element 4 is housed and the bent end portion (parallel portion) is fixed by physical means such as a screw or a spring, or by an inorganic material (glass).

【0019】図2に示す例は、基板1の発熱体2近傍に
穿設したスリット状の前記収納溝3の溝底に挿入した測
温素子4、例えばシース型の熱電対を、ねじで締め付け
固定したものである。即ち、同図の(a)は、図3(a)に示
すような前記収納溝3の一端部に、この溝の一部と重な
り合うように開孔した螺孔20にヘリサート(無頭ねじ)
をねじ込んで、溝底中に収納した前記測温素子4をねじ
頭で押圧固定してなるものである。図2(b)は、中実形
の前記ヘリサートに代えて内周面にもねじ溝を設けてな
る筒状のヘリサート22をねじ込むと同時に、このヘリ
サート22内にさらに小ねじ23を螺着し、これらのね
じ頭にて測温素子4を2重に押圧固定するようにしたも
のである。なお、図3は、前記収納溝3と螺孔20との
位置関係の詳細を示すものである。
In the example shown in FIG. 2, a temperature measuring element 4, for example, a sheath-type thermocouple inserted into the groove bottom of the slit-shaped storage groove 3 formed in the vicinity of the heating element 2 of the substrate 1 is tightened with a screw. It is fixed. That is, FIG. 3A shows that a screw hole 20 formed in one end of the storage groove 3 as shown in FIG. 3A so as to overlap with a part of the groove is helicert (headless screw).
And the temperature measuring element 4 housed in the groove bottom is pressed and fixed with a screw head. FIG. 2 (b) shows that, instead of the solid heli-sert, a cylindrical heli-sert 22 having a screw groove also provided on the inner peripheral surface is screwed, and at the same time, a small screw 23 is further screwed into the heli-sert 22. The temperature measuring element 4 is double-pressed and fixed by these screw heads. FIG. 3 shows the details of the positional relationship between the storage groove 3 and the screw hole 20.

【0020】図4は、上掲のねじ21、22、23に代
えて、バネ、例えば支持ピンを介挿したスプリング24
を介して上記測温素子4を弾圧的に押圧固定することに
より、前記収納溝3内への取付けを果す例である。この
場合において、該スプリング24は、図示のように基板
支持器の中底板25に固定することが好ましい実施の形
態となる。
FIG. 4 shows a spring, for example, a spring 24 in which a support pin is inserted in place of the screws 21, 22, and 23 described above.
This is an example in which the temperature measuring element 4 is elastically pressed and fixed via a through hole so that the temperature measuring element 4 is mounted in the storage groove 3. In this case, it is a preferred embodiment that the spring 24 is fixed to the middle bottom plate 25 of the substrate support as shown.

【0021】また、ねじやばねと測温素子の間には、ア
ルミニウム、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、コバール
等の金属板(厚さ0.1〜1mm)が介装されていること
が望ましい。それは、加熱面の温度制御性を向上させる
ことができるからである。図5は、前記収納溝3内に収
納した測温素子4を、合成樹脂系接着剤に代えて、この
収納溝3内に無機系のガラス質封止材26を充填して封
止することにより、測温素子の取付けを果す例である。
It is preferable that a metal plate (thickness: 0.1 to 1 mm) such as aluminum, iron, copper, nickel, stainless steel, or Kovar is interposed between the screw or the spring and the temperature measuring element. This is because the temperature controllability of the heating surface can be improved. FIG. 5 shows that the temperature measuring element 4 housed in the housing groove 3 is sealed by filling the housing groove 3 with an inorganic vitreous sealing material 26 instead of a synthetic resin adhesive. This is an example in which the temperature measuring element is attached by the following method.

【0022】図6は、軸心部に測温素子4を挿通させる
通孔27を有する取付けボルト28を、螺設した収納溝
3にねじ込み、ボルト頭にて、該測温素子4の屈曲先端
部4aを押圧して固定する構造例である。
FIG. 6 shows that a mounting bolt 28 having a through hole 27 through which the temperature measuring element 4 is inserted into the shaft center portion is screwed into the threaded storage groove 3, and the bent end of the temperature measuring element 4 is bent at the bolt head. This is a structural example in which a portion 4a is pressed and fixed.

