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JP2003077783A - Ceramic heater for semiconductor manufacturing/ inspecting device and manufacturing method therefor - Google Patents

Ceramic heater for semiconductor manufacturing/ inspecting device and manufacturing method therefor

Info

Publication number
JP2003077783A
JP2003077783A JP2001266373A JP2001266373A JP2003077783A JP 2003077783 A JP2003077783 A JP 2003077783A JP 2001266373 A JP2001266373 A JP 2001266373A JP 2001266373 A JP2001266373 A JP 2001266373A JP 2003077783 A JP2003077783 A JP 2003077783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic heater
ceramic
heating element
conductive
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001266373A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2001266373A priority Critical patent/JP2003077783A/en
Publication of JP2003077783A publication Critical patent/JP2003077783A/en
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  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater for a semiconductor manufacturing/ inspecting device capable of uniformizing a temperature of a heating surface without generating chipping, cracks or the like on a ceramic substrate. SOLUTION: For the ceramic heater for the semiconductor manufacturing/ inspecting device, a resistance heating element composed of one or a plurality of circuits is formed inside a disk-like ceramic substrate. The circuit is formed by connecting one or a plurality of pieces of metal wiring through a plurality of conductive pad parts.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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、セラミックヒータ、静電チャック、ウエハプロ
ーバ用のチャックトップ板等に使用される半導体製造・
検査装置用セラミックヒータおよびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mainly used in the semiconductor industry to manufacture semiconductors used for ceramic heaters, electrostatic chucks, chuck top plates for wafer probers and the like.
The present invention relates to a ceramic heater for an inspection device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチング装置や、化学的気相成長装置
等を含む半導体製造、検査装置等においては、従来、ス
テンレス鋼やアルミニウム合金などの金属製基材を用い
たヒータが用いられてきた。
2. Description of the Related Art A heater using a metal base material such as stainless steel or aluminum alloy has been conventionally used in semiconductor manufacturing and inspection equipment including etching equipment and chemical vapor deposition equipment.

【0003】しかし、金属製のヒータは、ヒータ板が厚
いため、ヒータの重量が重く、嵩張る等の問題があり、
さらに、これらに起因して温度追従性にも問題があっ
た。また、金属製であるため、腐食性ガスに対する耐蝕
性も悪いという問題を抱えていた。これに対し、金属製
のものに代えて、熱伝導率が高く、強度も大きい窒化物
セラミックや炭化物セラミックを使用するセラミックヒ
ータが用いられている。
However, since the heater made of metal has a thick heater plate, there are problems that the heater is heavy and bulky.
Further, due to these, there is a problem in the temperature followability. Further, since it is made of metal, it has a problem of poor corrosion resistance against corrosive gas. On the other hand, a ceramic heater using a nitride ceramic or a carbide ceramic having a high thermal conductivity and a high strength is used instead of a metal heater.

【0004】図10(a)は、従来のセラミックヒータ
の一例を模式的に示す底面図であり、(b)は、その部
分拡大断面図である。セラミックヒータ70は、セラミ
ック基板71の表面に、複数の円環形状の溝74が形成
され、その内部に抵抗発熱体となる金属製のコイル72
が設けられている。コイル72の端部73は、リード線
77を介して、電源(図示せず)と接続されており、コ
イル72に電力を供給することによりセラミックヒータ
70を加熱させることができる。
FIG. 10A is a bottom view schematically showing an example of a conventional ceramic heater, and FIG. 10B is a partially enlarged sectional view thereof. In the ceramic heater 70, a plurality of annular grooves 74 are formed on the surface of a ceramic substrate 71, and a metal coil 72 serving as a resistance heating element is formed inside the groove 74.
Is provided. The end 73 of the coil 72 is connected to a power supply (not shown) via a lead wire 77, and the ceramic heater 70 can be heated by supplying electric power to the coil 72.

【0005】図11(a)は、従来のセラミックヒータ
の他の一例を模式的に示す平面図であり、(b)は、そ
の部分拡大断面図である。セラミックヒータ80は、セ
ラミック基板81の内部に、抵抗発熱体となるワイヤ8
2が埋設されており、ワイヤ82はそれぞれ一本で、一
の回路を構成している。ワイヤ82の端部83は、リー
ド線87を介して、電源(図示せず)と接続されてお
り、ワイヤ82に電力を供給することによりセラミック
ヒータ80を加熱させることができる。
FIG. 11A is a plan view schematically showing another example of the conventional ceramic heater, and FIG. 11B is a partially enlarged sectional view thereof. The ceramic heater 80 includes a wire 8 serving as a resistance heating element inside a ceramic substrate 81.
2 is buried, and each of the wires 82 constitutes one circuit. The end portion 83 of the wire 82 is connected to a power source (not shown) via a lead wire 87, and the ceramic heater 80 can be heated by supplying electric power to the wire 82.

【0006】図12(a)は、従来のセラミックヒータ
の他の一例を模式的に示す平面図であり、(b)は、そ
の部分拡大断面図である。セラミックヒータ90は、セ
ラミック基板91の表面に、金属粒子を焼結して形成し
た抵抗発熱体92が設けられており、抵抗発熱体92の
端部には、外部端子93が設けられている。外部端子9
3は、リード線97を介して、電源(図示せず)と接続
されており、抵抗発熱体92に電力を供給することによ
りセラミックヒータ90を加熱させることができる。
FIG. 12A is a plan view schematically showing another example of the conventional ceramic heater, and FIG. 12B is a partially enlarged sectional view thereof. In the ceramic heater 90, a resistance heating element 92 formed by sintering metal particles is provided on the surface of a ceramic substrate 91, and an external terminal 93 is provided at an end of the resistance heating element 92. External terminal 9
3 is connected to a power source (not shown) via a lead wire 97, and can supply electric power to the resistance heating element 92 to heat the ceramic heater 90.

【0007】なお、図12に示すような抵抗発熱体は、
所定の発熱体パターンになるように、セラミック基板の
表面に、金属粒子を含む導体ペーストをスクリーン印刷
した後、加熱、焼成を行うことにより形成していた。
Incidentally, the resistance heating element as shown in FIG.
It was formed by screen-printing a conductor paste containing metal particles on the surface of a ceramic substrate so as to form a predetermined heating element pattern, and then heating and firing.

【0008】また、特開2000−340343号公報
には、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が埋設された
セラミックヒータが開示されている。図13は、このよ
うなセラミックヒータを示す平面図である。セラミック
ヒータ500は、セラミック基板51の内部に、巾の広
い低抵抗領域52aと、巾の狭い高抵抗領域52bとか
らなる抵抗発熱体52が埋設されている。また、抵抗発
熱体52の端部に設けられた一対の給電電極53a、5
3bを介して抵抗発熱体52に電力を供給し、セラミッ
クヒータ500を加熱させることができる。
Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-340343 discloses a ceramic heater in which a resistance heating element is embedded inside a ceramic substrate. FIG. 13 is a plan view showing such a ceramic heater. In the ceramic heater 500, a resistance heating element 52 including a wide low resistance region 52a and a narrow high resistance region 52b is embedded inside a ceramic substrate 51. In addition, the pair of power supply electrodes 53 a, 5 provided at the end of the resistance heating element 52.
Electric power can be supplied to the resistance heating element 52 via 3b to heat the ceramic heater 500.

【0009】図10〜図13に示すセラミックヒータ
は、加熱の際に熱膨張しても、セラミック基板に反り、
歪み等は発生しにくく、印加電圧や電流量の変化に対す
る温度追従性も良好であった。
The ceramic heaters shown in FIGS. 10 to 13 warp the ceramic substrate even if they are thermally expanded during heating.
Strain was less likely to occur, and temperature followability with respect to changes in applied voltage and current amount was also good.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示したセラミックヒータ70では、使用時における衝
撃や、昇温と降温とを繰り返すことによる熱膨張等に起
因して、コイル72が溝74からはみ出たり、溝74内
で歪んだりするというように、コイル72に位置ずれが
生じることがあった。
However, as shown in FIG.
In the ceramic heater 70 shown in FIG. 3, the coil 72 may be protruded from the groove 74 or may be distorted in the groove 74 due to impact during use, thermal expansion due to repeated temperature increase and temperature decrease, and the like. The coil 72 may be displaced.

【0011】なお、セラミックヒータにおいて、抵抗発
熱体の回路の配置は、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ように設定されているため、
上述したように、コイル等の抵抗発熱体に位置ずれが生
じることは、セラミックヒータの加熱面の温度が不均一
になる原因となっていた。
In the ceramic heater, the arrangement of the circuit of the resistance heating element is set so that the temperature of the heating surface of the ceramic heater can be made uniform.
As described above, the displacement of the resistance heating element such as the coil causes the temperature of the heating surface of the ceramic heater to become non-uniform.

【0012】図11に示したセラミックヒータ80で
は、抵抗発熱体として、一の回路ごとに、一体的に成形
されたワイヤ82が、一本ずつ用いられている。しか
し、一の回路を一本のワイヤで形成するには、ワイヤ8
2を比較的長いものにしなければならない。その結果、
熱膨張によるワイヤ82の長さの変化量が大きくなり、
それに伴って大きな熱応力が生じることとなり、セラミ
ック基板81に、欠けやクラック等が発生するという問
題があった。
In the ceramic heater 80 shown in FIG. 11, as a resistance heating element, one wire 82 integrally formed for each circuit is used. However, to form one circuit with one wire, the wire 8
2 must be relatively long. as a result,
The amount of change in the length of the wire 82 due to thermal expansion increases,
Along with this, a large thermal stress is generated, and there is a problem that the ceramic substrate 81 is chipped or cracked.

【0013】また、図12に示したセラミックヒータ9
0の抵抗発熱体92は、導体ペーストをスクリーン印刷
した後、加熱、焼成を行って形成しているため、印刷方
向等により、抵抗発熱体92に厚さのばらつきが発生す
ることがあった。その結果、抵抗値にばらつきが発生
し、加熱面の温度が不均一になることがあった。
Further, the ceramic heater 9 shown in FIG.
The resistance heating element 92 of 0 was formed by screen-printing a conductor paste, followed by heating and firing, so that the resistance heating element 92 sometimes varied in thickness depending on the printing direction and the like. As a result, the resistance value may vary, and the temperature of the heating surface may become uneven.

【0014】また、図13に示したセラミックヒータ5
00での抵抗発熱体52は、巾の広い低抵抗領域52a
と巾の狭い高抵抗領域52bとから構成されており、高
抵抗領域52bがホットスポットとなって発熱するので
あるが、低抵抗領域52aも発熱体として作用するた
め、温度バラツキが大きかった。
Further, the ceramic heater 5 shown in FIG.
The resistance heating element 52 at 00 has a wide low resistance region 52a.
The high resistance region 52b is a hot spot and generates heat. However, the low resistance region 52a also acts as a heating element, so that the temperature variation is large.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題点に鑑み、セラミック基板に欠けやクラック等が発
生することがなく、加熱面の温度を均一にすることがで
きるセラミックヒータを得ることを目的に鋭意研究を行
った結果、セラミック基板の内部に、発熱体として機能
する金属配線が複数の導電性パッド部を介して接続され
ることにより、抵抗発熱体が形成されたセラミックヒー
タであれば、昇温と降温とを繰り返しても、セラミック
基板に欠けやクラック等が発生することがなく、また、
加熱面の温度を均一にすることができることを見出し、
本発明を完成するに至った。
In view of the above-mentioned problems, the present inventors have proposed a ceramic heater capable of making the temperature of a heating surface uniform without causing cracks or cracks in the ceramic substrate. As a result of earnest research aimed at obtaining a ceramic heater in which a resistance heating element is formed by connecting a metal wiring functioning as a heating element inside a ceramic substrate through a plurality of conductive pad portions. In that case, even if the temperature rise and temperature decrease are repeated, no cracks or cracks are generated in the ceramic substrate, and
Finding that the temperature of the heating surface can be made uniform,
The present invention has been completed.

【0016】すなわち、本発明の半導体製造・検査装置
用セラミックヒータは、円板形状のセラミック基板の内
部に、一または複数の回路からなる抵抗発熱体が形成さ
れた半導体製造・検査装置用セラミックヒータであっ
て、上記回路は、一または複数の金属配線が複数の導電
性パッド部を介して接続されることにより、形成されて
いることを特徴とする半導体製造・検査装置用セラミッ
クヒータである。
That is, the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspecting equipment of the present invention is a ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspecting equipment in which a resistance heating element composed of one or a plurality of circuits is formed inside a disk-shaped ceramic substrate. The above-mentioned circuit is a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, characterized in that it is formed by connecting one or a plurality of metal wirings through a plurality of conductive pad portions.

【0017】例えば、図10に示すように、抵抗発熱体
となる各回路を一本のワイヤから形成する場合、それぞ
れのワイヤを比較的長いものとしなければならない。ワ
イヤの熱膨張による長さの変化量は、ワイヤの長さに比
例するため、長いワイヤを用いた場合、熱膨張によるワ
イヤの長さの変化量が大きくなる。その結果、大きな熱
応力が発生することとなり、セラミック基板に欠けやク
ラック等が発生するおそれがある。
For example, as shown in FIG. 10, when each circuit to be a resistance heating element is formed by one wire, each wire must be relatively long. Since the amount of change in length due to thermal expansion of the wire is proportional to the length of the wire, the amount of change in length of the wire due to thermal expansion increases when a long wire is used. As a result, a large thermal stress is generated, which may cause chipping or cracks in the ceramic substrate.

【0018】しかしながら、本発明の半導体製造・検査
装置用セラミックヒータにおいて、抵抗発熱体となる回
路は、一または複数の金属配線が複数の導電性パッド部
を介して接続されることにより形成されているため、上
記金属配線は比較的短いものとなる。従って、熱膨張に
よる上記金属配線の長さの変化量が小さくなるため、熱
膨張により生じる熱応力を小さくすることができる。ま
た、本発明の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ
は、昇温時において、上記導電性パッド部と上記金属配
線とが、それぞれ熱膨張することになるため、抵抗発熱
体となる回路が、一本のワイヤから形成されている場合
と比べると、熱応力を分散させることができる。その結
果、熱応力に起因して、セラミック基板に欠けやクラッ
ク等が発生することがない。
However, in the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment of the present invention, the circuit serving as the resistance heating element is formed by connecting one or a plurality of metal wirings through a plurality of conductive pad portions. Therefore, the metal wiring is relatively short. Therefore, the amount of change in the length of the metal wiring due to the thermal expansion is small, so that the thermal stress caused by the thermal expansion can be reduced. Further, in the ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting device of the present invention, the conductive pad portion and the metal wiring are thermally expanded, respectively, at the time of temperature rise, so that the circuit serving as the resistance heating element is The thermal stress can be dispersed as compared with the case where it is formed from a book wire. As a result, cracks and cracks do not occur in the ceramic substrate due to thermal stress.

