JP2002313533A - Planar ceramic heater - Google Patents

Planar ceramic heater

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JP2002313533A
JP2002313533A JP2001118022A JP2001118022A JP2002313533A JP 2002313533 A JP2002313533 A JP 2002313533A JP 2001118022 A JP2001118022 A JP 2001118022A JP 2001118022 A JP2001118022 A JP 2001118022A JP 2002313533 A JP2002313533 A JP 2002313533A
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JP
Japan
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power supply
supply terminal
ceramic heater
plating layer
heating element
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Pending
Application number
JP2001118022A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Aonuma
伸一朗 青沼
Shigeko Muramatsu
滋子 村松
Mitsuhiro Fujita
光広 藤田
Noriaki Kashiwaguma
憲章 柏熊
Akira Miyazaki
晃 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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  • Surface Heating Bodies (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar ceramic heater with excellent durability, always securing stable heat generation and heat radiation by stably ensuring electric power supply to a resistance heating element by an electric power supply terminal. SOLUTION: This planar ceramic heater has a planar ceramic base material 2 one main face of which forms a radiating-heating face; a resistance heating element 3 arranged being embedded in the ceramic base material 2; and an electric power supply terminal 1 with one end connected to the resistance heating element 3 and with the other end side led out to the other main face side of the ceramic base material 2. At least the outer peripheral surface, exposed to a high-temperature atmosphere, of the electric power supply terminal 1 is covered with a plated layer 1b of gold, platinum or a double-layer form of gold and platinum.

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、面状セラミックス
ヒーターに係り、さらに詳しくは電力供給端子に耐酸化
性を付与して安定した放熱・発熱を維持させる面状セラ
ミックスヒーターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar ceramic heater, and more particularly, to a planar ceramic heater which imparts oxidation resistance to a power supply terminal to maintain stable heat radiation and heat generation.

【0002】たとえば半導体の製造に当たっては、半導
体ウェハーに対するPVD、プラズマCVD、プラズマ
エッチング、光エッチングなどの加工処理が施される。
また、これらの加工処理は、一般的に、面状セラミック
スヒーター(発熱体)面上に被加工体を配置し、被加工
体に加熱を施しながら行われる。そして、高性能ないし
高信頼性を有する半導体を歩留まりよく、しかも量産的
に得るためには、加熱処理が一つの重要なファクターと
なる。
For example, in the production of semiconductors, semiconductor wafers are subjected to processing such as PVD, plasma CVD, plasma etching, and optical etching.
In addition, these processings are generally performed while arranging a workpiece on the surface of a planar ceramic heater (heating element) and heating the workpiece. In order to obtain a semiconductor having high performance or high reliability with good yield and mass production, heat treatment is one important factor.

【0003】ここで、面状セラミックスヒーターは、た
とえば緻密でガスタイトなセラミックス焼結体(セラミ
ックス基材)の内部に、タングステン線やモリブデン線
などの抵抗発熱線(もしくはコイル)を、たとえば螺旋
状やジグザグ状に埋設したものである。そして、抵抗発
熱体に対する電力供給端子は、セラミックス基材外に導
出させた構造を採っている。なお、電力供給端子は、た
とえばタングステン、モリブデン、ニッケルなどを素材
とし、また、セラミックス基材は、たとえばアルミナ系
やシリカ系、窒化アルミニウム系、窒化ケイ素系、ある
いはサイアロンなどが挙げられるが、特に、窒化アルミ
ニウム系が熱伝導性や耐食性などの点で注目されてい
る。
[0003] Here, the planar ceramic heater includes, for example, a resistance heating wire (or a coil) such as a tungsten wire or a molybdenum wire inside a dense and gas-tight ceramic sintered body (ceramic base material), for example, a spiral or ceramic wire. It is buried in a zigzag shape. The power supply terminal for the resistance heating element has a structure led out of the ceramic base. The power supply terminal is made of, for example, tungsten, molybdenum, nickel, or the like, and the ceramic base is made of, for example, alumina, silica, aluminum nitride, silicon nitride, or sialon. Aluminum nitride is attracting attention in terms of thermal conductivity and corrosion resistance.

