JP2002260832A - Ceramic heater and wafer heating device - Google Patents
Ceramic heater and wafer heating deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶基板あるいは回路基板等のウエハを加熱するのに用い
るウエハ加熱装置及びこれに用いられるセラミックヒー
ターに関するものであり、例えば、ウエハに半導体薄膜
を生成したり、ウエハ上に塗布されたレジスト液を乾燥
焼き付けしてレジスト膜を形成するのに好適なものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer heating apparatus used for heating a wafer such as a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate or a circuit board, and a ceramic heater used for the same. It is suitable for forming a resist film by drying and baking a resist liquid generated or applied on a wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程における、
半導体薄膜の成膜処理、エッチング処理、レジスト膜の
焼き付け処理等の各種処理工程においては、複数のウエ
ハをまとめて処理するバッチ式と呼ばれる手法と、ウエ
ハを一枚づつ処理する枚葉式と呼ばれる手法が用いられ
ており、近年、ウエハの大きさが８インチから１２イン
チと大型化するにつれ、処理精度を高めるために枚葉式
が利用されるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor device,
In various processing steps such as a semiconductor thin film forming process, an etching process, and a resist film baking process, a method called a batch method for processing a plurality of wafers collectively and a single wafer method for processing wafers one by one are called. In recent years, as the size of a wafer has increased from 8 inches to 12 inches, a single-wafer method has been used to increase processing accuracy.
【０００３】しかしながら、枚葉式は１回当たりの処理
枚数が少ないため、ウエハの処理時間の短縮が必要とさ
れている。However, in the single-wafer method, the number of wafers processed at one time is small, so that it is necessary to reduce the processing time of wafers.
【０００４】そして、上記各種処理を施すには、ウエハ
を加熱する必要があり、この加熱手段としてウエハ加熱
装置が用いられているのであるが、このウエハ加熱装置
には、昇温及び冷却の時間短縮と所定温度での均熱化が
要求されていた。In order to perform the above-described various processes, it is necessary to heat the wafer, and a wafer heating device is used as the heating means. Shortening and soaking at a predetermined temperature were required.
【０００５】例えば、特開２０００−２７２９８５号公
報には、主に半導体ウエハに塗布された感光性樹脂を乾
燥させるのに使用するウエハ加熱装置が開示されてお
り、その構造を図３に示すように、窒化アルミニウム質
焼結体からなり、その表面全体にアルミナからなる酸化
膜Ｐを被着した加熱板４２の一方の主面を加熱面４３と
するとともに、上記加熱板４２の他方の主面に金属ペー
ストを印刷し、焼き付けによって発熱抵抗体４４を形成
したセラミックヒーター５０を金属ケーシング５１の開
口部に設置したもので、上記加熱面４３にウエハＷを載
せるとともに、通電端子４６に通電して発熱抵抗体４４
を発熱させることにより加熱板４２を加熱し、加熱面４
３上のウエハＷを加熱するようになっていた。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-272985 discloses a wafer heating apparatus mainly used for drying a photosensitive resin applied to a semiconductor wafer, and its structure is shown in FIG. In addition, one main surface of a heating plate 42 made of an aluminum nitride sintered body and having an oxide film P made of alumina coated on the entire surface is used as a heating surface 43, and the other main surface of the heating plate 42 is used. A ceramic heater 50 in which a heating resistor 44 is formed by printing a metal paste on a metal casing 51 is installed in the opening of the metal casing 51. The wafer W is placed on the heating surface 43, and power is supplied to the power supply terminal 46. Heating resistor 44
The heating plate 42 is heated by causing
3 was heated.
【０００６】また、窒化アルミニウム質焼結体からなる
加熱板４２の表面に酸化膜Ｐを形成するのは、窒化アル
ミニウム質焼結体は他のセラミックスと比較して優れた
熱伝導性を有するとともに、高絶縁性を有することから
加熱板４２を形成する材質として有利であるものの、窒
化アルミニウム質焼結体は大気中の水分と反応してアン
モニアガスを発生し、これが感光性樹脂に悪影響を与え
るからで、加熱板４２を、表面に酸化膜Ｐを形成した窒
化アルミニウム質焼結体で形成することにより感光性樹
脂に悪影響を与えることなく、ウエハＷをムラなく均一
に加熱することができる。Further, the oxide film P is formed on the surface of the heating plate 42 made of an aluminum nitride sintered body because the aluminum nitride sintered body has excellent thermal conductivity as compared with other ceramics. Although it is advantageous as a material for forming the heating plate 42 because of its high insulating property, the aluminum nitride sintered body reacts with moisture in the atmosphere to generate ammonia gas, which adversely affects the photosensitive resin. By forming the heating plate 42 from an aluminum nitride sintered body having an oxide film P formed on the surface, the wafer W can be uniformly heated without adversely affecting the photosensitive resin.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハＷに塗布された感光性樹脂を乾燥させるのに使用する
ウエハ加熱装置４１では、セラミックヒーター５０を２
００〜３００℃に加熱するのであるが、一枚当たりの処
理時間は、セラミックヒーター５０の昇温時間及び冷却
時間で決まるため、昇温時には大きな電力を印加して急
激に加熱し、冷却時にはエアを吹きつけて強制的に冷却
することが一般的に行われており、このような過酷な条
件下で繰り返し熱サイクルがかかると、セラミックヒー
ター５０を形成する窒化アルミニウム質焼結体の表面に
形成した酸化膜Ｐと発熱抵抗体４４との境界にクラック
が発生し、クラックのない部分とクラックが発生した部
分では熱伝達特性が変化することから加熱面４３の均熱
化が阻害され、その結果、ウエハＷも均一に加熱するこ
とができないため、感光性樹脂の膜厚が不均一となり、
さらにクラックが進展して酸化膜Ｐにも及ぶと、大気中
の水分と窒化アルミニウム質焼結体とが反応してアンモ
ニアガスやアミン系のガスを発生させるため、このガス
が感光性樹脂に悪影響を与えるといった課題があった。By the way, in the wafer heating apparatus 41 used for drying the photosensitive resin applied to the semiconductor wafer W, the ceramic heater 50 is provided with two ceramic heaters.
Heating is performed at a temperature of 00 to 300 ° C. The processing time per sheet is determined by the heating time and cooling time of the ceramic heater 50. And forced cooling is performed. When a thermal cycle is repeatedly applied under such severe conditions, the ceramic heater 50 is formed on the surface of the aluminum nitride sintered body. Cracks occur at the boundary between the formed oxide film P and the heating resistor 44, and the heat transfer characteristics change between a crack-free portion and a cracked portion, thereby hindering the uniformization of the heating surface 43. Also, since the wafer W cannot be heated uniformly, the thickness of the photosensitive resin becomes uneven,
Further, when the cracks extend to the oxide film P, the moisture in the atmosphere reacts with the aluminum nitride sintered body to generate ammonia gas or amine-based gas, and this gas adversely affects the photosensitive resin. There was a problem such as giving.