【0019】また、上記金属配線は、ワイヤおよび/ま
たは細長い箔を用いて形成することができ、上記ワイヤ
および/または細長い箔には、例えば、市販されている
ワイヤや金属箔等、予め所定の形状(厚さ)に成形され
たものを用いることが可能であるため、図12に示した
ように、スクリーン印刷により形成した抵抗発熱体と異
なり、抵抗発熱体の厚さに、ばらつきが生じることがな
い。その結果、抵抗発熱体の抵抗値のばらつきを抑制す
ることが可能となり、半導体製造・検査装置用セラミッ
クヒータの加熱面の温度を均一にすることができる。
Further, the metal wiring can be formed by using a wire and / or an elongated foil. The wire and / or the elongated foil can be a predetermined wire such as a commercially available wire or metal foil. Since it is possible to use a molded article having a shape (thickness), as shown in FIG. 12, unlike the resistance heating element formed by screen printing, the thickness of the resistance heating element varies. There is no. As a result, it is possible to suppress variations in the resistance value of the resistance heating element, and it is possible to make the temperature of the heating surface of the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment uniform.

【0020】また、図13に示すように、抵抗発熱体と
なる回路を、巾の広い低抵抗領域と巾の狭い高抵抗領域
とから形成する場合、上記低抵抗領域も発熱体として作
用するため、温度バラツキが大きくなる。しかしなが
ら、本発明の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ
では、導体パッドを介して抵抗発熱体として機能する金
属配線を接続するため、発熱は金属配線で生じ、温度バ
ラツキが小さい。
Further, as shown in FIG. 13, when the circuit to be the resistance heating element is formed from a wide low resistance area and a narrow high resistance area, the low resistance area also functions as a heating element. , Temperature variation becomes large. However, in the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment of the present invention, since the metal wiring functioning as a resistance heating element is connected via the conductor pad, heat is generated in the metal wiring, and the temperature variation is small.

【0021】なお、上記複数の導電性パッド部は、上記
セラミック基板と同心円の関係を有する円の円周上に、
ほぼ均等に配置されていることが望ましい。
The plurality of conductive pad portions are arranged on the circumference of a circle having a concentric relationship with the ceramic substrate,
It is desirable that they are arranged substantially evenly.

【0022】また、上記金属配線は、タングステンおよ
び/またはタングステンカーバイドからなることが望ま
しい。
Further, it is desirable that the metal wiring is made of tungsten and / or tungsten carbide.

【0023】本発明の半導体製造・検査装置用セラミッ
クヒータの製造方法は、グリーンシートを積層、焼成す
ることにより、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を有
するセラミックヒータを製造する半導体製造・検査装置
用セラミックヒータの製造方法であって、一のグリーン
シート上に、箔を接着させるか、または、導体ペースト
をスクリーン印刷することにより、複数の導電層を形成
し、上記複数の導電層を接続するように、一または複数
の導電性のワイヤおよび/または細長い箔を載置して固
定する導体配置工程と、上記導電層とワイヤおよび/ま
たは箔とが固定されたグリーンシートと、他の複数のグ
リーンシートとを積層してグリーンシート積層体を作製
するグリーンシート積層工程と、得られたグリーンシー
ト積層体の脱脂、焼成を行う焼成工程とを含むことを特
徴とする半導体製造・検査装置用セラミックヒータの製
造方法である。
A method of manufacturing a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to the present invention is for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus for manufacturing a ceramic heater having a resistance heating element inside a ceramic substrate by stacking and firing green sheets. A method of manufacturing a ceramic heater, comprising forming a plurality of conductive layers on one green sheet by bonding a foil or screen-printing a conductive paste, and connecting the plurality of conductive layers. , A conductor arranging step of mounting and fixing one or more conductive wires and / or elongated foils, a green sheet on which the conductive layer and the wires and / or foils are fixed, and a plurality of other greens. A green sheet laminating step of laminating a sheet to produce a green sheet laminated body, and degreasing of the obtained green sheet laminated body, A method for producing a ceramic heater for semiconductor manufacturing and inspection equipment, which comprises a firing step for formation.

【0024】本発明の半導体製造・検査装置用セラミッ
クヒータの製造方法によれば、上述したように、円板形
状のセラミック基板の内部に、一または複数の回路から
なる抵抗発熱体が形成され、かつ、上記回路は、一また
は複数の金属配線が複数の導電性パッド部を介して接続
されることにより、形成されている半導体製造・検査装
置用セラミックヒータを得ることができる。その結果、
抵抗発熱体の抵抗値のばらつきを抑制することが可能と
なり、半導体製造・検査装置用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。
According to the method for manufacturing a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention, as described above, a resistance heating element composed of one or a plurality of circuits is formed inside a disk-shaped ceramic substrate, In addition, in the above circuit, a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus can be obtained in which one or a plurality of metal wirings are connected via a plurality of conductive pad portions. as a result,
It is possible to suppress variations in the resistance value of the resistance heating element, and it is possible to make the temperature of the heating surface of the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment uniform.

【0025】上記一のグリーンシート上に、箔を接着さ
せるか、または、導体ペーストをスクリーン印刷するこ
とにより、複数の導電層を形成する際、上記一のグリー
ンシート上に想定した円の円周上に、上記複数の導電層
をほぼ均等に配置することが望ましい。
When a plurality of conductive layers are formed by bonding a foil or screen-printing a conductor paste on the one green sheet, the circumference of a circle assumed on the one green sheet is formed. It is desirable that the above-mentioned plurality of conductive layers are arranged substantially evenly on the above.

【0026】上記導電性のワイヤおよび/または細長い
箔は、タングステンおよび/またはタングステンカーバ
イドからなることが望ましい。
The electrically conductive wire and / or the elongated foil is preferably made of tungsten and / or tungsten carbide.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の半導体製造・検査装置用
セラミックヒータは、円板形状のセラミック基板の内部
に、一または複数の回路からなる抵抗発熱体が形成され
た半導体製造・検査装置用セラミックヒータであって、
上記回路は、一または複数の金属配線が複数の導電性パ
ッド部を介して接続されることにより、形成されている
ことを特徴とする半導体製造・検査装置用セラミックヒ
ータである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to the present invention is for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus in which a resistance heating element composed of one or a plurality of circuits is formed inside a disk-shaped ceramic substrate. A ceramic heater,
The above-mentioned circuit is a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, which is formed by connecting one or a plurality of metal wirings through a plurality of conductive pad portions.

【0028】本発明の半導体製造・検査装置用セラミッ
クヒータの実施形態について、図面を参照しながら説明
する。なお、以下の説明においては、半導体製造・検査
装置用セラミックヒータを、単に、セラミックヒータと
もいうことにする。
An embodiment of a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment will be simply referred to as a ceramic heater.

【0029】図1は、本発明のセラミックヒータの一例
を模式的に示す水平断面図であり、図2は、図1に示す
セラミックヒータの部分拡大断面図である。
FIG. 1 is a horizontal sectional view schematically showing an example of the ceramic heater of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the ceramic heater shown in FIG.

【0030】図1に示すように、セラミックヒータ10
は、円板形状のセラミック基板11の内部に、8つの回
路からなる抵抗発熱体12が形成されている。抵抗発熱
体12となる各回路は、2本の金属配線12bが複数の
矩形または台形の導電性パッド部12aを介して接続さ
れることにより、形成されている。
As shown in FIG. 1, the ceramic heater 10
A resistance heating element 12 including eight circuits is formed inside a disk-shaped ceramic substrate 11. Each circuit to be the resistance heating element 12 is formed by connecting two metal wirings 12b through a plurality of rectangular or trapezoidal conductive pad portions 12a.

【0031】また、各回路を構成する導電性パッド部1
2aは、回路の端部となるものを除いて、セラミック基
板11と同心円の関係を有する円の円周上に、均等に配
置されており、直線の金属配線12bを介して接続され
ている。そのため、上記回路は、全体として、正八角形
の帯状のパターンを構成している。
Further, the conductive pad portion 1 which constitutes each circuit
The parts 2a are evenly arranged on the circumference of a circle having a concentric relationship with the ceramic substrate 11 except for the end part of the circuit, and are connected via a straight metal wiring 12b. Therefore, the circuit as a whole constitutes a regular octagonal band-shaped pattern.

【0032】抵抗発熱体12となる上記8つの回路の間
には、帯状の発熱体非形成領域が設けられており、それ
ぞれの帯状の発熱体非形成領域は、正八角形の形状とな
っている。また、中心部分にも略正八角形の発熱体非形
成領域が設けられている。
A strip-shaped heating element non-forming region is provided between the above eight circuits forming the resistance heating element 12, and each strip-shaped heating element non-forming region has a regular octagonal shape. . In addition, a substantially octagonal heating element non-forming region is also provided in the central portion.

【0033】従って、全体的に見ると、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
(直径)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。
Therefore, as a whole, the resistance heating element forming regions and the heating element non-forming regions are alternately formed from the outside to the inside, and these regions are formed in the size (diameter) and thickness of the ceramic substrate. The temperature of the heating surface can be made uniform by appropriately setting the temperature in consideration.

【0034】図2に示すように、セラミック基板11の
内部に設けられた導電性パッド部12aは、断面が矩形
となっており、金属配線12bは、断面が円形となって
いる。また、導電性パッド部12aと金属配線12bと
の接続を確保するため、金属配線12bは、例えば、金
属粒子を含むペースト状の接着剤を用いることにより形
成した導電性接着層12cを介して、導電性パッド部1
2aに接続されている。抵抗発熱体12の端部となる導
電性パッド部12aの直下には、スルーホール19が形
成され、さらに、このスルーホール19を露出させる袋
孔19aが底面11bに形成され、袋孔19aには外部
端子13が挿入され、ろう材等(図示せず)で接合され
ている。外部端子13には、例えば、導電線を有するソ
ケット(図示せず)が取り付けられ、この導電線は電源
等に接続されている。
As shown in FIG. 2, the conductive pad portion 12a provided inside the ceramic substrate 11 has a rectangular cross section, and the metal wiring 12b has a circular cross section. Further, in order to secure the connection between the conductive pad portion 12a and the metal wiring 12b, the metal wiring 12b is, for example, through a conductive adhesive layer 12c formed by using a paste adhesive containing metal particles, Conductive pad 1
2a. A through hole 19 is formed immediately below the conductive pad portion 12a which is an end portion of the resistance heating element 12, and a bag hole 19a for exposing the through hole 19 is formed on the bottom surface 11b. The external terminal 13 is inserted and joined with a brazing material or the like (not shown). For example, a socket (not shown) having a conductive wire is attached to the external terminal 13, and the conductive wire is connected to a power source or the like.

【0035】セラミックヒータ10には、有底孔14お
よび貫通孔15が形成されるとともに、貫通孔15に
は、リフターピン16が挿通されており、このリフター
ピン16を上下させることにより、搬送機から半導体ウ
エハ29等の被加熱物を受け取ったり、半導体ウエハ2
9をセラミックヒータ10の加熱面11aより一定距離
離間させた状態で支持し加熱することができるようにな
っている。また、リフターピン16ではなく、セラミッ
クヒータの加熱面に支持ピン(図示せず)を設け、該支
持ピンにより、半導体ウエハ29を、セラミックヒータ
10の加熱面より一定距離離間させた状態で支持し加熱
することも可能である。有底孔14には、セラミック基
板11の温度を測定するための、リード線が接続された
測温素子(図示せず)が埋め込まれている。
A bottomed hole 14 and a through hole 15 are formed in the ceramic heater 10, and a lifter pin 16 is inserted into the through hole 15. By moving the lifter pin 16 up and down, a carrier machine is provided. Receives an object to be heated such as the semiconductor wafer 29 from the semiconductor wafer 2
9 can be supported and heated while being separated from the heating surface 11a of the ceramic heater 10 by a predetermined distance. Further, instead of the lifter pin 16, a support pin (not shown) is provided on the heating surface of the ceramic heater, and the semiconductor wafer 29 is supported by the support pin while being separated from the heating surface of the ceramic heater 10 by a predetermined distance. It is also possible to heat. A temperature measuring element (not shown) to which a lead wire is connected is embedded in the bottomed hole 14 for measuring the temperature of the ceramic substrate 11.

【0036】図3は、本発明のセラミックヒータの他の
一例を模式的に示す水平断面図であり、図4は、図3に
示すセラミックヒータの部分拡大断面図である。
FIG. 3 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic heater of the present invention, and FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of the ceramic heater shown in FIG.

【0037】図3に示すように、セラミックヒータ30
は、円板形状のセラミック基板31の内部に、8つの回
路からなる抵抗発熱体32が形成されている。抵抗発熱
体32となる各回路は、2本の金属配線32bが複数の
楕円の導電性パッド部32aを介して接続されることに
より、形成されている。
As shown in FIG. 3, the ceramic heater 30
A resistance heating element 32 including eight circuits is formed inside a disk-shaped ceramic substrate 31. Each circuit to be the resistance heating element 32 is formed by connecting two metal wirings 32b through a plurality of elliptical conductive pad portions 32a.

【0038】なお、各回路を構成する導電性パッド部3
2aは、セラミック基板31と同心円の関係を有する円
の円周上に、均等に配置されており、円弧からなる金属
配線32bを介して接続されている。そのため、上記回
路は、全体として、円環形状のパターンを構成してい
る。
The conductive pad portion 3 forming each circuit
2a are evenly arranged on the circumference of a circle having a concentric relationship with the ceramic substrate 31, and are connected via a metal wiring 32b formed of an arc. Therefore, the circuit as a whole constitutes an annular pattern.

【0039】抵抗発熱体32となる上記8つの回路の間
には、円環形状の発熱体非形成領域が設けられており、
中心部分にも円形状の発熱体非形成領域が設けられてい
る。
A ring-shaped heating element non-forming region is provided between the eight circuits forming the resistance heating element 32.
A circular heating element non-forming region is also provided in the central portion.

【0040】従って、全体的に見ると、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
(直径)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。
Therefore, as a whole, the resistance heating element forming regions and the heating element non-forming regions are alternately formed from the outside to the inside, and these regions are formed in the size (diameter) and thickness of the ceramic substrate. The temperature of the heating surface can be made uniform by appropriately setting the temperature in consideration.

【0041】図4に示すように、セラミック基板31の
内部に設けられた導電性パッド部32aは、断面が矩形
となっており、金属配線32bについても、断面が矩形
となっている。また、抵抗発熱体32の端部となる導電
性パッド部32aの直下には、スルーホール39が形成
され、さらに、このスルーホール39を露出させる袋孔
39aが底面31bに形成され、袋孔39aには外部端
子33が挿入され、ろう材等(図示せず)で接合されて
いる。外部端子33には、例えば、導電線を有するソケ
ット(図示せず)が取り付けられ、この導電線は電源等
に接続されている。
As shown in FIG. 4, the conductive pad portion 32a provided inside the ceramic substrate 31 has a rectangular cross section, and the metal wiring 32b also has a rectangular cross section. Further, a through hole 39 is formed immediately below the conductive pad portion 32a which is an end of the resistance heating element 32, and a bag hole 39a for exposing the through hole 39 is formed on the bottom surface 31b. An external terminal 33 is inserted in this and is joined with a brazing material or the like (not shown). For example, a socket (not shown) having a conductive wire is attached to the external terminal 33, and the conductive wire is connected to a power source or the like.