【0023】本発明において、収納溝3内に収納する測
温素子4としては、異なる2種類の金属線の遊端同士を
接合してなるL型の熱電対、とくにその熱電対を筒状体
に収容したシース型のものを用いることが好ましく、そ
して熱電対の接合部の大きさ、即ち接合部の径は、各金
属線の素線径と同一もしくはそれよりも大きいものの0.
5mm以下の径を有するものが望ましい。このような測
温素子4を用いることによって、接合部分に集中する熱
容量が小さくなり、温度が正確に、また迅速に電流値に
変換でき、ひいては温度制御性が向上し、これをヒータ
に適用した場合に、ウエハ加熱面の温度分布の偏りを小
さくすることができる。また、熱電対以外にサーミスタ
を使用できる。
In the present invention, the temperature measuring element 4 housed in the housing groove 3 is an L-shaped thermocouple formed by joining the free ends of two different types of metal wires, and in particular, the thermocouple is a cylindrical body. It is preferable to use a sheath type housed in the thermocouple, and the size of the junction of the thermocouple, i.e., the diameter of the junction, is the same as or larger than the strand diameter of each metal wire.
Those having a diameter of 5 mm or less are desirable. By using such a temperature measuring element 4, the heat capacity concentrated on the junction is reduced, the temperature can be accurately and quickly converted to a current value, and the temperature controllability is improved, and this is applied to a heater. In this case, the bias of the temperature distribution on the wafer heating surface can be reduced. In addition, a thermistor other than a thermocouple can be used.

【0024】次に、図7にもとづき、本発明にかかるセ
ラミックヒータの測温素子取付け構造についてさらに詳
細に説明する。好適例としてのセラミックヒータは、円
板状に形成されたセラミック基板1の底面に対し、発熱
体2を、該セラミック基板1の加熱面(図示した底面と
は反対側の面)全体の温度分布が均一になるように加熱
するために、同心円や渦巻き状のパターンに形成するこ
とが望ましい。これらの発熱体2は、近接する二重の同
心円どうしを1組として、1本の線になるように接続
し、その両端に入出力の端子となる端子ピンを接続した
構成を有する。そして、このセラミック基板1には、被
加熱物11を支持するための支持ピン12を挿入するた
めの貫通孔13が形成されており、その他、測温素子す
なわち、熱電対4を挿入するためのスリット状収納溝3
も形成されている。
Next, the structure for mounting the temperature measuring element of the ceramic heater according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. In a ceramic heater as a preferred example, a heating element 2 is disposed on a heating surface of the ceramic substrate 1 (a surface opposite to the illustrated bottom surface) with respect to a bottom surface of the disk-shaped ceramic substrate 1. It is desirable to form a concentric circle or a spiral pattern in order to heat so as to be uniform. These heating elements 2 have a configuration in which adjacent double concentric circles are connected as one set so as to form a single line, and terminal pins serving as input / output terminals are connected to both ends thereof. The ceramic substrate 1 is provided with a through hole 13 for inserting a support pin 12 for supporting the object to be heated 11, and also for inserting a temperature measuring element, that is, a thermocouple 4. Slit-shaped storage groove 3
Is also formed.

【0025】このような構成にかかるセラミックヒータ
において、セラミック基板1の厚さは、0.5〜5mmに
することが好ましい。0.5mmより薄いと破損しやす
く、一方、5mmより厚くなると、熱が伝搬しにくくな
り、加熱の効率が悪くなる。
In the ceramic heater having such a configuration, the thickness of the ceramic substrate 1 is preferably set to 0.5 to 5 mm. If it is thinner than 0.5 mm, it is easily broken, while if it is thicker than 5 mm, heat is difficult to propagate, and the heating efficiency is deteriorated.

【0026】上記セラミック基板1の材料としては、窒
化物セラミックまたは炭化物セラミックを使用すること
が望ましい。その窒化物セラミックとしては、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。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。また、炭化物セラミックとし
ては、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チ
タン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられ
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、窒化アルミニウムが最も
好ましい。熱伝導率が180W/m・Kと最も高く、温度
追従性に優れるからである。
As the material of the ceramic substrate 1, it is desirable to use a nitride ceramic or a carbide ceramic. As the nitride ceramic, for example,
Examples include aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. These may be used alone or 2
More than one species may be used in combination. In addition, examples of the carbide ceramic include silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, aluminum nitride is most preferred. This is because the thermal conductivity is the highest at 180 W / m · K, and is excellent in temperature followability.

【0027】上記のセラミックヒータにおいて、収納溝
3の溝底と加熱面1aとの距離(図1(b)参照)Lは、
0.1mm〜セラミック基板1の厚さの略1/2であるこ
とが望ましい。この距離Lが0.1mm未満では放熱によ
って前記加熱面に不均一な温度分布が生じ、一方、セラ
ミック基板の1/2を大きく超える厚さでは、発熱体2
の温度の影響を受けやすくなり、前記測温素子4による
温度制御ができなくなる。即ち、本発明においては、セ
ラミック基板1の加熱面に均一な温度分布が形成される
ように、該基板1中に埋設した複数の測温素子4による
温度測定値によって、図6に示すような制御回路を使っ
て、発熱体2への印加電流・電圧を制御するのである。
In the above ceramic heater, the distance L between the groove bottom of the storage groove 3 and the heating surface 1a (see FIG. 1B) is
It is desirable that the thickness be 0.1 mm to approximately の of the thickness of the ceramic substrate 1. When the distance L is less than 0.1 mm, a non-uniform temperature distribution occurs on the heating surface due to heat radiation.
And the temperature control by the temperature measuring element 4 becomes impossible. That is, in the present invention, as shown in FIG. 6, the temperature measured by the plurality of temperature measuring elements 4 embedded in the ceramic substrate 1 is used to form a uniform temperature distribution on the heating surface of the ceramic substrate 1. The control circuit controls the current / voltage applied to the heating element 2.

