JP4359927B2 - Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4359927B2 JP4359927B2 JP2004189545A JP2004189545A JP4359927B2 JP 4359927 B2 JP4359927 B2 JP 4359927B2 JP 2004189545 A JP2004189545 A JP 2004189545A JP 2004189545 A JP2004189545 A JP 2004189545A JP 4359927 B2 JP4359927 B2 JP 4359927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance heating
- wafer
- heating element
- insulating layer
- heating apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 208
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 71
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 49
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 22
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 82
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 71
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910007472 ZnO—B2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020617 PbO—B2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、主にウエハを加熱する際に用いるウエハ加熱装置に関するものであり、例えばウエハや液晶装置あるいは回路基板等のウエハ上に薄膜を形成したり、前記ウエハ上に塗布されたレジスト液を乾燥焼き付けしてレジスト膜を形成する際に好適なウエハ加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a wafer heating apparatus mainly used for heating a wafer. For example, a thin film is formed on a wafer such as a wafer, a liquid crystal device, or a circuit board, or a resist solution applied on the wafer is used. The present invention relates to a wafer heating apparatus suitable for forming a resist film by dry baking.
半導体製造装置の製造工程における、半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジスト膜の焼き付け処理等においては、半導体ウエハ(以下、ウエハと略す)を加熱するためのウエハ加熱装置が用いられている。 In a semiconductor thin film forming process, an etching process, a resist film baking process, and the like in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus, a wafer heating apparatus for heating a semiconductor wafer (hereinafter abbreviated as a wafer) is used.
従来の半導体製造装置は、複数のウエハを一括して加熱するバッチ式と、1枚ずつ加熱する枚葉式とがあり、枚葉式は、温度制御性に優れているので、半導体素子の配線の微細化とウエハ熱処理温度の精度向上が要求されるに伴い、枚葉式のウエハ加熱装置が広く使用されている。 Conventional semiconductor manufacturing apparatuses include a batch type that heats a plurality of wafers at once and a single-wafer type that heats one wafer at a time. The single-wafer type has excellent temperature controllability. As the miniaturization of wafers and the improvement of the accuracy of the wafer heat treatment temperature are required, single wafer type wafer heating apparatuses are widely used.
このようなウエハ加熱装置71としては、図5に示すように、抵抗発熱体75を具備した板状セラミック体72を主要な構成要素としたもので、窒化物セラミックや炭化物セラミックからなる板状セラミック体72の上面をウエハ90を載せる載置面73とするとともに、板状セラミック体72の下面に、例えば図4に示すような同心円状の抵抗発熱体75を備えるようになっていた。
As shown in FIG. 5, such a
そして、板状セラミック体72に対して、ガス噴射口82より冷却ガスを吹き付けて板状セラミック体72を急速に冷却できるようになっていた。
The plate-like
また、このようなウエハ加熱装置71は、半導体製造装置の使用の際に光熱や処理ガス等の影響を受けやすいので、抵抗発熱体75表面の酸化等に対する耐久性が要求されている。したがって、抵抗発熱体75の耐久性を高めるために、抵抗発熱体75の一部あるいは全てに絶縁層83を被覆することが行われていた(特許文献1参照)。
Further, such a
さらにまた、この絶縁層83は、抵抗発熱体75に対する保温材ともなり得るため、ウエハ加熱装置71を昇温した後、冷却する際に、急速な降温ができない場合があったため、絶縁層83の面粗度Raを0.01〜10μmとしたウエハ加熱装置もあった(特許文献2参照)。
しかしながら、板状セラミック体72と抵抗発熱体75と絶縁層83においては、その構成材料の違いから、相互の熱膨張差のために、板状セラミック体72に対する抵抗発熱体75および絶縁層83の密着強度が弱く、特に昇降温を繰り返したり、冷却ガスをノズル82より排出させると、抵抗発熱体75や絶縁層83が剥離したりクラック等の損傷が発生するといった問題があった。
However, in the plate-shaped
すなわち、板状セラミック体72に設けられた抵抗発熱体75の領域一帯に、単に絶縁層83を設けただけでは、抵抗発熱体75を保護することは不十分であった。
That is, it is insufficient to protect the
そこで本発明は、昇降温を繰り返したり、冷媒を排出させても、抵抗発熱体75や絶縁層83の剥離やクラックの発生など、性能劣化がなく信頼性の高いウエハ加熱装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a highly reliable wafer heating apparatus that does not deteriorate in performance such as peeling of the
前記に鑑みて、本発明は、板状セラミック体の一方の主面をウエハを載せる載置面とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体を備えたウエハ加熱装置であって、前記抵抗発熱体の表面が、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記抵抗発熱体の平均厚みが3〜60μmの凹凸面であることを特徴とする。 In view of the prior SL, the present invention is to provide a mounting surface mounting the wafer one main surface of the ceramic plate, a wafer heating with one or two circuits or more resistance heating elements on the other major surface The resistance heating element has a ratio (tp / tv) × 100 of the thickness (tv) of the concave portion and the thickness (tp) of the convex portion of the surface of the resistance heating element of 105 to 200%. It is characterized by being an uneven surface with an average thickness of 3 to 60 μm .
また、前記抵抗発熱体の一部または全てを被覆する絶縁層を備え、該絶縁層の表面が、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記絶縁層の平均厚みが3〜60μmの凹凸面であることを特徴とする。 Also includes an insulating layer covering a part or all of the pre-Symbol resistance heating element, the surface of the insulating layer, the ratio of the concave portion of the thickness of the (tv) and the thickness of the convex portion (tp) (tp / tv) × 100 is 105 to 200%, and the insulating layer has an uneven surface with an average thickness of 3 to 60 μm .
