JP4931376B2 - Substrate heating apparatus - Google Patents

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本発明は、基板を加熱する基板加熱装置に関する。 The present invention relates to a substrate heating apparatus for heating a substrate.

半導体製造プロセスなどでは、基板加熱装置として、円盤状のセラミックス基材中に線状の抵抗発熱体を埋設したセラミックスヒータが広く使用されている。 Semiconductors such as In the manufacturing process, as the substrate heating apparatus, disk-shaped ceramic base ceramic heater buried linear resistance heating element in has been widely used.

また、最近の半導体製造プロセスでは、基板加熱方法として、セラミックスヒータを使用した接触式の加熱のみならず、ハロゲンランプなどを使用した非接触式のランプ加熱も積極的に利用されている。 Moreover, recent semiconductor manufacturing process, as the substrate heating method, not only the heating of the contact type using the ceramic heater, even lamp heating a non-contact type using a halogen lamp are actively used. ランプ加熱装置を使用する場合においても、セラミックスヒータは基板を補助的に加熱するために併用されることが多い。 In the case of using a lamp heating device is also ceramic heater is often used together to heat the substrate in an auxiliary manner.

半導体製造プロセスでは、製品の歩留まりを上げるため、基板表面温度を高い精度で均熱化することが求められている。 In the semiconductor manufacturing process, to increase the yield of the product, there is a need for soaking the substrate surface temperature at high accuracy. したがって、セラミックスヒータに対しては、基板周囲の環境に合わせたより細やかな温度調整が求められている。 Thus, for a ceramic heater, a delicate temperature control more tailored to the environment surrounding the substrate has been demanded. 例えば、基板加熱面内の場所により最適な発熱量を調整できるよう、セラミックス基材内を複数のゾーンに分け、ゾーンごとに最適な発熱量を設定するマルチゾーンヒータが検討されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, to adjust the optimum heating value according to the place in the substrate heating surface, the inside of the ceramic base material is divided into a plurality of zones, the multi-zone heater to set the optimum heating value in each zone has been studied (for example, see Patent Document 1). 特許文献1には、セラミックス基体内に9ゾーンの抵抗発熱体を埋設したものが提案されている。 Patent Document 1, which is embedded a resistance heating element 9 zones within the ceramic substrate has been proposed. 従来のマルチゾーンヒータは、いずれも一体型の基材内に複数の抵抗発熱体を埋設したものである。 Conventional multi-zone heater is to both buried a plurality of resistance heating elements in integrated within the substrate.
特開2001−52843号 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-52843

しかしながら、従来の一体型の基材において、場所により発熱量を変更させるマルチゾーンヒータでは、一体型の基材において、局所的に高温部や低温部が形成される。 However, in the conventional substrate integrated in a multi-zone heater for changing the amount of heat generated by the location, in the substrate of an integrated, localized high temperature portion and the low temperature portion is formed. よって、抵抗発熱体が埋設された基材に局所的な応力が発生しやすい。 Therefore, local stress is likely to occur in the substrate resistance heating element is embedded. 特に、セラミックス基材は、圧縮応力に比べ引張り応力に弱い傾向がある。 In particular, a ceramic substrate, there is a weak trend in compared tensile stress to compressive stress. そのため、引張り応力が発生する高温部や低温部の周辺部において、破損が生じやすくなる。 Therefore, in the peripheral portion of the high temperature part and low temperature part of the tensile stress is generated, damage is likely to occur.

また、セラミックスヒータに限らず、基板を載置する基材として金属や樹脂を使用した基板加熱装置においても、場所による設定温度の相違に基づく応力発生の問題は存在する。 Further, not limited to the ceramic heater, even in the substrate heating apparatus using a metal or a resin as a base material for mounting a substrate, the stress generation problem based on the difference in the set temperature by location exists.

本発明は、場所により異なる温度設定を行うことによる破損を防止した基板加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a substrate heating apparatus for preventing damage caused by performing different temperature settings by location.

本発明に係る基板加熱装置は、ギャップを介して略板状になるように配置され、基板載置面を形成する複数の基材を含む基材群と、少なくとも1つの基材に設けられた抵抗発熱体とを備えることを特徴とする。 Substrate heating apparatus according to the present invention is arranged to be substantially plate-shaped with a gap, a substrate group including a plurality of substrates to form a substrate mounting surface, provided on at least one substrate characterized in that it comprises a resistance heating element.

このような基板加熱装置によれば、従来一体型であった基材を複数に分割し、分割された複数の基材をギャップを介して配置させている。 According to the substrate heating apparatus, by dividing the conventional integrated in a substrate into a plurality, and is disposed with a gap a plurality of substrates that have been divided. そのため、分割された基材ごとに異なる温度設定を行っても、ギャップの存在により一つの基材内に発生する温度勾配が抑制される。 Therefore, even if the different temperature settings for each divided substrate, temperature gradient occurring in a single substrate by the existence of a gap is suppressed. これにより、分割された基材ごとの設定温度の相違に基づき発生する応力が低減される。 Accordingly, stress generated on the basis of the difference in the set temperature of each divided substrate is reduced. 更に、ギャップにより応力の逃げ場を提供できるため、基材の破損を防止できる。 Furthermore, since it is possible to provide escape stress by a gap can be prevented damage to the substrate.

以上説明したように、本発明によれば、場所により異なる温度設定を行うことによる破損を防止した基板加熱装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a substrate heating apparatus for preventing damage caused by performing different temperature settings by location.

本発明の実施の形態に係る基板加熱装置は、基材を複数の領域毎に分割し、分割された複数の基材を基材間にギャップを設けて、複数の基材全体が1つの略板状体になるよう配置させた基板加熱装置である。 Substrate heating apparatus according to an embodiment of the present invention is to divide the substrate into each of a plurality of regions, by providing a gap between the substrate a plurality of substrates that have been divided, all of the plurality of substrates one substantially a substrate heating apparatus is arranged so that the plate-like body. 複数の基材群は、基板載置面を形成する。 A plurality of base groups forming the substrate mounting surface. また、少なくとも1つの基材に抵抗発熱体が設けられる。 The resistance heating element provided on at least one substrate.

従来一体型であった基材を複数に分割し、ギャップを介して配置させることにより、個々の基材を独立させることができる。 Dividing the conventional integrated in a substrate into a plurality, by placing over the gap, it is possible to separate the individual substrate. そのため、場所による設定温度の相違に基づく応力の発生を抑制できる。 Therefore, the generation of stress due to the difference of the set temperature by location can be suppressed. 基材の分割の形態や数は限定されず、基板加熱装置が配置される周囲の環境や所望の基板温度分布に応じて選択することができる。 Form and the number of division of the substrate is not limited and can be selected according to the surrounding environment and the desired substrate temperature distribution substrate heating apparatus is arranged. また、基材は、金属、樹脂、セラミックスいずれも使用できる。 The substrate is a metal, resin, any ceramics may be used. 以下、図面を参照して各実施の形態に係る基板加熱装置についてより具体的に説明する。 Hereinafter will be described more specifically a substrate heating apparatus according with reference to the accompanying drawings in the embodiments.

(第1の実施の形態) (First Embodiment)
第1の実施の形態に係る基板加熱装置は、基材としてセラミックスを使用したセラミックスヒータである。 Substrate heating apparatus according to the first embodiment, a ceramic heater using a ceramic as a base material. 図1(a)に、セラミックスヒータ10の断面図を示す。 In FIG. 1 (a), it shows a cross-sectional view of the ceramic heater 10. また、図1(b)に、セラミックス基材群20の平面図を示す。 Further, in FIG. 1 (b), it shows a plan view of the ceramic base group 20.

セラミックスヒータ10は、従来一体であった円盤状のセラミックス基材を中央部のセラミックス基材20Aとその外周部のセラミックス基材20Bとに二分割し、ギャップGを介して両者を同一面上に配置させたセラミックス基材群20を有する。 Ceramic heater 10, a disc-shaped ceramic substrate was integrally conventional bisected the ceramic base 20A of the central portion and the ceramic base 20B of the outer peripheral portion, both through the gap G on the same surface having arranged ceramic base group 20 was. 即ち、セラミックス基材群20は、第1基材となるセラミックス基材20Aと、第1基材の外周囲に配置される環状の第2基材となるセラミックス基材20Bとを含む。 That is, the ceramic substrate group 20 includes a ceramic base 20A serving as the first substrate, and a ceramic base 20B which is a second substrate of annular arranged around the outer periphery of the first substrate. セラミックスヒータ10では、円盤状のセラミックス基材20Aと、それを囲む円環状のセラミックス基材20Bを用いる。 In the ceramic heater 10, used a disc-shaped ceramic substrate 20A, an annular ceramic base 20B surrounding it.

セラミックス基材20Aとセラミックス基材20Bは、ギャップを介して略板状になるように配置され、基板載置面10aを形成する。 Ceramic base 20A and the ceramic substrate 20B is arranged to be substantially plate-shaped with a gap, to form a substrate mounting surface 10a. 図1では、セラミックス基材20Aとセラミックス基材20Bは、円盤状のセラミックス基材群20を形成する。 In Figure 1, the ceramic substrate 20A and the ceramic substrate 20B forms a disk-shaped ceramic base group 20. よって、被加熱体である基板5は、セラミックス基材群20の一方の面である基板載置面10a上に載置される。 Therefore, the substrate 5 is heated body is placed on the substrate mounting surface 10a which is one surface of the ceramic base group 20. 基板5には、例えば、半導体ウエハや液晶基板などがある。 The substrate 5, for example, and a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate.

抵抗発熱体30は、少なくとも1つの基材に設けられればよい。 Resistance heating element 30 is only to be provided to at least one substrate. 図1(a)では、中央部のセラミックス基材20Aには抵抗発熱体は設けず、外周部のセラミックス基材20Bに抵抗発熱体30が埋設されている。 In FIG. 1 (a), without providing the resistance heating element to the ceramic substrate 20A of the central portion, the resistance heating element 30 is embedded in the ceramic base 20B of the outer peripheral portion. 抵抗発熱体30の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図1(b)に示すように、線状の金属バルク体を螺旋状に配置させたることができる。 The shape of the resistance heating element 30 is not particularly limited, for example, as shown in FIG. 1 (b), it is possible upcoming is arranged a linear metallic bulk body spirally.

更に、セラミックスヒータ10は、セラミックス基材群20の基板載置面10aと反対の面の中央部に、直接的または間接的に接続された管状部材40を備えることができる。 Furthermore, the ceramic heater 10, the central portion of the surface opposite to the substrate mounting surface 10a of the ceramic base group 20 can comprise a tubular member 40 which is directly or indirectly connected. 例えば、図1(a)に示すように、円筒形の管状部材40は、セラミックス基材群20の基板載置面10aと反対の面(裏面)に直接接続されることができる。 For example, as shown in FIG. 1 (a), the tubular member 40 of the cylindrical can be directly connected to the substrate mounting surface 10a of the ceramic base group 20 on the opposite surface (back surface). セラミックス基材群20は、管状部材40によって裏面から支持される。 Ceramic base group 20 is supported from the back by the tubular member 40.

