JP2002334828A - ホットプレートユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハ上に塗布されたレジスト用の樹
脂膜を均一に加熱することが可能であり、その結果、マ
スクが載置された樹脂膜に露光、現像処理を施し、続い
て、均一に加熱することにより設定通りの形状の開口部
を有するレジスト膜を形成することができ、その後、前
記開口部に金属を充填することより、半導体ウエハ上に
設定通りの形状の導体回路を形成することが可能なホッ
トプレートユニットを提供すること。 【解決手段】 ヒータと、被加熱物を上下動するための
可動手段とを含んで構成されることを特徴とするホット
プレートユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、半導体の製
造用の装置として用いられ、例えば、半導体ウエハ上に
塗布された感光性樹脂の加熱等の用途に使用されるホッ
トプレートユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製品は、半導体ウエハ上に所定の
形状の導体回路を形成することにより、製造される。こ
の導体回路を形成する際は、半導体ウエハの導体回路が
形成される面（以下、処理面ともいう）に、溶剤を含ん
だ感光性樹脂を塗布して樹脂膜とし、続いて、乾燥、硬
化させることにより、レジスト膜を形成する。この後、
レジスト膜を除去する部分（以下、レジスト非形成部と
もいう）のパターンが描かれたマスク等をレジスト膜上
に載置し、紫外線等で露光処理し、エッチング等を行う
ことにより、レジスト膜の一部を除去する。そして、こ
のレジスト非形成部に、スパッタリング等の手段を用い
て金属層を形成した後、残りのレジスト膜を剥離、除去
することにより、所定の形状の導体回路を形成する工程
等を経て製造される。

【０００３】この際に使用される感光性樹脂は、スピン
コーター等により、半導体ウエハの表面に塗布されるの
であるが、得られた樹脂膜を乾燥または硬化する場合
は、樹脂膜が形成された半導体ウエハをヒータ上に載置
して加熱することとなる。

【０００４】従来、このような用途に使用されるヒータ
としては、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属
製基材を用いたヒータが用いられてきた。ところが、こ
のような金属製のヒータは、温度制御特性が悪く、また
厚みも厚くなるため、重く嵩張るという問題があり、腐
食性ガスに対する耐蝕性も悪いという問題を抱えてい
た。

【０００５】これに対し、特開平１１−４０３３０号公
報等では、金属製のものに代えて、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有するセ
ラミックヒータが開示されている。このようなヒータ
は、加熱の際に熱膨張しても、セラミック基板に反り、
歪み等は発生しにくく、印加電圧や電流量の変化に対す
る温度追従性も良好であった。

【０００６】また、特開平１１−２５１０４０号公報で
は、セラミックヒータに直接半導体ウエハを載置して加
熱することが開示されている。ところが、セラミックヒ
ータに直接半導体ウエハを載置すると、半導体ウエハの
全面が、セラミックヒータの表面と接触するため、この
状態で半導体ウエハ等を加熱した場合、抵抗発熱体のパ
ターンに近似した加熱面の温度分布が、そのまま半導体
ウエハ等に反映されることになる。

【０００７】そこで、このような構成のセラミックヒー
タを用いて半導体ウエハ等の被加熱物を加熱する際に
は、通常、被加熱物の加熱に用いられる面（以下、加熱
面という）に、加熱面よりわずかに突出するように支持
ピンを固定配置し、該支持ピンの上に半導体ウエハ等の
被加熱物を載置し、セラミック基板表面からわずかに離
間した状態で被加熱物を保持し、加熱を行っていた。こ
の方法を用いると、セラミック基板からの輻射および空
気の対流により半導体ウエハへ熱が伝わるため、抵抗発
熱体のパターンに近似した加熱面の温度分布が、直接、
半導体ウエハに反映されることがない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法を用いた場合であっても、セラミックヒータに設けら
れた抵抗発熱体の温度ばらつきにより、セラミックヒー
タの表面にも温度ぱらつきが生じてしまうという問題が
見られた。その結果、半導体ウエハに塗布された樹脂膜
が均一に加熱されず、加熱後のレジスト膜の硬化状態が
不均一になることがあった。

【０００９】従って、半導体ウエハ上に硬化されたレジ
スト膜が存在する場合、そのレジスト膜にエッチング等
の処理を行った際、レジスト膜の硬化状態の差に起因し
て、形成されるレジスト非形成部の大きさにばらつきが
生じ、形成される金属層のパターン、すなわち導体回路
のパターンが設定と異なる等して、設定通りの導体回路
の形成が困難になるという問題があった。また、半導体
ウエハに対してスパッタリング処理、プラズマＣＶＤ処
理等を行う場合にも、半導体ウエハの温度が不均一にな
ると、処理の程度にばらつきが生じるという問題があっ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題点に鑑み、半導体ウエハを可動手段で上下させ、ヒ
ータと半導体ウエハとの距離を調整することにより、ヒ
ータの加熱面における温度が低い領域では、半導体ウエ
ハと加熱面との距離を近づけ、逆に、温度が高い領域で
は、半導体ウエハと加熱面との距離を離すことで、半導
体ウエハを均一に加熱することができることを知見し
た。また、このような可動手段を設ける方法では、ヒー
タに固定した支持ピンを取り付ける必要がなく、半導体
ウエハの処理面側から加熱することができることができ
るため、半導体ウエハの処理面を均一に加熱することが
可能になる。

【００１１】すなわち、本発明のホットプレートユニッ
トは、円板形状のセラミック基板や金属板の表面または
内部に複数の回路からなる抵抗発熱体が形成されたヒー
タと、被加熱物を上下動するための可動手段とを含んで
構成されることを特徴とするホットプレートユニットで
ある。

【００１２】また、上記可動手段は、上記被加熱物を支
持するためのピンと、該ピンを上下動するための機構と
からなることが望ましい。

【００１３】また、上記ヒータは、セラミックヒータで
あり、かつ、上記被加熱物は、上記セラミックヒータ
と、非接触の状態で保持されてなることが望ましい。

【００１４】本発明のホットプレートユニットは、ヒー
タと半導体ウエハとの距離を調整することができるた
め、ヒータの加熱面における温度が低い領域では、半導
体ウエハと加熱面の距離を近づけ、逆に、温度が高い領
域では、半導体ウエハと加熱面との距離を離すことで、
半導体ウエハを均一に加熱することができる。また、ヒ
ータに支持ピン等を組みつける必要もないため、ホット
プレートユニット製造時において、支持ピンが加熱面か
ら突出する高さを調整する手間がない。

【００１５】また、本発明のホットプレートユニットに
よれば、ヒータの加熱面と可動手段により載置された半
導体ウエハとを対向するように配置することができるの
で、ヒータに固定した支持ピンを取り付ける必要がな
く、被加熱物である半導体ウエハを上方から加熱するこ
とが可能となり、半導体ウエハの上面に塗布された樹脂
膜を、ヒータで直接加熱することができる。その結果、
ヒータの加熱面の温度を均一にすることにより、樹脂膜
を均一に加熱することができ、加熱後のレジスト膜の硬
化状態も均一となり、硬化したレジスト膜に、エッチン
グ処理を行った際、レジスト膜の硬化状態の差に起因し
て、レジスト非形成部の大きさや寸法にばらつきが生じ
ることがなく、半導体ウエハ上に設定通りの導体回路を
形成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】具体的な形態としては、円板形状
のセラミック基板の表面または内部に複数の回路からな
る抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータと、被加熱
物を上下動するための可動手段とを含んで構成されるホ
ットプレートユニットであって、上記セラミックヒータ
の被加熱物の加熱に用いられる面と上記可動手段により
載置された被加熱物とが対向するように配置されされて
なることを特徴とするホットプレートユニットである。

【００１７】次に、本発明のホットプレートユニットの
実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、
本発明のホットプレートユニットを模式的に示す断面図
であり、図２は、図１に示すホットプレートユニットに
使用されるセラミックヒータを模式的に示す底面図であ
る。なお、このセラミックヒータでは、セラミック基板
の内部に抵抗発熱体が形成されている。

【００１８】図１に示すように、ホットプレートユニッ
ト１は、ヒータユニット１００と可動装置２０とにより
構成されている。なお、本明細書では、セラミック基板
に抵抗発熱体、有底孔等が形成されたものをセラミック
ヒータ、セラミックヒータを支持容器で支持、固定した
ものをヒータユニット、ヒータユニットと可動装置とを
連結したものをホットプレートユニットということとす
る。以下、ヒータユニット１００および可動装置２０の
それぞれについて説明することとする。

【００１９】ヒータユニット１００では、セラミックヒ
ータ１０を構成する円板形状のセラミック基板１１の内
部に図２に示すような、複数の回路からなる抵抗発熱体
１２が埋設されるとともに、有底孔１４が形成されてい
る。有底孔１４には、セラミック基板１１の温度を測定
するための、リード線（図示せず）が接続された測温素
子１６が埋め込まれている。

【００２０】抵抗発熱体１２は、図２に示すように、セ
ラミック基板１１の最外周に、同心円の一部を描くよう
にして繰り返して形成された円弧パターンである抵抗発
熱体１２ａ〜１２ｄが配置され、その内部に一部が切断
された同心円パターンである抵抗発熱体１２ｅ〜１２ｈ
が配置されている。