さらに、板状セラミック体の一方の主面をウエハを載せる載置面とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体を備えたウエハ加熱装置であって、前記抵抗発熱体の表面が凹凸面であり、前記抵抗発熱体の一部または全てを被覆する絶縁層を備え、該絶縁層の表面が、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記絶縁層の平均厚みが3〜60μmの凹凸面であることを特徴とする。Furthermore, a wafer heating apparatus having one main surface of the plate-like ceramic body as a mounting surface on which a wafer is placed and the other main surface having one or more resistance heating elements, the resistance heating element Is provided with an insulating layer covering a part or all of the resistance heating element, and the surface of the insulating layer is a ratio of the thickness (tv) of the concave portion to the thickness (tp) of the convex portion ( (tp / tv) × 100 is 105 to 200%, and the insulating layer has an uneven surface with an average thickness of 3 to 60 μm.
また、前記凹凸面は略格子状の溝であることを特徴とする。 Moreover, the uneven surface is characterized by groove der Rukoto substantially lattice shape.
また、前記略格子状の溝が1mm幅あたり0.2〜80本で並列していることを特徴とする。 Moreover, the substantially lattice-shaped grooves, characterized that you have parallel with 0.2 to 80 lines per 1mm width.
また、前記抵抗発熱体は、Pt、Au、Agから選ばれる少なくとも2種以上の金属とガラスとからなることを特徴とする。 The resistance heating element is made of at least two kinds of metals selected from Pt, Au, and Ag and glass.
また、前記絶縁層は、ガラスを主成分とすることを特徴とする。 The insulating layer is mainly composed of glass.
また、前記凹凸面にガスを吹き付けて冷却する手段を有することを特徴とする。 Also characterized in that it comprises means for cooling by blowing gas before Symbol uneven surface.
また、前記抵抗発熱体の各々に独立して電力を供給する給電部と、該給電部を囲むケースとを有し、該ケースに前記板状セラミック体を冷却するためのガス噴射口を備えたことを特徴とする。 Also includes a power supply unit for supplying power independently to each of the resistance heating element, and a casing surrounding the power feeding section, a gas injection port for cooling the pre-Symbol ceramic plate in the case It is characterized by that.
また、前記ウエハ加熱装置の凹凸面をスクリーン印刷により形成することを特徴とする。 Further, and forming an uneven surface before Symbol wafer heating apparatus by screen printing.
本発明のウエハ加熱装置は、板状セラミック体の一方の主面をウエハを載せる載置面とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体および該抵抗発熱体の一部または全てを被覆する絶縁層を備えるとともに、抵抗発熱体の表面及び/または絶縁層の表面を凹凸面とすることによって、熱膨張差を吸収しつつ、抵抗発熱体の劣化損傷を抑えることができ、信頼性の高いウエハ加熱装置とすることができる。 In the wafer heating apparatus of the present invention, one main surface of the plate-like ceramic body is used as a mounting surface on which a wafer is placed, and one or more resistance heating elements and a part of the resistance heating element are provided on the other main surface. Or, by providing an insulating layer covering all of the surface and making the surface of the resistance heating element and / or the surface of the insulating layer uneven, it is possible to suppress the deterioration damage of the resistance heating element while absorbing the thermal expansion difference. A highly reliable wafer heating apparatus can be obtained.
さらに、前記抵抗発熱体及び/または前記絶縁層の凹凸面を、略格子状とし、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記抵抗発熱体または前記絶縁層の平均厚みが3〜60μmとすることによって、ウエハ加熱装置の信頼性を飛躍的に高めることが可能となる。 Moreover, the uneven surface of the front Symbol resistance heating element and / or pre-Symbol insulating layer, a substantially lattice-like, the ratio of the concave portion of the thickness of the (tv) and the thickness of the convex portion (tp) (tp / tv) × 100 is 105 It was 200%, by and average thickness before Symbol resistance heating element or a pre-Symbol insulating layer has a 3~60Myuemu, the reliability of the wafer heating apparatus can be dramatically increased.
また、前記凹凸面に冷却ガスを吹き付けることで板状セラミックス体の温度を急速に低下させることができる。 Further, it is possible to reduce the temperature of the plate-shaped ceramic body rapidly by prior Symbol uneven surface blow a cooling gas.
本発明は、主にウエハを加熱する際に用いるウエハ加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a wafer heating apparatus mainly used for heating a wafer.
図1は本発明に係るウエハ加熱装置1の一例を示す断面図であり、板状セラミック体2の一方の主面をウエハ90を載せる載置面3とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体4を備え、必要に応じてその上に絶縁層5を備えている。そして、抵抗発熱体4に各々に独立して電力を供給する給電部6を備え、給電部6を囲むケース11を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a
また、リフトピン10は昇降自在に設置され、ウエハ90を載置面3上に載せたり、載置面3より持ち上げることができる。
Further, the
そして、ケース11の底面21には冷却ガスを噴射させるガス噴射口12を備えている。
The
ガス噴射口12から噴射された冷却ガスが板状セラミック体2の下面に注がれ、板状セラミック体2の下面の熱を奪い、加熱された冷却ガスは囲まれたケース11に熱を伝えながら金属ケース11の底面21に設けた穴から外部に排出されることで板状セラミック体2を急激に冷却することができる。
The cooling gas injected from the
このウエハ加熱装置1によりウエハ90を加熱するには、不図示の搬送アームにて載置面3の上方まで運ばれたウエハ90をリフトピン10にて支持したあと、リフトピン10を降下させてウエハ90を載置面3上に載せる。
In order to heat the
次に、給電部6に通電して抵抗発熱体5を発熱させ、板状セラミック体2を介して載置面3上のウエハ90を加熱することができる。
Next, the power supply unit 6 is energized to cause the
本発明のウエハ加熱装置1は、抵抗発熱体4の表面が凹凸面40であることを特徴とする。
The
前記凹凸面を示す概略図を図2に示す。 It shows a schematic diagram of a prior SL uneven surface in FIG. 2.
