JP2004119388A - Heater - Google Patents

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Masakazu Furukawa
古川 正和
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin and light heater whose temperature is easy to control. <P>SOLUTION: A recessed part for embedding therein a thermocouple is provided in a plate-shaped body made of a metal nitride ceramic or a metal carbide ceramic while a heating element formed by sintering metal particles is provided on a surface thereof. The heating element can contain not only the metal particles but a metal oxide, and its surface can be coated with a nickel layer, or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、主に半導体産業において使用される乾燥用ヒーターに関し、とくに、温度制御しやすく、また、薄くて軽いヒーターに関する。 The present invention relates to a drying heater mainly used in the semiconductor industry, and more particularly to a thin and light heater which can be easily controlled in temperature.

半導体製品は、シリコンウエハー上に感光性樹脂をエッチングレジストとして形成し、シリコンウエハーをエッチングすることにより製造される。感光性樹脂は、液状でスピンコーターなどでシリコンウエハー表面に塗布されるのであるが、塗布後に乾燥させなければならず、塗布したシリコンウエハーをヒーター上に載置して加熱することになる。従来、このようなヒーターとしては、アルミニウム板の裏面に発熱体を配線したものが採用されている。 Semiconductor products are manufactured by forming a photosensitive resin as an etching resist on a silicon wafer and etching the silicon wafer. The photosensitive resin is applied in a liquid state to the surface of the silicon wafer by a spin coater or the like. However, it must be dried after the application, and the applied silicon wafer is placed on a heater and heated. Conventionally, as such a heater, a heater in which a heating element is wired on the back surface of an aluminum plate is employed.

ところが、このような金属性のヒーターは次のような問題があった。まず、金属製であるため、ヒーター板の厚みは15mm程度と厚くしなければならない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨張により、そり、歪みが発生してしまい、金属板上に載置されるウエハーが破損したり傾いたりしてしまうからである。このため、ヒーターの重量が大きくなり、かさばってしまう。 However, such a metallic heater has the following problems. First, since it is made of metal, the thickness of the heater plate must be as thick as about 15 mm. This is because, in a thin metal plate, warpage and distortion occur due to thermal expansion caused by heating, and the wafer placed on the metal plate is damaged or tilted. For this reason, the weight of the heater becomes large and bulky.

また、発熱体に印加する電圧や電流量を変えることにより、加熱温度を制御するのであるが、金属板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してヒーター板の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくいという問題があった。本発明は、温度制御しやすく、薄くて軽いヒーターを提供することを目的とする。 The heating temperature is controlled by changing the voltage and current applied to the heating element.However, the thickness of the metal plate causes the temperature of the heater plate to quickly follow changes in voltage and current. Therefore, there was a problem that it was difficult to control the temperature. An object of the present invention is to provide a thin and light heater that can be easily controlled in temperature.

発明者らは、鋭意研究した結果、ヒーター板として、金属に代えて熱電導性に優れた窒化物セラミックまたは炭化物セラミックを使用すると、薄くしてもそりや歪みが発生せず、また、発熱体に印加する電圧や電流量の変化に対してヒーター板の温度が迅速に追従するという事実を知見した。 The inventors have conducted extensive research and have found that when a nitride ceramic or a carbide ceramic having excellent thermal conductivity is used as a heater plate instead of metal, warpage and distortion do not occur even when the heater plate is thin, and the heating element is not heated. The fact that the temperature of the heater plate quickly follows the change of the voltage and the amount of current applied to the heater.

さらに、窒化物セラミックや炭化物セラミックは、金属粒子を含む導電ペーストとは密着しにくい性質があるが、導電ペーストに金属酸化物を加えることにより、金属粒子が焼結して窒化物セラミックや炭化物セラミックとの密着性が向上する事実も合わせて知見した。 Furthermore, nitride ceramics and carbide ceramics have a property that they are difficult to adhere to a conductive paste containing metal particles, but by adding a metal oxide to the conductive paste, the metal particles are sintered to form a nitride ceramic or carbide ceramic. And the fact that the adhesiveness with the metal is improved.

上記の知見に基づいて開発した本発明の構成は次の通りである。
(1) 窒化物セラミックまたは炭化物セラミックからなる板状体の表面に金属粒子を焼結して形成した発熱体が設けられていると共に、この板状体には凹部が形成されていることを特徴とするヒーター。
The configuration of the present invention developed based on the above findings is as follows.
(1) A heating element formed by sintering metal particles is provided on a surface of a plate made of nitride ceramic or carbide ceramic, and a recess is formed in this plate. And heater.

