【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として半導体製造装置における半導体ウエハーの被処理基板加熱用として使用される半導体ウエハーにおけるヒーター装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体製造装置において、半導体ウエハーの被処理基板を加熱する場合には、面状ヒーター装置により行なわれる。従来の面状ヒーター装置は、雲母（マイカ）やシリコン等を絶縁体とし、ニクロムや鉄クロム等の金属を発熱体として一体化された面状発熱体をアルミニウム等の金属に挟み込むことにより構成されている。特にシリコンウエハーのレジスト材は加熱温度に対して非常に敏感であり、最適処理温度に到達する時間を極力短縮することが必須のものとされている。
【０００３】
しかしながらこのような従来提案の面状ヒーター装置では、ヒーター加熱時において発熱体である金属の反り等の原因で、発熱体と絶縁体との密着性が劣り、そのため半導体ウエハー加熱面の温度分布がバラ付いてしまい、半導体ウエハーのレジスト材に悪影響を与えてしまう。特に、従来の絶縁体では雲母（マイカ）の場合には約４００μ〜５００μ、シリコンの場合には約８００μ程度の厚さが要求され、このような厚みを有するために２０数本のネジ部材を介して絶縁体と発熱体とを締め付け圧着させる必要があった。しかも、従来のような厚みのある絶縁体ではその内部に多数の間隙空気層が存在して均一な温度分布にならないのに加えて熱伝導性も低下するものとなる。また、上記した発熱体と絶縁体との密着性の低下に加えて使用している絶縁体自体の断熱効果が大きいため、半導体ウエハー加熱時の昇温速度も遅くなる等の問題点を有していた。
【０００４】
そこで、当出願人は先に特許文献１にて、叙上のような従来存した問題点を解消し、半導体ウエハーの加熱を均一に行なうことができ、しかも最適処理温度に到達する時間を短縮できるように改善する半導体ウエハーにおけるヒーター装置およびその製造方法を提案している。このヒーター装置では、耐熱性高分子層により所定のヒーターパターンを有する金属箔を上下両側からサンドイッチ状に挟持させて熱圧着させた発熱体を基板上に設けたものである。そして、このヒーター装置を製造する際に、基板上に絶縁体であるポリイミド溶液をコーティングする工程と、熱剥離性接着剤を塗布させたプラスチックフィルムに金属箔を貼り、エッチング加工で所定のヒーターパターンを形成する工程を採用している。
【０００５】
一方、特許文献２に、半導体製造におけるシリコンウエハ等の薄板を静電吸着して保持する静電チャックに関する提案が記載されている。この静電チャックでは、接着温度を幅広い範囲でカバーできるように、保持台に接着剤を用いずに貼り合わせた静電チャックである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−４３９６１号公報
【特許文献２】
特開平９−１６２２７２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１のヒーター装置では、耐熱性高分子層により所定のヒーターパターンを有する金属箔を上下両側からサンドイッチ状に挟持するために、基板上にポリイミド溶液をコーティングする工程において、空気が侵入して均一な厚みに形成されない不都合が生じた。また、絶縁層に塵埃等が侵入して絶縁不良が生じる虞もあった。
【０００８】
また、耐熱性高分子剤の耐熱温度が２５０℃〜３００℃であった場合、このヒーター装置では、２５０℃までの使用に限定され、さらに高い温度で使用するには、耐熱温度の高い材質のヒーター装置が別途使用されていた。
【０００９】
一方、特許文献２に記載されている静電チャックでは、被吸着物を静電吸着すべき面の反対側の面も静電吸着可能に構成し、該静電チャックを保持する保持台に静電吸着により着脱自在としたものなので、この静電吸着時に、多くの塵埃も吸着される虞がある。したがって、このような製造方法を前記ヒーター装置の製造方法に用いることは困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、絶縁層を均一に形成することが可能で、絶縁不良などの不具合を解消し、使用可能な温度幅も広く設定できるように改善された半導体ウエハーにおけるヒーター装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、金属プレート１の表面に形成された溝１Ａの底部に沿ってポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類の耐熱性高分子剤が塗布された基盤層２と、基盤層２の上面に圧着され溝１Ａに沿って配設された発熱用の金属箔３と、該金属箔３の上面と金属プレート１の表面とを一体に覆う前記耐熱性高分子剤の被覆層４とから成る。
【００１２】
第２の手段において、前記耐熱性高分子剤は、フェノール樹脂にアルコキシラン化合物を化学結合させたシリカ系ハイブリッドの耐熱フェノール複合材を使用する。
【００１３】