【0004】そして、この種のセラミックヒーターは、
一般的に、次のような手段で製造されている。第1の手
段は、セラミックベース用基材(グリーンシート)の一
主面に、前記抵抗発熱線で形成した抵抗発熱体を配置
し、その抵抗発熱体面にヒーターカバーシートを積層す
る一方、電力供給端子をカバーシートに貫挿・組み込ん
だ後、所定の条件での脱脂、所要温度でのホットプレス
処理などを施して焼結・一体化させて製作する方法であ
る。
[0004] This type of ceramic heater is
Generally, it is manufactured by the following means. The first means is to dispose a resistance heating element formed by the resistance heating wire on one main surface of a base material (green sheet) for a ceramic base, and to stack a heater cover sheet on the resistance heating element surface while supplying power. In this method, the terminals are inserted into and incorporated into the cover sheet, and then subjected to degreasing under predetermined conditions, hot pressing at a required temperature, and the like, followed by sintering and integration.

【0005】第2の手段は、予め、放熱・発熱面を成す
板状のセラミック基材、及びヒーターカバーを成す板状
のセラミック基材をそれぞれ作製し、このセラミック基
材面間に、前記抵抗発熱線で形成した抵抗発熱体を配置
する一方、接合剤層を介挿して接合一体化させて製作す
る方法である。ここで、ヒーターカバーを成す板状のセ
ラミック基材には、抵抗発熱体の被接続部に対応させた
孔が穿設されており、この穿設孔に電力供給端子を装着
し、かつ導電性ペーストを充填して電気的な接続を行っ
ている。なお、第1及び第2のいずれの手段において
も、抵抗発熱体の形成は、抵抗発熱体用のペーストのス
クリーン印刷、タングステン板のレーザー加工やパンチ
型打ち抜き加工などでも行われる。
[0005] A second means is to prepare a plate-shaped ceramic base material forming a heat-radiating / heat-generating surface and a plate-shaped ceramic base material forming a heater cover in advance. This is a method in which a resistance heating element formed by a heating wire is arranged, and a bonding agent layer is interposed to be joined and integrated. Here, a hole corresponding to a connected portion of the resistance heating element is formed in the plate-shaped ceramic base material forming the heater cover, and a power supply terminal is attached to the formed hole, and the conductive material is electrically conductive. The electrical connection is made by filling the paste. In any of the first and second means, the formation of the resistance heating element is also performed by screen printing of a paste for the resistance heating element, laser processing of a tungsten plate, punching punching, or the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体の製
造工程における加熱処理では、加工稼働率や低コスト化
などの点から、熱源として使用される面状セラミックス
ヒーターの耐久性及び良好な歩留まりの確保が前提とな
る。つまり、面状セラミックスヒーターにおいては、安
定した放熱・発熱容量の維持、及び面内温度分布の一様
性などが要求される。しかし、従来の面状セラミックス
ヒーターの構成では、電力供給端子の劣化が起こり易
く、耐久性及び安定した放熱・発熱などの点で問題があ
る。
By the way, in the heat treatment in the semiconductor manufacturing process, the durability and good yield of the planar ceramic heater used as a heat source are ensured in view of the working rate and cost reduction. Is assumed. In other words, the planar ceramic heater is required to maintain stable heat radiation / heat generation capacity, uniformity of in-plane temperature distribution, and the like. However, in the configuration of the conventional planar ceramic heater, the power supply terminal is likely to be deteriorated, and there are problems in durability, stable heat radiation, heat generation, and the like.

【0007】すなわち、上記面状セラミックスヒーター
は、たとえば半導体製造装置の一部材として装着する場
合、放熱・発熱本体部(抵抗発熱体を埋め込んだセラミ
ックス基材)は、半導体ウェハーを載置・処理するため
に、雰囲気を適宜調整できる処理室内に装着配置され
る。一方、電力供給端子は、通常、処理室壁部を通して
処理室外の大気中に導出配置され、外部から所要の電力
を供給し易いようにセットされる。
That is, when the planar ceramic heater is mounted, for example, as a member of a semiconductor manufacturing apparatus, a heat radiating / heating main body (ceramic base material in which a resistance heating element is embedded) mounts and processes a semiconductor wafer. Therefore, it is mounted in a processing chamber where the atmosphere can be appropriately adjusted. On the other hand, the power supply terminal is usually led out through the wall of the processing chamber into the atmosphere outside the processing chamber, and is set so as to easily supply required power from the outside.