(2) 前記凹部は、熱電対を埋め込むために用いられるものであることを特徴とする(1) に記載のヒーター。
(3) 前記発熱体は、金属粒子および金属酸化物を焼結して形成したものであることを特徴とする(1) に記載ヒーター。
(2) The heater according to (1), wherein the recess is used for embedding a thermocouple.
(3) The heater according to (1), wherein the heating element is formed by sintering metal particles and metal oxide.

本発明では、板状体 (以下、「ヒーター板」と称す) は、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックからなるものであることが必要である。窒化物セラミックまたは炭化物セラミックは、熱膨張係数が金属より小さく、薄くしても、加熱によりそったり、歪んだりしない。そのため、かかるヒーター板は薄くて軽いものとすることができる。また、かかるヒーター板は、熱伝導率が高く、ヒーター板自体が薄いため、ヒーター板の表面温度が、発熱体の温度変化に迅速に追従する。即ち、電圧、電流量を変えて発熱体の温度を変化させる特性に優れており、ヒーター板の表面温度制御も容易にできる。 In the present invention, the plate-like body (hereinafter, referred to as “heater plate”) needs to be made of a nitride ceramic or a carbide ceramic. Nitride ceramics or carbide ceramics have a lower coefficient of thermal expansion than metals and do not warp or distort when heated, even when thin. Therefore, such a heater plate can be made thin and light. In addition, since the heater plate has a high thermal conductivity and the thickness of the heater plate itself is thin, the surface temperature of the heater plate quickly follows a temperature change of the heating element. In other words, it has excellent characteristics of changing the temperature of the heating element by changing the voltage and the current amount, and can easily control the surface temperature of the heater plate.

前記窒化物セラミックは、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、窒化チタンから選ばれるいずれか1種以上が望ましい。前記炭化物セラミックは、金属炭化物セラミック、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステンから選ばれる少なくとも1種以上が望ましい。これらのセラミックの中で窒化アルミニウムが最も好適である。熱伝導率が180W/m・Kと最も高いからである。前記ヒーター板は、0.5〜5mm程度の厚さがよい。薄すぎると破損しやすくなるからである。 The nitride ceramic is preferably a metal nitride ceramic, for example, any one or more selected from aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. The carbide ceramic is preferably a metal carbide ceramic, for example, at least one selected from silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. Of these ceramics, aluminum nitride is most preferred. This is because the thermal conductivity is the highest at 180 W / m · K. The heater plate preferably has a thickness of about 0.5 to 5 mm. If it is too thin, it will be easily broken.

本発明において、発熱体は、導電ペースト中の金属粒子を焼結して形成したものであることが必要である。加熱焼成によりセラミック板表面に焼き付けることができるからである。なお、焼結は、金属粒子同士、金属粒子とセラミックが融着していれば十分である。図1に示すように発熱体2は、ヒーター板1全体の温度を均一にする必要があることから、同心円状のパターンがよい。また、発熱体2のパターンの厚さは、1〜20μmが望ましく、幅は0.5〜5mmが望ましい。厚さ、幅により抵抗値を変化させることができるが、この範囲が最も実用的だからである。抵抗値は、薄く、細くなるほど大きくなる。 In the present invention, it is necessary that the heating element is formed by sintering the metal particles in the conductive paste. This is because it can be baked on the ceramic plate surface by heating and firing. The sintering is sufficient if the metal particles are fused together, or the metal particles and the ceramic are fused. As shown in FIG. 1, the heating element 2 is preferably formed in a concentric pattern because the temperature of the entire heater plate 1 needs to be uniform. The thickness of the pattern of the heating element 2 is desirably 1 to 20 μm, and the width is desirably 0.5 to 5 mm. The resistance value can be changed depending on the thickness and width, but this range is most practical. The resistance value becomes thinner and thinner, and becomes larger.

導電ペーストは、金属粒子の他、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むものが一般的である。金属粒子としては、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、ニッケルから選ばれる少なくとも1種を用いる。これらの金属は比較的酸化しにくく、発熱するに十分な抵抗値を有するからである。これら金属粒子の粒径は0.1〜100μmであることが望ましい。微細すぎると酸化しやすく、大きすぎると焼結しにくくなり、抵抗値が大きくなるからである。 The conductive paste generally contains a resin, a solvent, a thickener, and the like in addition to the metal particles. As the metal particles, at least one selected from gold, silver, platinum, palladium, lead, tungsten, and nickel is used. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat. It is desirable that the metal particles have a particle size of 0.1 to 100 μm. If it is too fine, it is easily oxidized, and if it is too large, sintering becomes difficult, and the resistance value becomes large.