【0042】セラミックヒータ30には、有底孔34お
よび貫通孔35が形成されるとともに、貫通孔35に
は、リフターピン36が挿通されており、このリフター
ピン36を上下させることにより、搬送機から半導体ウ
エハ29等の被加熱物を受け取ったり、半導体ウエハ2
9をセラミックヒータ30の加熱面31aより一定距離
離間させた状態で支持し加熱することができるようにな
っている。また、リフターピン36ではなく、セラミッ
クヒータの加熱面に支持ピン(図示せず)を設け、該支
持ピンにより、半導体ウエハ29を、セラミックヒータ
30の加熱面より一定距離離間させた状態で支持し加熱
することも可能である。有底孔34には、セラミック基
板31の温度を測定するための、リード線が接続された
測温素子(図示せず)が埋め込まれている。
A bottomed hole 34 and a through hole 35 are formed in the ceramic heater 30, and a lifter pin 36 is inserted into the through hole 35. By moving the lifter pin 36 up and down, a carrier machine is provided. Receives an object to be heated such as the semiconductor wafer 29 from the semiconductor wafer 2
9 can be supported and heated while being separated from the heating surface 31a of the ceramic heater 30 by a predetermined distance. Further, instead of the lifter pin 36, a supporting pin (not shown) is provided on the heating surface of the ceramic heater, and the semiconductor wafer 29 is supported by the supporting pin while being separated from the heating surface of the ceramic heater 30 by a predetermined distance. It is also possible to heat. In the bottomed hole 34, a temperature measuring element (not shown) connected to a lead wire for measuring the temperature of the ceramic substrate 31 is embedded.

【0043】本発明のセラミックヒータにおいて、抵抗
発熱体となる回路は、金属配線が導電性パッド部を介し
て接続されることにより形成される。上記回路の総数
は、特に限定されるものではないが、セラミック基板の
直径が210(mm)の場合、4〜10であることが望
ましく、セラミック基板の直径が300(mm)の場
合、7〜20であることが望ましい。回路の総数が、上
述した範囲より少ないと、セラミックヒータの加熱面の
面積に対する抵抗発熱体の回路の総数が少なく、一回路
で加熱する面積が広くなりすぎるため、一回路内におけ
る発熱量のばらつきが大きくなってしまい、セラミック
ヒータ加熱面の温度が不均一になるからである。一方、
回路の総数が、上述した範囲より多いと、セラミックヒ
ータの製造工程が煩雑になり、また、抵抗発熱体の温度
制御を容易に行うことが困難になる。
In the ceramic heater of the present invention, the circuit which becomes the resistance heating element is formed by connecting the metal wiring through the conductive pad portion. The total number of circuits is not particularly limited, but is preferably 4 to 10 when the diameter of the ceramic substrate is 210 (mm), and 7 to 7 when the diameter of the ceramic substrate is 300 (mm). It is preferably 20. If the total number of circuits is less than the above range, the total number of circuits of the resistance heating element with respect to the area of the heating surface of the ceramic heater is small, and the area to be heated in one circuit becomes too wide, so the amount of heat generated within one circuit varies. Is increased, and the temperature of the heating surface of the ceramic heater becomes uneven. on the other hand,
If the total number of circuits exceeds the above range, the manufacturing process of the ceramic heater becomes complicated, and it becomes difficult to easily control the temperature of the resistance heating element.

【0044】また、上記回路のパターンとしては、図1
に示した正八角形の帯状のパターン、図3に示した円環
形状のパターンに限定されず、例えば、正十二角形や正
十六角形等、正多角形の帯状のパターンや、渦巻き状の
パターン等を用いることができる。また、これらは、併
用してもよい。なお、図1および図3に示した回路のパ
ターンのように、セラミック基板の外周部分における回
路と内周部分における回路とを別の回路にすることによ
り、温度が低下しやすいセラミックヒータの外周部分
と、内周部分との温度差がなくなるように、温度制御を
行うことが可能になる。さらに、最外周に形成された回
路のパターンを、円周方向に分割されたパターンとする
ことで、温度が低下しやすいセラミックヒータの最外周
で細かい温度制御を行うことが可能となり、セラミック
ヒータ加熱面の温度を均一にすることが可能である。さ
らに、円周方向に分割された回路のパターンは、セラミ
ック基板の最外周に限らず、その内部にも形成してもよ
い。上述した回路のパターンは、導電性パッド部の配置
や、該導電性パッド部を接続する金属配線の平面視形状
等を組み合わせることにより構成することができる。
The pattern of the above circuit is shown in FIG.
Is not limited to the regular octagonal band-shaped pattern shown in FIG. 3 and the circular ring-shaped pattern shown in FIG. 3, for example, a regular polygonal banded pattern such as a regular dodecagon or a regular hexagon, or a spiral pattern. A pattern or the like can be used. In addition, these may be used in combination. It should be noted that, as in the circuit patterns shown in FIGS. 1 and 3, by forming the circuit in the outer peripheral portion of the ceramic substrate and the circuit in the inner peripheral portion different from each other, the outer peripheral portion of the ceramic heater in which the temperature tends to decrease With this, it becomes possible to perform temperature control so that there is no temperature difference with the inner peripheral portion. Furthermore, by making the pattern of the circuit formed on the outermost circumference a pattern that is divided in the circumferential direction, it becomes possible to perform fine temperature control on the outermost circumference of the ceramic heater where the temperature easily drops, and the ceramic heater heating It is possible to make the surface temperature uniform. Further, the circuit pattern divided in the circumferential direction is not limited to the outermost circumference of the ceramic substrate, and may be formed inside the ceramic substrate. The circuit pattern described above can be formed by combining the arrangement of the conductive pad portions and the shape of the metal wiring connecting the conductive pad portions in plan view.

【0045】上記回路は、加熱面の反対側の面から厚さ
方向に60%以下の位置に形成されていることが望まし
い。60%を超えると、加熱面に近すぎるため、上記セ
ラミック基板内を伝搬する熱が充分に拡散されず、加熱
面に温度ばらつきが発生してしまうからである。
It is desirable that the circuit is formed at a position of 60% or less in the thickness direction from the surface opposite to the heating surface. If it exceeds 60%, it is too close to the heating surface, so that the heat propagating in the ceramic substrate is not sufficiently diffused, and temperature variations occur on the heating surface.

【0046】また、上記回路が形成された層を複数層設
けることも可能である。この場合は、各層の回路は、相
互に補完するようにどこかの層に回路が形成され、加熱
面の上方から見ると、どの領域にも回路が形成されてい
る状態が望ましい。このような構造としては、例えば、
互いに千鳥の配置になっている構造が挙げられる。
It is also possible to provide a plurality of layers in which the above circuits are formed. In this case, it is desirable that the circuits of each layer have circuits formed in some layers so as to complement each other, and that the circuits are formed in any region when viewed from above the heating surface. As such a structure, for example,
An example is a structure in which they are arranged in a staggered pattern.

【0047】上記導電性パッド部は、セラミック基板と
同心円の関係を有する円の円周上に、ほぼ均等に配置さ
れていることが望ましい。セラミック基板と同心円の関
係を有する円の円周上に、ほぼ均等に導電性パッド部を
配置し、金属配線が上記導電性パッド部を介して接続さ
れることにより、上述したように、セラミック基板の外
周部分における回路と、内周部分における回路とを異な
る回路とすることができるからである。その結果、温度
が低下しやすいセラミックヒータの外周部分と、内周部
分との温度差がなくなるように、温度制御を行うことが
可能になる。
It is desirable that the conductive pad portions are arranged substantially evenly on the circumference of a circle having a concentric relationship with the ceramic substrate. By placing conductive pad portions substantially evenly on the circumference of a circle having a concentric circle with the ceramic substrate and connecting the metal wirings through the conductive pad portions, as described above, the ceramic substrate This is because the circuit in the outer peripheral portion and the circuit in the inner peripheral portion can be different circuits. As a result, it becomes possible to perform temperature control so that there is no temperature difference between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the ceramic heater where the temperature tends to decrease.

【0048】導電性パッド部の平面視形状は、該導電性
パッド部を金属配線により接続することができる形状で
あれば、特に限定されるものではない。上記導電性パッ
ド部の平面視形状としては、例えば、矩形、台形、楕
円、真円等を挙げることができる。
The shape of the conductive pad portion in plan view is not particularly limited as long as the conductive pad portion can be connected by metal wiring. Examples of the shape of the conductive pad portion in plan view include a rectangle, a trapezoid, an ellipse, and a perfect circle.

【0049】一の回路を構成する導電性パッド部の間隔
は、100mm以下であることが望ましい。100mm
を超えると、上記導電性パッド部を接続する金属配線が
長くなってしまい、熱膨張による上記金属配線の長さの
変化量が大きくなるからである。その結果、大きな熱応
力が発生することとなり、セラミック基板に欠けやクラ
ック等が発生するおそれがある。なお、上記導電性パッ
ド部の間隔は、ほぼ等間隔であることが望ましいが、形
成する回路のパターン等に応じて設定することが可能で
ある。
It is desirable that the distance between the conductive pad portions constituting one circuit is 100 mm or less. 100 mm
This is because if it exceeds, the length of the metal wiring connecting the conductive pad portion becomes long, and the amount of change in the length of the metal wiring due to thermal expansion becomes large. As a result, a large thermal stress is generated, which may cause chipping or cracks in the ceramic substrate. The intervals between the conductive pad portions are preferably substantially equal, but can be set according to the pattern of the circuit to be formed and the like.

【0050】上記導電性パッド部の面積及び厚さは、そ
の材質や、上記導電性パッド部を接続する金属配線の本
数等を考慮して設定することになるが、具体的には、以
下の範囲であることが望ましい。すなわち、導電性パッ
ド部の面積は、1〜200mmであることが望まし
い。1mm未満であると、面積が狭すぎるため、金属
配線を導電性パッド部により接続することが困難にな
り、200mmを超えると、面積が広すぎるため、導
電性パッド部における抵抗値が大きく減少してしまい、
クーリングスポットが発生するおそれがある。また、導
電性パッド部の厚さは、300μm以下であることが望
ましい。300μmを超えると、導電性パッド部が厚す
ぎるため、上記導電性パッド部における抵抗値が大きく
減少してしまい、クーリングスポットが発生するおそれ
があるからである。
The area and thickness of the conductive pad portion are set in consideration of the material thereof, the number of metal wirings connecting the conductive pad portion, and the like. It is desirable that it is in the range. That is, the area of the conductive pad portion is preferably 1 to 200 mm 2 . When it is less than 1 mm 2 , it is difficult to connect the metal wiring with the conductive pad portion because the area is too small, and when it exceeds 200 mm 2 , the area is too large and the resistance value in the conductive pad portion is large. Has decreased,
Cooling spots may occur. The thickness of the conductive pad portion is preferably 300 μm or less. This is because if the thickness exceeds 300 μm, the conductive pad portion is too thick, and the resistance value in the conductive pad portion is greatly reduced, which may cause a cooling spot.

【0051】なお、昇温時に導電性パッド部が金属配線
より発熱しないように、上記導電性パッド部の抵抗値を
調整することが望ましい。上記導電性パッド部が、上記
金属配線より発熱すると、該導電性パッド部の直上にホ
ットスポットが生じてしまい、加熱面の温度が不均一に
なるおそれがあるからである。
It is desirable to adjust the resistance value of the conductive pad portion so that the conductive pad portion does not generate heat from the metal wiring when the temperature is raised. This is because if the conductive pad section generates heat from the metal wiring, a hot spot may be generated directly above the conductive pad section, and the temperature of the heating surface may become uneven.

【0052】上記金属配線の断面視形状は、特に限定さ
れるものではなく、例えば、矩形、真円、楕円、偏平等
を挙げることができる。
The sectional shape of the metal wiring is not particularly limited, and examples thereof include a rectangle, a perfect circle, an ellipse, and a flat shape.

【0053】上記金属配線の平面視形状は、上述したよ
うに、金属配線が長くならない形状であれば、特に限定
されるものではなく、例えば、図1に示すように、直線
であってもよく、図3に示すように、円弧であってもよ
い。また、屈曲線を繰り返す形状であってもよい。
The shape of the metal wiring in plan view is not particularly limited as long as the metal wiring is not elongated as described above. For example, it may be a straight line as shown in FIG. As shown in FIG. 3, it may be a circular arc. Further, it may have a shape in which the bending line is repeated.

【0054】次に、回路を構成する導電性パッド部およ
び金属配線の材質について説明する。導電性パッド部を
形成する際には、導体ペーストまたは箔が用いられる。
上記導体ペーストとしては特に限定されないが、導電性
を確保するための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。
Next, the materials of the conductive pad portion and the metal wiring forming the circuit will be described. When forming the conductive pad portion, a conductor paste or foil is used.
The conductor paste is not particularly limited, but it is preferable that the conductor paste contains metal particles or a conductive ceramic for ensuring conductivity, and contains a resin, a solvent, a thickener, and the like.

【0055】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く、中でも、貴金属
(金、銀、白金、パラジウム)がより好ましい。また、
これらは、単独で用いてもよいが、2種以上を併用する
ことが望ましい。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, and of these, noble metals (gold, silver, platinum, palladium) are more preferable. Also,
These may be used alone, but it is desirable to use two or more kinds in combination. This is because these metals are relatively difficult to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat. Examples of the conductive ceramics include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or in combination of two or more.

【0056】これら金属粒子または導電性セラミック粒
子の粒径は、0.1〜100μmが好ましい。0.1μ
m未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、100
μmを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくな
るからである。
The particle size of these metal particles or conductive ceramic particles is preferably 0.1 to 100 μm. 0.1μ
If it is less than m and too fine, it is easily oxidized, while 100
This is because if it exceeds μm, it becomes difficult to sinter and the resistance value increases.

【0057】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン
片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を
保持しやすくなり、導電性パッド部と窒化物セラミック
等との密着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくするこ
とができるため有利である。
Even if the shape of the metal particles is spherical,
It may be flaky. When these metal particles are used, they may be a mixture of the above-mentioned spherical material and the above-mentioned scaly material. When the metal particles are flakes, or a mixture of spheres and flakes, it becomes easier to hold the metal oxide between the metal particles, and the adhesion between the conductive pad portion and the nitride ceramic, etc. Is assured and the resistance value can be increased, which is advantageous.

【0058】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。
The resin used for the conductor paste is
For example, an epoxy resin, a phenol resin, etc. are mentioned. Examples of the solvent include isopropyl alcohol and the like. Examples of the thickener include cellulose and the like.

【0059】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に金属酸化物を添加し、導電性パッド部を金属粒子
および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
クまたは炭化物セラミックと金属粒子とを密着させるこ
とができる。
As described above, it is desirable that the conductive paste is formed by adding a metal oxide to the metal particles and sintering the conductive pad portion of the metal particles and the metal oxide. Thus, by sintering the metal oxide together with the metal particles, the nitride ceramic or the carbide ceramic, which is the ceramic substrate, can be brought into close contact with the metal particles.

【0060】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックと密着性が改善され
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、炭化物セラミックの表面は、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
クまたは炭化物セラミックとが密着するのではないかと
考えられる。
Although the reason why the adhesion with the nitride ceramic or the carbide ceramic is improved by mixing the metal oxide is not clear, the surface of the metal particles or the surface of the nitride ceramic or the carbide ceramic is slightly oxidized. It is considered that the oxide film is formed by sintering and the oxide film is sintered through the metal oxide to be integrated with each other, and the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic adhere to each other.