【0008】さらに言及すると、上記製造装置の構成で
は、面状セラミックスヒーターが放熱・発熱の動作を行
う際、電力供給端子を大気中に導出しているとは言え、
数100℃にも及ぶ処理室内に隣接しているため、相当
高い温度に昇温する。つまり、タングステン製の電力供
給端子は、必然的に、高温大気中に曝される状態を採る
ため、露出している領域での酸化反応が進行する。そし
て、この酸化反応の進行は、電力供給端子の電力供給容
量ないし電力供給能の低下を招来するだけでなく、電力
供給端子の機械的強度の低下ともなって、耐久性などを
大幅に損なうことになる。
[0008] Further, in the configuration of the manufacturing apparatus, it can be said that the power supply terminal is led out to the atmosphere when the planar ceramic heater performs a heat radiation / heat generation operation.
The temperature rises to a considerably high temperature because it is adjacent to the processing chamber of several hundred degrees Celsius. That is, the power supply terminal made of tungsten inevitably takes a state of being exposed to the high-temperature atmosphere, so that the oxidation reaction proceeds in the exposed region. In addition, the progress of the oxidation reaction not only causes a decrease in the power supply capacity or power supply capability of the power supply terminal, but also causes a decrease in mechanical strength of the power supply terminal, greatly impairing durability and the like. Become.

【0009】上記のように、従来の面状セラミックスヒ
ーターの場合は、電力供給端子の酸化に伴う機能低下現
象などもあって、発熱・放熱性が損なわれる恐れがあ
る。つまり、定常的に、所要の電力を供給することの困
難さ、さらには、面内温度分布の一様性確保の困難さな
どは、たとえば半導体の製造・加工効率ないし生産性な
どを損なう。また、こうした問題は、半導体ウェハーの
大口径化などを進めて生産性などを上げる上では由々し
い問題の提起となる。すなわち、被加工体の大口径化に
対応し、面状セラミックスヒーターの大口径化を要しす
ることになり、この際、面状セラミックスヒーターに要
求される放熱・加熱温度の安定性などが損なわれること
は、生産性の向上などに対応できないことになる。
As described above, in the case of the conventional planar ceramic heater, there is a possibility that heat generation and heat dissipation may be impaired due to a function deterioration phenomenon caused by oxidation of the power supply terminal. That is, the difficulty in constantly supplying the required power and the difficulty in ensuring uniformity of the in-plane temperature distribution impair, for example, semiconductor manufacturing / processing efficiency or productivity. In addition, such a problem poses a serious problem in increasing productivity and the like by increasing the diameter of a semiconductor wafer. In other words, in order to cope with the increase in the diameter of the workpiece, the diameter of the planar ceramic heater needs to be increased, and at this time, the stability of heat radiation and heating temperature required for the planar ceramic heater is impaired. This means that it is not possible to respond to improvements in productivity.

【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、抵抗発熱体に対する電力供給端子による電力供給が
安定的に確保され、常時、安定した発熱・放熱が得られ
る耐久性の優れた面状セラミックスヒーターの提供を目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an excellent durability in which power supply from a power supply terminal to a resistance heating element is stably ensured, and stable heat generation and heat radiation are always obtained. The purpose is to provide a ceramic heater.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、一主
面が放熱・発熱面をなす面状のセラミックス基材と、前
記セラミックス基材に埋め込み・配置された抵抗発熱体
と、前記抵抗発熱体に一端が接続し他端側がセラミック
ス基材の他主面側に導出された電力供給端子とを有する
面状セラミックスヒーターであって、前記電力供給端子
の少なくとも高温大気に曝される外周面を金、白金もし
くは金並びに白金の複層形メッキで被覆してあることを
特徴とする面状セラミックスヒーターである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a planar ceramic base material having one main surface serving as a heat radiating / heating surface, a resistance heating element embedded and arranged in the ceramic base material, A planar ceramic heater having one end connected to the resistance heating element and the other end side having a power supply terminal led out to the other main surface side of the ceramic base, wherein the outer periphery of the power supply terminal is exposed to at least a high-temperature atmosphere; A surface ceramic heater characterized in that the surface is coated with gold, platinum or a multi-layer plating of gold and platinum.

【0012】請求項2の発明は、請求項1記載の面状セ
ラミックスヒーターにおいて、被覆するメッキ層が金メ
ッキ層及び白金メッキ層の順で複層化されていることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the planar ceramic heater according to the first aspect, the plating layer to be coated is formed as a plurality of layers in the order of a gold plating layer and a platinum plating layer.