【０００８】即ち、加熱板４２を形成する窒化アルミニ
ウム質焼結体は、その熱膨張係数が４．７×１０-6／℃
程度であるのに対し、その表面に生成されたアルミナか
らなる酸化膜Ｐの熱膨張係数は７．３×１０-6／℃程度
と、両者の間には大きな熱膨張差があり、アルミナから
なる酸化膜Ｐ内には常に引張応力が作用した状態にある
ため、この酸化膜Ｐ上に金属ペーストを塗布し、焼き付
けによってさらに熱膨張係数の大きい発熱抵抗体４４を
形成すると、セラミックヒーター４０の加熱と冷却によ
って繰り返し加わる熱サイクルにより、酸化膜Ｐと発熱
抵抗体４４との間には大きな応力が作用することにな
り、この応力によって酸化膜Ｐと発熱抵抗体４４との間
にクラックが発生していた。That is, the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 42 has a coefficient of thermal expansion of 4.7 × 10 −6 / ° C.
On the other hand, the thermal expansion coefficient of the oxide film P made of alumina formed on its surface is about 7.3 × 10 −6 / ° C., and there is a large difference in thermal expansion between the two. Since a tensile stress is always applied to the inside of the oxide film P, a metal paste is applied on the oxide film P and the heating resistor 44 having a larger thermal expansion coefficient is formed by baking. Due to the thermal cycle repeatedly applied by heating and cooling, a large stress acts between the oxide film P and the heating resistor 44, and a crack occurs between the oxide film P and the heating resistor 44 due to the stress. Was.
【０００９】また、このような熱応力によるセラミック
ヒーター５０の破損は、より高い温度に加熱して使用さ
れる成膜処理やエッチング処理工程においても同様にあ
った。Further, the damage of the ceramic heater 50 due to such thermal stress also occurs in a film forming process and an etching process which are used by heating to a higher temperature.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、Ａｌを含む酸化物膜で覆われた窒化アルミニ
ウム質焼結体からなる加熱板の一方の主面を加熱面とす
るとともに、上記加熱板の他方の主面に、ガラス層を介
して発熱抵抗体を形成することによりセラミックヒータ
ーを構成したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a heating plate made of an aluminum nitride sintered body covered with an oxide film containing Al as one heating surface. A ceramic heater is formed by forming a heating resistor on the other main surface of the heating plate via a glass layer.
【００１１】特に、上記ガラス層と上記窒化アルミニウ
ム質焼結体との熱膨張係数の差は、−１．０〜１．０×
１０-6／℃の範囲にあり、かつ上記ガラス層の厚みは２
〜３０μｍとすることが好ましい。In particular, the difference in the coefficient of thermal expansion between the glass layer and the aluminum nitride sintered body is -1.0 to 1.0 ×
10 −6 / ° C., and the thickness of the glass layer is 2
It is preferable to set it to 30 μm.
【００１２】また、本発明は、上記セラミックヒーター
を構成する加熱板の外周部に、有底筒状体をした金属ケ
ーシングの頂面を当接させ、金属ケーシングによってセ
ラミックヒーターを支持するようにしてウエハ加熱装置
を構成したことを特徴とする。Further, the present invention provides a ceramic heater having the above configuration in which a top surface of a metal casing having a bottomed cylindrical body is brought into contact with an outer peripheral portion of a heating plate constituting the ceramic heater, and the ceramic heater is supported by the metal casing. A wafer heating device is configured.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１４】図１は本発明に係るセラミックヒーターを
備えるウエハ加熱装置の一例を示す断面図で、このウエ
ハ加熱装置１は、有底筒状体をした金属ケーシング２１
と、この金属ケーシング２１上に設置され、その開口部
を覆うように設けられたセラミックヒーター１０とから
なる。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a wafer heating apparatus provided with a ceramic heater according to the present invention. The wafer heating apparatus 1 has a metal casing 21 having a bottomed cylindrical body.
And the ceramic heater 10 provided on the metal casing 21 and provided so as to cover the opening.
【００１５】セラミックヒーター１０は、Ａｌを含む酸
化物膜Ｑで覆われた窒化アルミニウム質焼結体からなる
円盤状をした加熱板２の一方の主面を加熱面３とすると
ともに、上記加熱板２の他方の主面に、ガラス層４を介
して発熱抵抗体５を形成したもので、この発熱抵抗体５
には通電端子７からの電力を取り出すための給電部６を
設けてある。The ceramic heater 10 comprises a disc-shaped heating plate 2 made of an aluminum nitride sintered body covered with an Al-containing oxide film Q. 2, a heating resistor 5 is formed on the other main surface of the heating resistor 5 with a glass layer 4 interposed therebetween.
Is provided with a power supply section 6 for extracting electric power from the power supply terminal 7.
【００１６】上記加熱板２の加熱面３には複数の支持ピ
ン８を等間隔で同心円状に設置してあり、これら支持ピ
ン８の頂面にウエハＷを載せることにより支持するよう
になっている。なお、９は加熱板２の温度を測定するた
めの熱電対である。On the heating surface 3 of the heating plate 2, a plurality of support pins 8 are installed concentrically at equal intervals, and the wafer W is supported by placing the wafer W on the top surface of the support pins 8. I have. Reference numeral 9 denotes a thermocouple for measuring the temperature of the heating plate 2.
【００１７】また、セラミックヒーター１０を金属ケー
シング２１上に固定する手段としては、図２にその拡大
図を示すように、セラミックヒーター１０を構成する加
熱板２の外周部に、上下面を貫く貫通孔２ａを有し、加
熱板２の上下面における貫通孔２ａの周囲にガラス層２
７を形成してある。そして、この加熱板２の貫通孔２ａ
と、金属ケーシング２１の端部に備えるフランジ部２２
に穿孔された貫通孔２２ａとを一致させ、上記加熱板２
側の貫通孔２ａにスプリング、弾性ゴム等の弾性部材２
４を介してボルト２３を挿通させ、フランジ部２２側に
てナット２５を締め付けることにより、上記弾性部材２
４の押圧力によって加熱板２を金属ケーシング２１に押
し付けて固定支持するようになっている。As means for fixing the ceramic heater 10 on the metal casing 21, as shown in an enlarged view in FIG. A glass layer 2 is provided around the through hole 2a on the upper and lower surfaces of the heating plate 2.
7 is formed. And the through-hole 2a of this heating plate 2
And a flange portion 22 provided at an end of the metal casing 21
The heating plate 2 is aligned with the through hole 22a
The elastic member 2 such as a spring or an elastic rubber
4 and the nut 25 is tightened on the flange portion 22 side, whereby the elastic member 2
The heating plate 2 is pressed against the metal casing 21 by the pressing force of 4, and is fixedly supported.