抵抗発熱体4の表面を凹凸面40とすることで、抵抗発熱体4に通電して発熱し温度が急激に上昇すると、板状セラミックス体2との温度差や熱膨張係数の差から抵抗発熱体4と板状セラミックス体2の間に熱応力が発生し、抵抗発熱体4に大きな圧縮応力が発生して抵抗発熱体4が破損する虞があるが、凹凸面40を形成することでこの応力を緩和することができることを見出した。
By forming the surface of the resistance heating element 4 to be a concavo-
熱応力は表面に大きな圧縮応力が発生するが凹凸面40が形成されていると、この応力を凹凸面40の広い範囲で受けることができ、表面の応力を広い表面に分散させることができることから、応力による抵抗発熱体4の剥離やクラックの発生を防止することができ、特に、抵抗発熱体4を繰り返し加熱冷却すると応力が繰り返し抵抗発熱体4に加わるが、表面の凹凸面40により応力が緩和されることによって、抵抗発熱体4に対する繰り返し寿命が向上することが判明した。
Although a large compressive stress is generated on the surface of the thermal stress, if the
また、抵抗発熱体4の表面の凹凸面40を例に説明したが、抵抗発熱体4の表面に絶縁層5を形成したウエハ加熱装置においても同様の効果が見られる。
Further, although the explanation has been made taking the
図3は、本発明に係るウエハ加熱装置1の別の例を示す斜視図であり、板状セラミック体2の一方の主面をウエハを載せる載置面3とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体4と、該抵抗発熱体4の一部または全てを被覆する絶縁層5とを具備して成るウエハ加熱装置1であり、前記絶縁層5の表面を凹凸面50とすることで加熱冷却を繰り返しても抵抗発熱体4に剥離やクラックを発生させる虞がなくなり好ましい。
FIG. 3 is a perspective view showing another example of the
温度差と熱膨張差から生じる応力は外表面である絶縁層5の表面に現れやすいが、表面を凹凸面50とすると前記と同様に応力を分散させることができることから、絶縁層5や抵抗発熱体4の剥離やクラックの発生を防止することができる。
The stress resulting from the temperature difference and the difference in thermal expansion is likely to appear on the surface of the
また、図2及び図3に示すように、板状セラミック体2の抵抗発熱体4及び/または前記絶縁層5の表面の凹凸面40,50は略格子状であると応力緩和効果が大きく好ましい。格子状であると応力が前後左右に分散し易いことが応力緩和効果を発現する原因と考えられる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
また、前記格子状の溝は1mm幅当たり0.2〜80本、さらに望ましくは0.4〜40本とすることが好ましい。この溝が1mm幅当たり0.2本を下回ると応力緩和の効果が小さく、抵抗発熱体4を繰り返し加熱冷却すると抵抗発熱体4が剥離したりクラックが発生したりする虞があった。 The front Symbol lattice-like grooves are 0.2 to 80 fibers per 1mm width, more preferably preferably be present 0.4 to 40. The groove is small, the effect of lower than the stress relaxation of 0.2 fibers per 1mm width, a repetition heating cooling the resistance heating element 4 resistance heating body 4 is cracking or peeling there is a risk or to occur.
また、前記溝が1mm当たり80本を超えると溝が小さ過ぎて凹部42、52から抵抗発熱体4にクラックが入る虞があった。従って、凹凸面40の溝を1mm当たり0.4〜80本とすることによって、板状セラミック体2と抵抗発熱体4の熱膨張差を吸収しつつ、抵抗発熱体4の劣化損傷を抑えることができ、信頼性の高いウエハ加熱装置1を提供することができる。
The front Kimizo there is a possibility that crack 80 fibers per 1mm from the
尚、一見、抵抗発熱体4の劣化損傷を抑えるには、絶縁層5の厚みを厚くすれば良いかのように思えるが、保護層となる絶縁層5といえども抵抗発熱体4とは異なる材料であるため、相互の熱膨張差によって応力緩和効果が薄れてしまう。すなわち、厚すぎる絶縁層5は逆効果となり、絶縁層5を焼き付けた段階で絶縁層5に大きな応力が働き、信頼性が低下してしまう虞があるからである。そこで、本発明では、絶縁層5全体を厚くすることなく抵抗発熱体4の劣化損傷を防ぐ手段として、板状セラミック体2の抵抗発熱体4及び/または絶縁層5を凹凸面、望ましくは略格子状の形状が有効であることを見いだした。
At first glance, it seems as if the thickness of the insulating
すなわち、抵抗発熱体4を覆う絶縁層5を略格子状とすることで、絶縁層5の略格子における突起部分が強力に抵抗発熱体4を抑え込み、抵抗発熱体4の剥離を生じせしめることがないのである。
That is, by forming the insulating
また、絶縁層5全体が厚いわけではなく、略格子における凹部52では熱膨張差による応力が緩和されているので、クラック等の不具合を発生することもない。このことは、板状セラミック体2と抵抗発熱体4にも同じことがいえ、抵抗発熱体4自身もまた略格子状の形状にする方が良い。
In addition, the entire insulating
また、前記の凹凸面40,50は、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記抵抗発熱体4または前記絶縁層5の平均厚みが3〜60μmである。このようにすることで、特に板状セラミック体2と抵抗発熱体4の熱膨張差を吸収しつつ、抵抗発熱体4の劣化損傷を抑えることができ、極めて信頼性の高いウエハ加熱装置1とすることができる。
The front Symbol of the
比(tp/tv)×100の値が105%未満だと熱交換が悪くクラックが発生するまでの昇降温試験回数が4200回を下回る虞があり好ましくない。 If the value of the ratio (tp / tv) × 100 is less than 105%, the heat exchange is bad and the number of temperature raising / lowering tests until cracks occur may be less than 4200, which is not preferable.