【0028】前記測温素子4を収納するために基板1に
欠設形成される収納溝は、その溝幅が、0.3mm〜5m
m程度の大きさとすることが望ましい。この溝幅の大き
さが大きすぎると放熱性が大きくなり、また小さすぎる
と加工性が低下して加熱面との距離を均等に形成するこ
とができなくなるからである。かかる収納溝3は、セラ
ミック基板1に対して複数個を対称かつ均一に配列する
ことが望ましい。これは、加熱面全体の温度測定を正確
に行うことができるようにするためである。
The storage groove formed in the substrate 1 for housing the temperature measuring element 4 has a groove width of 0.3 mm to 5 m.
It is desirable that the size be about m. If the width of the groove is too large, the heat radiation property is increased. If the groove width is too small, the workability is reduced and the distance from the heating surface cannot be made uniform. It is desirable that a plurality of such storage grooves 3 be arranged symmetrically and uniformly with respect to the ceramic substrate 1. This is to enable accurate temperature measurement of the entire heating surface.

【0029】上記収納溝3内には測温素子4、即ち熱電
対を挿入した上で、前述したとおり、ヘリサートの如き
ねじ21、22、23、スプリング24を使って堅固に
固定した上で、できればその収納溝3内をガラス質封止
材で封止するか、またはガラス質封止材のみにて埋め殺
し状に埋設固定することが好ましい。なお、ガラス質封
止材に類似するものとして、セラミックを用いることが
できるが、その例としては、アルミナゾル、シリカゾル
などを使用することができる。これらのセラミックゾル
は乾燥させてゲル化することにより測温素子4の固定が
できるからである。
After the temperature measuring element 4, that is, a thermocouple is inserted into the storage groove 3, and is fixed firmly using the screws 21, 22, 23 and the spring 24 such as a heli-sert as described above. If possible, it is preferable to seal the inside of the storage groove 3 with a vitreous sealing material, or to bury and fix the inside of the storage groove 3 only with the vitreous sealing material. As a material similar to the vitreous sealing material, ceramic can be used, and as an example, alumina sol, silica sol, or the like can be used. This is because these ceramic sols can be dried and gelled to fix the temperature measuring element 4.

【0030】さらに、上記セラミックヒータの測温素子
を用いた温度制御方法について、図1に基いて説明す
る。まず、制御部5を作動させることにより、セラミッ
クヒータに電力を投入すると、セラミック基板1自体の
温度が上がり始めるが、一般に外周部の方の表面温度が
やや低温になる。そこで、熱電対4で測温したデータを
まず、記憶部6に格納する。次に、この測温データを演
算部7に送り、この演算部7において各測定点における
温度の差ΔTを演算し、さらに、加熱面1aの温度の均
一化のために必要なデータΔWを演算する。例えば、発
熱体2aと発熱体2bに温度差ΔTがあり、発熱体2a
の方が低ければ、ΔTを0にするような電力ΔWを演算
し、これを制御部5に送信して、これに基づいた電力を
発熱体2aに投入して昇温させるのである。
Further, a temperature control method using the temperature measuring element of the ceramic heater will be described with reference to FIG. First, when power is supplied to the ceramic heater by operating the control unit 5, the temperature of the ceramic substrate 1 itself starts to rise, but the surface temperature of the outer peripheral portion generally becomes slightly low. Therefore, data measured by the thermocouple 4 is first stored in the storage unit 6. Next, the temperature measurement data is sent to the calculation unit 7, and the calculation unit 7 calculates the temperature difference ΔT at each measurement point, and further calculates the data ΔW necessary for equalizing the temperature of the heating surface 1a. I do. For example, there is a temperature difference ΔT between the heating element 2a and the heating element 2b, and the heating element 2a
If the value is lower, the power .DELTA.W for setting .DELTA.T to 0 is calculated, transmitted to the control unit 5, and the power based on this is supplied to the heating element 2a to raise the temperature.