【００１８】このように、加熱板２の貫通孔２ａの周囲
にガラス層２７を形成しておけば、金属ケーシング２１
と加熱板２との間に熱膨張差による擦れが発生したとし
てもその表面が平滑であるために摩擦力が小さく、摩耗
を最小限に抑えることができるとともに、加熱板２の酸
化物膜Ｑが摩滅したり、剥離することを防止することが
できる。なお、図２中、２６はワッシャーである。As described above, if the glass layer 27 is formed around the through hole 2a of the heating plate 2, the metal casing 21
Even if friction occurs due to a difference in thermal expansion between the heating plate 2 and the heating plate 2, the frictional force is small because the surface is smooth, and wear can be minimized. Can be prevented from being worn out or peeled off. In FIG. 2, reference numeral 26 denotes a washer.
【００１９】さらに、金属ケーシング２１の中央部に
は、部分的に貫通孔２７ａを有する中板２７を設置して
あり、上記中板２７の貫通孔２７ａに通電端子７を挿通
し、該通電端子７の中央外周に設けられたフランジ部７
ａと上記中板２７との間にスプリングや弾性ゴム等の弾
性部材２８を配置し、上記弾性部材２８の押圧力によっ
て通電端子７を発熱抵抗体５に備える給電部６に押圧さ
せ、電気的に接続するとともに、加熱板２の断面を見た
とき、加熱面３の中央部が外周部と比較して若干突出し
た滑らかな凸形状となるようにしてある。Further, at the center of the metal casing 21, an intermediate plate 27 having a partly through hole 27a is installed, and the energizing terminal 7 is inserted into the through hole 27a of the intermediate plate 27, Flange 7 provided on the outer periphery of the center of 7
An elastic member 28 such as a spring or an elastic rubber is disposed between the a and the middle plate 27, and the pressing force of the elastic member 28 causes the power supply terminal 7 to be pressed against the power supply section 6 provided on the heating resistor 5 to thereby provide an electrical connection. When the cross section of the heating plate 2 is viewed, the central portion of the heating surface 3 has a smooth convex shape slightly protruding as compared with the outer peripheral portion.
【００２０】そして、このウエハ加熱装置１を用いてウ
エハＷを加熱するには、ウエハＷを支持ピン８に載せる
とともに、通電端子７に通電して発熱抵抗体５を発熱さ
せて加熱板２を加熱する。この時、加熱板２の外周は金
属ケーシング２１と接していることから熱引けによって
加熱面２外周部の温度が中央部と比較して低くなり易い
ため、予め発熱抵抗体５の外周部の発熱量が中央部と比
較して大きくなるようにするとともに、加熱板２が熱伝
導性に優れた窒化アルミニウム質焼結体からなること、
及び加熱面３が滑らかな凸形状となるようにしてあるこ
と、ウエハＷを支持ピン８で保持してあるため、ウエハ
Ｗの加熱板２との片当たりを防止できること等の構成に
より、加熱面３からの輻射熱によってウエハＷを間接的
に加熱する際、ウエハＷの全面をムラなく均一に加熱す
ることができる。In order to heat the wafer W using the wafer heating apparatus 1, the wafer W is placed on the support pins 8 and the power supply terminal 7 is energized to cause the heating resistor 5 to generate heat so that the heating plate 2 is heated. Heat. At this time, since the outer periphery of the heating plate 2 is in contact with the metal casing 21, the temperature of the outer peripheral portion of the heating surface 2 tends to be lower than that of the central portion due to heat shrinkage. The heating plate 2 is made of an aluminum nitride sintered body having excellent thermal conductivity, while the amount is set to be larger than that of the central portion.
The heating surface 3 has a smooth convex shape, and since the wafer W is held by the support pins 8, it is possible to prevent the wafer W from coming into contact with the heating plate 2. When the wafer W is indirectly heated by the radiant heat from 3, the entire surface of the wafer W can be uniformly heated without unevenness.
【００２１】また、このウエハ加熱装置１には、セラミ
ックヒーター１０に大きな電力を印加して急激に所定温
度まで加熱し、また、冷却時にはセラミックヒーター１
０の加熱面３と反対側の表面にエアを噴出して強制的に
冷却するといった熱サイクルが加わるのであるが、本発
明のセラミックヒーター１０は、Ａｌを含む酸化物膜Ｑ
で覆われた窒化アルミニウム質焼結体からなる加熱板２
と発熱抵抗体５との間に、上記窒化アルミニウム質焼結
体との熱膨張差が近似したガラス層４を設け、熱膨張係
数が大きく異なる酸化物膜Ｑを、熱膨張係数が近似した
窒化アルミニウム質焼結体とガラス層４とで挟み込むよ
うに構成してあることから、ガラス層４を持たない従来
のセラミックヒーターのように、酸化物膜Ｑに作用する
応力を緩和することができるとともに、酸化物膜Ｑとガ
ラス層４を強固に密着させることができる。しかも、ガ
ラス層４と発熱抵抗体５とも強固に密着させることがで
きるため、前述したような熱サイクルが作用したとして
も酸化物膜Ｑとガラス層４との境界及びガラス層４と発
熱抵抗体５との境界にクラックが発生することを防止
し、寿命の長いセラミックヒーター１０を提供すること
ができる。In the wafer heating apparatus 1, a large electric power is applied to the ceramic heater 10 to rapidly heat the ceramic heater 10 to a predetermined temperature.
However, the ceramic heater 10 according to the present invention has a thermal cycle of forcibly cooling by ejecting air to the surface opposite to the heating surface 3 of Al.
Plate 2 made of aluminum nitride sintered body covered with
A glass layer 4 having a thermal expansion difference similar to that of the aluminum nitride-based sintered body is provided between the glass substrate 4 and the heating resistor 5. Since it is configured so as to be sandwiched between the aluminum-based sintered body and the glass layer 4, the stress acting on the oxide film Q can be reduced as in a conventional ceramic heater having no glass layer 4, and The oxide film Q and the glass layer 4 can be firmly adhered. In addition, since the glass layer 4 and the heating resistor 5 can be firmly adhered to each other, even if the above-described thermal cycle acts, the boundary between the oxide film Q and the glass layer 4 and the glass layer 4 and the heating resistor 5 Cracks can be prevented from occurring at the boundary between the ceramic heater 5 and the ceramic heater 10 having a long life.
【００２２】ところで、このような効果を奏するために
は、ガラス層４として、加熱板２を形成する窒化アルミ
ニウム質焼結体との熱膨張係数の差が−１．０〜１．０
×１０-6／℃の範囲にあるガラスを用いるとともに、ガ
ラス層４の厚みＴを２〜３０μｍとすることが好まし
い。In order to obtain such an effect, the difference in the coefficient of thermal expansion between the glass layer 4 and the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 2 is -1.0 to 1.0.
It is preferable to use glass in the range of × 10 −6 / ° C. and to set the thickness T of the glass layer 4 to 2 to 30 μm.