【００２１】最外周の抵抗発熱体１２ａは、同心円を円
周方向に４分割した円弧状のパターンが繰り返して形成
され、隣り合う円弧の端部は、屈曲線により接続され一
連の回路を構成している。そして、これと同パターンで
ある抵抗発熱体１２ａ〜１２ｄの４つの回路が、外周を
取り囲むように近接して形成され、全体的に円環状のパ
ターンを構成している。

【００２２】また、抵抗発熱体１２ａ〜１２ｄの端部
は、クーリングスポット等の発生を防止するために、円
環状パターンの内側に形成されており、そのため、外側
の回路の端部は内側の方に向かって延設されている。

【００２３】最外周に形成された抵抗発熱体１２ａ〜１
２ｄの内側には、そのごく一部が切断された同心円パタ
ーンの回路からなる抵抗発熱体１２ｅ〜１２ｈが形成さ
れている。この抵抗発熱体１２ｅ〜１２ｈでは、隣り合
う同心円の端部が、順次直線からなる抵抗発熱体で接続
されることにより一連の回路が構成されている。

【００２４】また、抵抗発熱体１２ａ〜１２ｄ、１２
ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈの間には、帯状（円環状）
の発熱体非形成領域が設けられており、中心部分にも、
円形の発熱体非形成領域が設けられている。

【００２５】従って、全体的に見ると、円環状の抵抗発
熱体形成領域と発熱体非形成領域とが、外側から内側に
交互に形成されており、これらの領域をセラミック基板
の大きさ（口径）や厚さ等を考慮して、適当に設定する
ことにより、加熱面の温度を均一にすることができるよ
うになっている。

【００２６】さらに、抵抗発熱体１２の端部には、スル
ーホール１９が形成され、このスルーホール１９を露出
させる袋孔１８が形成されるとともに、袋孔１８には外
部端子１３が挿入され、ろう材（図示せず）で接合され
ている。さらに、外部端子１３には、例えば、導電線を
有するソケット２５が取り付けられ、この導電線は電源
等に接続されている。

【００２７】また、ヒータユニット１００は、セラミッ
クヒータ１０が、断面視Ｌ字形状の断熱リング２７ａを
介して略円筒形状の支持容器３０に嵌め込まれた形状と
なっている。また、支持容器３０は、略円筒形状の外枠
部２７と、円板状の底部３２とが、一体的に形成されて
いる。この支持容器３０では、略円筒形状の外枠部２７
の内側に、セラミックヒータ１０と断熱リング２７ａと
を支持する円環形状の基板受け部２８が設けられてい
る。断熱リング２７ａおよびセラミックヒータ１０は、
基板受け部２８とボルト２８ｂを介した固定金具２８ａ
とで固定されている。すなわち、ボルト２８ｂには、固
定金具２８ａが取り付けられ、セラミックヒータ１０等
を押しつけて固定している。底部３２は、遮熱等を目的
として設けられており、底部３２には、冷媒導入管２６
が取り付けてられており、支持容器３０の内部に強制冷
却用の冷媒等を導入することができるようになっている
とともに、導入した強制冷却用の冷媒等を排出するため
の貫通孔３２ａが形成されている。また、セラミックヒ
ータ１０と、支持容器３０の底部３２とは、略平行とな
るように支持、固定されている。

【００２８】一方、可動装置２０は、支持部３４ａを有
する保護容器３４と可動手段２１とから構成されてお
り、被加熱物である半導体ウエハ２９を支持するための
可動手段２１は、保護容器３４の内部に配設されてい
る。この可動手段２１は、先端部が略半球状からなるピ
ン２２とピン２２を上下動させるためのローラー２３と
からなり、ピン２２の左右に設置されたローラー２３を
回転することにより、ピン２２を上下させ、半導体ウエ
ハ２９とセラミック基板１１の加熱面１１ａとの間を最
適な距離に保つとともに、半導体ウエハ２９の受渡し等
を行うことができる。なお、ピン２２は、先端が略半球
状であるので、これらのピン２２とピン２２に載置され
る半導体ウエハ２９とは点接触となるため、半導体ウエ
ハ２９に特異点（接触部分の温度が高いホットスポット
や温度が低いクーリングスポット）ができにくい。

【００２９】ホットプレートユニット１は、上述した構
成のヒータユニット１００の支持容器３０に形成された
接合部２７ｂと可動装置２０の保護容器３４に形成され
た接合部３４ｂとを互いに接合させ、連結用ボルト３５
ａを挿通し、連結用ナット３５ｂで連結、固定されるこ
とにより形成されている。

【００３０】このホットプレートユニット１を用いて加
熱を行う場合には、下側に配置された可動装置２０のピ
ン２２上に半導体ウエハ２９を載置し、その上に樹脂膜
１５を形成した後、ローラー２３を用いて、上側のセラ
ミック基板１１との距離を調整し、上側に配置されたセ
ラミックヒータ１０により加熱を行う。

【００３１】本発明のホットプレートユニット１は、上
述のような構成からなるため、半導体ウエハ２９を加熱
する際に、セラミック基板１１の加熱面１１ａと半導体
ウエハ２９の上面に塗布された樹脂膜１５とを対向する
ように設置することができ、半導体ウエハ２９を上方か
ら加熱することができる。従って、半導体ウエハ２９上
に塗布された樹脂膜１５を直接加熱することができる。
従って、セラミック基板１１の加熱面１１ａの温度を均
一にすることにより、容易に樹脂膜１５を均一に加熱す
ることができる。

【００３２】図３は、本発明の他の実施形態であるホッ
トプレートユニットを模式的に示す断面図であり、図４
は、図３に示したホットプレートユニットの一部である
セラミックヒータを模式的に示す底面図である。なお、
このセラミックヒータでは、セラミック基板の底面に抵
抗発熱体が形成されている。

【００３３】図３に示すように、ホットプレートユニッ
ト５は、ヒータユニット５００と可動装置６０とにより
構成されている。

【００３４】ヒータユニット５００では、セラミックヒ
ータ５０を構成する円板形状のセラミック基板５１の底
面に、図４に示すように、複数の回路からなる抵抗発熱
体５２が形成されるとともに、有底孔５４が形成されて
いる。有底孔５４には、セラミック基板５１の温度を測
定するための、リード線（図示せず）が接続された測温
素子５６が埋め込まれている。

【００３５】そして、抵抗発熱体５２は、図４に示すよ
うに、セラミック基板５１の最外周に、円周方向に分割
された屈曲線の繰り返しパターンからなる抵抗発熱体５
２ａ〜５２ｈが形成され、その内周に、同様の屈曲線の
繰り返しパターンからなる抵抗発熱体５２ｉ〜５２ｌが
形成されている。さらに、その内周に、同心円形状から
なる抵抗発熱体５２ｍ〜５２ｐが形成されている。

【００３６】なお、抵抗発熱体５２の表面には、抵抗発
熱体の酸化等を防止するための金属被覆層（図示せず）
が形成され、抵抗発熱体５２の端部には、外部端子３３
がろう付けされており、さらに外部端子５３には、ソケ
ット６５を介して導電線６４が接続されている。

【００３７】なお、ヒータユニット５００の支持容器に
ついては、ヒータユニット１００の支持容器と同様の構
成であるため、その説明を省略する。

【００３８】一方、可動装置６０には、被加熱物である
半導体ウエハ６９を支持するための可動手段６１が配設
されている。この可動手段６１は、先端部が略半球状か
らなるピン６２とピン６２を上下動させるためのシリン
ダー６３とからなり、ピン６２の下側に設置されたシリ
ンダー６３を動作することにより、ピン６２を上下さ
せ、半導体ウエハ６９とセラミック基板５１の加熱面５
１ａとの間を最適な距離に保つとともに、半導体ウエハ
６９の受渡し等を行うことができる。なお、ピン６２
は、先端が略半球状であるので、これらのピン６２とピ
ン６２に載置される半導体ウエハ６９とは点接触となる
ため、半導体ウエハ６９に特異点（接触部分の温度が高
いホットスポットや温度が低いクーリングスポット）が
できにくい。

【００３９】また、ホットプレートユニット５は、上述
した構成のヒータユニット５００の支持容器７０に形成
された接合部６７ｂと可動装置６０の保護容器７４に形
成された接合部７４ｂとを互いに接合させ、連結用ボル
ト７５ａを挿通し、連結用ナット７５ｂで連結、固定さ
れることにより形成されている。

【００４０】このホットプレートユニット５を用いて加
熱を行う場合には、下側に配置された可動装置６０のピ
ン６２上に半導体ウエハ６９を載置し、その上に樹脂膜
５５を形成した後、ローラー６３を用いて、上側のセラ
ミック基板５１との距離を調整し、上側に配置されたセ
ラミックヒータ５０により加熱を行う。