また、比の値が200%を超えると凸部41と凹部42の差が大きすぎて温度差が大きくなりクラックが発生する昇降温試験回数が低下する虞があった。
Further, if the ratio value exceeds 200%, the difference between the
また、絶縁層5の平均厚みが3μm未満だと印刷法で抵抗発熱体4を形成すると厚みバラツキが30%以上と大きくなりウエハ90の表面温度差が大きくなる虞があった。
Further, if the resistance heating element 4 is formed by the printing method when the average thickness of the insulating
また、絶縁層5の平均厚みが60μmを超えると板状セラミック体2との熱膨張係数の違いから絶縁層5に微小なクラックが発生し易くなるという問題がある。
Further, when the average thickness of the insulating
尚、凹部の厚み(tv)は、各凹部42,52の中心の5箇所の平均値で示すことができる。また、凸部の厚み(tp)は、各凸部41,51の最大厚み5箇所の平均として求めることができる。更に、平均厚みは、前記凹部42,52の厚みと凸部41,51の厚みの平均値として求めることができる。
In addition, the thickness (tv ) of a recessed part can be shown by the average value of five places of the center of each recessed
また、前記抵抗発熱体4は、Pt、Au、Agから選ばれる少なくとも2種以上の金属とガラスの複合材料とするのが良い。この理由としては、貴金属であるため、本質的に耐酸化性が高いことと、これら貴金属を強固に保持するガラスとのマッチングが良いためである。 The resistance heating element 4 may be a composite material of at least two kinds of metals and glass selected from Pt, Au, and Ag. The reason for this is that since it is a noble metal, its oxidation resistance is essentially high, and matching with glass that holds these noble metals firmly is good.
尚、好ましくは、PtとAuとガラス、またはPtとAgとガラスからなる抵抗発熱体4が良く、このうちガラスについては、前記絶縁層5と同一成分からなるガラスであると更に好ましい。これによって、抵抗発熱体4と絶縁層5との融着性が高まり、互いの剥離やクラックを生じにくくすることができる。
Preferably, the resistance heating element 4 made of Pt and Au and glass, or Pt and Ag and glass is preferable. Of these, glass made of the same component as the insulating
さらに、抵抗発熱体4を構成する複合材料の割合は、PtとAuを用いた場合、Pt:Au:ガラス=20〜40:10〜30:40〜60質量%が良く、特に好ましくはPt:Au:ガラス=30:20:50質量%とするのが良い。 Furthermore, the ratio of the composite material constituting the resistance heating element 4 is preferably Pt: Au: glass = 20 to 40:10 to 30:40 to 60% by mass, particularly preferably Pt: when Pt and Au are used. Au: Glass = 30: 20: 50% by mass is preferable.
一方、PtとAgを用いた場合、Pt:Ag:ガラス=20〜40:10〜30:40〜60質量%が良く、特に好ましくはPt:Ag:ガラス=30:20:50質量%とするのが良い。 On the other hand, when Pt and Ag are used, Pt: Ag: Glass = 20 to 40:10 to 30:40 to 60% by mass is good, particularly preferably Pt: Ag: Glass = 30: 20: 50% by mass. Is good.
なお、ここでいうガラスは、特にZnOを主成分とするZnO−B2O3 −SiO2−MnO2系の結晶化ガラスが良い。さらに、好ましくはZnOが50〜70質量%、B2O3が20〜30質量%、SiO2が5〜20質量%、MnO2が1〜3質量%のガラスが良い。 Note that the glass here is preferably a ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —MnO 2 -based crystallized glass mainly containing ZnO. Further, a glass having 50 to 70% by mass of ZnO, 20 to 30% by mass of B 2 O 3, 5 to 20% by mass of SiO 2 , and 1 to 3% by mass of MnO 2 is preferable.
また、前記絶縁層5はガラスを主成分とするものが良く、特にZnOを主成分とするZnO−B2O3 −SiO2系の結晶化ガラスが良い。さらに、好ましくはZnOが50〜70質量%、B2O3が20〜30質量%、SiO2が5〜20質量%、MnO2が1〜3質量%のガラスが良い。このガラスの結晶化温度は、740℃程であり、熱膨張係数が4ppm/℃程となる。したがって、板状セラミック体2を成す炭化珪素や窒化アルミニウムとの熱膨張差が比較的小さい上、300℃以下で使用するウエハ加熱装置1としては、十分な耐熱性を得ることができる。そして、抵抗発熱体4と板状セラミック体2との熱膨張差は3.0×10−6/℃以下であるものが、略格子状の構造をした絶縁層5によって互いの熱膨張差をより吸収しやすいといえ、特に好ましい。
The insulating
しかし、他のPbOを主成分とするPbO−SiO2 、PbO−B2O3−SiO2 系、PbO−ZnO−B2O3系のガラスは、有毒なPbを含有する上、結晶化温度が500℃以下と低く、好ましくない。 However, other PbO—SiO 2 , PbO—B 2 O 3 —SiO 2 and PbO—ZnO—B 2 O 3 glasses mainly composed of PbO contain toxic Pb and have a crystallization temperature. Is not preferable because it is as low as 500 ° C. or less.