【００２３】なぜなら、ガラス層４の熱膨張係数が窒化
アルミニウム質焼結体の熱膨張係数より１．０×１０-6
／℃を越えて小さいと、熱膨張係数の異なる酸化物膜Ｑ
を、近似した熱膨張係数を有する部材で挟み込んで酸化
物膜Ｑに作用する応力を緩和する効果が小さく、また、
酸化物膜Ｑとの熱膨張差が大きくなり過ぎて酸化物Ｑが
脆くなり、繰り返し加わる熱サイクルによって酸化物膜
Ｑが剥離し易くなるからで、逆にガラス層４の熱膨張係
数が窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数より１．０
×１０-6／℃を越えて大きいと、酸化物膜Ｑを挟みこむ
ことによる応力緩和効果が小さく、また、発熱抵抗体５
の表面を強制空冷した際に、発熱抵抗体５の外周部にク
ラックが発生し易くなるからである。This is because the coefficient of thermal expansion of the glass layer 4 is 1.0 × 10 -6 more than the coefficient of thermal expansion of the aluminum nitride sintered body.
/ ° C, the oxide films Q having different thermal expansion coefficients
Is sandwiched between members having similar thermal expansion coefficients, and the effect of relaxing the stress acting on the oxide film Q is small.
The difference in thermal expansion from the oxide film Q becomes too large, and the oxide Q becomes brittle, and the oxide film Q is easily peeled off by repeated thermal cycles. 1.0 from the thermal expansion coefficient of the porous sintered body
If it is larger than × 10 −6 / ° C., the effect of stress relaxation by sandwiching the oxide film Q is small, and the heating resistor 5
This is because cracks are likely to occur at the outer peripheral portion of the heating resistor 5 when the surface of the heating resistor 5 is forcibly air-cooled.
【００２４】また、ガラス層４の厚みＴを２〜３０μｍ
とするのは、ガラス層４の厚みＴが２μｍ未満である
と、加熱板２上に均一な厚みでガラス層４を形成するこ
とができないからであり、ガラス層４の厚みＴが３０μ
ｍを超えると、加熱板２を反らせる程の大きな内部応力
が発生し、使用中にガラス層４が剥離するからである。The thickness T of the glass layer 4 is 2 to 30 μm.
This is because if the thickness T of the glass layer 4 is less than 2 μm, the glass layer 4 cannot be formed on the heating plate 2 with a uniform thickness, and the thickness T of the glass layer 4 is 30 μm.
If m exceeds m, a large internal stress is generated to warp the heating plate 2 and the glass layer 4 is peeled off during use.
【００２５】さらに、発熱抵抗体５を形成するガラス層
４の表面の平坦度は、３００μｍ以下とすることが好ま
しい。平坦度が３００μｍを越えると、発熱抵抗体５を
均一な厚みで形成することが難しくなるため、発熱抵抗
体５の抵抗値にバラツキが発生するからである。Further, it is preferable that the flatness of the surface of the glass layer 4 forming the heating resistor 5 be 300 μm or less. If the flatness exceeds 300 μm, it becomes difficult to form the heating resistor 5 with a uniform thickness, and the resistance value of the heating resistor 5 varies.
【００２６】一方、ガラス層４上に形成する発熱抵抗体
５は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒのうち少な
くとも一種以上の金属又はこれらの合金と、Ｚｎ、Ｂ、
Ｓｉの少なくとも一種を含むガラスからなり、発熱抵抗
体５の熱膨張係数が、加熱板２を形成する窒化アルミニ
ウム質焼結体の熱膨張係数に対して、−０．５〜３．０
×１０-6／℃の範囲にあるものを用いることが好まし
い。両者間の熱膨張係数の差を上記範囲内に調整するこ
とで、セラミックヒーター１０の製作時や使用時におけ
るクラックの発生を低減し、耐久性をさらに向上させる
ことができる。On the other hand, the heating resistor 5 formed on the glass layer 4 is made of at least one of Au, Ag, Pd, Pt, Rh, and Ir, or an alloy thereof, and Zn, B,
The heating resistor 5 is made of glass containing at least one kind of Si, and the thermal expansion coefficient of the heating resistor 5 is -0.5 to 3.0 with respect to the thermal expansion coefficient of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 2.
It is preferable to use one in the range of × 10 -6 / ° C. By adjusting the difference in the coefficient of thermal expansion between the two within the above range, the occurrence of cracks during the production and use of the ceramic heater 10 can be reduced, and the durability can be further improved.
【００２７】この時、発熱抵抗体５に含有するガラス
は、その軟化点がガラス層４を形成するガラスの転移点
より低いものを用いることが好ましく、このようなガラ
スを用いることで、後述する発熱抵抗体５の焼き付け時
の熱履歴によってガラス層４が軟化変形し、発熱抵抗体
５の抵抗値分布に悪影響を与えることを防止することが
できる。At this time, it is preferable that the glass contained in the heating resistor 5 has a softening point lower than the transition point of the glass forming the glass layer 4, and such a glass will be described later. It is possible to prevent the glass layer 4 from being softened and deformed due to the heat history at the time of baking of the heating resistor 5, and to have a bad influence on the resistance value distribution of the heating resistor 5.
【００２８】また、発熱抵抗体５に用いるガラスとして
は、その内部にＺｎ2ＳｉＯ4、Ｚｎ 3Ｂ2Ｏ6、Ｚｎ3（Ｂ
Ｏ3）2、Ｚｎ（ＢＯ3）2、ＳｉＯ2の少なくとも１種の
結晶を含有させたものを用いることが好ましい。これら
の結晶は熱熱膨張係数が小さいため、発熱抵抗体５の熱
膨張係数を下げる効果があるとともに、ガラス中にクラ
ックが発生しても上記結晶によってクラックの進展を抑
制することができるため、従来、５０℃〜３５０℃の熱
サイクル試験において２０００サイクル程度で断線して
いた発熱抵抗体５の寿命を２００００サイクルまで延ば
すことができ、長寿命なセラミックヒーター１０を提供
することができる。Further, as the glass used for the heating resistor 5,
Has Zn insideTwoSiOFour, Zn ThreeBTwoO6, ZnThree(B
OThree)Two, Zn (BOThree)Two, SiOTwoAt least one of
It is preferable to use one containing crystals. these
Crystal has a small coefficient of thermal expansion.
This has the effect of lowering the expansion coefficient and
Even if cracks occur, the above crystal suppresses the progress of cracks.
Conventionally, heat of 50 to 350 ° C.
Disconnect after about 2,000 cycles in cycle test
Extend the life of the heating resistor 5 to 20,000 cycles
And provide a long-life ceramic heater 10
can do.