【００４１】本発明のホットプレートユニット５は、上
述のような構成からなるため、半導体ウエハ６９を加熱
する際に、セラミック基板５１の加熱面５１ａと半導体
ウエハ６９の上面に塗布された樹脂膜５５とを対向する
ように設置することができ、半導体ウエハ６９を上方か
ら加熱することができる。従って、半導体ウエハ６９上
に塗布された樹脂膜５５を直接加熱することができる。

【００４２】本発明のホットプレートユニットにおい
て、上記可動手段の個数は、特に限定されるものではな
いが、製造工程の煩雑さを避け、製造コストを抑え、ま
た、加熱面の温度をより均一にするという観点からいう
と、上記可動手段の個数は、ヒータを構成する基板の直
径が１００〜５００ｍｍの場合、３〜５０個であること
が望ましい。

【００４３】上述した可動手段の配置については、例え
ば、セラミック基板の比較的外周部となる領域で、セラ
ミック基板と同心円の円周上に、複数の可動手段を等間
隔で設け、セラミック基板の中心部に可動手段を１箇所
設ける配置、セラミック基板の比較的外周部となる領域
で、セラミック基板と同心円の円周上、および、その内
周になる同心円の円周上に、それぞれ複数の可動手段を
等間隔で設け、セラミック基板の中心部に可動手段を１
箇所設ける配置等が挙げられる。

【００４４】本発明のホットプレートユニットにおける
他の実施形態について説明する。図７は、本発明の他の
実施形態であるホットプレートユニットを模式的に示す
断面図である。なお、図１及び図３に示すホットプレー
トユニットは、半導体ウエハの処理面が、セラミックヒ
ータにより、上方から直接加熱される構成となっていた
が、図７に示すホットプレートユニットは、半導体ウエ
ハがセラミックヒータにより、下方から加熱される構成
となっている。

【００４５】図７に示すように、ホットプレートユニッ
ト４は、ヒータユニット４００と可動装置８０とにより
構成されている。

【００４６】ヒータユニット４００では、セラミックヒ
ータ４０を構成する円板形状のセラミック基板４１の底
面に、複数の同心円形状の回路からなる抵抗発熱体４２
が形成されるとともに、有底孔４４が形成されている。
有底孔４４には、セラミック基板４１の温度を測定する
ための、リード線（図示せず）が接続された測温素子４
６が埋め込まれている。

【００４７】なお、抵抗発熱体４２の表面には、抵抗発
熱体の酸化等を防止するための金属被覆層（図示せず）
が形成され、抵抗発熱体４２の端部には、外部端子４３
がろう付けされており、さらに外部端子４３には、ソケ
ット８５を介して導電線８４が接続されている。また、
セラミック基板４１には、被加熱物である半導体ウエハ
８９を支持するピン８２を挿通させるための複数の貫通
孔４７が形成されている。

【００４８】また、ヒータユニット４００の支持容器９
０の下部には、図３に示した可動装置６０と同様の構成
である可動装置８０が設けられている。そして、図７に
示すように、支持容器９０に設けられた冷媒導入管８６
や、セラミックヒータ４０に設けられた測温素子４６等
は、可動装置８０の底部９２まで延設されている。な
お、支持容器９０は、上述した支持容器７０と略同様の
構成であり、可動装置８０は、上述した可動装置６０と
略同様の構成であるので、その説明を省略する。

【００４９】さらに、図７では、半導体ウエハ８９の左
側と、加熱面４１ａとの距離が離れるように、また、半
導体ウエハ８９の右側と、加熱面４１ｂとの距離が近づ
くように、半導体ウエハ８９がピン８２により支持され
ている。

【００５０】図７に示すホットプレートユニット４で
は、セラミックヒータ４０に設けられた貫通孔４７に、
ピン８２を通して半導体ウエハ８９を支持する。この実
施形態では、ピンを上下させて、半導体ウエハとセラミ
ック基板との距離を調整するのである。

【００５１】例えば、セラミックヒータの温度が高い領
域では、ピンを上昇させて半導体ウエハとセラミックヒ
ータとの距離が離れるようにし、セラミックヒータの温
度が低い領域では、ピンを下降させてセラミック基板と
半導体ウエハとの距離が近づくようにする。ピンの高さ
調整で、半導体ウエハとヒータとの距離を調整して半導
体ウエハの温度を均一化するのである。

【００５２】本発明のホットプレートユニットにおい
て、半導体ウエハを上下動させるための可動手段として
は、例えば、上述したローラー、シリンダーを用いてピ
ンを上下動させる手段の他に、電気モーター等を用いる
ものを挙げることができる。また、上記シリンダーとし
ては、例えば、油圧式、空圧式等によるものが挙げられ
る。

【００５３】上記ピンは、セラミック製であることが望
ましく、ホットスポット等の発生を防止する点から、熱
伝導率が低い、アルミナ、シリカ等の酸化物セラミック
であることが望ましい。

【００５４】上記ピンの先端部の形状は、半円球形状、
角錐状（三角錐、四角錐等）、円錐状等であることが望
ましい。上記ピンと半導体ウエハとが点接触となるた
め、半導体ウエハに特異点（接触部分の温度が高いホッ
トスポットや温度が低いクーリングスポット）ができな
いからである。

【００５５】半導体ウエハの上面に塗布された樹脂膜と
ヒータユニットを構成するセラミック基板の加熱面と
は、５〜５０００μｍ離間した状態で保持することが望
ましい。５μｍ未満では、セラミック基板の温度分布の
影響をうけて樹脂膜が均一に加熱されず、５０００μｍ
を超えると、樹脂膜の温度が上昇しにくくなり、特に、
樹脂膜の外周部分の温度が低くなってしまうからであ
る。半導体ウエハの上面に塗布された樹脂膜とセラミッ
ク基板の加熱面とは５〜５００μｍ離間することがより
望ましく、２０〜２００μｍ離間することが更に望まし
い。

【００５６】上記可動装置における保護容器は、上記支
持容器と同様の材質であることが望ましく、加工等が容
易で機械的特性に優れるとともに、保護容器全体の強度
を確保できるように、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、
インコネル（クロム１６％、鉄７％を含むニッケル系の
合金）等の金属により構成されるが望ましい。

【００５７】また、本発明においては、上記保護容器と
上記支持部とは、図１に示すように、一体化されていて
もよく、別々の保護容器と支持部とが連結固定されたも
のであってもよいが、保護容器と支持部とが、一体的に
形成されていることが望ましい。全体の強度を確保する
ことができるからである。

【００５８】本発明においては、上記支持部の長さは、
１０〜５００ｍｍであることが望ましい。１０ｍｍ未満
では、セラミック基板と保護容器との間に半導体ウエハ
を載置することが困難となり、５００ｍｍを超えると、
可動手段に用いられるピンを極端に長いものにする必要
があり、現実的でないからである。

【００５９】次に、本発明を構成するセラミックヒータ
等の材質や形状等について、さらに詳しく説明する。

【００６０】本発明のホットプレートユニットにおけ
る、セラミック基板の直径は、２００ｍｍ以上が望まし
い。大きな直径を持つセラミックヒータほど、加熱時に
半導体ウエハの温度が不均一化しやすいため、本発明の
構成が有効に機能するからである。また、このような大
きな直径を持つ基板は、大口径の半導体ウエハを載置す
ることができるからである。セラミック基板の直径は、
特に１２インチ（３００ｍｍ）以上であることが望まし
い。次世代の半導体ウエハの主流となるからである。

【００６１】また、本発明のホットプレートユニットの
セラミック基板の厚さは、２５ｍｍ以下であることが望
ましい。上記セラミック基板の厚さが２５ｍｍを超える
と温度追従性が低下するからである。また、その厚さ
は、０．５ｍｍ以上であることが望ましい。０．５ｍｍ
より薄いと、セラミック基板の強度自体が低下するため
破損しやすくなる。より望ましくは、１．５を超え５ｍ
ｍ以下である。５ｍｍより厚くなると、熱が伝搬しにく
くなり、加熱の効率が低下する傾向が生じ、一方、１．
５ｍｍ以下であると、セラミック基板中を伝搬する熱が
充分に拡散しないため加熱面に温度ばらつきが発生する
ことがあり、また、セラミック基板の強度が低下して破
損する場合があるからである。

【００６２】本発明のセラミックヒータ１０において、
セラミック基板１１には、加熱面１１ａの反対側から加
熱面１１ａに向けて有底孔１４を設けるとともに、有底
孔１４の底を抵抗発熱体１２よりも相対的に加熱面１１
ａに近く形成し、この有底孔１４に熱電対等の測温素子
（図示せず）を設けるとが望ましい。

【００６３】また、有底孔１４の底と加熱面１１ａとの
距離は、０．１ｍｍ〜セラミック基板の厚さの１／２で
あることが望ましい。これにより、測温場所が抵抗発熱
体１２よりも加熱面１１ａに近くなり、より正確な半導
体ウエハの温度の測定が可能となるからである。

【００６４】有底孔１４の底と加熱面１１ａとの距離が
０．１ｍｍ未満では、放熱してしまい、加熱面１１ａに
温度分布が形成され、厚さの１／２を超えると、抵抗発
熱体の温度の影響を受けやすくなり、温度制御できなく
なり、やはり加熱面１１ａに温度分布が形成されてしま
うからである。

