JP2002246305A - Hot plate unit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体産業に
おいて、乾燥、スパッタリング等に用いられるホットプ
レートユニット、および、ホットプレート、静電チャッ
ク、ウエハプローバ等として用いられるホットプレート
ユニットに関し、特には、半導体製造、検査用ホットプ
レートユニットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot plate unit used mainly for drying, sputtering and the like in the semiconductor industry, and a hot plate unit used as a hot plate, an electrostatic chuck, a wafer prober and the like. , A hot plate unit for semiconductor manufacturing and inspection.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製品は、半導体ウエハ上に感光性
樹脂をエッチングレジストとして形成し、半導体ウエハ
のエッチングを行う工程等を経て製造される。この感光
性樹脂は液状であり、スピンコーターなどを用いて半導
体ウエハ表面に塗布されるのであるが、塗布後に乾燥さ
せなければならず、塗布した半導体ウエハをヒータ上に
載置して加熱することになる。2. Description of the Related Art Semiconductor products are manufactured through a process of forming a photosensitive resin on a semiconductor wafer as an etching resist and etching the semiconductor wafer. This photosensitive resin is a liquid and is applied to the surface of the semiconductor wafer using a spin coater or the like.However, it must be dried after application, and the applied semiconductor wafer is placed on a heater and heated. become.
【０００３】かかるシリコンウエハを加熱するためのヒ
ータとして、従来から、アルミニウム製の基板の裏側に
電気的抵抗体等の抵抗発熱体を備えたものが多用されて
いたが、アルミニウム製の基板は、厚さ１５ｍｍ程度を
要するので、重量が重くなり、また、嵩張るため取り扱
いが容易ではなく、さらに、通電電流に対する温度追従
性という観点でも温度制御性が不充分であり、シリコン
ウエハを均一に加熱することは容易ではなかった。Conventionally, as a heater for heating such a silicon wafer, a heater provided with a resistance heating element such as an electric resistor on the back side of an aluminum substrate has been frequently used. A thickness of about 15 mm is required, which increases the weight and is bulky, making it difficult to handle. Further, the temperature controllability is insufficient from the viewpoint of the temperature followability with respect to the flowing current, and the silicon wafer is heated uniformly. It was not easy.
【０００４】そこで、最近では、窒化アルミニウム等の
セラミックを基板として用いたセラミックヒータが開発
されている。これらのヒータでは、曲げ強度等の機械的
特性に優れるため、その厚さを薄くすることができ、ま
た、熱容量を小さくすることができるため、温度追従性
等の諸特性に優れる。なお、通常、半導体製造・検査装
置として用いられるセラミックヒータは、支持容器に設
置されることによって、ホットプレートユニットとして
使用される。例えば、このホットプレートユニットの冷
却を行う場合、支持容器内に強制冷却用の冷媒の供給等
を行い、上記セラミックヒータを強制冷却することによ
り、セラミックヒータの降温速度を向上させることがで
きる。すなわち、このようなホットプレートユニット
は、温度追従性に優れるとともに、昇温速度および降温
速度が速いものとなる。Therefore, recently, a ceramic heater using a ceramic such as aluminum nitride as a substrate has been developed. These heaters are excellent in mechanical properties such as bending strength, so that the thickness can be reduced, and the heat capacity can be reduced, so that the heaters are excellent in various properties such as temperature followability. Note that a ceramic heater usually used as a semiconductor manufacturing / inspection device is used as a hot plate unit by being installed in a support container. For example, in the case of cooling the hot plate unit, the cooling rate of the ceramic heater can be improved by supplying a coolant for forced cooling into the support container and forcibly cooling the ceramic heater. That is, such a hot plate unit is excellent in temperature followability and has a high temperature rising rate and a high temperature decreasing rate.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の半導
体製品の製造においては、スループットに要する時間の
短縮化が要求されており、セラミックヒータ（ホットプ
レートユニット）の昇温時間および降温時間のみなら
ず、被加熱物である半導体ウエハ表面に塗布された感光
性樹脂を乾燥させる時間の短縮化の強い要請があり、迅
速に感光性樹脂を乾燥させることが可能であるホットプ
レートユニットが求められている。しかしながら、従来
のホットプレートユニットでは、迅速に感光性樹脂を乾
燥させることが困難であるという問題があった。By the way, in the recent manufacture of semiconductor products, it is required to reduce the time required for the throughput, and not only the time required to raise and lower the temperature of the ceramic heater (hot plate unit) but also the time required to decrease the temperature. There is a strong demand for reducing the time for drying the photosensitive resin applied to the surface of the semiconductor wafer to be heated, and there is a need for a hot plate unit that can quickly dry the photosensitive resin. . However, the conventional hot plate unit has a problem that it is difficult to quickly dry the photosensitive resin.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解決するためになされたもので、半導体ウエハに塗
布された、感光性樹脂等の溶剤を含む材料を乾燥させる
ことができるホットプレートユニットを提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended to dry a material containing a solvent such as a photosensitive resin applied to a semiconductor wafer. It is an object to provide a plate unit.
【０００７】即ち、本発明のホットプレートユニット
は、その表面または内部に複数の回路からなる抵抗発熱
体が形成されたセラミック基板と、上記セラミック基板
を支持する支持容器と、上記セラミック基板の温度を測
定する測温素子と、上記複数の回路からなる抵抗発熱体
に電力を供給する制御部と、上記測温素子により測定さ
れた温度データを記憶する記憶部と、上記温度データか
ら上記抵抗発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備
えたホットプレートユニットであって、上記ホットプレ
ートユニットには、上記セラミック基板の加熱面近傍を
通過する気体を供給する送風手段が設けられ、かつ、上
記抵抗発熱体の複数の回路には、上記加熱面の温度を調
節するため、それぞれ異なる電力が供給されるように構
成されていることを特徴とするホットプレートユニット
である。That is, the hot plate unit of the present invention comprises a ceramic substrate having a resistance heating element comprising a plurality of circuits formed on the surface or inside thereof, a support container for supporting the ceramic substrate, and a temperature control device for controlling the temperature of the ceramic substrate. A temperature measuring element to be measured, a control unit for supplying power to the resistance heating element including the plurality of circuits, a storage unit for storing temperature data measured by the temperature measurement element, and the resistance heating element from the temperature data. A computing unit that computes the power required for the hot plate unit, wherein the hot plate unit is provided with blowing means for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic substrate, and In order to adjust the temperature of the heating surface, a plurality of circuits of the resistance heating element are configured to be supplied with different electric powers. It is a hot plate unit according to symptoms.
【０００８】本発明によれば、上記セラミック基板の加
熱面近傍を通過する気体を供給する送風手段が設けられ
ているため、セラミックヒータに載置された半導体ウエ
ハ上に気流を発生させて、半導体ウエハ表面に塗布され
た感光性樹脂に含まれる溶剤を素早く蒸発させることが
でき、上記感光性樹脂を迅速に乾燥させることが可能と
なる。なお、乾燥させるものは、感光性樹脂に限らず、
溶剤を含む材料であれば、特に限定されるものではな
い。According to the present invention, since the blowing means for supplying the gas passing near the heating surface of the ceramic substrate is provided, the air flow is generated on the semiconductor wafer mounted on the ceramic heater, and The solvent contained in the photosensitive resin applied to the wafer surface can be quickly evaporated, and the photosensitive resin can be dried quickly. What is dried is not limited to photosensitive resin,
There is no particular limitation as long as the material contains a solvent.
【０００９】また、本発明のホットプレートユニットに
は、上述のように、セラミック基板、支持容器、測温素
子、制御部、記憶部および演算部を備えており、上記抵
抗発熱体の複数の回路には、上記加熱面の温度を調節す
るため、それぞれ異なる電力が供給されるように構成さ
れている。よって、上記測温素子によりセラミックヒー
タの加熱面における各所の温度を測定し、上記記憶部で
上記測温素子により測定された温度データを記憶し、演
算部において上記温度データから上記抵抗発熱体に必要
な電力を演算して、上記制御部から上記抵抗発熱体の各
回路へ異なる電力を供給することができる。その結果、
上記気流の影響によって生じる上記加熱面の温度のばら
つきを防ぐことができ、セラミックヒータの加熱面の温
度を均一にすることが可能となる。Further, the hot plate unit of the present invention includes a ceramic substrate, a support container, a temperature measuring element, a control unit, a storage unit, and a calculation unit as described above, and a plurality of circuits of the resistance heating element. Are configured such that different electric powers are supplied to adjust the temperature of the heating surface. Therefore, the temperature at each location on the heating surface of the ceramic heater is measured by the temperature measuring element, the temperature data measured by the temperature measuring element is stored at the storage unit, and the temperature data is transferred from the temperature data to the resistance heating element at the arithmetic unit. By calculating required power, different power can be supplied from the control unit to each circuit of the resistance heating element. as a result,
Variations in the temperature of the heating surface caused by the influence of the air flow can be prevented, and the temperature of the heating surface of the ceramic heater can be made uniform.
【００１０】本発明のホットプレートユニットでは、上
記セラミック基板の加熱面近傍を一方向に通過する気体
を供給する送風手段が設けられていることが望ましい。The hot plate unit according to the present invention is preferably provided with a blowing means for supplying gas passing in one direction near the heating surface of the ceramic substrate.
【００１１】さらに、上記気体の風上側となる位置に形
成された上記抵抗発熱体の回路における単位面積あたり
の発熱量が、上記気体の風下側となる位置に形成された
上記抵抗発熱体の回路における単位面積あたりの発熱量
より多くなるように、上記抵抗発熱体の複数の回路に
は、それぞれ異なる電力が供給されることが望ましい。Further, the amount of heat generated per unit area in the circuit of the resistance heating element formed at a position on the windward side of the gas is a circuit of the resistance heating element formed at a position on the leeward side of the gas. It is preferable that different electric powers be supplied to the plurality of circuits of the resistance heating element so as to increase the heat generation amount per unit area.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明のホットプレートユニット
は、その表面または内部に複数の回路からなる抵抗発熱
体が形成されたセラミック基板と、上記セラミック基板
を支持する支持容器と、上記セラミック基板の温度を測
定する測温素子と、上記複数の回路からなる抵抗発熱体
に電力を供給する制御部と、上記測温素子により測定さ
れた温度データを記憶する記憶部と、上記温度データか
ら上記抵抗発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備
えたホットプレートユニットであって、上記ホットプレ
ートユニットには、上記セラミック基板の加熱面近傍を
通過する気体を供給する送風手段が設けられ、かつ、上
記抵抗発熱体の複数の回路には、上記加熱面の温度を調
節するため、それぞれ異なる電力が供給されるように構
成されていることを特徴とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A hot plate unit according to the present invention has a ceramic substrate having a resistance heating element formed of a plurality of circuits on the surface or inside thereof, a support container for supporting the ceramic substrate, A temperature measuring element for measuring temperature, a control unit for supplying power to the resistance heating element comprising the plurality of circuits, a storage unit for storing temperature data measured by the temperature measuring element, A hot plate unit provided with a calculation unit for calculating the electric power required for the heating element, wherein the hot plate unit is provided with blowing means for supplying gas passing near a heating surface of the ceramic substrate, and The plurality of circuits of the resistance heating element are configured to be supplied with different electric powers in order to adjust the temperature of the heating surface. And it features.
【００１３】図１は、本発明のホットプレートユニット
を模式的に示す平面図である。また、図２（ａ）は、図
１のホットプレートユニットを模式的に示す断面図であ
り、（ｂ）は、その部分拡大断面図である。なお、図
１、２においては、上記制御部、記憶部および演算部に
ついて図示していない。これらについては、後の説明に
おいて詳述する。FIG. 1 is a plan view schematically showing a hot plate unit of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the hot plate unit of FIG. 1, and FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view thereof. 1 and 2, the control unit, the storage unit, and the calculation unit are not shown. These will be described in detail later.
【００１４】ホットプレートユニット１００は、セラミ
ック基板１ａ、支持容器１０、制御部（図示せず）、記
憶部（図示せず）および演算部（図示せず）から構成さ
れている。円板形状のセラミック基板１ａの内部には、
図１に示すように、複数の回路からなる抵抗発熱体２が
埋設されるとともに、有底孔４、貫通孔５が形成されて
いる。貫通孔５には、リフターピン（図示せず）を挿通
させることにより、被加熱物である半導体ウエハ２９を
支持することができるようになっており、また、リフタ
ーピンを上下させることにより、半導体ウエハ２９の受
渡し等が可能である。有底孔４には、セラミック基板１
ａの温度を測定するための、リード線１９が接続された
測温素子３が埋め込まれている。なお、上述のように、
その内部または表面に抵抗発熱体が形成されるととも
に、有底孔および貫通孔が形成されているセラミック基
板を、以下の説明においては、セラミックヒータともい
うこととする。The hot plate unit 100 includes a ceramic substrate 1a, a support container 10, a control unit (not shown), a storage unit (not shown), and a calculation unit (not shown). Inside the disk-shaped ceramic substrate 1a,
As shown in FIG. 1, a resistance heating element 2 composed of a plurality of circuits is embedded, and a bottomed hole 4 and a through hole 5 are formed. By inserting a lifter pin (not shown) through the through hole 5, a semiconductor wafer 29 to be heated can be supported. Delivery of the wafer 29 or the like is possible. In the bottomed hole 4, the ceramic substrate 1
The temperature measuring element 3 to which the lead wire 19 is connected for measuring the temperature of a is embedded. In addition, as described above,
In the following description, a ceramic substrate in which a resistance heating element is formed inside or on a surface thereof and in which a bottomed hole and a through hole are formed is also referred to as a ceramic heater in the following description.
【００１５】セラミックヒータ１を構成する円板形状の
セラミック基板１ａ内部には、抵抗発熱体２が形成され
ている。そして、抵抗発熱体２は、図１に示すように、
セラミック基板１ａの最外周に、同心円の一部を描くよ
うにして繰り返して形成された円弧パターンである抵抗
発熱体２ａ〜２ｄが配置され、その内部に一部が切断さ
れた同心円パターンである抵抗発熱体２ｅ〜２ｇが配置
されている。A resistance heating element 2 is formed inside a disk-shaped ceramic substrate 1a constituting the ceramic heater 1. The resistance heating element 2 is, as shown in FIG.
On the outermost periphery of the ceramic substrate 1a, resistance heating elements 2a to 2d, which are arc patterns repeatedly formed so as to draw a part of a concentric circle, are arranged. Heating elements 2e to 2g are arranged.
【００１６】最外周の抵抗発熱体２ａは、同心円を円周
方向に４分割した円弧状のパターンが繰り返して形成さ
れ、隣り合う円弧の端部は、屈曲線により接続され一連
の回路を構成している。そして、これと同パターンであ
る抵抗発熱体２ａ〜２ｄの４つの回路が、外周を取り囲
むように近接して形成され、全体的に円環状のパターン
を構成している。The outermost resistance heating element 2a is formed by repeatedly forming an arc-shaped pattern obtained by dividing a concentric circle into four in the circumferential direction, and the ends of adjacent arcs are connected by bending lines to form a series of circuits. ing. Then, four circuits of the resistance heating elements 2a to 2d having the same pattern are formed close to each other so as to surround the outer periphery, and constitute an overall annular pattern.
【００１７】また、抵抗発熱体２ａ〜２ｄの端部は、ク
ーリングスポット等の発生を防止するために、円環状パ
ターンの内側に形成されており、そのため、外側の回路
の端部は内側の方に向かって延設されている。The ends of the resistance heating elements 2a to 2d are formed inside an annular pattern in order to prevent the occurrence of a cooling spot or the like. It is extended toward.
【００１８】最外周に形成された抵抗発熱体２ａ〜２ｄ
の内側には、そのごく一部が切断された同心円パターン
の回路からなる抵抗発熱体２ｅ〜２ｇが形成されてい
る。この抵抗発熱体２ｅ〜２ｇでは、隣り合う同心円の
端部が、順次直線からなる抵抗発熱体で接続されること
により一連の回路が構成されている。Resistance heating elements 2a to 2d formed on the outermost periphery
Inside, are formed resistance heating elements 2e to 2g each formed of a circuit of a concentric pattern whose part is cut off. In the resistance heating elements 2e to 2g, a series of circuits is configured by connecting the ends of adjacent concentric circles sequentially with resistance heating elements formed of straight lines.
【００１９】また、抵抗発熱体２ａ〜２ｄ、２ｅ、２
ｆ、２ｇの間には、帯状（円環状）の発熱体非形成領域
が設けられており、中心部分にも、円形の発熱体非形成
領域が設けられている。Further, the resistance heating elements 2a to 2d, 2e, 2
Between f and 2g, a band-shaped (annular) non-heating element non-forming area is provided, and a circular heating element non-forming area is also provided at the center.
【００２０】従って、全体的に見ると、円環状の抵抗発
熱体形成領域と発熱体非形成領域とが、外側から内側に
交互に形成されており、これらの領域をセラミック基板
の大きさ（口径）や厚さ等を考慮して、適当に設定する
ことにより、加熱面の温度を均一にすることができるよ
うになっている。Accordingly, as a whole, annular resistance heating element forming areas and heating element non-forming areas are alternately formed from the outside to the inside, and these areas are defined by the size (diameter) of the ceramic substrate. ), Thickness, etc., the temperature can be made uniform by setting the temperature appropriately.
【００２１】上述した抵抗発熱体２はセラミック基板１
ａに埋設されているため、その回路の端部が存在する部
分の直下には袋孔７が形成され、この袋孔７に導電性の
緩衝材であるワッシャー９が嵌め込まれるとともに、ワ
ッシャー９の中心孔にリード線１９が挿入され、これら
ワッシャー９やリード線１９がろう付けされることによ
り、スルーホール８を介して抵抗発熱体２の端部とリー
ド線１９とが接続されている。なお、ワッシャー９は、
リード線１９とセラミック基板１ａとの熱膨張率の違い
により、リード線１９となる材料を、直接セラミック基
板に埋設した際に発生するクラックを防止するために、
緩衝材として設置されたもので、両者の中間の熱膨張率
を有する。The above-described resistance heating element 2 is a ceramic substrate 1
a, a blind hole 7 is formed immediately below the portion where the end of the circuit exists, and a washer 9 serving as a conductive buffer is fitted into the blind hole 7 and the The lead wire 19 is inserted into the center hole, and the washer 9 and the lead wire 19 are brazed so that the end of the resistance heating element 2 and the lead wire 19 are connected through the through hole 8. In addition, the washer 9
Due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the lead wire 19 and the ceramic substrate 1a, in order to prevent cracks that occur when the material forming the lead wire 19 is directly embedded in the ceramic substrate,
It is installed as a cushioning material and has a coefficient of thermal expansion intermediate between the two.