第３の手段は、金属プレート１の表面にエッチング処理にて溝１Ａを形成する第１工程と、ポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類の耐熱性高分子剤を前記工程で形成された溝１Ａの内部に塗布して基盤層２を形成する第２工程と、溝１Ａ内部の基盤層２の上に発熱用の金属箔３をホットプレスする第３工程と、前記金属箔の上面と前記金属プレートのエッチングされていない表面とを前記耐熱性高分子剤で一体にオーバーコート後熱硬化して被覆層４を形成する第４工程とから成る製造方法にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明は、半導体製造装置における半導体ウエハーの被処理基板加熱用として使用されるヒーター装置である。このヒーター装置は、図１に示すように、母材となるアルミニウム等の金属プレート１表面に、所定のヒーターパターンを有する溝１Ａを設け、この溝１Ａに金属箔３を設けたものである。
【００１５】
金属プレート１の溝１Ａは、エッチング処理にて形成される。この溝１Ａは、金属箔３の幅よりも０．１〜０．２ｍｍ程度の幅に形成され、溝１Ａの深さは、金属箔３の厚みプラス５０μ程度とする。例えば、金属箔３の厚みを３０μ前後とすると、溝１Ａの深さは８０μ程度に設定する。
【００１６】
この溝１Ａの底部に沿って絶縁体である耐熱性高分子剤を約５０μ程度の厚さに塗布して基盤層２を設け、該基盤層２の中心に沿って金属箔３を加熱圧着する。溝１Ａに塗布する耐熱性高分子剤は、ポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類が選択される。この基盤層２は、選択した耐熱性高分子剤が気化し、あるいは半硬化する夫々の温度と時間で処理される。
【００１７】
また、前記金属箔４は、予め熱剥離性接着剤を塗布させたプラスチックフィルムに貼着されており、エッチング加工で所定のヒーターパターンを形成したものである（図示せず）。そして、基盤層２に加熱圧着する際に金属箔３に与える圧力、温度、時間は、選択する耐熱性高分子剤に応じて異なるものである。例えば、耐熱性高分子剤にポリイミド溶剤を選択した場合は、溶剤を予め約９０〜１５０℃の熱処理で飛ばして接着力を残しておき、その上に溝１Ａと同じヒーターパターンを有する金属箔４をプラスチックフィルムから加熱により剥がして転写させてから、約２５０℃（２０ｋｇ／ｃｍ３ ）のホットプレス等での加熱圧着により耐熱性高分子剤自体の接着効果を利用して基盤層２の上に金属箔４を溶着固定させるものである。
【００１８】
さらに、金属箔３の上面と金属プレート１の表面とを再び耐熱性高分子剤の被覆層４で一体にオーバーコートし、所定の温度を所定の時間加えて加熱圧着している。被覆層４と前記基盤層２は同じ耐熱性高分子剤が用いられ、ポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類が選択される。このとき、耐熱性高分子剤にフェノール樹脂にアルコキシラン化合物を化学結合させたノボラックフェノール樹脂から成る耐熱フェノール複合材を使用することで、耐熱温度を３５０℃まで高めることができる。例えば、耐熱性高分子剤の耐熱温度が２５０℃〜３００℃であった場合、この耐熱温度を越える範囲での使用プロセスには、耐熱温度の高い他の耐熱性高分子剤を使用したヒーター装置が別途使用されている。そこで、耐熱性高分子剤にノボラックフェノール樹脂を選択使用した場合は、３５０℃までの範囲で使用できるので、一つのヒーター装置によって温度が異なる複数の使用プロセスで使用することが可能になる。
【００１９】
ノボラックフェノール樹脂の実施例として、次の一般式で示すシリカ系ハイブリッド体が特に耐熱性に優れており、耐熱性高分子剤として好適である。このシリカ系ハイブリッド体は、フェノールノボラック樹脂に３官能メトキシ又は４官能メトキシを化学結合している。この実施例ではメタノールを揮発物質とし、溶剤は使用しない。
【００２０】
【化１】
【００２１】
化１の式で示す実施例において、フェノールノボラック樹脂に３官能メトキシ（Ｘ＝ＣＨ３）を使用した場合、硬化残分７１．１（ｗｔ％）、硬化残分中のシリカ分３８（ｗｔ％）、フェノール当量２７０（ｇ／ｅｑ）、粘度２３０００（ｍＰａ・ｓ／２５℃）の性状を示す。また、フェノールノボラック樹脂に４官能メトキシ（Ｘ＝ＯＣＨ３）を使用した場合、硬化残分６９．９（ｗｔ％）、硬化残分中のシリカ分４１（ｗｔ％）、フェノール当量２９０（ｇ／ｅｑ）、粘度２３５００（ｍＰａ・ｓ／２５℃）の性状を示す。
【００２２】
このように、金属プレート１の溝１Ａの内部に配した被覆層４に、耐熱性高分子剤から成る被覆層４を配したことにより、空気が侵入して均一な厚みに形成されない不都合や、絶縁層に塵埃等が侵入して絶縁不良が生じる虞は解消された。また、従来のヒーター装置による半導体ウエハーの最適処理温度が１２０℃に達するまでのリカバリータイムが約５０〜６０秒かかっていたのを、本実施の形態によるヒーター装置においては３０〜４０秒に短縮できた。また、ヒーター装置により半導体ウエハーを１２０℃に加熱する際にその設定温度が従来では±０．１５℃の温度変動があったものが±０．１℃に抑えることが可能となり、このように半導体ウエハーをヒーター装置の上に載せたときのダイナミック特性を左右する半導体製品のバラ付きを極力最小限に食い止めることができる。
【００２３】
本発明の製造方法の一例を説明する。本発明の基本工程は、次の４つの工程から成る。すなわち、第１の工程は、アルミニウム等の金属プレート１の表面にエッチング加工で所定のヒーターパターンを形成した溝１Ａを形成する工程である。溝１Ａの形状は、金属箔４のヒーターパターンと同じ形状に形成し、後述する第３工程で、溝１Ａ内に金属箔４を配設する。
【００２４】