管状部材40は、セラミックス基材群20を支持する。 The tubular member 40 supports the ceramic base group 20. 管状部材40の端部は、装置の壁に固定できる。 End of the tubular member 40 may be fixed to a wall of the device. 管状部材40は、抵抗発熱体30の端子30T1、30T2に接続する給電線50の保護管としても機能できる。 The tubular member 40 may also function as a protecting tube of the feed line 50 connected to the terminal 30T1,30T2 of the resistance heating element 30. 管状部材40は、セラミックス基材20A,20Bそれぞれにねじ止めにより接続してもよく、ロウ付けにより接続してもよい。 The tubular member 40 is a ceramic substrate 20A, may be connected by screwing to respective 20B, may be connected by brazing.

尚、セラミックス基材群20は、使用用途や使用条件などによっては、管状部材40にかえて、簡易な支持台上や装置上に、直接または間接的に載置してもよい。 Incidentally, the ceramic substrate group 20, is depending on the intended use and use conditions, instead of the tubular member 40, a simple support base on or devices on, may be directly or indirectly mounted. この場合、支持台や装置が、セラミックス基材群20を支持する。 In this case, the support table and devices, to support the ceramic base group 20.

更に、抵抗発熱体30の端子30T1,30T2には、給電線50が接続される。 Further, the terminal 30T1,30T2 of the resistance heating element 30, the feed line 50 is connected. 端子30T1,30T2には、給電線50から電力の入力を受け、抵抗発熱体30に電力を出力する。 The terminal 30T1,30T2, receives input power from the power supply line 50, and outputs the power to the resistance heating element 30. 給電線50は、各セラミックス基材20A,20B中に埋設させずに、図1(a)に示すように、セラミックス基材20A,20Bの基板載置面10aと反対の面(セラミックス基材の外表面)に沿って配線することができる。 Feed line 50, the ceramic substrate 20A, without embedded in 20B, as shown in FIG. 1 (a), a ceramic substrate 20A, opposite to the substrate mounting surface 10a of 20B face (of the ceramic substrate can be wired along the outer surface). これによれば、給電線50としてより低抵抗な材料を使用することができ、給電線50自体からの発熱を防止できる。 According to this, it is possible to use a low resistance material from the feed line 50 can prevent heat generation from the feed line 50 itself.

尚、給電線50は、各セラミックス基材20A,20Bにそれぞれ埋設し、各セラミックス基材20A,20B内に配線してもよい。 Incidentally, the feed line 50, the ceramic base 20A, buried respectively 20B, the ceramic substrate 20A, may be wired within 20B. これによれば、給電線50がセラミックス基材外部に露出しないので、給電線50の腐食を防止できる。 Accordingly, since the feed line 50 is not exposed to the ceramic substrate outside and prevent corrosion of the feed line 50. この場合、給電線50として、セラミックス基材20A,20Bの焼成温度に耐えられる材料を使用することが好ましい。 In this case, as the feed line 50, the ceramic substrate 20A, it is preferable to use a material that can withstand the firing temperature of 20B. 例えば、給電線50として、抵抗発熱体30と同様の耐熱性導電材料を使用できる。 For example, the feed line 50, a similar heat conductive material and the resistance heating element 30 can be used. このような材料の抵抗は比較的大きいため、給電線から発熱する場合がある。 Since the relatively large resistance of the material is such, there is a case where heat is generated from the feed line.

セラミックスヒータ10では、外周部のセラミックス基材20Bのみに抵抗発熱体30を埋設している。 In the ceramic heater 10 is embedded resistance heating elements 30 only to the ceramic base 20B of the outer peripheral portion. そのため、セラミックスヒータ10の中央部、すなわちセラミックス基材20Aを低温に維持したまま、外周部のセラミックス基材20Bのみを高温に設定することができる。 Therefore, the central portion of the ceramic heater 10, i.e., while the ceramic base 20A was maintained at a low temperature, it is possible to set only the ceramic base 20B of the outer peripheral portion to a high temperature.

従来のように一体型のセラミックス基材を使用し、外周部のみを抵抗加熱体により加熱する場合は、中央部と外周部の設定温度差が一定値を超えると、中央部と外周部の境界部分で、熱勾配による強い引張り応力が発生する。 Using conventional ceramic substrate integrated as if to heat only the outer peripheral portion by the resistance heating body, when the preset temperature difference between the center portion and the peripheral portion is greater than a predetermined value, the boundary of the central portion and the peripheral portion in part, high tensile stress due to thermal gradients are generated. その結果、破損するおそれがある。 As a result, there is a risk of damage. しかし、セラミックスヒータ10では、中央部のセラミックス基材20Aと外周部のセラミックス基材20Bとの間にギャップGが設けられているため、各セラミックス基材20A,20Bが熱膨張して生じる応力を逃がす場を提供することができる。 However, the ceramic heater 10, since the gap G between the ceramic base 20B of the ceramic base 20A and the outer peripheral portion of the central portion is provided, each ceramic substrate 20A, 20B is a stress caused by thermal expansion it is possible to provide a place to escape. 更に、ギャップGの持つ断熱効果のため、各セラミックス基材は、お互いに、隣接する他のセラミックス基材の設定温度の影響を受けにくい。 Furthermore, because of the insulation effect with the gap G, each ceramic substrate, to each other, less sensitive to temperature setting of another adjacent ceramic substrate. よって、単一の基材中で大きな温度勾配が生じるのを防止するとともに、分割された各基材が独立に、より正確に温度設定することができる。 Therefore, while preventing the large temperature gradients in a single base material occurs, each substrate is divided can be independently temperature setting more accurately. したがって、場所による設定温度の相違に基づくセラミックス基材の破損を防止できる。 Accordingly, it is possible to prevent the breakage of the ceramic substrate due to the difference of the set temperature by location.

ギャップGの大きさ(ギャップGの幅)は、セラミックスヒータ10の大きさや各セラミックス基材20A,20Bの設定温度にも依存するが、0.1mm〜10mmであることが好ましい。 The size of the gap G (the width of the gap G), the size and the ceramic base 20A of the ceramic heater 10, but also on the set temperature 20B, is preferably 0.1 mm to 10 mm. ギャップGを0.1mm以上とすることにより、加熱時の熱膨張により隣接するセラミックス基材20A,20B同士が接触することを防止でき、破損をより一層防止できる。 By the gap G and above 0.1 mm, the ceramic base 20A adjacent the thermal expansion during the heating, can be prevented 20B contact each other, it can be further prevented from being damaged. ギャップGを10mm以下とすることにより、ギャップGがコールドゾーンとなることを防止でき、基板5の均熱化を図ることができる。 By the gap G and 10mm or less, it is possible to prevent the gap G becomes cold zone, it is possible to soaking of the substrate 5. ギャップGは、より好ましくは0.2mm〜5mm、さらに好ましくは0.4mm〜3mmとできる。 Gap G is more preferably 0.2 mm and 5 mm, still more preferably a 0.4Mm~3mm.

セラミックスヒータ10のように、中央部のセラミックス基材20Aを低温に保持し、外周部のセラミックス基材20Bのみを高温に設定する使用方法は、例えばハロゲンランプ等を用いたランプ加熱装置を併用し、基板5を加熱する場合に好適に使用される。 As the ceramic heater 10, holds a ceramic base 20A of the central portion to the low temperature, the method used to set only the ceramic base 20B of the outer peripheral portion to a high temperature, for example in combination with a lamp heating device using a halogen lamp or the like It is suitably used in the case of heating the substrate 5. すなわち、基板5の中央部に関しては、基板5の上方に配置したランプ加熱装置からの放射で基板を加熱できる。 That is, for the central portion of the substrate 5, can heat the substrate with radiation from lamp heating device disposed above the substrate 5. 一方、基板5の外周部は、放熱が大きく冷え易いため、ランプ加熱装置のみでは基板5の中央部ほど温度が上がらない。 On the other hand, the outer peripheral portion of the substrate 5, liable cooled radiator is large, only the lamp heating device temperature does not rise enough to the center of the substrate 5. よって、セラミックスヒータ10で、基板5の外周部のみを加熱することで、基板5全体の温度の均熱化を図ることができる。 Therefore, in the ceramic heater 10, to heat only the outer peripheral portion of the substrate 5, it is possible to soaking temperature across the substrate 5.

次に、セラミックスヒータ10の各構成材料について、より具体的に説明する。 Next, each constituent material of the ceramic heater 10 will be described more specifically. セラミックス基材群20の材質は特に限定されないが、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al 23 )、窒化珪素(SiN )、炭化珪素(SiC)、ムライト(A l6 Si 213 )、窒化ホウ素(BN)、サイアロン(Si 6-z Al zz8-z )などを使用できる。 The material of the ceramic base group 20 is not particularly limited, aluminum nitride (AlN), alumina (Al 2 O 3), silicon nitride (SiN x), silicon carbide (SiC), mullite (A l6 Si 2 O 13) , boron nitride (BN), etc. sialon (Si 6-z Al z O z N 8-z) can be used. セラミックス基材20A,20Bは、窒化アルミニウムを含むことが好ましい。 Ceramic base 20A, 20B preferably includes aluminum nitride. これによれば、セラミックス基材20A,20Bは、高い熱伝導性を有することができ、基板載置面10aの均熱性をより高めることができる。 According to this, the ceramic base 20A, 20B may have a high thermal conductivity, it is possible to increase the temperature uniformity of the substrate mounting surface 10a.

基板載置面10aは、平坦な面に限られない。 The substrate mounting surface 10a is not limited to a flat surface. 基板載置面10aにエンボス加工(凹凸加工)を施したり、基板5の大きさにあわせた溝を形成したり、パージガス用の溝を形成したりしてもよい。 Or subjected embossing (roughened) to the substrate mounting surface 10a, or a groove matching the size of the substrate 5, or to form a groove for purge gas. 更に、セラミックス基材20A,20Bには、必要に応じて、リフトピン挿入用の貫通孔を形成してもよい。 Further, the ceramic substrate 20A, the 20B, if necessary, may be formed through holes for lift pins inserted.

また、セラミックス基材群20の全体形状や大きさ、中央部のセラミックス基材20A、及び、外周部のセラミックス基材20Bの形状や大きさは限定されない。 Moreover, the overall shape and size of the ceramic base group 20, the central portion of the ceramic base 20A, and the shape and size of the outer peripheral portion of the ceramic base 20B is not limited. セラミックス基材群20の全体形状や大きさ、中央部のセラミックス基材20A、及び、外周部のセラミックス基材20Bの形状や大きさは、基板載置面10aに載置する基板5の形状や大きさ、加熱源として組み合わせるランプ加熱ヒータの大きさや形状などの加熱条件や、セラミックスヒータ10周囲の装置条件などに応じて最適なものを選択できる。 The overall shape and size of the ceramic base group 20, the central portion of the ceramic base 20A, and the shape and size of the outer peripheral portion of the ceramic base 20B is Ya shape of the substrate 5 to be placed on the substrate mounting surface 10a size, heating conditions and the size and shape of the lamp heater combined as a heating source, can select an optimum in accordance with the ceramic heater 10 around the unit conditions.

