JP2003217801A - Ceramic heat and support pin - Google Patents

Ceramic heat and support pin

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JP2003217801A
JP2003217801A JP2002293687A JP2002293687A JP2003217801A JP 2003217801 A JP2003217801 A JP 2003217801A JP 2002293687 A JP2002293687 A JP 2002293687A JP 2002293687 A JP2002293687 A JP 2002293687A JP 2003217801 A JP2003217801 A JP 2003217801A
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ceramic
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Yasuji Hiramatsu
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
靖二 平松
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Ibiden Co Ltd
イビデン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater capable of always keeping constant the distance between a semiconductor wafer and the heating surface of a ceramic base plate to heat the semiconductor wafer at a uniform temperature, and preventing contamination of the semiconductor wafer and slip-off of a support pin. <P>SOLUTION: In this ceramic heater having the ceramic base plate where a heating unit is formed on the surface or interior thereof, the semiconductor wafer can be held away from the surface of the ceramic base plate and heated. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、シリコンウエハ等の加熱に用いられるセラミックヒータ(半導体ウエハ加熱装置)および該セラミックヒータ(半導体ウエハ加熱装置)を構成するセラミック基板に使用される支持ピンに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is mainly a ceramic heater used to heat the silicon wafer or the like (a semiconductor wafer heating device) and the ceramic heater (semiconductor wafer heating device) about the support pin for use in the ceramic substrate constituting the. 【0002】 【従来の技術】エッチング装置や、化学的気相成長装置等を含む半導体製造、検査装置等においては、従来、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属製基材を用いたヒータが用いられてきた。 [0002] and [ART etching apparatus, a semiconductor manufacturing including chemical vapor deposition apparatus, etc., in the inspection apparatus or the like, conventionally, a heater is used with metallic substrates such as stainless steel or aluminum alloy to have. しかしながら、金属製のヒータで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。 However, a metal heater is poor temperature control characteristics, there is a problem that bulky heavy for thickness becomes thicker, had the corrosion resistance even poor to corrosive gases. 【0003】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、窒化アルミニウムなどのセラミックを使用したヒータが開示されている。 [0003] In contrast, in the Japanese Patent 11-40330 discloses such, instead of those made of metal, a heater using a ceramic such as aluminum nitride is disclosed. 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなヒータは、セラミック基板に半導体ウエハ等の被加熱物を接触した状態で載置させるものであり、セラミック基板表面の温度分布が半導体ウエハに反映されてしまい、半導体ウエハ等を均一に加熱することができなかった。 [0004] The present invention is, however, such a heater is intended to be placed in contact with the object to be heated such as a semiconductor wafer to the ceramic substrate, the temperature distribution of the ceramic substrate surface is a semiconductor wafers will be reflected in, it could not be uniformly heat the semiconductor wafer or the like. また、半導体ウエハ等を均一に加熱するため、セラミック基板の表面温度を均一にしようとすると、非常に複雑な制御が必要となり、温度の制御は容易ではない。 Further, in order to uniformly heat the semiconductor wafer or the like, an attempt to equalize the surface temperature of the ceramic substrate, a very complicated control is required, control of the temperature is not easy. 【0005】本発明の目的は、上述した従来技術が抱えている問題点を解決することにあり、特に100℃以上の温度領域で半導体ウエハ等の被加熱物の全体を均一に加熱することができるセラミックヒータおよび該セラミックヒータに使用され、被加熱物を支持する支持ピンを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the problems the prior art described above are having, to be uniformly heat the entire object to be heated such as a semiconductor wafer at particular 100 ° C. or higher temperature region is used in the ceramic heater and the ceramic heater can is to provide a supporting pin for supporting the object to be heated. 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ等の被加熱物を加熱するために用いるセラミックヒータ(加熱装置)である。 [0006] According to an aspect of the present invention is a ceramic heater used for heating an object such as a semiconductor wafer (heating device). 第一の本発明は、その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有するセラミックヒータにおいて、半導体ウエハ等の被加熱物を上記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱することができるように構成されていることを特徴とするセラミックヒータ(半導体ウエハ加熱装置)である。 The first of the present invention is a ceramic heater having a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside, the object to be heated such as a semiconductor wafer held apart from the surface of the ceramic substrate, to be heated a ceramic heater (semiconductor wafer heating device), characterized in that it is configured to. 【0007】第二の本発明は、その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有するセラミックヒータにおいて、上記セラミック基板の発熱体が形成されていない面、または、上記セラミック基板の一面を加熱面とし、半導体ウエハ等の被加熱物を上記加熱面から離間して保持し、加熱することができるように構成されていることを特徴とするセラミックヒータである。 [0007] The second aspect of the present invention, in a ceramic heater having a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside, surface heating element is not formed in the ceramic substrate, or the one surface of the ceramic substrate and heating surface, the object to be heated such as a semiconductor wafer held apart from the heating surface, a ceramic heater, characterized in that it is configured to be able to heat. 【0008】上記セラミックヒータにおいて、上記セラミック基板には、半導体ウエハ等の被加熱物を保持するための支持ピンを挿通させる貫通孔が形成されてなることが望ましく、上記半導体ウエハを上記セラミック基板の表面または加熱面から5〜5000μm離間して加熱することが望ましい。 [0008] In the ceramic heater, the above-mentioned ceramic substrate, it is desirable that the through-hole for inserting the support pin for holding the object to be heated such as a semiconductor wafer is formed, the semiconductor wafer of the ceramic substrate it is desirable to heat in 5~5000μm separated from the surface or heating surface. 【0009】また、上記セラミックヒータにおいて、上記セラミック基板の表面には、凸状体が形成されてなることが望ましく、そのためには、上記セラミック基板に貫通孔が形成され、上記貫通孔に支持ピンが挿入、固定されることにより上記セラミック基板の表面に凸状体が形成されているか、または、上記セラミック基板の加熱面に凹部が形成され、上記凹部に支持ピンが挿入、固定されることにより上記セラミック基板の表面に凸状体または凸状部が形成されていることが望ましい。 [0009] In the ceramic heater, the surface of the ceramic substrate, it is desirable that convex body is formed, for this, the through hole in the ceramic substrate is formed, the support pins to the through-hole but insertion, or convex body to the surface of the ceramic substrate is formed by fixing or recesses on the heating surface of the ceramic substrate is formed, the support pin to the recess inserted, by being fixed it is desirable that convex, or convex portions are formed on the surface of the ceramic substrate. 凸状体は、被加熱物と点接触となるような尖頭状か球状が好ましい。 Convex body, pointed shape or spherical such that the object to be heated and point contact is preferred. また、支持ピンの先端も尖頭状または半球状が好ましい。 The end of the support pin also preferably cusp-shaped or hemispherical. 【0010】第三の本発明は、先端部分に形成された接触部と、上記接触部の下に形成された上記接触部よりも大きな直径の嵌合部と、該嵌合部の下に形成された上記嵌合部よりも直径の小さな柱状体と、該柱状体の下端に形成されたその直径が柱状体よりも大きい固定部とが一体的に形成されてなることを特徴とする支持ピンである。 [0010] The third aspect of the present invention, a contact portion formed on the tip portion, a fitting portion of larger diameter than the contact portion formed below said contact portion, formed below the fitting portion support pins and small columnar body having a diameter than the fitting portion which is, its diameter formed at the lower end of the columnar body and the large stationary portion than the columnar body characterized by comprising integrally formed it is. 【0011】第四の本発明は、柱状体に該柱状体の直径よりも大きな固定部が一体的に形成されてなることを特徴とする支持ピンである。 [0011] The fourth present invention, large fixed portion than the diameter of the columnar body of the columnar body is a support pin, characterized by comprising integrally formed. 上記第四の本発明に係る支持ピンにおいて、上記柱状体の先端は尖塔状または半球状であることが望ましい。 In support pin according to the fourth aspect of the present invention, it is desirable that the tip of the columnar body is pyramidal or hemispherical. 【0012】第五の本発明は、その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有し、半導体ウエハ等の被加熱物を上記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱するように構成されたセラミックヒータであって、上記セラミック基板には、互いに直径の異なる連通した貫通孔が形成されるとともに、上記貫通孔に請求項8に記載の支持ピンが挿入され、上記貫通孔の相対的に直径の大きな部分に上記支持ピンの嵌合部が挿入されて嵌合され、上記支持ピンの固定部と上記セラミック基板の底面との間に固定用金具が嵌め込まれてなることを特徴とするセラミックヒータである。 [0012] The fifth invention, to have a ceramic substrate heating element is formed on the surface or inside, the object to be heated such as a semiconductor wafer held apart from the surface of the ceramic substrate, heating a ceramic heater that is configured to, on the ceramic substrate, with a through hole through different communication diameters from each other are formed, the support pin according to claim 8 in the through hole is inserted, the through-hole relatively diameter larger portion fitting portion of the support pin is fitted is inserted in, wherein the fixing bracket be fitted between the bottom of the fixed part and the ceramic substrate of the support pin a ceramic heater to be. 【0013】第六の本発明は、その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有し、半導体ウエハを上記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱するように構成されたセラミックヒータであって、上記セラミック基板の加熱面側に凹部が形成され、上記凹部に請求項9に記載の支持ピンが挿入されるととともに、 [0013] Ceramic sixth invention, which has a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside, a semiconductor wafer is held apart from the surface of the ceramic substrate, configured to heat a heater, the recess on the heating surface of the ceramic substrate is formed, the support pin according to claim 9 in the recesses are inserted together,