第２の工程は、ポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類の耐熱性高分子剤を、前記工程で形成された溝１Ａの内部に塗布して基盤層２を形成する工程である。このとき耐熱性高分子剤の溝１Ａ内部の塗布作業は、例えばスプレー、刷毛、電着等の塗装、またはスピンコーティングである所謂スピンナ等により行なわれる。
【００２５】
第３の工程は、溝１Ａ内部の基盤層２の上に発熱用の金属箔３をホットプレスする工程である。金属箔３は、熱剥離性接着剤を塗布させたプラスチックフィルムに金属箔３を貼り、エッチング加工で溝１Ａと同じ形のヒーターパターンを形成しておく（図示せず）。次いで、基盤層２の耐熱性高分子剤を例えば約９０〜１５０℃の熱処理で飛ばして接着力を残しておき、その上に前記金属箔４をプラスチックフィルムから熱剥離して転写させてから、約２５０℃のホットプレス等での加熱圧着により熱性高分子剤自体の接着効果を利用して基盤層２に金属箔３を溶着固定させる。
【００２６】
第４の工程は、前記金属箔の上面と前記金属プレートのエッチングされていない表面とを耐熱性高分子剤で一体にオーバーコート後熱硬化して被覆層４を形成する工程である。被覆層４の厚みは約５０μ程度の厚さとし、例えば２５０℃で加熱圧着する。最後に電極部の接続端子にリード線を接続させることによりヒーター装置が形成されるのである（図示せず）。
【００２７】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改良、変形等は本発明に包含されるものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、上述の如く構成したことにより、絶縁層を均一に形成することが可能で、絶縁不良などの不具合を解消し、使用可能な温度幅も広く設定できるように改善された。
【００２９】
金属プレート１の表面に形成された溝１Ａの底部に沿ってポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれかの耐熱性高分子剤が塗布された基盤層２と、基盤層２の上面に圧着され溝１Ａに沿って配設された発熱用の金属箔３と、該金属箔３の上面と金属プレート１の表面とを一体に覆う耐熱性高分子剤の被覆層４とから成るので、生産性が向上する。しかも、従来のように、空気が侵入して均一な厚みに形成されない不都合や、絶縁層に塵埃等が侵入して絶縁不良が生じる虞なども解消された。さらに、金属箔３が溝１Ａの内部に保護されているので、機械的強度に優れたヒーター装置を提供することができる。
【００３０】
また、耐熱性高分子剤として、フェノール樹脂にアルコキシラン化合物を化学結合させたシリカ系ハイブリッドの耐熱フェノール複合材を使用することで、耐熱性に優れた絶縁層を提供できるので、使用可能な温度幅も広く設定できる。この結果、同一のヒーター装置で多数のプロセスに使用することが可能になる。
【００３１】
さらに、金属プレート１の表面にエッチング処理にて溝１Ａを形成する第１工程と、ポリイミド溶剤、耐熱エポキシ複合剤、耐熱フェノール複合剤のいずれか一種類の耐熱性高分子剤を前記工程で形成された溝１Ａの内部に塗布して基盤層２を形成する第２工程と、溝１Ａ内部の基盤層２の上に発熱用の金属箔３をホットプレスする第３工程と、前記金属箔の上面と前記金属プレートのエッチングされていない表面とを前記耐熱性高分子剤で一体にオーバーコート後熱硬化して被覆層４を形成する第４工程とから成る製造方法としたので、間隙空気層のない均一で且つ温度分布にバラ付きの無い薄い絶縁体層を形成させ、絶縁不良などの不具合を解消した。
【００３２】
このように本発明によると、絶縁層を均一に形成することが可能で、絶縁不良などの不具合を解消し、使用可能な温度幅も広く設定できるように改善されるなどといった有益な種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ヒーター装置の一実施を示す要部概略断面図である。
【図２】本発明製造方法の第１工程を示す要部概略断面図である。
【図３】本発明製造方法の第２工程を示す要部概略断面図である。
【図４】本発明製造方法の第３工程を示す要部概略断面図である。
【図５】本発明製造方法の第４工程を示す要部概略断面図である。
【符号の説明】
１ 金属プレート
２ 基盤層
３ 金属箔
４ 被覆層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heater device for a semiconductor wafer used mainly for heating a substrate to be processed of a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing apparatus and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a semiconductor manufacturing apparatus, when a substrate to be processed of a semiconductor wafer is heated, a planar heater device is used. A conventional planar heater device is constructed by sandwiching a planar heating element integrated with a metal such as mica (mica) or silicon as an insulator and a metal such as nichrome or iron chrome as a heating element. ing. In particular, resist materials for silicon wafers are very sensitive to the heating temperature, and it is essential to shorten the time to reach the optimum processing temperature as much as possible.