導電ペーストに使用される樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などがよい。また、溶剤としては、イソプロピルアルコールなどが使用される。増粘剤としては、セルロースなどが挙げられる。 As a resin used for the conductive paste, an epoxy resin, a phenol resin, or the like is preferable. In addition, isopropyl alcohol or the like is used as the solvent. Examples of the thickener include cellulose and the like.

前記導電ペーストには、金属粒子に加えて金属酸化物を含ませて、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。この理由は、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックと金属粒子を密着させるためである。金属酸化物により、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の密着性が改善される理由は明確ではないが、金属粒子表面および窒化物セラミックまたは炭化物セラミックの表面にはわずかに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が密着するのではないかと推定している。 Preferably, the conductive paste contains a metal oxide in addition to the metal particles, and the heating element is formed by sintering the metal particles and the metal oxide. The reason for this is to make the nitride ceramic or carbide ceramic adhere to the metal particles. The reason why the metal oxide improves the adhesion between the nitride ceramic or the carbide ceramic and the metal particles is not clear, but a slight oxide film is formed on the surface of the metal particles and the surface of the nitride ceramic or the carbide ceramic. It is presumed that the oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, and the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic adhere to each other.

前記金属酸化物としては、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素 (BO)、アルミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも1種以上がよい。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できるからである。 The metal oxide is preferably at least one selected from the group consisting of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania. This is because these oxides can improve the adhesion between the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic without increasing the resistance value of the heating element.

本発明において、前記発熱体の表面は、金属層で被覆することが望ましい。その理由は、発熱体は、金属粒子の焼結体であり、露出していると酸化しやすく抵抗値が変化してしまうからである。そこで、該発熱体の表面を金属層で被覆することにより、酸化を防止するのである。金属層の厚さは、0.1〜10μmが望ましい。発熱体の抵抗値を変化させることなく、発熱体の酸化を防止できる範囲だからである。 In the present invention, it is preferable that the surface of the heating element is covered with a metal layer. The reason for this is that the heating element is a sintered body of metal particles, and when exposed, is easily oxidized and the resistance value changes. Therefore, the surface of the heating element is covered with a metal layer to prevent oxidation. The thickness of the metal layer is desirably 0.1 to 10 μm. This is because the oxidation of the heating element can be prevented without changing the resistance value of the heating element.

被覆に使用する金属は、非酸化性の金属であればよい。具体的には、金、銀、パラジウム、白金、ニッケルから選ばれる少なくとも1種以上がよい。なかでもニッケルが好適である。発熱体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、半田を介して発熱体に取り付けるが、ニッケルは半田の熱拡散を防止するからである。接続端子は、コバール製の端子ピンを使用することができる。 The metal used for coating may be a non-oxidizing metal. Specifically, at least one selected from gold, silver, palladium, platinum, and nickel is preferable. Of these, nickel is preferred. The heating element requires a terminal for connection to a power supply, and this terminal is attached to the heating element via solder. Nickel prevents thermal diffusion of the solder. As the connection terminal, a terminal pin made of Kovar can be used.

また、半田は銀−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、0.1〜50μmが望ましい。半田による接続を確保するに充分な範囲だからである。本発明は、前記ヒーター板に凹部を設けて熱電対を埋め込んでおく。熱電対によりヒーター板の温度を測定し、そのデータをもとに電圧、電流量を変えて、ヒーター板の温度を制御することができるようになるからである。 Further, as the solder, an alloy such as silver-lead, lead-tin, bismuth-tin or the like can be used. Note that the thickness of the solder layer is desirably 0.1 to 50 μm. This is because the range is sufficient to secure the connection by soldering. In the present invention, a recess is provided in the heater plate to embed a thermocouple. This is because the temperature of the heater plate can be controlled by measuring the temperature of the heater plate with a thermocouple and changing the voltage and current based on the data.