例えば、セラミックス基材群20の全体形状は、基板5の形状や大きさなどに合わせて、円盤状の他に、矩形などの多角形の平板状にすることができる。 For example, the overall shape of the ceramic base group 20, in accordance with the shape or size of the substrate 5, in addition to the disc shape, can be polygonal plate-shaped such as a rectangle. また、セラミックス基材20Aの平面形状は、円形、矩形などの多角形とすることができる。 The planar shape of the ceramic base 20A may be circular, polygonal such as rectangles. 例えば、セラミックス基材20Aの平面形状は、直径50mm〜150mmの円径や、幅が50mm〜150mmの多角形などにできる。 For example, the planar shape of the ceramic base 20A is circle diameter and the diameter of 50 mm to 150 mm, the width can be in such polygon 50 mm to 150 mm. また、外周部のセラミックス基材20Bの平面形状は、例えば、円環状や角環状の環状とすることができる。 The planar shape of the outer peripheral portion of the ceramic base 20B, for example, may be an annular or rectangular annular ring. 例えば、セラミックスヒータ10を直径200mm〜300mmの基板5の基板加熱装置として使用する場合は、セラミックス基材20Bの外径を約200mm〜400mmとできる。 For example, when using a ceramic heater 10 as the substrate heating apparatus of the substrate 5 with a diameter 200mm~300mm is the outer diameter of the ceramic base 20B can be about 200Mm~400mm.

抵抗発熱体30が、モリブデンまたはタングステンの少なくとも1つを含むことが好ましい。 Resistance heating element 30 preferably includes at least one of molybdenum or tungsten. 例えば、抵抗発熱体30として、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、モリブデンカーバイド(MoC)、タングステンカーバイド(WC)等の高融点導電材料などを用いることができる。 For example, the resistance heating element 30, molybdenum (Mo), tungsten (W), molybdenum carbide (MoC), and high-melting-point conductive material tungsten carbide (WC) or the like can be used. 抵抗発熱体30は、高融点導電材料に限定されず、Ni、TiN、TiC、TaC、NbC、HfC、HfB 2 、ZrB 2 、カーボンなどを用いることができる。 Resistance heating element 30 is not limited to the high-melting-point conductive material, it is possible to use Ni, TiN, TiC, TaC, NbC, HfC, HfB 2, ZrB 2, carbon and the like. また、抵抗発熱体30は、図1(b)に示すような線状のものに限らず、リボン状、メッシュ状、コイルスプリング状、シート状、印刷抵抗発熱体など、様々な形態のものを使用できる。 The resistance heating element 30 is not limited to linear, as shown in FIG. 1 (b), ribbon-like, mesh-like, a coil spring shape, a sheet shape, such as printing resistance heating element, those various forms It can be used. また、図1(a)では、抵抗発熱体30をセラミックス基材20B内に埋設させているが、抵抗発熱体30の設け方は限定されない。 Further, in FIG. 1 (a), but the resistance heating element 30 is made to buried in the ceramic base 20B, method of providing a resistive heating element 30 is not limited. 例えば、抵抗発熱体30は、セラミックス基材20Bの裏面(基板載置面10aと反対の面)に設けられてもよい。 For example, the resistance heating element 30 may be provided on the back surface of the ceramic base 20B (a surface opposite to the substrate mounting surface 10a).

管状部材40は、金属又はセラミックスの少なくとも1つを含むことが好ましい。 The tubular member 40 preferably includes at least one metal or ceramic. 管状部材40は、セラミックス基材20A,20Bと同質のセラミックスで形成されることがより好ましい。 The tubular member 40 is a ceramic substrate 20A, it is more preferably formed in 20B and homogeneous ceramic.

給電線50は、ニッケルまたはアルミニウムの少なくとも1つを含むことが好ましい。 Feed line 50 preferably includes at least one of nickel or aluminum. 例えば、給電線50として、直径が約1mmのニッケル(Ni)線やアルミニウム(Al)線などの低抵抗金属線を使用することができる。 For example, the feed line 50, can be used a low-resistance metal wire, such as diameter of about 1mm of nickel (Ni) wire and an aluminum (Al) wire.

次に、セラミックスヒータ10の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the ceramic heater 10. まず、円盤状(平面形状が円形)のセラミックス基材20Aと、抵抗発熱体30を埋設した円環状のセラミックス基材20Bとを作製する。 First, a disc-shaped (planar shape circular) to produce a ceramic substrate 20A of an annular ceramic substrate 20B which are embedded resistive heating element 30.

抵抗発熱体30を有さないセラミックス基材20Aは、セラミックス原料粉と焼結助剤を混合、攪拌し、スプレードライヤーで造粒して造粒粉を作製する。 Ceramic base 20A without the resistance heating element 30, mixing the ceramic raw material powder and the sintering aid, and stirred to prepare a granulated powder granulated by a spray dryer. 造粒粉を金型に充填してプレスして成形体を作製し、成形体を、例えば、ホットプレス法や常圧焼結法などを用いて焼成する。 Was pressed to form a compact filling the granulated powder into a mold, the molded body, for example, fired by using a hot press method or atmospheric sintering method.

抵抗発熱体30を埋設した円環状のセラミックス基材20Bは、セラミックス原料粉と焼結助剤を混合、攪拌し、スプレードライヤーで造粒して造粒粉を作製する。 An annular ceramic base 20B which is embedded resistance heating body 30, mixing the ceramic raw material powder and the sintering aid, and stirred to prepare a granulated powder granulated by a spray dryer. 造粒粉を金型に充填してプレスして予備成形体を作製する。 Filling the granulated powder into a mold to produce a preform and pressing. 予備成形体上に回巻体に加工した抵抗発熱体30を載せ、その上からセラミックス粉末を充填してプレスし、抵抗発熱体30を埋設した成形体を作製する。 Placing the resistance heating element 30 which is processed in turn winding body onto the preform, and pressed to fill a ceramic powder thereon, to produce a buried resistive heating element 30 compact. 成形体を、例えば、ホットプレス法や常圧焼結法などを用いて焼成する。 The molded body, for example, fired by using a hot press method or atmospheric sintering method.

セラミックス基材20A,20Bの作製工程で、セラミックス原料粉として窒化アルミニウム粉を使用し、ホットプレス法で焼成する場合は、窒素中で1700℃〜2000℃の温度で約1時間〜10時間焼成することが好ましい。 Ceramic base 20A, at 20B the manufacturing process, by using the aluminum nitride powder as a raw material powder of ceramics, when fired at a hot pressing method, calcined for about 1 hour to 10 hours at a temperature of 1700 ° C. to 2000 ° C. in a nitrogen it is preferable. ホットプレス時の圧力は、20kgf/cm 2 〜1000kgf/cm 2であることが好ましい。 The pressure during hot pressing is preferably 20kgf / cm 2 ~1000kgf / cm 2 . より好ましい圧力は、100kgf/cm 2 〜400kgf/cm 2である。 More preferred pressure is 100kgf / cm 2 ~400kgf / cm 2 . ホットプレス法は、焼結時に一軸方向に圧力がかかるため、抵抗発熱体30を埋設する場合は、抵抗発熱体30と周囲のセラミックス基材20Bとの密着性を良好にできる。 Hot pressing, because it takes pressure in a uniaxial direction during sintering, when embedding the resistive heating element 30, the adhesion between the resistance heating element 30 and the surrounding ceramic base 20B can be improved. また、抵抗発熱体30として金属などのバルク体を使用した場合はホットプレス焼成時にかかる圧力で変形することがない。 Moreover, not be deformed by the pressure applied during the hot press firing if a resistive heating element 30 using bulk material such as metal. 得られた焼結体は、必要に応じて表面研磨を行い、端子30T1、30T2を接続するための孔や、リフトピン挿入用の貫通孔を形成する。 The resulting sintered body was surface polishing as necessary, and holes for connecting the terminals 30T1,30T2, to form a through-hole of the lift pin insertion.

更に、円盤状のセラミックス基材20Aと円環状のセラミックス基材20BとのギャップGが約0.1mm〜10mmとなるように、セラミックス基材20Aの外径もしくはセラミックス基材20Bの内径を調整する。 Further, as the gap G between the disc-shaped ceramic substrate 20A and an annular ceramic base 20B is about 0.1 mm to 10 mm, to adjust the outer diameter or the inner diameter of the ceramic base 20B of the ceramic base 20A . より好ましくは0.2〜5mmとなるように調整する。 More preferably adjusted to be 0.2 to 5 mm.

尚、上述する製造方法では、セラミックス基材20Aとセラミックス基材20Bをそれぞれ独立の成形工程、焼成工程で作製しているが、一体型のセラミックス基材の成形体又は焼結体を作製した後に、研削作業により中央部と外周部とに分割して、セラミックス基材20Aとセラミックス基材20Bを作製してもよい。 Incidentally, after the manufacturing method of above, independent of the molding process the ceramic base 20A and the ceramic substrate 20B, although produced in the firing process, produced a molded body or a sintered body of ceramic substrate of the integrated is divided into a central portion and the peripheral portion by grinding, it may produce a ceramic substrate 20A and the ceramic substrate 20B.

次に、別途作製した管状部材40をセラミックス基材群20(セラミックス基材20Aと20B)に取り付ける。 Then, attach the tubular member 40 which is separately fabricated ceramic base group 20 (the ceramic substrate 20A and 20B). 管状部材40をセラミックスで形成する場合、例えば、セラミックス基材20A,20Bと同質の材料を用いて形成する場合には、セラミックス基材20A,20Bとほぼ同様にして、成形、焼成を行い、加工する。 When forming the tubular member 40 of ceramics, for example, in the case of forming using the ceramic base 20A, and 20B of the same quality of material, the ceramic base 20A, in much the same way as 20B, perform molding, sintering, machining to. 成形方法は、種々の方法を使用できるが、比較的複雑な形状の成形に適した、CIP(Cold Isostatic Pressing)法やスリップキャスト等を使用することが好ましい。 Molding method is a variety of methods can be used, suitable for molding of a relatively complicated shape, it is preferable to use a CIP (Cold Isostatic Pressing) method, slip casting or the like. 焼成方法も、種々の方法を使用できるが、成形体形状が複雑なため、常圧焼成法を用いて焼成することが望ましい。 Firing methods, but various methods can be used, because it is complicated moldings shape, it is preferable to calcination using a normal pressure firing method. セラミックス原料粉として窒化アルミニウム粉を使用する場合は、窒素中、1700℃〜2000℃で、約1時間〜10時間焼成することができる。 When using the aluminum nitride powder as the ceramic raw material powder in nitrogen at 1700 ° C. to 2000 ° C., it can be fired from about 1 hour to 10 hours. そして、焼結体表面及びセラミックス基材群20との接合面のラッピング加工などを行う。 Then, the lapping process of the bonding surface between the surface of the sintered body and the ceramic substrate group 20. 得られた管状部材40を、各セラミックス基材20A,20Bと、例えば、ネジ止めやロウ付けにより接続する。 The resulting tubular member 40, the ceramic base 20A, and 20B, for example, be connected by screwing or brazing.

なお、管状部材40を金属で形成する場合は、金属管を研削加工することにより、管状部材40を作製する。 In the case of forming a tubular member 40 of metal, by grinding the metal tube to produce a tubular member 40. 管状部材40を金属で形成した場合は、給電線50を、絶縁性を確保するために、アルミナの絶縁管内に収納することが好ましい。 If the tubular member 40 is formed of metal, a feed line 50, in order to ensure insulation, it is preferable to house the insulating tube of alumina.