[0003]
However, in such a conventionally proposed planar heater device, the adhesion between the heating element and the insulator is inferior due to, for example, warpage of the metal that is the heating element during heating of the heater, so that the temperature distribution on the heating surface of the semiconductor wafer is reduced. As a result, the resist material of the semiconductor wafer is adversely affected. In particular, in the case of a conventional insulator, a thickness of about 400 to 500 μm is required in the case of mica (mica), and about 800 μm in the case of silicon. Therefore, the insulator and the heating element need to be clamped and pressed. Moreover, in the case of a conventional insulator having a large thickness, a large number of air gaps exist in the insulator, so that a uniform temperature distribution is not obtained, and in addition, the thermal conductivity is lowered. In addition to the above-mentioned decrease in adhesion between the heating element and the insulator, the insulator itself being used has a large heat insulation effect, so that there is a problem that the heating rate during heating of the semiconductor wafer is slow. It was.
[0004]
Therefore, the present applicant previously solved the conventional problems described above in Patent Document 1, can uniformly heat the semiconductor wafer, and shortens the time to reach the optimum processing temperature. A heater device for a semiconductor wafer and a method for manufacturing the same have been proposed. In this heater device, a heating element is provided on a substrate, in which a metal foil having a predetermined heater pattern is sandwiched between upper and lower sides by a heat resistant polymer layer and thermocompression bonded. Then, when manufacturing this heater device, a process of coating a polyimide solution as an insulator on a substrate, a metal film is pasted on a plastic film coated with a heat-releasable adhesive, and a predetermined heater pattern is formed by etching. The process of forming is adopted.