このようにして、板状セラミック体2の一方の主面をウエハを載せる載置面とするとともに、他方の主面に1または2回路以上の抵抗発熱体4を形成し、この抵抗発熱体4の一部または全てに対しての形状を有する絶縁層5を設けたウエハ加熱装置1を得ることができる。
In this way, one main surface of the plate-like
そして、前記ウエハ加熱装置1において、抵抗発熱体4を発熱してウエハ90を加熱することができ、冷却時は抵抗発熱体4への通電を止めて冷却するが、冷却時ガス噴射口12から冷却ガスとして空気を噴射し、抵抗発熱体4や板状セラミックス体2を冷却することが好ましい。そして、この冷却ガスを先の凹凸面40,50に吹き付けると、凹凸面40,50とガスとの間で熱交換が容易に行われ、板状セラミックス体2を効率よく冷却することができることが判明した。
Then, before Symbol
また、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の表面に格子状の凹凸面40,50を形成するにあたっては、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の原料をペースト状としてスクリーン印刷する方法を利用することができる。すなわち、スクリーン印刷に用いる製版形状を利用して形成したり、転写法等によって加工を施して形成すれば良い。具体的には、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5となるペーストの粘度を3000ポイズ以上に大きくして網目状の製版を使って印刷を行い、略格子状の抵抗発熱体4及び/または絶縁層5を直接印刷して形成することができる。
Further, in forming the grid-like
また、一旦平滑に印刷した抵抗発熱体4及び/または絶縁層5が乾燥〜硬化する前に、ディンプル状の治具を押しつけて、略格子状の形状を印刷面に転写形成する方法がある。
Also, the resistance heating body 4 and / or the insulating
このような印刷面をガラスの結晶化温度付近で焼成することによって、略格子状の抵抗発熱体4及び/または絶縁層5を得ることができる。
By firing such a printed surface in the vicinity of the crystallization temperature of the glass, the substantially grid-like resistance heating element 4 and / or the insulating
なお、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5は、抵抗発熱体4の表面だけに限定して形成する必要はなく、下地の板状セラミック体2などに広がっていても全く問題はなく、また抵抗発熱体4の全面を覆っている必要もない。つまり、冷媒が吹き付けられる部分など、局所的に応力が大きく、クラックの発生しやすい部分だけ抵抗発熱体4及び/または絶縁層5を形成しても良い。
The resistance heating element 4 and / or the insulating
このような表面が略格子状の凹凸面40,50である抵抗発熱体4及び/または絶縁層5は、その全体が厚いわけではなく、略格子における凹部42では熱膨張差による応力が緩和されているので、抵抗発熱体4や絶縁層5にクラック等の不具合を発生することがない。
The resistance heating element 4 and / or the insulating
すなわち、本発明によって、板状セラミック体2と抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の熱膨張差を吸収しつつ、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の劣化損傷を抑えることが可能な極めて信頼性の高いウエハ加熱装置を得ることができる。
That is, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration damage of the resistance heating element 4 and / or the insulating
次に本発明のその他の構成について説明する。 Next, another configuration of the present invention will be described.
板状セラミック体2をヤング率の大きなセラミックにより形成してあることから、熱を加えても変形が小さく、板厚を薄くできるため、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間及び所定の処理温度から室温付近に冷却するまでの冷却時間を短くすることができ、生産性を高めることができるとともに、薄い板厚でも抵抗発熱体5のジュール熱を素早く伝達し、載置面3の温度ばらつきを極めて小さくすることができる。
Since the plate-like
ところで、このような特性を満足するには、板状セラミック体2の板厚を2mm〜7mmとすることが良い。これは、板厚tが2mm未満であると、板厚が薄すぎるために温度ばらつきを平準化するという板状セラミック体2として効果が小さく、抵抗発熱体5におけるジュール熱のばらつきがそのまま載置面3の温度ばらつきとして現れるため、載置面3の均熱化が難しいからであり、逆に板厚tが7mmを超えると、板状セラミック体2が高熱伝導率を有する炭化珪素質や窒化アルミ等のセラミック体であるといえども、金属と比較して熱伝導率が小さいために、板状セラミック体2の熱容量が大きくなり過ぎ、所定の処理温度に加熱するまでの昇温時間や処理温度から室温付近に冷却するまでの冷却時間が長くなり、生産性を向上させることができないからである。
By the way, in order to satisfy such characteristics, the plate thickness of the plate-like
また、有底の金属製のケース11の深さは10〜50mmで、底面21は、板状セラミック体2から10〜50mmの距離に設置することが望ましい。更に好ましくは20〜30mmである。これは、板状セラミック体2と有底の金属製のケース11相互の輻射熱により載置面3の均熱化が容易となると同時に、外部との断熱効果があるので、載置面3の温度が一定で均一な温度となるまでの時間が短くなるためである。
Further, the depth of the bottomed
そして、ウエハ90は、不図示のウエハ支持ピン10により載置面3から浮かした状態で保持され、片当たり等による温度バラツキを防止することができる。
The
次に、ウエハ加熱装置1をレジスト膜形成用として使用する場合は、板状セラミック体2の主成分を炭化珪素にすると、大気中の水分等と反応してガスを発生させることもないため、ウエハ90上へのレジスト膜の貼付に用いたとしても、レジスト膜の組織に悪影響を与えることがなく、微細な配線を高密度に形成することが可能である。この際、焼結助剤に水と反応してアンモニアやアミンを形成する可能性のある窒化物を含まないようにすることが必要である。
Next, when the
なお、板状セラミック体2を形成する炭化珪素質焼結体は、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素(B)と炭素(C)を添加したり、もしくはアルミナ(Al2O3)イットリア(Y2O3)のような金属酸化物を添加して十分混合し、平板状に加工したのち、1900〜2100℃で焼成することにより得られる。炭化珪素はα型を主体とするものあるいはβ型を主体とするもののいずれであっても構わない。
In the silicon carbide sintered body forming the plate-like
一方、炭化珪素質焼結体を板状セラミック体2として使用する場合、半導電性を有する板状セラミック体2と抵抗発熱体4との間の絶縁を保つ絶縁層5としては、ガラス又は樹脂を用いることが可能であり、ガラスを用いる場合、その厚みが100μm未満では耐電圧が1.5kVを下回り絶縁性が保てず、逆に厚みが400μmを超えると、板状セラミック体2を形成する炭化珪素質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体との熱膨張差が大きくなり過ぎるために、クラックが発生して絶縁層5として機能しなくなる。その為、絶縁層5としてガラスを用いる場合、絶縁層5の厚みは100〜400μmの範囲で形成することが好ましく、望ましくは200μm〜350μmの範囲とすることが良い。
On the other hand, when the silicon carbide sintered body is used as the plate-like
さらに、板状セラミック体2の載置面3と反対側の主面は、ガラスや樹脂からなる絶縁層5との密着性を高める観点から、平面度20μm以下、面粗さを中心線平均粗さ(Ra)で0.1μm〜0.5μmに研磨しておくことが好ましい。
Furthermore, the main surface opposite to the mounting
また、板状セラミック体2を、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で形成する場合は、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結助剤としてY2O3やYb2O3等の希土類元素酸化物と必要に応じてCaO等のアルカリ土類金属酸化物を添加して十分混合したものを、平板状に加工した後、窒素ガス中1900〜2100℃で焼成することにより得られる。
Further, when the plate-like