固定用ばねが、上記柱状体を囲んだ状態で上記凹部の壁面に当接するように嵌め込まれてなることを特徴とするセラミックヒータである。 Fixing spring is a ceramic heater characterized by comprising fitted to abut against the wall surface of the recess in the state that surrounds the columnar body. 【0014】上記セラミックヒータにおいて、上記セラミック基板の内部には、静電電極が設けられてなることが望ましい。 [0014] In the ceramic heater, the interior of the ceramic substrate, it is desirable that the electrostatic electrode is provided. 【0015】上記した本発明のセラミックヒータにおいては、いずれも、セラミック基板の表面(加熱面)から離間して半導体ウエハを保持して加熱するように構成されていることを特徴とする点で共通する。 [0015] In the ceramic heater of the present invention described above, both common in that characterized in that it is configured to heat to hold the semiconductor wafer at a distance from the surface of the ceramic substrate (heating surface) to. 従って、これらの点について、まず、説明し、続いて、適宜、上記した第一〜第六の本発明を説明する。 Therefore, these points, first, described, followed by appropriate describing first to sixth of the present invention described above. 【0016】以下の説明では、被加熱物を半導体ウエハとし、この半導体ウエハを使用した半導体ウエハ加熱装置を例にとって説明する。 [0016] In the following description, an object to be heated and the semiconductor wafer, a semiconductor wafer heating apparatus using the semiconductor wafer as an example. 本発明のセラミックヒータ(半導体ウエハ加熱装置)では、セラミック基板と非接触の状態で半導体ウエハの加熱を行う。 In the ceramic heater of the present invention (semiconductor wafer heating device) for heating the semiconductor wafer in the state of the ceramic substrate and the non-contact. このように半導体ウエハとセラミック基板とを非接触の状態とすることで、セラミック基板表面の温度分布の影響を半導体ウエハが受けないようにすることができ、半導体ウエハ全体の温度を均一にすることができるのである。 With state of the non-contact with the semiconductor wafer and the ceramic substrate, it can be kept free semiconductor wafers influence of the temperature distribution of the ceramic substrate surface, to a uniform temperature of the whole semiconductor wafer but they can. 加熱の際には、セラミック基板の熱は、空気の対流や輻射により半導体ウエハに伝達される。 During heating, the heat of the ceramic substrate is transferred to the semiconductor wafer by convection and radiation of air. また、セラミック基板と半導体ウエハとは接触しないため、セラミック基板に含まれるNa、B、Yなどの不純物元素や焼結助剤が半導体ウエハを汚染しないという効果も有する。 Further, since no contact with the ceramic substrate and the semiconductor wafer, has also an effect that Na contained in the ceramic substrate, B, impurity element or a sintering aid such as Y does not contaminate the semiconductor wafer. 【0017】表面に導体層が形成されたセラミック基板を用いる場合には、セラミック基板の発熱体が形成されていない面(発熱体形成面の反対側面)を加熱面とする。 [0017] In the case of using a ceramic substrate that the conductive layer has been formed on the surface, the heating surface of the surface on which the heating element is not formed in the ceramic substrate (opposite side of the heating element forming surface). 発熱体が形成されていると発熱体パターンに相似した温度分布が半導体ウエハに発生してしまうからである。 Temperature distributions similar to the heating element pattern and the heating element is formed is because occurs in the semiconductor wafer. また、発熱体が内部に形成されている場合には、発熱体から遠い方を加熱面とすることが望ましい。 Further, when the heating element is formed inside, it is desirable that the heating surface farther from the heating element. セラミック基板中を熱が伝搬するに従い、温度が均一化するからである。 According to the ceramic substrate heat propagate, because the temperature is uniform. 【0018】セラミック基板の表面(加熱面)から離間した状態で半導体ウエハを加熱するための方法は特に限定されないが、第二の本発明で記載しているように、上記セラミック基板には、半導体ウエハを保持するための凸状体または凸状部が形成されていることが望ましい。 The method for heating a semiconductor wafer in a state of being separated from the surface of the ceramic substrate (heating surface) is not particularly limited, as described in the second aspect of the present invention, the above-mentioned ceramic substrate, a semiconductor it is desirable that convex, or convex portion for holding the wafer is formed. 【0019】この凸状体または凸状部で半導体ウエハを支持し、加熱面から離間させて加熱することができるからである。 [0019] This is because it is possible to heat the semiconductor wafer is supported by convex, or convex portion, is separated from the heating surface. この場合、図8、9に示したように、セラミック基板81、91の表面に凸状部81d、82dを形成し、この凸状部81d、82dで半導体ウエハを保持する方法、図5、7に示したように、セラミック基板1 How this case, as shown in FIGS. 8 and 9, the convex portion 81d, 82d is formed on the surface of the ceramic substrate 81, 91, which holds the convex portion 81d, the semiconductor wafer in 82d, FIGS. 5, 7 as shown in, the ceramic substrate 1
に貫通孔41を形成し、この貫通孔41に支持ピン20 A through hole 41 formed in the support pin 20 into the through hole 41
を挿通し、この支持ピン20により半導体ウエハを保持する方法、図6に示したように、セラクミック基板1に凹部42を形成し、ここに支持ピン30を固定して半導体ウエハを保持し、加熱する方法等が挙げられる。 The inserted, the method for holding the semiconductor wafer by the support pins 20, as shown in FIG. 6, a recess 42 in Serakumikku substrate 1, holding the semiconductor wafer to secure the support pins 30 here, heating a method in which, and the like. 【0020】凸状体は尖塔状7(図4〜7参照)または球状もしくは半球状(図10参照)の部分を有するものが好ましい。 The convex body is preferably one having a part of the pyramidal 7 (see FIGS. 4-7) or spherical or hemispherical (see Fig. 10). 被加熱物と点接触の状態にすることができるからである。 This is because it is possible to realize a state of the object to be heated and point contact. 図10に示したように、凸状体は、球状であってもよい、この球状体をセラミック基板の凹部に埋設することにより、半導体ウエハとの接触を点接触とすることができるからである。 As shown in FIG. 10, the convex body is a sphere may, by embedding the spherical body in a recess of the ceramic substrate, is because it is possible to point contact the contact between the semiconductor wafer . 図10(a)は、半球状の部分を有する凸状体50を示す断面図であり、(b) 10 (a) is a sectional view showing a convex body 50 having a portion of the hemispherical, (b)
は、球状の凸状体60を示す断面図である。 Is a sectional view showing a convex body 60 spherical. 【0021】セラミック基板の加熱面に凸状部を設ける場合は、図8に示すように円錐状または角錐状(3角錐、4角錐等)の凸状部81dであってもよく、図9に示すような突起が円環状に形成された凸状部91dであってもよい。 [0021] In the case of providing a convex portion on the heating surface of the ceramic substrate, a conical or pyramidal shape (triangular pyramid, quadrangular pyramid, etc.) as shown in FIG. 8 may be a convex portion 81d of Figure 9 protrusion may be a convex portion 91d which is formed in an annular shape as shown. 【0022】支持ピンとしては、図2に示すように、シリコンウエハの受け渡しに用いるリフターピン7を利用することができる他、図4の(a)(b)に示した支持ピン20、30を使用することができる。 [0022] As the support pins, as shown in FIG. 2, except that it is possible to use the lifter pins 7 used for transferring a silicon wafer, the support pins 20 and 30 shown in FIGS. 4 (a) (b) it can be used. 図4(a)、 FIG. 4 (a), the
(b)は、この支持ピンの形状を模式的に示す正面図である。 (B) is a front view showing the shape of the support pin schematically. (a)に示す支持ピン20は、先端に形成された半導体ウエハと接触する接触部21と、接触部21の下に形成された接触部21よりも大きな直径の嵌合部22 Support pin shown in (a) 20 includes a contact portion 21 that contacts the semiconductor wafer formed at the tip, the contact portion of larger diameter than the contact portion 21 formed below the 21 fitting portion 22
と、嵌合部22の下に形成された嵌合部22よりも直径の小さな柱状体23と、柱状体23の下端に形成されたその直径が柱状体23よりも大きい固定部24とが一体的に形成されてなるものである。 When a small columnar body 23 having a diameter than the fitting portion 22 formed below the fitting portion 22, the diameter formed in the lower end of the columnar body 23 and the fixing portion 24 is larger than the columnar body 23 integrally it is those formed by formed. そして、接触部21 Then, the contact portion 21
は、尖塔板状もしくは尖塔柱状(先端が角錘でその下に角柱が形成された形状、もしくは、先端が円錐でその下に円柱が形成された形状)の尖塔部か、半球状もしくは半球柱状の半球部であることが望ましい。 Is spire-shaped or steeple columnar (tip prismatic below it pyramidal formed shape, or tip shape cylinder is formed on its lower conical) or spire part of, hemispherical or semispherical columnar it is desirable that the hemispherical portion. 【0023】支持ピン20は、図5に示すように、セラミック基板1に形成された、互いに直径の異なる連通した貫通孔41に挿入され、相対的に直径の大きな貫通孔41aに嵌合部22が挿入されて嵌合され、一方、支持ピン20の固定部24は、セラミック基板1の底面1b The support pins 20, as shown in FIG. 5, which is formed on the ceramic substrate 1, is inserted into the through hole 41 through different communication diameters from each other, the fitting portion 22 to the large through hole 41a of the relatively diameter There is fitted is inserted, whereas, the fixing portion 24 of the support pin 20, the bottom surface 1b of the ceramic substrate 1
から露出しており、この固定部24と底面1bとの間に固定用のC字形状またはE字形状のスナップリングと呼ばれる金具27が嵌め込まれて、固定されているため、 It is exposed from and fitting 27 called C-shaped or snap ring E-shaped fixed between the fixing portion 24 and the bottom surface 1b is fitted, because it is fixed,
支持ピン20がセラミック基板1から脱落することはなく、確実に固定される。 Support pins 20 are not able to fall off from the ceramic substrate 1 is securely fixed. 【0024】支持ピン20は、先端が尖塔状または半球状であり、セラミック基板1の加熱面1aより上方に突出しているため、このセラミック基板1の上に載置される半導体ウエハと点接触となり、半導体ウエハを汚染したり、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。 The support pin 20, the tip is pyramidal or hemispherical, for that protrudes upwardly from the heating surface 1a of the ceramic substrate 1, it is a semiconductor wafer and the point contact which is placed on the ceramic substrate 1 , or contaminate the semiconductor wafer, singularities semiconductor wafer (temperature is high hot spot and the temperature is low cooling spot of the contact portion) can not. 【0025】また、図4(b)に示す支持ピン30は、 Further, the support pin 30 shown in FIG. 4 (b),
先端が尖頭状の柱状体31に柱状体31の直径よりも大きな固定部32が一体的に形成されてなるものである。 Tip large fixed portion 32 than the diameter of the columnar body 31 to the cusp-shaped columnar body 31 is made of integrally formed. 【0026】この支持ピン30は、図6に示すように、 [0026] The support pins 30, as shown in FIG. 6,
セラミック基板1に凹部42を設け、この凹部42に支持ピン30を挿入した後、C字形状のばね37を柱状体31を囲んだ状態で凹部81の壁面に当接するように嵌め込んで固定する。 The recess 42 provided in the ceramic substrate 1, after inserting the support pin 30 in the recess 42, fixed is fitted so as to abut against the wall surface of the recess 81 a spring 37 of C-shape in a state surrounding the columnar body 31 . C字形状のばね37は、図6(b) The spring 37 of C-shaped, and FIG. 6 (b)
に示すように外側に開こうとするため、凹部42に挿入すると凹部42の内壁に当接して固着する。 To try to open outwards as shown in, fixed in contact with the inner wall of the recess 42 when inserted into the recess 42. 一方、支持ピン30の固定部32はC字形状のばね37で押さえられるため、支持ピン30を凹部42内に確実に固定することができるのである。 On the other hand, the fixed portion 32 of the support pin 30 because it is pressed by the spring 37 of C-shaped, is of the support pin 30 can be securely fixed in the recess 42. 【0027】セラミック基板1の加熱面1aの反対側面(底面)1bに抵抗発熱体2を形成する場合には、加熱面1aに凹部42を設けるため、パターンの自由度を大きくすることができ、また、この凹部42は、貫通孔ではないため、ばねが外れて支持ピン30が脱落することはない。 [0027] When forming a resistance heating element 2 to the opposite side (bottom surface) 1b of the heating surface 1a of the ceramic substrate 1, for providing a recess 42 in the heating surface 1a, it is possible to increase the degree of freedom of the pattern, Further, the recess 42 is not a through hole, the support pin 30 will not fall off spring out. 【0028】なお、支持ピン30の柱状体の先端は尖塔状または半球状であることが望ましい。 [0028] It is desirable tip of the columnar body of the support pins 30 are pyramidal or hemispherical. これは支持ピンAと同じ理由による。 This is due to the same reason as the support pin A. C字形状の金具27やばね37 Bracket of the C-shape 27 Yaba I 37