【００６５】有底孔１４の直径は、０．３ｍｍ〜５ｍｍ
であることが望ましい。これは、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
１１ａとの距離を均等にすることができなくなるからで
ある。

【００６６】有底孔１４は、図１に示したように、セラ
ミック基板１１の中心に対して対称で、かつ、十字を形
成するように複数配列することが望ましい。これは、加
熱面全体の温度を測定することができるからである。

【００６７】上記測温素子としては、例えば、熱電対、
白金測温抵抗体、サーミスタ等が挙げられる。また、上
記熱電対としては、例えば、ＪＩＳ−Ｃ−１６０２（１
９８０）に挙げられるように、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｓ
型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対等が挙げられるが、これら
のなかでは、Ｋ型熱電対が好ましい。

【００６８】上記熱電対の接合部の大きさは、素線の径
と同じが、または、それよりも大きく、０．５ｍｍ以下
であることが望ましい。これは、接合部が大きい場合
は、熱容量が大きくなって応答性が低下してしまうから
である。なお、素線の径より小さくすることは困難であ
る。

【００６９】上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使
用して、有底孔１４の底に接着してもよく、有底孔１４
に挿入した後、耐熱性樹脂で封止してもよく、両者を併
用してもよい。上記耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬
化性樹脂、特にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビス
マレイミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。これら
の樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用しても
よい。

【００７０】上記金ろうとしては、３７〜８０．５重量
％Ａｕ−６３〜１９．５重量％Ｃｕ合金、８１．５〜８
２．５重量％：Ａｕ−１８．５〜１７．５重量％：Ｎｉ
合金から選ばれる少なくとも１種が望ましい。これら
は、溶融温度が、９００℃以上であり、高温領域でも溶
融しにくいためである。銀ろうとしては、例えば、Ａｇ
−Ｃｕ系のものを使用することができる。

【００７１】本発明のホットプレートユニットを形成す
るセラミックは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミ
ックであることが望ましい。窒化物セラミックや炭化物
セラミックは、熱膨張係数が金属よりも小さく、機械的
な強度が金属に比べて格段に高いため、セラミック基板
の厚さを薄くしても、加熱により反ったり、歪んだりし
ない。そのため、セラミック基板を薄くて軽いものとす
ることができる。さらに、セラミック基板の熱伝導率が
高く、セラミック基板自体が薄いため、セラミック基板
の表面温度が、抵抗発熱体の温度変化に迅速に追従す
る。即ち、電圧、電流値を変えて抵抗発熱体の温度を変
化させることにより、セラミック基板の表面温度を制御
することができるのである。

【００７２】上記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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】なお、セラミック基板として窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミック等を使用する際、必要によ
り、絶縁層を形成してもよい。窒化物セラミックは酸素
固溶等により、高温で体積抵抗値が低下しやすく、また
炭化物セラミックは特に高純度化しない限り導電性を有
しており、絶縁層を形成することにより、高温時あるい
は不純物を含有していても回路間の短絡を防止して温度
制御性を確保できるからである。

【００７６】上記絶縁層としては、酸化物セラミックが
望ましく、具体的には、シリカ、アルミナ、ムライト、
コージェライト、ベリリア等を使用することができる。
このような絶縁層としては、アルコキシドを加水分解重
合させたゾル溶液をセラミック基板にスピンコートして
乾燥、焼成を行ったり、スパッタリング、ＣＶＤ等で形
成してもよい。また、セラミック基板表面を酸化処理し
て酸化物層を設けてもよい。

【００７７】上記絶縁層は、０．１〜１０００μｍであ
ることが望ましい。０．１μｍ未満では、絶縁性を確保
できず、１０００μｍを超えると抵抗発熱体からセラミ
ック基板への熱伝導性を阻害してしまうからである。さ
らに、上記絶縁層の体積抵抗率は、上記セラミック基板
の体積抵抗率の１０倍以上（同一測定温度）であること
が望ましい。１０倍未満では、回路の短絡を防止できな
いからである。

【００７８】また、本発明のセラミック基板は、カーボ
ンを含有し、その含有量は、２００〜５０００ｐｐｍで
あることが望ましい。電極を隠蔽することができ、また
黒体輻射を利用しやすくなるからである。

【００７９】なお、上記セラミック基板は、明度がＪＩ
Ｓ 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。この程度の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。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１
０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〜Ｎ１０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。

【００８０】また、本発明においては、抵抗発熱体をセ
ラミック基板の表面（底面）に形成してもよく、抵抗発
熱体をセラミック基板の内部に埋設してもよい。抵抗発
熱体をセラミック基板の内部に形成する場合は、上記抵
抗発熱体は、加熱面の反対側の面から厚さ方向に６０％
以下の位置に形成されていることが望ましい。６０％を
超えると、加熱面に近すぎるため、上記セラミック基板
内を伝搬する熱が充分に拡散されず、加熱面に温度ばら
つきが発生してしまうからである。

【００８１】抵抗発熱体をセラミック基板の内部に形成
する場合には、抵抗発熱体形成層を複数層設けてもよ
い。この場合は、各層のパターンは、相互に補完するよ
うにどこかの層に抵抗発熱体が形成され、加熱面の上方
から見ると、どの領域にもパターンが形成されている状
態が望ましい。このような構造としては、例えば、互い
に千鳥の配置になっている構造が挙げられる。なお、抵
抗発熱体をセラミック基板の内部に設け、かつ、その抵
抗発熱体を一部露出させてもよい。

【００８２】また、セラミック基板の表面に抵抗発熱体
を設ける場合は、加熱面は抵抗発熱体形成面の反対側で
あることが望ましい。セラミック基板が熱拡散の役割を
果たすため、加熱面の温度均一性を向上させることがで
きるからである。

【００８３】抵抗発熱体をセラミック基板の表面に形成
する場合には、金属粒子を含む導体ペーストをセラミッ
ク基板の表面に塗布して所定パターンの導体ペースト層
を形成した後、これを焼き付け、セラミック基板の表面
で金属粒子を焼結させる方法が好ましい。なお、金属の
焼結は、金属粒子同士および金属粒子とセラミックとが
融着していれば充分である。

【００８４】セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成
する場合には、その厚さは、１〜５０μｍが好ましい。
また、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、この抵抗発熱体の厚さは、１〜３０μｍが好ま
しく、１〜１０μｍがより好ましい。

【００８５】また、セラミック基板１１の内部に抵抗発
熱体を形成する場合には、抵抗発熱体の幅は、５〜２０
μｍが好ましい。また、セラミック基板１１の表面に抵
抗発熱体を形成する場合には、抵抗発熱体の幅は、０．
１〜２０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがより好まし
い。

【００８６】抵抗発熱体は、その幅や厚さにより抵抗値
に変化を持たせることができるが、上記した範囲が最も
実用的である。抵抗値は、薄く、また、細くなる程大き
くなる。抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に形成し
た場合の方が、厚み、幅とも大きくなるが、抵抗発熱体
を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体との距離が短く
なり、表面の温度の均一性が低下するため、抵抗発熱体
自体の幅を広げる必要があること、内部に抵抗発熱体を
設けるために、窒化物セラミック等との密着性を考慮す
る必要性がないため、タングステン、モリブデンなどの
高融点金属やタングステン、モリブデンなどの炭化物を
使用することができ、抵抗値を高くすることが可能とな
るため、断線等を防止する目的で厚み自体を厚くしても
よい。そのため、抵抗発熱体は、上記した厚みや幅とす
ることが望ましい。

【００８７】抵抗発熱体の形成位置をこのように設定す
ることにより、抵抗発熱体から発生した熱が伝搬してい
くうちに、セラミック基板全体に拡散し、被加熱物（半
導体ウエハ）を加熱する面の温度分布が均一化され、そ
の結果、被加熱物の各部分における温度が均一化され
る。

【００８８】また、本発明のホットプレートユニットに
おける抵抗発熱体のパターンとしては、図２および図４
に示したパターンに限らず、例えば、渦巻き状のパター
ン、偏心円状のパターン、屈曲線の繰り返しパターン等
も用いることができる。また、これらは併用してもよ
い。また、最外周に形成された抵抗発熱体パターンを、
円周方向に分割されたパターンとすることで、温度が低
下しやすいセラミックヒータの最外周で細かい温度制御
を行うことが可能となり、セラミックヒータの温度のば
らつきを抑えることが可能である。さらに、円周方向に
分割された抵抗発熱体のパターンは、セラミック基板の
最外周に限らず、その内部にも形成してもよい。

【００８９】抵抗発熱体は、断面が矩形であっても楕円
であってもよいが、偏平であることが望ましい。偏平の
方が加熱面に向かって放熱しやすいため、加熱面の温度
分布ができにくいからである。断面のアスペクト比（抵
抗発熱体の幅／抵抗発熱体の厚さ）は、１０〜５０００
であることが望ましい。この範囲に調整することによ
り、抵抗発熱体の抵抗値を大きくすることができるとと
もに、加熱面の温度の均一性を確保することができるか
らである。