【0013】請求項3の発明は、請求項1もしくは請求
項2記載の面状セラミックスヒーターにおいて、被覆す
るメッキ層の厚さが5〜70μmである特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the planar ceramic heater according to the first or second aspect, the thickness of the plating layer to be coated is 5 to 70 μm.

【0014】請求項1ないし3の発明は、面状のセラミ
ックス基材に抵抗発熱体が埋め込み・配置され、この抵
抗発熱体に一端が接続する電力供給端子の他端側をセラ
ミックス基材外に導出させた面状セラミックスヒーター
の構成において、電力供給端子の少なくとも高温大気に
曝される外周面を金メッキ層、白金メッキ層、もしくは
金メッキ層並びに白金メッキ層を積層被覆して、耐酸化
性を付与したことを骨子とする。すなわち、高温化し易
く、かつ大気に曝される電力供給端子の外周面を、高温
でも化学的に安定な貴金属のメッキ薄層で被覆すること
によって、大気との接触を遮断して電力供給端子に安定
した機能ないし性能を維持・発揮させるものである。
According to the first to third aspects of the present invention, a resistance heating element is embedded and arranged in a planar ceramic substrate, and the other end of a power supply terminal having one end connected to the resistance heating element is placed outside the ceramic substrate. In the configuration of the derived planar ceramic heater, at least the outer peripheral surface of the power supply terminal exposed to the high temperature atmosphere is coated with a gold plating layer, a platinum plating layer, or a gold plating layer and a platinum plating layer to provide oxidation resistance The main point is what you do. That is, by coating the outer peripheral surface of the power supply terminal, which is easily heated to a high temperature and exposed to the atmosphere, with a thin layer of a noble metal that is chemically stable even at a high temperature, the contact with the air is cut off and the power supply terminal is connected to the power supply terminal. Maintain and demonstrate stable functions or performance.

【0015】請求項1ないし3の発明において、面状の
セラミックス基材は、たとえばアルミナ系やシリカ系、
窒化アルミニウム系、窒化ケイ素系、あるいはサイアロ
ンなどが挙げられるが、特に、窒化アルミニウム系が熱
伝導性や耐食性などの点で好ましい。また、セラミック
ス基材中に埋設・配置される抵抗発熱体は、たとえばタ
ングステン線、モリブデン線、ニクロム線などの抵抗発
熱線(もしくはコイル)を、螺旋状やジグザグ状に形成
したものである。さらに、セラミックス基材外に導出さ
せた構造を採る電力供給端子は、たとえばタングステ
ン、モリブデン、ニッケル、インコネル、コバール、ス
ーパーインバーなどを素材としたものである。
In the first to third aspects of the present invention, the planar ceramic base material is, for example, an alumina-based or silica-based
Examples thereof include aluminum nitride, silicon nitride, and sialon. Aluminum nitride is particularly preferable in terms of thermal conductivity and corrosion resistance. The resistance heating element embedded and arranged in the ceramic substrate is formed by forming a resistance heating wire (or coil) such as a tungsten wire, a molybdenum wire, a nichrome wire or the like in a spiral or zigzag shape. Further, the power supply terminal having a structure led out of the ceramic base is made of, for example, tungsten, molybdenum, nickel, Inconel, Kovar, Super Invar, or the like.

【0016】請求項1ないし3の発明において、少なく
とも高温大気中に曝される電力供給端子の外周面を被覆
するメッキ層を形成する金属は、金もしくは白金であ
る。ここで、被覆メッキ層は、電力供給端子の材質や用
途に応じて選択される。たとえば、電力供給端子がタン
グステン製の場合、金メッキ層、金メッキ層−白金メッ
キ層、あるいは金メッキ層−白金メッキ層−金メッキ層
−白金メッキ層などを選択する。
In the first to third aspects of the present invention, the metal forming the plating layer covering at least the outer peripheral surface of the power supply terminal exposed to the high-temperature atmosphere is gold or platinum. Here, the coating plating layer is selected according to the material and use of the power supply terminal. For example, when the power supply terminal is made of tungsten, a gold plating layer, a gold plating layer—a platinum plating layer, or a gold plating layer—a platinum plating layer—a gold plating layer—a platinum plating layer is selected.