【0061】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 )、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。
Examples of the above-mentioned metal oxides include oxidation.
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B TwoOThree), Al
Selected from the group consisting of Mina, Yttria and Titania
At least one is preferable.

【0062】これらの酸化物は、導電性パッド部の抵抗
値を大きくすることなく、金属粒子と窒化物セラミック
または炭化物セラミックとの密着性を改善することがで
きるからである。
This is because these oxides can improve the adhesion between the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic without increasing the resistance value of the conductive pad portion.

【0063】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素(B)、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
クとの密着性を改善することができる。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 above lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania are in a weight ratio when the total amount of metal oxides is 100 parts by weight. 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1
-10, yttria is 1-50, and titania is 1-50, and it is desirable that the total is adjusted not to exceed 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides within these ranges, it is possible to improve the adhesion, particularly with the nitride ceramics. 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.

【0064】また、上述したように、導電性パッド部を
形成する際には、箔を用いることも可能である。上記箔
としては、例えば、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属
箔や、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属からなる箔
や、タングステン、モリブデン等の高融点金属からなる
箔や、タングステン、モリブデン等の炭化物からなる箔
等を挙げることができる。
Further, as described above, it is possible to use a foil when forming the conductive pad portion. Examples of the foil include nickel foil, metal foil such as stainless steel foil, foil made of noble metal such as gold, silver, platinum and palladium, foil made of refractory metal such as tungsten and molybdenum, and tungsten and molybdenum. Examples include foils made of the above-mentioned carbides.

【0065】上記金属配線を形成する際には、細長い箔
またはワイヤを用いることができる。上記細長い箔とし
ては、上述した箔と同様のものを用いることができる。
上記細長い箔は、導電性パッド部を接続することができ
る形状に、エッチング等で成形したり、ハサミ等を用い
て切断したりすることにより得ることができる。
When forming the above-mentioned metal wiring, an elongated foil or wire can be used. As the elongated foil, the same foil as that described above can be used.
The elongated foil can be obtained by forming it into a shape to which the conductive pad portion can be connected, by etching or the like, or by cutting it with scissors or the like.

【0066】また、上記ワイヤとしては、例えば、ニッ
ケルやステンレス等からなるワイヤや、金、銀、白金、
パラジウム等の貴金属からなるワイヤや、タングステ
ン、モリブデン線等の高融点金属からなるワイヤや、タ
ングステン、モリブデンの炭化物からなるワイヤ等を挙
げることができる。
As the wire, for example, a wire made of nickel or stainless steel, gold, silver, platinum,
Examples thereof include a wire made of a noble metal such as palladium, a wire made of a high melting point metal such as tungsten and molybdenum wire, and a wire made of a carbide of tungsten and molybdenum.

【0067】上述したなかでも、金属配線として、タン
グステン、および/または、タングステンの炭化物、す
なわち、タングステンカーバイドからなる細長い箔また
はワイヤを用いることが望ましい。タングステンおよび
タングステンカーバイドは、融点が高いため、溶融によ
る断線が起こりにくいからである。また、溶融による断
線が起こりにくいため、金属配線を細く(薄く)するこ
とにより、抵抗値を高くすることができる。
Above all, it is desirable to use, as the metal wiring, an elongated foil or wire made of tungsten and / or a carbide of tungsten, that is, tungsten carbide. This is because tungsten and tungsten carbide have high melting points, and thus wire breakage due to melting is unlikely to occur. Further, since disconnection due to melting is unlikely to occur, the resistance value can be increased by thinning (thinning) the metal wiring.

【0068】また、図1に示すように、導電性パッド部
と金属配線との接続を確保するために、例えば、金属粒
子を含むペースト状の接着剤からなる導電性接着層を介
して、金属配線を導電性パッド部に接続させることにし
てもよい。上記接着剤としては、上述した導体ペースト
と同様の組成のものを用いることができる。
Further, as shown in FIG. 1, in order to secure the connection between the conductive pad portion and the metal wiring, for example, a conductive adhesive layer made of a paste adhesive containing metal particles is used to interpose the metal. The wiring may be connected to the conductive pad portion. As the adhesive, the same composition as the above-mentioned conductor paste can be used.

【0069】また、上述した導電性パッド部および金属
配線からなる抵抗発熱体を形成した際の面積抵抗率は、
0.1mΩ〜10Ω/□が好ましい。面積抵抗率が0.
1mΩ/□未満の場合、発熱量を確保するために、金属
配線等の幅を0.1〜1mm程度と非常に細くしなけれ
ばならず、このため、金属配線等のわずかな欠け等で断
線したり、抵抗値が変動し、また、面積抵抗率が10Ω
/□を超えると、金属配線等の幅を大きくしなければ、
発熱量を確保できず、その結果、抵抗発熱体となる回路
のパターン設計の自由度が低下し、加熱面の温度を均一
にすることが困難となるからである。
The area resistivity when the resistance heating element composed of the above-mentioned conductive pad portion and metal wiring is formed is
0.1 mΩ to 10 Ω / □ is preferable. Area resistivity is 0.
If it is less than 1 mΩ / □, the width of the metal wiring or the like must be made extremely thin to be about 0.1 to 1 mm in order to secure the heat generation amount. Or the resistance value fluctuates, and the area resistivity is 10Ω.
If it exceeds / □, the width of metal wiring, etc. must be increased.
This is because the amount of heat generation cannot be secured, and as a result, the degree of freedom in designing the pattern of the circuit that becomes the resistance heating element decreases, making it difficult to make the temperature of the heating surface uniform.

【0070】抵抗発熱体12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12に取り付ける。抵抗発熱体の一部が表面に露出
し、端子が接続されていてもよく、抵抗発熱体を接続す
るためのスルーホールが端子部分に設けられ、このスル
ーホールに端子が接続、固定されていてもよい。接続端
子としては、例えば、コバール製の外部端子13が挙げ
られる。
The resistance heating element 12 needs a terminal for connecting to a power source, and this terminal is attached to the resistance heating element 12 via solder. A part of the resistance heating element may be exposed on the surface and the terminal may be connected.A through hole for connecting the resistance heating element is provided in the terminal part, and the terminal is connected and fixed to this through hole. Good. Examples of the connection terminal include an external terminal 13 made of Kovar.

【0071】接続端子を接続する場合、半田としては、
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、0.1〜50
μmが好ましい。半田による接続を確保するのに充分な
範囲だからである。
When connecting the connection terminals, the solder is
Alloys such as silver-lead, lead-tin, bismuth-tin can be used. The thickness of the solder layer is 0.1 to 50.
μm is preferred. This is because the range is sufficient to secure the solder connection.

【0072】本発明のセラミックヒータにおいて、セラ
ミック基板の直径は、200mm以上が望ましい。大き
な直径を持つセラミックヒータほど、加熱時に被加熱物
である半導体ウエハの温度が不均一化しやすいため、本
発明の構成が有効に機能するからである。また、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。
In the ceramic heater of the present invention, the diameter of the ceramic substrate is preferably 200 mm or more. This is because the larger the diameter of the ceramic heater, the more easily the temperature of the semiconductor wafer, which is the object to be heated, becomes nonuniform during heating, so that the configuration of the present invention functions effectively. In addition, a large-diameter semiconductor wafer can be placed on the substrate having such a large diameter. The diameter of the ceramic substrate is preferably 12 inches (300 mm) or more. This is because it will become the mainstream of next-generation semiconductor wafers.

【0073】また、本発明のホットプレートユニットの
セラミック基板の厚さは、25mm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5m
m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 of the hot plate unit of the present invention is preferably 25 mm or less. This is because if the thickness of the ceramic substrate exceeds 25 mm, the temperature followability deteriorates. The thickness is preferably 0.5 mm or more. 0.5 mm
When the thickness is thinner, the strength itself of the ceramic substrate is lowered and the ceramic substrate is easily damaged. More preferably, more than 1.5 and 5 m
m or less. When it is thicker than 5 mm, heat is less likely to propagate and the efficiency of heating tends to decrease.
If the thickness is 5 mm or less, the heat propagating in the ceramic substrate is not sufficiently diffused, which may cause temperature variations on the heating surface, and the strength of the ceramic substrate may be reduced and the ceramic substrate may be damaged.

【0074】本発明のセラミックヒータ10において、
セラミック基板11には、加熱面11aの反対側から加
熱面11aに向けて有底孔14を設けるとともに、有底
孔14の底を抵抗発熱体12よりも相対的に加熱面11
aに近く形成し、この有底孔14に熱電対等の測温素子
(図示せず)を設けることが望ましい。
In the ceramic heater 10 of the present invention,
The ceramic substrate 11 is provided with a bottomed hole 14 from the side opposite to the heating surface 11 a toward the heating surface 11 a, and the bottom of the bottomed hole 14 is relatively heated with respect to the resistance heating element 12.
It is desirable that the temperature measuring element (not shown) such as a thermocouple be provided in the bottomed hole 14 so as to be formed close to a.

【0075】また、有底孔14の底と加熱面11a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12よりも加熱面11a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。
The distance between the bottom of the bottomed hole 14 and the heating surface 11a is preferably 0.1 mm to 1/2 of the thickness of the ceramic substrate. This is because the temperature measurement location is closer to the heating surface 11a than the resistance heating element 12, and it becomes possible to measure the temperature of the semiconductor wafer more accurately.

【0076】有底孔14の底と加熱面11aとの距離が
0.1mm未満では、放熱してしまい、加熱面11a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、やはり加熱面11a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 14 and the heating surface 11a is less than 0.1 mm, heat is radiated, and a temperature distribution is formed on the heating surface 11a. This is because the body is likely to be affected by the temperature, the temperature cannot be controlled, and the temperature distribution is formed on the heating surface 11a.

【0077】有底孔14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加熱面
11a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 14 is 0.3 mm to 5 mm.
Is desirable. This is because if it is too large, the heat dissipation becomes large, and if it is too small, the workability deteriorates and the distance to the heating surface 11a cannot be made uniform.

【0078】有底孔14は、図1に示したように、セラ
ミック基板11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 preferable that a plurality of bottomed holes 14 are arranged symmetrically with respect to the center of the ceramic substrate 11 and form a cross. This is because the temperature of the entire heated surface can be measured.

【0079】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,
Examples include platinum resistance temperature detectors and thermistors. Further, as the thermocouple, for example, JIS-C-1602 (1
980), K type, R type, B type, S type
Examples include type, E type, J type, T type thermocouples, and of these, K type thermocouples are preferable.

【0080】上記熱電対の接合部の大きさは、素線の径
と同じが、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。
The size of the joint portion of the thermocouple is preferably equal to or larger than the diameter of the strand, and is 0.5 mm or less. This is because if the joint is large, the heat capacity becomes large and the responsiveness deteriorates. It is difficult to make the diameter smaller than the diameter of the strand.

【0081】上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使
用して、有底孔14の底に接着してもよく、有底孔14
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 temperature measuring element may be bonded to the bottom of the bottomed hole 14 by using gold solder, silver solder or the like.
After it is inserted into the container, it may be sealed with a heat resistant resin, or both may be used together. Examples of the heat resistant resin include thermosetting resins, particularly epoxy resins, polyimide resins, bismaleimide-triazine resins, and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.

【0082】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 braze, 37 to 80.5% by weight Au-63 to 19.5% by weight Cu alloy, 81.5 to 8
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. Examples of silver wax include Ag
A Cu-based material can be used.

【0083】本発明の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。
The ceramic forming the ceramic heater of the present invention is preferably a nitride ceramic or a carbide ceramic. Nitride ceramics and carbide ceramics have a thermal expansion coefficient smaller than that of metals and a mechanical strength much higher than that of metals, so even if the thickness of the ceramic substrate is reduced, it will not warp or distort due to heating. .
Therefore, the ceramic substrate can be made thin and light. Furthermore, the thermal conductivity of the ceramic substrate is high,
Since 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 temperature of the resistance heating element by changing the voltage and current values.

【0084】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。
Examples of the above-mentioned nitride ceramics include:
Examples thereof include aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride and the like. These may be used alone or 2
You may use together 1 or more types.

【0085】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 ceramics include 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.

【0086】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。また、上記セラミック
基板は、焼結助剤を含有していてもよい。上記焼結助剤
としては、例えば、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類
金属酸化物、希土類酸化物等が挙げられる。これらの焼
結助剤のなかでは、CaO、Y、NaO、Li
O、RbOが好ましい。これらの含有量としては、
0.1〜20重量%が好ましい。また、アルミナを含有
していてもよい。また、セラミック基板の気孔率は、0
または5%以下が好ましい。機械的強度が高く、絶縁性
にも優れるからである。
Of these, aluminum nitride is most preferable. The highest thermal conductivity of 180 W / mK,
This is because the temperature followability is excellent. Further, the ceramic substrate may contain a sintering aid. Examples of the sintering aid include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, rare earth oxides, and the like. Among these sintering aids, CaO, Y 2 O 3 , Na 2 O, Li
2 O and Rb 2 O are preferred. As for the content of these,
0.1 to 20% by weight is preferable. It may also contain alumina. The porosity of the ceramic substrate is 0.
Alternatively, it is preferably 5% or less. This is because it has high mechanical strength and excellent insulating properties.

【0087】また、本発明のセラミック基板は、カーボ
ンを含有し、その含有量は、200〜5000ppm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, the ceramic substrate of the present invention contains carbon, and the content thereof is preferably 200 to 5000 ppm. This is because the electrodes can be hidden and black body radiation can be easily used.

【0088】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 ceramic substrate has a brightness of JI.
The value based on the regulation of S Z 8721 is preferably N6 or less. This is because those having such brightness are excellent in radiant heat amount and concealing property. Where N of lightness
Sets the ideal black lightness to 0 and the ideal white lightness to 1
It is set to 0, and each color is divided into 10 so that the perception of the brightness of the color becomes equal between the brightness of black and the brightness of white, and is represented by symbols N0 to N10. Then, the actual measurement is performed by comparing with the color patches corresponding to N0 to N10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.

【0089】また、本発明のセラミック基板の内部に静
電電極層が形成された場合には、上記セラミック基板
は、静電チャックとして機能する。この場合、この静電
チャックを構成するセラミック基板は、静電電極が形成
されていることを除いて、上記したセラミックヒータと
ほぼ同様に構成されている。図5は、本発明に係る静電
チャックの一実施形態を模式的に示した縦断面図であ
り、図6は、図5に示した静電チャックにおけるA−A
線断面図である。
When an electrostatic electrode layer is formed inside the ceramic substrate of the present invention, the ceramic substrate functions as an electrostatic chuck. In this case, the ceramic substrate that constitutes this electrostatic chuck has substantially the same configuration as the above-mentioned ceramic heater, except that an electrostatic electrode is formed. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view schematically showing an embodiment of the electrostatic chuck according to the present invention, and FIG. 6 is a sectional view of the electrostatic chuck shown in FIG.
It is a line sectional view.