【００２２】セラミックヒータ１は、断面視Ｌ字形状の
断熱リング１７ａを介して略円筒形状の支持容器１０の
上部に嵌め込まれている。この支持容器１０には、略円
筒形状の外枠部１７の内側に、セラミックヒータ１と断
熱リング１７ａとを支持する円環形状の基板受け部１８
が設けられている。断熱リング１７ａおよびセラミック
ヒータ１は、基板受け部１８とボルト１８ｂを介した固
定金具１７とで固定されている。すなわち、ボルト１８
ｂには、固定金具１７が取り付けられ、セラミックヒー
タ１等を押しつけて固定している。The ceramic heater 1 is fitted into the upper portion of a substantially cylindrical support container 10 via an insulating ring 17a having an L-shaped cross section. The support container 10 has an annular substrate receiving portion 18 for supporting the ceramic heater 1 and the heat insulating ring 17a inside an outer frame portion 17 having a substantially cylindrical shape.
Is provided. The heat insulating ring 17a and the ceramic heater 1 are fixed by the substrate receiving part 18 and the fixing metal 17 via the bolt 18b. That is, the bolt 18
A fixing bracket 17 is attached to b and presses and fixes the ceramic heater 1 and the like.
【００２３】また、図１に示すように、支持容器１０に
おいて、外枠部１７の内部には、中底板１１が取り付け
られ、中底板１１の下方に底板１２が固定されている。
底板１２は、遮熱等を目的として設けられており、ま
た、底板１２には、冷媒導入管１６が取り付けてあり、
支持容器１０の内部に強制冷却用の冷媒等を導入するこ
とができるようになっているとともに、導入した強制冷
却用の冷媒等を排出するための貫通孔１２ａが形成され
ている。中底板１１は、配線等の固定や遮熱等を目的と
して設けられており、また、中底板１１には、底板１２
に固定されている冷媒導入管１６、および、リフターピ
ン（図示せず）を保護するガイド管１５等の邪魔になら
ないように貫通孔が形成されている。As shown in FIG. 1, in the support container 10, an inner bottom plate 11 is mounted inside the outer frame portion 17, and a bottom plate 12 is fixed below the inner bottom plate 11.
The bottom plate 12 is provided for the purpose of heat shielding or the like, and the bottom plate 12 is provided with a refrigerant introduction pipe 16.
A forced cooling refrigerant or the like can be introduced into the support container 10, and a through-hole 12a for discharging the introduced forced cooling refrigerant or the like is formed. The midsole plate 11 is provided for the purpose of fixing wiring and the like, heat shielding, and the like.
A through-hole is formed so as not to obstruct the refrigerant introduction pipe 16 fixed to the guide pipe and the guide pipe 15 for protecting the lifter pin (not shown).
【００２４】さらに、ホットプレートユニット１００に
は、セラミックヒータ１の加熱面近傍を通過する気体を
供給する送風手段２０が設けられている。この送風手段
２０から、送風方向２５の方向（図１、図２参照）に気
体を供給することにより、セラミックヒータ１に載置さ
れた半導体ウエハ２９上に気流を発生させて、半導体ウ
エハ２９表面に塗布された感光性樹脂（図示せず）に含
まれる溶剤を素早く蒸発させることができ、上記感光性
樹脂を迅速に乾燥させることが可能となる。Further, the hot plate unit 100 is provided with a blowing means 20 for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic heater 1. By supplying a gas from the blowing means 20 in a blowing direction 25 (see FIGS. 1 and 2), an air flow is generated on the semiconductor wafer 29 mounted on the ceramic heater 1 and the surface of the semiconductor wafer 29 is formed. The solvent contained in the photosensitive resin (not shown) applied to the substrate can be quickly evaporated, and the photosensitive resin can be quickly dried.
【００２５】さらに、ホットプレートユニット１００
は、その下部に抵抗発熱体２に電力を供給する制御部
（図示せず）と、測温素子３により測定された温度デー
タを記憶する記憶部（図示せず）と、上記温度データか
ら抵抗発熱体２に必要な電力を演算する演算部（図示せ
ず）とが設けられおり、リード線１９を、それらに接続
し、通電することにより、ホットプレートユニットとし
て機能する。なお、制御部、記憶部、演算部について
は、後の説明において詳述する。Further, the hot plate unit 100
Is a control unit (not shown) for supplying power to the resistance heating element 2 below the storage unit, a storage unit (not shown) for storing temperature data measured by the temperature measuring element 3, and a resistance based on the temperature data. An arithmetic unit (not shown) for calculating the electric power required for the heating element 2 is provided, and functions as a hot plate unit by connecting the lead wires 19 to them and energizing them. Note that the control unit, the storage unit, and the calculation unit will be described later in detail.
【００２６】図１、２では、抵抗発熱体２がセラミック
基板１ａの内部に埋設されているが、本発明のホットプ
レートユニットにおいて、抵抗発熱体はセラミック基板
の表面に形成されていてもよい。In FIGS. 1 and 2, the resistance heating element 2 is buried inside the ceramic substrate 1a. However, in the hot plate unit of the present invention, the resistance heating element may be formed on the surface of the ceramic substrate.
【００２７】図３は、本発明のホットプレートユニット
の他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図４は、
図３のホットプレートユニットを模式的に示す断面図で
ある。なお、図３、４においては、図１、２と同様で、
制御部、記憶部および演算部について図示していない。
これらについては、後の説明において詳述する。FIG. 3 is a plan view schematically showing another embodiment of the hot plate unit of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating the hot plate unit of FIG. 3. 3 and 4 are similar to FIGS.
The control unit, the storage unit, and the calculation unit are not shown.
These will be described in detail later.
【００２８】ホットプレートユニット５００は、セラミ
ック基板５１ａ、支持容器６０、制御部（図示せず）、
記憶部（図示せず）および演算部（図示せず）から構成
されている。円板形状のセラミック基板５１ａの表面
（底面）には、図３に示すように、複数の回路からなる
抵抗発熱体５２が形成されるとともに、有底孔５４、貫
通孔５５が形成されている。ホットプレートユニット１
００と同様で、貫通孔５５には、リフターピン（図示せ
ず）を挿通させることにより、被加熱物である半導体ウ
エハ２９を保持することができるようになっており、ま
た、リフターピンを上下させることにより、半導体ウエ
ハ２９の受渡し等が可能である。有底孔５４には、セラ
ミック基板５１ａの温度を測定するための、リード線６
９が接続された測温素子５３が埋め込まれている。The hot plate unit 500 includes a ceramic substrate 51a, a support container 60, a control unit (not shown),
It comprises a storage unit (not shown) and an operation unit (not shown). As shown in FIG. 3, a resistance heating element 52 including a plurality of circuits, a bottomed hole 54, and a through hole 55 are formed on the surface (bottom surface) of the disc-shaped ceramic substrate 51a. . Hot plate unit 1
Similarly to the case of 00, a lifter pin (not shown) is inserted through the through-hole 55 so that the semiconductor wafer 29 to be heated can be held. By doing so, delivery and the like of the semiconductor wafer 29 can be performed. The bottomed hole 54 has a lead wire 6 for measuring the temperature of the ceramic substrate 51a.
9 is embedded therein.
【００２９】セラミックヒータ５１を構成する円板形状
のセラミック基板５１ａ表面（底面）には、抵抗発熱体
５２が形成されている。そして、抵抗発熱体５２は、図
３に示すように、セラミック基板５１ａを最外周に、屈
曲線の繰り返しパターンである抵抗発熱体５２ａ〜５２
ｄが配置され、その内部にも、抵抗発熱体５２ａ〜５２
ｄと同形状の屈曲線の繰り返しパターンである抵抗発熱
体５２ｅ〜５２ｈおよび５２ｉ〜５２ｌが配置されてい
る。On the surface (bottom surface) of the disk-shaped ceramic substrate 51a constituting the ceramic heater 51, a resistance heating element 52 is formed. As shown in FIG. 3, the resistance heating elements 52 are formed on the ceramic substrate 51 a at the outermost periphery and have resistance heating elements 52 a to 52 which are repetitive patterns of bent lines.
d are disposed therein, and the resistance heating elements 52a to 52
The resistance heating elements 52e to 52h and 52i to 52l, which are a repetitive pattern of bent lines having the same shape as that of d, are arranged.
【００３０】抵抗発熱体５２の表面には、抵抗発熱体の
酸化等を防止するための金属被覆層（図示せず）が形成
され、抵抗発熱体５２の端部には、外部端子６３がろう
付けされており、さらに外部端子６３には、ソケット６
４を介してリード線６９が接続されている（図４参
照）。A metal coating layer (not shown) is formed on the surface of the resistance heating element 52 to prevent oxidation or the like of the resistance heating element, and an external terminal 63 is provided at an end of the resistance heating element 52. The external terminal 63 has a socket 6
4 is connected to the lead wire 69 (see FIG. 4).
【００３１】セラミックヒータ５１は、断面視Ｌ字形状
の断熱リング６７ａを介して略円筒形状の支持容器６０
の上部に嵌め込まれている。なお、支持容器６０は、図
２に示した支持容器１０と同様の構成であるので、説明
を省略する。The ceramic heater 51 is connected to a substantially cylindrical support container 60 via an insulating ring 67a having an L-shaped cross section.
It is fitted in the upper part of. The support container 60 has the same configuration as the support container 10 shown in FIG.
【００３２】さらに、ホットプレートユニット５００に
は、セラミックヒータ５１の加熱面近傍を通過する気体
を供給する送風手段２００が設けられているとともに、
セラミックヒータ５１を挟んで、送風手段２００と対向
する位置に、供給された気体を吸引する吸引手段２１が
設けられている。この送風手段２００から、送風方向２
５０の方向（図３、図４参照）に気体を供給し、吸引手
段２１で上記気体を吸引することにより、供給された気
体が、セラミックヒータの加熱面より与えられる熱によ
って温められて、上昇してしまうことを防ぐことができ
る。また、この気体によりセラミックヒータ加熱面全体
に気流が発生し、半導体ウエハ２９上に塗布された感光
性樹脂等の溶剤を含む材料をより迅速に乾燥させること
ができる。さらに、セラミックヒータ５１上の気流の乱
れを抑制することができるため、セラミックヒータの加
熱面の温度制御をより容易に行うことが可能となる。な
お、本発明において、吸引手段は、必須のものではな
い。すなわち、ホットプレートユニット５００に、送風
手段２００と吸引手段２１との両方が設けられず、送風
手段２００のみが設けられていても、本発明のホットプ
レートユニットとして機能する。Further, the hot plate unit 500 is provided with a blowing means 200 for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic heater 51.
A suction unit 21 for sucking the supplied gas is provided at a position facing the blowing unit 200 with the ceramic heater 51 interposed therebetween. From this blowing means 200, the blowing direction 2
By supplying the gas in the direction of 50 (see FIGS. 3 and 4) and sucking the gas by the suction means 21, the supplied gas is heated by the heat given from the heating surface of the ceramic heater and rises. Can be prevented. In addition, this gas generates an air current on the entire heating surface of the ceramic heater, and the material containing a solvent such as a photosensitive resin applied on the semiconductor wafer 29 can be dried more quickly. Furthermore, since the turbulence of the air flow on the ceramic heater 51 can be suppressed, the temperature control of the heating surface of the ceramic heater can be performed more easily. In the present invention, the suction means is not essential. That is, the hot plate unit 500 functions as the hot plate unit of the present invention even when both the blowing unit 200 and the suction unit 21 are not provided and only the blowing unit 200 is provided.
【００３３】ホットプレートユニット５００は、ホット
プレートユニット１００と同様で、その下部に抵抗発熱
体５２に電力を供給する制御部（図示せず）と、測温素
子５３により測定された温度データを記憶する記憶部
（図示せず）と、上記温度データから抵抗発熱体５２に
必要な電力を演算する演算部（図示せず）とが設けられ
おり、リード線６９を、それらに接続し、通電すること
により、ホットプレートユニットとして機能する。な
お、制御部、記憶部、演算部については、後の説明にお
いて詳述する。The hot plate unit 500 is similar to the hot plate unit 100, and has a control unit (not shown) for supplying power to the resistance heating element 52 below the temperature unit, and stores temperature data measured by the temperature measuring element 53. And a calculating unit (not shown) for calculating the electric power required for the resistance heating element 52 from the temperature data. The lead wire 69 is connected to them and the power is supplied. Thereby, it functions as a hot plate unit. Note that the control unit, the storage unit, and the calculation unit will be described later in detail.
【００３４】本発明のホットプレートユニットには、上
記セラミック基板の加熱面近傍を通過する気体を供給す
る送風手段が設けられている。The hot plate unit of the present invention is provided with a blowing means for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic substrate.
【００３５】上記送風手段としては、セラミック基板の
加熱面近傍を通過する気体を供給することができる手段
であれば、特に限定されるものではなく、例えば、送風
機等を用いることができる。The blower is not particularly limited as long as it can supply gas passing near the heating surface of the ceramic substrate. For example, a blower can be used.
【００３６】本発明のホットプレートユニットでは、平
面視におけるセラミックヒータの加熱面近傍に供給され
る気体の向きは、特に限定されるものではない。上記気
体を供給する送風手段としては、例えば、図１に示すよ
うに、セラミックヒータの加熱面近傍を一方向に通過す
る気体を供給する送風手段や、セラミックヒータの外周
側から中心部分へ複数の方向から、上記セラミックヒー
タの加熱面近傍に気体を供給する送風手段等を挙げるこ
とができる。In the hot plate unit of the present invention, the direction of the gas supplied near the heating surface of the ceramic heater in plan view is not particularly limited. As the blowing means for supplying the gas, for example, as shown in FIG. 1, a blowing means for supplying a gas passing in one direction near the heating surface of the ceramic heater, or a plurality of blowing means from the outer peripheral side to the central portion of the ceramic heater. From the direction, a blowing means for supplying gas to the vicinity of the heating surface of the ceramic heater can be used.
【００３７】上述した送風手段の中では、図１に示した
ように、上記セラミックヒータの加熱面近傍を一方向に
通過する気体を供給する送風手段を設けることが望まし
い。気体を一方向から通過させることにより、セラミッ
クヒータの加熱面近傍における気流の変化を抑えること
ができるため、上記気流の影響によるセラミックヒータ
の加熱面の温度ばらつきの変動を抑えることができ、セ
ラミックヒータの温度制御を容易に行うことができるか
らである。As shown in FIG. 1, it is desirable to provide a blowing means for supplying gas passing in one direction near the heating surface of the ceramic heater. By allowing the gas to pass through in one direction, it is possible to suppress a change in the air flow near the heating surface of the ceramic heater. Therefore, it is possible to suppress a variation in the temperature variation of the heating surface of the ceramic heater due to the influence of the air flow, and to reduce This is because the temperature control can be easily performed.
【００３８】断面視におけるセラミックヒータの加熱面
近傍に供給される気体の向きは、特に限定されるもので
はないが、図２に示すように、上記気体の供給される向
きと、セラミックヒータの加熱面とが概ね平行であるこ
とが望ましい。上記気体がセラミックヒータの加熱面に
接触することにより生じる気流の変化を抑えることがで
きるからである。なお、概ね平行であるとは、上記気体
の供給される向きと、セラミックヒータの加熱面とが、
数学的に平行である必要はなく、上記気体の供給される
向きが、セラミックヒータの加熱面に対して平行である
か、または、上記気体の供給される向きと、セラミック
ヒータの加熱面とのなす角が鋭角であればよい。The direction of the gas supplied near the heating surface of the ceramic heater in a sectional view is not particularly limited, but as shown in FIG. It is desirable that the surface is substantially parallel. This is because it is possible to suppress a change in air flow caused by the gas contacting the heating surface of the ceramic heater. Note that, being substantially parallel means that the direction in which the gas is supplied and the heating surface of the ceramic heater are
It is not necessary to be mathematically parallel, and the direction in which the gas is supplied is parallel to the heating surface of the ceramic heater, or the direction in which the gas is supplied and the heating surface of the ceramic heater. The angle formed may be an acute angle.
【００３９】なお、上記送風手段から供給される気体
は、半導体ウエハに塗布された感光性樹脂等の溶剤を含
む材料を均一に乾燥させる観点から、セラミックヒータ
の加熱面全体に気流を発生させるように供給されること
が望ましい。セラミックヒータの加熱面において、局所
的に気流を発生させるように気体が供給された場合、場
所によって上記感光性樹脂等の溶剤を含む材料が乾燥す
る速度にばらつきが生じ、上記感光性樹脂を均一に乾燥
させることが困難となるからである。The gas supplied from the blower means generates an air flow over the entire heating surface of the ceramic heater from the viewpoint of uniformly drying a material containing a solvent such as a photosensitive resin applied to the semiconductor wafer. Is desirably supplied. When a gas is supplied so as to locally generate an air flow on the heating surface of the ceramic heater, the speed at which the material containing the solvent such as the photosensitive resin dries varies depending on the location, and the photosensitive resin is uniformly dispersed. This is because it becomes difficult to dry the product.
【００４０】上記送風手段から供給する気体は、半導体
ウエハを汚染しない観点から、窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、フロン等の不活性気体、空気等を用いることが望ま
しい。また、上記気体は、常温で供給されてもよく、半
導体ウエハに塗布された感光性樹脂の乾燥を促進させる
ため、加熱されて供給されてもよい。なお、降温時にお
いて、上記気体は冷却されて供給されてもよい。As the gas supplied from the blower, it is desirable to use an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or chlorofluorocarbon, or air, from the viewpoint of not contaminating the semiconductor wafer. Further, the gas may be supplied at a normal temperature, or may be supplied while being heated to promote drying of the photosensitive resin applied to the semiconductor wafer. At the time of cooling, the gas may be cooled and supplied.