【００２９】特に、結晶構造として針状のものを用いれ
ば、細長い結晶がガラス中に入り組んだ状態で存在する
ことになるため、発熱抵抗体５の強度をさらに向上させ
ることができ効果的である。In particular, when a needle-shaped crystal structure is used, the elongated crystal is present in a state of being entangled in the glass, so that the strength of the heating resistor 5 can be further improved, which is effective. .
【００３０】発熱抵抗体５のガラス中に、Ｚｎ2Ｓｉ
Ｏ4、Ｚｎ3Ｂ2Ｏ6、Ｚｎ3（ＢＯ3）2、Ｚｎ（Ｂ
Ｏ3）2、ＳｉＯ2の少なくとも１種の結晶を含有させる
方法としては、結晶化させるかあるいはガラス中に分散
させれば良い。The glass of the heating resistor 5 contains Zn 2 Si
O 4 , Zn 3 B 2 O 6 , Zn 3 (BO 3 ) 2 , Zn (B
As a method for containing at least one kind of crystal of O 3 ) 2 and SiO 2 , it is only necessary to crystallize or disperse it in glass.
【００３１】例えば、結晶化によって生成する場合、上
記結晶の構成成分である、Ｚｎ、Ｂ、Ｓｉの少なくとも
１種を含有するガラスを加熱して溶融させ、溶融ガラス
を結晶核生成温度付近で１時間程度保持することにより
結晶核を十分に生成させた後、結晶成長温度まで昇温し
てガラス中に結晶化ガラスを生成させれば良い。For example, when formed by crystallization, a glass containing at least one of Zn, B, and Si, which is a component of the crystal, is heated and melted, and the molten glass is heated at a temperature near the crystal nucleation temperature. After the crystal nuclei are sufficiently generated by holding for about an hour, the temperature may be raised to the crystal growth temperature to generate crystallized glass in the glass.
【００３２】また、結晶化させる以外にガラス粉末とと
もに、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｚｎ3Ｂ2Ｏ6、Ｚｎ3（ＢＯ3）2、
Ｚｎ（ＢＯ3）2、ＳｉＯ2の少なくとも１種の粉体を混
ぜたペーストを用い、焼き付け処理することによりガラ
ス中に混在させるようにしても構わない。In addition to crystallization, Zn 2 SiO 4 , Zn 3 B 2 O 6 , Zn 3 (BO 3 ) 2 ,
A paste in which at least one kind of powder of Zn (BO 3 ) 2 and SiO 2 is mixed and baked may be mixed in the glass.
【００３３】なお、発熱抵抗体５のガラス中に含有され
る結晶相の同定は、Ｘ線回折（理学電気社製）により同
定することができ、また、ガラス層４の転移点及び発熱
抵抗体５中のガラスの軟化点の測定は、示差走査熱量分
析計を用い、温度を上昇させながら熱の出入りを測定
し、ベースラインの最初の吸熱シフト部分の漸近線の交
点をガラスの転移点とし、その次に出現する緩やかな発
熱ピークの両側の漸近線の交点をガラスの軟化点とすれ
ば良い。The crystal phase contained in the glass of the heating resistor 5 can be identified by X-ray diffraction (manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.). The softening point of the glass in 5 was measured by using a differential scanning calorimeter to measure the flow of heat while increasing the temperature, and the intersection of the asymptote of the first endothermic shift portion of the baseline was taken as the glass transition point. The intersection of the asymptote on both sides of the gentle exothermic peak that appears next may be set as the softening point of the glass.
【００３４】さらに、発熱抵抗体５を形成する金属とし
ては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒを用いるこ
とができるが、これらの中でも、Ｐｔ、Ａｕ、もしくは
これらの合金はマイグレーションを起こし難いため、発
熱抵抗体５の劣化を防止することができるとともに、Ｐ
ｔ、Ａｕは耐酸化性に優れることから、５０℃〜３５０
℃の熱サイクル試験における寿命を２５００００サイク
ルまで伸ばすことができる。Furthermore, Au, Ag, Pd, Pt, Rh, and Ir can be used as the metal forming the heating resistor 5, and among these, Pt, Au, or an alloy thereof causes migration. It is difficult to prevent the heating resistor 5 from deteriorating.
t and Au are excellent in oxidation resistance.
The life in the thermal cycle test at 0 ° C. can be extended up to 250,000 cycles.
【００３５】発熱抵抗体５を形成するガラスと金属の混
合比率は、重量比で４０：６０〜８０：２０とすること
が良い。なぜなら、ガラスと金属の混合比率が４０：６
０より小さいと、ガラス量が少なくなり過ぎるため、発
熱抵抗体５が剥離し易くなるからであり、逆にガラスと
金属の混合比率が８０：２０より大きくなると、金属の
含有量が少なくなり過ぎるため、部分的に体積固有抵抗
値にバラツキが発生し、加熱板２の加熱面３を均一に加
熱することができなくなったり、発熱抵抗体５の断線が
発生し易くなるからである。The mixing ratio of glass and metal forming the heating resistor 5 is preferably 40:60 to 80:20 by weight. Because the mixture ratio of glass and metal is 40: 6
If it is less than 0, the amount of glass is too small, and the heating resistor 5 is easily peeled off. Conversely, if the mixing ratio of glass and metal is more than 80:20, the content of metal is too small. For this reason, the volume specific resistance value partially varies, so that the heating surface 3 of the heating plate 2 cannot be uniformly heated, and the heating resistor 5 is easily broken.
【００３６】一方、加熱板２を形成する窒化アルミニウ
ム質焼結体としては、熱伝導率が高いものを用いること
が好ましく、例えば、窒化アルミニウムを主成分とし、
焼結助剤として、Ｙ2Ｏ3やＥｒ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、Ｙｂ2
Ｏ3等の希土類元素化合物を１〜９重量％の範囲で含有
したものを用いれば、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには
１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を得ることができ、加
熱板２として好適に用いることができる。On the other hand, as the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 2, it is preferable to use one having a high thermal conductivity.
As sintering aids, Y 2 O 3 , Er 2 O 3 , Ce 2 O 3 , Yb 2
When a compound containing a rare earth element compound such as O 3 in a range of 1 to 9% by weight is used, a thermal conductivity of 100 W / m · K or more, further 150 W / m · K or more can be obtained. 2 can be suitably used.
【００３７】また、加熱板２を形成する窒化アルミニウ
ム質焼結体の表面にＡｌを含む酸化物膜Ｑを形成する手
段としては、窒化アルミニウム質焼結体を、酸化雰囲気
中、８５０〜１２００℃の温度で１〜１０時間程度、熱
処理すれば良く、このような条件で酸化させることによ
りアルミナからなる酸化物膜Ｑを生成させることができ
る。As a means for forming the oxide film Q containing Al on the surface of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 2, the aluminum nitride sintered body is heated at 850 to 1200 ° C. in an oxidizing atmosphere. The heat treatment may be performed at the above temperature for about 1 to 10 hours. By oxidizing under such conditions, the oxide film Q made of alumina can be generated.