【0090】この静電チャック20では、上記セラミッ
クヒータと同様に、円板形状のセラミック基板21の内
部に、導電性パッド部25aと金属配線25bとからな
る抵抗発熱体25が形成されている。また、セラミック
基板21の内部に、チャック正極静電層22とチャック
負極静電層23とからなる静電電極層が埋設されてお
り、この静電電極層の上に薄いセラミック層24(以
下、セラミック誘電体膜という)が形成されている。ま
た、静電チャック20上には、半導体ウエハ29が載置
され、接地されている。なお、セラミック誘電体膜24
の厚さは、5〜5000μmが好ましい。耐電圧を高く
保ちながら、半導体ウエハ29を充分な吸着力で吸着さ
せるためである。
In this electrostatic chuck 20, a resistance heating element 25 composed of a conductive pad portion 25a and a metal wiring 25b is formed inside a disk-shaped ceramic substrate 21 like the above-mentioned ceramic heater. An electrostatic electrode layer composed of a chuck positive electrode electrostatic layer 22 and a chuck negative electrode electrostatic layer 23 is embedded inside the ceramic substrate 21, and a thin ceramic layer 24 (hereinafter, A ceramic dielectric film) is formed. A semiconductor wafer 29 is placed on the electrostatic chuck 20 and grounded. The ceramic dielectric film 24
The thickness is preferably 5 to 5000 μm. This is because the semiconductor wafer 29 is sucked with a sufficient suction force while keeping the withstand voltage high.

【0091】図6に示したように、チャック正極静電層
22は、半円弧状部22aと櫛歯部22bとからなり、
チャック負極静電層23も、同じく半円弧状部23aと
櫛歯部23bとからなり、これらのチャック正極静電層
22とチャック負極静電層23とは、櫛歯部22b、2
3bを交差するように対向して配置されており、このチ
ャック正極静電層22およびチャック負極静電層23に
は、それぞれ直流電源の+側と−側とが接続され、直流
電圧Vが印加されるようになっている。
As shown in FIG. 6, the chuck positive electrode electrostatic layer 22 is composed of a semicircular arc portion 22a and a comb tooth portion 22b.
The chuck negative electrode electrostatic layer 23 is also composed of a semi-circular arc portion 23a and a comb tooth portion 23b. The chuck positive electrode electrostatic layer 22 and the chuck negative electrode electrostatic layer 23 are the comb tooth portions 22b and 2b.
The chuck positive electrode electrostatic layer 22 and the chuck negative electrode electrostatic layer 23 are connected to the positive side and the negative side of a DC power source, respectively, and the DC voltage V 2 is Is applied.

【0092】また、セラミック基板21の内部に、半導
体ウエハ29の温度をコントロールするために、図1に
示したように、導電性パッド部25aと金属配線25b
とからなる平面視同心円形状の抵抗発熱体25が設けら
れており、抵抗発熱体25の両端には、外部端子が接
続、固定され、電圧Vが印加されるようになってい
る。図5、6には示していないが、このセラミック基板
21には、測温素子を挿入するための有底孔とシリコン
ウエハ29を支持して上下させるリフターピンを挿通す
るためのリフターピン用貫通孔とが形成されている(図
1、2参照)。
Further, in order to control the temperature of the semiconductor wafer 29 inside the ceramic substrate 21, as shown in FIG. 1, the conductive pad portion 25a and the metal wiring 25b are provided.
A resistance heating element 25 having a concentric shape in a plan view is provided, and external terminals are connected and fixed to both ends of the resistance heating element 25, and a voltage V 1 is applied. Although not shown in FIGS. 5 and 6, the ceramic substrate 21 has a bottomed hole for inserting a temperature measuring element and a lifter pin penetration for inserting a lifter pin for supporting and vertically moving the silicon wafer 29. And holes are formed (see FIGS. 1 and 2).

【0093】この静電チャック20を機能させる際に
は、チャック正極静電層22とチャック負極静電層23
とに直流電圧Vを印加する。これにより、半導体ウエ
ハ29は、チャック正極静電層22とチャック負極静電
層23との静電的な作用によりこれらの電極にセラミッ
ク誘電体膜24を介して吸着され、固定されることとな
る。このようにして半導体ウエハ29を静電チャック2
0上に固定させた後、この半導体ウエハ29に、CVD
等の種々の処理を施す。
When the electrostatic chuck 20 is made to function, the chuck positive electrode electrostatic layer 22 and the chuck negative electrode electrostatic layer 23 are used.
A DC voltage V 2 is applied to and. As a result, the semiconductor wafer 29 is adsorbed and fixed to these electrodes through the ceramic dielectric film 24 by the electrostatic action of the chuck positive electrode electrostatic layer 22 and the chuck negative electrode electrostatic layer 23. . In this way, the semiconductor wafer 29 is attached to the electrostatic chuck 2
After being fixed on the surface of the semiconductor wafer 29, CVD is performed on the semiconductor wafer 29.
And various other processes are performed.

【0094】上記静電電極としては、例えば、金属また
は導電性セラミックの焼結体、金属箔等が挙げられる。
金属焼結体としては、タングステン、モリブデンから選
ばれる少なくとも1種からなるものが好ましい。金属箔
も、金属焼結体と同じ材質からなることが望ましい。こ
れらの金属は比較的酸化しにくく、電極として充分な導
電性を有するからである。また、導電性セラミックとし
ては、タングステン、モリブデンの炭化物から選ばれる
少なくとも1種を使用することができる。
Examples of the electrostatic electrode include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, and the like.
The metal sintered body is preferably made of at least one selected from tungsten and molybdenum. The metal foil is also preferably made of the same material as the metal sintered body. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have sufficient conductivity as electrodes. As the conductive ceramic, at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum can be used.

【0095】図7および図8は、他の静電チャックにお
ける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40では、セラミック基板21の内
部に半円形状のチャック正極静電層42とチャック負極
静電層43が形成されており、図8に示す静電チャック
60では、セラミック基板21の内部に円を4分割した
形状のチャック正極静電層62a、62bとチャック負
極静電層63a、63bが形成されている。また、2枚
の正極静電層62a、62bおよび2枚のチャック負極
静電層63a、63b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。
7 and 8 are horizontal sectional views schematically showing electrostatic electrodes in another electrostatic chuck.
In the electrostatic chuck 40 shown in FIG. 7, a semicircular chuck positive electrode electrostatic layer 42 and a chuck negative electrode electrostatic layer 43 are formed inside the ceramic substrate 21, and in the electrostatic chuck 60 shown in FIG. The chuck positive electrode electrostatic layers 62a and 62b and the chuck negative electrode electrostatic layers 63a and 63b each having a shape obtained by dividing a circle into four are formed inside. Further, the two positive electrode electrostatic layers 62a and 62b and the two chuck negative electrode electrostatic layers 63a and 63b are formed so as to intersect with each other. In the case of forming an electrode having a shape in which a circular electrode is divided, the number of divisions is not particularly limited and may be 5 or more, and the shape thereof is not limited to a fan shape.

【0096】また、本発明のセラミック基板は、表面に
チャックトップ導体層を設け、内部にガード電極、グラ
ンド電極等を設けることによりウエハプローバ用のチャ
ックトップ板として機能する。
Further, the ceramic substrate of the present invention functions as a chuck top plate for a wafer prober by providing a chuck top conductor layer on the surface and internally providing a guard electrode, a ground electrode and the like.

【0097】次に、本発明の半導体製造・検査装置用セ
ラミックヒータの製造方法について説明する。本発明の
半導体製造・検査装置用セラミックヒータの製造方法
は、一のグリーンシート上に、箔を接着させるか、また
は、導体ペーストをスクリーン印刷することにより、複
数の導電層を形成し、上記複数の導電層を接続するよう
に、一または複数の導電性のワイヤおよび/または細長
い箔を載置して固定する導体配置工程と、上記導電層と
ワイヤおよび/または箔とが固定されたグリーンシート
と、他の複数のグリーンシートとを積層してグリーンシ
ート積層体を作製するグリーンシート積層工程と、得ら
れたグリーンシート積層体の脱脂、焼成を行う焼成工程
とを含むことを特徴とする半導体製造・検査装置用セラ
ミックヒータの製造方法である。なお、以下の説明にお
いては、半導体製造・検査装置用セラミックヒータの製
造方法を、単に、セラミックヒータの製造方法ともいう
ことにする。
Next, a method of manufacturing the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention will be described. A method of manufacturing a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting device according to the present invention comprises forming a plurality of conductive layers on one green sheet by bonding a foil or screen-printing a conductor paste, Conductor placement step of placing and fixing one or more conductive wires and / or elongated foils so as to connect the conductive layers, and a green sheet on which the conductive layers and wires and / or foils are fixed And a plurality of other green sheets to form a green sheet laminate, and a firing step of degreasing and firing the obtained green sheet laminate. It is a method of manufacturing a ceramic heater for a manufacturing / inspection apparatus. In the following description, the method for manufacturing the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment will be simply referred to as the method for manufacturing the ceramic heater.

【0098】本発明のセラミックヒータの製造方法によ
り、上述した本発明のセラミックヒータを得ることがで
きる。本発明のセラミックヒータの製造方法の一例とし
て、セラミックヒータ10(図1および図2参照)の製
造方法について、図9を用いて説明する。
The above-described ceramic heater of the present invention can be obtained by the method of manufacturing a ceramic heater of the present invention. As an example of the method for manufacturing the ceramic heater of the present invention, a method for manufacturing the ceramic heater 10 (see FIGS. 1 and 2) will be described with reference to FIG.

【0099】(1)グリーンシートの作製工程 まず、窒化物セラミック等のセラミックの粉末をバイン
ダ、溶剤等と混合してペーストを調製し、これを用いて
グリーンシート50を作製する。
(1) Green Sheet Manufacturing Step First, a ceramic powder such as a nitride ceramic is mixed with a binder, a solvent and the like to prepare a paste, and the green sheet 50 is manufactured using this.

【0100】上述した窒化物等のセラミック粉末として
は、窒化アルミニウム等を使用することができ、必要に
応じて、イットリア等の焼結助剤、Na、Caを含む化
合物等を加えてもよい。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。
Aluminum nitride or the like may be used as the above-mentioned ceramic powder of nitride or the like, and if necessary, a sintering aid such as yttria or a compound containing Na or Ca may be added. Further, the binder is preferably at least one selected from acrylic binders, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.

【0101】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を作製す
る。グリーンシートの厚さは、0.1〜5mmが好まし
い。また、グリーンシート50には、スルーホール19
となる貫通孔を形成しておく
Further, the solvent is preferably at least one selected from α-terpineol and glycol. The paste obtained by mixing these is molded into a sheet by the doctor blade method to produce a green sheet. The thickness of the green sheet is preferably 0.1 to 5 mm. Also, the green sheet 50 has through holes 19
A through hole that will become

【0102】(2)導体配置工程 一のグリーンシート50上に、箔を接着させるか、また
は、導体ペーストをスクリーン印刷することにより、複
数の導電層120を形成する。箔を接着させる場合、上
記箔としては、例えば、ニッケル箔、ステンレス箔等の
金属箔や、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属からな
る箔や、タングステン、モリブデン等の高融点金属から
なる箔や、タングステン、モリブデン等の炭化物からな
る箔等を用いることができる。上記箔は、例えば、矩
形、楕円等、所定の形状に、ハサミ等で切断することに
より得ることができる。
(2) Conductor Arranging Step A plurality of conductive layers 120 are formed on the green sheet 50 in the first step by adhering a foil or screen-printing a conductive paste. In the case of adhering a foil, the foil may be, for example, a nickel foil, a metal foil such as a stainless steel foil, a foil made of a noble metal such as gold, silver, platinum or palladium, or a foil made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum. Alternatively, a foil made of a carbide such as tungsten or molybdenum can be used. The foil can be obtained by cutting with a scissor or the like into a predetermined shape such as a rectangle or an ellipse.

【0103】そして、所定の形状に成形した箔を、所定
の配置になるように、一のグリーンシート50上に接着
させ、複数の導電層120を形成する。なお、上記箔
は、一のグリーンシート50上に、直接載置することに
より、接着させてもよく、例えば、樹脂フィルム等を上
記箔に接着させ、上記樹脂フィルム等を介して、上記箔
を一のグリーンシート50上に接着させてもよい。
Then, the foil formed into a predetermined shape is adhered onto one green sheet 50 so as to have a predetermined arrangement to form a plurality of conductive layers 120. The foil may be adhered by directly placing it on one green sheet 50. For example, a resin film or the like may be adhered to the foil, and the foil may be attached via the resin film or the like. It may be adhered onto one green sheet 50.

【0104】また、導体ペーストをスクリーン印刷する
場合、一のグリーンシート50上に、金属ペーストまた
は導電性セラミックを含む導体ペーストをスクリーン印
刷し、所定の形状および配置になるように、導電層12
0を形成する。この導体ペースト中には、金属粒子また
は導電性セラミック粒子が含まれている。
When the conductor paste is screen-printed, the conductor layer 12 is screen-printed with a conductor paste containing a metal paste or a conductive ceramic on one green sheet 50 so that the conductor layer 12 has a predetermined shape and arrangement.
Form 0. The conductor paste contains metal particles or conductive ceramic particles.

【0105】上記導体ペーストに含まれるタングステン
粒子またはモリブデン粒子の平均粒子径は、0.1〜5
μmが好ましい。平均粒子が0.1μm未満であるか、
5μmを超えると、導体ペーストを印刷しにくいからで
ある。このような導体ペーストとしては、例えば、金属
粒子または導電性セラミック粒子85〜87重量部;ア
クリル系、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種のバイン
ダ1.5〜10重量部;および、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種の溶媒を1.5
〜10重量部混合した組成物(ペースト)が挙げられ
る。
The average particle size of the tungsten particles or molybdenum particles contained in the conductor paste is 0.1-5.
μm is preferred. The average particle size is less than 0.1 μm,
If it exceeds 5 μm, it is difficult to print the conductor paste. Examples of such a conductor paste include, for example, 85 to 87 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; and α-terpineol,
At least one solvent selected from glycol is 1.5
The composition (paste) which mixed 10 weight part is mentioned.

【0106】なお、上述したように、箔を接着するか、
または、導体ペーストをスクリーン印刷することによ
り、導電層を形成する際、上記一のグリーンシート上に
想定した円の円周上に、上記複数の導電層をほぼ均等に
配置することが望ましい。
As described above, the foil may be adhered, or
Alternatively, when the conductive layer is formed by screen-printing a conductive paste, it is desirable that the plurality of conductive layers are arranged substantially evenly on the circumference of a circle assumed on the one green sheet.

【0107】次に、一または複数のワイヤ121を、上
記複数の導電層120を介して接続されるように載置し
て固定する。なお、ワイヤ121に代えて細長い箔を用
いてもよく、ワイヤと細長い箔とを併用してもよい。ワ
イヤ121としては、例えば、ニッケルやステンレス等
からなるワイヤや、金、銀、白金、パラジウム等の貴金
属からなるワイヤや、タングステン、モリブデン線等の
高融点金属からなるワイヤや、タングステン、モリブデ
ンの炭化物からなるワイヤ等を用いることができる。上
記細長い箔を用いる場合、上述した箔と同様のものを用
いることができる。通常、箔は矩形状のものが多いが、
これを細長い形状となるように切断して用いることがで
きる。
Next, one or a plurality of wires 121 are placed and fixed so as to be connected through the plurality of conductive layers 120. An elongated foil may be used instead of the wire 121, and the wire and the elongated foil may be used together. Examples of the wire 121 include a wire made of nickel or stainless steel, a wire made of a noble metal such as gold, silver, platinum or palladium, a wire made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum wire, or a carbide of tungsten or molybdenum. It is possible to use a wire made of When the elongated foil is used, the same foil as the foil described above can be used. Usually, the foil is often rectangular,
This can be used by cutting it into an elongated shape.