は、金属製、特にステンレス製、Ni合金等の錆びにくいものが望ましい。 It is a metal, in particular stainless steel, which hardly rusts, such as Ni alloy is preferable. また、支持ピン20、30は、セラミック製が望ましく、アルミナ、シリカなどの酸化物セラミックが熱伝導率が低く、クーリングスポットやホットスポット等が発生しにくいため望ましい。 The support pins 20 and 30 is desirably a ceramic, alumina, oxide ceramic thermal conductivity such as silica is low, preferably for cooling spots or hot spots, etc. hardly occurs. このようなC字形状の金具27やバネ37を用いた固定方法は、接着材などを用いた固定方法と異なり、物理的な固定方法であり、これらの金具27やバネ37熱等での劣化がない。 Fixing method using the metal fitting 27 and the spring 37 in such a C-shaped, unlike the fixing method using an adhesive material, a physical fixing method, deterioration in these brackets 27 and the spring 37 heat, etc. there is no. 【0029】貫通孔および凹部の直径は1〜100mm The diameter of the through hole and the concave portion is 1~100mm
が望ましく、2〜10mmがより望ましい。 Desirably, 2 to 10 mm is more desirable. 大きすぎるとクーリングスポットが発生するからである。 Too large because cooling spot is generated. 本発明では、半導体ウエハを上記セラミック基板の表面または加熱面から5〜5000μm、特に5〜500μm離間することが望ましい。 In the present invention, 5~5000Myuemu the semiconductor wafer from the surface or heating surface of the ceramic substrate, it is desirable to particularly 5~500μm apart. 5μm未満では、セラミック基板の温度分布の影響をうけて半導体ウエハの温度が不均一になり、5000μmを超えると、半導体ウエハの温度が上昇しにくくなり、その結果、半導体ウエハの温度差が大きくなる。 If it is less than 5 [mu] m, to become uneven temperature of the semiconductor wafer is affected by the temperature distribution of the ceramic substrate, exceeding 5000 .mu.m, will the temperature of the semiconductor wafer is hardly increased, so that the temperature difference between the semiconductor wafer becomes larger . 【0030】特に、半導体ウエハを上記セラミック基板の表面または加熱面から20〜200μm離間することが最も望ましい。 [0030] In particular, the semiconductor wafer that is most desirable to 20~200μm separated from the surface or heating surface of the ceramic substrate. 【0031】本発明のセラミックヒータでは、図7に示したように、セラミック基板1の内部に静電電極43が形成されていてもよい。 [0031] In the ceramic heater of the present invention, as shown in FIG. 7, the electrostatic electrode 43 inside the ceramic substrate 1 may be formed. 静電電極43でシリコンウエハ9等の半導体ウエハを吸引することで半導体ウエハの反りを一方向にし、加熱面1aと半導体ウエハとの距離のばらつきを小さくすることができる。 The warping of the semiconductor wafer is in one direction by sucking the semiconductor wafer of the silicon wafer 9 and the like in the electrostatic electrode 43, it is possible to reduce variations in the distance between the heating surface 1a and the semiconductor wafer. その結果、半導体ウエハの温度をより均一にすることが可能になる。 As a result, it is possible to more uniform the temperature of the semiconductor wafer. 【0032】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。 Ceramic substrate [0032] The present invention contains carbon, the content thereof is desirably 200~5000Ppm. 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。 Can conceal the electrodes, and because easily using black body radiation. 【0033】本発明のセラミック基板は、直径150m The ceramic substrate of the present invention has a diameter of 150m
m以上が望ましく、直径200mm以上が最適である。 It is preferably more than m, and optimally more than a diameter of 200 mm.
このような大きな直径を有する基板は、加熱面の温度が不均一になりやすく、半導体ウエハに温度差が生じやすいからである。 Substrate having such a large diameter, the temperature of the heating surface is liable to become uneven, because the temperature difference is likely to occur in the semiconductor wafer. 【0034】さらに、本発明のセラミック基板は、10 Furthermore, the ceramic substrate of the present invention, 10
0℃以上、特に200℃以上で使用されることが望ましい。 0 ℃ above, it is desirably used in particular 200 ° C. or higher. 加熱面の温度が不均一になりやすく、半導体ウエハに温度差が生じやすいからである。 The temperature of the heating surface is liable to become uneven, because the temperature difference is likely to occur in the semiconductor wafer. 【0035】本発明の半導体装置用セラミック基板を構成するセラミック材料は特に限定されるものではなく、 The ceramic material constituting the ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention is not limited in particular,
例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。 For example, nitride ceramics, carbide ceramics include oxide ceramics. 【0036】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。 [0036] As the ceramic the nitride, metal nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, and the like. また、上記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、 As the above-mentioned carbide ceramic, metal carbide ceramics,
例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、 For example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide,
炭化タンタル、炭化タンステン等が挙げられる。 Tantalum carbide, etc. carbide Tansuten like. 【0037】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト等が挙げられる。 [0037] As the ceramic above oxides, metal oxide ceramic, such as alumina, zirconia, cordierite, mullite and the like. これらのセラミックは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 These ceramics may be used alone or in combination of two or more thereof. 【0038】これらのセラミックの中では、窒化物セラミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比べて望ましい。 [0038] Among these ceramics, nitride ceramics, is more carbide ceramic desirable than the oxide ceramic. 熱伝導率が高いからである。 Thermal conductivity because high. また、窒化物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適である。 Further, aluminum nitride is most preferred is in the nitride ceramics. 熱伝導率が180W/m・Kと最も高いからである。 Thermal conductivity because the highest and 180W / m · K. 【0039】本発明においては、セラミック基板中に、 [0039] In the present invention, in the ceramic substrate,
焼結助剤を含有することが望ましい。 Desirably contains a sintering aid. その焼結助剤としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、 As the sintering aid, an alkali metal oxide, alkaline earth metal oxides,
希土類酸化物を使用することができ、これらの焼結助剤のなかでは、特にCaO、Y 23 、Na 2 O、Li 2 Can use a rare earth oxide, and among these sintering aids, particularly CaO, Y 2 O 3, Na 2 O, Li 2
O、Rb 2 Oが好ましい。 O, Rb 2 O are preferred. これらの含有量としては、 These content,
0.1〜10重量%が望ましい。 0.1 to 10 wt% is desirable. 【0040】また、上記セラミック基板は、明度がJI [0040] In addition, the above-mentioned ceramic substrate, lightness JI
S Z 8721の規定に基づく値でN4以下のものであることが望ましい。 It is desirable value based on the provisions of S Z 8721 is of N4 or less. 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。 Those having a brightness of this degree is excellent radiation heat amount, the concealing property. ここで、明度のN Here, the brightness of N
は、理想的な黒の明度を0とし、理想的な白の明度を1 Is an ideal black lightness to 0, the brightness of ideal white 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。 0, and between the brightness of black and white brightness, the colors as perceived brightness of the color is equal pace divided into 10, and setting the symbol of N0~N10. 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。 The actual measurement is performed by comparison with color chips corresponding to N0~N10. この場合の小数点1位は0または5とする。 One place of decimals in this case is 0 or 5. 【0041】本発明のセラミック基板の表面または内部に設ける発熱体としては、金属、導電性セラミックが望ましい。 [0041] As the heat generating member provided on the inner surface or the ceramic substrate of the present invention, a metal, a conductive ceramic is preferable. 上記金属としては、例えば、貴金属(金、銀、 The metal, e.g., a noble metal (gold, silver,
白金、パラジウム)、鉛、タングステン、モリブデン、 Platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum,
ニッケルなどが好ましい。 Such as nickel is preferable. また、上記導電性セラミックとしては、例えば、タングステン、モリブデンの炭化物などが挙げられる。 Further, as the conductive ceramic, for example, include carbides of tungsten and molybdenum and the like. これらは、単独で用いてもよく、2 These may be used alone, or two
種以上を併用してもよい。 It may be used in combination with more species. 【0042】図1は、本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を示す平面図てあり、図2は、その部分拡大断面図である。 [0042] Figure 1 is Yes and plan view of a ceramic substrate constituting the ceramic heater of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view. 【0043】セラミック基板1は、円板状に形成されており、抵抗発熱体2は、セラミック基板1の加熱面1a The ceramic substrate 1 is formed in a disc shape, the resistance heating element 2, the ceramic substrate 1 heated surface 1a
の全体の温度が均一になるように加熱するため、セラミック基板1の底面に同心円状のパターンに形成されている。 Since the temperature of the whole is heated to be uniform, and is formed in a concentric pattern on the bottom face of the ceramic substrate 1. また、抵抗発熱体2は、発熱体層4とその表面に形成された金属被覆層5とからなる。 The resistance heating element 2 is composed of a heat generating layer 4 and formed on the surface of the metallized layer 5. 【0044】また、これら抵抗発熱体2は、互いに近い二重の同心円同士が1組として、1本の線になるように接続され、その両端に入出力の端子となる端子ピン3が半田層6を介して接続されている。 [0044] Further, these resistance heating elements 2, as a pair are two concentric circles with each other close to each other, are connected so that the one line, the terminal pins 3 the solder layer as a terminal for input and output on both ends It is connected via a 6. また、セラミック基板1の中央に近い部分には、リフターピン7を挿入するための貫通孔8が形成され、さらに、底面には、測温素子を挿入するための有底孔1cが形成されている。 Further, the portion near the center of the ceramic substrate 1, a through hole 8 for inserting the lifter pin 7 is formed, further, on the bottom surface, a bottom hole 1c for inserting temperature measuring element is formed there. 【0045】また、図2に示したように、このリフターピン7は、その上にシリコンウエハ9を載置して上下させることができるようになっており、これにより、シリコンウエハ9を図示しない搬送機に渡したり、搬送機からシリコンウエハ9を受け取ったりすることができる。 Further, as shown in FIG. 2, the lifter pin 7 is adapted to be able to raise or lower by placing the silicon wafer 9 thereon, thereby, not shown silicon wafer 9 or passing the conveyor, or can receive the silicon wafer 9 from the carrying machine.