[0005]
On the other hand, Patent Document 2 describes a proposal relating to an electrostatic chuck that holds and holds a thin plate such as a silicon wafer in semiconductor manufacturing. This electrostatic chuck is an electrostatic chuck that is bonded to a holding table without using an adhesive so that the adhesive temperature can be covered in a wide range.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-43961 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-162272 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the heater device of Patent Document 1, in order to sandwich a metal foil having a predetermined heater pattern from the upper and lower sides with a heat-resistant polymer layer in a sandwich shape, air enters in the process of coating the polyimide solution on the substrate. As a result, the inconvenience of not being formed to a uniform thickness has occurred. In addition, there is a risk that dust or the like may enter the insulating layer and cause insulation failure.
[0008]
Moreover, when the heat resistant temperature of the heat resistant polymer agent is 250 ° C. to 300 ° C., this heater device is limited to use up to 250 ° C. In order to use at a higher temperature, a material having a high heat resistant temperature is used. A heater device was used separately.
[0009]
On the other hand, in the electrostatic chuck described in Patent Document 2, the surface opposite to the surface on which the object to be attracted is to be electrostatically attracted is configured to be electrostatically attracted, and the holding table that holds the electrostatic chuck is statically mounted. Since it is detachable by electroadsorption, a large amount of dust may be adsorbed during the electrostatic adsorption. Therefore, it has been difficult to use such a manufacturing method for the manufacturing method of the heater device.
[0010]
Therefore, the present invention was created in view of the existing circumstances as described above, and it is possible to form an insulating layer uniformly, eliminate defects such as defective insulation, and also have a usable temperature range. It is an object of the present invention to provide a heater device for a semiconductor wafer improved so that it can be set widely and a method for manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the first means of the present invention is one of a polyimide solvent, a heat-resistant epoxy composite, and a heat-resistant phenol composite along the bottom of the groove 1A formed on the surface of the metal plate 1. A base layer 2 to which a heat-resistant polymer agent is applied; a heat-generating metal foil 3 that is pressure-bonded to the top surface of the base layer 2 and disposed along the groove 1A; and the top surface of the metal foil 3 and the metal plate 1 And a coating layer 4 of the heat-resistant polymer agent that integrally covers the surface.
[0012]
In the second means, the heat-resistant polymer agent uses a silica-based hybrid heat-resistant phenol composite material in which an alkoxylane compound is chemically bonded to a phenol resin.
[0013]
The third means includes a first step of forming a groove 1A on the surface of the metal plate 1 by etching, and a heat-resistant polymer agent of any one of a polyimide solvent, a heat-resistant epoxy composite agent, and a heat-resistant phenol composite agent. A second step of coating the inside of the groove 1A formed in the above step to form the base layer 2, and a third step of hot pressing the heat generating metal foil 3 on the base layer 2 inside the groove 1A, The manufacturing method includes a fourth step in which the upper surface of the metal foil and the unetched surface of the metal plate are integrally overcoated with the heat-resistant polymer agent and then thermally cured to form the coating layer 4.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is a heater device used for heating a substrate to be processed of a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing apparatus. As shown in FIG. 1, in this heater device, a groove 1A having a predetermined heater pattern is provided on the surface of a metal plate 1 such as aluminum as a base material, and a metal foil 3 is provided in the groove 1A.
[0015]
The groove 1A of the metal plate 1 is formed by an etching process. The groove 1A is formed to have a width of about 0.1 to 0.2 mm than the width of the metal foil 3, and the depth of the groove 1A is about the thickness of the metal foil 3 plus about 50 μm. For example, when the thickness of the metal foil 3 is about 30 μm, the depth of the groove 1A is set to about 80 μm.