【0031】電力の計算アルゴリズムについては、セラ
ミック基板1の比熱と加熱域の重量から昇温に必要な電
力を演算する方法が最も簡便であり、これに発熱体パタ
ーンに起因する補正係数を加味してもよい。また、予
め、特定の発熱体パターンについて昇温試験を行い、測
温位置、投入電力、温度の関数を予め求めておき、この
関数から投入電力を演算してもよい。そして、演算部7
で演算された電力に対応する印加電圧と時間とを制御部
5に送信し、この制御部5でその値に基づいて各発熱体
2に電力を投入することになる。
Regarding the power calculation algorithm, the simplest method is to calculate the power required to raise the temperature from the specific heat of the ceramic substrate 1 and the weight of the heating area. In addition, a correction coefficient due to the heating element pattern is taken into account. You may. Alternatively, a temperature rise test may be performed on a specific heating element pattern in advance, and a function of the temperature measurement position, the input power, and the temperature may be obtained in advance, and the input power may be calculated from the function. And the calculation unit 7
Is transmitted to the control unit 5, and the control unit 5 supplies power to each heating element 2 based on the values.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1) (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(Y23:イッ
トリア、平均粒径0.4μm)4重量部、アクリルバイン
ダ12重量部およびアルコールからなる組成物のスプレ
ードライを行い、顆粒状の粉末を作製した。
EXAMPLES (Example 1) (1) Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size)
Spray-drying of a composition consisting of 100 parts by weight of 1.1 μm), 4 parts by weight of yttrium oxide (Y 2 O 3 : yttria, average particle size 0.4 μm), 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol to prepare a granular powder did.

【0033】(2)この顆粒状の粉末を金型に入れ、平
板状に成形して生成形体(グリーン)を得た。 (3)加工処理の終わった生成形体を温度:1800℃、圧
力:20MPaでホットプレスし、厚さが3mmの窒化
アルミニウム焼結体を得た。次に、この焼結体から直径
210mmまたは310mmの円板体を切り出し、セラミック
製の板状体(セラミック基板1)とした。
(2) The granular powder was placed in a mold and formed into a flat plate to obtain a green body. (3) The green compact after the processing was hot-pressed at a temperature of 1800 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain an aluminum nitride sintered body having a thickness of 3 mm. Next, from this sintered body,
A 210 mm or 310 mm disk was cut out to obtain a ceramic plate (ceramic substrate 1).

【0034】次に、この板状体にドリル加工を施し、シ
リコンウエハ11のリフターピン12を挿入するための
貫通孔13、測温用熱電対4を埋設するためのスリット
状の収納溝3(幅:1.1mm、長さ:5mm、深さ:2
mm)とこの溝の略中央で重なり合うように開孔した螺
孔20とを形成した。
Next, a drilling process is performed on the plate-like body, and a through-hole 13 for inserting the lifter pin 12 of the silicon wafer 11 and a slit-like storage groove 3 for embedding the thermocouple 4 for temperature measurement are provided. Width: 1.1mm, length: 5mm, depth: 2
mm) and a screw hole 20 opened so as to overlap substantially at the center of the groove.

【0035】(4)上記(3)で得たセラミック基板1
に、スクリーン印刷にて導電性ペーストを印刷した。印
刷パターンは、同心円状のパターンとした。この導電性
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PS6
03Dを使用した。この導電性ペーストは、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。 (5)上記基板1(窒化アルミニウム焼結体)を780℃
に加熱して焼成することにより、厚さが5μm、幅2.
4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□の銀−鉛合金箔板か
らなる発熱体2を固着した。
(4) The ceramic substrate 1 obtained in the above (3)
Then, a conductive paste was printed by screen printing. The printing pattern was a concentric pattern. As the conductive paste, Solvest PS6 manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in printed wiring boards, is used.
03D was used. This conductive 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). %) And 7.5 parts by weight of a metal oxide composed of alumina (5% by weight). The silver particles had a mean particle size of 4.5 μm and were scaly. (5) The substrate 1 (aluminum nitride sintered body) is heated to 780 ° C.
The thickness is 5 μm and the width is 2.
The heating element 2 made of a silver-lead alloy foil plate having a thickness of 4 mm and a sheet resistivity of 7.7 mΩ / □ was fixed.

【0036】(6)次に、基板の裏面に銀−鉛合金箔か
らなる発熱体2を固着した上記焼結体を、硫酸ニッケル
80g/1、次亜リン酸ナトリウム24g/1、酢酸ナ
トリウム12g/1、ほう酸8g/1、塩化アンモニウ
ム6g/1の濃度の水溶液からなる無電解ニッケルメッ
キ浴に浸漬し、前記銀−鉛合金箔の発熱体2の表面に、
厚さ1μmの金属ニッケルを析出させて被覆した。
(6) Next, the sintered body having the heating element 2 made of a silver-lead alloy foil fixed to the back surface of the substrate was treated with 80 g of nickel sulfate, 24 g of sodium hypophosphite, and 12 g of sodium acetate. / 1, boric acid 8 g / 1, ammonium chloride 6 g / 1 in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution, and the surface of the silver-lead alloy foil heating element 2 was
A 1 μm thick metallic nickel was deposited and coated.