本発明では、このリフターピン7にシリコンウエハ9を受け取った後、リフターピン7を下げ、シリコンウエハ9をセラミック基板1の表面から5〜5000μm離間させて保持し、加熱を行う。 In the present invention, after receiving the silicon wafer 9 on the lifter pin 7, lower the lifter pins 7 and holds the silicon wafer 9 5~5000Myuemu is separated from the surface of the ceramic substrate 1, heat. 加熱は150℃以上で行うことが望ましい。 Heating is preferably performed at 0.99 ° C. or higher. . 【0046】図3は、抵抗発熱体が内部に埋設されたセラミック基板を模式的に示す断面図である。 [0046] Figure 3 is a ceramic substrate resistance heating body is embedded in a cross-sectional view schematically showing. この場合、 in this case,
抵抗発熱体12は、通常、セラミック基板11の内部で、その中心より底面に近い部分に形成されるが、中心より加熱面11aに偏芯した位置に形成されていてもよい。 Resistance heating element 12 is generally within the ceramic substrate 11, are formed in a portion closer to the bottom than the center, it may be formed in an eccentric position on the heating surface 11a from the center. また、抵抗発熱体12の端部の直下には、スルーホール15が形成され、このスルーホール15の下に袋孔16が形成されてスルーホール15が露出しており、露出したスルーホール15に導電線(図示さず)等を接続することにより、抵抗発熱体12に通電することができるようになっている。 Further, immediately below the end of the resistance heating element 12, through holes 15 are formed, the are through holes 15 blind 16 is formed under the through hole 15 is exposed, the through holes 15 exposed by connecting a conductive wire (not shown FIG.) and the like, and is capable of energizing the resistance heating element 12. 【0047】次に、本発明にかかる上記セラミックヒータの製造方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the ceramic heater according to the present invention. (1)まず、セラミック粉末、バインダ、焼結助剤等を混合する。 (1) First, mixing ceramic powder, a binder, a sintering aid or the like. 混合する粉末は、平均粒径で、0.1〜5μ Powder to be mixed has an average particle size, 0.1~5Myu
m程度の小さいものが好ましい。 Thing small about m is preferable. これは、微細なほど焼結性が向上するが、余りにも微細であると、グリーンのかさ密度が小さくなり、焼き縮みの幅が大きくなり寸法精度に欠ける場合があるからである。 Although this improves the sinterability finer particles is when a too fine, the bulk density of the green is small, because there is a case where the width of the baked shrinkage lacks become large dimensional accuracy. また、窒化アルミニウム基板等を製造する場合には、上記混合物に酸化イットリウム(イットリア:Y 23 )の如き焼結助剤を添加してもよい。 When manufacturing the aluminum nitride substrate or the like, yttrium oxide to the mixture (yttria: Y 2 O 3) such as a sintering aid may be added. 【0048】(2)次に、得られた粉末混合物を成形型に入れて成形体としたもの、または、上記グリーンシートの積層体(いずれも仮焼成したもの)を、アルゴン窒素などの不活性雰囲気下に1700〜1900℃、80 [0048] (2) Next, as the resulting powder mixture was molded body placed in a mold, or a laminate of the green sheets (both those calcination), an inert, such as argon nitrogen 1700~1900 ℃ in the atmosphere, 80
〜200kg/cm 2の条件で加熱、加圧して焼結する。 Heating under the conditions of ~200kg / cm 2, pressing and sintering. 【0049】セラミック基板は、基本的にセラミック粉末の混合物からなる成形体やグリーンシート積層体を焼成することにより製造することができるが、このセラミック粉末の混合物を成形型に入れる際に、発熱体となる金属板(箔)や金属線等を粉末混合物中に埋没したり、 The ceramic substrate can be produced by firing a green body and the green sheet laminate consisting of a mixture of essentially ceramic powder, when placing the mixture of the ceramic powder in a mold, heating elements or embedded in the powder mixture in an becomes metal plate (foil) or a metal wire or the like,
積層するグリーンシートのうちの1枚のグリーンシート上に発熱体となる導体ペースト層を形成することにより、内部に抵抗発熱体を有するセラミック基板とすることができる。 By forming a conductive paste layer which becomes the heating element on one of the green sheet of the green sheets to be laminated may be a ceramic substrate having an internal resistance heating element. 【0050】また、焼結体を製造した後、その表面(底面)に導体ペースト層を形成し、焼成することによって、底面に発熱体を形成することもできる。 [0050] In addition, after producing a sintered body, to form a conductive paste layer on the surface (bottom surface), by firing, it is also possible to form the heating element to the bottom. 発熱体を作製するための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。 No particular limitation is imposed on the conductive paste for producing a heating element, in addition to metal particles or conductive ceramic for securing conductivity is contained, those containing a resin, a solvent, a thickener and the like are preferable. 【0051】上記金属粒子としては、例えば、貴金属(金、銀、白金、パラジウム)、鉛、タングステン、モリブデン、ニッケルなどが好ましい。 [0051] As the metal particles, for example, precious metals (gold, silver, platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum, and nickel are preferable. 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。 These may be used alone or in combination of two or more. これらの金属は、比較的酸化しにくく、薄膜状の電極等とした際には、充分に大きな導電性を有し、一方、図1に示したような線状(帯状)の抵抗発熱体とした場合には、発熱するに充分な抵抗値を有するからである。 These metals are relatively hard to oxidation, when a thin film such as an electrode has a sufficiently large conductivity, while the resistance heating element to indicated like linear 1 (band-like) when is because having a sufficient resistance to heat. 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。 As the conductive ceramic, for example, include carbides of tungsten and molybdenum and the like. 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。 These may be used alone or in combination of two or more. 【0052】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。 [0052] The particle diameter of these metal particles or conductive ceramic particles, 0.1 to 100 [mu] m is preferred. 0.1μ 0.1μ
m未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、100 And if too fine less than m, easily oxidized, whereas, 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。 Beyond [mu] m, because it becomes difficult to sinter, the resistance value increases. 【0053】上記金属粒子の形状は、球状であっても、 [0053] The shape of the metal particles may be a spherical,
リン片状であってもよい。 It may be scaly. 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。 When these metal particles are used, it may be a mixture of spherical particles and scaly particles. 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、発熱体とセラミック基板との密着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくすることができるため有利である。 The metal particles are scaly particles, or, in the case of a mixture of spherical particles and scaly particles, tends to hold the metal oxides between the metal particles, to ensure the adhesion between the heating element and the ceramic substrate and is advantageous because it can increase the resistance value. 【0054】導体ペーストに使用される樹脂としては、 [0054] As the resin used in the conductor paste,
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。 For example, epoxy resins, and phenol resins. 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。 As the solvent, for example, isopropyl alcohol and the like. 増粘剤としては、セルロースなどが挙げられる。 The thickener include cellulose. 【0055】発熱体用の導体ペーストをセラミック基板の表面に形成する際には、導体ペースト中に金属粒子のほかに金属酸化物を添加し、金属粒子および金属酸化物を焼結させたものとすることが望ましい。 [0055] When forming a conductive paste for the heat generating element on the surface of the ceramic substrate, was added in addition to the metal oxide of the metal particles in the conductive paste, and those obtained by sintering the metal particles and metal oxides it is desirable to. このように、 in this way,
金属酸化物を金属粒子とともに焼結させることにより、 By sintering the metal oxide together with the metal particles,
セラミック基板と金属粒子とを密着させることができる。 It can be brought into close contact with the ceramic substrate and the metal particles. 【0056】金属酸化物を混合することにより、セラミック基板と密着性が改善される理由は明確ではないが、 [0056] By mixing the metal oxides, why adhesion to the ceramic substrate is improved is not clear,
金属粒子表面や非酸化物からなるセラミック基板の表面は、その表面がわずかに酸化されて酸化膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介して焼結して一体化し、金属粒子とセラミックとが密着するのではないかと考えられる。 The surface of the ceramic substrate made of a metal particle surface and non-oxides, the surface has been slightly oxidized by oxide film formation, the oxide film with each other and integrated by sintering through the metal oxide, metal It considered that it would be in close contact and the particles and the ceramic. また、セラミック基板を構成するセラミックが酸化物の場合は、当然に表面が酸化物からなるので、密着性に優れた導体層が形成される。 Also, the ceramic constituting the ceramic substrate in the case of oxides, because of course the surface is made of oxide, the conductive layer having excellent adhesion is formed. 【0057】上記金属酸化物としては、例えば、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B [0057] As the metal oxide, for example, lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 23 )、アルミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。 2 O 3), alumina, at least one selected from the group consisting of yttria and titania is preferred. 【0058】これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大きくすることなく、金属粒子とセラミック基板との密着性を改善することができるからである。 [0058] These oxides, without increasing the resistance value of the heating element, is because it is possible to improve the adhesion between the metal particles and the ceramic substrate. 【0059】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B 23 )、アルミナ、イットリア、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 [0059] The lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3), alumina, yttria, the proportion of titania When the total amount of the metal oxide and 100 parts by weight, a weight ratio of lead oxide 1-10, silica 30, boron oxide 5 to 50, zinc oxide is 20 to 70, alumina 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。 10, yttria 1-50, titania comprising 1 to 50, it is desirable that the sum is adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. これらの範囲で、これらの酸化物の量を調整することにより、特にセラミック基板との密着性を改善することができる。 In these ranges, by adjusting the amounts of these oxides can be particularly improved adhesion to the ceramic substrate. 【0060】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。 [0060] The addition amount to the metal particles of the metal oxide is preferably less than 0.1 wt% to 10 wt%. また、このような構成の導体ペーストを使用して発熱体を形成した際の面積抵抗率は、1〜10000mΩ/□が好ましい。 The area resistivity when the formation of the heating element by using a conductive paste having such a structure, 1~10000mΩ / □ is preferred. 【0061】面積抵抗率が10000mΩ/□を超えると、印加電圧量に対して発熱量が小さくなりすぎて、表面に発熱体を設けたセラミック基板では、その発熱量を制御しにくいからである。 [0061] If the area resistivity exceeds 10000mΩ / □, and the calorific value becomes too small with respect to the applied voltage amount, the ceramic substrate provided with heating elements on the surface, is not easily control the amount of heat generated. 【0062】発熱体がセラミック基板の表面に形成される場合には、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。 [0062] When the heating element is formed on the surface of the ceramic substrate, the surface portion of the heating element, it is desirable that the metal coating layer is formed. 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。 Internal metal sintered body is to prevent a change in the resistance value is oxidized. 形成する金属被覆層の厚さは、0.1〜10μmが好ましい。 The thickness of the formed metal coating layer, 0.1 to 10 [mu] m is preferred. 【0063】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。 [0063] The metal used in forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal, specifically, for example, gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like . これらは、単独で用いてもよく、2 These may be used alone, or two
種以上を併用してもよい。 It may be used in combination with more species. これらのなかでは、ニッケルが好ましい。 Among these, nickel is preferred. なお、発熱体をセラミック基板の内部に形成する場合には、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。 When forming a heating element inside the ceramic substrate, since there is no possible heating surface is oxidized, the coating is not required. 【0064】次に、抵抗発熱体が設けられたセラミック基板に、支持ピンを挿入するための貫通孔や凹部を設け、これに支持ピンを挿入し、外部端子等を接続し、さらに、必要に応じて、有底孔を設け、その内部に熱電対を埋め込む。 Next, the ceramic substrate resistance heating element is provided, a through-hole or recess for receiving the support pin is provided, by inserting the support pin to be connected to an external terminal or the like, further, needs in response, a bottomed hole is formed, embedding a thermocouple therein. 【0065】このようにして得られたセラミック基板を支持容器等に設置し、抵抗発熱体や測温素子からの配線を制御装置に接続等することにより、半導体ウエハ加熱装置(セラミックヒータ)の製造を終了する。 [0065] Production of By thus established a ceramic substrate obtained in the supporting case and the like, to connect such a wiring from the resistance heating element and temperature measurement element to the control device, a semiconductor wafer heating device (ceramic heater) to end the. そして、 And,
こセラミック基板に形成された凸状体等により半導体ウエハとセラミック基板との間に5〜500μmの空間を設けて保持し、150℃以上に加熱することにより、半導体ウエハに種々の処理を施すことができる。 Provided space 5~500μm between the semiconductor wafer and the ceramic substrate is held by this ceramic substrate convex member or the like formed by heating above 0.99 ° C., applying various processes to the semiconductor wafer can. 【0066】 【発明の実施の形態】 【実施例】(実施例1) セラミックヒータの製造(1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.1μm)100重量部、酸化イットリウム(Y 2 [0066] PREFERRED EMBODIMENTS EXAMPLES (Example 1) production of the ceramic heater (1) of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corp., average particle size 1.1 .mu.m) 100 parts by weight of yttrium oxide (Y 2 O
3 :イットリア、平均粒径0.4μm)4重量部、バインダを10重量部を混合し、成形型に入れて窒素雰囲気中、1890℃、圧力150kg/cm 2の条件で3時間ホットプレスして窒化アルミニウム焼結体を得た。 3: yttria, average particle size 0.4 .mu.m) 4 parts by weight, the binder were mixed with 10 parts by weight, in a nitrogen atmosphere and put into a mold, 1890 ° C., for 3 hours hot pressed under a pressure of 150 kg / cm 2 to obtain an aluminum nitride sintered body. これを直径210mmの円板状に切出してセラミック基板1とし、このセラミック基板1に直径10mmの貫通孔8をドリル加工で3箇所設けた。 This was a ceramic substrate 1 is cut into a disk form having a diameter of 210 mm, the through-hole 8 having a diameter of 10mm to the ceramic substrate 1 is provided three in drilling. 【0067】(2)次に、上記(1)で得たセラミック基板1の底面1bに、スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。 [0067] (2) Next, on the bottom surface 1b of the ceramic substrate 1 obtained in the above (1) was printed conductor paste by screen printing. 印刷パターンは、図1に示したような同心円状のパターンとした。 The printed pattern was a concentric pattern as shown in FIG. 導体ペーストとしては、プリント配線板のスルーホール形成に使用されている徳力化学研究所製のソルベストPS603Dを使用した。 The conductive paste used was Tokuriki Chemical Research Laboratory of Sorubesuto PS603D used in forming a through-hole of the printed wiring board. 【0068】この導体ペーストは、銀−鉛ペーストであり、銀100重量部に対して、酸化鉛(5重量%)、酸化亜鉛(55重量%)、シリカ(10重量%)、酸化ホウ素(25重量%)およびアルミナ(5重量%)からなる金属酸化物を7.5重量部含むものであった。 [0068] The conductive paste is a silver - a lead paste, of silver 100 parts by weight of lead oxide (5 wt%), zinc oxide (55 wt%), silica (10 wt%), boron oxide (25 the metal oxide consisting wt%) and alumina (5 wt%) was comprised of 7.5 parts by weight. また、 Also,
銀粒子は、平均粒径が4.5μmで、リン片状のものであった。 Silver particles have an average particle size in the 4.5 [mu] m, it was of scaly. 【0069】(3)次に、導体ペーストを印刷した焼結体を780℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、 [0069] (3) Next, heating the sintered body by printing a conductive paste at 780 ° C., and calcined, silver in the conductive paste,
鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、発熱体92 Baking the sintered body with sintering the lead, the heating element 92
を形成した。 It was formed. 銀−鉛の発熱体4は、厚さが5μm、幅2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□であった。 Silver - heating element 4 lead had a thickness of 5 [mu] m, width 2.4 mm, the sheet resistivity was 7.7mΩ / □. (4)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/ (4) nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l, boric acid 8 g /
l、塩化アンモニウム6g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記処理を終えたセラミック基板1を浸漬し、銀−鉛の発熱層4の表面に厚さ1μmの金属被覆層5(ニッケル層)を析出させ、抵抗発熱体2 l, a ceramic substrate 1 having been subjected to the above treatment was immersed in an electroless nickel plating bath comprising an aqueous solution containing ammonium chloride 6 g / l, the silver - heating layer 4 of the metal coating layer having a thickness of 1μm on the surface 5 of the lead (Nickel layer) was precipitated, the resistance heating element 2
とした。 And the. 【0070】(5)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。 [0070] (5) to the terminal a mounting portion for securing the connection between the power supply, by screen printing, a silver - to form a solder layer by printing lead solder paste (made by Tanaka Kikinzoku). ついで、半田層6の上にコバール製の端子ピン3を載置して、420℃で加熱リフローし、端子ピン3を発熱体2の表面に取り付けた。 Then, by placing the terminal pins 3 made of Kovar on the solder layer 6, and heated reflowed at 420 ° C., it was attached to terminal pin 3 on the surface of the heating element 2. (7)温度制御のための熱電対を有底孔に挿入し、ポリイミド樹脂を充填し、190℃で2時間硬化させ、このセラミック基板(図1、2参照)を支持容器に設置した後、配線の接続等を行うことによりセラミックヒータを得た。 (7) was inserted into a bottomed hole thermocouples for temperature control, a polyimide resin was packed, and cured 2 hours at 190 ° C., after placing the ceramic substrate (see FIGS. 1 and 2) to support the container, to obtain a ceramic heater by performing connection of wiring. 【0071】次に、セラミック基板1の貫通孔8に、リフターピン7を挿通し、このリフターピン7にシリコンウエハ9を載せ、リフターピン7をゆっくり下げてシリコンウエハとセラミック基板との距離を100μmとした。 Next, the through hole 8 of the ceramic substrate 1, inserting the lifter pins 7, placing the silicon wafer 9 on the lifter pin 7, 100 [mu] m distance between the silicon wafer and the ceramic substrate is lowered slowly lifter pins 7 and the. なお、抵抗発熱体2が形成されていない側を加熱面1aとした。 Incidentally, the side on which the resistance heating element 2 is not formed as a heating surface 1a. さらに、600℃までセラミック基板1の温度を昇温し、シリコンウエハ9の最高温度と最低温度をサーモビュア(日本データム社製 IR162012 Furthermore, the temperature was raised in the ceramic substrate 1 to 600 ° C., the maximum temperature and the minimum temperature of the silicon wafer 9 thermoviewer (Nippon Datum Co. IR162012
−0012)で測定した。 It was measured at -0012). 【0072】シリコンウエハの最高温度は、600℃であり、最低温度は、595℃であり、最高温度と最低温度との差は、5℃であった。 [0072] The maximum temperature of the silicon wafer is 600 ° C., the lowest temperature is 595 ° C., the difference between the maximum and minimum temperatures was 5 ° C.. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 RIX210 Moreover, contamination by Y of the wafer fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. RIX210
0)を使用して確認したが、汚染はなかった。 0) was confirmed using, but there was no pollution. 【0073】(実施例2)発熱体を内部に有するセラミックヒータ(図3)の製造(1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.1μm)100重量部、イットリア(平均粒径: [0073] (Example 2) ceramic heater having a heating element therein (FIG. 3) of the preparation (1) of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corp., average particle size 1.1 .mu.m) 100 parts by weight of yttria (average particle diameter:
0.4μm)4重量部、アクリルバインダ11.5重量部、分散剤0.5重量部、アクリルバインダ0.2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る成形を行って、厚さ0.47mmのグリーンシートを得た。 0.4 .mu.m) 4 parts by weight, 11.5 parts by weight of an acrylic binder, dispersing agent 0.5 part by weight, the acrylic binder 0.2 parts by weight of 1-butanol and ethanol consisting of alcohol 53 parts by weight were mixed paste using , it carried out the molding by the doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47mm. 【0074】(2)次に、このグリーンシートを80℃ [0074] (2) Next, the green sheet 80 ℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにより直径5.0m In dried 5 hours, the diameter by punching 5.0m
mのリフターピンを挿入する貫通孔8となる部分、外部端子と接続するためのスルーホール15となる部分を設けた。 Portion to be a through-hole 8 for inserting the lifter pin m, provided with a portion to be a through hole 15 for connection to an external terminal. 【0075】(3)平均粒子径1μmのタングステンカーバイト粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0 [0075] (3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 [mu] m, an acrylic binder 3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調製した。 Parts, to prepare a conductive paste A was mixed with 0.3 part by weight of α- terpineol solvent 3.5 parts by weight dispersing agent. 平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テルピネオール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合して導体ペーストBを調製した。 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 [mu] m, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, to prepare a conductive paste B were mixed 0.2 part by weight of α- terpineol solvent 3.7 parts by weight dispersing agent. この導電性ペーストA The electrically conductive paste A
をグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペースト層を形成した。 It was printed by screen printing on the green sheet to form a conductive paste layer. 印刷パターンは、同心円パターンとした。 The printed pattern was a pattern of concentric circles. 【0076】さらに、外部端子を接続するためのスルーホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。 [0076] Furthermore, filled with conductive paste B in the through holes for through holes for connecting external terminals. 上記処理の終わったグリーンシートに、さらに、タングステンペーストを印刷しないグリーンシートを上側(加熱面) The green sheet was finished the above process, further, the upper green sheet not printed with the tungsten paste (heating surface)
に37枚、下側に13枚、130℃、80kg/cm 2 37 sheets, 13 sheets on the lower side, 130 ℃, 80kg / cm 2
の圧力で積層した。 It was laminated with a pressure. 【0077】(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150 [0077] (4) Next, the obtained laminate in nitrogen gas for 5 hours degreased at 600 ° C., 1890 ° C., pressure 150
kg/cm 2で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を得た。 3 hours pressed at kg / cm 2, to obtain an aluminum nitride plate-like body having a thickness of 3 mm. これを230mmの円板状に切り出し、内部に厚さ6μm、幅10mmの発熱体を有するセラミック基板11とした。 This cut into disc-shaped 230 mm, a thickness of 6μm therein, and a ceramic substrate 11 having a heating element width 10 mm. 【0078】(5)次に、(4)で得られたセラミック基板11を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、SiC等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔11c(直径:1.2mm、深さ:2.0 [0078] (5) Next, the ceramic substrate 11 obtained in (4) was polished with diamond grindstone, placing a mask, it bottomed holes for thermocouples on the surface by blast treatment with SiC and the like 11c (diameter: 1.2 mm, depth: 2.0
mm)を設けた。 mm) and the provided. 【0079】(6)さらに、スルーホール用の貫通孔の一部をえぐり取って袋孔16とし、この袋孔16にNi [0079] (6) In addition, the blind holes 16 taken gouge the part of the through-holes for through-hole, Ni in the blind bore 16
−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(図示せず)を接続させた。 Using gold braze consisting -au, was connected was heated reflowed at 700 ° C. Kovar external terminals (not shown).
なお、外部端子の接続は、タングステンの支持体が3点で支持する構造が望ましい。 The connection of the external terminals is a structure wherein a support of tungsten is supported at three points is desirable. 接続信頼性を確保することができるからである。 This is because it is possible to secure connection reliability. 【0080】(7)次に、温度制御のための複数の熱電対を有底孔に埋め込み、このセラミック基板(図3参照)を支持容器に設置した後、配線の接続等を行うことによりセラミックヒータを得た。 [0080] (7) Next, a ceramic by performing embedding in the bottomed hole a plurality of thermocouples for temperature control, after the setting of the ceramic substrate (see FIG. 3) to the supporting case, the wiring connection or the like to obtain a heater. (8)次に、リフターピン7をセラミック基板11の貫通孔8に挿通し、リフターピン7でシリコンウエハを支持し、リフターピン7をゆっくりと下げ、シリコンウエハとセラミック基板との距離を150μmとした。 (8) Then, inserting the lifter pins 7 into the through-hole 8 of the ceramic substrate 11, and support the silicon wafer lifter pin 7, lowered slowly lifter pins 7, and 150μm distance between the silicon wafer and the ceramic substrate did. なお、発熱体から遠い側を加熱面11aとした。 Incidentally, it was heated surface 11a side far from the heating element. 【0081】さらに、600℃までセラミック基板の温度を昇温し、半導体ウエハの最高温度と最低温度をサーモビュア(日本データム株式会社 IR162012− [0081] In addition, the temperature was raised the temperature of the ceramic substrate up to 600 ℃, the maximum temperature and the minimum temperature of the semiconductor wafer thermoviewer (Japan Datum Co., Ltd. IR162012-
0012)で測定した。 It was measured in 0012). ウエハの最高温度は、600℃ The maximum temperature of the wafer, 600 ℃
であり、最低温度は、595℃であり、最高温度と最低温度との差は、5℃であった。 And the minimum temperature is 595 ° C., the difference between the maximum and minimum temperatures was 5 ° C.. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 RIX21 Moreover, contamination by Y of the wafer fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. RIX21
00)を使用して確認したが、汚染はなかった。 00) it was confirmed using, but there was no pollution. 【0082】(実施例3) 支持ピン20を備えたセラミック基板の製造基本的には実施例1と同様であるが、セラミック基板の加熱面側の直径が5mm、その反対側の直径が3mmの連通した貫通孔41を設け(図5参照)、ここに、図4 [0082] While the (Example 3) Production basic ceramic substrate with a support pin 20 is similar to that in Example 1, the diameter of the heating surface of the ceramic substrate is 5 mm, the opposite side diameter 3mm of the provided through holes 41 communicating with (see Fig. 5), where FIG. 4
(a)に示す形状のアルミナ製の支持ピン20を嵌め込んだ。 Fitting the alumina of the support pins 20 of the shape shown in (a). この支持ピン20は、嵌合部22の直径が約5m The support pin 20, the diameter of the fitting portion 22 is approximately 5m
m、固定部24の直径が3mm、長さが約6.1mmであり、セラミック基板1の底面1bから固定部24が露出するように構成されている。 m, diameter 3mm of the fixed portion 24, is approximately 6.1mm in length, the fixing portion 24 is configured so as to be exposed from the bottom surface 1b of the ceramic substrate 1. この固定部24とセラミック基板の底面(加熱面の反対面)1bの間にステンレス製のC字形状の金具27(図5(b)参照)を嵌め込んで固定した。 The fixing portion 24 and the fitting of stainless steel C-shape during 1b (opposite side of the heating surface) bottom face of the ceramic substrate 27 and fixed by fitting (see FIG. 5 (b)) to. この支持ピン20はよりウエハ加熱面1 The support pin 20 is more wafer heating surface 1
aから100μm突出していた。 It was 100μm projects from a. 【0083】(実施例4) 支持ピン30を備えたセラミック基板の製造基本的には実施例1と同様であるが、セラミック基板1 [0083] (Example 4) to manufacture basic ceramic substrate with a support pin 30 is similar to that of Example 1, the ceramic substrate 1
の加熱面側に、その直径が3mm、深さ2mmの凹部4 Recess 4 of the heating surface side, a diameter of 3 mm, a depth of 2mm
2を設け、ここに、図4(b)に示す形状のアルミナ製の支持ピン30を嵌め込んだ。 2 is provided, here, fitting the alumina of the support pins 30 of the shape shown in Figure 4 (b). この支持ピン30は、柱状部31の直径が約2mm、固定部32の直径が3m The support pin 30, about 2mm in diameter of the columnar portion 31, the diameter of the fixing portion 32 is 3m
m、長さが約3.1mmであった。 m, a length of about 3.1 mm. さらに、この凹部4 Furthermore, the recess 4
2にC字形状のステンレス製のばね37を嵌め込んで、 Fitted stainless steel spring 37 of C-shape 2,
支持ピン30を固定した。 And the support pin 30 is fixed. この支持ピン30はよりウエハ加熱面1aから400μm突出していた。 The support pin 30 was 400μm projects from more wafer heating surface 1a. 【0084】(実施例5) 凸状部を有するセラミック基板の製造基本的には実施例1と同様であるが、加熱プレスによって、表面に図8のような円錐状の凸状部81dを設けた。 [0084] While the (Example 5) Preparation essentially of a ceramic substrate having a convex portion is the same as in Example 1, by heat press, provided a conical convex portion 81d as shown in FIG. 8 to the surface It was. 凸状部81dは、その高さが約200μmであった。 Convex portion 81d, the height was about 200 [mu] m. 【0085】(実施例6) 静電チャック付きヒータの製造基本的には、実施例2と同様であるが、導電性ペーストAをグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペースト層を形成する際に、同心円の発熱体パターンの他に、別のグリーンシート双極の静電電極パターンを印刷した。 [0085] The Example 6 fabrication Basically electrostatic chuck with a heater is the same as in Example 2, was printed by screen printing a conductive paste A on the green sheet, when forming a conductive paste layer to, in addition to the heating element pattern of concentric circles, and print an electrostatic electrode pattern of another green sheet bipolar. 【0086】さらに、実施例3の場合と同様にセラミック基板1に貫通孔41を設け、支持ピン20を貫通孔4 [0086] Further, the through hole 41 in the ceramic substrate 1 as in Example 3 provided a support pin 20 through hole 4
1に挿入して金具27により固定し、図7に示した構造のセラミック基板を得た。 Fixed by brackets 27 and inserted into 1, to obtain a ceramic substrate having the structure shown in FIG. 支持ピン20は、加熱面1a Support pins 20, the heating surface 1a
から300μm突出するように調整した。 Was adjusted to 300μm protrude from. 【0087】以上、実施例1〜6に係るセラミックヒータについて、ウエハの温度をサーモビュア(日本データム株式会社 IR−162012−0012)により測定し、最高温度と最低温度を求めた。 [0087] As described above, the ceramic heater according to Examples 1 to 6, the temperature of the wafer was measured by thermoviewer (Japan Datum Co., Ltd. IR-162012-0012), to determine the maximum temperature and the minimum temperature. さらに、ウエハのY汚染の有無を蛍光X線分析装置(Rigaku製 R Furthermore, the presence or absence of Y wafer contamination fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. R
IX2100)を使用して確認した。 It was confirmed using the IX2100). その結果の下記の表1に示した。 It is shown in Table 1 below the results. 【0088】(比較例1)実施例1と同様であるが、シリコンウエハをセラミック基板に接触させ、同様の測定を実施した。 [0088] (Comparative Example 1) is similar to Example 1, is contacted with the silicon wafer to the ceramic substrate was performed the same measurements. シリコンウエハの最高温度は、605℃であり、最低温度は、595℃であり、最高温度と最低温度との差は、10℃であった。 The maximum temperature of the silicon wafer is 605 ° C., the lowest temperature is 595 ° C., the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was 10 ° C.. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 RIX21 Moreover, contamination by Y of the wafer fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. RIX21
00)を使用して確認したところ、ウエハの裏面にYの若干の拡散が見られた。 00) it was confirmed using, some of the diffusion of Y was seen on the back side of the wafer. 【0089】(試験例1)実施例1と同様であるが、シリコンウエハとセラミック基板の距離を3μmとし、同様の測定を実施した。 [0089] The same as Test Example 1 Example 1, but the distance of the silicon wafer and the ceramic substrate and 3 [mu] m, was carried out similar measurements. ウエハの最高温度は605℃であり、最低温度は595℃であり、最高温度と最低温度との差は、10℃であった。 The maximum temperature of the wafer is 605 ° C., the lowest temperature was 595 ° C., the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was 10 ° C.. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 RIX210 Moreover, contamination by Y of the wafer fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. RIX210
0)を使用して確認したところ、汚染はなかった。 0) was confirmed using, there was no pollution. 【0090】(試験例2)実施例1と同様であるが、ウエハとセラミック基板の距離を510μmとし、同様の測定を実施した。 [0090] The same as Test Example 2 Example 1, but the distance of the wafer and the ceramic substrate and 510 .mu.m, was carried out similar measurements. ウエハの最高温度は597℃であり、 The maximum temperature of the wafer is 597 ℃,
最低温度は594℃であった。 The minimum temperature was 594 ℃. セラミック基板を600 The ceramic substrate 600
℃に昇温させているが、ウエハ温度はやや低い。 ℃ and warmed to, but the wafer temperature is slightly lower. セラミック基板をサーモビュアで観察すると、最高温度は、6 Observation of the ceramic substrate in thermoviewer, maximum temperature, 6
05℃であり、最低温度は、595℃であり、最高温度と最低温度との差は、10℃であった。 Is 05 ℃, the lowest temperature is 595 ℃, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was 10 ℃. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 R Moreover, contamination by Y of the wafer fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. R
IX2100)を使用して確認したところ、汚染はなかった。 IX2100) was confirmed using, there was no pollution. 【0091】(試験例3)実施例1と同様であるが、ウエハとセラミック基板の距離を資5100μmとし、同様の測定を実施した。 [0091] The same as Test Example 3 Example 1, but the distance of the wafer and the ceramic substrate and capital 5100Myuemu, was carried out similar measurements. ウエハの最高温度は400℃であり、最低温度は410℃であり、最高温度と最低温度との差は、10℃であった。 The maximum temperature of the wafer is 400 ° C., the lowest temperature was 410 ° C., the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was 10 ° C.. セラミック基板を600℃に昇温させているにもかかわらず、充分にウエハの温度が上がっていない。 Despite being allowed to warm to ceramic substrate 600 ° C., not sufficiently temperature of the wafer is increased. セラミック基板をサーモビュアで観察すると、最高温度は、605℃であり、最低温度は、5 Observation of the ceramic substrate in thermoviewer, the maximum temperature is 605 ° C., the lowest temperature, 5
95℃であり、最高温度と最低温度との差は、10℃であった。 Was 95 ° C., the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was 10 ° C.. また、ウエハのYによる汚染を蛍光X線分析装置(Rigaku製 RIX2100)を使用して確認したところ、汚染はなかった。 Moreover, contamination by Y of the wafer was checked by using a fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Ltd. RIX2100), there was no contamination. 以上、実施例および比較例、試験例の結果を表1に記載する。 Above, Examples and Comparative Examples, the results of Test Example described in Table 1. 【0092】 【表1】 [0092] [Table 1] 【0093】上記表1に示した結果より明らかなように、比較例1では、セラミック基板の温度分布が、シリコンウエハの温度分布にそのまま反映されている。 [0093] As is clear from the results shown in Table 1, in Comparative Example 1, the temperature distribution of the ceramic substrate has it is reflected in the temperature distribution of the silicon wafer. また、試験例1でも、セラミック基板の表面の温度差が、 Further, even in Test Example 1, the temperature difference between the surface of the ceramic substrate,
そのままシリコンウエハの温度差にも反映されてしまっており、温度均一性が充分とは言えない。 And I also reflected as it is a temperature difference between the silicon wafer, it can not be said sufficient temperature uniformity. 一方、試験例2では、シリコンウエハの温度がセラミック基板よりも若干低くなっている。 On the other hand, in Test Example 2, the temperature of the silicon wafer is slightly lower than the ceramic substrate. また試験例3では、セラミック基板表面に比べてシリコンウエハの温度が極端に低く、実用的でない。 In addition Test Example 3, the temperature of the silicon wafer is extremely lower than that of the ceramic substrate surface is not practical. 【0094】実施例3、4に係るセラミック基板では、 [0094] In the ceramic substrate according to Example 3 and 4,
支持ピンを固定しているため、調整しなくとも常にシリコンウエハとセラミック基板の加熱面との距離を一定にすることができる。 Since the support pins fixed, even without adjustment it can always be the distance between the silicon wafer and the heating surface of the ceramic substrate constant. また、支持ピンは物理的に固定されており、熱で損傷、劣化しにくく、脱落なども発生しない。 The support pins are physically fixed, damaged by heat, less likely to deteriorate, it does not occur, such as falling off. 【0095】実施例5に係るセラミック基板では、加熱面の表面に円錐状の凸状部が形成されており、支持ピンなどを固定する手間がいらない。 [0095] In the ceramic substrate according to Example 5, the convex portions conical on the surface of the heating surface is formed, it is not needed effort to fix the like support pins. また、支持ピンを固定しないので、金属のばねや固定金具を使用することがなく、支持ピンの周囲に温度が極端に低くなるクーリングスポットが発生しない。 Further, since no fixing the support pin, without the use of metal springs or fixing brackets, cooling spot temperature is extremely low will not occur around the support pin. 【0096】さらに実施例6に係るセラミック基板では、静電チャックによりシリコンウエハを吸引しており、シリコンウエハの反り歪みを一方向にそろえることができ、シリコンウエハの温度差を殆どなくすことができる。 [0096] Further in the ceramic substrate according to Example 6 are sucked silicon wafer by the electrostatic chuck, it is possible to align the warp distortion of the silicon wafer in one direction, it is possible to eliminate almost the temperature difference between the silicon wafer . また、表1に示した実施例1〜6におけるシリコンウエハのYによる汚染の測定結果より明らかなように、シリコンウエハとセラミック基板を離間することより、Yのシリコンウエハへの拡散を完全に防止することができる。 Moreover, as is clear from the measurement results of the contamination by Y of the silicon wafer in Examples 1 to 6 shown in Table 1, than to separate the silicon wafer and the ceramic substrate, the complete diffusion into the silicon wafer in the Y prevention can do. 【0097】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るセラミックヒータでは、半導体ウエハを均一な温度で加熱することができ、また半導体ウエハの汚染も防止することができる。 [0097] As described in the foregoing, in the ceramic heater according to the present invention, it is possible to heat the semiconductor wafer at a uniform temperature, also it can be prevented contamination of the semiconductor wafer. また、本発明の支持ピンは、加熱しても脱落などがなく、半導体ウエハとセラミック基板の加熱面との距離を常に一定にすることができる。 