【0108】上述したなかでも、ワイヤ121および/
または上記細長い箔としては、タングステン、および/
または、タングステンの炭化物、すなわち、タングステ
ンカーバイドからなる細長い箔またはワイヤを用いるこ
とが望ましい。
Among the above, the wires 121 and /
Or, as the elongated foil, tungsten, and / or
Alternatively, it is desirable to use an elongated foil or wire made of tungsten carbide, that is, tungsten carbide.

【0109】なお、ワイヤ121および/または細長い
箔は、必ずしも、図1に示すように、直線形にする必要
はなく、例えば、図3に示すように、円弧形、屈曲線を
繰り返した形等、所定の形状に成形してもよい。また、
導電層120とワイヤ121との接続を確保するため、
例えば、金属粒子等を含むペースト状の接着剤122に
より、ワイヤ121を導電層120に固定することも可
能である。
The wire 121 and / or the elongated foil does not necessarily have to be linear as shown in FIG. 1. For example, as shown in FIG. Etc. may be formed into a predetermined shape. Also,
In order to secure the connection between the conductive layer 120 and the wire 121,
For example, the wire 121 can be fixed to the conductive layer 120 with a paste-like adhesive 122 containing metal particles or the like.

【0110】導電層120を形成した一のグリーンシー
ト50の貫通孔にスルーホール19用の導体ペースト充
填層190を形成する。
A conductive paste filling layer 190 for the through hole 19 is formed in the through hole of the one green sheet 50 on which the conductive layer 120 is formed.

【0111】(3)グリーンシート積層工程 導電層120とワイヤ121とが固定されたグリーンシ
ート50の上下に、他の複数のグリーンシート50´を
積層し、グリーンシート積層体を作成する(図9(a)
参照)。このとき、導電層120とワイヤ121とが固
定されたグリーンシート50が、グリーンシート積層体
の厚さに対して、底面から60%以下の位置になるよう
に積層する。具体的には、上側のグリーンシートの積層
数は20〜50枚が、下側のグリーンシートの積層数は
5〜20枚が好ましい。
(3) Green Sheet Laminating Step A plurality of other green sheets 50 'are laminated on the upper and lower sides of the green sheet 50 to which the conductive layer 120 and the wires 121 are fixed to form a green sheet laminated body (FIG. 9). (A)
reference). At this time, the green sheet 50 to which the conductive layer 120 and the wire 121 are fixed is laminated so that the green sheet 50 is located at a position of 60% or less from the bottom with respect to the thickness of the green sheet laminate. Specifically, the number of stacked green sheets on the upper side is preferably 20 to 50, and the number of stacked green sheets on the lower side is preferably 5 to 20.

【0112】(4)焼成工程 上記グリーンシート積層体の脱脂、焼成を行い、グリー
ンシート50および50´、ならびに、導電層120お
よびワイヤ121等に含まれる金属粒子およびセラミッ
ク粒子等を焼結させる。加熱温度は、1000〜200
0℃が好ましく、加圧の圧力は、10〜20MPaが好
ましい。加熱は、不活性ガス雰囲気中で行う。不活性ガ
スとしては、例えば、アルゴン、窒素などを使用するこ
とができる。その結果、導電層120が導電性パッド部
12aとなり、ワイヤ121が金属配線12bとなっ
て、その内部に導電性パッド部12aと金属配線12b
とからなる抵抗発熱体12が形成された焼結体(セラミ
ック基板11)を得ることができる(図9(b)参
照)。
(4) Firing step The green sheet laminate is degreased and fired to sinter the green sheets 50 and 50 ', and the metal particles and ceramic particles contained in the conductive layer 120, the wire 121 and the like. The heating temperature is 1000 to 200
The temperature is preferably 0 ° C., and the pressure applied is preferably 10 to 20 MPa. The heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example, argon, nitrogen or the like can be used. As a result, the conductive layer 120 becomes the conductive pad portion 12a, the wire 121 becomes the metal wiring 12b, and the conductive pad portion 12a and the metal wiring 12b are provided therein.
It is possible to obtain a sintered body (ceramic substrate 11) on which the resistance heating element 12 including is formed (see FIG. 9B).

【0113】次に、得られたセラミック基板11に、熱
電対などの測温素子を埋め込むための有底孔14、抵抗
発熱体12を外部端子13と接続するためのスルーホー
ル19、袋孔18等を形成する。(図9(c)参照)
Next, the obtained ceramic substrate 11 has a bottomed hole 14 for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple, a through hole 19 for connecting the resistance heating element 12 to the external terminal 13, and a blind hole 18. And so on. (See FIG. 9 (c))

【0114】上述の有底孔14を形成する工程は、上記
グリーンシート積層体に対して行ってもよいが、上記焼
結体(セラミック基板11)に対して行うことが望まし
い。焼結過程において、変形するおそれがあるからであ
る。
The step of forming the bottomed hole 14 may be performed on the green sheet laminate, but is preferably performed on the sintered body (ceramic substrate 11). This is because there is a risk of deformation during the sintering process.

【0115】なお、有底孔14は、表面研磨後に、サン
ドブラスト等のブラスト処理を行うことにより形成する
ことができる。また、内部の抵抗発熱体12と接続する
ためのスルーホール19に外部端子13を接続し、加熱
してリフローする。加熱温度は、200〜500℃が好
適である。
The bottomed hole 14 can be formed by performing a blasting process such as sandblasting after the surface is polished. Further, the external terminal 13 is connected to the through hole 19 for connecting with the internal resistance heating element 12, and heating and reflow are performed. The heating temperature is preferably 200 to 500 ° C.

【0116】さらに、有底孔14に測温素子としての熱
電対(図示せず)などを銀ろう、金ろうなどで取り付
け、ポリイミドなどの耐熱性樹脂で封止し、セラミック
ヒータ10の製造を終了する(図9(d)参照)。
Further, a thermocouple (not shown) as a temperature measuring element is attached to the bottomed hole 14 with silver solder, gold solder, etc., and sealed with a heat resistant resin such as polyimide to manufacture the ceramic heater 10. The process ends (see FIG. 9D).

【0117】以上、本発明のセラミックヒータの製造方
法について説明したが、本発明のセラミックヒータの製
造方法に、セラミック基板の内部に静電電極を設ける工
程を加えることにより、本発明に係る静電チャックの製
造方法とすることができる。また、本発明のセラミック
ヒータの製造方法に、セラミック基板の表面にチャック
トップ導体層を設け、内部にガード電極やグランド電極
を設ける工程を加えることにより、本発明に係るウエハ
プローバに使用されるチャックトップ板の製造方法とす
ることができる。
The method for manufacturing the ceramic heater according to the present invention has been described above. However, by adding the step of providing the electrostatic electrode inside the ceramic substrate to the method for manufacturing the ceramic heater according to the present invention, the electrostatic heater according to the present invention can be obtained. A chuck manufacturing method can be used. Further, by adding a step of providing a chuck top conductor layer on the surface of a ceramic substrate and internally providing a guard electrode or a ground electrode to the method for manufacturing a ceramic heater of the present invention, the chuck used in the wafer prober according to the present invention. The method of manufacturing the top plate can be used.

【0118】[0118]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples.

【0119】(実施例1) セラミックヒータ(図1、2および図9参照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
0.6μm)100重量部、アルミナ4重量部、アクリ
ル系樹脂バインダ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って、厚さ0.47mmのグリー
ンシートを作製した。
(Example 1) Production of ceramic heater (see FIGS. 1, 2 and 9) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 0.6 μm), 4 parts by weight of alumina, acrylic Using a paste prepared by mixing 11.5 parts by weight of a resin binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol, the paste was molded by the doctor blade method to give a thickness of 0.47 mm. The green sheet of was produced.

【0120】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、スルーホール19となる部分を
パンチングにより設けた。
(2) Next, this green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, the portion to be the through hole 19 was provided by punching.

【0121】(3)タングステン製金属箔(厚さ:10
0μm、東京タングステン社製)を用い、これを切断す
ることにより、図1に示すように、矩形または台形の複
数の箔(面積:100mm)を得た。平均粒径3μm
のタングステン粒子100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重量部お
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。
(3) Tungsten metal foil (thickness: 10
0 μm, manufactured by Tokyo Tungsten Co., Ltd.) was used to cut a plurality of rectangular or trapezoidal foils (area: 100 mm 2 ) as shown in FIG. Average particle size 3 μm
100 parts by weight of the tungsten particles, 1.9 parts by weight of the acrylic binder, 3.7 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.2 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste B.

【0122】上記複数の箔に、粘着テープ付セロファン
樹脂フィルム(日東電工社製)を接着させ、上記樹脂フ
ィルムを介して、上記複数の箔を上記グリーンシート上
に接着させることにより、導電層120を形成した。な
お、上記複数の箔は、グリーンシート上に想定した円の
円周上に、ほぼ均等に配置した。
A cellophane resin film with an adhesive tape (manufactured by Nitto Denko Corporation) is adhered to the plurality of foils, and the plurality of foils are adhered to the green sheet through the resin film, whereby the conductive layer 120 is formed. Was formed. The plurality of foils were arranged substantially evenly on the circumference of the circle assumed on the green sheet.

【0123】(4)タングステン製ワイヤ(直径:30
0μm、日東電工社製)を所定の長さに切断し、上記複
数の導電層を接続するように載置して固定した。なお、
それぞれの導電層を2本のワイヤで接続した。また、上
記2本のワイヤは、タングステンカーバイド粒子等を含
むペースト状の導電性接着剤を用いて、上記導電層に固
定した。このとき、上記ワイヤの長さは、50mmであ
った。さらに、外部端子13を接続するためのスルーホ
ール19となる部分に導体ペーストBを充填し、充填層
190を形成した。
(4) Tungsten wire (diameter: 30
0 μm, manufactured by Nitto Denko Co., Ltd.) was cut into a predetermined length and placed and fixed so as to connect the plurality of conductive layers. In addition,
Each conductive layer was connected by two wires. The two wires were fixed to the conductive layer using a paste-like conductive adhesive containing tungsten carbide particles and the like. At this time, the length of the wire was 50 mm. Further, the portion to be the through hole 19 for connecting the external terminal 13 was filled with the conductive paste B to form the filling layer 190.

【0124】上記処理の終わったグリーンシートに、さ
らに、上記処理を行っ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の圧力で圧着して積層体を形成した(図5
(a)参照)。
On the green sheet which has been subjected to the above treatment, 37 green sheets which have not been subjected to the above treatment are laminated on the upper side (heating surface), and 13 sheets are laminated on the lower side.
A laminate was formed by pressure bonding with a pressure of 8 MPa (FIG. 5).
(See (a)).

【0125】(5)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15M
Paで10時間ホットプレスし、厚さ3mmのセラミッ
ク板状体を得た。これを230mmの円板状に切り出
し、図1に示すように、導電性パッド部12aと金属配
線12bとからなる抵抗発熱体12を有するセラミック
板状体とした(図5(b)参照)。
(5) Next, the obtained laminated body was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, at 1890 ° C. and a pressure of 15M.
Hot pressing was performed at Pa for 10 hours to obtain a ceramic plate-like body having a thickness of 3 mm. This was cut into a disk shape of 230 mm, and as shown in FIG. 1, a ceramic plate body having a resistance heating element 12 composed of a conductive pad portion 12a and a metal wiring 12b was formed (see FIG. 5B).

【0126】(6)次に、(5)で得られたセラミック
板状体にマスクを載置し、SiC等によるブラスト処理
で表面に測温素子を挿通するための有底孔14を設け、
また、ドリル加工により直径5mm、深さ0.5mmの
袋孔18を形成した。
(6) Next, a mask is placed on the ceramic plate obtained in (5), and a bottomed hole 14 for inserting a temperature measuring element is provided on the surface by blasting with SiC or the like.
In addition, a blind hole 18 having a diameter of 5 mm and a depth of 0.5 mm was formed by drilling.

【0127】(7)次に、スルーホール19が形成され
ている部分をえぐりとって袋孔18とし(図5(c)参
照)、この袋孔18にNi−Auからなる金ろうを用
い、700℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子
13を接続させた(図5(d)参照)。さらに、温度制
御のための熱電対(図示せず)を有底孔14に埋め込
み、本発明のセラミックヒータ10を得た。
(7) Next, the portion in which the through hole 19 is formed is cut out to form a bag hole 18 (see FIG. 5C), and a gold solder made of Ni-Au is used for the bag hole 18. Reflowing was performed by heating at 700 ° C. and the external terminal 13 made of Kovar was connected (see FIG. 5D). Further, a thermocouple (not shown) for temperature control was embedded in the bottomed hole 14 to obtain the ceramic heater 10 of the present invention.

【0128】(実施例2) セラミックヒータ(図3、4参照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
0.6μm)100重量部、アルミナ4重量部、アクリ
ル系樹脂バインダ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って、厚さ0.47mmのグリー
ンシートを作製した。
Example 2 Manufacturing of Ceramic Heater (See FIGS. 3 and 4) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (produced by Tokuyama Corporation, average particle size: 0.6 μm), 4 parts by weight of alumina, acrylic resin binder A green sheet having a thickness of 0.47 mm is formed by a doctor blade method using a paste in which 11.5 parts by weight, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol are mixed. Was produced.

【0129】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、スルーホール39となる部分を
パンチングにより設けた。
(2) Next, this green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, the portion to be the through hole 39 was provided by punching.

【0130】(3)平均粒径1μmのタングステンカー
バイト粒子100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重量部および分散
剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調整した。
平均粒径3μmのタングステン粒子100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重量部および分散剤0.2重量部を混合して導体
ペーストBを調整した。
(3) A conductor obtained by mixing 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 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. Paste A was prepared.
A conductor paste B was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 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.

【0131】グリーンシート上に、導体ペーストAをス
クリーン印刷することにより、図3に示すように、楕円
形の導電層(面積:100mm、厚さ:30μm)を
形成した。なお、上記導電層は、グリーンシート上に想
定した円の円周上に、ほぼ均等になるように、印刷し
た。
By conducting screen printing of the conductor paste A on the green sheet, an elliptical conductive layer (area: 100 mm 2 , thickness: 30 μm) was formed as shown in FIG. The conductive layer was printed on the circumference of a circle assumed on the green sheet so as to be substantially even.

【0132】(4)タングステン製の箔(厚さ:100
μm)を、図3に示すように、円弧形状(幅:1mm)
に成形して細長い箔を得た後、上記複数の導電層を接続
するように載置して固定した。なお、それぞれの導電層
を2枚の細長い箔で接続した。このとき、上記細長い箔
の長さは、50mmであった。さらに、外部端子33を
接続するためのスルーホール39となる部分に導体ペー
ストBを充填し、充填層を形成した。
(4) Tungsten foil (thickness: 100
μm), as shown in FIG. 3, arc shape (width: 1 mm)
After molding to obtain an elongated foil, it was placed and fixed so as to connect the plurality of conductive layers. In addition, each conductive layer was connected with two thin foils. At this time, the elongated foil had a length of 50 mm. Further, the portion to be the through hole 39 for connecting the external terminal 33 was filled with the conductor paste B to form a filling layer.