板状セラミック体2に対する抵抗発熱体4の密着性を向上させるために、ガラスからなる絶縁層5を形成することもある。ただし、抵抗発熱体4の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密着強度が得られる場合は、省略することが可能である。
In order to improve the adhesion of the resistance heating element 4 to the plate-like
この絶縁層5を形成するガラスの特性としては、結晶質又は非晶質のいずれでも良く、耐熱温度が200℃以上でかつ0℃〜200℃の温度域における熱膨張係数が板状セラミック体2を構成するセラミックスの熱膨張係数に対し、−5×10−7/℃〜+5×10−7/℃の範囲にあるものを適宜選択して用いることが好ましい。即ち、熱膨張係数が前記範囲を外れたガラスを用いると、板状セラミック体2を形成するセラミックスとの熱膨張差が大きくなりすぎるため、ガラスの焼付け後の冷却時においてクラックや剥離等の欠陥が生じ易いからである。
The glass forming the insulating
なお、ガラスからなる絶縁層5を板状セラミック体2上に被着する手段としては、前記ガラスペーストをスクリーン印刷法等にて塗布したあと、ガラスペーストを600℃以上の温度で焼き付けすれば良い。
In addition, as a means for depositing the insulating
また、絶縁層5としてガラスを用いる場合、予め炭化珪素質焼結体又は窒化アルミニウム質焼結体からなる板状セラミック体2を850〜1300℃程度の温度に加熱し、絶縁層5を被着する表面を酸化処理しておくことで、ガラスからなる絶縁層5との密着性を高めることができる。
When glass is used as the insulating
以下本発明の実施例と比較例について説明する(以下、実施例と比較例に共通する部分を示す符号はいずれか一方で示す場合もある)。 Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described (hereinafter, reference numerals indicating parts common to the examples and comparative examples may be indicated by either one).
熱伝導率が100W/(m・K)で、比重が3.2、吸水率0%の窒化アルミ質焼結体に研削加工を施し、板厚を変えながら外径300mmの円盤状をした板状セラミック体2を複数製作した。
A plate made of aluminum nitride sintered body with a thermal conductivity of 100 W / (m · K), a specific gravity of 3.2, and a water absorption of 0%. A plurality of
次いで、板状セラミック体2の上に抵抗発熱体4を被着するため、Pt、Au、Agとガラスの各粉末を混合したペーストを、スクリーン印刷法にて抵抗発熱体4のパターン形状に印刷した。ペーストは印刷性を高めるために、粘度を100ポイズ程の非常に流動性の高い状体にしておいたので印刷後の凹凸面40,50が自然に埋め合わされ、製版のメッシュサイズにかかわらず、極めて平滑な印刷表面に仕上がった。
Next, in order to deposit the resistance heating element 4 on the plate-like
そして、この印刷面が完全に乾燥する前に、大きさを様々に変化させたディンプル状の治具を押しつけて、略格子状の形状を転写した。印刷直後の抵抗発熱体4は保形性に乏しいため、略格子状の形状が転写されず、一方完全に乾燥した抵抗発熱体4は硬度が高く転写されないという問題が生じた。 Then, before the printing surface was completely dried, a dimple-like jig having various sizes was pressed to transfer a substantially lattice shape. Since the resistance heating element 4 immediately after printing has poor shape retention, a substantially lattice-like shape is not transferred, while the completely dried resistance heating element 4 has a high hardness and cannot be transferred.
しかし、抵抗発熱体4を印刷した後、80℃×10分程で乾燥させた条件に対しては、略格子状の形状の転写が可能であった。しかる後、略格子状の凹凸面40,50を備えた抵抗発熱体4を形成した板状セラミック体2をガラスの結晶化温度付近である700℃で焼成することによって、表1に示すさまざまな抵抗発熱体4を得ることができた。
However, when the resistance heating element 4 was printed, it was possible to transfer a substantially lattice shape under the condition of drying at about 80 ° C. for about 10 minutes. Thereafter, the plate-like
なお、抵抗発熱体4は焼成によっては数%程の割合で焼成収縮するために、この収縮率をあらかじめ見込んだ大きさのディンプル状の治具を用いれば良い。 The resistance heating body 4 in order to sintering shrinkage at a rate of about several percent by baking, have good by using the dimple-shaped jig this shrinkage in advance expecting it size.
ここでは、ディンプル状の治具によって、略格子状の形状を転写する方法を示したが、スクリーン印刷時に用いる製版のメッシュそのものを利用して略格子状の形状を形成することも可能である。具体的には、印刷性はやや劣るものの、粘度を3000ポイズ程の非常に粘性および保形性の高い抵抗発熱体用のペーストを用いて、JIS R6002に基づく40〜600メッシュの製版を使って印刷することで、印刷後の面には製版の跡が残り、そのまま乾燥〜焼成することで、格子状の溝が1mm幅当たり0.2〜80本の凹凸形状を形成することが可能である。すなわち、格子状の溝を変更したい場合は、形成したい格子形状に見合ったメッシュサイズを選定すれば良い。このように、スクリーン印刷時に用いる製版のメッシュによって、略格子状の形状を作る方法は、ディンプル状の治具が不要となり、工程が簡素化されるので、都合が良い。もちろん、抵抗発熱体4のペーストは焼成によっては数%程の割合で焼成収縮するために、この収縮率をあらかじめ見込んだ大きさのメッシュサイズにすれば良いことはいうまでもない。 Here, the dimple-like jig, the method of transferring a substantially grid-like shape, Ru possible der to form a substantially grid-like shape by utilizing the mesh itself for making used during screen printing . Specifically, although the printability is slightly inferior, using a 40-600 mesh plate making based on JIS R6002, using a paste for a resistance heating element having a viscosity of about 3000 poise and a very high viscosity and shape retention. By printing, traces of plate making remain on the printed surface, and drying and baking as it is can form a grid-like groove with 0.2 to 80 irregularities per 1 mm width. The In other words, if you want to change the lattice-like grooves are not good if selected mesh size commensurate with the lattice shape to be formed. Thus, the plate making mesh used during screen printing, the method of making a substantially lattice-like shape, the dimple-shaped jig is not required, since the process is simplified, convenient. Of course, since the paste of the resistance heating element 4 is baked and shrunk at a rate of several percent depending on firing, it is needless to say that the shrinkage rate may be set to a mesh size that is expected in advance.