また、図2に示すように、ヒーター板1に貫通孔8を複数設け、その貫通孔8に支持ピンを挿入し、発熱体2が設けられている側とは反対側にあるその支持ピン7上に半導体ウエハー9を載置することができる。また、支持ピン7を上下させて半導体ウエハー9を受け取ったりすることができる。 Further, as shown in FIG. 2, a plurality of through holes 8 are provided in the heater plate 1 and support pins are inserted into the through holes 8 so that the support pins 7 on the side opposite to the side on which the heating element 2 is provided. A semiconductor wafer 9 can be mounted thereon. Further, the semiconductor wafer 9 can be received by moving the support pins 7 up and down.

次に、上記ヒーターの製造方法について説明する。
(1) 窒化物セラミックまたは炭化物セラミックの粉体を焼結させて窒化物セラミックまたは炭化物セラミックからなる板状体 (ヒーター板) を形成する工程:前述した窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックまたは炭化ケイ素などの炭化物セラミックの粉体、必要に応じてイットリアなどの焼結助剤、バインダーをスプレードライなどの方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れて加圧し、板状に形成して生成形体を製造する。
Next, a method for manufacturing the heater will be described.
(1) Step of sintering powder of nitride ceramic or carbide ceramic to form a plate (heater plate) made of nitride ceramic or carbide ceramic: nitride ceramic such as aluminum nitride or silicon carbide described above Powder of carbide ceramic, sintering aid such as yttria, binder if necessary, granulate by spray drying etc., press this granule into a mold etc., press and form into plate shape Manufacture features.

生成形体には、熱電対を埋め込む凹部や半導体ウエハーの支持ピンを挿入するための貫通孔を設ける。次に、この生成形体を加熱焼成して焼結してセラミック製の板状体を製造する。加熱焼成の際、加圧することにより気孔のないヒーター板を製造することができる。加熱焼成は、焼結温度以上であればよいが、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックでは、1000〜2500℃である。 The formed body is provided with a recess for embedding a thermocouple and a through hole for inserting a support pin of a semiconductor wafer. Next, the formed body is fired and sintered to produce a ceramic plate. During heating and firing, a heater plate without pores can be manufactured by applying pressure. The heating and sintering may be performed at a sintering temperature or higher, but is performed at 1000 to 2500 ° C. for a nitride ceramic or a carbide ceramic.

(2) 工程(1) のセラミック製の板状体 (ヒーター板) に金属粒子からなる導電ペーストを印刷する工程:導電ペーストは、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。この導電ペーストをスクリーン印刷などで発熱体を設けようとする部分に印刷する。発熱体は、ヒーター板全体を均一な温度にする必要があることから、図1に示すような同心円からなるパターンに印刷することが望ましい。 (2) A step of printing a conductive paste made of metal particles on a ceramic plate (heater plate) in step (1): The conductive paste is generally a high-viscosity fluid composed of metal particles, a resin, and a solvent. is there. This conductive paste is printed on a portion where a heating element is to be provided by screen printing or the like. Since the heating element needs to have a uniform temperature over the entire heating plate, it is desirable to print the heating element in a concentric pattern as shown in FIG.

(3) 加熱して導電ペーストを焼結して、セラミック製の板状体 (ヒーター板)の表面に発熱体を設ける工程:導電ペーストを加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒子を焼結させる。加熱焼成温度は、500〜1000℃である。導電ペースト中に金属酸化物を添加しておくと、金属粒子、セラミック製の板状体および金属酸化物が焼結して一体化するため、発熱体とセラミック製の板状体との密着性が向上する。 (3) Heating and sintering the conductive paste to provide a heating element on the surface of a ceramic plate (heater plate): heating and sintering the conductive paste to remove the resin and the solvent and remove the metal Sinter the particles. The heating and firing temperature is 500 to 1000C. If a metal oxide is added to the conductive paste, the metal particles, the ceramic plate and the metal oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the heating element and the ceramic plate is reduced. Is improved.

(4) さらに、発熱体表面に金属層を被覆することが望ましい。被覆は、電解めっき、無電解めっき、スパッタリングにより行うことができるが、量産性を考慮すると無電解めっきが最適である。
(5) 発熱体のパターンの端部に電源との接続のための端子を半田にて取り付ける。
(4) Further, it is desirable to cover the surface of the heating element with a metal layer. The coating can be performed by electrolytic plating, electroless plating, or sputtering, but in consideration of mass productivity, electroless plating is optimal.
(5) Attach the terminal for connection with the power supply to the end of the pattern of the heating element by soldering.