[0016]
A base layer 2 is provided by applying a heat-resistant polymer agent, which is an insulator, to a thickness of about 50 μ along the bottom of the groove 1A, and the metal foil 3 is heat-pressed along the center of the base layer 2. . As the heat-resistant polymer agent applied to the groove 1A, any one of a polyimide solvent, a heat-resistant epoxy composite agent, and a heat-resistant phenol composite agent is selected. The base layer 2 is treated at each temperature and time at which the selected heat-resistant polymer agent is vaporized or semi-cured.
[0017]
Moreover, the said metal foil 4 is affixed on the plastic film which apply | coated the heat peelable adhesive previously, and formed the predetermined heater pattern by the etching process (not shown). The pressure, temperature, and time applied to the metal foil 3 when thermocompression bonding to the base layer 2 are different depending on the heat-resistant polymer agent to be selected. For example, when a polyimide solvent is selected as the heat resistant polymer agent, the metal foil 4 having the same heater pattern as that of the groove 1A is left on the adhesive by leaving the solvent in advance by heat treatment at about 90 to 150 ° C. Is peeled from the plastic film by heating and transferred, and then a metal is applied on the base layer 2 by utilizing the adhesive effect of the heat resistant polymer agent itself by thermocompression bonding with a hot press at about 250 ° C. (20 kg / cm 3). The foil 4 is fixed by welding.
[0018]
Furthermore, the upper surface of the metal foil 3 and the surface of the metal plate 1 are again overcoated with a coating layer 4 of a heat resistant polymer agent, and a predetermined temperature is applied for a predetermined time to perform thermocompression bonding. The same heat resistant polymer agent is used for the covering layer 4 and the base layer 2, and any one of a polyimide solvent, a heat resistant epoxy composite agent, and a heat resistant phenol composite agent is selected. At this time, the heat-resistant temperature can be increased to 350 ° C. by using a heat-resistant phenol composite material composed of a novolak phenol resin in which an alkoxylane compound is chemically bonded to a phenol resin in the heat-resistant polymer agent. For example, when the heat-resistant temperature of the heat-resistant polymer agent is 250 ° C. to 300 ° C., a heater device using another heat-resistant polymer agent having a high heat-resistant temperature is used in a process in the range exceeding the heat-resistant temperature. Are used separately. Therefore, when a novolak phenol resin is selectively used as the heat-resistant polymer agent, it can be used in a range up to 350 ° C., so that it can be used in a plurality of use processes having different temperatures by one heater device.
[0019]
As an example of a novolak phenol resin, a silica-based hybrid represented by the following general formula is particularly excellent in heat resistance, and is suitable as a heat-resistant polymer agent. In this silica-based hybrid, trifunctional methoxy or tetrafunctional methoxy is chemically bonded to a phenol novolac resin. In this embodiment, methanol is used as a volatile substance, and no solvent is used.
[0020]
[Chemical 1]
[0021]
In the example represented by the formula 1, when trifunctional methoxy (X═CH 3) is used for the phenol novolak resin, the cured residue is 71.1 (wt%), and the silica content in the cured residue is 38 (wt%). , Phenol equivalent 270 (g / eq), viscosity 23000 (mPa · s / 25 ° C.). Further, when tetrafunctional methoxy (X = OCH3) is used for the phenol novolac resin, the cured residue 69.9 (wt%), the silica content 41 (wt%) in the cured residue, the phenol equivalent 290 (g / eq) ), A viscosity of 23500 (mPa · s / 25 ° C.).
[0022]
Thus, by disposing the coating layer 4 made of a heat-resistant polymer agent on the coating layer 4 disposed inside the groove 1A of the metal plate 1, the inconvenience that the air enters and does not form a uniform thickness, The possibility of insufficiency due to dust entering the insulating layer has been solved. In addition, the recovery time required for the optimum processing temperature of the semiconductor wafer by the conventional heater device to reach 120 ° C. can be shortened to 30 to 40 seconds in the heater device according to the present embodiment. It was. In addition, when a semiconductor wafer is heated to 120 ° C. with a heater device, the set temperature, which has previously had a temperature fluctuation of ± 0.15 ° C., can be suppressed to ± 0.1 ° C. The variation of the semiconductor product that affects the dynamic characteristics when the wafer is placed on the heater device can be minimized.