この後、抵抗発熱体4に略格子状の凹凸面40、50を備えた絶縁層5を形成した。略格子状の凹凸面40,50を備えた絶縁層5を形成する方法として、ガラス粉末に対してバインダーとしてのエチルセルロースと有機溶剤としてのテルピネオールを混練して作製したガラスペーストをスクリーン印刷法にて、まず平滑に印刷した。その後、前記抵抗発熱体4と同様に、ガラスペーストが完全に乾燥する前に、大きさを様々に変化させたディンプル状の治具を押しつけて、略格子状の形状を転写した。しかる後、抵抗発熱体4に略格子状の絶縁層5を形成した板状セラミック体2をガラスの結晶化温度付近である700℃で焼成することによって、略格子状の絶縁層5を得た。
After that, the insulating
なお、ガラスペーストも焼成によっては数%程の割合で焼成収縮するために、この収縮率をあらかじめ見込んだ大きさのディンプル状の治具を用いれば良い。 In order to sintering shrinkage at a rate of about several percent by glass paste also firing, have good be used previously expected but the size of the dimple-like jig this shrinkage.
ここでは、ディンプル状の治具によって、略格子状の形状を転写する方法を示したが、スクリーン印刷時に用いる製版のメッシュそのものを利用して略格子状の形状を形成することも可能である。具体的には、JIS R6002に基づく40〜600メッシュの製版を用いることで、格子状の溝が0.2〜80本/mmの凹凸形状を形成することが可能である。 Here, the dimple-like jig, the method of transferring a substantially grid-like shape, Ru possible der to form a substantially grid-like shape by utilizing the mesh itself for making used during screen printing . Specifically, by using the plate making of 40 to 600 mesh based on JIS R6002, Ru can der the lattice-shaped grooves forming the uneven shape of 0.2 to 80 present / mm.
すなわち、格子状の溝を変更したい場合は、形成したい格子形状に見合ったメッシュサイズを選定すれば良いことは言うまでもない。このように、スクリーン印刷時に用いる製版のメッシュを利用した略格子状の形状を作る方法は、ディンプル状治具が不要となり、工程が簡素化されるので、都合が良い。もちろん、ガラスペーストは焼成によっては数%程の割合で焼成収縮するために、この収縮率をあらかじめ見込んだ大きさのメッシュサイズにすれば良いことはいうまでもない。 That is, it is needless to say that when changing the lattice-shaped groove, a mesh size corresponding to the lattice shape to be formed may be selected. Thus, the method of creating a substantially lattice-like shape using a plate-making mesh used at the time of screen printing is advantageous because a dimple-like jig is not required and the process is simplified. Of course, since glass paste is baked and shrunk at a rate of several percent depending on firing, it is needless to say that the shrinkage rate may be set to a mesh size with the expected size.
前記のような板状セラミック体2にケース11を取り付けて、ウエハ加熱装置1を作製した。
Before SL and the
そして、これに200Vを印加して、室温300℃まで昇温させたのち、冷媒を排出口より排出させ、急速に300℃から室温に冷却させる加熱冷却サイクル試験を、繰り返し行った。そして、加熱冷却サイクルの回数と、抵抗発熱体4が剥離またはクラックと関係を調べた。 And 200V was applied to this, and after heating up to room temperature 300 degreeC, the refrigerant | coolant was discharged | emitted from the discharge port and the heating / cooling cycle test which cools from 300 degreeC to room temperature rapidly was repeated. Then, the number of heating / cooling cycles and the relationship between the resistance heating element 4 and peeling or cracking were examined.
尚、加熱冷却サイクルの初回において、300℃から50℃に至るまでの時間を冷却時間として測定した。 In the first heating / cooling cycle, the time from 300 ° C. to 50 ° C. was measured as the cooling time.
この結果を表1に示す。
このように、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の表面に略格子状の形状等、凹凸面40,50を持ったウエハ加熱装置1の試料No.2〜31は、加熱冷却サイクルが4000回を越えても抵抗発熱体4が剥離したりクラックが発生することが無く好ましいことが分った。
Thus, the sample No. of the
しかし、比較例である試料No.1のように抵抗発熱体4の表面が平坦なウエハ加熱装置1は、2400サイクルで抵抗発熱体4にクラックが発生し、実用に耐えなかった。
However, Sample No. which is a comparative example. As shown in FIG. 1, the
また、板状セラミック体2の抵抗発熱体4及び/または絶縁層5に形成する前記凹凸面40,50は略格子状で、この格子状の溝を1mm幅当たり0.2〜80本としたウエハ加熱装置1の実施例である試料No.6〜9は、板状セラミック体2と抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の熱膨張差を吸収しつつ、抵抗発熱体4及び/または絶縁層5の劣化損傷を抑えることができることから抵抗発熱体4にクラックや剥離が発生するまでの回数が9000回と多く、信頼性の高いウエハ加熱装置1とすることができることがわかった。
Further, the
また、さらに、前記の凹凸面40、50は、凹部の厚み(tv)と凸部の厚み(tp)との比(tp/tv)×100が105〜200%であり、且つ前記抵抗発熱体4または前記絶縁層5の平均厚みが3〜60μmである試料No.12〜15は、クラックや剥離が生じるまでの加熱冷却サイクルが10000回と、さらに大きく好ましいことが分かった。
Still, before Symbol of the
そして、特に信頼性の高いウエハ加熱装置1とすることができることがわかった。
And it turned out that it can be set as the
また、抵抗発熱体4や絶縁層5の表面を凹凸面40,50とした実施例である試料No.2〜31は何れも凹凸面40,50のない比較例である試料No.1と比べ冷却時間が、300秒以下と小さかったのに比べ、凹凸面40,50、特に略格子状の溝があると冷却時間が小さく好ましいことが分った。
In addition, Sample No., which is an example in which the surfaces of the resistance heating element 4 and the insulating
なお、該ガラスにおいては、ZnOを主成分とするZnO−B2O3 −SiO2−MnO2系の結晶化ガラスが良かった。さらに、好ましくはZnOが50〜70質量%、B2O3が20〜30質量%、SiO2が5〜20質量%、MnO2が1〜2質量%のガラスを絶縁層とする実施例である試料No.17〜19は加熱冷却サイクルが15000〜23200回と大きく最も好ましいことが分った。 As the glass, ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —MnO 2 -based crystallized glass containing ZnO as a main component was good. Further, in an embodiment in which the insulating layer is preferably glass having 50 to 70% by mass of ZnO, 20 to 30% by mass of B 2 O 3, 5 to 20% by mass of SiO 2 , and 1 to 2% by mass of MnO 2. Some sample No. It was found that 17 to 19 had the most preferable heating and cooling cycle of 15,000 to 23200 times.