【００９０】抵抗発熱体の厚さを一定とした場合、アス
ペクト比が上記範囲より小さいと、セラミック基板の加
熱面方向への熱の伝搬量が小さくなり、抵抗発熱体のパ
ターンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまい、逆
にアスペクト比が大きすぎると抵抗発熱体の中央の直上
部分が高温となってしまい、結局、抵抗発熱体のパター
ンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまう。従っ
て、温度分布を考慮すると、断面のアスペクト比は、１
０〜５０００であることが好ましいのである。

【００９１】抵抗発熱体をセラミック基板の表面に形成
する場合は、アスペクト比を１０〜２００、抵抗発熱体
をセラミック基板の内部に形成する場合は、アスペクト
比を２００〜５０００とすることが望ましい。

【００９２】抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に形
成した場合の方が、アスペクト比が大きくなるが、これ
は、抵抗発熱体を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体
との距離が短くなり、表面の温度均一性が低下するた
め、抵抗発熱体自体を偏平にする必要があるからであ
る。

【００９３】また、抵抗発熱体を形成する際に用いる、
導体ペーストとしては特に限定されないが、導電性を確
保するための金属粒子または導電性セラミックが含有さ
れているほか、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むものが好
ましい。

【００９４】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く、中でも、貴金属
（金、銀、白金、パラジウム）がより好ましい。また、
これらは、単独で用いてもよいが、２種以上を併用する
ことが望ましい。これらの金属は、比較的酸化しにく
く、発熱するに充分な抵抗値を有するからである。上記
導電性セラミックとしては、例えば、タングステン、モ
リブデンの炭化物などが挙げられる。これらは、単独で
用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００９５】これら金属粒子または導電性セラミック粒
子の粒径は、０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μ
ｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００
μｍを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくな
るからである。

【００９６】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、抵抗発熱体と窒化物セラミック等と
の密着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくすることが
できるため有利である。

【００９７】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。

【００９８】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に金属酸化物を添加し、抵抗発熱体を金属粒子およ
び金属酸化物を焼結させたものとすることが望ましい。
このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結させる
ことにより、セラミック基板である窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックと金属粒子とを密着させることが
できる。

【００９９】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックと密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面や窒化物セラミ
ック、炭化物セラミックの表面は、わずかに酸化されて
酸化膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物
を介して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックとが密着するのではないかと
考えられる。

【０１００】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 _２Ｏ_３）、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。

【０１０１】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、金属粒子と窒化物セラミックまた
は炭化物セラミックとの密着性を改善することができる
からである。

【０１０２】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素（Ｂ_２Ｏ_３）、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
クとの密着性を改善することができる。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。

【０１０３】また、抵抗発熱体として金属箔や金属線を
使用することもできる。上記金属箔としては、ニッケル
箔、ステンレス箔をエッチング等でパターン形成して抵
抗発熱体としたものが望ましい。パターン化した金属箔
は、樹脂フィルム等ではり合わせてもよい。金属線とし
ては、例えば、タングステン線、モリブデン線等が挙げ
られる。

【０１０４】また、抵抗発熱体を形成した際の面積抵抗
率は、０．１ｍΩ〜１０Ω／□が好ましい。面積抵抗率
が０．１ｍΩ／□未満の場合、発熱量を確保するため
に、抵抗発熱体パターンの幅を０．１〜１ｍｍ程度と非
常に細くしなければならず、このため、パターンのわず
かな欠け等で断線したり、抵抗値が変動し、また、面積
抵抗率が１０Ω／□を超えると、抵抗発熱体パターンの
幅を大きくしなければ、発熱量を確保できず、その結
果、パターン設計の自由度が低下し、加熱面の温度を均
一にすることが困難となるからである。

【０１０５】抵抗発熱体がセラミック基板１１の表面に
形成される場合には、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望ましい。内部の金属焼結
体が酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためであ
る。形成する金属被覆層の厚さは、０．１〜１０μｍが
好ましい。

【０１０６】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。

【０１０７】抵抗発熱体１２には、電源と接続するため
の端子が必要であり、この端子は、半田を介して抵抗発
熱体１２に取り付けるが、ニッケルは、半田の熱拡散を
防止するからである。接続端子としては、例えば、コバ
ール製の外部端子１３が挙げられる。

【０１０８】なお、抵抗発熱体をセラミック基板１１の
内部に形成する場合には、抵抗発熱体表面が酸化される
ことがないため、被覆は不要である。抵抗発熱体をセラ
ミック基板１１内部に形成する場合、抵抗発熱体の一部
が表面に露出していてもよく、抵抗発熱体を接続するた
めのスルーホールが端子部分に設けられ、このスルーホ
ールに端子が接続、固定されていてもよい。

【０１０９】接続端子を接続する場合、半田としては、
銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合金を使用す
ることができる。なお、半田層の厚さは、０．１〜５０
μｍが好ましい。半田による接続を確保するのに充分な
範囲だからである。

【０１１０】上記支持容器は、外枠部と底部とが、一体
化されていてもよく、底部が外枠部に連結固定されてい
てもよいが、外枠部と底部とが、一体的に形成されてい
ることが望ましい。支持容器全体の強度を確保すること
ができるからである。また、上記支持容器には、中底板
を形成してもよい。

【０１１１】上記外枠部は、円筒形状であることが望ま
しく、上記底部は、円板形状であることが望ましい。ま
た、上記外枠部および上記底部の厚みは、０．１〜５ｍ
ｍであることが望ましい。０．１ｍｍ未満では、強度に
乏しく、５ｍｍを超えると熱容量が大きくなるからであ
る。

【０１１２】上記外枠部および上記底部は、加工等が容
易で機械的特性に優れるとともに、支持容器全体の強度
を確保できるように、ＳＵＳ、アルミニウム、インコネ
ル（クロム１６％、鉄７％を含むニッケル系の合金）等
の金属により構成されることが望ましい。なお、上記外
枠部と上記底部とが、一体化されていない場合、上記底
部には、遮熱性に優れるように、例えば、耐熱性樹脂、
セラミック板、これらに耐熱性の有機繊維や無機繊維が
配合された複合板等、余り熱伝導率が大きくなく、か
つ、耐熱性に優れたものを用いることも可能である。

【０１１３】また、上記底部には、冷媒導入管が取り付
けてあることが望ましい。支持容器の内部に効率よく、
セラミックヒータを冷却するための強制冷却用の冷媒等
を導入することができるからである。さらに、上記底部
には、導入した強制冷却用の冷媒等を排出するための貫
通孔が形成されていることが望ましい。

【０１１４】上記中底板は、配線等の固定や遮熱等を目
的として設けられるものであるが、本発明のホットプレ
ートユニットにおいて、支持容器に中底板は設けられて
いてもよく、設けられていなくてもよい。また、上記中
底板には、底部に固定されている冷媒導入管、貫通孔等
が形成されていることが望ましい。

【０１１５】次に、本発明のホットプレートユニットの
製造方法について説明する。まず、セラミック基板１１
の内部に抵抗発熱体１２が形成されたセラミックヒータ
を有するホットプレートユニット１（図１、２参照）の
製造方法について、図５に基づいて説明する。

【０１１６】（１）セラミック基板の作製工程 まず、窒化物セラミック等のセラミックの粉末をバイン
ダ、溶剤等と混合してペーストを調製し、これを用いて
グリーンシート９００を作製する。

【０１１７】上述した窒化物等のセラミック粉末として
は、窒化アルミニウム等を使用することができ、必要に
応じて、イットリア等の焼結助剤、Ｎａ、Ｃａを含む化
合物等を加えてもよい。また、バインダとしては、アク
リル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種
が望ましい。

【０１１８】さらに溶媒としては、α−テルピネオー
ル、グリコールから選ばれる少なくとも１種が望まし
い。これらを混合して得られるペーストをドクターブレ
ード法でシート状に成形してグリーンシートを作製す
る。グリーンシートの厚さは、０．１〜５ｍｍが好まし
い。

【０１１９】（２）グリーンシート上に導体ペーストを
印刷する工程 グリーンシート９００上に、抵抗発熱体１２を形成する
ための金属ペーストまたは導電性セラミックを含む導体
ペーストを印刷し、導体ペースト層１２０を形成し、貫
通孔にスルーホール１９用の導体ペースト充填層１９０
を形成する。これらの導電ペースト中には、金属粒子ま
たは導電性セラミック粒子が含まれている。

【０１２０】タングステン粒子またはモリブデン粒子の
平均粒子径は、０．１〜５μｍが好ましい。平均粒子が
０．１μｍ未満であるか、５μｍを超えると、導体ペー
ストを印刷しにくいからである。このような導体ペース
トとしては、例えば、金属粒子または導電性セラミック
粒子８５〜８７重量部；アクリル系、エチルセルロー
ス、ブチルセロソルブ、ポリビニルアルコールから選ば
れる少なくとも１種のバインダ１．５〜１０重量部；お
よび、α−テルピネオール、グリコールから選ばれる少
なくとも１種の溶媒を１．５〜１０重量部混合した組成
物（ペースト）が挙げられる。