【0037】(7)そして、外部端子を取付ける部分
に、スクリーン印刷により、銀−鉛ハンダペースト(田
中貴金属社製)を印刷して、ハンダペースト層を形成し
た。次いで、そのハンダペースト層の上にコバール製の
外部端子を載置して、420℃で加熱リフローし、外部端
子をハンダ層を介して発熱体2の端部に取付けた。
(7) Then, a silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed by screen printing on the portion where the external terminals were to be attached to form a solder paste layer. Next, an external terminal made of Kovar was placed on the solder paste layer, and heated and reflowed at 420 ° C., and the external terminal was attached to the end of the heating element 2 via the solder layer.

【0038】(8)温度制御のためのL型の前記熱電対
4の先端部分(平行部分)を収納溝3に押し込み、次い
で前記螺孔20内にヘリサート21をねじ込んで該熱電
対4を締め付けて固定した。
(8) The tip part (parallel part) of the L-shaped thermocouple 4 for temperature control is pushed into the storage groove 3, and then the helisert 21 is screwed into the screw hole 20 to tighten the thermocouple 4. Fixed.

【0039】(9)支持器100を用意し、発熱体2を有
するセラミック基板1を、断熱リング8を介してケーシ
ング14の頂部内に嵌め込み、次に、前記中底板25を
支持器100に取付け、ソケット14を介して外部端子と
接続した。その後、その他の必要な治具を取付けた底板
15を支持器100に対し、ユキシマレーザで溶接して取
付け、ホットプレートを完成させた。
(9) The support 100 is prepared, and the ceramic substrate 1 having the heating element 2 is fitted into the top of the casing 14 via the heat insulating ring 8, and then the middle bottom plate 25 is attached to the support 100. And an external terminal via a socket 14. After that, the bottom plate 15 to which other necessary jigs were attached was attached to the support 100 by welding with a yuxima laser to complete a hot plate.

【0040】(実施例2)熱電対を図4に示すスプリン
グ24にて固定したこと以外は、実施例1と同じホット
プレートを製造した。なお、固定にあたっては、スプリ
ングと熱電対との間に厚さ0.5mmのアルミニウム板を
介装させた。
Example 2 A hot plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thermocouple was fixed by a spring 24 shown in FIG. In the fixing, an aluminum plate having a thickness of 0.5 mm was interposed between the spring and the thermocouple.

【0041】(実施例3)熱電対を図5に示すようにガ
ラス質封止材を充填して固定したこと以外は、実施例1
と同じホットプレートを製造した。
Example 3 Example 1 was repeated except that the thermocouple was filled and fixed with a vitreous sealing material as shown in FIG.
The same hot plate was manufactured.

【0042】(実施例4)熱電対を図6に示す取付けボ
ルトにて固定したこと以外は、実施例1と同じホットプ
レートを製造した。
Example 4 A hot plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thermocouple was fixed with mounting bolts shown in FIG.

【0043】(実施例5)実施例3と同じであるが、図
5のように屈曲させずに図1(b)のように、(加熱面
に)垂直にしてガラス封止した。
Example 5 The same as Example 3, but glass-sealed vertically (to the heating surface) as shown in FIG. 1 (b) without bending as shown in FIG.

【0044】(比較例1)基板1の収納溝3への測温素
子4の取付け構造として、図1(a)に示すように有底孔
内に熱電対4を挿入後、ポリイミド樹脂を充填してこれ
を埋め殺しにしたこと以外は、実施例1と同様にして、
ホットプレートを製造した。
(Comparative Example 1) As a mounting structure of the temperature measuring element 4 in the housing groove 3 of the substrate 1, as shown in FIG. 1A, a thermocouple 4 is inserted into a bottomed hole, and then filled with a polyimide resin. Except that this was buried and killed,
A hot plate was manufactured.

【0045】このようにして得られた実施例および比較
例に係るホットプレートユニットについて、以下のよう
な基準で評価を行った。
The hot plate units according to the examples and the comparative examples thus obtained were evaluated according to the following criteria.

【0046】評価方法(取付け寿命、加熱面温度回復時
間) (1)ヒータを200℃の温度に1000時間加熱したとき
に、熱電対4が少なくとも弛むか、離脱(測温不良を検
知)するか否かを観察した。
Evaluation method (mounting life, heating surface temperature recovery time) (1) Whether the thermocouple 4 is at least loosened or detached (detection of poor temperature measurement) when the heater is heated to a temperature of 200 ° C. for 1000 hours. No was observed.