【0017】つまり、電力供給端子のメッキ層被覆は、
電力供給端子の材質との親和性を呈する組み合わせを選
択することが望ましい。ここで、メッキ層の厚さは、単
層もしくは積層形のいずれの場合も、5〜70μm程
度、好ましくは10〜30μm程度であり、膜厚が薄い
とピンホールが残存して耐食性が損なわれ傾向がある。
一方、膜厚が厚いと被膜の応力によってメッキ層が剥離
し易い傾向がある。なお、金メッキ層や白金メッキ層の
形成は、常套的な手段、すなわち塩化金や塩化白金の水
溶液をメッキ液とし、電力供給端子外周面にメッキ処理
することにより行われる。
That is, the plating layer coating of the power supply terminal is
It is desirable to select a combination exhibiting affinity with the material of the power supply terminal. Here, the thickness of the plating layer is about 5 to 70 μm, and preferably about 10 to 30 μm in either case of a single layer or a laminated type. If the thickness is small, pinholes remain and corrosion resistance is impaired. Tend.
On the other hand, when the film thickness is large, the plating layer tends to peel off easily due to the stress of the film. The formation of the gold plating layer and the platinum plating layer is carried out by a conventional means, that is, by plating the outer peripheral surface of the power supply terminal using an aqueous solution of gold chloride or platinum chloride as a plating solution.

【0018】請求項1ないし3の発明において、抵抗発
熱体を埋め込み・内蔵するセラミックス系焼結体は、一
般的に、次のような手段で得られる。たとえば窒化アル
ミニウム系焼結体は、平均粒径0.01〜5μm程度の
窒化アルミニウム粉末に、焼結助剤およびバインダーを
添加・混合して得たスラリーから造粒し、これを所要の
形状寸法の成形体に成形し、有機成分を熱脱脂処理後、
1800℃以上の高温不活性雰囲気中で焼結することに
より作製される。
In the first to third aspects of the present invention, the ceramic sintered body having the resistance heating element embedded and built therein is generally obtained by the following means. For example, an aluminum nitride-based sintered body is granulated from a slurry obtained by adding and mixing a sintering aid and a binder to aluminum nitride powder having an average particle size of about 0.01 to 5 μm, and forming the granules into a desired shape and size. After thermal degreasing of organic components,
It is manufactured by sintering in a high temperature inert atmosphere of 1800 ° C. or higher.

【0019】ここで、焼結助剤としては、酸化イットリ
ウムなどが例示され、また、バインダーとしては、ポリ
ビニルブチラールなどが例示される。なお、高温焼結に
先立って、成形体の一主面に、抵抗発熱体の配置・埋め
込み用の溝などを予め設けておくことが望ましい。
The sintering aid is exemplified by yttrium oxide and the like, and the binder is exemplified by polyvinyl butyral. Prior to high-temperature sintering, it is desirable to provide grooves for disposing and embedding a resistance heating element on one main surface of the molded body in advance.

【0020】また、窒化アルミニウム系基材に対する抵
抗発熱体の埋め込みは、組み合わせる窒化アルミニウム
系部材の対向面間に、抵抗発熱素子を位置決め配置する
一方、前記窒化アルミニウム系部材の対向する面に、た
とえば窒化アルミニウム−酸化イットリウム−酸化リチ
ウム系ペーストなどの接合剤を印刷や塗布して接合層を
設け、不活性雰囲気中もしくは減圧雰囲気下で、155
0〜1750℃程度の温度で加熱することにより行われ
る。
In addition, when the resistance heating element is embedded in the aluminum nitride-based base material, the resistance heating element is positioned and arranged between the facing surfaces of the aluminum nitride-based members to be combined. A bonding agent such as an aluminum nitride-yttrium oxide-lithium oxide paste or the like is printed or applied to form a bonding layer.
It is performed by heating at a temperature of about 0 to 1750 ° C.

【0021】[0021]

【発明の実施態様】以下、図1、図2(a),(b)及
び図3を参照して実施例を説明する。
An embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 2 (a), 2 (b) and 3. FIG.