【０１２１】（３）グリーンシートの積層工程 導体ペーストを印刷していないグリーンシート９００
を、導体ペーストを印刷したグリーンシート９００の上
下に積層する（図５（ａ）参照）。このとき、導体ペー
ストを印刷したグリーンシート９００が積層したグリー
ンシートの厚さに対して、底面から６０％以下の位置に
なるように積層する。具体的には、上側のグリーンシー
トの積層数は２０〜５０枚が、下側のグリーンシートの
積層数は５〜２０枚が好ましい。

【０１２２】（４）グリーンシート積層体の焼成工程 グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリーンシ
ートおよび内部の導体ペーストを焼結させる。また、加
熱温度は、１０００〜２０００℃が好ましく、加圧の圧
力は、１０〜２０ＭＰａが好ましい。加熱は、不活性ガ
ス雰囲気中で行う。不活性ガスとしては、例えば、アル
ゴン、窒素などを使用することができる（図５（ｂ）参
照）。

【０１２３】次に、得られた焼結体に、熱電対などの測
温素子を埋め込むための有底孔１４、抵抗発熱体１２を
外部端子１３と接続するためのスルーホール１９、袋孔
１８等を形成する。（図５（ｃ）参照）

【０１２４】上述の有底孔１４を形成する工程は、上記
グリーンシート積層体に対して行ってもよいが、上記焼
結体に対して行うことが望ましい。焼結過程において、
変形するおそれがあるからである。

【０１２５】なお、有底孔１４は、表面研磨後に、サン
ドブラスト等のブラスト処理を行うことにより形成する
ことができる。また、内部の抵抗発熱体１２と接続する
ためのスルーホール１９に外部端子１３を接続し、加熱
してリフローする。加熱温度は、２００〜５００℃が好
適である。

【０１２６】さらに、有底孔１４に測温素子としての熱
電対（図示せず）などを銀ろう、金ろうなどで取り付
け、ポリイミドなどの耐熱性樹脂で封止し、セラミック
ヒータ１０の製造を終了する（図５（ｄ）参照）。

【０１２７】（５）支持容器の作製 次に、図１に示したような支持容器３０を作製する。支
持容器３０は、有底円筒形状であり、外枠部と底部とを
一体的に形成することが望ましい。なお、底部には、強
制冷却用の冷媒を供給する冷媒導入管２６を設けること
や、供給した冷媒を排出する貫通孔３２ａを形成するこ
とも可能である。

【０１２８】（６）ホットプレートユニットの組み立て この後、得られたセラミックヒータ１０を、図１に示し
たように、セラミックヒータ１０と支持容器３０の底部
とが一定距離離間し、支持容器３０を構成する外枠部２
７とセラミックヒータ１０とが断熱リング２７ａを介し
て、基板受け部２８と固定金具２８ａとの間で、ボルト
２８ｂにより固定されるように、支持容器３０に支持、
固定する。そして、測温素子１６や抵抗発熱体１２から
の配線を設け、底部３２からリード線を引き出すことに
より、ヒータユニット１００の製造を完了する。

【０１２９】さらに、ピン２２およびローラー２３から
なる可動手段２１が、支持部３４ａを有する保護容器３
４の内部に設置された構成の可動装置２０に、上述の工
程で製造されたヒータユニット１００を取り付け、ホッ
トプレートユニット１の製造を完了する。なお、ヒータ
ユニット１００の可動装置２０への取り付けは、ヒータ
ユニット１００の支持容器３０に形成された接合部２７
ｂと可動装置２０の保護容器３４に形成された接合部３
４ｂとを連結用ボルト３５ａおよび連結用ナット３５ｂ
を介して連結することにより行う（図１参照）。

【０１３０】次に、セラミック基板５１の底面に抵抗発
熱体５２が形成されたセラミックヒータ５０を有するホ
ットプレートユニット５（図３参照）の製造方法につい
て、図６に基づいて説明する。

【０１３１】（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や炭化珪素などの窒化物等の
セラミックの粉末に必要に応じてイットリア（Ｙ
_２Ｏ_３）やＢ_４Ｃ等の焼結助剤、Ｎａ、Ｃａを含む化合
物、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。

【０１３２】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５１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５１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、窒化物セラミックや炭化物セラミックでは、１００
０〜２５００℃である。また、酸化物セラミックでは、
１５００℃〜２０００℃である。

【０１３３】さらに、ドリル加工を実施し、熱電対など
の測温素子を埋め込むための有底孔５４となる部分を形
成する。（図６（ａ）参照）。

【０１３４】（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５２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。導体ペースト層は、焼成後の抵抗発熱体５２の断面
が、方形で、偏平な形状となるように形成することが望
ましい。

【０１３５】（３）導体ペーストの焼成 セラミック基板５１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５１の底面に焼き付け、
抵抗発熱体５２を形成する（図６（ｂ）参照）。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酸化物が焼結して一体化するた
め、抵抗発熱体５２とセラミック基板５１との密着性が
向上する。

【０１３６】（４）金属被覆層の形成 次に、抵抗発熱体５２表面に、金属被覆層５２０を形成
する（図６（ｃ）参照）。金属被覆層５２０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。

【０１３７】（５）端子等の取り付け 抵抗発熱体５２のパターンの端部に電源との接続のため
の端子（外部端子５３）を半田で取り付ける。また、有
底孔５４に銀ろう、金ろうなどで熱電対（図示せず）を
固定し、ポリイミド等の耐熱樹脂で封止し、セラミック
ヒータ５０の製造を終了する（図６（ｄ）参照）。

【０１３８】（６）支持容器の作製 次に、図３に示したような支持容器７０を作製する。支
持容器７０は、有底円筒形状であり、外枠部と底部とを
一体的に形成することが望ましい。なお、底部７２に
は、強制冷却用の冷媒を供給する冷媒導入管６６を設け
ることや、供給した冷媒を排出する貫通孔７２ａを形成
することも可能である。

【０１３９】（７）ホットプレートユニットの組み立て この後、得られたセラミックヒータ５０を、図３に示し
たように、セラミックヒータ５０と支持容器７０の底部
７２とが、一定距離離間し、支持容器７０を構成する外
枠部６７とセラミックヒータ５０とが断熱リング６７ａ
を介して、基板受け部６８と固定金具６８ａとの間で、
ボルト６８ｂにより固定されるように、支持容器７０に
支持、固定する。そして、測温素子５６や抵抗発熱体５
２からの配線を設け、底部７２からリード線を引き出す
ことにより、ヒータユニット５００の製造を完了する。

【０１４０】さらに、ピン６２およびシリンダー６３か
らなる可動手段６１が、支持部７４ａを有する保護容器
７４の内部に設置された構成の可動装置６０に、上述の
工程で製造されたヒータユニット５００を取り付け、ホ
ットプレートユニット５の製造を完了する。なお、ヒー
タユニット５００の可動装置６０への取り付けは、ヒー
タユニット５００の支持容器７０に形成された接合部６
７ｂと可動装置６０の保護容器７４に形成された接合部
７４ｂとを連結用ボルト７５ａおよび連結用ナット７５
ｂを介して連結することにより行う（図３参照）。

【０１４１】以上、ホットプレートユニットについて説
明したが、本発明のホットプレートユニットの一部であ
るセラミックヒータは、セラミック基板の表面または内
部に抵抗発熱体を設けるとともに、セラミック基板の内
部に静電電極を設けることにより静電チャックとするこ
とができる。また、表面にチャックトップ導体層を設
け、内部にガード電極やグランド電極を設けることによ
り、ウエハプローバに使用されるチャックトップ板とす
ることができる。

【０１４２】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【０１４３】（実施例１） ホットプレートユニット（図１、２および図５参照）の
製造 （１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
０．６μｍ）１００重量部、アルミナ４重量部、アクリ
ル系樹脂バインダ１１．５重量部、分散剤０．５重量部
および１−ブタノールとエタノールとからなるアルコー
ル５３重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレ
ード法により成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのグリー
ンシートを作製した。

【０１４４】（２）次に、このグリーンシートを８０℃
で５時間乾燥させた後、スルーホール１９となる部分を
パンチングにより設けた。

【０１４５】（３）平均粒径１μｍのタングステンカー
バイト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０重
量部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分散
剤０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調整した。
平均粒径３μｍのタングステン粒子１００重量部、アク
リル系バインダ１．９重量部、α−テルピネオール溶媒
３．７重量部および分散剤０．２重量部を混合して導体
ペーストＢを調整した。

【０１４６】この導体ペーストＡをグリーンシート上に
スクリーン印刷で印刷し、抵抗発熱体用の導体ペースト
層１２０を形成した。印刷パターンは、図２に示すよう
な、最外周に同心円が円周方向に分割され形成された円
弧の繰り返しパターンと、その内側に同心円状のパター
ンとを形成した。さらに、外部端子１３を接続するため
のスルーホール１９となる部分に導体ペーストＢを充填
し、充填層１９０を形成した。

【０１４７】上記処理の終わったグリーンシートに、さ
らに、導体ペーストを印刷していないグリーンシートを
上側（加熱面）に３７枚、下側に１３枚積層し、１３０
℃、８ＭＰａの圧力で圧着して積層体を形成した（図５
（ａ）参照）。