このようなセラミックスヒータ10は、従来一体であったセラミックス基材群20を、円盤状(平面形状が円形)のセラミックス基材20Aと、抵抗発熱体30を埋設した円環状のセラミックス基材20Bとに分割して構成している。 Such ceramic heater 10, a conventional ceramic substrate group 20 were integrated, and the ceramic substrate 20A of the disk-shaped (planar shape circular), the ceramic substrate 20B of annular buried resistance heating elements 30 It is configured by being divided into. 更に、両者の間に所定のギャップを設けている。 Furthermore, with a predetermined gap therebetween. そのため、セラミックス基材群20の中央部と外周部を異なる温度に設定することが可能である。 Therefore, it the central portion and the peripheral portion of the ceramic base group 20 can be set to different temperatures. しかも、それぞれの設定温度に差が生じてもギャップGの存在により、単一のセラミックス基材中に急激な温度勾配が形成されるのを阻止できる。 Moreover, the presence of the gap G be a difference in the respective set temperature occurs, that the rapid temperature gradient in a single ceramic substrate is formed can be prevented. そのため熱応力の発生による破損を防止できる。 Therefore it is possible to prevent the damage caused by the generation of heat stress. 特に、基板載置面10aの面内の位置によりセラミックス基材20A,20Bの設定温度差が20℃以上あるような場合は、セラミックス基材を分割したことによるセラミックス基材内に発生する熱応力の抑制効果が大きい。 In particular, the thermal stress ceramic base 20A by the position of the plane of the substrate mounting surface 10a, the set temperature difference 20B is case that more than 20 ° C. is generated in the ceramic base due to the dividing the ceramic base suppression effect is large. 隣接するセラミックス基材間の温度差が50℃以上ある場合においてもセラミックス基材の破損を防止できる。 Damage to the ceramic substrate can be prevented even when the temperature difference between the adjacent ceramic substrate is more than 50 ° C..

このようなセラミックスヒータ10は、例えば、半導体製造工程や液晶製造工程において用いられる半導体ウエハや液晶基板などの基板を加熱する基板加熱装置として好適に利用できる。 Such ceramic heater 10, for example, can be suitably used as a substrate heating apparatus for heating a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate used in the semiconductor manufacturing processes and liquid crystal manufacturing process. 基材が耐腐食性に優れるセラミックスで形成されており、かつ抵抗発熱体30がセラミックス基材20B内に埋設されて外部に露出していないため、腐食性ガスを使用することが多いCVD(Chemical Vapor Deposition)装置やドライエッチング装置内で好適に使用できる。 Since the substrate is formed of ceramics having excellent corrosion resistance, and the resistance heating element 30 is embedded in the ceramic base 20B is not exposed to the outside, often using a corrosive gas CVD (Chemical Vapor Deposition) can be suitably used in the apparatus and a dry etching apparatus.

(第2の実施の形態) (Second Embodiment)
第2の実施の形態に係る基板加熱装置も、基材としてセラミックスを使用したセラミックスヒータ11である。 Substrate heating apparatus according to the second embodiment also, a ceramic heater 11 using a ceramic as a base material. 図2(a)に、セラミックスヒータ11の断面図を、図2(b)には、セラミックス基材群21の平面図をそれぞれ示す。 In FIG. 2 (a), a cross-sectional view of the ceramic heater 11, in FIG. 2 (b) shows a plan view of the ceramic base group 21, respectively. セラミックスヒータ11も、従来一体であった円盤状のセラミックス基材を中央部のセラミックス基材21Aとその外周部のセラミックス基材21Bとに分割し、ギャップGを介して両者を同一面上に配置したセラミックス基材群21を有する。 Ceramic heater 11 also divides the disc-shaped ceramic substrate was integrally conventionally ceramic base 21A of the central portion and the ceramic base 21B of the outer peripheral portion, disposed on the same plane both through the gap G having a ceramic base group 21 has. セラミックスヒータ11では、中央部のセラミックス基材21A内にも抵抗発熱体31を埋設させている点と、セラミックス基材群21と管状部材41の間に板状の補助部材70を有している点が第1の実施の形態に係るセラミックスヒータ10と主に異なる。 In the ceramic heater 11 has a point that also is embedded resistance heating element 31 in the ceramic base 21A of the central portion, the plate-shaped auxiliary member 70 between the ceramic base group 21 and the tubular member 41 points are mainly different from the ceramic heater 10 according to the first embodiment.

セラミックスヒータ10と同様に、セラミックスヒータ11でも、各セラミックス基材の温度設定の影響を隣接する他のセラミックス基材が影響を受けにくく、各セラミックス基材が独立により正確な温度設定が可能になる。 Similar to the ceramic heater 10, even the ceramic heater 11, another ceramic substrate adjacent the influence of temperature setting is hardly influenced by the ceramic base, the ceramic substrate is made possible accurate temperature set by independent . また、ギャップGの存在により、セラミックス基材21A,21B中に生じる温度勾配が抑制されるとともに、応力の逃げ場を提供できるため、応力による破損を防止できる。 Moreover, the presence of the gap G, the ceramic substrate 21A, the temperature gradient is suppressed that occurs during 21B, because it can provide escape the stress can be prevented from being broken due to stress.

さらに、分割した各セラミックス基材21A、21Bが独立に抵抗発熱体31、30を有している。 Furthermore, the ceramic base 21A is divided, 21B has a resistance heating element 31 and 30 independently. 具体的には、セラミックス基材21Aには、端子31T1,31T2を持つ抵抗発熱体31が設けられており、セラミックス基材21Bには、端子30T1,30T2を持つ抵抗発熱体30が設けられている。 More specifically, the ceramic substrate 21A has the resistance heating element 31 having a terminal 31T1,31T2 is provided on the ceramic base 21B, the resistance heating element 30 having a terminal 30T1,30T2 is provided . 即ち、セラミックス基材21A,21Bごとに、独立した端子を持つ抵抗発熱体が設けられている。 That is, the ceramic substrate 21A, for each 21B, the resistance heating body is provided with a separate terminal. 端子30T1,30T2には、給電線51から電力の入力を受け、抵抗発熱体30に電力を出力する。 The terminal 30T1,30T2, receives input power from the power supply line 51, and outputs the power to the resistance heating element 30. 端子31T1,31T2には、給電線52から電力の入力を受け、抵抗発熱体31に電力を出力する。 The terminal 31T1,31T2, receives input power from the power supply line 52, and outputs the electric power to the resistance heating element 31. そのため、セラミックス基材21A、21Bごとのより細やかな温度管理が可能になる。 Therefore, the ceramic substrate 21A, thereby enabling more delicate temperature control for each 21B. また、中央部のセラミックス基材21Aの温度を外周部のセラミックス基材21Bより下げることも上げることも可能である。 It is also can be increased to lower the temperature of the ceramic base 21A of the central portion from the ceramic base 21B of the outer peripheral portion.

また、セラミックスヒータ11は、セラミックス基材群21の基板載置面11aと反対の面に接して配置される、板状の補助部材70を備えている。 Further, the ceramic heater 11 is disposed in contact with the opposite surface to the substrate mounting surface 11a of the ceramic base group 21, and a plate-shaped auxiliary member 70. そのため、セラミックス基材群21を板状の補助部材70上に載置できる。 Therefore, it places the ceramic base group 21 on plate-shaped auxiliary member 70. よって、複数のセラミックス基材21A,21Bを含むセラミックス基材群21をより簡易に、同一平面上に支持できる。 Therefore, a plurality of ceramic substrate 21A, the ceramic base group 21 comprising 21B more easily, can be supported on the same plane. そのため、セラミックス基材群21に含まれるセラミックス基材の数(分割数)を増やしたり、より複雑な分割をしたりすることもできる。 Therefore, or increase the number of ceramic substrates contained in ceramic base group 21 (division number), it may be subjected to a more complex division.

補助部材70の大きさや形状は特に限定されない。 The size and shape of the auxiliary member 70 is not particularly limited. 例えば、セラミックス基材群21全体より広くすることにより、セラミックス基材群21を安定して支持できる。 For example, by widening than the whole ceramic base group 21, the ceramic base group 21 can be stably supported. しかし、必ずしもその必要はなく、セラミックス基材群21を支持でき、給電線51や熱電対62を被覆できる大きさと形状を有すればよい。 However, it is not always necessary that can support the ceramic base group 21 may if it has a size and shape capable of covering the feed line 51 and thermocouple 62.

図2(a)に示すように、抵抗発熱体30の端子30T2に接続される給電線51や熱電対62は、セラミックス基材21Bに埋設されずに、セラミックス基材群と補助部材との間に配線されることが好ましい。 As shown in FIG. 2 (a), the feed line 51 and thermocouple 62 which is connected to the terminal 30T2 of the resistance heating element 30 is not embedded in the ceramic base 21B, between the ceramic base group and the auxiliary member it is preferably wired. 例えば、給電線51と熱電対62は、セラミックス基材群21、具体的には、セラミックス基材21Bの基板載置面11aと反対の面(裏面)に沿って配線できる。 For example, the feed line 51 and the thermocouple 62, the ceramic substrate group 21, specifically, can be routed along the surface opposite to the substrate mounting surface 11a of the ceramic base 21B (rear face). また、給電線51と熱電対62は、セラミックス基材群21に代えて、補助部材70の表面に沿って配線してもよい。 Furthermore, the feed line 51 and the thermocouple 62 in place of the ceramic base group 21 may be routed along the surface of the auxiliary member 70. これによれば、給電線51として、抵抗発熱体とは異なる、より低抵抗な導体、例えばNiやアルミニウムなどの細線を使用することができる。 According to this, as the feed line 51, different from the resistance heating element, lower resistance conductor, for example a thin wire, such as Ni or aluminum can be used. したがって、給電線51自身の発熱を抑制できる。 Therefore, it is possible to suppress the heat generation of the power supply line 51 itself. そのため、セラミックス基材21A,21Bごとの精度の高い温度制御とあいまって、より精度の高い温度制御が可能になる。 Therefore, the ceramic substrate 21A, coupled with precise temperature control for each 21B, thereby enabling more accurate temperature control.

更に、セラミックス基材群21の基板載置面11aと反対の面(裏面)上に補助部材70を配置することにより、補助部材70によって給電線51や熱電対62が覆われている。 Further, by arranging the auxiliary member 70 on the substrate mounting surface 11a opposite to the surface of the ceramic base group 21 (the back surface), the feed line 51 and the thermocouple 62 is covered by the auxiliary member 70. したがって、腐食性ガス中での使用でも、給電線51や熱電対62の腐食を防止できる。 Therefore, even in use in corrosive gas, it can prevent corrosion of the feed line 51 and thermocouple 62.

しかも、管状部材41が、補助部材70を介して、セラミックス基材群21の基板載置面11aと反対の面の中央部に接続されている。 Moreover, the tubular member 41, through an auxiliary member 70 is connected to a central portion of the opposite surface to the substrate mounting surface 11a of the ceramic base group 21. このような管状部材41は、各セラミックス基材21A,21Bの支持体として機能する。 Such tubular member 41 functions as a support for the ceramic base 21A, 21B. しかも、管状部材41内に給電線51,52と熱電対61,62を収納することができる。 Moreover, it is possible to house the feeder lines 51, 52 and thermocouple 61 and 62 within the tubular member 41. そして、管状部材41内を不活性ガスでパージしたり、外部環境と遮断することにより、給電線51,52と熱電対61,62の腐食を防止できる。 Then, the tubular member 41 or purged with an inert gas, by blocking the external environment, can prevent corrosion of the feed lines 51, 52 and thermocouple 61.

補助部材70の材質は限定されないが、絶縁性を有することが好ましい。 The material of the auxiliary member 70 is not limited, preferably it has an insulating property. 補助部材70は、セラミックスヒータ11の使用温度範囲で十分な耐熱性を有することが好ましい。 Assisting member 70 preferably has sufficient heat resistance at the operating temperature range of the ceramic heater 11. 例えば、300℃以下の比較的低温で使用する場合は、補助部材70を、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアプラスティック材料で形成することが可能である。 For example, when used in a relatively low temperature of 300 ° C. or less, the auxiliary member 70, it is possible to form a polyimide, an engineer plastic material such as polyetheretherketone. 400℃以上の高温雰囲気で使用する場合は、補助部材70は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、ムライト、窒化ホウ素、サイアロン等のセラミックスを含むことが好ましい。 When used in a high temperature atmosphere of 400 ° C. or higher, the auxiliary member 70, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, mullite, boron nitride, also include a ceramic sialon or the like. さらに、セラミックス基材群21と補助部材70との接続部分において熱膨張係数の相違に基因する熱応力の発生を抑制するためには、補助部材70をセラミックス基材群21と同じ主成分を持つセラミックスで形成することが好ましい。 Furthermore, in order to suppress the generation of thermal stress attributed to the difference in thermal expansion coefficient in the connection portion between the ceramic base group 21 and the auxiliary member 70, an auxiliary member 70 having the same main component as the ceramic base group 21 it is preferably formed of ceramics.

なお、補助部材70は、セラミックス基材群21と接する面に、給電線51や熱電対62をガイドするガイド用溝を備えることが好ましい。 The auxiliary member 70, the surface in contact with the ceramic base group 21 is preferably provided with a guide groove for guiding the electric supply line 51 and thermocouple 62. また、セラミックス基材群21がガイド用溝を備えてもよい。 Further, the ceramic substrate group 21 may be provided with a guide groove.

補助部材70とセラミックス基材群21との接続は、ねじ止めで行うことが好ましい。 Connection between the auxiliary member 70 and the ceramic substrate group 21, is preferably performed by screwing. 接続作業が簡易化でき、分解修理も容易に可能となるからである。 Connecting operation can be simplified, because the readily possible overhaul. なお、セラミックスヒータ11を腐食性ガス中で使用する場合や、200℃以上の高温で使用する場合は、インコネル等のNi基合金のネジや、カーボンやセラミックスのネジを使用してネジ止めすることが好ましい。 Incidentally, or when using a ceramic heater 11 in a corrosive gas, when used at a high temperature of at least 200 ° C., the screw and the Ni-based alloy such as Inconel, to set screw using screws carbon and ceramics It is preferred. また、熱膨張係数の相違による熱応力の発生を防止するためには、セラミックス基材群21、補助部材70及びネジ止めに用いるネジを、同一のセラミックス、例えば窒化アルミニウムで形成することが好ましい。 Further, in order to prevent the occurrence of thermal stress due to difference in thermal expansion coefficient, ceramic base group 21, the screws used for the auxiliary member 70 and screwing the same ceramics, for example, it is preferable to form aluminum nitride. Ni基合金のネジを使用する場合はセラミックス基体のめねじ部にNi基合金のヘリサートを入れておくとよい。 When using the screw of the Ni-base alloy may want to put helical insert of the Ni-base alloy into the internal thread portion of the ceramic base.

セラミックスヒータ11の製造方法は、セラミックスヒータ10の製造方法と基本的に同じ手順を使用できる。 Method of manufacturing a ceramic heater 11, the manufacturing method essentially the same procedure of the ceramic heater 10 can be used. 例えば抵抗発熱体が埋設されたセラミックス基材21Aは、セラミックス基材20Bと同様に抵抗発熱体31を埋設した成形体を作製し、この成形体を焼成すればよい。 For example the ceramic base 21A of the resistance heating element is embedded is to prepare a molded body embedded resistance heating element 31 similarly to the ceramic base 20B, may be firing the shaped body.

また、補助部材70を窒化アルミニウム等のセラミックスで作製する場合は、セラミックス基材群の製造方法と同様な条件で成形、焼成を行い、焼結体を作製するとよい。 In the case of manufacturing an auxiliary member 70 in ceramics such as aluminum nitride is formed under the same conditions as the method of manufacturing the ceramic base group and fired, it is preferable to prepare a sintered body. 補助部材70を樹脂材料で形成する場合は、市販の樹脂材料を円盤状に加工したり、射出成形したりできる。 When forming the auxiliary member 70 of a resin material, or by processing the commercially available resin materials into a disc may or injection molding.

更に、補助部材70と管状部材41は、セラミックス一体焼結体としてもよい。 Furthermore, the auxiliary member 70 and the tubular member 41 may be a ceramic integrally sintered body. 即ち、同一のセラミックスで補助部材70と管状部材41を備える一体焼結体を作製してもよい。 In other words, it may be produced integrally sintered body having an auxiliary member 70 and the tubular member 41 in the same ceramics.

このようなセラミックスヒータ11によれば、従来一体であったセラミックス基材を、抵抗発熱体31を埋設した円盤状(平面形状が円形)のセラミックス基材21Aと、抵抗発熱体30を埋設した円環状のセラミックス基材21Bとに分割して構成する。 According to the ceramic heater 11, a conventional ceramic substrate was integrally, a disk shape with embedded resistance heating elements 31 (the planar shape circular) is embedded with ceramic base 21A of the resistance heating element 30 yen make up is divided into an annular ceramic base 21B. 更に、両者の間には所定のギャップGがある。 Further, between the two there is a predetermined gap G. そのため、セラミックス基材群21の中央部と外周部を異なる温度に設定することが可能である。 Therefore, it the central portion and the peripheral portion of the ceramic base group 21 can be set to different temperatures. 更に、それぞれの設定温度に差が生じてもギャップの存在により、単一のセラミックス基材中に急激な温度勾配が形成されるのを阻止できる。 Furthermore, the existence of a gap even if there is a difference in the respective set temperatures, from rapid temperature gradient in a single ceramic substrate is formed can be prevented. そのため熱応力の発生による破損を防止できる。 Therefore it is possible to prevent the damage caused by the generation of heat stress. 隣接するセラミックス基材間の温度差が50℃以上ある場合においてもセラミックス基材の破損を防止できる。 Damage to the ceramic substrate can be prevented even when the temperature difference between the adjacent ceramic substrate is more than 50 ° C..

さらに、セラミックスヒータ11は板状の補助部材70を有し、セラミックス基材群21を補助部材70上に載置できる。 Further, the ceramic heater 11 has a plate-shaped auxiliary member 70 can be placed on the ceramic substrate group 21 on the auxiliary member 70. そのため、分割された複数のセラミックス基材21A,21Bを安定して保持できる。 Therefore, a plurality of divided ceramic base 21A, and 21B can be held stably. しかも、補助部材70によって、セラミックス基材群21と補助部材70との間に配線された給電線51や熱電対62が被覆される。 Moreover, the auxiliary member 70, the feed line 51 and thermocouple 62 which is wired between the ceramic base group 21 and the auxiliary member 70 is coated. よって、給電線51や熱電対62の露出を防止できる。 Therefore, it is possible to prevent exposure of the feeder lines 51 and thermocouple 62. そのため、セラミックスヒータ11は腐食ガス中で使用できる。 Therefore, the ceramic heater 11 can be used in corrosive gas.

(第3の実施の形態) (Third Embodiment)
図3に、第3の実施の形態に係るセラミックスヒータ12の断面図を示す。 Figure 3 shows a cross-sectional view of the ceramic heater 12 according to the third embodiment. 第3の実施の形態に係る基板加熱装置も、基材としてセラミックス基材を使用したセラミックスヒータ12である。 Substrate heating apparatus according to the third embodiment is also a ceramic heater 12 using a ceramic substrate as a base material. 即ち、セラミックスヒータ12でも、セラミックスヒータ11と同様に、従来一体であった円盤状のセラミックス基材を中央部のセラミックス基材22Aとその外周部のセラミックス基材22Bとに分割している。 That is, even the ceramic heater 12, similarly to the ceramic heater 11 divides the disc-shaped ceramic substrate was integrally conventionally ceramic base 22A of the central portion and the ceramic base 22B of the outer peripheral portion. 更に、各セラミックス基材22A,22B内に、抵抗発熱体30、31と、静電チャック電極80A、80Bが埋設されている。 Furthermore, the ceramic base 22A, in 22B, the resistance heating elements 30 and 31, the electrostatic chuck electrodes 80A, 80B are embedded.

具体的には、セラミックスヒータ12の各セラミックス基材22A、22B中にそれぞれ、面状の静電チャック電極80A、80Bが埋設されている。 Specifically, the ceramic base 22A of the ceramic heater 12, respectively in 22B, planar electrostatic chuck electrodes 80A, 80B are embedded. セラミックスヒータ11は、静電チャック電極80A、80Bを有することにより、基板5を各セラミックス基材22A、22Bに密着固定させることができる。 Ceramic heater 11, the electrostatic chuck electrodes 80A, by having a 80B, can be closely fixed to the substrate 5 each ceramic base 22A, the 22B. 即ち、セラミックスヒータ12は、静電チャック機能を備えることにより、基板載置面に載置した基板を基板載置面との良好な密着性を持って固定できる。 In other words, the ceramic heater 12 is provided with the electrostatic chuck function, the substrate placed on the substrate mounting surface can be fixed with good adhesion to the substrate mounting surface. したがって、セラミックスヒータ12による基板5の温度制御をより効率良く、より正確に行うことが可能になる。 Thus, more efficiently the temperature control of the substrate 5 by the ceramic heater 12, it is possible to perform more accurately.

更に、この静電チャック電極80A、80Bと同じようにして、高周波電極(RF電極)を各セラミックス基材22A、22B中に埋設してもよい。 Furthermore, the electrostatic chuck electrodes 80A, in the same way as 80B, each ceramic base 22A of the high-frequency electrode (RF electrode) may be embedded in 22B. これによれば、セラミックスヒータ12は、プラズマを発生できる。 According to this, the ceramic heater 12 can generate plasma. 即ち、静電チャック電極又は高周波電電極少なくとも1つを基材に埋設できる。 That is, one of at least an electrostatic chuck electrode or the high-frequency electrode can be embedded in the substrate.

静電チャック電極80A、80Bや高周波電極としては、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、及びタングステンカーバイド(WC)等の高融点金属を使用することが好ましい。 An electrostatic chuck electrode 80A, as the 80B and the high-frequency electrode, molybdenum (Mo), tungsten (W), and it is preferable to use a refractory metal tungsten carbide (WC) or the like. また、静電チャック電極80A、80Bや高周波電極の形態は限されず、板状やメッシュ状の金属バルク体、パンチングメタルのような板状の金属バルク体に穴を開けたもの、印刷用の金属ペーストを用いて印刷した印刷電極、蒸着やスパッタ等で形成した薄膜電極でもよい。 Further, the form of an electrostatic chuck electrode 80A, 80B and the high-frequency electrode is not limited, the plate-like or mesh-like metal bulk body, that a hole in the plate-shaped metal bulk body such as punching metal, for printing printing electrodes were printed using a metal paste, or a thin film electrode formed by vapor deposition or sputtering. 尚、金属バルク体の電極を用いた場合には、低抵抗化が可能なため、静電チャック電極としても、プラズマ発生用の高周波電極としても使用することができる。 Incidentally, in the case of using the electrode of the metal bulk body, since lower resistance is possible, even as an electrostatic chuck electrode, it can also be used as a high frequency electrode for generating plasma.

更に、セラミックスヒータ12は、セラミックスヒータ11と同様にセラミックス基材群22と管状部材41との間に板状の補助部材71を備えている。 Furthermore, the ceramic heater 12 has a plate-shaped auxiliary member 71 between the ceramic heater 11 and the ceramic base group 22 similar tubular member 41. 補助部材71の表面には、各セラミックス基材22A,22Bに合わせて溝が形成されている。 On the surface of the auxiliary member 71, the ceramic base 22A, a groove to fit 22B are formed. よって、各セラミックス基材22A,22Bを所定位置に嵌め込むことができる。 Therefore, it is possible to fit the ceramic base 22A, and 22B in place. このように、補助部材71上に各セラミックス基材22A、22Bを嵌め込む溝を形成することで、正確にセラミックス基材22A、22Bの位置を確定でき、ねじ止め等を使わずに、セラミックス基材22A、22Bを補助部材70上に固定できる。 Thus, each ceramic substrate 22A on the auxiliary member 71, by forming a groove for fitting the 22B, can be accurately determined ceramic base 22A, the positions of 22B, without using screws or the like, ceramics group Material 22A, and 22B can be fixed to the auxiliary member 70 on.

セラミックスヒータ12は、第2の実施の形態に係るセラミックスヒータ11の製造方法とほぼ同様な方法で製造できる。 Ceramic heater 12 may be prepared in substantially the same manner as the manufacturing method of the ceramic heater 11 according to the second embodiment. 但し、セラミックス基材22A、22Bの作製工程において、抵抗発熱体と同様に静電チャック電極80A、80Bを埋設させる。 However, the ceramic substrate 22A, in a manufacturing process of the 22B, the resistance heating element as well as the electrostatic chuck electrode 80A, is buried 80B. 例えば、静電チャック電極80A、80Bを成形体に埋設し、焼成する。 For example, an electrostatic chuck electrode 80A, the 80B embedded in the molded body is fired. また、加工や成形などにより、各セラミックス基材22A、22Bを嵌め込む溝を備える補助部材71を作製する。 Also, due to processing and molding, to produce an auxiliary member 71 provided with a groove for fitting the ceramic base 22A, the 22B. これらの点以外は、第2の実施の形態とほぼ同様にできる。 Other than these points may be substantially similar to the second embodiment.

このようなセラミックスヒータ12によれば、セラミックスヒータ10,11と同様に、セラミックス基材22A、22Bにおける熱応力による破損を防止でき、隣接するセラミックス基材22A、22B間の度差が50℃以上ある場合においてもセラミックス基材22A、22Bの破損を防止できる。 According to the ceramic heater 12, similarly to the ceramic heater 10 and 11, the ceramic substrate 22A, it is possible to prevent damage due to thermal stress in 22B, the adjacent ceramic base 22A, the difference time between 22B is 50 ° C. or higher the ceramic substrate 22A, the damage of 22B can also be prevented in some cases. さらに、板状の補助部材70により、セラミックス基材群21を安定して保持できる。 Further, the plate-shaped auxiliary member 70, the ceramic base group 21 can be held stably. 加えて、各セラミックス基材22A、22Bに沿って配線された給電線51や熱電対62の腐食を防止できる。 In addition, corrosion of the ceramic base 22A, the feed line 51 is wired along the 22B and the thermocouple 62 can be prevented. 更に、静電チャック電極80A、80Bにより、基板5を安定してセラミックスヒータ12上に固定できる。 Furthermore, the electrostatic chuck electrode 80A, the 80B, can be fixed on the ceramic heater 12 the substrate 5 stably.

(その他の実施の形態) (Other embodiments)
セラミックス基材の分割の形態は、中央部とその外周部の2分割に限られない。 Split in the form of ceramic substrate is not limited and divided into two parts of the outer peripheral portion the central portion. 例えば、基板5の周囲やセラミックスヒータ周囲の温度環境に応じて分割できる。 For example, it can be divided according to the temperature environment around and ceramic heater around the substrate 5. 例えば、円盤状のセラミックス基材を周方向に(放射線状に)分割してもよいし、径方向に分割してもよい。 For example, (radially) a disk-shaped ceramic substrate in the circumferential direction may be divided, may be divided in the radial direction. また、分割数も限定されない。 In addition, not limited number of divisions. 図4に示すセラミックスヒータ13のように、径方向の2分割と周方向方向の4分割(放射線状に4分割)とを組み合わせて、セラミックス基材を5つの領域に分割し、複数のセラミックス基材23A〜23Eとしてもよい。 As the ceramic heater 13 shown in FIG. 4, in combination with 4 division of 2 divided in the circumferential direction direction of the radial direction (4 divided radially), the ceramic substrate was divided into five regions, the plurality of ceramic matrix it may be used as the wood 23A~23E. そして、各セラミックス基材23A〜23Eの間に所定のギャップを設けて配置してもよい。 Then, it may be arranged with a predetermined gap between each ceramic base 23A-23E. この場合、各セラミックス基材23A〜23Eにそれぞれ独立した端子を有する抵抗加熱体A〜Eを設けてもよい。 In this case, it may be provided with a resistance heater A~E having independent terminals on each ceramic substrate 23A-23E.

また、第1〜第3の実施の形態では、基材としてセラミックスを使用したセラミックスヒータの例を示したが、基材の種類はセラミックスに限られず、アルミニウムやステンレス等の金属の基材や、樹脂の基材などを使用してもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of a ceramic heater using a ceramic as a base material, type of substrate is not limited to ceramics, and aluminum or stainless steel or the like metal substrate, and resin substrates may be used. 金属を基材として使用する場合に、金属基材中に抵抗発熱体を埋設するときは、抵抗発熱体を絶縁材で被覆することで、抵抗発熱体と金属基材との絶縁を確保するとよい。 When using a metal as a base material, when embedded resistance heating elements in the metal substrate, a resistive heating element that is coated with an insulating material, it is preferable to ensure insulation between the resistance heating element and the metal substrate .

セラミックスヒータの各セラミックス基材の温度制御は、例えば、図5(a)、図6(a)に示すセラミックスヒータ14,15のように行うことができる。 Temperature control of the ceramic substrate of the ceramic heater, for example, be carried out as the ceramic heater 15 shown in FIG. 5 (a), FIG. 6 (a). 図5(a)に示すように、セラミックスヒータ14では、セラミックスヒータ11と同様に、各セラミックス基材21A、22Bそれぞれが、独立した端子を持つ抵抗発熱体30、31を備える。 As shown in FIG. 5 (a), the ceramic heater 14, similarly to the ceramic heater 11, the ceramic substrate 21A, 22B, respectively, provided with a resistance heating element 30 and 31 with separate terminal. 更に、セラミックスヒータ14は、セラミックス基材21A、21B毎に、セラミックス基材21A、21B毎の温度測定部である熱電対61,62を備える。 Furthermore, the ceramic heater 14 includes a ceramic substrate 21A, for each 21B, the ceramic substrate 21A, a thermocouple 61 and 62 is a temperature measuring unit for each 21B. また、セラミックスヒータ14は、セラミックス基材21A、21B毎に温度を調整するセラミックス基材21A,21B毎の温度制御装置130,131を備える。 Further, the ceramic heater 14 includes a ceramic substrate 21A, for each 21B ceramic base 21A for adjusting the temperature, the temperature control apparatus 130 and 131 for each 21B.

温度制御装置130,131はそれぞれ、温度コントローラ110,111と、出力ユニット120,121を備える。 Temperature control device 130 and 131 each comprise a temperature controller 110 and 111, the output unit 120 and 121. セラミックス基材21Aの温度制御装置130は、抵抗発熱体30と熱電対61に接続し、セラミックス基材21Aの温度を調整する。 Temperature control apparatus 130 of the ceramic substrate 21A is connected to the resistance heating element 30 and thermocouple 61, to adjust the temperature of the ceramic base 21A. セラミックス基材21Bの温度制御装置131は、抵抗発熱体31と熱電対62に接続し、セラミックス基材21Bの温度を調整する。 Temperature control apparatus 131 of the ceramic base 21B is connected to the resistance heating element 31 and thermocouple 62, to adjust the temperature of the ceramic base 21B. 具体的には、温度コントローラ110,111が、測定温度と設定温度に応じて出力ユニット120,121から出力する電流値を制御する。 Specifically, the temperature controller 110 and 111, controls the amount of current output from the output unit 120 and 121 in accordance with the measured temperature and the set temperature. 出力ユニット120,121は、制御された電流値を抵抗発熱体30,31に供給する。 The output unit 120 and 121, and supplies the controlled current value to the resistance heating element 30 and 31.

この場合、各セラミックス基材21A、21Bにおいて独立した温度制御が可能となる。 In this case, it is possible to separate temperature controls each ceramic base 21A, the 21B. また、セラミックス基材21A、21Bごとに熱電対61,62により温度をモニターできる。 In addition, it monitors the temperature of a ceramic substrate 21A, thermocouples 61 and 62 for each 21B. 例えば、図5(b)に示すように、セラミックス基材21Aの温度Tc1を354℃に設定し、セラミックス基材21Bの温度Tc2を310℃に設定することができる。 For example, as shown in FIG. 5 (b), the temperature Tc1 of the ceramic substrate 21A set to 354 ° C., the temperature Tc2 of the ceramic base 21B of can be set to 310 ° C.. あるいはセラミックスヒータ14を用いる装置内の条件に従って、温度条件を変更することができる。 Or according to the conditions in the apparatus using the ceramic heater 14, it is possible to change the temperature. このようにセラミックス基材毎の温度設定が可能になる。 Thus it is possible to temperature setting for each ceramic substrate.

また、図6(a)に示すように、セラミックスヒータ15では、セラミックスヒータ11と同様に、各セラミックス基材21A、22Bそれぞれが、独立した端子を持つ抵抗発熱体30、31を備える。 Further, as shown in FIG. 6 (a), in the ceramic heater 15, similarly to the ceramic heater 11, the ceramic substrate 21A, 22B, respectively, provided with a resistance heating element 30 and 31 with separate terminal. このとき、一方のセラミックス基材は、温度を測定して温度制御を行い、他方のセラミックス基材は、その温度制御に応じた制御を行うことができる。 At this time, one of the ceramic substrate is subjected to temperature control by measuring the temperature and the other ceramic substrate, it is possible to perform control in accordance with the temperature control. 具体的には、セラミックス基材21Aの温度を測定する熱電対61と、抵抗発熱体30と温度測定部である熱電対61に接続し、セラミックス基材21Aの温度を制御する主温度制御装置140を備えることができる。 Specifically, a thermocouple 61 for measuring the temperature of the ceramic base 21A, connected to the thermocouple 61 is the resistance heating element 30 and the temperature measuring unit, the ceramic base 21A main temperature controller controls the temperature of 140 it can be provided with. 主温度制御装置140は、主温度コントローラ112と出力ユニット122とを備える。 The main temperature controller 140 includes a main temperature controller 112 and an output unit 122. 主温度コントローラ112が、測定温度と設定温度に応じて出力ユニット122から出力する電流値を制御する。 The main temperature controller 112 controls the current value to be output from the output unit 122 in accordance with the measured temperature and the set temperature. 出力ユニット122は、制御された電流値を抵抗発熱体30に供給する。 The output unit 122 supplies the controlled current value to the resistance heating element 30. このように、セラミックスヒータ15は、基材ごとの温度測定部と、抵抗発熱体と温度測定部に接続し、基材ごとに温度を調整する基材ごとの主温度制装置を少なくとも1つ備えることができる。 Thus, the ceramic heater 15, a temperature measuring portion of each substrate, and connected to the resistance heating element and a temperature measuring unit, comprising at least one primary temperature system device for each base to adjust the temperature for each substrate be able to.