【００３８】ここで、熱処理温度を８５０〜１２００℃
としたのは、１２００℃を越えると酸化膜の生成速度が
速くなり過ぎ、酸化膜２１にクラックが発生し易くなる
からであり、逆に８５０℃未満では、酸化物膜Ｑの生成
が悪く、窒化アルミニウム質焼結体の表面全体を酸化物
膜Ｑで覆うことができないからである。Here, the heat treatment temperature is 850 to 1200 ° C.
The reason is that if the temperature exceeds 1200 ° C., the generation rate of the oxide film becomes too fast, and cracks are easily generated in the oxide film 21. Conversely, if the temperature is lower than 850 ° C., the generation of the oxide film Q is poor. This is because the entire surface of the aluminum nitride sintered body cannot be covered with the oxide film Q.
【００３９】そして、窒化アルミニウム質焼結体の表面
に形成する酸化物膜Ｑの膜厚みＴは０．０５〜５μｍと
することが良く、酸化物膜Ｑの膜厚みＴが０．０５μｍ
未満では、酸化によって窒化アルミニウム質焼結体の表
面全体を完全に覆うことが難しいため、窒化アルミニウ
ム質焼結体が空気中の水分と反応してアンモニアガスや
アミン系のガスを発生させ、ウエハＷ上に形成した感光
性樹脂の性質を劣化させてしまい、逆に酸化物膜Ｑの膜
厚みＴが５μｍを超えると、酸化物膜Ｑが形成された後
の冷却時に、表面の酸化物膜Ｑの収縮が、加熱板２を形
成する窒化アルミニウム質焼結体に較べて大きいため
（窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数：４．７×１
０-6／℃（２０〜４００℃）、アルミナからなる酸化物
膜Ｑの熱膨張係数：７．３×１０-6／℃（２０〜４００
℃））、この収縮差により酸化物膜Ｑには常に引張応力
が作用しており、この状態で発熱抵抗体５の昇温及び強
制空冷によって熱衝撃が加わると、発熱抵抗体５にクラ
ックが発生するからである。The thickness T of the oxide film Q formed on the surface of the aluminum nitride sintered body is preferably 0.05 to 5 μm, and the thickness T of the oxide film Q is 0.05 μm.
If it is less than 10%, it is difficult to completely cover the entire surface of the aluminum nitride-based sintered body by oxidation, and the aluminum nitride-based sintered body reacts with moisture in the air to generate an ammonia gas or an amine-based gas, and If the film thickness T of the oxide film Q exceeds 5 μm, the properties of the photosensitive resin formed on the W will be deteriorated. Since the shrinkage of Q is larger than that of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate 2 (the coefficient of thermal expansion of the aluminum nitride sintered body: 4.7 × 1
0 −6 / ° C. (20 to 400 ° C.), thermal expansion coefficient of the oxide film Q made of alumina: 7.3 × 10 −6 / ° C. (20 to 400 ° C.)
° C)), a tensile stress always acts on the oxide film Q due to the difference in shrinkage. In this state, if a thermal shock is applied due to the temperature rise of the heating resistor 5 and forced air cooling, cracks are generated in the heating resistor 5. Because it occurs.
【００４０】なお、Ａｌを含む酸化物膜Ｑの形成にあた
っては、窒化アルミニウム質焼結体の表面を酸化させる
以外に、アルミナやイットリウム・アルミニウム・ガー
ネット（ＹＡＧ）等の酸化物膜Ｑをスパッタリング法、
ＣＶＤ法、ＰＣＤ法等の手段を用いて被着したものであ
っても良く、少なくとも窒化アルミニウム質焼結体の表
面が露出しないようにすれば良い。In forming the oxide film Q containing Al, in addition to oxidizing the surface of the aluminum nitride sintered body, an oxide film Q such as alumina or yttrium aluminum garnet (YAG) is sputtered. ,
It may be applied using a method such as a CVD method or a PCD method, and it is sufficient that at least the surface of the aluminum nitride sintered body is not exposed.
【００４１】以上、本発明の実施形態について示した
が、本発明は前述した構造のものだけに限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば改良
や変更したものでも良いことは言うまでもない。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described structure, and may be modified or modified without departing from the gist of the present invention. Needless to say.
【００４２】[0042]
【実施例】（実施例１）ここで、本発明のセラミックヒ
ーターを備えるウエハ加熱装置と、従来のセラミックヒ
ーターを備えるウエハ加熱装置とを用意し、熱サイクル
試験を行った後の発熱抵抗体の抵抗変化率と酸化物膜の
クラックの有無について調べる実験を行った。(Example 1) Here, a wafer heating device provided with a ceramic heater of the present invention and a wafer heating device provided with a conventional ceramic heater were prepared, and the heating resistor after a heat cycle test was performed. An experiment was conducted to examine the rate of resistance change and the presence or absence of cracks in the oxide film.
【００４３】実験にあたり、セラミックヒーターを構成
する加熱板は、ＡｌＮ粉末に対して５重量％のＹ2Ｏ3の
粉末を加え、さらに適量のバインダ及び溶剤を加えて混
練乾燥することにより造粒粉を製作し、この造粒粉を型
内に充填して１００ＭＰａの成形圧で押圧しつつ、１８
００〜１９００℃の温度で焼成するホットプレス法を用
いて焼成することにより、１２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝
導率を有する板状の窒化アルミニウム質焼結体を製作
し、さらに切削加工及び研磨加工を施して外径２３０ｍ
ｍ、厚み４ｍｍの円盤状とした後、１０００℃×３時間
の条件で熱処理することにより、その表面に０．５μｍ
厚のアルミナからなる酸化物膜を被覆することにより作
製した。In the experiment, the heating plate constituting the ceramic heater was prepared by adding 5% by weight of Y 2 O 3 powder to AlN powder, further adding an appropriate amount of binder and solvent, kneading and drying the granulated powder. The granulated powder is filled in a mold and pressed at a molding pressure of 100 MPa.
By sintering using a hot press method of sintering at a temperature of 00 to 1900 ° C., a plate-like aluminum nitride sintered body having a thermal conductivity of about 120 W / m · K is manufactured, and further cut and polished. Processed and outer diameter 230m
m, a disk having a thickness of 4 mm, and then heat-treated at 1000 ° C. for 3 hours to form a 0.5 μm
It was manufactured by coating an oxide film made of thick alumina.
【００４４】次に、本発明のセラミックヒーターにおい
ては、加熱板の一方の主面にガラスペーストをプリント
印刷し、９００℃で焼き付け処理することによりガラス
層を形成した。なお、ガラスの熱膨張率は、４．８×１
０-6／℃ものを用いた。Next, in the ceramic heater of the present invention, a glass layer was formed by printing and printing a glass paste on one main surface of the heating plate and baking it at 900 ° C. The coefficient of thermal expansion of the glass was 4.8 × 1
With 0 -6 / ° C. stuff.