【００４１】上記送風手段より供給される気体の流速
は、特に限定されるものではないが、１〜５０ｃｍ／秒
であることが望ましい。流速が５０ｃｍ／秒を超える
と、上記気体の流速が速過ぎるため、セラミックヒータ
上に載置した半導体ウエハの位置がずれてしまうおそれ
があり、一方、流速が１ｃｍ／秒未満では、例えば、感
光性樹脂の乾燥速度が遅くなりすぎる。また、供給され
る気体の温度が、セラミックヒータの加熱面の温度より
低い場合、上記気体の流速が速過ぎると、セラミックヒ
ータの加熱面を冷却してしまうおそれがある。The flow rate of the gas supplied from the blower is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 cm / sec. If the flow rate exceeds 50 cm / sec, the flow rate of the gas is too high, and the position of the semiconductor wafer mounted on the ceramic heater may be shifted. Drying speed of the hydrophilic resin is too slow. Further, when the temperature of the supplied gas is lower than the temperature of the heating surface of the ceramic heater, if the flow velocity of the gas is too high, the heating surface of the ceramic heater may be cooled.
【００４２】また、上記気体の湿度は、特に限定される
ものではないが、半導体ウエハに塗布された感光性樹脂
をより迅速に乾燥させる観点から、上記気体は、湿度の
低いものであることが望ましい。上記気体として、空気
を用いる場合、例えば、送風手段にシリカゲル等の吸湿
剤を備え、供給する気体を通過させることにより、供給
する気体の湿度を低下させることができる。The humidity of the gas is not particularly limited, but the gas may have a low humidity from the viewpoint of drying the photosensitive resin applied to the semiconductor wafer more quickly. desirable. In the case where air is used as the gas, for example, the humidity of the supplied gas can be reduced by providing the blowing means with a moisture absorbent such as silica gel and passing the supplied gas.
【００４３】さらに、上記気体によりセラミックヒータ
の加熱面上に発生する気流が、層流となるように、上記
セラミックヒータの加熱面近傍に気体を供給することが
望ましい。気流の変化が少ないため、加熱面の温度ばら
つきの変動を抑えることができ、セラミックヒータの温
度制御を容易に行うことができるからである。Further, it is desirable to supply the gas to the vicinity of the heating surface of the ceramic heater so that the gas flow generated on the heating surface of the ceramic heater by the gas becomes laminar. This is because, since there is little change in the airflow, it is possible to suppress the fluctuation of the temperature variation on the heating surface, and it is possible to easily control the temperature of the ceramic heater.
【００４４】本発明のホットプレートユニットには、送
風手段が設けられるとともに、図３、４に示すように、
送風手段から供給された気体を吸引する吸引手段が設け
られていてもよい。The hot plate unit of the present invention is provided with a blowing means, and as shown in FIGS.
Suction means for sucking the gas supplied from the blowing means may be provided.
【００４５】送風手段から供給された気体を吸引手段で
吸引することにより、上記気体がセラミックヒータの加
熱面より与えられる熱によって温められて、上昇してし
まうことを防ぐことができるため、セラミックヒータ加
熱面全体に上記気体による気流が発生し、半導体ウエハ
上に塗布された感光性樹脂をより迅速に乾燥させること
ができる。また、セラミックヒータ上の気流の乱れを抑
制することができるため、セラミックヒータの加熱面の
温度制御をより容易に行うことが可能となる。By sucking the gas supplied from the air blowing means by the suction means, it is possible to prevent the gas from being heated by the heat applied from the heating surface of the ceramic heater and prevented from rising. An air current is generated by the gas on the entire heating surface, and the photosensitive resin applied on the semiconductor wafer can be dried more quickly. Further, since the turbulence of the air flow on the ceramic heater can be suppressed, the temperature control of the heating surface of the ceramic heater can be more easily performed.
【００４６】なお、本発明のホットプレートユニットで
は、降温時、上記送風手段より供給する気体の流量を増
やしたり、流速を速めたりすることにより、セラミック
ヒータの加熱面を迅速に冷却することができ、その結
果、降温時間を短縮することができる。すなわち、ホッ
トプレートユニットの降温時、冷媒導入管から強制冷却
用の冷媒を導入し、セラミックヒータを底面から冷却す
るとともに、送風手段から加熱面へ気体を吹き付け、セ
ラミックヒータを加熱面からも冷却することができる。
上述のように、セラミックヒータの降温時間を短縮する
ことができるのも、本発明の効果の一つである。In the hot plate unit of the present invention, the heating surface of the ceramic heater can be cooled quickly by increasing the flow rate or increasing the flow rate of the gas supplied from the blowing means when the temperature is lowered. As a result, the temperature lowering time can be reduced. That is, when the temperature of the hot plate unit is lowered, the refrigerant for forced cooling is introduced from the refrigerant introduction pipe, and the ceramic heater is cooled from the bottom, and gas is blown from the blowing means to the heating surface to cool the ceramic heater also from the heating surface. be able to.
As described above, one of the effects of the present invention is that the temperature drop time of the ceramic heater can be reduced.
【００４７】次に、本発明のホットプレートユニットに
含まれる制御部、記憶部および演算部について説明す
る。本発明のホットプレートユニットは、セラミックヒ
ータに形成された複数の回路からなる抵抗発熱体に電力
を供給する制御部と、上記測温素子により測定された温
度データを記憶する記憶部と、上記温度データから上記
抵抗発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備えてお
り、上記抵抗発熱体の複数の回路には、それぞれ異なる
電力が供給されるように構成されている。Next, a control unit, a storage unit, and a calculation unit included in the hot plate unit of the present invention will be described. The hot plate unit of the present invention includes a control unit that supplies power to a resistance heating element including a plurality of circuits formed in a ceramic heater, a storage unit that stores temperature data measured by the temperature measuring element, A calculation unit for calculating the power required for the resistance heating element from the data, wherein a plurality of circuits of the resistance heating element are configured to be supplied with different powers, respectively.
【００４８】図５は、図３、４に示したホットプレート
ユニット５００に含まれるセラミックヒータ５１の概略
を示したブロック図である。なお、図５では、ホットプ
レートユニット５００に含まれる支持容器６０、送風手
段２００および吸引手段２１を記載していない。FIG. 5 is a block diagram schematically showing the ceramic heater 51 included in the hot plate unit 500 shown in FIGS. Note that FIG. 5 does not show the support container 60, the blowing unit 200, and the suction unit 21 included in the hot plate unit 500.
【００４９】セラミックヒータ５１において、セラミッ
ク基板５１ａの底面には、図３に示した抵抗発熱体５２
が形成されている。なお、抵抗発熱体５２（５２ａ、５
２ｅ）は、その両端に入出力の端子となる外部端子６３
が金属被覆層５２０を介して接続されている。また、外
部端子６３には、ソケット６４が取り付けられ、このソ
ケット６４は、電源を有する制御部２４に接続されてい
る。また、中央に近い部分には、半導体ウエハ２９を支
持するリフターピン２６を挿通するための貫通孔５５が
形成され、さらに、測温素子５３を挿入するための有底
孔５４が形成されている。In the ceramic heater 51, the resistance heating element 52 shown in FIG.
Are formed. Note that the resistance heating elements 52 (52a, 5a,
2e) is an external terminal 63 serving as an input / output terminal at both ends.
Are connected via the metal coating layer 520. In addition, a socket 64 is attached to the external terminal 63, and the socket 64 is connected to the control unit 24 having a power supply. A through hole 55 for inserting the lifter pins 26 supporting the semiconductor wafer 29 is formed in a portion near the center, and a bottomed hole 54 for inserting the temperature measuring element 53 is formed. .
【００５０】また、セラミック基板５１ａには、底面側
から有底孔５４が設けられ、この有底孔５４の底には、
測温素子５３が固定されている。この測温素子５３は、
記憶部２２に接続され、各測温素子５３の温度を一定時
間毎に測定し、そのデータを記憶することができるよう
になっている。そして、この記憶部２２は、制御部２４
に接続されるとともに、演算部２３に接続され、記憶部
２２に記憶されたデータに基づき、演算部２３で制御す
る電圧値等の計算を行い、これに基づき、制御部２４か
ら各抵抗発熱体５２に対して所定の電圧を印加し、加熱
面の温度を均一化することができるようになっている。The ceramic substrate 51a has a bottomed hole 54 from the bottom side.
The temperature measuring element 53 is fixed. This temperature measuring element 53
It is connected to the storage unit 22 so that the temperature of each temperature measuring element 53 can be measured at regular time intervals and its data can be stored. The storage unit 22 includes a control unit 24
Is connected to the calculating unit 23, and calculates a voltage value and the like controlled by the calculating unit 23 based on the data stored in the storage unit 22. A predetermined voltage is applied to the heater 52 so that the temperature of the heating surface can be made uniform.
【００５１】次に、上記したセラミックヒータ５１の動
作について、説明する。まず、制御部２４を作動させる
ことによりセラミックヒータ５１に電力を投入するとと
もに、送風手段（図示せず）からセラミックヒータ５１
の加熱面近傍を通過する気体を供給すると、セラミック
ヒータ５１自体の温度が上がり始めるが、上記気体の風
上側となるセラミックヒータの加熱面の温度がやや低温
になる。Next, the operation of the ceramic heater 51 will be described. First, the controller 24 is operated to supply electric power to the ceramic heater 51, and a blower (not shown) supplies the ceramic heater 51 with electric power.
When the gas passing near the heating surface is supplied, the temperature of the ceramic heater 51 itself starts to rise, but the temperature of the heating surface of the ceramic heater which is on the windward side of the gas becomes slightly low.
【００５２】測温素子５３で測温したデータは、記憶部
２２に一端格納される。次に、この温度データは演算部
２３に送られ、演算部２３において、各測定点における
温度の差ΔＴを演算し、さらに、加熱面の温度の均一化
のために必要なデータΔＷを演算する。The data measured by the temperature measuring element 53 is temporarily stored in the storage unit 22. Next, the temperature data is sent to the calculating section 23, where the calculating section 23 calculates the temperature difference ΔT at each measurement point, and further calculates the data ΔW necessary for equalizing the temperature of the heating surface. .
【００５３】例えば、抵抗発熱体５２ａと抵抗発熱体５
２ｅにおける温度差ΔＴがあり、抵抗発熱体５２ａの方
が低ければ、ΔＴを０にするような電力データΔＷを演
算し、これを制御部２４に送信して、これに基づいた電
力を抵抗発熱体５２ａに投入して昇温させるのである。For example, the resistance heating element 52a and the resistance heating element 5
If there is a temperature difference ΔT at 2e and the resistance heating element 52a is lower, power data ΔW that makes ΔT zero is calculated and transmitted to the control unit 24, and the power based on this is generated by the resistance heating element 52a. It is thrown into the body 52a to raise the temperature.
【００５４】電力の計算アルゴリズムについては、セラ
ミック基板５１ａの比熱と加熱域の重量から昇温に必要
な電力を演算する方法が最も簡便であり、これに抵抗発
熱体パターンに起因する補正係数を加味してもよい。ま
た、予め、特定の抵抗発熱体パターンや、送風手段等に
ついて昇温試験を行い、測温位置、投入電力、温度の関
数を予め求めておき、この関数から投入電力を演算して
もよい。そして、演算部２３で演算された電力に対応す
る印加電圧と時間とを制御部２４に送信し、制御部２４
でその値に基づいて各抵抗発熱体５２に電力を投入する
ことになる。Regarding the algorithm for calculating the electric power, the simplest method is to calculate the electric power required for raising the temperature from the specific heat of the ceramic substrate 51a and the weight of the heating area, and the correction coefficient due to the resistance heating element pattern is taken into account. May be. Alternatively, a temperature rise test may be performed in advance on a specific resistance heating element pattern, a blowing means, or the like, and a function of a temperature measurement position, input power, and temperature may be obtained in advance, and input power may be calculated from this function. Then, an applied voltage and a time corresponding to the power calculated by the calculation unit 23 are transmitted to the control unit 24, and the control unit 24
Then, electric power is supplied to each resistance heating element 52 based on the value.
【００５５】なお、本発明のホットプレートユニットで
は、送風手段より供給される気体の風上側となる位置に
形成された抵抗発熱体の回路における単位面積あたりの
発熱量が、上記気体の風下側となる位置に形成された上
記抵抗発熱体の回路における単位面積あたりの発熱量よ
り多くなるように、上記抵抗発熱体の複数の回路には、
それぞれ異なる電力が供給されることが望ましい。In the hot plate unit of the present invention, the amount of heat generated per unit area in the circuit of the resistive heating element formed at the position on the windward side of the gas supplied from the blowing means is smaller than the amount of heat generated on the leeward side of the gas. A plurality of circuits of the resistive heating element include a plurality of circuits of the resistive heating element so that the amount of heat generated per unit area in the circuit of the resistive heating element formed at the position
It is desirable that different powers be supplied.
【００５６】本発明のホットプレートユニットにおい
て、通常、セラミックヒータの加熱面近傍に供給される
気体の温度は、上記加熱面の温度より低い。よって、上
記気体の風上側となるセラミックヒータの加熱面におい
て、高温側となる上記加熱面と、低温側となる上記気体
との温度差は大きく、両者の間では、多量の熱交換が行
われ、加熱面の温度は大きく低下する。一方、上記気体
は、風上側で熱を与えられているため、上記気体の風下
側となるセラミックヒータの加熱面において、上記加熱
面と、上記気体との温度差は小さくなり、上記気体の風
上側と比べて、両者の間では、熱交換量は減少し、風上
側程加熱面の温度は低下しない。例えば、図１に示すよ
うに、セラミックヒータ１の加熱面において、送風手段
２０から供給される気体の送風方向２５の風上側である
抵抗発熱体２ｃ上の加熱面の温度が低くなり、風下側と
なる抵抗発熱体２ａ上の加熱面の温度が高くなるのであ
る。In the hot plate unit of the present invention, the temperature of the gas supplied near the heating surface of the ceramic heater is usually lower than the temperature of the heating surface. Therefore, on the heating surface of the ceramic heater that is on the windward side of the gas, the temperature difference between the heating surface on the high temperature side and the gas on the low temperature side is large, and a large amount of heat exchange is performed between the two. However, the temperature of the heating surface is greatly reduced. On the other hand, since the gas is given heat on the leeward side, the temperature difference between the heating surface and the gas on the heating surface of the ceramic heater which is on the leeward side of the gas becomes small, and the wind of the gas is reduced. As compared with the upper side, the amount of heat exchange decreases between the two, and the temperature of the heating surface does not decrease as much as the windward side. For example, as shown in FIG. 1, on the heating surface of the ceramic heater 1, the temperature of the heating surface on the resistance heating element 2 c, which is on the windward side in the blowing direction 25 of the gas supplied from the blowing means 20, decreases, and Therefore, the temperature of the heating surface on the resistance heating element 2a becomes high.
【００５７】従って、上記気体の風上側と、上記気体の
風下側との温度差をなくすように、上記気体の風上側と
なる位置に形成された上記抵抗発熱体の回路における単
位面積あたりの発熱量が、上記気体の風下側となる位置
に形成された上記抵抗発熱体の回路における単位面積あ
たりの発熱量より多くなるように設定しておくことによ
り、複雑な温度制御を用いることなく、セラミックヒー
タの加熱面の温度を均一にすることができる。このと
き、上述した方法を用い、予め送風手段等について昇温
試験を行い、測温位置、投入電力、温度の関数を求めて
おき、上記気体の風上側となる位置に形成された上記抵
抗発熱体の回路における単位面積あたりの発熱量が、上
記気体の風下側となる位置に形成された上記抵抗発熱体
の回路における単位面積あたりの発熱量より多くなるよ
うに、各回路に投入する電力を設定しておくことによ
り、温度制御が複雑になることを防ぐことができる。Therefore, in order to eliminate the temperature difference between the leeward side of the gas and the leeward side of the gas, the heat generated per unit area in the circuit of the resistance heating element formed at the position on the leeward side of the gas. By setting the amount to be larger than the amount of heat generated per unit area in the circuit of the resistance heating element formed at the position on the leeward side of the gas, without using complicated temperature control, ceramic The temperature of the heating surface of the heater can be made uniform. At this time, using the above-described method, a temperature rise test is previously performed on the blowing means and the like, and a function of the temperature measurement position, the input power, and the temperature is obtained, and the resistance heating formed at a position on the windward side of the gas is obtained. The power supplied to each circuit is set such that the heat generation per unit area in the circuit of the body is larger than the heat generation per unit area in the circuit of the resistance heating element formed at a position on the leeward side of the gas. By setting, it is possible to prevent the temperature control from becoming complicated.
【００５８】次に、本発明のホットプレートユニットを
構成する、セラミックヒータや支持容器等について、さ
らに詳しく説明する。Next, the ceramic heater, the supporting container and the like constituting the hot plate unit of the present invention will be described in more detail.
【００５９】上記セラミックヒータに用いられるセラミ
ック基板は、円板形状であり、また、その直径は２００
ｍｍを超えるものが望ましい。このような大きな直径を
持つ基板は、大口径の半導体ウエハを載置することがで
きるからである。セラミック基板の直径は、特に１２イ
ンチ（３００ｍｍ）以上であることが望ましい。次世代
の半導体ウエハの主流となるからである。The ceramic substrate used for the ceramic heater has a disk shape and a diameter of 200 mm.
mm is desirable. This is because a substrate having such a large diameter can mount a semiconductor wafer having a large diameter. The diameter of the ceramic substrate is particularly preferably 12 inches (300 mm) or more. This is because it will become the mainstream of next-generation semiconductor wafers.
【００６０】また、上記セラミック基板の厚さは、２５
ｍｍ以下であることが望ましい。上記セラミック基板の
厚さが２５ｍｍを超えると温度追従性が低下するからで
ある。また、その厚さは、０．５ｍｍ以上であることが
望ましい。０．５ｍｍより薄いと、セラミック基板の強
度自体が低下するため破損しやすくなる。より望ましく
は、１．５を超え５ｍｍ以下である。５ｍｍより厚くな
ると、熱が伝搬しにくくなり、加熱の効率が低下する傾
向が生じ、一方、１．５ｍｍ以下であると、セラミック
基板中を伝搬する熱が充分に拡散しないため加熱面に温
度ばらつきが発生することがあり、また、セラミック基
板の強度が低下して破損する場合があるからである。The thickness of the ceramic substrate is 25
mm or less. This is because if the thickness of the ceramic substrate exceeds 25 mm, the temperature followability decreases. Further, its thickness is desirably 0.5 mm or more. When the thickness is smaller than 0.5 mm, the strength of the ceramic substrate itself is reduced, so that the ceramic substrate is easily broken. More preferably, it is more than 1.5 and 5 mm or less. If the thickness is more than 5 mm, the heat is difficult to propagate, and the heating efficiency tends to decrease. May occur, and the strength of the ceramic substrate may be reduced to cause breakage.