【0133】上記処理の終わったグリーンシートに、さ
らに、上記処理を行っ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の圧力で圧着して積層体を形成した。
On the green sheet which has been subjected to the above treatment, 37 green sheets which have not been subjected to the above treatment are laminated on the upper side (heating surface), and 13 sheets are laminated on the lower side.
A pressure was applied at a pressure of 8 MPa to form a laminate.

【0134】(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15M
Paで10時間ホットプレスし、厚さ3mmのセラミッ
ク板状体を得た。これを230mmの円板状に切り出
し、図3に示すように、導電性パッド部32aと金属配
線32bとからなる抵抗発熱体32を有するセラミック
板状体とした。
(4) Next, the laminated body thus obtained was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. and a pressure of 15M.
Hot pressing was performed at Pa for 10 hours to obtain a ceramic plate-like body having a thickness of 3 mm. This was cut into a 230 mm disk shape to obtain a ceramic plate-like body having a resistance heating element 32 composed of a conductive pad portion 32a and a metal wiring 32b as shown in FIG.

【0135】(5)次に、(4)で得られたセラミック
板状体にマスクを載置し、SiC等によるブラスト処理
で表面に測温素子を挿通するための有底孔34を設け、
また、ドリル加工により直径5mm、深さ0.5mmの
袋孔18を形成した。
(5) Next, a mask is placed on the ceramic plate obtained in (4), and a bottomed hole 34 for inserting a temperature measuring element is provided on the surface by blasting with SiC or the like.
In addition, a blind hole 18 having a diameter of 5 mm and a depth of 0.5 mm was formed by drilling.

【0136】(6)次に、スルーホール39が形成され
ている部分をえぐりとって袋孔39aとし、この袋孔3
9aにNi−Auからなる金ろうを用い、700℃で加
熱リフローしてコバール製の外部端子33を接続させ
た。さらに、温度制御のための熱電対(図示せず)を有
底孔34に埋め込み、本発明のセラミックヒータ30を
得た。
(6) Next, the portion in which the through hole 39 is formed is cut out to form a bag hole 39a, and this bag hole 3 is formed.
A gold solder made of Ni-Au was used for 9a, and reflowed by heating at 700 ° C. to connect the external terminal 33 made of Kovar. Further, a thermocouple (not shown) for temperature control was embedded in the bottomed hole 34 to obtain the ceramic heater 30 of the present invention.

【0137】(比較例1) セラミックヒータ(図10参照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(平均粒径:0.6μm)
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。
Comparative Example 1 Manufacturing of Ceramic Heater (See FIG. 10) (1) Aluminum Nitride Powder (Average Particle Size: 0.6 μm)
100 parts by weight, yttria (average particle size: 0.4 μm) 4
A composition comprising 1 part by weight, 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol was spray-dried to produce a granular powder.

【0138】(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。
(2) Next, this granular powder was put into a mold and molded into a flat plate to obtain a green molded body (green).

【0139】(3)次に、この生成形体を1800℃、
圧力:20MPa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230mm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71)とした。このセラミック基板
71にドリル加工を施し、熱電対を埋め込むための有底
孔(図示せず)を形成した。
(3) Next, this green body is treated at 1800 ° C.
It was hot pressed at a pressure of 20 MPa to obtain an aluminum nitride plate-shaped body having a thickness of 3 mm. Next, a disc body having a diameter of 230 mm was cut out from this plate body to obtain a ceramic plate body (ceramic substrate 71). This ceramic substrate 71 was drilled to form a bottomed hole (not shown) for embedding a thermocouple.

【0140】さらに、セラミック基板71の表面に、S
iC等によるブラスト処理で、図10に示すように、平
面視円環形状の溝74(深さ:1mm、幅:1mm)を
8個形成した。
Furthermore, on the surface of the ceramic substrate 71, S
By blasting with iC or the like, as shown in FIG. 10, eight grooves 74 (depth: 1 mm, width: 1 mm) having an annular shape in plan view were formed.

【0141】溝74内に、ニクロム線からなるコイル7
2を設け、コイル72の端部73を、リード線77を介
して電源(図示せず)と接続し、セラミックヒータ70
の製造を終了した。
A coil 7 made of a nichrome wire is provided in the groove 74.
2, the end portion 73 of the coil 72 is connected to a power source (not shown) through a lead wire 77, and the ceramic heater 70
Was discontinued.

【0142】(比較例2) セラミックヒータ(図11参照)の製造(Comparative Example 2) Manufacture of ceramic heaters (see Fig. 11)

【0143】(1)実施例1と同様の方法により、グリ
ーンシートを作製し、スルーホールとなる部分をパンチ
ングにより設けた。その後、上記グリーンシートの上
に、実施例1で用いたタングステン製のワイヤ82を載
置した。なお、ワイヤ82は、図11に示すように、同
心円形状の回路を形成するように、12本載置した。
(1) A green sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and the through holes were punched. Then, the tungsten wire 82 used in Example 1 was placed on the green sheet. As shown in FIG. 11, twelve wires 82 were placed so as to form a concentric circuit.

【0144】上記処理の終わったグリーンシートに、さ
らに、上記処理を行っ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の圧力で圧着して積層体を形成した。その後、
実施例1と同様の処理を行い、セラミックヒータ80を
得た。
On the green sheet after the above treatment, 37 green sheets not subjected to the above treatment were laminated on the upper side (heating surface) and 13 sheets on the lower side, and were laminated at 130 ° C.
A pressure was applied at a pressure of 8 MPa to form a laminate. afterwards,
The same process as in Example 1 was performed to obtain a ceramic heater 80.

【0145】(比較例3) セラミックヒータ(図12参照)の製造 (1)比較例1と同様にして、直径230mmのセラミ
ック基板91を作製した。その後、セラミック基板91
に、スクリーン印刷にて導体ペースト層を形成した。印
刷パターンは、図12に示したように、渦巻き状のパタ
ーンとした。上記導体ペーストとしては、Ag48重量
%、Pt21重量%、SiO1.0重量%、B
2.2重量%、ZnO4.1重量%、PbO3.4重量
%、酢酸エチル3.4重量%、ブチルカルビトール1
7.9重量%からなる組成のものを使用した。この導体
ペーストは、Ag−Ptペーストであり、銀粒子は、平
均粒径が4.5μmで、リン片状のものであった。ま
た、Pt粒子は、平均粒子径0.5μmの球状であっ
た。
Comparative Example 3 Manufacturing of Ceramic Heater (See FIG. 12) (1) In the same manner as in Comparative Example 1, a ceramic substrate 91 having a diameter of 230 mm was produced. Then, the ceramic substrate 91
Then, a conductor paste layer was formed by screen printing. The print pattern was a spiral pattern as shown in FIG. The conductor paste includes Ag 48% by weight, Pt 21% by weight, SiO 2 1.0% by weight, B 2 O 3
2.2 wt%, ZnO 4.1 wt%, PbO 3.4 wt%, ethyl acetate 3.4 wt%, butyl carbitol 1
A composition having a composition of 7.9% by weight was used. This conductor paste was an Ag-Pt paste, and the silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were flaky. The Pt particles were spherical with an average particle diameter of 0.5 μm.

【0146】(2)さらに、発熱体パターンの導体ペー
スト層を形成した後、セラミック基板51を780℃で
加熱、焼成して、導体ペースト中のAg、Ptを焼結さ
せるとともにセラミック基板91に焼き付け、抵抗発熱
体92を形成した。なお、抵抗発熱体92は、厚さが5
μm、幅が2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□と
なるように形成した。
(2) Further, after forming the conductor paste layer of the heating element pattern, the ceramic substrate 51 is heated and fired at 780 ° C. to sinter Ag and Pt in the conductor paste and bake it on the ceramic substrate 91. The resistance heating element 92 was formed. The resistance heating element 92 has a thickness of 5
It was formed so as to have a width of 2.4 mm and an area resistivity of 7.7 mΩ / □.

【0147】(3)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91を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱
体92の表面に厚さ1μmの金属被覆層(ニッケル層)
520を析出させた。
(3) Nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
The ceramic substrate 91 prepared in (5) above was immersed in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution having a concentration of 8 g / l of boric acid and 6 g / l of ammonium chloride, and a thickness of 1 μm was formed on the surface of the resistance heating element 92 of silver-lead. Metal coating layer (nickel layer)
520 was deposited.

【0148】(4)次に、電源との接続を確保するため
の外部端子93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(図示せず)を形成した。次いで、半田層の上
にコバール製の外部端子93を載置して、420℃で加
熱リフローし、外部端子93を抵抗発熱体92の表面に
取り付け、さらに、温度制御のための熱電対(図示せ
ず)をポリイミドで封止し、セラミックヒータ90を得
た。
(4) Next, a silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) is printed by screen printing on the portion where the external terminal 93 for securing the connection with the power source is mounted, and the solder layer (not shown). Form). Next, an external terminal 93 made of Kovar is placed on the solder layer and heated and reflowed at 420 ° C., the external terminal 93 is attached to the surface of the resistance heating element 92, and a thermocouple for controlling temperature (see FIG. (Not shown) was sealed with polyimide to obtain a ceramic heater 90.

【0149】比較例4 セラミックヒータ(図13参照)の製造 比較例3とほぼ同様にしてセラミックヒータ500を製
造したが、抵抗発熱体52のパターンを、図13に示し
たような、巾の広い低抵抗領域52aと、巾の狭い高抵
抗領域52bとからなるものとした。
Comparative Example 4 Manufacturing of Ceramic Heater (See FIG. 13) A ceramic heater 500 was manufactured in substantially the same manner as in Comparative Example 3, but the pattern of the resistance heating element 52 had a wide width as shown in FIG. The low resistance region 52a and the narrow high resistance region 52b are used.

【0150】実施例1〜2および比較例1〜4に係るセ
ラミックヒータについて、以下の方法により、評価し
た。その結果を表1に示す。
The ceramic heaters of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.

【0151】評価方法 (1)定常時面内温度均一性 セラミックヒータを400℃まで昇温した後、サーモビ
ュアにより、セラミックヒータの加熱面における最高温
度と最低温度とを測定し、その温度差を算出した。
[0151]Evaluation methods (1) In-plane temperature uniformity during steady state After heating the ceramic heater to 400 ° C,
The maximum temperature on the heating surface of the ceramic heater
The temperature and the minimum temperature were measured, and the temperature difference was calculated.

【0152】(2)ヒートショック試験 セラミックヒータを400℃まで昇温した後、水中に投
下した。その後、セラミック基板におけるクラック等の
有無を目視観察により評価した。
(2) Heat shock test The ceramic heater was heated to 400 ° C. and then dropped into water. Then, the presence or absence of cracks in the ceramic substrate was evaluated by visual observation.

【0153】[0153]

【表1】 [Table 1]

【0154】表1に示すように、実施例1〜2に係るセ
ラミックヒータは、比較例1、3および4に係るセラミ
ックヒータと比べて、定常時において、加熱面の面内温
度が均一であった。
As shown in Table 1, the ceramic heaters according to Examples 1 and 2 have a uniform in-plane temperature of the heating surface as compared with the ceramic heaters according to Comparative Examples 1, 3 and 4. It was

【0155】これは、実施例1〜2に係るセラミックヒ
ータでは、金属配線として、市販されているワイヤや金
属箔、すなわち、予め所定の形状(厚さ)に成形された
ワイヤや金属箔を用いたため、抵抗値のばらつきが小さ
くなり、加熱面の温度を均一にすることができたと考え
られる。
In the ceramic heaters according to Examples 1 and 2, commercially available wires and metal foils, that is, wires and metal foils previously formed in a predetermined shape (thickness) are used as the metal wiring. Therefore, it is considered that the variation in the resistance value was reduced and the temperature of the heating surface could be made uniform.

【0156】一方、比較例1に係るセラミックヒータ7
0を目視により観察すると、コイル72が溝74からは
み出たり、溝74内で歪んだりして、コイル72に位置
ずれが生じていた。このような位置ずれは、使用時にお
ける衝撃や、昇温と降温とを繰り返すことによる熱膨張
等に起因して発生し、その結果、加熱面の温度が不均一
になったと考えられる。
On the other hand, the ceramic heater 7 according to Comparative Example 1
When 0 was visually observed, the coil 72 protruded from the groove 74 or was distorted in the groove 74, and the coil 72 was displaced. It is considered that such misalignment occurs due to impact during use, thermal expansion due to repeated temperature increase and temperature decrease, and as a result, the temperature of the heating surface becomes non-uniform.

【0157】比較例3に係るセラミックヒータ90の抵
抗発熱体92の厚さを、レーザ変位計(キーエンス社
製)により測定した。その結果、製造時に設定していた
抵抗発熱体の厚さが5μmであったのに対し、実際に
は、5.05μmとなっていた。これは、導体ペースト
をスクリーン印刷することにより抵抗発熱体を形成した
ため、印刷方向等により、厚さにばらつきが発生したと
考えられる。その結果、抵抗発熱体の抵抗値にばらつき
が発生し、加熱面の温度が不均一になったと考えられ
る。
The thickness of the resistance heating element 92 of the ceramic heater 90 according to Comparative Example 3 was measured with a laser displacement meter (manufactured by Keyence Corporation). As a result, the thickness of the resistance heating element set at the time of manufacture was 5 μm, but actually it was 5.05 μm. It is considered that this is because the resistance heating element was formed by screen-printing the conductor paste, so that the thickness varied depending on the printing direction and the like. As a result, it is considered that the resistance value of the resistance heating element varied and the temperature of the heating surface became uneven.

【0158】比較例4に係るセラミックヒータ500で
は、抵抗発熱体52の巾の広い低抵抗領域52aでも発
熱が観察され、低抵抗領域52bが形成する均一に配列
されたホットスポット間に、発熱部が存在することとな
り、温度バラツキが生じたものと考えられる。
In the ceramic heater 500 according to Comparative Example 4, heat generation was observed even in the wide low resistance region 52a of the resistance heating element 52, and the heat generating portion was formed between the uniformly arranged hot spots formed by the low resistance region 52b. Is present, and it is considered that temperature variations have occurred.

【0159】また、実施例1〜2および比較例2に係る
セラミックヒータは、いずれも抵抗発熱体がセラミック
基板の内部に形成されているにもかかわらず、比較例2
に係るセラミックヒータのみクラックが発生していた。
実施例1〜2に係るセラミックヒータの抵抗発熱体は、
長さの短い金属配線が導電性パッド部を介して接続され
ることにより形成されている。そのため、熱膨張による
金属配線の長さの変化量が小さくなり、熱膨張による熱
応力が小さくなって、セラミック基板にクラックが発生
しなかったと考えられる。
Further, in all of the ceramic heaters of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2, the resistance heating element was formed inside the ceramic substrate, but Comparative Example 2
Only the ceramic heater according to (4) had cracks.
The resistance heating elements of the ceramic heater according to Examples 1 and 2 are
It is formed by connecting a metal wiring having a short length through a conductive pad portion. Therefore, it is considered that the amount of change in the length of the metal wiring due to the thermal expansion is reduced, the thermal stress due to the thermal expansion is reduced, and the ceramic substrate is not cracked.