【００４５】セラミックヒーターを構成する発熱抵抗体
を形成するにあたっては、Ａｕ（３０重量％）とＰｔ
（１０重量％）の金属粉末と、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｚｎ3Ｂ2
Ｏ6、Ｚｎ3（ＢＯ3）2、Ｚｎ（ＢＯ2）2、ＳｉＯ2（ク
オーツ）の結晶を内包したガラスを６０重量％含んだ発
熱抵抗体ペーストを用い、本発明のセラミックヒーター
を形成するにあたっては、ガラス層上に上記発熱抵抗体
ペーストをプリント印刷し、６００〜７００℃の温度で
焼き付けることにより形成し、従来のセラミックヒータ
ーを形成するにあたっては、加熱板上に上記発熱抵抗体
ペーストを直接プリント印刷し、６００〜７００℃の温
度で焼き付けることにより形成した。In forming the heating resistor constituting the ceramic heater, Au (30% by weight) and Pt were used.
(10% by weight) metal powder, Zn 2 SiO 4 , Zn 3 B 2
The ceramic heater of the present invention is formed using a heating resistor paste containing 60% by weight of glass containing crystals of O 6 , Zn 3 (BO 3 ) 2 , Zn (BO 2 ) 2 , and SiO 2 (quartz). In this case, the heating resistor paste is printed and printed on a glass layer and formed by baking at a temperature of 600 to 700 ° C. In forming a conventional ceramic heater, the heating resistor paste is placed on a heating plate. It was formed by directly printing and printing at a temperature of 600 to 700 ° C.
【００４６】そして、得られた各セラミックヒーターの
発熱抵抗体に通電し、加熱面上に載せたウエハの温度を
６０秒で３００℃まで昇温させ、強制空冷により３００
秒で４０℃以下に冷却する熱サイクル試験を１００００
サイクル行ない、熱サイクル試験前後の発熱抵抗体の抵
抗変化を確認した。なお、ウエハの温度は、ウエハに設
置した抵抗温度素子を用いて測定した。Then, a current is applied to the heating resistor of each of the obtained ceramic heaters, and the temperature of the wafer placed on the heating surface is raised to 300 ° C. in 60 seconds.
Thermal cycle test to cool to 40 ° C or less in 10,000 seconds
Cycling was performed and the resistance change of the heating resistor before and after the heat cycle test was confirmed. The temperature of the wafer was measured using a resistance temperature element installed on the wafer.
【００４７】また、熱サイクル試験後の加熱板の一部を
切り出し、電子顕微鏡により酸化物膜Ｑのクラックの有
無を確認した。Further, a part of the heating plate after the heat cycle test was cut out, and the presence or absence of cracks in the oxide film Q was confirmed by an electron microscope.
【００４８】さらに、加熱板の中心部と周辺部の高さを
３次元測定装置を用いて測定し、その差から加熱板の反
り量を測定した。Further, the heights of the central portion and the peripheral portion of the heating plate were measured using a three-dimensional measuring device, and the amount of warpage of the heating plate was measured from the difference.
【００４９】結果は表１に示す通りである。The results are as shown in Table 1.
【００５０】[0050]
【表１】 [Table 1]
【００５１】表１より判るように、試料Ｎｏ．１のよう
に、ガラス層を持たない従来のセラミックヒーターは、
熱サイクル試験後の酸化物膜にクラックが見られた。し
かも、熱サイクル試験前後において発熱抵抗体の抵抗値
の変化が大きかった。As can be seen from Table 1, Sample No. Conventional ceramic heaters without a glass layer, as in 1,
Cracks were observed in the oxide film after the heat cycle test. Moreover, the resistance value of the heating resistor greatly changed before and after the heat cycle test.
【００５２】これに対し、試料Ｎｏ．２〜９のように、
ガラス層を有する本発明のセラミックヒーターは、加熱
板の反りを抑えることができ、また、酸化物膜にクラッ
クが見られず、熱サイクル試験前後における発熱抵抗体
の抵抗値にも殆ど変化が見られなかった。On the other hand, the sample No. Like 2-9,
In the ceramic heater of the present invention having a glass layer, the warpage of the heating plate can be suppressed, and no crack was observed in the oxide film, and the resistance value of the heating resistor before and after the heat cycle test showed almost no change. I couldn't.
【００５３】このように、酸化物膜で覆われた窒化アル
ミニウム質焼結体からなる加熱板と発熱抵抗体との間に
ガラス層を形成することにより、酸化物膜を傷付けるこ
となく、安定して発熱させることが可能なセラミックヒ
ーターを提供できることが判る。また、この中でも、ガ
ラス層の厚みを２〜３０ｍｍとしたものは、加熱板の反
りを小さくでき、特に優れていた。 （実施例２）次に、表１の試料Ｎｏ．６に示すセラミッ
クヒーターのうち、ガラス層を熱膨張係数の異なるガラ
スを用いて実施例１と同様の実験を行った。なお、熱サ
イクル試験の温度差は実施例１と同じとし、熱サイクル
をかける回数を２００００サイクルとして実験を行っ
た。As described above, by forming the glass layer between the heating plate made of the aluminum nitride sintered body covered with the oxide film and the heating resistor, the oxide film can be stably formed without being damaged. It can be understood that a ceramic heater capable of generating heat can be provided. Among these, those having a glass layer thickness of 2 to 30 mm were able to reduce the warpage of the heating plate, and were particularly excellent. (Example 2) Next, the sample Nos. The same experiment as in Example 1 was conducted using the glass layers having different thermal expansion coefficients among the ceramic heaters shown in FIG. The temperature difference in the heat cycle test was the same as in Example 1, and the experiment was performed with the number of heat cycles applied being 20,000.
【００５４】結果は表２に示す通りである。The results are as shown in Table 2.
【００５５】[0055]
【表２】 [Table 2]
【００５６】この結果、加熱板をなす窒化アルミニウム
質焼結体の熱膨張係数とガラス層の熱膨張係数との差が
−１．０〜＋１．０×１０-6／℃の範囲を越える試料Ｎ
ｏ．１０及びＮｏ．１４は、熱サイクル試験前後におけ
る発熱抵抗体の抵抗変化率が１％以上あり、また、ガラ
ス層の一部にクラックや膨れ等の変化が見られた。As a result, a sample in which the difference between the coefficient of thermal expansion of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate and the coefficient of thermal expansion of the glass layer exceeds the range of -1.0 to + 1.0 × 10 −6 / ° C. N
o. 10 and No. In No. 14, the resistance change rate of the heating resistor before and after the heat cycle test was 1% or more, and changes such as cracks and swelling were observed in a part of the glass layer.