【００６１】本発明のホットプレートユニットを構成す
るセラミックヒータにおいて、セラミック基板には、図
２（ａ）に示すように、被加熱物を載置する加熱面の反
対側から加熱面に向けて有底孔４を設けるとともに、有
底孔４の底を抵抗発熱体２よりも相対的に加熱面に近く
形成し、この有底孔４に熱電対等の測温素子３を設ける
とが望ましい。また、有底孔４の底とセラミックヒータ
１の加熱面との距離は、０．１ｍｍ〜セラミック基板の
厚さの１／２であることが望ましい。これにより、測温
場所が抵抗発熱体２よりもセラミックヒータ１の加熱面
に近くなり、より正確な半導体ウエハの温度の測定が可
能となるからである。In the ceramic heater constituting the hot plate unit of the present invention, as shown in FIG. 2A, the ceramic substrate has a surface facing the heating surface from the side opposite to the heating surface on which the object to be heated is placed. It is preferable that the bottomed hole 4 is provided, the bottom of the bottomed hole 4 is formed closer to the heating surface than the resistance heating element 2, and the temperature measuring element 3 such as a thermocouple is provided in the bottomed hole 4. Further, the distance between the bottom of the bottomed hole 4 and the heating surface of the ceramic heater 1 is preferably 0.1 mm to 1/2 of the thickness of the ceramic substrate. As a result, the temperature measurement location is closer to the heating surface of the ceramic heater 1 than the resistance heating element 2, and the temperature of the semiconductor wafer can be measured more accurately.
【００６２】有底孔４の底とセラミックヒータ１の加熱
面との距離が０．１ｍｍ未満では、放熱してしまい、セ
ラミックヒータ１の加熱面に温度分布が形成され、厚さ
の１／２を超えると、抵抗発熱体の温度の影響を受けや
すくなり、温度制御できなくなり、やはりセラミックヒ
ータ１の加熱面に温度分布が形成されてしまうからであ
る。If the distance between the bottom of the bottomed hole 4 and the heating surface of the ceramic heater 1 is less than 0.1 mm, heat will be radiated, and a temperature distribution will be formed on the heating surface of the ceramic heater 1 and the thickness will be １ ／. If the temperature exceeds the limit, the temperature of the resistance heating element becomes liable to be affected, and the temperature cannot be controlled, and a temperature distribution is formed on the heating surface of the ceramic heater 1.
【００６３】有底孔４の直径は、０．３ｍｍ〜５ｍｍで
あることが望ましい。これは、大きすぎると放熱性が大
きくなり、また小さすぎると加工性が低下してセラミッ
クヒータ１の加熱面との距離を均等にすることができな
くなるからである。The diameter of the bottomed hole 4 is desirably 0.3 mm to 5 mm. This is because if it is too large, the heat radiation will be large, and if it is too small, the workability will be reduced and the distance to the heating surface of the ceramic heater 1 cannot be equalized.
【００６４】有底孔４は、図１に示したように、セラミ
ック基板１ａの中心に対して対称で、かつ、十字を形成
するように複数配列することが望ましい。これは、加熱
面全体の温度を測定することができるからである。As shown in FIG. 1, it is desirable that a plurality of the bottomed holes 4 are arranged symmetrically with respect to the center of the ceramic substrate 1a so as to form a cross. This is because the temperature of the entire heating surface can be measured.
【００６５】上記測温素子としては、例えば、熱電対、
白金測温抵抗体、サーミスタ等が挙げられる。また、上
記熱電対としては、例えば、ＪＩＳ−Ｃ−１６０２（１
９８０）に挙げられるように、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｓ
型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対等が挙げられるが、これら
のなかでは、Ｋ型熱電対が好ましい。As the temperature measuring element, for example, a thermocouple,
Platinum resistance thermometers, thermistors and the like can be mentioned. As the thermocouple, for example, JIS-C-1602 (1
980), K type, R type, B type, S type
Type, E-type, J-type, and T-type thermocouples, and among them, a K-type thermocouple is preferable.
【００６６】上記熱電対の接合部の大きさは、素線の径
と同じか、または、それよりも大きく、０．５ｍｍ以下
であることが望ましい。これは、接合部が大きい場合
は、熱容量が大きくなって応答性が低下してしまうから
である。なお、素線の径より小さくすることは困難であ
る。It is desirable that the size of the junction of the thermocouple is equal to or larger than the diameter of the strand, and is 0.5 mm or less. This is because, if the junction is large, the heat capacity increases and the responsiveness decreases. It is difficult to make the diameter smaller than the diameter of the strand.
【００６７】上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使
用して、有底孔４の底に接着してもよく、有底孔４に挿
入した後、耐熱性樹脂で封止してもよく、両者を併用し
てもよい。上記耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬化性
樹脂、特にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレ
イミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。これらの樹
脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよ
い。The above temperature measuring element may be adhered to the bottom of the bottomed hole 4 using gold brazing, silver brazing or the like. Or both may be used in combination. Examples of the heat-resistant resin include a thermosetting resin, particularly an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide-triazine resin, and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.
【００６８】上記金ろうとしては、３７〜８０．５重量
％Ａｕ−６３〜１９．５重量％Ｃｕ合金、８１．５〜８
２．５重量％：Ａｕ−１８．５〜１７．５重量％：Ｎｉ
合金から選ばれる少なくとも１種が望ましい。これら
は、溶融温度が、９００℃以上であり、高温領域でも溶
融しにくいためである。銀ろうとしては、例えば、Ａｇ
−Ｃｕ系のものを使用することができる。As the above-mentioned gold brazing filler, 37-80.5% by weight of Au-63-19.5% by weight of Cu alloy, 81.5-8% by weight
2.5% by weight: Au-18.5 to 17.5% by weight: Ni
At least one selected from alloys is desirable. These are because the melting temperature is 900 ° C. or higher and it is difficult to melt even in a high temperature region. As a silver solder, for example, Ag
-A Cu-based material can be used.
【００６９】本発明のホットプレートユニットにおい
て、セラミックヒータを形成するセラミックは、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックであることが望まし
い。窒化物セラミックや炭化物セラミックは、熱膨張係
数が金属よりも小さく、機械的な強度が金属に比べて格
段に高いため、セラミック基板の厚さを薄くしても、加
熱により反ったり、歪んだりしない。そのため、セラミ
ック基板を薄くて軽いものとすることができる。さら
に、セラミック基板の熱伝導率が高く、セラミック基板
自体が薄いため、セラミック基板の表面温度が、抵抗発
熱体の温度変化に迅速に追従する。即ち、電圧、電流値
を変えて抵抗発熱体の温度を変化させることにより、セ
ラミック基板の表面温度を制御することができるのであ
る。In the hot plate unit of the present invention, the ceramic forming the ceramic heater is preferably a nitride ceramic or a carbide ceramic. Nitride ceramics and carbide ceramics have a lower coefficient of thermal expansion than metals and have much higher mechanical strength than metals, so even if the thickness of the ceramic substrate is reduced, it does not warp or warp due to heating . Therefore, the ceramic substrate can be made thin and light. Further, since the thermal conductivity of the ceramic substrate is high and the ceramic substrate itself is thin, the surface temperature of the ceramic substrate quickly follows the temperature change of the resistance heating element. That is, the surface temperature of the ceramic substrate can be controlled by changing the voltage and the current value to change the temperature of the resistance heating element.
【００７０】上記窒化物セラミックとしては、例えば、
窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタ
ン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。As the nitride ceramic, for example,
Examples include aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. These may be used alone or 2
More than one species may be used in combination.
【００７１】また、炭化物セラミックとしては、例え
ば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化
タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。これら
は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。Examples of the carbide ceramic include, for example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, tungsten carbide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
【００７２】これらのなかでは、窒化アルミニウムが最
も好ましい。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高く、
温度追従性に優れるからである。Of these, aluminum nitride is most preferred. The highest thermal conductivity is 180W / m · K,
This is because it has excellent temperature followability.
【００７３】なお、セラミック基板として窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミック等を使用する際、必要によ
り、絶縁層を形成してもよい。窒化物セラミックは酸素
固溶等により、高温で体積抵抗値が低下しやすく、また
炭化物セラミックは特に高純度化しない限り導電性を有
しており、絶縁層を形成することにより、高温時あるい
は不純物を含有していても回路間の短絡を防止して温度
制御性を確保できるからである。When a nitride ceramic, a carbide ceramic, or the like is used as the ceramic substrate, an insulating layer may be formed if necessary. Nitride ceramics have a tendency to decrease in volume resistance at high temperatures due to oxygen solid solution, etc.Carbide ceramics have conductivity unless particularly highly purified. This is because, even if it contains, a short circuit between circuits can be prevented and the temperature controllability can be secured.
【００７４】上記絶縁層としては、酸化物セラミックが
望ましく、具体的には、シリカ、アルミナ、ムライト、
コージェライト、ベリリア等を使用することができる。
このような絶縁層としては、アルコキシドを加水分解重
合させたゾル溶液をセラミック基板にスピンコートして
乾燥、焼成を行ったり、スパッタリング、ＣＶＤ等で形
成してもよい。また、セラミック基板表面を酸化処理し
て酸化物層を設けてもよい。The insulating layer is preferably made of an oxide ceramic, specifically, silica, alumina, mullite,
Cordierite, beryllia and the like can be used.
Such an insulating layer may be formed by spin-coating a sol solution obtained by hydrolyzing and polymerizing an alkoxide on a ceramic substrate, followed by drying and firing, or by sputtering, CVD, or the like. Further, an oxide layer may be provided by oxidizing the surface of the ceramic substrate.
【００７５】上記絶縁層は、０．１〜１０００μｍであ
ることが望ましい。０．１μｍ未満では、絶縁性を確保
できず、、１０００μｍを超えると抵抗発熱体からセラ
ミック基板への熱伝導性を阻害してしまうからである。
さらに、上記絶縁層の体積抵抗率は、上記セラミック基
板の体積抵抗率の１０倍以上（同一測定温度）であるこ
とが望ましい。１０倍未満では、回路の短絡を防止でき
ないからである。The thickness of the insulating layer is desirably 0.1 to 1000 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the insulating property cannot be secured, and if the thickness exceeds 1000 μm, the thermal conductivity from the resistance heating element to the ceramic substrate is hindered.
Further, it is desirable that the volume resistivity of the insulating layer is 10 times or more (same measurement temperature) as the volume resistivity of the ceramic substrate. If it is less than 10 times, a short circuit cannot be prevented.
【００７６】また、本発明のホットプレートユニットに
おいて、セラミックヒータに用いられるセラミック基板
は、カーボンを含有し、その含有量は、２００〜５００
０ｐｐｍであることが望ましい。電極を隠蔽することが
でき、また黒体輻射を利用しやすくなるからである。Further, in the hot plate unit of the present invention, the ceramic substrate used for the ceramic heater contains carbon, and its content is 200 to 500.
Desirably, it is 0 ppm. This is because the electrode can be concealed and black body radiation can be easily used.
【００７７】なお、上記セラミック基板は、明度がＪＩ
Ｓ Ｚ ８７２１の規定に基づく値でＮ６以下のもので
あることが望ましい。この程度の明度を有するものが輻
射熱量、隠蔽性に優れるからである。ここで、明度のＮ
は、理想的な黒の明度を０とし、理想的な白の明度を１
０とし、これらの黒の明度と白の明度との間で、その色
の明るさの知覚が等歩度となるように各色を１０分割
し、Ｎ０〜Ｎ１０の記号で表示したものである。そし
て、実際の測定は、Ｎ０〜Ｎ１０に対応する色票と比較
して行う。この場合の小数点１位は０または５とする。The above ceramic substrate has a brightness of JI.
It is desirable that the value based on the definition of SZ8721 be N6 or less. This is because a material having such a lightness is excellent in radiant heat and concealing property. Where the lightness N
Sets the ideal black lightness to 0 and the ideal white lightness to 1
0, each color is divided into 10 between these black lightness and white lightness so that the perception of the brightness of the color becomes the same rate, and displayed by symbols N0 to N10. The actual measurement is performed by comparing the color charts corresponding to N0 to N10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.
【００７８】本発明において、セラミックヒータに形成
される抵抗発熱体は、複数の回路に分割されていれば、
そのパターンについては、特に限定されるものではな
く、例えば、図１に示した、円弧の繰り返しパターンと
同心円形状のパターンとを併用したパターン、図３に示
した屈曲線の繰り返しパターン、渦巻き状のパターン、
偏心円状のパターン、同心円形状パターン等を挙げるこ
とができる。また、これらのパターンは、単独で形成し
てもよく、これらのパターンを任意に組み合わせて形成
してもよい。In the present invention, if the resistance heating element formed on the ceramic heater is divided into a plurality of circuits,
The pattern is not particularly limited. For example, a pattern using a combination of a circular arc pattern and a concentric pattern shown in FIG. 1, a repeating pattern of a bent line shown in FIG. 3, a spiral pattern pattern,
An eccentric pattern, a concentric pattern, and the like can be given. Further, these patterns may be formed alone, or may be formed by arbitrarily combining these patterns.
【００７９】上述した抵抗発熱体パターンの配置につい
て、図１、図３に示したパターンのように、セラミック
ヒータの最外周には、円周方向に分割された複数の回路
からなる抵抗発熱体が配置されるとともに、最外周に配
置された上記抵抗発熱体の内側に、別の回路からなる抵
抗発熱体が配置されているパターンが望ましい。送風手
段から供給される気体により温度のばらつきが発生する
セラミックヒータの加熱面の風上側と風下側とにおい
て、それぞれの位置にある抵抗発熱体の回路に異なる電
流を投入することにより、より細かい発熱量制御を行う
ことができ、セラミックヒータの加熱面の温度を均一に
することができるからである。なお、円周方向に分割さ
れたパターンとは、セラミックヒータの中心から外周に
向けて複数の線分を引き、その線分により分割された領
域に形成されたパターンである。Regarding the arrangement of the above-described resistance heating element patterns, as shown in the patterns shown in FIGS. 1 and 3, on the outermost periphery of the ceramic heater, a resistance heating element composed of a plurality of circuits divided in the circumferential direction is provided. It is desirable that a pattern is provided in which a resistance heating element composed of another circuit is disposed inside the resistance heating element disposed on the outermost periphery. Finer heat is generated by applying different currents to the circuit of the resistive heating element at each position on the leeward and leeward sides of the heating surface of the ceramic heater where the temperature varies due to the gas supplied from the blowing means. This is because the amount can be controlled and the temperature of the heating surface of the ceramic heater can be made uniform. Note that the pattern divided in the circumferential direction is a pattern formed by drawing a plurality of line segments from the center of the ceramic heater toward the outer periphery, and forming an area divided by the line segments.
【００８０】抵抗発熱体の厚さは、１〜３０μｍが好ま
しく、１〜１０μｍがより好ましい。また、抵抗発熱体
の幅は、０．１〜２０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍ
がより好ましい。抵抗発熱体は、その幅や厚さにより抵
抗値に変化を持たせることができるが、上記した範囲が
最も実用的である。The thickness of the resistance heating element is preferably 1 to 30 μm, more preferably 1 to 10 μm. Further, the width of the resistance heating element is preferably 0.1 to 20 mm, and 0.1 to 5 mm.
Is more preferred. Although the resistance value of the resistance heating element can be varied depending on its width or thickness, the above range is most practical.
【００８１】抵抗発熱体は、断面形状が矩形であっても
楕円であってもよいが、偏平であることが望ましい。偏
平の方が加熱面に向かって放熱しやすいため、加熱面の
温度分布ができにくいからである。断面のアスペクト比
（抵抗発熱体の幅／抵抗発熱体の厚さ）は、１０〜５０
００であることが望ましい。この範囲に調整することに
より、抵抗発熱体の抵抗値を大きくすることができると
ともに、加熱面の温度の均一性を確保することができる
からである。The resistance heating element may have a rectangular or elliptical cross section, but is preferably flat. This is because the flat surface is more likely to dissipate heat toward the heating surface, so that the temperature distribution on the heating surface is less likely to occur. The aspect ratio of the cross section (the width of the resistance heating element / the thickness of the resistance heating element) is 10 to 50.
00 is desirable. By adjusting to this range, the resistance value of the resistance heating element can be increased, and the uniformity of the temperature of the heating surface can be ensured.
【００８２】抵抗発熱体の厚さを一定とした場合、アス
ペクト比が上記範囲より小さいと、セラミック基板の加
熱面方向への熱の伝搬量が小さくなり、抵抗発熱体のパ
ターンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまい、逆
にアスペクト比が大きすぎると抵抗発熱体の中央の直上
部分が高温となってしまい、結局、抵抗発熱体のパター
ンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまう。従っ
て、温度分布を考慮すると、断面のアスペクト比は、１
０〜５０００であることが好ましいのである。When the thickness of the resistance heating element is constant, if the aspect ratio is smaller than the above range, the amount of heat transmission in the direction of the heating surface of the ceramic substrate becomes small, and the heat distribution approximates the pattern of the resistance heating element. If the aspect ratio is too large, on the other hand, if the aspect ratio is too large, the temperature immediately above the center of the resistance heating element becomes high, and eventually, a heat distribution similar to the pattern of the resistance heating element occurs on the heating surface. Would. Therefore, considering the temperature distribution, the aspect ratio of the cross section is 1
It is preferably from 0 to 5000.
【００８３】抵抗発熱体の抵抗値のばらつきに関し、平
均抵抗値に対する抵抗値のばらつきは５％以下が望まし
く、１％がより望ましい。本発明の抵抗発熱体は複数回
路に分割しているが、このように抵抗値のばらつきを小
さくすることにより、抵抗発熱体の分割数を減らすこと
ができ温度を制御しやすくすることができる。さらに、
昇温の過渡時の加熱面の温度を均一にすることが可能と
なる。Regarding the variation of the resistance value of the resistance heating element, the variation of the resistance value with respect to the average resistance value is preferably 5% or less, more preferably 1%. Although the resistance heating element of the present invention is divided into a plurality of circuits, by reducing the variation of the resistance value in this way, the number of divisions of the resistance heating element can be reduced, and the temperature can be easily controlled. further,
It is possible to make the temperature of the heating surface uniform during the transition of the temperature rise.