また、抵抗発熱体4は、Pt、Au、Agから選ばれる少なくとも2種以上の金属とガラスとするのが良く、さらにこの割合は、重量比でPt:Au:ガラス=30:20:50質量%、またはPt:Ag:ガラス=30:20:50質量%となるようにするのが良かった。 The resistance heating element 4 is preferably made of at least two kinds of metals selected from Pt, Au, and Ag and glass, and this ratio is Pt: Au: glass = 30: 20: 50 mass by weight. %, Or Pt: Ag: Glass = 30: 20: 50 mass%.
なお、それぞれの誤差は±5質量%以内とするのが良かった。 Each error should be within ± 5% by mass.
ところで、絶縁層5は、抵抗発熱体4の表面だけに限定して形成する必要はなく、下地の板状セラミック体2などに広がっていても全く問題なかった。
By the way, the insulating
1:ウエハ加熱装置
2:板状セラミック体
3:載置面
4:抵抗発熱体
40:抵抗発熱体の凹凸面
41:抵抗発熱体の凸部
42:抵抗発熱体の凹部
5:絶縁層
50:絶縁層の凹凸面
51:絶縁層の凸部
52:絶縁層の凹部
6:給電部
11:ケース
82:ガス噴射口
90:ウエハ
Tv:凹部の厚み
Tp:凸部の厚み
1: Wafer heating device 2: Plate-like ceramic body 3: Placement surface 4: Resistance heating element 40: Concavity and
Claims (10)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189545A JP4359927B2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof |
PCT/JP2005/011823 WO2006006391A1 (en) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | Wafer heating equipment and semiconductor manufacturing equipment |
US11/571,352 US8071916B2 (en) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | Wafer heating apparatus and semiconductor manufacturing apparatus |
KR1020067027674A KR101185794B1 (en) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | Wafer heating equipment and semiconductor manufacturing equipment |
CN2005800287763A CN101019208B (en) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | Wafer heating apparatus and semiconductor manufacturing method |
TW094121614A TWI353631B (en) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | Wafer heating device and semiconductor equipment |
US12/721,388 US8519309B2 (en) | 2004-06-28 | 2010-03-10 | Wafer heating apparatus and semiconductor manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189545A JP4359927B2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006013199A JP2006013199A (en) | 2006-01-12 |
JP4359927B2 true JP4359927B2 (en) | 2009-11-11 |
Family
ID=35780064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004189545A Expired - Fee Related JP4359927B2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4359927B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332410A (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Kyocera Corp | Device for heating wafer and device for manufacturing semiconductor using it |
JP6743299B2 (en) * | 2017-05-29 | 2020-08-19 | 京セラ株式会社 | Sample holder |
JP6952394B2 (en) * | 2017-09-28 | 2021-10-20 | 京セラ株式会社 | Sample holder |
JP6995019B2 (en) * | 2018-06-27 | 2022-01-14 | 京セラ株式会社 | Sample holder |
-
2004
- 2004-06-28 JP JP2004189545A patent/JP4359927B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006013199A (en) | 2006-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100782395B1 (en) | Ceramic heater, wafer heating device using it, and method for producing semiconductor substrate | |
US7011874B2 (en) | Ceramic substrate for semiconductor production and inspection devices | |
WO2006006391A1 (en) | Wafer heating equipment and semiconductor manufacturing equipment | |
JP2001302330A (en) | Ceramic substrate | |
JP2001244059A (en) | Ceramic heating resistor and its applied wafer heating device | |
JP4359927B2 (en) | Wafer heating apparatus and manufacturing method thereof | |
JP3805318B2 (en) | Wafer heating device | |
JP4593770B2 (en) | Wafer heating device | |
JP4975146B2 (en) | Wafer heating device | |
JP4325925B2 (en) | Ceramic heater | |
JP3563728B2 (en) | Wafer heating device | |
JP3924513B2 (en) | Wafer support member | |
JP4596790B2 (en) | Ceramic heater and wafer support member using the same | |
JP4671592B2 (en) | Ceramic heater | |
JP3924509B2 (en) | Wafer heating device | |
JP3921433B2 (en) | Wafer heating device | |
KR102280244B1 (en) | Plane-type heating element, preparation method thereof and heater comprising same | |
JP2002164291A (en) | Wafer heating equipment | |
JP3559548B2 (en) | Wafer heating device | |
JP2002260832A (en) | Ceramic heater and wafer heating device | |
JP3921429B2 (en) | Wafer heating device | |
JP4189243B2 (en) | Wafer support member | |
JP2001313243A (en) | Wafer heater | |
JP4666909B2 (en) | Ceramic heater | |
JP3971756B2 (en) | Wafer heating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070516 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090707 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090731 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4359927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130821 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |