JPH0620317Y2 - ホットプレート - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、例えば半導体装置の製造或いはその他の用
途に用いて好適なホットプレートに関する。

（従来の技術） 例えば半導体装置等の種々の電子部品を構成するに当
り、ホットプレートを用いた加熱手段が広く利用されて
いる。

このホットプレートの用途として、例えば、砒下ガリウ
ム(GaAs)を利用した電界効果トランジスタ(Field Effec
t Transistor:FET)におけるオーミック電極形成が知ら
れている。

このオーミック電極の形成では、低抵抗の電極によりGa
AsFETを構成するため、金・ゲルマニウム／ニッケル／
金(AuGe／Ni／Au)系の電極が用いられている。このAuGe
／Ni／Au系電極とGaAs基板とをオーミック接触させるた
めには、GaAs基板上に、AuGe層、Ni層及びAu層を真空蒸
着法或いはその他任意好適な被着方法によって順次被着
させる。然る後、約400℃程度に加熱したホットプレー
ト上、上述のウエハを載置する。

このようにして、GaAs基板とAuGe層とによって合金層を
形成させ、低抵抗（約10^-5Ω／□程度）を有するオーミ
ック電極が構成される。

以下、図面を参照して、従来のホットプレートにつき簡
単に説明する。

第２図は、従来のホットプレートを模式的断面図によっ
て示す説明図である。図中、11は例えば鉄−クロム(Fe-
Cr)合金、またはその他の耐腐食性を有する材料よりな
る加熱板、13はタングステン（Ｗ）、ニクロム(Ni-Cr)
合金、またはその他の導電材料よりなる線材をコイル状
にして構成した電熱線、15は電熱線13を発熱せしめるた
めの電源装置、17は電熱線13及び電源装置15から構成さ
れるヒーター部、19は、これら構成成分からなるホット
プレートを示す。

この第２図からも理解できるように、従来のホットプレ
ート19は、ヒーター部17と加熱板11とから構成されてお
り、当該ヒーター部17に具えられた電源装置15によって
電熱線13に電流を通じ、この際に当該電熱線13が生ずる
ジュール熱により加熱板11を加熱する構成となってい
る。

次に、上述した従来のホットプレートの構成につき、さ
らに詳細に説明することとする。

第３図は、第２図で説明したホットプレート19を上側
（加熱板11側）から見た場合の概略的平面図であり、同
図において、一部の構成成分については透視的に示して
いる。また、既に説明した構成成分については、同一の
符号を付して示す。

通常、ホットプレートを動作させる場合に、当該ホット
プレートを構成する加熱板11の表面温度は、例えば加熱
板11と、熱源となる電熱線13（同図中、破線によって配
設位置のみを概略的に示す。）との距離に応じて決ま
る。これがため、例えば第３図中の破線によって示すよ
うに電熱線13をＣ字様に往復せしめて配設したり、また
は当該線13を渦巻状に配設する等の工夫により、加熱板
11の表面での温度分布が均一となるように構成されてい
る。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のホットプレートでは、ヒーター部
によって得られる発熱が加熱板に伝達される際に、直接
または空気を介して、直接的に行なわれている。これが
ため、たとえ銅等の熱伝導率の高い材料を加熱板に用い
たとしても、電熱線を配設した位置に相当する加熱板の
表面部分に近い箇所と、当該位置との距離が比較的遠い
箇所とでは、表面温度が大きく異なる（後述）という欠
点が有る。

特に、半導体装置を製造する際には、一枚のウエハ上に
微細なパターンを以って、複数の半導体素子を画成する
必要が有り、上述した表面温度の分布による、一枚のウ
エハ上での処理温度の差異は製造歩留まりに大きな影響
を与えるという問題点が有った。

この考案の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、加熱
板の表面温度の分布を均一とすることが可能なホットプ
レートを提供することに有る。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この考案のホットプレート
によれば、 ヒーター部と加熱板とを具えて成るホットプレートにお
いて、 加熱板とヒーター部との間に、加熱板のヒーター部側の
面全面に接触して設けられ、ヒーター部由来の熱を加熱
板に伝えるための粉末が充填された粉末充填部を具え、 粉末充填部とヒーター部との間に、粉末充填部のヒータ
ー部側の面全面に接触して設けられ、この粉末充填部を
保持すると共にこの粉末充填部にヒーター部からの熱を
伝えるための伝熱板を具えてなることを特徴とする。

（作用） この考案のホットプレートの構成によれば、ヒーター部
から生じた熱量を加熱板に伝達するに当って、ヒーター
部により直接加熱せしめられる伝熱板と、当該熱伝導板
により保持され、かつ、当該熱伝導板からヒーター部由
来の熱を加熱板に伝えるための粉末が充填された粉末充
填部とを具えている。これがため、伝熱板の熱を粉末に
よる伝導によって加熱板に伝えるだけでなく、粉末同士
の間の空隙に存在する気体がこの空隙を対流することに
よっても加熱板に熱を伝えることができる。その結果、
伝導のみによって熱を伝える場合に比べて、ヒーター部
の配設位置による加熱板表面の温度分布をより均一とす
ることが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この考案のホットプレートの実
施例につき説明する。尚、以下に説明する実施例では、
この考案の理解を容易とするため、材質、形状、数値的
条件及びその他特定の条件として説明するが、この考案
は、これら条件にのみ限定されるものではないことを理
解されたい。

始めに、第１図を参照して、この実施例に係るホットプ
レートの構成につき詳細に説明する。

第１図は、この実施例のホットプレートを説明するた
め、第２図と同様に模式的断面図によって示す説明図で
ある。同図中、既に説明した構成成分と同一の機能を有
するものについては、同一の符号を付して示し、詳細な
説明は省略する。

まず、既に説明した耐腐食性を有する材料から成る従来
と同様な加熱板11を用意し、この加熱板11と嵌合可能で
あり、かつ例えば銅(Cu)またはその他の熱伝導率の高い
材料（銅の熱伝導度は約0.989(cm・sec・deg)）からなる
伝熱板21を用意する。

然る後、例えば、約0.1〜0.05mm程度の粒径を有する酸
化銅粉末を介在させた状態で上述の加熱板11と伝熱板21
とを嵌合せしめ、粉末充填部23を形成する。ここで、粉
末充填部23内に充填する粉末の材料は、ホットプレート
の使用温度において、変形や反応しない安定な物質であ
って、かつ、熱伝導率の高い材料（例えば酸化銅）から
選ぶのが良い。また、個々の粉末の形状は、粉末同士の
間に気体が対流できる空隙があれば良いので、定型、不
定型を問わない。また、粉末の量は、加熱板11と伝熱板
21との間にあって熱伝導が良好に行われるように、粉末
充填部23中に均一に充填して加熱板11と粉末充填部２３
との間に間隙を生じず、粉末充填部23が加熱板11のヒー
ター部17側の面全面に接触する程度の十分な量とするの
が好適である。

続いて、このようにして作製した部材と、既に説明した
電熱線13及び電源装置15から構成されるヒーター部17と
を組み合わせて、第１図に示すような、この考案の実施
例に係るホットプレート25を作製した。

また、上述したホットプレート25を作製するに当り、加
熱板11は縦90(mm)×横90(mm)×厚さ10(mm)、伝熱板21は
縦70(mm)×横70(mm)×厚さ３(mm)の寸法を有する材料を
用い、粉末充填部23の高さを１(mm)として構成した。

次に、上述した実施例に係るホットプレート25と、第２
図を参照して説明した従来のホットプレート19との夫々
によって得られる、加熱板11の表面温度の分布につき説
明する。

加熱板11の表面温度分布を測定するに当り、伝熱板21と
粉末充填部25との構成を除いては、ホットプレート19と
25とにおける加熱板11の材質、寸法及び形状、ヒーター
部17の構成、及び電熱線13に印加する電力といった条件
の統一を図って行なった。また、特に、電熱線13の配設
位置は、第３図中、破線によって示すように、Ｓ字様の
配設形状として同一の条件とした。

このような同一の測定条件の下、第３図中にａ〜ｅの符
号を付して示す、加熱板11の表面における５つの位置で
の温度を測定した。この結果を次頁の表Ｉに示す。

この表Ｉから理解できるように、第２図を参照して説明
した従来のホットプレート19では、400〜430℃の範囲
で、表面温度分布が不均一となる。これに対して、この
考案の実施例に係るホットプレート25では、409〜413℃
の範囲で表面温度が分布しており、当該温度分布の不均
一性が軽減されていることが理解できる。さらに詳細に
述べれば、加熱板11の表面において、直径３(mm)の面内
での温度差が、従来のホットプレート19では±15(deg)
であるのに対して、この実施例のホットプレート25では
±２(deg)であった。

このように、この実施例のホットプレート25では、ヒー
ター部17を構成する電熱線13の配設位置の影響を軽減す
ることができ、加熱板11の表面温度分布の均一化を図る
ことができる。

以上、この考案の実施例につき説明したが、この考案
は、上述した実施例にのみ限定されるものではない。

例えば、上述の実施例において、粉末充填部を構成する
酸化銅粉末の代わりに、その他、耐酸化性を有し、かつ
使用温度で溶融しない、ホットプレートの使用条件に応
じた任意好適な材料として構成することもできる。ま
た、粉末の材料、形状、充填量については、既に述べた
通りである。

また、ヒーター部を構成する電熱線の配設形状をＳ字様
とした場合につき説明したが、これに限定されるもので
はなく、例えば渦巻状またはその他の配設形状として
も、表面温度の分布の均一性を向上させることができ
る。

これら材料、形状、寸法、配置関係、数値的条件及びそ
の他の条件は、ホットプレートの使用条件、用途及びそ
の他、設計に応じて、この考案の目的の範囲内での任意
好適な変更及び変形を行ない得ること明らかである。

（考案の効果） 上述した説明からも明らかなように、この考案のホット
プレートによれば、ヒーター部により直接加熱せしめら
れる伝熱板と、当該伝熱板により加熱せしめられる粉末
充填部とを具える構成となしている。これがため、伝熱
板がヒーター部の配設位置による温度分布の不均一を軽
減し、かつ粉末充填部を配設することにより、当該粉末
充填部により加熱せしめられる加熱板表面での温度分布
の均一性が高いホットプレートを提供することができ
る。

従って、例えば、一枚のウエハから複数の半導体素子を
製造するような場合に、加熱板の表面温度分布の不均一
による処理温度の差異を解消することができ、以って半
導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例を説明するため、ホットプ
レートの模式的断面により示す説明図、 第２図は、従来のホットプレートを説明するため模式的
断面により示す説明図、 第３図は、従来技術と、この考案の実施例との説明に供
する説明図である。 11……加熱板、13……電熱線、15……電源装置、17……
ヒーター部、19，25……ホットプレート、21……伝熱
板、23……粉末充填部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒーター部と加熱板とを具えて成るホット
   プレートにおいて、 前記加熱板と前記ヒーター部との間に、前記加熱板の前
   記ヒータ部側の面全面に接触して設けられ、前記ヒータ
   ー部由来の熱を前記加熱板に伝えるための粉末が充填さ
   れた粉末充填部を具え、 該粉末充填部と前記ヒーター部との間に、該粉末充填部
   の前記ヒーター部側の面全面に接触して設けられ、該粉
   末充填部を保持すると共に該粉末充填部にヒーターから
   の熱を伝えるための伝熱板を具えてなる ことを特徴とするホットプレート。