【0022】先ず、耐酸性付与の効果を一次的に確認す
るため、径4mm、長さ230mmのタングステン製の
棒状電力供給端子を複数本用意した。一方、塩化金の水
溶液である金メッキ液、塩化白金の水溶液である白金メ
ッキ液をそれぞれ用意した。上記棒状電力供給端子のう
ち1本を金メッキ液中に浸漬配置し、対電極との間にメ
ッキ電圧を印加し、60分間金メッキ処理を施して、外
周面に厚さ約60μmの金メッキ層が被覆された電力供
給端子(試料1)を作製する。図1は、作製した電力供
給端子1の断面的な構造を示すもので、1aはタングス
テン製の棒状電力供給端子本体、1bは金メッキ層(A
u)である。
First, in order to temporarily confirm the effect of imparting acid resistance, a plurality of tungsten rod-shaped power supply terminals having a diameter of 4 mm and a length of 230 mm were prepared. On the other hand, a gold plating solution as an aqueous solution of gold chloride and a platinum plating solution as an aqueous solution of platinum chloride were prepared. One of the rod-shaped power supply terminals is immersed and arranged in a gold plating solution, a plating voltage is applied between the electrode and a counter electrode, and a gold plating process is performed for 60 minutes. A power supply terminal (sample 1) is manufactured. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a manufactured power supply terminal 1. In FIG. 1, reference numeral 1a denotes a rod-shaped power supply terminal main body made of tungsten, and 1b denotes a gold plating layer (A
u).

【0023】さらに、上記実施例の場合の条件に準じ
て、外周面が厚さ20μmの金(Au)メッキ層1bで
被覆された電力供給端子(試料2)、図2(a)に断面
的構造を示すような外周面が厚さ25μmの金(Au)
メッキ層1b−白金(Pt)メッキ層1bで被覆さ
れた電力供給端子(試料3)、図2(b)に断面的構造
を示すような外周面が50μm(試料4)もしくは60
μm(試料5)の金メッキ層1b−白金メッキ層1b
−金メッキ層1b−白金メッキ層1bで被覆され
た電力供給端子それぞれ作製した。また、比較のため、
外周面のメッキ層1b被覆を省略した電力供給端子(比
較例)を作製した。
Further, according to the conditions of the above embodiment, a power supply terminal (sample 2) whose outer peripheral surface is covered with a gold (Au) plating layer 1b having a thickness of 20 μm, and FIG. Gold (Au) with a 25 μm-thick outer peripheral surface showing the structure
Plating layer 1b 1 - platinum (Pt) plating layer 1b 2 coated with the power supply terminal (Sample 3), the outer peripheral surface is 50 [mu] m (Sample 4), as shown a cross-sectional structure in FIG. 2 (b) or 60
μm (sample 5) gold plating layer 1b 1 -platinum plating layer 1b
2 - gold plating layer 1b 1 - each platinum plating layer 1b coated powered terminal 2 was produced. Also, for comparison,
A power supply terminal (comparative example) in which the coating of the plating layer 1b on the outer peripheral surface was omitted was produced.

【0024】次に、上記構成の各電力供給端子を800
℃の温度で、空気中に100時間放置して、この処理前
後の重量変化から耐酸化性を検討した結果を表1に示
す。
Next, each power supply terminal having the above configuration is connected to 800
Table 1 shows the results of examining the oxidation resistance based on the change in weight before and after the treatment by leaving the sample in air at 100 ° C. for 100 hours.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】表1から分かるように、比較例の電力供給
端子の場合に較べて、各試料(実施例)に係る電力供給
端子の場合は、酸化による重量増の変化率が1/20以
下で、被覆メッキ層の厚さが薄いほど大幅に低減する傾
向を示し、著しく優れた耐酸化性を呈することが確認さ
れた。
As can be seen from Table 1, the rate of change in weight increase due to oxidation is 1/20 or less in the case of the power supply terminal according to each sample (Example) as compared with the case of the power supply terminal of the comparative example. The thinner the thickness of the coating plating layer, the lower the tendency was, and it was confirmed that the coating plating layer exhibited remarkably excellent oxidation resistance.