【００８４】通常、このような抵抗発熱体は、導電性を
確保するための金属粒子や導電性セラミック粒子を含有
する導体ペーストをセラミック基板上に塗布し、焼成す
ることにより形成する。なお、めっき法やスパッタリン
グ等の物理蒸着法を用いて抵抗発熱体を形成してもよ
い。めっきの場合には、めっきレジストを形成すること
により、スパッタリング等の場合には、選択的なエッチ
ングを行うことにより、抵抗発熱体を形成することが可
能である。Normally, such a resistance heating element is formed by applying a conductive paste containing metal particles or conductive ceramic particles for securing conductivity on a ceramic substrate and firing it. Note that the resistance heating element may be formed using a physical vapor deposition method such as a plating method or sputtering. In the case of plating, a resistive heating element can be formed by forming a plating resist, and in the case of sputtering or the like, by performing selective etching.
【００８５】また、上記導体ペーストとしては特に限定
されないが、上記金属粒子または導電性セラミックが含
有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むもの
が好ましい。The conductor paste is not particularly limited, but preferably contains not only the metal particles or conductive ceramic but also a resin, a solvent, a thickener, and the like.
【００８６】上記金属粒子としては、例えば、貴金属
（金、銀、白金、パラジウム）、鉛、タングステン、モ
リブデン、ニッケルなどが好ましい。これらは、単独で
用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの金
属は、比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を
有するからである。上記導電性セラミックとしては、例
えば、タングステン、モリブデンの炭化物などが挙げら
れる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用
してもよい。As the metal particles, for example, noble metals (gold, silver, platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum, nickel and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or in combination of two or more.
【００８７】導体ペーストに使用される樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ
る。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコ
ールなどが挙げられる。増粘剤としては、セルロースな
どが挙げられる。As the resin used for the conductor paste,
For example, an epoxy resin, a phenol resin, and the like can be given. Examples of the solvent include isopropyl alcohol. Examples of the thickener include cellulose and the like.
【００８８】導体ペーストには、金属粒子に金属酸化物
を添加したものを使用し、これをセラミック基板上に塗
布した後、金属粒子等と金属酸化物を焼結させたものと
することが望ましい。このように、金属酸化物を金属粒
子とともに焼結させることにより、セラミック基板であ
る窒化物セラミック等と金属粒子とをより密着させるこ
とができるからである。As the conductor paste, it is preferable to use a paste obtained by adding a metal oxide to metal particles, apply the metal oxide on a ceramic substrate, and then sinter the metal particles and the metal oxide. . By sintering the metal oxide together with the metal particles in this manner, the ceramic substrate, such as a nitride ceramic, and the metal particles can be more closely adhered to each other.
【００８９】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミック等との密着性が改善される理由は明確ではな
いが、金属粒子表面や窒化物セラミック等の表面は、わ
ずかに酸化されて酸化膜が形成されており、この酸化膜
同士が金属酸化物を介して焼結して一体化し、金属粒子
と窒化物セラミック等とが密着するのではないかと考え
られる。また、セラミック基板を構成するセラミックが
酸化物セラミックの場合は、当然に表面が酸化物からな
るので、密着性に優れた導体層が形成される。It is not clear why the mixing with the metal oxide improves the adhesion to the nitride ceramic or the like, but the surface of the metal particles or the surface of the nitride ceramic or the like is slightly oxidized to form an oxide film. It is considered that these oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, and the metal particles and the nitride ceramics or the like adhere to each other. Further, when the ceramic constituting the ceramic substrate is an oxide ceramic, the surface is naturally made of an oxide, so that a conductor layer having excellent adhesion is formed.
【００９０】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ 2 Ｏ3 ）、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも１種が好ましい。これらの酸化物は、抵抗
発熱体１２の抵抗値を大きくすることなく、金属粒子と
窒化物セラミック等との密着性を改善することができる
からである。As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
Selected from the group consisting of Mina, Yttria and Titania
At least one is preferred. These oxides have resistance
Without increasing the resistance value of the heating element 12,
Adhesion with nitride ceramics etc. can be improved
Because.
【００９１】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素（Ｂ2 Ｏ3 ）、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
ク等との密着性を改善することができる。なお、上記金
属酸化物の金属粒子に対する添加量は、０．１重量％以
上１０重量％未満が好ましい。The ratios of the above-mentioned lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania are as follows. 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1
-10, yttria 1-50, titania 1-50, and the total is preferably adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides within these ranges, the adhesion to nitride ceramics and the like can be particularly improved. The amount of the metal oxide added to the metal particles is preferably 0.1% by weight or more and less than 10% by weight.
【００９２】また、このような構成の導体ペーストを使
用して抵抗発熱体を形成した際の面積抵抗率は、１ｍΩ
／□〜１０Ω／□が好ましい。面積抵抗率が１ｍΩ／□
未満であると、抵抗率が小さすぎ、発熱量も小さくなる
ため抵抗発熱体として機能しにくくなり、一方、面積抵
抗率が１０Ω／□を超えると、印加電圧量に対して発熱
量は大きくなりすぎて、抵抗発熱体の発熱量を制御しに
くいからである。発熱量の制御の点からは、抵抗発熱体
の面積抵抗率は、１〜５０ｍΩ／□がより好ましい。た
だし、面積抵抗率を大きくすると、パターン幅（断面
積）を広くすることができ、断線の問題が発生しにくく
なるため、場合によっては、５０ｍΩ／□以上とするこ
とが好ましい場合もある。The area resistivity when the resistance heating element is formed using the conductor paste having such a structure is 1 mΩ.
/ □ to 10Ω / □ are preferred. Area resistivity is 1mΩ / □
If the area resistivity is less than 10 Ω / □, the heat generation becomes large with respect to the applied voltage when the area resistivity exceeds 10 Ω / □. This is because it is difficult to control the amount of heat generated by the resistance heating element. From the viewpoint of controlling the amount of generated heat, the area resistivity of the resistance heating element is more preferably 1 to 50 mΩ / □. However, when the sheet resistivity is increased, the pattern width (cross-sectional area) can be increased, and the problem of disconnection hardly occurs. Therefore, in some cases, it is preferable to set the resistance to 50 mΩ / □ or more.
【００９３】金属被覆層を形成する際に使用される金属
は、非酸化性の金属であれば特に限定されないが、具体
的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、ニッケル
等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種
以上を併用してもよい。これらのなかでは、ニッケルが
好ましい。また、抵抗発熱体には、電源と接続するため
の端子が必要であり、この端子は、半田を介して抵抗発
熱体に取り付けるが、ニッケルは、半田の熱拡散を防止
するからである。接続端子としては、例えば、コバール
製のものが挙げられる。The metal used for forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal, and specific examples include gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like. . These may be used alone or in combination of two or more. Of these, nickel is preferred. Further, the resistance heating element requires a terminal for connection to a power supply, and this terminal is attached to the resistance heating element via solder, but nickel prevents heat diffusion of the solder. Examples of the connection terminal include those made of Kovar.
【００９４】図２に示すように、本発明のホットプレー
トユニット１００において、支持容器１０は有底円筒形
状であり、円筒形状の外枠部１７と、その内部に形成さ
れた基板受け部１８と、底板１２と、中底板１１とによ
り構成されている。As shown in FIG. 2, in the hot plate unit 100 of the present invention, the support container 10 has a bottomed cylindrical shape, and has a cylindrical outer frame portion 17 and a substrate receiving portion 18 formed therein. , A bottom plate 12 and an intermediate bottom plate 11.
【００９５】上記外枠部は、円筒形状であることが望ま
しく、また、上記外枠部および基板受け部の厚みは、
０．１〜５ｍｍであることが望ましい。０．１ｍｍ未満
では、強度に乏しく、５ｍｍを超えると熱容量が大きく
なるからである。また、上記外枠部および基板受け部
は、加工等が容易で機械的特性に優れる点から、通常、
ＳＵＳ、アルミニウム、インコネル（クロム１６％、鉄
７％を含むニッケル系の合金）等の金属により構成され
る。It is desirable that the outer frame portion has a cylindrical shape, and the thickness of the outer frame portion and the substrate receiving portion is
Desirably, it is 0.1 to 5 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the strength is poor, and if it exceeds 5 mm, the heat capacity becomes large. In addition, the outer frame portion and the substrate receiving portion are usually easily processed and have excellent mechanical properties.
It is made of a metal such as SUS, aluminum, and Inconel (a nickel-based alloy containing 16% chromium and 7% iron).
【００９６】底板は、遮熱等を目的として設けられてお
り、通常、底板は、上記外枠部に連結固定されている。
支持容器全体の強度が確保され、形態安定性が向上する
からである。なお、底板の材質は、遮熱性に優れるよう
に、余り熱伝導率が大きくなく、かつ、耐熱性にすぐれ
るものであれば、特に限定されず、例えば耐熱性樹脂、
セラミック板、これらに耐熱性の有機繊維や無機繊維が
配合された複合板等が挙げられる。The bottom plate is provided for the purpose of heat shielding and the like, and usually, the bottom plate is connected and fixed to the outer frame portion.
This is because the strength of the entire support container is ensured and the form stability is improved. In addition, the material of the bottom plate is not particularly limited as long as it has excellent thermal insulation, does not have a large thermal conductivity, and is excellent in heat resistance.
Examples include ceramic plates and composite plates in which heat-resistant organic fibers and inorganic fibers are blended.
【００９７】底板に設けられた貫通孔には、リード線等
が挿通された状態で動かないように、固定することが可
能な部材が設置されていてもよく、貫通孔に、そのま
ま、リード線等が挿通されていてもよい。A member that can be fixed may be installed in the through hole provided in the bottom plate so as not to move while the lead wire or the like is inserted. Etc. may be inserted.
【００９８】また、底板には、冷媒導入管が取り付けて
あることが望ましい。支持容器の内部に効率よく、セラ
ミックヒータを冷却するための強制冷却用の冷媒等を導
入することができるからである。さらに、導入した強制
冷却用の冷媒等を排出するための貫通孔が形成されてい
ることが望ましい。なお、底板は、支持容器と一体とし
て設けられていてもよい。It is desirable that the bottom plate is provided with a refrigerant introduction pipe. This is because a forced cooling refrigerant or the like for cooling the ceramic heater can be efficiently introduced into the support container. Further, it is desirable that a through-hole for discharging the introduced forced cooling refrigerant or the like be formed. Note that the bottom plate may be provided integrally with the support container.
【００９９】中底板は、配線等の固定や遮熱等を目的と
して設けられるものであるが、本発明のホットプレート
ユニットにおいて、支持容器に中底板は設けられていて
もよく、設けられていなくてもよい。また、図２に示す
ように、中底板１１には、底板１２に固定されている冷
媒導入管１６、および、リフターピン（図示せず）を保
護するガイド管１５等の邪魔にならないように貫通孔が
形成されている。なお、図２、４では、支持容器を構成
する断熱リングに、セラミックヒータが嵌め込まれるよ
うになっているが、支持容器の上面にセラミックヒータ
が設置されるように構成されていてもよい。The midsole plate is provided for the purpose of fixing wiring and the like and for heat shielding. However, in the hot plate unit of the present invention, the midsole plate may be provided in the support container, and is not provided. You may. Further, as shown in FIG. 2, the middle bottom plate 11 penetrates through the refrigerant introduction tube 16 fixed to the bottom plate 12 and the guide tube 15 for protecting a lifter pin (not shown) so as not to interfere. A hole is formed. In FIGS. 2 and 4, the ceramic heater is fitted into the heat insulating ring constituting the support container. However, the ceramic heater may be provided on the upper surface of the support container.
【０１００】以上、本発明のホットプレートユニットと
して、ホットプレートとして機能するセラミックヒータ
が設けられているホットプレートユニットを例にとって
説明した。本発明のホットプレートユニットに設けられ
るものとしては、ホットプレート（セラミックヒータ）
のほかに、例えば、静電チャック、ウエハプローバに使
用されるセラミック基板、サセプタ等が挙げられる。As described above, the hot plate unit of the present invention has been described by taking as an example a hot plate unit provided with a ceramic heater functioning as a hot plate. The hot plate unit of the present invention includes a hot plate (ceramic heater).
Besides, for example, an electrostatic chuck, a ceramic substrate used for a wafer prober, a susceptor and the like can be mentioned.
【０１０１】上記ホットプレート（セラミックヒータ）
は、セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱体のみ
が設けられた装置であり、これにより、半導体ウエハ等
の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。The above hot plate (ceramic heater)
Is a device in which only a resistance heating element is provided on the surface or inside of a ceramic substrate, whereby an object to be heated such as a semiconductor wafer can be heated to a predetermined temperature.
【０１０２】一方、本発明のホットプレートユニットを
構成するセラミック基板の内部に導電層として静電電極
を設けた場合には、静電チャックとして機能する。上記
静電電極に用いる金属としては、例えば、貴金属（金、
銀、白金、パラジウム）、タングステン、モリブデン、
ニッケルなどが好ましい。また、上記導電性セラミック
としては、例えば、タングステン、モリブデンの炭化物
などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。On the other hand, when an electrostatic electrode is provided as a conductive layer inside the ceramic substrate constituting the hot plate unit of the present invention, it functions as an electrostatic chuck. Examples of the metal used for the electrostatic electrode include noble metals (gold,
Silver, platinum, palladium), tungsten, molybdenum,
Nickel is preferred. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or 2
More than one species may be used in combination.
【０１０３】図６（ａ）は、静電チャックに用いられる
セラミック基板を模式的に示す縦断面図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面図で
ある。この静電チャック用のセラミック基板では、セラ
ミック基板３１の内部にチャック正負電極層３２、３３
が埋設され、それぞれスルーホール３８と接続され、そ
の電極上にセラミック誘電体膜３４が形成されている。FIG. 6A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate used for an electrostatic chuck, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. In this ceramic substrate for an electrostatic chuck, chuck positive / negative electrode layers 32 and 33 are provided inside a ceramic substrate 31.
Are embedded and connected to the through holes 38, respectively, and the ceramic dielectric film 34 is formed on the electrodes.
【０１０４】一方、セラミック基板３１の内部には、抵
抗発熱体３５とスルーホール３８０が設けられ、シリコ
ンウエハ２９等の被加熱物を加熱することができるよう
になっている。なお、セラミック基板３１には、必要に
応じて、ＲＦ電極が埋設されていてもよい。On the other hand, a resistance heating element 35 and a through hole 380 are provided inside the ceramic substrate 31 so that an object to be heated such as the silicon wafer 29 can be heated. Note that an RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 31 as necessary.
【０１０５】また、（ｂ）に示したように、セラミック
基板３１は、通常、平面視円形状に形成されており、セ
ラミック基板３１の内部に（ｂ）に示した半円弧状部３
２ａと櫛歯部３２ｂとからなるチャック正極静電層３２
と、同じく半円弧状部３３ａと櫛歯部３３ｂとからなる
チャック負極静電層３３とが、互いに櫛歯部３２ｂ、３
３ｂを交差するように対向して配置されている。Also, as shown in (b), the ceramic substrate 31 is usually formed in a circular shape in plan view, and the semi-circular portion 3 shown in (b) is provided inside the ceramic substrate 31.
Chuck positive electrode electrostatic layer 32 composed of 2a and comb teeth 32b
And the chuck negative electrode electrostatic layer 33, which also includes a semicircular arc-shaped portion 33 a and a comb tooth portion 33 b,
3b so as to cross each other.
【０１０６】このような構成のセラミック基板が図２に
示した支持容器１０と略同じ構造および機能を有する支
持容器に嵌め込まれ、静電チャックとして機能する。こ
の際、チャック正極静電層３２とチャック負極静電層３
３とに制御装置内の直流電源から延びた配線の＋側と−
側を接続し、直流電圧を印加する。これにより、この静
電チャック上に載置された半導体ウエハが静電的に吸着
され、半導体ウエハに種々の加工を施すことが可能とな
る。このような静電チャックであれば、上記セラミック
基板の加熱面近傍を通過する気体を供給する送風手段が
設けられているため、半導体ウエハに塗布された感光性
樹脂を迅速に乾燥させることが可能となる。また、降温
時、送風手段からセラミック基板に気体を吹き付けるこ
とにより、降温時間を短縮することができる。The ceramic substrate having such a structure is fitted into a support container having substantially the same structure and function as the support container 10 shown in FIG. 2, and functions as an electrostatic chuck. At this time, the chuck positive electrode electrostatic layer 32 and the chuck negative electrode electrostatic layer 3
3 and + and-of the wiring extending from the DC power supply in the control device
Side, and apply DC voltage. As a result, the semiconductor wafer placed on the electrostatic chuck is electrostatically attracted and various processing can be performed on the semiconductor wafer. With such an electrostatic chuck, since the blowing means for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic substrate is provided, the photosensitive resin applied to the semiconductor wafer can be quickly dried. Becomes In addition, at the time of temperature decrease, by blowing gas from the blowing means to the ceramic substrate, the temperature decrease time can be reduced.
【０１０７】図７および図８は、他の静電チャックを構
成するセラミック基板の静電電極を模式的に示した水平
断面図であり、図７に示す静電チャック用のセラミック
基板では、セラミック基板３１１の内部に半円形状のチ
ャック正極静電層３１２とチャック負極静電層３１３が
形成されており、図８に示す静電チャック用のセラミッ
ク基板では、セラミック基板３２１の内部に円を４分割
した形状のチャック正極静電層３２２ａ、３２２ｂとチ
ャック負極静電層３２３ａ、３２３ｂとが形成されてい
る。また、２枚の正極静電層３２２ａ、３２２ｂおよび
２枚のチャック負極静電層３２３ａ、３２３ｂは、それ
ぞれ交差するように形成されている。なお、円形等の電
極が分割された形態の電極を形成する場合、その分割数
は特に限定されず、５分割以上であってもよく、その形
状も扇形に限定されない。FIGS. 7 and 8 are horizontal sectional views schematically showing electrostatic electrodes of a ceramic substrate constituting another electrostatic chuck. In the ceramic substrate for an electrostatic chuck shown in FIG. A chuck positive electrode electrostatic layer 312 and a chuck negative electrode electrostatic layer 313 each having a semicircular shape are formed inside a substrate 311. In the ceramic substrate for an electrostatic chuck shown in FIG. Chuck positive electrode electrostatic layers 322a and 322b and chuck negative electrode electrostatic layers 323a and 323b having divided shapes are formed. Further, the two positive electrode electrostatic layers 322a and 322b and the two chuck negative electrode electrostatic layers 323a and 323b are formed so as to cross each other. In the case of forming an electrode in which a circular electrode or the like is divided, the number of divisions is not particularly limited, and may be five or more, and the shape is not limited to a sector.
【０１０８】本発明のホットプレートユニットを構成す
るセラミック基板の表面にチャックトップ導体層を設
け、内部の導体層として、ガード電極やグランド電極を
設けた場合には、ウエハプローバとして機能する。When the chuck top conductor layer is provided on the surface of the ceramic substrate constituting the hot plate unit of the present invention, and a guard electrode or a ground electrode is provided as an internal conductor layer, it functions as a wafer prober.
【０１０９】図９は、本発明のウエハプローバを構成す
るセラミック基板の一実施形態を模式的に示した断面図
であり、図１０は、その平面図であり、図１１は、図９
に示したウエハプローバにおけるＡ−Ａ線断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a ceramic substrate constituting a wafer prober of the present invention, FIG. 10 is a plan view thereof, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the wafer prober shown in FIG.
【０１１０】このウエハプローバでは、平面視円形状の
セラミック基板４３の表面に同心円形状の溝４８が形成
されるとともに、溝４８の一部にシリコンウエハを吸引
するための複数の吸引孔４９が設けられており、溝４８
を含むセラミック基板４３の大部分にシリコンウエハの
電極と接続するためのチャックトップ導体層４２が円形
状に形成されている。In this wafer prober, a concentric groove 48 is formed on the surface of a ceramic substrate 43 having a circular shape in plan view, and a plurality of suction holes 49 for sucking a silicon wafer are provided in a part of the groove 48. The groove 48
The chuck top conductor layer 42 for connecting to the electrode of the silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 43 including the above.
【０１１１】一方、セラミック基板４３の底面には、シ
リコンウエハの温度をコントロールするために抵抗発熱
体４１が設けられている。抵抗発熱体４１の両端には、
図示はしていないが、外部端子が接続、固定されてい
る。On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 43, a resistance heating element 41 is provided for controlling the temperature of the silicon wafer. At both ends of the resistance heating element 41,
Although not shown, external terminals are connected and fixed.
【０１１２】また、セラミック基板４３の内部には、ス
トレイキャパシタやノイズを除去するために図１１に示
したような格子形状のガード電極４４とグランド電極４
５（図示せず）とが設けられている。なお、符号４４ａ
は、電極非形成部を示している。このような矩形状の電
極非形成部４４ａをガード電極４４の内部に形成してい
るのは、ガード電極４４を挟んだ上下のセラミック基板
４３をしっかりと接着させるためである。A guard electrode 44 and a ground electrode 4 having a lattice shape as shown in FIG.
5 (not shown). Reference numeral 44a
Indicates an electrode non-formed portion. The reason why such a rectangular electrode non-formed portion 44a is formed inside the guard electrode 44 is to firmly bond the upper and lower ceramic substrates 43 sandwiching the guard electrode 44 therebetween.
【０１１３】このような構成のセラミック基板が図２に
示したものと略同様の構造の支持容器に嵌め込まれ、ウ
エハプローバとして動作する。このウエハプローバで
は、セラミック基板４３の上に集積回路が形成されたシ
リコンウエハを載置した後、このシリコンウエハにテス
タピンを持つプローブカードを押しつけ、加熱、冷却し
ながら電圧を印加して導通テストを行うことができる。
このようなウエハプローバであれば、上記セラミック基
板の加熱面近傍を通過する気体を供給する送風手段が設
けられているため、降温時、送風手段からセラミック基
板に気体を吹き付けることにより、降温時間を短縮する
ことができる。The ceramic substrate having such a structure is fitted into a support container having a structure substantially similar to that shown in FIG. 2, and operates as a wafer prober. In this wafer prober, after a silicon wafer on which an integrated circuit is formed is placed on a ceramic substrate 43, a probe card having tester pins is pressed against the silicon wafer, and a voltage is applied while heating and cooling to conduct a continuity test. It can be carried out.
In such a wafer prober, since a blowing means for supplying a gas passing near the heating surface of the ceramic substrate is provided, when the temperature is lowered, the gas is blown from the blowing means to the ceramic substrate to reduce the cooling time. Can be shortened.
【０１１４】次に、本発明のホットプレートユニット１
００を構成するセラミックヒータ１の製造方法の一例を
図１２（ａ）〜（ｄ）に示した断面図に基づき説明し、
さらに、このセラミックヒータ１を用いてホットプレー
トユニット１００を組み立てる方法を簡単に説明する。Next, the hot plate unit 1 of the present invention
An example of a method for manufacturing the ceramic heater 1 constituting the first embodiment will be described with reference to the cross-sectional views shown in FIGS.
Further, a method of assembling the hot plate unit 100 using the ceramic heater 1 will be briefly described.
【０１１５】(1) グリーンシートの作製 まず、窒化物セラミック、炭化物セラミックなどのセラ
ミックの粉体をバインダおよび溶剤と混合してグリーン
シート７０を得る。セラミック粉体としては、例えば、
窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末などを使用するこ
とができる。また、イットリヤ等の助剤を添加してもよ
い。(1) Preparation of Green Sheet First, a green powder 70 is obtained by mixing a ceramic powder such as a nitride ceramic or a carbide ceramic with a binder and a solvent. As ceramic powder, for example,
Aluminum nitride powder, silicon nitride powder, or the like can be used. Further, an auxiliary such as yttria may be added.
【０１１６】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも１種が望ましい。
さらに、溶媒としては、α−テルピネオール、グリコー
ルから選ばれる少なくとも１種が望ましい。これらを混
合して得られるペーストをドクターブレード法でシート
状に成形してグリーンシート７０を作製する。The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, as the solvent, at least one selected from α-terpineol and glycol is desirable. A paste obtained by mixing these is formed into a sheet by a doctor blade method to produce a green sheet 70.
【０１１７】グリーンシート７０に、必要に応じ、シリ
コンウエハの支持ピンを挿入する貫通孔、熱電対を埋め
込む有底孔、スルーホールを形成する部分等に貫通孔を
設けておくことができる。貫通孔は、パンチングなどに
より形成することができる。グリーンシート７０の厚さ
は、０．１〜５ｍｍ程度が好ましい。If necessary, the green sheet 70 may be provided with a through hole for inserting a support pin of a silicon wafer, a bottomed hole for embedding a thermocouple, a portion for forming a through hole, and the like. The through holes can be formed by punching or the like. The thickness of the green sheet 70 is preferably about 0.1 to 5 mm.
【０１１８】次に、グリーンシート７０の貫通孔に導体
ペーストを充填し、充填層７８を得、次に、グリーンシ
ート７０上に抵抗発熱体となる導体ペーストを印刷す
る。印刷は、グリーンシート７０の収縮率を考慮して所
望のアスペクト比が得られるように行い、これにより導
体ペースト層７２を得る。導体ペーストは、導電性セラ
ミック、金属粒子などを含む粘度の高い流動物である。Next, a conductive paste is filled into the through holes of the green sheet 70 to obtain a filling layer 78, and then a conductive paste serving as a resistance heating element is printed on the green sheet 70. The printing is performed so as to obtain a desired aspect ratio in consideration of the shrinkage ratio of the green sheet 70, thereby obtaining the conductive paste layer 72. The conductor paste is a high-viscosity fluid containing conductive ceramics, metal particles, and the like.
【０１１９】これらの導体ペースト中に含まれる導電性
セラミック粒子としては、タングステンまたはモリブデ
ンの炭化物が最適である。酸化しにくく、熱伝導率が低
下しにくいからである。また、金属粒子としては、例え
ば、タングステン、モリブデン、白金、ニッケルなどを
使用することができる。As the conductive ceramic particles contained in these conductor pastes, carbides of tungsten or molybdenum are most suitable. This is because it is hard to be oxidized and the thermal conductivity is hard to decrease. Further, as the metal particles, for example, tungsten, molybdenum, platinum, nickel and the like can be used.
【０１２０】導電性セラミック粒子、金属粒子の平均粒
子径は０．１〜５μｍが好ましい。これらの粒子は、大
きすぎても小さすぎても導体ペーストを印刷しにくいか
らである。このようなペーストとしては、金属粒子また
は導電性セラミック粒子８５〜９７重量部、アクリル
系、エチルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビ
ニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のバインダ
１．５〜１０重量部、α−テルピネオール、グリコー
ル、エチルアルコールおよびブタノールから選ばれる少
なくとも１種の溶媒を１．５〜１０重量部混合して調製
した導体用ぺーストが最適である。The average particle size of the conductive ceramic particles and metal particles is preferably 0.1 to 5 μm. This is because it is difficult for these particles to print the conductor paste even if they are too large or too small. As such a paste, 85 to 97 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles, 1.5 to 10 parts by weight of at least one binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve and polyvinyl alcohol, α-terpineol, glycol A paste for a conductor prepared by mixing 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from ethyl alcohol and butanol is most suitable.
【０１２１】(2) グリーンシート積層体の作製 次に、図１２（ａ）に示すように、充填層７８および導
体ペースト層７２を有するグリーンシート７０と、充填
層７８および導体ペースト層７２を有さないグリーンシ
ート７０とを積層する。抵抗発熱体形成側に、充填層７
８および導体ペースト層７２を有さないグリーンシート
７０を積層するのは、スルーホールの端面が露出して、
抵抗発熱体形成の焼成の際に酸化してしまうことを防止
するためである。もしスルーホールの端面が露出したま
ま、抵抗発熱体形成の焼成を行うのであれば、ニッケル
などの酸化しにくい金属をスパッタリングする必要があ
り、さらに好ましくは、Ａｕ−Ｎｉの金ろうで被覆して
もよい。(2) Production of Green Sheet Laminate Next, as shown in FIG. 12A, a green sheet 70 having a filling layer 78 and a conductive paste layer 72 and a filling layer 78 and a conductive paste layer 72 are provided. And a green sheet 70 not to be laminated. The filling layer 7 is formed on the resistance heating element forming side.
8 and the green sheet 70 having no conductive paste layer 72 are laminated because the end faces of the through holes are exposed,
This is to prevent oxidation during firing for forming the resistance heating element. If baking for forming the resistance heating element is performed while the end face of the through hole is exposed, it is necessary to sputter a hardly oxidizable metal such as nickel, and more preferably, to coat with Au-Ni gold solder. Is also good.
【０１２２】(3) 積層体の焼成 次に、図１２（ｂ）に示すように、積層体の加熱および
加圧を行い、グリーンシートの積層体を形成する。この
後、グリーンシートおよび導体ペーストを焼結させる。
焼成の際の温度は、１７００〜２０００℃、焼成の際の
加圧の圧力は１０〜２０ＭＰａ（１００〜２００ｋｇ／
ｃｍ2 ）が好ましい。これらの加熱および加圧は、不活
性ガス雰囲気下で行う。不活性ガスとしては、アルゴ
ン、窒素などを使用することができる。この焼成工程
で、スルーホール８、抵抗発熱体２等が形成される。(3) Firing the laminate Next, as shown in FIG. 12B, the laminate is heated and pressed to form a green sheet laminate. Thereafter, the green sheet and the conductive paste are sintered.
The temperature at the time of firing is 1700 to 2000 ° C, and the pressure at the time of firing is 10 to 20 MPa (100 to 200 kg /
cm 2 ) is preferred. These heating and pressurizing are performed under an inert gas atmosphere. As the inert gas, argon, nitrogen, or the like can be used. In this firing step, the through holes 8, the resistance heating elements 2, and the like are formed.
【０１２３】(4) 端子等の取り付け 次に、図１２（ｃ）に示すように、外部端子接続のため
の袋孔７を設け、この袋孔７にワッシャー９を嵌め込
む。ワッシャー９は、セラミック基板１ａとリード線１
９との間の熱膨張率を有し、緩衝材として機能するもの
であり、導電性のものが好ましい。(4) Attachment of Terminals and the like Next, as shown in FIG. 12C, a blind hole 7 for connecting external terminals is provided, and a washer 9 is fitted into the blind hole 7. Washer 9 includes ceramic substrate 1a and lead wire 1
It has a coefficient of thermal expansion between 9 and 9 and functions as a cushioning material, and is preferably a conductive material.
【０１２４】最後に、図１２（ｄ）に示すように、ワッ
シャー９の中心孔にリード線１９を挿入し、このワッシ
ャー９およびリード線１９を半田付け、ろう付け等によ
り、セラミック基板１ａに接着するとともに、リード線
１９をスルーホール８を介して抵抗発熱体２と接続す
る。半田は銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合
金を使用することができる。なお、半田層の厚さは、
０．１〜５０μｍが望ましい。半田による接続を確保す
るに充分な範囲だからである。Finally, as shown in FIG. 12D, a lead wire 19 is inserted into the center hole of the washer 9, and the washer 9 and the lead wire 19 are bonded to the ceramic substrate 1a by soldering, brazing, or the like. At the same time, the lead wire 19 is connected to the resistance heating element 2 via the through hole 8. As the solder, alloys such as silver-lead, lead-tin, and bismuth-tin can be used. The thickness of the solder layer is
0.1 to 50 μm is desirable. This is because the range is sufficient to secure the connection by soldering.
【０１２５】さらに、セラミック基板１ａの底面に有底
孔４を設け、その内部に熱電対等の測温素子３を挿入
し、シリコーン樹脂等の耐熱性絶縁部材で固定すること
により、セラミックヒータ１の製造を完了する。Further, a bottomed hole 4 is provided in the bottom surface of the ceramic substrate 1a, and a temperature measuring element 3 such as a thermocouple is inserted therein and fixed with a heat-resistant insulating member such as a silicone resin. Complete manufacturing.
【０１２６】(5) ホットプレートユニットの組み立て この後、得られたセラミックヒータ１を断熱リング１７
ａを介して図２に示したような構造の支持容器１０に嵌
め込み、固定金具１８ａを介して、ボルト１８ｂを断熱
リング１７ａに設けることにより、セラミックヒータ１
を支持容器１０に固定する。そして、測温素子３や抵抗
発熱体２からの配線を設け、図５に示したように、その
下に備えた制御部２４、記憶部２２、演算部２３に接続
する。さらに、セラミックヒータ１の加熱面近傍を通過
する気体を供給する送風手段２０を設けて、ホットプレ
ートユニット１００の製造を完了する。(5) Assembling of the hot plate unit After this, the obtained ceramic heater 1 is connected to the heat insulating ring 17.
a into the support container 10 having the structure shown in FIG.
Is fixed to the support container 10. Then, wires from the temperature measuring element 3 and the resistance heating element 2 are provided, and as shown in FIG. 5, are connected to a control unit 24, a storage unit 22, and a calculation unit 23 provided thereunder. Further, a blowing means 20 for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic heater 1 is provided, and the manufacture of the hot plate unit 100 is completed.
【０１２７】次に、本発明のホットプレートユニット５
００を構成するセラミックヒータ５１の製造方法の一例
を図１３（ａ）〜（ｄ）に示した断面図に基づき説明
し、さらに、このセラミックヒータ５１を用いてホット
プレートユニット５００を組み立てる方法を簡単に説明
する。Next, the hot plate unit 5 of the present invention
One example of a method of manufacturing the ceramic heater 51 constituting the ceramic plate 00 will be described with reference to the cross-sectional views shown in FIGS. 13A to 13D. Further, a method of assembling the hot plate unit 500 using the ceramic heater 51 will be briefly described. Will be described.
【０１２８】(1) セラミック基板の作製工程 上述した窒化アルミニウムや炭化珪素などの窒化物等の
セラミックの粉末に必要に応じてイットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）やＢ4 Ｃ等の焼結助剤、Ｎａ、Ｃａを含む化合物、
バインダ等を配合してスラリーを調製した後、このスラ
リーをスプレードライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒
を金型などに入れて加圧することにより板状などに成形
し、生成形体（グリーン）を作製する。次に、この生成
形体を加熱、焼成して焼結させ、セラミック製の板状体
を製造する。この後、所定の形状に加工することによ
り、セラミック基板５１ａを製造するが、焼成後にその
まま使用することができる形状としてもよい。(1) Step of Manufacturing Ceramic Substrate The above-mentioned ceramic powder such as a nitride such as aluminum nitride or silicon carbide is added to yttria (Y 2 O
3 ) and sintering aids such as B 4 C, compounds containing Na and Ca,
After preparing a slurry by blending a binder and the like, the slurry is formed into granules by a method such as spray drying, and the granules are put into a mold or the like and pressed to be formed into a plate shape, thereby forming a green body (green). Is prepared. Next, the formed body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate. Thereafter, the ceramic substrate 51a is manufactured by processing into a predetermined shape, but may be a shape that can be used as it is after firing.
【０１２９】加圧しながら加熱、焼成を行うことによ
り、気孔のないセラミック基板５１ａを製造することが
可能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよい
が、窒化物セラミックや炭化物セラミックでは、１００
０〜２５００℃である。また、酸化物セラミックでは、
１５００℃〜２０００℃である。By performing heating and baking while applying pressure, it is possible to manufacture a ceramic substrate 51a having no pores. Heating and firing may be performed at a sintering temperature or higher.
0 to 2500 ° C. In oxide ceramics,
1500 ° C to 2000 ° C.
【０１３０】次に、セラミック基板５１ａに、必要に応
じて、半導体ウエハを支持するためのリフターピンを挿
入する貫通孔５５となる部分や熱電対等の測温素子５３
を埋め込むための有底孔５４となる部分を形成する（図
１３（ａ）参照）。Next, if necessary, a portion serving as a through hole 55 into which a lifter pin for supporting a semiconductor wafer is inserted, or a temperature measuring element 53 such as a thermocouple is placed on the ceramic substrate 51a.
(See FIG. 13 (a)).