取り付け部位に半田ペーストを印刷した後、端子を乗せて、加熱してリフローする。加熱温度は、200〜500℃が好適である。そして、生成形体に設けた凹部に熱電対を埋め込む。以下、実施例に沿って説明する。 After the solder paste is printed on the mounting portion, the terminal is placed, and heated to reflow. The heating temperature is preferably from 200 to 500C. Then, a thermocouple is embedded in the concave portion provided in the formed body. Hereinafter, description will be given along an example.

以上説明したように、本発明にかかるヒーターは、薄く、軽くすることができ、実用的である。また、板状体として窒化物セラミックまたは炭化物セラミックを使用し、かつ薄くしているため、電圧、電流量の変化に対する温度追従性に優れており、凹部を設けて熱電対を埋め込んでいるので、温度制御しやすいという効果がある。 As described above, the heater according to the present invention can be thin and light, and is practical. In addition, since a nitride ceramic or a carbide ceramic is used as the plate-like body and is thin, it has excellent temperature followability to changes in voltage and current amount, and a recess is provided to embed a thermocouple. There is an effect that the temperature can be easily controlled.

以下、本発明を具体化した実施例1及び2並びに比較例について説明する。
(実施例1)
窒化アルミニウムセラミック板(1) 窒化アルミニウム粉末 (平均粒径1.1μm) 100重量部、イットリア (酸化イットリウムのこと 平均粒径0.4μm) 4重量部、アクリルバインダー12重量部およびアルコールからなる組成物を、スプレードライヤー法にて顆粒状にした。
(2) 顆粒状粉末を金型に入れて、平板状態に成形して生成形体を得た。生成形体にドリル加工して、半導体ウエハー支持ピンを挿入する貫通孔8、図示しないが、熱電対を埋め込むための凹部を設けた。
(3) 生成形体を1800℃、圧力230kg/mmでホットプレスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を得た。これを直径230mmの円状に切り出してセラミック製の板状体 (ヒーター板) 1とした。
Hereinafter, Examples 1 and 2 and Comparative Examples embodying the present invention will be described.
(Example 1)
Aluminum nitride ceramic plate (1) A composition comprising 100 parts by weight of aluminum nitride powder (average particle size: 1.1 μm), 4 parts by weight of yttria (yttrium oxide, average particle size: 0.4 μm), 12 parts by weight of acrylic binder, and alcohol Was granulated by a spray drier method.
(2) The granular powder was placed in a mold and molded into a flat plate to obtain a formed product. Drilling was performed on the formed body to provide a through hole 8 for inserting a semiconductor wafer support pin, and a concave portion (not shown) for embedding a thermocouple.
(3) The green compact was hot-pressed at 1800 ° C. and a pressure of 230 kg / mm 2 to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate. This was cut into a circular shape having a diameter of 230 mm to obtain a ceramic plate (heater plate) 1.

(4) (3) で得たヒーター板1に、スクリーン印刷にて導電ペーストを印刷した。印刷パターンは、図1に示すような同心円のパターンとした。導電ペーストは、徳力化学研究所製のソルベストPS603を使用した。この導電ペーストは、銀/鉛ペーストであり、金属酸化物を含むものである。
(5) 導電ペーストを印刷したヒーター板を780℃で加熱焼成して、導電ペースト中の銀、鉛を焼結させるとともにヒーター板1に焼き付けた。銀−鉛の焼結体4によるパターンは、厚さが5μm、幅2.4mmであった。
(4) A conductive paste was printed on the heater plate 1 obtained in (3) by screen printing. The printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG. As the conductive paste, Solvest PS603 manufactured by Tokuri Chemical Laboratory was used. This conductive paste is a silver / lead paste and contains a metal oxide.
(5) The heater plate on which the conductive paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to bake the heater plate 1. The pattern of the silver-lead sintered body 4 had a thickness of 5 μm and a width of 2.4 mm.

(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、ホウ酸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、(5) のヒーター板を浸漬して、銀−鉛の焼結体4の表面に厚さ1μmのニッケル層5を析出させて発熱体2とした。 (6) An electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of 80 g / l nickel sulfate, 24 g / l sodium hypophosphite, 12 g / l sodium acetate, 8 g / l boric acid, and 6 g / l ammonium chloride, ) Was immersed to deposit a nickel layer 5 having a thickness of 1 μm on the surface of the silver-lead sintered body 4 to obtain a heating element 2.