そして、セラミックス基材21Bは、熱電対を備えず、主温度制御装置140の温度制御条件に応じて温度制御条件を設定する従温度制御装置141を備える。 Then, the ceramic base 21B includes not comprise a thermocouple, a 従温 degree control unit 141 to set the temperature control condition in accordance with the temperature control condition of the main temperature controller 140. 即ち、セラミックスヒータ15は、主温度制御装置140による温度調整を受けないセラミックス基材21Bの温度を、主温度制御装置140の温度調整条件に応じて調整する従温度制御装置141を備える。 In other words, the ceramic heater 15 is provided with a 従温 degree control device 141 that the temperature of the ceramic base 21B which is not subject to temperature control, adjusted according to the temperature adjustment condition of the main temperature controller 140 by the main temperature controller 140.

従温度制御装置141は抵抗発熱体31に接続された出力ユニット123と、出力ユニット123と主温度コントローラ112に接続された従温度コントローラ113とを備える。従温 degree control unit 141 includes an output unit 123 connected to the resistance heating element 31, and a 従温 degree controller 113 connected to the output unit 123 to the main temperature controller 112. 従温度コントローラ113は、主温度コントローラ112の設定温度に応じて一定の関係で設定温度が決まるように設定されている。従温 degree controller 113 is configured to set the temperature at a fixed relationship is determined in accordance with the set temperature of the main temperature controller 112. そして、従温度コントローラ113は、その設定温度に応じて出力ユニット123が出力される電流値を制御する。 Then, 従温 degree controller 113 controls a current value output unit 123 are output according to the set temperature. そして、出力ユニット123は、制御された電流値を抵抗発熱体31に供給する。 The output unit 123 supplies the controlled current value to the resistance heating element 31.

よって、この場合、図6(b)に示すように、モニターされるのはセラミックス基材21Aの温度Tc1のみである。 Therefore, in this case, as shown in FIG. 6 (b), being monitored is only temperature Tc1 of the ceramic substrate 21A. そして、例えば、セラミックス基材21Bの設定温度を、常に温度Tc1から40℃低い温度に設定できる。 Then, for example, the set temperature of the ceramic base 21B, can be set at all times from the temperature Tc1 to 40 ° C. lower temperature. このように、各セラミックス基材21A、21Bの設定温度が一定の関係を有するように調整する場合は、熱電対61を埋設するセラミックス基材をいずれか一つに決めて、他の基材は熱電対61が埋設されたセラミックス基材に応じて温度を調整できる。 Thus, if each ceramic substrate 21A, the set temperature of 21B is adjusted so as to have a certain relationship, the ceramic base to embed a thermocouple 61 determined to any one, the other substrate You can adjust the temperature in accordance with the ceramic base thermocouple 61 is embedded. この場合は、熱電対の数を減らせるとともに、装置構成をより簡易なものにできる。 In this case, causes reduce the number of thermocouples, the apparatus can be constructed more simply ones.

なお、図5(a)、図6(a)に示したような温度制御の方式は、第1〜第3の実施の形態に応用することが可能であるとともに、図4に示すようなより多くに基材を分割した場合にも適用できる。 Incidentally, FIG. 5 (a), the the temperature control system shown in FIG. 6 (a), it is possible to apply to the first to third embodiments, more as shown in FIG. 4 It can also be applied to the case of dividing the substrate in many.

更に、補助部材とセラミックス基材群の接続方法は、限定されない。 Furthermore, the connection method of the auxiliary member and the ceramic substrate group is not limited. 例えば、図7に示すように、セラミックスヒータ16の温度が低い場合には、補助部材70とセラミックス基材群21は、Oリングや金属シール(メタルシール)などのシール部材を用いて接続できる。 For example, as shown in FIG. 7, when the temperature of the ceramic heater 16 is low, the auxiliary member 70 and the ceramic substrate group 21 may be connected using a sealing member such as O-ring or metal seal (metal seal). また、セラミックスヒータの温度がロウ付け温度以下の場合には、補助部材とセラミックス基材群は前記ロウ付けにより接続してもよい。 Further, if the temperature of the ceramic heater is less than the brazing temperature, the auxiliary member and the ceramic substrate groups may be connected by the brazing. 尚、ロウ付けする位置は、例えば、図7に示したシール部材90を設ける位置と同じ位置にできる。 The position for brazing, for example, be in the same position as the position where the seal member 90 shown in FIG. シール部材90やロウ付けによる接続によれば、チャンバ内の腐食性ガスによる給電線や熱電対の腐食を防止できる。 According to the connection by the seal member 90 and brazing, it can prevent corrosion of the feed line and thermocouple by corrosive gases in the chamber.

(実施例) (Example)
図2に示すセラミックスヒータ11を実施例として作製した。 The ceramic heater 11 shown in FIG. 2 was prepared as in Example. 具体的には、還元窒化法によって得られた窒化アルミニウム粉末に、5重量%のY 23を加えたセラミックス混合粉にアクリル系樹脂バインダを添加して混合し、噴霧造粒法により造粒粉を作製した。 Specifically, the reduction in the aluminum nitride powder obtained by nitriding, and mixed by adding an acrylic resin binder to a ceramic powder mixture was added 5 wt% of Y 2 O 3, granulation by spray granulation to produce a powder. この造粒粉を金型に充填してプレスし、予備成形体を作製した。 The granulated powder was pressed and filled into a mold to produce a preform. 予備成形体に、転写型で抵抗発熱体を埋設する位置に溝を形成した。 The preform, grooves were formed at a position embedded resistance heating elements in the transfer type. その溝に、図2(b)に示す巻回体に加工した線状のモリブデンの抵抗発熱体30、折り返し加工した線状のモリブデンの抵抗発熱体31を置いた。 The groove, spaced resistance heating element 31 of the processed resistive heating element 30 of the linear molybdenum, folded processed linear molybdenum wound body shown in FIG. 2 (b). 更に、その上にセラミックス原料粉を充填し、約200kg/cm 2でプレスを行い、セラミックス基材21A及びセラミックス基材21Bになる成形体を作製した。 Further, the ceramic raw material powder was filled thereon and pressed at about 200 kg / cm 2, to prepare a molded article made in the ceramic substrate 21A and the ceramic base 21B. これらの成形体をホットプレス焼成炉で焼成した。 These compacts were fired in a hot press sintering furnace. 窒素ゲージ圧を0.5kg/cm 2とする雰囲気下で、1860℃で6時間保持して焼成した。 Nitrogen gauge pressure atmosphere to 0.5 kg / cm 2, and was fired by holding 6 hours at 1860 ° C..

円盤状のセラミックス基材21Aとして、直径100mm×厚み20mmの窒化アルミニウム焼結体を作製した。 As disc-shaped ceramic substrate 21A, was prepared an aluminum nitride sintered body having a diameter of 100 mm × thickness 20 mm. また、円環状のセラミックス基材21Bとして、内径104mm×外径310mm×厚み20mmの窒化アルミニウム焼結体を作製した。 Further, as a ring-shaped ceramic base 21B, to produce an aluminum nitride sintered body having an inner diameter of 104 mm × OD 310 mm × thickness 20 mm.

別途、セラミックス基材と同じ造粒粉を用いて成形し、常圧焼結して、板状の補助部材70及び管状部材41を作製した。 Separately, it molded using the same granulated powder and ceramic substrate, and normal pressure sintering, to prepare a plate-shaped auxiliary member 70 and the tubular member 41. 補助部材70は、一軸方向からプレスして成形した。 Assisting member 70 were molded by pressing from one direction. 管状部材41は、CIP法により成形した。 The tubular member 41 was molded by CIP method.

セラミックス基材21A、22B、補助部材70、管状部材41に、ねじ穴や端子と給電線51,52との接続に必要な孔を形成した。 Ceramic base 21A, 22B, the auxiliary member 70, the tubular member 41 to form a hole for connection to the screw holes and terminals and the power supply lines 51, 52. 図2(a)に示すように、セラミックス基材21A、21Bと補助部材70、補助部材70と管状部材41をそれぞれ、セラミックスのネジを用いてねじ止めした。 As shown in FIG. 2 (a), the ceramic base 21A, 21B and the auxiliary member 70, the auxiliary member 70 and the tubular member 41, respectively, were screwed with a ceramic screw. また、抵抗発熱体30,31の端子30T1、30T2、31T1、31T2及び熱電対の端子を必要箇所にロウ付けで固定した。 Moreover, and fixed by brazing to the necessary portions of the terminals of the terminal 30T1,30T2,31T1,31T2 and thermocouple of the resistance heating elements 30 and 31.

(比較例) (Comparative Example)
実施例と同様な製造条件を用いて、比較例のセラミックスヒータを作製した。 Using the same manufacturing conditions as in Example, to produce a ceramic heater of a comparative example. 比較例のセラミックスヒータは、セラミックス基材を一体型のものとした。 Ceramic heater of Comparative Example, the ceramic substrate was assumed integral. ただし、セラミックス基材は中央部と外周部の2つのゾーンを持ち、それぞれに独立した端子を有する抵抗発熱体を埋設させた。 However, the ceramic substrate has two zones of the central portion and the peripheral portion was embedded resistance heating elements having independent terminals, respectively. 各抵抗発熱体の形状は、実施例の各セラミックス基材21A、21B中に埋設されたものと同様の形状を有するようにした。 The shape of the resistance heating element has to have a similar shape to that embedded the ceramic base 21A, while 21B examples.

(評価) (Evaluation)
実施例及び比較例の各セラミックスヒータ上に基板を載置した。 Placing the substrate on the ceramic heater of the examples and comparative examples. 基板中央部の設定温度が300℃、基板外周部の設定温度が340℃となるよう抵抗発熱体の発熱量を調整した。 Setting the temperature of the substrate central portion 300 ° C., and adjusted the heating value of the resistance heating element so that the set temperature of the substrate peripheral portion is 340 ° C.. このときのセラミックス基材内の温度を熱電対を用いて測定した。 The temperature in the ceramic base at this time was measured using a thermocouple. この結果を図8に示す。 The results are shown in Figure 8. なお、図8では、補助部材70や管状部材41、抵抗発熱体30,31などの図示を省略している。 Incidentally, not shown in FIG. 8, the auxiliary member 70 and the tubular member 41, shown such as a resistance heating element 30 and 31.