【０１３１】(2) セラミック基板に導体ペーストを印刷
する工程 導体ペーストは、２種以上の貴金属等からなる金属粒
子、樹脂、溶剤からなる粘度の高い流動物である。この
導体ペーストをスクリーン印刷などを用い、抵抗発熱体
パターンとなる導体ペースト層を形成する。(2) Step of Printing Conductive Paste on Ceramic Substrate The conductive paste is a high-viscosity fluid composed of metal particles composed of two or more noble metals, a resin, and a solvent. This conductor paste is formed by screen printing or the like to form a conductor paste layer serving as a resistance heating element pattern.
【０１３２】このとき、セラミック基板５１ａの最外周
に、円周方向に分割された少なくとも２以上の回路とな
るように導体ペースト層を形成するともに、最外周に印
刷された上記導体ペースト層の内側に、別の回路となる
導体ペースト層を形成することが望ましい。なお、抵抗
発熱体パターンとして、セラミック基板の最外周に形成
するパターンは、例えば、円弧の繰り返しパターン、屈
曲線の繰り返しパターン等が挙げられる。また、その内
部に形成するパターンは、例えば、同心円形状のパター
ン等が挙げられる。また、導体ペースト層は、焼成後の
抵抗発熱体５２の断面が、方形で、偏平な形状となるよ
うに形成することが望ましい。At this time, a conductor paste layer is formed on the outermost periphery of the ceramic substrate 51a so as to form at least two circuits divided in the circumferential direction, and the inside of the conductor paste layer printed on the outermost periphery is formed. Then, it is desirable to form a conductor paste layer that becomes another circuit. The pattern formed on the outermost periphery of the ceramic substrate as the resistance heating element pattern includes, for example, a repetition pattern of arcs, a repetition pattern of bending lines, and the like. The pattern formed therein may be, for example, a concentric pattern. Further, it is desirable that the conductive paste layer be formed such that the cross section of the resistance heating element 52 after firing has a rectangular and flat shape.
【０１３３】(3) 導体ペーストの焼成 セラミック基板５１ａの底面に印刷した導体ペースト層
を加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属
粒子を焼結させ、セラミック基板５１ａの底面に焼き付
け、抵抗発熱体５２を形成する（図１３（ｂ）参照）。
加熱焼成の温度は、５００〜１０００℃が好ましい。導
体ペースト中に上述した酸化物を添加しておくと、金属
粒子、セラミック基板および酸化物が焼結して一体化す
るため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が向上
する。(3) Firing of Conductive Paste The conductive paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 51a is heated and fired to remove the resin and the solvent, sinter the metal particles, and burn on the bottom surface of the ceramic substrate 51a. The resistance heating element 52 is formed (see FIG. 13B).
The temperature of the heating and firing is preferably from 500 to 1000C. If the above-described oxide is added to the conductor paste, the metal particles, the ceramic substrate and the oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is improved.
【０１３４】(4) 金属被覆層の形成 抵抗発熱体５２表面には、金属被覆層５２０を設ける
（図１３（ｃ）参照）。金属被覆層５２０は、電解めっ
き、無電解めっき、スパッタリング等により形成するこ
とができるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最
適である。(4) Formation of Metal Coating Layer A metal coating layer 520 is provided on the surface of the resistance heating element 52 (see FIG. 13C). The metal coating layer 520 can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or the like. However, considering mass productivity, electroless plating is optimal.
【０１３５】(5) 端子等の取り付け 抵抗発熱体５２のパターンの端部に電源との接続のため
の端子（外部端子６３）を半田で取り付ける。また、有
底孔５４に銀ろう、金ろうなどで熱電対等の測温素子５
３を固定し、ポリイミド等の耐熱樹脂で封止し、セラミ
ックヒータ５１の製造を終了する（図１３（ｄ）参
照）。(5) Attachment of Terminals, etc. Terminals (external terminals 63) for connection to a power source are attached to the end of the pattern of the resistance heating element 52 by soldering. Further, a temperature measuring element 5 such as a thermocouple or the like with
3 is fixed and sealed with a heat-resistant resin such as polyimide, and the manufacture of the ceramic heater 51 is completed (see FIG. 13D).
【０１３６】(6) ホットプレートユニットの組み立て この後、得られたセラミックヒータ５１を断熱リング６
７ａを介して図４に示したような構造の支持容器６０に
嵌め込み、固定金具６８ａを介して、ボルト６８ｂを断
熱リング６７ａに設けることにより、セラミックヒータ
５１を支持容器６０に固定する。そして、測温素子５３
や抵抗発熱体５２からの配線を設け、図５に示したよう
に、その下に備えた制御部２４、記憶部２２、演算部２
３に接続する。さらに、セラミックヒータ５１の加熱面
近傍を通過する気体を供給する送風手段２００を設け
て、ホットプレートユニット５００の製造を完了する。(6) Assembly of hot plate unit After this, the obtained ceramic heater 51 is connected to the heat insulating ring 6
The ceramic heater 51 is fixed to the support container 60 by fitting it into the support container 60 having a structure as shown in FIG. 4 via the fixing member 68a and providing the bolt 68b to the heat insulating ring 67a via the fixing bracket 68a. And the temperature measuring element 53
And a wiring from the resistance heating element 52, and as shown in FIG. 5, the control unit 24, the storage unit 22, and the arithmetic unit 2 provided thereunder.
Connect to 3. Further, a blowing means 200 for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic heater 51 is provided, and the manufacture of the hot plate unit 500 is completed.
【０１３７】以上、ホットプレートユニットについて説
明したが、セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱
体を設けるとともに、セラミック基板の内部に静電電極
を設けることにより、静電チャックとしてもよい。な
お、本発明のセラミックヒータでは、静電電極を設けて
静電チャックとしてもよく、チャップトップ導体層を設
けてウエハプローバ用のチャックトップ板としてもよ
い。Although the hot plate unit has been described above, an electrostatic chuck may be provided by providing a resistance heating element on the surface or inside the ceramic substrate and providing an electrostatic electrode inside the ceramic substrate. In the ceramic heater of the present invention, an electrostatic chuck may be provided by providing an electrostatic electrode, or a chuck top plate for a wafer prober may be provided by providing a chaptop conductor layer.
【０１３８】[0138]
【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.
【０１３９】（実施例１）ホットプレートユニット（図
１、２および１２参照）の製造 (1) 窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径０．
４μｍ）４重量部、アクリルバインダ１１．５重量部、
分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノール
とからなるアルコール５３重量部を混合したペーストを
用い、ドクターブレード法により成形を行て厚さ０．４
７ｍｍのグリーンシート７０を得た。Example 1 Production of Hot Plate Unit (See FIGS. 1, 2 and 12) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size 0) .
4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight,
Using a paste obtained by mixing 0.5 parts by weight of a dispersant and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol, the mixture was molded by a doctor blade method to a thickness of 0.4.
A 7 mm green sheet 70 was obtained.
【０１４０】(2) 次に、このグリーンシート７０を８０
℃で５時間乾燥させた後、パンチングにより直径１．８
ｍｍ、３．０ｍｍおよび５．０ｍｍの貫通孔をそれぞれ
形成した。これらの貫通孔は、リフターピンを挿入する
ための貫通孔５となる部分、スルーホール８となる部分
等である。 (3) 平均粒子径１μｍのタングステンカーバイド粒子１
００重量部、アクリル系バインダ３．０重量部、α−テ
ルピネオール溶媒３．５重量および分散剤０．３重量部
を混合して導体ペーストＡを調整した。(2) Next, this green sheet 70 is
After drying at 5 ° C. for 5 hours, a diameter of 1.8 was punched.
mm, 3.0 mm, and 5.0 mm through holes were respectively formed. These through holes are a portion to be a through hole 5 for inserting a lifter pin, a portion to be a through hole 8, and the like. (3) Tungsten carbide particles 1 having an average particle diameter of 1 μm
A conductor paste A was prepared by mixing 00 parts by weight, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, 3.5 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.3 part by weight of a dispersant.
【０１４１】平均粒子径３μｍのタングステン粒子１０
０重量部、アクリル系バインダ１．９重量部、α−テル
ピネオール溶媒３．７重量および分散剤０．２重量部を
混合して導体ペーストＢを調整した。Tungsten particles 10 having an average particle diameter of 3 μm
A conductive paste B was prepared by mixing 0 parts by weight, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.2 part by weight of a dispersant.
【０１４２】この導体ペーストＡをグリーンシートにス
クリーン印刷で印刷し、抵抗発熱体５２となる導体ペー
スト層７２を形成した。印刷パターンは、図３に示した
ような屈曲線の繰り返しパターンとした。また、スルー
ホール８となる貫通孔部分に導体ペーストＢを充填し
た。上記処理の終わったグリーンシートに、印刷処理を
施していないグリーンシートを上側（加熱面）に３７
枚、下側に１３枚積層し、１３０℃、８ＭＰａ（８０Ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）の圧力で一体化することにより積層体を作
製した（図１２（ａ）参照）。The conductor paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer 72 to be the resistance heating element 52. The printing pattern was a repeated pattern of bent lines as shown in FIG. In addition, the conductive paste B was filled in the through-hole portion to be the through hole 8. The green sheet which has not been subjected to the printing process is placed on the upper side (heating surface) of the green sheet after the above-mentioned process.
, 13 layers on the lower side, 130 ° C, 8MPa (80K
g / cm 2 ) to produce a laminate (see FIG. 12A).
【０１４３】(4) 次に、得られた積層体を窒素ガス中、
６００℃で５時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５ＭＰａ
（１５０ｋｇ／ｃｍ2 ）で１０時間ホットプレスし、厚
さ３ｍｍの窒化アルミニウム板状体を得た。これを３１
０ｍｍの円板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０
ｍｍの抵抗発熱体２を有するセラミック基板１ａとし
た。なお、スルーホール８の大きさは、直径０．２ｍ
ｍ、深さ０．２ｍｍであった（図１２（ｂ）参照）。(4) Next, the obtained laminate is placed in nitrogen gas.
Degreasing at 600 ° C for 5 hours, 1890 ° C, pressure 15MPa
(150kg / cm 2) at 10 hours hot pressed to obtain an aluminum nitride plate-like body having a thickness of 3 mm. This is 31
Cut out into a 0 mm disk shape and have a thickness of 6 μm and a width of 10
This was a ceramic substrate 1a having a resistance heating element 2 of 1 mm. The size of the through hole 8 is 0.2 m in diameter.
m and a depth of 0.2 mm (see FIG. 12B).
【０１４４】(5) 次に、上記（４）で得られた板状体
を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、
ＳｉＣ等によるブラスト処理で表面に測温素子３のため
の有底孔４を設けた。(5) Next, the plate obtained in the above (4) is polished with a diamond grindstone, and then a mask is placed thereon.
A bottomed hole 4 for the temperature measuring element 3 was provided on the surface by blasting with SiC or the like.
【０１４５】(6) さらに、ドリル加工により直径５ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍの袋孔７を形成し、この袋孔７にＷ
製のワッシャー９を嵌め込み、ワッシャー９の中心孔に
リード線１９を挿入した後、Ｎｉ−Ａｕ合金（Ａｕ：８
１．５重量％、Ｎｉ：１８．４重量％、不純物：０．１
重量％）からなる金ろうを用い、９７０℃で加熱リフロ
ーすることにより、これらワッシャー９とリード線１９
とをセラミック基板１ａに固定した。(6) Further, the diameter is 5 m by drilling.
m, and a blind hole 7 having a depth of 0.5 mm is formed.
Made of Ni-Au alloy (Au: 8) after inserting a lead wire 19 into a center hole of the washer 9.
1.5% by weight, Ni: 18.4% by weight, impurities: 0.1
(% By weight), and by heating and reflowing at 970 ° C., the washer 9 and the lead wire 19 were heated.
Were fixed to the ceramic substrate 1a.
【０１４６】(7) 次に、測温素子３を有底孔４に埋め込
み、抵抗発熱体２を埋設したセラミックヒータ１の製造
を完了した。 (8) この後、セラミックヒータ１を図２に示したような
構成のＳＵＳ製の支持容器１０に嵌め込み、また、抵抗
発熱体および測温素子からのリード線を図５に示したよ
うに、制御部、記憶部および演算部へ配線した。(7) Next, the temperature measuring element 3 was buried in the bottomed hole 4 and the manufacture of the ceramic heater 1 in which the resistance heating element 2 was buried was completed. (8) Thereafter, the ceramic heater 1 is fitted into a SUS support container 10 having the structure shown in FIG. 2, and the lead wires from the resistance heating element and the temperature measuring element are arranged as shown in FIG. Wired to the control unit, the storage unit and the calculation unit.
【０１４７】(9) さらに、図１、２に示したように、セ
ラミックヒータ１の加熱面近傍を一方向に通過する気体
を供給する送風手段２０を設け、本発明のホットプレー
トユニット１００の製造を完了した。なお、送風手段２
０として設けたものは、送風機であり、また、上記気体
として、常温（２０℃）の空気を、流量が０．１３５ｍ
3 ／分、流速が１５ｃｍ／秒で供給することができるも
のであった。また、供給される気体の向きと、セラミッ
クヒータ１の加熱面とは、平行となるように設定した。(9) Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a blower means 20 for supplying a gas passing in one direction near the heating surface of the ceramic heater 1 is provided to manufacture the hot plate unit 100 of the present invention. Completed. In addition, the blowing means 2
What is provided as 0 is a blower, and air of normal temperature (20 ° C.) is used as the above gas at a flow rate of 0.135 m.
It could be supplied at a flow rate of 3 cm / sec and a flow rate of 15 cm / sec. The direction of the supplied gas and the heating surface of the ceramic heater 1 were set to be parallel.
【０１４８】（実施例２）ホットプレートユニット（図
３、４および１２参照）の製造 (1) 窒化アルミニウム粉末（平均粒径：１．１μｍ）１
００重量部、イットリア（平均粒径：０．４μｍ）４重
量部、アクリル系バインダ１２重量部およびアルコール
からなる組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末
を作製した。Example 2 Production of Hot Plate Unit (See FIGS. 3, 4 and 12) (1) Aluminum Nitride Powder (Average Particle Size: 1.1 μm) 1
A composition comprising 00 parts by weight, 4 parts by weight of yttria (average particle size: 0.4 μm), 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.
【０１４９】(2) 次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。 (3) 加工処理の終った生成形体を１８００℃、圧力：２
０ＭＰａでホットプレスし、厚さが３ｍｍの窒化アルミ
ニウム板状体を得た。次に、この板状体から直径３１０
ｍｍの円板体を切り出し、セラミック製の板状体（セラ
ミック基板）５１ａとした。(2) Next, the granulated powder was put in a mold and molded into a flat plate to obtain a formed product (green). (3) The processed form is processed at 1800 ° C., pressure: 2
Hot pressing was performed at 0 MPa to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. Next, a diameter 310
mm was cut out to obtain a ceramic plate-like body (ceramic substrate) 51a.
【０１５０】この成形体にドリル加工を施し、半導体ウ
エハを支持するリフターピンを挿入する貫通孔５５とな
る部分、熱電対等の測温素子５３を埋め込むための有底
孔５４となる部分（直径：１．１ｍｍ、深さ：２ｍｍ）
を形成した（図１３（ａ）参照）。Drilling is performed on this molded body to form a portion serving as a through hole 55 for inserting a lifter pin for supporting a semiconductor wafer, and a portion serving as a bottomed hole 54 for embedding a temperature measuring element 53 such as a thermocouple (diameter: 1.1 mm, depth: 2 mm)
Was formed (see FIG. 13A).
【０１５１】(4) 上記(3) で得たセラミック基板５１ａ
に、スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷し、同心円
状のパターンを有する抵抗発熱体５２となるように、導
体ペースト層を形成した。導体ペーストとしては、プリ
ント配線板のスルーホール形成に使用されている徳力化
学研究所製のソルベストＰＳ６０３Ｄを使用した。この
導体ペーストは、銀−鉛ペーストであり、銀１００重量
部に対して、酸化鉛（５重量％）、酸化亜鉛（５５重量
％）、シリカ（１０重量％）、酸化ホウ素（２５重量
％）およびアルミナ（５重量％）からなる金属酸化物を
７．５重量部含むものであった。また、銀粒子は、平均
粒径が４．５μｍで、リン片状のものであった。(4) The ceramic substrate 51a obtained in the above (3)
Then, a conductive paste was printed by screen printing to form a conductive paste layer so as to form the resistance heating element 52 having a concentric pattern. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. This conductor paste is a silver-lead paste, and based on 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), and boron oxide (25% by weight). And 7.5 parts by weight of a metal oxide comprising alumina (5% by weight). The silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were scaly.
【０１５２】(5) 次に、導体ペーストを印刷したセラミ
ック基板５１ａを７８０℃で加熱、焼成して、導体ペー
スト中の銀、鉛を焼結させるとともにセラミック基板５
１ａに焼き付け、抵抗発熱体５２を形成した（図１３
（ｂ）参照）。銀−鉛の抵抗発熱体５２は、厚さが５μ
ｍ、幅２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．７ｍΩ／□であっ
た。(5) Next, the ceramic substrate 51a on which the conductive paste is printed is heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to form the ceramic substrate 5a.
1a to form a resistance heating element 52 (FIG. 13).
(B)). The silver-lead resistance heating element 52 has a thickness of 5 μm.
m, the width was 2.4 mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.
【０１５３】(6) 硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次亜リン酸
ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ／ｌ、ほ
う酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌの濃度の水溶
液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(5) で作製し
たセラミック基板５１ａを浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体
５２の表面に厚さ１μｍの金属被覆層（ニッケル層）を
析出させた（図１３（ｃ）参照）。(6) An electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of 80 g / l of nickel sulfate, 24 g / l of sodium hypophosphite, 12 g / l of sodium acetate, 8 g / l of boric acid, and 6 g / l of ammonium chloride was used. The ceramic substrate 51a prepared in (5) was immersed to deposit a metal coating layer (nickel layer) having a thickness of 1 μm on the surface of the silver-lead resistance heating element 52 (see FIG. 13C).
【０１５４】(7) 電源との接続を確保するための端子を
取り付ける部分に、スクリーン印刷により、銀−鉛半田
ペースト（田中貴金属社製）を印刷して半田層を形成し
た。ついで、半田層の上にコバール製の外部端子６３を
載置して、４２０℃で加熱リフローし、外部端子６３を
抵抗発熱体５２の表面に取り付けた。(7) A silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed by screen printing on a portion where a terminal for securing connection to a power supply was to be formed to form a solder layer. Then, an external terminal 63 made of Kovar was placed on the solder layer, and heated and reflowed at 420 ° C., and the external terminal 63 was attached to the surface of the resistance heating element 52.