(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1より、銀−鉛半田ペーストを印刷して半田層 (田中貴金属製) 6を形成した。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。
(8) 温度制御のための熱電対 (図示しない) を凹部内に埋め込み、ヒーター100を得た。
(7) A silver-lead solder paste was printed by screen printing 1 on a portion where a terminal for securing connection to a power supply was to be attached, to form a solder layer (made of Tanaka precious metal) 6. Next, the terminal pins 3 made of Kovar were placed on the solder layer 6, and heated and reflowed at 420 ° C. to attach the terminal pins 3 to the surface of the heating element 2.
(8) A thermocouple (not shown) for temperature control was embedded in the concave portion to obtain a heater 100.

(実施例2)
炭化けい素セラミック板実施例1と基本的に同様であるが、平均粒径1.0μmの炭化けい素粉末を使用し、焼結温度を1900℃とした。
(Example 2)
Silicon Carbide Ceramic Plate Basically the same as in Example 1, except that silicon carbide powder having an average particle size of 1.0 μm was used and the sintering temperature was 1900 ° C.

実施例1、2のヒーターについて、電圧、電流量の変化に対する温度の追従性、発熱体のプル強度について測定した。ヒーターに電圧を印加したところ、実施例1のヒーターは0.5秒で温度変化が見られ、また、実施例2のヒーターは2秒で温度変化が観察された。発熱体2のプル強度については、実施例1のヒーターは、3.1kg/mm、実施例2のヒーターは、3kg/mmであった。 With respect to the heaters of Examples 1 and 2, the followability of temperature to changes in voltage and current and the pull strength of the heating element were measured. When a voltage was applied to the heater, the heater of Example 1 exhibited a temperature change in 0.5 seconds, and the heater of Example 2 exhibited a temperature change in 2 seconds. Regarding the pull strength of the heating element 2, the heater of Example 1 was 3.1 kg / mm 2 , and the heater of Example 2 was 3 kg / mm 2 .

(比較例)
アルミニウム板発熱体としてシリコンゴムで挟持したニクロム線を用い、厚さ15mmのアルミニウム板とあて板を発熱体に挟み、ボルトで固定してヒーターとした。比較例のヒーターに電圧を印加したところ、温度変化が見られるまで24秒を要した。
(Comparative example)
Using a nichrome wire sandwiched between silicon rubbers as an aluminum plate heating element, an aluminum plate having a thickness of 15 mm and a contact plate were sandwiched between the heating elements, and fixed with bolts to obtain a heater. When a voltage was applied to the heater of the comparative example, it took 24 seconds until a temperature change was observed.

本発明のヒーターの模式図である。It is a schematic diagram of the heater of the present invention. 本発明のヒーターの使用状態を表す断面図である。It is sectional drawing showing the use condition of the heater of this invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 セラミック製の板状体 (ヒーター板)
2 発熱体
3 端子ピン
4 金属 (銀−鉛) 粒子焼結体
5 金属 (ニッケル) 被覆層
6 半田層
7 半導体ウエハー支持ピン
8 貫通孔
9 半導体製品
100 ヒーター

1. Ceramic plate (heater plate)
2 Heating element 3 Terminal pin 4 Metal (silver-lead) particle sintered body 5 Metal (nickel) coating layer 6 Solder layer 7 Semiconductor wafer support pin 8 Through hole 9 Semiconductor product 100 Heater

Claims (5)

窒化物セラミックまたは炭化物セラミックからなる板状体の表面に金属粒子を焼結して形成した発熱体が設けられていると共に、この板状体には凹部が形成されていることを特徴とするヒーター。  A heater characterized in that a heating element formed by sintering metal particles is provided on a surface of a plate made of a nitride ceramic or a carbide ceramic, and a recess is formed in the plate. . 前記凹部は、熱電対を埋め込むために用いられるものであることを特徴とする請求項1に記載のヒーター。  The heater according to claim 1, wherein the recess is used to embed a thermocouple. 前記発熱体は、金属粒子および金属酸化物を焼結して形成したものであることを特徴とする請求項1に記載のヒーター。 The heater according to claim 1, wherein the heating element is formed by sintering a metal particle and a metal oxide. 前記金属酸化物は、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化硼素、アルミナ、イットリア、チタニアから選ばれるいずれか1種以上であることを特徴とする請求項3に記載のヒーター。  The heater according to claim 3, wherein the metal oxide is at least one selected from the group consisting of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, alumina, yttria, and titania. このヒーターが、半導体ウエハ用ヒーターとして用いられるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載のヒーター。

The heater according to any one of claims 1 to 4, wherein the heater is used as a semiconductor wafer heater.

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