【0047】(2)ヒータを200℃に定常状態で加熱し
ておき、ここに25℃のウエハを加熱面との距離を100
μmにして、載置した。加熱面の温度が200℃と±0.5℃
に回復するまでの時間を測定した。
(2) The heater is heated to 200 ° C. in a steady state, and the wafer at 25 ° C.
μm and mounted. Heating surface temperature is 200 ℃ and ± 0.5 ℃
The time to recovery was measured.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】上記表1に示したように、実施例1〜5に
係るホットプレートユニットでは、熱電対が長時間にわ
たって継続的に使用しても弛んだり離脱したりするおそ
れがなかった。これに対し、比較例1に係るホットプレ
ートユニットでは、寿命が悪く、とくに弛みが実施例に
比べて速いという結果となった。また、熱電対も加熱面
に垂直に固定するよりも、屈曲させて接触面積を大きく
した方が回復時間を短くできる。さらに、金属板を介装
させた方がよい。
As shown in Table 1 above, in the hot plate units according to Examples 1 to 5, there was no possibility that the thermocouple would be loosened or detached even if the thermocouple was used continuously for a long time. On the other hand, in the hot plate unit according to Comparative Example 1, the life was poor, and the result was that the slack was particularly fast as compared with the Example. The recovery time can be shortened by bending the thermocouple and increasing the contact area, rather than fixing the thermocouple perpendicularly to the heating surface. Further, it is better to interpose a metal plate.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体製造
・検査装置用セラミックヒータの測温素子取付け構造に
よれば、基板の温度を長期に亘って安定して加熱制御す
ることができるため、良好な特性を有するシリコンウエ
ハ等の半導体関連製品を安定して製造するのに有効であ
る。また、本発明によれば、装置寿命を著しく向上させ
ることができる。
As described above, according to the temperature measuring element mounting structure of the ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, the temperature of the substrate can be stably controlled over a long period of time. This is effective for stably manufacturing semiconductor-related products such as silicon wafers having good characteristics. Further, according to the present invention, the life of the device can be significantly improved.

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

【図1】半導体製造・検査装置の一例であるホットプレ
ートユニットのとくに測温素子取付け構造の例を示す平
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a structure for mounting a temperature measuring element of a hot plate unit as an example of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus.

【図2】本発明にかかる測温素子取付け構造例を例示す
る部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating an example of a temperature measuring element mounting structure according to the present invention.

【図3】本発明を適用するための収納溝の形態を示す平
面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a form of a storage groove for applying the present invention.

【図4】本発明にかかる測温素子取付け構造の他の例を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the temperature measuring element mounting structure according to the present invention.

【図5】本発明にかかる測温素子取付け構造のさらに他
の例を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing still another example of the temperature measuring element mounting structure according to the present invention.

【図6】本発明にかかる測温素子取付け構造のさらに他
の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing still another example of the temperature measuring element mounting structure according to the present invention.

【図7】本発明の実施形態の一例を示す部分断面図であ
る。
FIG. 7 is a partial sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…セラミック基板 2…発熱体 3…収納溝 4…測温素子 20…螺孔 21、22、23…ねじ 24…スプリング 26…ガラス質封止材 28…取付けボルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic board 2 ... Heating element 3 ... Storage groove 4 ... Temperature measuring element 20 ... Screw hole 21, 22, 23 ... Screw 24 ... Spring 26 ... Vitreous sealing material 28 ... Mounting bolt

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

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年6月4日(2001.6.4)[Submission date] June 4, 2001 (2001.6.4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 半導体産業用セラミックヒータの測
温素子取付け構造
Patent application title: Temperature measuring element mounting structure of ceramic heater for semiconductor industry

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体産業に
おいて使用される、半導体製品の乾燥、あるいはスパッ
タリング等に際して用いられる半導体産業用セラミック
基板ヒータへの、測温素子の取付け構造に関するもので
ある。本発明はまた、このセラミックヒータが静電チャ
ックやウエハプローバとしての機能を具える半導体製造
・検査装置のセラミック基板に対してもそのまま適用さ
れるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for attaching a temperature measuring element to a ceramic substrate heater for use in the semiconductor industry, which is mainly used in the semiconductor industry for drying or sputtering semiconductor products. . The present invention is also applicable to a ceramic substrate of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus in which the ceramic heater has a function as an electrostatic chuck or a wafer prober.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】 すなわち、本発明は、セラミック基板の
表面または内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータ
において、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面
に1以上のスリット状の収納溝を設けると共にこの収納
溝内に測温素子を嵌め入れ、かつ該測温素子の屈曲先端
部を前記収納溝の溝底に沿わせて収納し、締付けねじも
しくはガラス質封止材を用いて固定してなる半導体産業
セラミックヒータの測温素子取付け構造である。
That is, according to the present invention, in a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, one or more slit-shaped storage grooves are provided on a surface opposite to a heating surface of the ceramic substrate. A temperature measuring element is fitted into the storage groove, and the bent end of the temperature measurement element is stored along the groove bottom of the storage groove, and is fixed using a tightening screw or a vitreous sealing material. Semiconductor industry
Temperature measuring element mounting structure of a ceramic heater for use .