【０１５５】(8) 温度制御のための測温素子５３を有底
孔５４にはめ込み、セラミック接着剤（東亜合成社製
アロンセラミック）を埋め込んで固定しセラミックヒー
タ５１を得た（図１３（ｄ）参照）。この後、セラミッ
クヒータ５１を図４に示したような構成のＳＵＳ製の支
持容器６０に嵌め込み、また、抵抗発熱体および測温素
子からのリード線を図５に示したように、制御部、記憶
部および演算部へ配線した。(8) A temperature measuring element 53 for temperature control is fitted into the bottomed hole 54, and a ceramic adhesive (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
Aron ceramic) was embedded and fixed to obtain a ceramic heater 51 (see FIG. 13D). Thereafter, the ceramic heater 51 is fitted into a SUS support container 60 having the structure shown in FIG. 4, and the resistance heating element and the lead wires from the temperature measuring element are connected to the control unit as shown in FIG. Wired to the storage unit and the operation unit.
【０１５６】(9) さらに、図３、４に示したように、セ
ラミックヒータ５１の加熱面近傍を一方向に通過する気
体を供給する送風手段２００を設け、本発明のホットプ
レートユニット５００の製造を完了した。ただし、ホッ
トプレートユニット５００には、図３、４に示すような
吸引手段を設けなかった。なお、送風手段２０として設
けたものは、送風機であり、また、上記気体として、１
５０℃まで加熱した空気を、流量が０．１３５ｍ3 ／
分、流速が１５ｃｍ／秒で供給することができるもので
あった。また、供給される気体の向きと、セラミックヒ
ータ１の加熱面とのなす角は、１０°に設定した。(9) Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a blowing means 200 for supplying gas passing in one direction near the heating surface of the ceramic heater 51 is provided, and the hot plate unit 500 of the present invention is manufactured. Completed. However, the hot plate unit 500 was not provided with a suction means as shown in FIGS. What is provided as the blowing means 20 is a blower.
The air heated to 50 ° C. has a flow rate of 0.135 m 3 /
It could be supplied at a flow rate of 15 cm / sec. The angle between the direction of the supplied gas and the heating surface of the ceramic heater 1 was set to 10 °.
【０１５７】（比較例１）ホットプレートユニットの製
造 セラミックヒータの加熱面に気体を供給する送風手段を
設けなかった以外は、実施例１と同様にして、ホットプ
レートユニットを製造した。(Comparative Example 1) Production of a hot plate unit A hot plate unit was produced in the same manner as in Example 1 except that a blowing means for supplying gas to the heating surface of the ceramic heater was not provided.
【０１５８】上記工程を経て得られた実施例１、２、お
よび、比較例１に係るホットプレートユニットについ
て、以下の指標で評価した。その結果を表１に示す。The hot plate units according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 obtained through the above steps were evaluated according to the following indices. Table 1 shows the results.
【０１５９】評価方法 （１）乾燥時間の測定 実施例および比較例に係るホットプレートユニットを１
００℃まで昇温し、その後、ノボラック型エポキシ樹脂
アクリレート化物４０重量部、および、フェノール樹脂
３５重量部、イミダゾール硬化剤４重量部、ベンゾフェ
ノン２．０重量部、アミン化合物１．０重量部、ならび
に、溶剤としてトルエン溶液１０重量部を混合した樹脂
組成物溶液を塗布したシリコンウエハ（厚さ：０．２ｍ
ｍ）を載置し、樹脂組成物溶液が乾燥するまでの時間
（乾燥時間）の測定を行った。その結果を表１に示す。[0159]Evaluation method (1) Measurement of drying time One hot plate unit according to the example and the comparative example was used.
Temperature up to 00 ℃, then novolak type epoxy resin
40 parts by weight of an acrylate compound and a phenol resin
35 parts by weight, imidazole curing agent 4 parts by weight, benzophene
Non-2.0 parts by weight, amine compound 1.0 parts by weight,
Mixed with 10 parts by weight of a toluene solution as a solvent
Silicon wafer coated with the composition solution (thickness: 0.2 m
m) until the resin composition solution dries
(Drying time) was measured. Table 1 shows the results.
【０１６０】（２）加熱面内温度均一性 上述のように、樹脂組成物溶液の乾燥を行っていると
き、被加熱物であるシリコンウエハ表面の最高温度と最
低温度とをサーモビュア（日本データム社製 ＩＲ−１
６−２０１２−００１２）により測定した。その結果表
１に示す。(2) Uniformity of Temperature in Heated Surface As described above, when the resin composition solution is being dried, the maximum temperature and the minimum temperature of the surface of the silicon wafer to be heated are determined by a thermoviewer (Nihon Datum Co., Ltd.). IR-1
6-2012-0012). The results are shown in Table 1.
【０１６１】[0161]
【表１】 [Table 1]
【０１６２】表１より明らかなように、実施例１、２に
係るホットプレートユニットは、乾燥時間が１２０秒以
内と非常に短かったが、比較例１に係るホットプレート
ユニットは、２００秒と乾燥時間が長くなった。これ
は、実施例１、２に係るホットプレートユニットには、
セラミック基板の加熱面近傍を通過する気体を供給する
送風手段が設けられているため、セラミックヒータに載
置された半導体ウエハ上に気流を発生させて、半導体ウ
エハ表面に塗布された感光性樹脂に含まれる溶剤を素早
く蒸発させることができ、上記感光性樹脂を迅速に乾燥
させることができたのに対し、比較例１に係るホットプ
レートユニットには、セラミック基板の加熱面近傍を通
過する気体を供給する送風手段が設けられていないた
め、半導体ウエハ表面に塗布された感光性樹脂に含まれ
る溶剤を素早く蒸発させることができず、上記感光性樹
脂を迅速に乾燥させることができなかったと考えられ
る。As is clear from Table 1, the drying time of the hot plate units according to Examples 1 and 2 was very short, that is, 120 seconds or less, whereas the drying time of the hot plate unit according to Comparative Example 1 was 200 seconds. Time has become longer. This is because the hot plate units according to the first and second embodiments
Since a blowing means for supplying gas passing near the heating surface of the ceramic substrate is provided, an airflow is generated on the semiconductor wafer mounted on the ceramic heater, and the photosensitive resin applied to the surface of the semiconductor wafer is generated. While the solvent contained could be quickly evaporated and the photosensitive resin could be dried quickly, the hot plate unit according to Comparative Example 1 was provided with a gas passing near the heating surface of the ceramic substrate. It is considered that the solvent contained in the photosensitive resin applied to the surface of the semiconductor wafer could not be quickly evaporated because no air supply means was provided, and the photosensitive resin could not be dried quickly. .
【０１６３】また、実施例１、２および比較例１に係る
ホットプレートユニットは、加熱面の最高温度と最低温
度との差が６℃以内と非常に小さかったが、比較例１に
係るホットプレートユニットは、１２℃であり最高温度
と最低温度との差が大きくなった。実施例１、２に係る
ホットプレートユニットには、制御部、記憶部および演
算部を備えており、上記抵抗発熱体の複数の回路には、
上記加熱面の温度を調節するため、それぞれ異なる電力
が供給されるように構成されている。よって、上記測温
素子によりセラミックヒータの加熱面における各所の温
度を測定し、上記記憶部で上記測温素子により測定され
た温度データを記憶し、演算部において上記温度データ
から上記抵抗発熱体に必要な電力を演算して、上記制御
部から上記抵抗発熱体の各回路へ異なる電力を供給する
ことができる。その結果、上記気流の影響によって生じ
る上記加熱面の温度のばらつきを防ぐことができ、セラ
ミックヒータの加熱面の温度を均一にすることが可能と
なる。In the hot plate units according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature of the heating surface was as small as 6 ° C. or less. The unit was 12 ° C. and the difference between the maximum and minimum temperatures was large. The hot plate units according to the first and second embodiments include a control unit, a storage unit, and a calculation unit.
In order to adjust the temperature of the heating surface, different electric powers are supplied. Therefore, the temperature at each location on the heating surface of the ceramic heater is measured by the temperature measuring element, the temperature data measured by the temperature measuring element is stored at the storage unit, and the temperature data is transferred from the temperature data to the resistance heating element at the arithmetic unit. By calculating required power, different power can be supplied from the control unit to each circuit of the resistance heating element. As a result, it is possible to prevent variations in the temperature of the heating surface caused by the influence of the air flow, and to make the temperature of the heating surface of the ceramic heater uniform.
【０１６４】[0164]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クヒータによれば、上記セラミック基板の加熱面近傍を
通過する気体を供給する送風手段が設けられているた
め、セラミックヒータに載置された半導体ウエハ上に気
流を発生させて、半導体ウエハ表面に塗布された感光性
樹脂に含まれる溶剤を素早く蒸発させることができ、上
記感光性樹脂等の溶剤を含む材料を迅速に乾燥させるこ
とが可能となる。また、本発明のホットプレートユニッ
トは、制御部、記憶部および演算部を備えており、上記
抵抗発熱体の複数の回路には、上記加熱面の温度を調節
するため、それぞれ異なる電力が供給されるように構成
されている。よって、上記測温素子によりセラミックヒ
ータの加熱面における各所の温度を測定し、上記記憶部
で上記測温素子により測定された温度データを記憶し、
演算部において上記温度データから上記抵抗発熱体に必
要な電力を演算して、上記制御部から上記抵抗発熱体の
各回路へ異なる電力を供給することができる。その結
果、上記気流の影響によって生じる上記加熱面の温度の
ばらつきを防ぐことができ、セラミックヒータの加熱面
の温度を均一にすることが可能となる。As described above, according to the ceramic heater of the present invention, since the blowing means for supplying the gas passing near the heating surface of the ceramic substrate is provided, the ceramic heater is mounted on the ceramic heater. By generating an air flow on the semiconductor wafer, the solvent contained in the photosensitive resin applied to the semiconductor wafer surface can be quickly evaporated, and the material containing the solvent such as the photosensitive resin can be quickly dried. Becomes Further, the hot plate unit of the present invention includes a control unit, a storage unit, and a calculation unit, and a plurality of circuits of the resistance heating element are supplied with different powers in order to adjust the temperature of the heating surface. It is configured to: Therefore, by measuring the temperature at various points on the heating surface of the ceramic heater by the temperature measuring element, storing the temperature data measured by the temperature measuring element in the storage unit,
The calculation unit calculates the power required for the resistance heating element from the temperature data, and the control unit can supply different power to each circuit of the resistance heating element. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heating surface from fluctuating due to the influence of the air flow, and to make the temperature of the heating surface of the ceramic heater uniform.
【図１】本発明のホットプレートユニットを模式的に示
した平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a hot plate unit of the present invention.
【図２】（ａ）は、図１に示したホットプレートユニッ
トを模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、その部分
拡大断面図である。2A is a cross-sectional view schematically showing the hot plate unit shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view thereof.
【図３】本発明のホットプレートユニットの他の一例を
模式的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing another example of the hot plate unit of the present invention.
【図４】図３に示したホットプレートユニットを模式的
に示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the hot plate unit shown in FIG.
【図５】本発明のホットプレートユニットに含まれるセ
ラミックヒータを模式的に示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram schematically showing a ceramic heater included in the hot plate unit of the present invention.
【図６】本発明に係る静電チャックを構成するセラミッ
ク基板を模式的に示す縦断面図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面図であ
る。FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate constituting the electrostatic chuck according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG.
【図７】本発明に係る静電チャックを構成するセラミッ
ク基板の別の一例を模式的に示す水平断面図である。FIG. 7 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck according to the present invention.
【図８】本発明に係る静電チャックを構成するセラミッ
ク基板の別の一例を模式的に示す水平断面図である。FIG. 8 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck according to the present invention.
【図９】本発明のホットプレートユニットに含まれるセ
ラミック基板の一例である、ウエハプローバに用いられ
るセラミック基板を模式的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a ceramic substrate used in a wafer prober, which is an example of a ceramic substrate included in the hot plate unit of the present invention.
【図１０】図７に示したセラミック基板を模式的に示す
平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing the ceramic substrate shown in FIG.
【図１１】図７に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面
図である。11 is a cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. 7 taken along line AA.
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示したホットプレ
ートユニットに用いられるセラミックヒータの製造方法
の一部を模式的に示した断面図である。FIGS. 12A to 12D are cross-sectional views schematically showing a part of a method for manufacturing a ceramic heater used in the hot plate unit shown in FIG.
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、図３に示したホットプレ
ートユニットに用いられるセラミックヒータの製造方法
の一部を模式的に示した断面図である。FIGS. 13A to 13D are cross-sectional views schematically showing a part of a method for manufacturing a ceramic heater used in the hot plate unit shown in FIG.
１、５１ セラミックヒータ １００、５００ ホットプレートユニット １ａ、３１、３１１、３２１、４３、５１ａ セラミッ
ク基板 ２（２ａ〜２ｇ）、３６、４１、５２（５２ａ〜５２
ｌ）抵抗発熱体 ５２０ 金属被覆層 ３、５３ 測温素子 ４、５４ 有底孔 ５、５５ 貫通孔 ７ 袋孔 ８、３８、３８０ スルーホール ９ ワッシャー １０、６０ 支持容器 １１、６１ 中底板 １２、６２ 底板 １２ａ 貫通孔 １３、６３ 外部端子 １４、６４ ソケット １５、６５ ガイド管 １６、６６ 冷媒導入管 １７、６７ 外枠部 １７ａ 断熱リング １８、６８ 基板受け部 １８ａ 固定金具 １８ｂ ボルト ２０ 送風手段 ２１ 吸引手段 ２２ 記憶部 ２３ 演算部 ２４ 制御部 ２５ 送風方向 ２６ リフターピン ２９ 半導体ウエハ ３２、３１２、３２２ チャック正極静電層 ３３、３１３、３２３ チャック負極静電層 ３４ セラミック誘電体膜 ４２ チャックトップ導体層 ４４ ガード電極 ４５ グランド電極1, 51 Ceramic heater 100, 500 Hot plate unit 1a, 31, 311, 321, 43, 51a Ceramic substrate 2 (2a to 2g), 36, 41, 52 (52a to 52)
1) Resistance heating element 520 Metal coating layer 3, 53 Temperature measuring element 4, 54 Bottomed hole 5, 55 Through hole 7 Bag hole 8, 38, 380 Through hole 9 Washer 10, 60 Support container 11, 61 Middle bottom plate 12, 62 Bottom plate 12a Through hole 13, 63 External terminal 14, 64 Socket 15, 65 Guide tube 16, 66 Refrigerant introduction tube 17, 67 Outer frame portion 17a Heat insulating ring 18, 68 Substrate receiving portion 18a Fixing bracket 18b Bolt 20 Blowing means 21 Suction Means 22 Storage unit 23 Operation unit 24 Control unit 25 Blowing direction 26 Lifter pin 29 Semiconductor wafer 32, 312, 322 Chuck positive electrode electrostatic layer 33, 313, 323 Chuck negative electrode electrostatic layer 34 Ceramic dielectric film 42 Chuck top conductor layer 44 Guard electrode 45 Ground electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９３ Ｈ０５Ｂ 3/68 3/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７ Ｆターム(参考） 3K034 AA05 AA08 AA10 BB06 BB14 BC17 BC27 BC29 JA02 JA04 3K058 AA86 BA14 CA12 CA22 CA92 CB09 CE23 GA03 3K092 PP20 QA05 QB18 QB30 QB51 RF03 RF11 RF27 SS18 UA04 VV22 5F046 KA04 KA05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 3/20 393 H05B 3/68 3/68 H01L 21/30 567 F term (Reference) 3K034 AA05 AA08 AA10 BB06 BB14 BC17 BC27 BC29 JA02 JA04 3K058 AA86 BA14 CA12 CA22 CA92 CB09 CE23 GA03 3K092 PP20 QA05 QB18 QB30 QB51 RF03 RF11 RF27 SS18 UA04 VV22 5F046 KA04 KA05
Claims (3)
る抵抗発熱体が形成されたセラミック基板と、前記セラ
ミック基板を支持する支持容器と、前記セラミック基板
の温度を測定する測温素子と、前記複数の回路からなる
抵抗発熱体に電力を供給する制御部と、前記測温素子に
より測定された温度データを記憶する記憶部と、前記温
度データから前記抵抗発熱体に必要な電力を演算する演
算部とを備えたホットプレートユニットであって、前記
ホットプレートユニットには、前記セラミック基板の加
熱面近傍を通過する気体を供給する送風手段が設けら
れ、かつ、前記抵抗発熱体の複数の回路には、前記加熱
面の温度を調節するため、それぞれ異なる電力が供給さ
れるように構成されていることを特徴とするホットプレ
ートユニット。A ceramic substrate having a resistance heating element comprising a plurality of circuits formed on the surface or inside thereof; a support container for supporting the ceramic substrate; a temperature measuring element for measuring a temperature of the ceramic substrate; A control unit that supplies power to the resistance heating element including a plurality of circuits; a storage unit that stores temperature data measured by the temperature measuring element; and an operation that calculates the power required for the resistance heating element from the temperature data. A hot plate unit, wherein the hot plate unit is provided with blowing means for supplying gas passing near a heating surface of the ceramic substrate, and a plurality of circuits of the resistance heating element. Is a hot plate unit, wherein different powers are supplied to adjust the temperature of the heating surface.
向に通過する気体を供給する送風手段が設けられた請求
項１に記載のホットプレートユニット。2. The hot plate unit according to claim 1, further comprising a blower for supplying a gas passing in one direction near a heating surface of the ceramic substrate.
た前記抵抗発熱体の回路における単位面積あたりの発熱
量が、前記気体の風下側となる位置に形成された前記抵
抗発熱体の回路における単位面積あたりの発熱量より多
くなるように、前記抵抗発熱体の複数の回路には、それ
ぞれ異なる電力が供給される請求項１または２に記載の
ホットプレートユニット。3. The circuit of the resistance heating element formed at a position on the leeward side of the gas, in which the amount of heat generated per unit area in the circuit of the resistance heating element formed on the leeward side of the gas. 3. The hot plate unit according to claim 1, wherein different electric powers are respectively supplied to the plurality of circuits of the resistance heating element so as to be larger than the heat generation per unit area in (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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