The support pin of the present invention, even when heated no such dropping, can be constant at all times the distance between the semiconductor wafer and the heating surface of the ceramic substrate.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を模式的に示した平面図である。 It is a plan view of a ceramic substrate shown schematically constituting the ceramic heater BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】図1に示したセラミック基板の部分拡大断面図である。 Is a partially enlarged cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. 1. FIG. 【図3】本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板の別の一例を模式的に示した断面図である。 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the ceramic substrate constituting the ceramic heater of the present invention. 【図4】(a)、(b)は、本発明の支持ピンを模式的に示す正面図である。 [4] (a), (b) is a front view schematically showing a support pin of the present invention. 【図5】(a)は、本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を模式的に示した部分拡大断面図であり、(b)は、固定用の金具を示す斜視図である。 5 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of the ceramic substrate schematically showing constituting the ceramic heater of the present invention, (b) is a perspective view illustrating a bracket for fixing. 【図6】(a)は、本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を模式的に示した部分拡大断面図であり、(b)は、支持ピンをセラミック基板の凹部に嵌め込む様子を模式的に示した斜視図である。 6 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of the ceramic substrate schematically showing constituting the ceramic heater of the present invention, (b) is a schematic how to fit the supporting pin in the recess of the ceramic substrate is a perspective view showing manner. 【図7】本発明のセラミックヒータ(静電チャック)を構成するセラミック基板を模式的に示した部分拡大断面図である。 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the ceramic substrate schematically showing constituting the ceramic heater (electrostatic chuck) of the present invention. 【図8】本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を模式的に示した断面図である。 8 is a cross-sectional view of the ceramic substrate schematically showing constituting the ceramic heater of the present invention. 【図9】本発明のセラミックヒータを構成するセラミック基板を模式的に示した一部切り欠き斜視図である。 9 is a partially cutaway perspective view of a ceramic substrate shown schematically constituting the ceramic heater of the present invention. 【図10】(a)は、セラミック基板の凹部に配置された半球状の部分を有する凸状体を示す断面図であり、 [Figure 10 (a) is a sectional view showing a convex body having a hemispherical portion disposed in the recess of the ceramic substrate,
(b)は、球状の凸状体を示す断面図である。 (B) is a sectional view showing a convex body of spherical shape. 【符号の説明】 1、11、81、91 セラミック基板1c、11c 有底孔1a、11a 加熱面1b、11b 底面2、12 抵抗発熱体3 端子ピン4 発熱体層5 金属被覆層6 半田層7 リフターピン8 貫通孔9 シリコンウエハ13 測温素子15 スルーホール16 袋孔20、30 支持ピン21 接触部(尖塔部) 22 嵌合部23 柱状部24 固定部27 金具31 柱状体32 固定部37 ばね41 貫通孔42 凹部43 静電電極81d、91d 凸状部 [Reference Numerals] 1,11,81,91 ceramic substrate 1c, 11c bottomed holes 1a, 11a heating face 1b, 11b bottom 2,12 heating resistor 3 terminal pins 4 heat generating layer 5 metal coating layer 6 solder layer 7 lifter pins 8 through holes 9 a silicon wafer 13 temperature measuring elements 15 through holes 16 blind bore 20, 30 supporting the pin 21 contacts part (spire section) 22 fitting portion 23 the columnar portion 24 fixed portion 27 fitting 31 columnar body 32 fixing portion 37 spring 41 through hole 42 recess 43 electrostatic electrode 81d, 91d projecting portion

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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有するセラミックヒータにおいて、 All Claims 1. A ceramic heater having a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside,
    被加熱物を前記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱することができるように構成されていることを特徴とするセラミックヒータ。 Ceramic heater characterized in that it is configured to be able to hold apart the object to be heated from the surface of the ceramic substrate, and heated. 【請求項2】 その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有するセラミックヒータにおいて、 2. A ceramic heater having a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside,
    前記セラミック基板の発熱体が形成されていない面、または、前記セラミック基板の一面を加熱面とし、被加熱物を前記加熱面から離間して保持し、加熱することができるように構成されていることを特徴とするセラミックヒータ。 Surface heating element is not formed in the ceramic substrate, or the one surface of the ceramic substrate and heating surface, and is configured to be able to hold apart the object to be heated from the heating surface, heated ceramic heater, characterized in that. 【請求項3】 前記セラミック基板には、被加熱物を保持するための支持ピンを挿通させる貫通孔が形成されてなる請求項1または2に記載のセラミックヒータ。 The method according to claim 3, wherein the ceramic substrate, the ceramic heater according to claim 1 or 2 through-holes for inserting the support pin for holding the object to be heated is formed. 【請求項4】 前記被加熱物を前記セラミック基板の表面または加熱面から5〜5000μm離間する請求項1 Wherein said claims 1 to 5~5000μm separating the object to be heated from the surface or heating surface of the ceramic substrate
    〜3のいずれか1に記載のセラミックヒータ。 The ceramic heater according to any one of to 3. 【請求項5】 前記セラミック基板の表面には、凸状体または凸状部が形成されてなる請求項1または2に記載のセラミックヒータ。 5. On the surface of the ceramic substrate, the ceramic heater according to claim 1 or 2 convex, or convex portion is formed. 【請求項6】 前記セラミック基板には貫通孔が形成され、前記貫通孔に支持ピンが挿入、固定されることにより前記セラミック基板の表面に凸状体が形成されてなる請求項5に記載のセラミックヒータ。 The method according to claim 6, wherein said ceramic substrate through hole is formed, the support pin into the through hole is inserted, by fixing according to claim 5, convex body is formed on the surface of the ceramic substrate ceramic heater. 【請求項7】 前記セラミック基板の加熱面には凹部が形成され、前記凹部に支持ピンが挿入、固定されることにより前記セラミック基板の表面に凸状体が形成されてなる請求項5に記載のセラミックヒータ。 7. concave portion is formed on the heating surface of the ceramic substrate, wherein the support pin is inserted into the recess, according to claim 5, convex body is formed on the surface of the ceramic substrate by fixing of ceramic heater. 【請求項8】 先端部分に形成された接触部と、前記接触部の下に形成された前記接触部よりも大きな直径の嵌合部と、該嵌合部の下に形成された前記嵌合部よりも直径の小さな柱状体と、該柱状体の下端に形成されたその直径が柱状体よりも大きい固定部とが一体的に形成されてなることを特徴とする支持ピン。 8. A contact portion formed on the tip portion, a fitting portion of larger diameter than the contact portion which is formed below the contact portion, the fitting formed under the fitting portion a small pillar diameter than part, the support pin whose diameter formed at the lower end of the columnar body and the large stationary portion than the columnar body characterized by comprising integrally formed. 【請求項9】 柱状体に該柱状体の直径よりも大きな固定部が一体的に形成されてなることを特徴とする支持ピン。 9. A support pin large fixed portion than the diameter of the columnar body into a columnar shape is characterized by comprising integrally formed. 【請求項10】 前記柱状体の先端は尖塔状または半球状である請求項9に記載の支持ピン。 Support pin according to claim 9 10. tips of the columnar body is pyramidal or hemispherical. 【請求項11】 その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有し、被加熱物を前記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱するように構成されたセラミックヒータであって、前記セラミック基板には、互いに直径の異なる連通した貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔に請求項8に記載の支持ピンが挿入され、前記貫通孔の相対的に直径の大きな部分に前記支持ピンの嵌合部が挿入されて嵌合され、前記支持ピンの固定部と前記セラミック基板の底面との間に固定用金具が嵌め込まれてなることを特徴とするセラミックヒータ。 11. has a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside, and held apart the object to be heated from the surface of the ceramic substrate, a ceramic heater configured to heat the the ceramic substrate, with a through hole through different communication diameters from each other are formed, the support pin according to claim 8 wherein the through hole is inserted, the large portion of the relatively diameter of the through hole fitting portion of the support pin is fitted is inserted, the ceramic heater, wherein a fixing bracket is fitted between the fixed portion of the support pin and the bottom surface of the ceramic substrate. 【請求項12】 その表面または内部に発熱体が形成されたセラミック基板を有し、被加熱物を前記セラミック基板の表面から離間して保持し、加熱するように構成されたセラミックヒータであって、前記セラミック基板の加熱面側に凹部が形成され、前記凹部に請求項9に記載の支持ピンが挿入されるととともに、固定用ばねが、前記柱状体を囲んだ状態で前記凹部の壁面に当接するように嵌め込まれてなることを特徴とするセラミックヒータ。 12. has a ceramic substrate which heating element is formed on the surface or inside, and held apart the object to be heated from the surface of the ceramic substrate, a ceramic heater configured to heat the recess is formed on the heating surface of the ceramic substrate, with the support pin of claim 9 is inserted into the recess, the fixing spring, the wall surface of the recess in a state of surrounding the columnar body ceramic heater characterized by comprising fitted into abutment. 【請求項13】 前記セラミック基板の内部には、静電電極が設けられてなる請求項1〜7および請求項11、 Wherein said inside the ceramic substrate, it claims 1-7 and claim 11 electrostatic electrode is provided,
    12のいずれか1に記載のセラミックヒータ。 The ceramic heater according to any one of 12.
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