【0027】次に、上記外周面をメッキ層で被覆した電
力供給端子1を組み込んだ面状セラミックスヒーターの
実施例を説明する。図3は、面状セラミックスヒーター
の要部構成を拡大して示す断面図であり、2は径230
mmの窒化アルミニウム系基材で、一主面が放熱・発熱
面を成す厚さ6mmの窒化アルミニウム系基材層2a
と、電力供給端子1を他主面側に導出する厚さ6mmの
窒化アルミニウム系基材層2bとの接合剤層(図示省
略)を介したホットプレスで、接合・一体に構成されて
いる。また、3は径0.4mmのタングステン線を素材
とした抵抗発熱体で、前記窒化アルミニウム系基材層2
a、2b間に埋め込まれており、その被接続端子部に対
応する電力供給端子1が接続している。
Next, an embodiment of a planar ceramic heater incorporating the power supply terminal 1 whose outer peripheral surface is covered with a plating layer will be described. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a main part of the planar ceramic heater.
6 mm thick aluminum nitride-based base material having a main surface serving as a heat dissipation / heating surface.
And a 6 mm-thick aluminum nitride-based base material layer 2b that leads out the power supply terminal 1 to the other main surface side by hot pressing via a bonding agent layer (not shown) and is integrally formed. Reference numeral 3 denotes a resistance heating element made of a tungsten wire having a diameter of 0.4 mm.
The power supply terminal 1 is embedded between the terminals a and 2b and connected to the connected terminal portion.

【0028】つまり、この面状セラミックスヒーターの
構成においては、電力供給端子1の少なくとも窒化アル
ミニウム系基材層2bから導出し、大気中に曝される領
域外周面が、金や白金のメッキ層1bで被覆されてい
る。
That is, in the configuration of this planar ceramic heater, the outer peripheral surface of the power supply terminal 1, which is at least extracted from the aluminum nitride base material layer 2b and exposed to the air, has a gold or platinum plating layer 1b. It is covered with.

【0029】なお、面状セラミックスヒーターの構成に
おいて、少なくとも窒化アルミニウム系基材層2bから
導出し、大気中に曝される電力供給端子本体1aの外周
面を金メッキ層1bなどで被覆された上記電力供給端子
1をそれぞれ使用した5種類とし、また、比較のため、
上記比較例に係る電力供給端子を使用した面状セラミッ
クスヒーターも作製した。
In the configuration of the planar ceramic heater, at least the power supply terminal derived from the aluminum nitride base material layer 2b and having the outer peripheral surface of the power supply terminal body 1a exposed to the atmosphere covered with a gold plating layer 1b or the like. There are five types, each using the supply terminal 1, and for comparison,
A planar ceramic heater using the power supply terminal according to the comparative example was also manufactured.

【0030】次に、上記構成の各面状セラミックスヒー
ターを、各別に、半導体製造用装置の処理室内に位置決
め装着し、処理室内を減圧Ar系雰囲気とし、面状セラ
ミックスヒーターに電力を供給して、処理室内温度を7
50℃に保持するように設定した。なお、面状セラミッ
クスヒーターの位置決め装着では、電力供給端子1の一
部が処理室外に導出して、高温大気中に曝される状態に
なっている。
Next, each of the planar ceramic heaters having the above-described configuration is separately positioned and mounted in the processing chamber of the semiconductor manufacturing apparatus, the processing chamber is set to a reduced pressure Ar-based atmosphere, and power is supplied to the planar ceramic heater. , Process chamber temperature to 7
It was set to be kept at 50 ° C. In the positioning mounting of the planar ceramic heater, a part of the power supply terminal 1 is led out of the processing chamber and is exposed to the high-temperature atmosphere.

【0031】上記面状セラミックスヒーターの加熱動作
において、実施例に係る各面状セラミックスヒーターの
場合は、処理室外に導出して大気に曝される電力供給端
子1領域の酸化による性状変化が防止されるため、比較
例の場合に較べて、安定した電力供給が行われる。つま
り、面状セラミックスヒーターにおける安定した放熱・
発熱が容易、かつ定常的に確保される。
In the heating operation of the above-mentioned planar ceramic heater, in the case of each planar ceramic heater according to the embodiment, the property change due to oxidation of the power supply terminal 1 area which is led out of the processing chamber and exposed to the atmosphere is prevented. Therefore, a stable power supply is performed as compared with the comparative example. In other words, stable heat dissipation in the planar ceramic heater
Heat generation is easily and constantly ensured.