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0010】 本発明はまた、セラミック基板の表面ま
たは内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝に重ねて開
孔した螺孔中に締付けねじを螺着して該収納溝内に嵌め
入れした前記測温素子を固定してなる半導体産業用セラ
ミックヒータの測温素子取付け構造である。
The present invention also provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, An L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, and a fastening screw is screwed into a screw hole that is opened by overlapping the storage groove, and the temperature measurement element that is fitted into the storage groove is fixed. The temperature measuring element mounting structure of the ceramic heater for semiconductor industry .

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】 本発明はまた、セラミック基板の表面ま
たは内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝と重なりあ
うように開孔した螺孔中に締付けねじを螺着して該収納
溝内に嵌め入れた測温素子を固定すると共に、前記収納
溝内にはさらにガラス質封止材を充填してなる半導体産
業用セラミックヒータの測温素子取付け構造である。
The present invention also provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, An L-shaped temperature measuring element is fitted into the storage groove, and a fastening screw is screwed into a screw hole opened so as to overlap with the storage groove to fix the temperature measurement element fitted into the storage groove. semiconductor production with, formed by further filling the vitreous sealing material in the accommodating groove
This is a structure for mounting a temperature measuring element of an industrial ceramic heater.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0012】 本発明は、またセラミック基板の表面ま
たは内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータにおい
て、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に1以
上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納溝内
にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝内にガラス
質封止材を充填して、該測温素子を埋設固定してなる
導体産業用セラミックヒータの測温素子取付け構造であ
る。
The present invention also provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, fitted with L-type temperature measuring element into the housing groove, it is filled with a vitreous sealing material according accommodating groove, formed by burying fixing the surveying temperature element half
This is a structure for mounting a temperature measuring element of a ceramic heater for the conductor industry .

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】 さらに、本発明は、セラミック基板の表
面または内部に発熱体を設けてなるセラミックヒータに
おいて、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に
1以上のスリット状の収納溝を設けると共に、この収納
溝内にL型の測温素子を嵌め入れ、かかる収納溝内測温
素子に向けて、弾性治具を挿入して弾圧固定したことを
特徴とする半導体産業用セラミックヒータの測温素子取
付け構造である。
Further, the present invention provides a ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein one or more slit-shaped storage grooves are provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface. , fitted with L-type temperature measuring element into the accommodation groove, such housing toward the temperature measuring element grooves, measuring the temperature of the semiconductor industry for the ceramic heater, characterized in that the repression fixed by inserting the resilient jig Element mounting structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/20 393 H05B 3/20 393 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA08 AA10 AA15 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 CA02 CA15 CA26 CA35 DA04 DA08 EA07 FA38 HA01 HA10 JA02 3K058 AA45 AA71 BA00 CA05 CA12 CA16 CA22 CA69 CA91 CB09 CB10 CB26 CE02 CE13 CE19 3K092 PP20 QA05 QB02 QB18 QB31 QB44 QB45 QB69 QB76 QB78 QC18 QC38 QC42 QC43 QC52 RF03 RF11 RF17 RF22 RF27 UA05 UA17 UA18 VV22 VV31 VV40 4M106 AA01 BA01 CA01 DD30 5F103 AA08 NN01 RR10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 3/20 393 H05B 3/20 393 F term (Reference) 3K034 AA02 AA08 AA10 AA15 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 CA02 CA15 CA26 CA35 DA04 DA08 EA07 FA38 HA01 HA10 JA02 3K058 AA45 AA71 BA00 CA05 CA12 CA16 CA22 CA69 CA91 CB09 CB10 CB26 CE02 CE13 CE19 3K092 PP20 QA05 QB02 QB18 QB31 QB44 QB45 QB69 RFB QC QC QC RF QC UA17 UA18 VV22 VV31 VV40 4M106 AA01 BA01 CA01 DD30 5F103 AA08 NN01 RR10