【０１４８】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で５時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５Ｍ
Ｐａで１０時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍのセラミッ
ク板状体を得た。これを２３０ｍｍの円板状に切り出
し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗発熱体１２を
有するセラミック板状体とした（図５（ｂ）参照）。

【０１４９】（５）次に、（４）で得られたセラミック
板状体にマスクを載置し、ＳｉＣ等によるブラスト処理
で表面に測温素子を挿通するための有底孔１４を設け、
また、ドリル加工により直径５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの
袋孔１８を形成した。

【０１５０】（６）次に、スルーホール１９が形成され
ている部分をえぐりとって袋孔１８とし（図５（ｃ）参
照）、この袋孔１８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
１３を接続させた（図５（ｄ）参照）。さらに、温度制
御のための熱電対（図示せず）を有底孔１４に埋め込
み、本発明のセラミックヒータ１０を得た。

【０１５１】（７）次に、図１に示したように、外枠部
２７（厚さ：２ｍｍ）と底部３２（厚さ：２ｍｍ）とが
一体化されたＳＵＳ製の支持容器３０を作製した。この
後、セラミックヒータ１０を、図１に示したように、断
熱リング２７ａを介して、８本のボルト２８ｂにより、
上述した構成の支持容器３０に支持し固定するととも
に、抵抗発熱体１２および測温素子１６からのリード線
を引き出し、ヒータユニット１００の製造を完了した。

【０１５２】（８）アルミナ製のピン２２およびローラ
ー２３からなる可動手段２１とヒータユニット１００を
連結するための支持部３４ａを有するＳＵＳ製の保護容
器３４とからなる構成の可動装置２０に、上述の工程で
製造されたヒータユニット１００を連結用ボルト３５ａ
および連結用ナット３５ｂを介して取り付け（図１参
照）、ホットプレートユニット１の製造を完了した。

【０１５３】（実施例２） ホットプレートユニット（図３、４および図６参照）の
製造 （１）窒化アルミニウム粉末（平均粒径：０．６μｍ）
１００重量部、イットリア（平均粒径：０．４μｍ）４
重量部、アクリルバインダ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。

【０１５４】（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。

【０１５５】（３）次に、この生成形体を１８００℃、
圧力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さが３ｍｍの窒
化アルミニウム板状体を得た。次に、この板状体から直
径２３０ｍｍの円板体を切り出し、セラミック製の板状
体（セラミック基板５１）とした。このセラミック基板
５１にドリル加工を施し、熱電対を埋め込むための有底
孔５４を形成した（図６（ａ）参照）。

【０１５６】（４）上記（３）で得たセラミック基板５
１に、スクリーン印刷にて導体ペースト層を形成した。
印刷パターンは、図４に示したような、最外周に、円周
方向に分割された屈曲線の繰り返しパターンからなる抵
抗発熱体が形成され、その内周に、同様の屈曲線の繰り
返しパターンからなる抵抗発熱体が形成され、さらに、
その内周に、同心円形状からなる抵抗発熱体が形成され
ているパターンとした。上記導体ペーストとしては、Ａ
ｇ４８重量％、Ｐｔ２１重量％、ＳｉＯ_２１．０重量
％、Ｂ_２Ｏ_３２．２重量％、ＺｎＯ４．１重量％、Ｐｂ
Ｏ３．４重量％、酢酸エチル３．４重量％、ブチルカル
ビトール１７．９重量％からなる組成のものを使用し
た。この導体ペーストは、Ａｇ−Ｐｔペーストであり、
銀粒子は、平均粒径が４．５μｍで、リン片状のもので
あった。また、Ｐｔ粒子は、平均粒子径０．５μｍの球
状であった。

【０１５７】（５）さらに、発熱体パターンの導体ペー
スト層を形成した後、セラミック基板５１を７８０℃で
加熱、焼成して、導体ペースト中のＡｇ、Ｐｔを焼結さ
せるとともにセラミック基板５１に焼き付け、抵抗発熱
体５２を形成した。（図６（ｂ）参照）抵抗発熱体５２
は、厚さが５μｍ、幅が２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．
７ｍΩ／□であった。

【０１５８】（６）硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次亜リン
酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ／ｌ、
ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記（５）で作
製したセラミック基板１１を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱
体５２の表面に厚さ１μｍの金属被覆層（ニッケル層）
５２０を析出させた（図６（ｃ）参照）。

【０１５９】（７）次に、電源との接続を確保するため
の外部端子５３を取り付ける部分に、スクリーン印刷に
より、銀−鉛半田ペースト（田中貴金属社製）を印刷し
て半田層（図示せず）を形成した。次いで、半田層の上
にコバール製の外部端子５３を載置して、４２０℃で加
熱リフローし、外部端子５３を抵抗発熱体５２の表面に
取り付けた。（図６（ｄ）参照）

【０１６０】（８）温度制御のための熱電対（図示せ
ず）をポリイミドで封止し、セラミックヒータ５０を得
た。

【０１６１】（９）次に、図３に示したように、外枠部
６７（厚さ：２ｍｍ）と底部７２（厚さ：２ｍｍ）とが
一体化されたＳＵＳ製の支持容器７０を作製した。この
後、セラミックヒータ５０を、図３に示したように、断
熱リング６７ａを介して、８本のボルト６８ｂにより、
上述した構成の支持容器７０に支持し固定するととも
に、抵抗発熱体５２および測温素子５６からのリード線
を引き出し、ヒータユニット５００の製造を完了した。
（１０）アルミナ製のピン６２および油圧式のシリンダ
ー６３からなる可動手段６１とヒータユニット５００を
連結するための支持部７４ａを有するＳＵＳ製の保護容
器７４とからなる構成の可動装置６０に、上述の工程で
製造されたヒータユニット５００を連結用ボルト７５ａ
および連結用ナット７５ｂを介して取り付け（図１参
照）、ホットプレートユニット５の製造を完了する。

【０１６２】（実施例３） ホットプレートユニット（図７）の製造 （１）ＳｉＣ粉末（平均粒径：０．３μｍ）１００重量
部、焼結助剤のＢ_４Ｃを０．５重量部、アクリル系バイ
ンダ１２重量部およびアルコールからなる組成物のスプ
レードライを行い、顆粒状の粉末を作製した。

【０１６３】（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。

【０１６４】（３）加工処理の終わった生成形体を２１
００℃、圧力：１８ＭＰａ（１８０ｋｇ／ｃｍ^２）でホ
ットプレスし、厚さが３ｍｍのＳｉＣ板状体を得た。次
に、この板状体の表面から直径２１０ｍｍの円板体の切
り出し、セラミック基板４１とした。セラミック基板４
１にガラスペースト（昭栄化学工業製 Ｇ−５３３２
Ｎ）を塗布して、１０００℃で１時間焼成してＳｉＣ製
のセラミック基板４１の表面に厚さ２μｍのＳｉＯ^２の
膜を形成した。このセラミック基板４１にドリル加工を
施し、シリコンウエハを支持するためのピン８２を挿入
する貫通孔４７となる部分を１０個形成し、さらに、熱
電対を埋め込むための有底孔４４となる部分（直径：１
ｍｍ、深さ：２ｍｍ）を形成した。

【０１６５】（４）上記（３）で得たセラミック基板４
１に、スクリーン印刷にて導体ペースト層を形成した。
また、印刷パターンは、同心円状のパターンとした。こ
のパターンは、９本のパターンからなり、１〜３本目、
４〜６本目、７〜９本目までをそれぞれ１つの制御区画
とし、温度制御を行うことにした。導体ペーストとして
は、リン片状銀（昭栄化学工業製 Ａｇ−５４０）９０
重量部、針状結晶の白金（昭栄化学工業製 Ｐｔ−４０
１）１０重量部、シリカ７．５重量部、酸化硼素１．５
重量部、酸化亜鉛６重量部、有機ビヒクルとして酢酸セ
ルロース３０重量部からなるものを使用した。

【０１６６】（５）次に、導体ペーストを印刷したセラ
ミック基板４１を７８０℃で加熱、焼成して、導体ペー
スト中の銀、白金を焼結させるとともにセラミック基板
４１に焼き付け、抵抗発熱体４２を形成した。抵抗発熱
体４２は、厚さが５μｍ、幅１０ｍｍ、面積抵抗率が
０．１３Ω／□であった。

【０１６７】（６）硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次亜リン
酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ／ｌ、
ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記（５）で作
製したセラミック基板４１を浸漬し、銀−白金の抵抗発
熱体４２の表面に厚さ１μｍの金属被覆層（ニッケル
層）を析出させた。

【０１６８】（７）電源との接続を確保するための端子
を取り付ける部分に、スクリーン印刷により、銀−鉛半
田ペースト（田中貴金属製）を印刷して半田層を形成し
た。ついで、半田層の上にコバール製の外部端子４３を
載置して、４２０℃で加熱リフローし、外部端子４３を
抵抗発熱体４２の表面に取り付けた。