【0032】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば、抵抗発熱体の形状・材
質、入力電力端子の材質、あるいはセラミックス系基材
の材質、形状・寸法など用途に応じて選択・設定でき
る。その他、静電チャックや電極内蔵形のサセプターな
どの構成にも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the shape and material of the resistance heating element, the material of the input power terminal, or the material, shape and dimensions of the ceramic base material can be selected and set according to the application. In addition, the present invention can be applied to configurations such as an electrostatic chuck and a susceptor with a built-in electrode.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1ないし3の発明によれば、電力
供給端子の高温大気に曝される部分が、高温雰囲気中で
も化学的に優れた安定性を有するメッキ薄層で被覆され
ている。したがって、電力供給端子の酸化による性能低
下などが解消されので、安定した電力供給能を有する耐
久性の高い面状セラミックスヒーターが提供される。
According to the first to third aspects of the present invention, the portion of the power supply terminal exposed to the high-temperature atmosphere is covered with a thin plating layer having excellent chemical stability even in the high-temperature atmosphere. Therefore, performance degradation due to oxidation of the power supply terminal is eliminated, and a highly durable planar ceramic heater having stable power supply capability is provided.

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

【図1】実施例に係る電力供給端子の要部構成例を示す
断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a configuration of a main part of a power supply terminal according to an embodiment.

【図2】(a),(b)は他の実施例に係る電力供給端
子の要部構成例を示す断面図。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating an example of a configuration of a main part of a power supply terminal according to another embodiment.

【図3】実施例に係る面状セラミックスヒーターの要部
構成を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the planar ceramic heater according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……電力供給端子 1a……電力供給端子本体 1b,1b,1b……メッキ層 2……窒化アルミニウム系基材 3……抵抗発熱体1 ...... the power supply terminal 1a ...... power supply terminal body 1b, 1b 1, 1b 2 ...... plating layer 2 ...... aluminum nitride substrate 3 ...... resistance heating element

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

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年4月18日(2001.4.1
8)
[Submission Date] April 18, 2001 (2001.4.1
8)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 光広 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス 株式会社開発研究所内 (72)発明者 柏熊 憲章 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス 株式会社開発研究所内 (72)発明者 宮崎 晃 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス 株式会社開発研究所内 Fターム(参考) 3K034 AA10 AA34 BA06 BB06 BB14 BC04 CA02 HA10 JA02 3K092 PP20 QA05 QB75 QB76 QC02 QC16 RF03 RF11 VV09 4K024 AA11 AA12 AB01 AB02 BA07 BB09 BC03 GA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Fujita 30 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Noriaki Kashiwa 30 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Toshiba Ceramics Co., Ltd. Inventor Akira Miyazaki 30 Soya, Hadano-shi, Kanagawa F-term in Toshiba Ceramics Co., Ltd. Development Research Laboratory (reference) GA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一主面が放熱・発熱面をなす面状のセラ
ミックス基材と、前記セラミックス基材に埋め込み・配
置された抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体に一端が接続し
他端側がセラミックス基材の他主面側に導出された電力
供給端子とを有する面状セラミックスヒーターであっ
て、 前記電力供給端子の少なくとも高温大気に曝される外周
面を金、白金もしくは金並びに白金の複層形メッキで被
覆してあることを特徴とする面状セラミックスヒータ
ー。
1. A planar ceramic base having one main surface serving as a heat dissipation / heating surface, a resistance heating element embedded and arranged in the ceramic base, one end connected to the resistance heating element, and the other end connected to the resistance heating element. A planar ceramic heater having a power supply terminal led out on the other main surface side of the ceramic base material, wherein at least the outer peripheral surface of the power supply terminal exposed to the high-temperature atmosphere is made of gold, platinum or gold and platinum. A planar ceramic heater characterized by being coated with layered plating.
【請求項2】 被覆するメッキ層が金メッキ層及び白金
メッキ層の順で複層化されていることを特徴とする請求
項1記載の面状セラミックスヒーター。
2. The planar ceramic heater according to claim 1, wherein the plating layer to be coated is formed in a multilayer structure in the order of a gold plating layer and a platinum plating layer.
【請求項3】 被覆するメッキ層の厚さが5〜70μm
である特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の面状
セラミックスヒーター。
3. The plating layer to be coated has a thickness of 5 to 70 μm.
The planar ceramic heater according to claim 1 or 2, wherein:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015028217A (en) * 2008-04-14 2015-02-12 ヘムロック・セミコンダクター・コーポレーション Manufacturing apparatus for depositing material and electrode for use therein

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