[0023]
An example of the production method of the present invention will be described. The basic process of the present invention comprises the following four processes. That is, the first step is a step of forming a groove 1A in which a predetermined heater pattern is formed by etching on the surface of a metal plate 1 such as aluminum. The shape of the groove 1A is formed in the same shape as the heater pattern of the metal foil 4, and the metal foil 4 is disposed in the groove 1A in a third step described later.
[0024]
In the second step, the base layer 2 is formed by applying one kind of heat-resistant polymer agent of polyimide solvent, heat-resistant epoxy composite agent, and heat-resistant phenol composite agent to the inside of the groove 1A formed in the above step. It is a process to do. At this time, the application operation inside the groove 1A of the heat-resistant polymer agent is performed by, for example, painting such as spray, brush, electrodeposition, or so-called spinner which is spin coating.
[0025]
The third step is a step of hot pressing the metal foil 3 for heat generation on the base layer 2 inside the groove 1A. For the metal foil 3, the metal foil 3 is attached to a plastic film coated with a heat-peelable adhesive, and a heater pattern having the same shape as the groove 1A is formed by etching (not shown). Next, the heat resistant polymer agent of the base layer 2 is blown off by, for example, a heat treatment of about 90 to 150 ° C. to leave the adhesive force, and the metal foil 4 is thermally peeled from the plastic film and transferred thereon, The metal foil 3 is welded and fixed to the base layer 2 by utilizing the adhesive effect of the thermal polymer agent itself by thermocompression bonding with a hot press or the like at about 250 ° C.
[0026]
The fourth step is a step of forming the coating layer 4 by overcoating the upper surface of the metal foil and the unetched surface of the metal plate together with a heat-resistant polymer and then thermosetting. The thickness of the coating layer 4 is about 50 μm, and is heat-pressed at 250 ° C., for example. Finally, a heater device is formed by connecting a lead wire to the connection terminal of the electrode portion (not shown).
[0027]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and improvements, modifications, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention configured as described above, it is possible to uniformly form an insulating layer, to solve problems such as defective insulation, and to improve a usable temperature range.
[0029]
A base layer 2 coated with a heat-resistant polymer agent of any one of a polyimide solvent, a heat-resistant epoxy composite agent, and a heat-resistant phenol composite along the bottom of the groove 1A formed on the surface of the metal plate 1; A metal foil 3 for heat generation that is pressure-bonded to the upper surface and disposed along the groove 1A, and a coating layer 4 of a heat-resistant polymer agent that integrally covers the upper surface of the metal foil 3 and the surface of the metal plate 1 are provided. So productivity is improved. In addition, the inconvenience that air does not penetrate to form a uniform thickness as in the prior art and the possibility that dust or the like enters the insulating layer to cause insulation failure have been solved. Furthermore, since the metal foil 3 is protected inside the groove 1A, a heater device having excellent mechanical strength can be provided.
[0030]
In addition, by using a silica-based hybrid heat-resistant phenol composite material in which an alkoxylane compound is chemically bonded to a phenol resin as a heat-resistant polymer agent, an insulating layer with excellent heat resistance can be provided. The width can be set wide. As a result, the same heater device can be used for many processes.
[0031]
Further, the first step of forming the groove 1A by etching on the surface of the metal plate 1 and the heat-resistant polymer agent of any one of the polyimide solvent, the heat-resistant epoxy composite agent, and the heat-resistant phenol composite agent are formed in the above step. A second step of coating the inside of the groove 1A to form the base layer 2, a third step of hot pressing the metal foil 3 for heat generation on the base layer 2 inside the groove 1A, Since the manufacturing method includes the fourth step of forming the coating layer 4 by overcoating the upper surface and the unetched surface of the metal plate with the heat-resistant polymer agent and then thermosetting, the gap air layer A thin insulating layer with no variation in temperature distribution was formed to eliminate defects such as defective insulation.
[0032]
As described above, according to the present invention, it is possible to form the insulating layer uniformly, eliminate various problems such as defective insulation, and various beneficial effects such as improvement so that the usable temperature range can be set wide. It plays.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an essential part showing an embodiment of a heater device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a first step of the production method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a second step of the production method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a relevant part showing a third step of the production method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a fourth step of the production method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Metal plate 2 Base layer 3 Metal foil 4 Cover layer