【0160】一方、比較例2に係るセラミックヒータの
抵抗発熱体は、長さの長いワイヤにより形成されてい
る。そのため、熱膨張によるワイヤの長さの変化量が小
さくなり、熱膨張による熱応力が大きくなって、セラミ
ック基板にクラックが発生したと考えられる。また、比
較例1に係るセラミックヒータにもクラックが発生して
いたが、これは、コイル72が溝74からはみ出した
り、溝74内で歪んだりして、コイル72が位置ずれし
た際、セラミック基板に応力が蓄積され、冷却時に一度
に上記蓄積された応力が開放されることでクラックが発
生したと考えられる。
On the other hand, the resistance heating element of the ceramic heater according to Comparative Example 2 is formed of a long wire. Therefore, it is considered that the amount of change in the length of the wire due to the thermal expansion becomes small, the thermal stress due to the thermal expansion becomes large, and the ceramic substrate is cracked. Further, the ceramic heater according to Comparative Example 1 also had cracks. This is because when the coil 72 protrudes from the groove 74 or is distorted in the groove 74 and the coil 72 is displaced, It is considered that the stress was accumulated in the cracks and the cracks were generated by releasing the accumulated stress at once at the time of cooling.

【0161】[0161]

【発明の効果】本発明の半導体製造・検査装置用セラミ
ックヒータによれば、熱応力に起因して、抵抗発熱体と
なる回路に位置ずれが生じることがなく、セラミック基
板に欠けやクラック等が発生することがない。また、金
属配線として、予め所定の形状(厚さ)に成形されたワ
イヤや箔を用いることにより、抵抗発熱体の抵抗値のば
らつきを抑制することが可能となり、加熱面の温度を均
一にすることができる。
According to the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention, the circuit serving as the resistance heating element is not displaced due to thermal stress, and the ceramic substrate is free from cracks or cracks. It never happens. Further, by using a wire or foil that has been formed in a predetermined shape (thickness) in advance as the metal wiring, it is possible to suppress variations in the resistance value of the resistance heating element and make the temperature of the heating surface uniform. be able to.

【0162】また、本発明の半導体製造・検査装置用セ
ラミックヒータの製造方法によれば、上述した本発明の
半導体製造・検査装置用セラミックヒータを製造するこ
とができる。その結果、抵抗発熱体の抵抗値のばらつき
を抑制することが可能となり、半導体製造・検査装置用
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。
Further, according to the method for manufacturing a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention, the above-described ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention can be manufactured. As a result, it is possible to suppress variations in the resistance value of the resistance heating element, and it is possible to make the temperature of the heating surface of the ceramic heater for semiconductor manufacturing / inspection equipment uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のセラミックヒータの一例を模式的に示
す水平断面図である。
FIG. 1 is a horizontal sectional view schematically showing an example of a ceramic heater of the present invention.

【図2】図1に示したセラミックヒータの一部を模式的
に示す部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view schematically showing a part of the ceramic heater shown in FIG.

【図3】本発明のセラミックヒータの他の一例を模式的
に示す水平断面図である。
FIG. 3 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic heater of the present invention.

【図4】図3に示したセラミックヒータの一部を模式的
に示す部分拡大断面図である。
4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the ceramic heater shown in FIG.

【図5】本発明に係る静電チャックの一例を模式的に示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図6】本発明に係る静電チャックを構成する静電電極
の形状を模式的に示した水平断面図である。
FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view schematically showing the shape of an electrostatic electrode that constitutes the electrostatic chuck according to the present invention.

【図7】本発明に係る静電チャックを構成する静電電極
の形状を模式的に示した水平断面図である。
FIG. 7 is a horizontal cross-sectional view schematically showing the shape of an electrostatic electrode that constitutes 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静電電極
の形状を模式的に示した水平断面図である。
FIG. 8 is a horizontal cross-sectional view schematically showing the shape of an electrostatic electrode forming the electrostatic chuck according to the present invention.

【図9】(a)〜(d)は、図1に示したセラミックヒ
ータの製造工程を模式的に示す断面図である。
9A to 9D are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the ceramic heater shown in FIG.

【図10】(a)は、従来のセラミックヒータの一例を
模式的に示す底面図であり、(b)は、その部分拡大断
面図である。
10A is a bottom view schematically showing an example of a conventional ceramic heater, and FIG. 10B is a partially enlarged cross-sectional view thereof.

【図11】(a)は、従来のセラミックヒータの他の一
例を模式的に示す底面図であり、(b)は、その部分拡
大断面図である。
FIG. 11A is a bottom view schematically showing another example of the conventional ceramic heater, and FIG. 11B is a partially enlarged sectional view thereof.

【図12】(a)は、従来のセラミックヒータの他の一
例を模式的に示す底面図であり、(b)は、その部分拡
大断面図である。
FIG. 12A is a bottom view schematically showing another example of the conventional ceramic heater, and FIG. 12B is a partially enlarged sectional view thereof.

【図13】従来のセラミックヒータの他の一例を模式的
に示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view schematically showing another example of a conventional ceramic heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、30 セラミックヒータ 11、21、31 セラミック基板 11a、31a 加熱面 11b、31b 底面 12、25、32 抵抗発熱体 12a、25a、32a 導電性パッド部 12b、25b、32b 金属配線 121 ワイヤ 13、33 外部端子 14、34 有底孔 15、35 貫通孔 16、36 リフターピン 19、39 スルーホール 19a、39a 袋孔 190 充填層 20、40、60 静電チャック 29 半導体ウエハ 50、50´ グリーンシート 120 導電層 10, 30 Ceramic heater 11, 21, 31 Ceramic substrate 11a, 31a Heating surface 11b, 31b bottom 12, 25, 32 resistance heating element 12a, 25a, 32a conductive pad portion 12b, 25b, 32b Metal wiring 121 wire 13, 33 External terminal 14, 34 Bottomed holes 15,35 through holes 16,36 Lifter pin 19, 39 through hole 19a, 39a blind hole 190 Packed bed 20, 40, 60 Electrostatic chuck 29 Semiconductor wafer 50, 50 'green sheet 120 conductive layer

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 H05B 3/10 C 3/12 3/12 A 3/20 358 3/20 358 3/74 3/74 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA04 AA16 AA21 BA06 BB06 HA04 HA10 JA01 JA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB26 QB44 QB62 QB74 QC19 QC20 QC49 RF03 RF11 RF19 RF26 TT30 VV28 4M106 AA01 BA01 DD30 DJ02 5F031 HA02 HA03 HA08 HA10 HA18 HA19 HA33 HA37 JA01 PA11─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H05B 3/10 H05B 3/10 C 3/12 3/12 A 3/20 358 3/20 358 3/74 3/74 F Term (reference) 3K034 AA02 AA04 AA16 AA21 BA06 BB06 HA04 HA10 JA01 JA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB26 QB44 QB62 QB74 QC19 QC20 QC49 RF03 RF11 RF19 RF03 HA02 HA03 HA02 HA30 HA02 HA30 DD01 HA30 HA02 HA30 JA01 PA11

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円板形状のセラミック基板の内部に、一
または複数の回路からなる抵抗発熱体が形成された半導
体製造・検査装置用セラミックヒータであって、前記回
路は、一または複数の金属配線が複数の導電性パッド部
を介して接続されることにより、形成されていることを
特徴とする半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
1. A ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus, comprising a disk-shaped ceramic substrate and a resistance heating element formed of one or a plurality of circuits formed therein, wherein the circuit comprises one or a plurality of metals. A ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, which is formed by connecting wiring through a plurality of conductive pad portions.
【請求項2】 前記複数の導電性パッド部は、前記セラ
ミック基板と同心円の関係を有する円の円周上に、ほぼ
均等に配置されている請求項1に記載の半導体製造・検
査装置用セラミックヒータ。
2. The ceramic for semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of conductive pad portions are arranged substantially evenly on a circumference of a circle having a concentric relationship with the ceramic substrate. heater.
【請求項3】 前記金属配線は、タングステンおよび/
またはタングステンカーバイドからなる請求項1または
2に記載の半導体製造・検査装置用セラミックヒータ。
3. The metal wiring comprises tungsten and / or
Alternatively, the ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to claim 1 or 2, which is made of tungsten carbide.
【請求項4】 グリーンシートを積層、焼成することに
より、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を有するセラ
ミックヒータを製造する半導体製造・検査装置用セラミ
ックヒータの製造方法であって、一のグリーンシート上
に、箔を接着させるか、または、導体ペーストをスクリ
ーン印刷することにより、複数の導電層を形成し、前記
複数の導電層を接続するように、一または複数の導電性
のワイヤおよび/または細長い箔を載置して固定する導
体配置工程と、前記導電層とワイヤおよび/または箔と
が固定されたグリーンシートと、他の複数のグリーンシ
ートとを積層してグリーンシート積層体を作製するグリ
ーンシート積層工程と、得られたグリーンシート積層体
の脱脂、焼成を行う焼成工程とを含むことを特徴とする
半導体製造・検査装置用セラミックヒータの製造方法。
4. A method of manufacturing a ceramic heater for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus, comprising manufacturing a ceramic heater having a resistance heating element inside a ceramic substrate by stacking and firing green sheets, the method comprising: To form a plurality of conductive layers by adhering foil or screen-printing a conductive paste, and connecting one or more conductive wires and / or elongated wires so as to connect the plurality of conductive layers. A conductor arranging step of placing and fixing a foil, a green sheet on which the conductive layer and wires and / or foils are fixed, and a plurality of other green sheets are laminated to produce a green sheet laminate. A semiconductor manufacturing / inspection device including a sheet laminating step and a firing step of degreasing and firing the obtained green sheet laminate. Method for manufacturing stationary ceramic heater.
【請求項5】 前記一のグリーンシート上に、箔を接着
させるか、または、導体ペーストをスクリーン印刷する
ことにより、複数の導電層を形成する際、前記一のグリ
ーンシート上に想定した円の円周上に、前記複数の導電
層をほぼ均等に配置する請求項4に記載の半導体製造・
検査装置用セラミックヒータの製造方法。
5. When forming a plurality of conductive layers by adhering a foil or screen-printing a conductor paste on the one green sheet, the circles assumed on the one green sheet are formed. The semiconductor manufacturing according to claim 4, wherein the plurality of conductive layers are arranged substantially evenly on the circumference.
Manufacturing method of ceramic heater for inspection equipment.
【請求項6】 前記導電性のワイヤおよび/または細長
い箔は、タングステンおよび/またはタングステンカー
バイドからなる請求項4または5に記載の半導体製造・
検査装置用セラミックヒータの製造方法。
6. The semiconductor manufacturing method according to claim 4, wherein the conductive wire and / or the elongated foil is made of tungsten and / or tungsten carbide.
Manufacturing method of ceramic heater for inspection equipment.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7189946B2 (en) 2004-04-12 2007-03-13 Ngk Insulators, Ltd. Substrate heating device
JP2008028354A (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Applied Materials Inc Substrate processing with rapid temperature gradient control
US9275887B2 (en) 2006-07-20 2016-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate processing with rapid temperature gradient control
JP2017120825A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 日本特殊陶業株式会社 Electrode built-in substrate
JP2017228360A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 日本特殊陶業株式会社 Heating member and electrostatic chuck
KR20180083539A (en) * 2017-01-13 2018-07-23 쿠어스택 가부시키가이샤 Planar heater
KR20180097586A (en) * 2015-12-28 2018-08-31 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Disc-type heater and heater cooling plate assembly
CN110241403A (en) * 2019-07-23 2019-09-17 芜湖通潮精密机械股份有限公司 A kind of heater and preparation method thereof reducing the temperature difference and application
JP2020035943A (en) * 2018-08-31 2020-03-05 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing electrode embedded member
US10674566B2 (en) 2017-03-02 2020-06-02 Coorstek Kk Planar heater
CN116113084A (en) * 2023-04-07 2023-05-12 无锡卓瓷科技有限公司 Ceramic heating plate
KR102554012B1 (en) * 2022-10-05 2023-07-10 이종문 Ceramic heaters including thin film type heater and electrode and their manufacturing methods
US12174220B2 (en) 2020-01-30 2024-12-24 Kyocera Corporation Heater substrate, probe card substrate, and probe card
KR102829930B1 (en) * 2020-01-30 2025-07-04 교세라 가부시키가이샤 Heater substrate, substrate for probe card and probe card

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7189946B2 (en) 2004-04-12 2007-03-13 Ngk Insulators, Ltd. Substrate heating device
JP2008028354A (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Applied Materials Inc Substrate processing with rapid temperature gradient control
KR101532906B1 (en) * 2006-07-20 2015-07-01 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Substrate processing with rapid temperature gradient control
US9275887B2 (en) 2006-07-20 2016-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate processing with rapid temperature gradient control
US9883549B2 (en) 2006-07-20 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having rapid temperature control
US10257887B2 (en) 2006-07-20 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly
KR102552450B1 (en) 2015-12-28 2023-07-05 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Disc Heater and Heater Cold Plate Assemblies
JP2017120825A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 日本特殊陶業株式会社 Electrode built-in substrate
CN108475656B (en) * 2015-12-28 2023-09-05 日本碍子株式会社 Disc-shaped heater and heater cooling plate assembly
KR20180097586A (en) * 2015-12-28 2018-08-31 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Disc-type heater and heater cooling plate assembly
CN108475656A (en) * 2015-12-28 2018-08-31 日本碍子株式会社 Discoid heater and heater coldplate component
JP2017228360A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 日本特殊陶業株式会社 Heating member and electrostatic chuck
KR101941765B1 (en) * 2017-01-13 2019-01-23 쿠어스택 가부시키가이샤 Planar heater
KR20180083539A (en) * 2017-01-13 2018-07-23 쿠어스택 가부시키가이샤 Planar heater
US10674566B2 (en) 2017-03-02 2020-06-02 Coorstek Kk Planar heater
JP2020035943A (en) * 2018-08-31 2020-03-05 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing electrode embedded member
JP7161892B2 (en) 2018-08-31 2022-10-27 日本特殊陶業株式会社 Method for manufacturing electrode-embedded member
CN110241403A (en) * 2019-07-23 2019-09-17 芜湖通潮精密机械股份有限公司 A kind of heater and preparation method thereof reducing the temperature difference and application
US12174220B2 (en) 2020-01-30 2024-12-24 Kyocera Corporation Heater substrate, probe card substrate, and probe card
KR102829930B1 (en) * 2020-01-30 2025-07-04 교세라 가부시키가이샤 Heater substrate, substrate for probe card and probe card
KR102554012B1 (en) * 2022-10-05 2023-07-10 이종문 Ceramic heaters including thin film type heater and electrode and their manufacturing methods
CN116113084A (en) * 2023-04-07 2023-05-12 无锡卓瓷科技有限公司 Ceramic heating plate
CN116113084B (en) * 2023-04-07 2023-06-06 无锡卓瓷科技有限公司 Ceramic heating plate

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