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミック基板の表面または内部に発熱体
を設けてなるセラミックヒータにおいて、前記セラミッ
ク基板の加熱面とは反対側の面に1以上のスリット状の
収納溝を設けると共にこの収納溝内に測温素子を嵌め入
れ、かつ該測温素子の屈曲先端部を前記収納溝の溝底に
沿わせて収納して固定してなるセラミックヒータの測温
素子取付け構造。
1. A ceramic heater having a heating element provided on a surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-like storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, and the inside of the storage groove is provided. A temperature measuring element mounting structure for a ceramic heater, wherein a temperature measuring element is fitted into the device and the bent end of the temperature measuring element is stored and fixed along the bottom of the storage groove.
【請求項2】セラミック基板の表面または内部に発熱体
を設けてなるセラミックヒータにおいて、前記セラミッ
ク基板の加熱面とは反対側の面に1以上のスリット状の
収納溝を設けると共にこの収納溝内に測温素子を嵌め入
れ、かかる収納溝に重なり合うように開孔した螺孔中に
締付けねじを螺着して、該収納溝内に嵌め入れた前記測
温素子を固定してなるセラミックヒータの測温素子取付
け構造。
2. A ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-like storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, and the inside of the storage groove is provided. A ceramic heater in which a temperature measuring element is fitted into the receiving groove, a fastening screw is screwed into a screw hole opened so as to overlap with the storage groove, and the temperature measuring element fitted in the storage groove is fixed. Temperature measuring element mounting structure.
【請求項3】セラミック基板の表面または内部に発熱体
を設けてなるセラミックヒータにおいて、前記セラミッ
ク基板の加熱面とは反対側の面に1以上のスリット状の
収納溝を設けると共に、この収納溝内に測温素子を嵌め
入れ、かかる収納溝が重なり合うように開孔した螺孔中
に締付けねじを螺着して、該収納溝内に嵌め入れた前記
測温素子を固定すると共に、前記収納溝内にはさらにガ
ラス質封止材を充填してなるセラミックヒータの測温素
子取付け構造。
3. A ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, and the storage groove is provided. A temperature-measuring element is fitted into the inside of the storage groove, and a fastening screw is screwed into a screw hole opened so that the storage groove overlaps, and the temperature-measuring element fitted into the storage groove is fixed, and A temperature measuring element mounting structure for a ceramic heater in which a vitreous sealing material is further filled in the groove.
【請求項4】セラミック基板の表面または内部に発熱体
を設けてなるセラミックヒータにおいて、前記セラミッ
ク基板の加熱面とは反対側の面に1以上のスリット状の
収納溝を設けると共に、この収納溝内に測温素子を嵌め
入れ、かかる収納溝内にガラス質封止材を充填して、該
測温素子を埋設固定してなるセラミックヒータの測温素
子取付け構造。
4. A ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, and the storage groove is provided. A temperature measuring element mounting structure of a ceramic heater in which a temperature measuring element is fitted into the inside, a vitreous sealing material is filled in the storage groove, and the temperature measuring element is embedded and fixed.
【請求項5】セラミック基板の表面または内部に発熱体
を設けてなるセラミックヒータにおいて、前記セラミッ
ク基板の加熱面とは反対側の面に1以上のスリット状の
収納溝を設けると共に、この収納溝内に測温素子を嵌め
入れ、かかる収納溝内測温素子に向けて、弾性治具を挿
入して弾圧固定したことを特徴とするセラミックヒータ
の測温素子取付け構造。
5. A ceramic heater having a heating element provided on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein at least one slit-shaped storage groove is provided on a surface of the ceramic substrate opposite to a heating surface, and the storage groove is provided. A temperature-measuring element mounting structure for a ceramic heater, wherein a temperature-measuring element is fitted into the inside, and an elastic jig is inserted and elastically pressed toward the temperature-measuring element in the storage groove.
【請求項6】前記測温素子として、先端部が屈曲したL
型のものを用いると共に、その屈曲先端部を収納溝内の
その溝底に沿わせて収納し、かつこの屈曲先端部を固定
対象部としたことを特徴とする請求項2〜5のいずれか
1項に記載の測温素子取付け構造。
6. An L-shaped temperature measuring element, the tip of which is bent.
6. A mold according to claim 2, wherein the bent end portion is accommodated along the groove bottom in the storage groove, and the bent end portion is used as a fixing target portion. Item 2. The temperature measuring element mounting structure according to item 1.
【請求項7】前記弾性治具による測温素子の固定を、基
板直下にある中底板もしくは底板との間に介挿するばね
材を使うことを特徴とする請求項5に記載の測温素子取
付け構造。
7. The temperature measuring element according to claim 5, wherein the temperature measuring element is fixed by the elastic jig using a spring material interposed between an intermediate bottom plate and a bottom plate immediately below the substrate. Mounting structure.
【請求項8】前記収納溝内にはさらにガラス質封止材を
充填したことを特徴とする請求項5に記載の測温素子取
付け構造。
8. The temperature measuring element mounting structure according to claim 5, wherein a glassy sealing material is further filled in the storage groove.
【請求項9】前記セラミック基板には、温度制御手段が
取付けられることを特徴とする請求項1〜8のいずれか
1に記載の測温素子取付け構造。
9. The temperature measuring element mounting structure according to claim 1, wherein a temperature control means is mounted on said ceramic substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7474678B2 (en) 2020-10-28 2024-04-25 東京エレクトロン株式会社 Mounting table, inspection device, and inspection method

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