【０１６９】（８）温度制御のための熱電対を有底孔に
はめ込み、セラミック接着剤（東亜合成製 アロンセラ
ミック）を埋め込んで固定しセラミックヒータ４０を得
た。

【０１７０】（９）次に、このセラミックヒータ４０
に、アルミナ製のピン８２を挿通した。そして、セラミ
ックヒータ４０に、支持容器７０と略同様の構成からな
る支持容器９０を取り付け、ヒータユニット４００と
し、さらに、ヒータユニット４００に、可動装置６０と
略同様の構成からなる可動装置８０を取り付け、図７に
示すホットプレートユニット４の製造を完了した。

【０１７１】（比較例１）実施例１の（５）の工程にお
いて、ＳｉＣ等によるブラスト処理でセラミック基板の
加熱面の表面にシリコンウエハを支持する支持ピンを埋
め込むための有底孔となる部分を形成し、この有底孔に
支持ピンを取り付けた以外は、実施例１の（１）〜
（７）と同様の工程を行い、シリコンウエハを支持する
ための支持ピンがセラミック基板に形成されたヒータユ
ニットを製造した。

【０１７２】実施例１〜３に係るホットプレートユニッ
トおよび比較例１に係るヒータユニットに、表面に樹脂
膜が塗布されたシリコンウエハを載置し、通電すること
により、シリコンウエハを１５０℃で６０分間加熱し、
樹脂膜を乾燥、硬化させ、レジスト膜を形成した。

【０１７３】なお、実施例３に係るホットプレートユニ
ットでは、図７に示すように、支持ピンを上下させるこ
とにより、シリコンウエハと加熱面との距離を調整し
て、シリコンウエハを加熱した。具体的には、加熱面の
温度が１５０．８℃の領域では、シリコンウエハと加熱
面の距離を１１０μｍとし、加熱面の温度が１４９．５
℃の領域では、シリコンウエハと加熱面の距離を９８μ
ｍとするというように、加熱面の温度の不均一を、シリ
コンウエハと加熱面との距離を調整することにより修正
し、シリコンウエハを１５０℃で加熱した。

【０１７４】その後、ＤＭＤＧ液を用いて、レジスト膜
にエッチング処理を行った後における、レジスト膜の平
均厚さ、厚さのばらつきを以下の方法で測定した。即
ち、 （ａ）レジスト膜が形成されたシリコンウエハの任意の
端部の点を選び、その端部からシリコンウエハの中心に
向かって５ｍｍの位置で切断し、露出した箇所を走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影して、レジスト膜の厚さを
測定し、この厚さを基準の厚さとした。また、厚さを測
定したポイントを起点として、表面の凹凸を測定した。

【０１７５】（ｂ）形状測定器（キーエンス社製）を用
い、上記基準点を起点とし、シリコンウエハの中心を通
り他端部の手前５ｍｍまでの線状部について、レジスト
膜表面の凹凸を測定した。ここで、シリコンウエハの端
部５ｍｍずつを除いたのは、樹脂膜が塗布されたシリコ
ンウエハを載置し、加熱する際、この部分は温度のばら
つきが問題とならない部分であるからである。

【０１７６】（ｃ）上記（ｂ）で得られたデータよりレ
ジスト膜の厚さの平均値（Ｔ_１）、最小厚さ、最大厚さ
のデータを得ることができる。

【０１７７】（ｄ）上記基準点とは異なる９点を選択
し、上記（ａ）〜（ｃ）と同様の測定を行うことによ
り、レジスト膜の合計１０箇所についてその平均厚さ
（Ｔ_１〜Ｔ_{１ ０}）を測定した。なお、各基準点の間隔は
なるべく均等になるようにした。

【０１７８】（ｅ）得られた厚さの平均値、レジスト膜
の最小厚さおよび最大厚さから、このレジスト膜の厚さ
のばらつきを、下記の式（１）に示したようにして計算
した。 レジスト膜の厚さのばらつき（％）＝〔（厚さの測定値の最大または最小値−厚 さの平均値）×１００〕／厚さの平均値・・・・・（１） 得られたレジスト膜の平均厚さ、厚さのばらつきを下記
の表１に示した。

【０１７９】

【表１】

【０１８０】表１に示すように、実施例１〜３に係るホ
ットプレートユニットを用いて加熱した場合、エッチン
グ処理後のレジスト膜の厚さのばらつきが小さかった。
一方、比較例１に係るホットプレートユニットを用いて
加熱した場合は、エッチング処理後のレジスト膜の厚さ
のばらつきが大きかった。

【０１８１】これは、実施例１、２に係るホットプレー
トユニットでは、セラミックヒータの加熱面と可動手段
により載置されたシリコンウエハとが対向するように配
置されたことにより、シリコンウエハを上方から加熱す
ることができたため、シリコンウエハの上面に塗布され
た樹脂膜を直接加熱することが可能となり、樹脂膜を均
一に加熱することができたためであると考えられる。ま
た、実施例３に係るホットプレートユニットでは、可動
手段を用い、シリコンウエハとセラミックヒータとが非
接触の状態で、かつ、シリコンウエハとセラミックヒー
タの加熱面との距離が調整された状態で、シリコンウエ
ハを加熱したことにより、シリコンウエハを均一に加熱
することができ、シリコンウエハの上面に塗布された樹
脂膜を均一に加熱することができたためであると考えら
れる。

【０１８２】これに対して、比較例１に係るホットプレ
ートユニットで、レジスト膜の厚さのばらつきが大きい
のは、樹脂膜が塗布されたシリコンウエハを載置して加
熱する際に、セラミック基板の加熱面とシリコンウエハ
との間に空気の層が介在するため、シリコンウエハに温
度のばらつきが発生して、乾燥後のレジスト膜の硬化状
態が不均一になったためであると考えられる。

【０１８３】

【発明の効果】本発明のホットプレートユニットによれ
ば、セラミックヒータの加熱面と可動手段により載置さ
れた半導体ウエハとを対向するように配置することがで
きるので、被加熱物である半導体ウエハを上方から加熱
することが可能となり、半導体ウエハの上面に塗布され
た感光性樹脂からなる樹脂膜を、セラミックヒータで直
接加熱することができる。また、本発明のホットプレー
トユニットによれば、可動手段を用い、例えば、セラミ
ックヒータの加熱面において、加熱面の温度が低い領域
では、加熱面と半導体ウエハとの距離を短くし、逆に、
加熱面の温度が高い領域では、加熱面と半導体ウエハと
の距離を離すというように、加熱面と半導体ウエハとの
距離を調整して、半導体ウエハを加熱することができ
る。

【０１８４】その結果、樹脂膜を均一に加熱することが
でき、乾燥後のレジスト膜の硬化状態も均一となり、硬
化されたレジスト膜に、エッチング等の処理を行った
際、レジスト膜の硬化状態の差に起因して、レジスト非
形成部の大きさにばらつきが生じたり、レジスト非形成
部の大きさが異なったりすることがなく、半導体ウエハ
上に設定通りの導体回路を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る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。

【図２】図１に示したホットプレートユニットの一部で
あるセラミックヒータの底面図である。

【図３】本発明に係るホットプレートユニットの別の一
例を模式的に示す断面図である。

【図４】図４に示したホットプレートユニットの一部で
あるセラミックヒータの底面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示したホットプレー
トユニットの一部であるセラミックヒータの製造工程を
模式的に示す断面図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図４に示したホットプレー
トユニットの一部であるセラミックヒータの製造工程を
模式的に示す断面図である。

【図７】本発明に係るホットプレートユニットにおける
他の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１、４、５ ホットプレートユニット １００、４００、５００ ヒータユニット １０、４０、５０ セラミックヒータ １１、４１、５１ セラミック基板 １１ａ、４１ａ、５１ａ 加熱面 １１ｂ、４１ｂ、５１ｂ 底面 １２（１２ａ〜１２ｈ）、４２、５２（５２ａ〜５２
ｐ） 抵抗発熱体 １２０ 導体ペースト層 １３、４３、５３ 外部端子 １４、４４、５４ 有底孔 １５、４５、５５ 樹脂膜 １６、４６、５６ 測温素子 １８ 袋孔 １９０ 充填層 ２０、６０、８０ 可動装置 ２１、６１、８１ 可動手段 ２２、６２、８２ ピン ２３ ローラー ２９、４９ 半導体ウエハ ３０、７０、９０ 支持容器 ４７ 貫通孔 ５２０ 金属被覆層 ６３、８３ シリンダー ９００ グリーンシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA10 AA21 AA34 BB06 BB14 BC04 CA14 CA22 DA04 HA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB32 QB44 QB62 QB75 QB76 RF03 RF11 RF19 RF27 SS02 UA05 VV22 5F031 CA02 HA02 HA03 HA37 HA58 JA08 JA46 JA51 LA11 PA04 PA11 5F046 KA04 KA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータと、被加熱物を上下動するための
   可動手段とを含んで構成されることを特徴とするホット
   プレートユニット。
2. 【請求項２】 前記可動手段は、前記被加熱物を支持す
   るためのピンと、該ピンを上下動するための機構とから
   なる請求項１に記載のホットプレートユニット。
3. 【請求項３】 前記ヒータは、セラミックヒータであ
   り、かつ、前記被加熱物は、前記セラミックヒータと、
   非接触の状態で保持されてなる請求項１または２に記載
   のホットプレートユニット。