従来の一体型セラミックス基材からなる比較例のセラミックスヒータの場合は、基板温度を300℃に設定した基板中央部の真下にあたるセラミックスヒータ内部の温度は310℃であった。 For ceramic heater of Comparative Example comprising a conventional monolithic ceramic substrate, the temperature of the inside of the ceramic heater falls below the central portion of the substrate that the substrate temperature was set to 300 ° C. was 310 ° C.. これに対し、基板温度を340℃に設定した基板外周部の真下にあたるセラミックスヒータ内部の温度は360℃であった。 In contrast, the temperature inside the ceramic heater falls below the outer peripheral portion of the substrate that the substrate temperature was set to 340 ° C. was 360 ° C.. そのため、セラミックスヒータ内部では面内方向において、中央部と外周部との間に約50℃以上の温度差が生じていた。 Therefore, in the inside of the ceramic heater in the plane direction, a temperature difference of more than about 50 ° C. between the central portion and the peripheral portion has occurred.

これに対し、セラミックス基材を2分割し、ギャップを設けた実施例のセラミックスヒータ11では、セラミックス基材21Aの厚み方向のほぼ中央部において、基板温度を300℃に設定した基板中央部の真下では305℃であった。 In contrast, the ceramic substrate 2 is divided, in the ceramic heater 11 of the embodiment in which a gap in the substantially central portion in the thickness direction of the ceramic base 21A, beneath the central portion of the substrate that the substrate temperature was set to 300 ° C. in was 305 ℃. これに対し、セラミックス基材21Aの円周部では317℃であった。 In contrast, it was 317 ° C. in the circumferential portion of the ceramic base 21A. そのため、セラミックス基材21A内部の面内方向での温度差は12℃に過ぎなかった。 Therefore, the temperature difference in plane direction of the inside of the ceramic substrate 21A was only 12 ° C.. また、セラミックス基材21Bにおいて、基板温度を340℃に設定した基板外周部の真下では358℃であり、セラミックス基材21B内周部での温度は350℃であった。 Further, in the ceramic substrate 21B, a 358 ° C. in beneath the outer peripheral portion of the substrate that the substrate temperature was set to 340 ° C., the temperature in the ceramic base 21B peripheral portion was 350 ° C.. そのため、セラミックス基材21Bの面内温度差は約10℃以下であることが確認できた。 Therefore, in-plane temperature difference of the ceramic base 21B is less than about 10 ° C. was confirmed.

図8にも示されるように、従来の一体型セラミックス基材からなるセラミックスヒータに対して、複数のセラミックス基材を含むセラミックス基材群を備える実施例のセラミックスヒータ11では、各セラミックス基材21A,21Bでの面内温度差を大幅に抑制できる。 As also shown in Figure 8, the conventional ceramic heater comprising a monolithic ceramic substrate, the ceramic heater 11 of the embodiment includes a ceramic substrate group including a plurality of ceramic substrates, each ceramic substrate 21A It can be significantly suppressed plane temperature difference at 21B. そして、図8に示すように、場所によって異なる温度を設定する場合であっても、面内温度差に起因する熱応力の発生が抑制され、熱応力に起因する破損を防止できることが確認できた。 Then, as shown in FIG. 8, even in the case of setting different temperatures depending on the location, is generated suppression of thermal stress due to the in-plane temperature difference, can be prevented from being damaged due to thermal stress could be confirmed .

(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るセラミックスヒータの断面図であり、(b)はそのセラミックス基材群の平面図である。 (A) is a cross-sectional view of a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention, (b) is a plan view of the ceramic base group. (a)は、本発明の第2の実施の形態に係るセラミックスヒータの断面図であり、(b)はそのセラミックス基材群の平面図である。 (A) is a cross-sectional view of a ceramic heater according to a second embodiment of the present invention, (b) is a plan view of the ceramic base group. 本発明の第3の実施の形態に係るセラミックスヒータを示す断面図である。 The ceramic heater according to a third embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の他の実施の形態に係るセラミックスヒータのセラミックス基材群の分割形態例を示す平面図である。 Division embodiments of ceramic base group of the ceramic heater according to another embodiment of the present invention is a plan view showing. (a)は、本発明の他の実施の形態に係るセラミックスヒータを示す図であり、(b)はその温度制御例を示すグラフである。 (A) is a diagram showing a ceramic heater according to another embodiment of the present invention, (b) is a graph showing the temperature control example. (a)は、本発明の他の実施の形態に係るセラミックスヒータを示す図であり、(b)はその温度制御例を示すグラフである。 (A) is a diagram showing a ceramic heater according to another embodiment of the present invention, (b) is a graph showing the temperature control example. 本発明の他の実施の形態に係るセラミックスヒータを示す断面図である。 The ceramic heater according to another embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の実施例のセラミックスヒータ及び比較例のセラミックスヒータにおける面内温度分布測定結果を示す図である。 It is a diagram showing a surface temperature distribution measurement result at the ceramic heater of the ceramic heater and the comparative example embodiment of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10,11,12,13,14,15,16…セラミックスヒータ 10a,11a…基板載置面 20,21,22…セラミックス基材群 20A,20B,21A,21B,22A,22B,23A〜23E…セラミックス基材 30,31…抵抗発熱体 30T1,30T2,31T1,31T2…端子 31…抵抗発熱体 40,41…管状部材 50,51,52…給電線 61,62…熱電対 70,71…補助部材 80A…静電チャック電極 90…シール部材 110,111…温度コントローラ 112…主温度コントローラ 113…従温度コントローラ 120,121,122,123…出力ユニット 130,131…温度制御装置 140…主温度制御装置 141…従温度制御装置 10,11,12,13,14,15,16 ... ceramic heater 10a, 11a ... substrate mounting surface 20, 21, 22 ... ceramic base group 20A, 20B, 21A, 21B, 22A, 22B, 23A~23E ... ceramic base 30, 31 ... resistance heating element 30T1,30T2,31T1,31T2 ... terminal 31 ... resistance heating elements 40, 41 ... tubular member 50, 51, 52 ... feed line 61, 62 ... thermocouple 70, 71 ... support member 80A ... electrostatic chuck electrode 90 ... sealing member 110, 111 ... temperature controller 112 ... main temperature controller 113 ... 従温 degree controller 120, 121, 122, 123 ... output unit 130, 131 ... temperature control unit 140 ... main temperature controller 141 ... 従温 degree of control device

Claims (17)

  1. ギャップを介して略板状になるように配置され、基板載置面を形成する複数の基材を含む基材群と、 Is arranged to be substantially plate-shaped with a gap, a substrate group including a plurality of substrates to form a substrate mounting surface,
    記基材ごとに設けられた、端子を持つ抵抗発熱体と を備え Provided for each front Kimotozai, and a resistance heating element having a terminal,
    前記複数の基材には、温度を測定して温度制御が行われる一方の基材と、該一方の基材の温度制御に応じた制御が行われる他方の基材とがあり、 The plurality of substrates, there is the other substrate and the one substrate temperature control by measuring the temperature are carried out, the control according to the temperature control of one of the substrates the place,
    前記一方の基材の温度を測定する温度測定部と該基材に設けられた抵抗発熱体の端子とに接続され、前記温度測定部の測定温度と設定温度とに応じて前記抵抗発熱体に出力する電流値を制御する主温度制御装置と、 It is connected to the terminal of the resistance heating element provided in the temperature measuring unit and the substrate for measuring the temperature of the one substrate, the resistance heating element in response to the measured temperature and the set temperature of the temperature measuring unit a main temperature controller for controlling the current value to be output,
    前記他方の基材に設けられた抵抗発熱体と前記主温度制御装置とに接続され、前記主温度制御装置の設定温度に応じて一定の関係で設定温度が決まるように設定され、該設定温度に応じて前記抵抗発熱体に出力する電流値を制御する従温度制御装置と、 Which is connected to the other substrates provided with resistance heating element and said main temperature controller is set to a set temperature at a constant relationship is determined in accordance with the set temperature of the main temperature controller, the set temperature and従温degree control apparatus for controlling a current value to be output to the resistance heating element according to,
    を備えることを特徴とする基板加熱装置。 Substrate heating apparatus comprising: a.
  2. 前記基材は、セラミックスを含むことを特徴とする請求項1に記載の基板加熱装置。 The substrate is a substrate heating apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a ceramic.
  3. 前記抵抗発熱体は、前記基材に埋設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板加熱装置。 The resistive heating element, a substrate heating apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is embedded in the substrate.
  4. 前記ギャップの幅は、0.1mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 The width of the gap, the substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a 0.1mm 10mm or more or less.
  5. 前記基材群は、第1基材と、該第1基材の外周囲に配置される環状の第2基材とを含むことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 The base group, a first substrate, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a second substrate of annular arranged around the outer periphery of said first substrate substrate heating apparatus.
  6. 前記基材群の前記基板載置面と反対の面に接して配置される、板状の補助部材を備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 It is disposed in contact with the opposite surface and the substrate mounting surface of the base group, a substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a plate-shaped auxiliary member.
  7. 前記補助部材は、絶縁性であることを特徴とする請求項に記載の基板加熱装置。 Said auxiliary member is a substrate heating apparatus according to claim 6, characterized in that the insulating property.
  8. 前記抵抗発熱体の端子に接続し、前記基材と前記補助部材の間に配線された給電線を備えることを特徴とする請求項に記載の基板加熱装置。 The resistive heating element connected to a terminal, a substrate heating apparatus according to claim 7, characterized in that it comprises a has been powered line wiring between the auxiliary member and the substrate.
  9. 前記補助部材は、セラミックスを含むことを特徴とする請求項又はに記載の基板加熱装置。 Said auxiliary member is a substrate heating apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a ceramic.
  10. 前記基材群の前記基板載置面と反対の面の中央部に直接又は間接に接続された管状部材を備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 Substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises directly or indirectly connected to the tubular member in a central portion of the opposite surface to the substrate mounting surface of the base unit .
  11. 前記基材群の前記基板載置面と反対の面の中央部に直接又は間接に接続された管状部材を備え、 Comprises a tubular member connected directly or indirectly to the central portion of the opposite surface to the substrate mounting surface of the substrate group,
    前記管状部材は、前記補助部材を介して、前記基材群の前記基板載置面と反対の面の中央部に接続されていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 It said tubular member, through the auxiliary member, to any one of claims 6 to 9, characterized in that it is connected to the central portion of the opposite surface to the substrate mounting surface of the base unit substrate heating apparatus as claimed.
  12. 前記管状部材は、金属又はセラミックスの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項10又は11に記載の基板加熱装置。 It said tubular member, a substrate heating apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that it comprises at least one metal or ceramic.
  13. 前記補助部材と前記管状部材は、セラミックス一体焼結体であることを特徴とする請求項11に記載の基板加熱装置。 It said auxiliary member and said tubular member, a substrate heating apparatus according to claim 11, characterized in that a ceramic integral sintered body.
  14. 前記基材中に埋設された、静電チャック電極又は高周波電極の少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 Substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises at least one of said embedded in the substrate, the electrostatic chuck electrode or a high frequency electrode.
  15. 前記基材は、窒化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項乃至14のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 The substrate is a substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 14, characterized in that it comprises aluminum nitride.
  16. 前記抵抗発熱体は、モリブデンまたはタングステンの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 The resistive heating element, a substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 15, characterized in that it comprises at least one of molybdenum or tungsten.
  17. 前記抵抗発熱体の端子に接続し、ニッケルまたはアルミニウムの少なくとも1つを含む給電線を備えることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の基板加熱装置。 The resistive heating element connected to a terminal, a substrate heating apparatus according to any one of claims 1 to 16, characterized in that it comprises a feed line comprising at least one of nickel or aluminum.
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