【００５７】これに対し、加熱板をなす窒化アルミニウ
ム質焼結体の熱膨張係数とガラス層の熱膨張係数との差
が−１．０〜＋１．０×１０-6／℃の範囲内にある試料
Ｎｏ．１１〜１３は、熱サイクル試験前後における発熱
抵抗体の抵抗変化率が１％以下と小さく、保護層４の外
観にも変化は見られなかった。On the other hand, the difference between the coefficient of thermal expansion of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate and the coefficient of thermal expansion of the glass layer is in the range of -1.0 to + 1.0 × 10 −6 / ° C. Certain sample Nos. In Nos. 11 to 13, the resistance change rate of the heating resistor before and after the heat cycle test was as small as 1% or less, and no change was observed in the appearance of the protective layer 4.
【００５８】この結果より、加熱板をなす窒化アルミニ
ウム質焼結体の熱膨張係数とガラス層の熱膨張係数との
差は、−１．０〜＋１．０×１０-6／℃の範囲に設定す
ることが良いことが判る。From these results, the difference between the coefficient of thermal expansion of the aluminum nitride sintered body forming the heating plate and the coefficient of thermal expansion of the glass layer is in the range of -1.0 to + 1.0 × 10 −6 / ° C. It turns out that setting is good.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ａｌを
含む酸化物膜で覆われた窒化アルミニウム質焼結体から
なる加熱板の一方の主面を加熱面とするとともに、上記
加熱板の他方の主面に、ガラス層を介して発熱抵抗体を
形成してセラミックヒーターを構成したことによって、
急速昇温、急速冷却といった厳しい条件で使用しても、
加熱板を形成する窒化アルミニウム質焼結体を被覆する
酸化膜にクラックを発生させることがなく、耐久性に優
れたセラミックヒーターを提供することができる。As described above, according to the present invention, one main surface of a heating plate made of an aluminum nitride sintered body covered with an oxide film containing Al is used as a heating surface, By forming a heating resistor on the other main surface of the plate via a glass layer to form a ceramic heater,
Even under severe conditions such as rapid temperature rise and rapid cooling,
It is possible to provide a ceramic heater having excellent durability without generating cracks in the oxide film covering the aluminum nitride sintered body forming the heating plate.
【００６０】また、上記セラミックヒーターを構成する
加熱板の外周に、有底筒状体をした金属ケーシングの頂
面を当接させ、金属ケーシングによってセラミックヒー
ターを支持してウエハ加熱装置を構成することにより、
タクトタイムが短く、感光性樹脂の乾燥に際して樹脂に
対し悪影響を与えることのないウエハ加熱装置を提供す
ることができる。Further, a top surface of a metal casing having a bottomed cylindrical body is brought into contact with an outer periphery of a heating plate constituting the ceramic heater, and the ceramic heater is supported by the metal casing to constitute a wafer heating apparatus. By
It is possible to provide a wafer heating apparatus that has a short tact time and does not adversely affect the resin when drying the photosensitive resin.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に係るセラミックヒーターを用いたウエ
ハ加熱装置の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a wafer heating apparatus using a ceramic heater according to the present invention.
【図２】本発明のウエハ加熱装置を構成するセラミック
ヒーターの加熱板と金属ケーシングの固定構造を拡大し
た部分断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a fixing structure of a heating plate of a ceramic heater and a metal casing constituting the wafer heating apparatus of the present invention.
【図３】従来のウエハ加熱装置を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.
１：ウエハ加熱装置 ２：加熱板 ３：加熱面 ４：ガラス層 ５：発熱抵抗体 ６：給電部 ７：通電端子 ８：支持ピン ９：熱電対 １０：セラミックヒーター ２１：金属ケーシング ２２：フランジ部 ２３：ボルト ２４：弾性部材 ２５：ナット ２６：ワッシャー ２７：ガラス層 ４１：ウエハ加熱装置 ４２：加熱板 ４３：加熱面 ４４：発熱抵抗体 ３５：通電端子 ５０：セラミックヒーター ５１：金属ケーシング Ｐ：酸化膜 Ｑ：酸化物膜 Ｗ：ウエハ 1: Wafer heating device 2: Heating plate 3: Heating surface 4: Glass layer 5: Heating resistor 6: Power supply unit 7: Power supply terminal 8: Support pin 9: Thermocouple 10: Ceramic heater 21: Metal casing 22: Flange portion 23: Bolt 24: Elastic member 25: Nut 26: Washer 27: Glass layer 41: Wafer heating device 42: Heating plate 43: Heating surface 44: Heating resistor 35: Electric terminal 50: Ceramic heater 51: Metal casing P: Oxidation Film Q: Oxide film W: Wafer
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA08 AA10 AA19 AA34 AA37 BB05 BB06 BB14 BC12 FA14 HA10 JA02 JA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB32 QB75 QB76 RF03 RF11 RF12 RF22 SS12 VV34 5F031 CA02 HA02 HA06 HA08 HA37 HA39 PA11 PA13 Continued on front page F term (reference) 3K034 AA02 AA08 AA10 AA19 AA34 AA37 BB05 BB06 BB14 BC12 FA14 HA10 JA02 JA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB32 QB75 QB76 RF03 RF11 RF12 RF22 SS12 VV34 5F031 CA02 HA02 HA06 PA06
Claims (3)
ニウム質焼結体からなる加熱板の一方の主面を加熱面と
するとともに、上記加熱板の他方の主面に、ガラス層を
介して発熱抵抗体を形成してなるセラミックヒーター。A heating plate made of an aluminum nitride sintered body covered with an oxide film containing Al is used as a heating surface, and a glass layer is formed on the other main surface of the heating plate. Ceramic heater with a heating resistor formed through it.
結体との熱膨張係数の差が−１．０〜１．０×１０-6／
℃の範囲にあり、かつ上記ガラス層の厚みが２〜３０μ
ｍである請求項１に記載のセラミックヒーター。2. The difference in the coefficient of thermal expansion between the glass layer and the aluminum nitride sintered body is -1.0 to 1.0.times.10.sup.- 6 /.
° C., and the thickness of the glass layer is 2-30 μm
The ceramic heater according to claim 1, wherein m is m.
ヒーターを構成する加熱板の外周部に、有底筒状体をし
た金属ケーシングの頂面を当接させて固定し、該金属ケ
ーシングによって上記セラミックヒーターを支持してな
るウエハ加熱装置。3. A metal casing having a bottomed cylindrical body and fixed to an outer peripheral portion of the heating plate constituting the ceramic heater according to claim 1 or 2 by contacting the top surface thereof. A wafer heating apparatus supporting the ceramic heater.
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005275275A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | Dryer, drying method, method for manufacturing organic electroluminescence device, method for manufacturing color filter, organic electroluminescence device, and liquid crystal device |
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-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001055809A patent/JP2002260832A/en active Pending
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| WO2004030411A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wafer holder and semiconductor production system |
| CN100355020C (en) * | 2002-09-27 | 2007-12-12 | 住友电气工业株式会社 | Wafer holder and semiconductor manufacturing apparatus |
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